CN112825492A - 一种可见光通信方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种可见光通信方法、装置及存储介质，应用于可见光的发射装置，发射装置包括第一透镜模组；该方法包括：对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，并将发射数据包转换为至少一帧图像；获取至少一帧图像的控制信息；其中，控制信息用于指示接收装置接收至少一帧图像；将至少一帧图像和控制信息转化为可见光信号；基于预设的发射策略，控制可见光信号穿过第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。如此，通过在发射装置中设置的第一透镜模组使得可见光平行出射到目标空间中，接收装置上多个摄像头模组在接收目标空间的可见光信号时，无需协同对焦，简化接收装置的对焦流程。

Description

一种可见光通信方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及通信技术，尤其涉及一种可见光通信方法、装置及存储介质。

背景技术

随着射频频谱日益紧张，可见光通信(Visible Light Communication，VLC)成为其重要补充。可见光通信利用可见光承载信息，经空间传输，被光传感器接收后解算出原信息，完成通信。

根据光传感器类型，可见光通信可分为数个子领域。其中，采用电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)/互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)图像传感器的系统被称为光相机通信系统(Optical CameraCommunication，OCC)。光相机通信系统多采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)屏幕等发射多个像素构成的图像信号，利用图像传感器等高分辨率摄像机接收图像信号，每个像素的取值携带信息。

随着摄像技术的发展，多摄像头成为了主流配置。同一终端上可搭载多个摄像头模组，并以一定空间形式排列，其主要目的是通过同时拍摄图像与后端增强算法，提高图像拍摄质量，这种场景为实现更高容量的OCC系统提供了新的可能。目前针对多摄像头终端的OCC系统，需要多个摄像头协同对焦才可以完成图像增强，协同对焦复杂耗时较长。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例期望提供一种可见光通信方法、装置及存储介质。

本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，提供了一种可见光通信方法，应用于可见光的发射装置，所述发射装置包括第一透镜模组；该方法包括：

对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，并将所述发射数据包转换为至少一帧图像；

获取所述至少一帧图像的控制信息；其中，所述控制信息用于指示接收装置接收所述至少一帧图像；

将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号；

基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。

上述方案中，所述对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，包括：采用喷泉码编码算法对待传输的数据流进行编码，得到所述发射数据包。

上述方案中，所述控制信息包括测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距。

上述方案中，所述将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号，包括：将所述至少一帧图像转化为第一类可见光信号，将所述控制信息转化为第二类可见光信号；

所述基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中，包括：基于所述至少一帧图像的排列顺序，控制所述第一类可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中；基于控制信号发射策略，控制所述第二类可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。

第二方面，提供了一种可见光通信方法，应用于可见光的接收装置，所述接收装置包括至少两个摄像头模组；该方法包括：

控制至少两个摄像头模组接收发射装置以平行光线发射的可见光信号，并对接收到的可见光信号进行光电转换得到接收数据包；其中，所述摄像头模组聚焦于无穷远处，所述接收数据包包括接收图像和控制信息；

基于所述至少两个摄像头模组接收到的控制信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像的拼接信息；

基于所述拼接信息对所述至少两个摄像头模组的接收图像进行拼接，得到目标图像。

上述方案中，所述控制信息包括测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距。

上述方案中，所述基于所述至少两个摄像头模组接收到的控制信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像的拼接信息，包括：基于所述测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距，确定所述至少两个摄像头模组相对于所述发射装置的定标信息；其中，所述定标信息包括：距离和偏转角；将所述定标信息和所述测量序列作为所述拼接信息。

上述方案中，所述基于所述拼接信息对所述至少两个摄像头模组的接收图像进行拼接，得到目标图像，包括：基于所述至少两个摄像头模组的定标信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像在目标图像中的位置；基于所述至少两个摄像头模组的接收图像在目标图像中的位置，确定任意两个摄像头模组的接收图像的重叠区域；基于所述测量序列对接收图像的重叠区域进行选择合并，得到所述目标图像。

上述方案中，所述基于所述测量序列对接收图像的重叠区域进行选择合并，得到所述目标图像，包括：当两个摄像头模组的接收图像无重叠区域时，对接收图像直接拼接；当两个摄像头模组的接收图像有重叠区域时，基于所述测量序列进行增益测量，选择增益最大的像素值作为重叠区域的像素值对接收图像进行拼接。

第三方面，提供了一种发射装置，所述发射装置包括第一透镜模组；所述发射装置还包括：

图像生成单元，用于对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，并将所述发射数据包转换为至少一帧图像；

发射控制单元，用于获取所述至少一帧图像的控制信息；其中，所述控制信息用于指示接收装置接收所述至少一帧图像；

空间光调制单元，用于将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号；

发射控制单元，还用于基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。

第四方面，提供了一种接收装置，所述接收装置包括至少两个摄像头模组；所述接收装置还包括：

接收控制单元，用于控制至少两个摄像头模组接收发射装置以平行光线发射的可见光信号；并对接收到的可见光信号进行光电转换得到接收数据包；其中，所述摄像头模组聚焦于无穷远处，所述接收数据包中包括接收图像和控制信息；

图像处理单元，用于基于所述至少两个摄像头模组接收到的控制信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像的拼接信息；基于所述拼接信息对所述至少两个摄像头模组的接收图像进行拼接，得到目标图像。

第五方面，提供了一种发射装置，所述发射装置包括第一透镜模组；所述发射装置包括：第一处理器和配置为存储能够在第一处理器上运行的计算机程序的第一存储器，其中，所述第一处理器配置为运行所述计算机程序时，执行前述第一方面所述方法的步骤。

第六方面，提供了一种接收装置，所述接收装置包括第一透镜模组；所述接收装置包括：第二处理器和配置为存储能够在第二处理器上运行的计算机程序的第二存储器，其中，所述第二处理器配置为运行所述计算机程序时，执行前述第二方面所述方法的步骤。

第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述第一方面或第二方面所述的方法的步骤。

采用上述技术方案，对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，并将所述发射数据包转换为至少一帧图像；获取所述至少一帧图像的控制信息；其中，所述控制信息用于指示接收装置接收所述至少一帧图像；将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号；基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。如此，通过在发射装置中设置的第一透镜模组使得可见光平行出射到目标空间中，接收装置上多个摄像头模组在接收目标空间的可见光信号时，无需协同对焦，简化接收装置的对焦流程。

附图说明

图1为本申请实施例中可见光通信方法的第一流程示意图；

图2为本申请实施例中可见光通信系统的组成结构示意图；

图3为本申请实施例中可见光通信方法的第二流程示意图；

图4为本申请实施例中发射装置的第一组成结构示意图；

图5为本申请实施例中接收装置的第一组成结构示意图；

图6为本申请实施例中发射装置的第二组成结构示意图；

图7为本申请实施例中接收装置的第二组成结构示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。

实施例一

本申请实施例提供了一种可见光通信方法，图1为本申请实施例中可见光通信方法的第一流程示意图，如图1所示，该方法具体可以包括：

步骤101：对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，并将所述发射数据包转换为至少一帧图像；

步骤102：获取所述至少一帧图像的控制信息；其中，所述控制信息用于指示接收装置接收所述至少一帧图像；

步骤103：将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号；

步骤104：基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。

实际应用中，发射装置包括空间光调制器和第一透镜模组。其中，空间光调制器可以为LCD屏幕或者发光二极管(Light Emitting Diode，LED)阵列，通过空间光调制器将电信号转化为光信号。第一透镜模组包括至少一个透镜，用于将空间光调制器发出的可见光转化平行光线发射到目标空间中。

实际应用中，发射装置将待传输的原始数据转码成二进制数据包，将此二进制数据包输入进CPU模块，将其编码成二维图像数据，与载波调制后形成高频方波输出至空间光调制器的驱动模块，使空间光调制器发出明暗闪烁信号，以此发送数据。

在一些实施例中，对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，包括：采用喷泉码编码算法对待传输的数据流进行编码，得到所述发射数据包。

喷泉码为国际互联网工程任务组(The Internet Engineering Task Force，IETF)定义的用于二进制传输的编码，其特点是，对于一信息源，喷泉码编码器可以基于信息源生成无数个大小等长的数据包。对于接收侧，只需要接到超过某固定数量的数据包，就可以高概率复原信息。喷泉码包括LT code，Raptor Code等多种形式，其性能各异。因此，采用喷泉码编解码算法，能够使接收装置高概率的恢复原始发送数据。

在一些实施例，所述控制信息包括测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距。

这里，测量序列为用于定标及增益测量的全1序列，发射装置发射控制信息后使接收装置可以根据基于所述测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距，确定所述至少两个摄像头模组相对于所述发射装置的定标信息；其中，所述定标信息包括：距离和偏转角；将所述定标信息和所述测量序列作为所述拼接信息。这里，距离可以包括垂直距离和水平距离。

实际应用中，控制信息还可以包括所述发射数据包的长度和时间同步序列，用于指示接收装置正确完整接收数据包。

在一些实施例中，所述将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号，包括：将所述至少一帧图像转化为第一类可见光信号，将所述控制信息转化为第二类可见光信号；

所述基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中，包括：基于所述至少一帧图像的排列顺序，控制所述第一类可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中；基于控制信号发射策略，控制所述第二类可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。

示例性的，所述控制信号发射策略包括：基于预设的时间间隔，定时发射第二类可见光信号；或者在第一类可见光信号发射间隙，发射第二类可见光信号。

这里，控制信号是以广播的形式发送到目标空间中，接收设备接收到控制信号后便可解析图像信息。

也就是说，预设的发射策略规定了发射数据包和控制信息的发射顺序。这里，至少一帧图像的排列顺序是根据图像的生成顺序确定的。假设每一帧图片只可以发射一个1或者0，每个数据包有N个比特构成，就需要N帧图片才能发射完成一个数据包，N帧图像的发射顺序是根据数据包N个比特的排列顺序确定的。

假设空间光调制器包括2*2个发射像素，可以认为空间光调制器同时并行发射4个数据包长度都是N，也就是需要N帧图片才能发射完并行的4个数据包。而完成了这4个数据包的发射后，系统由会再选择4个数据包，并行发射。这是一个广播的过程。

实际应用中，将二进制发射数据包转换为二维图像数据。图像可以是二进制图像，也可为多进制。此时，发射控制单元将每帧图像按多帧二进制图像序列形式发射，每隔N帧图像，插入长度为M个二进制图像的控制信息包，图像中每个像素点的控制信息包内容相同。

图2为本申请实施例中可见光通信系统的组成结构示意图；如图2所示，可见光通信系统包括发射装置21和接收装置22；其中，发射装置21包括：图像生成单元211、发射控制单元212、空间光调制器213和第一透镜模组214，第一透镜模组214的孔径为lt。接收装置22包括：接收控制单元221、图像处理单元222和至少两个摄像头模组223，摄像头模组223中包括第二透镜模组2231和光传感器面板2232，第二透镜模组2231的孔径为lr。空间光调制器213在圆形像素区域(直径为It)，映射到光传感器面板2232的圆形区域(直径为Ir)。

实际应用中，空间光调制器的每个像素点尺寸小，近似为点光源，则对应同一点光源发出的光线经过透镜变为平行光传输。因此，不同像素在显示屏的空间位置映射为某一传输角度，形成角传输系统。

由于角传输系统特性，所有摄像头模组中的第二摄像头模组2231只需要聚焦于无穷远，即可将像素准确重构于摄像头模组中的光传感器面板2232，不再需要各个摄像头协同的精确聚焦算法。

此外，接收图像相对于发射图像的放大倍数，在每一个摄像头模组上均固定为f2/f1(f1为发射装置的焦距，f2为接收装置摄像头的焦距)，摄像头移动时不再需要重新计算放大倍数。由于第二摄像头模组孔径lr有限，每个摄像头仅能接收一部分发射像素的光信号，即每个摄像头会接收到一部分发射像素构成的圆形区域。当任意一个摄像头模组产生空间位移，接收像素放大倍数不变，改变的只是接收图像的相对位置与圆形可视区域大小。

通过在发射数据包中间添加控制信息包，每个摄像头模组可根据自身参数，结合控制信息包的内容，计算出每个摄像头的接收图像的放大倍数，相对于发射器的位置等。通过对多个接收图像的处理，实现了并行传输。

假如，采用LCD屏幕作为空间光调制器。发射装置其余模块(即图像生成单元211和发射控制单元212)部署于与LCD相连接的服务器中。距LCD距离为10cm，与LCD平行放置焦距为10cm的凸透镜。此时，由于旁轴近似限制，距离透镜光轴与LCD平面交点17.6mm距离内的像素均可以认为满足传输条件，也就是半径为88个像素宽度的圆形区域内的像素均可以理想的状态传输信息。接收装置，距离发射LCD 1.5m距离平行于LCD放置摄像头模组，同样，利用旁轴近似，位于1.5m光轴距离26.4cm半径的区域内均为理想接收区域。假设LCD像素尺寸为典型值0.2mm，光传感器模板中的光感应单元间距为典型值10μm，接收摄像头焦距f2＝5cm，则通过计算，每个发射像素对应由100个光感应单元接收。需要指出，由于系统采用喷泉码编码，因此每个摄像头的接收速率主要由其自身位置决定，可以采用成像质量更佳的发射凸透镜来优化边缘位置的接收速率。

采用上述技术方案，对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，并将所述发射数据包转换为至少一帧图像；获取所述至少一帧图像的控制信息；其中，所述控制信息用于指示接收装置接收所述至少一帧图像；将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号；基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。如此，通过在发射装置中设置的第一透镜模组使得可见光平行出射到目标空间中，接收装置上多个摄像头模组在接收目标空间的可见光信号时，无需协同对焦，简化接收装置的对焦流程。

实施例二

本申请实施例提供了一种可见光通信方法，图3为本申请实施例中可见光通信方法的第二流程示意图，如图3所示，该方法具体可以包括：

步骤301：控制至少两个摄像头模组接收发射装置以平行光线发射的可见光信号，并对接收到的可见光信号进行光电转换得到接收数据包；其中，所述摄像头模组聚焦于无穷远处，所述接收数据包包括接收图像和控制信息；

步骤302：基于所述至少两个摄像头模组接收到的控制信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像的拼接信息；

步骤302：基于所述拼接信息对所述至少两个摄像头模组的接收图像进行拼接，得到目标图像。

实际应用中，发射装置包括空间光调制器和第一透镜模组。其中，空间光调制器可以为LCD屏幕或者发光二极管(Light Emitting Diode，LED)阵列，通过空间光调制器将电信号转化为光信号。第一透镜模组包括至少一个透镜，用于将空间光调制器发出的可见光转化平行光线发射到目标空间中。

接收装置包括至少两个摄像头模组，且所有摄像头模组聚焦于无穷远处。其中，摄像头模组包括第二透镜模组和光传感器面板，第二透镜模组能够将接收到的平行光线汇聚到光传感器面板上。

在一些实施例，所述控制信息包括测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距。

实际应用中，控制信息还可以包括所述发射数据包的长度、时间同步序列和用于定标及增益测量的全1序列，用于指示接收装置正确完整接收数据包。

在一些实施例中，所述基于所述至少两个摄像头模组接收到的控制信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像的拼接信息，包括：基于所述测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距，确定所述至少两个摄像头模组相对于所述发射装置的定标信息；其中，所述定标信息包括：距离和偏转角；将所述定标信息和所述测量序列作为所述拼接信息。

具体的，根据接收到的发射装置的第一透镜模组孔径lt，焦距f1，像素尺寸s，以及全1序列，利用边缘检测算法(如Sobel算子)，检测出接收图像的圆形可视区域尺寸，圆心位置，进而逆推出每个摄像头相对于发射机位置，完成定标。

在一些实施例中，所述基于所述拼接信息对所述至少两个摄像头模组的接收图像进行拼接，得到目标图像，包括：基于所述至少两个摄像头模组的定标信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像在目标图像中的位置；基于所述至少两个摄像头模组的接收图像在目标图像中的位置，确定任意两个摄像头模组的接收图像的重叠区域；基于所述测量序列对接收图像的重叠区域进行选择合并，得到所述目标图像。

这里，利用角传输系统特性，实现多个摄像头并行同时接收，将接收到的图像进行拼接后执行解算操作，无需重复解算信息，也不需要复杂的后端增强算法，且长距离下的传输效果更佳。

在一些实施例中，所述基于所述测量序列对接收图像的重叠区域进行选择合并，得到所述目标图像，包括：当两个摄像头模组的接收图像无重叠区域时，对接收图像直接拼接；当两个摄像头模组的接收图像有重叠区域时，基于所述测量序列进行增益测量，选择增益最大的像素值作为重叠区域的像素值对接收图像进行拼接。

这里，选择合并方式包括：在目标图像中保留重叠区域增益最高的像素值。

实际应用中，利用测量序列对接收图像的进行增益测量。通过定标信息和测量序列，对接收图像进行归一化并在同一个图片内进行拼接。当P个摄像头的图像无重叠时，直接拼接；当P个图像有像素位置重叠，则采取选择合并方式，保留增益最高的像素值作为目标图像的一部分。

在一些实施例中，得到目标图像之后该方法还包括：将所述目标图像转化为目标数据流；采用喷泉码解码算法对所述目标数据流进行解码，得到所述目标数据流对应的原始数据流。接收侧只需要接到超过某固定数量的数据包，就可以高概率复原信息。

图2为本申请实施例中可见光通信系统的组成结构示意图；如图2所示，可见光通信系统包括发射装置21和接收装置22；其中，发射装置21包括：图像生成单元211、发射控制单元212、空间光调制器213和第一透镜模组214，第一透镜模组214的孔径为lt。接收装置22包括：接收控制单元221、图像处理单元222和至少两个摄像头模组223，摄像头模组223中包括第二透镜模组2231和光传感器面板2232，第二透镜模组2231的孔径为lr。空间光调制器213在圆形像素区域(直径为It)，映射到光传感器面板2232的圆形区域(直径为Ir)。

实际应用中，空间光调制器的每个像素点尺寸小，近似为点光源，则对应同一点光源发出的光线经过透镜变为平行光传输。因此，不同像素在显示屏的空间位置映射为某一传输角度，形成角传输系统。

由于角传输系统特性，所有摄像头模组中的第二透镜模组2231只需要聚焦于无穷远，即可将像素准确重构于摄像头模组中的光传感器面板2232，不再需要各个摄像头协同的精确聚焦算法。

此外，接收图像相对于发射图像的放大倍数，在每一个摄像头模组上均固定为f2/f1(f1为发射装置的焦距，f2为接收装置摄像头的焦距)，摄像头移动时不再需要重新计算放大倍数。由于第二摄像头模组孔径lr有限，每个摄像头仅能接收一部分发射像素的光信号，即每个摄像头会接收到一部分发射像素构成的圆形区域。当任意一个摄像头模组产生空间位移，接收像素放大倍数不变，改变的只是接收图像的相对位置与圆形可视区域大小。

通过在发射数据包中间添加控制信息包，每个摄像头模组可根据自身参数，结合控制信息包的内容，计算出每个摄像头的接收图像的放大倍数，相对于发射器的位置等。通过对多个接收图像的处理，实现了并行传输。

假如，采用LCD屏幕作为空间光调制器。发射装置其余模块(即图像生成单元211和发射控制单元212)部署于与LCD相连接的服务器中。距LCD距离为10cm，与LCD平行放置焦距为10cm的凸透镜。此时，由于旁轴近似限制，距离透镜光轴与LCD平面交点17.6mm距离内的像素均可以认为满足传输条件，也就是半径为88个像素宽度的圆形区域内的像素均可以理想的状态传输信息。接收装置，距离发射LCD 1.5m距离平行于LCD放置摄像头模组，同样，利用旁轴近似，位于1.5m光轴距离26.4cm半径的区域内均为理想接收区域。假设LCD像素尺寸为典型值0.2mm，光传感器模板中的光感应单元间距为典型值10μm，接收摄像头焦距f2＝5cm，则通过计算，每个发射像素对应由100个光感应单元接收。需要指出，由于系统采用喷泉码编码，因此每个摄像头的接收速率主要由其自身位置决定，可以采用成像质量更佳的发射凸透镜来优化边缘位置的接收速率。

采用上述技术方案，无需多个摄像头协同对焦即可接收信息，简化接收装置对焦流程；接收装置移动后图像特性变化少，对终端稳定性要求低；利用角传输系统特性，实现多个摄像头并行同时接收，将接收到的图像进行拼接后执行解算操作，无需重复解算信息，也不需要复杂的后端增强算法，且长距离下的传输效果更佳。

实施例三

本申请实施例中还提供了一种发射装置，如图4所示，该发射装置包括：

第一透镜模组401；

图像生成单元402，用于对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，并将所述发射数据包转换为至少一帧图像；

发射控制单元403，用于获取所述至少一帧图像的控制信息；其中，所述控制信息用于指示接收装置接收所述至少一帧图像；

空间光调制单元404，用于将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号；

发射控制单元403，还用于基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组401以平行光线发射到目标空间中。

在一些实施例中，图像生成单元402，具体用于采用喷泉码编码算法对待传输的数据流进行编码，得到所述发射数据包。

在一些实施例中，所述控制信息包括测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距。

在一些实施例中，空间光调制单元404，具体用于将所述至少一帧图像转化为第一类可见光信号，将所述控制信息转化为第二类可见光信号；

发射控制单元403，具体用于基于所述至少一帧图像的排列顺序，控制所述第一类可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中；基于控制信号发射策略，控制所述第二类可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。

采用上述发射装置，通过在发射装置中设置的第一透镜模组使得可见光平行出射到目标空间中，接收装置上多个摄像头模组在接收目标空间的可见光信号时，无需协同对焦，简化接收装置的对焦流程。

本申请实施例还提供了一种接收装置，如图5所示，该接收装置包括：

至少两个摄像头模组501；

接收控制单元502，用于控制至少两个摄像头模组501接收发射装置以平行光线发射的可见光信号；并对接收到的可见光信号进行光电转换得到接收数据包；其中，所述摄像头模组聚焦于无穷远处，所述接收数据包中包括接收图像和控制信息；

图像处理单元503，用于基于所述至少两个摄像头模组接收到的控制信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像的拼接信息；基于所述拼接信息对所述至少两个摄像头模组的接收图像进行拼接，得到目标图像。

在一些实施例中，所述控制信息包括测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距。

在一些实施例中，图像处理单元503，具体用于基于所述测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距，确定所述至少两个摄像头模组相对于所述发射装置的定标信息；其中，所述定标信息包括：距离和偏转角；将所述定标信息和所述测量序列作为所述拼接信息。

在一些实施例中，图像处理单元503，具体用于基于所述至少两个摄像头模组的定标信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像在目标图像中的位置；基于所述至少两个摄像头模组的接收图像在目标图像中的位置，确定任意两个摄像头模组的接收图像的重叠区域；基于所述测量序列对接收图像的重叠区域进行选择合并，得到所述目标图像。

在一些实施例中，图像处理单元503，具体用于当两个摄像头模组的接收图像无重叠区域时，对接收图像直接拼接；当两个摄像头模组的接收图像有重叠区域时，基于所述测量序列进行增益测量，选择增益最大的像素值作为重叠区域的像素值对接收图像进行拼接。

采用上述接收装置，无需多个摄像头协同对焦即可接收信息，简化接收装置对焦流程；接收装置移动后图像特性变化少，对终端稳定性要求低；利用角传输系统特性，实现多个摄像头并行同时接收，将接收到的图像进行拼接后执行解算操作，无需重复解算信息，也不需要复杂的后端增强算法，且长距离下的传输效果更佳。

本申请实施例中还提供了另一种发射装置，如图6所示，所述发射装置包括：第一处理器601和配置为存储能够在第一处理器601上运行的计算机程序的第一存储器602，其中，所述第一处理器601配置为运行所述计算机程序时，执行发射装置所能实现的任一项所述方法的步骤。

当然，实际应用时，如图6所示，该发射装置中的各个组件通过第一总线系统603耦合在一起。可理解，第一总线系统603用于实现这些组件之间的连接通信。第一总线系统603除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图6中将各种总线都标为第一总线系统603。

该发射装置还包括第一透镜模组604，用于将空间光调制单元发出的可见光转换为平行光线输出。

本申请实施例中还提供了另一种接收装置，如图7所示，所述接收装置包括：第二处理器701和配置为存储能够在第二处理器701上运行的计算机程序的第二存储器702，其中，所述第二处理器701配置为运行所述计算机程序时，执行接收装置所能实现的任一项所述方法的步骤。

当然，实际应用时，如图7所示，该接收装置中的各个组件通过第二总线系统703耦合在一起。可理解，第二总线系统703用于实现这些组件之间的连接通信。第二总线系统703除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图7中将各种总线都标为第二总线系统703。

该接收装置还包括至少两个摄像头模组704，用于接收目标空间中的可见光信号。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例一或实施例二中所述的方法的步骤。

在实际应用中，上述处理器可以为特定用途集成电路(ASIC，ApplicationSpecific Integrated Circuit)、数字信号处理装置(DSPD，Digital Signal ProcessingDevice)、可编程逻辑装置(PLD，Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本申请实施例不作具体限定。

上述存储器可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(RAM，Random-Access Memory)；或者非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(ROM，Read-Only Memory)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(HDD，Hard Disk Drive)或固态硬盘(SSD，Solid-State Drive)；或者上述种类的存储器的组合，并向处理器提供指令和数据。

需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。

本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种可见光通信方法，应用于可见光的发射装置，所述发射装置包括第一透镜模组；所述方法包括：

对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，并将所述发射数据包转换为至少一帧图像；

获取所述至少一帧图像的控制信息；其中，所述控制信息用于指示接收装置接收所述至少一帧图像；

将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号；

基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，包括：

采用喷泉码编码算法对待传输的数据流进行编码，得到所述发射数据包。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信息包括测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号，包括：

将所述至少一帧图像转化为第一类可见光信号，将所述控制信息转化为第二类可见光信号；

所述基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中，包括：

基于所述至少一帧图像的排列顺序，控制所述第一类可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中；

基于控制信号发射策略，控制所述第二类可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。

5.一种可见光通信方法，应用于可见光的接收装置，所述接收装置包括至少两个摄像头模组；所述方法包括：

控制所述至少两个摄像头模组接收发射装置以平行光线发射的可见光信号，并对接收到的可见光信号进行光电转换得到接收数据包；其中，所述摄像头模组聚焦于无穷远处，所述接收数据包包括接收图像和控制信息；

基于所述至少两个摄像头模组接收到的控制信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像的拼接信息；

基于所述拼接信息对所述至少两个摄像头模组的接收图像进行拼接，得到目标图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制信息包括测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述至少两个摄像头模组接收到的控制信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像的拼接信息，包括：

基于所述测量序列、所述发射装置中空间光调制器的尺寸、所述第一透镜模组的孔径尺寸和焦距，确定所述至少两个摄像头模组相对于所述发射装置的定标信息；其中，所述定标信息包括：距离和偏转角；

将所述定标信息和所述测量序列作为所述拼接信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述拼接信息对所述至少两个摄像头模组的接收图像进行拼接，得到目标图像，包括：

基于所述至少两个摄像头模组的定标信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像在目标图像中的位置；

基于所述至少两个摄像头模组的接收图像在目标图像中的位置，确定任意两个摄像头模组的接收图像的重叠区域；

基于所述测量序列对接收图像的重叠区域进行选择合并，得到所述目标图像。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述测量序列对接收图像的重叠区域进行选择合并，得到所述目标图像，包括：

当两个摄像头模组的接收图像无重叠区域时，对接收图像直接拼接；

当两个摄像头模组的接收图像有重叠区域时，基于所述测量序列进行增益测量，选择增益最大的像素值作为重叠区域的像素值对接收图像进行拼接。

10.一种发射装置，所述发射装置包括第一透镜模组；所述发射装置还包括：

图像生成单元，用于对待传输的原始数据流进行编码得到发射数据包，并将所述发射数据包转换为至少一帧图像；

发射控制单元，用于获取所述至少一帧图像的控制信息；其中，所述控制信息用于指示接收装置接收所述至少一帧图像；

空间光调制单元，用于将所述至少一帧图像和所述控制信息转化为可见光信号；

发射控制单元，还用于基于预设的发射策略，控制所述可见光信号穿过所述第一透镜模组以平行光线发射到目标空间中。

11.一种接收装置，所述接收装置包括至少两个摄像头模组；所述接收装置还包括：

接收控制单元，用于控制所述至少两个摄像头模组接收发射装置以平行光线发射的可见光信号；并对接收到的可见光信号进行光电转换得到接收数据包；其中，所述摄像头模组聚焦于无穷远处，所述接收数据包中包括接收图像和控制信息；

图像处理单元，用于基于所述至少两个摄像头模组接收到的控制信息，确定所述至少两个摄像头模组的接收图像的拼接信息；基于所述拼接信息对所述至少两个摄像头模组的接收图像进行拼接，得到目标图像。

12.一种发射装置，所述发射装置包括第一透镜模组；所述发射装置包括：第一处理器和配置为存储能够在第一处理器上运行的计算机程序的第一存储器，

其中，所述第一处理器配置为运行所述计算机程序时，执行权利要求1至4任一项所述方法的步骤。

13.一种接收装置，所述接收装置包括第一透镜模组；所述接收装置包括：第二处理器和配置为存储能够在第二处理器上运行的计算机程序的第二存储器，

其中，所述第二处理器配置为运行所述计算机程序时，执行权利要求5至9任一项所述方法的步骤。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述的方法的步骤。

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