· 112 ·
SOFTWARE
软件 2012 年第 33 卷 第 1 期 国际 IT 传媒品牌
井下无线多媒体传感器网络图像传输技术研究
*
何君燕 刘 凯
(中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏 徐州,221008)
摘 要:
本文在分析分布式视频编解码技术具有低复杂度、低存储、低能耗的特点以及无线多媒体传感器网络具有自组织性、放
置灵活、移动性强等特点后;根据煤矿巷道狭长的特点,设计一种煤矿井下救灾应急通信系统,并以此系统框架为基础提出了适于井
下长距离分布式图像编码传输技术和基于伙伴协助的图像传输方案:多媒体节点将采集到的图像首先进行量化处理,然后将压缩任
务分布到伙伴节点,伙伴节点将压缩后的数据传输给簇首,最后由簇首转发该压缩数据至汇集节点,在地面的服务器上进行解压缩
和数据融合,合成分辨率较高的图像。最后通过与传统三种基于簇的图像传输方案比较,本文提出的基于伙伴协助的视频流传输方
案极大地缓解了多媒体节点的能耗压力,很好地平衡了网络节点能耗,更能有效地延长网络的生命周期。
关键词:
无线多媒体传感器网络;煤矿;图像传输;能耗
中图分类号:
TN919.8
文献标识码:
A
DOI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.01.034
Research on Image Transmission of Wireless Multimedia Sensor Network in
Coal Mine
HE Jun-yan,LIU Kai
(School of Information and Electrical Engineering, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu, 221008,China)
【
Abstract
】
This paper discusses the distributed video coding which is Low complexity, low memory and low power.Than discusses
the self-organization, exibility and strong mobility of the wireless multimedia sensor network.According to the characteristics of strip coal
mine tunnel,design of wireless rescue communication system in coal mine.Based on that system framework,the long-distance distributed
image coding transmission technology and the Image transmission system based on partner assistance in coal mine are proposed.The multi-
media nodes will quantify the collected image,and then distributed compression tasks to the partner nodes.The partner nodes send the com-
pressed data to the cluster head.Finally,the cluster head node forward the compressed data to the collection.the server on the ground,when
decompress and fusion data , reconstruct the high -resolution images.Finally, Compare with the three traditional kinds of cluster -based
image transmission schemes, image transmission program based on partnership was veried effective as a suitable coal mine emergency
communication system in reducing network energy consumption.
【
Key words
】
WMSN; Coal Mine; Image Transmission; Energy Consumption
0 引 言
无线多媒体传感器网络(WMSN)是一种自组织网络,无
需事先建立基站等基础设施,可以随机布设构成应急通信网络;
WMSN 节点体积小、功耗低,在没有交流电源供给时通过自带
的电池也可以通信很长时间
[1]
。分布式视频编码 (Distributed
Video Coding,DVC),
源于无失真分布式信源编码 (Distributed Source Cod-
ing,DSC)
[2]
。DSC主要用于两个或两个以上具有相关性的信源,
其特性为编码端采用独立编码方式,译码端则用联合译码方式
来完成重建信息工作。这种独立编码联合解码的方式可以降
低编码端的工作量,并且在解码时考虑了各节点之间的信息冗
余,从而有效提高编码效率,并将编码端的复杂度转移到了解
码端。如何将分布式视频编码技术用于无线多媒体传感器网
络,图像如何在无线多媒体传感器网络上传输是本章着重研究
的问题。由于 WSN 链路对带宽的限制,我们设定多媒体传感
器轮流发送视频流,即在任意时刻,仅有一个多媒体处于活跃
状态,和汇聚节点进行通信。
1 基于 WMSN 的井下无线应急救援通信系统
的构建
基于 WMSN 的无线应急救援通信系统包括 4 部分:地面
指挥调度中心、井下救援中心、无线传输链路部分、采集前端等
几部分组成。如图 1 所示的系统结构。
基金项目:
长距离 WMSN 的矿井多媒体救灾通信系统基础理论研究 (60972059)
作者简介:
何君燕(1987-),女,硕士研究生,主要研究方向:无线多媒体传感器网络图像处理
通信联系人:
刘晓文(1964-),教授,主要研究方向:无线多媒体传感器网络