CN117194885A - 一种红外接收芯片的光干扰抑制方法及红外接收芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种红外接收芯片的光干扰抑制方法及红外接收芯片，通过建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库，根据配置参数判断红外接收芯片工作在移动设备上还是工作在固定设备上，配置对应所述移动设备或者固定设备的环境光场景识别周期，基于所述环境光场景识别周期执行环境光场景识别以确定当前环境光场景，对接收到的红外信号进行处理得到经过滤波后的第一电压信号，从环境干扰光的特征库中匹配对应当前环境光场景的干扰光特征，从所述第一电压信号中移除具有所述干扰光特征的信号分量得到第二电压信号，对所述第二电压信号进行处理得到目标数字信号，从所述目标数字信号中解调得到遥控信号，能够降低环境光干扰对红外信号识别的影响。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种红外接收芯片的光干扰抑制方法及红外接收芯片。
背景技术
红外数据通讯技术由于传输速率低、传输距离短，但具有安全性高、制造成本低以及功耗低等特点，被广泛应用于数据传输量小、传输速度要求较低的遥控领域，例如空调、机顶盒以及电动玩具等的遥控。也正是由于其传输速率低、传输距离短等原因，对红外数据通讯技术的应用场合和应用范围造成了极大的限制，而造成其传输速率低、传输距离短的很重要一个原因就是红外发射端的功率受到安全标准限制，而红外线在传播过程中非常容易受到外部光线的干扰。太阳光和灯光中都含有一定的红外线成分，因此无论是在室内还是室外的应用场景中，红外信号在传播一定距离之后，都会引入大量的环境光所带来的噪声，使得红外信号难以识别。对于环境光干扰的问题，现有技术中通常采用设置滤波器的方式来解决，但这种方案无法过滤太阳光和灯光中与红外遥控的常用频段(一般为30khz到60khz之间，通常采用38khz)相近频段范围内的红外成分，因此即便在使用滤波器进行滤波之后，红外接收芯片从环境光中引入的噪声数据仍然不少，对远距离红外信号的识别能力仍然难以达到要求。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种红外接收芯片的光干扰抑制方法及红外接收芯片，能够降低环境光干扰对红外信号识别的影响。
有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种红外接收芯片的光干扰抑制方法，包括：
建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库，所述环境干扰光包括自然光和/或人造灯光中的红外成分；
根据配置参数判断红外接收芯片工作在移动设备上还是工作在固定设备上；
配置对应所述移动设备或者固定设备的环境光场景识别周期；
基于所述环境光场景识别周期执行环境光场景识别以确定当前环境光场景；
对接收到的红外信号进行处理得到第一电压信号，所述第一电压信号为经过滤波后的电压信号；
从环境干扰光的特征库中匹配对应当前环境光场景的干扰光特征，所述干扰光特征包括所述第一电压信号的频域特征和/或时域特征；
从所述第一电压信号中移除具有所述干扰光特征的第一信号分量得到第二电压信号；
对所述第二电压信号进行处理得到目标数字信号；
从所述目标数字信号中解调得到遥控信号。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库的步骤具体包括：
在不同环境光场景下将接收到的光信号转为电流信号；
将所述电流信号转换为电压信号并执行前置放大后输出原始电压信号；
对所述原始电压信号进行滤波得到所述第一电压信号；
从所述第一电压信号中提取电压信号特征作为对应环境光场景的干扰光特征，所述电压信号特征包括所述第一电压信号的频域特征和/或时域特征；
通过光谱检测器获得对应环境光场景的光谱特征，所述光谱特征包括对应环境光场景下环境光各个频段的能量分布；
将所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到环境干扰光的特征库中。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，从所述第一电压信号中提取电压信号特征作为对应环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
按预设的采样频率对所述第一电压信号进行采样得到所述第一电压信号的离散电压序列v(t)；
对所述离散电压序列v(t)进行傅里叶变换得到所述第一电压信号的频谱：
V(f)＝FFT{v(t)}，
其中FFT为傅里叶变换函数；
从所述第一电压信号的频谱V(f)中获取所述第一电压信号的最大频率fmax和最小频率fmin；
从所述第一电压信号的频谱V(f)中提取所述第一电压信号的主频率：
f0＝argmax{V(f)}，
其中argmax表示求最大值对应的自变量；
将所述最大频率fmax、最小频率fmin和所述主频率f0确定为所述第一电压信号的频域特征。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，在从所述第一电压信号的频谱V(f)中提取所述第一电压信号的主频率f0的步骤之后，还包括：
根据所述第一电压信号的主频率f0计算出所述第一电压信号的基本周期：
T0＝1/f0；
从所述频谱中获取超过预设阈值的特征频率；
基于所述特征频率计算所述第二电压信号的特征周期；
将所述基本周期和所述特征周期确定为所述第一电压信号的时域特征。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，基于所述环境光场景识别周期执行环境光场景识别以确定当前环境光场景的步骤具体包括：
通过与红外接收芯片连接的光谱检测器获得当前环境光场景的光谱特征；
将当前环境光场景的光谱特征与环境干扰光的特征库中的光谱特征进行匹配；
将从环境干扰光的特征库中与当前环境光场景的光谱特征对应的环境光场景信息中的环境光场景确定为当前环境光场景。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，在将所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到环境干扰光的特征库中的步骤之前，还包括：
通过所红外接收芯片连接的光线传感器获取环境光线的强度；
将所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到特征库中的步骤具体为将所述环境光线的强度、所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到特征库中。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，从环境干扰光的特征库中匹配对应当前环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
从环境干扰光的特征库中获取对应当前环境光场景的第一干扰光特征列表；
通过所红外接收芯片连接的光线传感器获取环境光线的强度；
从所述第一干扰光特征列表中筛选与所述环境光线的强度相关联的干扰光特征得到第二干扰光特征列表；
将所述所述第一电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，将所述所述第一电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
从所述第一电压信号中识别与当前环境光线的强度不匹配的第二信号分量；
从所述第一电压信号中移除所述第二信号分量得到第三电压信号；
从所述第三电压信号中提取电压信号特征；
将所述第三电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，将所述第三电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
构建所述第三电压信号的电压信号特征列表VFL，所述第三电压信号的电压信号特征列表VFL中包含nc个电压信号特征VFi，其中i∈[1,nc]；
构建所述第二干扰光特征列表中每一条数据记录的干扰光特征列表LFLj，其中j∈[1,nd]，nd为所述第二干扰光特征列表中数据记录的数量，所述干扰光特征列表LFLj中包含nc个干扰光特征LFij，其中所述干扰光特征LFij与所述电压信号特征VFi具有一一对应关系；
计算所述电压信号特征列表VFL与所述干扰光特征列表LFLj的匹配度：
其中αi为第i个电压信号特征的权重系数；
将所述第二干扰光特征列表中匹配度最高的干扰光特征确定为对应当前环境光场景的干扰光特征。
本发明的第二方面提出了一种应用于本发明第一方面任一项所述的光干扰抑制方法的红外接收芯片，包括用于将电流信号转换为电压信号的电流电压转换单元、用于放大电压信号的预放大单元、用于控制放大倍数的自动增益控制单元、用于过滤噪声信号的滤波单元、用于输出对原始电压信号进行滤波后的第一电压信号的第一电压输出单元、用于输入干扰光特征信号的特征信号输入单元以及用于输出剔除所述干扰光特征后的第二电压的第二电压输出单元，所述原始电压信号为将光电流信号进行电流电压转换并执行前置放大后的电压信号。
本发明的第三方面提出一种红外接收装置，包括用于检测环境光线的强度的光线传感器、用于获取光谱特征的光谱检测器、用于输出所述第一电压信号和所述第二电压信号的红外接收芯片、存储器以及处理器，所述光谱检测器包括用于对环境光线进行色散的色散光栅、用于输出色散后的环境光线的各个频段的能量分布数据的带状光电传感器以及用于将从所述色散光散色散后的环境光线反射到所述带状光电传感器上的反射镜，所述处理器与所述光线传器、所述光谱检测器中的带状光电传感器、所述红外接收芯片以及所述存储器连接，所述处理器执行所述存储器中的计算机程序实现本发明第一方面任一项所述的光干扰抑制方法。
本发明提出了一种红外接收芯片的光干扰抑制方法及红外接收芯片，通过建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库，根据配置参数判断红外接收芯片工作在移动设备上还是工作在固定设备上，配置对应所述移动设备或者固定设备的环境光场景识别周期，基于所述环境光场景识别周期执行环境光场景识别以确定当前环境光场景，对接收到的红外信号进行处理得到经过滤波后的第一电压信号，从环境干扰光的特征库中匹配对应当前环境光场景的干扰光特征，从所述第一电压信号中移除具有所述干扰光特征的信号分量得到第二电压信号，对所述第二电压信号进行处理得到目标数字信号，从所述目标数字信号中解调得到遥控信号，能够降低环境光干扰对红外信号识别的影响。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的一种红外接收芯片的光干扰抑制方法的流程图；
图2是本发明一个实施例提供的一种红外接收芯片的示意图；
图3是本发明一个实施例提供的一种红外接收装置的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
下面参照附图来描述根据本发明一些实施方式提供的一种红外接收芯片的光干扰抑制方法及红外接收芯片。
如图1所示，本发明的第一方面提出了一种红外接收芯片的光干扰抑制方法，包括：
建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库，所述环境干扰光包括自然光和/或人造灯光中的红外成分；
根据配置参数判断红外接收芯片工作在移动设备上还是工作在固定设备上；
配置对应所述移动设备或者固定设备的环境光场景识别周期；
基于所述环境光场景识别周期执行环境光场景识别以确定当前环境光场景；
对接收到的红外信号进行处理得到第一电压信号，所述第一电压信号为经过滤波后的电压信号；
从环境干扰光的特征库中匹配对应当前环境光场景的干扰光特征，所述干扰光特征包括所述第一电压信号的频域特征和/或时域特征；
从所述第一电压信号中移除具有所述干扰光特征的第一信号分量得到第二电压信号；
对所述第二电压信号进行处理得到目标数字信号；
从所述目标数字信号中解调得到遥控信号。
具体的，本发明所称的环境光场景包括自然光场景、灯光场景以及混合光场景三种类型，所述混合光场景是指在该场景环境下同时存在自然光和灯光，更具体的，所述自然光场景为室内外纯自然光场景，包括阳光直射的场景和非阳光直射的场景，例如阳光被云层、建筑物或其它物体遮挡的场景为非阳光直射的场景；所述灯光场景为不含自然光的纯灯光场景，主要在地下室、地下地铁站及其它相对封闭无环境光进入的场所，包括室内白炽灯场景、室内荧光灯场景、室内LED灯场景，也可以包括多种类型的灯的组合场景；所述混合光场景为自然光和灯光混合的场景，包括阳光直射及非阳光直射情况与不同类型灯光的各种组合场景。
所述移动设备为工作环境频繁变化的设备，例如遥控玩具、遥控飞行器等，并不会固定在特定位置进行使用，因此使用过程中光线环境会有比较大的变化。所述固定设备为工作环境相对固定的设备，例如空调、机顶盒，通常放置在特定位置不会进行大范围移动，因此其在使用过程中光线环境一般不会频繁发生变化。在本发明的一些实施方式中，配置对应所述移动设备或者固定设备的场景识别周期具体包括：
当红外接收芯片工作在移动设备上时，配置第一环境光场景识别周期；
当红外接收芯片工作在固定设备上时，配置第二环境光场景识别周期，所述第二环境光场景识别周期大于所述第一环境光场景识别周期。
虽然固定设备的位置通常不会发生变化，但受灯光的开关、数量以及室外照到室内的自然光随时间的变化等也会对固定设备的光线环境产生影响，在光线环境发生较大变化时，需要再次执行环境光场景识别。在本发明的另一些实施方式中，在根据配置参数判断红外接收芯片工作在移动设备上还是工作在固定设备上的步骤之后，还包括：
当红外接收芯片工作在移动设备上时，配置环境光场景识别周期以执行环境光场景识别；
当红外接收芯片工作在固定设备上时，通过光线传感器周期性检测环境光线的强度；
如果检测到的环境光线的强度与上一次执行环境光场景识别时的环境光线强度的变化幅度大于预设的阈值时，再次执行环境光场景识别。
在对所述第二电压信号进行处理得到目标数字信号的步骤中包括判断所述第二电压信号中是否存在遥控信号，当所述第二电压信号中不存在遥控信号时，跳过从所述目标数字信号中解调得到遥控信号的步骤。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库的步骤具体包括：
在不同环境光场景下将接收到的光信号转为电流信号；
将所述电流信号转换为电压信号并执行前置放大后输出原始电压信号；
对所述原始电压信号进行滤波得到所述第一电压信号；
从所述第一电压信号中提取电压信号特征作为对应环境光场景的干扰光特征，所述电压信号特征包括所述第一电压信号的频域特征和/或时域特征；
通过光谱检测器获得对应环境光场景的光谱特征，所述光谱特征包括对应环境光场景下环境光各个频段的能量分布；
将所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到环境干扰光的特征库中。
具体的，在建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库的步骤中，采用与前述实施方式相同的方式获得对应所述目标频段的所述第一电压信号。更进一步的，对于同一环境光场景，采集大量的光谱特征数据保存到特征库中，例如对于室内荧光灯场景，采集大量不同品牌、型号的荧光灯的光谱特征数据保存到特征库中。
所述环境光场景信息包括场景类型，如自然光场景、灯光场景或者混合光场景，也包括场景名称如阳光直射的场景、非阳光直射的场景、室内白炽灯场景、室内荧光灯场景或者室内LED灯场景。根据实际应用需要，所述环境光场景信息还可以包括更具体的信息包括灯具的品牌、型号等信息。
在本发明的技术方案中，所述红外接收芯片可以采用光学滤波与电子滤波组合的方式得到目标频段的红外信号，例如使用中心波长为900纳米到1000纳米之间，带宽为800纳米到1200纳米之间的光学滤波片，从而在前段起到阻断可见光，仅保留宽波段红外光的作用。在本发明实它实施方式的技术方案中，也可以仅采用电子滤波的方式得到目标频段的红外信号。具体的，红外接收芯片以较高的采集频率实时采集红外线信号，对接收到的红外信号进行处理得到第一电压信号的步骤具体为对所述原始电压信号进行滤波得到所述第一电压信号。对所述原始电压信号进行滤波得到所述第一电压信号的步骤具体为过滤除目标频段外其它频段的的噪声信号，所述目标频段为以红外遥控信号调制频率例如38khz为中心频率的频段。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，从所述第一电压信号中提取电压信号特征作为对应环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
按预设的采样频率对所述第一电压信号进行采样得到所述第一电压信号的离散电压序列v(t)；
对所述离散电压序列v(t)进行傅里叶变换得到所述第一电压信号的频谱：
V(f)＝FFT{v(t)}，
其中FFT为傅里叶变换函数；
从所述第一电压信号的频谱V(f)中获取所述第一电压信号的最大频率fmax和最小频率fmin；
从所述第一电压信号的频谱V(f)中提取所述第一电压信号的主频率：
f0＝argmax{V(f)}，
其中argmax表示求最大值对应的自变量；
将所述最大频率fmax、最小频率fmin和所述主频率f0确定为所述第一电压信号的频域特征。
具体的，所述第一电压信号的主频率f0为所述第一电压信号的频谱V(f)中幅值最大的频率。进一步的，在本发明一些实施方式的技术方案中，还包括从所述第一电压信号的频谱V(f)中获取所述第一电压信号的特征频率以及频率分布作为所述第一电压信号的频域特征。进一步的，在本发明一些实施方式的技术方案中，所述电压信号特征还包括所述第一电压信号的幅值范围，从所述第一电压信号中提取电压信号特征作为对应环境光场景的干扰光特征的步骤还包括将所述第一电压信号的幅值范围确定为所述干扰光特征。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，在从所述第一电压信号的频谱V(f)中提取所述第一电压信号的主频率f0的步骤之后，还包括：
根据所述第一电压信号的主频率f0计算出所述第一电压信号的基本周期：
T0＝1/f0；
从所述频谱中获取超过预设阈值的特征频率；
基于所述特征频率计算所述第二电压信号的特征周期；
将所述基本周期和所述特征周期确定为所述第一电压信号的时域特征。
具体的，在上述实施方式的技术方案中，所述特征频率为所述第一电压信号的频谱V(f)中幅值较大的若干个频率值，且所述特征频率不包含所述主频率。
从所述第一电压信号中提取电压信号特征作为对应环境光场景的干扰光特征的步骤还包括将所述频域特征和所述时域特征确定为所述干扰光特征。通过所述第一电压信号的频率特征和时域特征，能够反映出相应环境光场景各个光源作为所述目标频段中的干扰光在所述目标频段中的变化特征。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，基于所述环境光场景识别周期执行环境光场景识别以确定当前环境光场景的步骤具体包括：
通过与红外接收芯片连接的光谱检测器获得当前环境光场景的光谱特征；
将当前环境光场景的光谱特征与环境干扰光的特征库中的光谱特征进行匹配；
将从环境干扰光的特征库中与当前环境光场景的光谱特征对应的环境光场景信息中的环境光场景确定为当前环境光场景。
具体的，不同环境光场景的光谱构成会有所差异，通过对环境光各个频段的能量分布进行分析，能够确定红外接收芯片当年所处的工作环境的环境光构成，从而确定其对应的环境光场景。应当知道的是，即便是相同的环境光场景，也会存在不同的光谱构成情况，因此在建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库的过程中，需要对每个环境光场景下的不同情况的数据进行采集并记录到环境干扰光的特征库当中。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，在将所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到环境干扰光的特征库中的步骤之前，还包括：
通过所红外接收芯片连接的光线传感器获取环境光线的强度；
将所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到特征库中的步骤具体为将所述环境光线的强度、所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到特征库中。
具体的，在本发明的技术方案中，在所述环境干扰光的特征库中保存了对应每一个环境光场景的大量干扰光特征数据。同一环境光场景下的干扰光特征相互间也存在差异，通过环境光线的强度来对同一环境光场景下的干扰光特征进行分类，能够降低后续匹配步骤的匹配数据量，提高后续匹配步骤的处理效率。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，从环境干扰光的特征库中匹配对应当前环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
从环境干扰光的特征库中获取对应当前环境光场景的第一干扰光特征列表；
通过所红外接收芯片连接的光线传感器获取环境光线的强度；
从所述第一干扰光特征列表中筛选与所述环境光线的强度相关联的干扰光特征得到第二干扰光特征列表；
将所述第一电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征。
具体的，所述第一干扰光特征列表和所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征以数据记录为单位进行缓存，一条数据记录包括某个环境光场景下采集的一次环境干扰光的完整的干扰光特征，即包含其对应的第一电压信号的频域特征、时域特征及其它特征。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，将所述所述第一电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
从所述第一电压信号中识别与当前环境光线的强度不匹配的第二信号分量；
从所述第一电压信号中移除所述第二信号分量得到第三电压信号；
从所述第三电压信号中提取电压信号特征；
将所述第三电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征。
具体的，由于所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征为与当前环境光场景相近环境光线强度下采集得到，因此其第一电压信号的幅值与当前环境光场景的第一电压信号的幅值相近，但当红外遥控的信号源离红外接收芯片比较近时，其在所述第一电压信号中表现为较大的幅值，需要先将所述第一电压信号中对应红外遥控的红外信号剔除后再与环境干扰光的特征库中的干扰光特征进行匹配。
进一步的，在上述的红外接收芯片的光干扰抑制方法中，将所述第三电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
构建所述第三电压信号的电压信号特征列表VFL，所述第三电压信号的电压信号特征列表VFL中包含nc个电压信号特征VFi，其中i∈[1,nc]；
构建所述第二干扰光特征列表中每一条数据记录的干扰光特征列表LFLj，其中j∈[1,nd]，nd为所述第二干扰光特征列表中数据记录的数量，所述干扰光特征列表LFLj中包含nc个干扰光特征LFij，其中所述干扰光特征LFij与所述电压信号特征VFi具有一一对应关系；
计算所述电压信号特征列表VFL与所述干扰光特征列表LFLj的匹配度：
其中αi为第i个电压信号特征的权重系数；
将所述第二干扰光特征列表中匹配度最高的干扰光特征确定为对应当前环境光场景的干扰光特征。
优选的，所述第三电压信号的电压信号特征列表VFL中的电压信号特征为预先配置的所述第三电压信号的部分电压信号特征。所述干扰光特征LFij与所述电压信号特征VFi具有一一对应关系具体指的是对于相同的i值，所述干扰光特征LFij和所述电压信号特征VFi为相同的特征，例如当VF1为所述第三电压信号的主频率时，LF1j为所述干扰光特征对应的第一电压信号的主频率。
本发明的第二方面提出了一种应用于本发明第一方面任一项所述的光干扰抑制方法的红外接收芯片，包括用于将电流信号转换为电压信号的电流电压转换单元、用于放大电压信号的预放大单元、用于控制放大倍数的自动增益控制单元、用于过滤噪声信号的滤波单元、用于输出对原始电压信号进行滤波后的第一电压信号的第一电压输出单元、用于输入干扰光特征信号的特征信号输入单元以及用于输出剔除所述干扰光特征后的第二电压的第二电压输出单元，所述原始电压信号为将光电流信号进行电流电压转换并执行前置放大后的电压信号。
本发明的第三方面提出一种红外接收装置，包括用于检测环境光线的强度的光线传感器、用于获取光谱特征的光谱检测器、用于输出所述第一电压信号和所述第二电压信号的红外接收芯片、存储器以及处理器，所述光谱检测器包括用于对环境光线进行色散的色散光栅、用于输出色散后的环境光线的各个频段的能量分布数据的带状光电传感器以及用于将从所述色散光散色散后的环境光线反射到所述带状光电传感器上的反射镜，所述处理器与所述光线传器、所述光谱检测器中的带状光电传感器、所述红外接收芯片以及所述存储器连接，所述处理器执行所述存储器中的计算机程序实现本发明第一方面任一项所述的光干扰抑制方法。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种红外接收芯片的光干扰抑制方法，其特征在于，包括：
建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库，所述环境干扰光包括自然光和/或人造灯光中的红外成分；
根据配置参数判断红外接收芯片工作在移动设备上还是工作在固定设备上；
配置对应所述移动设备或者固定设备的环境光场景识别周期；
基于所述环境光场景识别周期执行环境光场景识别以确定当前环境光场景；
对接收到的红外信号进行处理得到第一电压信号，所述第一电压信号为经过滤波后的电压信号；
从环境干扰光的特征库中匹配对应当前环境光场景的干扰光特征，所述干扰光特征包括所述第一电压信号的频域特征和/或时域特征；
从所述第一电压信号中移除具有所述干扰光特征的第一信号分量得到第二电压信号；
对所述第二电压信号进行处理得到目标数字信号；
从所述目标数字信号中解调得到遥控信号。
2.根据权利要求1所述的红外接收芯片的光干扰抑制方法，其特征在于，建立不同环境光场景下的环境干扰光的特征库的步骤具体包括：
在不同环境光场景下将接收到的光信号转为电流信号；
将所述电流信号转换为电压信号并执行前置放大后输出原始电压信号；
对所述原始电压信号进行滤波得到所述第一电压信号；
从所述第一电压信号中提取电压信号特征作为对应环境光场景的干扰光特征，所述电压信号特征包括所述第一电压信号的频域特征和/或时域特征；
通过光谱检测器获得对应环境光场景的光谱特征，所述光谱特征包括对应环境光场景下环境光各个频段的能量分布；
将所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到环境干扰光的特征库中。
3.根据权利要求2所述的红外接收芯片的光干扰抑制方法，其特征在于，从所述第一电压信号中提取电压信号特征作为对应环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
按预设的采样频率对所述第一电压信号进行采样得到所述第一电压信号的离散电压序列v(t)；
对所述离散电压序列v(t)进行傅里叶变换得到所述第一电压信号的频谱：
V(f)＝FFT{v(t)}，
其中FFT为傅里叶变换函数；
从所述第一电压信号的频谱V(f)中获取所述第一电压信号的最大频率fmax和最小频率fmin；
从所述第一电压信号的频谱V(f)中提取所述第一电压信号的主频率：
f0＝argmax{V(f)}，
其中argmax表示求最大值对应的自变量；
将所述最大频率fmax、最小频率fmin和所述主频率f0确定为所述第一电压信号的频域特征。
4.根据权利要求3所述的红外接收芯片的光干扰抑制方法，其特征在于，在从所述第一电压信号的频谱V(f)中提取所述第一电压信号的主频率f0的步骤之后，还包括：
根据所述第一电压信号的主频率f0计算出所述第一电压信号的基本周期：
T0＝1/f0；
从所述频谱中获取超过预设阈值的特征频率；
基于所述特征频率计算所述第二电压信号的特征周期；
将所述基本周期和所述特征周期确定为所述第一电压信号的时域特征。
5.根据权利要求2所述的红外接收芯片的光干扰抑制方法，其特征在于，基于所述环境光场景识别周期执行环境光场景识别以确定当前环境光场景的步骤具体包括：
通过与红外接收芯片连接的光谱检测器获得当前环境光场景的光谱特征；
将当前环境光场景的光谱特征与环境干扰光的特征库中的光谱特征进行匹配；
将从环境干扰光的特征库中与当前环境光场景的光谱特征对应的环境光场景信息中的环境光场景确定为当前环境光场景。
6.根据权利要求2所述的红外接收芯片的光干扰抑制方法，其特征在于，在将所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到环境干扰光的特征库中的步骤之前，还包括：
通过所红外接收芯片连接的光线传感器获取环境光线的强度；
将所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到特征库中的步骤具体为将所述环境光线的强度、所述干扰光特征、所述光谱特征与相关的环境光场景信息关联保存到特征库中。
7.根据权利要求6所述的红外接收芯片的光干扰抑制方法，其特征在于，从环境干扰光的特征库中匹配对应当前环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
从环境干扰光的特征库中获取对应当前环境光场景的第一干扰光特征列表；
通过所红外接收芯片连接的光线传感器获取环境光线的强度；
从所述第一干扰光特征列表中筛选与所述环境光线的强度相关联的干扰光特征得到第二干扰光特征列表；
将所述所述第一电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征。
8.根据权利要求7所述的红外接收芯片的光干扰抑制方法，其特征在于，将所述所述第一电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
从所述第一电压信号中识别与当前环境光线的强度不匹配的第二信号分量；
从所述第一电压信号中移除所述第二信号分量得到第三电压信号；
从所述第三电压信号中提取电压信号特征；
将所述第三电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征。
9.根据权利要求8所述的红外接收芯片的光干扰抑制方法，其特征在于，将所述第三电压信号的电压信号特征与所述第二干扰光特征列表中的干扰光特征进行匹配得到对应当前环境光场景的干扰光特征的步骤具体包括：
构建所述第三电压信号的电压信号特征列表VFL，所述第三电压信号的电压信号特征列表VFL中包含nc个电压信号特征VFi，其中i∈[1,nc]；
构建所述第二干扰光特征列表中每一条数据记录的干扰光特征列表LFLj，其中j∈[1,nd]，nd为所述第二干扰光特征列表中数据记录的数量，所述干扰光特征列表LFLj中包含nc个干扰光特征LFij，其中所述干扰光特征LFij与所述电压信号特征VFi具有一一对应关系；
计算所述电压信号特征列表VFL与所述干扰光特征列表LFLj的匹配度：
其中αi为第i个电压信号特征的权重系数；
将所述第二干扰光特征列表中匹配度最高的干扰光特征确定为对应当前环境光场景的干扰光特征。
10.一种应用于如权利要求1-9任一项所述的光干扰抑制方法的红外接收芯片，其特征在于，包括用于将电流信号转换为电压信号的电流电压转换单元、用于放大电压信号的预放大单元、用于控制放大倍数的自动增益控制单元、用于过滤噪声信号的滤波单元、用于输出滤波前的第一电压信号的第一电压输出单元以及用于输出滤波后的第二电压的第二电压输出单元。
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