无线多媒体传感器网络高能效JPEG图像编码算法研究

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1、中图分类号I￡3窆三U】DC三窆硕士学位论文学校代码!Q533密级公开无线多媒体传感器网络高能效JPE(]图像编码算法研究ResearchonEnergy-efficientJPEGImageCodingAlgorithminWirelessMultimediaSensorNetwork作者姓名学科专业研究方向学院(系、所)指导教师论文答辩日期丝堡：堕：!三张欢信息与通信工程无线多媒体传感器网络信息科学与工程学院樊晓平教授答辩委员会主席毕中南大学二。一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本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，除了论文中特别加以标注

2、和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其它单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：0堡整学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：舭期：堡堡年!月蛎

3、无线多媒体传感器网络高能效JPEG图像编码算法研究摘要：在资源受限的无线多媒体传感器网络中存在大量的图像数据需要处理和传输。在有限条件下，为了充分利用资源，设计能够综合考虑能量消耗、压缩率和图像质量等性能要求的图像编码方案是非常重要的。研究无线多媒体传感器网络中视频监控图像序列的压缩，提出了一种基于变化检测的高能效改进的JPEG图像编码算法。通过变化检测算法定位监控图像中的运动目标即感兴趣区域，对非兴趣区域只保留DC系数，提高图像的压缩比，适应无线传感器节点存储转发能力有限的特点。对兴趣区域设置裁剪系数，提出了基于正方形和三角形两种裁剪算法。使用分级兴趣区域算法，对不同兴趣等

4、级采用不同的裁剪系数。实验结果表明，该方法在保证应用所需图像质量的情况下，有效地降低了无线传感器节点的数据通信量和计算过程能耗。针对环境突然变化时的应用场景，提出了一种依据历史帧确定单目标兴趣区域的选择算法，通过计算历史帧图像二值化处理后连通区域的面积，来确定单目标兴趣区域范围，根据连续的历史帧单目标兴趣区域范围，预测当前帧兴趣区域的范围。仿真结果表明，该算法能够不受环境变化的影响，比较准确地预测出单目标兴趣区域的范围。把本文改进的图像编码方法与单目标兴趣区域选择算法结合应用，将有助于无线多媒体传感器网络更好地兼顾能量消耗、压缩率和图像质量等性能需求。因此，本文的研究对促进无

5、线传感器网络技术的发展与应用具有重要意义。图20幅，表5个，参考文献69篇。关键词：无线多媒体传感器网络；图像编码；JPEG；兴趣区域；DCT分类号：TP393IlIResearchonEnergy—efficientJPEGImageCodingAlgorithminWirelessMultimediaSensorNetworkAbstract：Therearealargenumberofimagedatahavetobeprocessedandtransmittedinresource．constrainedwirelessmultimediasensornetwork．

6、Inordertoachievemaximumutilizationoftheresourcesonwirelessmultimediasensornetwork，itisverysignificanttodesignanimagecodingschemewhichsyntheticallyconsidersperformancerequirementsofenergyconsumption，compressionrateandimagequality．Basedonthestudyofcompressionofvideo-surveillanceimagesequences

7、collectedbyawirelessmultimediasensornetwork，thenanenergy-efficientmodifiedJPEGalgorithmbasedonchangedetectionisproposed．Inthisscheme，Changedetectionisusedtolocatetheregionofinterest，andtheregionofnon—interestonlykeepDCcoefficient，thedatafortransmissionis