基于稀疏采样的多媒体传感网图像压缩收集机制

摘要

无线多媒体传感器网络（Wireless Multimedia Sensor Networks，WMSNs）在传统无线传感器网络的基础上引入了图像、音频、视频等多媒体信息，能够实现更高精度的监控，使用户更直观、更深入的了解观测对象。WMSNs具有广阔的应用前景，但也面临着网络能耗、节点性能以及存储空间大小等多方面的限制与挑战，能否有效解决这些问题，成为WMSNs进一步发展和应用的关键。 本文结合WMSNs的特点，通过引入多节点协作式网络框架与压缩感知技术，提出了一种基于傅里叶域稀疏采样的分布式图像压缩收集方案。该方案将网络中的节点按照不同功能进行区分，以多节点协作的方式实现了图像在傅里叶域上的分块自适应压缩采样与传输，并最终在基站实现图像的重建。仿真实验表明，本文所提出的分布式图像压缩收集机制可以在保证图像重构质量的前提下，大幅抑制图像采集节点的能耗，有效平衡网络内各节点间的能耗，并延长整个网络的生命周期。在此基础之上，本文利用Matlab-GUI编程设计并实现了一个分布式图像压缩收集仿真系统。该系统可以根据使用者设定的簇群、节点数量构建多媒体传感网，并完整模拟图像的采样、压缩与重建过程。通过该仿真系统，本文进一步验证了所提方案的有效性。

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