蔡述庭 尹明 谢云

（广东工业大学自动化学院）

1 引言

带视频传感器的 WSNs已成功应用安全监控和环境监测等多个领域。与传统WSNs最大不同在于视频传感器的引入，其每个传感区域包括了多个能量受限的视频传感器节点，如图1所示。每个WSNs节点都装备有低成本的摄像头，可以获取现场视频信号，并将其压缩后传输到聚合和前向节点(AFN)。然后AFNs节点将视频数据发送到远程控制单元(RCU)，一般来说RCU单元可以进行较为复杂的计算。

图1 视频传感器网络结构

与传统网络系统不同，带视频传感器的 WSNs受到限制的条件更多，包括低计算能力、能量受限、传输带宽受限等约束。因此，最小化能量消耗与提高视频压缩性能（减少带宽需求）必须同时进行。

由文献[1]的实验结果可知，在典型的无线视频通信中，视频编码过程消耗了视频设备中总能耗的大部分（40%～60%）。比如，WSNs中比较常用的平台Crossbow Stargate，视频编码能耗占总能耗的48%。本章的研究重点在于对编码功耗与传输功耗进行优化配置，从而在能量受限条件下使视频质量最好，失真度最小。

为了降低视频编码器和无线视频传输的能耗，需要有低复杂度和高效视频编码。假如降低视频编码复杂度，而同时能保证一定的压缩效率，那么视频编码和视频数据传输所消耗的能量都会降低。然而目前的视频编码标准通常要执行复杂的帧间编码（如运动估计），使编码复杂度过高，相应能耗也变得很大。

为了降低视频编码器的功耗，提出了几种方法，包括基于运动估计的低复杂度视频编码设计[2,3]、基于硬件的视频编码设计[4]。……