一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法与系统，所述系统包括智能手机外壳主体、智能手机摄像头、触摸显示屏和安装在智能手机外壳主体内的硬件电路；所述智能手机外壳主体侧面按键和触摸显示屏能够用于控制智能手机摄像头进行图像的接收捕获；所述智能手机摄像头中设置有图像传感器以及数字信号处理器；所述硬件电路包括电子运算处理器模块并连接有其他外设，所述电子运算处理器模块与其他外设设置在智能手机外壳主体内部的硬件电路上。所述系统基于智能手机中的图像传感器，通过提高图像传感器的帧速率，补偿智能手机连续捕获图像时因抖动带来的模糊效果，具有广阔的应用前景。

Frame rate control method and system of smart phone for visible light communication

The invention discloses a method for visible light communication intelligent mobile phone frame rate control method and system, the system includes intelligent agent, intelligent mobile phone shell mobile phone camera, touch screen and hardware installed in the intelligent mobile phone shell body; the intelligent mobile phone shell main body side buttons and the touch screen can be used to receive intelligent control mobile phone camera image capture; image sensor and digital signal processor is provided with the intelligent mobile phone camera; the hardware circuit includes electronic computing processor module and connected with other peripherals, the electronic processor module and other peripheral hardware circuit of intelligent mobile phone set inside the casing main body. The system is based on the image sensor in the smart phone, and improves the frame rate of the image sensor to compensate the fuzzy effect caused by the jitter of the smartphone when capturing the image continuously, so it has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法与系统
本专利技术涉及可见光通信
，具体涉及一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法与系统。
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手机功能的不断更新，人们对于智能手机的需求越来越趋向于多元化，如今智能手机中作为通信的手段仅仅是通过以GSM(全球移动通信系统)制式和CDMA(码分多址无线通信技术)方式实现，即数字信号进行通信；智能手机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手机功能结合使用，将智能手机相机作为OCC(OpticalCameraCommunication)通信设备，用于可见光通信中进行光通信信号的传输，那么智能手机在日常生活中的普及将会带来很大的便利。由于OCC(OpticalCameraCommunication)通信是一种图像帧单元通信方式，对帧速率进行控制有利于OCC通信，方便调节OCC通信传输速率；在现有的技术中，智能手机拍照时手机机身的运动也会对智能手机摄像头捕获图像造成影响，第一种是手机捕获图像时偏移一个很微小的角度，第二种是手机捕获图像时上机在竖直方向或其他方向的平行运动，都会使得捕捉的目标在图像传感器上显示的像素发生偏移，使得像素帧变得模糊，而对帧速率进行控制可以减小机身运动带来的影响，即可以补偿智能手机机身的运动。因此，极为有必要开发一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法与系统，调节智能手机图像传感器捕获图像的速率，同时能够准确获取可见光通信数据；满足用户对多元化智能手机功能的需求，优化智能手机摄像头以及图像传感器等智能手机硬件电路的使用，更大化的利用手机现有的硬件设备，结合可见光通信技术，实现在接收图像的同时实现可见光通信信号的传输。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供了一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法，所述方法补偿了智能手机连续捕获图像时抖动带来的模糊效果，能够准确获取可见光通信数据，增大了智能手机在光通信中的运用，拓展了智能手机的实用功能，具有广阔的应用前景。本专利技术的另一目的在于提供一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制系统。本专利技术的目的可以通过如下技术方案实现：一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、智能手机摄像头内的图像传感器捕获LED光源的图像，获得完整图像像素信息，并根据完整图像像素信息中各像素的强度，提取出LED光源的信源数据，识别LED光源在图像中的像素位置；步骤2、利用分割技术将LED光源从完整图像中分割出来，获得完整的LED光源可见光信息而不改变图像像素大小，将完整的LED光源可见光信息经A/D转换器转换后得到新的图像信息，以提高图像传感器的读出速度；步骤3、提高图像传感器捕获LED光源的图像的速率，补偿智能手机机身抖动造成的成像模糊。本专利技术的另一目的可以通过如下技术方案实现：一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制系统，所述系统包括智能手机外壳主体、智能手机摄像头、触摸显示屏和安装在智能手机外壳主体内的硬件电路；所述智能手机外壳主体侧面按键和触摸显示屏能够用于控制智能手机摄像头进行图像的接收捕获；所述智能手机摄像头中设置有图像传感器以及数字信号处理器；所述硬件电路包括电子运算处理器模块并连接有其他外设，所述电子运算处理器模块与其他外设设置在智能手机外壳主体内部的硬件电路上；目标光源LED发射可见光信号，通过使用所述触摸显示屏或智能手机外壳主体侧面按键控制智能手机相机软件发出拍照信号，通过所述拍照信号控制智能手机摄像头内的图像传感器捕获接收图像数据，捕获图像数据中的目标光源LED，根据完整图像中像素强度提取出LED信源数据，识别光源LED对象在图像中的像素位置，使用分割技术，将包含所述可见光信号数据的像素进行分割，获取完整的LED可见光数据而不改变数据原本像素大小，将分割后的数据传输到A/D转换器中进行重新成像，减少传输图像的数据大小来提高图像传感器的输出速率，从而提高智能手机图像传感器的帧速率。进一步地，所述智能手机外壳主体内的硬件电路包括中央处理器CPU、电子信号处理器模块以及连接的其他外设，每一个功能模块和与硬件电路进行电气连接的其他外设都受中央处理器CPU的控制，控制信号由传输线进行传输。进一步地，为保证中央处理器CPU与各个外设之间的传输线保持阻抗的连续性并且能够消除反射现象，在中央处理器CPU与各个外设之间采用平行走线，确保数据到达中央处理器CPU与各个外设的时间相近。进一步地，所述智能手机摄像头还包括A/D转换器模块，图像传感器通过传输线将可见光数据传输到数字信号处理器，再由数字信号处理器将信号数据传输到A/D转换器模块进行重新成像，最后通过传输线传输到软件层进行下一步处理；各模块之间通过智能手机摄像头内部硬件电路进行电气连接。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术的用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法，在保证捕获完整可见光数据的同时，提高图像传感器的输出速率，从而提高了智能手机帧速率，解决了智能手机捕获像素时机身抖动带来的成像模糊问题。2、本专利技术结合使用了可见光通信技术中的可见光数据传输方法，通过对光源LED目标的捕获，获取LED发出的可见光通信数据，本专利技术可以应用于不同的环境与场合，增加了智能手机功能的实用性和创新性。附图说明图1为本专利技术实施例1的一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制系统的结构示意图。图2为本专利技术实施例2中智能手机机身旋转对图像传感器捕获像素的影响示意图。图3为本专利技术实施例2中智能手机机身垂直方向移动对图像传感器捕获像素的影响示意图。图4为本专利技术实施例2中实现图像传感器的数据分割示意图。图5为本专利技术实施例2中图像传感器以帧速率30fps连续捕获像素的示意图。图6为本专利技术实施例2中图像传感器以帧速率60fps连续捕获像素的示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1：本实施例提供了一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制系统，所述系统的结构图如图1所示，包括智能手机外壳主体、智能手机摄像头、触摸显示屏和安装在智能手机外壳主体内的硬件电路；所述智能手机外壳主体侧面按键和触摸显示屏能够用于控制智能手机摄像头进行图像的接收捕获；所述智能手机摄像头中设置有图像传感器以及数字信号处理器；所述硬件电路包括电子运算处理器模块并连接有其他外设，所述电子运算处理器模块与其他外设设置在智能手机外壳主体内部的硬件电路上；目标光源LED发射可见光信号，通过使用所述触摸显示屏或智能手机外壳主体侧面按键控制智能手机相机软件发出拍照信号，通过所述拍照信号控制智能手机摄像头内的图像传感器捕获接收图像数据，捕获图像数据中的目标光源LED，根据完整图像中像素强度提取出LED信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、智能手机摄像头内的图像传感器捕获LED光源的图像，获得完整图像像素信息，并根据完整图像像素信息中各像素的强度，提取出LED光源的信源数据，识别LED光源在图像中的像素位置；步骤2、利用分割技术将LED光源从完整图像中分割出来，获得完整的LED光源可见光信息而不改变图像像素大小，将完整的LED光源可见光信息经A/D转换器转换后得到新的图像信息，以提高图像传感器的读出速度；步骤3、提高图像传感器捕获LED光源的图像的速率，补偿智能手机机身抖动造成的成像模糊。

【技术特征摘要】
1.一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、智能手机摄像头内的图像传感器捕获LED光源的图像，获得完整图像像素信息，并根据完整图像像素信息中各像素的强度，提取出LED光源的信源数据，识别LED光源在图像中的像素位置；步骤2、利用分割技术将LED光源从完整图像中分割出来，获得完整的LED光源可见光信息而不改变图像像素大小，将完整的LED光源可见光信息经A/D转换器转换后得到新的图像信息，以提高图像传感器的读出速度；步骤3、提高图像传感器捕获LED光源的图像的速率，补偿智能手机机身抖动造成的成像模糊。2.一种用于可见光通信的智能手机帧速率控制系统，其特征在于：所述系统包括智能手机外壳主体、智能手机摄像头、触摸显示屏和安装在智能手机外壳主体内的硬件电路；所述智能手机外壳主体侧面按键和触摸显示屏能够用于控制智能手机摄像头进行图像的接收捕获；所述智能手机摄像头中设置有图像传感器以及数字信号处理器；所述硬件电路包括电子运算处理器模块并连接有其他外设，所述电子运算处理器模块与其他外设设置在智能手机外壳主体内部的硬件电路上；目标光源LED发射可见光信号，通过使用所述触摸显示屏或智能手机外壳主体侧面按键控制智能手机相机软件发出拍照信号，通过所述拍照信号控制智能手机摄像头内的图像传感器捕获接收图像数据，捕获图像数据中的目标光源LED，根据完...

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