[发明专利]识别摄像机接收的可见光通信信号的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及可见光通信领域，尤其是涉及一种识别摄像机接收的可见光通信信号的方法和装置，以及利用该装置的光子接收器。

背景技术

可见光通信是一种在LED技术上发展起来的新兴的、短距离高速无线光通信技术。可见光通信的基本原理就是利用发光二极管（LED）比荧光灯和白炽灯切换速度快的特点，通过LED光源的高频率闪烁来进行通信。有光代表二进制1，无光代表二进制0。包含了数字信息的高速光信号经过光电转换即可获得信息。无线光通信技术因为其数据不易被干扰和捕获，光通信设备制作简单且不宜损坏或消磁，可以用来制作无线光加密钥匙。与微波技术相比，无线光通信有相当丰富的频谱资源，这是一般微波通信和无线通信无法比拟的；同时可见光通信可以适用任何通信协议、适用于任何环境；在安全性方面，无线光通信相比传统的磁性材料，无需担心消磁问题，更不必担心通信内容被人窃取；无线光通信的设备架设灵活便捷，且成本低廉，适合大规模普及应用。

目前可见光信号的接收端普遍地采用基于光电二极管(例如PIN、APD等)的光信号接收器。光信号接收器接收光信号后，进行光电转换，然后再对转换出来的电信号进行解码等信号处理，还原成原信号。但是这要求接收端配备基于光电二极管的光信号接收器，增加了成本。

已经提出了使用摄像机作为可见光通信的接收端的光接收器的设想，例如CN1702984。然而与光电二极管仅感测单点光强变化不同的是，摄像机所采集到的平面感光图像。还需要对这些图像进行处理，以识别其中包含的可见光通信信号。尽管存在处理图像以识别亮度或颜色不同的局部区域的通用图像处理技术，但是使用这样的通用技术来识别摄像机所拍摄的连续感光图像中的局部区域，其效能及速度均不理想。

有鉴于此，希望有一种专门识别摄像机接收的可见光通信信号的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、有效的识别摄像机接收的可见光通信信号的方法及装置。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种识别摄像机接收的可见光通信信号的方法，包括以下步骤：从摄像机获得包含可见光通信信号的多帧图像；依照下述步骤处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑：搜索该帧图像中的灰度值最大的像素点，作为第一光斑的中心点；确定该第一光斑的边界；依据该第一光斑的边界与该第一光斑的中心点的距离，确定该第一光斑的尺寸；以及根据所确定的第一光斑的边界和尺寸确认第一光斑是否为有效光斑；依据所识别的光斑恢复该可见光通信信号。

在本发明的一实施例中，确定该第一光斑的边界的步骤包括：沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界。

在本发明的一实施例中，确定该第一光斑的边界的步骤还包括：沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界。

在本发明的一实施例中，该第一方向与该第二方向相反。

在本发明的一实施例中，以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的步骤包括：如果有一第一像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第一光斑在该第一方向的边界。

在本发明的一实施例中，以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界的步骤包括：如果有一第二像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第一光斑在该第二方向的边界。

在本发明的一实施例中，该灰度阈值为该帧图像的平均灰度值。

在本发明的一实施例中，选择该第一光斑在该第一方向和该第二方向的边界与该第一光斑的中心点的距离的较大值，作为该第一光斑的尺寸。

在本发明的一实施例中，根据所确定的第一光斑的边界确认第一光斑是否为有效光斑的步骤包括：判断该第一光斑的任一边界是否位于图像的边界，如果不是，则该第一光斑为有效光斑。

在本发明的一实施例中，根据所确定的第一光斑的尺寸确认第一光斑是否为有效光斑的步骤包括：判断该第一光斑的尺寸是否大于一阈值，如果是，则确认该第一光斑为有效光斑。