本发明涉及一种可见光通信装置,具有图像输入单元、计算单元、前置码检测单元、比特串检测单元以及接收单元。该图像输入单元配置用于输入对包含数据的可见光的发光源进行了摄影的图像数据。该计算单元配置用于从上述图像数据计算对于指定位置的图像的亮度值数据。该前置码检测单元配置用于基于上述亮度值数据检测与上述数据的开头相当的前置码。该比特串检测单元配置用于基于上述前置码从上述图像数据中检测上述数据的数据比特串。该接收单元配置用于从上述数据比特串再生上述数据。
1.一种可见光通信装置,具有:图像输入单元,输入对包含发送数据的可见光的发光源进行了摄影的图像数据,该发送数据包含前置码和数据比特串;计算单元,根据上述图像数据计算对于上述图像数据在注目图像区域的指定位置的亮度值数据;变动阈值计算单元,根据上述亮度值数据计算最大亮度值和最小亮度值,并计算用于检测上述亮度值数据的有效和无效的阈值;前置码检测单元,基于上述亮度值数据的阈值从上述图像数据检测上述前置码;比特串检测单元,基于上述前置码和上述阈值从上述图像数据中检测上述数据比特串;以及接收单元,基于上述数据比特串再生上述发送数据。
2.如权利要求1所述的可见光通信装置,其中,所述图像输入单元连续地输入各帧的图像数据;所述计算单元根据每个上述帧的图像数据计算上述亮度值数据。
3.如权利要求1所述的可见光通信装置,其中,上述前置码检测单元,在上述亮度值数据为上述阈值以上的状态即有效的时间和上述亮度值数据不到上述阈值的状态即无效的时间满足指定的条件的情况下,检测为上述前置码。
4.如权利要求1所述的可见光通信装置,其中,还具有提取单元,该提取单元提取包含上述图像数据的亮度值的变动大的亮点位置的上述注目图像区域;上述图像输入单元将与上述注目图像区域相对应的图像数据作为接收对象来输入。
5.如权利要求4所述的可见光通信装置,其中,还具有亮点位置计算单元,该亮点位置计算单元计算与上述注目图像区域相对应的图像数据的亮点位置;上述计算单元计算上述亮点位置的亮度值。
6.如权利要求1所述的可见光通信装置,其中,还具有修正单元,该修正单元对于由上述比特串检测单元检测的数据比特串,基于上述图像数据的帧率变动对比特位置的错位进行修正。
7.如权利要求1所述的可见光通信装置,其中,上述图像输入单元包括装有图像传感器的照相机。
8.如权利要求1所述的可见光通信装置,其中,上述接收单元将由上述比特串检测单元检测的数据比特串转换为字符串数据。
9.一种可见光通信装置的数据接收方法,包括:输入对包含发送数据的可见光的发光源进行了摄影的图像数据,该发送数据包含前置码和数据比特串;根据上述图像数据计算对于上述图像数据在注目图像区域的指定位置的亮度值数据;根据上述亮度值数据计算最大亮度值和最小亮度值,并计算用于检测上述亮度值数据的有效和无效的阈值;基于上述亮度值数据的阈值从上述图像数据检测上述前置码;基于上述前置码和上述阈值从上述图像数据中检测上述数据比特串;以及基于上述数据比特串再生上述发送数据。本申请基于2009年9月2日提交的日本在先专利申请2009-202917,并要求享受其优先权,后一份申请以引用方式全部并入本申请。技术领域
本发明涉及一种从图像中接收可见光所包含的数据的可见光通信装置。
背景技术
近年来,对可见光进行调制、解调而进行数据的收发的可见光通信装置的开发正在被推进。在可见光通信装置的接收单元中,存在如下单元:利用摄像机等所具有的图像传感器,通过图像处理来取出所发送的可见光所包含的数据。该接收单元由镜头等光学系统、图像传感器以及图像处理单元构成。上述接收单元为,通过数码摄像装置的摄影对象确认单元对可见光通信的受光状态进行确认。但是,为了从所摄影的图像中可靠地取出通过可见光通信所发送的数据,需要用于可靠地提取该数据的主体即数据比特串的图像处理。并且,要求能够不通过复杂、高成本的图像处理装置而通过构成简单、低成本的图像处理装置来实现。
发明内容
可见光通信装置具有图像输入单元、计算单元、前置码检测单元、比特串检测单元以及接收单元。该图像输入单元输入对包含数据的可见光的发光源进行了摄影的图像数据。该计算单元从上述图像数据计算对于指定位置的图像的亮度值数据。该前置码检测单元基于上述亮度值数据检测与上述数据的开头相当的前置码。该比特串检测单元基于上述前置码从上述图像数据中检测上述数据的数据比特串。该接收单元从上述数据比特串再生上述数据。
附图说明
图1是用于说明实施方式的可见光通信装置的构成的框图。图2是用于说明其他实施方式的可见光通信装置的构成的框图。图3是用于说明实施方式的可见光通信装置的具体构成的框图。图4是用于说明实施方式的可见光通信装置的动作的流程图。
具体实施方式
通常,根据一个具体实施方式,可见光通信装置具有图像输入单元、计算单元、前置码检测单元、比特串检测单元以及接收单元。该图像输入单元配置用于输入对包含数据的可见光的发光源进行了摄影的图像数据。该计算单元配置用于从上述图像数据计算对于指定位置的图像的亮度值数据。该前置码检测单元配置用于基于上述亮度值数据检测与上述数据的开头相当的前置码。该比特串检测单元配置用于基于上述前置码从上述图像数据中检测上述数据的数据比特串。该接收单元配置用于从上述数据比特串再生上述数据。以下,参照附图说明具体实施方式。[可见光通信装置的构成]图1是用于说明本实施方式的可见光通信装置的构成的框图。如图1所示,可见光通信装置大体上由发送数据的发送装置1和接收数据的接收装置2构成。本实施方式的可见光通信装置主要与接收装置2有关,为了方便使其为不包括发送装置的构成。如图1所示,发送装置1具有发光可见光的发光源10和发送控制控制器11。发送控制器11对发光源10进行控制,通过来自未图示的发送单元的发送数据对从发光源10发光的可见光进行调制。另一方面,接收装置2进行对从发送装置1发送的可见光进行受光、而对可见光所包含的数据(被调制了的发送数据)进行解调的接收处理。具体地说,本实施方式的接收装置2大体上由照相机12和计算机13构成。照相机12为,组装有CCD或者CMOS等图像传感器,输出对包括发光源10的摄影对象进行摄影而得到的图像数据。计算机13例如为个人计算机,安装有本实施方式的可见光接收所需要的图像处理用软件130。计算机通过执行该软件130,而执行从通过照相机12摄影的图像(图像数据)中解调可见光所包含的数据(被调制了的发送数据)的接收处理。图2是用于说明其他实施方式的可见光通信装置的构成的框图。其他实施方式的接收装置2为,如图2所示,也可以代替安装了图像处理用软件130的计算机13,而使用专用的可见光接收装置14。可见光接收装置14主要通过硬件构成,从通过照相机12得到的图像(图像数据)中解调可见光所包含的数据(被调制了的发送数据)。[可见光通信装置的作用效果]以下,参照图3以及图4的流程图,说明本实施方式的可见光通信装置的动作。首先,在本实施方式中,如图1所示,在发送装置1中,发送控制器11对发光源10进行控制,以便通过来自未图示的发送单元的发送数据对可见光进行调制。发送数据由后述的前置码(数据的开头)以及作为数据主体的数据比特串(编码数据)构成。另一方面,接收装置2为,通过照相机12对包括发光源10的摄影对象进行摄影,并输出图像数据。以下,参照图3以及图4说明本实施方式的接收装置2的数据接收处理。在接收装置2中,如图3所示,除了图像传感器30以及图形存储器31之外,图像输入控制器32以及各单元33~42通过计算机13的硬件以及软件130来实现。如图4所示,计算机13执行照相机12的各种设定和图像输入所需要的定时器设定等的初始化处理(步骤S1)。照相机12通过所组装的图像传感器30来取入包括发光源10的摄影对象的图像。计算机13将以与照相机12的性能相对应的帧率(帧/秒)摄影的图像,例如作为16帧量的图像数据而连续地输入(步骤S2)。该所输入的帧单位的图像数据按照摄像顺序存储在图形存储器31中。计算机13对图形存储器31所存储的图像数据以帧单位进行图像处理,而提取(解调)在与脉冲信号的有效(ON)、无效(OFF)相对应的发光源10的点灭状态下所调制的数据比特串,并存储到内单元存储器中(步骤S4)。并且,计算机13将该数据比特串转换为字符串数据(字符代码串)并作为接收数据进行输出(步骤S6)。计算机13如后述那样,作为通过比特串解码器38对数据比特串进行提取(检测)的前阶段处理,执行对作为数据比特串的开头的前置码进行检测的处理(步骤S3)。参照图3具体说明与该前置码检测相关联的处理。首先,图像输入控制器32以输入图像传感器30整体的图像数据的方式进行设定。该整体图像数据为,指定的帧数量(此处为16帧)连续地存储在图形存储器31中。接着,目标候补捕捉单元34,从指定的帧数量的整体图像数据中,作为目标候补(单元量图像)而提取图像之间亮度值的变动较大的亮点,并求出图像数据中的位置。目标候补捕捉单元34,在存在多个目标候补的情况下,对他们的位置都进行记录。接着,注目范围设定单元33选择1个目标候补,并将包围该亮点的注目区域设定到图像输入控制器32中。图像输入控制器32进行控制,以便仅该注目区域的图像数据(部分图像)以较高帧率从图像传感器30输出,并存储到图形存储器31中。亮度位置计算单元35对各图像数据的注目区域的亮点位置进行计算。接着,亮度值计算单元36对亮度位置计算单元35计算出的亮点位置的亮度值进行计算,并对作为其计算结果的亮度值数据进行计算。该亮度值数据是与摄影顺序的帧数量(此处为16帧)相对应的每个帧序号的时间序列数据。亮度值计算单元36,将计算出的亮度值数据输出到前置码检索单元37和变动阈值计算单元41。变动阈值计算单元41根据亮度值数据计算亮度最大值和亮度最小值,并计算与脉冲信号的有效、无效相对应的点灭的阈值。变动阈值计算单元41将计算出的阈值输出到前置码检索单元37以及比特串解码器38。前置码检索单元37,对于帧数量(此处为16帧)的每个图像数据,基于通过变动阈值计算单元41计算出的阈值,检索表示发送数据的开头的前置码(步骤S3)。即,前置码检索单元37,在表示亮度最大值的帧的亮度值数据中,在与该亮度值数据的脉冲信号的有效、无效相对应的时间满足指定的条件的情况下,检测为前置码。换言之,前置码检索单元37,在与脉冲信号的有效、无效相对应的发光源10的点灭状态下,将从点灯定时开始最初出现的脉冲检测为前置码。比特串解码器38,将通过前置码检索单元37检测的前置码以后的亮度数据转换为数据比特串并输出(步骤S4、S5)。此处,比特串解码器38执行根据1帧量的亮度数据计算前置码的位置、数据大小(1字节)、作为数据主体的数据比特串的大小(1字节)的处理。另外,帧率修正单元42基于逐次副帧精度来计算转换后的数据比特串的比特位置,并将对其错位进行修正的结果输出到比特串解码器38。字符串解码器39,将从比特串解码器38输出的数据比特串(编码数据)转换(解码)为字符串数据(步骤S6)。比特串错误订正单元40检测并订正字符串数据中的错误(步骤S7)。或者,比特串错误订正单元40将检测出错误的字符串数据废弃。对于以上那样的目标候补1点,在注目范围设定单元33的处理、图像输入处理、数据比特串解码、字符串解码、以及到比特错误订正为止的一系列处理结束之后,对于其他目标候补也重复同样的处理。如上所述,本实施方式的可见光通信装置为,通过在照相机12中组装的图像传感器30将包括发光源10的摄影对象的图像连续地输入,并执行对于该输入图像的图像处理,而提取(解调)在发光源10的点灭状态下被调制的数据比特串。此时,本实施方式的可见光通信装置,作为通过比特串解码器38提取数据比特串的前阶段处理,而可靠地检测出在我数据比特串的开头的前置码。因此,能够从输入图像中可靠地提取前置码以后的作为数据主体的数据比特串(编码数据)。换言之,能够从通过照相机摄影的图像中可靠地取出通过可见光通信发送的数据。此时,在本实施方式中,如安装了图像处理用软件130的个人计算机13等那样,能够通过构成简单、低成本的图像处理装置实现数据接收所需要的图像处理。另外,根据本实施方式的图像处理方法,通过利用图3所示的功能要素30~36的一系列处理,能够提供从摄影图像中自动地检测出可见光通信发送侧的发光源10的功能。并且,在数据接收中,在发送装置1的发光源10的位置移动的情况下,还能够提供常时追随其位置的功能。并且,在图像中存在多个发光源10的情况下,通过依次捕捉各发光源10能够实现来自多个发送侧的数据接收。主要来说,根据本实施方式,能够根据对可见光的发光源进行了摄影的图像的亮度值来检测可见光所包含的数据的前置码。因此,能够基于该前置码从图像中提取发送数据的数据比特串。对于本领域技术人员来说,其他优点和变通是很容易联想得到的。因此,本发明就其较宽方面而言,并不限于本申请给出和描述的具体细节和说明性实施例。因此,在不偏离所附权利要求及其等同物定义的总发明构思精神或保护范围的前提下,可以做出各种修改。