基于无线传感器网络的图像信息处理方法研究

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1、基于无线传感器网络的图像信息处理方法研究1．2．3无线图像传感器网络的发展及应用随着科技的发展及应用的需要，有大量关于无线传感器网络的研究成果出现。在图像传感器节点研究方面，美国波特兰州立大学【lo】、马萨诸塞大掣111、卡耐基．梅隆大掣12】、斯坦福大学【13】等著名学府启动了相应的科研计划。我国学者也非常重视该方面的研究，中国科学院计算技术研究所、哈尔滨工业大学、浙江大学等也已经开始了该领域的探索。然而这些研究成果还处于起步阶段，距离实际需求还相差甚远。关于无线传感器网络中图像信息处理问题的研究还不成熟、不系统，存在诸多有待改进的地方。Intel

2、公司提出了基于AI己M和XScale的传感器节点设计原型Imote和Inlote2【¨。提供256KBSRAM，32MBFLASH，32MBSDRAM。这些基于强大的嵌入式系统的传感器节点都具有图像、音频、视频等多媒体信息的采集处理功能，为图像传感器网络提供了节点设计参考原型。澳大利亚CSIRo的信息通信技术中心研发了图像传感器设备F1eckⅢ，目前已发展到最新版本Fle文oM3【8】，如图1．2所示。此平台适合户外环境，由8MHz的Atmegal28的微控制器一个NI强905无线电收发器组成，比特率76．8千位／秒。Holm舭等人【9】利用视频传感

3、器网络实现海岸环境监测，采用集中式的单层网络体系结构。视频传感器节点间几乎没有协作，独立地完成数据采集和任务处理。Feng等人设计了视频传感器节点PaIloptes【101，如图1．3所示。主要应用于环境检测与视频监控。P觚optcs节点基于S仃0ng删206MHz嵌入式平台，配有64MRAM，内嵌Linu)【2．2．19操作系统，采用USB接口Logitech网络相机作为视频传感器模块。视频流中图像帧分辨率可达320×240，帧率可达18邱s．20邱s。作为嵌入式视频传感器节点的雏形，P觚optes节点能够有效地支持视频序列的获取、压缩、过滤、缓冲

4、及流处理等主要处理功能。’酬kami等人提出了多层无线图像传感器网络设计架构SenSEyeL11J，如图1_4所示。它主要应用于目标检测，识别及跟踪。该架构利用多种性能的传感器节点组成多层无线网络：最低层是普通节点，第二次是低分辩率的节点，第三层是高分辨率的网络摄像机。由低到高逐层唤醒各级节点，实现真正意义上的分布式协同处理，从而最大化网络的寿命及可靠性。Rabimi等人设计了另一种智能的图像传感器节点Cyclops【12l，如图1．5所示。采用分辩率为320×240像素的CMOS摄像头模块，配有64KB黜～M和512KBFl嬲hoSt印lm等人开发

5、了无线图像传感器网络应用平台(WisNAP)u引，如图1．6所示。WiS№心开放的系统架构可以支持任何类型的传感器和无线节点。I孤Downes等人提出了一种基于CMOS摄像头和√螺M7嵌入式CPU构建的多媒体传感器节点设计【51。该节点基于删7微处理器，主频48MHz，扩展了2MBFlaSh作为外部存储器，采用2．4GHzZigBee射频芯片CC2420作为通信模块。而且该节点可匹配两种不同分辨率的图像传感器。同时指出32位的ARM7相比较于8位的ATm皇gal28，3广西大学硕士学位论文基于无线传感器网络的图像信息处理方法研究在相同的计算效果下能够

6、节省能量。Tsen2等人构建了移动节点平台iMousell4l，如图1．7所示。采用IntelPXA255处理器，64MBRAM，32MBFlash，网络相机web—cams，通信模块采用IEEE802．11标准，EfjAlego卡支配节点的移动。Kleihorst等设计了智能的相机节点平台WiCa【15J。采用Atmel的AVR微处理器，2．4GHzIEEE802．15．4射频标准，其视觉系统两个VGA相机模块组成。Cao等人设计了基于无线传感器网络的图像传感器节点⋯。构建了ARM+FPGA的双处理器平台，连接到一个VGAf640×480像素)的C

7、MOS成像仪进行图像采集和压缩。由ARM7实现图像传感器的配置、射频通信控制及全局控制等功能，协处理器FPGA主要完成图像采集和图像压缩等功能，从而很大程度上提高了系统的处理速度和实时性能。Dias设计了一个低分辩率相机架构【17J，如图1．8所示。采用一个FPGA作为其中央处理单元，一个VGA的CMOS成像仪，lOMBSRAM和64MBSDRAM，用于图像数据的存储和处理。文献[18]介绍了‘个高端性能的视频节点Acron啪eGarcia，如图1．9所示。它作为一个移动的基站，当由密集分布的低分辩率节点检测到感兴趣事件时，它可以移动到感兴趣的区域，

8、并且自动调整成高分辩率进行监控。也可以协调其余节点，共同构建一个较大视觉的画面。Schiller等设计的Sc