无线多媒体传感器网络中图像信息的压缩与传输

发布时间：2017-04-01 23:18

  本文关键词：无线多媒体传感器网络中图像信息的压缩与传输，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线多媒体传感器网络的出现,将人们的研究视角从传统的标量无线传感器网络转移到了装备有能够获取视频、音频以及标量信息的多媒体设备的网络中来,使人们能够对物理世界更为丰富的信息通过数字化手段进行感知。但无线多媒体传感器节点由于成本和体积因素的制约,存在电源能量受限、计算和存储能力有限的特点,而图像信息与传统标量信息相比又具有文件体积增大、计算量复杂度加倍的特点,因此,如何在硬件受限的环境下,保证图像采集的质量和数量,就成为技术人员需要解决的难题。本文通过对数字图像压缩过程的改进和无线传感器网络路由协议的改进,来解决上述问题,本文的研究目标为图像信息。本文提出在数字图像压缩过程中,优先编码感兴趣区域和仅对感兴趣区域进行编码两种思路,并在第一种思路中给出使用普通小波进行离散小波变换时图像感兴趣区域对应的小波域掩膜计算方法,在第二种思路中对SPIHT算法进行改进,以更好的与形状自适应离散小波变换算法相结合。实验表明,在比特率低于1.0的情况下,使用优先编码图像感兴趣区域的方法图像压缩效果要优于不对图像感兴趣区域进行区分时的压缩效果;只对图像感兴趣区域进行编码的方法,与不对图像感兴趣区域进行区分的压缩方法相比,图像降低的PSNR值可以接受,且同比特率下压缩得到的图像数据流体积有明显减小,能耗得到降低。同时,本文在HEED协议的基础上,对其簇头与sink节点的通信方式进行优化,改为考虑节点剩余能量的逐跳路由算法,该算法的设计较为简单,时间复杂度为2O(n),实验表明,无线多媒体传感器网络采集的图像数据量与原算法相比增长了5.5%左右,网络的生命周期得到延长。
【关键词】：无线多媒体传感器网络 图像压缩 图像感兴趣区域 能量感知路由协议
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-13
• 1.1 课题研究背景与意义11-12
• 1.2 课题研究国内外现状12
• 1.3 本文组织结构12-13
• 第2章 无线多媒体传感器网络概述13-21
• 2.1 无线多媒体传感器网络概念13
• 2.2 无线多媒体传感器网络的结构13-14
• 2.3 无线多媒体传感器网络的应用14-16
• 2.4 图像信息采集目前面临的问题16
• 2.5 目前已有的解决方案16-20
• 2.5.1 基于条带的编码技术16-18
• 2.5.2 基于离散小波变换的分布式图像压缩18-19
• 2.5.3 基于离散余弦变换的分布式图像压缩19-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第3章 数字图像压缩与路由协议21-28
• 3.1 数字图像压缩21-23
• 3.1.1 图像编码模型21-23
• 3.1.2 基于小波变换的图像压缩23
• 3.2 网络路由协议23-27
• 3.2.1 平面路由协议24
• 3.2.2 网络分层路由24-27
• 3.3 本章小结27-28
• 第4章 针对感兴趣区域的图像压缩算法28-51
• 4.1 网络架构28-29
• 4.2 感兴趣区域优先编码的图像压缩算法29-43
• 4.2.1 图像感兴趣区域的概念29
• 4.2.2 压缩算法描述29-36
• 4.2.3 实验结果与分析36-43
• 4.3 仅对感兴趣区域编码的图像压缩算法43-50
• 4.3.1 算法思想43-44
• 4.3.2 修改后的SPIHT算法描述44-48
• 4.3.3 实验结果与分析48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 基于能量感知的簇头数据传输算法51-62
• 5.1 算法思想51-52
• 5.2 算法描述52-54
• 5.3 实验结果与分析54-61
• 5.4 本章小结61-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文68

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