CN103916185A - 光信号解码方法和装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光信号解码方法和装置及系统。光信号解码方法包括：获取光信号对应的明暗条纹图片；对明暗条纹图片进行解析，得到明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量；以及根据暗条纹数量或明条纹数量获取明暗条纹图片对应的码元信息。通过本发明，提高了解码的准确性。

Description

光信号解码方法和装置及系统
技术领域
本发明涉及光通信领域，具体而言，涉及一种光信号解码方法和装置及系统。
背景技术
在现有技术中，根据图像特征解码的功能通常由移动设备的摄像头和各种图像特征提取方法实现。光信号的编码一般采用高频率地开关灯具的方式，这样会在拍摄到的一连串图像中出现明暗条纹或画面，如图1所示。现有技术或根据图像中明暗条纹的宽度，或根据图像中光斑处的像素灰度值大小来解码。但前者很容易受到光照和过曝现象的影响，比如光斑中心处会出现暗条纹变窄的情况。而后者不仅要求拍摄画面和发送信号的时间同步，更要严格要求摄像头的曝光时间等于拍摄一帧画面的时间，同时像素灰度值的大小也很容易受到光照环境，成像设备本身的噪声影响，导致解码的结果准确度降低。
针对现有技术中解码的结果准确度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光信号解码方法和装置及系统，以解决解码的结果准确度低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光信号解码方法。该光信号解码方法包括：获取光信号对应的明暗条纹图片；对明暗条纹图片进行解析，得到明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量；以及根据暗条纹数量或明条纹数量获取明暗条纹图片对应的码元信息。
进一步地，光信号携带有预定的码元信息，预定的码元信息由光信号的特征信息表示，其中，不同的特征信息表示不同的码元信息，特征信息为预设时间内接收脉冲的个数，其中，脉冲的个数等于暗条纹数量或明条纹数量。
进一步地，不同的明暗条纹图片对应的暗条纹数量或明条纹数量不同，不同的暗条纹数量或明条纹数量对应不同的光信号的频率。
进一步地，码元信息包括多个码元，多个码元的占空比相同，不同特征信息对应不同的码元信息，在根据暗条纹数量或明条纹数量获取明暗条纹图片对应的码元信息包括：根据暗条纹数量或明条纹数量获取第一明暗条纹图片对应的第一码元信息，其中，第一码元对应第一特征信息；根据暗条纹数量或明条纹数量获取第二明暗条纹图片对应的第二码元信息，其中，第二码元对应第二特征信息；以及根据暗条纹数量或明条纹数量获取第三明暗条纹图片对应的第三码元信息，其中，第三码元对应第三特征信息；第一码元、第二码元和第三码元共同组成一个码元信息。
进一步地，码元信息包括：起始位，对应第一码元，用于标记码元信息的起始位置；数据信息位，由多个第二码元和多个第三码元组成，用于记录信息，其中，根据第二码元或第三码元个数的不同以及第二码元或第三码元排列顺序的不同来表示不同的信息，信息与预定信息相对应，其中，起始位与数据信息位共同组成一个码元信息。
进一步地，码元信息还包括：校验位，由起始位至最后一个数据位的逻辑运算得到，用于校验码元信息其中，校验位处于数据信息位之后，起始位、数据信息位和校验位共同组成一个码元信息。
进一步地，对明暗条纹图片进行解析，得到明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量包括，解析明暗条纹图片中的有效区域，其中，有效区域为与光源对应的区域；以及获得有效区域中的暗条纹数量或明条纹数量。
进一步地，解析明暗条纹图片中的有效区域包括：确定明暗条纹图片的像素点，根据多个像素点的灰度值获得阈值，其中，阈值为计算多个像素点的灰度值得到的平均值；在一张明暗条纹图片中存在一个或多个发光面区域，其中，发光面区域为在同一个区域中同时有多个像素点的灰度值大于阈值的区域，寻找发光面区域包括：当发光面区域为一个时，以发光面区域中一个灰度值大于阈值的点为中心位置，以预定像素为边长设置一个正方形，设定正方形为发光面区域；当发光面区域为多个时，以每个发光面区域中的一个灰度值大于阈值的点为中心位置，以预定像素为边长设置一个正方形，设定正方形为发光面区域，其中，距离明暗条纹图片中心点最近的发光面区域距离拍摄设备最近；将发光面区域的一部分确定为有效区域，其中，有效区域为发光面矩形。
进一步地，将发光面区域的一部分确定为有效区域包括：对发光面区域进行逐行扫描，记录发光面区域像素点坐标；确定发光面区域像素点坐标中横坐标的最大值和横坐标的最小值，以及纵坐标的最大值和纵坐标的最小值；由横坐标的最大值、横坐标的最小值，纵坐标的最大值，纵坐标的最小值作为端点确定矩形区域作为有效区域。
进一步地，获得有效区域中的暗条纹数量或明条纹数量包括：确定有效区域的中心点；以中心点为原点，对中心点的横坐标的值加或减预定像素，得到增加预定像素的第一横坐标和减少预定像素的第二横坐标；根据第一横坐标、第二横坐标、纵坐标的最大值和纵坐标的最小值确定缩减后的发光面矩形；对缩减后的发光面矩形取灰度值，将灰度值二元化，并对二元化后的灰度值进行求和，计算有效区域中的暗条纹数量或明条纹数量。
进一步地，对缩减后的发光面矩形取灰度值，将灰度值二元化，并对二元化后的灰度值进行求和，计算有效区域中的暗条纹数量或明条纹数量包括：确定灰度值二元化的阈值，将灰度值二元化，其中，灰度值二元化的阈值为灰度值的最大值和灰度值的最小值的平均值，或者有效区域中所有灰度值的平均值，其中，当灰度值大于或等于灰度值二元化的阈值时，灰度值二元化后的值为第一值；当灰度值小于灰度值二元化的阈值时，灰度值二元化后的值为第二值；对灰度值二元化后的值进行逐行求和，得到二元化灰度值的和，其中，当二元化灰度值的和大于或等于灰度值二元化的阈值时，二元化灰度值的和二元化后的值为第一值；当二元化灰度值的和小于灰度值二元化的阈值时，二元化灰度值的和二元化后的值为第二值，其中，第一值表示明条纹，第二值表示暗条纹。
进一步地，对缩减后的发光面矩形进行取灰度值，将灰度值二元化，并对二元化后的灰度值进行求和，计算明暗条纹数量或明条纹数量还包括：确定灰度值二元化的阈值，将灰度值二元化，其中，灰度值二元化的阈值为灰度值的最大值和灰度值的最小值的平均值，或者有效区域中所有灰度值的平均值，其中，当灰度值大于或等于灰度值二元化的阈值时，灰度值二元化后的值为第一值；以及当灰度值小于灰度值二元化的阈值时，灰度值二元化后的值为第二值；对灰度值二元化后的值进行逐行求和，得到二元化灰度值的和，对二元化灰度值的和求一阶导数，得到一阶导数的符号值，并对一阶导数的符号值求导，其中，如果对一阶导数的符号值求导后的结果大于0，则一阶导数的符号值对应的点为明条纹变成暗条纹或者暗条纹变成明条纹的地方，一阶导数的符号值对应的点的个数即为明暗条纹的总个数。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种光信号解码装置。该光信号解码装置包括：获取模块，用于获取光信号对应的明暗条纹图片；解析模块，用于对明暗条纹图片进行解析，得到明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量；以及解码模块，用于根据暗条纹数量或明条纹数量获取明暗条纹图片对应的码元信息。
进一步地，光信号携带有预定的码元信息，预定的码元信息由光信号的特征信息相应表示，其中，不同的特征信息表示不同的码元信息，特征信息为预设时间内接收脉冲的个数，其中，脉冲的个数等于暗条纹数量或明条纹数量，不同的明暗条纹图片对应的暗条纹数量或明条纹数量不同，不同的暗条纹数量或明条纹数量对应不同的光信号频率；码元信息包括多个码元，多个码元的占空比相同，不同频率的光信号对应不同的码元信息，解码模块包括：第一解码单元，用于根据暗条纹数量或明条纹数量获取第一明暗条纹图片对应的第一码元信息，其中，第一码元对应第一特征信息；第二解码单元，用于根据暗条纹数量或明条纹数量获取第二明暗条纹图片对应的第二码元信息，其中，第二码元对应第二特征信息；第三解码单元，用于根据暗条纹数量或明条纹数量获取第三明暗条纹图片对应的第三码元信息，其中，第三码元对应第三特征信息；第一码元、第二码元和第三码元共同组成一个码元信息。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种光信号解码系统。该光信号解码系统包括：至少一个光源，用于发射光信号；光信号解码装置，用于获取光信号对应的明暗条纹图片，对明暗条纹图片进行解析，得到明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量，以及根据暗条纹数量或明条纹数量获取明暗条纹图片对应的码元信息。
进一步地，光源为多个，不同的光源发射不同的光信号，不同的光信号对应的不同的明暗条纹图片，其中，光源包括第一光源和第二光源，第一光源用于发射第一光信号，第二光源用于发射第二光信号，光信号解码装置用于获取与第一光信号对应的第一明暗条纹图片，得到第一暗条纹数量或明条纹数量，获取与第一暗条纹数量或明条纹数量对应的第一码元信息，以及获取与第二光信号对应的第二明暗条纹图片，得到第二暗条纹数量或明条纹数量，获取与第二暗条纹数量或明条纹数量对应的第二码元信息。
通过本发明使用拍摄设备的摄像头拍摄一连串图像，首先检测并固定出光源区域，然后在光源区域统计暗条纹的个数，根据条纹的个数解码出对应的码元值。解决了现有技术中解码的结果准确度低的问题，进而达到了提高解码准确性的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术的明暗条纹宽度解码的示意图；
图2是根据本发明实施例解码光信号的流程图；
图3是根据本发明实施例的LED灯具发送不同频率光信号的示意图；
图4是根据本发明实施例的利用在预设时间内脉冲的个数不同来代表不同的数据信息的示意图；
图5（a）是根据本发明实施例的在相同时间t内较高频率负脉冲的个数较多来表示第一信号的示意图；
图5（b）是在图5（a）所示情形下图像传感器拍摄的视频图像的示意图；
图6（a）是根据本发明实施例的在相同时间t内中间频率负脉冲的个数少于较多，多于较少来表示第二信号的示意图；
图6（b）是在图6（a）所示情形下图像传感器拍摄的视频图像的示意图；
图7（a）是根据本发明实施例的在相同时间t内较低频率负脉冲的个数较多来表示第三信号的示意图；
图7（b）是在图7（a）所示情形下图像传感器拍摄的视频图像的示意图；
图8（a）是根据本发明实施例的明暗条纹图片的示意图；
图8（b）是根据本发明实施例明暗条纹图片中有效区域的示意图；
图9是根据本发明实施例中从图片中央向外寻找灰度值大于阈值的像素点的示意图；
图10是根据本发明实施例中确定明暗条纹图片中有效区域的示意图；
图11是根据本发明实施例中寻找Xmin和Xmax的示意图；
图12是根据本发明实施例中寻找Ymin和Ymax的示意图；
图13是根据本发明实施例中找到发光面矩形的示意图；
图14是根据本发明实施例中找到缩减后的发光面矩形的示意图；
图15是根据本发明实施例获取暗条纹数量或明条纹数量的示意图；
图16是根据本发明实施例获取明暗条纹总数的示意图；
图17（a）是根据本发明实施例的明暗条纹图片中11个暗条纹的示意图；
图17（b）是根据本发明实施例的明暗条纹图片中5个暗条纹的示意图；
图17（c）是根据本发明实施例的明暗条纹图片中3个暗条纹的示意图；
图18（a）是与图17（a）中11个暗条纹相对应的频率的示意图；
图18（b）是与图17（b）中5个暗条纹相对应的频率的示意图；
图18（c）是与图17（c）中3个暗条纹相对应的频率的示意图；
图19（a）是与图18（a）中频率相对应的理想频率的示意图；
图19（b）是与图18（b）中频率相对应的理想频率的示意图；
图19（c）是与图18（c）中频率相对应的理想频率的示意图；
图20是根据本发明实施例解码得到一系列码元信号的示意图；以及
图21是根据本发明实施例重新排列码元的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图2为根据本发明实施例解码光信号的流程图，该方法包括如下的步骤S1至步骤S3：
步骤S1，获取光信号对应的明暗条纹图片。
图3是根据本发明实施例的LED灯具发送不同频率光信号的示意图。如图所示，能够发送地址编码的灯具发射光信号，利用内部的调制控制器系统，控制发出的光信号的频率。
灯具连续发送光信号，光信号的频率可以不同也可以相同，光信号携带的码元信息中码元的占空比可以相同也可以不同。
图4是根据本发明实施例的利用在预设时间内负脉冲的个数不同来代表不同的数据信息的示意图。
定义在预设时间内调制宽度相同负脉冲，以不同负脉冲的个数来代表不同的数据信息。宽度相同负脉冲在图像传感器拍摄图像出来表现为相同的暗条纹。
图5（a）是根据本发明实施例的在相同时间t内较高频率负脉冲的个数较多来表示第一信号的示意图。
第一信号：使用在相同时间t内较高频率负脉冲的个数较多来表示第一信号，例如负脉冲宽度为0.1ms，正脉冲宽度为0.1ms，10-11条暗条纹来表示第一信号。
图5（b）是在图5（a）所示情形下图像传感器拍摄的视频图像的示意图。
光源使用较高频率负脉冲宽度为0.1ms和正脉冲宽度为0.1ms的脉冲宽度调制信号发射的光信号，通过图像传感器640*480的解析度拍摄出来的视频图像，可以清晰的输出10-11条暗条纹
定义解码时拍摄到10-11个暗条纹的图像时，此图像的信息为第一信号
图6（a）是根据本发明实施例的在相同时间t内中间频率负脉冲的个数少于较多，多于较少来表示第二信号的示意图。
第二信号：使用在相同时间t内中间频率负脉冲的个数少于较多的脉冲数量来表示第二信号，例如负脉冲宽度为0.1ms，正脉冲宽度为0.3ms，5-6条暗条纹来表示第二信号
图6（b）是在图6（a）所示情形下图像传感器拍摄的视频图像的示意图。
光源使用中间频率负脉冲宽度为0.1ms和正脉冲宽度为0.3ms的脉冲宽度调制信号发射的光信号，通过图像传感器640*480的解析度拍摄出来的视频图像，可以清晰的输出5-6条暗条纹。
定义解码时拍摄到5-6个暗条纹的图像时，此图像的信息为第二信号（第二Code）
图7（a）是根据本发明实施例的在相同时间t内较低频率负脉冲的个数较多来表示第三信号的示意图。
第三信号：使用在相同时间t内较低频率负脉冲的个数较多来表示第三信号，例如负脉冲宽度为0.1ms，正脉冲宽度为0.7ms，2-3条暗条纹来表示第三信号。
图7（b）是在图7（a）所示情形下图像传感器拍摄的视频图像的示意图。
光源使用较低频率负脉冲宽度为0.1ms和正脉冲宽度为0.7ms的脉冲宽度调制信号发射的光信号，通过图像传感器640*480的解析度拍摄出来的视频图像，可以清晰的输出2-3条暗条纹。
定义解码时拍摄到2-3个条纹的图像时，此图像的信息为第三信号。
能够发送地址编码的灯具，能够按照一定的编码规则发送预定地址信息。灯具中的光源连续发送光信号，其中，连续发送的一组光信号表示一个地址信息。一个地址信息中包含多个码元，不同的码元对应不同频率的光信号，优选地，一个码元对应一个频率的光信号，一个码元也对应一个明暗条纹图片，也就是一个频率的光信号对应一个明暗条纹图片。
优选地，发送光信号频率不同包括在预设时间内光源发送脉冲的个数不同，其中，预设时间内光源发送负脉冲的个数等于相应的明暗条纹图片中暗条纹的数量。
获取光信号对应的明暗条纹图片包括：首先，利用带有拍摄功能的设备拍摄光源，优选地，拍摄帧率为30帧/S，能连续的拍摄一组明暗条纹图片，其中，一个明暗条纹图片对应一个码元，也就是对应一个发射频率。
优选地，一个明暗条纹图片中暗条纹数量或明条纹数量对应一个预定时间内发射的脉冲的个数。
优选地，拍摄的一组连续的明暗条纹图片可以是完全相同的，也可以是不完全相同的，还可以是完全不相同的。根据一组连续的明暗条纹图片中的明暗条纹数量或明条纹数量对应一组连续的码元，一组连续的码元组成一个码元信息。
优选地，多个不同的码元或多个码元的不同排列顺序都表示不同的码元信息。
优选地，每个码元的占空比相同，能够防止灯具在发送数据时闪烁。其中，占空比（Duty）：脉冲周期序列中（如方波），正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。
步骤S2，对明暗条纹图片进行解析，得到明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量。
图8（a）是根据本发明实施例的明暗条纹图片的示意图。如图所示，利用带有拍摄功能的设备拍摄光源，得到带有明暗条纹的图片。在得到明暗条纹图片后，利用软件对明暗条纹图片进行处理。
图8（b）是根据本发明实施例明暗条纹图片中有效区域的示意图。首先，利用软件解析图片中的有效区域，其中，有效区域为与光源发光面对应的区域，带有明暗条纹的明亮区域，其中包含多个明暗相间的条纹；然后，计算得到有效区域中暗条纹的数量。
其中，图8（b）为图8（a）中的有效区域的放大图。对图片进行解析就是在图片中搜索有效区域，然后计算有效区域中的暗条纹的数量。
优选地，待解析的图像解析度为640*480，将640*480这么多个像素点的灰度值求平均，将求得的平均值定义为阈值。如图9所示，从图像中央的一圈一圈地向外寻找灰度值大于阈值像素点。在同一区域同时有多个点的灰度值大于阈值时，设定此区域为光源发光面区域，如图10所示。通过对图像的逐一比对筛选可以得到光源发光面大小的区域，将图像中亮像素点的坐标记下，其中，标记这些像素点中的横坐标最小值为Xmin，最大值为Xmax，如图11所示，纵坐标最小值为Ymin，最大值为Ymax，如图12所示，在图像上固定一个矩形，其四个角的坐标值为（Xmin，Ymin），（Xmax，Ymin），（Xmin，Ymax）和（Xmax，Ymax）。通过四个角的坐标值为（Xmin，Ymin），（Xmax，Ymin），（Xmin，Ymax）和（Xmax，Ymax）将图像进一步缩减为LED灯具发光面矩形，如图13所示。找到LED灯具发光面矩形中心点（Xmid，Ymid）。Xmid=（Xmin+Xmax）/2;Ymid=（Ymin+Ymax）/2。由于灯具为圆形，为了减少非发光面对解码效果的影响，我们需要重新计算矩形区域。
通过中心点（Xmid，Ymid），Xmin=Xmid-5Xmax=Xmid+5得到四个角的坐标值为（Xmid-5，Ymin），（Xmid+5，Ymin），（Xmid-5，Ymax）和（Xmid+5，Ymax），通过四个角的坐标值可以将图像进一步缩减为发光面矩形，如图14所示。
进一步缩减后的LED发光面进行取灰度值（Y值）。图像灰度值:图像每个像素点分别有RGB三个像素组成，将彩色图像转化为黑白图像，从黑到白的亮度区分，设定为灰度值；最小为0，最大为255。
图15是根据本发明实施例获取暗条纹数量或明条纹数量的示意图。通过灰度值取最大值与最小值，求最大值与最小值的平均，将平均值作为灰度值二元化的阈值。当灰度值大于或等于阈值时，灰度值二元化后的值为“1”；当灰度值小于阈值时，灰度值二元化后的值为“0”。此外，灰度值二元化的阈值不一定为最大值与最小值的平均，还可以为光源矩形区域内所有灰度值的平均值；灰度值二元化的阈值只要能够将明暗条纹能够区分出来的值都可以。然后对灰度二元化后的值分别逐行求和，再通过阈值来做比较，此阈值可以为最大值与最小值的平均值，还可以为光源矩形区域内所有灰度二元化值的平均值。当求和值大于或等于阈值时，求和值二元化后的值为“1”；当求和值小于阈值时，求和值二元化后的值为“0”。此时，得到“0”“1”数值，“0”表示暗条纹；“1”表示明条纹。
计算条纹的数量，如图13所示，通过阈值二元化后等到的“0”“1”值分别便是暗条纹和明条纹。当二元化后的值由“0”变为“1”时，表示由暗条纹变为明条纹；当二元化后的值由“1”变为“0”时，表示由明条纹变为暗条纹；当二元化后的值由“0”变为“0”时，表示仍然为同一暗条纹；当二元化后的值由“1”变为“1”时，表示仍然为同一明条纹。通过上述方法可以分别计算出光源矩形区域内条纹的数量。利用此方法，可以通过单独计算暗条纹的数量得到对应的码元；也可以通过单独计算明条纹的数量得到对应的码元；同样还可以通过组合计算暗条纹和明条纹的数量得到对应的码元。
单独计算暗条纹的数量为5条；单独计算明条纹的数量为6条；明暗条纹同时计算时的数量为11条。通过明暗条纹的数量计算码元的对应关系。
图16是根据本发明实施例获取明暗条纹总数的示意图。此方法是得到每行二进制数的和组成的数组之后，对该数组求一阶导数，再对一阶导数的符号值求导，若结果大于0，则认为这个点的位置在明条纹变成暗条纹或暗条纹变成明条纹的地方。计算点的个数，即为明暗条纹的总个数。
步骤S3，根据所述暗条纹数量或明条纹数量获取所述明暗条纹图片对应的码元。
图17是根据本发明实施例中暗条纹数量或明条纹数量与对应频率的示意图。利用图形处理软件确定暗条纹的数量，通过暗条纹的数量确定与其对应的码元。
本发明实施例提供一种解码事例来具体阐述由暗条纹数量或明条纹数量确定与其对应的码元：
图17（a）是根据本发明实施例的明暗条纹图片中11个暗条纹的示意图。图18（a）是与图17（a）中11个暗条纹相对应的频率的示意图，图19（a）是与图18（a）中频率相对应的理想频率的示意图，图18（a）所示的光信号频率的示意图与图19（a）所示的理想情况下的光信号频率示意图相对应。本发明实施例以11个暗条纹对应的光信号作为起始信号。
图17（b）是根据本发明实施例的明暗条纹图片中5个暗条纹的示意图。图18（b）是与图17（b）中5个暗条纹相对应的频率的示意图，图19（b）是与图18（a）中频率相对应的理想频率的示意图，图18（b）所示的光信号频率的示意图与图19（b）所示的理想情况下的光信号频率示意图相对应。本发明实施例以5个暗条纹对应的光信号作为数据信号，将此频率的光信号设置为码元“1”。
图17（c）是根据本发明实施例的明暗条纹图片中3个暗条纹的示意图。图18（c）是与图17（c）中3个暗条纹相对应的频率的示意图，图19（c）是与图18（a）中频率相对应的理想频率的示意图，图18（c）所示的光信号频率的示意图与图19（c）所示的理想情况下的光信号频率示意图相对应。本发明实施例以3个暗条纹对应的光信号作为数据信号，将此频率的光信号设置为码元“0”。
优选地，本发明实施例以二进制编码来表示地址信息。如图19（b）或图19（c）所示的数据信号在极限情况下可以只有1位码元，但是在通常情况下，数据信号包括多位“0”、“1”码元，用来表示一个数据信息。一个数据信息包括多位码元能够保证在同一个室内环境中有多个灯具时，数据信号所表示的地址信息不重复。如图19为代表起始信号、“0”信号和“1”信号的理想频率示意图。
优选地，起始信号与数据信号共同组成一个码元信息，用于表示一个地址信息。
优选地，码元信息还可以包括校验信号，用于校验光信号所携带的地址信息，以保证传输数据的准确性。
灯具连续发送光信号，拍摄设备拍摄得到一系列图片，根据每张图片中暗条纹的数量确定对应的码元，得到一系列码元信息，如图20所示。得到的一系列码元信息组成一个完整的地址信息。
优选地，根据本发明实施例得到的编码信号具有起始位、数据位以及校验位，在解码过程中，标记起始位，将起始位之前的码元数据位及校验位全部排列到序列的尾端，得到一个完整的数据序列，完整数据序列的位数是确定的，在本发明实施例中，通过对完整数据序列重新排列以保证解码数据的正确，如图21所示。
用于执行本发明实施例的光信号解码方法的程序可以存储在计算机可读存储介质中。因而，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有用于执行本发明实施例的光信号解码方法的程序。
本发明实施例还提供了一种光信号解码装置。需要说明的是，本发明实施例所提供的光信号解码装置可以用于执行本发明实施例的光信号解码方法，本发明实施例的光信号解码方法也可以通过本发明实施例的光信号解码装置来执行。
本发明实施例的光信号解码装置包括获取模块、解析模块和解码模块。
获取模块用于获取光信号对应的明暗条纹图片。
解析模块用于对明暗条纹图片进行解析，得到明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量。
解码模块用于根据暗条纹数量或明条纹数量获取明暗条纹图片对应的码元信息。
优选地，光信号携带有预定的码元信息，预定的码元信息由光信号的特征信息相应表示，其中，不同的特征信息表示不同的码元信息，特征信息为预设时间内发射脉冲的个数，其中，脉冲的个数等于暗条纹数量或明条纹数量，不同的明暗条纹图片对应的暗条纹数量或明条纹数量不同，不同的暗条纹数量或明条纹数量对应不同的光信号频率；码元信息包括多个码元，多个码元的占空比相同，不同频率的光信号对应不同的码元信息，解码模块包括：第一解码单元，用于根据暗条纹数量或明条纹数量获取第一明暗条纹图片对应的第一码元信息，其中，第一码元对应第一特征信息；第二解码单元，用于根据暗条纹数量或明条纹数量获取第二明暗条纹图片对应的第二码元信息，其中，第二码元对应第二特征信息；第三解码单元，用于根据暗条纹数量或明条纹数量获取第三明暗条纹图片对应的第三码元信息，其中，第三码元对应第三特征信息；第一码元、第二码元和第三码元共同组成一个码元信息。
此外，典型地，光信号解码装置可以为移动终端，该移动终端可为各种手持终端设备，例如手机、个人数字助理等，因此本发明的保护范围不应限定为某种特定类型的移动终端。
此外，根据本发明的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明的方法中限定的上述功能。
此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储设备实现。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、单元、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、单元、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明的范围。
结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、单元和电路可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件单元中或这两者的组合中。软件单元可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，所述存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路（DSL）或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外先、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘（CD）、激光盘、光盘、数字多功能盘（DVD）、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
本发明实施例还提供了一种光信号解码系统，该光信号解码系统包括至少一个光源和光信号解码装置。
光源用于发射光信号。
光信号解码装置用于获取光信号对应的明暗条纹图片，对明暗条纹图片进行解析，得到明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量，以及根据暗条纹数量或明条纹数量获取明暗条纹图片对应的码元信息。
优选地，光源为多个，不同的光源发射不同的光信号，不同的光信号对应的不同的明暗条纹图片，其中，光源包括第一光源和第二光源，第一光源用于发射第一光信号，第二光源用于发射第二光信号，光信号解码装置用于获取与第一光信号对应的第一明暗条纹图片，得到第一暗条纹数量或明条纹数量，获取与第一暗条纹数量或明条纹数量对应的第一码元信息，以及获取与第二光信号对应的第二明暗条纹图片，得到第二暗条纹数量或明条纹数量，获取与第二暗条纹数量或明条纹数量对应的第二码元信息。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种光信号解码方法，其特征在于，包括：
获取光信号对应的明暗条纹图片；
对所述明暗条纹图片进行解析，得到所述明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量；以及
根据所述暗条纹数量或所述明条纹数量获取所述明暗条纹图片对应的码元信息。
2.根据权利要求1所述的光信号解码方法，其特征在于，所述光信号携带有预定的码元信息，所述预定的码元信息由光信号的特征信息表示，其中，不同的特征信息表示不同的码元信息，所述特征信息为预设时间内接收脉冲的个数，所述脉冲的个数等于所述暗条纹数量或所述明条纹数量。
3.根据权利要求1所述的光信号解码方法，其特征在于，不同的明暗条纹图片对应的暗条纹数量或明条纹数量不同，不同的暗条纹数量或明条纹数量对应不同的光信号的频率。
4.根据权利要求3所述的光信号解码方法，其特征在于，所述码元信息包括多个码元，所述多个码元的占空比相同，不同特征信息对应不同的码元信息，根据所述暗条纹数量或明条纹数量获取所述明暗条纹图片对应的码元信息包括：
根据所述暗条纹数量或所述明条纹数量获取第一明暗条纹图片对应的第一码元信息，其中，第一码元对应第一特征信息；
根据所述暗条纹数量或所述明条纹数量获取第二明暗条纹图片对应的第二码元信息，其中，第二码元对应第二特征信息；以及
根据所述暗条纹数量或所述明条纹数量获取第三明暗条纹图片对应的第三码元信息，其中，第三码元对应第三特征信息。
5.根据权利要求1所述的光信号解码方法，其特征在于，对所述明暗条纹图片进行解析，得到所述明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量包括：
解析所述明暗条纹图片中的有效区域，其中，所述有效区域为所述明暗条纹图片中与光源对应的区域；以及
获得所述有效区域中的暗条纹数量或明条纹数量。
6.根据权利要求5所述的光信号解码方法，其特征在于，解析所述明暗条纹图片中的有效区域包括：
确定所述明暗条纹图片的像素点，根据多个所述像素点的灰度值获得阈值，其中，所述阈值为多个所述像素点的灰度值的平均值，在一张所述明暗条纹图片中存在一个或多个发光面区域，其中，所述发光面区域为在同一个区域中同时有多个像素点的灰度值大于所述阈值的区域；
判断一张所述明暗条纹图片中所述发光面区域的数量：
当所述发光面区域为一个时，以所述发光面区域中一个灰度值大于所述阈值的点为中心位置，以预定像素为边长设置一个正方形，设定所述正方形为发光面区域；
当所述发光面区域为多个时，以每个发光面区域中的一个灰度值大于所述阈值的点为中心位置，以预定像素为边长设置一个正方形，设定所述正方形为发光面区域；以及
将所述发光面区域的一部分确定为所述有效区域。
7.根据权利要求6所述的光信号解码方法，其特征在于，将所述发光面区域的一部分确定为所述有效区域包括：
对所述发光面区域进行逐行扫描，记录所述发光面区域像素点坐标；确定所述发光面区域像素点坐标中横坐标的最大值和横坐标的最小值，以及纵坐标的最大值和纵坐标的最小值；由所述横坐标的最大值、所述横坐标的最小值，所述纵坐标的最大值，所述纵坐标的最小值作为端点确定矩形区域作为所述有效区域。
8.根据权利要求7所述的光信号解码方法，其特征在于，获得所述有效区域中的暗条纹数量或明条纹数量包括：
确定所述有效区域的中心点；
以所述中心点为原点，对所述中心点的横坐标的值加或减预定像素，得到增加预定像素的第一横坐标和减少预定像素的第二横坐标；
根据所述第一横坐标、所述第二横坐标、所述纵坐标的最大值和所述纵坐标的最小值确定缩减后的发光面矩形；以及
对所述缩减后的发光面矩形取灰度值，将所述灰度值二元化，并对二元化后的灰度值进行求和，计算所述有效区域中的暗条纹数量或明条纹数量。
9.根据权利要求8所述的光信号解码方法，其特征在于，对所述缩减后的发光面矩形取灰度值，将所述灰度值二元化，并对二元化后的灰度值进行求和，计算所述有效区域中的暗条纹数量或明条纹数量包括：
确定灰度值二元化的阈值，将所述灰度值二元化，其中，所述灰度值二元化的阈值为所述灰度值的最大值和所述灰度值的最小值的平均值，或者所述有效区域中所有所述灰度值的平均值，其中，当所述灰度值大于或等于所述灰度值二元化的阈值时，所述灰度值二元化后的值为第一值；当所述灰度值小于所述灰度值二元化的阈值时，所述灰度值二元化后的值为第二值；
对所述灰度值二元化后的值进行逐行求和，得到二元化灰度值的和，其中，当所述二元化灰度值的和大于或等于所述灰度值二元化的阈值时，所述二元化灰度值的和二元化后的值为所述第一值；当所述二元化灰度值的和小于所述灰度值二元化的阈值时，所述二元化灰度值的和二元化后的值为所述第二值，其中，所述第一值表示明条纹，所述第二值表示暗条纹。
10.一种光信号解码装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取光信号对应的明暗条纹图片；
解析模块，用于对所述明暗条纹图片进行解析，得到所述明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量；以及
解码模块，用于根据所述暗条纹数量或明条纹数量获取所述明暗条纹图片对应的码元信息。
11.根据权利要求10所述的光信号解码装置，其特征在于，所述光信号携带有预定的码元信息，所述预定的码元信息由光信号的特征信息相应表示，其中，不同的特征信息表示不同的码元信息，所述特征信息为预设时间内接收脉冲的个数，其中，所述脉冲的个数等于所述暗条纹数量或明条纹数量，
不同的所述明暗条纹图片对应的所述暗条纹数量或明条纹数量不同，不同的所述暗条纹数量或明条纹数量对应不同的所述光信号频率；
所述码元信息包括多个码元，所述多个码元的占空比相同，不同频率的所述光信号对应不同的码元信息，所述解码模块包括:
第一解码单元，用于根据所述暗条纹数量或明条纹数量获取第一明暗条纹图片对应的第一码元信息，其中，第一码元对应第一特征信息；
第二解码单元，用于根据所述暗条纹数量或明条纹数量获取第二明暗条纹图片对应的第二码元信息，其中，第二码元对应第二特征信息；以及
第三解码单元，用于根据所述暗条纹数量或明条纹数量获取第三明暗条纹图片对应的第三码元信息，其中，第三码元对应第三特征信息；
所述第一码元、第二码元和第三码元共同组成一个所述码元信息。
12.一种光信号解码系统，其特征在于，包括：
至少一个光源，用于发射光信号；以及
光信号解码装置，用于获取所述光信号对应的明暗条纹图片，对所述明暗条纹图片进行解析，得到所述明暗条纹图片中的暗条纹数量或明条纹数量，以及根据所述暗条纹数量或明条纹数量获取所述明暗条纹图片对应的码元信息。
13.根据权利要求12所述的光信号解码系统，其特征在于，所述光源为多个，不同的所述光源发射不同的所述光信号，不同的所述光信号对应的所述不同的所述明暗条纹图片，其中，所述光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源用于发射第一光信号，所述第二光源用于发射第二光信号，所述光信号解码装置用于获取与所述第一光信号对应的第一明暗条纹图片，得到第一暗条纹数量或明条纹数量，获取与所述第一暗条纹数量或明条纹数量对应的第一码元信息，以及获取与所述第二光信号对应的第二明暗条纹图片，得到第二暗条纹数量或明条纹数量，获取与所述第二暗条纹数量或明条纹数量对应的第二码元信息。
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