无线传感器网络中基于图像合并的能耗降低方法研究

论文摘要

最近无线传感器网络的应用引起了人们极大的关注,它在科学研究、工业生产、国防安全等方面有广泛的应用前景。尽管无线传感器网络在近几年飞速发展,但是它在具体应用中也存在亟待解决的问题。由于计算能力的限制,传感器节点不能对获得的图像进行分析处理,必须通过多跳将图像传输到中心服务器。传感器节点的电池能量有限,如何在保证传输质量的前提下,提高能量利用效率,最大程度的节省能耗,是无线传感网研究的重要课题之一。本文从无线传感网络的摄像头节点入手,采用了在图像传输时,设置网络中间节点,由网络的中间节点对相邻摄像头节点送来的图像进行分析处理的方法,合并相似度大于一定值的多个图像,从而减少传输量,有效降低网络负载,达到降低能量消耗的目的。本文主要研究如下：通过对现有无线传感器网络图像传输时节能方法的研究,在基于图像合并的降低能耗的方法的基础上,对其实现过程进行了简化,降低了网络算法的复杂度,实现了能耗降低的目标。无线多媒体传感器网络的覆盖范围一般较大,图像采集节点一般比较密集,相邻节点获取的图像相似的可能性比较大。传统图像合并方法将获得的图像进行比较,将相似部分均化去噪后合并,非相似部分不做处理,然后将这两部分分别传输到中心处理器。由于将图像分开传送涉及到图像分割技术,会加重图像处理节点的能耗。为了进一步降低能耗,考虑在图像质量要求不高的前提下,将图像进行比较,如果相似度超过一定值就只传输其中之一。这样既降低了网络需要传输的图像数据量,又不过于加重图像处理节点的负担,达到了降低能耗的目的。以上述无线传感网络系统设计为基础,基于OPHET网络仿真软件设计了无线传感器网络平台,通过实际仿真验证了其有效性与实用性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 论文主要研究工作简介
• 1.1.1 论文背景与研究意义
• 1.1.2 研究内容与关键问题分析
• 1.2 无线传感网络中关于能耗降低问题的分析
• 1.2.1 无线传感器网络的特点
• 1.2.2 无线传感器网络体系结构和降低能耗的方法
• 1.3 论文主要研究内容及章节安排
• 第2章 无线传感网络中图像传输方面能耗降低的方法
• 2.1 引言
• 2.2 图像传输时能耗降低的方法
• 2.3 小结
• 第3章 基于图像合并的能耗降低方法
• 3.1 引言
• 3.2 相关研究综述
• 3.3 针对降低能耗的图像合并方法改进
• 3.3.1 基本原理
• 3.3.2 相似区域合并算法
• 3.4 本章小结
• 第4章 仿真设计实现
• 4.1 仿真工具简介
• 4.2 构建基于OPNET的无线传感器网络仿真模型
• 4.3 仿真实验研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结
• 5.1 论文总结
• 主要参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间做的主要工作