一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法及系统：利用移动终端卷帘快门工作方式，通过拍摄照片将可见光调制信号以明暗条纹的形式储存于图片中；利用曼彻斯特编码信息的特点，以帧同步头在图片中的像素宽度作为参考值，将帧同步头后的明暗条纹逐条与参考值比对，判定其相对宽度，解码其对应的比特信息。即判决过程中以条纹宽度的相对值而非绝对值作为参考，因此能够适应不同宽度的明暗条纹，通信过程能够适配多种手机机型。本发明专利技术克服了不同型号移动终端拍照参数的差异，极大幅度提高了系统的普适性。

Compatible multi type mobile terminal camera visible light communication method and system

The invention provides a mobile terminal camera visible light communication method and system compatible with multiple models: the use of mobile terminal rolling shutter mode, by taking a picture of the visible light modulation signal to fringes are stored in the form of pictures; using the characteristics of Manchester encoding information, the frame synchronization head in the picture of the pixel width as a reference the value of frame synchronization head after dark stripes one by one with the reference value comparison, determine the relative width of the corresponding bit information decoding. That is, the relative value of the fringe width instead of the absolute value is used as a reference in the decision process, so it can adapt to different width of the light and shade stripes, and the communication process can be adapted to a variety of mobile phone models. The invention overcomes the difference of camera parameters of different type mobile terminals and greatly improves the universality of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法及系统
本专利技术涉及光通信
，尤其涉及一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法及系统。
技术介绍
目前，基于智能手机摄像头的可见光通信技术极具发展前景。该技术利用数码相机卷帘快门工作方式，通过拍照将明暗闪烁的可见光调制信号以明暗条纹的形式保存在照片中，随后对照片进行解码处理即可提取信息。但是由于不同型号的智能手机拍摄图片的分辨率、感光元器件参数、成像算法均可能存在差异，因而针对同一发送端发出的相同的可见光调制信号，其拍照得到的图片中明暗条纹宽度有所不同，这种现象为信息解码制造了很大困难。面对当今智能手机高速发展，新老机型不断更替的形势，为每个机型设计特定的解码参数工作量大，实用性低。
技术实现思路
本专利技术提供一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法及系统，以克服手机摄像头可见光通信过程中不同机型参数差异造成的解码问题。本专利技术一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法，包括：移动终端的摄像头对焦发送终端的LED光源，通过所述摄像头的卷帘快门进行拍照获取所述LED光源对应的明暗条纹图像，所述明暗条纹图像对应待发送字符信息调制信号，所述待发送字符信息调制信号包括：帧同步、数字隔离位、帧标签、字符信息和帧尾隔离位；所述移动终端的处理器将所述明暗条纹图像转换二值化的一维数组；所述处理器将所述二值化的一维数组按照帧格式进行解码；所述处理器将解码后的字符排序。进一步地，所述移动终端的摄像头对焦发送终端的LED光源，通过所述摄像头的卷帘快门进行拍照获取所述LED光源对应的明暗条纹图像之前，还包括：发送终端采用曼彻斯特编码将待发送字符信息对LED光源进行调制得到可见光调制信号，所述可见光调制信号包括：帧同步头、数据隔离位、帧标签、字符信息和帧尾隔离位；所述发送终端通过调制后的LED光源广播式循环发送调制后的可见光调制信号。进一步地，所述处理器将所述二值化的一维数组按照帧格式进行解码，包括：检测二值化序列的帧同步头中连续1序列的长度；根据所述长度确定门限值，所述门限值为一个信息比特对应的二值化序列长度；根据所述门限值确定所述二值化序列长度对应的比特信息，记录帧同步头后的每个连续0或连续1的二值化序列长度，所述比特信息为一比特0、两比特0、一比特1或者两比特1中的任一种；对所述比特信息进行曼彻斯特解码，提取字符信息。进一步地，发送终端采用比特速率2.4kbps至14.4kbps发送调制后的可见光调制信号。进一步地，所述处理器将解码后的字符排序之后，还包括：所述处理器将排序后的字符发送至显示单元。本专利技术还提供一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信系统，包括：发送终端、移动终端摄像头以及所述移动终端处理器；所述发送终端用于采用曼彻斯特编码将待发送字符信息对LED光源进行调制得到可见光调制信号，并通过调制后的LED光源广播式循环发送调制后的可见光调制信号，所述可见光调制信号包括：帧同步头、数据隔离位、帧标签、字符信息和帧尾隔离位；所述移动终端摄像头用于对焦发送终端的LED光源，通过所述摄像头的卷帘快门进行拍照获取所述LED光源对应的明暗条纹图像，所述明暗条纹图像对应待发送字符信息调制信号，所述待发送字符信息调制信号包括：帧同步、数字隔离位、帧标签、字符信息和帧尾隔离位；所述移动终端处理器用于将所述明暗条纹图像转换二值化的一维数组，将所述二值化的一维数组按照帧格式进行解码，所述处理器将解码后的字符排序。进一步地，所述移动终端处理器具体用于：检测二值化序列的帧同步头中连续1序列的长度；根据所述长度确定门限值，所述门限值为一个信息比特对应的二值化序列长度；根据所述门限值确定所述二值化序列长度对应的比特信息，记录帧同步头后的每个连续0或连续1的二值化序列长度，所述比特信息为一比特0、两比特0、一比特1或者两比特1中的任一种；对所述比特信息进行曼彻斯特解码，提取字符信息。进一步地，还包括：显示单元，用于接收并显示移动终端处理器发送的经过解码排序后的字符信息。本专利技术利用曼彻斯特编码信息的特点，以帧同步头在图片中的像素宽度作为参考值，将明暗条纹逐条与参考值比对，判定其相对宽度，解码其对应的比特信息，有效提高该技术的普适性，推进该技术的商业实用化发展。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法流程图；图2为本专利技术的信息帧结构；图3为本专利技术的解码流程图；图4为本专利技术的解码过程示例；图5为本专利技术的手机终端信息显示效果图；图6为本专利技术一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信系统结构示意图；图7为本专利技术的手机终端图像采样结果。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法流程图，如图1所示，本实施例方法，包括：步骤101、移动终端的摄像头对焦发送终端的LED光源，通过所述摄像头的卷帘快门进行拍照获取所述LED光源对应的明暗条纹图像，所述明暗条纹图像对应待发送字符信息调制信号，所述待发送字符信息调制信号包括：帧同步、数字隔离位、帧标签、字符信息和帧尾隔离位；具体来说，本实施例中移动终端为配备数码相机且快门工作模式为卷帘快门的智能手机，目前市面上大多数型号的智能手机均符合要求。作为接收端，开启该智能手机摄像头，并对准LED光源，通过其卷帘快门工作特性拍照获取明暗条纹图像，移动终端还可以为平板电脑等移动终端；步骤102、所述移动终端的处理器将所述明暗条纹图像转换二值化的一维数组；步骤103、所述处理器将所述二值化的一维数组按照帧格式进行解码；步骤104、所述处理器将解码后的字符排序。进一步地，所述移动终端的摄像头对焦发送终端的LED光源，通过所述摄像头的卷帘快门进行拍照获取所述LED光源对应的明暗条纹图像之前，还包括：发送终端采用曼彻斯特编码将待发送字符信息对LED光源进行调制得到可见光调制信号，所述可见光调制信号包括：帧同步头、数据隔离位、帧标签、字符信息和帧尾隔离位；所述发送终端通过调制后的LED光源广播式循环发送调制后的可见光调制信号。具体来说，如图2所示，包括帧同步头、数据隔离位、帧标签、字符信息、帧尾隔离位五部分；帧标签与字符信息采用曼彻斯特编码，每个码元由两比特组成，因此信息最多只有两位连0或连1；帧同步头由连续N比特1组成，N的取值范围为3至7，能够有效与曼彻斯特编码信息区分，并保证帧效率；由于数据隔离位与帧尾隔离位的作用，其连续比特数不受所携带信息影响，恒定为N；比特信息采用振幅键控OOK调制，以占空比为1的方波信号发送。帧标签对应八个曼彻斯特码元，携带八位二进制信息，用于标识帧内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法，其特征在于，包括：移动终端的摄像头对焦发送终端的LED光源，通过所述摄像头的卷帘快门进行拍照获取所述LED光源对应的明暗条纹图像，所述明暗条纹图像对应待发送字符信息调制信号，所述待发送字符信息调制信号包括：帧同步、数字隔离位、帧标签、字符信息和帧尾隔离位；所述移动终端的处理器将所述明暗条纹图像转换二值化的一维数组；所述处理器将所述二值化的一维数组按照帧格式进行解码；所述处理器将解码后的字符排序。

【技术特征摘要】
1.一种兼容多机型的移动终端摄像头可见光通信方法，其特征在于，包括：移动终端的摄像头对焦发送终端的LED光源，通过所述摄像头的卷帘快门进行拍照获取所述LED光源对应的明暗条纹图像，所述明暗条纹图像对应待发送字符信息调制信号，所述待发送字符信息调制信号包括：帧同步、数字隔离位、帧标签、字符信息和帧尾隔离位；所述移动终端的处理器将所述明暗条纹图像转换二值化的一维数组；所述处理器将所述二值化的一维数组按照帧格式进行解码；所述处理器将解码后的字符排序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端的摄像头对焦发送终端的LED光源，通过所述摄像头的卷帘快门进行拍照获取所述LED光源对应的明暗条纹图像之前，还包括：发送终端采用曼彻斯特编码将待发送字符信息对LED光源进行调制得到可见光调制信号，所述可见光调制信号包括：帧同步头、数据隔离位、帧标签、字符信息和帧尾隔离位；所述发送终端通过调制后的LED光源广播式循环发送调制后的可见光调制信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述处理器将所述二值化的一维数组按照帧格式进行解码，包括：检测二值化序列的帧同步头中连续1序列的长度；根据所述长度确定门限值，所述门限值为一个信息比特对应的二值化序列长度；根据所述门限值确定所述二值化序列长度对应的比特信息，记录帧同步头后的每个连续0或连续1的二值化序列长度，所述比特信息为一比特0、两比特0、一比特1或者两比特1中的任一种；对所述比特信息进行曼彻斯特解码，提取字符信息。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，发送终端采用比特速率2.4kbps至14.4kbps发送调制后的可见...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭东，吴楠，孙洪伟，邹鑫，杜宏秀，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21