KR20010110589A - Method for transmitting and receiving video and text information using sound wave and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상 및 문자 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 음성 정보를 전송하는 종래의 무선통신기를 이용하여 영상 및 데이터를 전송하도록 영상 및 문자 송수신 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은, 상기 영상 및 문자 신호를 음파 주파수에 해당하는 아날로그 신호로 변조한 후에 일반 무전기의 반송파에 실어서 원격지로 전송하며, 수신측에서는 송신된 상기 신호를 수신하여 반송파에 실린 영상 및 문자 신호를 디지털 신호로 변환하여 원래의 영상 및 문자를 디스플레이하도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving images and texts, and more particularly, to a method for transmitting and receiving images and texts using a conventional wireless communication device for transmitting voice information. According to the method of the present invention, after modulating the video and text signal into an analog signal corresponding to the sound wave frequency, the video and text signals are loaded on a carrier of a general radio and transmitted to a remote site. It is characterized by converting the signal into a digital signal to display the original image and text.
Description
본 발명은 영상 및 문자 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 음성 정보를 전송하는 종래의 무선통신기를 이용하여 영상 및 데이터를 전송하도록 영상 및 문자 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving images and texts, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving images and texts using a conventional wireless communication device for transmitting voice information.
무선통신기는 전자기파의 형태로 통신 신호를 직접 전달하거나 또는 대기권에 있는 전리층이나 통신 위성에 반사시켜서 전송하고 교신하는 장치이다. 무선통신의 전송은 정보를 반송파의 진폭, 주파수, 지속시간을 변화시키는 변조라는 과정을 통해 반송파에 싣게 된다. 진폭변조에서는 반송파의 최저 최고의 양쪽에 측파대 주파수를 두고 파의 세기를 변조시켜서 전송한다. 반면에 주파수 변조는 진폭 대신에 주파수에 변화를 주어 필요한 정보를 송신기에서 수신기로 전송한다. 지속시간 변조는 보다 단순한 방식으로써 어떤 시간동안만 일정한 음을 전송하고 멈추었다가 다시 전송하는 것을 되풀이하는 방법이다.A radio communication device is a device that directly transmits a communication signal in the form of electromagnetic waves or reflects it to an ionospheric layer or communication satellite in the atmosphere to transmit and communicate. In wireless communication, information is loaded on a carrier through a process called modulation that changes the amplitude, frequency, and duration of the carrier. In amplitude modulation, the wave strength is modulated and transmitted with the sideband frequency on both sides of the lowest peak of the carrier. Frequency modulation, on the other hand, changes the frequency instead of amplitude and sends the necessary information from the transmitter to the receiver. Duration modulation is a simpler method that repeats transmitting, stopping, and retransmitting a constant tone for a period of time.
비교적 낮은 주파수의 정보를 위해서 높은 주파수의 파를 반송파로 사용하게 된다. 이 조작은 반송파의 신호를 전송하고자 하는 낮은 주파수의 신호와 혼합하여 보냄으로써 얻어진다. 이러한 조작의 결과로 얻어지는 합성파를 변조파라고 부른다.High frequency waves are used as carriers for relatively low frequency information. This operation is obtained by mixing the carrier signal with the low frequency signal to be transmitted. The synthesized wave resulting from this operation is called a modulated wave.
일반적으로 전기신호는 e = E cos(ωt + θ)라는 식으로 표시된다. 진폭 E, 위상각 θ를 줌으로써 그 전기신호를 완전하게 표시할 수 있다. 송신하고자 하는 음성 주파수의 신호에 따라 무선 신호의 이 세가지 성질중 임의의 하나를 변화시키는 조작이 변조이다. 무선 주파신호의 진폭을 가청주파 신호에 의해서 변화시키는 방법을 진폭변조(AM), 주파수를 변화시키는 것을 주파수 변조(FM), 위상각을 변화시키는 것을 위상 변조(PM)이라고 부른다.In general, the electrical signal is represented by the equation e = E cos (ωt + θ). By giving the amplitude E and the phase angle θ, the electric signal can be displayed completely. Modulation is an operation of changing any one of these three properties of the radio signal according to the signal of the voice frequency to be transmitted. The method of changing the amplitude of the radio frequency signal by the audible frequency signal is called amplitude modulation (AM), the frequency changing is frequency modulation (FM), and the phase angle is called phase modulation (PM).
현재의 멀티미디어 시대에는 수많은 영상 및 문자와 같은 데이터를 전송하는데, 보통은 전화선 또는 별도의 네트워크 라인이나 중계기와 같이 유선을 사용하게 되어있어서 무선통신 장치가 갖는 장점을 활용할 수 없다.In today's multimedia era, data such as numerous images and texts are transmitted. Usually, wired lines such as telephone lines or separate network lines or repeaters cannot be used to take advantage of wireless communication devices.
또한 현재 시중에 출시되어 있는 영상 및 데이터 전송장비는 별도의 송, 수신기를 장착해야 하거나 유선(line) 및 중계기 등을 설치해야 하는 문제가 있었다. 현재 가지고 있는 군사용 무전기나 통신망을 사용하게 된다면 더욱 효율적일 것이라는 추론이 가능하다.In addition, the video and data transmission equipment currently on the market had to be equipped with a separate transmission and receiver, or there was a problem of installing a line and a repeater. It is possible to infer that it would be more efficient to use military radios or telecommunication networks that you have.
이는 현재 사용중인 유선이나 중계기를 거쳐서 사용하는 영상 및 데이터 전송장치의 경우에 통신이 두절되는 사태가 발생할 때 사용이 불가능할 수 있음을 의미한다. 이는 또한 설치 비용 면에서도 대단한 부담을 감수해야 한다.This means that video and data transmission devices that are currently used via wired or repeaters may not be available when communication is disrupted. It also has to be very expensive in terms of installation costs.
본 발명은 이와 같이 영상 및 문자 정보를 일반 무선통신장치를 이용하여 송수신할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to enable transmission and reception of video and text information using a general wireless communication device.
본 발명의 다른 목적은 영상 및 문자 정보를 일반 무선 통신 장치를 이용하여 송수신하되 상기 정보를 음파로 변환하여 송수신하도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to transmit and receive image and text information using a general wireless communication device to convert the information into sound waves.
본 발명의 다른 목적은 영상 및 문자 정보를 일반 무선통신장치를 이용하여 송수신할 때 이를 암호화하여 보안을 유지하도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to encrypt the image and text information when transmitting and receiving using a general wireless communication device to maintain security.
이러한 목적을 이루기 위해서 본 발명의 영상 및 문자 정보 송수신 방법은, 상기 영상 및 문자 신호를 음파 주파수에 해당하는 아날로그 신호로 변조한 후에일반 무전기의 반송파에 실어서 원격지로 전송하며, 수신측에서는 송신된 상기 신호를 수신하여 반송파에 실린 영상 및 문자 신호를 디지털 신호로 변환하여 원래의 영상 및 문자를 디스플레이하도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the video and text information transmission / reception method of the present invention modulates the video and text signals into an analog signal corresponding to a sound wave frequency and then loads them on a carrier of a general radio and transmits them to a remote site. It is characterized by receiving a signal and converting the image and text signal carried on the carrier to a digital signal to display the original image and text.
또한 본 발명은, 상기 영상 신호를 디지털 신호로부터 아날로그 음파 신호로 변환할 때, 주파수 대역은 1,000 Hz 내지 1,400 Hz인 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, when converting the video signal from the digital signal to an analog sound wave signal, characterized in that the frequency band is 1,000 Hz to 1,400 Hz.
또한 본 발명은, 상기 문자 신호를 디지털 신호로부터 아날로그 음파 신호로 변환할 때, 주파수 대역은 1,600 Hz 내지 2,000 Hz인 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, when converting the text signal from the digital signal to an analog sound wave signal, characterized in that the frequency band is 1,600 Hz to 2,000 Hz.
또한 본 발명은, 입력된 영상 신호의 색상 자체를 압축 및 특정 부호의 암호 코드로 변환하여 송수신하는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is characterized in that the color of the input video signal itself is converted into a code of compression and a specific code to transmit and receive.
또한 본 발명은, 암호화 코드 변환이, 특수 코드를 생성하여 이를 전송하고 수신부에서 상기 코드를 해독하는 방식으로써, 먼저 전송할 화면의 색신호를 입력하고, 순서 변환 알고리즘을 대입하고 보안 코드 테이블을 지정하는 단계와, 알고리즘에 의한 코드부를 발생하는 제 1차 변경 단계와, 보안 코드 테이블에서 대응되는 코드로 변경하는 제2 차 변경 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention, the encryption code conversion, by generating a special code and transmitting it and the receiving unit to decrypt the code, first inputting the color signal of the screen to be transmitted, assigning a sequence conversion algorithm and specifying a security code table And a first change step of generating a code part by an algorithm and a second change step of changing from a security code table to a corresponding code.
또한 본 발명은, 메모리를 저장하는 방식에서 MPEG 알고리즘에 의한 영상 저장 방법을 채택하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized by adopting a video storage method by the MPEG algorithm in the memory storage method.
또한 본 발명은, 무전기에 신호 입력 방식이, 디지털 신호가 사용 가능한 데이터 단자를 사용하며, 국제표준인 MKS 또는 FSK 방식의 마이크 단자 사용이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the signal input method for the radio uses a data terminal that can use a digital signal, and the microphone terminal of the international standard MKS or FSK method can be used.
또한 본 발명에서, 영상 표시는 데이터를 메모리에 적재한 후 순간적으로 표시가 가능한 것을 특징으로 한다.In the present invention, the image display is characterized in that the display can be instantaneously after loading the data into the memory.
또한 본 발명에서, 영상의 흐름은 순차적으로 표시가능한 순차표시방식인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the flow of the image is characterized in that the sequential display method that can be displayed sequentially.
또한 본 발명에서, 무전기 제어는 확인 및 제어 통신이 가능한 전이중통신방식인 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the radio control is characterized in that the full-duplex communication method capable of confirmation and control communication.
또한 본 발명에서, 영상 입력 제어는 전자 회로에 의한 하드웨어 제어 방식인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the image input control is characterized in that the hardware control method by the electronic circuit.
또한 본 발명에서,, 영상 및 문자 정보를 음파로 변환하는 과정은 음파 공진기에 의해서 수행되며, 상기 음파공진기는 데이터 단자를 사용할 때는 사용하지 않으며, 마이크 단자를 사용할 때 MKS 및 FSK 방식의 음파를 센서로 일정 레벨로 맞추어주는 방식인 것을 특징으로 한다.Also, in the present invention, the process of converting image and text information into sound waves is performed by a sound wave resonator, and the sound wave resonator is not used when using a data terminal, and when using a microphone terminal, a sound wave of MKS and FSK type sensors is used. It is characterized in that it is a way to fit to a certain level.
또한 본 발명에서, 영상 정보를 송수신할 때 색신호를 일정 코드로 변경한 후 국제 표준의 MSK 및 FSK 방식 음으로 변경하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when transmitting and receiving image information, it is characterized by changing the color signal to a predetermined code and then to the MSK and FSK sound of the international standard.
도1은 본 발명의 음파 공진기에 대한 기본구조를 도시한 도면1 is a view showing the basic structure of the acoustic wave resonator of the present invention
도2는 본 발명의 영상 신호를 음으로 변경하는 방식에 대해서 도시한 도면2 is a diagram showing a method of changing a video signal of the present invention to a sound;
도3은 본 발명의 문자 신호를 음으로 변경하는 방식에 대해서 도시한 도면3 is a diagram illustrating a method of changing a text signal of the present invention to a sound;
도4는 본 발명의 음파를 이용한 영상 및 데이터 전송 방법 및 장치에 대한 전체 구성을 도시한 도면4 is a diagram showing the overall configuration of an image and data transmission method and apparatus using sound waves of the present invention;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 데이터 입력단 20: 데이터 출력단10: data input terminal 20: data output terminal
30: 센서 100: 음파 공진기30: sensor 100: sound wave resonator
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 음파 공진기(100)에 대한 기본구조를 도시한 도면이다. 도면에서 볼 수 있는 음파 공진기(100)는 현재 사용중인 통신 기기에 접속하여 아날로그 진폭 음파를 만들기 위한 장치이다. 즉, 전송하고자 하는 영상 및 데이터 신호가 데이터 입력단(10)을 통해서 입력되면 이 신호는 음파 공진기(100)에서 일정 레벨의 아날로그 진폭음파로 변경된다. 그후, 변경된 신호는 데이터 출력단(20)을 통해서 후단에 접속된 통신기기로 전달된다. 여기서 영상 신호중 색상신호 R(Red), G(Green) 및 B(Blue)를 각각 진폭을 변경한 후 각 신호에 대한 동기 신호를 첨가한 후 각 색상에 대한 밝기를 파형의 높, 낮이(진폭)으로 변경하게 된다. 센서(30)는 음파를 일정 레벨로 맞추어 주는 역할을 하게 된다.1 is a view showing the basic structure of the acoustic wave resonator 100 of the present invention. The acoustic wave resonator 100 shown in the drawing is a device for making analog amplitude sound waves by connecting to a communication device currently in use. That is, when an image and a data signal to be transmitted are input through the data input terminal 10, the signal is converted into analog amplitude sound waves of a predetermined level in the acoustic resonator 100. Thereafter, the changed signal is transmitted through the data output terminal 20 to the communication device connected to the rear stage. Here, after changing the amplitude of the color signals R (Red), G (Green), and B (Blue) among the image signals, and adding a synchronization signal for each signal, the brightness of each color is changed to the high and low of the waveform (amplitude). ). The sensor 30 serves to adjust the sound wave to a predetermined level.
도2 및 도3은 본 발명의 영상 신호 및 데이터 신호를 음으로의 변경하는 메카니즘에 대해서 도시한 도면이다.2 and 3 are diagrams illustrating a mechanism for changing the video signal and the data signal of the present invention to a sound.
도2에서 볼 수 있듯이, 영상 신호는 본 발명의 무선 전송 장치를 통해서 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환되게 된다. 디지털 신호에서 "제로"는 1.000 Hz로 변환되며 "일"은 1,400 Hz로 변환된다.As can be seen in Figure 2, the video signal is converted into an analog signal from a digital signal through the wireless transmission device of the present invention. In a digital signal, "zero" is converted to 1.000 Hz and "day" is converted to 1,400 Hz.
영상 신호의 흐름을 보면, 먼저 색상 및 밝기에 따른 변경(Converting), 즉, 아날로그에서 디지털로 변경시키는 작업을 거쳐서 정해진 포맷으로 압축되어 저장된다. 중앙 처리장치는 포맷 즉, 압축된 디지털 신호를 전술된 바와 같이 디지털에서 아날로그 신호로 변환된 후 본 무전기를 통해서 전송된다. 이때 아날로그 음파 신호로 변환된 영상 신호는 무전기에서 반송파에 실려서 원격지까지 전송되게 된다.In the flow of the video signal, first, after converting according to color and brightness, that is, converting from analog to digital, it is compressed and stored in a predetermined format. The central processing unit converts the format, that is, the compressed digital signal from digital to analog signal as described above, and then transmits it through the radio. At this time, the video signal converted into an analog sound wave signal is loaded on the carrier from the radio and transmitted to the remote site.
도3에서는 본 발명의 문자 신호의 전송을 위한 변환 메카니즘에 대해 도시한 도면이다. 도면에서 볼 수 있드시, 키 보드등을 통해서 입력된 문자 신호는 신호제어장치와 중앙처리장치에 의해서 전송 가능한 형태로 변환된다. 즉, 도면에서 볼수 있드시, 문자에 대한 디지털 신호 "제로"는 1,600 Hz로 변환되며, "일"은 1,800 Hz로 변환된다.3 is a diagram illustrating a conversion mechanism for transmitting a text signal of the present invention. As can be seen in the figure, the text signal input through the keyboard or the like is converted into a form that can be transmitted by the signal controller and the central processing unit. That is, as can be seen in the figure, the digital signal "zero" for a character is converted to 1,600 Hz and "one" is converted to 1,800 Hz.
문자 신호의 흐름을 보면, 키 보드를 통해서 입력된 문자신호는 각 문자에 대한 캐릭터 코드로 변환되어 키보드 버퍼를 통하여 신호 제어장치에서 일정한 포맷으로 변환된다. 그 후, 중앙처리장치는 편집 및 가공된 문자 신호를 전송장치에서 원활히 전송할 수 있도록 저장 장치에 순차적으로 재배열한다. 재 배열된 문자 신호는 전술된 바와 같이 무전기를 통해서 전송된다.In the flow of the character signal, the character signal input through the keyboard is converted into a character code for each character and converted into a predetermined format in the signal controller through the keyboard buffer. Thereafter, the central processing unit sequentially rearranges the edited and processed text signals to the storage device so that the transmission device can smoothly transmit them. The rearranged text signal is transmitted through the radio as described above.
본 발명의 특징으로 영상 및 문자 신호를 전송할 때 이를 암호화하여 전송하는 것인바, 이때 암호화는 특수 코드를 생성하여 이를 전송하고 수신부에서 상기 코드를 해독하는 방식을 채택하였다. 영상신호를 암호화하는 방법을 예를 들어서 설명하면 다음과 같다. 먼저 전송할 화면의 색신호를 입력하고, 순서 변환 알고리즘을 대입하고 보안 코드 테이블을 지정한다. 그 후, 알고리즘에 의한 코드부를 발생하게 된다. 이는 1차 변경에 해당한다. 즉, 색신호에 대한 1차 가공을 수행한다. 이어서 2차 변경을 수행하는데, 보안 코드 테이블에서 대응되는 코드로 변경하게 된다.As a feature of the present invention, when transmitting video and text signals, it is encrypted and transmitted. In this case, the encryption generates a special code, transmits it, and adopts a method of decrypting the code at a receiving unit. A method of encrypting an image signal will be described below by way of example. First, input the color signal of the screen to be transmitted, substitute the order conversion algorithm, and specify the security code table. After that, a code part by an algorithm is generated. This is a primary change. That is, primary processing is performed on the color signal. Secondary changes are then made, changing to the corresponding code in the security code table.
도4는 본 발명의 음파를 이용한 영상 및 데이터 전송 방법에 대한 전체 구성을 도시한다. 입력장치는 비디오 카메라 및 NTSC 방식의 비디오 신호를 입력받아 자체 인식이 가능하도록 각종 입력매체의 접속 역할을 한다. 상기 입력장치 후단에 접속된 영상 캡쳐 및 아날로그/디지털 변환장치는 입력장치로 입력된 영상 신호를 사용자의 선택에 의하여 1-프레임 캡쳐하여 아날로그/디지털 변환을 하여 인식하게한다.Figure 4 shows the overall configuration of the image and data transmission method using the sound wave of the present invention. The input device receives a video camera and an NTSC video signal and connects various input media to enable self recognition. The image capturing and analog / digital converting device connected to the rear of the input device captures an image signal input to the input device by 1-frame by the user's selection and performs analog / digital conversion to recognize the image.
중앙처리장치는 본 발명의 장치에서 두뇌 역할을 담당하며, 본 장치의 내부의 모든 신호의 흐름을 관장하고 데이터의 제어를 관리하는 핵심장치로 사용된다. 상기 중앙처리장치에는 특수 암호화 코드 발생장치가 접속되는데, 이 장치는 전술된 바와같이 보안의 최고 솔루션을 만들어 내는 암호화 코드 발생 장치로 사용된다.The central processing unit plays a brain role in the device of the present invention and is used as a core device that manages the control of data and controls the flow of all signals inside the device. A special encryption code generator is connected to the central processing unit, which is used as an encryption code generator that creates the best solution of security as described above.
중앙처리장치에는 메모리 및 제어 장치가 접속되는데, 이는 영상 신호를 일시적으로 보관하거나, 송수신된 영상을 자체에 보관할 수 있도록 내장된 메모리와 이것을 제어하는 장치이다. 또한 통신제어장치는 전송 데이터를 통신기기와 접속하여 전송할 수 있도록 통신기기에 영상신호 입력 및 통신기기를 제어하는 장치이다.The central processing unit is connected to a memory and a control device, which is a built-in memory and a device for controlling the video signal to temporarily store or transmit and receive the image itself. In addition, the communication control device is a device for controlling the video signal input and communication device to the communication device so that the transmission data can be connected to the communication device and transmitted.
전원관리장치는 모든 기능이 정상적으로 동작할 수 있도록 각 장치에 맞는 정확한 전압, 전류를 제어 공급하여 주는 역할을 한다. 표시장치는 전송된 영상을 모니터 또는 기타 표시장치에 나타내기 위해서 자체 내장된 장치이다.The power management device controls and supplies the correct voltage and current for each device so that all functions can operate normally. The display device is a built-in device for displaying the transmitted image on a monitor or other display device.
본 발명의 기능을 다양화하고 극대화하기 위해서 추가로 옵션 장비를 장착할 수 있도록 자체 내장된 기능을 갖는 옵션 장치가 별도로 접속되어 사용이 가능하다. 이에 더해서 컴퓨터 접속장치가 사용될 수 있는데, 이는 본원 방법의 기능 및 동작을 컴퓨터를 이용하여 무인 또는 원격으로 제어, 관리하기 위한 접속장치이다. 보안접속장치는 보안 영상 전송이 필요한 군, 경찰, 기타 보안이 필요한 업무에 사용이 가능하도록 하는 장치이다.In order to diversify and maximize the functions of the present invention, an optional device having a built-in function may be separately connected and used so as to mount additional optional equipment. In addition to this, a computer connection device can be used, which is a connection device for controlling and managing the functions and operations of the method unattended or remotely using a computer. A security access device is a device that can be used for military, police, and other security-required tasks that require security video transmission.
이와 같이 본 발명의 음파를 이용한 영상 및 데이터 송수신 방법 및 장치를 실시하므로써, 기존의 통신기기 및 통신망을 그대로 사용하여 영상 및 문자 정보를 전송이 가능하며 또한 보안을 유지하면서 전송이 가능하다. 이는 천재지변이나 예상치 못한 사고 등으로 일반통신이 이루어지지 못하는 장소에서 유선망의 단절과 관계없이 즉시 전송이 이루어지므로 장소와 때에 관계없이 전천후 사용이 가능하다. 그뿐 아니라 소방서, 긴급구조대, 병원등의 긴급을 요하는 차량에서 목적지까지 이동하는 중에 이동상황 및 현장의 상태를 살필 수 있게되며, 건설 현장 등에서 도면, 사진, 및 기타 영상을 신속하게 전송하여 작업의 효율성을 높일 수 있게 된다.Thus, by implementing the method and apparatus for transmitting and receiving images and data using the sound wave of the present invention, it is possible to transmit the image and text information using the existing communication device and communication network as it is, and to transmit while maintaining security. It is possible to use all weather regardless of place and time because transmission is performed immediately regardless of disconnection of wired network in places where general communication cannot be made due to natural disaster or unexpected accident. In addition, it is possible to check the movement status and the status of the site while moving from emergency vehicles such as fire departments, emergency rescue teams and hospitals to destinations, and quickly transmit drawings, photos, and other images at construction sites. The efficiency can be increased.
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