基于图像感兴趣区域优先编码的无线传感器网络节点设计

摘要

随着电子技术、计算机技术、通信技术的迅速发展,无线图像传输系统已应用到生活当中的许多领域。目前大多数图像传输系统采用CCD传感器与JPEG图像解码芯片相结合的方法采集图像,这种方法具是功耗高、成本高、传输的图像质量低等缺点,难以满足功耗低、成本低、质量高的图像传输要求。JPEG2000是新一代静态图像压缩标准,在高压缩比、低比特率条件下传输的图像质量高,它支持图像渐进传输和感兴趣区域编码。由于具有低功耗、低成本、组网简单等优点,ZigBee无线传感器网络已得到广泛应用。结合ZigBee无线传感器网络技术和JPEG2000技术的优点,本文研究基于图像感兴趣区域优先编码的无线传感器网络节点设计。
　　本文分析了JPEG2000压缩标准、小波变换方法和嵌入式压缩编码方法,研究了图像感兴趣区域压缩编码方法。介绍了边缘检测算法和颜色中心聚类法,对颜色中心聚类算法进行了改进,改进后的算法运算简单。采用颜色中心聚类与边缘检测相结合的方法,提取图像感兴趣区域,采用最大位移法对图像感兴趣区域优先编码。这种压缩编码方法能减轻无线传感器网络节点的负担,能有效地提高无线传感器网络的数据处理能力和数据传输能力。
　　本文设计了无线图像传感器网络节点硬件电路和软件系统。设计了图像采集电路、电源电路和无线通信模块电路等电路;设计了嵌入式软件平台,完成了图像采集、压缩编码和无线通信模块等程序框图的设计。

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1. 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文结构

2. JPEG2000感兴趣区域压缩编码

2.1 JPEG2000标准的基本框架

2.2 图像预处理

2.3 小波变换

2.4 量化

2.5核心编码算法

2.6 JPEG2000感兴趣区域压缩编码

2.7 感兴趣区域压缩编码结果分析

2.8 本章小结

3．无线传感器网络节点硬件设计

3.1系统总体框图

3.2无线传感器网络

3.3微处理器选型

3.4图像采集模块

3.5 S3C2440外围电路设计

3.6无线通信模块电路设计

3.7 本章小结

4. 无线传感器网络节点软件设计

4.1 嵌入式平台搭建

4.2 OV9650芯片驱动程序设计

4.3图像采集程序设计

4.4 图像压缩编码程序设计

4.5无线通信模块程序设计

4.6 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢