[发明专利]一种基于手机摄像头具有前向纠错的UPSOOK调制方法

权利要求书

1.一种基于手机摄像头具有前向纠错的UPSOOK调制方法，UPSOOK即欠采样相移开关键控；其特征在于，具体步骤为：

首先，构建包括发送端和接收端的可见光通信系统模型；发送端产生数据包，经过编码器将其数据位编码后封装；

然后，将封装好的数据包通过UPSOOK调制后，调制信号经光驱动电路驱动单LED照明模块发送至接收端；

接收端的手机摄像头对单LED灯录制视频，经图像处理后，得到自适应阈值的判决门限；

具体为：

步骤401、图像处理模块将视频流中每帧图片分别进行灰度化和二值化，得到三个灰度值范围；

灰度化后LED呈现“半亮”状态，二值化信息码字“1”和“0”分别为全亮和全暗状态，三种状态分别对应着三个灰度值范围；

步骤402、针对每帧图像，利用灰度值获取该LED的像素范围，并以像素中心为圆心，计算7×7像素点亮度值之和：

其中表示第k帧图像的亮度值之和，表示第k帧图像的单LED像素中心坐标，表示第k帧图像中坐标为(i,j)的像素亮度值；

步骤403、选择M帧图像的亮度值之和，并从小到大排序得到序列G_sorted；

步骤404、对序列G_sorted中的相邻两个元素作差，得到差值序列G_diff；

序列

其中第i个差值为：

步骤405、差值序列G_diff中最大的两个值分别记为和作为区分三种状态的两种阈值：高阈值和低阈值；

定义高阈值HT为“全亮”和“半亮”状态的分界线，低阈值LT为“半亮”和“全暗”状态的分界线，计算公式如下：

表示第n帧图像的亮度值之和；

将各帧图像送入解调器，利用自适应的阈值对各帧图像进行解调，得到解调序列S，即数据的初始序列；

所述的解调序列S具体计算为：

第k帧图像解调得到的数据D^k为：

1、2、0分别表示逻辑1，帧头SFD和逻辑0；

针对手机摄像头实时接收到的每帧图像，通过解调得到的数据按时间顺序存入解调序列S中，即S＝{D¹,D²,D³,...}；

对于解调数据序列S，利用纠错模块的前向纠错算法，消除手机摄像头的帧率抖动，恢复信息序列；

最后，利用解码器，对恢复的信息序列进行解码，完成信号调制。

2.如权利要求1所述的一种基于手机摄像头具有前向纠错的UPSOOK调制方法，其特征在于，所述的发送端包括依次连接的编码器、数据封装模块、调制器、光驱动器以及单LED照明模块；调制器采用UPSOOK方式调制；

接收端包括依次连接的手机摄像头、图像处理模块、解调器、纠错模块和解码器。

3.如权利要求1所述的一种基于手机摄像头具有前向纠错的UPSOOK调制方法，其特征在于，所述的数据包包括起始帧分隔符SFD和数据位，SFD包括帧头FH和标志位；

数据位使用CRC循环冗余编码；

每个数据包的长度为N，即包含符号个数为N。