[發(fā)明專利]一種基于變數(shù)據(jù)區(qū)長度的可見光通信編碼擴碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710483533.3
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107222260B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉廷章;邰敏
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B10/516;H04B10/50
• 代理公司: 31205 上海上大專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 陸聰明

1.一種基于變數(shù)據(jù)區(qū)長度的可見光通信編碼擴碼方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、通過數(shù)據(jù)區(qū)編碼變長度分解方法，將n位長編碼數(shù)據(jù)進行分段，分成k組數(shù)據(jù)區(qū)長度不一致的短編碼，為短編碼添加區(qū)分符，構(gòu)成k組通信碼；

步驟2、LED燈具通過變長度編碼發(fā)送方法，將k組通信碼序列循環(huán)發(fā)送出去；

步驟3、可見光通信接收終端通過變長度編碼接收方法，采用攝像頭接收LED燈具發(fā)送的通信碼序列并形成p張圖像；

步驟4、可見光通信接收終端通過圖像解碼與合成方法解碼，首先對p張圖像進行處理與解碼，從中挑選出k組短編碼，依據(jù)數(shù)據(jù)區(qū)編碼變長度分解方法進行逆向合成，還原成原n位長編碼，長編碼為發(fā)送端LED燈的唯一身份碼，對應該LED燈的特征信息。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于變數(shù)據(jù)區(qū)長度的可見光通信編碼擴碼方法，其特征在于，所述步驟1中的數(shù)據(jù)區(qū)編碼變長度分解方法，將要發(fā)送的n位長編碼分為k組短編碼，各組短編碼長度分別為n₁,n₂,...,n_k，并且滿足且n₁＜n₂＜...＜n_k；然后為每個短編碼添加區(qū)分符，構(gòu)成k組通信碼，k組通信碼具有相同的區(qū)分符、不同的數(shù)據(jù)區(qū)長度；在形成通信碼時，有些通信碼是無效編碼，需要剔除，具體方法是：

步驟1.1、通信碼中如果數(shù)據(jù)區(qū)有與區(qū)分符重合的部分，則該編碼無效，剔除這種情況；

步驟1.2、如果用戶對于光通量調(diào)制率有下限要求，如要求光通信時光通量調(diào)制率不得低于a％，則需要進一步篩選有效通信碼：開通和關斷分別代表1和0，則通信碼中，1的個數(shù)至少是總個數(shù)的a％；最后k組通信碼中符合要求的通信碼數(shù)目依次是m₁,m₂,...,m_k；

步驟1.3、滿足上面步驟1.1與步驟1.2的k組通信碼，表示有效的n位數(shù)據(jù)編碼數(shù)量，共有種。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于變數(shù)據(jù)區(qū)長度的可見光通信編碼擴碼方法，其特征在于，所述步驟2中的變長度編碼發(fā)送方法，首先每組通信碼構(gòu)成一個小周期，k組通信碼序列構(gòu)成一個大周期；然后使用編碼控制器控制LED燈具發(fā)光亮暗變化，實現(xiàn)對應小周期中01編碼的發(fā)送；其次按照k組通信碼依次控制LED燈具實現(xiàn)k個小周期的編碼發(fā)送，k個小周期構(gòu)成一個大周期；按照該方法用編碼控制器控制LED燈具循環(huán)發(fā)送大周期編碼。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于變數(shù)據(jù)區(qū)長度的可見光通信編碼擴碼方法，其特征在于，所述步驟3中的變長度編碼接收方法，所述的可見光通信接收終端包括帶攝像頭和帶數(shù)據(jù)處理能力的處理器系統(tǒng)，通過控制該可見光通信接收終端，使其連續(xù)接收p張圖像，要求p≥k，以保證p張圖像中含有k張有不同數(shù)據(jù)區(qū)長度的短編碼圖像。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于變數(shù)據(jù)區(qū)長度的可見光通信編碼擴碼方法，其特征在于，所述步驟4中的圖像解碼與合成方法，具體步驟是：

步驟4.1、針對可見光通信接收終端接收到的p張圖像，依次進行圖像處理，使用圖像預處理去除干擾，根據(jù)LED燈形狀特征提取LED燈區(qū)域，根據(jù)區(qū)分符特征提取出通信碼數(shù)據(jù)區(qū)編碼圖像；

步驟4.2、解碼算法包括：對通信碼數(shù)據(jù)區(qū)圖像進行濾波和二值化操作，使數(shù)據(jù)區(qū)圖像轉(zhuǎn)為黑白條紋；遍歷搜索黑白條紋的寬度，同時求出數(shù)據(jù)區(qū)的總寬度；以區(qū)分符的寬度為基準，求出數(shù)據(jù)區(qū)的長度，結(jié)合數(shù)據(jù)區(qū)長度和區(qū)分符寬度確定黑白條紋寬度基準，將數(shù)據(jù)區(qū)黑、白條紋寬度依據(jù)與對應黑、白條紋寬度基準的比值，轉(zhuǎn)化為對應的01數(shù)值，數(shù)據(jù)區(qū)的黑白條紋通過解碼算法轉(zhuǎn)變?yōu)槎M制短編碼；按照上述解碼算法從p張圖像中解碼得到p個數(shù)據(jù)短編碼；

步驟4.3、從步驟4.2中解出的p個數(shù)據(jù)短編碼中，挑選出k個數(shù)據(jù)位長度不同的數(shù)據(jù)短編碼，作為k個有效短編碼；

步驟4.4、將步驟4.3獲得的k個有效短編碼按照數(shù)據(jù)位長度進行排序，組合成原n位長編碼數(shù)據(jù)，長編碼為發(fā)送端LED燈的唯一ID碼，對應該LED燈的特征信息。