Otimizações da transmissão de imagens em redes de sensores visuais sem fio explorando a relevância de monitoramento dos nós fontes e codificação DWT

The development of wireless sensor networks for control and monitoring functions has created a vibrant investigation scenario, covering since communication aspects to issues related with energy efficiency. When source sensors are endowed with cameras for visual monitoring, a new scope of challenges is raised, as transmission and monitoring requirements are considerably changed. Particularly, visual sensors collect data following a directional sensing model, altering the meaning of concepts as vicinity and redundancy but allowing the differentiation of source nodes by their sensing relevancies for the application. In such context, we propose the combined use of two differentiation strategies as a novel QoS parameter, exploring the sensing relevancies of source nodes and DWT image coding. This innovative approach supports a new scope of optimizations to improve the performance of visual sensor networks at the cost of a small reduction on the overall monitoring quality of the application. Besides definition of a new concept of relevance and the proposition of mechanisms to support its practical exploitation, we propose five different optimizations in the way images are transmitted in wireless visual sensor networks, aiming at energy saving, transmission with low delay and error recovery. Putting all these together, the proposed innovative differentiation strategies and the related optimizations open a relevant research trend, where the application monitoring requirements are used to guide a more efficient operation of sensor networks

O desenvolvimento de redes de sensores sem fio para funções de controle e monitoramento tem criado um pulsante cenário de investigação, abrangendo desde aspectos da comunicação em rede até questões como eficiência energética. Quando sensores são equipados com câmeras para funções de monitoramento visual, um novo escopo de desafios é lançado, uma vez que há uma mudança significativa nos requisitos de monitoramento e transmissão. Em particular, sensores visuais coletam dados seguindo um modelo direcional de monitoramento, alterando conceitos já estabelecidos de vizinhança e redundância, porém tornando possível a diferenciação de sensores pelas suas relevâncias de monitoramento para a aplicação. Nesse contexto, propomos que a relevância de monitoramento dos sensores fontes sejam exploradas em conjunto com a codificação de imagens por transformada DWT, unindo assim dois diferentes escopos de relevância para a criação de novos parâmetros de QoS. Essa abordagem inovadora permite uma nova gama de otimizações da operação da rede, possibilitando aumento de desempenho com pequenas perdas na qualidade global de monitoramento. Além da definição de um novo conceito de relevância e a proposição de mecanismos para suportar sua utilização prática, cinco diferentes otimizações da transmissão de imagens em redes de sensores visuais sem fio são propostas, visando economia de energia, transmissão com baixo atraso e recuperação de erros. Em conjunto, as estratégias de diferenciação e as otimizações relacionadas abrem uma importante vertente de pesquisa, onde os requisitos de monitoramento das aplicações são utilizados para guiar uma operação mais eficiente da rede