KR102211639B1 - Method for providing short message service based on optical camera communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트 기기를 이용한 광학 카메라 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센서부에 포함된 이미지 센서를 통해 화이트 밸런스가 적용된 상태에서 발광 모듈을 촬영하여 이미지를 획득하는 단계; 영상처리부가 상기 획득된 이미지를 분석하여 디지털화된 데이터를 확인하는 단계; 및 상기 디지털화된 데이터를 복조하여 단문 메시지 서비스로 송신하는 단계를 포함한다.The present invention relates to an optical camera communication apparatus and method using a smart device, and more particularly, comprising: obtaining an image by photographing a light emitting module in a state in which a white balance is applied through an image sensor included in the sensor unit; Checking the digitized data by analyzing the acquired image by an image processing unit; And demodulating the digitized data and transmitting it to a short message service.
Description
본 발명은 광학 카메라 통신 시스템에서 스마트 기기 기반 데이터 인식 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내환경 하에서 화이트 밸런스를 이용하여 스마트 기기에 구비된 카메라로 발광 다이오드를 촬영함으로써, 그 발광 다이오드에 존재하는 데이터를 단문 메시지 서비스로 빠르게 송신할 수 있도록 하기 위한 광학 카메라 통신 시스템에서 스마트 기기 기반 데이터 인식 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of recognizing data based on a smart device in an optical camera communication system, and more particularly, by photographing a light emitting diode with a camera provided in a smart device using a white balance under an indoor environment, the data present in the light emitting diode The present invention relates to a smart device-based data recognition method in an optical camera communication system for quickly transmitting a short message service.
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 appeared from the past. As a representative example, short-range wireless communication technologies using radio frequency (RF) and image recognition technologies such as Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth, and QR code have been commercialized and 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 is mainly operated based on a radio frequency. In the radio frequency communication, as a large number of limited frequency resources are used, the degree of congestion is gradually increasing. Optical wireless communication using light-emitting diodes has the advantage of being harmless to the human body in that there is no problem with respect to frequency permission, because it communicates using light, 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, is a method of receiving data transmitted using a light emitting diode (LED) lamp using a camera and an image sensor installed in smart devices such as smartphones and webcams. 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 the camera of a smart device is used as a receiver, and the data is sent according to the color of the blinking LED, and the image obtained through the camera is used as a color condition value. Data is restored accordingly.
그런데, 이때, 광학 카메라 통신을 기반으로 하여 데이터를 단문 메시지 서비스로 송신하기 위해서는 송신 장치가 특정한 모듈을 구비하거나 변조기를 구비해야만 했다.However, at this time, in order to transmit data as a short message service based on optical camera communication, the transmitting device must have a specific module or a modulator.
따라서, 광학 카메라 통신 시스템에서 별도의 장치를 구비하지 않고도 다양한 조명장치에 적용할 수 있고, 그 조명장치를 촬영하여 획득한 데이터를 단문 메시지 서비스로 빠르게 제공받을 수 있도록 하는 기술이 개발될 필요가 있다.Therefore, there is a need to develop a technology that enables the optical camera communication system to be applied to various lighting devices without having a separate device, and to quickly receive data acquired by photographing the lighting device as a short message service. .
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 조명장치에 존재하는 데이터를 단문 메시지 서비스로 빠르게 제공받을 수 있도록 하는 광학 카메라 통신 시스템에서 스마트 기기 기반 데이터 인식 방법을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-described problems, and is to provide a smart device-based data recognition method in an optical camera communication system that enables data existing in a lighting device to be quickly provided as a short message service. .
또한, 본 발명은 스마트 기기에 구비된 카메라를 통해 조명장치를 촬영할 시에 화이트 밸런스를 이용하도록 함으로써, 별도의 장치를 구비할 필요가 없어 설치 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 조명장치에 적용될 수 있도록 하는 광학 카메라 통신 시스템에서 스마트 기기 기반 데이터 인식 방법을 제공함에 있다.In addition, the present invention uses a white balance when photographing a lighting device through a camera provided in a smart device, so that there is no need to provide a separate device, so that installation costs can be reduced and can be applied to various lighting devices. It is to provide a smart device-based data recognition method in an optical camera communication system.
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.Objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학 카메라 통신 시스템에서 스마트 기기 기반 데이터 인식 방법은, 센서부에 포함된 이미지 센서를 통해 화이트 밸런스가 적용된 상태에서 발광 모듈을 촬영하여 이미지를 획득하는 단계; 영상처리부가 상기 획득된 이미지를 분석하여 디지털화된 데이터를 확인하는 단계; 및 상기 디지털화된 데이터를 복조하여 단문 메시지 서비스로 송신하는 단계를 포함한다.In the optical camera communication system according to the present invention for achieving the above object, a method for recognizing data based on a smart device includes capturing an image by photographing a light emitting module while a white balance is applied through an image sensor included in the sensor unit. ; Checking the digitized data by analyzing the acquired image by an image processing unit; And demodulating the digitized data and transmitting it to a short message service.
본 발명에 의하면, 조명장치에 존재하는 데이터를 단문 메시지 서비스로 빠르게 제공받을 수 있도록 한다.According to the present invention, it is possible to quickly receive data existing in a lighting device as a short message service.
또한, 본 발명에 의하면, 스마트 기기에 구비된 카메라를 통해 조명장치를 촬영할 시에 화이트 밸런스를 이용하도록 함으로써, 별도의 장치를 구비할 필요가 없어 설치 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 조명장치에 적용될 수 있도록 한다.In addition, according to the present invention, by using a white balance when photographing a lighting device through a camera provided in a smart device, there is no need to provide a separate device, so that installation cost can be reduced as well as various lighting devices. Make it applicable.
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 that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.
도 1은 종래기술에 따른 발광 모듈의 일 예를 나타내는 도면,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따라 밝기가 조절된 발광 모듈의 일 예를 나타내는 도면,
도 2b는 본 발명의 실시예에 따라 화이트 밸런스가 적용된 발광 모듈의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템에 대한 네트워크 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수신 장치에서의 단문 메시지 서비스 제공 방법을 나타내는 순서도.1 is a view showing an example of a light emitting module according to the prior art;
2A is a view showing an example of a light emitting module whose brightness is adjusted according to an embodiment of the present invention;
2B is a view showing an example of a light emitting module to which white balance is applied according to an embodiment of the present invention;
3 is a network configuration diagram for an optical camera communication system according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart illustrating a method of providing a short message service 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. Objects and effects of the present invention, and technical configurations for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof 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 the intention or custom of users or operators.
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, and may be implemented in various different forms. These embodiments are provided only to make the disclosure of the present invention complete, and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains, and the present invention is defined by the scope of the claims. It just becomes. 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 entire specification, when a part is said to be "connected" with another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member interposed therebetween. Include. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 광학 카메라 통신 기반 단문 메시지 서비스 제공 방법에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of providing a short message service based on optical camera communication according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래기술에 따른 발광 모듈의 일 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an example of a light emitting module according to the prior art.
일반적으로 실내 환경 하에서 스마트 기기에 구비된 카메라를 이용하여 발광 모듈을 촬영하면, 도 1에서와 같이 LED 밝기만 일부 상이할 뿐, 모두 흰색으로 보인다.In general, when a light emitting module is photographed using a camera provided in a smart device under an indoor environment, only the brightness of the LED is partially different, as shown in FIG. 1, and all appear white.
도 1은 8X8 LED가 구비된 발광 모듈을 구현한 것으로, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않으며 변경 가능하다.1 is an implementation of a light-emitting module equipped with an 8X8 LED, which is only an example, is not limited thereto and can be changed.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따라 밝기가 조절된 발광 모듈의 일 예를 나타내는 도면이고, 2b는 본 발명의 실시예에 따라 화이트 밸런스가 적용된 발광 모듈의 일 예를 나타내는 도면이다.2A is a view showing an example of a light emitting module in which brightness is adjusted according to an embodiment of the present invention, and 2B is a view showing an example of a light emitting module to which white balance is applied according to an embodiment of the present invention.
먼저, 스마트 기기에 구비된 카메라를 구동한 상태에서 발광 모듈의 이미지를 촬영하기 위해 밝기를 조절하고, 화이트 밸런스 모드를 적용해야 한다. 이때, 밝기를 먼저 조절하고 화이트 밸런스 모드를 적용할 수도 있고, 화이트 밸런스 모드를 적용한 후, 밝기를 조절하는 것 또한 가능하다. 이때, 밝기는 미리 설정된 값에 따라 어둡게 조절될 수도 있으며, 실내 환경에서 촬영 환경, 즉, 주변 환경에 따라 자동 또는 수동적으로 조절될 수도 있다.First, it is necessary to adjust the brightness and apply a white balance mode to take an image of the light emitting module while driving the camera provided in the smart device. At this time, it is possible to adjust the brightness first and then apply the white balance mode, or it is also possible to adjust the brightness after applying the white balance mode. In this case, the brightness may be darkened according to a preset value, or may be automatically or manually adjusted according to a shooting environment, that is, a surrounding environment in an indoor environment.
도 2a을 참조하면, 비교적 어두운 밝기의 사진을 이미지로 얻기 위해서 노출 시간을 짧게 조절하여 카메라에 들어오는 광량을 줄일 수 있도록 한 상태에서 촬영을 한 것이다.Referring to FIG. 2A, in order to obtain a picture of relatively dark brightness as an image, an exposure time is shortened to reduce the amount of light entering the camera.
한편, 도 2b를 참조하면, 화이트 밸런스 모드를 적용하고, 백열등 모드를 적용하면, 밝기가 어두운 LED의 RGB 값이 보정되는데, 이 백열등 모드에서는 RGB의 B, 즉 파란색의 값을 보정해주므로 밝기가 어두운 LED의 색이 B값이 높게 보정되어 파란색으로 보이게 된다. 이를 통해 두 종류의 LED를 1과 0에 대응시켜 데이터를 송신하는 것이다.On the other hand, referring to FIG. 2B, when the white balance mode is applied and the incandescent lamp mode is applied, the RGB value of the dark LED is corrected. In this incandescent lamp mode, the value of RGB, that is, blue, is corrected, so that the brightness is increased. The color of the dark LED is corrected to a higher B value, making it appear blue. Through this, data is transmitted by matching two types of LEDs to 1 and 0.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템에 대한 네트워크 구성도이다.3 is a network configuration diagram of an optical camera communication system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학 카메라 통신 시스템(100)은 수신 장치(110) 및 송신 장치(130)를 포함한다. 이때, 수신 장치(110)는 태블릿 PC, 스마트폰 등의 스마트 기기일 수 있고, 송신 장치(130)는 적어도 하나 이상의 LED를 포함하는 발광 모듈일 수 있다. Referring to FIG. 3, an optical
송신 장치(130)은 적어도 하나 이상의 LED를 통해 데이터를 수신 장치(110)로 송신하는 것이며, 이 송신되는 데이터는 변경되어 설정될 수 있다.The
수신 장치(110)는 구비된 카메라(미도시)를 통해 이 송신 장치(130)를 촬영하고, 그 촬영을 통해 획득된 이미지를 기반으로 이 송신 장치(130)에서 송신하고자 하는 데이터를 단문 메시지 서비스(Short Message Service; SMS)로 수신한다. 여기서, 카메라는 수신 장치(110)에 포함된 이미지 센서가 될 수 있다.The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수신 장치에서의 단문 메시지 서비스 제공 방법을 나타내는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of providing a short message service in a receiving device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 발광 모듈을 촬영하기 위해 수신 장치(110)에 구비된 카메라를 구동한다(S401). 이때, 수신 장치(110)의 센서부에 포함된 이미지 센서가 카메라 기능을 수행한다.First, a camera provided in the
이와 같이 카메라가 구동된 상태에서 밝기가 조절되고(S403), 화이트 밸런스 모드가 적용된다(S405).In this way, the brightness is adjusted while the camera is driven (S403), and a white balance mode is applied (S405).
그러나, S403 단계 및 S405 단계는 그 순서가 변경될 수도 있으며, 하나의 모드로 설정되어 이 모드 선택 시 밝기 조절 및 화이트 밸런스 모드가 자동적으로 적용될 수도 있다.However, the order of steps S403 and S405 may be changed, and a single mode may be set so that when this mode is selected, brightness adjustment and white balance mode may be automatically applied.
이후, 밝기 조절 및 화이트 밸런스 모드가 적용된 상태에서 카메라를 통해 발광 모듈을 촬영하여 이미지를 획득한다(S409).Thereafter, an image is acquired by photographing the light emitting module through the camera while the brightness control and white balance mode are applied (S409).
한편, 복조부에서 획득된 이미지를 복조하여 디지털화된 데이터를 확인하고(S409), 그 디지털화된 데이터를 단문 메시지 서비스로 송신하여 수신한다(S411).Meanwhile, the image obtained by the demodulator is demodulated to check the digitized data (S409), and the digitized data is transmitted and received as a short message service (S411).
상기한 바와 같이, 본 발명은 밝기가 조절되고 화이트 밸런스 모드가 적용된 상태에서 발광 모듈을 촬영하게 되므로, RGB의 값이 보정된 이미지를 획득하게 되므로, 별도의 장치 없이도 데이터를 갖는 LED를 구분할 수 있다.As described above, in the present invention, since the light emitting module is photographed in a state in which the brightness is adjusted and the white balance mode is applied, an image with a corrected RGB value is obtained, so that an LED having data can be identified without a separate device. .
즉, 밝기의 차이로 색을 구분하게 되므로 그 색을 빠르게 인식할 수 있고, 이로써 데이터를 빨리 인식할 수 있게 되는 것이다. 이를 통해, 고속 SMS 송신하는 것 또한 가능하게 된다.In other words, since colors are distinguished by the difference in brightness, the color can be recognized quickly, and thus data can be quickly recognized. Through this, it is also possible to transmit high-speed SMS.
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, a preferred embodiment of the present invention has been disclosed, and although specific terms are used, these are merely used in a general meaning to easily explain the technical content of the present invention and to aid understanding of the present invention. It is not intended to limit the scope. It is obvious to those of ordinary skill in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
100: 광학 카메라 통신 시스템 110: 수신 장치
130: 송신 장치 100: optical camera communication system 110: receiving device
130: transmitting device
Claims (2)
센서부에 포함된 이미지 센서를 통해 밝기 조절 및 화이트 밸런스가 적용된 상태에서 데이터를 갖는 복수개의 LED를 포함하는 발광 모듈을 촬영하여 이미지를 획득하는 단계;
영상처리부가 상기 획득된 이미지를 분석하여 디지털화된 데이터를 확인하는 단계; 및
상기 디지털화된 데이터를 복조하여 데이터를 단문 메시지 서비스로 송신하는 단계를 포함하며,
상기 밝기 조절은 어두운 밝기의 사진을 이미지로 획득하기 위해서 노출 시간을 짧게 조절하여 유입되는 광량을 감소시킴으로써 수행되는 것이고,
상기 획득된 이미지는 RGB 값이 보정된 이미지이며,
상기 디지털화된 데이터를 확인하는 단계는 상기 획득된 이미지를 기반으로 상기 복수개의 LED 중 데이터를 갖는 LED를 구분함으로써 디지털화된 데이터를 확인하는 것을 특징으로 하는 데이터 인식 방법.
In the smart device-based data recognition method in an optical camera communication system,
Obtaining an image by photographing a light emitting module including a plurality of LEDs having data in a state in which brightness adjustment and white balance are applied through an image sensor included in the sensor unit;
Analyzing the acquired image by an image processing unit to check digitized data; And
Demodulating the digitized data and transmitting the data to a short message service,
The brightness control is performed by reducing the amount of incoming light by shortening the exposure time in order to obtain a dark-bright photo as an image,
The obtained image is an image with RGB values corrected,
The step of checking the digitized data comprises identifying the digitized data by identifying an LED having data among the plurality of LEDs based on the acquired image.
상기 밝기 조절은,
미리 설정된 값을 기반으로 수행되는 것을 특징으로 하는 데이터 인식 방법.The method of claim 1,
The brightness adjustment,
A method of recognizing data, characterized in that it is performed based on a preset value.
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2018
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