CN106464365B - 发送装置、接收装置、通信系统以及发送方法和接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供发送装置、接收装置以及发送方法和接收方法。发送装置具有：照明部，其能够沿时间序列变更发出的光的特性；以及控制部，其对传送的信息中所包括的符号设定规定的期间，并以在该期间内根据符号的值使从照明部发出的光的特性沿时间序列变化的方式控制照明部。另一方面，接收装置具有：拍摄部，其以规定的拍摄周期生成映入包括被来自发送装置的光照射的范围的至少一部分的拍摄范围的图像；特征提取部，其从由拍摄部生成的多个图像的每一个提取表现发送装置的照明部发出的光的特性的特征量；以及解码部，其根据特征量按时间序列顺序的变化来解码符号的值，所述特征量从根据符号设定的期间所包括的多个图像的每一个提取出的。

Description

发送装置、接收装置、通信系统以及发送方法和接收方法

技术领域

本发明例如涉及利用光来传送信号的通信系统以及在那样的通信系统中利用的发送装置、接收装置以及发送方法和接收方法。

背景技术

以往，广泛利用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为照明光源。LED与白炽灯或者荧光灯相比，具有响应速度快这样的特征。利用该特征，人们正在研究一种通过以人的眼睛不能识别的速度使LED点亮熄灭从而对从LED发出的照明光重叠信息来进行通信的可见光通信技术(例如参照非专利文献1)。

可见光通信正在被研究利用于电波的使用受到限制的场所中的通信用途、限定于室内等光到达的范围内的信息分配、或者在Intelligent Transport Systems(ITS)等中。

例如，专利文献1所公开的信息传送系统包括使规定的区域发光来发送信息的发光单元以及从按时间序列拍摄规定的区域而得的图像解码信息的受光单元。在该信息传送系统中，规定的区域根据信息发出至少多值化为三值并进行了颜色调制后的光，受光单元基于规定的区域的多值化后的颜色调制信息来解码信息。

另外，提出一种包括发出原色光的至少2个一次光源，通过根据插入从一次光源发出的光的颜色坐标的数据进行调制，从而在光中组入数据的光模块(例如参照专利文献2)。由于人的眼睛对颜色的色彩变化的感知性比对强度的变化的感知性低，因此，在该光模块被利用于照明系统的情况下，能够不降低作为照明的功能地向发出的光插入数据。

专利文献1：日本特开平3-10483号公报

专利文献2：国际公开第2009/136312号

非专利文献1：春山，「可視光通信」，電子情報通信学会論文誌，Vol.J86-A，No.12pp.1284-1291，2003年12月

然而，在专利文献1所公开的技术中，按各颜色分配要发送的数据的值。另外，在专利文献2所公开的技术中，也对各个颜色坐标分配以1位或者多位表示的逻辑值。因此，在专利文献1所公开的技术以及专利文献2所公开的技术中，为了接收侧的装置准确地对被重叠于发送侧的装置发出信号的光的信息进行解码，要求接收侧的装置直接接受到发送侧的装置发出的光。这是因为在接收侧的装置不能够直接接受到发送侧的装置发出的光，例如在发送侧的装置发出的光被物体反射或者散射后的光被接收侧的装置接受到的情况下，存在由于该物体导致接受到的光的颜色与原来的颜色不同的可能性。并且，由于在接受到的光的颜色与发送侧的装置发出的光的颜色不同的情况下，由于接受到的光的颜色不是与被重叠的信息所包含的数据的值对应的颜色，因此接收侧的装置难以准确地对被重叠于发送侧的装置发出的光的信息进行解码。

发明内容

因此，本说明书的目的在于提供一种即使在接收装置不能够直接接受到重叠信息的光的情况下，也能够将重叠于光的信息传送给接收装置的发送装置。

根据一个实施方式，提供一种发送装置。该发送装置具有：照明部，其能够沿时间序列变更发出的光的特性；以及控制部，其对传送的信息中所包括的符号设定规定的期间，并以在该期间内根据符号的值使从照明部发出的光的特性沿时间序列变化的方式控制照明部。

另外，根据其它的实施方式，提供一种接收装置。该接收装置具有：拍摄部，其以规定的拍摄周期生成映入拍摄范围的图像；特征提取部，其从由拍摄部生成的多个图像的每一个提取表现根据传送的信息中所包含的符号的值沿时间序列变更的发送装置发出的光的特性的特征量；以及解码部，其根据特征量按时间序列顺序的变化来解码符号的值，其中，上述特征量是从根据符号设定的期间所包含的多个图像的每一个提取出的。

根据又一其它的实施方式，提供一种具有发送装置和接收装置的通信系统。在该通信系统中，发送装置具有：照明部，其能够沿时间序列变更发出的光的特性；以及控制部；其对传送的信息中所包括的符号设定规定的期间，并以在该期间内根据符号的值使从照明部发出的光的特性沿时间序列变化的方式控制照明部。另一方面，接收装置具有：拍摄部，其以规定的拍摄周期生成映入包括被来自发送装置的光照射的范围的至少一部分的拍摄范围的图像；特征提取部，其从由拍摄部生成的多个图像的每一个提取表现根据符号的值沿时间序列变更的发送装置发出的光的特性的特征量；以及解码部，其根据特征量按时间序列顺序的变化来解码符号的值，其中，所述特征量是从与符号相应地设定的期间所包括的多个图像的每一个提取出的。

本发明的目的以及优点通过在权利要求中特别指出的要素以及组合来实现且完成。

上述的一般的记述以及下述的详细的记述均是例示性且说明性的记述，应当理解不是如权利要求那样对本发明进行限制的记述。

本说明书所公开的发送装置即使在接收装置不能够直接接受到重叠信息的光的情况下，也能够将被重叠于光的信息传送给接收装置。

附图说明

图1是基于一个实施方式的通信系统的概要构成图。

图2是表示发光模式与被重叠的符号的值的关系的一个例子的图。

图3是说明由从发送装置发出的光被物体反射或者散射引起的对发光模式的影响的图。

图4是在图1所示的通信系统中利用的发送装置的概要构成图。

图5是表示与发光模式相应的、YUV颜色空间中的各成分的值的时间变化、与RGB颜色空间中的各成分的值的时间变化的关系的一个例子的图。

图6(A)是表示根据发光模式决定的、发光元件的发光强度的时间变化的图。

图6(B)是PWM方式下的发光元件的发光光量与向发光元件中流动的电流的期间的关系的说明图。

图7是发送处理的动作流程图。

图8是在图1所示的通信系统中利用的接收装置的概要构成图。

图9是接收装置的控制部的功能框图。

图10是接收处理的概念图。

图11是接收处理的动作流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对通信系统以及在通信系统中利用的发送装置以及接收装置进行说明。在该通信系统中，发送装置使从照明部发出的光的特性根据传送的信息中所包含的符号的值按时间序列变化。此时，发送装置使该光的特性的按时间序列变化的模式即发光模式根据传送的信息中所包含的符号的值而不同。由此，接收装置即使在不能够直接接受到发送装置发出的光而是接受被一些物体反射或者散射后的光的情况下，也能够通过提取接受到的光的特性的按时间序列变化的图案来解码被重叠的信息。

图1是基于一个实施方式的通信系统的概要构成图。通信系统100具有发送装置1以及接收装置2。并且，发送装置1对本装置具有的照明部发出的光重叠要发送的信息。另一方面，接收装置2具有拍摄部，根据利用该拍摄部按时间序列连续地拍摄包括被来自发送装置1的光照明的物体3的拍摄范围而得到的、按时间序列排列的多个图像来对重叠于光的信息进行解码。应予说明，在该例子中，通信系统100仅包括一个接收装置2，但通信系统100所包括的接收装置2的台数不限于1台。通信系统100也可以包括多个接收装置2。

图2是表示发光模式与被重叠的符号的值的关系的一个例子的图。在图2中，横轴表示时间，纵轴表示从发送装置1发出的光的特性。发光模式201以及发光模式202分别与符号值′0′、′1′相当。并且，在发光模式201以及发光模式202中，均是光的特性随时间经过周期性地变化，但相位相对于彼此偏移180°。像这样，通过使光的特性的时间变动中的相位按各符号值而不同，从而发送装置1能够在照明部发出的光重叠信息。应予说明，发光模式与符号值的关系不限于该例。下述发光模式与符号值的关系的详细内容。

图3是说明从发送装置发出的光因被物体反射或者散射引起的对发光模式的影响的图。在图3中，曲线图301表示遵循发光模式的、发送装置1的照明部发出的光的时间变化。应予说明，在该例子中，沿时间序列，从照明部发出的光的颜色变化。另外，曲线图302表示来自发送装置1的照明部的光因被物体3反射或者散射而得到的光的时间变化。只要物体3不是自身沿时间序列变色的物体即可，物体3的颜色如以虚线303所示那样恒定。因此，即使被物体3反射或者散射从而光的颜色本身变化，反射或者散射后的光的沿时间序列的变动模式也与发光模式相同。因此，接收装置2即使在接受到由发送装置1的照明部发出并被物体3反射或者散射的光的情况下，也能够解析接受到的光的变动模式的频率特性来确定出发光模式，从而对重叠于发送装置1从照明部发出的光的信息进行解码。

图4是发送装置1的概要构成图。发送装置1具有通信接口部11、存储部12、存储介质访问装置13、照明部14、以及控制部15。并且，发送装置1将经由通信接口部11或者存储介质访问装置13获取的、或者预先存储于存储部12的应传送的信息重叠于照明部14发出的光并发送该信息。

通信接口部11例如具有用于将发送装置1与有线或者无线的通信网络连接的通信接口及其控制电路。并且，通信接口部11将从其它的装置经由通信网络接收到的信息交接给控制部15。

存储部12例如具有读出专用的非易失性的半导体存储器以及能够读写的易失性的半导体存储器。并且，存储部12例如存储经由通信接口部11获取的、或者从存储介质访问装置13读入的、应传送的信息。另外，存储部12存储控制部15为了进行发送处理而利用的各种信息以及程序。例如，存储部12按各符号值存储表示与该符号值对应的发光模式的数据。表示发光模式的数据例如包括与该发光模式相应的来自照明部14的光的控制开始时刻的发光模式的相位、周期、与光的特性的最大值以及最小值相当的发光颜色或者光量等。另外，在应传送的信息固定的情况下，存储部12也可以预先存储表示该信息中所包含的各符号的发光模式的数据。

存储介质访问装置13例如是访问磁盘、半导体存储卡以及光存储介质这样的存储介质16的装置。存储介质访问装置13例如读入存储于存储介质16的、在控制部15上执行的、发送处理用的计算机程序或者应传送的信息，并交接给控制部15。

照明部14具有能够使发出的光的特性沿时间序列变化的至少一个发光元件、以及驱动电路。驱动电路以根据来自控制部15的控制信号变更从该至少一个发光元件发出的光的特性的方式驱动该至少一个发光元件。

能够沿时间序列变化的光的特性例如能够设为发光颜色。在该情况下，照明部14例如具有发光颜色相互不同的至少两种发光元件，例如具有红色LED、绿色LED以及蓝色LED中的至少两种。并且，通过各发光元件发出的光量的比率沿时间序列变化，从而照明部14发出的光的颜色也沿时间序列变化。或者，照明部14也可以具有能够调制发光颜色本身的至少一个发光元件。能够调制发光颜色本身的发光元件例如能够为如荧光灯那样发出包括多个波长的光的发光元件与如具有以阵列状配置的彩色滤光器的液晶面板那样能够调整光的各波长的透过率的光调制元件的组合。

或者，能够沿时间序列变化的光的特性也可以是每单位时间的光量。在该情况下，照明部14具有能够沿时间序列变更光量的至少一个发光元件，例如具有白色LED或者有机电致发光(Electro Luminescence，EL)元件。

或者，另外，能够沿时间序列变化的光的特性也可以是发光颜色与光量的组合。

照明部14通过按照来自控制部15的控制信号来使发出的光的特性遵循与传送的信息中所包含的符号的值相应的发光模式且以时间序列变化，从而对从照明部14发出的光重叠信息。

控制部15具有一个或者多个处理器及其周边电路。并且，控制部15控制发送装置1整体。控制部15在经由通信接口部11或者从存储介质访问装置13接受到应传送的信息的情况下，将该信息暂时存储于存储部12。并且，控制部15在执行发送处理的情况下，从存储部12读入应传送的信息，并以符号为单位分割该信息。并且，控制部15按各符号从存储部12读入表示与该符号的值相应的发光模式的数据，并以根据该发光模式使发出的光的特性沿时间序列变化的方式控制照明部14。

应予说明，执行发送处理的时刻可以预先设定。或者，也可以通过来自未图示的用户接口部的操作、或者根据经由通信接口部11接收到的来自其它的装置的发送处理的开始指示信号，控制部15开始发送处理。或者，另外，控制部15也可以按每一恒定周期反复执行发送处理。

以下，详细叙述照明部14的控制以及发光模式。

在本实施方式中，发光模式例如如图2所示那样，呈伴随时间经过，光的特性以正弦波状变化的周期性的变动模式。发光模式不限于该例，例如，也可以是光的特性以三角形状、或者以矩形脉冲状周期性地变动的模式。另外，发光模式不限于周期性地变动的模式，例如也可以是在与一个符号相应的期间内，光的特性单调地变化的模式。例如，在与符号值′0′对应的发光模式中，光的特性单调地变化成为在与该符号对应的期间的开始时刻从照明部14发出的光具有第一特性值，在该期间的结束时刻从照明部14发出的光具有第二特性值。另一方面，在与符号值′1′对应的发光模式中，光的特性单调地变化成为在与该符号对应的期间的开始时刻从照明部14发出的光具有第二特性值，在该期间的结束时刻从照明部14发出的光具有第一特性值。

例如以即使以接收装置2具有的拍摄部的拍摄速率，也以接收装置能够再现该发光模式的方式，将发光模式的1个周期的长度设定为该拍摄速率的倒数的数倍。例如，在接收装置的拍摄速率为30帧/秒的情况下，发光模式的1个周期的长度例如设定为100毫秒～1秒。

控制部15例如将应传送的信息以具有1～多个位的位串为单位进行分割，并将各位串分别作为一个符号。控制部15从存储部12读入表示与符号的值相应的发光模式的数据。并且，控制部15对各符号设定具有规定长度的期间。控制部15与该期间内1～数个周期相应地，使照明部14反复执行与符号值相应的发光模式。

应予说明，控制部15也可以在应传送的信息的规定的位置，例如在前端包括规定的符号串(例如′01010101′)作为前导码。或者，控制部15也可以在应传送的信息包括循环冗余检验(Cyclic Redundancy Check，CRC)标记之类的错误检测标记。通过控制部15在应传送的信息包括这些符号串以及错误检测标记，接收装置2准确地解码被传送的信息变得容易。

作为与符号的值相应的发光模式的调制方式，控制部15能够利用在无线通信中利用的各种调制方式。例如，控制部15可以使一个符号与一个位建立对应。在该情况下，控制部15如图2所示的二相位偏移调制方式(binary phase-shift keying，BPSK)那样，在符号的值对应于′0′的发光模式与符号的值对应于′1′的发光模式之间使相位反转180°。

另外，控制部15也可以使2个位与一个符号建立对应。在该情况下，控制部15也可以如四相位偏移调制方式(quadriphase phase-shift keying，QPSK)那样，对符号能够取的4种值(′00′、′01′、′10′、′11′)的各值分别设定相位各相差90°的、光的特性周期性地变动的发光模式。

或者，控制部15也可以根据符号的值还调制光的特性的变化幅度(以下称作振幅级)。在该情况下，控制部15也可以如直角相位振幅调制(quadrature amplitudemodulation，QAM)那样，对符号能够取的各值设定振幅级与相位的组合不同的发光模式。此时，控制部15关于振幅级，可以对于某符号值，在与符号对应的期间内使振幅级单调增加，对于其它的符号值，在与符号对应的期间内使振幅级单调减少。通过像这样在与一个符号对应的期间内，根据符号的值使振幅级变化，从而即使由于由物体3引起的来自照明部14的光的反射或者散射导致振幅级本身变化，也会使得接收装置2准确地确定出发光模式变得容易。

另外，控制部15也可以利用具有相互不同的频率(即相互不同的周期)的多个发光模式来复用传送的信息。控制部15例如也可以如正交频分复用方式(orthogonalfrequency-division multiplexing，OFDM)那样，对多个频率的每一个，以遵循了上述的任意一个调制方式的发光模式表示符号，并对各频率的发光模式进行逆傅立叶变换。应予说明，逆傅立叶变换是频率时间变换的一个例子。并且，控制部15也可以以遵循通过频率时间变换得到的发光模式，照明部14使光的特性沿时间序列变化的方式控制照明部14。

另外，也存在发送装置1的周围的环境光，尤其是发光特性周期性地变化的光对于接收装置2来说成为噪声，接收装置2中的、被传送的信息的解码精度降低的可能性。因此，控制部15也可以如在码分多址方式(Code Division Multiple Access，CDMA)中利用的频谱扩散那样，将传送的信息扩散至多个频率。并且，控制部15也可以以遵循将传送的信息扩散至多个频率得到的发光模式，照明部14使光的特性沿时间序列变化的方式控制照明部14。

接下来，对发光模式中沿时间序列变化的光的特性进行说明。

发光模式中沿时间序列变化的光的特性例如能够为发光颜色或者单位时间值的光量、或者发光颜色与每单位时间的光量的组合。

在发光模式中沿时间序列变化的光的特性为发光颜色的情况下，例如，控制部15在发光模式的1个周期设定多个取样点(例如10～20个点)。然后，控制部15求出在YUV或者HLS之类的、亮度成分与颜色成分被相互独立地表示的颜色空间中，使该颜色成分的值以正弦波状变化时的各取样点处的颜色成分的值。然后，控制部15对于各取样点，根据该颜色空间中的亮度成分的值与颜色成分的值求出能够与照明部14具有的各发光元件的发光颜色对应的RGB颜色空间中的红色、绿色以及蓝色的各成分的值。然后，控制部15对各取样点，根据红色、绿色以及蓝色的各成分的值，来决定与该颜色成分对应的发光元件的每单位时间的发光光量。应予说明，优选控制部15将亮度成分的值保持恒定。由此，即使照明部14发出的光的颜色遵循发光模式地沿时间序列变化，该光的每单位时间的光量也被保持恒定。人的视觉对于光量的变化比较敏感，但对于颜色的变化比较迟钝。因此，通过每单位时间的光量被保持恒定，控制部15能够使来自照明部14的光的特性遵循发光模式地沿时间序列变化这一情况难以被人察觉。

图5是表示与发光模式相应的、YUV颜色空间中的各成分的值的时间变化、与RGB颜色空间中的各成分的值的时间变化的关系的一个例子的图。在图5的左侧示出与发光模式相应的在YUV颜色空间中的各成分的值。如最上的曲线501所示那样，Y成分即亮度成分与时间经过无关而保持恒定。另一方面，如中央的曲线502所示那样，作为一方的色差成分的U成分的值根据发光模式随时间经过变化。同样，如最下的曲线503所示那样，作为另一方的色差成分的V成分的值也根据发光模式随时间经过变化。

另一方面，在图5的右侧示出与在图5的左侧示出的发光模式对应的、在RGB颜色空间中的各成分的值。曲线511～513分别表示红色成分、绿色成分、蓝色成分的时间变化。如曲线511～513所示那样，各颜色成分根据发光模式而变化。控制部15以与各取样点处的各颜色成分的值相应的每单位时间的发光光量使照明部14的与该颜色成分对应的发光元件发光即可。

应予说明，优选控制部15以各发光元件的每单位时间的发光光量的变动幅度相对于该发光元件的每单位时间的发光光量的遍及与一个符号对应的期间的时间平均值为几％左右的方式决定U成分以及V成分的值。由此，与发光模式相应的来自照明部14的光的特性的时间变化更加难以被人察觉。

另外，即使在遵循发光模式以时间序列变化的光的特性为每单位时间的光量的情况下，例如，控制部15也在发光模式的1个周期设定多个取样点(例如10～20点)。并且，控制部15遵循该发光模式来决定各取样点处的照明部14具有的发光元件的每单位时间的发光光量即可。

为了使照明部14具有的各发光元件的每单位时间的发光光量为如上述那样决定的各取样点处的发光光量，控制部15也可以例如按照脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)方式控制各发光元件。在PWM方式中，根据发光元件点亮的时间相对于单位时间的比(占空比)，来调节发光元件的发光光量。在该情况下，例如，以在发光模式的1个周期设定的取样点的个数等分该周期得到的各个区间为与一个取样点对应的区间(将该区间的长度设为T)。并且，控制部15按照下式决定在该区间T使发光元件点亮的时间t。

t＝T×n/M

在此，M是发光元件的每单位时间的最大发光光量，n是该取样点的每单位时间的发光光量。

图6(A)是表示根据发光模式决定的、发光元件的每单位时间的发光光量的时间变化的图。在图6(A)中，横轴表示时间，纵轴表示光量。以虚线表示的曲线601表示根据发光模式决定的、发光元件的每单位时间的发光光量的时间变化。并且，曲线601上的各点602分别表示取样点。

图6(B)是PWM方式中的发光元件的发光光量与向发光元件流入电流的期间即使发光元件点亮的期间的关系的说明图。在图6(B)中，横轴表示时间，纵轴表示向发光元件流入的电流。并且，曲线611以及612分别表示时间与向发光元件流入的电流的关系。例如，设图6(A)中的取样点t1处的每单位时间的发光光量为n。在该情况下，为了以每单位时间的发光光量为n的方式使发光元件点亮，例如，如曲线611所示那样，在与一个取样点对应的区间T内连续的区间T×(n/M)的期间，控制部15向发光元件流入电流即可。或者，也可以如曲线612所示那样，控制部15在与一个取样点对应的区间T内，将向发光元件流入电流的区间分割为多个子区间P1、P2、P3。在该情况下，各子区间的长度的合计为T×(n/M)即可。

为了使基于PWM方式的发光元件的点亮熄灭不被人察觉，优选控制部15使与一个取样点对应的区间的长度T为人的眼睛难以看到由点亮熄灭引起的闪烁的1/100秒以下。并且，优选该区间的长度T比接收装置2的拍摄部进行1次拍摄时的曝光期间短。由此，在由接收装置2的拍摄部生成的图像上映入被来自照明部14的光照射的物体的区域成为与照明部14发出的光的光量相应的明亮度。另外，为了使基于PWM方式的发光元件的点亮熄灭不被人察觉，优选控制部15使基于PWM方式的发光元件的调制频率为500Hz以上。

应予说明，在能够以比与一个取样点对应的区间的长度T短的周期调节照明部14具有的各发光元件的亮度的情况下，控制部15也可以以成为与各取样点对应的发光光量的方式调节各发光元件的亮度。

图7是由发送装置1进行的发送处理的动作流程图。

发送装置1的控制部15以符号为单位分割传送的信息(步骤S101)。然后，控制部15对各符号设定重叠发光模式的期间(步骤S102)。另外，控制部15选择传送的信息所包含的、未关注的符号中的前端的符号作为关注的符号(步骤S103)。然后，控制部15根据该关注的符号值来决定发光模式(步骤S104)。

控制部15在发光模式的1个周期设定多个取样点，并按各取样点决定照明部14具有的各发光元件的发光强度(步骤S105)。然后，控制部15将按各取样点表示各发光元件的每单位时间的发光光量的控制信号，例如包括占空比的控制信号输出给照明部14，并使照明部14的各发光元件以该发光光量发光(步骤S106)。

控制部15判断是否还剩余有未被设定为关注的符号的未关注的符号(步骤S107)。若剩余有未关注的符号(步骤S107-是)，则控制部15反复进行步骤S103以后的处理。

另一方面，如未剩余未关注的符号(步骤S107-否)，则控制部15结束发送处理。

接下来，对接收装置2进行说明。

图8是接收装置2的概要构成图。接收装置2例如能够为具有拍摄部的移动终端、或者固定型的装置。并且，接收装置2具有通信接口部21、存储部22、存储介质访问装置23、拍摄部24、用户接口部25、以及控制部26。接收装置2通过解析利用拍摄部24以规定的拍摄速率沿时间序列多次拍摄包括被来自发送装置1的光照射的区域的至少一部分的拍摄范围而得到的多个图像，来解码发送装置1发送的信息。

通信接口部21例如具有用于使接收装置2与有线或者无线的通信网络连接的通信接口及其控制电路。并且，通信接口部21将从控制部26接受到的信息经由通信网络发送给其它的装置，例如服务器。另外，通信接口部21将从其它的装置接受到的信息交接给控制部26。

存储部22例如具有读出专用的非易失性的半导体存储器以及能够读写的易失性的半导体存储器。并且，存储部22例如在接收处理的期间存储由拍摄部24按照时间序列生成的多个图像。另外，存储部22存储控制部26为了进行接收处理而利用的各种信息以及程序。并且，存储部22也可以存储由发送装置1发送并且被解码后的信息。

存储介质访问装置23例如是访问磁盘、半导体存储卡以及光存储介质之类的存储介质27的装置。存储介质访问装置23例如读入存储于存储介质27的、在控制部26上执行的、接收处理用的计算机程序，并交接给控制部26。

拍摄部24例如具有由CCD或者CMOS之类的、对发送装置1的照明部14发出的光具有感光度的固体拍摄元件的二维阵列形成的影像传感器、以及在该影像传感器上成像拍摄范围的像的成像光学系统。应予说明，优选以在拍摄范围包括被来自发送装置1的照明部14的光照射的区域的至少一部分的方式，例如以在拍摄范围包括图1的物体3的方式配置接收装置2。并且，拍摄部24在接收装置2进行接收处理的期间，以规定的拍摄速率(例如30帧/秒)进行拍摄，每次进行拍摄时生成图像。应予说明，在基于被根据传送的信息重叠的发光模式的光的特性的变化被以发光颜色的变化表现的情况下，优选拍摄部24生成的图像是彩色图像。

拍摄部24每生成图像时将该图像输出给控制部26。

用户接口部25例如具有触摸面板显示器之类的、用于人操作接收装置2、或者用于接收装置2向人显示信息的器件。并且，用户接口部25将与人的操作相应的操作信号，例如将指示接收处理的开始的操作信号输出给控制部26。另外，用户接口部25显示从控制部26接受到的各种信息以及由拍摄部24生成的图像。例如，用户接口部25也可以与由拍摄部24生成的图像一起显示通过接收处理解码的、从发送装置1发送的信息。

控制部26具有一个或者多个处理器及其周边电路。并且，控制部26控制接收装置2整体。另外，控制部26对由拍摄部24沿时间序列生成的多个图像进行频率解析，解码从发送装置1发送的信息。

图9是与接收处理相关的控制部26的功能框图。控制部26具有分割部31、特征提取部32以及解码部33。控制部26具有的这些各部例如是通过在控制部26具有的处理器上动作的计算机程序实现的软件模块。或者，控制部26具有的这些各部也可以作为实现该各部的功能的固件安装于接收装置2。或者，另外，控制部26具有的这些各部例如也可以作为在Web浏览器上动作的Web应用来安装。

图10是接收处理的概念图。若被来自发送装置1的照明部14的光照明的物体映入由拍摄部24生成的各图像，则映入该物体的区域所包括的像素值受照明部14发出的光的特性的变化影响。因此，分割部31将由拍摄部24生成的图像1000-1、1000-2、1000-3、…、1000-n分别分割成多个局部区域1001。特征提取部32从各局部区域提取表现照明部14发出的光的特性的特征量1002。解码部33通过调查该特征量1002的时间变化，确定出发光模式1003。然后，解码部33解码与发光模式1003对应的符号的值。

分割部31将各图像分割成多个局部区域。例如，分割部31可以将各图像沿水平方向以及垂直方向分别进行2～4分割。另外，分割部31也可以以多个分割方法分割各图像。例如，分割部31也可以关于水平方向以及垂直方向的各方向将各图像2分割，对各图像设定四个局部区域，并且关于水平方向以及垂直方向的各方向将各图像3分割，对各图像设定9个局部区域。由此，能够以在任意的局部区域中呈现被来自发送装置1的光照明的物体的区域、或者发送装置1的照明部14本身占据局部区域的大部分的方式设定局部区域的概率变高。

分割部31将表现各图像的各局部区域的信息(例如局部区域间的边界的位置)交接给特征提取部32。

特征提取部32从各图像的各局部区域提取表现根据从发送装置1的照明部14发出的光的发光模式并沿照时间序列变化的光的特性的特征量。例如，在以时间序列变化的光的特性为每单位时间的光量的情况下，特征提取部32提取各局部区域的像素的亮度值的平均值或者中央值作为特征量。另外，在以时间序列变化的光的特性为发光颜色的情况下，特征提取部32将各局部区域的各像素的值变换为YUV颜色空间或者HLS颜色空间的值，并计算各像素的颜色成分(例如U成分、V成分、或者色相)的平均值或者中央值作为特征量。应予说明，在由拍摄部24得到的图像的各像素的值被以RGB颜色空间表现的情况下，特征提取部32能够通过将图像的各像素的值转换为YUV颜色空间或者HLS颜色空间的值，来计算颜色成分的平均值或者中央值。应予说明，特征量不限于上述的例子，特征提取部32也可以提取根据以发光模式变化的光的特性并以时间序列变化的各种各样的特征量，例如也可以提取局部区域内的亮度值或者特定的颜色成分的总和、分散或者标准偏差作为特征量。或者，另外，特征提取部32也可以提取在时间上连续的2张图像间处于相同的位置的像素的像素值间的差值的局部区域内的平均值作为特征量。

特征提取部32将各图像的每个局部区域的特征量交接给解码部33。

解码部33根据按各局部区域提取出的特征量按时间序列顺序的变化确定出发光模式，并解码与该发光模式相应的符号的值。

如上述那样，在遵循发光模式从发送装置1的照明部14发出的光的特性周期性地变动的情况下，映入被发送装置1照明的物体的局部区域的特征量的时间变动具有与发光模式的变动周期相应的时间轴方向的频率成分。例如，在如上述那样，来自发送装置1的光的特性以正弦波状变动的情况下，在时间轴方向上的特征量的频率成分中包括与该正弦波对应的特定的频率成分。

因此，解码部33针对与和一个符号对应的期间相同的长度的关注期间所包含的多个图像，按映入同一物体的各局部区域。将按时间序列顺序从该局部区域提取出的特征量进行排列来制作1维向量。应予说明，在接收装置2静止且在接收装置2的拍摄范围内存在静止的物体的情况下，在多个图像中映入同一物体的局部区域能够为图像上的处于相同的位置的局部区域。然后，解码部33对该1维向量进行傅立叶变换。然后，解码部33按各局部区域从得到的频率成分提取与发光模式的周期相同的频率的频谱。

解码部33选择局部区域中的、提取出的频谱的振幅级最大的局部区域。或者，解码部33也可以选择提取出的频谱的振幅级为规定的阈值以上的局部区域。由此，解码部33能够选择映入被发送装置1照明的物体或者发送装置1的照明部14本身的局部区域。然后，解码部33对选择出的局部区域从提取出的频谱检测具有与发光模式相应的值的成分，例如检测关注期间内的规定时刻(例如，关注期间的开始时刻或者结束时刻)的光的特性的周期性的变动的相位或者振幅级。

应予说明，存在发送装置1按各符号设定的期间与关注期间偏移的可能性。因此，解码部33沿时间序列使关注期间1个帧1个帧地移动，并进行上述的处理，按各关注期间检测具有与发光模式相应的值的成分。在该情况下，在关注期间与发送装置1按各符号设定的期间一致的情况下，该检测出的成分的值为极值，因此，解码部33将该极值作为具有与发光模式相应的值的成分即可。一旦得到极值，则认为与该极值对应的关注期间与和一个符号对应的期间一致，因此，解码部33将该关注期间作为基准来设定以后的关注期间即可。然后，解码部33按各关注期间检测具有与发光模式相应的值的成分。

应予说明，解码部33也可以通过上述的方法以外的方法确定发光模式。例如，解码部33也可以通过求出在关注期间内，在时间上相邻的图像间的特征量的差值，并根据该差值调查特征量的增减，来确定发光模式。

解码部33将检测出的成分按时间序列顺序排列。在如上述那样，作为前导码，在被传送的信息中包含规定的符号串(例如′01010101′)的情况下，解码部33从检测出的成分的排列提取与和该前导码相当的符号串一致的部分。然后，解码部33以在提取出的部分中检测出的成分与符号的值一致的方式使检测出的成分与符号的值建立对应即可。

或者，解码部33在被传送的信息中包含有CRC这样的错误检测标记的情况下，也可以利用该错误检测标记以符号的错误为最小的方式使检测出的成分与符号的值对应。

或者，另外，解码部33也可以参照表示检测出的成分与符号的值的对应关系的参照表，求出与检测出的成分相应的符号的值。应予说明，该参照表例如被预先存储于存储部22。

解码部33通过将解码后的符号的值按规定的顺序排列，从而解码被传送的信息。然后，控制部26将解码后的信息经由通信接口部21输出给其它的装置。或者，控制部26执行与解码后的信息相应的处理。例如，若解码后的信息是指示规定的应用的起动的信息，则控制部26起动该应用。或者，控制部26也可以使解码后的信息显示于用户接口部25。

图11是由接收装置2执行的接收处理的动作流程图。控制部26的分割部31将各图像分割成多个局部区域(步骤S201)。然后，控制部26的特征提取部32对各局部区域提取表现以发光模式变化的光的特性的特征量(步骤S202)。

解码部33按与一个符号相当的期间所包含的包括多个图像的组的每一期间，对相同的位置的局部区域的特征量进行频率解析，检测具有发光模式的周期的频谱(步骤S203)。然后，解码部33按各该期间从检测出的频谱解码与发光模式对应的符号的值，并解码被传送的信息(步骤S204)。然后，控制部26结束接收处理。

如以上说明的那样，该通信系统能够在发送装置发出的光重叠信息并传送给接收装置。并且，在该通信系统中，通过使按时间序列变化的发光模式根据符号的值而不同，从而在发送装置发出的光上重叠信息。因此，接收装置即使不能够直接接受发送装置发出的光，也能够通过检测该按时间序列变化的发光模式来解码信息。另外，由于该通信系统即便使发送装置发出的光的特性相对于时间经过的变化缓慢也能够传送信息，因此能够使光的特性的变化不易被人察觉。

应予说明，接收装置也可以具备具有拍摄部的终端、与该终端经由通信网络连接的其它的装置例如服务器。在该情况下，终端也可以在每生成图像时，将该图像与用于确定终端的识别信息例如该终端的IP地址一起经由通信网络发送给服务器。并且，服务器的处理器也可以执行基于上述的实施方式的接收装置的控制部的各处理，解码从发送装置传送的信息。并且，服务器也可以参照用于确定终端的识别信息，将解码后的信息送回给该终端。

或者，终端具有的处理器也可以在每生成图像时，对该图像进行分割部31的处理和特征提取部32的处理，来提取各局部区域的特征量。并且，终端也可以将从各图像提取出的各局部区域的特征量与用于确定终端的识别信息一起经由通信网络发送给服务器。并且，服务器的处理器也可以执行基于上述的实施方式的接收装置的解码部33的处理，解码从发送装置传送的信息。

另外，根据其它的变形例，在接收装置为便携式的装置的情况下，即使被发送装置照明的物体静止，也存在由于接收装置自身的移动而使图像上的物体的位置随着时间经过移动的情况。因此，接收装置的控制部也可以利用光流等进行跟踪处理，在按时间序列排列的多个图像间确定映入相同的物体的局部区域。并且，接收装置的控制部也可以使用从关注期间内的各图像的映入相同的物体的局部区域提取出的特征量来执行解码部的处理。另外，对于存在被发送装置照明的物体为移动物体的可能性的情况，同样，接收装置的控制部也可以使用从通过跟踪处理确定出的映入相同的物体的局部区域提取出的特征量来执行解码部的处理。

由此，即使在接收装置与被发送装置照明的物体相对地移动的情况下，接收装置也能够准确地解码从发送装置传送的信息。

根据又一其它的变形例，在假定被从发送装置的照明部发出的光照射的物体映入由接收装置的拍摄部生成的图像上的区域的面积为规定的面积以上的情况下，也可以在接收装置中省略分割部的处理。应予说明，规定的面积例如能够为图像尺寸的一半。在该情况下，特征提取部从图像整体提取特征量即可。

并且，使计算机实现基于上述的各实施方式的发送装置的控制部具有的各功能的计算机程序也可以以记录于能够由计算机读取的介质的形式提供。同样，使计算机实现基于上述的实施方式的接收装置的控制部具有的各功能的计算机程序也可以以记录于能够由计算机读取的介质的形式提供。

这里列举的全部的例子以及特定的用语是在帮助读者理解针对本发明以及该技术的促进的被本发明者赋予的概念的、示教的目的下意图使用的，应解释为不限于与表示本发明的优越性以及低劣性相关的、本说明书的任何的例子的构成、那样的特定的被列举的例子以及条件。对本发明的实施方式详细地进行了说明，但理解不脱离本发明的精神以及范围，能够对其施加各种变更、置换以及修正这一情况。

附图标记：100…通信系统；1…发送装置；11…通信接口部；12…存储部；13…存储介质访问装置；14…照明部；15…控制部；16…存储介质；2…接收装置；21…通信接口部；22…存储部；23…存储介质访问装置；24…拍摄部；25…用户接口部；26…控制部；27…存储介质。

Claims (10)

1.一种发送装置，其中，具有：

照明部，其能够沿时间序列变更发出的光的颜色；以及

控制部，其对传送的信息中所包含的符号设定规定的期间，并以不改变在该期间内从所述照明部发出的光的每单位时间的光量而在所述期间内根据所述符号的值使从所述照明部发出的光的颜色按每一所述单位时间沿时间序列变化的方式控制所述照明部，所述单位时间比所述期间短。

2.根据权利要求1所述的发送装置，其中，

所述控制部以按所述符号的各值而不同的相位使从所述照明部发出的所述光的颜色周期性地变化。

3.根据权利要求1所述的发送装置，其中，

所述控制部以按所述符号的各值而不同的相位与振幅级的组合使从所述照明部发出的所述光的颜色周期性地变化。

4.根据权利要求1所述的发送装置，其中，

所述控制部对多个所述符号的每一个设定不同的周期，并按每一周期设定与对应的所述符号的值相应的所述光的颜色的沿时间序列的变动模式，并遵循对各该周期的所述变动模式进行频率时间变换而得到的所述光的颜色的沿时间序列的变动模式来使从所述照明部发出的所述光的颜色变化。

5.一种接收装置，其中，具有：

拍摄部，其以规定的拍摄周期生成映入拍摄范围的图像；

特征提取部，其从由所述拍摄部生成的多个所述图像的每一个提取表现根据传送的信息中所包含的符号的值而沿时间序列变更的发送装置所发出的光的特性的特征量；以及

解码部，其根据从针对所述符号设定的期间所包含的所述多个图像的每一个提取出的所述特征量按时间序列顺序的变化来解码所述符号的值，

所述解码部通过对将从所述期间所包括的所述多个图像的每一个提取出的所述特征量按时间序列顺序排列而成的向量进行时间频率变换，求出与根据所述符号的值而变化的、所述发送装置发出的光的所述特性的变动周期对应的频率的频谱成分，并根据该频谱成分来解码所述符号的值。

6.根据权利要求5所述的接收装置，其中，

还具有将由所述拍摄部生成的多个所述图像的每一个分割成多个局部区域的分割部，

所述特征提取部对所述多个图像的每一个从所述多个局部区域的每一个提取所述特征量，

所述解码部根据从所述多个图像的每一个图像的所述多个局部区域中的映入相同物体的局部区域提取出的所述特征量按时间序列顺序的变化来解码所述符号的值。

7.一种通信系统，是具有发送装置和接收装置的通信系统，其中，

所述发送装置具有：照明部，其能够沿时间序列变更发出的光的颜色；以及控制部，其针对传送的信息中所包含的符号设定规定的期间，并以不改变在该期间内从所述照明部发出的光的每单位时间的光量而在所述期间内根据所述符号的值使从所述照明部发出的光的颜色按每一所述单位时间沿时间序列变化的方式控制所述照明部，所述单位时间比所述期间短，

所述接收装置具有：拍摄部，其以规定的拍摄周期生成映入拍摄范围的图像，所述拍摄范围包括被来自所述发送装置的光照射的范围的至少一部分；

特征提取部，其从由所述拍摄部生成的多个所述图像的每一个提取表现所述光的颜色的特征量；以及

解码部，其根据所述特征量按时间序列顺序的变化来解码所述符号的值，其中，所述特征量是从根据所述符号设定的期间所包含的所述多个图像的每一个提取出的。

8.一种发送方法，其中，包括：

对传送的信息所包括的符号设定规定的期间，

以不改变在所述期间内从照明部发出的光的每单位时间的光量而在所述期间内根据所述符号的值使从所述照明部发出的光的颜色按每一所述单位时间沿时间序列变化的方式控制所述照明部，所述照明部能够沿时间序列变更发出的光的颜色。

9.一种接收方法，其中，包括：

以规定的拍摄周期生成映入拍摄范围的图像，

从多个所述图像的每一个提取表现根据传送的信息中所包含的符号的值而沿时间序列变更的发送装置发出的光的特性的特征量，

根据所述特征量按时间序列顺序的变化来解码所述符号的值，其中，所述特征量是从根据所述符号设定的期间所包含的所述多个图像的每一个提取出的，

解码所述符号的值是指，通过对将从所述期间所包括的所述多个图像的每一个图像提取出的所述特征量按时间序列顺序排列而成的向量进行时间频率变换，求出与根据所述符号的值而变化的、所述发送装置发出的光的所述特性的变动周期对应的频率的频谱成分，并根据该频谱成分来解码所述符号的值。

10.一种接收装置，其中，包括：

拍摄部，以规定的拍摄周期生成映入拍摄范围的图像；

分割部，将由所述拍摄部生成的多个所述图像的每一个分割成多个局部区域；

特征提取部，针对由所述拍摄部生成的多个所述图像的每一个图像，从多个所述局部区域的每一个提取表现根据传送的信息中所包含的符号的值沿时间序列变更的发送装置发出的光的特性的特征量；以及

解码部，其通过跟踪处理来确定对所述符号设定的期间所包含的所述多个图像的每一个图像的所述多个局部区域中映入有相同物体的局部区域，并根据从所述多个图像的每一个图像的被确定出的所述局部区域提取出的所述特征量按时间序列顺序的变化来解码所述符号的值。