TY - BOOK
T1 - Videokuvan hydroakustinen siirto
AU - Leppänen, Juha
AU - Typpi, Väinö
AU - Kohola, Pekka
AU - Koskinen, Kari
AU - Murtoviita, Esko
PY - 1990
Y1 - 1990
N2 - 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.
AB - 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.
KW - telecommunication
KW - video signals
KW - ultrasonic transmission
KW - picture processing
KW - underwater sound
KW - remotely operated vehicles
M3 - Report
SN - 951-38-3825-0
T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tiedotteita
BT - Videokuvan hydroakustinen siirto
CY - Espoo
ER -