KR102118145B1 - Optical camera communication device and method using smart device - Google Patents

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백정훈
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Abstract

본 발명은 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송신하고자 하는 데이터를 R(Red) 신호, G(Green) 신호 및 B(Blue) 신호 중 적어도 하나에 각각 지정하는 변조부; 발광주기 내에서 상기 R신호, G신호 및 B신호의 발광비율을 제어 신호를 출력하는 구동부; 및 상기 제어 신호에 따라 발광하는 적어도 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode)를 포함하는 발광부를 포함하며, 상기 발광부는 상기 적어도 하나 이상의 LED 각각에 대한 구역을 할당하기 위한 기준이 되는 적어도 하나 이상의 앵커(Anchor) LED를 포함한다.The present invention relates to an optical camera communication device and method using a smart device, and more particularly, to designate data to be transmitted to at least one of an R (Red) signal, a G (Green) signal, and a B (Blue) signal, respectively. Modulator; A driver for outputting a control signal for the emission ratios of the R signals, G signals, and B signals within a light emission cycle; And a light emitting unit including at least one light emitting diode (LED) emitting light according to the control signal, wherein the light emitting unit includes at least one anchor as a reference for allocating a region for each of the at least one LED. ) Includes LED.

Description

스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치 및 방법{OPTICAL CAMERA COMMUNICATION DEVICE AND METHOD USING SMART DEVICE}OPTICAL CAMERA COMMUNICATION DEVICE AND METHOD USING SMART DEVICE

본 발명은 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트 기기에 구비된 카메라로 발광 다이오드를 촬영하여 획득한 이미지에 자동 구역할당을 적용하여 발광 다이오드가 송신하는 데이터를 보다 빠르게 인식할 수 있도록 하기 위한 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical camera communication device and method using a smart device, and more specifically, to apply data to the image transmitted by the light emitting diode by applying automatic zone allocation to an image obtained by photographing the light emitting diode with a camera provided in the smart device. It relates to an optical camera communication device and method using a smart device for faster recognition.

정보통신 기술의 발달과 함께 시간 및 장소에 구애받지 않고 사용자의 요구를 충족시킬 수 있는 다양하고 편리한 통신 서비스들이 과거부터 활발히 연구 및 등장하고 있다. 대표적인 예로써 Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth, QR 코드 등과 같이 무선 주파수(Radio Frequency; RF)와 이미지 인식 기술을 활용한 근거리 무선통신 기술들이 상용화 되어 사용되고 있다.With the development of information and communication technology, various and convenient communication services that can meet the needs of users regardless of time and place have been actively researched and emerged from the past. As a typical example, short-range wireless communication technologies utilizing radio frequency (RF) and image recognition technologies such as Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth, and QR codes are commercially used.

근거리 무선통신의 기술은 주로 무선 주파수 기반으로 동작이 되는데, 무선 주파수 통신은 한정된 주파수 자원을 다수가 사용함에 따라 점차 그 혼잡도가 증가하고 있다. 발광 다이오드를 이용한 광 무선통신은 기존의 무선통신 수단과는 달리 빛을 사용하여 통신을 하기 때문에 주파수 허가에 대한 문제가 없으며, 통신 경로를 직접 확인 가능하다는 점, 인체에 무해하다는 장점을 가지고 있다.The technology of short-range wireless communication mainly operates on a radio frequency basis, and congestion is gradually increasing as many limited frequency resources are used. Optical wireless communication using light-emitting diodes has the advantage of being harmless to the human body, since there is no problem of frequency permission, and it is possible to directly check the communication path because it uses light to communicate, unlike conventional wireless communication means.

카메라 기반 가시광 무선통신인 광학 카메라 통신(Optiacal Camera Communication)은 LED(Light Emitting Diode) 램프를 이용하여 전송하는 데이터를 스마트폰, 웹캠 등의 스마트 기기에 장착된 카메라와 이미지 센서를 이용하여 수신하는 방식이다.Optical camera communication, which is a camera-based visible light wireless communication, receives data transmitted using a LED (Light Emitting Diode) lamp using a camera and an image sensor mounted on a smart device such as a smartphone or a webcam. to be.

광학 카메라 통신은 RGB LED의 점멸에 따른 색상 변화를 데이터 송신에 이용하고, 스마트 기기의 카메라를 수신기로 이용하는데 점멸된 LED의 색상에 따라 데이터를 보내게 되며, 카메라를 통해 얻은 이미지를 색상 조건 값에 따라 데이터를 복원하게 된다. Optical camera communication uses the color change according to the blinking of the RGB LED for data transmission, and uses the camera of the smart device as the receiver to send data according to the color of the blinking LED, and the color condition value of the image obtained through the camera According to the data is restored.

따라서, 이미지 처리 방법에 있어서, 데이터를 인식하는 구역을 자동적으로 할당 및 처리함으로써 불필요한 이미지 처리 연산을 줄이고, 그로 인해 얻어지는 이미지의 여백을 이용해 한 화면에서 전송할 수 있는 데이터 양을 늘리는 기술이 개발될 필요가 있다.Therefore, in the image processing method, a technique for reducing unnecessary image processing operations by automatically allocating and processing an area for recognizing data and increasing the amount of data that can be transmitted on one screen by using the margins of the resulting image need to be developed. There is.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 발광 다이오드 모듈을 통해 송신되는 데이터를 별도의 장치없이 실내 환경 하에서 스마트 기기에 구비된 카메라를 통하여 인식할 수 있도록 함으로써 그 설치 비용을 절감할 수 있도록 하는 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치 및 방법을 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems, and the installation cost by allowing data transmitted through the light emitting diode module to be recognized through a camera provided in a smart device under an indoor environment without a separate device. It is to provide an optical camera communication device and method using a smart device to reduce the.

또한, 본 발명은 데이터를 인식하는 구역을 자동적으로 할당 및 처리함으로써 불필요한 이미지 처리 연산을 감소시켜 LED가 갖는 데이터를 인식하는 속도를 개선할 수 있도록 하는 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치 및 방법을 제공함에 있다.In addition, the present invention provides an optical camera communication apparatus and method using a smart device that can improve the speed of recognizing data of an LED by reducing unnecessary image processing operations by automatically allocating and processing an area for recognizing data. Is in

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치는, 송신하고자 하는 데이터를 R(Red) 신호, G(Green) 신호 및 B(Blue) 신호 중 적어도 하나에 각각 지정하는 변조부; 발광주기 내에서 상기 R신호, G신호 및 B신호의 발광비율을 제어 신호를 출력하는 구동부; 및 상기 제어 신호에 따라 발광하는 적어도 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode)를 포함하는 발광부를 포함하며, 상기 발광부는 상기 적어도 하나 이상의 LED 각각에 대한 구역을 할당하기 위한 기준이 되는 적어도 하나 이상의 앵커(Anchor) LED를 포함한다.Optical camera communication device using a smart device according to the present invention for achieving the above object, the data to be transmitted is assigned to at least one of the R (Red) signal, G (Green) signal and B (Blue) signal, respectively Modulator; A driver for outputting a control signal for the emission ratios of the R signals, G signals, and B signals within a light emission cycle; And a light emitting unit including at least one light emitting diode (LED) emitting light according to the control signal, wherein the light emitting unit includes at least one anchor as a reference for allocating a region for each of the at least one LED. ) Includes LED.

또한, 본 발명에 따른 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치는, 적어도 하나 이상의 LED로부터 빛을 수광하는 이미지 센서를 포함하는 센서부; 상기 이미지 센서로부터 획득한 이미지 데이터에서 적어도 하나 이상의 앵커 LED를 기준으로 적어도 하나 이상의 LED에 대한 구역을 할당하고, 상기 할당된 각 구역의LED에 대한 R(Red), G(Green), B(Blue) 신호를 판단하는 영상처리부; 상기 영상처리부의 판단 신호를 이용하여 소정의 데이터를 복조하는 복조부; 및 상기 복조된 데이터를 출력하는 출력부를 포함한다.In addition, the optical camera communication apparatus using a smart device according to the present invention, a sensor unit including an image sensor for receiving light from at least one LED; Zones for at least one LED are allocated based on at least one anchor LED in the image data obtained from the image sensor, and R (Red), G (Green), and B (Blue) for the LEDs in each of the allocated zones ) A signal processing unit for determining a signal; A demodulation unit for demodulating predetermined data using the determination signal of the image processing unit; And an output unit for outputting the demodulated data.

또한, 본 발명에 따른 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 방법은, 센서부가 적어도 하나 이상의 LED로부터 빛을 수광하는 이미지 센서를 통해 이미지 데이터를 획득하는 단계; 영상처리부가 상기 획득한 이미지 데이터에서 적어도 하나 이상의 앵커 LED를 확인하고, 상기 확인된 앵커 LED를 기준으로 적어도 하나 이상의 LED에 대한 구역을 할당하는 단계; 상기 영상 처리부가 상기 할당된 각 구역의LED에 대한 R(Red), G(Green), B(Blue) 신호를 판단하는 단계; 복조부가 판단 신호를 이용하여 소정의 데이터를 복조하는 단계; 및 출력부가 상기 복조된 데이터를 출력하는 단계를 포함한다. In addition, an optical camera communication method using a smart device according to the present invention comprises the steps of: acquiring image data through an image sensor that receives light from at least one LED of a sensor unit; An image processing unit identifying at least one anchor LED from the acquired image data, and allocating zones for at least one LED based on the identified anchor LED; Determining, by the image processing unit, R (Red), G (Green), and B (Blue) signals for the LEDs in each of the allocated zones; A demodulator demodulating predetermined data using a determination signal; And outputting the demodulated data by an output unit.

본 발명에 의하면, 발광 다이오드 모듈을 통해 송신되는 데이터를 별도의 장치없이 실내 환경 하에서 스마트 기기에 구비된 카메라를 통하여 인식할 수 있도록 함으로써 그 설치 비용을 절감할 수 있도록 한다.According to the present invention, it is possible to reduce the installation cost by allowing data transmitted through the light emitting diode module to be recognized through a camera provided in a smart device under an indoor environment without a separate device.

또한, 본 발명에 의하면, 데이터를 인식하는 구역을 자동적으로 할당 및 처리함으로써 불필요한 이미지 처리 연산을 감소시켜 LED가 갖는 데이터를 인식하는 속도를 개선할 수 있도록 한다.In addition, according to the present invention, by automatically allocating and processing an area for recognizing data, unnecessary image processing operations can be reduced to improve the speed of recognizing data of the LED.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1a는 종래기술에 따라 구역 할당된 일 예를 나타내는 도면,
도 1b는 본 발명의 실시예에 따라 구역 할당된 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수신 장치에서의 광학 카메라 통신 방법을 나타내는 순서도.
1A is a diagram showing an example of zone allocation according to the prior art,
1B is a diagram showing an example of zone allocation according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram schematically showing the configuration of an optical camera communication system according to an embodiment of the present invention;
3 is a flow chart showing a method of optical camera communication in a receiving device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기증을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. The objectives and effects of the present invention, and technical configurations for achieving them, will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of donation in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms. Only the present examples are provided to make the disclosure of the present invention complete, and to fully inform the person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, the scope of the invention being defined by the scope of the claims. It just works. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

한편, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.On the other hand, in the specification, when a part is "connected" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. Includes. Also, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further provided instead of excluding other components, unless specifically stated otherwise.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치 및 방법에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, an optical camera communication apparatus and method using a smart device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 종래기술에 따라 구역 할당된 일 예를 나타내는 도면이고, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따라 구역 할당된 일 예를 나타내는 도면이다.1A is a diagram illustrating an example of zone allocation according to the prior art, and FIG. 1B is a diagram illustrating an example of zone allocation according to an embodiment of the present invention.

일반적으로 스마트 기기에 구비된 카메라로 LED를 촬영하여 이미지를 획득하면, 그 획득한 이미지 전체가 하나의 구역이 되어 화면 전체의 색상을 분석하여 하나의 데이터로 복조하게 된다. 그러나, 보통의 스마트 기기에 구비된 카메라의 속도가 약 30fps이기 때문에 데이터 처리 속도가 느려지는 문제점이 있었다.In general, when an image is obtained by photographing an LED with a camera provided in a smart device, the entire acquired image becomes a zone, and the color of the entire screen is analyzed to demodulate the data. However, since the speed of the camera provided in the ordinary smart device is about 30 fps, there is a problem in that the data processing speed becomes slow.

이러한 문제점을 극복하고자 종래에는 도 1a에서와 같이 카메라 화면 전체 즉, 이미지 전체를 21개의 구역으로 할당하여 21개의 데이터를 병렬적으로 처리하도록 하였다.In order to overcome this problem, in the related art, as shown in FIG. 1A, the entire camera screen, that is, the entire image is allocated to 21 zones to process 21 data in parallel.

즉, 카메라로부터 획득한 이미지를 21개의 구역으로 할당하여 병렬적으로 처리하게 되는데, 이는 카메라 화면 전체를 나눈 것이기 때문에 결과적으로 이미지 전체를 읽어서 데이터를 처리하는 것으로, 불필요한 부분에 대해서도 연산이 이뤄지기 때문에 이미지를 처리하는데 시간이 다소 소요된다는 문제점을 가지고 있다.That is, the image acquired from the camera is allocated to 21 zones and processed in parallel. Since this is the entire screen of the camera divided, the entire image is read and the data is processed. It has the problem that it takes some time to process the image.

이를 위해, 본 발명은 도 1b에서와 같이 카메라로부터 획득한 이미지에서 데이터가 존재하는 LED 부분에 대해서만 자동으로 구역을 할당하여 이미지를 처리하도록 한다. 즉, 불필요한 부분에 대한 연산 없이 필요한 부분에 대해서만 연산이 이뤄지도록 하는 것이다.To this end, the present invention processes an image by automatically allocating an area only for an LED portion where data is present in an image obtained from the camera as shown in FIG. 1B. That is, the operation is performed only on the necessary portion without the operation on the unnecessary portion.

이는 좌측 상단 및 우측 하단에 각각 앵커 LED(11a, 11b)를 구비함으로써 가능하며, 이 앵커 LED(11a, 11b)는 데이터가 존재하는 LED 부분을 확인하는 기준이 된다. 이를 위해, 적어도 하나 이상의 앵커 LED는 적어도 하나 이상의 LED가 형성되는 영역의 일측 상단 및 타측 하단에 인접하여 각각 설치된다.This is possible by providing anchor LEDs 11a and 11b at the upper left and lower right, respectively, and these anchor LEDs 11a and 11b serve as criteria for identifying the LED portion where data is present. To this end, at least one anchor LED is installed adjacent to one upper end and the other lower end of a region in which at least one LED is formed, respectively.

이로써 카메라로부터 획득한 이미지에서 앵커 LED를 이용하여 송신 장치의 LED에 맞춰 유동적으로 구역을 할당할 수 있는 것이다.In this way, in the image obtained from the camera, an anchor LED can be used to dynamically allocate a zone to the LED of the transmitting device.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram schematically showing the configuration of an optical camera communication system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 광학 카메라 통신 시스템은 송신 장치(110) 및 수신 장치(130)를 포함하고, 여기서, 송신 장치(110)는 입력부(111), 변조부(113), 구동부(115) 및 발광부(117)를 포함하며, 수신 장치(130)는 센서부(131), 영상처리부(133), 복조부(135) 및 출력부(137)를 포함한다. 여기서, 수신 장치(130)는 스마트 기기가 될 수 있다.2, the optical camera communication system includes a transmitting device 110 and a receiving device 130, wherein the transmitting device 110 includes an input unit 111, a modulation unit 113, a driving unit 115 and It includes a light emitting unit 117, the receiving device 130 includes a sensor unit 131, an image processing unit 133, a demodulation unit 135 and an output unit 137. Here, the receiving device 130 may be a smart device.

먼저, 송신 장치(110)에 대해 살펴보면, 입력부(111)는 외부로부터 정보를 입력하기 위한 유무선 포트(예: USB 커넥터, 적외선 수광부, 블루투스 통신부, RF 통신 등) 유무선 포트 또는 기록매체 슬롯(예: 마이크로 SD 슬롯 등) 등이 될 수 있다. 이 입력부(111)를 통해 송신하고자 하는 데이터가 입력된다.First, when looking at the transmission device 110, the input unit 111 is a wired/wireless port (eg, USB connector, infrared light receiving unit, Bluetooth communication unit, RF communication, etc.) for inputting information from the outside. Micro SD slot, etc.). Data to be transmitted is input through the input unit 111.

변조부(113)는 입력부(111)로부터의 디지털화된 정보를 R(RED) 신호, G(Green) 신호 및 B(Blue) 신호 중 적어도 하나에 각각 지정한다.The modulator 113 designates digitized information from the input unit 111 to at least one of an R (RED) signal, a G (Green) signal, and a B (Blue) signal, respectively.

이 변조부(113)는 각 채널에 지정된 신호에 따라 일련의 데이터에 대해 시작 신호와 끝 신호를 생성하여 포함시킨 후 이를 반복적으로 출력한다.The modulator 113 generates and includes a start signal and an end signal for a series of data according to signals assigned to each channel, and then outputs them repeatedly.

구동부(115)는 이들이 발광할 때 빛의 컬러를 제어한다. 즉, 하나의 발광주기(T) 내에서 R 신호, G 신호 및 B 신호의 발광비율을 제어한다.The driver 115 controls the color of light when they emit light. That is, the emission rate of the R signal, the G signal, and the B signal is controlled within one emission period T.

발광부(117)는 적어도 하나 이상의 LED 및 적어도 하나 이상의 앵커 LED를 포함한다. The light emitting unit 117 includes at least one LED and at least one anchor LED.

여기서, 적어도 하나 이상의 LED는 송신하고자 하는 데이터를 표시하고, 적어도 하나 이상의 앵커 LED는 수신 장치(130)가 연산이 필요한 영역을 판단할 수 있도록 하는 기준이 되는 것으로, 즉, 데이터가 존재하는 적어도 하나 이상의 LED가 구비된 영역을 알 수 있도록 한다.Here, the at least one LED indicates the data to be transmitted, and the at least one anchor LED serves as a reference for allowing the receiving device 130 to determine an area requiring calculation, that is, at least one where data is present. It is possible to know the area where the above LED is provided.

한편, 수신 장치(130)에 대해 살펴보면, 센서부(131)는 이미지 센서를 포함하며, 이 이미지 센서가 송신 장치의 발광부(117)를 촬영한다.On the other hand, looking at the receiving device 130, the sensor unit 131 includes an image sensor, the image sensor photographs the light emitting unit 117 of the transmitting device.

영상처리부(133)는 센서부(131)에 의해 촬영된 이미지 즉, 획득된 이미지에서 앵커 LED를 기준으로 데이터가 존재하는 적어도 하나 이상의 LED에 대한 구역을 할당한다.The image processing unit 133 allocates an area for at least one or more LEDs having data based on the anchor LED in the image taken by the sensor unit 131, that is, the acquired image.

예를 들어, 영상처리부(133)는 획득된 이미지의 일측 상단 부분부터 타측 하단 부분으로 이동하면서 앵커 LED의 데이터 값이 조건에 부합하는지 확인하고, 그 조건에 부합하는 부분의 좌표를 저장한다. 동시에 영상처리부(133)는 획득된 이미지의 타측 하단 부분부터 일측 상단 부분으로 이동하면서 앵커 LED의 데이터 값이 조건에 부합하는지 확인하고, 그 조건에 부합하는 부분의 좌표를 저장한다. 이렇게 저장된 두 부분의 좌표로부터 데이터가 존재하는 적어도 하나 이상의 LED가 구비된 영역을 상대적으로 할당한다.For example, the image processing unit 133 checks whether the data value of the anchor LED satisfies the condition while moving from the upper portion of one side to the lower portion of the other side of the acquired image, and stores coordinates of the portion that satisfies the condition. At the same time, the image processing unit 133 checks whether the data value of the anchor LED meets the condition while moving from the other lower portion of the acquired image to the upper portion of one side, and stores the coordinates of the portion that meets the condition. From the coordinates of the two parts stored in this way, an area equipped with at least one LED having data is relatively allocated.

또한, 영상처리부(133)는 할당된 각 구역의 LED에서 발광되는 빛으로부터 RGB 필터를 이용하여 R, G, B 신호를 판단하여 각 신호에 포함된 디지털화된 데이터를 추출한다.In addition, the image processor 133 extracts digitized data included in each signal by determining R, G, and B signals using RGB filters from light emitted from the LEDs in each allocated area.

복조부(135)는 영상처리부(133)로부터 추출된 각 신호에 대한 데이터를 이용하여 변조 전의 데이터 형태로 복조한다.The demodulator 135 demodulates the data before modulation by using the data for each signal extracted from the image processor 133.

출력부(137)는 복조부(135)로부터 복조된 데이터를 표시, 재생 또는 저장한다. 이때, 출력부(137)는 스마트 기기의 기록매체(플래쉬 메모리), 스피커, 디스플레이, GPS, 진동 장치 등이 될 수 있다.The output unit 137 displays, reproduces, or stores the demodulated data from the demodulator 135. At this time, the output unit 137 may be a recording medium (flash memory) of a smart device, a speaker, a display, a GPS, or a vibration device.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수신 장치에서의 광학 카메라 통신 방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an optical camera communication method in a receiving device according to an embodiment of the present invention.

먼저, 센서부(131)가 이미지 센서를 통해 송신 장치(110)의 발광부(117)를 촬영하여 이미지 데이터를 획득하고(S301), 영상처리부(133)가 획득된 이미지 데이터에서 앵커 LED를 확인한다(S303).First, the sensor unit 131 acquires image data by photographing the light emitting unit 117 of the transmitting device 110 through the image sensor (S301), and the image processing unit 133 checks the anchor LED in the acquired image data (S303).

이후, 영상처리부(133)가 이 확인된 앵커 LED를 기준으로 자동적으로 데이터가 존재하는 적어도 하나 이상의 LED가 구비된 영역을 결정하여 이 구역을 상대적으로 할당하고(S305), 할당된 각 구역의 LED에서 발광되는 빛으로부터 R, G, B 신호를 판단하여 디지털화된 데이터를 추출한다(S307). Subsequently, the image processing unit 133 automatically determines an area provided with at least one LED having data based on the identified anchor LED and allocates the area relatively (S305), and the LED of each assigned area. The digitized data is extracted by determining the R, G, and B signals from the light emitted from (S307).

복조부(135)가 이 추출된 디지털화된 데이터를 이용하여 변조 전의 데이터 형태로 복조하고, 출력부(137)가 이 복조된 데이터를 표시, 재생 또는 저장한다(S309).The demodulator 135 demodulates the extracted digitized data in the form of data before modulation, and the output unit 137 displays, reproduces or stores the demodulated data (S309).

실험예Experimental Example

송신 장치(110)와 수신 장치(130) 간의 통신 거리를 20cm로 설정한 상태에서 LED의 색상을 바꾸며 200 프레임을 송신한 뒤 그 결과를 확인하는 방식으로 실험을 진행하였다.After setting the communication distance between the transmitting device 110 and the receiving device 130 to 20cm, the experiment was conducted by changing the color of the LED and transmitting 200 frames to check the result.

송신 장치(110)는 발광부(117)에 64개의 LED를 구비하도록 하였고, 수신 장치(130)는 삼성전자의 SM-G850 모델을 사용하였다.The transmitting device 110 was provided with 64 LEDs in the light emitting unit 117, and the receiving device 130 used the SM-G850 model of Samsung Electronics.

이 수신 장치(130)에 구비된 카메라를 통해 송신 장치의 발광부(117)를 촬영하여 획득된 이미지에 대해 앵커 LED를 기준으로 자동 구역 할당하였으며, 각 구역에서 얻어진 RGB 색상 데이터는 일정의 복조 알고리즘을 통해 데이터를 복원하였다. 여기서, 복조 알고리즘은 R>200, G<50, B<50인 경우 빨간색으로 판단하고, R<50, G>200, B<50인 경우 초록색으로 판단하며, R<50, G<50, B>200인 경우 파란색으로 판단하도록 설정하였으나, 이는 일 실시예일 뿐이다.The image obtained by photographing the light emitting unit 117 of the transmitting device through the camera provided in the receiving device 130 is automatically allocated based on the anchor LED, and the RGB color data obtained in each area is a constant demodulation algorithm. The data was restored through. Here, the demodulation algorithm determines red when R>200, G<50, B<50, and green when R<50, G>200, B<50, and R<50, G<50, B If it is >200, it is set to judge in blue, but this is only an example.

하기 <표 1>은 이러한 실험 조건에서 송신 장치(110)에 앵커 LED가 구비되지 않은 경우와 앵커 LED가 구비된 경우로 구분하여 각각 실험을 진행한 결과를 나타낸다. 이때, 앵커 LED 적용 전과 후의 색상 처리에 소요되는 평균 시간을 30프레임 마다 기록한 것이다.Table 1 below shows the results of the experiment by dividing the transmission device 110 into a case where the anchor LED is not provided and a case where the anchor LED is provided under these experimental conditions. At this time, the average time required for color processing before and after applying the anchor LED is recorded every 30 frames.

앵커 LED 적용 전Before applying anchor LED 앵커 LED 적용 후After applying the anchor LED 7.266667ms7.266667 ms 3.4333334ms3.4333334 ms 7.8333335ms7.8333 335 ms 3.3ms3.3 ms 6.4ms6.4 ms 3.3666666ms3.3666666ms 6.9333334ms6.9333334ms 2.9ms2.9 ms 6.9666667ms6.9666667ms 2.6ms2.6 ms 7.266667ms7.266667 ms 2.9ms2.9 ms 6.8ms6.8 ms 3.2333333ms3.2333333ms 7.0ms7.0 ms 2.3333333ms2.3333 333 ms 6.866667ms6.866667ms 3.6333334ms3.6333334 ms 7.1666665ms7.1666665 ms 3.1666667ms3.1666667 ms 7.5666666ms7.5666666ms 3.4666667ms3.4666667 ms 6.866667ms6.866667ms 3.1ms3.1 ms 7.366667ms7.366667 ms 3.1666667ms3.1666667 ms 7.5ms7.5 ms 2.9ms2.9 ms 7.366667ms7.366667 ms 3.3ms3.3 ms 6.8333335ms6.8333 335 ms 3.2666667ms3.2666667 ms 7.233333ms7.233333 ms 3.2ms3.2 ms 7.4333334ms7.4333334 ms 3.3666666ms3.3666666ms 6.5666666ms6.5666 666 ms 3.1666667ms3.1666667 ms

송신 장치(110)에 앵커 LED가 구비되지 않은 경우에는, 64개의 LED에 대해 구역을 할당하고, 각 구격 안에서 전수조사 방식으로 LED의 색상을 인식함에 따라 약 6~8ms 정도의 시간이 소요되는 것을 확인하였다.When the anchor LED is not provided in the transmitting device 110, it allocates a zone for 64 LEDs, and it takes about 6 to 8 ms as time is recognized by recognizing the color of the LED by a total irradiation method in each shot. Confirmed.

한편, 송신 장치(110)에 4개의 앵커 LED가 구비된 경우에는, 이 4개의 앵커 LED 사이의 거리를 이용해 동적으로 64개의 구역을 할당하고 다시 전수조사 방식으로 LED의 색상을 인식함에 따라 약 3~5ms 정도의 시간이 소요되는 것을 확인하였다.On the other hand, when four anchor LEDs are provided in the transmitting device 110, about 64 zones are dynamically allocated using the distances between the four anchor LEDs, and the color of the LEDs is recognized by the total irradiation method again. It was confirmed that it took about 5 ms.

즉, 송신 장치(110)에 4개의 앵커 LED가 구비됨에 따라 LED의 색상을 인식하기 위해 읽어야 하는 픽셀 수를 줄일 수 있어 계산 처리량이 줄어들기 때문에 이미지를 처리하는데 보다 적은 시간이 소요되는 것이다.That is, since four anchor LEDs are provided in the transmitting device 110, it is possible to reduce the number of pixels to be read in order to recognize the color of the LEDs, so it takes less time to process the image because the calculation throughput is reduced.

상기 실험 결과에 따르면, 이미지 처리 속도가 1.5~2배 가량 빨라진 것을 확인할 수 있다.According to the experimental results, it can be seen that the image processing speed is about 1.5 to 2 times faster.

따라서, 본 발명에 따르면 불필요한 이미지 처리 연산 시간을 감소시켜 LED가 갖는 데이터를 인식하는 속도를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 화면의 여백을 활용하여 LED를 추가할 수 있기 때문에 전송 데이터를 증가시킬 수 있어 데이터 전송률 또한 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, not only can the unnecessary image processing operation time be reduced to improve the speed of recognizing the data of the LED, but also the transmission data can be increased because the LED can be added using the margin of the screen. Data rates can also be improved.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.In the present specification and drawings, preferred embodiments of the present invention have been disclosed, and although specific terms are used, they are merely used in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to understand the present invention. It is not intended to limit the scope. It is apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

11a: 제1 앵커 LED 11b: 제2 앵커 LED
100: 광학 카메라 통신 시스템 110: 송신 장치
130: 수신 장치 111: 입력부
113: 변조부 115: 구동부
117: 발광부 131: 센서부
133: 영상처리부 135: 복조부
137: 출력부
11a: First anchor LED 11b: Second anchor LED
100: optical camera communication system 110: transmitting device
130: receiving device 111: input unit
113: modulator 115: drive unit
117: light emitting unit 131: sensor unit
133: image processing unit 135: demodulation unit
137: output

Claims (6)

광학 카메라 통신 장치에 있어서,
송신하고자 하는 데이터를 R(Red) 신호, G(Green) 신호 및 B(Blue) 신호 중 적어도 하나에 각각 지정하는 변조부;
발광주기 내에서 상기 R신호, G신호 및 B신호의 발광비율을 제어 신호를 출력하는 구동부; 및
상기 제어 신호에 따라 발광하여 데이터를 표시하는 적어도 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode)와, 상기 적어도 하나 이상의 LED가 형성된 영역에 대한 구역을 자동 할당하기 위한 기준이 되는 적어도 하나 이상의 앵커(Anchor) LED를 포함하는 발광부를 포함하며,
상기 적어도 하나 이상의 앵커 LED는 상기 적어도 하나 이상의 LED가 형성된 영역의 일측 상단 및 타측 하단에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
In the optical camera communication device,
A modulator configured to designate data to be transmitted to at least one of an R (Red) signal, a G (Green) signal, and a B (Blue) signal;
A driving unit for outputting a control signal for the emission ratios of the R signals, G signals and B signals within a light emission cycle; And
At least one LED (Light Emitting Diode) that displays data by emitting light according to the control signal, and at least one anchor (Anchor) LED that serves as a reference for automatically allocating an area for an area where the at least one LED is formed It includes a light emitting unit that includes,
The at least one anchor LED is a transmission device, characterized in that formed at one side of the upper end and the other lower end of the area where the at least one LED is formed.
삭제delete 광학 카메라 통신 장치에 있어서,
적어도 하나 이상의 LED로부터 빛을 수광하는 이미지 센서를 포함하는 센서부;
상기 이미지 센서로부터 획득한 이미지 데이터에서 일측 상단 및 타측 하단에 위치한 적어도 하나 이상의 앵커(Anchor) LED를 확인하고, 상기 확인된 앵커 LED를 기준으로 데이터를 표시하는 적어도 하나 이상의 LED에 대한 각 구역을 자동 할당한 후, 상기 자동 할당된 각 구역의 LED에 대한 R(Red), G(Green), B(Blue) 신호를 판단하는 영상처리부;
상기 영상처리부의 판단 신호를 이용하여 소정의 데이터를 복조하는 복조부; 및
상기 복조된 데이터를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
In the optical camera communication device,
A sensor unit including an image sensor that receives light from at least one LED;
In the image data obtained from the image sensor, one or more anchor LEDs located at one upper end and the other lower end are identified, and each zone for at least one LED displaying data based on the identified anchor LED is automatically An image processing unit to determine R (Red), G (Green), and B (Blue) signals for the LEDs in each of the automatically allocated zones after allocation;
A demodulation unit for demodulating predetermined data using the determination signal of the image processing unit; And
And an output unit for outputting the demodulated data.
제3항에 있어서,
상기 영상처리부는,
상기 적어도 하나 이상의 앵커 LED의 좌표를 확인하고, 상기 확인된 좌표를 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 LED에 대한 구역을 상대적으로 할당하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
According to claim 3,
The image processing unit,
Receiving device, characterized in that for checking the coordinates of the at least one anchor LED, and relative to the zone for the at least one LED based on the identified coordinates.
광학 카메라 통신 방법에 있어서,
센서부가 적어도 하나 이상의 LED로부터 빛을 수광하는 이미지 센서를 통해 이미지 데이터를 획득하는 단계;
영상처리부가 상기 획득한 이미지 데이터에서 일측 상단 및 타측 하단에 위치한 적어도 하나 이상의 앵커(Anchor) LED를 확인하고, 상기 확인된 앵커 LED를 기준으로 데이터를 표시하는 적어도 하나 이상의 LED에 대한 각 구역을 자동 할당하는 단계;
상기 영상 처리부가 상기 자동 할당된 각 구역의 LED에 대한 R(Red), G(Green), B(Blue) 신호를 판단하는 단계;
복조부가 판단 신호를 이용하여 소정의 데이터를 복조하는 단계; 및
출력부가 상기 복조된 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
In the optical camera communication method,
Obtaining image data through an image sensor that receives light from at least one LED of the sensor unit;
The image processing unit checks at least one anchor LED located at one upper end and the other lower end from the acquired image data, and automatically performs each zone for at least one LED displaying data based on the identified anchor LED. Assigning;
Determining, by the image processing unit, R (Red), G (Green), and B (Blue) signals for the LEDs of the automatically allocated zones;
A demodulator demodulating predetermined data using the determination signal; And
And an output unit outputting the demodulated data.
제5항에 있어서,
상기 구역을 할당하는 단계는,
상기 적어도 하나 이상의 앵커 LED의 좌표를 확인하는 단계; 및
상기 확인된 좌표를 기준으로 상기 적어도 하나 이상의 LED에 대한 구역을 상대적으로 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
The method of claim 5,
The step of allocating the zone,
Identifying coordinates of the at least one anchor LED; And
And relatively allocating zones for the at least one LED based on the identified coordinates.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001208511A (en) * 2000-01-27 2001-08-03 Univ Nagoya Position display/data transmission apparatus, position measuring/data receiving apparatus and position measuring/data communication system
JP2013255253A (en) * 2013-07-19 2013-12-19 Casio Comput Co Ltd Information transmitting device, and information transmitting method and program

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170043146A (en) * 2015-10-12 2017-04-21 국민대학교산학협력단 Wearable LED Communication Device and Method Thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001208511A (en) * 2000-01-27 2001-08-03 Univ Nagoya Position display/data transmission apparatus, position measuring/data receiving apparatus and position measuring/data communication system
JP2013255253A (en) * 2013-07-19 2013-12-19 Casio Comput Co Ltd Information transmitting device, and information transmitting method and program

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