CN105306855A - 基于可见光通信的投影系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于可见光通信的投影系统及方法，涉及可见光通信应用领域。该投影系统包括信号发送端和信号接收端，信号发送端包括顺次相连的视频信号源、视频编码单元、LED发送电路，信号接收端包括顺次相连的光探测单元、视频解码单元、投影仪，信号发送端将视频信号转换成电信号，再将电信号转换成可见光发送，信号接收端探测可见光并恢复出电信号，再经过转换得到所需的视频格式，输入投影仪显示。本发明采用可见光传输，代替现有投影系统的数据线传输，能避免使用专用的数据接口和连接线，简化投影系统的布线，非常便于安装和使用；可见光通信的巨大带宽能实现高速率的数字信号传输，可适配各种已有的有线数据接口，便于升级。
Description
技术领域
本发明涉及可见光通信应用领域，具体是涉及一种基于可见光通信的投影系统及方法。
背景技术
随着电子技术的发展，人们在工作和生活中广泛使用投影仪，来实现大画幅高画质的显示。投影仪通过不同的数据接口与计算机、DVD、游戏机等设备连接，将文字影像投射到幕布或平整墙面上进行显示，极大的方便了工作和娱乐。
目前，从电脑到投影仪的数据传输面临以下两个问题：
(1)将图像数据传输到投影仪，必须使用专用的数据接口和连接线，数据线的布放比较复杂且难以调整位置；
(2)目前投影显示的超高分辨率图像速率已超过Gbit/s(Gigabitpersecond，吉比特每秒)，高速率对电脑和投影仪两端的数据接口也有限制要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于可见光通信的投影系统及方法，采用可见光传输，代替现有投影系统的数据线传输，可见光通信无需复杂的布线，能够避免使用专用的数据接口和连接线，简化投影系统的布线，非常便于安装和使用；可见光通信的巨大带宽能够实现高速率的数字信号传输，可适配各种已有的有线数据接口，便于升级。
本发明提供一种基于可见光通信的投影系统，包括信号发送端和信号接收端，所述信号发送端包括顺次相连的视频信号源、视频编码单元、LED发送电路，视频信号源输出视频信号至视频编码单元；视频编码单元根据设置，对视频信号源输入的视频信号进行格式转化和压缩，调制成待发送的电信号，输出到LED发送电路；LED发送电路对视频编码单元输入的电信号进行预均衡、放大处理，以适应可见光的信道特性，然后将处理后的电信号调制到LED上，转变成可见光发出；
所述信号接收端包括顺次相连的光探测单元、视频解码单元、投影仪，光探测单元探测到可见光后，对准可见光方向，对可见光进行聚焦，以增加接收光强度；光探测单元将接收的可见光转化成电信号，并输出至视频解码单元；视频解码单元对光探测单元输出的电信号进行解调，并进行解压缩和格式转化，恢复成可显示的视频信号，输出至投影仪；投影仪显示视频解码单元输入的视频信号。
在上述技术方案的基础上，所述光探测单元探测到可见光后，对可见光进行蓝色滤波，以提高信号带宽。
在上述技术方案的基础上，所述视频编码单元、视频解码单元对电信号的处理包括：AD/DA转换、视频压缩/解压缩、视频格式转换；只进行一次视频格式转换时，视频信号源的输出格式与投影仪的输入格式不一致。
在上述技术方案的基础上，所述LED发送电路的电路部分包括均衡电路、放大电路、滤波电路，LED发送电路的光学器件包括准直器件、聚焦器件、滤波器件。
在上述技术方案的基础上，所述视频信号源包括电脑、DVD、游戏机，支持多种数据接口输出。
本发明还提供一种应用于上述投影系统的基于可见光通信的投影方法，包括以下步骤：
在发送端，视频信号源输出视频信号至视频编码单元；视频编码单元根据设置，对视频信号源输入的视频信号进行格式转化和压缩，调制成待发送的电信号，输出到LED发送电路；LED发送电路对视频编码单元输入的电信号进行预均衡、放大处理，以适应可见光的信道特性，然后将处理后的电信号调制到LED上，转变成可见光发出；
在接收端，光探测单元探测到可见光后，对准可见光方向，对可见光进行聚焦，以增加接收光强度；光探测单元将接收的可见光转化成电信号，并输出至视频解码单元；视频解码单元对光探测单元输出的电信号进行解调，并进行解压缩和格式转化，恢复成可显示的视频信号，输出至投影仪；投影仪显示视频解码单元输入的视频信号。
在上述技术方案的基础上，所述光探测单元探测到可见光后，对可见光进行蓝色滤波，以提高信号带宽。
在上述技术方案的基础上，所述视频编码单元、视频解码单元对电信号的处理包括：AD/DA转换、视频压缩/解压缩、视频格式转换；只进行一次视频格式转换时，视频信号源的输出格式与投影仪的输入格式不一致。
在上述技术方案的基础上，所述LED发送电路的电路部分包括均衡电路、放大电路、滤波电路，LED发送电路的光学器件包括准直器件、聚焦器件、滤波器件。
在上述技术方案的基础上，所述视频信号源包括电脑、DVD、游戏机，支持多种数据接口输出。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)LED(LightEmittingDiode，发光二极管)被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，已被广泛用于指示和照明。由于LED作为半导体光源易于实现高速调制，基于LED的可见光通信技术近年来日益成熟，可见光波段用作光载波可实现高速的无线通信，在近距离代替数据线单向传输视频信号方面完全可行。本发明采用可见光传输，代替现有投影系统的数据线传输，可见光通信无需复杂的布线，在视频信号源与投影仪之间两点一线即可进行通信，能够避免使用专用的数据接口和连接线，简化投影系统的布线，非常便于安装和使用。
(2)可见光通信的巨大带宽能够实现高速率的数字信号传输，可适配各种已有的有线数据接口，便于升级。
(3)相对于无线视频传输，可见光通信可控制光信号发送的方向，从而具有很高的保密性。因此，将可见光通信用于现有投影系统具有较大的价值。
附图说明
图1是本发明实施例中基于可见光通信的投影系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
为替代现有投影系统的数据线传输，本发明实施例提供一种基于可见光通信的投影系统，包括信号发送端和信号接收端，参见图1所示，信号发送端包括顺次相连的视频信号源、视频编码单元、LED发送电路，视频信号源输出视频信号至视频编码单元；视频编码单元根据设置，对视频信号源输入的视频信号进行格式转化和压缩，调制成待发送的电信号，输出到LED发送电路；LED发送电路对视频编码单元输入的电信号进行预均衡、放大等处理，以适应可见光的信道特性，然后将处理后的电信号调制到LED上，转变成可见光发出。
信号接收端包括顺次相连的光探测单元、视频解码单元、投影仪，光探测单元探测到可见光后，对准可见光方向，对可见光进行聚焦，以增加接收光强度；光探测单元还可以对可见光进行蓝色滤波，以提高信号带宽；光探测单元将接收的可见光转化成电信号，并输出至视频解码单元；视频解码单元对光探测单元输出的电信号进行解调，并进行解压缩和格式转化，恢复成可显示的视频信号，输出至投影仪；投影仪显示视频解码单元输入的视频信号。
本发明实施例还提供一种应用于上述投影系统的基于可见光通信的投影方法，包括以下步骤：
在发送端，视频信号源输出视频信号至视频编码单元；视频编码单元根据设置，对视频信号源输入的视频信号进行格式转化和压缩，调制成待发送的电信号，输出到LED发送电路；LED发送电路对视频编码单元输入的电信号进行预均衡、放大等处理，以适应可见光的信道特性，然后将处理后的电信号调制到LED上，转变成可见光发出。
在接收端，光探测单元探测到可见光后，对准可见光方向，对可见光进行聚焦，以增加接收光强度；光探测单元还可以对可见光进行蓝色滤波，以提高信号带宽；光探测单元将接收的可见光转化成电信号，并输出至视频解码单元；视频解码单元对光探测单元输出的电信号进行解调，并进行解压缩和格式转化，恢复成可显示的视频信号，输出至投影仪；投影仪显示视频解码单元输入的视频信号。
信号发送端视频信号源的输出接口，以及信号接收端投影仪的输入接口可以有多种选择。视频信号源可以是电脑、DVD、游戏机等可以输出视频信号的设备，可以选择多种数据接口输出。例如：视频信号源为电脑时，将待投影的视频信号从电脑的VGA(VideoGraphicsArray，视频图形阵列)端口输出到视频编码单元。
视频编码单元、视频解码单元对电信号的处理包括：AD/DA转换、视频压缩/解压缩、视频格式转换等，可根据需要进行增减。只进行一次视频格式转换时，视频信号源的输出格式与投影仪的输入格式不一致。
LED发送电路到光探测单元之间为传输可见光的部分，作用是将电信号转化为光信号来传输，从而代替信号线传输。LED发送电路和光探测单元中对光电信号的处理步骤可根据需要进行调整。为适应光路特性并改善信号质量，LED发送电路的电路部分包括均衡电路、放大电路、滤波电路，LED发送电路的光学器件包括准直器件、聚焦器件、滤波器件。
光探测单元对准可见光方向，首先对可见光进行聚焦，以增加接收光强度；光探测单元可以对可见光进行蓝色滤波，以提高信号带宽；光探测单元还需要加入均衡、放大、滤波等电路单元，恢复出转化为光信号之前的电信号。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种基于可见光通信的投影系统，包括信号发送端和信号接收端，其特征在于：所述信号发送端包括顺次相连的视频信号源、视频编码单元、LED发送电路，视频信号源输出视频信号至视频编码单元；视频编码单元根据设置，对视频信号源输入的视频信号进行格式转化和压缩，调制成待发送的电信号，输出到LED发送电路；LED发送电路对视频编码单元输入的电信号进行预均衡、放大处理，以适应可见光的信道特性，然后将处理后的电信号调制到LED上，转变成可见光发出；
所述信号接收端包括顺次相连的光探测单元、视频解码单元、投影仪，光探测单元探测到可见光后，对准可见光方向，对可见光进行聚焦，以增加接收光强度；光探测单元将接收的可见光转化成电信号，并输出至视频解码单元；视频解码单元对光探测单元输出的电信号进行解调，并进行解压缩和格式转化，恢复成可显示的视频信号，输出至投影仪；投影仪显示视频解码单元输入的视频信号。
2.如权利要求1所述的基于可见光通信的投影系统，其特征在于：所述光探测单元对可见光进行蓝色滤波，以提高信号带宽。
3.如权利要求1或2所述的基于可见光通信的投影系统，其特征在于：所述视频编码单元、视频解码单元对电信号的处理包括：AD/DA转换、视频压缩/解压缩、视频格式转换；只进行一次视频格式转换时，视频信号源的输出格式与投影仪的输入格式不一致。
4.如权利要求1或2所述的基于可见光通信的投影系统，其特征在于：所述LED发送电路的电路部分包括均衡电路、放大电路、滤波电路，LED发送电路的光学器件包括准直器件、聚焦器件、滤波器件。
5.如权利要求1或2所述的基于可见光通信的投影系统，其特征在于：所述视频信号源包括电脑、DVD、游戏机，支持多种数据接口输出。
6.一种应用于权利要求1所述投影系统的基于可见光通信的投影方法，其特征在于，包括以下步骤：
在发送端，视频信号源输出视频信号至视频编码单元；视频编码单元根据设置，对视频信号源输入的视频信号进行格式转化和压缩，调制成待发送的电信号，输出到LED发送电路；LED发送电路对视频编码单元输入的电信号进行预均衡、放大处理，以适应可见光的信道特性，然后将处理后的电信号调制到LED上，转变成可见光发出；
在接收端，光探测单元探测到可见光后，对准可见光方向，对可见光进行聚焦，以增加接收光强度；光探测单元将接收的可见光转化成电信号，并输出至视频解码单元；视频解码单元对光探测单元输出的电信号进行解调，并进行解压缩和格式转化，恢复成可显示的视频信号，输出至投影仪；投影仪显示视频解码单元输入的视频信号。
7.如权利要求6所述的基于可见光通信的投影方法，其特征在于：所述光探测单元对可见光进行蓝色滤波，以提高信号带宽。
8.如权利要求6或7所述的基于可见光通信的投影方法，其特征在于：所述视频编码单元、视频解码单元对电信号的处理包括：AD/DA转换、视频压缩/解压缩、视频格式转换；只进行一次视频格式转换时，视频信号源的输出格式与投影仪的输入格式不一致。
9.如权利要求6或7所述的基于可见光通信的投影方法，其特征在于：所述LED发送电路的电路部分包括均衡电路、放大电路、滤波电路，LED发送电路的光学器件包括准直器件、聚焦器件、滤波器件。
10.如权利要求6或7所述的基于可见光通信的投影方法，其特征在于：所述视频信号源包括电脑、DVD、游戏机，支持多种数据接口输出。
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