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