Videokuvan hydroakustinen siirto

Translated title of the contribution: Hydroacoustic transmission of live TV-picture

Juha Leppänen, Väinö Typpi, Pekka Kohola, Kari Koskinen, Esko Murtoviita

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Kauko-ohjatun sukellusaluksen (ROV, remotely operated undersea vehicle) liikkuvuutta ja ketteryyttä voidaan huomattavasti lisätä, mikäli informaation siirto ROVin ja tukialuksen välillä voidaan hoitaa ilman kaapeliyhteyttä. ROVissa olevan videokameran antama kuva välitetään tukialuksella olevan operaattorin nähtäväksi, minkä perusteella operaattori ohjaa ROVia. Ohjaamista varten tarvitaan riittävän hyvänlaatuista, reaaliaikaista elävää kuvaa. Vedenalaisena langattomana yhteytenä voidaan käyttää ultraäänilinkkiä. Saavutettavat kaistanleveydet ovat kuitenkin pari dekadia pienempiä kuin mitä vaadittaisiin normaalin videokuvan siirrossa. Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) sähkö- ja automaatiotekniikan sekä teletekniikan laboratorioissa on kehitetty yhteistyössä suomalaisen meriteollisuuden kanssa menetelmä, jonka avulla ROVin ohjauksessa tarvittava videokuva voidaan siirtää tukialukselle ultraäänilinkin kautta. Menetelmäkehityksessä on oletettu reunaehdoksi linkki, jolla on 32 kbit/s tiedonsiirtokapasiteetti ja jolla päästään 300...500 m toimintaetäisyyteen. Kuvankäsittely- ja tiivistyskoodausmenetelmiä on tutkittu ja kehitetty laboratoriossa tietokonesimulointien avulla. Lähtömateriaalina on käytetty ROVista nauhoitettuja autenttisia kuvasekvenssejä. Simulointikokeiluista saatujen tulosten perusteella on laadittu suunnitelma prototyyppilaitteiston toteuttamiseksi. Kuvansiirtomenetelmässä on kolme päävaihetta: esikäsittely, tiivistyskoodaus ja jälkikäsittely. Esikäsittelyvaiheessa kuva digitoidaan resoluutiolla 256 x 256 kuvaelementtiä (pikseliä). Kuvassa olevaa kohinaa poistetaan menetelmällä, joka säilyttää reunaviivojen terävyyden. Ennen tiivistyskoodausta resoluutio pienennetään 128 x 128 pikseliin. Käytettävissä olevan siirtotien pienen kaistanleveyden takia kuvatiedon määrää pitää ennen lähettämistä vielä supistaa suhteessa 1:240. Ensimmäinen toimenpide on videokuvan kenttätaajuuden pudottaminen alkuperäisestä 50:stä 8:aan kenttään sekunnissa, mikä vielä havaitsijalle riittää jatkuvan liikkeen vaikutelman saamiseksi. Tämän jälkeen tehdään tiivistyskoodaus, jossa on sovellettu kehitteillä olevan CCITT:n kuvapuhelinstandardin referenssimallin mukaista menettelyä. Mallin pääosat ovat muunnoskoodaus, liikkeen kompensointi ja suodatus. Tässä sovelluksessa keskeisintä on kuvassa esiintyvän liikkeen riittävän luotettava estimointi. Jälkikäsittelyn tehtävänä on ehostaa kuvaa ja saada siitä operaattorin kannalta mahdollisimman luonteva ja informatiivinen. Ensiksi tasoitetaan käytetyn tiivistyskoodausmenetelmän aiheuttamat lohkorajat. Kuvan resoluutio palautetaan interpolaation avulla kokoon 256*256 pikseliä. Kuvan dynamiikkaa parannetaan suorittamalla lopuksi kirkkaushistogrammin korjaus, mikä auttaa kuvassa olevien yksityiskohtien erottamista.
Translated title of the contributionHydroacoustic transmission of live TV-picture
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
Number of pages62
Publication statusPublished - 1990
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita
Number1175
ISSN0358-5085

Keywords

  • telecommunication
  • video signals
  • ultrasonic transmission
  • picture processing
  • underwater sound
  • remotely operated vehicles

Fingerprint Dive into the research topics of 'Hydroacoustic transmission of live TV-picture'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Leppänen, J., Typpi, V., Kohola, P., Koskinen, K., & Murtoviita, E. (1990). Videokuvan hydroakustinen siirto. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita, No. 1175