一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法及结构技术

本发明专利技术公开了一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法及结构，步骤如下：根据各个图像对象与图像传感器之间的距离的方向，摄像头控制从图像传感器到图像对象的距离，进行自动对焦；根据光线水平调整曝光时间，从而控制摄像头入射光量，进行自动曝光；捕获LED光源的图像，收集图像中的所有像素数据，调整整个画面的亮度图像增益，识别LED光源对象并准确获取其传输的无线光通信信号数据。该发明专利技术实现自动对焦和自动曝光，并根据周围环境的光线水平调整曝光时间，调节整个图像画面的亮度增益，从而能够从像素信息中准确的恢复数字数据，获取准确的无线光通信信号数据。

An automatic exposure control method and structure for intelligent terminal for wireless optical communication

The invention discloses an automatic exposure control method and structure for the intelligent terminal of wireless optical communication between the various steps are as follows: according to the image object and image sensor distance direction, camera control from the image sensor to the image object distance, automatic focusing; according to the light level adjustment of the exposure time, the camera to control the amount of incident light automatic exposure; image capture, LED light source, all the pixels in the image data collection, image brightness gain adjustment of the picture, the wireless optical communication signal recognition LED source data object and accurate transmission. The invention realizes automatic focusing and automatic exposure, and adjusts exposure time according to the light level of surrounding environment, and adjusts the brightness gain of the entire image screen, thereby accurately recovering digital data from pixel information and obtaining accurate data of wireless optical communication signal.

【技术实现步骤摘要】
一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法及结构
本专利技术涉及无线光通信
和智能终端结构，具体涉及一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法及结构。
技术介绍
近年来，被誉为“绿色照明”的半导体器件LED迅速发展，相比于传统的白炽灯灯照明光源，LED具有低能耗、寿命长、绿色环保等特点。同时，LED还具有调制性能好、响应灵敏度高、无电磁干扰等优势，可将信号以人眼无法识别的高频进行传输，且LED发出的光频段不需要许可授权，可以实现低成本高宽带且传输速率高的无线通讯，因而催生了一门能够实现照明与通信一体化的技术——可见光通信技术。随着手机智能化的发展以及智能终端功能的不断更新，人们对于智能终端的需求越来越趋向于多元化，智能终端摄像机最初并不是设计为通信工具，如果能将可见光通信技术与智能终端功能结合使用，将智能终端相机作为OCC(OpticalCameraCommunication)通信设备，用于可见光通信中进行光通信信号的传输，那么智能终端在日常生活中的普及将会带来很大的便利。在OCC系统中，目标对象在相机中失焦时，或者曝光长于运动时间时，接收到的图像像素会变得模糊，使得接收到的图像不能从发送的信号中被解码，接收到的图像中的模糊量是解码过程中的重要因素，且由于OCC系统存在的目的是进行数据通信，图像的色彩质量对于解码过程不是一个重要问题。针对于OCC系统，图像像素的模糊问题可以通过自动对焦和自动曝光来解决。对于OCC系统，在室内情况下，用于数据传输的LED照明点将非常亮，并且可能导致LED部分在图像中饱和。图像的饱和部分全部显示为白色，难以区分黑白级别进行数据解码，即无法识别出LED光源发送的无线光数据。因此，极为有必要开发一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法及结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法及结构，可控制摄像头自动对焦和自动曝光，从而改变图像像素的光增益，实现无线光通信信号数据的传输。根据公开的实施例，本专利技术的第一方面公开了一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法，所述的方法包括下列步骤：S1、根据各个图像对象与图像传感器之间的距离的方向，摄像头准确地控制从图像传感器到图像对象的距离，进行自动对焦；S2、根据周围环境的光线水平调整曝光时间，从而控制智能终端摄像头入射光量，进行自动曝光；S3、捕获LED光源的图像，收集图像中的所有像素数据，调整整个画面的亮度图像增益，识别LED光源对象并准确获取其传输的无线光通信信号数据。进一步地，所述的步骤S1具体包括下列步骤：S101、根据图像深度确定物体与图像传感器的不同距离；S102、将自动对焦区域确定于图像的中心；S103、根据不同对象的图像深度，调整并准确控制从图像传感器到图像对焦的距离。进一步地，所述的步骤S2具体包括下列步骤：S201、通过光敏传感器模块获取周围环境的光线水平信息；S202、通过光敏传感器模块的反馈，当周围环境的光线较强时，减少摄像头曝光时间；当周围环境的光线较暗时，增加摄像头曝光时间，从而控制智能终端摄像头入射光量。进一步地，所述的步骤S3具体包括下列步骤：S301、捕捉LED光源对象，获取LED光源的图像信息，并收集图像中的所有像素数据；S302、根据图像中像素信息，通过曝光控制算法调整整个画面的亮度图像增益，控制图像的亮度平均值，使得摄像头可以区分出LED光源中无线光数据的黑白级别；S303、获取LED光源发送的无线光数据，将其进行软件解码从何获得准确的无线光数据信息。根据公开的实施例，本专利技术的第二方面公开了一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制结构，所述的结构包括：智能终端外壳主体，智能终端摄像头以及智能终端主体内的硬件电路，所述的智能终端外壳主体包括触摸显示屏、主页按键以及其侧面按键，分别与所述的智能终端主体内的硬件电路电气连接，其中，按键和触摸显示屏用于控制智能终端相机软件功能从而控制智能终端摄像头进行图像的接收；所述的智能终端摄像头包括依次连接的摄像模块、控制模块、调节模块以及传输接口，所述的智能终端摄像头通过其传输接口与所述的智能终端主体内的硬件电路实现电气连接；所述的智能终端主体内的硬件电路包括储存模块和无线光数据解码模块。进一步地，所述的摄像模块设有依次连接的可调控光圈、镜头和传感器组，所述的传感器组包括图像传感器和光敏传感器，所述的控制模块，用于获取图像传感器感知的周围环境光线强度信息，控制摄像头曝光时间，从而控制吸收光量；所述的调节模块，用于调整整个图像画面像素的平均增益，运用曝光控制算法改变画面的光强增益，从而能够区分出LED光源发送的无线光数据信号，并传输到所述传输接口。进一步地，所述的传输接口为移动工业处理器接口MIPI。进一步地，所述的储存模块用于储存所获取的无线光通信信号图像；所述的无线光数据解码模块，包含中央处理器CPU及电子运算处理器，用于运算处理获得相应的无线光通信信号数据。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本专利技术提出了一种利用智能终端摄像头自动对焦与图像传感器像素增益调整方法的自动控制曝光技术，调整智能终端摄像头捕获LED光源对象整体画面的平均图像像素增益，从而识别并解码光源LED发出的无线光通信信号数据。(2)本专利技术结合使用了无线光通信技术的无线光数据传输方法，通过对光源LED对象的图像捕获，调整画面的像素增益，识别解码从而获取LED发出的无线光通信信号，实现智能终端在无线光通信领域的运用，本专利技术可以应用于不同的环境和场合，增加了智能终端功能的实用性和创新性。(3)本专利技术提出了一种利用智能终端摄像头自动对焦与图像传感器像素增益调整方法的自动控制曝光技术，调整智能终端摄像头捕获LED光源对象整体画面的平均图像像素增益，从而识别并解码光源LED发出的无线光通信信号数据。(4)本专利技术结合使用了无线光通信技术的无线光数据传输方法，通过对光源LED对象的图像捕获，调整画面的像素增益，识别解码从而获取LED发出的无线光通信信号，实现智能终端在无线光通信领域的运用，本专利技术可以应用于不同的环境和场合，增加了智能终端功能的实用性和创新性。附图说明图1是本专利技术中公开的用于无线光通信的智能终端自动曝光控制结构示意图；图2是本专利技术中实现智能终端自动对焦示意图；图3是本专利技术中智能终端接受图像曝光过度示意图；图4是本专利技术中实现智能终端曝光控制示意图。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做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。实施例一一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法，通过自动准确地控制从智能终端摄像头图像传感器到图像对象的距离，进行自动对焦；通过自动控制智能终端摄像头吸收的光量，进行自动曝光，根据周围环境的光线水平调整曝光时间，调节整个图像画面的亮度增益，从而能够从像素信息中准确的回复数字数据，获取准确的无线光通信信号数据。该方法实现更大化的使用手机功能，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法，其特征在于，所述的方法包括下列步骤：S1、根据各个图像对象与图像传感器之间的距离的方向，摄像头准确地控制从图像传感器到图像对象的距离，进行自动对焦；S2、根据周围环境的光线水平调整曝光时间，从而控制智能终端摄像头入射光量，进行自动曝光；S3、捕获LED光源的图像，收集图像中的所有像素数据，调整整个画面的亮度图像增益，识别LED光源对象并准确获取其传输的无线光通信信号数据。

【技术特征摘要】
1.一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法，其特征在于，所述的方法包括下列步骤：S1、根据各个图像对象与图像传感器之间的距离的方向，摄像头准确地控制从图像传感器到图像对象的距离，进行自动对焦；S2、根据周围环境的光线水平调整曝光时间，从而控制智能终端摄像头入射光量，进行自动曝光；S3、捕获LED光源的图像，收集图像中的所有像素数据，调整整个画面的亮度图像增益，识别LED光源对象并准确获取其传输的无线光通信信号数据。2.根据权利要求1所述的一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法，其特征在于，所述的步骤S1具体包括下列步骤：S101、根据图像深度确定物体与图像传感器的不同距离；S102、将自动对焦区域确定于图像的中心；S103、根据不同对象的图像深度，调整并准确控制从图像传感器到图像对焦的距离。3.根据权利要求1所述的一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法，其特征在于，所述的步骤S2具体包括下列步骤：S201、通过光敏传感器模块获取周围环境的光线水平信息；S202、通过光敏传感器模块的反馈，当周围环境的光线较强时，减少摄像头曝光时间；当周围环境的光线较暗时，增加摄像头曝光时间，从而控制智能终端摄像头入射光量。4.根据权利要求1所述的一种用于无线光通信的智能终端自动曝光控制方法，其特征在于，所述的步骤S3具体包括下列步骤：S301、捕捉LED光源对象，获取LED光源的图像信息，并收集图像中的所有像素数据；S302、根据图像中像素信息，通过曝光控制算法调整整个画面的亮度图像增益，控制图像的亮度平均值，使得摄像头可以区分出LED光源中无线光数据的黑白级别；S303、获取LED光源发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉香，关伟鹏，方良韬，谢灿宇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44