VideoWSN - Video Coding Techniques for Wireless Sensor Networks
Técnicas de Codificação de Vídeo para Redes de Sensores
Enquadramento: Os avanços tecnológicos na área dos sistemas embebidos e a necessidade de os interligar com recurso a tecnologias de comunicação sem fios deu origem ao desenvolvimento de um novo conceito de sistemas embebidos em rede – as redes de sensores e actuadores. Cada dispositivo de rede, constituído por diversos tipos de sensores/actuadores, microcontroladores e interface de rede sem fios, é caracterizado pelo seu tamanho diminuto e baixo consumo de energia. O aglomerado de vários destes dispositivos é capaz de, cooperativamente, resolver problemas complexos.
Actualmente, um dos grandes desafios deste paradigma prende-se com a sua utilização em aplicações que requeiram maior desempenho, como é o caso da transmissão de áudio e vídeo. O principal entrave são, naturalmente, os baixos recursos energéticos disponíveis. Não existe sequer um consenso sobre se o peso energético destas aplicações deve estar sobre os métodos de codificação ou sobre os meios de transmissão, pelo que estes sistemas devem ter a capacidade de se adaptar às condições da rede. Nesse sentido, e tendo em conta que o consumo energético deve ser visto como uma das principais métricas de avaliação de desempenho, é necessário avaliar o impacto das técnicas de codificação utilizadas em sistemas embebidos (e.g. H.263, MPEG2, MPEG4) e retirar conclusões sobre a sua usabilidade no âmbito das redes de sensores.
Objectivos: estudar os métodos de codificação de vídeo normalmente utilizados em sistemas embebidos, avaliá-los do ponto de vista energético e implementar um protótipo (possivelmente sobre FPGA) de uma unidade de codificação de vídeo que permita a transmissão sobre a Tagus SensorNet. O protótipo deverá ser desenvolvido sob a forma de uma "sensorboard", utilizando os sensores de imagem VGA disponíveis para aquisição da informação e os motes do grupo para transmissão da informação. A solução final deverá ter a capacidade de se reconfigurar conforme haja maior energia para processamento ou acesso a maior largura de banda para transmissão.
Descrição: Esta solução implicará:
- Pesquisa bibliográfica;
- Análise de requisitos;
- Especificação de parâmetros energéticos para validação;
- Construção do protótipo do codificador;
- Testes e validação em ambiente real.
Orientação: Rui Rocha e Moisés Piedade