A Specific Task-oriented Semantic Image Communication System for substation patrol inspection

要約

変電所の巡回点検では、変電所内を巡回して映像を送り返し、潜在的な危険性を確認する知能型点検ロボットが広く活用されています。しかし、変電所のような電波の弱い場所を巡回する場合、現場画像をうまく送信できず、隠れた危険の除去に利用できないことがあり、ロボットの日常業務の質を大きく低下させる要因となっています。このような問題を解決するために、Specific Task-oriented Semantic Communication System for Imag-STSCI を設計した。このシステムは、弱い信号の下で知能ロボットが送信する画像をより鮮明にするために、意味的特徴の抽出、送信、復元、強調を行うものである。変電所巡回点検タスクでは、画像の特定の詳細のみが必要とされることに着想を得て、低ビットレートや低SN比の状況に直面しても、重要な意味情報の明瞭性を確保するために、このような特定のタスクにおける意味強化の新しいパラダイムを提案した。現実に即したシミュレーションを行った結果、我々のSTSCIは、低SN比の状況下でも、低ビットレートの変電所巡回点検タスクにおいて、従来の画像圧縮ベースやチャネル符号化ベース、あるいは他の意味的通信システムを概ね上回ることができることが示された。

要約(オリジナル)

Intelligent inspection robots are widely used in substation patrol inspection, which can help check potential safety hazards by patrolling the substation and sending back scene images. However, when patrolling some marginal areas with weak signal, the scene images cannot be sucessfully transmissted to be used for hidden danger elimination, which greatly reduces the quality of robots’daily work. To solve such problem, a Specific Task-oriented Semantic Communication System for Imag-STSCI is designed, which involves the semantic features extraction, transmission, restoration and enhancement to get clearer images sent by intelligent robots under weak signals. Inspired by that only some specific details of the image are needed in such substation patrol inspection task, we proposed a new paradigm of semantic enhancement in such specific task to ensure the clarity of key semantic information when facing a lower bit rate or a low signal-to-noise ratio situation. Across the reality-based simulation, experiments show our STSCI can generally surpass traditional image-compression-based and channel-codingbased or other semantic communication system in the substation patrol inspection task with a lower bit rate even under a low signal-to-noise ratio situation.

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