بررسی روش های کاهش حجم داده در شبکه های حسگر به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی

شبکه های حسگر از تعداد زیادی گره تشکیل شده اند که به طور معمول شامل حافظه، پردازنده، منبع تغذیه و یک وسیله ارتباطی می باشند. از ویژگی های این شبکه ها می توان محدودیت پهنای باند و انرژی، احتمال خطای بالا و توان محاسباتی پایین در فرستنده ها را نام برد. یکی از منابع اصلی مصرف انرژی در این شبکه ها مربوط به انتقال داده از طریق فرستنده در هر گره می باشد. روش های کاهش داده با حذف افزونگی موجود در داده های ارسالی که به دلیل همبستگی بین گره ها به وجود می آید، به دنبال کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه هستند. در این راستا، در این پایان نامه به بررسی روش هایی چون تجمیع داده و کدینگ منبع توزیع شده می پردازیم. یکی از کاربردهای مهم کدینگ توزیع شده که در این پایان نامه مورد بحث قرار می گیرد، کدینگ ویدیوی توزیع شده است. این کدینگ با برآوردن دو ویژگی مورد نیاز شبکه های حسگر ویدیویی، یعنی مقاومت در برابر خطا و طراحی کدرهای ساده و با مصرف انرژی پایین، به دنبال افزایش فشرده سازی و کاهش داده های ویدیویی روی شبکه است. از میان تحقیقات انجام شده در این زمینه، سه کدکی که بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند، در این پایان نامه بررسی و از میان آنها کدک بدون فیدبک prism شبیه سازی گردیده است. میزان فشرده سازی روش های مبتنی بر کدینگ توزیع شده مستقیما به توانایی تخمین همبستگی بین داده در حال کد و اطلاعات جانبی بستگی دارد. در prism این تخمین در بلوکی به نام طبقه بندی کننده انجام می گیرد. در این پایان نامه با ارائه روشی جدید برای طراحی طبقه بندی کننده، نرخ فشرده سازی prism افزایش یافته است. موضوع دیگر مورد بحث، کدینگ تصویر توزیع شده و ارائه الگوریتمی در این زمینه برای اعمال آن به دو منبع تصویری است. الگوریتم پیشنهاد شده دارای دو فاز آموزش و اصلی است. در فاز آموزش اطلاعاتی در مورد همبستگی مکانی دو منبع به دست می آید و در فاز اصلی بر اساس این همبستگی، تصاویر منابع فشرده می شوند. نتایج بدست آمده برتری روش پیشنهادی نسبت به کدینگ های عادی تصویر مانند jpeg را نشان می دهد.