论文部分内容阅读
随着无线传感器网络的广泛应用,越来越多的研究人员开始关注和着手研究有关无线传感器网络中的关键技术。视频的传输在无线传感器网络中占的比重越来越大,然而由于视频的数据量大,传输具有实时性,想要在网络中达到视频观看比较流畅的效果,就要求网络具有承载视频传输的能力。无线传感器网络作为未来一种无处不在的技术就必须适应这个发展的需要,于是寻找高效的节能算法实现无线传感器网络中的视频传输就成为首要任务。近几年兴起的压缩感知技术将采样和压缩融为一体,并运用在视频编码上,形成了编码简单而解码相对复杂的特点,因此压缩感知分布式视频编码(Distributed Compressive Video Sensing,DCVS)特别适合于能量受限的无线传感器网络。本文主要研究压缩感知分布式视频编码在无线传感器网络中的应用,首先从理论分析以及计算机仿真等方面进行了深入探讨,然后提出一种简单的跨层优化算法,用来提高重建视频质量、降低网络能耗。本文的主要内容如下:1)阐述了无线传感器网络的研究现状和需要解决的问题,以及压缩感知基本理论,并在此基础上研究了压缩感知分布式视频编码在无线传感器网络中的应用和实现。2)利用压缩感知理论知识,对无线传感器网络中需要传输的视频图像进行分布式压缩编码,采用32阶乱序Hadamard阵进行随机采样变换,得到压缩后的数据经无线信道传输,最后在解码端采用联合解码恢复原始图像,并证明了此编码方式可以有效减少码流数据量。3)深入研究了压缩感知分布式视频编码中采样率、量化参数、信道质量等参数对重建视频质量的影响,通过压缩感知分布式视频编码与传统编码方式的比较,证明了压缩感知分布式视频编码具有节省能耗、抗误码性能好的优点。在此基础上,提出了根据信道状况适当调整编码采样率的跨层策略,证明了该策略能够有效提高重建视频质量、降低网络耗能。