WMSN中基于兴趣区域检测的JPEG编码算法

为了提高资源受限的无线多媒体传感器网络中视频监控图像序列的压缩效果,提出一种基于变化检测和DCT系数裁剪的JPEG图像编码方法。通过变化检测算法确定监控图像中的兴趣区域,对于兴趣区域保留全部DCT系数进行编码,在背景区域编码时对DCT系数进行裁剪。算法分析和仿真实验结果表明,提出的方法能同时保证高的压缩率和兴趣区域的图像质量,在图像质量和能量消耗之间达到了一个较好的平衡。     

面向无线多媒体传感器网络的JPEG 2000图像编码算法

在资源受限的无线多媒体传感器网络(WMSNs)中进行图像编码和传输需要综合考虑能量消耗、压缩率和图像质量三者之间平衡的图像编码方案。对基于离散小波变换的图像编码算法的能耗进行建模分析,提出了一种适用于WMSNs的能量有效的JPEG 2000图像编码算法,根据网络条件和图像质量的限制,使用查找表来选择适当的量子化层级和小波变换层级以减少能量消耗。并采用半可靠的方案进行图像传输,节点根据剩余能量和数据优先级来决定转发或丢弃。仿真实验结果表明:所提出的方法能够在保证所要求图像质量的情况下,有效地降低无线传感器节点的计算和通信能耗。     

多媒体传感器网络中基于两跳簇结构的图像传输方案

与传统无线传感器网络节点能量绝大部分消耗在无线收发上不同,无线多媒体传感器网络中数据处理与传输能耗具有“均匀“分布的特点.通过分析表明,传统无线传感器网络簇结构下的数据传输策略并不适合于无线多媒体传感器网络.因此提出了一种基于两跳簇结构的图像传输方案,通过增加中继节点负责图像的压缩编码和转发,在减小相机节点图像传输能耗的同时,大大缓解了相机节点和簇头的图像处理能耗压力.仿真结果表明,该图像传输方案极大的延长了网络的生命周期,非常适合于能量有限的无线多媒体传感器网络.     

基于压缩感知的低能耗图像传感器节点研究

在无线多媒体传感器网络中,多媒体传感器节点的能耗问题是限制其应用和发展的重要因素。从图像编码复杂度和编码压缩率方面对节点的能耗进行分析,研究基于压缩感知(CS)的图像编码理论和节点的能耗模型。然后结合能耗模型,通过实验仿真分析DCT-CS图像编码方案和JEPG图像编码方案的图像编码和传输总能耗。实验结果表明,相比于JPEG方案,DCT-CS方案能够降低节点的总能耗。最后,在STM32F103和CC2530硬件平台上完成基于DCT-CS编码的图像传感器节点软、硬件设计,以达到降低节点能耗的目的。     

无线多媒体传感器网络图像通信性能分析

对无线视频传感器节点的图像通信活动进行研究,分析了其在资源受限的无线多媒体传感器网络中进行图像编码和传输的性能。对基于DCT和DWT的图像编码与传输的能量消耗和率失真进行建模分析。根据所建立的能量消耗与率失真模型,对有限的能量和传输带宽进行优化分配。根据监测场景的统计信息,调整编码中所使用的参数,以使得能量消耗最小化。仿真实验结果表明,所提出的方法在保证应用所需图像质量的情况,有效地降低了无线传感器节点的数据通信量和计算过程的能耗。     

井下无线多媒体传感器网络图像传输技术研究

本文在分析分布式视频编解码技术具有低复杂度、低存储、低能耗的特点以及无线多媒体传感器网络具有自组织性、放置灵活、移动性强等特点后;根据煤矿巷道狭长的特点,设计一种煤矿井下救灾应急通信系统,并以此系统框架为基础提出了适于井下长距离分布式图像编码传输技术和基于伙伴协助的图像传输方案:多媒体节点将采集到的图像首先进行量化处理,然后将压缩任务分布到伙伴节点,伙伴节点将压缩后的数据传输给簇首,最后由簇首转发该压缩数据至汇集节点,在地面的服务器上进行解压缩和数据融合,合成分辨率较高的图像。最后通过与传统三种基于簇的图像传输方案比较,本文提出的基于伙伴协助的视频流传输方案极大地缓解了多媒体节点的能耗压力,很好地平衡了网络节点能耗,更能有效地延长网络的生命周期。     

无线多媒体传感器网络能量均衡的多跳图像传输机制

针对由普通节点和图像节点组成的异构无线多媒体传感器网络,提出了基于图像节点邻域协作压缩的多跳图像传输机制MHIT。该机制在发送图像前,首先根据传输距离和路由跳数判断是否需要压缩图像,若压缩图像后再传输消耗更多能量,则直接发送图像;否则,图像节点将图像压缩任务分发给邻域内的普通节点协作完成,均衡了网络能量消耗,极大地缓解了图像节点的能耗压力。实验结果表明,MHIT有效解决了无线多媒体传感器网络因图像压缩而引发的能量空洞问题,明显延长了网络生存期,特别适合于大规模无线多媒体传感器网络远距离图像传输。     

无线传感器网络潜在盲区检测算法

随着无线传感器在军事区域、人迹罕至区的监控和安全资源保护等方面的广泛应用,无线传感器网络也给整个监控区域带来了诸如传感器能源、区域覆盖等问题.针对传感器区域覆盖方面,从另一个侧面分析和揭示了由于播撒随机性和个体传感器监控的局限性所导致整个区域无线传感器网络可能存在的潜在盲区的出现,并提出了相应的潜在盲区检测算法和解决方案.通过大量的实验验证了无线传感器网络潜在盲区检验算法的可行性和有效性,并通过相应的解决方案有效弥补了潜在的漏洞.     

无线多媒体传感器网络视频流区分服务多径Qos路由算法

无线多媒体传感器网络视频流传输需要提供多样性QoS保障,传统的无线传感器网络路由协议不能很好地保证多媒体视频流数据传输, 改进多径路由算法TPGF下一跳节点选择方法,提出一种适合视频流传输的区分服务多路径Qos路由算法DSMQRA。综合考虑各路径跳数与节点剩余能量情况,在源节点与汇聚节点间找到多条优化的节点不相交路径;采用区分服务机制,重点保护视频流关键帧,提高视频流传输质量。在NS2环境下与AODV、GPSR、TPGF等算法进行仿真对比分析,实验结果表明DSMQRA算法能够有效延长网络生存时间、降低丢包率、减小帧延时、图像峰值信噪比较高,更加适合无线多媒体传感器网络视频流数据传输。     

基于ZigBee协议的图像无线传输系统设计

本文提出了基于无线传感器网络的图像无线传榆系统.该系统以OV528作为JPEG图像数据压缩芯片,采用支持ZigBee协议的JN5121作为数据传输主控芯片,构成MESH结构的无线传感器网络,该无线传感器网络可以将JPEG图像数据发送到多个监控点.所提出的基于ZigBee协议的图像无线传输系统能耗极低、数据传输安全而且数据传输完全免费,具有较高实用价值,可以广泛地用于灾害监控、汽车防盗、安全监控等领域.     

基于ZigBee的图像采集传输系统的设计与实现

介绍了一种基于ZigBee的图像采集传输无线多媒体传感网络系统的设计与实现。系统采用JPEG压缩摄像头及CC2530无线SoC芯片构成节点,实现了参数设置、图像浏览、拓扑结构显示、数据分析和列表等功能,能够实现图像的采集和无线传输。系统具有自组织组网、多种供电方式、功耗低、稳定性强、可扩展性好等特点。     

Enabling low bit-rate and reliable video surveillance over practical wireless sensor network

With the rapid development of hardware and embedded systems, wireless sensor networks (WSNs) are being developed for surveillance applications. While meriting more in-depth research and development, deploying a practical WSN for surveillance is challenging due to the limited power and bandwidth of the battery-operated sensor nodes. In this paper, we first propose an energy-efficient image transportation strategy through motion detection. In case of data delivery over long distance, this paper further investigates the use of cooperative communications to design a reliable image transmission scheme over WSN, and demonstrates its effectiveness in improving network reliability in wireless multimedia sensor networks.     

无线多媒体传感器网络中相机节点的设计与实现

相机节点是组建无线多媒体传感器网络(WMSNs)的核心部分。提出了一种基于TMS320C6204的低功耗、低成本、中等图像传输质量的WMSNs相机节点设计方案,完成了相应的硬件电路设计,介绍了其工作原理、系统流程,详细说明了DSP与图像传感器、DSP与无线收发模块之间的接口方法,并基于波特率、图像压缩进行了定量分析。     

无线多媒体传感器网络中一种自适应的报头压缩机制

无线多媒体传感器网络传输大数据量的音频、视频、图像等数据,需要高效地利用宝贵的无线信道资源.报头压缩技术能够减小传输的数据量,提高信道利用效率.提出一种自适应的报头压缩机制AAHC,基于对信道状态的准确估计,动态调整压缩算法的参数,并使用UDP(user datagram protocol) Lite协议作为传输层协议. AAHC机制在获得较高压缩效率的同时,可保证报头压缩的抗差错鲁棒性.仿真结果表明,AAHC机制的性能优于传统的ROHC(robust header compression)机制和CRTP(compressed RTP)机制.     

无线多媒体传感器网络QoS路由算法研究

由于廉价的CMOS摄像头、麦克风的出现,以及对含有丰富信息的图像,视频和音频信息需求导致了无线多媒体传感器网络-(WMSN)的出现.WMSN具有资源有限、可变的信道容量、数据高度冗余等特点,使得WMSN的QoS路由具有极大的挑战性.提出了一种基于Mesh结构的WMSN,并在该结构体系下,提出了一种基于蚁群算法的QoS路由算法.实验研究表明,蚁群算法具有不依赖全局信息的优点,具有应用于WMSN的前景.实验同时表明,决定蚁群算法收敛速度以及会影响传感器网络性能的一些关键参数较难确定,需要进一步研究.     

Object extraction scheme and protocol for energy efficient image communication over wireless sensor networks

To date, wireless sensor networks lack the most powerful human sense – vision. This is largely due to two main problems: (1) available wireless sensor nodes lack the processing capability and energy resource required to efficiently process and communicate large volume of image data and (2) the available protocols do not provide the queue control and error detection capabilities required to reduce packet error rate and retransmissions to a level suitable for wireless sensor networks. This paper presents an innovative architecture for object extraction and a robust application-layer protocol for energy efficient image communication over wireless sensor networks. The protocol incorporates packet queue control mechanism with built-in CRC to reduce packet error rate and thereby increase data throughput. Unlike other image transmission protocols, the proposed protocol offers flexibility to adjust the image packet size based on link conditions. The proposed processing architecture achieves high speed object extraction with minimum hardware requirement and low power consumption. The system was successfully designed and implemented on FPGA. Experimental results obtained from a network of sensor nodes utilizing the proposed architecture and the application-layer protocol reveal that this novel approach is suitable for effectively communicating multimedia data over wireless sensor networks.