JP2007228629A - 情報伝送システム、受信装置、情報復号方法、発光ユニット、及び、情報送信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 発光ユニット(30)は、情報を時系列的な輝度変化パターンに変換する変換手段と、この変換手段によって変換された輝度変化パターンで光を発光する発光手段(37)とを備え、受光ユニット(40)は、撮像手段(45)と、この撮像手段によって撮像されるフレーム画像信号を順次格納する格納手段(46)と、この格納手段によって順次格納したフレーム画像信号から、発光部が発光した光により時系列的に輝度が変化している画素領域を抽出する抽出手段(49)と、この抽出手段によって抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものである場合、前記画素領域の輝度の変化を情報に復号する復号手段(49)と、この復号手段によって復号された情報を発生する発生手段(49)とを備える。
【選択図】 図5
Description
したがって、本発明が解決しようとする課題は、外乱光による悪影響を回避して常に情報の抽出を正しく行うことができる情報伝送システム、受信装置、情報復号方法、発光ユニット、及び、情報送信方法を提供することにある。
請求項2記載の発明は、撮像手段と、この撮像手段によって撮像されるフレーム画像信号を順次格納する格納手段と、この格納手段によって順次格納したフレーム画像信号から、前記発光部が発光した光により時系列的に輝度が変化している画素領域を抽出する抽出手段と、この抽出手段によって抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものである場合、前記画素領域の輝度の変化を情報に復号する復号手段と、この復号手段によって復号された情報を発生する発生手段とを備えることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、上記請求項2記載の発明において、前記撮像手段から出力されるフレーム画像信号を複数の領域に分割する領域分割手段を更に備え、前記格納手段は、この領域分割手段によって分割された領域のフレーム画像信号を順次格納することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、上記請求項2記載の発明において、前記撮像手段から出力されるフレーム画像信号を画素単位で間引く間引き手段を更に備え、 前記格納手段は、この間引き手段によって間引かれたフレーム画像信号を順次格納することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、上記請求項4記載の発明において、前記間引き手段の画素間引き条件を複数記憶する条件記憶手段と、前記間引き手段は、前記条件記憶手段に複数記憶された間引き条件から特定の間引き条件を読み出す読出手段とを更に備え、前記格納手段は、この読出手段によって読み出された間引き条件で間引かれたフレーム画像信号を順次格納することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、上記請求項5記載の発明において、前記抽出手段によって抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものでなかった場合、現在設定されているものとは異なる間引き条件を前記条件記憶手段から読み出すよう、前記読出手段を制御する読出制御手段を更に備えることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、上記請求項2記載の発明において、前記フレーム画像信号から時系列的に輝度が変化している画素領域を検出するための検出モードと、前記復号手段によって前記画素領域の輝度の変化を情報に復号するための復号モードとを更に備えることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、上記請求項7記載の発明において、前記検出モードのときに前記抽出手段によって抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものである場合に、前記検出モードから前記復号モードへ切り替えるモード切替手段を更に備えることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、上記請求項2乃至8の何れか記載の発明において、前記復号手段によって情報が復号されたことを報知する第1の報知手段を更に備えることを特徴とする。
請求項10記載の発明は、上記請求項2乃至9の何れか記載の発明において、前記発生手段によって発生した情報を音声で報知する第2の報知手段を更に備えることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、上記請求項2乃至10の何れか記載の発明において、前記発生手段によって発生した情報を表示する第1の表示手段を更に備えることを特徴とする。
請求項12記載の発明は、上記請求項11記載の発明において、前記撮像手段から出力されるフレーム画像信号に基づく画像を表示する第2の表示手段と、前記発生手段によって発生した情報を前記画像とともに表示するよう前記第2の表示手段を制御する表示制御手段とを更に備えることを特徴とする。
請求項13記載の発明は、上記請求項12記載の発明において、前記表示制御手段は、前記抽出手段によって抽出された画素領域の位置に関連付けて、前記発生手段によって発生した情報を前記画像とともに表示するよう制御することを特徴とする。
請求項14記載の発明は、上記請求項12又は13記載の発明において、前記抽出手段によって抽出される画素領域が複数存在する場合、これら複数の画素から特定の画素を選択する選択手段を更に備え、前記表示制御手段は、この選択手段によって選択された画素領域に対応する情報を前記画像とともに第2の表示手段に表示することを特徴とする。
請求項15記載の発明は、撮像部にて撮像されるフレーム画像信号を第1のメモリに順次格納させる格納ステップと、この格納ステップにて順次格納したフレーム画像信号から、前記発光部が発光した光により時系列的に輝度が変化している画素領域を抽出する抽出ステップと、この抽出ステップにて抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものである場合、前記画素領域の輝度の変化を情報に復号する復号ステップと、この復号ステップにて復号された情報を発生する発生ステップとを含むことを特徴とする。
請求項16記載の発明は、撮像手段を備えた受信装置を情報伝送対象として情報を送信する発光ユニットであって、送信すべき情報を前記撮像手段が捕らえることのできる時系列的な輝度変化パターンに変換する変換手段と、この変換手段によって変換された輝度変化パターンで光を発光する発光手段とを備えることを特徴とする。
請求項17記載の発明は、撮像手段を備えた受信装置を情報伝送対象として情報を送信する情報送信方法であって、送信すべき情報を前記撮像手段が捕らえることのできる時系列的な輝度変化パターンに変換する変換ステップと、 この変換ステップにて変換された輝度変化パターンで発光部するよう発光部を制御する発光制御ステップとを含むことを特徴とする。
まず、始めに本発明の実施の形態(後述の第1〜第4の実施の形態)に共通の概念を説明する。
図1は、発光ユニット1の概念構成図である。発光ユニット1は、論理判定部2、第1パターン系列発生部3、第2パターン系列発生部4及び駆動部5を含む電子回路部6と、その電子回路部6に直流電源EVを供給するバッテリ7と、発光部8とからなる。
iビット=0
i+1ビット=1
i+2ビット=0
i+3ビット=1
i+4ビット=1
i+5ビット=0
i+6ビット=0
i+7ビット=0
となるので、論理判定部2は、
iビット=C0
i+1ビット=C1
i+2ビット=C0
i+3ビット=C1
i+4ビット=C1
i+5ビット=C0
i+6ビット=C0
i+7ビット=C0
というようにC0、C1を順次出力する。
次に、本発明を適用した第1の実施の形態を具体的に説明する。図4は、第1の実施の形態における発光ユニット及び受光ユニットを示す図であり(a)は発光ユニット30の正面斜視図、(b)は受光ユニット40の正面斜視図、(c)は受光ユニット40の背面斜視図である。発光ユニット30は適当な形状の外箱(望ましくは屋外設置に適した防滴構造の外箱)31に発光窓32を取り付けて構成されている。また、受光ユニット40は手持ちに適した形状のボディ41に光学レンズ部42、シャッターキー43及び液晶ディスプレイ44などを取り付けて構成された、ディジタルカメラ等の撮像装置である。
1番目のフレーム画像=第1プレーン
2番目のフレーム画像=第2プレーン
3番目のフレーム画像=第3プレーン
4番目のフレーム画像=第4プレーン
5番目のフレーム画像=第5プレーン
6番目のフレーム画像=第1プレーン
7番目のフレーム画像=第2プレーン
8番目のフレーム画像=第3プレーン
9番目のフレーム画像=第4プレーン
10番目のフレーム画像=第5プレーン
このように順次第1プレーンから第5プレーンまでの書き込み動作をサイクリックに行う。
なお、この第1の実施の形態においては、外乱光としてヘッドライト光68を例示したが、これに限定されることは無く、蛍光灯であっても、各輝点と識別させることが本発明では可能である。これは、蛍光灯のような周期性を持つ点滅光の場合は、その点滅周期は電源の周波数に同期しているのみであり、各輝点の光Pの輝度変化パターンとは明らかに違うからである。
なお、図7におけるバイトデータの取り出し(ステップS16)はこのCPに同期して行われる。また、1ビット取り出し(ステップS11)、判定(ステップS12)、及び、パターン系列選択(ステップS13、S14)は上記タイミングジェネレータ35から出力されるクロック信号CKに同期して行われる。
図11は、フレームバッファ登録処理サブルーチンプログラムのフローチャートである。このフローチャートでは、まず、撮像部45からのフレーム画像をキャプチャ画像フレームバッファ46に取り込み(ステップS21a)、次いで、そのフレーム画像に対して平滑化等のフィルタ処理を施す(ステップS21b)。次いで、このフィルタ処理が施されたフレーム画像と基準画像バッファ51内の基準フレーム画像とでフレーム相関処理を行い、その結果、動きベクトルを検出し(ステップS21c)、この動きベクトルの動き量が補正しきい値内であるか否かを判定する(ステップS21d)。
一方、動きベクトルの動き量が補正しきい値内である場合、このフレーム画像は動き量の大きいものであると判断し、このフレーム画像に対して動き補正を施すとともに、補正後のフレーム画像をフレーム時系列バッファ52のバッファポインタnで指定されたプレーンに格納する(ステップS21g)。
図12は、信号検出&ビット取り出し処理サブルーチンプログラムのフローチャートである。このフローチャートでは、まず、データリストメモリ55内の更新要求リスト551を初期化する(ステップS23a)。次いで、フレーム時系列バッファ52にある光PのON(点灯)タイミングに対応するフレーム画像群を読出し、各ドット値を平均化した平均画像を求め(ステップS23b)、次いで、光PのOFF(消灯)タイミングに対応するフレーム画像群を読出し、同様に各ドットの値を平均化した平均画像を求める(ステップS23c)。
そして、全フレーム画像群のドット位置毎における輝度の最大値からなる変動幅画像を得る(ステップS23d)。次に、上記ステップS23bで求めた平均値画像から、上記ステップS23cで求めた平均値画像を引いた絶対値であらわされる絶対相関度評価画像を得る(ステップS23e)。次に、この絶対相関度評価画像/変動幅画像×255で定義される(正規化)相関度評価画像を求める(ステップS23f)。
そして、次に、前記相関度評価画像のしきい値を符号反転させて二値化画像を生成し(ステップS23i)、同様に各領域について第2パターン系列として、更新要求リスト551に追加設定する(ステップS23j)。この後、更新要求リスト551が空でないか否かを判定し、空でない場合はステップS25のリスト更新処理に移行する。
なお、要求パターンが第1のパターン系列及び第2のパターン系列の双方に一致しない場合にはリストエントリ552の新規作成を行い、座標登録処理、ビットバッファ553の初期化を行ってから(ステップS25c)、要求パターンを判定する(ステップS25d)。
図14は、ステップS24の表示処理サブルーチンプログラムのフローチャートである。このフローチャートでは、まず、今回の更新処理でビットデータの更新がなかったものがあるか否かを判定する(ステップS24a)。そして、ビットデータの更新がなかった場合にはデータリストメモリ55から削除する一方(ステップS24b)、更新があった場合にはビットバッファ553に1バイト分のビットデータがバッファリングされたか否かを判定する(ステップS24c)。
図15は上記のような問題を考慮に入れ、使用者による手ぶれ撮影が発生した場合の各フレーム画像を図示したものである。
同図において、5枚の画像70〜74はフレーム時系列バッファ52の各プレーンに格納されたフレーム画像、nの値はフレーム時系列バッファ52におけるポインタであり、各フレーム画像70〜74は使用者の手ぶれ撮影による動きを検出している(図示の各フレーム画像70〜74におけるハッチング領域70a〜74aは動き補正に伴う欠落画素領域を表している。)。この状態で各フレーム画像と、基準画像バッファ51に保存されている基準フレーム画像との間の動き量を検出し、その動き量をなくす方向に各フレーム画像70〜74を水平移動させることで、相関度計算の際に発生する問題の解消を図っている。
ここで、一方の画像75は第1パターン系列SAに対する相関度評価後に二値化された画像であり、他方の画像76は第2パターン系列SBに対する相関度評価後に二値化された画像である。それぞれの輝点75a、75b、76aの画像内座標位置を便宜的に(300,98)、(159,121)、(20,24)とすると、更新要求リスト551には、輝点75bの情報として座標(300,98)とパターン系列“SA(第1パターン系列)”が、輝点75aの情報として座標(159,121)とパターン系列“SA(第1パターン系列)”が、また、輝点76aの情報として座標(20,24)とパターン系列“SB(第2パターン系列)”が、それぞれ格納される。
また、図15によれば、使用者の手ぶれによる撮影画像の動き補正を行うことができるので、使用者が、受光ユニット40を手に持って撮影した場合でも送信情報TXの再生を確実に行うことができ、使い勝手の向上を図ることができる。
なお、使用者は、直視ファインダ550を覗いている間は表示部540の表示を確認できないので、目標物からの情報取得を通知するための警報または合成音声等を発するようにしても良い。
(第2の実施の形態)
上記の第1の実施の形態においては、1文字(無圧縮の8bitコードテキストデータとする)を転送するためには最低40フレーム(8×5=40フレーム)の画像を必要とする。
したがって、1文字を転送するのに、1.33〔秒〕の時間がかかり、送信情報の文字数が増えればその分だけ時間を要するという不都合を生じる。
しかし、このようにした場合、画角中に占める1ドット画素の面積も1/10に減少してしまうため、640×480中の1ドットの輝点による情報伝送の場合でも、10倍の検出面積に対する一部の面積の輝度変化となってしまい、画素の輝度変化の変化幅が1/10に低下し、結局、検出限界を下回るという欠点、つまり、画素精細度の低下に伴って、検出する光源の1ドットの担当面積がより拡大されてしまうという不都合を招く。
(1)撮像手段の検出エリアから「部分読み出し」を行い、その読み出しエリアを1周期ごとにずらしていくことにより、画角中から高精細に目的変調信号を検出して復号を行うようにする。
(2)撮像手段のサブサンプリング(読み飛ばし)機能を活用し、フレームレートを高く保ったままの画像で全画角での信号検出を行うようにする。
(3)また、上記の2つ(1)、(2)を組み合わせる。
ことをポイントとするものである。
また、撮像部45は、15fpsのフレームレートでフルドット(1280×960ドット)の画像を取り込むことが可能であり、320×240ドットの部分読み出しは、上記フルドットの場合の1/16の面積になる。
したがって、320×240ドットの部分読み出しを行った場合、およそ16倍のフレームレート(約240fps)の取り込みが可能である。
すなわち、64×48ドットのオーバーラップ(重なり合う領域)を設けることにより、領域範囲の境界線上に輝点が存在する場合でも、この輝点の輝度変化を正しく検出することができる。
図21は、第2の実施の形態における受光ユニットの全体的な動作フローチャートを示す図である。
このフローチャートでは、撮像素子の全画角1280×960ドットをいくつかの読み出し領域範囲に分割し、それぞれの読み出し領域ごとに、上記の第1の実施の形態の図10の処理(ステップS20〜ステップS24)を繰り返して実行する。
すなわち、読み出し領域範囲の初期化(ステップS30)を行い、まず1番目の読み出し領域範囲(図20の読み出し領域範囲(1))について上記の第1の実施の形態における図10の処理(ステップS20〜ステップS24)を実行する。
この図において、101は1280×960ドットの撮像素子で得られた領域、102は1番目の読み出し領域範囲である。この図において、例えば、5ビット符号が検出された場合は一つの領域あたり5回の部分読み出しを行うので、読み出し領域範囲102は時刻t0〜t4にかけて合計5回読み出される。なお、符号103は時刻t1における読み出し領域範囲、符号104は時刻t2における読み出し領域範囲、符号105は時刻t3における読み出し領域範囲、符号106は時刻t4における読み出し領域範囲を示す。
しかも、データの処理量を少なくするという要求を同時に満たすことができる。
第3の実施の形態は、『撮像素子にCMOSセンサー等を用いる撮像装置は「サブサンプリングモード」機能を備える。』点に着目し、同一の画角内で縦横を1ドットおきにサンプリングしてフレームレートを上げるようにしたものである。
上記「サブサンプリングモード」機能における“サブサンプリング(または、サブサンプリング圧縮法)”とは、非可逆画像圧縮アルゴリズムの一種であり、要は、画角内の全ての画素を処理するのではなく、市松模様にドットを間引いて処理する手法のことである。
第3の実施の形態では、上記「サブサンプリングモード」機能を活用するため、新たな構成要素として「サブサンプリングモード」機能に関する制御情報を保持するサブサンプリング制御メモリ111と、読み出し条件リストメモリ112とを備える。CPU49は、読み出し条件リストメモリ112を参照しながら、サブサンプリング制御メモリ111を制御する。
例えば、元のフルドット画像(1280×960ドット)に対して条件番号No.1を適用した場合は、間引き数“4”でサブサンプリング処理を施し、その処理の結果として320×240ドットの読み出し領域範囲を順次切り出す。
また、条件番号No.2を適用した場合は、フルドット画像に間引き数“4”(縦4ドットおき)、“2”(横2ドットおき)でサブサンプリング処理を施して、全画角サイズ640×240ドットとして320x240ドットの読み出し領域範囲を順次切り出す。
さらに、条件番号No.3を適用した場合は、間引き数“2”でサブサンプリング処理を施し、全画角画像サイズ640×480ドットとして320x240ドットの読み出し領域範囲を順次切り出す。
さらにまた、条件番号No.4を適用した場合は、間引き数として“2”(縦2ドットおき)、“1”(横1ドットおき)でサブサンプリング処理を施し、全画角画像サイズ1280×480ドットとして、320x240ドットの読み出し領域範囲を順次切り出す。
また、条件番号No.5を適用した場合は、間引き数“1”でサブサンプリング処理を施し、全画角画像サイズ1280×960ドットとして、320x240ドットの読み出し領域範囲を順次切り出す。
(a)は条件番号No.1に対応するものであり、スキャン対象画像201は元のフルドット画像(1280×960ドット)の縦4ドット×横4ドットおきに間引いたものである。最も粗い画像であるが、データの処理量は最も軽い。
また、読み出し領域範囲の数は縦1×横1の一つであり、全画角を一回で取り込めるので、例えば上記第2の実施の形態の図21の処理を行った場合、ステップS32からステップS20の処理ループでは、いつも同じ読み出し領域範囲について行うことになる。
(b)は条件番号No.2に対応するものであり、スキャン対象画像202は元のフルドット画像を縦方向を4ドットおき、横方向を2ドットおきにそれぞれ間引いたものである。
この条件では、縦方向の画像の粗さは上記(a)と同じであるが、横方向については上記(a)よりも精細になっている。
また、読み出し領域範囲の数は縦3×横1の三つなので、例えば上記第2の実施の形態の図21の処理を行った場合、ステップS32において、横方向に、読み出し位置(x,y)が、(0,0)、(320,0)、(640,0)とループ設定される。
(c)は条件番号No.3に対応するものであり、スキャン対象画像203は元のフルドット画像を縦2ドット×横2ドットおきに間引いたものである。
(d)は条件番号No.4に対応するものであり、スキャン対象画像204は元のフルドット画像を縦方向を2ドットおき、横方向を1ドットおきにそれぞれ間引いたものである。
(e)は条件番号No.5に対応するものであり、スキャン対象画像205は元のフルドット画像を縦1ドット×横1ドットおきに間引いたものである。最も精密であるが、データ処理量は最も重くなっている。
また、これら(c)、(d)、(e)において、読み出し領域範囲は縦横に複数設定されるため、ループ設定の際、例えば、2回目の読み出し領域範囲(x,y)は、(320,0)(959,959)の640×960ドットになる。
しかしながら、読み出し条件リストメモリ112の間引き条件がそれぞれの条件番号に応じて設定されているため、常に320×240ドットの読み出し領域範囲が得られ、さらに上記第2の実施の形態に記載されたように読み出し領域を重ね合わせながら処理する。
このフローチャートでは、各サブサンプリングモードに応じて第2の実施の形態で行っていた全画面中の部分領域(読み出し領域範囲)のスキャン制御方法を変更する。信号検出(輝点の輝度変動バターン検出)があった場合、ステップS42の処理について固定しループ処理する。
この場合、条件番号No.1では、たとえば、5ビットのパターンであれば5枚の画像取得毎に信号検出の処理が行われる(比較的広い範囲の起動変動の場合は、このように1/16精度で取得しても信号が検出できる。)。
なお、ステップS42における表示処理(図21のステップS24の表示処理)はサンプリングモードに応じて制御される。
つまり、最初は粗いサンプル(図25のスキャン画像201)を用いて初期捕捉を行い、捕捉されなかった場合にのみサンプルの精細度を段階的に高めるようにしたので、スキャン処理に伴う初期捕捉時間の短縮化を図ることがでる。
第4の実施の形態は、隣接する光線の影響(電波のようなフェージングやマルチパス、混信などに相当するノイズ)をきわめて受けにくく、かつ、伝送速度の低下を防ぐことを目的とし、撮影画像内の信号検出を行う際に、耐ノイズ性と耐環境性を重視した検出・捕捉モードと、該モードによる検出で領域/対象ドットが確定した後に復号を行う復号モードとに分け、確実な信号検出と、信号検出後の高速な復号を可能にすることを特徴としている。
そしてその実現方法として、検出・捕捉モードは低速フレームレート処理(時系列パターンの相関を生かした検出処理)で行い、信号の変調(発光ユニット301側)と信号検出(受光ユニット40側)とを行う。一方、復号モードは高速フレームレート処理で行い、信号判定のためのスレッシュレベル(閾値)の決定と、二値化を行う処理について詳述する。
なお、発光ユニット301は、ON状態の光Pの強さを高輝度H(以下「ON(H)状態」)と低輝度L(以下「ON(L)状態」)の二つに切り換えることができる。これは輝度で見た場合、「OFF状態」<「ON(L)状態」<「ON(H)状態」の関係となる。
まず、出力する情報文字列からなるソースデータはビットデータ化され、直流成分を除去された後、送出データメモリ33に格納される(ステップS51)。次にパターンビットカウンタ38、バイトカウンタ39を初期化(ステップS52)した後、パターンデータメモリ34より1ビットを取り出すとともに(ステップS53)、送出データメモリ33より1バイト分のビットデータを取り出す(ステップS54)。パターンビットが“0”(論理信号0)であるか否かを判定する(ステップS55)。
一方、64バイト分の完了を判定すると、パターンビットカウンタ38をインクリメントし(ただし、データ終端ならば先頭バイトに戻る)(ステップS60)、以上のステップS53以降を繰り返す。
なお、ステップS58〜ステップS60は、サイクリックに制御されるものであり、出力される信号は伝送データ64ビット分(8バイト分)で1つの上位パターンビットに従って変動する。
直流成分除去とは「0/1分散の等化」ともいい、後述の受光ユニット40において低速フレームレートで撮像する場合、ソースデータの性質に左右されず、所定時間内の積分レベルをできるだけ一定に保つために行われる。
次に、このバイナリ列(c)「01011000」の否定となるビット列(c)「10100111」を生成し、バイナリ列(b)のビット、ビット列(c)という順番で両者を混合する。
以下、ほかの文字についても同様に処理されて、0/1分散の等化を図った伝送データが生成される。
なお、図29では、単純な否定ビット列との混合によって直流成分除去をおこなうようにしたが、0または1の連続を抑制するビット列変換として、より冗長度の低いものが各種考えられる、例えば、CD(コンパクトディスク)のピットと呼ばれる記録列に使われるEFM変調などほかの方法を用いてもよい。
この図では、拡散符号パターンを「00101」とし、この拡散符号パターンの各ビットをパターンビットとしている。
中段(B)は、伝送データビットが64ビットで1つのパターンビット周期を示し、下段(C)は、短いサイクルで見た場合の輝度変動パターンを示す。
この図によれば、受光ユニット40側で長い撮像周期とシャッター時間で(A)を観測すると、ローパスフィルタをかけた(A)のエンベロープとなる拡散符号パターンによる輝度変動を捉えることができる(以下、このような信号検出方法を「検出・捕捉モード」と呼ぶ)。
また、逆に、受光ユニット40側で、短い撮像周期とシャッター時間で(A)を観測すると、(C)で表すような元信号レベルの輝度変動を捉えることができる(以下、このような信号検出方法を「復号モード」と呼ぶ)。
一方、「復号モード」は、対象領域が確定した後の高速なデータ復号を行うものである。
(A)は発光ユニット301から出力される光Pの輝度変動、(B)は受光ユニット40において受光(撮像)されるサンプリングレベルを夫々示し、図中、tsは信号捕捉モードにおけるシャッター時間である。
(A)の輝度変動に同期して、受光ユニット40側では横矢印で示されるタイミングとシャッター時間で受光を行っている。
受光ユニット40におけるシャッター時間は発光ユニット301の伝送ビットの変動に対して積分効果が出るように、シャッター時間を長くし、また、撮像における絞り、ゲインが設定されている。
tsを例えば50(ms)とした場合、32ビット分の、OFF−ON(L)が受光ユニット40側で観測され、積分されて信号変動の平均輝度値が算出される。
このようにして、検出・補足モードでは、画角中で該当信号が存在している、座標の変動が、結果的に(B)の点線に示すような、変動として観測されることになる。
同図において、受光ユニット40は発光ユニット301側における伝送データビット波形の輝度変動に同期して受光する。
同図は、復号モードにおける時間輝度変動を表し、縦軸のレベルは、8ビット量子化モデルにおける256段階のダイナミックレンジで表され、波形Dがレベル80から105の中間的な領域でのベースバンド波形として検出されたとすると、スレッシュレベルは、130(最大値)−80(最小値)/4+80(最小値レベル)=92.5 に設定される。
したがって、フレームレートで各領域のデータを複数部分読み出して、復号モードに移行することで、同時に複数の領域について、復号処理を同時に行う装置を構成することも可能である。
8 発光部(発光手段)
30 発光ユニット
40 受光ユニット(受信装置、表示制御手段)
44 液晶ディスプレイ(第2の表示手段)
45 撮像部(撮像手段)
49 CPU(抽出手段、復号手段、発生手段、復号手段、読出手段、読出制御手段、選択手段)
52 フレーム時系列バッファ(格納手段)
100 読み出し位置制御メモリ(領域分割手段)
111 サブサンプリング制御メモリ(間引き手段)
112 読み出し条件リストメモリ(条件記憶手段)
540 表示部(第1の報知手段、第2の報知手段、第1の表示手段)
Claims (17)
- 情報を時系列的な輝度変化パターンに変換する変換手段と、この変換手段によって変換された輝度変化パターンで光を発光する発光手段とを備える発光ユニットと、
撮像手段と、この撮像手段によって撮像されるフレーム画像信号を順次格納する格納手段と、この格納手段によって順次格納したフレーム画像信号から、前記発光部が発光した光により時系列的に輝度が変化している画素領域を抽出する抽出手段と、この抽出手段によって抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものである場合、前記画素領域の輝度の変化を情報に復号する復号手段と、この復号手段によって復号された情報を発生する発生手段とを備える受光ユニットと
を含むことを特徴とする情報伝送システム。 - 撮像手段と、
この撮像手段によって撮像されるフレーム画像信号を順次格納する格納手段と、
この格納手段によって順次格納したフレーム画像信号から、前記発光部が発光した光により時系列的に輝度が変化している画素領域を抽出する抽出手段と、
この抽出手段によって抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものである場合、前記画素領域の輝度の変化を情報に復号する復号手段と、
この復号手段によって復号された情報を発生する発生手段と
を備えることを特徴とする受信装置。 - 前記撮像手段から出力されるフレーム画像信号を複数の領域に分割する領域分割手段を更に備え、
前記格納手段は、この領域分割手段によって分割された領域のフレーム画像信号を順次格納することを特徴とする請求項2に記載の受信装置。 - 前記撮像手段から出力されるフレーム画像信号を画素単位で間引く間引き手段を更に備え、
前記格納手段は、この間引き手段によって間引かれたフレーム画像信号を順次格納することを特徴とする請求項2に記載の受信装置。 - 前記間引き手段の画素間引き条件を複数記憶する条件記憶手段と、前記間引き手段は、前記条件記憶手段に複数記憶された間引き条件から特定の間引き条件を読み出す読出手段とを更に備え、
前記格納手段は、この読出手段によって読み出された間引き条件で間引かれたフレーム画像信号を順次格納することを特徴とする請求項4に記載の受信装置。 - 前記抽出手段によって抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものでなかった場合、現在設定されているものとは異なる間引き条件を前記条件記憶手段から読み出すよう、前記読出手段を制御する読出制御手段を更に備えることを特徴とする請求項5に記載の受信装置。
- 前記フレーム画像信号から時系列的に輝度が変化している画素領域を検出するための検出モードと、前記復号手段によって前記画素領域の輝度の変化を情報に復号するための復号モードとを更に備えることを特徴とする請求項2に記載の受信装置。
- 前記検出モードのときに前記抽出手段によって抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものである場合に、前記検出モードから前記復号モードへ切り替えるモード切替手段を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の受信装置。
- 前記復号手段によって情報が復号されたことを報知する第1の報知手段を更に備えることを特徴とする請求項2乃至8の何れかに記載の受信装置。
- 前記発生手段によって発生した情報を音声で報知する第2の報知手段を更に備えることを特徴とする請求項2乃至9の何れかに記載の受信装置。
- 前記発生手段によって発生した情報を表示する第1の表示手段を更に備えることを特徴とする請求項2乃至10の何れかに記載の受信装置。
- 前記撮像手段から出力されるフレーム画像信号に基づく画像を表示する第2の表示手段と、
前記発生手段によって発生した情報を前記画像とともに表示するよう前記第2の表示手段を制御する表示制御手段と
を更に備えることを特徴とする請求項11に記載の受信装置。 - 前記表示制御手段は、前記抽出手段によって抽出された画素領域の位置に関連付けて、前記発生手段によって発生した情報を前記画像とともに表示するよう制御することを特徴とする請求項12に記載の受信装置。
- 前記抽出手段によって抽出される画素領域が複数存在する場合、これら複数の画素から特定の画素を選択する選択手段を更に備え、
前記表示制御手段は、この選択手段によって選択された画素領域に対応する情報を前記画像とともに第2の表示手段に表示することを特徴とする請求項12又は13に記載の受信装置。 - 撮像部にて撮像されるフレーム画像信号を第1のメモリに順次格納させる格納ステップと、
この格納ステップにて順次格納したフレーム画像信号から、前記発光部が発光した光により時系列的に輝度が変化している画素領域を抽出する抽出ステップと、
この抽出ステップにて抽出された画素領域の輝度の変化が所定のパターンによるものである場合、前記画素領域の輝度の変化を情報に復号する復号ステップと、
この復号ステップにて復号された情報を発生する発生ステップと
を含むことを特徴とする情報復号方法。 - 撮像手段を備えた受信装置を情報伝送対象として情報を送信する発光ユニットであって、
送信すべき情報を前記撮像手段が捕らえることのできる時系列的な輝度変化パターンに変換する変換手段と、
この変換手段によって変換された輝度変化パターンで光を発光する発光手段と
を備えることを特徴とする発光ユニット。 - 撮像手段を備えた受信装置を情報伝送対象として情報を送信する情報送信方法であって、
送信すべき情報を前記撮像手段が捕らえることのできる時系列的な輝度変化パターンに変換する変換ステップと、
この変換ステップにて変換された輝度変化パターンで発光部するよう発光部を制御する発光制御ステップと
を含むことを特徴とする情報送信方法。
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