CN105992006B - 解码装置、解码方法以及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种解码装置和解码方法。在因从发送装置输出的光的辉度高且通过接收装置(200)中的拍摄得到的帧内的发送部(光源)的部分的明亮度高而发生了亮度饱和这样的现象的情况下，接收装置(200)内的解码部(234)在变化区域的判别、变化区域的颜色的判别、以及比特串数据的解码之前，执行用于进行通过使拍摄部(214)内的透镜移动等来挪移焦点的第1图像处理、图像的过滤处理(光学模糊过滤处理)的程序，进行将亮度饱和区域的颜色置换成该亮度饱和区域的周围的颜色区域的颜色的处理。

Description

解码装置、解码方法以及计算机可读介质

技术领域

本发明涉及解码装置和解码方法。

背景技术

如JP特开2015-15693号公报所记载的那样，已知以下技术：利用便携式电话的拍摄设备，对拍摄设备进行扫描将通过可见光通信由光源发送的光信号的颜色的变化解码成信息。

但是，在光信号的辉度高且通过拍摄得到的图像中的光源部分的明亮度高的情况下，有可能发生所谓亮度饱和(brightness saturation)这样的现象，光源部分会变白。在这样的情况下，无法进行精度高的颜色判定，解码会很困难。

发明内容

本申请发明的目的在于，在可见光通信技术中，进行精度高的解码。

本发明涉及的解码装置的特征在于，具备：图像取得单元，其连续地取得包含按时间序列进行变化的颜色的图像；处理单元，其针对由所述图像取得单元连续地取得的图像的亮度饱和的像素区域，进行处理使包含所述颜色的图像的区域的面积增加；以及解码单元，其从通过所述处理单元增加了面积的图像的颜色来解码成信息。

此外，本发明涉及的解码方法的特征在于，包括：图像取得步骤，连续地取得包含按时间序列进行变化的颜色的图像；处理步骤，针对在所述图像取得步骤中连续地取得的图像的亮度饱和的像素区域，进行处理使包含所述颜色的图像的区域的面积增加；以及解码步骤，从在所述处理步骤中增加了面积的图像的颜色来解码成信息。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的光通信系统的构成的图。

图2是表示图1所示的发送装置的构成的图。

图3是表示图1所示的接收装置的构成的图。

图4是表示接收装置中的图像处理的图。

图5是表示接收装置中的包含第1图像处理的接收处理的动作的流程图。

图6是表示接收装置中的包含第2图像处理的接收处理的动作的流程图。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式涉及的光通信系统。如图1所示，本发明的实施方式涉及的光通信系统1包括发送装置100和接收装置200。

在光通信系统1中，发送装置100和接收装置200能够以光为通信介质进行从发送装置100到接收装置200的通信。

发送装置100通过调制将向接收装置200发送的通信对象的信息变换成作为可见光的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的按时间序列进行变化的光信号并输出。

接收装置200例如是智能手机，其通过拍摄包含在拍摄范围中的发送装置100，来接受来自发送装置100的光信号。此外，接收装置200显示通过拍摄得到的图像。此外，接收装置200从接受的光信号中对通信对象的信息进行解码并显示。

接着，说明发送装置100。如图2所示，发送装置100包括控制部102、存储器104、发送部114。

控制部102具备CPU(Central Processing Unit)，按照保存在存储器104中的程序执行软件处理，为了实现发送装置100所具备的各种功能而起作用。

存储器104例如是作为工作区的RAM(Random Access Memory)、存储基本动作程序的ROM(Read Only Memory)。存储器104存储发送装置100中的控制等所使用的各种信息(程序等)。

控制部102内的编码/调制部110将作为通信对象的信息编码成比特数据串。进一步地，编码/调制部110进行基于比特数据串的数字调制。作为调制方式，例如采用使用了频率为28.8(kHz)的载波的4PPM(Pulse Position Modulation：脉冲位置调制)。控制部102内的驱动部112基于编码/调制部110所生成的信号，对发送部114进行如下控制：使作为波长不同的可见光的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的光在同一辉度下以变化周期t1随时间发生变化。

发送部114例如是发光二极管(LED：Light Emitting Diode)，其通过驱动部112的控制，一面使红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各波长的光在同一辉度下以变化周期t1随时间进行变化，一面进行输出。

接着，说明接收装置200。接收装置200显示拍摄图像，并且作为用于接收来自发送装置100的信息的通信装置起作用。如图3所示，接收装置200包括控制部202、存储器204、操作部206、显示部207、无线通信部208、天线210、拍摄部214。

控制部202由CPU构成。控制部202通过按照存储器204中存储的程序执行软件处理，从而为实现接收装置200所具备的各种功能而起作用。

存储器204例如是RAM、ROM。存储器204存储接收装置200中的控制等所使用的各种信息(程序等)。

操作部206是配置于显示部207的显示区域的上表面的触摸面板，是为输入用户的操作内容而使用的接口。显示部207例如由LCD(Liquid Crystal Display)、PDP(PlasmaDisplay Panel)、EL(Electro-Luminescence)显示器等构成，显示图像。

无线通信部208例如使用无线频率(RF：Radio Frequency)电路、基带(BB：BaseBand)电路等构成。无线通信部208经由天线210进行无线信号的发送以及接收。此外，无线通信部208进行发送信号的调制和接收信号的解调。

拍摄部214在接收装置200的框体中，配置在与设置显示部207的面相反的一侧的面上。拍摄部214由透镜和受光元件构成。透镜由变焦透镜等构成，且通过控制部202所进行的变焦控制以及合焦控制进行移动。通过透镜的移动来控制拍摄部214的拍摄视角、光学像。受光元件由规则地二维排列在受光面的多个受光元件构成。受光元件例如安装有光电二极管、拜耳排列的滤色片，又或者是三板式的CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)等拍摄器件。

拍摄部214以与发送装置100内的发送部114中的光的变化周期t1相同的拍摄周期t1进行拍摄。拍摄部214基于来自控制部202的控制信号以规定范围的拍摄视角对入射的光学像进行拍摄(受光)，并依次将该拍摄视角内的图像信号输出到控制部202。

控制部202内的图像生成部232在每次被输入来自拍摄部214的图像信号时，将该图像信号变换成数字数据而生成帧。控制部202内的显示控制部236进行使与帧对应的图像显示于显示部207的控制。

控制部202内的解码部234进行按时间序列连续地输入的帧中的发生了因波长变化导致的色调变化的部位(变化区域)的判别。具体来说，解码部234判别帧的图像数据内的各像素的明亮度。进一步地，解码部234将明亮度值为规定值以上的像素视为由于接受与来自发送装置100内的发送部114的发光色相当的波长光而发生了色调变化的部位(变化区域)的候补(候补区域)。进一步地，解码部234在最近取得的规定数目的帧的各自的候补区域内的同一坐标处对色调进行判别。在判别的结果是如候补区域内的坐标处的色调值在某帧中是第1规定值而在其他帧中是第2规定值的情况这样以规定的模式发生了较大变化的情况下，解码部234将该候补区域视为变化区域。

在存在变化区域的情况下，解码部234之后在每次拍摄时取得帧内的变化区域的色调值(波长的种类)，将与该色调值对应的变化区域的颜色判别为红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的某一个。进一步地，解码部234对与红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各颜色对应的比特数据串进行解码，取得通信对象的信息。进一步地，显示控制部236进行使通信对象的信息的图像显示于显示部207的控制。

但是，在从发送装置100输出的光的辉度高且在接收装置200中通过拍摄得到的帧内的发送部114(光源)的部分的明亮度高的情况下，有可能发生所谓亮度饱和这样的现象，光源部分成为白色。在这样的情况下，不能准确地判定颜色，解码会很困难。

由此，在本实施方式中，在上述解码部234中的变化区域的判别、变化区域的颜色的判别、以及比特串数据的解码之前，判别有无亮度饱和区域，在存在亮度饱和区域的情况下，进行图像处理以使得能解码。图4是表示图像处理的图。若发生亮度饱和，则如(A)所示，帧内的光源部分成为在本来的光源的颜色的区域(颜色区域)301的内侧包含亮度饱和区域302的部分，颜色区域的面积会比本来的面积更加减少。

由此，在本实施方式中，有选择地执行第1图像处理和第2图像处理。在第1图像处理中，解码部234进行通过使拍摄部214内的透镜移动等来挪移焦点的处理。由此，帧变为模糊的图像，如(B)所示，颜色区域301的面积增加，亮度饱和区域302的面积减少。

另一方面，在第2图像处理中，解码部234执行用于进行图像的过滤处理(光学模糊过滤处理)的程序。在该过滤处理中，进行将亮度饱和区域302的颜色置换成该亮度饱和区域302的周围的颜色区域301的颜色的处理。由此，如(C)所示，成为仅有颜色区域301。

接着，说明光通信系统1的动作。在光通信系统1中，进行基于发送装置100的发送处理、基于接收装置200的接收处理。

发送装置100的控制部102内的编码/调制部110将通信对象的信息编码成比特数据串，进一步地，进行基于比特数据串的数字调制。

接着，控制部102内的驱动部112基于编码/调制部110生成的信号，对发送部114进行使红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的光以发光周期t1随时间发生变化的控制。由此，发送部114通过驱动部112的控制，基于调制后的通信对象的信息，将红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的光在同一辉度下以发光周期t1进行输出。

图5是表示接收装置200所进行的包含第1图像处理的接收处理的动作的流程图。控制部202内的图像生成部232在每次被输入来自拍摄部214的图像信号时，将该图像信号变换成数字数据并生成帧。控制部202内的解码部234判定在所生成的帧内是否存在亮度饱和区域302(步骤S101)。

具体来说，解码部234判别构成帧的各像素的明亮度和色调。进一步地，解码部234判定是否存在明亮度值为规定值以上且具有白色的色调值的像素(亮度饱和像素)并且在该亮度饱和像素的周围存在具有红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的任一种颜色的色调值的像素(颜色像素)。解码部234在存在亮度饱和像素与其周围的颜色像素的组合的情况下，判定为存在亮度饱和区域302，在不存在亮度饱和像素与其周围的颜色像素的组合的情况下，判定为不存在亮度饱和区域302。

在存在亮度饱和区域302的情况下(步骤S101；是)，解码部234进行通过使拍摄部214内的透镜移动等来挪移焦点的处理(步骤S102)。由此，如上所述，帧成为模糊的图像，颜色区域301的面积增加，亮度饱和区域302的面积减少。

在步骤S102中的焦点挪移处理之后，或者在步骤S101中判定为不存在亮度饱和区域302的情况下(步骤S101；否)，图像生成部232在每次被输入来自拍摄部214的图像信号时，实时地将该图像信号变换成数字数据并生成(取得)帧，显示控制部236进行使与帧对应的图像显示于显示部207的控制(步骤S103)。

接着，解码部234进行按时间序列连续地输入的帧中的发生由波长的变化导致的色调变化的部位(变化区域：光源)的判别(步骤S104)。接着，解码部234取得帧内的变化区域的色调值(波长的种类)，将与该色调值对应的变化区域的颜色判别为红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的某一种(步骤S105)。进一步地，解码部234对与红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各颜色对应的比特数据串进行解码，取得通信对象的信息(步骤S106)。之后，由显示控制部236进行使显示部207显示通信对象的信息的图像的控制。

图6是表示接收装置200所进行的包含第2图像处理的接收处理的动作的流程图。与图5同样地，控制部202内的图像生成部232在每次被输入来自拍摄部214的图像信号时，将该图像信号变换成数字数据并生成帧。控制部202内的解码部234判定在所生成的帧内是否存在亮度饱和区域302(步骤S201)。

在存在亮度饱和区域302的情况下(步骤S201；是)，解码部234执行用于进行图像的过滤处理(光学模糊过滤处理)的程序(步骤S202)。如上所述，在该过滤处理中，进行将亮度饱和区域302的颜色置换成该亮度饱和区域302的周围的颜色区域301的颜色的处理。

在步骤S202中的光学模糊过滤处理之后，或者在步骤S201中判定为不存在亮度饱和区域302的情况下(步骤S201；否)，进行步骤S203～步骤S206的处理。步骤S203～步骤S206的处理与图5的步骤S103～步骤S106的处理相同，所以省略其说明。

如以上所说明的，在本实施方式涉及的光通信系统1中，在因从发送装置100输出的光的辉度高且通过接收装置200中的拍摄得到的帧内的发送部114(光源)的部分的明亮度高而发生了亮度饱和这样的现象的情况下，接收装置200内的解码部234在变化区域的判别、变化区域的颜色的判别、以及比特串数据的解码之前，执行用于进行通过使拍摄部214内的透镜移动等来挪移焦点的第1图像处理、图像的过滤处理(光学模糊过滤处理)的程序，进行将亮度饱和区域302的颜色置换成该亮度饱和区域302的周围的颜色区域301的颜色的处理。

通过进行这些第1图像处理以及第2图像处理，帧内的亮度饱和区域302的面积减少，作为光源的颜色的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的区域(颜色区域)的面积增加，所以能够提高变化区域的判别、变化区域的颜色的判别、以及比特串数据的解码的精度。

另外，本发明不限定为上述实施方式，能够进行各种变形以及应用。例如，在上述实施方式中，说明了将作为可见光的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的光用于通信的情况，但也可以使用其他颜色的可见光，进一步地，也可以使用红色外线等可见光以外的光。

此外，发送装置100内的发送部114例如也可以构成为显示部的一部分。

此外，接收装置200只要能进行拍摄就可以是任何的装置。例如，可以是PHS(Personal Handy-phone System)、PDA(Personal Digital Assistant或Personal DataAssistance)、平板PC(Personal Computer)、游戏机、便携式音乐再生装置等。

此外，也可以准备具有接收装置200的功能和发送装置100的功能这两种功能的装置，并使得能够根据情况分开使用两种功能。

此外，在上述各实施方式中，也可以构成以下系统：将被执行的程序保存在软盘、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、MO(Magneto-Optical disc)等计算机可读取的存储介质中来配发，通过安装该程序，来执行上述处理。

此外，也可以预先将程序保存在因特网等网络NW上的规定服务器所具有的硬盘装置等中，例如，使其重叠于载波来进行下载等。

另外，在由OS(Operating System)分担实现上述功能的情况下或通过OS与应用的协作来实现上述功能的情况下等，可以仅使OS以外的部分保存在介质中来配发，此外，也可以下载等。

以上，说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限定为这样的特定的实施方式，在本发明中，包含权利要求书所记载的发明和其均等的范围。

Claims (7)

1.一种解码装置，其特征在于，具备：

图像取得单元，其连续地取得包含发光部的像的图像，所述发光部以调制了信息的按时间序列进行变化的颜色进行发光；

处理单元，其针对由所述图像取得单元连续地取得的所述图像中的亮度饱和的像素区域，进行处理使所述图像中的颜色进行变化的区域增加；

解码单元，其从通过所述处理单元增加了面积的所述图像的颜色来解码成信息；以及

判断单元，其判断在由所述图像取得单元连续地取得的图像中，是否包含具有规定值以上的明亮度值的像素区域、和与所述像素区域的周围相邻且具有以不足所述规定值的明亮度值按时间序列进行变化的颜色的像素区域，

所述处理单元在通过所述判断单元判断为肯定的情况下，进行处理使具有所述按时间序列进行变化的颜色的像素区域的面积增加。

2.根据权利要求1所述的解码装置，其特征在于，

还具备：

调整单元，其对所述图像取得单元取得的图像进行光学调整，

所述处理单元包含控制所述调整单元的调整内容的控制单元。

3.根据权利要求1所述的解码装置，其特征在于，

还具备：

过滤单元，其对所述图像取得单元取得的图像进行过滤处理，

所述处理单元包含控制所述过滤单元的过滤处理的控制单元。

4.一种解码方法，其特征在于，包括：

图像取得步骤，连续地取得包含发光部的像的图像，所述发光部以调制了信息的按时间序列进行变化的颜色进行发光；

处理步骤，针对在所述图像取得步骤中连续地取得的所述图像中的亮度饱和的像素区域，进行处理使所述图像中的颜色进行变化的区域增加；

解码步骤，从在所述处理步骤中增加了面积的所述图像的颜色来解码成信息；以及

判断步骤，判断在所述图像取得步骤中连续地取得的图像中，是否包含具有规定值以上的明亮度值的像素区域、和与所述像素区域的周围相邻且具有以不足所述规定值的明亮度值按时间序列进行变化的颜色的像素区域，

所述处理步骤在所述判断步骤中判断为肯定的情况下，进行处理使具有所述按时间序列进行变化的颜色的像素区域的面积增加。

5.根据权利要求4所述的解码方法，其特征在于，

还包括：

调整步骤，对所述图像取得步骤中取得的图像进行光学调整，

所述处理步骤包括控制所述调整步骤中的调整内容的控制步骤。

6.根据权利要求4所述的解码方法，其特征在于，

还包括：

过滤步骤，对所述图像取得步骤中取得的图像进行过滤处理，

所述处理步骤包括控制所述过滤步骤中的过滤处理的控制步骤。

7.一种计算机可读介质，存储计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现以下步骤：

图像取得步骤，连续地取得包含发光部的像的图像，所述发光部以调制了信息的按时间序列进行变化的颜色进行发光；

处理步骤，针对在所述图像取得步骤中连续地取得的所述图像中的亮度饱和的像素区域，进行处理使所述图像中的颜色进行变化的区域增加；

解码步骤，从在所述处理步骤中增加了面积的所述图像的颜色来解码成信息；以及

判断步骤，判断在所述图像取得步骤中连续地取得的图像中，是否包含具有规定值以上的明亮度值的像素区域、和与所述像素区域的周围相邻且具有以不足所述规定值的明亮度值按时间序列进行变化的颜色的像素区域，

所述处理步骤在所述判断步骤中判断为肯定的情况下，进行处理使具有所述按时间序列进行变化的颜色的像素区域的面积增加。