KR20060058366A - Underwater wireless image communication apparatus and its communication method using image compression - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상압축을 이용한 수중무선 영상통신장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영상촬영장치로부터 입력된 영상데이터 또는 음성데이터가 압축되는 영상압축부와 상기 압축된 영상데이터 또는 음성데이터가 입력되어 시간별 개별데이터로 분리되는 데이터경로 제어부와 분리된 데이터가 입력되어 각각 주파수 대역이 다른 초음파로 출력되는 음파 송신기 및 수신된 데이터를 조합하여 영상으로 재현하는 음파 수신기로 이루어지는 영상압축을 이용한 수중무선 영상통신장치에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater wireless video communication apparatus using video compression, and more particularly, an image compression unit for compressing video data or audio data input from an image photographing apparatus and the compressed video data or audio data for each hour. Underwater wireless video communication device using video compression consisting of a sound path transmitter that separates the data path control unit into separate data and the separated data is inputted by ultrasonic waves having different frequency bands, and a sound wave receiver that combines the received data into an image It is about.
아울러 본 발명은, 영상촬영장치로부터 입력된 영상데이터 또는 음성데이터가 압축되는 단계와 상기 압축된 데이터를 데이터경로 제어부에 의해 개별데이터로 분리되는 단계와 음파 송신기에 의해 채널별 주파수 대역을 갖는 초음파가 생성되는 단계와 상기 분리된 압축 데이터를 각각 대응되는 채널별 초음파를 통하여 음파 송신기에 의해 송신하는 단계와 이를 음파 수신기에 의해 수신하여 분리된 압축 데이터를 조합하여 하나의 영상데이터 또는 음성데이터로 재구성하는 단계를 포함하는 영상압축을 이용한 수중무선 영상통신장치의 통신방법에 관한 것이다.In addition, the present invention, the step of compressing the image data or audio data input from the image photographing apparatus, the step of separating the compressed data into individual data by the data path control unit and the ultrasonic wave having a frequency band for each channel by the sound wave transmitter Transmitting the generated compressed data and the separated compressed data by a sound wave transmitter through corresponding channel-specific ultrasonic waves, and recombining the compressed data received by the sound wave receiver and separating the compressed data into one image data or audio data. The present invention relates to a communication method of an underwater wireless video communication apparatus using video compression.
영상통신, 주파수, 송신기, 수신기, 초음파Video communication, frequency, transmitter, receiver, ultrasonic
Description
도 1은 본 발명에 따른 실시예의 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of an embodiment according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 영상신호의 분리와 조합의 개념도.2 is a conceptual diagram of separation and combination of video signals according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 수중무선 영상통신장치의 통신 순서도이다.3 is a communication flowchart of the underwater wireless video communication apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 영상촬영장치 20 : 영상압축부10: video recording device 20: video compression unit
30 : 데이터경로 제어부 31 : 제어기30: data path control unit 31: controller
32 : 타이머 33 : 디멀티플렉서32: timer 33: demultiplexer
40 : 음파 송신기 50 : 음파 수신기 40: sound wave transmitter 50: sound wave receiver
본 발명은 수중에서 촬영된 영상 또는 음성데이터를 압축하고 압축된 데이터를 시분할하여 전송되는 데이터의 양을 획기적으로 줄임으로써 음파를 이용한 수중무선 영상통신을 가능하게 하는 수중무선 영상통신장치에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater wireless video communication apparatus that enables underwater wireless video communication by using sound waves by compressing video or audio data photographed underwater and time-dividing the compressed data.
일반적으로 수중운동체의 수중운동시 수중 운동체를 제어하고, 수중 상태 파악을 위하여 수중에서 영상의 송, 수신이 필요하다.In general, in order to control the underwater vehicle during the underwater exercise of the underwater vehicle and to grasp the underwater state, it is necessary to transmit and receive the image underwater.
특히 수중운동체의 경우 우리가 운전을 할 때 앞을 보고 가듯이, 수중에서 운동체가 움직일 방향으로 조종자가 보면서 조종을 해야하므로, 수중의 영상이 더욱 필요하다.Especially in the case of aquatic vehicles, as we go forward when driving, the underwater image is more necessary because the pilot must watch and control the direction in which the body moves.
일반적으로 카메라 영상을 수중운동체의 송신장치로부터 무선으로 수중 밖 수신장치로 송신하려면 대기보다 전파의 감쇄가 훨씬 크게 일어남으로 실질적으로 전파의 의한 영상신호통신은 불가능하다. In general, in order to transmit a camera image wirelessly from an underwater vehicle transmission device to an underwater receiver, the attenuation of radio waves is much greater than that of the air, so that image signal communication by radio waves is practically impossible.
따라서 수중에서 무선 통신을 할 수 있는 현실적인 수단은 감쇄폭이 작은 음파밖에 없으나 일반적으로 영상 데이터의 크기가 상당히 크므로 음파를 영상 무선통신에 이용하려면 음파의 주파수 대역이 높아야 가능하다Therefore, the only practical means of wireless communication in water is the sound wave with small attenuation width, but in general, the size of the image data is quite large. Therefore, if the sound wave is used for video wireless communication, the frequency band of the sound wave must be high.
하지만 음파의 경우에도 주파수 대역이 높으면 공동현상(Cavitation)이 발생하기 때문에 무조건 높일 수도 없다. 또한 주파수 대역이 높아질수록 감쇄도 커지기 때문에 전송거리도 줄어들 것이다. However, even in the case of sound waves, if the frequency band is high, cavitation occurs, so it cannot be increased. In addition, the higher the frequency band, the greater the attenuation, so the transmission distance will be reduced.
이와같은 문제들로 인해 음파를 이용한 영상수중 통신방식은 이전까지 시도자체가 불가능하여 실시간으로 수중의 상태를 볼 수 있는 방법은, 초음파 스캔을 수신하거나 카메라 영상을 유선으로 수신하는 방법뿐이었다.Due to these problems, the video underwater communication method using sound waves was impossible until the attempt was not possible, and the only way to see the underwater status in real time was to receive an ultrasound scan or a camera image by wire.
이에따라 초음파 스캔으로 수신하는 경우 형체만 파악이 가능하고, 그나마 반사파가 없으면 알 수 없다. 그리고 유선통신 같은 경우 통신 케이블에 의한 저항으로 인해 운동체의 운동 저하와 작업 환경의 제약을 받게 된다.Accordingly, when receiving by an ultrasound scan, only the shape can be identified, but without the reflected wave, it cannot be known. In the case of wired communication, the resistance of the communication cable causes the movement of the athletic body to be restricted and the working environment.
따라서 카메라 영상을 수중운동체로부터 무선으로 수신하기 위해서는 음파를 이용하는 것으로 귀결될 수 밖에 없다. 전술하였듯이 음파를 이용하여 수중무선영상통신을 수행하기 위해 전송 데이터의 크기를 줄이는 방법이 문제해결의 핵심이라 할 수 있다.Therefore, in order to wirelessly receive the camera image from the underwater vehicle, it is inevitable to use sound waves. As described above, a method of reducing the size of transmission data to perform underwater wireless video communication using sound waves is a key to problem solving.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로, 음파에 의해 송신되는 데이터량을 줄이기 위해 수중영상촬영장치로부터 입력되는 영상 또는 음성데이터를 압축한 다음 신호분리 제어부를 통하여 시간별 개별데이터로 분리시키고, 상기 각각의 개별데이터들을 주파수 대역이 다른 초음파로 송신하여 수신기에 들어오는 개별데이터를 조합함으로써 영상을 재현하는 영상압축을 이용한 수중무선 영상통신장치를 제공함에 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, in order to reduce the amount of data transmitted by sound waves, the video or audio data input from the underwater video recording apparatus is compressed and then separated into individual data by time through a signal separation control unit. It is an object of the present invention to provide an underwater wireless video communication apparatus using image compression, which reproduces an image by combining individual data transmitted by an ultrasonic wave having a different frequency band and receiving individual data.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.
본 발명은 영상촬영장치로부터 입력된 영상데이터 또는 음성데이터가 압축되는 영상압축부와 상기 압축된 데이터가 입력되어 개별데이터로 분리되는 데이터경로 제어부와 상기 분리된 개별데이터가 입력되어 각각 주파수 대역이 다른 초음파로 출력되는 음파 송신기 및 수신된 개별데이터를 조합하여 영상 또는 음성으로 재현하는 음파 수신기를 포함하여 이루어진다.The present invention provides an image compression unit for compressing image data or audio data input from an image photographing apparatus, a data path controller for inputting the compressed data and separating the individual data into separate data, and different frequency bands, respectively. It includes a sound wave transmitter that is output as an ultrasonic wave and a sound wave receiver that combines the received individual data to reproduce the image or sound.
아울러 본 발명은, 영상촬영장치로부터 입력된 영상데이터 또는 음성데이터가 압축되는 단계와 상기 압축된 영상데이터 또는 음성데이터를 데이터경로 제어부에 의해 개별데이터로 분리되는 단계와 주파수 송신기에 의해 채널별 주파수갖는 음파가 생성되는 단계와 상기 분리된 압축 영상신호 또는 음성신호를 각각 대응되는 채널별 주파수를 갖는 음파로 음파 송신기에 의해 송신하는 단계와 채널별 주파수를 갖는 음파를 음파 수신기에 의해 수신하여 분리된 신호를 조합하여 영상 또는 음성으로 재현하는 단계를 포함한다.In addition, the present invention, the step of compressing the image data or audio data input from the image photographing apparatus and the step of separating the compressed image data or audio data into individual data by the data path control and having a frequency for each channel by the frequency transmitter Generating a sound wave, transmitting the separated compressed video signal or an audio signal to a sound wave having a frequency corresponding to each channel by a sound wave transmitter, and receiving a sound wave having a frequency according to a channel by a sound wave receiver Reproducing a video or sound by combining.
이하, 상기 특징이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention to which the above features are applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 실시예의 개략적인 블럭도이고, 도 2는 본 발명에 따른 영상데이터의 분리와 조합의 개념도이다.1 is a schematic block diagram of an embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram of separation and combination of image data according to the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명은 크게 영상데이터 또는 음성데이터를 압축하여 데이터의 크기를 줄이는 영상압축부(20)인 엠피이지 모듈(이하 'MPEG Module'이라 한다)과 압축된 데이터를 시분할 하기 위한 데이터경로 제어부(30)와 각각의 채널별 개별데이터들을 전송하기 위한 음파 송신기인 초음파 송신기(40)와 전송된 채널별 개별데이터들을 수신하여 조합, 재구성하는 음파 수신기인 초음파 수신기(50)로 구성된다. Referring to the drawings, the present invention greatly compresses image data or audio data, thereby reducing the size of data. The MPEG module 20 (hereinafter referred to as 'MPEG Module') and data for time-dividing the compressed data The path controller 30 includes an
상기 MPEG Module(20)은 영상촬영장치(10)로부터 입력되는 데이터를 압축하여 전송되는 데이터의 크기를 줄인다.The
일반적으로 영상압축방식에는 MPEG, MPEG-2, MPEG-4 등 여러 방식이 있으며, 어느 방식이든 선택적으로 채택될 수 있다.In general, there are various methods such as MPEG, MPEG-2, MPEG-4, etc., and may be selectively adopted.
상기 데이터경로 제어부(30)는 제어기(controller)(31)와 타이머(timer)(32)와 디멀티플렉서(Demultiplexer)(33)로 구성되는데, 상기 타이머(32)는 시간데이터를 제어기(31)로 보내주며, 상기 제어기(31)는 타이머(32)로부터 시간 데이터를 받아 상기 디멀티플렉서(33)로 입력되는 영상데이터를 목적하는 데이터 크기로 분리시키도록 제어한다.The data path controller 30 includes a
상기 디멀티플렉서(33)는 제어기(31)의 제어신호에 의해 압축된 데이터를 각각의 개별데이터로 분리하여 출력하고, 이에 따라 개별신호는 주파수 대역이 다른 초음파에 의해 전송되는데, 이와 같은 주파수 대역이 다른 초음파는 초음파 송신기(40)에서 생성된다.The
여기서 데이터의 크기는 상기 제어기(31)에 의한 시간제어에 의해 달라지며 분리시키는 시간 단위를 줄일수록 개별신호의 데이터 크기가 보다 작아지게 된다.In this case, the size of data depends on the time control by the
상기 초음파 송신기(40)는 각 주파수 대역이 다른 채널별 주파수를 생성하고 입력되는 개별 압축 데이터들을 채널 주파수를 통하여 전송하며, 채널의 수는 디멀티플렉서의 출력단과 동일한 것이 바람직하다.The
이때, 상기 개별 압축 데이터들이 초음파로 전송되기 위해서는 데이터의 D/A변환과 변조의 과정을 거치는데 이는 초음파 송신기(40)에서 이루어진다.In this case, in order to transmit the individual compressed data by ultrasonic waves, the D / A conversion and modulation of the data are performed by the
상기의 초음파 수신기(50)는 수신된 신호를 복조와 A/D변환을 통하여 각각의 압축된 개별데이터로 변환하고, 이를 조합하여 재구성함으로써 상기 영상촬영장치로 부터 출력되는 데이터와 같은 영상 및 음성으로 구현한다.The
도 3은 본 발명에 따른 수중무선 영상통신장치의 통신 순서도이다.3 is a communication flowchart of the underwater wireless video communication apparatus according to the present invention.
도면을 참조하여 본 발명에 따른 수중무선 영상통신장치의 통신 순서를 설명하도록 한다.With reference to the drawings will be described the communication sequence of the underwater wireless video communication apparatus according to the present invention.
먼저 수중영상 촬영장치(10)인 CCD를 통하여 영상데이터 또는 음성데이터가 영상압축부(20)로 입력되고(S10), 상기 데이터는 영상압축부(20)에 의해 압축된다.(S20) First, image data or audio data is input to the
상기의 압축된 데이터는 데이터경로 제어부(30)에 입력되고, 상기 데이터경로 제어부(30)에 의해 압축된 데이터를 개별데이터로 분리된다.(S30)The compressed data is input to the data path controller 30, and the compressed data is separated into individual data by the data path controller 30 (S30).
한편 초음파 송신기(40)에서는 주파수 대역이 다른 채널별 주파수를 생성한다.(S40)On the other hand, the
상기 데이터경로 제어부(30)에 의해 분리된 개별데이터들은 D/A변환과 변조를 통하여 채널별 주파수에 각각 대응하여 전송된다.(S50)Individual data separated by the data path controller 30 are transmitted corresponding to the frequency of each channel through D / A conversion and modulation (S50).
상기의 음파 송신기(40)로부터 전송된 영상 또는 음성신호는 음파 수신기(50)에 의해 복조와 A/D변환을 통하여 각각의 압축된 개별데이터로 변환되고, 이를 조합하여 재구성함으로써 상기 영상촬영장치로 부터 출력되는 데이터와 같은 영상 또는 음성으로 구현된다.(S60)The video or audio signal transmitted from the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 압축영상기술을 통하여 전송하여야 하는 데이터의 크기를 줄이고, 통신분할방식을 이용하여 한번 더 데이터의 크기를 줄임으로써 음파를 이용한 수중영상통신이 불가능하던 것을 가능하게 한다. As described above, the present invention reduces the size of data to be transmitted through the compressed video technology, and further reduces the size of the data by using a communication split method, thereby making it impossible to perform underwater video communication using sound waves. .
또한 음성통신의 경우 종래에도 음파를 이용하여 통신 가능하였지만, 본 발명에 따라 음성신호를 압축하여 통신하면 보다 더 높은 음질의 통신을 기대할 수 있다.In addition, in the case of voice communication, communication using sound waves has been possible in the past, but according to the present invention, if a voice signal is compressed and communicated, a higher quality communication can be expected.
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