[发明专利]一种自适应拍摄方向的可见光隐式成像通信方法

说明书

本发明涉及可见光通信技术领域，具体公开了一种自适应拍摄方向的可见光隐式成像通信方法，包括：任选一显示屏刷新方向，以相机不同的CMOS卷帘方向进行拍摄；通过实验分析获得二次成像混合特性；根据二次成像混合特性，建立二次成像混合模型；基于二次成像混合模型设计发送端帧格式，并发送信息；接收端在二次成像混合模型中解析混合帧信息。本发明通过不同拍摄角度的实验来探究显示屏与相机链路二次成像的混合特性，建立二次成像混合模型，并在二次成像混合模型上进行通信，从而使得二次成像混合帧的信息得到正确解析。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术领域，具体公开了一种自适应拍摄方向的可见光隐式成像通信方法。

背景技术

目前，大部分在研究显示屏与相机链路通信时，均未考虑到由于显示屏刷新方向与相机CMOS卷帘方向而造成接收端出现混合帧的现象(即显示屏播放的视频帧经二次成像被接收端相机所捕获，捕获的视频帧是相邻原始视频帧的线性混合)，而且显示屏刷新方向与相机CMOS卷帘方向间不同的方向组合，产生的混合特性也不同。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种自适应拍摄方向的可见光隐式成像通信方法。

为实现上述目的，本发明采用如下方案。

一种自适应拍摄方向的可见光隐式成像通信方法，包括：

保持显示屏刷新率和相机帧率相等；任选一显示屏刷新方向并保持不变，以相机不同的CMOS卷帘方向进行拍摄，包括以从左向右，从上向下的CMOS卷帘方向作为第一类方向进行拍摄；以从右向左，从下向上的CMOS卷帘方向作为第二类方向进行拍摄；以从上向下，从右向左的CMOS卷帘方向作为第三类方向进行拍摄；以从下向上，从左向右的CMOS卷帘方向作为第四类方向进行拍摄。分析获得二次成像混合特性；二次成像混合特性包括，在显示屏刷新率等于相机帧率时，第一类方向中，接收端每一帧均表示为发送端相邻两帧的线性混合；第二类、第三类、第四类方向中，接收端每一帧均表示为发送端相邻三帧的线性混合，且接收端视频帧的每一个像素至多是相邻两帧中对应像素的混合。根据二次成像混合特性，建立二次成像混合模型；

基于二次成像混合模型设计发送端帧格式，并发送信息；

接收端在二次成像混合模型中解析混合帧，获得传输信息。

进一步地，所述根据二次成像混合特性，建立二次成像混合模型为：

其中第一类方向中，二次成像混合模型简化为：

第二类、第三类、第四类方向中，二次成像混合模型简化为：

进一步地，所述基于二次成像混合模型设计发送端帧格式，包括：

发送端采用嵌入的方式，以若干数据帧为一组传输1bit数据，则第v组对应的嵌入方式为：

其中为原始视频中第v组第q帧视频帧；为嵌入数据；为叠加信息后的视频帧；1≤i≤M，1≤j≤N代表发送端图像像素坐标，M和N为图像高和宽；B₁和B₂表示发送端通常采取分集复用的方式将图像等大小分块共分B₁*B₂块；s_v(b₁,b₂)表示等概率取值1和–1，由1和0映射得到。

进一步地，所述接收端在二次成像混合模型中解析混合帧信息，包括：

在接收端检测发送端区域，以实现空间同步；