CN107786828B - 一种隐式信息传输方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种隐式信息传输方法、装置以及系统。包括：发送成像能力参数至发送端以使所述发送端根据所述成像能力参数设置调制参数并根据所述调制参数以及所述隐式信息生成显示信号；根据所述发送端推送的所述显示信号获取所述隐式信息。在保证人眼对嵌入的隐式信息视觉无感的前提下，以适合接收端摄像能力的方式完成隐式信息的传输。

Description

一种隐式信息传输方法、装置及系统

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体地说，涉及一种隐式信息传输方法、装置及系统。

背景技术

随着信息技术的发展，条形码、二维码这些信息传递方式在我们的生活中屡见不鲜，例如，通过扫二维码的方式添加社交好友，或通过条形码的方式查询商品价格等。通常，还有这样一种应用场景，电视在播放节目时，电视屏幕上的一部分区域会显示一个二维码，用户可以通过用手机扫描这一二维码获取视频播放网址从而便于在手机上观看该节目，或者用户用手机扫描这一二维码之后获得一些广告信息、电视节目的介绍信息等等。

然而，这种扫码的方式存在一定的缺陷，每一个二维码都具有一定的尺寸从而完全且清晰地将二维码中的信息展示出来用以使移动设备高效识别，电视在播放节目时，二维码在屏幕上占据一定的面积，或多或少会遮挡一些正在播放的节目内容，一旦造成关键内容丢失，则对视频整体播放效果造成影响。与此同时，对于“强迫症”观众，电视屏幕上除正在播放的节目内容之外多出的二维码会造成视觉上的不适应，影响观看体验。

目前，一些隐式信息传输方法逐渐流行，具体实现是利用可视图像的可见光信号实现信息的承载与传输，再通过手机等便携的通信设备通过成像的方式进行隐式信息的传输。

然而，现今移动终端的类型多种多样，例如，智能手机、平板电脑等，不同品牌、不同型号的手机或者平板电脑，其分辨率、成像能力、拍摄速率等都是不同的，因此，当智能显示终端播放包含隐式信息的视频，移动终端采用自身成像设备进行拍摄时，如果不考虑移动终端的自身的成像特性是否于智能显示终端相匹配，则势必会影响移动端对智能显示终端显示信息的成像效果，在提取隐式信息时导致信息的失真甚至无法提取隐式信息。

因此，一种新的隐式信息传递方法亟待提出。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种隐式信息传输方法、装置及系统。

为了解决上述技术问题，本申请开了一种隐式信息传输方法，位于移动端执行时，包括：

发送成像能力参数至发送端以使所述发送端根据所述成像能力参数设置调制参数并根据所述调制参数以及所述隐式信息生成显示信号；

根据所述发送端推送的所述显示信号获取所述隐式信息。

进一步地，所述成像能力参数包括：所述接收端的最高摄像帧率以及所述接收端的最大像素。

进一步地，所述方法具体包括：所述接收端以最高摄像帧率对所述显示信号进行拍摄，并从所述拍摄结果中提取所述隐式信息。

本申请还公开了一种隐式信息传输方法，位于发送端执行，包括：

根据接收到的接收端发送的成像能力参数设置隐式信息的调制参数；

根据所述调制参数以及所述所述隐式信息生成显示信号，将所述显示信号发送至所述接收端以使所述接收端根据所述显示信号获取所述隐式信息。

进一步地，所述调制参数包括：所述隐式信息的传输速率、调制载波频率、成型波形参数以及所述显示信号的显示帧率。

进一步地，所述生成显示信号，包括：根据所述隐式信息，以所述调制参数对视频帧的可调制对象进行调制生成所述显示信号。

本申请还公开一种隐式信息传输装置，位于接收端，包括：

发送模块，用于发送成像能力参数至发送端以使所述发送端根据所述成像能力参数设置调制参数并根据所述调制参数以及所述隐式信息生成显示信号；

信息获取模块，用于根据所述发送端推送的所述显示信号获取所述隐式信息。

进一步地，所述成像能力参数包括：所述接收端的最高摄像帧率以及所述接收端的最大像素。

进一步地，所述信息获取模块具体用于：所述接收端以最高摄像帧率对所述显示信号进行拍摄，并从所述拍摄结果中提取所述隐式信息。

本申请公开一种隐式信息传输装置，位于发送端，包括：

设置模块，用于根据接收到的接收端发送的成像能力参数设置隐式信息的调制参数；

信号生成模块，用于根据所述调制参数以及所述所述隐式信息生成显示信号；

显示模块，用于推送所述显示信号以使所述接收端根据所述显示信号获取所述隐式信息。

进一步地，所述调制参数包括：所述隐式信息的传输速率、调制载波频率、成型波形参数以及所述显示信号的显示帧率。

进一步地，所述信号生成模块，用于根据所述隐式信息，以所述调制参数对视频帧的可调制对象进行调制生成所述显示信号。

与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：

1)发送端在通过视频图像进行隐式信息传输时，充分考虑隐式信息提取设备的成像能力，保证了隐式信息在每一个传输阶段的的完整性；

2)发送端根据接收端的成像能力参数进行调制参数的设置，能够适应不成像能力的接收端设备，从而使得隐式信息的传输不受接收端设备的限制；

3)在隐式信息的传输过程中，对视频图像的显示效果不造成影响，能兼顾隐式信息传输与良好的用户体验。

当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例一的技术流程图；

图2是本申请实施例二的技术流程图；

图3是本申请实施例三的技术流程图；

图4是本申请实施例四的技术流程图；

图5是本申请应用场景实例的系统示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

图1是本申请实施例一的技术流程图，结合图1，本申请实施例一种隐式信息传输方法，位于接收端执行，包括如下的步骤：

步骤S110、发送成像能力参数至发送端；

所述接收端，具体可以是具有成像能力的任何设备端，例如带有摄像头的手机、平板电脑等，特别的，当一台具有数据处理能力的设备连接一个外接成像设备时，也可视为所述接收端。通常，接收端具有一定的无线通信能力，例如，可以通过蓝牙、WiFi、红外等与其他设备进行通信。

所述发送端，可以是具有显示功能的任一智能设备，同样地，所述发送端具有一定的无线通信能力，从而能够与所述接收端进行参数信息的传递。例如，智能电视、手机、PAD或者电脑等等。

在本实施例中，所述接收端发送所述成像能力参数至所述发送端，可以采用无线通信方式，例如常用的蓝牙、WiFi等。

在一种可行的实施方式中，所述发送端在预设范围内按照既定通信协议定时发送数据包，寻找所述预设范围内能与之建立通信的设备，当检测到之后，向所述接收端发送建立通信连接请求。所述接收端根据通信连接请求的提示，选择是否应允所述通信请求并授权所述成像能力参数的获取。所述接收端得到用户授权之后即可收集自身成像能力参数发送至所述发送端。

本步骤中，所述成像能力参数，具体包括：所述接收端的最高摄像帧率以及所述接收端的最大像素。具体的，所述成像能力参数用于，所述发送端根据所述成像能力参数设置调制参数并根据所述调制参数以及所述隐式信息生成显示信号。

其中，所述最高摄像帧率是在单位时间(通常为1秒)内拍摄的图片的最大帧数，也可以理解为图形处理器每单位时间内刷新的最大次数，通常用fps(Frames Per Second)表示。每一帧都是静止的图象，快速连续地显示帧便形成了运动的假象。在本申请实施例中，所述接收端通过拍摄所述发送端发送的显示画面来捕捉隐藏在显示画面中的隐式信息，因此，所述发送端需根据所述接收端的最高摄像帧率来设置显示画面的播放帧率，从而所述发送端能够自适应地去适配所述接收端的硬件配置。例如，当所述接收端的最高摄像帧率为V1时，若所述发送端在显示画面时，显示帧速V2>V1，则必然导致所述接收端无法对所述拍摄端播放的每一帧画面进行拍摄，进而导致隐式信息恢复时遇到障碍甚至隐式信息的丢失。

其中，所述最大像素，具体指所述接收端成像设备的分辨率尺寸。其实际意义在于，将所述接收端的所述最大参数发送至所述发送端，所述发送端能够适应所述接收端的硬件设备条件，从而保证了接收端能够具有完整的拍摄结果，没有信息的丢失。例如，若所述接收端成像设备的分辨率尺寸低于所述发送端播放的显示图像的分辨率尺寸，则将导致部分隐式信息的丢失，无法传输完整的隐式信息。

步骤S120、根据所述发送端推送的所述显示信号获取所述隐式信息。

具体的，当智能显示设备作为发送端时，所述显示信号可以是智能显示设备显示的视频信号，隐式信息被调制嵌入在视频信号中，当所述发送端播放视频信号时，所述接收端通过成像设备对所述发送端显示的内容进行拍摄，对拍摄结果进行解调获取所述隐式信息。由于信号的解调是成熟的现有技术，本申请实施例不再赘述。

本实施例中，接收端的设备将自身成像能力的相关参数发送至隐式信息的发送端，从而发送端在保证人眼对嵌入的隐式信息视觉无感的前提下，以适合接收端摄像能力的方式完成隐式信息的传输，保证了隐式信息在每一个传输阶段的的完整性，提升了隐式信息提取的正确性与完整性。

图2是本申请实施例二的技术流程图，结合图2，本申请实施例一种隐式信息传输方法，位于发送端执行时，可以有如下的实施方式：

步骤S210、根据接收到的接收端发送的成像能力参数设置隐式信息的调制参数；

步骤S220、根据所述调制参数以及所述所述隐式信息生成显示信号；

具体的，在步骤S210中，发送端接收到的所述成像能力参数可以包括：所述接收端的最高摄像帧率F_r以及所述接收端的最大像素。

本实施例中，设置隐式信息的调制参数，具体的，是对所述显示信号的显示帧率F_t、所述隐式信息的传输速率R、所述隐式信息的调制载波频率f_c、以及所述隐式信息的成型波形参数进行设置。

在一种情境下，所述调制参数的设置应同时满足如下条件：

(1)F_t＞60；

(4)(f_c+R/2)＜F_r/2。

其中，F_r为接收到的所述接收端的所述最高摄像帧率，根据上述条件即可对F_t、f_c以及R的值进行合理的设置，当然，以上数值仅仅是一种可行的调制参数设置方式，例如，上述条件中所述的60和30均为经验值，在多次反复测试后能够得到最优效果。当然，需要说明的是，上述调制参数的设置方式并不对本申请实施构成限制。

其中，所述成型波形参数具体指调制过程中的滚降系数，在无码间串扰条件下，滚降系数α与通信所需带宽W和码元传输速率Rs的关系如下：

由于滚降系数是通信领域技术人员熟知的现有技术，此处不做赘述。本申请实施例中采用调制的嵌入方式将隐式信息逐帧嵌入待播放的视频帧，根据获取到的调制参数，将隐式信息加载到可见光波上，使得隐式信息变为适合于信道传输的形式。其目的在于，一方面通过可见光的通信传输隐式信息，另一方面，人眼对嵌入的隐式信息视觉无感，提升了用户体验。

具体的，本申请实施例中，所述发送端生成显示信号，有如下可行的调制方式：

根据所述隐式信息，以所述调制参数对视频帧的可调制对象进行调制生成所述显示信号；其中，所述可调制对象包括每一帧视频画面的亮度、颜色、浓度饱和度、透明度等能够对图像进行描述的参数。

以下实施例将以亮度作为被调制对象，具体阐述本申请实施例中隐式信息的嵌入过程。亮度调制需将待传输的隐式信息具体承载在可见光信号的亮度中，基于此，需要获得每一视频帧中每一像素点的亮度值B_O(m,n)以及调制函数x(t)，则相应的，对亮度进行调制后的到的视频帧中每一像素点的亮度值B_N(m,n)＝B_O(m,n)*x(t)。其中，m，n为每一视频帧内的所有像素点的坐标，t表示视频帧的序号。

同理，颜色调制需将待传输的隐式信息具体承载在可见光信号的颜色中，基于此，需要获得每一视频帧中每一像素点颜色值C_O(m,n)以及调制函数x(t)。

步骤S230、推送所述显示信号以使所述接收端根据所述显示信号获取所述隐式信息。

得到包含隐式信息的显示信号之后，发送端以F_t为显示帧率推送所述显示信号，此时，接收端以F_r为拍摄帧率进行拍摄，能到到最优的拍摄结果并间接提升了隐式信息提取的正确率。

本实施例中，发送端的设备通过与接收端建立通信并获取接收端的成像能力的相关参数，在保证人眼对嵌入的隐式信息视觉无感的前提下，以适合接收端移动终端摄像能力的方式完成隐式信息的传输，保证了隐式信息在每一个传输阶段的的完整性，提升了隐式信息提取的正确性与完整性。

图3是本申请实施例三的装置结构示意图，结合图3，本申请实施例一种一种隐式信息传输装置，位于接收端，包括发送模块310以及信息获取模块320。

所述发送模块310，用于发送成像能力参数至发送端以使所述发送端根据所述成像能力参数设置调制参数并根据所述调制参数以及所述隐式信息生成显示信号；

所述信息获取模块320，用于根据所述发送端推送的所述显示信号获取所述隐式信息。

其中，所述成像能力参数包括：所述接收端的最高摄像帧率以及所述接收端的最大像素。

其中，所述信息获取模块具体用于：以最高摄像帧率对所述显示信号进行拍摄，并从所述拍摄结果中提取所述隐式信息。

图3所示装置可以执行图1所示实施例的方法，实现原理和技术效果参考图1所示实施例，不再赘述。

图4是本申请实施例四的装置结构示意图，结合图4，本申请实施例一种隐式信息传输装置，位于发送端，包括设置模块410、信号生成模块420以及显示模块430。

所述设置模块410，用于根据接收到的接收端发送的成像能力参数设置隐式信息的调制参数；

所述信号生成模块420，用于根据所述调制参数以及所述所述隐式信息生成显示信号；

所述显示模块430用于，推送所述显示信号以使所述接收端根据所述显示信号获取所述隐式信息。

其中，所述调制参数包括：所述隐式信息的传输速率、调制载波频率、成型波形参数以及所述显示信号的显示帧率。

其中，所述信号生成模块420，用于根据所述隐式信息，以所述调制参数对视频帧的可调制对象进行调制生成所述显示信号。

图4所示装置可以执行图2所示实施例的方法，实现原理和技术效果参考图2所示实施例，不再赘述。

应用场景实例

以下部分将结合图5，以一个实际应用的例子对本申请实施例进行进一步地阐述。

假设这样一个应用场景，销售商家通过智能电视播放设备播放当季新品的广告，为保证广告画面效果，在播放广告时，拟将产品的详细信息以及购买渠道以隐式信息的方式嵌入在广告的播放的视频信号中。

用户在观看广告时，随身携带的手机进入与智能电视的通信连接范围内，此时手机检测到可建立通信连接的设备之后向用户发出提示，具体提示内容可以为：用户可以通过与智能电视建立通信连接通过手机摄像头拍摄广告内容获取广告产品的详细信息以及购买渠道，与此同时，手机向用户申请获取并发送手机成像设备最高最高摄像帧率以及最大像素的权限，当用户确认授权后，手机通过蓝牙、WiFi等无线方式向智能电视发送其成像设备最高摄像帧速率F_r、最大像素。

电视接收到手机发送的信号之后，根据接收到的手机成像设备的最高最高摄像帧率以及最大像素，设置隐式信息传输所涉及的视频推送帧速率F_t、调制载波频率f_c、嵌入信息传输速率R、滚降系数α等参数以匹配移动终端成像能力。设置完上述调制参数后，智能电视端基于所设置的调制参数，将隐式信息嵌入视频。

例如，当智能电视的视频推送帧速率F_t，根据数字通信信号的调制方式及原理，以f_s为数字采样频率(数值上f_s＝F_t＝144Hz)，生成数字波形公式如下：

上述调制方式采用PSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)，其中T＝1/21表示符号周期，{c_k}表示需要发送的隐式信息对应的函数，g_T(t)表示信号的成型脉冲(此处为根升余弦成型方式，滚降系数为1)，f_c＝51Hz表示载频，A＝0.3为幅度归一化因子，s₀＝0.5。

当以亮度作为隐式信息的传输载体时，设每一帧图像的初始亮度为B_o(m,n,t)，其中(m,n)为位置坐标，t表示时间即帧图像序列的序号。因此，调制后的每一帧图像序列的亮度为：

B_N(m,n,t)＝B_o(m,n,t)*x(t)

其中(m,n)表示在图像范围内的所有像素点坐标。

得到嵌入隐式信息的视频信号后，智能电视以F_t为视频播放帧速率推送所生成的视频信号；用户启动手机摄像头，以F_r为摄像帧速率拍摄智能显示终端播放的视频信号，并对拍照或摄像的结果进行处理，获取视频中包含的隐式信息。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种隐式信息传输方法，其特征在于，包括：

接收端发送成像能力参数至发送端，以使所述发送端根据所述成像能力参数设置调制参数并根据所述调制参数以及所述隐式信息生成显示信号；

发送端根据接收到的接收端发送的成像能力参数设置隐式信息的调制参数；

发送端根据所述调制参数以及所述隐式信息生成显示信号；

发送端推送所述显示信号以使所述接收端根据所述显示信号获取所述隐式信息；

接收端根据所述发送端推送的所述显示信号获取所述隐式信息；

其中，所述发送端在预设范围内按照既定通信协议定时发送数据包，寻找所述预设范围内能与之建立通信的设备，当检测到之后，向所述接收端发送建立通信连接请求；所述接收端根据通信连接请求的提示，选择是否应允所述通信请求并授权所述成像能力参数的获取；所述接收端得到用户授权之后即可收集自身成像能力参数发送至所述发送端；

所述成像能力参数包括：

所述接收端的最高摄像帧率以及所述接收端的最大像素；

所述设置隐式信息的调制参数，具体为：对所述显示信号的显示帧率F_t、所述隐式信息的传输速率R、所述隐式信息的调制载波频率f_c、以及所述隐式信息的滚降系数α进行设置，所述调制参数的设置应同时满足如下条件：

(1)F_t>60；

(2)R<F_t/2-30；

(3)30<f_c<F_t/2；

(4)(f_c+R/2)<F_r/2；

其中，F_r为所述接收端的所述最高摄像帧率；

所述隐式信息的滚降系数α与通信所需带宽W和码元传输速率Rs的关系如下：

W＝1/2(1+α)Rs。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述接收端以最高摄像帧率对所述显示信号进行拍摄，并从所述拍摄结果中提取所述隐式信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成显示信号，包括：

根据所述隐式信息，以所述调制参数对视频帧的可调制对象进行调制生成所述显示信号。

4.一种隐式信息传输系统，其特征在于，包括：接收端和发送端；

其中，接收端包括：

发送模块，用于发送成像能力参数至发送端，以使所述发送端根据所述成像能力参数设置调制参数并根据所述调制参数以及所述隐式信息生成显示信号；

信息获取模块，用于根据所述发送端推送的所述显示信号获取所述隐式信息；

发送端包括：

设置模块，用于根据接收到的接收端发送的成像能力参数设置隐式信息的调制参数；

信号生成模块，用于根据所述调制参数以及所述所述隐式信息生成显示信号；

显示模块，用于推送所述显示信号以使所述接收端根据所述显示信号获取所述隐式信息；

其中，所述发送端在预设范围内按照既定通信协议定时发送数据包，寻找所述预设范围内能与之建立通信的设备，当检测到之后，向所述接收端发送建立通信连接请求；所述接收端根据通信连接请求的提示，选择是否应允所述通信请求并授权所述成像能力参数的获取；所述接收端得到用户授权之后即可收集自身成像能力参数发送至所述发送端；

所述成像能力参数包括：

所述接收端的最高摄像帧率以及所述接收端的最大像素；

所述设置隐式信息的调制参数，具体为：对所述显示信号的显示帧率F_t、所述隐式信息的传输速率R、所述隐式信息的调制载波频率f_c、以及所述隐式信息的滚降系数α进行设置，所述调制参数的设置应同时满足如下条件：

(1)F_t>60；

(2)R<F_t/2-30；

(3)30<f_c<F_t/2；

(4)(f_c+R/2)<F_r/2；

其中，F_r为所述接收端的所述最高摄像帧率；

所述隐式信息的滚降系数α与通信所需带宽W和码元传输速率Rs的关系如下：

W＝1/2(1+α)Rs。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述信息获取模块具体用于：

以最高摄像帧率对所述显示信号进行拍摄，并从所述拍摄结果中提取所述隐式信息。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述信号生成模块，用于：

根据所述隐式信息，以所述调制参数对视频帧的可调制对象进行调制生成所述显示信号。

Images