一种像素调制可见光通信系统的符号间干扰消除方法技术方案

本发明专利技术公开了一种像素调制可见光通信系统的符号间干扰消除方法，该方法包括：(1)分别设置左边缘滤波器、右边缘滤波器、上边缘滤波器和下边缘滤波器；(2)对于接收图像的每一编码块，获取其宽度为l

【技术实现步骤摘要】
一种像素调制可见光通信系统的符号间干扰消除方法
本专利技术涉及图像处理方法，尤其涉及一种像素调制可见光通信系统的符号间干扰消除方法。
技术介绍
像素调制可见光通信系统中，接收端在接收图像时，除了捕捉对应像素点的光线之外，还会捕捉到临近像素点的光线。因此，解调时由于像素干扰，每个编码块的边缘部分检测不准确，如图1所示为发送测试信号和接收测试信号的局部灰度图，可以看到边缘区域灰度不规则。图2所示为像素点干扰示意图。编码块与编码块间像素点的干扰即为符号间干扰。为了达到更好的解调性能，需要消除像素点受到的符号间干扰。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种像素调制可见光通信系统的符号间干扰消除方法。本专利技术的像素调制可见光通信系统的符号间干扰消除方法包括：(1)分别设置左边缘滤波器、右边缘滤波器、上边缘滤波器和下边缘滤波器；(2)对于接收图像的每一编码块，获取其宽度为le的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘；(3)分别采用左边缘滤波器、右边缘滤波器、上边缘滤波器和下边缘滤波器对编码块的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘进行分别滤波，从而消除符号间干扰。进一步的，先对接收图像采用最大类间方差法进行二值化后，再获取每一编码块的四个边缘。其中，步骤(1)中：左边缘滤波器为右边缘滤波器为上边缘滤波器为下边缘滤波器为其中，k为滤波器比例系数。其中，步骤(3)中：经滤波后的左边缘为经滤波后的左边缘为经滤波后的左边缘为经滤波后的左边缘为其中，frl(x,y)、frr(x,y)、fru(x,y)和frd(x,y)分别表示编码块的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘像素点，wl(x,y)、wr(x,y)、wu(x,y)和wd(x,y)分别表示编码块的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘滤波器。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：本专利技术针对像素调制可见光通信系统解调时，由于像素干扰导致的每个编码块边缘部分检测不准确，采用了基于空间滤波的去符号间像素干扰的方法，使用四个边缘滤波器进行边缘滤波，有效的消除了符号间干扰，且达到了更高的效率。附图说明图1是像素调制可见光通信系统中发送和接收信号局部灰度图；图2是像素点干扰示意图；图3是像素点影响范围示意图；图4是编码块边缘示意图；图5是采用本专利技术的方法进行滤波的前后对比图。具体实施方式(1)系统场景设像素调制可见光通信系统中，发送端为LCD液晶显示器，显示的图像为m*n*s2个像素点，s2表示一个编码块中有s2个像素点，接收端为摄像头，接收的图像为m*n*r2，r2表示一个编码块中有r2个像素点。编码块与编码块间像素点的干扰定义为符号间干扰，编码块内部像素点的干扰称之为符号内干扰。为简化模型，不妨设接收端编码块内的某个像素点在发送端总能找到对应的像素点，那么，接收端的像素点的灰度值可以写为其中fr(x,y)为接收端摄像头的像素点的灰度值，而fs(x,y)为发送端LCD液晶显示器对应像素点的灰度值，A表示为发送端像素点在接收端的影响像素点范围，n(x,y)为噪声。例如图3所示为接收端像素点受发射端像素点5邻域干扰。根据对称性，不妨设A为(2a+1)*(2a+1)的方形区域，那么上式可以转换为这是二维的有限冲激响应，从实际测试来看，a＝1,2，这说明接收端像素点受发射端像素点周围1到2个像素点的影响。由于所调制的比特数据流分别映射到像素点的0和255两个灰度级，由于发送端编码块采用了12*12个像素点，那么编码块的中心区域像素点周围都是相同的灰度级，可以变为由此可以得出编码块中心区域像素点与周围的像素点灰度级近似相等，只是周围叠加了一个噪声而已，在实际测试图像中也获得了这个结果，为降低运算复杂度，忽略编码块像素点符号内干扰。(2)符号间干扰消除方法对于编码块之间像素点，有两种考虑方式。一是直接舍去含有符号间干扰的像素点，这相当于接收端的编码块区域被缩小了，但这会带来信息的损失；二是采用滤波去除干扰，图像滤波一般包含空间滤波和频率域滤波，对于像素调制可见光通信系统来说，频率域滤波所带来的开销和计算量过于庞大，故选择空间滤波的方法。设空间滤波器为w(x,y)大小为(2b+1)*(2b+1)的方形区域。那么经过空间滤波器后接收端像素点的灰度变为其中，滤波器w(x,y)矩阵表示为这是为了去除编码块间像素干扰，突出了图像灰度的过渡部分，相当于图像锐化处理。由于像素调制可见光通信系统中编码块定义时，其边缘部分是水平或者垂直于坐标轴的，去除编码块间像素干扰也是从水平垂直方向开始，现分析下相邻编码块的影响。编码块左边缘像素点受到左侧编码块的影响，该侧像素点去干扰应当考虑左侧，取简单情况b＝1，设定左边缘滤波器为左边缘滤波器是Soble算子的改进，在Soble算子添加了比例系数k和增加了中心像素点系数，在实际应用中获得了良好的效果，根据对称性，右边缘滤波器系数为同理，上边缘、下边缘滤波器为：先对接收图像采用最大类间方差法进行二值化，之后，对于二值化后的接收图像的每一编码块，获取其宽度为le的左边缘frl(x,y)、右边缘frr(x,y)、上边缘fru(x,y)和下边缘frd(x,y)，如图4所示；再分别采用左边缘滤波器、右边缘滤波器、上边缘滤波器和下边缘滤波器对编码块的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘进行分别滤波，从而消除符号间干扰。经滤波后的左边缘为经滤波后的左边缘为经滤波后的左边缘为经滤波后的左边缘为对于本专利技术的方法进行仿真验证，其中，设置接收端编码块的r＝11，边缘宽度le＝2，滤波器比例系数k＝0.25。结果如图5所示，可见去符号间干扰与发送信号局部图匹配度更高，这说明符号间干扰被有效的减小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种像素调制可见光通信系统的符号间干扰消除方法，其特征在于，该方法包括：(1)分别设置左边缘滤波器、右边缘滤波器、上边缘滤波器和下边缘滤波器；(2)对于接收图像的每一编码块，获取其宽度为l

【技术特征摘要】
1.一种像素调制可见光通信系统的符号间干扰消除方法，其特征在于，该方法包括：(1)分别设置左边缘滤波器、右边缘滤波器、上边缘滤波器和下边缘滤波器；(2)对于接收图像的每一编码块，获取其宽度为le的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘；(3)分别采用左边缘滤波器、右边缘滤波器、上边缘滤波器和下边缘滤波器对编码块的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘进行分别滤波，从而消除符号间干扰。2.根据权利要求1所述的像素调制可见光通信系统的符号间干扰消除方法，其特征在于，先对接收图像采用最大类间方差法进行二值化后，再获取每一编码块的四个边缘。3.根据权利要求1所述的像素调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，杜杉杉，王奇安，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32