KR101998839B1 - 이미지 기반 임베디드 무선 센서 네트워크를 위한 데이터 압축 시스템 및 방법 - Google Patents
이미지 기반 임베디드 무선 센서 네트워크를 위한 데이터 압축 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 기반 임베디드 무선 센서 네트워크를 위한 데이터 압축 시스템을 나타낸 도면,
도 3은 이미지 기반 임베디드 무선 센서 네트워크를 위한 데이터 압축 시스템에 포함되는 임베디드 장치(센서 노드)의 구성 블록도,
도 4는 서버의 구성 블록도,
도 5는 K-평균 학습부의 구성 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 기반 임베디드 무선 센서 네트워크를 위한 데이터 압축 방법의 순서도,
도 7은 세가지 데이터 압축 방법에 대한 압축률의 누적분포함수(CDF).
100, 100a~100e: 임베디드 장치
110: 노드 통신부 120: 촬영부
130: 이미지 압축부 140: 노드 제어부
200: 서버 210: 서버 통신부
220: 압축 정보 생성부 230: 저장부
240: 서버 제어부 250: 모니터링부
221: K-평균 학습부 222: 허프만 코딩부
2211: 센트로이드 설정 모듈 2212: 클러스터 할당 모듈
2213: 센트로이드 재연산 모듈 2214: 제어 모듈
2215: 솔루션 선택 모듈
Claims (11)
- 서버와 함께 이미지 기반 임베디드 무선 센서 네트워크를 구성하는 센서노드인 임베디드 장치로서,
설치된 장소를 주기적으로 촬영하여 이미지 데이터를 획득하는 촬영부;
상기 이미지 데이터를 K-평균 클러스터링 기반 알고리즘 및 허프만 코딩 기반 알고리즘에 따라 압축하는 이미지 압축부;
상기 서버와 멀티홉 통신을 통해 상기 이미지 데이터의 원본과 압축본을 전송하고, 상기 서버로부터 센트로이드 정보와 허프만 코드 정보를 포함하는 압축 정보를 수신하는 노드 통신부; 및
미리 정해진 학습 주기마다 상기 이미지 데이터의 원본이 전송되도록 하고, 상기 압축 정보를 수신한 후에는 상기 이미지 압축부를 활성화시켜 상기 이미지 데이터가 압축된 압축본이 전송되도록 하는 노드 제어부를 포함하되,
상기 센트로이드 정보에는 센트로이드의 수와 상기 센트로이드의 대표 픽셀값이 포함되고,
상기 허프만 코드 정보에는 상기 센트로이드의 대표 픽셀값에 상응하는 허프만 코드가 상기 센트로이드의 수에 상응하는 개수만큼 포함되며,
상기 이미지 압축부는, 상기 이미지 데이터의 픽셀들 중에서 상기 센트로이드마다 할당되는 픽셀들에 대해서 그 픽셀값이 할당된 센트로이드의 대표 픽셀값으로 변경하여, 이미지 데이터에 포함되는 색상의 수를 상기 센트로이드의 수까지 줄이는 1차 압축 단계와; 상기 1차 압축된 이미지 데이터에 대해 상기 허프만 코드에 따른 허프만 코딩 기반 압축을 수행하는 2차 압축 단계를 수행하는 임베디드 장치.
- 삭제
- 삭제
- 복수의 센서노드와 함께 이미지 기반 임베디드 무선 센서 네트워크를 구성하는 서버로서,
상기 복수의 센서노드로부터 이미지 데이터의 원본 및 압축본 중 적어도 하나를 수신하는 서버 통신부;
상기 원본에 대해 K-평균 클러스터링 기반 알고리즘을 적용하여 K개의 클러스터에 해당하는 센트로이드의 대표 픽셀값을 포함하는 센트로이드 정보를 학습 결과로 생성하고, 상기 대표 픽셀값에 대응되는 K개의 가변 길이 비트 코드를 허프만 코딩 알고리즘에 따라 허프만 코드 정보로 생성하는 압축 정보 생성부;
상기 압축 정보 및 상기 압축본을 저장하는 저장부; 및
상기 압축 정보 생성부에서 상기 압축 정보가 생성되면, 상기 서버 통신부를 통해 상응하는 센서노드로 상기 압축 정보를 전송하도록 제어하는 서버 제어부를 포함하되,
상기 압축 정보 생성부는, 입력된 클러스터의 수에 상응하여 각 클러스터의 대표 픽셀값을 센트로이드로 초기 설정하는 센트로이드 설정 모듈; 상기 원본의 각 픽셀을 최근접한 센트로이드의 현재 위치에 할당하는 클러스터 할당 모듈; 할당이 완료되면 상기 센트로이드의 평균을 재연산하는 센트로이드 재연산 모듈; 및 미리 설정된 반복 횟수만큼 클러스터 할당 및 평균 재연산이 수행되도록 제어하는 제어 모듈을 포함하며,
상기 압축 정보 생성부는 상기 원본을 상기 센트로이드 정보에 기초하여 1차 압축하고, 1차 압축된 이미지 데이터에 대해 K개의 상기 대표 픽셀값에 대한 출현 빈도를 계산하여 상기 가변 길이 비트 코드를 할당하며, 상기 가변 길이 비트 코드는 출현 빈도가 높은 대표 픽셀값에 대해 출현 빈도가 낮은 대표 픽셀값에 비해 적은 비트를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 서버.
- 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 제어 모듈은 미리 설정된 시도 횟수만큼 상기 센트로이드 설정 모듈에서 랜덤하게 상기 센트로이드의 초기 설정이 실행되도록 하되,
다른 랜덤 초기화로부터 획득된 다른 솔루션들 사이에서 최저의 비용 함수를 가지는 하나를 학습 결과로 선택하는 솔루션 선택 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 서버.
- 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 압축 정보 생성부는 상기 가변 길이 비트 코드를 할당할 때 제로 주파수 색상(zero frequency color)에 대한 코드 할당을 생략하는 것을 특징으로 하는 서버.
- 제4항에 있어서,
상기 압축본에 대해 영상 분석한 결과인 환경 정보를 출력하는 모니터링부를 더 포함하는 서버.
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KR1020180000851A KR101998839B1 (ko) | 2018-01-03 | 2018-01-03 | 이미지 기반 임베디드 무선 센서 네트워크를 위한 데이터 압축 시스템 및 방법 |
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CN116910285A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-10-20 | 山东卓硕北斗网络科技有限公司 | 基于物联网的智慧交通数据优化存储方法 |
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