[发明专利]编码光符号编码

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于将数据符号调制成由光源发射的光的编码方案。

背景技术

编码光是指将数据嵌入由诸如日常灯具之类的光源发射的光中的技术。光典型地包括用于照明诸如房间之类的目标环境的可见照明贡献（典型地，光的主要目的）和用于向环境提供信息的嵌入信号。为此，以一定的调制频率或多个调制频率，优选地，以足够高的频率，来调制光，以便超出人类感知，因此不影响主照明功能。在一些情况下，编码光发射器可能根本不具有照明功能。在这种情况下，可见光或不可见的红外光可以用作传输信息的介质。

编码光可以用于多种应用。例如，嵌入在光中的数据可以包括发射该光的光源的标识符。然后，可以在调试阶段使用该标识符来标识来自每个照明器的贡献，或者在操作期间可以使用该标识符来标识照明器，以便远程控制它（例如，经由RF反向信道）。在另一示例中，通过提供标识符与光源的已知位置和/或与该位置相关联的其它信息之间的映射，该标识可以用于导航或其它基于位置的功能性。在这种情况下，诸如接收（例如，通过内置相机）光的移动电话或平板的设备可以检测嵌入的标识符并且使用它来查找映射到标识符的对应位置和/或其它信息（例如，在通过诸如因特网之类的网络访问的位置数据库中）。在另外的应用中，可以将其它信息直接编码到光中（与基于嵌入在光中的ID来查找相反）。

WO2012/127439公开了一种技术，其中，可以使用日常的“滚动快门”型相机来检测编码光，如通常集成到如移动电话或平板之类的移动设备中一样。在滚动快门相机中，相机的图像捕获元件被划分为按照逐行的顺序暴露的多条线（典型地，水平线，即，行）。也就是说，为了捕获给定帧，首先一条线被暴露于目标环境中的光下，然后，该顺序中的下一条线在稍后的时间暴露等等。典型地，该顺序在整个帧上按次序“滚动”，例如，从上到下按行，因此，名称为“滚动快门”。当用于捕获编码光时，这意味着帧内的不同线在不同时间捕获光，并且因此，如果线速率相对于调制频率足够高，则在调制波形的不同相位捕获光。因此，可以检测到光中的调制。

通常，希望能够在滚动快门相机的尽可能少的行中检测到编码光信号。例如，这可以减少检测信号所需的时间量，其对于其自身目的而言可能是期望的（更快速检测）和/或节省功率（通过减少相机需要被开启的时间量和/或减少所需的信号处理量）。作为另一考虑，能够从较少数目的线检测编码光信号可以允许从在捕获的图像中具有较小覆盖区（footprint）的光源中检测信号。

然而，常规上讲，混叠的效果将符号速率限制为不大于采样速率的一半。在使用滚动快门相机检测编码光的情况下，这意味着每个数据符号至少捕获两条线，并且实际上，每个符号多于两条线。如果符号发送时钟和采样时钟在频率和相位上精确地同步，则可以无干扰地采样符号而没有混叠。然而，根据场景，这种同步并不总是方便或甚至可能的。希望能够以每两条线多于一个符号的速率，即，大于线速率的一半来传达编码光信号，而不必（需要）在编码信号和采样之间同步。进一步地，不仅仅对于使用滚动快门相机的检测，而且对于使用其它类型的光传感器（例如，慢速采样光电池）的检测，均期望能够以每两个样本多于一个符号的速率，即大于一半的采样速率，传达编码光信号，同样不必（需要）在编码信号和采样之间同步。

发明内容

根据本文中所公开的一个方面，提供了一种用于将数据的符号编码成由光源发射的光的编码器。编码器被配置成被配置成以具有符号周期T_sym=1/f_sym的符号速率f_sym将符号编码成光；并且所述符号中的每个符号被编码为在作为时间的函数的发射光电平中形成的至少两个不同的符号波形的集合中的一个，符号波形中的每个符号波形代表对应的不同的数据值集合中的不同的相应一个。代表不同的数据值的符号波形之间的差仅在符号周期内以给定相位在预先确定的时间窗口内形成，预先确定的时间窗口的持续时间小于0.2﹒T_sym，所述时间窗口内部的光电平对于不同的符号波形基本上不同，并且所述时间窗口外部的光电平对于不同的符号波形基本上相同。