一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法及系統(tǒng)：利用移動(dòng)終端卷簾快門工作方式，通過拍攝照片將可見光調(diào)制信號以明暗條紋的形式儲存于圖片中；利用曼徹斯特編碼信息的特點(diǎn)，以幀同步頭在圖片中的像素寬度作為參考值，將幀同步頭后的明暗條紋逐條與參考值比對，判定其相對寬度，解碼其對應(yīng)的比特信息。即判決過程中以條紋寬度的相對值而非絕對值作為參考，因此能夠適應(yīng)不同寬度的明暗條紋，通信過程能夠適配多種手機(jī)機(jī)型。本發(fā)明專利技術(shù)克服了不同型號移動(dòng)終端拍照參數(shù)的差異，極大幅度提高了系統(tǒng)的普適性。

Compatible multi type mobile terminal camera visible light communication method and system

The invention provides a mobile terminal camera visible light communication method and system compatible with multiple models: the use of mobile terminal rolling shutter mode, by taking a picture of the visible light modulation signal to fringes are stored in the form of pictures; using the characteristics of Manchester encoding information, the frame synchronization head in the picture of the pixel width as a reference the value of frame synchronization head after dark stripes one by one with the reference value comparison, determine the relative width of the corresponding bit information decoding. That is, the relative value of the fringe width instead of the absolute value is used as a reference in the decision process, so it can adapt to different width of the light and shade stripes, and the communication process can be adapted to a variety of mobile phone models. The invention overcomes the difference of camera parameters of different type mobile terminals and greatly improves the universality of the system.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法及系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及光通信
，尤其涉及一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前，基于智能手機(jī)攝像頭的可見光通信技術(shù)極具發(fā)展前景。該技術(shù)利用數(shù)碼相機(jī)卷簾快門工作方式，通過拍照將明暗閃爍的可見光調(diào)制信號以明暗條紋的形式保存在照片中，隨后對照片進(jìn)行解碼處理即可提取信息。但是由于不同型號的智能手機(jī)拍攝圖片的分辨率、感光元器件參數(shù)、成像算法均可能存在差異，因而針對同一發(fā)送端發(fā)出的相同的可見光調(diào)制信號，其拍照得到的圖片中明暗條紋寬度有所不同，這種現(xiàn)象為信息解碼制造了很大困難。面對當(dāng)今智能手機(jī)高速發(fā)展，新老機(jī)型不斷更替的形勢，為每個(gè)機(jī)型設(shè)計(jì)特定的解碼參數(shù)工作量大，實(shí)用性低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法及系統(tǒng)，以克服手機(jī)攝像頭可見光通信過程中不同機(jī)型參數(shù)差異造成的解碼問題。本專利技術(shù)一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法，包括：移動(dòng)終端的攝像頭對焦發(fā)送終端的LED光源，通過所述攝像頭的卷簾快門進(jìn)行拍照獲取所述LED光源對應(yīng)的明暗條紋圖像，所述明暗條紋圖像對應(yīng)待發(fā)送字符信息調(diào)制信號，所述待發(fā)送字符信息調(diào)制信號包括：幀同步、數(shù)字隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息和幀尾隔離位；所述移動(dòng)終端的處理器將所述明暗條紋圖像轉(zhuǎn)換二值化的一維數(shù)組；所述處理器將所述二值化的一維數(shù)組按照幀格式進(jìn)行解碼；所述處理器將解碼后的字符排序。進(jìn)一步地，所述移動(dòng)終端的攝像頭對焦發(fā)送終端的LED光源，通過所述攝像頭的卷簾快門進(jìn)行拍照獲取所述LED光源對應(yīng)的明暗條紋圖像之前，還包括：發(fā)送終端采用曼徹斯特編碼將待發(fā)送字符信息對LED光源進(jìn)行調(diào)制得到可見光調(diào)制信號，所述可見光調(diào)制信號包括：幀同步頭、數(shù)據(jù)隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息和幀尾隔離位；所述發(fā)送終端通過調(diào)制后的LED光源廣播式循環(huán)發(fā)送調(diào)制后的可見光調(diào)制信號。進(jìn)一步地，所述處理器將所述二值化的一維數(shù)組按照幀格式進(jìn)行解碼，包括：檢測二值化序列的幀同步頭中連續(xù)1序列的長度；根據(jù)所述長度確定門限值，所述門限值為一個(gè)信息比特對應(yīng)的二值化序列長度；根據(jù)所述門限值確定所述二值化序列長度對應(yīng)的比特信息，記錄幀同步頭后的每個(gè)連續(xù)0或連續(xù)1的二值化序列長度，所述比特信息為一比特0、兩比特0、一比特1或者兩比特1中的任一種；對所述比特信息進(jìn)行曼徹斯特解碼，提取字符信息。進(jìn)一步地，發(fā)送終端采用比特速率2.4kbps至14.4kbps發(fā)送調(diào)制后的可見光調(diào)制信號。進(jìn)一步地，所述處理器將解碼后的字符排序之后，還包括：所述處理器將排序后的字符發(fā)送至顯示單元。本專利技術(shù)還提供一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信系統(tǒng)，包括：發(fā)送終端、移動(dòng)終端攝像頭以及所述移動(dòng)終端處理器；所述發(fā)送終端用于采用曼徹斯特編碼將待發(fā)送字符信息對LED光源進(jìn)行調(diào)制得到可見光調(diào)制信號，并通過調(diào)制后的LED光源廣播式循環(huán)發(fā)送調(diào)制后的可見光調(diào)制信號，所述可見光調(diào)制信號包括：幀同步頭、數(shù)據(jù)隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息和幀尾隔離位；所述移動(dòng)終端攝像頭用于對焦發(fā)送終端的LED光源，通過所述攝像頭的卷簾快門進(jìn)行拍照獲取所述LED光源對應(yīng)的明暗條紋圖像，所述明暗條紋圖像對應(yīng)待發(fā)送字符信息調(diào)制信號，所述待發(fā)送字符信息調(diào)制信號包括：幀同步、數(shù)字隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息和幀尾隔離位；所述移動(dòng)終端處理器用于將所述明暗條紋圖像轉(zhuǎn)換二值化的一維數(shù)組，將所述二值化的一維數(shù)組按照幀格式進(jìn)行解碼，所述處理器將解碼后的字符排序。進(jìn)一步地，所述移動(dòng)終端處理器具體用于：檢測二值化序列的幀同步頭中連續(xù)1序列的長度；根據(jù)所述長度確定門限值，所述門限值為一個(gè)信息比特對應(yīng)的二值化序列長度；根據(jù)所述門限值確定所述二值化序列長度對應(yīng)的比特信息，記錄幀同步頭后的每個(gè)連續(xù)0或連續(xù)1的二值化序列長度，所述比特信息為一比特0、兩比特0、一比特1或者兩比特1中的任一種；對所述比特信息進(jìn)行曼徹斯特解碼，提取字符信息。進(jìn)一步地，還包括：顯示單元，用于接收并顯示移動(dòng)終端處理器發(fā)送的經(jīng)過解碼排序后的字符信息。本專利技術(shù)利用曼徹斯特編碼信息的特點(diǎn)，以幀同步頭在圖片中的像素寬度作為參考值，將明暗條紋逐條與參考值比對，判定其相對寬度，解碼其對應(yīng)的比特信息，有效提高該技術(shù)的普適性，推進(jìn)該技術(shù)的商業(yè)實(shí)用化發(fā)展。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法流程圖；圖2為本專利技術(shù)的信息幀結(jié)構(gòu)；圖3為本專利技術(shù)的解碼流程圖；圖4為本專利技術(shù)的解碼過程示例；圖5為本專利技術(shù)的手機(jī)終端信息顯示效果圖；圖6為本專利技術(shù)一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本專利技術(shù)的手機(jī)終端圖像采樣結(jié)果。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦＠夹g(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。圖1為本專利技術(shù)一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法流程圖，如圖1所示，本實(shí)施例方法，包括：步驟101、移動(dòng)終端的攝像頭對焦發(fā)送終端的LED光源，通過所述攝像頭的卷簾快門進(jìn)行拍照獲取所述LED光源對應(yīng)的明暗條紋圖像，所述明暗條紋圖像對應(yīng)待發(fā)送字符信息調(diào)制信號，所述待發(fā)送字符信息調(diào)制信號包括：幀同步、數(shù)字隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息和幀尾隔離位；具體來說，本實(shí)施例中移動(dòng)終端為配備數(shù)碼相機(jī)且快門工作模式為卷簾快門的智能手機(jī)，目前市面上大多數(shù)型號的智能手機(jī)均符合要求。作為接收端，開啟該智能手機(jī)攝像頭，并對準(zhǔn)LED光源，通過其卷簾快門工作特性拍照獲取明暗條紋圖像，移動(dòng)終端還可以為平板電腦等移動(dòng)終端；步驟102、所述移動(dòng)終端的處理器將所述明暗條紋圖像轉(zhuǎn)換二值化的一維數(shù)組；步驟103、所述處理器將所述二值化的一維數(shù)組按照幀格式進(jìn)行解碼；步驟104、所述處理器將解碼后的字符排序。進(jìn)一步地，所述移動(dòng)終端的攝像頭對焦發(fā)送終端的LED光源，通過所述攝像頭的卷簾快門進(jìn)行拍照獲取所述LED光源對應(yīng)的明暗條紋圖像之前，還包括：發(fā)送終端采用曼徹斯特編碼將待發(fā)送字符信息對LED光源進(jìn)行調(diào)制得到可見光調(diào)制信號，所述可見光調(diào)制信號包括：幀同步頭、數(shù)據(jù)隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息和幀尾隔離位；所述發(fā)送終端通過調(diào)制后的LED光源廣播式循環(huán)發(fā)送調(diào)制后的可見光調(diào)制信號。具體來說，如圖2所示，包括幀同步頭、數(shù)據(jù)隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息、幀尾隔離位五部分；幀標(biāo)簽與字符信息采用曼徹斯特編碼，每個(gè)碼元由兩比特組成，因此信息最多只有兩位連0或連1；幀同步頭由連續(xù)N比特1組成，N的取值范圍為3至7，能夠有效與曼徹斯特編碼信息區(qū)分，并保證幀效率；由于數(shù)據(jù)隔離位與幀尾隔離位的作用，其連續(xù)比特?cái)?shù)不受所攜帶信息影響，恒定為N；比特信息采用振幅鍵控OOK調(diào)制，以占空比為1的方波信號發(fā)送。幀標(biāo)簽對應(yīng)八個(gè)曼徹斯特碼元，攜帶八位二進(jìn)制信息，用于標(biāo)識幀內(nèi)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法，其特征在于，包括：移動(dòng)終端的攝像頭對焦發(fā)送終端的LED光源，通過所述攝像頭的卷簾快門進(jìn)行拍照獲取所述LED光源對應(yīng)的明暗條紋圖像，所述明暗條紋圖像對應(yīng)待發(fā)送字符信息調(diào)制信號，所述待發(fā)送字符信息調(diào)制信號包括：幀同步、數(shù)字隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息和幀尾隔離位；所述移動(dòng)終端的處理器將所述明暗條紋圖像轉(zhuǎn)換二值化的一維數(shù)組；所述處理器將所述二值化的一維數(shù)組按照幀格式進(jìn)行解碼；所述處理器將解碼后的字符排序。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種兼容多機(jī)型的移動(dòng)終端攝像頭可見光通信方法，其特征在于，包括：移動(dòng)終端的攝像頭對焦發(fā)送終端的LED光源，通過所述攝像頭的卷簾快門進(jìn)行拍照獲取所述LED光源對應(yīng)的明暗條紋圖像，所述明暗條紋圖像對應(yīng)待發(fā)送字符信息調(diào)制信號，所述待發(fā)送字符信息調(diào)制信號包括：幀同步、數(shù)字隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息和幀尾隔離位；所述移動(dòng)終端的處理器將所述明暗條紋圖像轉(zhuǎn)換二值化的一維數(shù)組；所述處理器將所述二值化的一維數(shù)組按照幀格式進(jìn)行解碼；所述處理器將解碼后的字符排序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述移動(dòng)終端的攝像頭對焦發(fā)送終端的LED光源，通過所述攝像頭的卷簾快門進(jìn)行拍照獲取所述LED光源對應(yīng)的明暗條紋圖像之前，還包括：發(fā)送終端采用曼徹斯特編碼將待發(fā)送字符信息對LED光源進(jìn)行調(diào)制得到可見光調(diào)制信號，所述可見光調(diào)制信號包括：幀同步頭、數(shù)據(jù)隔離位、幀標(biāo)簽、字符信息和幀尾隔離位；所述發(fā)送終端通過調(diào)制后的LED光源廣播式循環(huán)發(fā)送調(diào)制后的可見光調(diào)制信號。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述處理器將所述二值化的一維數(shù)組按照幀格式進(jìn)行解碼，包括：檢測二值化序列的幀同步頭中連續(xù)1序列的長度；根據(jù)所述長度確定門限值，所述門限值為一個(gè)信息比特對應(yīng)的二值化序列長度；根據(jù)所述門限值確定所述二值化序列長度對應(yīng)的比特信息，記錄幀同步頭后的每個(gè)連續(xù)0或連續(xù)1的二值化序列長度，所述比特信息為一比特0、兩比特0、一比特1或者兩比特1中的任一種；對所述比特信息進(jìn)行曼徹斯特解碼，提取字符信息。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，發(fā)送終端采用比特速率2.4kbps至14.4kbps發(fā)送調(diào)制后的可見...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王旭東，吳楠，孫洪偉，鄒鑫，杜宏秀，
申請(專利權(quán))人：大連海事大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21