KR20170084708A - Image sensor communication system based on dimmable M-PSK - Google Patents

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KR20170084708A
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장영민
반 뉴엔 트랑
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Abstract

본 발명은 디밍(dimming) 특성이 지원되는 이미지센서통신(ISC) 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디머블 다중 위상편이변조(M-PSK) 기반 이미지센서통신 시스템은, 기설정된 다중 위상 편이 변조(M-PSK) 코딩테이블을 이용하여 전송하고자 하는 데이터 패킷에 대응하는 주파수를 할당하는 데이터코딩부; 상기 할당된 주파수에 따라 상기 데이터 패킷에 대응하여 온/오프되는 N개의 LED; 상기 N개의 LED의 온/오프 이미지를 롤링셔터방식으로 캡쳐하는 롤링셔터카메라; 상기 롤링셔터카메라에 의해 캡쳐된 LED의 온/오프 이미지로부터 상기 기설정된 M-PSK 코딩테이블을 이용하여 해당 할당 주파수에 대응하는 데이터 패킷을 추출하는 데이터처리부; 를 포함하고, 상기 N개의 LED의 온/오프는 각각 순차적으로 T/N의 시간지연을 갖는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to an image sensor communication (ISC) system in which dimming characteristics are supported.
The demultiplexing multi-phase shift keying (M-PSK) based image sensor communication system according to the present invention allocates a frequency corresponding to a data packet to be transmitted using a predetermined M-PSK coding table A data coding unit; N LEDs turned on / off corresponding to the data packet according to the allocated frequency; A rolling shutter camera for capturing on / off images of the N LEDs in a rolling shutter manner; A data processor for extracting a data packet corresponding to the assigned frequency using the predetermined M-PSK coding table from on / off images of LEDs captured by the rolling shutter camera; And the on / off states of the N LEDs have a time delay of T / N, respectively.

Description

디머블 다중 위상편이변조(M-PSK) 기반 이미지 센서 통신 시스템{Image sensor communication system based on dimmable M-PSK}[0001] The present invention relates to an image sensor communication system based on dimmable multiphase shift keying (M-PSK)

본 발명은 이미지 센서 통신(ISC: Image Sensor Communication) 시스템에 관한 것으로서, LED와 롤링셔터카메라 간에 다중 위상 편이 변조(M-PSK: Multiple Phase Shift Keying) 기반의 이미지 센서 통신에서 디밍(dimming) 특성이 지원되는 이미지센서통신(ISC) 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an image sensor communication (ISC) system, in which a dimming characteristic is provided between an LED and a rolling shutter camera in an image sensor communication based on multiple phase shift keying (M-PSK) Supported image sensor communication (ISC) system.

기공지된 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)의 개정으로 잘 알려진 광학 무선 통신(OWC: Optical Wireless Communication)과 관련된 최근의 표준화 작업은 IEEE 802.15.7r1 태스크 그룹에서 진행되었다. 이러한 개정에 의하면 광학 무선 통신(OWC)은 이미지 센서 통신(ISC: Image Sensor Communications), 고속 포토다이오드 통신(High Rate PD Communications) 및 저속 포토다이오드 통신(Low Rate PD Communications)으로 분류될 수 있다. 그 중에서 이미지 센서 통신(ISC)은 수신기로서 이미지 센서를 이용하여 광학 무선 통신을 수행하는 것이다.A recent standardization work related to optical wireless communication (OWC), well known for the revision of the well-known Visible Light Communication (VLC), was conducted in the IEEE 802.15.7r1 task group. According to this revision, optical wireless communication (OWC) can be classified as Image Sensor Communications (ISC), High Rate PD Communications and Low Rate PD Communications. Among them, image sensor communication (ISC) is an optical wireless communication using an image sensor as a receiver.

최근에 고성능 이미지 센서를 장착한 스마트폰이 급증함에 따라 이미지 센서 통신(ISC)에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히, 이러한 이미지 센서 통신(ISC) 시스템에 글로벌 셔터(global shutter) 방식 또는 롤링셔터(rolling shutter) 방식의 이미지 센서를 장착한 카메라를 적용하려는 시도가 계속 되고 있다. Recently, as the number of smart phones equipped with high-performance image sensors has surged, interest in image sensor communication (ISC) has increased. In particular, attempts have been made to apply a camera equipped with an image sensor of a global shutter system or a rolling shutter system to such an image sensor communication (ISC) system.

대부분의 카메라는 반도체 이미지 센서를 채용하는 전자식 셔터 카메라로서, 롤링셔텨 방식은 다수의 열(row)로 조합된 이미지 센서의 각 열(row)마다 이루어지는 이미지를 캡쳐하여 이를 조합함으로써 프레임별로 이미지를 획득하게 된다.Most of cameras are electronic shutter cameras employing semiconductor image sensors. In the rolling shutter system, images are captured for each row of image sensors combined in a plurality of rows, .

하지만, 종래기술에서는 카메라의 프레임속도(frame rate)가 고정된 경우에 대해서만 이미지 센서 통신(ISC)을 개시하고 있다. 실제로 카메라의 프레임속도가 불안정하여 변하는 경우에는 이미지 센서 통신이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.However, the prior art discloses image sensor communication (ISC) only when the frame rate of the camera is fixed. In fact, when the frame rate of the camera changes unstably, image sensor communication can not be smoothly performed.

이미지 센서 통신(ISC) 시스템에서 LED로부터 빠르게 변조되는 OOK 신호는 30fps에서 동작하는 카메라 수신기(글로벌 셔터 타입)에 적용되기 위해 다음 사항을 고려해야 한다. 즉, 미지의 주파수 신호, 미지의 주파수 신호는 샘플링 시간에 LED의 상태만으로 복구되지 못하고, 카메라의 프레임속도(frame rate)는 30fps로 고정되지 않는다. 그리고, 카메라가 일정하지 않고 가변적인 프레임속도를 갖는다고 가정하면 이러한 문제는 송신기로부터의 미지의 주파수가 수신될 때의 문제와 함께 데이터 복구를 불가능하게 만드는 것처럼 보일 수 있다OOK signals that are rapidly modulated from LEDs in image sensor communication (ISC) systems must consider the following to be applied to camera receivers (global shutter type) operating at 30 fps. That is, the unknown frequency signal and the unknown frequency signal can not be restored by only the LED state at the sampling time, and the frame rate of the camera is not fixed at 30 fps. And, assuming that the camera has a constant and variable frame rate, this problem may seem to make data recovery impossible with problems when an unknown frequency from the transmitter is received

그러나 대부분의 상황에서 디밍(dimming) 특성이 반드시 지원되어야 한다. 종래의 M-PSK 기법에서 디밍(dimmign)은 새로운 특징으로서 구체적으로 제안될 필요성이 있다.However, in most situations dimming characteristics must be supported. In the conventional M-PSK technique, dimmign needs to be specifically proposed as a new feature.

한국등록특허 제1472583호Korea Patent No. 1472583 한국공개특허 제2009-0016176호Korean Patent Publication No. 2009-0016176 한국공개특허 제2010-0135683호Korea Patent Publication No. 2010-0135683

본 발명은 다중 위상편이변조(M-PSK) 방식의 이미지센서통신(ISC)에서 디밍(dimming) 특성이 지원되는 이미지센서통신 시스템을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an image sensor communication system in which a dimming characteristic is supported in an image sensor communication (ISC) of a multi-phase shift keying (M-PSK) scheme.

본 발명에 따른 디머블 다중 위상편이변조(M-PSK) 기반 이미지센서통신 시스템은, 기설정된 다중 위상 편이 변조(M-PSK) 코딩테이블을 이용하여 전송하고자 하는 데이터 패킷에 대응하는 위상을 할당하는 데이터코딩부; 상기 할당된 위상에 따라 상기 데이터 패킷에 대응하여 온/오프되는 N개의 LED; 상기 N개의 LED의 온/오프 이미지를 캡쳐하는 카메라; 상기 카메라에 의해 캡쳐된 LED의 온/오프 이미지로부터 상기 기설정된 M-PSK 코딩테이블을 이용하여 해당 할당 위상에 대응하는 데이터 패킷을 추출하는 데이터처리부; 를 포함하고, 상기 N개의 LED의 온/오프는 각각 순차적으로 T/N의 시간지연을 갖는 것을 특징으로 한다.The demosaile multi-phase shift keying (M-PSK) -based image sensor communication system according to the present invention allocates a phase corresponding to a data packet to be transmitted using a preset multi-phase shift keying (M-PSK) coding table A data coding unit; N LEDs turned on / off corresponding to the data packet according to the assigned phase; A camera for capturing on / off images of the N LEDs; A data processor for extracting a data packet corresponding to a corresponding allocated phase from the ON / OFF image of the LED captured by the camera using the preset M-PSK coding table; And the on / off states of the N LEDs have a time delay of T / N, respectively.

본 발명에 따른 이미지 센서 통신 시스템에서는 송신기로부터 수신되는 어떠한 OOK주파수에 대해서 호환성을 가지며, 어떠한 시야 차단주파수와 어떠한 카메라 차단주파수라도 모두 OOK 조명 변조에 이용될 수 있다.In the image sensor communication system according to the present invention, there is compatibility with any OOK frequency received from the transmitter, and any visual field cutoff frequency and any camera cutoff frequency can be used for OOK illumination modulation.

또한, 본 발명에서는 고정 프레임속도 또는 가변 프레임속도를 갖는 어떠한 카메라에 대해 호환성을 갖고, 고정 프레임속도를 갖는 글로벌 셔터 카메라뿐만 아니라 가변 프레임속도를 갖는 어떠한 글로벌 셔터 카메라도 수신기로 사용될 수 있다.Further, in the present invention, any global shutter camera having a variable frame rate, as well as a global shutter camera having a fixed frame rate and compatibility with any camera having a fixed frame rate or a variable frame rate, can be used as a receiver.

또한, 본 발명에서는 공간적인 MIMO 설계는 조명서비스를 위해 상당히 높은 링크 레이트 제공하며 장시간 노출에 따른 영향인 비트에러률(BER:Bit Error Rate)을 줄일 수 있다.Also, in the present invention, the spatial MIMO design provides a significantly higher link rate for illumination services and can reduce the bit error rate (BER), which is an effect of long exposure.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디머블 다중 위상편이변조(M-PSK) 기반 이미지센서통신 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이산 파형을 생성하고 위상과 디밍 레벨을 검출하기 위한 매핑과정,
도 3은 본 발명에 따른 LED를 제어하기 위한 디밍 신호간의 지연 차이를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 M-PSK를 위한 LED 튜브의 설계 예시도.
1 is a configuration diagram of a demultiplexing multi-phase shift keying (M-PSK) -based image sensor communication system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 illustrates a mapping process for generating a discrete waveform according to an exemplary embodiment of the present invention and detecting a phase and a dimming level,
3 is a graph showing delay differences between dimming signals for controlling LEDs according to the present invention,
4 is a diagram illustrating a design example of an LED tube for M-PSK according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디머블 다중 위상편이변조(M-PSK) 기반 이미지센서통신 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a demultiplexing multi-phase shift keying (M-PSK) based image sensor communication system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디머블 다중 위상편이변조(M-PSK) 기반 이미지센서통신 시스템(100)(이하, ISC 시스템)은 데이터코딩부(110), LED(120), 롤링셔터카메라(130) 및 데이터처리부(140)를 포함하여 구성된다.1, a demultiplexing multi-phase shift keying (M-PSK) based image sensor communication system 100 (hereinafter referred to as an ISC system) according to an embodiment of the present invention includes a data coding unit 110, an LED 120, A rolling shutter camera 130, and a data processing unit 140.

데이터코딩부(110)는 기설정된 다중 위상 편이 변조(M-PSK) 코딩테이블을 이용하여 전송하고자 하는 데이터 패킷에 대응하는 위상을 할당한다. 이와 같이 전송데이터 패킷에 대응하는 위상을 할당함으로써 전송데이터 패킷을 위상에 대한 영역의 신호로 출력하도록 한다.The data coding unit 110 allocates a phase corresponding to a data packet to be transmitted using a preset M-PSK coding table. By thus allocating the phase corresponding to the transmission data packet, the transmission data packet is outputted as the signal of the phase region.

LED(120)는 적어도 하나 이상 구비된다. 이러한 LED(120)는 본 발명에 따른 광학카메라통신시스템(100)에서 데이터를 전송하는 송신기(transmitter)의 역할을 수행한다. LED(120)는 온/오프되는 펄스속도가 초당 110회 이상이면 사람의 눈으로 그 온/오프를 구분하지 못하고 계속 온 상태인 것으로 인식한다. 이러한 펄스속도는 물론 조정이 가능하다. 본 발명에서는 광을 조사하여 데이터를 전송하는 송신기로서 대표적으로 LED(120)를 기재하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 온/오프를 통해 데이터를 전송할 수 있는 광원이면 본 발명의 범위에 포함되며, 본 발명에서는 이러한 모든 광원을 대표하여 LED로 표현함을 밝혀둔다.At least one LED 120 is provided. The LED 120 serves as a transmitter for transmitting data in the optical camera communication system 100 according to the present invention. The LED 120 recognizes that the on / off state can not be distinguished from the on / off state of the human eye when the pulse rate is 110 or more per second. This pulse rate can of course be adjusted. In the present invention, the LED 120 is typically described as a transmitter for transmitting data by irradiating light. However, the present invention is not limited to this, and any light source capable of transmitting data through on / In the present invention, all such light sources are represented by LEDs.

카메라(130)는 LED(120)의 온/오프 이미지를 롤링셔터방식으로 캡쳐한다. 이러한 카메라(130)는 글로벌 셔터 방식 또는 롤링 셔터 방식 중 어느 하나를 지원하는 이미지 센서(미도시)를 포함한다. 롤링셔터카메라(130)의 이미지센서는 하나의 캡쳐타임(capture time) 동안 다수의 열(row)마다 LED(120)의 온/오프 이미지를 촬영하여 캡쳐한다. 이때, 열(row)별 이미지 촬영은 기설정된 일정한 시간간격을 두고 비선형 스캔방식으로 이루어진다. 이는 롤링셔터카메라(130) 내부의 롤링셔터방식의 이미지센서의 각 열(row)을 순차적으로 기설정된 노출시간(integration time) 동안 노출시키되, 각 열(row)마다 일정한 시간간격으로 노출시키는 것이다. 이때, 첫 번째 열(row)의 마지막 노출시간과 마지막 열(row)의 마지막 노출시간을 프레임 시간(frame time)이라 하며 노출시간과 프레임시간이 캡쳐타임(capturing time)이 된다. 롤링셔터카메라(130)는 LED(120)가 온/오프(on/off)되는 동안 LED(120)를 촬영한다. 캡쳐타임 동안 캡쳐된 이미지는 LED(120)가 온(on)인 경우 화이트밴드(White Band)로 나타나고 오프(off)된 경우에는 블랙밴드(Black Band)로 나타난다. 물론, LED(120)가 온(on) 또는 오프(off) 되는 과정에서 화이트밴드(W)와 블랙밴드(B)의 밝기값은 다르다. 이러한 롤링셔터카메라(130)는 OCC 시스템(100)에서 데이터를 수신하는 수신기(receiver)의 역할을 수행한다. 이러한 이미지센서(131)로는 예컨대 CMOS 반도체 센서를 사용할 수 있다.The camera 130 captures an on / off image of the LED 120 in a rolling shutter manner. The camera 130 includes an image sensor (not shown) that supports either a global shutter mode or a rolling shutter mode. The image sensor of the rolling shutter camera 130 captures and captures an on / off image of the LED 120 for each of a plurality of rows during one capture time. At this time, image capturing for each row is performed by a nonlinear scanning method at predetermined time intervals. That is, each row of the image sensor of the rolling shutter type in the rolling shutter camera 130 is sequentially exposed for a preset exposure time, and each row is exposed at a predetermined time interval. In this case, the last exposure time of the first row and the last exposure time of the last row are referred to as a frame time, and the exposure time and the frame time are the capturing time. The rolling shutter camera 130 photographs the LED 120 while the LED 120 is turned on / off. The image captured during the capture time is displayed as a white band when the LED 120 is on and displayed as a black band when the LED 120 is off. Of course, the brightness values of the white band W and the black band B are different in the process of the LED 120 being turned on or off. Such a rolling shutter camera 130 serves as a receiver for receiving data in the OCC system 100. As such an image sensor 131, for example, a CMOS semiconductor sensor may be used.

데이터처리부(140)는 롤링셔터카메라(130)에서 캡쳐한 LED(120)의 온/오프 이미지로부터 상기 기설정된 M-PSK 코딩테이블을 이용하여 해당 할당 위상에 대응하는 데이터 패킷을 추출한다. 이러한 데이터 패킷의 추출은 LED(120)에 할당된 주파수를 확인하고, 기설정된 M-PSK 코딩테이블에서 이들 해당 위상에 대응하는 전송데이터 패킷을 추출하는 것이다.The data processing unit 140 extracts a data packet corresponding to the assigned phase from the ON / OFF image of the LED 120 captured by the rolling shutter camera 130 using the predetermined M-PSK coding table. The extraction of such data packets is to identify the frequencies assigned to the LEDs 120 and to extract the transmission data packets corresponding to these corresponding phases in a predetermined M-PSK coding table.

이하, 디머블 8-PSK의 일례를 이용하여 디머블 M-PSK 기법을 설명한다.Hereinafter, the demodulation M-PSK technique will be described using an example of the Dimmable 8-PSK.

MIMO LED-송신기는 많은 LED 그룹으로 구성된다. 각 LED 그룹은 8-LED로 함께 이루어진다. 2종류의 LED 그룹이 있다고 가정한다. 하나는 기준그룹(reference group)으로서 기준신호(reference signal)를 전송하고, 다른 하나는 데이터 그룹(data group)은 데이터를 전송한다. 각 그룹의 LED는 서로 간에 동기화되어 있기 때문에 만약 첫 번째 LED가 T/8주기만큼 지연되면 나머지 다른 LED도 마찬가지로 T/8주기로 지연된다. LED로부터의 신호는 시간에 의해 함께 변화되며 이를 위상_편이 값(Phase_Shift value)이라 칭한다. LED를 제어하기 위한 신호는 디밍된 사각 신호(dimmed square signal)이다. 즉, 디밍된(dimmed) OOK 신호이다. 기준그룹의 위상_편이 값은 0에서 바뀌지 않는다. 데이터 그룹의 위상_편이 값은 데이터를 전송하기 위해 바뀐다.MIMO LED-The transmitter consists of many LED groups. Each LED group is made up of 8-LEDs. It is assumed that there are two kinds of LED groups. One transmits a reference signal as a reference group and the other transmits a data group. Because the LEDs in each group are synchronized with each other, if the first LED is delayed by T / 8 cycles, the other LEDs are also delayed by T / 8 cycles. The signals from the LEDs change together over time and are referred to as the Phase_Shift value. The signal for controlling the LED is a dimmed square signal. That is, it is a dimmed OOK signal. The phase-shift value of the reference group does not change from 0. The phase-shift value of the data group is changed to transmit the data.

시간 변수 t에 따른 그룹의 신호 전송은 (1)과 같이 나타나고, 특정 시간 값 t0에서 LED의 수신된 상태는 (2)와 같이 나타난다.The signal transmission of the group according to the time variable t is shown as (1), and the received state of the LED at the specific time value t0 appears as (2).

Figure pat00001
...... (1)
Figure pat00001
...... (One)

Figure pat00002
...... (2)
Figure pat00002
...... (2)

이와 같이, 그룹 내의 8-LED의 수신된 8-상태를 통해 불연속 파형을 만들고 그룹의 위상을 검출한다. 이러한 이산 파형(descrete waveform)은 도 2와 같은 일례로 도시된다.Thus, a discontinuous waveform is created through the received 8-state of the 8-LED in the group and the phase of the group is detected. Such a descrete waveform is shown as an example as shown in FIG.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이산 파형을 생성하고 위상과 디밍 레벨을 검출하기 위한 매핑과정을 도시한다.FIG. 2 shows a mapping process for generating a discrete waveform according to an embodiment of the present invention and detecting a phase and a dimming level.

도 2를 참조하면, 이산 파형을 생성하기 위해 그룹에서 4-LED의 샘플링된 상태를 획득한 후 LED 그룹에서의 위상을 찾기 위해 상기 이산 파형을 디코딩 테이블에 매핑하는 과정을 수행한다.Referring to FIG. 2, in order to generate a discrete waveform, a sampled state of a 4-LED is obtained in a group, and a process of mapping the discrete waveform to a decoding table to find a phase in an LED group is performed.

도 3은 본 발명에 따른 LED를 제어하기 위한 디밍 신호간의 지연 차이를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing delay differences between dimming signals for controlling LEDs according to the present invention.

도 3을 참조하면, 디머블 M-PSK 기술은 LED 그룹의 위상을 전송하기 위해 M LED를 이용한다. 예컨대, 8-PSK의 경우, 도 3과 같이 그룹에서 8 LED가 함께 존재한다. 예컨대, 8 LED의 그룹을 이용하는 경우, N=8 위상이며, 각 시간에 3비트가 전송가능하다. 이때, 디밍 단계는 0.125이다. 여기서, 디밍 레벨 AB% = (Σ"1")/8이다. LED의 8상태는 10000011이 되고, 디밍 레벨 AB% = 3/8 = 37.5%가 된다.Referring to FIG. 3, the dimmable M-PSK technique uses an M LED to transmit the phase of an LED group. For example, in the case of 8-PSK, there are 8 LEDs in the group together as shown in FIG. For example, if a group of 8 LEDs is used, then N = 8 phases, and 3 bits can be transmitted at each time. At this time, the dimming step is 0.125. Here, the dimming level AB% = (Sigma "1") / 8. The eight states of the LED are 10000011, and the dimming level AB% = 3/8 = 37.5%.

위상 비교를 통한 엔코딩 테이블(Encoding Table)은 표 1과 같고, D(위상)로부터의 디코딩 테이블(Decoding Tabel)은 표 2와 같다.Table 1 shows the encoding table through phase comparison, and Table 2 shows the decoding table from D (phase).

엔코딩 테이블Encoding table 3-bits 입력3-bits input 위상 출력Phase output 000000 1One 001001 22 010010 33 011011 44 100100 55 101101 66 110110 77 111111 88

디코딩 테이블Decoding table D (위상)D (phase) 3-bits 출력3-bits output 1One 00010001 22 012012 33 103103 44 114114 55 005005 66 016016 77 107107 88 118118

본 발명의 실시 예에 따른 디밍된 M-PSK 디코딩 알고리즘은 다음과 같다.The dimmed M-PSK decoding algorithm according to the embodiment of the present invention is as follows.

첫째, 디밍 레벨을 검출한다. 디밍 레벨 AB% = (Σ"1")/8이다.First, the dimming level is detected. The dimming level AB% = (Sigma "1") / 8.

둘째, 위상 엔코딩 테이블의 하나와 매핑한다. 이는 디밍 레벨에 따라 결정된다. 8 그룹의 참고 LED는 하나의 참고 위상을 제공하기 위해 복호화된다. 8 그룹의 데이터 LED는 하나의 데이터 위상을 제공하기 위해 복호화된다. Second, it maps to one of the phase encoding tables. This is determined by the dimming level. Eight groups of reference LEDs are decoded to provide one reference phase. 8 groups of data LEDs are decoded to provide one data phase.

마지막으로 위상 D로부터 디코딩 테이블을 이용하여 복호화한다. 이러한 위상 D는 데이터 위상에서 기준위상을 뺀 값으로 결정될 수 있다.Finally, the decoding is performed using the decoding table from the phase D. This phase D can be determined by subtracting the reference phase from the data phase.

T/8 디밍 신호(dimmed signal)에 따른 위상 디코딩 테이블은 표 3 및 표 4와 같다.Table 3 and Table 4 show the phase decoding table according to the T / 8 dimming signal.

1/8 Dimmed Signal1/8 Dimmed Signal 2/8 Dimmed Signal2/8 Dimmed Signal 3/8 Dimmed Signal3/8 Dimmed Signal 4/8 Dimmed Signal4/8 Dimmed Signal 8-States Input8-States Input Phase OutputPhase Output 8-States Input8-States Input Phase OutputPhase Output 8-States Input8-States Input Phase OutputPhase Output 8-States Input8-States Input Phase OutputPhase Output 10001000 00000000 1One 10001000 00010001 1One 10001000 00110011 1One 10001000 01110111 1One 01000100 00000000 22 11001100 00000000 22 11001100 00010001 22 11001100 00110011 22 00100010 00000000 33 01100110 00000000 33 11101110 00000000 33 11101110 00010001 33 00010001 00000000 44 00110011 00000000 44 01110111 00000000 44 11111111 00000000 44 00000000 10001000 55 00010001 10001000 55 00110011 10001000 55 01110111 10001000 55 00000000 01000100 66 00000000 11001100 66 00010001 11001100 66 00110011 11001100 66 00000000 00100010 77 00000000 01100110 77 00000000 11101110 77 00010001 11101110 77 00000000 00010001 88 00000000 00110011 88 00000000 01110111 88 00000000 11111111 88

5/8 Dimmed Signal5/8 Dimmed Signal 6/8 Dimmed Signal6/8 Dimmed Signal 7/8 Dimmed Signal7/8 Dimmed Signal 8-States Input8-States Input Phase OutputPhase Output 8-States Input8-States Input Phase OutputPhase Output 8-States Input8-States Input Phase OutputPhase Output 10001000 11111111 1One 10011001 11111111 1One 10111011 11111111 1One 11001100 01110111 22 11001100 11111111 22 11011101 11111111 22 11101110 00110011 33 11101110 01110111 33 11101110 11111111 33 11111111 00010001 44 11111111 00110011 44 11111111 01110111 44 11111111 10001000 55 11111111 10011001 55 11111111 10111011 55 01110111 11001100 66 11111111 11001100 66 11111111 11011101 66 00110011 11101110 77 01110111 11101110 77 11111111 11101110 77 00010001 11111111 88 00110011 11111111 88 01110111 11111111 88

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 M-PSK를 위한 LED 튜브의 설계 예시도이다.4 is a diagram illustrating a design example of an LED tube for M-PSK according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 다수의 LED는 하나의 LED 튜브(tube)를 구성한다. 이러한 LED 튜브는 M-PSK를 위해 도면과 같이 구현된다.Referring to FIG. 4, a plurality of LEDs according to the present invention constitute one LED tube. These LED tubes are implemented as shown in the drawing for M-PSK.

도 4의 (a)에서 좌측은 디머블 8-PSK를 위한 8x8 LED 전송기의 설계 예시도이고, 우측은 디머블 2-PSK LED 전송기의 설계 예시도이다. 또한, 도 4의 (b)와 (c)는 디머블 2-PSK를 위한 LED-튜브 설계의 예시도이고, 도 4의 (d)는 디머블 2-PSK를 위한 2줄 LED-튜브 설계 예시도이다. 도면에서 녹색은 데이터 LED를 나타내고, 적색은 기준 LED를 나타낸다.The left side of FIG. 4 (a) is a design example of an 8 × 8 LED transmitter for the Dimmer 8-PSK, and the right side is a design example of the design of a Dimmable 2-PSK LED transmitter. 4 (b) and 4 (c) are illustrations of an LED-tube design for Dimmable 2-PSK, and FIG. 4 (d) . In the drawing, green indicates a data LED, and red indicates a reference LED.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

110 : LED코딩부 120 : LED
130 : 롤링셔터카메라 140 : 데이터처리부
110: LED coding unit 120: LED
130: Rolling shutter camera 140: Data processing unit

Claims (1)

기설정된 다중 위상 편이 변조(M-PSK) 코딩테이블을 이용하여 전송하고자 하는 데이터 패킷에 대응하는 주파수를 할당하는 데이터코딩부;
상기 할당된 주파수에 따라 상기 데이터 패킷에 대응하여 온/오프되는 N개의 LED;
상기 N개의 LED의 온/오프 이미지를 롤링셔터방식으로 캡쳐하는 롤링셔터카메라;
상기 롤링셔터카메라에 의해 캡쳐된 LED의 온/오프 이미지로부터 상기 기설정된 M-PSK 코딩테이블을 이용하여 해당 할당 주파수에 대응하는 데이터 패킷을 추출하는 데이터처리부; 를 포함하고,
상기 N개의 LED의 온/오프는 각각 순차적으로 T/N의 시간지연을 갖는 것을 특징으로 하는 디머블 다중 위상편이변조(M-PSK) 기반 이미지센서통신 시스템.
A data coding unit for allocating a frequency corresponding to a data packet to be transmitted using a predetermined M-PSK coding table;
N LEDs turned on / off corresponding to the data packet according to the allocated frequency;
A rolling shutter camera for capturing on / off images of the N LEDs in a rolling shutter manner;
A data processor for extracting a data packet corresponding to the assigned frequency using the predetermined M-PSK coding table from on / off images of LEDs captured by the rolling shutter camera; Lt; / RTI >
Wherein the on / off of the N LEDs has a time delay of T / N, respectively.
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KR20190091173A (en) * 2018-01-26 2019-08-05 숭실대학교산학협력단 Two-dimensional coding method for visible light communication and apparatus thereof

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