基于压缩感知理论低功耗无线图像传输系统研制

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1、西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规

2、定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期摘要摘要近年来，随着物联网的迅速发展，多媒体传感器网络的研究越来越受到重视，低功耗无线多媒体传感网络由于能在各种环境下高效实时采集与传输多媒体信息，应用领域十分宽广，是未来物联网技

3、术中的一项核心内容。而如何满足无线通信中存在的降低功耗需求以及在高损耗高差异信道中正常通信，一直是无线通信网络亟需解决的问题。Candès在2006年的国际数学家大会上介绍了一种称为压缩感知的新颖信号采样理论。此后，压缩感知理论成为了近年来活跃的信号重构理论，利用信号的稀疏性只用远少于Nyquist定理所要求的采样数就能就可精确或近似精确重建原始信号，已在很多领域展现了应用优势，是解决信道容量与传输信息容量矛盾的有效途径。与传统压缩方式比较，压缩感知理论在降低功耗需求和保证复杂信道下通信质量方面有着很大优势。本文研究压缩感知理论在低功耗无线多媒体传感网络中的应用与

4、实现，针对视频和图像信息采集的传感器网络，在低功耗平台上设计并实现了一种新颖的无线视频和图像编码传输系统。本系统采用了模块化结构设计，基于低功耗的MSP430f449嵌入式开发平台，应用压缩感知理论，实现了视频与图像的编码、无线传输以及图像的重构优化等基本功能。系统具有较高的灵活性和可扩展性，支持数据采集模块（传感器）的加入以及接受其他智能数据采集算法的移植，具有较高的工程应用价值。论文分析了无线视频图像传感器网络系统的需求和开发平台的资源，进行模块化系统总体设计，对系统的各个主要模块进行了详细硬件设计和算法设计及软件移植，针对低功耗应用的软硬件条件特点，对压缩感

5、知理论算法进行了研究，改进并实现了一套有效的适用于低功耗环境的压缩与恢复算法，提高了信号重构质量。关键词：压缩感知低功耗无线传输基于压缩感知理论的低功耗无线图像传输系统研制AbstractAbstractRecently,withtherapiddevelopmentoftheInternetofThings,multimediasensornetwork(MSN)isgrowingconcerned.Becauseofreal-timeacquisitionandtransmissionformultimediainformationinavarietyofen

6、vironmentsefficiently,Low-powerwirelessmultimediasensornetworksfindapplicationsverybroadandbecomeacoreelementinthefutureInternetofThingstechnology.Meetingthedemandofreducingpowerconsumptioninwirelesscommunicationandcommunicatingnormallyinhigh-losschannel,hasbeenanurgentproblemforwirel

7、esstransmissiontosolve.Candèsintroducedanoveltheoryofsignalsampling,calledcompressedsensing(CS),intheinternationalcongressofmathematiciansin2006.Thereafter,theCStheorybecameactivesignalreconstructiontheoryinrecentyears.Bythesparsityofthesignal,theoriginalsignalcanbeexactlyorapproximat

8、eaccu