專(zhuān)利名稱：基于交織技術(shù)和二次糾錯(cuò)融合的wsn視頻傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種WSN視頻傳輸方法，基于交織技術(shù)和二次糾錯(cuò)融合技術(shù)，屬于無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
視頻監(jiān)控系統(tǒng)所獲取的視頻畫(huà)面的變化是漸進(jìn)式，幀與幀之間有一定的聯(lián)系。一幀圖像的數(shù)據(jù)量也是很大，如果要在無(wú)線傳感網(wǎng)進(jìn)行多跳傳輸，對(duì)于傳輸?shù)哪芎倪€是相當(dāng)大的。目前，大數(shù)據(jù)量的視頻傳輸Qos來(lái)說(shuō)，有如下兩種思想
一，利用重傳機(jī)制，重新發(fā)送丟失數(shù)據(jù)包，這方法在視頻圖像這樣大數(shù)據(jù)量傳輸情況下并不適用。
二，采用前向糾錯(cuò)方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)創(chuàng)建冗余信息，將其和原來(lái)的數(shù)據(jù)流一起進(jìn)行傳輸。在接受到的正確消息和冗余信息足夠前提下，冗余信息可以幫助重建網(wǎng)絡(luò)中丟失的數(shù)據(jù)包。此方法需要在編解碼器進(jìn)行FEC算法計(jì)算，犧牲部分帶寬，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。同時(shí)，前向糾錯(cuò)的方法還有一個(gè)缺點(diǎn)，就是在一定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)包內(nèi)，可丟失的數(shù)據(jù)包有闕值，只有在低于此閾值時(shí)，才能通過(guò)冗余信息恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包。
如果突發(fā)性的錯(cuò)誤出現(xiàn)在視頻傳輸中，將造成塊狀信息丟失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響視頻解碼。
為了解決視頻傳輸過(guò)程中比特差錯(cuò)成串發(fā)生，把一條消息中的相繼比特分散開(kāi)的方法，即一條消息中的相繼比特以非相繼方式被發(fā)送。這樣，在傳輸過(guò)程中即使發(fā)生了成串差錯(cuò)，恢復(fù)成一條相繼比特串的消息時(shí)，差錯(cuò)也就變成單個(gè)(或長(zhǎng)度很短)，這時(shí)再用信道編碼糾錯(cuò)功能糾正差錯(cuò)，恢復(fù)原消息，這種方法就是交織技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)視頻傳輸數(shù)據(jù)量大、傳輸過(guò)程中容易造成圖像解碼失誤的情況，提供一種基于交織技術(shù)和二次糾錯(cuò)融合的WSN視傳輸方法，提高漸進(jìn)式視頻傳輸?shù)腝os，減少無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的損耗浪費(fèi)，提高接收視頻效果的質(zhì)量。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案
一種基于交織技術(shù)和二次糾錯(cuò)融合的WSN視頻傳輸方法，包括如下步驟 步驟A，發(fā)送端獲取視頻圖像的當(dāng)前幀的數(shù)據(jù)；
步驟B，將該當(dāng)前幀數(shù)據(jù)進(jìn)行分組打包操作，得到若干個(gè)分組數(shù)據(jù)包，然后對(duì)每組數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號(hào)、編碼壓縮操作；
步驟C，對(duì)步驟B得到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行交織處理，然后傳輸給接收端； 步驟D，接收端收到數(shù)據(jù)包，然后進(jìn)行解交織處理；
步驟E，對(duì)解交織處理后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行圖像解碼、解壓縮處理，恢復(fù)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)； 步驟F-1，若數(shù)據(jù)包全部恢復(fù)成功，則將該幀數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)，返回步驟A獲取下一幀數(shù)據(jù)繼續(xù)進(jìn)行傳送；F-2，若數(shù)據(jù)包有部分恢復(fù)失敗，則根據(jù)該恢復(fù)失敗數(shù)據(jù)包的編號(hào)和最新時(shí)間戳，結(jié)合本地保存的上一幀的數(shù)據(jù)包，恢復(fù)在步驟E未恢復(fù)成功的數(shù)據(jù)包；
步驟G，根據(jù)之前所處理的數(shù)據(jù)包，對(duì)步驟F-2恢復(fù)成功的數(shù)據(jù)包進(jìn)行圖像解碼； 步驟H，將更新后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行本地存儲(chǔ)，返回步驟A繼續(xù)執(zhí)行下一幀視頻數(shù)據(jù)的傳送。
本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果
本發(fā)明通過(guò)關(guān)鍵幀的增量傳輸，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量；同時(shí)解決了增量傳輸因數(shù)據(jù)包丟失而造成圖像解碼失誤的情況。


圖1是本發(fā)明的方法流程圖。
圖2是交織矩陣示意圖。
圖3是發(fā)送節(jié)點(diǎn)的功能流程圖。
圖4是接收節(jié)點(diǎn)的功能流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明 如圖1所示，本發(fā)明從整體上包括如下步驟
首先，獲取視頻圖像的第N關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)，N代表自然數(shù)；然后對(duì)該N關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，形成若干個(gè)分組數(shù)據(jù)包后對(duì)每組數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼壓縮操作接著，采用交織技術(shù)將數(shù)據(jù)包傳輸給接收端；接收端接收到數(shù)據(jù)包后，首先進(jìn)行解交織處理，然后依次進(jìn)行解碼、解壓縮操作，恢復(fù)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)；
當(dāng)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)全部恢復(fù)成功，則返回獲取第N+1幀的視頻數(shù)據(jù)，繼續(xù)執(zhí)行上述操作； 當(dāng)數(shù)據(jù)包沒(méi)有恢復(fù)成功或恢復(fù)不完整，則執(zhí)行二次糾錯(cuò)程序，具體如下 根據(jù)該恢復(fù)失敗數(shù)據(jù)包的編號(hào)和最新時(shí)間戳，結(jié)合本地保存的上一幀的數(shù)據(jù)包，恢復(fù)未恢復(fù)成功的數(shù)據(jù)包；根據(jù)之前所處理的數(shù)據(jù)包，對(duì)恢復(fù)成功的數(shù)據(jù)包進(jìn)行圖像解碼；最后將更新后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行本地存儲(chǔ)，返回繼續(xù)執(zhí)行下一幀視頻數(shù)據(jù)的傳送。
如圖2所示，交織技術(shù)在通信網(wǎng)中成熟運(yùn)用，分為一級(jí)交織和二級(jí)交織，其中二級(jí)交織的交織和解交織的復(fù)雜度較高?？紤]到無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的能量有限因素，本發(fā)明采用一級(jí)行列矩陣交織技術(shù)數(shù)據(jù)包按列寫(xiě)入，結(jié)果按行讀出。這樣，就將突發(fā)性的集中錯(cuò)誤分散到全局隨機(jī)性錯(cuò)誤，避免了圖像信息量大量而造成無(wú)法識(shí)別問(wèn)題。
如圖3所示，發(fā)送節(jié)點(diǎn)的處理流程如下
1、獲取視頻圖像第N關(guān)鍵幀的數(shù)據(jù)；
2、對(duì)獲取的第N關(guān)鍵幀的圖像進(jìn)行編碼壓縮處理；將圖像數(shù)據(jù)封裝成若干個(gè)分組數(shù)據(jù)包，然后對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號(hào)；
3、對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行交織處理首先確定交織矩陣的行和列，然后按數(shù)據(jù)包的編號(hào)基于交織矩陣進(jìn)行交織處理；
4、通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)將數(shù)據(jù)包傳輸給接收端。
如圖4所示，接收節(jié)點(diǎn)的處理流程如下A，接收端接收到發(fā)送端傳來(lái)的數(shù)據(jù)包；
B，解交織數(shù)據(jù)包；
C，按照數(shù)據(jù)包的編號(hào)進(jìn)行排序；
D，采用圖像級(jí)糾錯(cuò)解碼；按照數(shù)據(jù)包編號(hào)和時(shí)間戳刷新本地存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)； E，統(tǒng)計(jì)未能正常糾錯(cuò)的數(shù)據(jù)包；
F，按照數(shù)據(jù)包編號(hào)和時(shí)間戳去查表本地保存的最新的相同編號(hào)的數(shù)據(jù)信息； G，恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)。
本發(fā)明基于上幀數(shù)據(jù)包的二級(jí)糾錯(cuò)恢復(fù)機(jī)制。視頻監(jiān)控圖像的每一幀都是漸進(jìn)式圖像，背景固定，關(guān)鍵對(duì)象變化量不大。因此，圖像解壓縮未恢復(fù)的數(shù)據(jù)包，可在一定的程度上，依據(jù)上幀相同編號(hào)的最新時(shí)間戳的數(shù)據(jù)包進(jìn)行替代，然后解碼。首先，數(shù)據(jù)壓縮按照?qǐng)D像位置順序劃分成小圖像塊進(jìn)行編碼，數(shù)據(jù)包序號(hào)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的像素點(diǎn)；其次，數(shù)據(jù)包都是經(jīng)過(guò)熵編碼處理的，相互之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)。所以，二級(jí)糾錯(cuò)恢復(fù)機(jī)制可行。
權(quán)利要求
1.一種基于交織技術(shù)和二次糾錯(cuò)融合的WSN視頻傳輸方法，其特征在于，包括如下步驟步驟A，發(fā)送端獲取視頻圖像的當(dāng)前幀的數(shù)據(jù)；步驟B，將該當(dāng)前幀數(shù)據(jù)進(jìn)行分組打包操作，得到若干個(gè)分組數(shù)據(jù)包，然后對(duì)每組數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號(hào)、編碼壓縮操作；步驟C，對(duì)步驟B得到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行交織處理，然后傳輸給接收端； 步驟D，接收端收到數(shù)據(jù)包，然后進(jìn)行解交織處理；步驟E，對(duì)解交織處理后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行圖像糾錯(cuò)解碼、解壓縮處理，恢復(fù)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)；然后按照數(shù)據(jù)包編號(hào)和時(shí)間戳刷新本地存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)；步驟F-1，若數(shù)據(jù)包全部恢復(fù)成功，則將該幀數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)，返回步驟A獲取下一幀數(shù)據(jù)繼續(xù)進(jìn)行傳送；F-2，若數(shù)據(jù)包有部分恢復(fù)失敗，則根據(jù)該恢復(fù)失敗數(shù)據(jù)包的編號(hào)和最新時(shí)間戳，結(jié)合本地保存的上一幀的數(shù)據(jù)包，恢復(fù)在步驟E未恢復(fù)成功的數(shù)據(jù)包；步驟G，根據(jù)之前所處理的數(shù)據(jù)包，對(duì)步驟F-2恢復(fù)成功的數(shù)據(jù)包進(jìn)行圖像解碼； 步驟H，將更新后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行本地存儲(chǔ)，返回步驟A繼續(xù)執(zhí)行下一幀視頻數(shù)據(jù)的傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交織技術(shù)和二次糾錯(cuò)融合的WSN視頻傳輸方法，其特征在于，步驟C所述的交織處理采用一級(jí)行列矩陣交織方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于交織技術(shù)和二次糾錯(cuò)融合的WSN視頻傳輸方法，其特征在于所述一級(jí)行列矩陣交織方法為首先確定交織矩陣的行和列，然后按數(shù)據(jù)包的編號(hào)基于交織矩陣進(jìn)行交織處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于交織技術(shù)和二次糾錯(cuò)融合的WSN視頻傳輸方法。本發(fā)明通過(guò)前后兩組關(guān)鍵幀增量的與，得到最新兩次的增量信息，然后通過(guò)交織技術(shù)進(jìn)行傳輸，接收端得到數(shù)據(jù)后進(jìn)行解交織，并且和保存的上幀數(shù)據(jù)包一起解碼，恢復(fù)圖像。本發(fā)明通過(guò)關(guān)鍵幀的增量傳輸，減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量；同時(shí)解決了增量傳輸因數(shù)據(jù)包丟失而造成圖像解碼失誤的情況。
文檔編號(hào)H04N7/24GK102186088SQ201110113819
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者陳國(guó)慶, 蔣錢(qián)程 申請(qǐng)人:蘇州兩江科技有限公司