Đồ án Nghiên cứu tìm hiểu nguyên tắc làm việc của máy fax và các thuật toán nén ứng dụng trong máy fax

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG-------o0o-------Giáo viên hướng dẫn : Th.s Võ Văn Tùng Thực hiện : Đinh Tuấn TùngMã sinh viên : 080257Báo cáo đồ án tốt nghiệpĐề tài :Nghiên cứu tìm hiểu nguyên tắc làm việc của máy fax và các thuật toán nén ứng dụng trong máy fax . 1Phần 1 : Khái niệm về máy Fax, phân loại máy FaxPhần 2 : Máy Fax – G3 : cấu tạo và nguyên lý hoạt động Nội dung báo cáo 2Phần 1 : Khái niệm máy Fax1.1 : Khái niệm : Facsimile (viết tắt là Fax) là thiết bị dùng để sao chép tài liệu từ xa một cách nhanh nhất có thể được. Máy Fax có thể xem như hai máy photocopy được nối với nhau qua đường điện thoại . Nó là loại thiết bị dùng để truyền tài liệu qua mạng điện thoại công cộng .31.2 .Ưu nhược điểm :Ưu : Có thể truyền được nhiều dạng tài liệuThiết bị dễ sử dụng , có thể lắp đặt dễ dàngThông tin được truyền rất nhanh chóng ,có thể bảo mậtNhược :Tốc độ truyền thông tin phụ thuộc vào chất lượng đường truyền (nhiễu) của mạng điện thoại công cộng Máy chỉ có thể truyển tài liệu lớn nhất là cỡ A3 theo chiều dọc (297 x 420 mm).Thông tin được truyền đi trên mạng điện thoại công cộng nên dễ bị can thiệp một cách bất hợp pháp 41.3 : Phân loại máy Fax : Phân chia thành 4 nhóm G1,G2,G3 và G4 thông qua tiêu chuẩn chủ yếu là tốc độ truyền . a.máy Fax nhóm 1 : Tốc độ truyền 4(6)phút/trang A4b. Máy Fax nhóm 2 : Tốc độ truyền 3 phút / trang A4c. Máy Fax nhóm 3 : tốc độ truyền <1 phút / trang d. Máy Fax nhóm 4 : làm việc trên mạng ISDN51.4 Nguyên lý làm việc của máy Fax :Tài liệu truyền qua máy Fax có thể đọc hoặc quét , mỗi trang tài liệu được truyền sẽ biến đổi thành tín hiệu điện tương ứng và được gửi đi trên đường truyền .Ở đầu thu , nhận được và biến đổi ngược lại thành hình ảnh ban đầu .61.5 Các thủ tục Fax Trong quá trình truyền dữ liệu các máy Fax phải thực hiện các thủ tục sau :Giai đoạn 1 : thiết lập cuộc liên lạc Giai đoan 2 : thủ tục trước khi phát tài liệu Giai đoạn 3 : phát tài liệuGiai đoạn 4 : thủ tục sau khi phát tài liệu Giai đoạn 5 : ngắt liên lạc7Phần 2 : Máy Fax G3 : cấu tạo và nguyên lý hoạt động 2.1 : cấu tạo máy Fax 2.1.1 sơ đồ cấu tạo máy Fax – G3 :A/DConverter Mã hóaMH-MR-MMRModemphátPSTNđường thoạiModemnhậnGiải mãMH-MR-MMRMáy in nhiệtCCDscanner Đầu phátĐầu thu82.1.2 Chức năng của các thành phần máy quét .b. A/D Converter (Analog – to – Digital).c. Two – line Memory . d. Bộ phận mã hóa . e. Bộ nhớ đệm ( Buffer Memory ).f. Điều chế ( Modem phát)g.Giải điều chế (Modem nhận)h. Bộ phận giải mãi. Máy in92.2 Các lược đồ mã hóa dùng trong máy Fax – G3 :2.2.1 Lược đồ mã hóa một chiều– Modified Huffman (MH) Hình ảnh số được truyền qua máy Fax được tạo thành bằng cách quét mỗi trang tráiphải , trêndưới tạo thành ảnh bit map của các phần tử đen &trắng . Lược đồ mã Huffman sử dụng từ mã độ dài thay đổi để biểu diễn cho độ dài của các loạt đen , trắng ; Để có bảng mã ngắn hơn nên mã Modified Huffman (MH) đã ra đời102.2.1 Lược đồ mã hóa một chiều (tiếp) Mã hết dòng (EOL).Từ mã này đi theo sau mỗi dòng dữ liệu  báo hết dòng Dạng từ mã hết dòng : 000000000001 ( 11bit 0 và 1 bit 1 ). Mã đệm (FILL).Thời gian trễ có thể xuất hiện trong thông báo bằng cách truyền các mã đệm . Mã đệm có thể chèn vào giữa phần mã dữ liệu và mã hết dòng Dạng : là xâu có độ dài thay đổi các bit 0 Mã trở lại điều khiển (RTC).Kết thúc việc truyền tài liệu bằng việc gửi đi 6 mã hết dòng liên tiếp . Dạng : 000000000001.000000000001(tổng số : 6 lần )11Bảng 3 : Bảng từ mã đầu cuối Loạt trắngLoạt đen Độ dàiTừ mãĐộ dàiTừ mã00011010100000110111100011110102011121131000310.....6100110010 61000001011010 6200110011 62000001100110 6300110100 63000001100111 12Bảng 4 : Bảng mã thiết lập Loạt trắngLoạt đenĐộ dàiTừ mãĐộ dài Từ mã6411011640000001111128100101280000110010002920101112920000110010012560110111256000001011011320001101103200000001100113840011011138400000011010044801100100448000000110101.1728010011011 17280000001100101 EOL000000000001 EOL000000000001 132.2.2. Lược đồ mã hóa hai chiều – Modified READ (MR).Nguyên lý làm việc của lược đồ mã hóa MR :a. Dữ liệu : a.1 Tham số K :Để hạn chế vùng nhiễu do lỗi truyền , sau mỗi dòng mã một chiều thì sẽ chỉ có nhiều nhất là K -1 dòng được mã theo lược đồ mã hóa hai chiều . a.2 Mã hai chiều :Đây là phương pháp mã hóa tuần tự (line – by – line ) ở đó vị trí của mỗi phần tử ảnh thay đổi trên dòng mã được mã có liên hệ đến vị trí của các phần tử tham chiếu tương ứng ở trên dòng mã ( mã trên dòng tham chiếu – là dòng mã ngay trên dòng mã hiện thời ) . Sau khi dòng mã được mã xong thì nó sẽ trở thành dòng tham chiếu cho dòng mã tiếp theo . 14 Phần tử thay đổi : là phần tử mà màu của nó khác với màu của phần tử ngay trước nó trên cùng một dòng mã ; có các dạng phần tử thay đổi như sau : a0,a1,a2,b1,b2 Tùy thuộc vào vị trí của các phần tử thay đổi mà sẽ có 1 trong 3 chế độ mã sau được chọn .Chế độ Pass: Chế độ này được xác định khi b2 nằm ở bên trái của a1 . Khi chế độ này được dùng để mã xong , a0 sẽ được đặt ở vị trí ngay bên dưới b2 trên dòng mã để chuẩn bị cho bước mã tiếp theo . a0a1a'0b2b115 Chế độ mã dọc : Khi chế độ này được xác định ,vị trí của a1 được mã có quan hệ với vị trí b1 . Khi chế độ này được dùng để mã xong thì vị trí của a0 sẽ được đặt ở vị trí của a1. Chế độ mã ngang. Khi chế độ này được xác định , thì cả hai loạt chạy a0a1 và a1a2 đều được mã bằng từ mã H + M(a0a1)+ M(a1a2). a0a1a2b2b1a1b1a0a1a1a2Chế độ NgangChế độ DọcHình 8: chế độ Dọc và Ngang16Bảng 6 : Bảng mã hai chiềuChế độ mãPhần tử được mãKí hiệuTừ mãPassb1,b2P0001Nganga0a1,a1a2H001+M(a0a1)+M(a1a2)Dọca1 ngay dưới b1a1b1=0V(0)1 a1 bên phải b1a1b1=1VR(1)011a1b1=2VR(2)000011a1b1=3VR(3)0000011a1 bên trái b1a1b1=1VL(1)010a1b1=2VL(2)000010a1b1=3VL(3)0000010Mở rộng2 chiều mở rộng1 chiều mở rộng0000001xxx000000001xxxGhi chú : M(a0a1),M(a1a2) là các từ mã được lấy từ bảng 3 và 4 .Ở chế độ không nén các bit xxx=111172.2.3 Lược đồ mã hai chiều mở rộng – Modified Modified READ (MMR)Lược đồ mã hóa hai chiều mở rộng (MMR) là lược đồ mã hóa cơ sở của máy fax G4 . Nó có thể sử dụng như một lược đồ mã hóa tùy chọn cho các máy Fax G3 với điều kiện là phải sử dụng cùng với chế độ sửa sai (Error correction Mode -ECM) . 182.2.4 Thủ tục máy Fax (nghi thức – Protocol) Nghi thức của máy Fax G3 là một tập các quy định chi phối việc liên lạc giữa hai máy Fax Việc thiết lập cuộc gọi Fax và gửi tài liệu được chia thành 5 bước: b1: thiết lập cuộc gọi:b2 : thủ tục trước khi phát tài liệu b3 : phát tài liệu b4 : thủ tục sau khi phát tài liệub5 : kết thúc cuộc gọi192.2.5 Máy Fax bảo mật Có hai vấn đề bảo mật cơ bản liên quan đến việc liên lạc điểm tới điểm (point – point ) giữa máy Fax gửi và nhận . Vấn đề thứ nhất là dữ liệu Fax có thể bị chặn hoặc bị thay đổi mà không bên nào biết . Vấn đề thứ hai là việc xác thực liệu có đúng là người gửi và người nhận được tài liệu hay không ?Giải pháp để bảo mật dữ liệu được truyền là sử dụng một hệ thống mật mã để mã hóa thông tin trước khi truyền theo một cách nào đó . Hệ thống mật mã khóa bí mật (secret key cryptosystem)Hệ thống mật mã khóa công khai (public key cryptosystem) 20Lời cảm ơnEm xin chân thành cảm ơn thầy Võ Văn Tùng cùng các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ em trong thời gian vừa qua để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình----------Hết----------21