無線視頻傳感器網(wǎng)絡節(jié)能技術研究

【摘要】：無線視頻傳感器網(wǎng)絡是由一組具有計算、存儲以及通訊能力的視頻傳感器節(jié)點所組成的分布式感知網(wǎng)絡。相對于傳統(tǒng)WSN，無線視頻傳感器網(wǎng)絡視頻信息量更大，硬件資源有限的特點更加突出，因此在滿足一定性能要求的前提下，采用適當?shù)墓?jié)能策略盡可能的降低節(jié)點能耗，對節(jié)省成本和有效完成信息采集任務具有非常重要的意義。 本文主要從數(shù)據(jù)處理方面進行節(jié)能研究，采用了低復雜度的分布式視頻編碼框架并在此基礎上進行改進。 論文的主要工作及取得的研究成果如下： 1.將LBT變換應用于分布式視頻編碼中，在變換域編碼系統(tǒng)DCT變換的基礎上對LBT變換算法進行了改進。利用了整數(shù)提升的原理，以DCT變換作為基礎，對LBT變換算法進行整數(shù)提升的改進。改進后的算法避免了計算量大的浮點加法與乘法的運算，而只需要少量的移位和整數(shù)加法操作，因而實現(xiàn)更簡單。實驗結果表明，與DCT變換相比不僅計算量大大減少并且性能也得到了一定程度的提升。 2.在深入研究分布式視頻編解碼技術的理論基礎上，將IRA碼應用于分布式視頻編碼的算法中。把IRA碼類Tubro碼和LDPC碼的特性應用到分布式視頻編碼中，使得其與Tubro碼一樣編碼端具有較低的復雜度，并且譯碼端采用與LDPC碼相同的迭代譯碼算法，大大減少了譯碼端的錯誤平層。通過仿真與基于LDPC碼的分布式視頻編碼進行比較，得出IRA碼與LDPC碼有著接近的優(yōu)異性能且碼長較長時要好于LDPC碼，但編碼復雜度卻由O (k2)變?yōu)镺 (k)。 3.對Key幀傳統(tǒng)幀內(nèi)編碼零系數(shù)塊判決算法進行改進。利用相鄰塊預測當前編碼零系數(shù)塊的信息并根據(jù)情況靈活地調(diào)整零系數(shù)塊判決門限，從而提高了零值判決率。改進后的算法避免了對零系數(shù)塊的變換量化等過程，和已有算法相比，其顯著地提高了零塊系數(shù)塊判決率，也節(jié)省了編碼時間，這樣不僅提高了編碼速度，也滿足了無線視頻傳感器網(wǎng)絡節(jié)能的要求。 【關鍵詞】：無線視頻傳感器網(wǎng)絡 分布式視頻編碼 整數(shù)提升 零系數(shù)塊判決算法
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.1.1 課題研究背景9-11
• 1.1.2 課題研究意義11
• 1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 無線視頻傳感器網(wǎng)絡研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 節(jié)能方法研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文研究內(nèi)容及結構安排15-17
• 1.3.1 論文研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 全文結構安排16-17
• 第二章 無線視頻傳感器網(wǎng)絡編解碼實現(xiàn)方案17-27
• 2.1 無線視頻傳感器節(jié)能方法17-19
• 2.2 分布式視頻編碼19-22
• 2.2.1 分布式視頻編碼概況19
• 2.2.2 無損編碼理論19-21
• 2.2.3 有損編碼理論21-22
• 2.3 分布式視頻編解碼的實現(xiàn)方案22-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第三章 基于整數(shù)提升 LBT 變換快速算法27-42
• 3.1 LBT 變換概述及其在分布式視頻編碼中的應用27-30
• 3.1.1 LBT 變換概述27-29
• 3.1.2 LBT 變換在分布式視頻編碼中的應用29-30
• 3.2 整數(shù)提升算法的基本原理30-32
• 3.2.1 提升算法的基本原理30-31
• 3.2.2 整數(shù)提升算法的基本原理31-32
• 3.3 一種改進的整數(shù)提升 LBT 變換快速算法32-36
• 3.3.1 整數(shù)提升的 8 點 DCT 快速算法32-34
• 3.3.2 改進的整數(shù)提升 LBT 變換快速算法34-36
• 3.4 仿真結果與分析36-41
• 3.4.1 改進后算法復雜度比較及分析36-38
• 3.4.2 性能測試38-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第四章 IRA 碼在分布式視頻編碼中的應用研究42-57
• 4.1 IRA 碼概述及其在分布式視頻編碼中的應用42-43
• 4.1.1 IRA 碼的概述42-43
• 4.1.2 IRA 碼在分布式視頻編碼中的應用43
• 4.2 IRA 碼的編解碼算法43-52
• 4.2.1 IRA 碼的編碼算法43-48
• 4.2.2 IRA 碼的解碼算法48-52
• 4.3 仿真結果與分析52-55
• 4.3.1 IRA 碼與 LDPC 碼編碼復雜度比較與分析52-53
• 4.3.2 IRA 碼與 LDPC 碼性能比較與分析53-55
• 4.4 本章小結55-57
• 第五章 Key 幀傳統(tǒng)幀內(nèi)編碼零系數(shù)塊判決算法57-70
• 5.1 Key 幀傳統(tǒng)幀內(nèi)編碼概述57-58
• 5.2 傳統(tǒng) H.264 編解碼系統(tǒng)結構及幀內(nèi)預測58-62
• 5.2.1 傳統(tǒng) H.264 編解碼的結構58-61
• 5.2.2 傳統(tǒng) H.264 幀內(nèi)預測61-62
• 5.3 Key 幀傳統(tǒng) H.264 幀內(nèi)編碼零系數(shù)塊判決算法62-67
• 5.3.1 零系數(shù)塊判決門限63-66
• 5.3.2 改進的 Key 幀幀內(nèi)編碼零系數(shù)塊判決門限算法66-67
• 5.4 仿真與結果分析67-69
• 5.5 本章小結69-70
• 結論70-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文75-76
• 致謝76-77
• 詳細摘要77-80

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