T E L K O M N I K A ,   V o l . 9 ,   N o . 2 ,   A u g u s t   2 0 1 1 ,   p p .   3 1 1 ~ 3 1 8   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0           3 1 1       R e c e i v e d   A p r i l   8 th ,   2 0 1 1 ;   R e v i s e d   M a y   2 4 t h ,   2 0 1 1 ;   A c c e p t e d   M a y   3 0 th ,   2 0 1 1   E f f i c i e n t   J P E G   2 0 0 0   I m a g e   C o m p r e s s i o n   S c h e m e   f o r   M u l t i h o p   W i r e l e s s   N e t w o r k s       M o h s e n   N a s r i * ,   A b d e l h a m i d   H e l a l i ,   H a l i m   S g h a i e r ,   H a s s e n   M a a r e f   L a b o r a t o i r e   d e   M i c r o - O p t o é l e c t r o n i q u e   e t   N a n o s t r u c t u r e s ,   F a c u l t é   d e s   Sc i e n c e s   d e   M o n a s t i r   ( I n s t i t u t   Su p é r i e u r   d ' I n f o r m a t i q u e   e t   d e   M a t h é m a t i q u e s   d e   M o n a s t i r ) ,   U n i v e r s i t é   d e   M o n a s t i r ,   T u n i s i a   e - m a i l :   n a s r i m o h s e n @ y a h o o . f r * ,   a b d e l h a m i d . h e l a l i @ i s i m m . r n u . t n       A b s t r a k     Ke t i k a   m e n g g u n a k a n   j a r i n g a n   s e n s o r   n i r k a b e l   u n t u k   t r a n s m i s i   d a t a   w a k t u - n y a t a ,   b e b e r a p a   p o i n   k r i t i s   s e h a r u s n y a   d i p e r t i m b a n g k a n .   D a y a   k o m p u t a s i   y a n g   t e r b a t a s ,   m e m o r i   y a n g   b e r k u r a n g ,   b a n d w i d t h   y a n g   s e m p i t   d a n   p a s o k a n   e n e r g i   y a n g   s a n g a t   t e r b a t a s   p a d a   n o d e   s e n s o r .   Ka r e n a n n y a ,   p e m a k s i m a l a n   u m u r   h i d u p   j a r i n g a n   d a n   p e m i n i m a l a n   k o n s u m s i   e n e r g i   s e l a l u   m e n j a d i   t u j u a n   o p t i m a s i .   G u n a   m e n g a t a s i   k e t e r b a t a s   k o m p u t a s i   d a n   e n e r g i   s e t i a p   n o d e   s e n s o r   s e l a m a   t r a n s m i s i   c i t r a ,   s e b u a h   s k e m a   t r a n s p o r t a s i   c i t r a   y a n g   e f i s i e n   e n e r g i   d i u s u l k a n ,   m e n g a m b i l   k e u n t u n g a n   d a r i   J PEG 2 0 0 0   t e t a p   d e n g a n   s t a n d a r   k o m p r e s i   c i t r a   m e n g g u n a k a n   M AT L AB  d a n   C   d a r i   J a s p e r .   J PEG 2 0 0 0   m e n y e d i a k a n   s a t u   s e t   f i t u r   p r a k t i s ,   y a n g   b e l u m   t e r s e d i a   p a d a   s t a n d a r   s e b e l u m n y a .   F i t u r - f i t u r   i n i   d i c a p a i   m e n g g u n a k a n   t e k n i k :     t r a n s f o r m a s i   w a v e l e t   d i s k r i t   ( D W T ) ,   d a n   p e n y a n d i a n   b l o k   t e r b e n a m   d e n g a n   d e n g a n   p e m o t o n g a n   d i o p t i m a l k a n   ( EBC O T ) .   Ki n e r j a   s k e m a   t r a n s p o r t a s i   c i t r a   y a n g   d i u s u l k a n   d i s e l i d i k i   s e h u b u n g a n   d e n g a n   k u a l i t a s   c i t r a   d a n   k o n s u m s i   e n e r g i .   H a s i l   s i m u l a s i   y a n g   d i h a d i r k a n   m e n u n j u k k a n   b a h w a   s k e m a   y a n g   d i u s u l k a n   m e n g o p t i m a l k a n   w a k t u   h i d u p   j a r i n g a n   d a n   m e n g u r a n g i   s e c a r a   s i g n i f i k a n   j u m l a h   m e m o r i   y a n g   d i p e r l u k a n   d e n g a n   m e n g a n a l i s i s   p e n g a r u h   f u n g s i o n a l   d a r i   m a s i n g - m a s i n g   p a r a m e t e r   a l g o r i t m a   k o m p r e s i   c i t r a   t e r d i s t r i b u s i   i n i .     K a t a   k u n c i :   j a r i n g a n   s e n s o r   n i r k a b e l , J PEG 2 0 0 0 ,   k o m p r o s i   c i t r a   t e r d i s t r i b u s i ,   k o n s e r v a s i   e n e r g y       A b s t r a c t     W h e n   u s i n g   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s   f o r   r e a l - t i m e   d a t a   t r a n s m i s s i o n ,   s o m e   c r i t i c a l   p o i n t s   s h o u l d   b e   c o n s i d e r e d .   R e s t r i c t e d   c o m p u t a t i o n a l   p o w e r ,   r e d u c e d   m e m o r y ,   n a r r o w   b a n d w i d t h   a n d   e n e r g y   s u p p l i e d   p r e s e n t   s t r o n g   l i m i t s   i n   s e n s o r   n o d e s .   T h e r e f o r e ,   m a x i m i z i n g   n e t w o r k   l i f e t i m e   a n d   m i n i m i z i n g   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   a r e   a l w a y s   o p t i m i z a t i o n   g o a l s .   T o   o v e r c o m e   t h e   c o m p u t a t i o n   a n d   e n e r g y   l i m i t a t i o n   o f   i n d i v i d u a l   s e n s o r   n o d e s   d u r i n g   i m a g e   t r a n s m i s s i o n ,   a n   e n e r g y   e f f i c i e n t   i m a g e   t r a n s p o r t   s c h e m e   i s   p r o p o s e d ,   t a k i n g   a d v a n t a g e   o f   J PEG 2 0 0 0   s t i l l   i m a g e   c o m p r e s s i o n   s t a n d a r d   u s i n g   M AT L AB  a n d   C   f r o m   J a s p e r .   J PEG 2 0 0 0   p r o v i d e s   a   p r a c t i c a l   s e t   o f   f e a t u r e s ,   n o t   n e c e s s a r i l y   a v a i l a b l e   i n   t h e   p r e v i o u s   s t a n d a r d s .   T h e s e   f e a t u r e s   w e r e   a c h i e v e d   u s i n g   t e c h n i q u e s :   t h e   d i s c r e t e   w a v e l e t   t r a n s f o r m   ( D W T ) ,   a n d   e m b e d d e d   b l o c k   c o d i n g   w i t h   o p t i m i z e d   t r u n c a t i o n   ( EBC O T ) .   Pe r f o r m a n c e   o f   t h e   p r o p o s e d   i m a g e   t r a n s p o r t   s c h e m e   i s   i n v e s t i g a t e d   w i t h   r e s p e c t   t o   i m a g e   q u a l i t y   a n d   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .   Si m u l a t i o n   r e s u l t s   a r e   p r e s e n t e d   a n d   s h o w   t h a t   t h e   p r o p o s e d   s c h e m e   o p t i m i z e s   n e t w o r k   l i f e t i m e   a n d   r e d u c e s   s i g n i f i c a n t l y   t h e   a m o u n t   o f   r e q u i r e d   m e m o r y   b y   a n a l y z i n g   t h e   f u n c t i o n a l   i n f l u e n c e   o f   e a c h   p a r a m e t e r   o f   t h i s   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   a l g o r i t h m .       K e y w o r d s :   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n ,   e n e r g y   c o n s e r v a t i o n ,   J PEG 2 0 0 0 ,   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s       1 .     I n t r o d u c t i o n   R e c e n t l y   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k   ( W S N )   h a s   b e c o m e   o n e   o f   t h e   m o s t   i n t e r e s t i n g   n e t w o r k i n g   t e c h n o l o g i e s   s i n c e   i t   c a n   b e   d e p l o y e d   w i t h o u t   c o m m u n i c a t i o n   i n f r a s t r u c t u r e s   [ 1 ] .     T h e   W S N s   a r e   b a s e d   o n   s m a l l   s e n s o r   n o d e s   a n d   a   s i n k   a s   s h o w n   F i g u r e   1 .   T h e   m a i n   c h a r a c t e r i s t i c   o f   s u c h   n e t w o r k s   i s   n o d e s   w i t h   s c a r c e   r e s o u r c e s .   T h e s e   n o d e s   c o n s i s t   o f   f o u r   m a i n   c o m p o n e n t s :   ( i )   a   s e n s i n g   u n i t   i n c l u d i n g   o n e   o r   m o r e   s e n s o r s   a n d   a n   a n a l o g - t o - d i g i t a l   c o n v e r t e r s   f o r   d a t a   a c q u i s i t i o n ;   ( i i )   a   p r o c e s s i n g   u n i t   i n c l u d i n g   a   m i c r o - c o n t r o l l e r   a n d   m e m o r y   f o r   l o c a l   d a t a   p r o c e s s i n g ;   ( i i i )   a   r a d i o   s u b s y s t e m   f o r   w i r e l e s s   d a t a   c o m m u n i c a t i o n   ( R F   u n i t ) ;   a n d   ( i v )   a   p o w e r   s u p p l y   u n i t .   D e p e n d i n g   o n   t h e   s p e c i f i c   a p p l i c a t i o n ,   s e n s o r   n o d e s   m a y   a l s o   i n c l u d e   a d d i t i o n a l   c o m p o n e n t s   w h i c h   a r e   o p t i o n a l   s u c h   a s   a   l o c a t i o n   f i n d i n g   s y s t e m   t o   d e t e r m i n e   t h e i r   p o s i t i o n ,   a   m o b i l i z e r   t o   c h a n g e   t h e i r   l o c a t i o n   o r   c o n f i g u r a t i o n .   S o ,   s e n s o r   n o d e s   a r e   e m b e d d e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 1 1     3 1 8   3 1 2 s y s t e m   w i t c h   s e n s e   t h e i r   e n v i r o n m e n t ,   c o l l e c t   s e n s e d   d a t a   a n d   t r a n s m i t   i t   t o   t h e   s i n k   i n   a n   a u t o n o m o u s   w a y   u s i n g   m u l t i - h o p   c o m m u n i c a t i o n .                               F i g u r e 1 .   S e n s o r   n e t w o r k   a r c h i t e c t u r e .       H o w e v e r ,   t h e y   a r e   e n e r g i z e d   b y   s m a l l   a n d   i r r e p l a c e a b l e   b a t t e r i e s .   U n d e r   s u c h   e n e r g y   c o n s t r a i n t   c o n d i t i o n ,   s e n s o r   n o d e s   c a n   o n l y   t r a n s m i t   a   f i n i t e   n u m b e r   o f   b i t s   i n   t h e i r   l i f e t i m e .   C o n s e q u e n t l y ,   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   a n d   d a t a   t r a n s m i s s i o n   a r e   a l w a y s   c o n s i d e r e d   t o g e t h e r   i n   W S N s .   T h e r e f o r e ,   a p p r o a c h e s   t o   o p t i m i z e   d a t a   t r a n s m i s s i o n   a r e   a   c r i t i c a l   i s s u e .   F o r   i m a g e - b a s e d   a p p l i c a t i o n s ,   o n e   u s e s   a   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k   w h e r e b y   t h e   n o d e s   a r e   c a m e r a - e q u i p p e d   [ 2 ] .   S i n c e ,   h e t e r o g e n e o u s   s e n s o r   n o d e s   a r e   b a t t e r y - p o w e r e d ;   t h e   i m a g e   t r a n s f e r   i n   W S N s   p r e s e n t s   m a j o r   c h a l l e n g e   w h i c h   r a i s e s   i s s u e s   r e l a t e d   t o   i t s   r e p r e s e n t a t i o n ,   i t s   s t o r a g e   a n d   i t s   t r a n s m i s s i o n   [ 3 ] .   I n   t h i s   c o n t e x t ,   i m a g e   t r a n s m i s s i o n   o p t i m i z a t i o n   t h r o u g h   W S N s   i s   m a i n l y   d o n e   b y   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   a l g o r i t h m   e m b e d d e d   i n   o r d e r   t o   r e d u c e   t h e   n u m b e r   o f   t r a n s m i t t e d   b i t s ,   t h u s   r e d u c i n g   t h e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .   T h e   u s e   o f   t h e   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   i n   r e s o u r c e - c o n s t r a i n e d   n e t w o r k s   i s   e s s e n t i a l .   E v e n   i f   t h e   n e c e s s a r y   t o t a l   e n e r g y   f o r   t h e   w h o l e   s y s t e m   i s   i n c r e a s e d ,   t h e   e n e r g y   n e e d e d   f o r   e v e r y   n o d e   i s   r e d u c e d ,   w h i c h   p r o l o n g s   t h e   n e t w o r k   l i f e t i m e .   T h i s   t e c h n i q u e   i s   b a s e d   o n   t h e   f a c t   t h a t   a n   i n d i v i d u a l   n o d e   d o e s   n o t   h a v e   s u f f i c i e n t   c o m p u t a t i o n a l   p o w e r   t o   c o m p l e t e l y   c o m p r e s s   a   l a r g e   v o l u m e   o f   d a t a   t o   m e e t   t h e   a p p l i c a t i o n   r e q u i r e m e n t s ;   t h i s   i s   n o t   p o s s i b l e   u n l e s s   t h e   n o d e   d i s t r i b u t e s   t h e   c o m p u t a t i o n a l   t a s k   a m o n g   o t h e r   n o d e s .   I n   t h i s   c a s e ,   a   d i s t r i b u t e d   m e t h o d   t o   s h a r e   t h e   p r o c e s s i n g   t a s k   i s   n e c e s s a r y .     I m a g e   c o m p r e s s i o n   i s   a   w e l l - e s t a b l i s h e d   r e s e a r c h   f i e l d ,   b u t   s e n s o r   n e t w o r k s   p r e s e n t   a   c o n t e x t   i n   w h i c h   n e w   d e s i g n   i s s u e s   h a v e   t o   b e   a d d r e s s e d .   T h e   m a i n   c h a r a c t e r i s t i c   o f   s u c h   n e t w o r k s   i s   n o d e s   w h i c h   a r e   m a i n l y   c h a r a c t e r i z e d   b y   l i m i t e d   e n e r g y .   T h e r e f o r e ,   t h e   p r i m a r y   f o c u s   o n   e n e r g y ,   c o m p u t a t i o n a l   p o w e r ,   a n d   a l l o c a t e d   m e m o r y   c a l l   f o r   n e w   c o m p r e s s i o n   a n d   p r o c e s s i n g   a l g o r i t h m s .   T h e   i m a g e   c o m p r e s s i o n   t e c h n i q u e s   a n d   p r o c e s s i n g   a l g o r i t h m s   i n   a   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k   a r e   c l a s s i f i e d   i n   t w o   c a t e g o r i e s :   ( i )   l o c a l   p r o c e s s i n g   a n d   c o m p r e s s i o n ,   a n d   ( i i )   d i s t r i b u t e d   p r o c e s s i n g   a n d   c o m p r e s s i o n .   L o c a l   a l g o r i t h m s   a r e   u s e f u l   o n l y   w h e n   t h e   c o m p l e t e   p r o c e s s i n g ,   i n c l u d i n g   i m a g e   c o m p r e s s i o n   a n d   t r a n s m i s s i o n ,   i s   l e s s   e n e r g y   c o n s u m m i n g   t h a n   t h e   s i n g l e   t r a n s m i s s i o n   o f   u n c o m p r e s s e d   i m a g e .   S o m e   w o r k s   h a v e   d e m o n s t r a t e d   t h a t   t h e   c o m p l e x i t y   o f   c e r t a i n   c o m p r e s s i o n   a l g o r i t h m s   l e a d s   t o   g r e a t e r   p o w e r   c o n s u m p t i o n s   t h a n   t h e   s i m p l e   t r a n s m i s s i o n   o f   t h e   u n c o m p r e s s e d   i m a g e .   F o r   i n s t a n c e ,   F e r r i g n o   e t   a l .   h a v e   p r e s e n t e d   i n   [ 4 ]   a   p l a t f o r m   t o   e v a l u a t e   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   d i f f e r e n t   t r a d i t i o n a l   a l g o r i t h m s   f o r   i m a g e   c o m p r e s s i o n   i n   a   s i n g l e   s e n s o r   n o d e .   T h e y   h a v e   a n a l y z e d   f i v e   a l g o r i t h m s :   j o i n t   p h o t o g r a p h i c   e x p e r t s   g r o u p   ( J P E G ) ,   s p r e a d   s p e c t r u m   ( S S ) ,   d i s c r e t e   c o s i n e   t r a n s f o r m   ( D C T ) ,   s e t   p a r t i t i o n i n g   i n   h i e r a r c h i c a l   t r e e s   ( S P I T H )   a n d   J P E G 2 0 0 0 .   R e s u l t s   s h o w   t h a t   S S   i s   t h e   u n i q u e   a l g o r i t h m   w h i c h   p r e s e n t s   e n e r g y   s a v i n g s   w i t h   r e s p e c t   t o   t h e   n o - c o m p r e s s i o n   c a s e ,   a l l o w i n g   a   p o w e r   r e d u c t i o n   o f   a b o u t   2 9 % .   T h e   m e c h a n i s m   p r o p o s e d   i n   [ 5 ]   u s e s   a   s c h e m e   b a s e d   i n   S P I H T   c o d i n g   o f   d a t a   b l o c k s   g e n e r a t e d   f r o m   p a r e n t - c h i l d   r e l a t i o n   c h i p s   o f   w a v e l e t   c o e f f i c i e n t s .   T h i s   p a r e n t - c h i l d   r e l a t i o n s h i p   i s   p e r f o r m e d   i n   o r d e r   t o   r e i n f o r c e   S P I H T   f r a g i l i t i e s   i n   b i t   e r r o r   t r a n s m i s s i o n   c a s e s .   T h e   a d o p t e d   a p p r o a c h   i n   [ 6 ]   u s e s   a   l o c a l   c o m p r e s s i o n   o f   J P E G 2 0 0 0   s t a n d a r d .   I n   t h i s   a p p r o a c h ,   H u a m i n g   W   e t   a l .   h a v e   i n t r o d u c e d   a   p o w e r   a w a r e   t e c h n i q u e   t h a t   i n c o r p o r a t e s   t h e   J P E G 2 0 0 0   s t a n d a r d   t o   c o m p r e s s   c a p t u r e d   i m a g e s   f r o m   w i r e l e s s   c a m e r a   n o d e s .       S e n s o r   n o d e   C a m e a - e q u i p p e d   n o d e   S i n k   U s e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       E f f i c i e n t   J P E G   2 0 0 0   I m a g e   C o m p r e s s i o n   S c h e m e   f o r   M u l t i h o p   W i r e l e s s   .   ( M o h s e n   N a s r i )   3 1 3     I n   [ 7 ]   a   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   u s i n g   t h e   J P E G 2 0 0 0   s t a n d a r d   i s   p r o p o s e d .   T h e   b a s i c   i d e a   i s   t h e   d i s t r i b u t i o n   o f   t h e   w a v e l e t   t r a n s f o r m   p r o c e s s i n g   w o r k l o a d   b e t w e e n   v a r i o u s   n o d e s .   T h i s   p a p e r   p r o p o s e s   a n   o r i g i n a l   t e c h n i q u e   t o   r e d u c e   p o w e r   c o n s u m p t i o n   o f   t h e   s e n s o r   n e t w o r k   d u r i n g   i m a g e   t r a n s m i s s i o n .   T h e   f l e x i b i l i t y   o f   a   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   a l g o r i t h m   i s   u s e d   t o   a d a p t   t h e   c o m m u n i c a t i o n   p r o c e s s .         2 .     T h e   P r o p o s e d   M e t h o d   N o w a d a y s ,   m o r e   a n d   m o r e   m u l t i m e d i a   a p p l i c a t i o n s   i n t e g r a t e   w i r e l e s s   t r a n s m i s s i o n   f u n c t i o n a l i t i e s .   D u e   t o   t h e i r   e a s e   o f   d e p l o y m e n t ,   W S N   h a s   m a n y   a p p l i c a t i o n s   s u c h   a s   m i l i t a r y   a p p l i c a t i o n ,   s u r v e i l l a n c e ,   l o c a l i z a t i o n ,   a n d   t r a c k i n g .   T h e   m a i n   t a s k   o f   a   s e n s o r   n o d e   i s   t o   s e n s e   t h e   e n v i r o n m e n t   a n d   r e p o r t   w h a t   h a p p e n s .   D a t a   c o l l e c t e d   b y   s e n s o r   n o d e s   a r e   u s u a l l y   r o u t e d   b a c k   t o   a   s i n k   b y   a   m u l t i p l e - h o p   c o m m u n i c a t i o n   [ 8 ] .   I n   o r d e r   t o   m a k e   i m a g e   t r a n s m i s s i o n s   p o s s i b l e   v i a   e n e r g y   p r e s e r v a t i o n   a n d   a l l o c a t e d   m e m o r y   b a s e d   h e u r i s t i c .   W e   u s e   a n   i m a g e   r e q u e s t   b a s e d   s c e n a r i o   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .                           F i g u r e   2 .   S c e n a r i o   u s e d   f o r   t h e   i m a g e   r e q u e s t     I n   t h i s   s c e n a r i o   a   r e q u e s t   s p e c i f y i n g   t h e   n e c e s s a r y   c o n s t r a i n t s   o f   q u a l i t y   o f   s e c u r i t y   s e r v i c e   ( Q o S S )   i s   r e q u i r e d   t o   i n i t i a t e   i m a g e   t r a n s m i s s i o n   s c h e m e   w i t h   t h e   o p e r a t i o n   p a r a m e t e r s   s u c h   a s :   ( p e a k   s i g n a l   t o   n o i s e   r a t i o )   P S N R   a n d   c o m p r e s s i o n   r a t i o .   W h e n   s e n d i n g   a n   i m a g e   r e q u e s t ,   t h e   u s e r   s p e c i f i e s   t h e   d e s i r e d   p a r a m e t e r s .   I n   t h i s   i n v e s t i g a t i o n ,   t h e   c o m m u n i c a t i o n   e n v i r o n m e n t   i s   a s s u m e d   t o   b e   c o n t e n t i o n - f r e e   a n d   e r r o r - f r e e .   I n   t h i s   a p p r o a c h ,   w e   p r o p o s e   a   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   s c h e m e   w h e r e   n o d e s   c o m p r e s s   a n   i m a g e   w h i l e   f o r w a r d i n g   i t   t o   t h e   s i n k   s u b j e c t   t o   a   s p e c i f i c   i m a g e   q u a l i t y   r e q u i r e m e n t   a n d   o p t i m i z e   n e t w o r k   l i f e t i m e .     I n   t h i s   s t u d y ,   t h e   p r o p o s e d   i m a g e   t r a n s m i s s i o n   s c h e m e   i s   b a s e d   o n   w a v e l e t   i m a g e   t r a n s f o r m .   T h e   s t r u c t u r e   o f   t h e   t r a n s f o r m   c o d e r   i s   i l l u s t r a t e d   i n   F i g u r e   3 .   T h e   m a i n   o b j e c t i v e s   a c h i e v e d   b y   t h i s   i m a g e   c o m p r e s s i n g   s y s t e m   a r e :   P r o g r e s s i v e   t r a n s m i s s i o n ,   p r o g r e s s i v e   q u a l i t y ,   r e d u c e d   a l l o c a t e d   m e m o r y ,   m i n i m i z e d   e n e r g y   c o n s u m p t i o n ,   a n d   o p t i m i z e d   n e t w o r k   l i f e t i m e .                             F i g u r e   3 .   F u n c t i o n a l   b l o c k   d i a g r a m   o f   J P E G   2 0 0 0   e n c o d e r     F o r w o r d   W a v e l e t   T r a n s f o r m   Q u a n t i z a t i o n   E n t r o p y   E n c o d i n g   C h a n n e l   I n v e r s e   W a v e l e t   T r a n s f o r m   D e -   Q u a n t i z a t i o n   E n t r o p y   D c o d i n g   S o u r c e   I m a g e   R e c o n s t r u c t e d   I m a g e   C o d e d   I m a g e   R e q u e s t   So u r c e   U s e r   Q o S s   S i n k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 1 1     3 1 8   3 1 4 M o r e   r e c e n t l y ,   t h e   w a v e l e t   t r a n s f o r m   h a s   g a i n e d   w i d e s p r e a d   a c c e p t a n c e   i n   s i g n a l   p r o c e s s i n g   i n   g e n e r a l   a n d   i n   i m a g e   c o m p r e s s i o n   r e s e a r c h   i n   p a r t i c u l a r .   W a v e l e t - b a s e d   c o d i n g   i s   m o r e   r o b u s t   u n d e r   t r a n s m i s s i o n   a n d   d e c o d i n g   e r r o r s ,   a n d   a l s o   f a c i l i t a t e s   p r o g r e s s i v e   i m a g e s   t r a n s m i s s i o n .   T h e o r e t i c a l l y ,   t h e   d i s c r e t e   w a v e l e t   t r a n s f o r m   ( D W T )   i s   a   t w o   d i m e n s i o n a l   s e p a r a b l e   f i l t e r i n g   o p e r a t i o n   a c r o s s   r o w s   a n d   c o l u m n s   o f   i n p u t   i m a g e .   T h i s   i s   a c h i e v e d   b y   f i r s t   a p p l y i n g   t h e   l o w - p a s s   f i l t e r   L   a n d   a   h i g h - p a s s   f i l t e r   H   t o   t h e   l i n e s   o f   s a m p l e s ,   r o w - b y - r o w ,   a n d   t h e n   r e - f i l t e r i n g   t h e   o u t p u t   t o   t h e   c o l u m n s   b y   t h e   s a m e   f i l t e r s .   A s   a   r e s u l t ,   t h e   i m a g e   i s   d i v i d e d   i n t o   f o u r   s u b - b a n d s   a s   s h o w n   F i g u r e   4 :   l o w - l o w   ( L L 1 ) ,   l o w - h i g h   ( L H 1 ) ,   h i g h - l o w   ( H L 1 )   a n d   h i g h - h i g h   ( H H 1 )   [ 9 ] .   S p e c i f i c a l l y ,   t h e   L L 1   s u b - b a n d   c a n   b e   t r a n s f o r m e d   a g a i n   t o   f o r m   L L 2 ,   L H 2 ,   H L 2 ,   a n d   H H 2   s u b - b a n d s ,   p r o d u c i n g   a   t w o - l e v e l   w a v e l e t   t r a n s f o r m a n d   s o   o n                       F i g u r e   4 .   I l l u s t r a t i o n   o f   w a v e l e t   s p e c t r a l   d e c o m p o s i t i o n .       A f t e r   t h e   D W T ,   a l l   t h e   s u b - b a n d s   a r e   q u a n t i z e d   t o   r e d u c e   t h e   p r e c i s i o n   o f   t h e   s u b - b a n d s .   T h e   q u a n t i z e d   D W T   c o e f f i c i e n t s   a r e   c o n v e r t e d   i n t o   s i g n - m a g n i t u d e   r e p r e s e n t e d   p r i o r   t o   e n t r o p y   c o d i n g .   I n   t h e   e m b e d d e d   b l o c k   c o d i n g   m e t h o d ,   e a c h   s u b - b a n d   i s   d i v i d e d   i n t o   " c o d e   b l o c k s " .   T h e n   e a c h   c o d e   b l o c k   i s   c o d e d   i n d e p e n d e n t l y   f r o m   t h e   o t h e r   o n e s   t h u s   p r o d u c i n g   a n   e l e m e n t a r y   e m b e d d e d   b i t - s t r e a m .   D u r i n g   t h e   c o d i n g   s t e p ,   e a c h   c o d e - b l o c k   i s   d e c o m p o s e d   i n t o   a   n u m b e r   o f   b i t - p l a n e s :   O n e   s i g n   b i t - p l a n e   a n d   s e v e r a l   m a g n i t u d e   b i t - p l a n e s .   T h e   e n t r o p y   c o d e r   f o r   J P E G 2 0 0 0   u s e s   e m b e d d e d   b l o c k   c o d i n g   w i t h   o p t i m a l   t r u n c a t i o n   ( E B C O T ) .   E B C O T   i s   d i v i d e d   i n t o   t w o   c o d i n g   s t e p s :   T i e r - 1   a n d   T i e r - 2   c o d i n g .   T h e   f i r s t   i s   b a s e d   o n   t r e e   p a s s :   s i g n i f i c a n c e   p r o p a g a t i o n   p a s s   ( P a s s 1 ) ,   m a g n i t u d e   r e f i n e m e n t   p a s s   ( p a s s 2 )   a n d   c l e a n u p   p a s s   ( p a s s 3 ) ;   t h e   t i e r - 2   i s   u s e d   t o   o r g a n i z e   t h e   p o r t f o l i o   a m o n g   b i t - s t r e a m s   f r o m   e v e r y   b l o c k   [ 1 0 ] .       3 .     R e s e a r c h   M e t h o d   D i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   i s   p r o p o s e d   a s   a   m e a n s   t o   o v e r c o m e   t h e   c o m p u t a t i o n   a n d   e n e r g y   l i m i t a t i o n   o f   i n d i v i d u a l   n o d e s   b y   d i s t r i b u t i n g   t h e   p r o c e s s i n g   o f   t a s k s .   A n   e x a m p l e   o f   d i s t r i b u t e d   c l u s t e r -   b a s e d   c o m p r e s s i o n   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   5 .   W h e n   a p p l y i n g   t h e   s c e n a r i o   p r o p o s e d   i n s e c t i o n   3   a n d   a f t e r   r e c e i v i n g   a   q u e r y   f r o m   a   s o u r c e   n o d e ,   t h e   c l u s t e r   h e a d   c 1   s e l e c t s   a   s e t   o f   n o d e s   n 1 i   ( i   =   1 4 )   i n   t h e   c l u s t e r   w h i c h   w i l l   t a k e   p a r t   i n   t h e   d i s t r i b u t e d   t a s k s   t h e n   i n f o r m s   s o u r c e   n o d e .   T h e   s o u r c e   d i v i d e s   t h e   o r i g i n a l   i m a g e   i n t o   t i l e   a n d   t r a n s m i t s   t h e m   t o   n 1 i   ( n 1 1 ,   n 1 2 ,   n 1 3   a n d   n 1 4 ) .   T h o s e   n o d e s   r u n   1 D - D W T   ( h o r i z o n t a l   d e c o m p o s i t i o n )   o n   t h e i r   r e c e i v e d   d a t a   t h e n   s e n d   t h e   i n t e r m e d i a t e   r e s u l t s   t o   c 2 .   A f t e r   r e c e i v i n g   t h e   r e s u l t s ,   c 2   d i s t r i b u t e s   i t   t o   t h e   s e t   o f   n o d e s   n 2 i   ( n 2 1 ,   n 2 2 ,   n 2 3   a n d   n 2 4 ) .   T h e s e   n o d e s   p r o c e s s   d a t a   ( v e r t i c a l   d e c o m p o s i t i o n )   a n d   s e n d   t h e   r e s u l t s   ( L e v e l   1   d a t a   i n   F i g u r e   4 ( b ) )   t o   t h e   n e x t   c l u s t e r   h e a d   c 3 .   T h e   c l u s t e r   h e a d   c 3   c h o o s e s   a   p a r t   o f   t h e   r e s u l t s   ( c o r r e s p o n d i n g   t o   L L 1   i n   F i g u r e   4 ( b ) )   a n d   d i s t r i b u t e s   i t   t o   t h e   s e t   o f   n o d e s   n 3 i   ( n 3 1 ,   n 3 2 ,   n 3 3   a n d   n 3 4 ) .   T h o s e   n o d e s   r u n   1 D -   D W T   o f   L L 1   s u b - b a n d   t h e n   s e n d   t h e   i n t e r m e d i a t e   r e s u l t s   t o   c 3 .   A f t e r   r u n n i n g   t h e   s e c o n d   1 D   w a v e l e t   t r a n s f o r m   o f   L L 1   s u b - b a n d ,   c 3   p r o c e s s   d a t a   a n d   s e n d   t h e   r e s u l t s   ( L e v e l   2   d a t a   i n   F i g u r e   4 ( c ) )   t o   t h e   n e x t   c l u s t e r   h e a d   c 4   f o r   t h e   q u a n t i z a t i o n   s t e p .   T h i s   p r o c e d u r e   m a y   c o n t i n u e   o n   c 5   a n d   i t s   f o l l o w i n g   n o d e s   u n t i l   t h e   f i n a l   c o m p r e s s e d   i m a g e   r e a c h e s   t h e   d e s t i n a t i o n   n o d e   ( s i n k ) .   I t   s h o u l d   b e   n o t e d   t h a t ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   6 ,   a f t e r   t h e   D W T ,   a l l   t h e   s u b - b a n d s   a r e   q u a n t i z e d   b y   a   s i n g l e   n o d e   ( n 4 i ) .   T h e   o t h e r   n o d s   a r e   p u t   a w a k e .   S i n c e   t h e   q u a n t i z a t i o n   r e p r e s e n t s   a b o u t   5 . 5 %   o f   t h e   t o t a l   p r o c e s s   t i m e ,   I n   s p i t e   o f   r e s o u r c e   c o n s t r a i n t s ,   a n   i n d i v i d u a l   n o d e   h a s   a   s u f f i c i e n t   p o w e r   t o   r e a l i z e   t h e   q u a n t i z a t i o n   b l o c k .   G i v e n   t h a t   t h e   T i e r - 1   c o d i n g   r e p r e s e n t s   a b o u t   4 3 %   o f   L 1   H 1   L L 1   L H 1   H L 1   H H 1   L H 1   H L 1   H H 1   L L 2   H L 2   H H 2   L H 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       E f f i c i e n t   J P E G   2 0 0 0   I m a g e   C o m p r e s s i o n   S c h e m e   f o r   M u l t i h o p   W i r e l e s s   .   ( M o h s e n   N a s r i )   3 1 5   t h e   t o t a l   p r o c e s s   t i m e ,   t h e   t a s k s   p a r t i t i o n i n g   o p t i m i z e   t h e   n e t w o r k   l i f e t i m e .   A f t e r   r e c e i v i n g   t h e   r e s u l t s ,   c 5   d i v i d e s   q u a n t i z e d   s u b - b a n d s   i n t o   a   n u m b e r   o f   s m a l l e r   c o d e - b l o c k s   o f   e q u a l   s i z e   a n d   s e n d   t h e i r   p r o c e s s e d   r e s u l t s   t o   s e t   o f   n o d e s   n 5 i   ( n 5 1 ,   n 5 2 ,   n 5 3   a n d   n 5 4 ) .   I n   t h e s e   n o d e s   e a c h   c o d e - b l o c k   i s   e n t r o p y   e n c o d e d   i n d e p e n d e n t l y   t o   p r o d u c e   c o m p r e s s e d   b i t s t r e a m s .                             F i g u r e   5 .   D a t a   e x c h a n g e   o f   d i s t r i b u t e d   t a s k   f o r   i m a g e   c o m p r e s s i o n   i n   a   m u l t i - h o p   w i r e l e s s   n e t w o r k .   T w o   l e v e l s   o f   w a v e l e t   d e c o m p o s i t i o n   a r e   u s e d     F o r   t h i s   s t u d y ,   w e   h a v e   a d o p t e d   t h e   9 / 7   D W T   i m p l e m e n t e d   v i a   l i f t i n g   s c h e m e   ( L S ) .   F o r     e a c h   s a m p l e   p i x e l ,   l o w - p a s s   d e c o m p o s i t i o n   r e q u i r e s   8   s h i f t s   ( S )   a n d   8   a d d s   ( A )   i n s t r u c t i o n s   w h e r e a s   h i g h - p a s s   d e c o m p o s i t i o n   r e q u i r e s   2   s h i f t   a n d   4   a d d .   I n   t h i s   c a s e ,   e a c h   p i x e l   i s   r e a d   a n d   w r i t t e n   t w i c e .   A s s u m i n g   t h a t   t h e   i n p u t   i m a g e   s i z e   i s   o f   M × N   p i x e l s   a n d   t h a t   t h e   i m a g e   i s   d e c o m p o s e d   i n t o   p   r e s o l u t i o n   l e v e l ,   t h e n   2 D - D W T   i s   i t e r a t i v e l y   a p p l i e d   p - 1   l e v e l s .   U s i n g   t h e   f a c t   t h a t   t h e   i m a g e   s i z e   d e c r e a s e s   b y   a   f a c t o r   o f   4   i n   e a c h   t r a n s f o r m   l e v e l ,   t h e   t o t a l   c o m p u t a t i o n a l   e n e r g y   f o r   t h i s   p r o c e s s   c a n   b e   r e p r e s e n t e d   a s   f o l l o w s :       - = - + + + = 1 1 ) 1 ( 4 1 ) 2 . 2 1 2 1 0 ( ) , , ( p i i m e m m e m D W T W R A S M N p N M E   ( 1 )   w h e r e S , A , m e m R ,   a n d   m e m W   r e p r e s e n t   t h e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   f o r   s h i f t ,   a d d ,   r e a d ,   a n d   w r i t e   o f   o n e - b y t e   i n s t r u c t i o n s ,   r e s p e c t i v e l y   [ 1 1 ] .     T h e   e n e r g y   s p e n t   i n   e n t r o p y   c o d i n g   p e r   b i t   i s :     d = E N T E   ( 2 )     T h e   i m a g e   q u a l i t y   i s   m e a s u r e d   b y   u s i n g   t h e   P S N R   m e t r i c ,   w h i c h   i s   d e f i n e d   ( i n   d e c i b e l s )   b y :                                                                               ( 3 )     w h e r e ,   q   i s   t h e   n u m b e r   o f   b i t s   p e r   p i x e l   ( b p p )   o f   t h e   r a w   i m a g e ,   a n d   M S E   i s   t h e   m e a n - s q u a r e - e r r o r   w h i c h   d e f i n e d   b y :                                                                                   ( 4 )       w h e r e ,   ) , ( n m i i s   t h e   p i x e l   v a l u e s   o f   t h e   o r i g i n a l   i m a g e ,   ) , ( n m î i s   t h e   p i x e l   v a l u e s   r e c o n s t r u c t e d   i m a g e .   [ ] 2 1 0 1 0 ) , ( ) , ( . 1 - = - = - = M m N n n m î n m i N M M S E   n 1 3 n 2 1 1   n 2 4 n 3 3 n 3 4 1   n 4 1 n 4 2 1   n 4 4 n 5 1 1   n 5 3 n 5 4 s   c 1   c 2   c 3   c 4   c 5   c 6   S i n k   C o n t r o l   d a t a   I m a g e   t i l i n g   2 - D   D W T   a p p l i e d   o n c e   I m a g e   t i l i n g   2 - D   D W T   a p p l i e d   t w i c e   Q u a n t i z e d   s u b - b a n d   C o d e   b l o c k s   q u a n t i z e d   s u b - b a n d   B i t - s t r e a m   n 2 2 1   n 2 3 n 3 1 1   n 4 3 1   n 1 2 1   n 1 4 1   n 1 1 n 3 2 n 5 2 1   ) ( ) 1 2 ( l o g   1 0   2 1 0   d B   M S E   P S N R   q   - ´ = Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 1 1     3 1 8   3 1 6 3 .     R e s u l t s   a n d   D i s c u s s i o n   T h e   e n e r g y   c o n c e n t r a t i o n   i n   t h e   i m a g e   b y   s u c c e s s i v e   d e c o m p o s i t i o n   l e v e l s   w i l l   a l l o w   d e c r e a s i n g   t h e   a m o u n t   o f   i n f o r m a t i o n   t o   b e   t r a n s f e r r e d   o v e r   t h e   w i r e l e s s   c h a n n e l .   T h e   c o m p u t e d   q u a n t i t y   i s   d i v i d e d   b y   4   a t   e a c h   d e c o m p o s i t i o n   l e v e l .   T h i s   i s   a   m a i n   o b j e c t i v e   t o   b e   a c h i e v e d ,   s i n c e   t h e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i n   s e n s o r   n o d e s   i s   p r o p o r t i o n a l   t o   t h e   i n f o r m a t i o n   q u a n t i t y   b e i n g   t r a n s m i t t e d .   A s   a   r e s u l t ,   r e d u c i n g   t h e   q u a n t i t y   o f   t r a n s m i t t e d   d a t a   w i l l   e x t e n d   t h e   o v e r a l l   l i f e t i m e   o f   W S N s .   F r o m   t h e   e x p e r i m e n t ,   a n   i m a g e   L e n a   o f   s i z e   2 5 6 × 2 5 6   p i x e l s   i s   u s e d   a s   a   t e s t   i m a g e .   W e   f i r s t   a p p l y   t h e   d e c o m p o s i t i o n   i n   t h e   h o r i z o n t a l   d i r e c t i o n .   S i n c e   a l l   e v e n - p o s i t i o n e d   i m a g e   p i x e l s   a r e   d e c o m p o s e d   i n t o   t h e   l o w - p a s s   c o e f f i c i e n t s   a n d   o d d - p o s i t i o n e d   i m a g e   p i x e l s   a r e   d e c o m p o s e d   i n t o   t h e   h i g h - p a s s   c o e f f i c i e n t s ,   t h e   t o t a l   c o m p u t a t i o n a l   e n e r g y   i n v o l v e d   i n   h o r i z o n t a l   d e c o m p o s i t i o n   i s     ) . 2 . 2 . 1 2 . 1 0 . ( . 2 1 ) , , ( m e m m e m H W R A S N M p N M E + + + =     ( 5 )     T h e   a v e r a g e   e n e r g y   d i s s i p a t e d   b y   e v e r y   n o d e   i s   p r o v i d e d   i n   F i g u r e   6 .   T h e   e n e r g y   c o n s u m e d   b y   t h e   s e t   o f   n o d e s   n 1 i   a n d   n 2 i ( i = 1 . 4 )   t o   r u n   1 D - D W T   i n   h o r i z o n t a l   a n d   v e r t i c a l   d i r e c t i o n   r e s p e c t i v e l y   i s   o f   a b o u t   3 0 1 m J   ( b y   c o m p o n e n t )   e a c h   o n e   a n d   7 5 m J   t o   r u n   1 D   w a v e l e t   t r a n s f o r m   a l g o r i t h m   o f   L L 1   s u b - b a n d     ( n 3 i )   c o r r e s p o n d i n g   t o   a   7 5 %   d r o p   o f f .   W h i l e   t h e   e n e r g y   d i s s i p a t e d   b y   e v e r y   n o d e   n 4 i   i s   o f   a b o u t   1 8 m J .     n 1 i / n 2 i n 3 i n 4 i 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 E n e r g y   ( 1 0 - 3   J ) N o d e s   ( n 1 i - n 4 i ;   i = 1 . . . 4 )     F i g u r e   6 .   C o m p u t a t i o n a l   e n e r g y   d i s s i p a t e d   b y   e v e r y   n o d e     I n   t h i s   c a s e ,   w e   w e r e   i n t e r e s t e d   b y   a n a l y z i n g   t h e   i m p a c t   o f   t h e   d e c o m p o s i t i o n   l e v e l s   o n   t h e   e n h a n c e m e n t   o f   t h e   e x e c u t i o n   t i m e .   I n   F i g u r e   7 ,   i t s   r e p r e s e n t e d   t h e   e x e c u t i o n   t i m e   t i l l   f i v e   d e c o m p o s i t i o n   l e v e l s   u s i n g   t h e   L S   9 / 7   D W T .   W e   h a v e   c o n s i d e r e d   L e n a   i m a g e   w i t h   d i f f e r e n t   d i m e n s i o n s .   I t   i s   o b s e r v e d   t h a t   t h e   p r o c e s s   t i m e   v a r y   o v e r   d e c o m p o s i t i o n   l e v e l s   a n d   t h e n   r e d u c e d   a n d   b e c o m e   a l m o s t   c o n s t a n t   f r o m   t h e   t h i r d   d e c o m p o s i t i o n   l e v e l .   T h u s ,   t h e   m o s t   o f   t h e   i m a g e   e n e r g y   i s   l o c a t e d   i n   L L i   s u b - b a n d .   T h e r e f o r e ,   a n   a d d i t i o n a l   d e c o m p o s i t i o n   i s   u s e l e s s   a n d   w i l l   w a s t e   e n e r g y   w i t h o u t   e x t r a c t i n g   m o r e   d e t a i l s .   F i g u r e   8   i l l u s t r a t e s   t h e   d i s t r i b u t i o n   o f   h i g h - p a s s   c o e f f i c i e n t s   a f t e r   a p p l y i n g   t o w   l e v e l s   w a v e l e t   t r a n s f o r m   t o   t h e   2 5 6 × 2 5 6   i m a g e .   W e   n o t i c e   t h a t   t h e   h i g h - p a s s   c o e f f i c i e n t s   v a l u e s   a r e   v e r y   s m a l l .   I n d e e d ,   7 5 %   o f   t h e   h i g h - p a s s   c o e f f i c i e n t s   f o r   l e v e l   1   a r e   l e s s   t h a n   5 .   S i n c e   t h e   i m a g e s   h a v e   a   l o w   p a s s   s p e c t r u m ,   t h e   w a v e l e t   c o e f f i c i e n t s   t r a n s m i s s i o n   f r o m   c l u s t e r   h e a d   c 3   t o   t h e   s i n k   m u s t   b e   t r a n s m i t t e d   w i t h   p r i o r i t y   i n   o r d e r   t o   s a v e   m o r e   e n e r g y .   C o d i n g   a   3 2 × 3 2   L L   s u b - b a n d   w i t h   4   m a g n i t u d e   b i t   p l a n e s   w h e n   D W T   i s   a p p l i e d   t h r e e ,   t h e   e n e r g y   d i s s i p a t e d   i s   o f   a b o u t   5 µ J   ( p a s s 1 )   a n d     1 5 µ J   ( p a s s 2 ) ,   w h e r e a s   e n e r g y   d i s s i p a t e d   b y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       E f f i c i e n t   J P E G   2 0 0 0   I m a g e   C o m p r e s s i o n   S c h e m e   f o r   M u l t i h o p   W i r e l e s s   .   ( M o h s e n   N a s r i )   3 1 7   p a s s 3   i s   i n c o n s i d e r a b l e .   F o r   a   3 2 × 3 2   L L   s u b - b a n d   w i t h   5   m a g n i t u d e   b i t   p l a n e s ,   t h e   a v e r a g e   e n e r g y   d i s s i p a t e d   t o   r u n   p a s s 1   a n d   p a s s 2   i s   e s t i m a t e d   t o   b e   1 0 µ J   e a c h   a n d   t h e   e n e r g y   s p e n t   i n   p a s s 3   i s   o f   a b o u t   2 µ J .   S o   d e c r e a s e   i n   m a g n i t u d e   b i t   p l a n e s   l e a d s   t o   l o w e r   i m a g e   q u a l i t y   ( t a b l e 1 )   a n d   l e s s   c o m p u t a t i o n   e n e r g y .       0 1 2 3 4 5 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 P r o c e s s   t i m e   ( m s ) D e c o m p o s i t i o n   l e v e l s   L e n a   2 5 6 * 2 5 6   L e n a   1 2 8 * 1 2 8   L e n a   6 4 * 6 4   F i g u r e   7 .   P r o c e s s   t i m e   f o r   5   d e c o m p o s i t i o n   l e v e l s   o f   L S   9 / 7   D W T .                                               F i g u r e   8 .   D i s t r i b u t i o n   o f   h i g h - p a s s   c o e f f i c i e n t s     W e   h a v e   a l s o   s t u d i e d   t h e   i m a g e   t r a n s f e r   a d a p t a b i l i t y   t o   W S N s   t h r o u g h   t h e   a n a l y s i s   o f   s o m e   i m a g e   c o m p r e s s i o n   p a r a m e t e r s .   T h i s   s t u d y   h a s   b e e n   a c h i e v e d   b y   a n a l y z i n g   t h e   d e p e n d e n c e   b e t w e e n   s y s t e m   l i f e t i m e   a n d   a l l o c a t e d   m e m o r y ,   a n d   h e l p e d   t o   s e l e c t   t h e   b e t t e r   c o m p r e s s i o n   r a t e   a s   w e l l   a s   b e t t e r   i m a g e   q u a l i t y .   T h e   m o s t   i m p o r t a n t   d a t a   a r e   p r o v i d e d   i n   t h e   T a b l e   1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                        I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   2 ,     A u g u s t   2 0 1 1   :     3 1 1     3 1 8   3 1 8 T a b l e   1 .   M e a s u r e   b a s i c   e l e m e n t       4 .     C o n c l u s i o n   I n   t h i s   p a p e r ,   w e   h a v e   s t u d i e d   t h e   p r o b l e m s   o f   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   a l g o r i t h m   a n d   i t s   a p p l i c a t i o n   i n   W S N s .   T h e   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   a l g o r i t h m   p r e s e n t e d   i n   t h i s   p a p e r   o f f e r s   m u c h   f l e x i b i l i t y   a t   d i f f e r e n t   p r o c e s s   l e v e l s .   T h e s e   f l e x i b i l i t i e s   a r e   c o n s i d e r e d   a s   d y n a m i c   p a r a m e t e r s   d u r i n g   t h e   s y s t e m   t o   a d a p t   t h e   c o m m u n i c a t i o n   p r o c e s s .   W e   h a v e   f o c u s e d   o u r   s t u d y   o n   t h e   d e s i g n   a n d   e v a l u a t i o n   o f   d i s t r i b u t e d   s c h e m e   d e p e n d i n g   o n   t h e   o p e r a t i n g   p a r a m e t e r s   a t   d i f f e r e n t   p r o c e s s   l e v e l s .   W e   h a v e   e x p l a i n e d   t h e   i m p a c t   o f   t h e s e   p a r a m e t e r s   o n   t h e   W S N s   o p e r a t i o n s .   A d o p t i n g   t h e   p r o p o s e d   t e c h n i q u e ,   s h o u l d   r e d u c e   r e q u i r e d   m e m o r y ,   a n d   m i n i m i z e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .   I n   a d d i t i o n ,   t h e   a d o p t e d   a p p r o a c h   s h o u l d   m i n i m i z e   s i g n i f i c a n t l y   c o m p u t a t i o n a l   e n e r g y   o f   t h e   n o d e s   l o c a t e d   n e x t   t o   t h e   s o u r c e   ( d a t a   i s   i n   a n   u n c o m p r e s s e d   f o r m )   b y   r e d u c i n g   t h e   n u m b e r   o f   a r i t h m e t i c   o p e r a t i o n s   a n d   t h e r e f o r e ,   e x t e n d s   t h e   o v e r a l l   n e t w o r k   l i f e t i m e .   T h e   f u t u r e   r e s e a r c h   w o r k s   m u s t   b e   f o c u s e d   o n   m u l t i p a t h   r o u t i n g   w h i c h   m a y   e n h a n c e   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n .       R e f e r e n c e s   [ 1 ]   Z o n g k a i   Y ,   S h e n g b i n   L ,   W e n q i n g   C h .   J o i n t   p o w e r   c o n t r o l   a n d   r a t e   a d a p t a t i o n   i n   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s .     A d   H o c   N e t w o r k s .   2 0 0 9 ;   7 ( 2 ) :   4 0 1   4 1 0 .   [ 2 ]   M o h a m m a d   H ,   D o n a l d   A .   P r i o r i t y - b a s e d   r a t e   c o n t r o l   f o r   s e r v i c e   d i f f e r e n t i a t i o n   a n d   c o n g e s t i o n   c o n t r o l   i n   w i r e l e s s   m u l t i m e d i a   s e n s o r   n e t w o r k s .   C o m p u t e r   N e t w o r k s .   2 0 0 9 ;   5 3 ( 1 1 ) :   1 7 9 8 - 1 8 1 1 .   [ 3 ]   W e i x i o n g   Z ,   Z h i d o n g   D ,   G u a n d o n g   W ,   L a r s   W ,   Z h a o   X .   D i s t r i b u t e d   p r o b l e m   s o l v i n g   i n   s e n s o r   n e t w o r k s .   P r o c e e d i n g s   o f   t h e   F i r s t   I n t e r n a t i o n a l   J o i n t   C o n f e r e n c e   o n   A u t o n o m o u s   A g e n t s   a n d   M u l t i a g e n t   S y s t e m s .   I t a l y .   2 0 0 2 ;   4 4 4   -   4 4 9 .   [ 4 ]   F e r r i g n o   L ,   M a r a n o   S ,       P a c i e l l o   V ,   P i e t r o s a n t o   A .   P i e t r o s a n t o .   Ba l a n c i n g   c o m p u t a t i o n a l   a n d   t r a n s m i s s i o n   p o w e r   c o n s u m p t i o n   i n   w i r e l e s s   i m a g e   s e n s o r   n e t w o r k s .   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   V i r t u a l   E n v i r o n m e n t s ,   H u m a n -   C o m p u t e r   I n t e r f a c e s ,   a n d   M e a s u r e s   S y s t e m s .   I t a l y .   2 0 0 5 :   6 1 6 6 .   [ 5 ]   M i n   W ,   C h a n g   W e n   C h .   M u l t i p l e   b i t s t r e a m   i m a g e   t r a n s m i s s i o n   o v e r   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s .   P r o c e e d i n g s   o f   I E E E   S e n s o r s .   C a n a d a .   2 0 0 3 ;   2 :   7 2 7 7 3 1 .   [ 6 ]   H u a m i n g   W ,   A l h u s s e i n   A .   A .   En e r g y   e f f i c i e n t   d i s t r i b u t e d   J P EG 2 0 0 0   i m a g e   c o m p r e s s i o n   i n   m u l t i h o p   w i r e l e s s   n e t w o r k s .   4 t h   W o r k s h o p   o n   A p p l i c a t i o n s   a n d   S e r v i c e s   i n   W i r e l e s s   N e t w o r k s .   B o s t o n ,   M A ,   U S A .   2 0 0 4 :   1 5 2 1 6 0 .   [ 7 ]   H u a m i n g   W ,   A l h u s s e i n   A .   A .   E n e r g y   e f f i c i e n t   d i s t r i b u t e d   i m a g e   c o m p r e s s i o n   i n   r e s o u r c e - c o n s t r a i n e d   m u l t i h o p   w i r e l e s s   n e t w o r k s .   C o m p u t e r   C o m m u n i c a t i o n .   2 0 0 5 ;   2 8 ( 1 4 ) :   1 6 5 8 1 6 6 8 .   [ 8 ]   Z o n g k a i   Y ,   S h e n g b i n   L ,   W e n q i n g   C h .   J o i n t   p o w e r   c o n t r o l   a n d   r a t e   a d a p t a t i o n   i n   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s .   Ad   H o c   N e t w o r k s .     2 0 0 9 ;   7 ( 2 ) :   4 0 1 4 1 0 .   [ 9 ]   V i n c e n t   L ,   C r i s t i a n   D - F ,   N i c o l a s   K .   E n e r g y - e f f i c i e n t   i m a g e   t r a n s m i s s i o n   i n   s e n s o r   n e t w o r k s .   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Se n s o r   N e t w o r k s   ( I J SN e t ) .   2 0 0 7 ;   4 ( 1 - 2 ) :   3 7 - 4 7 .   [ 1 0 ]   B a b u   V ,   A l a m e l u   N . R ,   S u b r a m a n i a n ,   P ,   R a v i k a n n a n ,   N .   EBC O T   u s i n g   En e r g y   Ef f i c i e n t   W a v e l e t   t r a n s f o r m s .   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n   a n d   N e t w o r k i n g .   U S A .   2 0 0 8 :   1 - 6 .     [ 1 1 ]   V i c t o r   S h ,   M a r k   H ,   B .   C h e n ,   B o r - r o n g   C h ,   G e o f f   W e r n e r   A .   Si m u l a t i n g   t h e   p o w e r   c o n s u m p t i o n   o f   L a r g e   Sc a l e   s e n s o r   n e t w o r k   a p p l i c a t i o n s .   2 n d   A C M   C o n f e r e n c e   o n   E m b e d d e d   N e t w o r k   S e n s o r   S y s t e m s . U S A .   2 0 0 4 :   1 8 8 - 2 0 0 .   D W T   d e c o m p o s i t i o n   l e v e l   a n d   N u m b e r   o f   b i t   p l a n e   C o m p r e s s i o n   r a t e   P S N R   E x e c u t i o n   t i m e   C l a s s   o f   s e r v i c e   3   -   4     4 2 . 4     2 0 . 9 2     L o w   L o w   i m a g e   q u a l i t y   w i t h   l o w   r e s p o n s e   t i m e   3   -   5     2 2 . 8     2 7 . 3 4     A v e r a g e   L o w   i m a g e   q u a l i t y   w i t h   a v e r a g e   r e s p o n s e   t i m e   3   -   6     1 7 . 5     3 1 . 1 6     H i g h   A v e r a g e   i m a g e   q u a l i t y   w i t h   a   h i g h   r e s p o n s e   t i m e   3   -   7     1 5 . 6 4     3 3 . 5     H i g h   H i g h   i m a g e   q u a l i t y   w i t h   a   h i g h   r e s p o n s e   t i m e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.