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无线传感网络分布式图像压缩传输算法研究

作 者: 吴恩霖
导 师: 胡斌杰; 罗旭光
学 校: 华南理工大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: 分布式处理 图像压缩 小波变换 SPIHT
分类号: TN919.8
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 25次
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内容摘要


分布式图像压缩技术是无线传感网络的研究热点。在无线传感网络环境中,单个传感器节点的计算能力和能量严重受限。若是在无线传感网络中处理图像信息,由于巨大的数据计算能耗与通信能耗,对图像信息采取传统的集中式压缩处理会使单个传感器节点的能量很快耗尽,极大缩短网络生命周期。在无线传感网络中应用分布式图像压缩,可把单一节点的复杂计算任务有效均衡到周边节点,提高网络能耗均衡性,从而延长无线传感网络的生命周期。本文对无线传感网络中分布式图像压缩传输算法进行系统的研究,提出基于SPIHT的分布式图像压缩传输算法,并设计开发了图像处理演示平台。本文的主要工作及创新点如下:1.全面阐述了无线传感器网络中分布式数据处理技术的研究背景及相关理论,重点分析了分布式图像压缩技术的特点和应用前景。2.详细介绍了小波变换的主要理论以及小波变换在图像压缩中的应用,并且深入研究基于小波变换的图像压缩经典算法。3.提出分布式图像压缩传输算法。该算法简化了分布式结构的无线传感网络,对彩色图像实行分通道分块压缩传输,并在多个编码节点并行实现分块的SPIHT编码任务,克服了一般无线传感网络分布式网络结构复杂、节点能耗分配不均及通信能耗过大的缺点,有效提高无线传感器网络的生命周期。4.为提出的分布式图像压缩传输算法开发设计了图像处理演示平台。该平台有效实现并验证了本文提出的算法,操作效果良好,可以有效实现分布式图像压缩传输,均衡无线传感网络能耗,提高网络寿命,具有较强的实用性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 无线传感网络概述  10-12
  1.2 分布式数据处理  12-13
  1.3 分布式图像压缩  13-14
  1.4 论文章节内容安排  14-15
第二章 无线传感网络图像压缩技术与理论  15-25
  2.1 小波变换简要介绍  15-18
    2.1.1 小波变换数学理论基础  15-16
    2.1.2 图像数据小波变换  16-18
  2.2 小波变换在图像压缩中的应用  18-19
  2.3 基于提升格式的小波变换  19-22
    2.3.1 提升算法的基本步骤  19-21
    2.3.2 提升格式与对偶提升格式的构造方程  21-22
  2.4 小波基简介  22-24
    2.4.1 衡量小波基的指标  22-23
    2.4.2 常用的小波基  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 基于小波变换的图像压缩编码经典算法  25-34
  3.1 嵌入式零树小波编码算法(EZW)  25-27
  3.2 分层小波树集合分割算法(SPIHT)  27-28
  3.3 最优截断的嵌入式块编码算法(EBCOT)  28-29
  3.4 几种基于小波变换的图像压缩算法比较  29-30
  3.5 SPIHT 算法详细解析  30-33
  3.6 本章小结  33-34
第四章 分布式图像压缩传输算法  34-62
  4.1 多节点协同  34
  4.2 基于小波变换的分布式图像处理算法  34-38
  4.3 基于 SPIHT 的分布式图像压缩传输算法  38-53
    4.3.1 改进的网络结构  38-39
    4.3.2 选取图像质量评价标准  39-41
    4.3.3 选取小波数据编码算法  41
    4.3.4 选取小波变换算法  41-44
    4.3.5 选取码率  44-49
    4.3.6 选取小波分解层数  49-52
    4.3.7 基于 SPIHT 的分布式图像压缩传输算法  52-53
  4.4 算法仿真  53-61
    4.4.1 能量损耗模型  53-54
    4.4.2 性能仿真理论  54-55
    4.4.3 节点能耗与单跳平均距离关系分析  55-58
    4.4.4 网络能耗与传输跳数关系分析  58-59
    4.4.5 网络生命周期与节点密度关系分析  59-61
  4.5 本章小结  61-62
第五章 分布式图像压缩传输处理平台  62-77
  5.1 运行环境  62
  5.2 功能介绍  62-66
    5.2.1 图像采集及分割界面  62-63
    5.2.2 解码图像界面  63-64
    5.2.3 文件传输界面  64-66
  5.3 平台演示  66-74
    5.3.1 搭建网络  66-70
    5.3.2 采集节点  70-71
    5.3.4 编码节点  71-72
    5.3.5 传输节点  72-74
  5.4 平台效果分析  74-76
  5.5 本章小结  76-77
结束语  77-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间取得的研究成果  83-84
致谢  84-85
附件  85

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信
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