[发明专利]利用可见光传输信息的方法、装置和系统以及光源

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种利用可见光传输信息的方法、装置和系统以及光源。

背景技术

在现有的光通信技术中，以光电二极管作为接收元件，可以用于接收快速变化的光源发出的信息，用于传递信息使用。此种方法需要制作特殊的接收装置用于接收光信号，应用场景有限。

发明人发现，目前市面上常见的移动设备（例如，智能手机，平板电脑，PDA等移动设备）虽然包含有图像处理器，但这些设备无法用于接收光电二极管能够接收的光信号。

针对现有技术中的光通信技术应用场景有限的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种利用可见光传输信息方法、装置和系统以及光源，以解决相关技术中的光通信技术应用场景有限的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种利用可见光传输信息的方法。该方法包括：驱动光源发出经过调制的可见光；检测光源的光信号，得到对应于所述光信号的图像；检测所述图像中的条纹数量；以及恢复所述条纹数量对应的信息。

驱动光源发出经过调制的可见光可以是，对所要传输的信息按预定编码方式进行编码；利用所述编码对光源驱动电流或驱动电压进行调制，使光源发出光信号。

进一步地，所述调制方式可以为，脉宽调制、频率调制、脉宽调制加高频载波、或其它调制方式。

检测光源的光信号可以是，使用光敏设备对光源拍摄照片。此光敏设备可以为图像传感器，或其它图像采集设备。以图像传感器为例，对光源进行拍摄后，可以得到一幅图像或一段视频，所述视频由多幅图像构成。然后，分别对每个光源对应的多个图像中的条纹数量进行检测。最后，根据图像中的条纹数量恢复所要传输的信息。

例如，通过一个或多个图像传感器检测一个或多个光源发出的光信号，得到对应于光信号的一幅或多幅图像；检测图像中的条纹数量；恢复条纹数量对应的信息。

进一步地，所述图像传感器的曝光方式为卷帘快门(rolling shutter)，即图像传感器的不同部分，每行象素或每列象素，在不同时间曝光。基于此特点，此类图像传感器在针对明暗快速变化的光源拍摄时，所得到的图像上的不同部分会产生明暗变化，即明暗条纹。

进一步地，通过检测图像中的条纹数量可以恢复所检测光信号传输的信息。

进一步地，恢复条纹数量对应的信息包括：通过对条纹数量进行解析，获取某个条文数量对应的一组编码；根据预定编码对所述编码进行解码，恢复所传述的信息。

进一步地，光源驱动电流或驱动电压的波形，不只局限于方波。可以是正旋波、三角波、高频载波，还可以是含有直流分量的上述波形。只要该驱动电流或驱动电压的波形能够驱动光源发出具有明暗变化的光信号，都可以用来驱动光源。

进一步地，通过图像传感器检测光信号之前，需要对图像传感器进行设置。包括：调用图像传感器并对其进行初始化，以及对图像传感器工作参数进行基本配置。图像传感器工作参数包括：曝光时间、图像分辨率、刷新频率、对焦方式、拍摄场景、白平衡、曝光强度和曝光补偿等。

进一步地，为了使图像传感器能够拍摄出光信号对应的条纹，避免局部曝光过度，需要限定图像传感器的曝光时间或图像传感器曝光区域内的亮度阈值。曝光时间可以根据对应光源的亮度提前设定；另一方面，通过设定图像传感器曝光区域内的亮度阈值来实现对曝光时间的控制；当检测到曝光区域内的亮度高于设定的阈值时，即减小曝光时间。

进一步地，当所述图像传感器的工作参数，例如曝光时间，确定以后，利用锁定曝光参数的图像传感器拍摄光源图像。以避免在同一工况下，图像传感器工作参数重的重复设定。

进一步地，可以通过拍摄多幅图像，并将其进行组合，分析多幅图像的特征来获取各图像中的条纹数量及所代表信息，并将多幅图像中的信息组合起来，恢复出完整的所传输信息。

进一步地，光源可以为一个或多个，首先通过确定高亮区域将一个或多个光源从拍摄的图像中识别出来，分割为一个或多个独立的曝光区域。

进一步地，光源为多个，通过寻找图像中的高亮区域来识别不同光源对应的独立的曝光区域。不同的光源发出不同的光信号，对应于不同传输信息。其中，不同的光源对应的条纹数量不同。通过条纹数量恢复光源所传输的信息包括：识别条纹数量，获取条纹数量对应的编码，根据预定的解码方式解码，恢复所传输的信息。