基于壓縮感知理論的低功耗無線圖像傳輸系統(tǒng)研制.pdf

1、近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究越來越受到重視，低功耗無線多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)由于能在各種環(huán)境下高效實時采集與傳輸多媒體信息，應(yīng)用領(lǐng)域十分寬廣，是未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一項核心內(nèi)容。而如何滿足無線通信中存在的降低功耗需求以及在高損耗高差異信道中正常通信，一直是無線通信網(wǎng)絡(luò)亟需解決的問題。Candès在2006年的國際數(shù)學(xué)家大會上介紹了一種稱為壓縮感知的新穎信號采樣理論。此后，壓縮感知理論成為了近年來活躍的信號重構(gòu)理論，利用信號

2、的稀疏性只用遠(yuǎn)少于 Nyquist定理所要求的采樣數(shù)就能就可精確或近似精確重建原始信號，已在很多領(lǐng)域展現(xiàn)了應(yīng)用優(yōu)勢，是解決信道容量與傳輸信息容量矛盾的有效途徑。與傳統(tǒng)壓縮方式比較，壓縮感知理論在降低功耗需求和保證復(fù)雜信道下通信質(zhì)量方面有著很大優(yōu)勢。
　　本文研究壓縮感知理論在低功耗無線多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與實現(xiàn)，針對視頻和圖像信息采集的傳感器網(wǎng)絡(luò)，在低功耗平臺上設(shè)計并實現(xiàn)了一種新穎的無線視頻和圖像編碼傳輸系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用了模塊化

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計，基于低功耗的MSP430f449嵌入式開發(fā)平臺，應(yīng)用壓縮感知理論，實現(xiàn)了視頻與圖像的編碼、無線傳輸以及圖像的重構(gòu)優(yōu)化等基本功能。系統(tǒng)具有較高的靈活性和可擴(kuò)展性，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集模塊（傳感器）的加入以及接受其他智能數(shù)據(jù)采集算法的移植，具有較高的工程應(yīng)用價值。分析了無線視頻圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需求和開發(fā)平臺的資源，進(jìn)行模塊化系統(tǒng)總體設(shè)計，對系統(tǒng)的各個主要模塊進(jìn)行了詳細(xì)硬件設(shè)計和算法設(shè)計及軟件移植，針對低功耗應(yīng)用的軟硬件條件特點，對壓縮