Ultrabredbåndsoverføring av medisinske bilder

Abstract

I forbindelse med overføring av bilder i sensornettverk, er det ønskelig at den totale effektforbruken minimeres for å sikre lang levetid på batteridrevne sensorer. Ved bildekomprimering vil denne effektbruken være avhengig av hva slags komprimering som benyttes, og hvordan datastrømmen overføres til mottaker. Målet er å finne et system som har høy kompresjon (som medfører færre sendte bits), og en effektiv overføring (bruker lite effekt på å sende data). I et slikt system har ofte bildekompresjonen for høy effektbruk hvis komprimeringen skal bli god. I denne oppgaven har det blitt sett på et system som benytter seg av delbåndskoding for bildekompresjon, og puls-posisjonsmodulasjon for ultrabredbåndsoverføring. Det forklares hvordan delbåndskoding kan gi meget gode resultater sammenlignet med tidligere varianter som for eksempel JPEG, og hvordan puls-posisjonsmodulasjon kan være en meget effektiv modulasjonsteknikk for ultrabredbåndsoverføring av de komprimerte bildene. En delbåndskoder kan implementeres meget effektivt ved bruk av det som kalles Lifting-strukturer, og dette gjør at man ved kombinasjon med puls-posisjonsmodulasjon oppnår et system med meget høy ytelse tross lavt effektforbruk. Kompresjon med en delbåndskoder implementert i lifting-struktur kan medføre en redusering av kompleksiteten med en faktor på 2 sammenlignet med en delbåndskoder implementert tradisjonelt ved bruk av konvolusjon. Det har blitt utført en simulering av et slikt system. Bilder har blitt delbåndskodet og sendt med puls-posisjonsmodulasjon over en kanal med additiv hvit gaussisk støy. Resultatene viser at det for en slik kanal vil være mulig å sende feilfritt med stor hastighet dersom støyeffekten ikke er for stor i forhold til signaleffekten. Resultatene er avhengig av hvor mange nivåer det benyttes i modulasjonen, og resultatene viser at kapasiteten i bits pr. symbol øker med antall nivåer. Samtidig vises det at det vil være tilsvarende kritisk dersom støy fører til en feil i mottakeren; en feil ved modulasjon med 2 bit er mindre kritisk enn ved for eksempel 8 bit modulasjon. Puls-posisjonsmodulasjon med 2 bit vil derfor være mest robust mot støy, mens det for en kanal med lav støyeffekt sammenlignet med signaleffekten vil være fordelaktig å modulere med flere bits.