JP2015170962A - Transmitter, receiver, and underwater transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水中において映像データを無線伝送する送信装置、受信装置及び水中伝送システムに関する。 The present invention relates to a transmission device, a reception device, and an underwater transmission system that wirelessly transmit video data in water.
従来、水中にてカメラで撮影した映像をリアルタイムに伝送する手法として、防水機能を持つハウジング内にカメラを設置し、カメラからの出力映像を電気信号としてケーブルを介して外部へ伝送する技術が知られている(特許文献1を参照)。この手法では、潜水者がカメラを操作する際に、その操作が妨げられないようにケーブルを引き回す必要がある。 Conventionally, as a technique for transmitting real-time images taken by a camera underwater, a technology is known in which a camera is installed in a waterproof housing and the output video from the camera is transmitted as an electrical signal to the outside via a cable. (See Patent Document 1). In this method, when a diver operates the camera, it is necessary to route the cable so that the operation is not hindered.
しかしながら、水中でケーブルを引き回すことは困難である。このため、潜水者の意図どおりにケーブルを取り扱うことができないことから、カメラ操作に影響を与えてしまうことがあった。 However, it is difficult to route the cable underwater. For this reason, since the cable cannot be handled as intended by the diver, the camera operation may be affected.
そこで、水中におけるカメラ操作の作業の自由度を飛躍的に高めるため、ケーブルを用いることなく映像を伝送することが所望されていた。 Therefore, in order to dramatically increase the degree of freedom in camera operation underwater, it has been desired to transmit video without using a cable.
一般に、屋外で用いられている電波の周波数帯による伝送を水中で適用した場合には、減衰が大きくなってしまい、大容量伝送は期待できない。また、水中では、音波による伝送は可能であるが、音波は低周波であるため、映像のような大容量データを多重することができない。このため、水中において映像データを無線伝送する手法として、可視光を用いた伝送技術が提案されている。 In general, when transmission in the frequency band of radio waves used outdoors is applied underwater, attenuation is increased and large-capacity transmission cannot be expected. Also, underwater, transmission by sound waves is possible, but since sound waves have a low frequency, large-capacity data such as images cannot be multiplexed. For this reason, a transmission technique using visible light has been proposed as a technique for wirelessly transmitting video data in water.
水中では、可視光波長内の電磁波により数10m程度の映像伝送が可能である。一方、可視光は直進性が強いため、送信装置の発光素子と受信装置の受光素子とが常に正対している必要がある。しかしながら、水中では、送信装置と受信装置との間の位置及び向きが揺らぐことが多く、これにより正対関係がずれてしまう。そこで、このような正対関係のずれを自動的に検出する手法が提案されている(非特許文献1を参照)。 Underwater, video transmission of about several tens of meters can be performed by electromagnetic waves within the visible light wavelength. On the other hand, since visible light has strong straightness, the light emitting element of the transmitting device and the light receiving element of the receiving device must always face each other. However, underwater, the position and orientation between the transmission device and the reception device often fluctuate, and this causes a misalignment. Therefore, a method for automatically detecting such a deviation in the direct relationship has been proposed (see Non-Patent Document 1).
一般に、海中等の実環境では、水の揺らぎにより、送信装置と受信装置との間の正対関係を一定に維持することができないことが多い。また、水中に存在する様々な浮遊物等が送信装置と受信装置との間を通過するため、可視光通信が完全に遮断されてしまうことが多い。このため、従来の可視光を用いた伝送技術では、カメラで撮影した映像が途切れてしまうという問題があった。 In general, in a real environment such as in the sea, a direct relationship between a transmission device and a reception device cannot often be maintained constant due to fluctuations in water. In addition, since various suspended matters existing in water pass between the transmitting device and the receiving device, visible light communication is often completely interrupted. For this reason, the conventional transmission technology using visible light has a problem that the video taken by the camera is interrupted.
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、水中で可視光を用いて映像データを伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を実現可能な送信装置、受信装置及び水中伝送システムを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and the purpose of the present invention is to transmit video data using visible light in water even when the visible light is blocked. An object of the present invention is to provide a transmission device, a reception device, and an underwater transmission system capable of realizing transmission in which data is hardly interrupted.
前記目的を達成するために、請求項1の送信装置は、水中で可視光を用いて映像データを受信装置へ送信する送信装置において、前記映像データを格納するバッファと、前記バッファに格納された映像データを所定の高レートまたは低レートでエンコードし、圧縮データを生成するエンコーダと、前記エンコーダにより生成された圧縮データをパケット毎に分割し、分割圧縮データとしてパケットに格納すると共に、前記分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、前記所定の高レートまたは低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記シーケンス番号を前記送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する受信部と、を備え、前記受信部が、前記送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記低レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、前記低レートでエンコードされた所定サイズの映像データにおける前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記送信部が送信した後、高レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記高レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させる、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a transmission device according to
また、請求項2の送信装置は、請求項1に記載の送信装置において、前記送信部が、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信した後、さらに、同一の前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を繰り返し継続して送信する、ことを特徴とする。
The transmission apparatus according to
また、請求項3の送信装置は、水中で可視光を用いて映像データを受信装置へ送信する送信装置において、前記映像データを所定の高レートでエンコードし、高レート圧縮データを生成する第1のエンコーダと、前記映像データを所定の低レートでエンコードし、低レート圧縮データを生成する第2のエンコーダと、前記第2のエンコーダにより生成された低レート圧縮データを格納するバッファと、高レートの指示を入力した場合、前記第1のエンコーダにより生成された高レート圧縮データをパケット毎に分割し、分割した高レート圧縮データをパケットに格納すると共に、前記分割した高レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信し、または、低レートの指示を入力した場合、前記バッファに格納された低レート圧縮データをパケット毎に分割し、分割した低レート圧縮データをパケットに格納すると共に、前記分割した低レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、前記高レートまたは低レートの指示及び前記シーケンス番号を前記送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する受信部と、を備え、前記受信部が、前記送信部に、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、前記低レートの指示、及び前記分割した低レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、前記分割した低レート圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、所定サイズの映像データにおける前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記送信部が送信した後、前記高レートの指示、及び前記分割した高レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させる、ことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a transmission device for transmitting video data to a reception device using visible light in water, wherein the transmission device encodes the video data at a predetermined high rate to generate high-rate compressed data. An encoder, a second encoder that encodes the video data at a predetermined low rate to generate low-rate compressed data, a buffer that stores the low-rate compressed data generated by the second encoder, and a high rate Is input, the high-rate compressed data generated by the first encoder is divided for each packet, the divided high-rate compressed data is stored in the packet, and the divided high-rate compressed data is supported. A sequence number is added to the packet, and the packet including the divided high-rate compressed data and the sequence number is When modulated using a visible light carrier, transmits a modulated signal, or inputs a low rate instruction, the low rate compressed data stored in the buffer is divided for each packet, and the divided low rate compressed data And a sequence number corresponding to the divided low-rate compressed data is added to the packet, and the packet including the divided low-rate compressed data and the sequence number is modulated using a visible light carrier wave. A transmission unit that transmits a modulation signal, the high-rate or low-rate instruction and the sequence number are output to the transmission unit, and the sequence number included in the packet is received from the reception device that has received the modulation signal. A receiving unit that receives the received sequence number, and the receiving unit sends the divided high rate to the transmitting unit. When a reception interruption is determined when the received sequence number is not received for a predetermined time in a state where the modulated signal of the packet including the compressed data and the sequence number is transmitted, the low rate instruction and the divided low rate A sequence number corresponding to compressed data is output to the transmitter, and the transmitter transmits the divided low-rate compressed data and a modulated signal of a packet including the sequence number to correspond to the divided low-rate compressed data. When the reception recovery is determined when the received sequence number is received, the transmitter transmits the modulated signal of the packet including the divided low-rate compressed data and the sequence number in video data of a predetermined size, The sequence number corresponding to the high rate instruction and the divided high rate compressed data is preceded. Output to the transmitter, and cause the transmitter to transmit a modulated signal of a packet including the divided high-rate compressed data and the sequence number.
さらに、請求項4の受信装置は、水中で可視光を用いて映像データを受信する受信装置であって、請求項1または請求項3の送信装置から送信された変調信号を受信する受信装置において、前記変調信号を受信し、前記可視光の搬送波を用いて前記変調信号を復調することでパケットを生成し、前記パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出し、前記分割圧縮データを結合して圧縮データを生成する受信部と、前記受信部により抽出されたシーケンス番号を受信済シーケンス番号とし、前記受信済シーケンス番号を含むパケットを、前記可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、前記受信部により生成された圧縮データを格納するバッファと、所定の再生遅延時間後に、前記圧縮データを前記バッファから順次読み出してデコードし、元の映像データに復元するデコーダと、を備え、前記受信部が、同一の圧縮データを重複して生成した場合、前記重複した圧縮データを前記バッファから削除し、新たに生成した前記圧縮データを前記バッファに格納する、ことを特徴とする。
Furthermore, the receiving device according to claim 4 is a receiving device that receives video data using visible light in water, wherein the receiving device receives a modulation signal transmitted from the transmitting device according to
また、請求項5の受信装置は、請求項4に記載の受信装置において、請求項1または請求項3の送信装置から送信された変調信号を受信する代わりに、請求項2または請求項3の送信装置から送信された変調信号を受信し、前記送信部が、前記受信済シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信した後、さらに、同一の前記受信済シーケンス番号を含むパケットの変調信号を繰り返し継続して送信する、ことを特徴とする。
A receiving device according to
さらに、請求項6の水中伝送システムは、水中で可視光を用いて映像データを送信する送信装置と、前記送信装置から映像データを受信する受信装置とを備えて構成される水中伝送システムにおいて、前記送信装置が、前記映像データを格納する第1のバッファと、前記第1のバッファに格納された映像データを所定の高レートまたは低レートでエンコードし、圧縮データを生成するエンコーダと、前記エンコーダにより生成された圧縮データをパケット毎に分割し、分割圧縮データとしてパケットに格納すると共に、前記分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する第1の送信部と、前記所定の高レートまたは低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記シーケンス番号を前記第1の送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する第1の受信部と、を備え、前記第1の受信部が、前記第1の送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記低レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記第1の送信部に出力し、前記第1の送信部に、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、前記低レートでエンコードされた所定サイズの映像データにおける前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記第1の送信部が送信した後、高レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記高レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記第1の送信部に出力し、前記第1の送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、前記受信装置が、前記変調信号を受信し、前記可視光の搬送波を用いて前記変調信号を復調することでパケットを生成し、前記パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出し、前記分割圧縮データを結合して圧縮データを生成する第2の受信部と、前記第2の受信部により抽出されたシーケンス番号を受信済シーケンス番号とし、前記受信済シーケンス番号を含むパケットを、前記可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する第2の送信部と、前記第2の受信部により生成された圧縮データを格納する第2のバッファと、所定の再生遅延時間後に、前記圧縮データを前記第2のバッファから順次読み出してデコードし、元の映像データに復元するデコーダと、を備え、前記第2の受信部が、同一の圧縮データを重複して生成した場合、前記重複した圧縮データを前記第2のバッファから削除し、新たに生成した前記圧縮データを前記第2のバッファに格納する、ことを特徴とする。 Further, the underwater transmission system according to claim 6 is an underwater transmission system configured to include a transmission device that transmits video data using visible light in water and a reception device that receives video data from the transmission device. A first buffer that stores the video data; an encoder that encodes the video data stored in the first buffer at a predetermined high rate or low rate to generate compressed data; and A packet including the divided compressed data and the sequence number, wherein the compressed data generated by the above is divided into packets, stored as divided compressed data in the packet, and a sequence number corresponding to the divided compressed data is added to the packet. A first transmission unit that modulates a visible light carrier wave and transmits a modulated signal; and the predetermined height A sequence included in the packet from the receiving apparatus that has received the modulated signal and outputs the sequence number to the first transmitting unit. A first reception unit that receives a number as a received sequence number, and the first reception unit encodes the high-rate divided compressed data and the sequence into the first transmission unit In the state where the modulated signal of the packet including the number is transmitted, when the reception interruption is determined when the received sequence number is not received for a predetermined time, an instruction for encoding at a low rate is output to the encoder, and A sequence number corresponding to the divided compressed data encoded and divided at a low rate is output to the first transmitter. The first transmission unit transmits the divided compressed data encoded and divided at the low rate and the modulated signal of the packet including the sequence number, and corresponds to the divided compressed data encoded and divided at the low rate. If reception recovery is determined when the received sequence number is received, the first transmission unit transmits the divided compressed data and the modulation signal of the packet including the sequence number in the video data of a predetermined size encoded at the low rate. Outputs to the encoder an instruction for encoding at a high rate, and outputs a sequence number corresponding to the divided compressed data encoded and divided at the high rate to the first transmitter, In the first transmission unit, the divided compressed data encoded and divided at the high rate, and the A modulated signal of a packet including a sequence number is transmitted, and the receiving device receives the modulated signal, generates a packet by demodulating the modulated signal using the visible light carrier wave, and divides and compresses from the packet A second receiving unit that extracts data and a sequence number, generates compressed data by combining the divided compressed data, a sequence number extracted by the second receiving unit is a received sequence number, and the received A second transmitter that modulates a packet including a sequence number using the visible light carrier and transmits a modulated signal; and a second buffer that stores compressed data generated by the second receiver. A decoder that sequentially reads out and decodes the compressed data from the second buffer after a predetermined reproduction delay time and restores the original video data. When the second receiving unit generates the same compressed data in duplicate, the second compressed data is deleted from the second buffer and the newly generated compressed data is stored in the second buffer. It is characterized by.
以上のように、本発明によれば、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を実現することができる。 As described above, according to the present invention, when video data is transmitted underwater with visible light, it is possible to realize transmission in which video data is hardly interrupted even when visible light is blocked.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔水中伝送システム〕
まず、本発明の実施形態による送信装置及び受信装置を含む水中伝送システムについて説明する。図1は、水中伝送システムの概略構成を示す図である。この水中伝送システム1は、カメラ2、送信装置3及び受信装置4を備え、水中内(例えば海中内)でカメラ2により撮影された映像を、送信装置3を介して受信装置4へ伝送し、水中外に設けられた映像モニタ5にその映像をリアルタイムに表示する。カメラ2、送信装置3及び受信装置4は、水中において移動可能に設けられている。映像モニタ5は、水中外に設けられている。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Underwater transmission system]
First, an underwater transmission system including a transmission device and a reception device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an underwater transmission system. The
カメラ2と送信装置3とは、有線のケーブル6により接続され、送信装置3と受信装置4とは、可視光通信が行われる水中無線により接続される。受信装置4と映像モニタ5とは、有線のケーブル7により接続される。
The
送信装置3は、水中でカメラ2により撮影された映像のベースバンド映像信号をカメラ2から入力し、ベースバンド映像信号の映像データをエンコード(符号化)して圧縮し、圧縮データを生成する。そして、送信装置3は、可視光の搬送波を用いて圧縮データを変調(圧縮データを可視光変調)し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置4へ送信する。
The
映像データは、高レートまたは低レートにてエンコードされ、高レートのレート値及び低レートのレート値は、予め設定されているものとする。また、伝送開始時は、高レートにてエンコードされた高画質の映像データが伝送されるものとする。 It is assumed that the video data is encoded at a high rate or a low rate, and a high rate rate value and a low rate rate value are set in advance. At the start of transmission, high-quality video data encoded at a high rate is transmitted.
受信装置4は、送信装置3から変調信号を受信し、可視光の搬送波を用いて変調信号を復調(可視光復調)して圧縮データを生成し、圧縮データをバッファに格納する。そして、受信装置4は、所定の再生遅延時間後に圧縮データをバッファから読み出してデコード(復号)し、元のベースバンド映像信号の映像データに復元する。そして、受信装置4は、ベースバンド映像信号を映像モニタ5へ出力する。
The receiving device 4 receives the modulated signal from the transmitting
これにより、水中でカメラ2により撮影された映像が映像モニタ5にリアルタイムに表示されるから、映像モニタ5を見ているオペレータは、水中の映像をリアルタイムに観測することができる。
Thereby, since the video image | photographed with the
本発明の実施形態では、送信装置3は、映像データを高レートでエンコードして送信しているときに、受信装置4との間の可視光通信が切断されたと判定すると、エンコードレートを高レートから低レートに切り替える。そして、送信装置3は、低レートでエンコードした映像データを蓄積し、可視光通信が回復したときに、蓄積した映像データを伝送帯域の上限レートにて送信する。この場合、送信装置3は、送信の途中であったGOPを特定し、その先頭フレームから低レートでエンコードした映像データを送信し、その最終フレームの映像データの送信が完了すると、エンコードレートを元の高レートに戻す。
In the embodiment of the present invention, when the
また、本発明の実施形態では、受信装置4は、送信装置3から映像データを受信すると、可視光通信が切断されているか否かを送信装置3に判定させるために、そのシーケンス番号を送信装置3へ送信する。そして、受信装置4は、GOPの先頭フレームから重複して映像データを受信した場合、重複した映像データを削除する。
In the embodiment of the present invention, when receiving the video data from the
このように、送信装置3において低レートでエンコードした圧縮データは、可視光通信が切断されていたときにメモリに蓄積され、可視光通信が回復したときに、伝送帯域の上限レートにて受信装置4へ高速伝送される。この場合、受信装置4において、可視光通信が切断されている間、既にバッファに格納されていた映像データが読み出されて再生される。そして、可視光通信が回復したときに、低レートでエンコードされた映像データは、高速伝送されてバッファに格納されるから、所定の再生遅延時間内に映像データがバッファから読み出される場合には、映像データは途切れることがなく、リアルタイムの映像の観測が実現される。
In this way, the compressed data encoded at a low rate in the
〔実施例1〕
まず、本発明の第1の実施形態(実施例1)について説明する。実施例1は、送信側において、高レートでエンコードした映像データを送信しているときに通信断を判定すると、エンコードレートを低レートに切り替え、そして、通信の回復を判定すると、低レートでエンコードした映像データを送信し、送信の途中であったGOPの開始フレームから最終フレームまでの送信が完了した後、エンコードレートを高レートに戻し、高レートでエンコードした映像データを送信する。
[Example 1]
First, the first embodiment (Example 1) of the present invention will be described. In the first embodiment, if it is determined that communication is interrupted while transmitting video data encoded at a high rate on the transmission side, the encoding rate is switched to a low rate, and if recovery of communication is determined, encoding is performed at a low rate. The transmitted video data is transmitted, and after the transmission from the start frame to the last frame of the GOP that was being transmitted is completed, the encoding rate is returned to the high rate, and the video data encoded at the high rate is transmitted.
図2は、実施例1による送信装置3及び受信装置4の構成を示すブロック図である。実施例1の水中伝送システム1は、送信装置3A及び受信装置4を備えて構成される。可視光により映像データを伝送する場合、アナログ変調技術を利用することが可能であるが、ここでは、Ethernet(登録商標)パケットをデジタル変調し、双方向通信が可能な水中伝送システム1であることを想定する。以下、実施例2,3についても同様である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating configurations of the
(送信装置3Aの構成/実施例1)
まず、実施例1による送信装置3Aの構成について詳細に説明する。この送信装置3Aは、バッファ31、エンコーダ32、受信部33及び送信部34を備え、エンコーダ32の前段にバッファ31が設けられており、可視光通信が切断されたときに、エンコーダ32のエンコードレートを高レートから低レートに切り替える構成になっている。
(Configuration of Transmitting Device 3A / Example 1)
First, the configuration of the transmission device 3A according to the first embodiment will be described in detail. The transmission device 3A includes a
バッファ31は、カメラ2からベースバンド映像信号の映像データをフレーム毎に格納し、格納した映像データを即座にエンコーダ32に出力する。バッファ31は、格納した映像データを所定時間保持し、所定時間経過した後、映像データを削除する。また、バッファ31は、受信部33からフレーム番号を入力すると、そのフレーム番号の映像データをエンコーダ32に出力する。
The
エンコーダ32は、受信部33から高レートまたは低レートのレート切替指示を入力すると共に、バッファ31から映像データを入力し、レート切替指示のレートにて映像データをエンコードして圧縮データを生成し、圧縮データを送信部34に出力する。
The
受信部33は、受信装置4から後述する受信済シーケンス番号を含むパケットを受信し、当該パケットを所定の一定時間受信しない場合、受信断を判定する。この場合、送信装置3Aから受信装置4へ送信されたパケットも、受信装置4へ到着していないと判定され、送信装置3Aと受信装置4との間の可視光通信が切断されたものと判定される。これは、双方向の可視光通信を行った場合、送信及び受信は、同時に切断されるからである。
The receiving
また、受信部33は、受信断の後、受信装置4から後述する受信済シーケンス番号を含むパケットを受信した場合、受信回復を判定する。この場合、送信装置3Aから受信装置4へ送信されたパケットも、受信装置4へ到着していると判定され、送信装置3Aと受信装置4との間の可視光通信が回復したものと判定される。
The
受信部33は、エンコードレートを高レートから低レートに切り替える場合、低レートにてエンコードさせ、かつ送信させる映像データのフレーム番号をバッファ31に出力する。これにより、バッファ31からそのフレーム番号の映像データがエンコーダ32に出力され、エンコーダ32により、そのフレーム番号の映像データが低レートにてエンコードされる。
When the encoding rate is switched from a high rate to a low rate, the receiving
受信部33は、高レートまたは低レートのレート切替指示をエンコーダ32に出力する。これにより、エンコーダ32において、レート切替指示のレートにて映像データがエンコードされる。
The
本発明の実施形態では、受信部33は、受信断を判定すると、低レートのレート切替指示をエンコーダ32に出力すると共に、送信途中であった映像データのGOPについて、バッファ31に格納されているそのGOPの先頭フレームから最終フレームまでの映像データをバッファ31から順次出力させるために、そのフレーム番号をバッファ31に順次出力する。また、受信部33は、そのGOPの先頭フレームから最終フレームまで低レートにてエンコードされた映像データのパケットを順次送信させるために、シーケンス番号を送信部34に出力する。
In the embodiment of the present invention, when the
そして、受信部33は、受信回復を判定すると、低レートにてエンコードされた映像データのパケットの送信がGOPの最終フレームまで完了した後、高レートのレート切替指示をエンコーダ32に出力する。バッファ31は、受信部33から最終フレームのフレーム番号を入力してその最終フレームの映像データを出力した後、次のGOPの先頭フレームから映像データを順次出力する。エンコーダ32により、そのGOPの先頭フレームから映像データが高レートにてエンコードされる。また、受信部33は、そのGOPの先頭フレームから高レートにてエンコードされた映像データのパケットを順次送信させるために、シーケンス番号を送信部34に順次出力する。
When receiving
送信部34は、エンコーダ32から圧縮データを入力すると共に、受信部33からシーケンス番号を入力し、圧縮データをパケット毎に分割する。そして、送信部34は、分割した圧縮データ(分割圧縮データ)をパケットに格納すると共にシーケンス番号を順番に付加することでパケットを生成し、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置4へ送信する。
The
この場合、送信部34により生成されるパケット(シーケンス番号及び分割圧縮データが含まれるパケット)について、受信部33は、シーケンス番号と、分割圧縮データと、当該分割圧縮データのフレームが属するGOPとの対応付けを行う。これにより、受信部33は、受信装置4から受信した受信済シーケンス番号が、どの分割圧縮データに対応し、どのフレームに対応し、また、どのGOPに対応しているかを認識することができる。
In this case, for a packet generated by the transmission unit 34 (a packet including a sequence number and divided compressed data), the receiving
図3は、映像データにおけるGOP及びフレーム、並びにパケットの関係を説明する図である。図3に示すように、GOPは、複数のフレームにより構成される。各フレームの圧縮データは分割され、分割圧縮データが格納された複数のパケットにより、シーケンス番号と共に送信される。 FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between GOPs, frames, and packets in video data. As shown in FIG. 3, the GOP is composed of a plurality of frames. The compressed data of each frame is divided and transmitted together with the sequence number by a plurality of packets storing the divided compressed data.
(送信装置3Aの処理/実施例1)
次に、図2に示した送信装置3Aの処理について詳細に説明する。図4は、送信装置3Aの処理を示すフローチャートであり、図6は、送信装置3Aの処理を説明する図であり、図7は、受信断時のレート切り替えに伴う伝送レートの変化を示す図である。
(Processing of Transmitter 3A / Example 1)
Next, the processing of the transmission device 3A shown in FIG. 2 will be described in detail. FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the transmission device 3A, FIG. 6 is a diagram for explaining the processing of the transmission device 3A, and FIG. 7 is a diagram showing the change in the transmission rate accompanying rate switching when reception is interrupted. It is.
図4を参照して、まず、送信装置3Aは、伝送開始時に、映像データを高レートにてエンコードして圧縮データ(以下、高レート圧縮データという。)を生成し(ステップS401)、高レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する(ステップS402)。これにより、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。 Referring to FIG. 4, first, transmitting apparatus 3A encodes video data at a high rate to generate compressed data (hereinafter referred to as high-rate compressed data) at the start of transmission (step S401). A packet including the compressed data and the sequence number is transmitted (step S402). As a result, video data encoded at a high rate is transmitted.
送信装置3Aは、受信装置4から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することにより、受信断であるか否かを判定する(ステップS403)。送信装置3Aは、ステップS403において、受信断でないと判定した場合(ステップS403:N)、ステップS401による高レートエンコード処理及びステップS402によるパケット送信処理を行う。これにより、受信断でない限り、高レートにてエンコードされた映像データの送信が継続する。 The transmission device 3A receives the packet including the received sequence number from the reception device 4, and determines whether or not the reception is interrupted (step S403). If it is determined in step S403 that the reception is not interrupted (step S403: N), the transmission device 3A performs the high rate encoding process in step S401 and the packet transmission process in step S402. As a result, transmission of video data encoded at a high rate continues unless reception is interrupted.
図6は、第1のGOPがフレーム1−1(フレーム番号1−1のフレーム)からフレーム1−N(フレーム番号1−Nのフレーム)により構成され、第2のGOPがフレーム2−1からフレーム2−Nにより構成され、第3のGOPがフレーム3−1からフレーム3−Nにより構成された例を示している。この例では、フレーム1−1からフレーム2−nの途中までのパケットにおいて、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われ、フレーム2−nの途中のパケットにおいて、受信断が判定される。 In FIG. 6, the first GOP includes frames 1-1 (frame number 1-1) to frames 1-N (frame number 1-N frames), and the second GOP starts from frame 2-1. An example in which the frame 2-N is configured and the third GOP is configured from the frame 3-1 to the frame 3-N is illustrated. In this example, video data encoded at a high rate is transmitted in packets from frame 1-1 to frame 2-n, and reception interruption is determined in packets in the middle of frame 2-n. The
図7は、横軸が時間を示し、縦軸が送信装置3Aから送信されるパケットの伝送速度を示している。可視光通信による伝送帯域は、エンコードレートに対し十分余裕があるものとする。図7に示すように、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われているときは、エンコードのレートに応じた実時間の伝送が実現される。 In FIG. 7, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the transmission rate of packets transmitted from the transmission device 3A. It is assumed that the transmission band for visible light communication has a sufficient margin for the encoding rate. As shown in FIG. 7, when video data encoded at a high rate is being transmitted, real-time transmission according to the encoding rate is realized.
図4に戻って、一方、送信装置3Aは、ステップS403において、受信断であると判定した場合(ステップS403:Y)、ステップS404へ移行し、低レートにてエンコードした映像データの送信を行う。 Returning to FIG. 4, on the other hand, if the transmitting apparatus 3A determines in step S403 that the reception is interrupted (step S403: Y), the transmitting apparatus 3A proceeds to step S404 and transmits the video data encoded at a low rate. .
図5は、実施例1による受信断の判定処理を示すフローチャートであり、図4に示したステップS403の処理を示している。送信装置3Aの受信部33は、所定のタイミングにて、受信装置4から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したか否かを確認する(ステップS501)。所定のタイミングとは、例えば、受信部33がシーケンス番号を送信部34に出力したタイミング、または所定周期のタイミングである。
FIG. 5 is a flowchart showing the reception interruption determination process according to the first embodiment, and shows the process of step S403 shown in FIG. The receiving
受信部33は、ステップS501において、当該パケットの受信を確認できなかった場合(ステップS501:N)、一定時間待機し(ステップS502)、再度、受信装置4から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したか否かを確認する(ステップS503)。
If reception of the packet cannot be confirmed in step S501 (step S501: N), the
受信部33は、ステップS503において、当該パケットの受信を確認できなかった場合(ステップS503:N)、当該パケットを一定時間受信しなかったとして、受信断を判定する(ステップS504)。この場合、送信装置3Aから受信装置4へ送信されたパケットも受信装置4へ到着していないと判定され、送信装置3Aと受信装置4との間の可視光通信が切断されたものと判定される。
If the
一方、受信部33は、ステップS501またはステップS503において、当該パケットの受信を確認した場合(ステップS501:Y,ステップS503:Y)、処理を終了して図5の処理を繰り返す。
On the other hand, if the
図4に戻って、送信装置3Aは、ステップS403において、受信断であると判定すると(ステップS403:Y)、最後に受信したパケットに含まれる受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するGOPを特定し、そのGOPの先頭フレームから最終フレームまでの映像データを低レートにてエンコードする(ステップS404)。そして、送信装置3Aは、低レートにてエンコードした圧縮データ(以下、低レート圧縮データという。)及びシーケンス番号を含むパケットを送信する(ステップS405)。このパケットは、送信装置3Aと受信装置4との間の可視光通信が切断されていることから、受信装置4へ到着せず、送信装置3Aは、当該シーケンス番号である受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することができない。 Returning to FIG. 4, when the transmitting apparatus 3A determines that the reception is interrupted in step S403 (step S403: Y), the GOP corresponding to the sequence number next to the received sequence number included in the last received packet is returned. The video data from the first frame to the last frame of the GOP is encoded at a low rate (step S404). Then, the transmission device 3A transmits a packet including compressed data encoded at a low rate (hereinafter referred to as low-rate compressed data) and a sequence number (step S405). Since the visible light communication between the transmission device 3A and the reception device 4 is disconnected, the packet does not arrive at the reception device 4, and the transmission device 3A includes the received sequence number that is the sequence number. The packet cannot be received.
この場合、そのGOPの先頭フレームにおける最初の映像データは送信されないが、ステップS404,ステップS405及び後述するステップS406の処理を繰り返すことで、先頭フレームにおける最初の映像データから低レートにて順次エンコードされるから、そのGOPの先頭フレームから最終フレームまでの全ての映像データに対応して低レート圧縮データが生成され、メモリに蓄積されることになる。 In this case, the first video data in the first frame of the GOP is not transmitted. However, by repeating the processing of step S404, step S405 and step S406 described later, the first video data in the first frame is sequentially encoded at a low rate. Therefore, low-rate compressed data is generated corresponding to all the video data from the first frame to the last frame of the GOP and stored in the memory.
送信装置3Aは、ステップS403の処理と同様に、受信装置4から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することにより、受信断であるか否かを判定する(ステップS406)。送信装置3Aは、ステップS406において、受信断であると判定した場合(ステップS406:Y)、ステップS404へ移行し、ステップS404による低レートエンコード処理及びステップS405によるパケット送信処理を行う。 Similar to the process of step S403, the transmission device 3A receives the packet including the received sequence number from the reception device 4, and determines whether or not the reception is cut off (step S406). If it is determined in step S406 that the reception is interrupted (step S406: Y), the transmitting apparatus 3A proceeds to step S404, and performs the low-rate encoding process in step S404 and the packet transmission process in step S405.
送信装置3Aは、ステップS405において、同一シーケンス番号を付加した既送信のパケット(そのGOPの先頭フレームにおける最初の低レート圧縮データを格納し、シーケンス番号を付加した同一パケット)を送信する。送信装置3Aは、新しい受信済シーケンス番号(前記同一シーケンス番号)を含むパケットを受信装置4から受信するまでの間、送信装置3Aからのパケット送信も切断されていると判断できるから、受信断である限り、同一シーケンス番号を付加したパケットを送信し続ける。 In step S405, the transmitting apparatus 3A transmits the already transmitted packet to which the same sequence number is added (the same packet to which the first low-rate compressed data in the first frame of the GOP is stored and the sequence number is added). Since the transmission device 3A can determine that the packet transmission from the transmission device 3A is also disconnected until the packet including the new received sequence number (the same sequence number) is received from the reception device 4, the transmission device 3A As long as there is a packet, the packet with the same sequence number is continuously transmitted.
図6の例では、フレーム2−nの途中のパケットにおいて受信断が判定されると、送信中の映像データのGOPが第2のGOPであると特定され、その先頭フレーム2−1について最初のパケットの送信が繰り返される。また、図7に示すように、受信断が判定されると、それが続く限り伝送は行われない。 In the example of FIG. 6, when reception interruption is determined in a packet in the middle of the frame 2-n, the GOP of the video data being transmitted is specified as the second GOP, and the first frame 2-1 Packet transmission is repeated. Also, as shown in FIG. 7, when it is determined that reception has been interrupted, transmission is not performed as long as it continues.
送信装置3Aは、ステップS406において、受信装置4から受信済シーケンス番号を受信して受信断でないと判定すると(ステップS406:N)、受信が回復した(可視光通信が回復した)と判断する。そして、送信装置3Aは、低レート圧縮データについて最終フレームまで送信完了し、受信確認済みであるか否かを判定し(ステップS407)、すなわち、受信装置4から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号(最終フレームの最後のパケットに付加されたシーケンス番号)であるか否かを判定する。 If the transmitting device 3A receives the received sequence number from the receiving device 4 in step S406 and determines that the reception is not interrupted (step S406: N), the transmitting device 3A determines that reception has been recovered (visible light communication has been recovered). Then, the transmitting apparatus 3A completes transmission of the low-rate compressed data up to the final frame and determines whether or not reception has been confirmed (step S407), that is, the received sequence number received from the receiving apparatus 4 is the final frame. It is determined whether it is a sequence number corresponding to the last low-rate compressed data (sequence number added to the last packet of the last frame).
送信装置3Aは、ステップS407において、最終フレームまで送信完了しておらず、最終フレームまで受信確認済みでない(受信装置4から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号でない)と判定した場合(ステップS407:N)、ステップS404へ移行し、低レート圧縮データの送信を継続する。 In step S407, the transmission apparatus 3A has not completed transmission until the final frame and has not confirmed reception until the final frame (the received sequence number received from the reception apparatus 4 corresponds to the last low-rate compressed data of the final frame). When it is determined that it is not a sequence number (step S407: N), the process proceeds to step S404, and the transmission of the low-rate compressed data is continued.
一方、送信装置3Aは、ステップS407において、最終フレームまで送信完了して受信確認済みである(受信装置4から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号である)と判定した場合(ステップS407:Y)、ステップS401へ移行し、ステップS401による高レートエンコード処理及びステップS402によるパケット送信処理を行う。この場合、送信装置3Aは、ステップS401及びステップS402において、低レートにてエンコードして送信したGOPの次のGOPから、高レートエンコード処理及びパケット送信を行う。これにより、1GOPの低レート圧縮データの送信が全て完了した後、高レート圧縮データの送信が再開する。 On the other hand, in step S407, the transmitting apparatus 3A has completed transmission up to the final frame and has received reception confirmation (the received sequence number received from the receiving apparatus 4 is a sequence number corresponding to the last low-rate compressed data of the final frame). If it is determined (Yes in step S407), the process proceeds to step S401, and a high rate encoding process in step S401 and a packet transmission process in step S402 are performed. In this case, in step S401 and step S402, the transmission apparatus 3A performs high-rate encoding processing and packet transmission from the GOP next to the GOP encoded and transmitted at the low rate. As a result, after the transmission of 1 GOP low-rate compressed data is completed, the transmission of high-rate compressed data is resumed.
図6の例では、受信が回復すると、第2のGOPの先頭フレーム2−1から最終フレーム2−Nまでのパケットにおいて、低レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。そして、第3のGOPの先頭フレーム3−1以降のパケットについては、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。 In the example of FIG. 6, when reception is restored, video data encoded at a low rate is transmitted in the packets from the first frame 2-1 to the last frame 2-N of the second GOP. For the packets after the first frame 3-1 of the third GOP, video data encoded at a high rate is transmitted.
また、図7に示すように、受信が回復すると(受信断時間が経過すると)、低レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。低レートにてエンコードされた映像データは、受信断時間の間送信されずに送信開始を待ってメモリに蓄積された状態であるから、受信が回復するとメモリから即座に読み出され、伝送帯域の上限レートにて送信される。つまり、低レートにてエンコードされた映像データの送信は、高レートにてエンコードされた映像データの送信よりも、少量かつ高速の伝送となる。 Also, as shown in FIG. 7, when reception is restored (when reception interruption time elapses), video data encoded at a low rate is transmitted. Since the video data encoded at a low rate is not transmitted during the reception interruption time but is stored in the memory waiting for the start of transmission, it is immediately read out from the memory when reception is restored, and the transmission bandwidth is reduced. Sent at the maximum rate. In other words, transmission of video data encoded at a low rate is a smaller amount and higher speed transmission than transmission of video data encoded at a high rate.
図7において、例えば、伝送帯域の上限レート(Ethernet(登録商標)ワイヤーレート)を50Mbpsとし、10Mbpsの高レートにてエンコードされた映像データが送信されていたときに(この状態では、エンコードレートに対応した10Mbpsの伝送レートにて映像データが送信される。)、受信断が判定され、エンコードレートが1Mbpsの低レートに切り替えられ、受信断時間が2秒であるとする。受信が回復すると、受信断時間の2秒分(2Mビット)の映像データ(低レートにてエンコードされた圧縮データ)が、50Mbpsの伝送レートで0.04秒間送信される。その後、エンコードレートは、再び10Mbpsの高レートに切り替えられる。後述する受信装置4において、デコード開始時の再生遅延時間が2.04秒以上である場合には、映像データは途切れることなくデコードされる。 In FIG. 7, for example, when the upper limit rate of the transmission band (Ethernet (registered trademark) wire rate) is 50 Mbps and video data encoded at a high rate of 10 Mbps is transmitted (in this state, the encoding rate is set to the encoding rate). The video data is transmitted at the corresponding 10 Mbps transmission rate.) It is assumed that the reception interruption is determined, the encoding rate is switched to a low rate of 1 Mbps, and the reception interruption time is 2 seconds. When reception is restored, video data (compressed data encoded at a low rate) corresponding to 2 seconds (2 Mbits) of reception interruption time is transmitted at a transmission rate of 50 Mbps for 0.04 seconds. Thereafter, the encoding rate is again switched to a high rate of 10 Mbps. In the receiving apparatus 4 described later, when the reproduction delay time at the start of decoding is 2.04 seconds or more, the video data is decoded without interruption.
尚、受信装置4において、再生遅延時間は、水中の環境、送信装置3A及び受信装置4の移動に伴う正対関係のずれ状況等を考慮し、受信断が発生した場合の受信断時間を想定して予め設定される。 In the receiving device 4, the reproduction delay time is assumed to be a reception interruption time when reception interruption occurs in consideration of the underwater environment, the situation of the opposite relationship with the movement of the transmission device 3A and the reception device 4, and the like. To be preset.
(送信装置3Aにおける受信部33の処理/実施例1)
次に、図2に示した送信装置3Aにおける受信部33の処理について詳細に説明する。図8は、受信部33の処理を示すフローチャートである。まず、受信部33は、高レートエンコード送信を指示するために、高レートのレート切替指示をエンコーダ32に出力すると共に、シーケンス番号を送信部34に出力する(ステップS801)。これにより、エンコーダ32は、バッファ31から入力した映像データを高レートにてエンコードし、送信部34は、高レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する。
(Processing of Receiving
Next, the processing of the
受信部33は、図4のステップS403の処理及び図5の処理と同様に、受信装置4から、送信部34により送信されたパケットに含まれるシーケンス番号である受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したか否かを判定する(ステップS802)。受信部33は、ステップS802において、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したと判定した場合(ステップS802:Y)、すなわち、受信断でないと判定した場合、ステップS801へ移行し、次の高レート圧縮データを格納したパケットを、次のシーケンス番号を付加して送信するために、高レートエンコード送信の指示を継続する。これにより、受信断でない限り、高レートにてエンコードされた映像データのパケットが送信される。
The
受信部33は、ステップS802において、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信していないと判定した場合(ステップS802:N)、すなわち、受信断であると判定した場合、最後に受信した受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するGOPを特定する(ステップS803)。
If it is determined in step S802 that the packet including the received sequence number has not been received (step S802: N), that is, if the
受信部33は、低レートエンコード送信を指示するために、低レートのレート切替指示をエンコーダ32に出力すると共に、ステップS803にて特定したGOPの先頭フレームから最終フレームまでのフレーム番号をバッファ31に順次出力し、低レート圧縮データを送信するためのシーケンス番号を送信部34に出力する(ステップS804)。これにより、エンコーダ32は、バッファ31から入力した先頭フレームから最終フレームまでの映像データを低レートにてエンコードし、送信部34は、低レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する。このパケットは、送信装置3Aと受信装置4との間の可視光通信が切断されていることから、受信装置4へ到着しない。
The receiving
受信部33は、ステップS802の処理と同様に、送信部34により送信されたパケット(ステップS803にて特定したGOPの先頭フレームにおける最初の低レート圧縮データが格納されたパケット)に含まれるシーケンス番号である受信済シーケンス番号を含むパケットを受信装置4から受信したか否かを判定する(ステップS805)。受信部33は、ステップS805において、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信していないと判定した場合(ステップS802:N)、すなわち、受信断であると判定した場合、ステップS804へ移行し、低レートエンコード送信の指示を継続する。これにより、受信が回復しない限り、低レート圧縮データが生成され、同一パケット(同一シーケンス番号が付加された既送信のパケット(ステップS803にて特定したGOPの先頭フレームにおける最初の低レート圧縮データが格納され、シーケンス番号が付加された同一パケット)の送信が継続される。
Similarly to the processing in step S802, the
受信部33は、ステップS805において、受信装置4から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したと判定した場合(ステップS805:Y)、受信が回復した(可視光通信が回復した)と判断する。そして、送信部34により低レート圧縮データが連続して高速で送信され、受信部33は、ステップS805にて判定した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の受信済シーケンス番号(最終フレームの最後のパケットに付加されたシーケンス番号)であるか否かを判定する(ステップS806)。
If the
受信部33は、ステップS806において、受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の受信済シーケンス番号でないと判定した場合(ステップS806:N)、ステップS804へ移行し、低レートエンコード送信の指示を継続する。
If the
一方、受信部33は、ステップS806において、受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の受信済シーケンス番号であると判定した場合(ステップS806:Y)、低レート圧縮データの送信が最終フレームまで完了し、その受信も確認済みであると判断し、ステップS801へ移行し、高レートエンコード送信の指示を再開する。
On the other hand, if the receiving
この場合、受信部33は、ステップS801において、高レートのレート切替指示をエンコーダ32に出力すると共に、シーケンス番号を送信部34に出力する。また、バッファ31は、最終フレームの映像データの出力が完了しているから、その次のGOPについて、先頭フレームから映像データをエンコーダ32に順次出力する。これにより、エンコーダ32において、次のGOPの先頭フレームから映像データが高レートにてエンコードされ、送信部34において、次のGOPの先頭フレームから高レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットが送信される。
In this case, the
(送信装置3Aにおける送信部34の処理/実施例1)
次に、図2に示した送信装置3Aにおける送信部34の処理について詳細に説明する。図9は、送信部34の処理を示すフローチャートである。まず、送信部34は、エンコーダ32から圧縮データを入力する(ステップS901)。そして、送信部34は、圧縮データを所定サイズに分割してメモリに格納する。
(Processing of
Next, processing of the
送信部34は、受信部33からシーケンス番号を入力する(ステップS902)。そして、送信部34は、送信対象の圧縮データがメモリに格納されており、送信対象のシーケンス番号も入力されている場合、メモリから分割した圧縮データを読み出し、この圧縮データをパケットに格納すると共にシーケンス番号を順番に付加することでパケットを生成し(ステップS903)、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置4へ送信する(ステップS904)。そして、図9の処理を繰り返す。尚、送信対象の圧縮データがメモリに格納されておらず、または、送信対象のシーケンス番号が入力されていない場合、送信部34は処理を行わない。
The
ここで、図7に示したとおり、送信部34は、高レート圧縮データのパケットを送信している間、高レートのエンコードに対応して実時間の伝送が行われる。そして、送信部34は、受信部33により受信断であると判定されている間、前述のとおり、低レート圧縮データのパケットを送信するが、パケットは受信装置4へ到着せず、前記パケットの送信を継続する。送信部34は、受信が回復すると、低レート圧縮データのパケットが受信装置4へ到着し、この送信を行っている間、伝送帯域の上限レートにて、少量伝送かつ高速伝送が実現される。
Here, as illustrated in FIG. 7, the
以上のように、実施例1の送信装置3Aによれば、映像データを高レートでエンコードして送信している状態において、受信装置4から受信済シーケンス番号を一定時間受信しないことで受信断を判定すると、最後に受信した受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するGOPを特定し、エンコードレートを高レートから低レートに切り替え、特定したGOPの先頭フレームから最終フレームの映像データを低レートでエンコードして送信するようにした。この場合、受信断であるから、映像データは送信されない。そして、送信装置3は、受信装置4から受信済シーケンス番号を受信して受信回復を判定すると、GOPの先頭フレームから最終フレームまでの低レートでエンコードした映像データを送信し、その最終フレームの映像データの送信が完了すると(最終フレームの最後の受信済シーケンス番号を受信すると)、エンコードレートを元の高レートに戻し、次のGOPの先頭フレームから映像データを高レートでエンコードして送信するようにした。
As described above, according to the transmission device 3A of the first embodiment, in the state where the video data is encoded and transmitted at a high rate, the reception interruption is interrupted by not receiving the received sequence number from the reception device 4 for a certain period of time. When the determination is made, the GOP corresponding to the sequence number next to the last received sequence number is identified, the encoding rate is switched from the high rate to the low rate, and the video data of the last frame from the first frame of the identified GOP is converted to the low rate. Encoded with and sent. In this case, the video data is not transmitted because the reception is interrupted. When the
これにより、受信回復が判定された後、低レートでエンコードされた映像データは、高レートでエンコードされた映像データよりも少量かつ高速に、伝送帯域の上限内で送信されることになる。 Thus, after the reception recovery is determined, the video data encoded at the low rate is transmitted within the upper limit of the transmission band in a smaller amount and at a higher speed than the video data encoded at the high rate.
受信装置4は、低レートでエンコードされた映像データを、所定の再生遅延時間内に受信すると、映像モニタ5に表示される映像の画質は劣化するが、表示される映像は途切れることがない。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。したがって、映像データが途切れ難いから、例えば、受信装置4から送信装置3Aへ音声で指示を出したり、送信装置3Aを遠隔制御したりする場合であっても、その作業を円滑に行うことが可能となる。
When the receiving device 4 receives video data encoded at a low rate within a predetermined reproduction delay time, the image quality of the video displayed on the
(受信装置4の構成/実施例1)
次に、実施例1による受信装置4の構成について詳細に説明する。図2を参照して、この受信装置4は、受信部41、送信部42、バッファ43及びデコーダ44を備えている。
(Configuration of Receiving Device 4 / Example 1)
Next, the configuration of the receiving device 4 according to the first embodiment will be described in detail. With reference to FIG. 2, the reception device 4 includes a
受信部41は、送信装置3から変調信号を受信し、変調信号を可視光復調してパケットを生成し、パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出する。そして、受信部41は、分割圧縮データを結合して圧縮データを生成し、圧縮データをフレーム毎にバッファ43に格納し、シーケンス番号を受信済シーケンス番号として送信部42に出力する。
The receiving
本発明の実施形態では、受信部41は、GOPの先頭フレームから重複して圧縮データを受信した場合、重複した圧縮データを削除する。具体的には、受信部41は、あるGOPにおける低レート圧縮データを生成し、かつ同じGOPの高レート圧縮データがバッファ43に格納されている場合、バッファ43からその高レート圧縮データを削除し、新たな低レート圧縮データをバッファ43に格納する。
In the embodiment of the present invention, when receiving the compressed data from the first frame of the GOP, the receiving
これにより、受信部41は、高レート圧縮データを受信している状態において、GOPの途中で受信が切断され、その後に、同じGOPの先頭フレームから低レート圧縮データを受信した場合、GOPの途中まで受信した高レート圧縮データが削除される。
As a result, when the
尚、受信部41は、シーケンス番号と、分割圧縮データと、当該分割圧縮データのフレームが属するGOPとの対応付けの情報を、予め送信装置3Aから受信して取得しており、これらのデータが格納された対応テーブルを保持しているものとする。
Note that the receiving
送信部42は、受信部41から受信済シーケンス番号を入力し、受信済シーケンス番号を格納してパケットを生成し、パケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて送信装置3Aへ送信する。
The transmission unit 42 receives the received sequence number from the
バッファ43は圧縮データを格納し、格納された圧縮データは、所定のタイミングにてデコーダ44により読み出される。
The
デコーダ44は、所定の再生遅延時間後に圧縮データをバッファ43から順次読み出してデコード(復号)し、元のベースバンド映像信号の映像データに復元する。そして、デコーダ44は、ベースバンド映像信号を映像モニタ5へ出力する。
The
ここで、デコーダ44は、バッファ43から高レート圧縮データを読み出した場合、その高レートに対応したレートにて高レート圧縮データをデコードする。また、デコーダ44は、バッファ43から低レート圧縮データを読み出した場合、その低レートに対応したレートにて低レート圧縮データをデコードする。
Here, when the high-rate compressed data is read from the
(受信装置4の処理/実施例1)
次に、図2に示した受信装置4の処理について詳細に説明する。図10は、受信装置4の処理を示すフローチャートである。まず、受信装置4は、送信装置3Aからパケットを受信し(ステップS1001)、パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出する(ステップS1002)。
(Processing of receiving apparatus 4 / Example 1)
Next, the processing of the receiving device 4 shown in FIG. 2 will be described in detail. FIG. 10 is a flowchart showing processing of the receiving device 4. First, the reception device 4 receives a packet from the transmission device 3A (step S1001), and extracts divided compressed data and a sequence number from the packet (step S1002).
受信装置4は、ステップS1002にて抽出したシーケンス番号を受信済シーケンス番号として送信装置3Aへ送信し(ステップS1003)、ステップS1002にて抽出した分割圧縮データを結合して圧縮データを生成し、圧縮データをフレーム毎にバッファ43に格納し、所定の再生遅延時間後にデコードして映像モニタ5へ出力する(ステップS1004)。
The receiving device 4 transmits the sequence number extracted in step S1002 as a received sequence number to the transmitting device 3A (step S1003), combines the divided compressed data extracted in step S1002, and generates compressed data. Data is stored in the
受信装置4は、シーケンス番号と分割圧縮データとGOPとの間の対応付けの情報が格納された対応テーブルを参照して、ステップS1002にて抽出したシーケンス番号に基づき、ステップS1002にて抽出した分割圧縮データがGOPの先頭フレームの最初の分割圧縮データであるか否かを判定する(ステップS1005)。 The receiving device 4 refers to the correspondence table in which the correspondence information between the sequence number, the divided compressed data, and the GOP is stored, and based on the sequence number extracted in step S1002, the division extracted in step S1002 It is determined whether or not the compressed data is the first divided compressed data of the first frame of the GOP (step S1005).
受信装置4は、ステップS1005において、抽出した分割圧縮データがGOPの先頭フレームの最初の分割圧縮データであると判定した場合(ステップS1005:Y)、対応テーブルを参照して、既に格納済みの同一GOPにおける圧縮データをバッファ43から削除する(ステップS1006)。そして、受信装置4は、ステップS1005において分割圧縮データがGOPの先頭フレームの最初の分割圧縮データでないと判定した場合(ステップS1005:N)またはステップS1006から移行して、図10の処理を繰り返す。 When the receiving device 4 determines in step S1005 that the extracted divided compressed data is the first divided compressed data of the first frame of the GOP (step S1005: Y), the receiving device 4 refers to the correspondence table and has already stored the same data. The compressed data in the GOP is deleted from the buffer 43 (step S1006). Then, if the receiving apparatus 4 determines in step S1005 that the divided compressed data is not the first divided compressed data of the first frame of the GOP (step S1005: N), or proceeds from step S1006, and repeats the process of FIG.
以上のように、実施例1の受信装置4によれば、送信装置3Aから映像データ及びシーケンス番号を受信し、通信が切断されているか否かを送信装置3Aに判定させるために、受信した映像データに対応するシーケンス番号を受信済シーケンス番号として送信装置3Aへ送信するようにした。また、受信した映像データをバッファ43に格納し、所定の再生遅延時間後に映像データをバッファ43から読み出してデコードし、映像モニタ5に映像を表示する際に、送信装置3Aから受信した映像データのうち、GOPの先頭フレームから重複して映像データを受信した場合(低レートでエンコードされた映像データを受信した場合)、既に受信して格納済みの重複した映像データ(高レートでエンコードされた映像データ)をバッファ43から削除するようにした。
As described above, according to the receiving device 4 of the first embodiment, the received video is received in order to receive the video data and the sequence number from the transmitting device 3A and cause the transmitting device 3A to determine whether or not the communication is disconnected. The sequence number corresponding to the data is transmitted to the transmitting apparatus 3A as the received sequence number. Further, the received video data is stored in the
これにより、通信が切断されている間、バッファ43に既に格納された映像データ(高レートでエンコードされた映像データ)が読み出されてデコードされ、映像モニタ5に映像が表示される。そして、通信が回復したときに、低レートでエンコードされた映像データが少量伝送かつ高速伝送されてバッファ43に格納される。この場合、所定の再生遅延時間内に映像データがバッファ43から読み出されてデコードされると、映像モニタ5に表示される映像の画質は劣化するが、表示される映像は途切れることがない。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。したがって、映像データが途切れ難いから、例えば、受信装置4から送信装置3Aへ音声で指示を出したり、送信装置3Aを遠隔制御したりする場合であっても、その作業を円滑に行うことが可能となる。
As a result, while the communication is disconnected, the video data already stored in the buffer 43 (video data encoded at a high rate) is read and decoded, and the video is displayed on the
〔実施例2〕
次に、本発明の第2の実施形態(実施例2)について説明する。実施例2は、実施例1を拡張したものであり、送信側と受信側との間で、互いに送信を繰り返して継続することを特徴とする。これにより、伝送帯域の上限レートにおける伝送が可能となるから、受信断の判定を簡易に行うことができる。
[Example 2]
Next, a second embodiment (Example 2) of the present invention will be described. The second embodiment is an extension of the first embodiment, and is characterized in that transmission is continuously repeated between the transmission side and the reception side. As a result, transmission at the upper limit rate of the transmission band becomes possible, so that it is possible to easily determine whether or not reception is interrupted.
実施例2の構成は、図2に示した実施例1の構成と同じであり、実施例2における送信装置3A及び受信装置4の処理は、基本的には実施例1と同様であるが、実施例2における送信装置3Aの受信部33及び送信部34並びに受信装置4の受信部41及び送信部42の一部が、実施例1と異なる処理を行う。
The configuration of the second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2, and the processing of the transmitting device 3A and the receiving device 4 in the second embodiment is basically the same as that of the first embodiment. The receiving
(送信装置3Aの受信部33/実施例2)
具体的には、実施例2における送信装置3Aの受信部33は、図8に示した処理のうち実施例1とは異なるステップS802及びステップS805の処理(受信断の判定処理、図4に示したステップS403の処理及び図5の処理)を行う。
(Receiving
Specifically, the receiving
図11は、実施例2による受信断の判定処理を示すフローチャートであり、図5に示した実施例1の処理に対応している。送信装置3Aの受信部33は、受信装置4から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信したか否かを確認する(ステップS1101)。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a reception interruption determination process according to the second embodiment, and corresponds to the process according to the first embodiment illustrated in FIG. The receiving
受信部33は、ステップS1101において、当該パケットの受信を確認できなかった場合(ステップS1101:N)、受信断を判定する(ステップS1102)。この場合、送信装置3Aから受信装置4へ送信されたパケットも受信装置4へ到着していないと判定され、送信装置3Aと受信装置4との間の可視光通信が切断されたものと判定される。
If the
一方、受信部33は、ステップS1101において、当該パケットの受信を確認した場合(ステップS1101:Y)、処理を終了して図11の処理を繰り返す。
On the other hand, when the
これにより、受信部33は、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信していない場合、一定時間待機することなく、即座に受信断を判定することができる。
As a result, the receiving
(送信装置3Aの送信部34/実施例2)
また、前述のとおり、実施例2における送信装置3Aの送信部34は、図9に示した実施例1とは異なる処理(図4に示した処理のうち実施例1とは異なるステップS402及びステップS405におけるパケット送信処理)を行う。
(
Further, as described above, the
図12は、実施例2による送信部34の処理を示すフローチャートである。送信部34は、図9に示した実施例1のステップS901及びステップS902と同じ処理を行い(ステップS1201,ステップS1202)、ステップS1201にて新たな圧縮データをエンコーダ32から入力済みであるか否かを判定する(ステップS1203)。
FIG. 12 is a flowchart illustrating the processing of the
送信部34は、ステップS1203において、新たな圧縮データを入力済みであると判定した場合(ステップS1203:Y)、図9に示した実施例1のステップS903及びステップS904と同じ処理を行う(ステップS1204,ステップS1205)。
If it is determined in step S1203 that new compressed data has already been input (step S1203: Y), the
一方、送信部34は、ステップS1203において、新たな圧縮データを入力済みでないと判定した場合(ステップS1203:N)、パケット送信が可視光通信の伝送帯域の上限レートに達しているか否かを判定する(ステップS1206)。
On the other hand, if it is determined in step S1203 that new compressed data has not been input (step S1203: N), the
送信部34は、ステップS1206において、パケット送信が可視光通信の伝送帯域の上限レートに達していないと判定した場合(ステップS1206:N)、現在送信している同一GOPのパケット(送信済みのパケット)を繰り返し継続して送信する(ステップS1207)。これにより、パケットは、伝送帯域の上限レートで送信される。
If the
送信部34は、ステップS1205、ステップS1206においてパケット送信が可視光通信の伝送帯域の上限レートに達している場合(ステップS1206:Y)またはステップS1207から移行して、図12に示す処理を繰り返す。
When the packet transmission has reached the upper limit rate of the transmission band of visible light communication in step S1205 and step S1206 (step S1206: Y), the
(受信装置4の受信部41及び送信部42/実施例2)
また、前述のとおり、実施例2における受信装置4の受信部41及び送信部42は、実施例1と異なる処理を行う。
(Receiving
As described above, the receiving
図13は、実施例2による受信装置4の処理を示すフローチャートである。受信装置4の受信部41は、図10に示した実施例1のステップS1001及びステップS1002と同じ処理を行う(ステップS1301,ステップS1302)。
FIG. 13 is a flowchart illustrating processing of the receiving device 4 according to the second embodiment. The receiving
送信部42は、ステップS1302にて受信部41が抽出したシーケンス番号を受信済シーケンス番号として、受信済シーケンス番号を含むパケットを送信装置3Aへ繰り返し継続して送信する(ステップS1303)。これにより、最新の受信済シーケンス番号を含む同一パケットが常に送信され、送信装置3Aから送信されるパケットと同様に、受信装置4から送信されるパケットも、伝送帯域の上限レートで送信される。
The transmission unit 42 continuously and repeatedly transmits a packet including the received sequence number to the transmission device 3A using the sequence number extracted by the
受信部41は、ステップS1302にて抽出したシーケンス番号が前回受信したシーケンス番号とは異なり新たなシーケンス番号であるか否かを判定する(ステップS1304)。受信部41は、ステップS1304において、新たなシーケンス番号であると判定した場合(ステップS1304:Y)、ステップS1302にて抽出した分割圧縮データを結合して圧縮データを生成し、圧縮データをフレーム毎にバッファ43に格納し、そして、デコーダ44は、所定の再生遅延時間後にバッファ43から圧縮データを読み出してデコードし、映像モニタ5へ出力する(ステップS1305)。
The receiving
一方、受信部41は、ステップS1304において、新たなシーケンス番号でないと判定した場合(ステップS1304:N)、ステップS1302にて抽出した分割圧縮データを削除する(ステップS1306)。
On the other hand, if the
受信部41は、ステップS1305から移行して、シーケンス番号と分割圧縮データとGOPとの間の対応付けの情報が格納された対応テーブルを参照して、ステップS1302にて抽出したシーケンス番号に基づき、ステップS1302にて抽出した分割圧縮データがGOPの先頭フレームの最初の分割圧縮データであるか否かを判定する(ステップS1307)。
Based on the sequence number extracted in step S1302, the receiving
受信部41は、ステップS1307において、抽出した分割圧縮データがGOPの先頭フレームの最初の分割圧縮データであると判定した場合(ステップS1307:Y)、対応テーブルを参照して、既に格納済みの同一GOPにおける圧縮データをバッファ43から削除する(ステップS1308)。そして、ステップS1306、ステップS1307において分割圧縮データがGOPの先頭フレームの最初の分割圧縮データでないと判定された場合(ステップS1307:N)またはステップS1308から移行して、図13の処理が繰り返される。
If the receiving
以上のように、実施例2の送信装置3Aによれば、実施例1の送信装置3Aと同じ処理を行うことに加え、映像データを高レートでエンコードして送信する際に、送信部34は、新たな映像データを入力しておらず、パケット送信が可視光通信の伝送帯域の上限レートに達していない場合、現在送信している同一GOPのパケット(送信済みのパケット)を繰り返し継続して送信し、伝送帯域の上限レートで送信するようにした。
As described above, according to the transmission device 3A of the second embodiment, in addition to performing the same processing as the transmission device 3A of the first embodiment, when transmitting the video data encoded at a high rate, the
これにより、受信装置4は、伝送帯域の上限レートでパケットを受信し、受信済シーケンス番号を含むパケットを伝送帯域の上限レートで送信することができる。例えば、数パケット程度の期間の短い通信断が発生した場合であっても、受信装置4が通信回復後に通信断時のシーケンス番号を含むパケットを受信する場合には、送信装置3Aは、実施例1のようにレートを切り替える必要がなく、受信装置4は、映像データの受信を継続することができ、映像は途切れない。 Thereby, the receiving device 4 can receive a packet at the upper limit rate of the transmission band and can transmit a packet including the received sequence number at the upper limit rate of the transmission band. For example, even when a short communication interruption of about several packets occurs, when the reception device 4 receives a packet including a sequence number at the time of communication interruption after the communication recovery, the transmission device 3A is an example There is no need to switch the rate as in 1, and the receiving device 4 can continue to receive the video data, and the video is not interrupted.
また、送信装置3Aの受信部33は、受信装置4から伝送帯域の上限レートで送信されるべき受信済シーケンス番号を受信しないときに、一定時間待機することなく受信断を判定するようにした。これにより、受信断の判定を即座に行うことができる。つまり、一定時間待機することで受信断を判定する実施例1、及び例えば受信側から直接受信断の情報を取得する例と比較して、受信断を判断する処理構成を簡素化することができ、かつ、受信断の判定を高速化することができる。
Further, the
また、実施例2の送信装置3Aによれば、実施例1と同様の効果を奏する。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。 Further, according to the transmission device 3A of the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained. That is, when video data is transmitted underwater with visible light, even if the visible light is interrupted, the video data can be continuously transmitted without interruption.
さらに、実施例2の受信装置4によれば、実施例1の受信装置4と同じ処理を行うことに加え、送信部42は、受信部41が受信したシーケンス番号を受信済シーケンス番号として、送信装置3Aへ継続して常に送信するようにした。これにより、受信済シーケンス番号は、伝送帯域の上限レートで送信装置3Aへ送信されるから、送信装置3Aに、受信断の判定を、一定時間待機することなく即座に行わせることができる。
Furthermore, according to the receiving device 4 of the second embodiment, in addition to performing the same processing as the receiving device 4 of the first embodiment, the transmitting unit 42 transmits the sequence number received by the receiving
また、実施例2の受信装置4によれば、実施例1と同様の効果を奏する。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。 Further, according to the receiving device 4 of the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained. That is, when video data is transmitted underwater with visible light, even if the visible light is interrupted, the video data can be continuously transmitted without interruption.
〔実施例3〕
次に、本発明の第3の実施形態(実施例3)について説明する。実施例3は、実施例1を変形したものであり、送信側において、高レートでエンコードした映像データを送信し、かつ低レートでエンコードした映像データをバッファに格納しているときに通信断を判定すると、バッファから映像データを読み出すことで、低レートでエンコードした映像データの送信に切り替え、そして、通信の回復を判定すると、低レートでエンコードした映像データの送信がGOPの開始フレームから最終フレームまで完了した後、高レートでエンコードした映像データの送信に戻す。これにより、低レートでエンコードした映像データ(圧縮データ)のみを格納するバッファを備えればよいから、ベースバンド映像信号を格納するバッファを備える場合に比べ、バッファ容量を減らすことができる。
Example 3
Next, a third embodiment (Example 3) of the present invention will be described. The third embodiment is a modification of the first embodiment. On the transmission side, when the video data encoded at the high rate is transmitted and the video data encoded at the low rate is stored in the buffer, the communication is interrupted. If it is determined, the video data is read from the buffer to switch to transmission of video data encoded at a low rate, and if communication recovery is determined, transmission of video data encoded at a low rate is transmitted from the GOP start frame to the final frame. After completing the above, it returns to transmission of video data encoded at a high rate. Accordingly, since it is only necessary to provide a buffer that stores only video data (compressed data) encoded at a low rate, the buffer capacity can be reduced as compared with the case of providing a buffer that stores a baseband video signal.
図14は、実施例3による送信装置3及び受信装置4の構成を示すブロック図である。実施例3の水中伝送システム1は、送信装置3B及び受信装置4を備えて構成される。図2に示した実施例1の構成と図14に示す実施例3の構成とを比較すると、実施例1,3共に、同じ受信装置4を備えている点で同一であるが、実施例3は、実施例1の送信装置3Aとは異なる送信装置3Bを備えている点で相違する。
FIG. 14 is a block diagram illustrating configurations of the
(送信装置3Bの構成/実施例3)
まず、実施例3による送信装置3Bの構成について詳細に説明する。この送信装置3Bは、エンコーダ51,52、バッファ53、受信部54及び送信部55を備え、エンコーダ52の後段にバッファ53が設けられており、可視光通信が切断されたときに、高レート圧縮データの送信から低レート圧縮データの送信に切り替える構成になっている。
(Configuration of Transmitter 3B / Example 3)
First, the configuration of the transmission device 3B according to the third embodiment will be described in detail. The transmission device 3B includes
エンコーダ51は、高レート用のエンコーダであり、カメラ2からベースバンド映像信号を入力し、所定のレート(高レート)にてベースバンド映像信号の映像データをエンコードして高レート圧縮データを生成し、高レート圧縮データを送信部55に出力する。
The
エンコーダ52は、低レート用のエンコーダであり、カメラ2からベースバンド映像信号を入力し、所定のレート(低レート、エンコーダ51における高レートよりも低いレート)にてベースバンド映像信号の映像データをエンコードして低レート圧縮データを生成し、低レート圧縮データをバッファ53に格納する。
The
バッファ53は、エンコーダ52から低レート圧縮データを入力し、低レート圧縮データをフレーム毎に格納する。バッファ53は、格納した低レート圧縮データを所定時間保持し、所定時間経過した後、低レート圧縮データを削除する。また、バッファ53は、受信部54からフレーム番号を入力すると、そのフレーム番号の低レート圧縮データを送信部55に出力する。
The
受信部54は、図2に示した受信部33と同様の処理を行う。また、受信部54は、受信断を判定すると、低レートのレート切替指示を送信部55に出力すると共に、送信途中であった映像データのGOPについて、そのGOPの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データをバッファ53から順次出力させるために、そのフレーム番号をバッファ53に順次出力する。また、受信部54は、そのGOPの先頭フレームから最終フレームまで低レート圧縮データのパケットを順次送信させるために、シーケンス番号を送信部55に出力する。
The receiving
そして、受信部54は、受信回復を判定すると、低レート圧縮データのパケットの送信がGOPの最終フレームまで完了した後、高レートのレート切替指示を送信部55に出力すると共に、高レート圧縮データを送信するためのシーケンス番号を送信部55に出力する。これにより、送信部55にて、エンコーダ51から入力した高レート圧縮データであって、次のGOPの先頭フレームからの高レート圧縮データが順次送信される。
When the
送信部55は、エンコーダ51から高レート圧縮データを入力し、バッファ53から低レート圧縮データを入力し、さらに、受信部54からシーケンス番号及びレート切替指示を入力する。送信部55は、高レートのレート切替指示を入力した場合、高レート圧縮データをパケット毎に分割し、低レートのレート切替指示を入力した場合、低レート圧縮データをパケット毎に分割する。
The
送信部55は、分割した高レート圧縮データまたは低レート圧縮データをパケットに格納すると共に、シーケンス番号を順番にパケットに付加する。そして、送信部55は、パケットを生成し、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置4へ送信する。
The
この場合、送信部55により生成されるパケット(シーケンス番号及び分割圧縮データが含まれるパケット)について、受信部54は、シーケンス番号と、分割圧縮データと、当該分割圧縮データのフレームが属するGOPとの対応付けを行う。これにより、受信部54は、受信装置4から受信した受信済シーケンス番号が、どの分割圧縮データに対応し、どのフレームに対応し、また、どのGOPに対応しているかを認識することができる。
In this case, for a packet generated by the transmission unit 55 (a packet including a sequence number and divided compressed data), the receiving
(送信装置3Bの処理/実施例3)
次に、図14に示した送信装置3Bの処理について詳細に説明する。図15は、送信装置3Bの処理を示すフローチャートである。まず、送信装置3Bのエンコーダ51は、カメラ2から入力したベースバンド映像信号の映像データを高レートにてエンコードし(ステップS1501)、送信部55は、伝送開始時に、高レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する(ステップS1502)。これにより、高レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。
(Processing of Transmitter 3B / Example 3)
Next, the processing of the transmission device 3B illustrated in FIG. 14 will be described in detail. FIG. 15 is a flowchart showing processing of the transmission device 3B. First, the
また、ステップS1501及びステップS1502の処理と同時に、エンコーダ52は、カメラ2から入力したベースバンド映像信号の映像データを低レートにてエンコードし(ステップS1503)、低レート圧縮データをバッファ53に格納する(ステップS1504)。
Simultaneously with the processing of step S1501 and step S1502, the
受信部54は、受信装置4から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することにより、図5に示した同様の処理にて、受信断であるか否かを判定する(ステップS1505)。受信部54は、ステップS1505において、受信断でないと判定した場合(ステップS1505:N)、ステップS1501による高レートエンコード処理及びステップS1502によるパケット送信処理、並びにステップS1503による低レートエンコード処理及びステップS1504による低レート圧縮データ格納処理が行われる。これにより、常に低レートにてエンコードされた映像データが格納され、受信断でない限り、高レートにてエンコードされた映像データの送信が継続する。
The receiving
一方、受信部54は、ステップS1505において、受信断であると判定した場合(ステップS1505:Y)、ステップS1506へ移行し、低レートにてエンコードされた映像データの送信が行われる。
On the other hand, if the
受信部54は、ステップS1505において、受信断であると判定すると(ステップS1505:Y)、最後に受信したパケットに含まれる受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するGOPを特定し、そのGOPの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データをバッファ53に出力させるためのフレーム番号をバッファ53に順次出力し、バッファ53は、受信部54からフレーム番号を入力すると、そのGOPの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データを送信部55に順次出力する(ステップS1506)。
If the
送信部55は、低レート圧縮データ及びシーケンス番号を含むパケットを送信する(ステップS1507)。このパケットは、送信装置3Bと受信装置4との間の可視光通信が切断されていることから、受信装置4へ到着せず、送信装置3Bは、受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することができない。
The
ここで、図15のフローチャートには明示していないが、ステップS1506による低レート圧縮データ出力処理及びステップS1507によるパケット送信処理において、ステップS1503による低レートエンコード処理及びステップS1504による低レート圧縮データ格納処理が常に行われている。 Here, although not explicitly shown in the flowchart of FIG. 15, in the low-rate compressed data output process in step S1506 and the packet transmission process in step S1507, the low-rate encoding process in step S1503 and the low-rate compressed data storage process in step S1504 Is always done.
受信部54は、ステップS1505の処理と同様に、受信装置4から受信済シーケンス番号を含むパケットを受信することにより、受信断であるか否かを判定する(ステップS1508)。受信部54は、ステップS1508において、受信断であると判定した場合(ステップS1508:Y)、ステップS1506へ移行し、ステップS1506による低レート圧縮データ出力処理及びステップS1507によるパケット送信処理が行われる。
Similarly to the processing in step S1505, the
この場合、送信部55は、ステップS1507において、同一シーケンス番号を付加した既送信のパケット(送信していたGOPの先頭フレームにおける最初の低レート圧縮データを格納し、シーケンス番号を付加した同一パケット)を送信する。送信部55は、受信部54が新しい受信済シーケンス番号を含むパケットを受信装置4から受信するまでの間、送信装置3Bからのパケット送信も切断されていると判断できるから、受信断である限り、同一シーケンス番号を付加したパケットを送信し続ける。
In this case, in step S1507, the
受信部54は、ステップS1508において、受信装置4から受信済シーケンス番号を受信して受信断でないと判定すると(ステップS1508:N)、受信が回復した(可視光通信が回復した)と判断する。そして、受信部54は、低レート圧縮データについて最終フレームまで送信完了し、受信確認済みであるか否かを判定し(ステップS1509)、すなわち、受信装置4から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号(最終フレームの最後の低レート圧縮データが送信されたパケットに付加されたシーケンス番号)であるか否かを判定する。
If the
受信部54は、ステップS1509において、最終フレームまで送信完了しておらず、最終フレームまで受信確認済みでない(受信装置4から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号でない)と判定した場合(ステップS1509:N)、ステップS1506による低レート圧縮データ出力処理及びステップS1507によるパケット送信処理が継続する。
In step S1509, the
一方、受信部54は、ステップS1509において、最終フレームまで送信完了して受信確認済みである(受信装置4から受信した受信済シーケンス番号が最終フレームの最後の低レート圧縮データに対応するシーケンス番号である)と判定した場合(ステップS1509:Y)、ステップS1501及びステップS1503へ移行する。この場合、送信部55は、ステップS1502において、低レート圧縮データのパケットを送信したGOPの次のGOPから、高レート圧縮データのパケットを送信する。これにより、低レートにてエンコードしたGOPの映像データの送信が完了した後、高レートにてエンコードした映像データの送信が再開する。
On the other hand, in step S1509, the receiving
(送信装置3Bにおける送信部55の処理/実施例3)
次に、図14に示した送信装置3Bにおける送信部55の処理について詳細に説明する。図16は、送信部55の処理を示すフローチャートである。まず、送信部55は、エンコーダ51から高レート圧縮データを入力する(ステップS1601)。そして、送信部55は、高レート圧縮データを所定サイズに分割してメモリに格納する。
(Processing of
Next, processing of the
送信部55は、受信部54からシーケンス番号及びレート切替指示を入力する(ステップS1602)。そして、送信部55は、レート切替指示が高レートを示しているか、または低レートを示しているかを判定する(ステップS1603)。
The
送信部55は、ステップS1603において、レート切替指示が高レートを示していると判定した場合(ステップS1603:レート切替指示=高レート)、送信対象の高レート圧縮データがメモリに格納されており、送信対象のシーケンス番号が入力されている場合、メモリから分割した高レート圧縮データを読み出し、この高レート圧縮データを格納すると共にシーケンス番号を順番に付加することでパケットを生成し(ステップS1604)、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置4へ送信する(ステップS1607)。そして、図16の処理を繰り返す。尚、送信対象の高レート圧縮データがメモリに格納されておらず、または、送信対象のシーケンス番号が入力されていない場合、送信部55は処理を行わない。
If the
一方、送信部55は、ステップS1603において、レート切替指示が低レートを示していると判定した場合(ステップS1603:レート切替指示=低レート)、バッファ53が低レート圧縮データを出力するのを受けて、バッファ53から低レート圧縮データを読み出す(ステップS1605)。送信部55は、低レート圧縮データを所定サイズに分割してメモリに格納する。
On the other hand, when the
送信部55は、送信対象の低レート圧縮データがメモリに格納されており、送信対象のシーケンス番号が入力されている場合、メモリから分割した低レート圧縮データを読み出し、この低レート圧縮データを格納すると共にシーケンス番号を順番に付加することでパケットを生成し(ステップS1606)、可視光の搬送波を用いてパケットを可視光変調し、変調信号を可視光の水中無線にて受信装置4へ送信する(ステップS1607)。そして、図16の処理を繰り返す。尚、送信対象の低レート圧縮データがメモリに格納されておらず、または、送信対象のシーケンス番号が入力されていない場合、送信部55は処理を行わない。
When the transmission target low-rate compressed data is stored in the memory and the transmission target sequence number is input, the
以上のように、実施例3の送信装置3Bによれば、映像データを高レートでエンコードし高レート圧縮データを送信し、映像データを低レートでエンコードして低レート圧縮データをバッファ53に格納している状態において、受信装置4から受信済シーケンス番号を一定時間受信しないことで受信断を判定すると、最後に受信した受信済シーケンス番号の次のシーケンス番号に対応するGOPを特定し、特定したGOPの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データをバッファ53から読み出して送信するようにした。この場合、受信断であるから、映像データは送信されない。そして、送信装置3Bは、受信装置4から受信済シーケンス番号を受信して受信回復を判定すると、GOPの先頭フレームから最終フレームまでの低レート圧縮データを送信し、その最終フレームの低レート圧縮データの送信が完了すると(最終フレームの最後の受信済シーケンス番号を受信すると)、高レート圧縮データの送信に戻し、次のGOPの先頭フレームから高レート圧縮データを送信するようにした。
As described above, according to the transmission device 3B of the third embodiment, video data is encoded at a high rate, high-rate compressed data is transmitted, video data is encoded at a low rate, and low-rate compressed data is stored in the
これにより、実施例1と同様の効果を奏する。つまり、水中で映像データを可視光により伝送する際に、可視光が遮断された場合であっても、映像データが途切れ難い伝送を継続することができる。 Thereby, there exists an effect similar to Example 1. That is, when video data is transmitted underwater with visible light, even if the visible light is interrupted, the video data can be continuously transmitted without interruption.
また、送信装置3Bは、高レート用のエンコーダ51及び低レート用のエンコーダ52を2つ備え、低レート用のエンコーダ52の後段にのみバッファ53を備えるようにした。高レート圧縮データは、高レート用のエンコーダ51から送信部55へ直接出力され、低レート圧縮データは、低レート用のエンコーダ52から出力されてバッファ53に一旦格納され、そして、低レート圧縮データを送信する際に、バッファ53から送信部55へ出力される。
In addition, the transmission device 3B includes two high-
これにより、低レート圧縮データのみがバッファ53に格納されるから、ベースバンド映像信号をバッファ31に格納する実施例1,2に比べ、必要とするバッファ容量を減らすことができる。
Thereby, since only the low-rate compressed data is stored in the
また、実施例3の受信装置4は、実施例1と同じ構成であるから、実施例1と同様の効果を奏する。 Further, the receiving device 4 of the third embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and therefore has the same effect as that of the first embodiment.
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、実施例3は、実施例1を変形した例としたが、実施例2を変形した例としてもよい。この場合の実施例3の変形例は、送信側において、高レート圧縮データを送信する際に、送信部55は、新たな高レート圧縮データを入力しておらず、パケット送信が伝送帯域の上限レートに達していない場合、現在送信している同一GOPのパケット(送信済みのパケット)を繰り返し継続して送信する。そして、送信部55は、新たな高レート圧縮データを入力しない限り、伝送帯域の上限レートにて、同一GOPのパケットを繰り返し継続して送信する。一方、送信部55は、新たな高レート圧縮データを入力した場合、同一GOPのパケットを繰り返し継続して送信する処理を停止し、入力した高レート圧縮データのパケットを送信する。
The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. For example, in the third embodiment, the first embodiment is modified, but the second embodiment may be modified. In this case, a modification of the third embodiment is that when transmitting high-rate compressed data on the transmission side, the
1 水中伝送システム
2 カメラ
3 送信装置
4 受信装置
5 映像モニタ
6,7 ケーブル
31,43,53 バッファ
32,51,52 エンコーダ
33,41,54 受信部
34,42,55 送信部
44 デコーダ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記映像データを格納するバッファと、
前記バッファに格納された映像データを所定の高レートまたは低レートでエンコードし、圧縮データを生成するエンコーダと、
前記エンコーダにより生成された圧縮データをパケット毎に分割し、分割圧縮データとしてパケットに格納すると共に、前記分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、
前記所定の高レートまたは低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記シーケンス番号を前記送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する受信部と、を備え、
前記受信部は、
前記送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記低レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、
前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、前記低レートでエンコードされた所定サイズの映像データにおける前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記送信部が送信した後、高レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記高レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させる、ことを特徴とする送信装置。 In a transmitter that transmits video data to a receiver using visible light in water,
A buffer for storing the video data;
An encoder that encodes video data stored in the buffer at a predetermined high rate or low rate to generate compressed data;
The compressed data generated by the encoder is divided into packets and stored as divided compressed data in the packet, and a sequence number corresponding to the divided compressed data is added to the packet, and the divided compressed data and the sequence number are A transmitter that modulates a packet including the carrier wave of visible light and transmits a modulated signal;
An instruction for encoding at the predetermined high rate or low rate is output to the encoder, the sequence number is output to the transmitter, and the sequence included in the packet is received from the receiving device that has received the modulated signal. A receiving unit for receiving a number as a received sequence number,
The receiver is
In the state where the transmission unit transmits the modulated signal of the packet including the divided compressed data encoded and divided at the high rate and the sequence number, the reception is disconnected when the received sequence number is not received for a predetermined time. When the determination is made, an instruction for encoding at a low rate is output to the encoder, and a sequence number corresponding to the divided compressed data that is encoded and divided at the low rate is output to the transmission unit. Transmitting a modulated signal of a packet including divided compressed data encoded and divided at a low rate and the sequence number;
When receiving recovery is determined when the received sequence number corresponding to the divided compressed data encoded and divided at the low rate is received, the divided compressed data in the video data of a predetermined size encoded at the low rate and the After the transmitter transmits a modulated signal of a packet including a sequence number, an instruction for encoding at a high rate is output to the encoder, and the sequence number corresponding to the divided compressed data to be encoded and divided at the high rate Is transmitted to the transmission unit, and the transmission unit transmits the modulated signal of the packet including the divided compressed data encoded and divided at the high rate and the sequence number.
前記送信部は、
前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信した後、さらに、同一の前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を繰り返し継続して送信する、ことを特徴とする送信装置。 The transmission apparatus according to claim 1,
The transmitter is
After the modulated signal of the packet including the divided compressed data and the sequence number is transmitted, the modulated signal of the packet including the same divided compressed data and the sequence number is repeatedly transmitted continuously. Transmitter device.
前記映像データを所定の高レートでエンコードし、高レート圧縮データを生成する第1のエンコーダと、
前記映像データを所定の低レートでエンコードし、低レート圧縮データを生成する第2のエンコーダと、
前記第2のエンコーダにより生成された低レート圧縮データを格納するバッファと、
高レートの指示を入力した場合、前記第1のエンコーダにより生成された高レート圧縮データをパケット毎に分割し、分割した高レート圧縮データをパケットに格納すると共に、前記分割した高レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信し、
または、低レートの指示を入力した場合、前記バッファに格納された低レート圧縮データをパケット毎に分割し、分割した低レート圧縮データをパケットに格納すると共に、前記分割した低レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、
前記高レートまたは低レートの指示及び前記シーケンス番号を前記送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する受信部と、を備え、
前記受信部は、
前記送信部に、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、前記低レートの指示、及び前記分割した低レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、
前記分割した低レート圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、所定サイズの映像データにおける前記分割した低レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記送信部が送信した後、前記高レートの指示、及び前記分割した高レート圧縮データに対応するシーケンス番号を前記送信部に出力し、前記送信部に、前記分割した高レート圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させる、ことを特徴とする送信装置。 In a transmitter that transmits video data to a receiver using visible light in water,
A first encoder that encodes the video data at a predetermined high rate to generate high rate compressed data;
A second encoder that encodes the video data at a predetermined low rate to generate low rate compressed data;
A buffer for storing low-rate compressed data generated by the second encoder;
When a high-rate instruction is input, the high-rate compressed data generated by the first encoder is divided for each packet, the divided high-rate compressed data is stored in the packet, and the divided high-rate compressed data is converted into the divided high-rate compressed data. A corresponding sequence number is added to the packet, the divided high-rate compressed data and the packet including the sequence number are modulated using a visible light carrier, and a modulated signal is transmitted.
Alternatively, when a low rate instruction is input, the low rate compressed data stored in the buffer is divided for each packet, the divided low rate compressed data is stored in the packet, and the divided low rate compressed data is supported. A transmission unit that adds a sequence number to the packet, modulates the divided low-rate compressed data and the packet including the sequence number using a visible light carrier, and transmits a modulated signal;
A receiving unit that outputs the high-rate or low-rate instruction and the sequence number to the transmitting unit, and receives the sequence number included in the packet as a received sequence number from the receiving device that has received the modulated signal; With
The receiver is
When the transmission unit transmits the modulated signal of the packet including the divided high-rate compressed data and the sequence number, and the reception sequence number is not received for a predetermined time, it is determined that the reception interruption has occurred. A rate instruction and a sequence number corresponding to the divided low-rate compressed data are output to the transmission unit, and the transmission unit transmits a modulated signal of a packet including the divided low-rate compressed data and the sequence number. ,
When receiving recovery is determined when the received sequence number corresponding to the divided low-rate compressed data is received, the divided low-rate compressed data and the modulation signal of the packet including the sequence number in video data of a predetermined size are obtained. After the transmission unit transmits, the high rate instruction and a sequence number corresponding to the divided high rate compressed data are output to the transmission unit, and the divided high rate compressed data and the sequence are output to the transmission unit. A transmission apparatus that transmits a modulated signal of a packet including a number.
前記変調信号を受信し、前記可視光の搬送波を用いて前記変調信号を復調することでパケットを生成し、前記パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出し、前記分割圧縮データを結合して圧縮データを生成する受信部と、
前記受信部により抽出されたシーケンス番号を受信済シーケンス番号とし、前記受信済シーケンス番号を含むパケットを、前記可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する送信部と、
前記受信部により生成された圧縮データを格納するバッファと、
所定の再生遅延時間後に、前記圧縮データを前記バッファから順次読み出してデコードし、元の映像データに復元するデコーダと、を備え、
前記受信部は、
同一の圧縮データを重複して生成した場合、前記重複した圧縮データを前記バッファから削除し、新たに生成した前記圧縮データを前記バッファに格納する、ことを特徴とする受信装置。 A receiving apparatus for receiving video data using visible light in water, wherein the receiving apparatus receives a modulated signal transmitted from the transmitting apparatus according to claim 1 or 3.
The modulated signal is received, the modulated signal is demodulated using the visible light carrier wave, a packet is generated, the divided compressed data and the sequence number are extracted from the packet, and the divided compressed data is combined and compressed. A receiver for generating data;
The sequence number extracted by the receiving unit is a received sequence number, a packet including the received sequence number is modulated using the visible light carrier, and a transmitting unit that transmits a modulated signal;
A buffer for storing compressed data generated by the receiving unit;
A decoder that sequentially reads and decodes the compressed data from the buffer after a predetermined reproduction delay time, and restores the original video data;
The receiver is
When the same compressed data is generated in duplicate, the received compressed data is deleted from the buffer, and the newly generated compressed data is stored in the buffer.
請求項1または請求項3の送信装置から送信された変調信号を受信する代わりに、請求項2または請求項3の送信装置から送信された変調信号を受信し、
前記送信部は、
前記受信済シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信した後、さらに、同一の前記受信済シーケンス番号を含むパケットの変調信号を繰り返し継続して送信する、ことを特徴とする送信装置。 The receiving device according to claim 4,
Instead of receiving the modulated signal transmitted from the transmitter of claim 1 or claim 3, the modulated signal transmitted from the transmitter of claim 2 or claim 3 is received,
The transmitter is
After transmitting the modulated signal of the packet including the received sequence number, the transmitter further repeatedly transmits the modulated signal of the packet including the same received sequence number.
前記送信装置は、
前記映像データを格納する第1のバッファと、
前記第1のバッファに格納された映像データを所定の高レートまたは低レートでエンコードし、圧縮データを生成するエンコーダと、
前記エンコーダにより生成された圧縮データをパケット毎に分割し、分割圧縮データとしてパケットに格納すると共に、前記分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記パケットに付加し、前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットを、可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する第1の送信部と、
前記所定の高レートまたは低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記シーケンス番号を前記第1の送信部に出力し、前記変調信号を受信した前記受信装置から、前記パケットに含まれるシーケンス番号を受信済シーケンス番号として受信する第1の受信部と、を備え、
前記第1の受信部は、
前記第1の送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させている状態で、前記受信済シーケンス番号を所定時間受信しないときに受信断を判定すると、低レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記低レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記第1の送信部に出力し、前記第1の送信部に、前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、
前記低レートでエンコードされ分割された分割圧縮データに対応する前記受信済シーケンス番号を受信したときに受信回復を判定すると、前記低レートでエンコードされた所定サイズの映像データにおける前記分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を前記第1の送信部が送信した後、高レートでエンコードさせるための指示を前記エンコーダに出力すると共に、前記高レートでエンコードされ分割される分割圧縮データに対応するシーケンス番号を前記第1の送信部に出力し、前記第1の送信部に、前記高レートでエンコードされ分割された分割圧縮データ及び前記シーケンス番号を含むパケットの変調信号を送信させ、
前記受信装置は、
前記変調信号を受信し、前記可視光の搬送波を用いて前記変調信号を復調することでパケットを生成し、前記パケットから分割圧縮データ及びシーケンス番号を抽出し、前記分割圧縮データを結合して圧縮データを生成する第2の受信部と、
前記第2の受信部により抽出されたシーケンス番号を受信済シーケンス番号とし、前記受信済シーケンス番号を含むパケットを、前記可視光の搬送波を用いて変調し、変調信号を送信する第2の送信部と、
前記第2の受信部により生成された圧縮データを格納する第2のバッファと、
所定の再生遅延時間後に、前記圧縮データを前記第2のバッファから順次読み出してデコードし、元の映像データに復元するデコーダと、を備え、
前記第2の受信部は、
同一の圧縮データを重複して生成した場合、前記重複した圧縮データを前記第2のバッファから削除し、新たに生成した前記圧縮データを前記第2のバッファに格納する、ことを特徴とする水中伝送システム。 In an underwater transmission system configured to include a transmission device that transmits video data using visible light in water and a reception device that receives video data from the transmission device,
The transmitter is
A first buffer for storing the video data;
An encoder that encodes video data stored in the first buffer at a predetermined high rate or low rate to generate compressed data;
The compressed data generated by the encoder is divided into packets and stored as divided compressed data in the packet, and a sequence number corresponding to the divided compressed data is added to the packet, and the divided compressed data and the sequence number are A first transmitter that modulates a packet including the carrier using visible light and transmits a modulated signal;
An instruction for encoding at the predetermined high rate or low rate is output to the encoder, the sequence number is output to the first transmitter, and the packet is received from the receiving device that has received the modulated signal. A first receiving unit that receives the included sequence number as a received sequence number,
The first receiving unit includes:
When the first transmission unit is not receiving the received sequence number for a predetermined time in a state where the modulated signal of the packet including the divided compressed data encoded and divided at the high rate and the sequence number is transmitted. When the reception interruption is determined, an instruction for encoding at a low rate is output to the encoder, and a sequence number corresponding to the divided compressed data encoded and divided at the low rate is output to the first transmitter. Causing the first transmitter to transmit a modulated signal of a packet including the divided compressed data encoded and divided at the low rate and the sequence number;
When receiving recovery is determined when the received sequence number corresponding to the divided compressed data encoded and divided at the low rate is received, the divided compressed data in the video data of a predetermined size encoded at the low rate and the After the first transmitter transmits a modulated signal of a packet including a sequence number, it outputs an instruction for encoding at a high rate to the encoder, and also supports divided compressed data that is encoded and divided at the high rate A sequence number to be output to the first transmission unit, and the first transmission unit to transmit the divided compressed data encoded and divided at the high rate and the modulated signal of the packet including the sequence number,
The receiving device is:
The modulated signal is received, the modulated signal is demodulated using the visible light carrier wave, a packet is generated, the divided compressed data and the sequence number are extracted from the packet, and the divided compressed data is combined and compressed. A second receiver for generating data;
A second transmission unit that uses the sequence number extracted by the second reception unit as a received sequence number, modulates a packet including the received sequence number using the visible light carrier, and transmits a modulated signal When,
A second buffer for storing compressed data generated by the second receiving unit;
A decoder for sequentially reading out and decoding the compressed data from the second buffer after a predetermined reproduction delay time, and restoring the original video data;
The second receiver is
When the same compressed data is generated in duplicate, the duplicated compressed data is deleted from the second buffer, and the newly generated compressed data is stored in the second buffer. Transmission system.
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