WMSN中分级JPEG图像压缩算法设计与实现

摘要

在无线传感器网络中对多媒体数据的应用需求产生了无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Network，WMSN)。以传输图像为主的无线多媒体传感器网络存在两个问题:图像包含冗余数据和无效图像。这两个问题造成无线传感器网络能量浪费和较大的传输延时。论文中设计分级JPEG图像压缩算法解决该问题。
　　首先设计并实现了一个传输图像的无线多媒体传感器网络WISS。WISS的设计与实现包括系统架构、节点功能、用户控制端功能。WISS系统架构中自主设计节点W_node担任传输节点。在对标准JPEG图像压缩及其分级特性研究的基础上设计分级JPEG图像压缩算法，称为G_JPEG。G_JPEG可以为无线多媒体传感器网络提供图像压缩和传输判断的功能。随后在WISS系统的图像节点中实现G PEG。
　　文章最后对G_JPEG和WISS进行了性能分析。首先分析G_JPEG压缩速度，发现压缩速度不能满足应用需求，针对图像传输节点Intelmote2提出速度优化方案，后经试验检测速度明显提高。然后从压缩比和图像质量两个方面分别分析了优化前和优化后的G_JPEG图像压缩算法，得到优化是以牺牲压缩图像质量以提高压缩速度和压缩比的结论。最后测试了系统中W_node节点性能和WISS系统的性能。证明了G_JPEG图像压缩算法是针对传输图像的无线多媒体传感器网络中冗余数据和无效图像问题的有效解决方案。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 无线多媒体传感器网络的研究

1．1．1 研究背景

1．1．2 应用价值

1．2 本文研究内容及意义

1．3 论文结构组织

第2章 G_ JPEG图像压缩研究

2．1 标准JPEG压缩算法

2．1．1 JPEG标准

2．1．2 JPEG压缩原理

2．1．3 JPEG压缩文件结构

2．2 JPEG分级特性

2．3 G_JPEG压缩算法设计

2．4 小结

第3章 WISS系统设计与实现

3．1 硬件环境实现

3．1．1 节点分类

3．1．2 图像传感节点

3．1．3 传输节点

3．1．4 辅助节点

3．1．5 汇聚节点

3．2 节点程序设计与实现

3．2．1 节点程序设计

3．2．2 图像压缩模块实现

3．2．3 图像发送模块实现

3．3 WISS系统用户控制端设计与实现

3．3．1 用户控制端设计

3．3．2 数据收发模块实现

3．3．2 辅值获取模块实现

3．3．3 图像控制模块实现

3．4 小结

第4章 G_JPEG性能分析与系统测试

4．1 G_JPEG性能分析

4．1．1 压缩速度

4．1．2 G_JPEG压缩比

4．1．3 图像质量

4．2 系统测试

4．2．1 节点测试

4．2．2 WISS系统测试

4．3 小结

第5章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 不足与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文