ВИКОРИСТАННЯ ВЕЙВЛЕТ ПЕРЕТВОРЕНЬ ДЛЯ ОБРОБКИ ЗОБРАЖЕНЬ В СИСТЕМАХ ІНТЕРНЕТУ РЕЧЕЙ НА МІКРОКОНТРОЛЕРАХ

Анотація

Мета: Дослідження ефективності використання вейвлет-перетворення Хаара, як додаткового до JPEG перетворення, для стиснення зображень у контексті обмежених ресурсів мікроконтролерів, подальшого зменшення часу передачі зображення та, відповідно, зменшення витрат енергії.

Методика: Експериментальне дослідження якості зображень, оброблених за допомогою вейвлет-перетворення Хаара та стиснених за допомогою JPEG перетворення мікроконтролерним модулем ESP32-CAM, який здійснює захоплення зображень вбудованою камерою. Оцінка якості отриманих зображень, порівняння зображень стиснутих за допомогою JPEG та з вейвлет перетворенням плюс JPEG, розрахунок коефіцієнтів Peak Signal-to-Noise Ratio та Structural Similarity Index Measure.

Результати: Створено програмний модуль для реалізації вейвлет-перетворення Хаара на мікроконтролері ESP32-CAM. Досліджена ефективність використання вейвлет-перетворення Хаара, як додаткового методу до JPEG, для стиснення та передачі зображень використовуючи обмежені ресурси мікроконтролера, оцінені розмір та якість зображень шляхом порівняння розміру стиснутих зображень, а також якості зображень візуально та за допомогою розрахунку коефіцієнтів PSNR та SSIM.. За результатами встановлено, що додаткове використання вейвлет-перетворення Хаара дає зменшення розміру зображення від 25% до декількох разів в залежності від коефіцієнта якості JPEG без значних втрат якості зображення, хоча час обробки зображення збільшується до 1 с.

Наукова новизна: Запропоновано комбінований підхід для стиснення зображень за допомогою декількох способів обробки відео зображень з урахуванням можливостей 32-х бітних мікроконтролерів з додатковою зовнішньою пам’яттю.

Практична значимість: Запропонований спосіб обробки зображень може забезпечити зменшення часу передачі самих зображень та зменшити споживання енергії при виконанні перетворень і передачі зображень, що дасть змогу подовжити термін служби батареї сенсорного вузла. При цьому даний підхід до стиснення зображення може забезпечити якість вихідного зображення з найменшими можливими втратами даних за рахунок зменшення кількості візуальної інформації, як втрачається під час стиснення.