JP6167236B2

JP6167236B2 - 可視光信号の受信方法及びその装置

Info

Publication number: JP6167236B2
Application number: JP2016530333A
Authority: JP
Inventors: リウ，ルオポン; ファン，リンヨン; リ，チュンライ
Original assignee: Kuang Chi Intelligent Photonic Technology Ltd
Current assignee: Kuang Chi Intelligent Photonic Technology Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: JP2016525847A; US20160164606A1; KR20160040222A; EP3029856A4; EP3029856B1; WO2015014237A1; US9673903B2; EP3029856A1; KR101903697B1

Description

本発明は、可視光通信分野に関し、特に可視光信号の受信方法及びその装置に関する。

可視光通信は、ＬＥＤ技術の上に発展してきた新興、短距離型高速光無線通信技術である。可視光通信の基本原理は発光ダイオード（ＬＥＤ）が蛍光灯と白熱電球の切替スピードより速いという特徴を利用して、ＬＥＤ光源が高い周波数で点滅することで通信を行う。光があれば二進法の１を表し、光が無ければ二進法の０を表す。デジタル情報を含んだ高速光信号が光電転換によってすぐに情報を入手できる。光無線通信技術は、そのデータが干渉または収集されにくくて、光通信設備の制作が簡単でかつ損壊や磁気除去しにくいので、それを利用して光無線の暗証化キーを作ることができる。マイクロ波の技術と比べると、光無線通信ではかなり豊かなスペクトル資源を有するのは、ミクロ波通信と無線通信が比べられないものである。同時、可視光通信はいかなる通信プロトコルにおいても適用され、いかなる環境でも利用可能である。安全性について、光無線通信は従来の磁性材料と比べて、磁気除去という問題に心配をかける必要がなく、さらに通信内容が他人に盗み取られる心配もない。光無線通信の設備架設は柔軟で利便性のある、かつ低コストのため、大規模の普及応用に適合する。

可視光通信が広く普及されるにつれて、電子設備のＬＥＤ照明を用いて可視光信号を送信する技術がすでに提出されて、電子設備が他の設備との間には可視光通信に頼って短距離通信を実現することが可能となった。しかし、現時点の可視光信号の受信ユニットは普通にフォトダイオード（例えば、ＰＩＮ、ＡＰＤなど）に基づく光信号受信器を採用する。光信号受信器が光信号を受信した後、光電転換を行い、それから転換してきた電気信号に対してデコードなどの信号処理を行って、原信号に復元する。こうしたら、受信装置で可視光を受信するには、余計にフォトダイオードに基づく光信号受信器を配置する必要があるので、受信装置のハードウェアを変更する必要があって、そしてコストも増加した。

ＣＮ１７０２９８４のように、ビデオカメラを用いて可視光通信の受信端末の光受信器とするという構想を提出した。しかし、フォトダイオードが単一点の光強度変化のみ検知するのと違って、ビデオカメラが採集したものは平面感光性画像である。また、その中に含まれた可視光通信信号を識別するように、これらの画像に対して処理を行う必要がある。画像を処理して艶さや色の異なる局部エリアを識別する通用画像処理技術があるが、このような通用技術を用いてビデオカメラの撮影した連続感光性画像における局部エリアを識別することは、機能や速度的にあまりよくない。

上述の事情にかんがみ、専門的にカメラビデオの受信する可視光通信信号を識別する方法が課題となっている。

本発明が解決しようとする技術問題は、可視光信号の受信方法及びその装置を提供し、ビデオカメラに頼って可視光を受信することである。

上記の技術問題を解決するために、本発明は、カメラを光信号受信器として制御して一放射線源をカバーする一組の連続画像を採集し、当該放射線源が可視光信号を出し、当該連続画像を複数画像に分割し、各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較して、連続変化のあったエリアを選び出し、当該エリアに可視光信号が存在することを判定し、当該エリアの明暗変化を分析処理して放射線源に由来する可視光信号を獲得する、という手順を含んだ可視光信号の受信方法を提出した。

本発明の一実施例において、当該放射線源に由来する可視光信号を獲得した後に、また、当該可視光信号に対して信号処理を行ってオリジナル情報に復元するのを含む。

本発明の一実施例において、各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較し、当該各固定サイズのエリアの平均グレー階調値の経時変化を分析するのを含む。

本発明の一実施例において、当該可視光信号に対して信号処理を行う手順は、デコード、暗号解読及び／またはデスクランブル処理を含む。

本発明の一実施例において、カメラを光信号受信器として制御する手順は、独立型カメラまたは一つの電子設備に集積したカメラを光信号受信器として制御し、かつ当該独立型カメラを一つのセキュリティシステム、一つのモニタリングシステムまたは一台のコンピューターに接続させるのを含む。

本発明の一実施例において、当該連続画像を複数画像に分割する手順において、当該複数画像がマルチフレーム画像であり、連続変化のあるエリアを選び出し、当該エリアに可視光信号が存在していることを判定して、当該フレーム画像における光スポットを識別するように次の手順に基づいて画像をフレーム毎に処理するのを含み、当該フレーム画像のグレー階調値の一番大きい画素点を検索して、第一光スポットの中心点とし、当該第一光スポットの境界を確定し、当該第一光スポットの境界から当該第一光スポットの中心点までの距離によって、当該第一光スポットのサイズを確定し、確定された第一光スポットの境界とサイズによって第一光スポットが有効な光スポットであるかを確認し、識別された光スポットによって当該可視光通信信号を復帰する。

本発明の一実施例において、当該第一光スポットの境界を確定する手順は、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とし、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とするのを含む。

本発明の一実施例において、当該第一方向が当該第二方向と逆になる。

本発明の一実施例において、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とする手順は、第一画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より小さい場合、当該第一画素点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第一方向にある境界を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とするのを含み、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とする手順は、第二画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より小さい場合、当該第二画素点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第二方向にある境界を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とするのを含む。

本発明の一実施例において、当該グレー階調閾値が当該フレーム画像の平均グレー階調値である。

本発明の一実施例において、確定された第一光スポットの境界によって第一光スポットが有効なスポットであるかを確認する手順は、当該第一光スポットの何れかの境界が画像の境界に位置しているかを判断するのを含み、「いいえ」の場合では第一光スポットが有効な光スポットである。

本発明の一実施例において、確定された第一光スポットのサイズによって第一光スポットが有効な光スポットであるかを確認する手順は、当該第一光スポットのサイズが閾値より大きいかを判断するのを含み、「はい」の場合では当該第一光スポットが有効な光スポットであることを確認し、そのうち、当該第一光スポットが当該第一方向と当該第二方向にある境界から当該第一光スポットの中心点までの距離の大きい値を選んで、当該第一光スポットのサイズとする。

本発明の一実施例において、また、次の手順に基づいて当該フレーム画像における第二光スポットを識別し、当該フレーム画像における当該第一光スポット以外のエリアに位置するグレー階調値の一番大きい画素点を検索して、第二光スポットの中心点とし、当該第二光スポットの境界を確定し、当該第二光スポットの境界から当該第二光スポットの中心点までの距離によって、当該第二光スポットのサイズを確定し、確定された第二光スポットの境界とサイズによって当該第二光スポットが有効な光スポットであるかを確認する。

本発明の一実施例において、当該第二光スポットの境界を確定する手順は、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第二光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第一方向にある境界とし、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第二光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第二方向にある境界とするのを含む。

本発明の一実施例において、当該フレーム画像における当該第一光スポット以外のエリアに位置するグレー階調値の一番大きい画素点を検索する手順は、当該フレーム画像の第一光スポットにおける画素点のグレー階調値を当該画像の平均グレー階調値と設定して、一つの修正画像を獲得し、当該修正画像におけるグレー階調値の一番大きい画素点を検索するのを含む。

本発明の一実施例において、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第一方向にある境界とする手順は、第一画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より小さい場合、当該第一画素点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第一方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第一方向にある境界を当該第二光スポットが当該第一方向にある境界とするのを含み、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第二方向にある境界とする手順は、第二画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より小さい場合、当該第二画素点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第二方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第二方向にある境界を当該第二光スポットが当該第二方向にある境界とするのを含む。

本発明の一実施例において、当該フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理する手順は、また、予定比例で当該フレーム画像を縮小するのを含み、当該予定比例が画像の横画素数と縦画素数の公約数である。

本発明の一実施例において、当該カメラビデオの正常状態が低フレームレートモードである時、当該方法は、また、当該可視光通信信号における予定シーケンスのスタートコードを識別し、当該ビデオカメラを高フレームレートモードに切り替え、あるいは、当該可視光通信信号における予定シーケンスのエンドコードを識別し、当該ビデオカメラを低フレームレートモードに切り替え、そのうち、当該ビデオカメラのフレームレートモードを切り替える方法は、当該ビデオカメラの感光デバイスのレジスターを修正するのを含む、のを含む。

本発明は、また、カメラを光信号受信器として制御して一放射線源をカバーする一組の連続画像を採集するのに用いるモジュールと、当該放射線源が可視光信号を出し、当該組連続画像から当該放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いるモジュールとを備え、それは、当該連続画像を複数画像に分割するのに用いるモジュールと、各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較して連続変化のあったエリアを選び出し、当該エリアに可視光信号が存在することを判定するのに用いるモジュールと、当該エリアの明暗変化を分析処理して、放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いるモジュールと、を備えた可視光信号の受信装置を提出した。

本発明の一実施例において、上記受信装置は、また、当該可視光信号に対して信号処理を行ってオリジナル情報に復元するのに用いるモジュールとを備える。

本発明の一実施例において、上記の当該可視光信号に対して信号処理を行ってオリジナル情報に復元するのに用いるモジュールはデコード、暗号解読及び／またはデスクランブル処理を行うことである。

本発明の一実施例において、前記のカメラを光信号受信器として制御して一放射線源をカバーする一組の連続画像を採集するのに用いるモジュールは、ビデオカメラから可視光通信信号を含んだマルチフレーム画像を獲得するのに用いるモジュールを備え、前記の当該連続画像から当該放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いるモジュールは、当該フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いるモジュールを備え、それは、当該フレーム画像のグレー階調値の一番大きい画素点を検索して第一光スポットの中心点とするのに用いるモジュールと、当該第一光スポットの境界を確定するのに確定するモジュールと、当該第一光スポットの境界から当該第一光スポットの中心点までの距離によって、当該第一光スポットのサイズを確定するのに用いるモジュールと、確定された第一光スポットの境界とサイズによって第一光スポットが有効な光スポットであるかを確認するのに用いるモジュールと、を備え、識別された光スポットによって当該可視光通信信号を復帰するのに用いるモジュールと、を備える。

本発明の一実施例において、当該第一光スポットの境界を確定するのに用いるモジュールは、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とするのに用いるモジュールと、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とするのに用いるモジュールと、を備える。

本発明の一実施例において、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とするのに用いる当該モジュールにおいて、第一画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より小さい場合、当該第一画素点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第一方向にある境界を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とし、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とするのに用いる当該モジュールにおいて、第二画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より小さい場合、当該第二画素点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第二方向にある境界を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とする。

本発明の一実施例において、確定された第一光スポットの境界とサイズによって第一光スポットが有効なスポットであるかを確認するのに用いるモジュールは、当該第一光スポットの何れかの境界が画像の境界に位置しているかを判断し、「いいえ」の場合では第一光スポットが有効な光スポットであり、確定された第一光スポットの境界とサイズによって第一光スポットが有効なスポットであるかを確認するのに用いるモジュールは当該第一光スポットのサイズが閾値より大きいかを判断するのであり、「はい」の場合では第一光スポットが有効な光スポットであると確認する。

本発明の一実施例において、フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いる当該モジュールは、また、当該フレーム画像における当該第一光スポット以外のエリアに位置するグレー階調値の一番大きい画素点を検索するのに用いるモジュールと、当該第二光スポットの境界を確定するのに用いるモジュールと、当該第二光スポットの境界から当該第二光スポットの中心点までの距離を選んで、第二光スポットのサイズとするのに用いるモジュールと、確定された第二光スポットの境界によって当該第二光スポットが有効な光スポットであるかを確認するのに用いるモジュールと、を備える、ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。

本発明の一実施例において、当該第二光スポットの境界を確定するのに用いるモジュールは、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第二光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第一方向にある境界とするのに用いるモジュールと、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第二光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第二方向にある境界とするのに用いるモジュールと、を備える。

本発明の一実施例において、当該フレーム画像における当該第一光スポット以外のエリアに位置するグレー階調値の一番大きい画素点を検索して、第二光スポットの中心点とするのに用いるモジュールは、当該フレーム画像の第一光スポットにおける画素点のグレー階調値を当該画像の平均グレー階調値と設定して、一つの修正画像を獲得するのに用いるモジュールと、当該修正画像におけるグレー階調値の一番大きい画素点を検索するのに用いるモジュールと、を備える。

本発明の一実施例において、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第二光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第一方向にある境界とするのに用いる当該モジュールにおいて、第一画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より小さい場合、当該第一画素点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第一方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第一方向にある境界を当該第二光スポットが当該第一方向にある境界とし、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第二光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第二方向にある境界とするのに用いる当該モジュールにおいて、第二画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より小さい場合、当該第二画素点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第二方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第二方向にある境界を当該第二光スポットが当該第二方向にある境界とする。

本発明の一実施例において、当該フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いるモジュールは、また、予定比例で画像を縮小するのに用いるモジュールを備え、当該予定比例が当該フレーム画像の横画素数と縦画素数の公約数である。

本発明の一実施例において、当該カメラビデオの正常状態が低フレームレートモードである時、当該装置は、また、当該可視光通信信号における予定シーケンスのスタートコードを識別するのに用いるモジュールと、識別された当該スタートコードによって当該ビデオカメラを高フレームレートモードに切り替えるのに用いるモジュールと、当該可視光通信信号における予定シーケンスのエンドコードを識別するのに用いるモジュールと、識別された当該エンドコードによって当該ビデオカメラを低フレームレートモードに切り替えるのに用いるモジュールと、を備える。

本発明の上記技術方案における可視光信号の受信方法は、カメラによって連続画像を採集してから、連続画像に対して画像処理を行って、可視光信号を獲得する。この受信方法はカメラによって可視光信号を受信するのは、ハードウェアを増加、変更しない前提で、各種設備やシステムの可視光通信機能を実現することができる。

本発明の上記技術方案は、専門的に可視光通信信号における光スポットを処理し、識別するのに用いる処理方法を採用したので、簡単に光スポットの中心の境界を確定して光スポットを識別することで、普通の画像処理技術と比べると、より簡単的、有効な特徴を有する。

本発明の上記目的、特徴と長所をよりやすく分かるように、以下は図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。そのうち、

図１は、本発明の実施例における可視光信号の受信方法のフローチャートを示す。図２Ａは、一つの光スポットを有する１フレーム画像の光スポット位置の各種状況を示し、そのうち図２Ａは全部の光スポットが完全に画像の中に位置するのを示す。図２Ｂは、一つの光スポットを有する１フレーム画像の光スポット位置の各種状況を示し、そのうち図２Ｂは一部の光スポットが画像の外に落ちるが、光スポットの中心がやっぱり画像の中に位置するのを示す。図２Ｃは、一つの光スポットを有する１フレーム画像の光スポット位置の各種状況を示し、そのうち図２Ｃは一部の光スポットが画像の外に落ちるが、光スポットの中心がやっぱり画像の中に位置するのを示す。図２Ｄは、一つの光スポットを有する１フレーム画像の光スポット位置の各種状況を示し、そのうち図２Ｄは一部の光スポットが画像の外に落ち、かつ光スポットの中心も画像の外に位置するのを示す。図２Ｅは、一つの光スポットを有する１フレーム画像の光スポット位置の各種状況を示し、そのうち図２Ｅは一部の光スポットが画像の外に落ち、かつ光スポットの中心も画像の外に位置するのを示す。図３は、２つの光スポットを有する１フレーム画像を示す。図４は、識別した一つの光スポットを除去する１フレーム修正画像を示す。図５は、本発明の一実施例の方法によって低フレームレートモードにおいて可視光通信信号のスタートコードを識別する表示図を示す。図６は、本発明の一実施例によるビデオカメラの受信器のレジスターを修正する表示図を示す。図７は、本発明の一実施例によるビデオカメラの受信する可視光通信信号を識別する方法のフローチャートを示す。図８は、本発明の一実施例による画像における光スポットを識別する方法のフローチャートを示す。図９は、本発明のもう一つの実施例による画像における光スポットを識別する方法のフローチャートを示す。図１０は、本発明のもう一つの実施例によるビデオカメラの受信する可視光通信信号を識別する方法のフローチャートを示す。図１１は、本発明の一実施例によるビデオカメラのフレームレートを調整するフローチャートを示す。

現時点、携帯電話、タブレットパソコン、ノード型パソコン、デジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤー（例えば、アップル社のｉＴｏｕｃｈ）、ＭＰ４プレーヤー（例えば、アップル社のｉＴｏｕｃｈ）などの電子設備にはカメラが配置されている。これと比較になるのは、ほとんどの電子設備にはフォトダイオードに基づく光信号受信器を配置していない。だから、本発明の実施例では、従来のフォトダイオードに基づく光信号受信器ではなくカメラを利用する可視光信号の受信方法を提出する。この設計に目立つな優勢は、たくさんの応用環境において専用の光信号受信器を配置する必要が無くなって、ハードウェアについての支出を節約できることである。

今、図面を参照しながら保護が要求される発明を説明し、すべての図面において同じ参照表示番号で同じ部品または手順を指す。以下の説明には、解釈のために、たくさんの具体的な細かい点を開示して、保護が要求されるテーマに対する全面理解を提供する。しかし、明らかにこれらの発明はこれらの具体的な細かい点で実施しなくてもいい。

本発明の実施例は、携帯電話が可視光信号の受信装置とする環境において実施することができる。放射線源については、発光ダイオード（ＬＥＤ）または発光ダイオードチップとすることができる。発光ダイオードは、携帯電話、タブレットパソコン、ノード型パソコン、デジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤーまたはＭＰ４プレーヤーといった電子設備に集積することができる。発光ダイオードは、照明器具のような単独な装置とすることもできる。この照明器具が出す可視光は、制御装置に変調されることができて、信号を持つ。

図１は、本発明の実施例における可視光信号の受信方法のフローチャートを示す。図１を参照しながら当該方法は次の手順を含む。

手順１０１、携帯電話のカメラを開けて、それを可視光信号の放射線源に指向して、放射線源をカメラの撮影範囲以内に落ちさせる。

手順１０２、携帯電話のカメラを光信号受信器として制御して一組の連続画像を採集する。

この組の連続画像には、放射線源の可視光信号が形成された画像と背景画像を含んだので、一番大事なのは、可視光信号が形成された画像を背景画像の中から分離することである。

手順１０３、画像処理技術によって当該組連続画像の中から当該放射線源に由来する可視光信号を獲得する。

手順１０４、当該可視光信号に対して信号処理を行って、オリジナル情報に復元する。

本実施例において、オリジナル情報とはテキスト、写真、音声及び／または動画を含むが、これらに限らない。

手順１０３において、画像処理技術によって当該組連続画像の中から当該放射線源に由来する可視光信号を獲得する方法は次の通りである。

まず、連続画像を複数画像に分割する。

それから、各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較して、連続変化のあったエリアを選び出し、当該エリアに当該放射線源に由来する可視光信号が存在することを判定する。連続変化の無かったエリアに関して、背景画像だと判定される。

次に、当該エリアの明暗変化を分析して、放射線源に由来する可視光信号を獲得する。

本実施例において、各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較する手順には、明暗の経時変化が平均グレー階調値の経時変化とすることができ、可視光信号が無い時に画像の平均グレー階調値が小さく、可視光信号がある時にその平均グレー階調値が明らかに大きくなり、平均グレー階調値の比較によって画像に可視光信号があるかを判断することができる。上記の連続変化のあったエリアを選び出し、当該エリアに当該放射線源に由来する可視光信号があるかを判定する手順には、放射線源の出した光線が画像に形成された光スポットの位置を判断することができ、具体的な方法は後のビデオカメラの受信する可視光通信信号を識別する方法の実施例を採用することができる。

携帯電話に専門の動画処理モジュールを配置することができ、獲得した連続画像に対して分析処理を行ってその中の可視光信号を分離する。

エンコード、暗号化及び／またはスクランブル処理といった放射線源の処理によって、手順１０４において、当該可視光信号に対して信号処理を行う手順はそれに応じてデコード、暗号解読及び／またはデスクランブル処理といった逆処理を含むことができる。

カメラが採集された画像には上記の放射線源の可視光信号を含んだ場合、上記の手順に分離されたオリジナル情報は背景画像に独立し、後のモジュールに転送することができる。カメラが採集された画像には上記の放射線源の可視光信号を含まなかった場合、上記の手順をした後に普通の背景画像のみ出力する。

本実施例において提供する携帯電話のカメラによって可視光信号を受信する方法は、携帯電話のカメラを可視光信号の放射線源に指向して連続画像を採集してから、連続画像に対して画像処理を行って、可視光信号を獲得し、それから可視光信号に対してデコードなどの信号処理を行ってオリジナル情報を復元する。この方法は携帯電話のカメラによって可視光信号を受信するので、携帯電話のハードウェアを増加、修正しない前提で、携帯電話によって可視光信号を受信する機能を実現することができる。こうしたら、携帯電話は非接続状態で他の設備、例えばもう一つの携帯電話、タブレットパソコンからテキスト、写真、音声及び／または動画などのデータを受信することができる。

本発明において、携帯電話を可視光信号の受信装置とする環境に実施する以外、またもタブレットパソコンを可視光信号の受信装置とする環境に実施することができる。本発明のカメラは、前記の携帯電話、タブレットパソコンに集積できることだけではなく、ノート型パソコン、デジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤーまたはＭＰ４プレーヤーなどのその他の電子設備に集積できる。

本発明において、また独立型カメラを可視光信号の受信装置とする環境にも実施することができ、独立型カメラによって可視光信号を受信する方法に対しては、独立型カメラを可視光信号の放射線源に指向して連続画像を採集してから、連続画像に対して画像処理を行って、可視光信号を獲得し、それから可視光信号に対してデコードなどの信号処理を行ってオリジナル情報に復元する。この方法は独立型カメラによって可視光信号を受信するので、たくさんのカメラを標準配置とするシステムのために可視光通信機能を提供することができ、ほかのシステムもカメラを配置することで可視光通信の拡大機能を獲得することができる。例を挙げると、セキュリティシステムやモニターシステムでは、常に設備接続時にたくさんのカメラがあるので、これらのカメラによって可視光信号を受信してからシステムの中に後の画像処理と信号処理を行うことによれば、可視光通信機能を実現することができる。また、デスクトップコンピューターまたはカメラを配置しないノート型パソコンにとっては、外部のカメラと接続することで、動画撮影機能を獲得するとともに、可視光通信の拡大機能も獲得することができる。デスクトップコンピューターやノート型パソコンをホストとする場合、この機能によっては携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラなどの携帯式電子設備からデータを簡単に獲得することができる。

本発明の上記実施例において、カメラは電荷結合素子（ＣＣＤ）タイプまたは相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）タイプとすることができる。

本発明の上記実施例において提供する可視光信号の受信方法は、カメラを可視光信号の放射線源に指向して連続画像を採集してから、連続画像に対して画像処理を行って、可視光信号を獲得し、それから可視光信号に対してデコードなどの信号処理を行ってオリジナル情報を復元する。この方法はカメラによって可視光信号を受信するので、ハードウェアを増加、修正しない前提で、各種設備またはシステムの可視光通信機能を実現することができる。

本発明は、またカメラを光信号受信器として制御して一放射線源をカバーする一組の連続画像を採集するのに用いるモジュールと、当該放射線源が可視光信号を出し、当該組連続画像から当該放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いるモジュールと、を備えた可視光信号の受信装置を提出した。

上記受信装置は、また当該可視光信号に対して信号処理を行ってオリジナル情報に復元するのに用いるモジュールとを備える。

上記の当該連続画像から当該放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いるモジュールは、当該連続画像を複数画像に分割するのに用いるモジュールと、各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較して連続変化のあったエリアを選び出し、当該エリアに可視光信号が存在することを判定するのに用いるモジュールと、当該エリアの明暗変化を分析処理して放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いるモジュールと、を備える。

上記の当該可視光信号に対して信号処理を行ってオリジナル情報に復元するのに用いるモジュールは、デコード、暗号解読及び／またはデスクランブル処理を行うことである。

本発明の実施例では、またビデオカメラの受信する可視光通信信号を識別する方法を提供したので、当該方法は本発明の実施例における可視光信号の受信方法を実施するための最良の形態である。本実施例の方法は上記の可視光信号の受信方法に放射線源の出した光線が画像の中に形成された光スポットの位置を判断するのに用いることができる。この方法は、特に可視光通信信号を含んだ画像、特に光スポットを含んだ画像に対するので、識別過程が簡単化されて、より効率がある。

可視光通信の送信端末に採用される光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、それは優れたオン・オフ性能によって広く応用されている。この以外、特に十分に普及されている携帯電話にはフラッシュランプを配置したが、ＬＥＤランプを配置していない場合に、画像撮影機能付き携帯式電子設備のフラッシュランプを使うのも実施可能な選択である。もちろん、一部のフラッシュランプのタイプそのものがＬＥＤランプである。

本発明実施例において、ビデオカメラは上記の光源が出された可視光を受信するのに適用するが、これに限らない。本発明のビデオカメラは独立型ビデオカメラとすることができ、またも各種電子設備に集積することができる。例えば、携帯電話、タブレットパソコン、ノード型パソコン、デジタルカメラ、ＭＰ３、ＭＰ４プレーヤー（例えば、アップル社のｉＴｏｕｃｈ）などのカメラ。

ビデオカメラが連続撮影を行う時、撮影瞬間に可視光を受信したら、その撮影された画像に光スポットを残る。図２Ａは一つの光スポットを有する１フレーム画像を示す。

異なる送信端末の光源からそれぞれに異なる光束を出した時、ビデオカメラが撮影された１フレーム画像に数個の光スポットがある可能性があると理解してもよい。図３は、二つの光スポットを有する１フレーム画像を示す。

受信端末はビデオカメラからこれらの画像を獲得した後、その重要な役割は、どれらの画像に光スポットを含んだかを識別して、その相応しいデジタル信号に復元する。例を挙げると、放射線源は光の照射があれば二進法の１を表し、光の照射が無ければ二進法の０を表すと定義された場合、受信端末に光スポットを含んだ画像を二進法の１として識別し、光スポットを含まなかった画像を二進法の０として識別する。もちろん、この定義は例を挙げることだけで、具体的な規則について、本分野の技術者は自分から定義することができる。例えば、数個の光スポットを含んだら、規定外の情報を表す恐れがある。

図７は、本発明の一実施例によるビデオカメラの受信する可視光通信信号を識別する方法のフローチャートを示す。図７を参照しながら当該方法は次の手順を含む。

手順６０１に、ビデオカメラから可視光通信信号を含んだマルチフレーム画像を獲得する。

手順６０２に、当該フレーム画像における光スポットを識別するように、画像をフレーム毎に処理する。

手順６０３に、識別された光スポットによって当該可視光通信信号を復帰する。

上記の流れは通常に流れラインの方式で運用され、つまり、１フレーム画像を獲得する毎に、画像処理を行い、その中の可視光通信信号を復帰すると理解してもよい。

上記の流れにおいて、手順６０２は主な手順であって、その具体的な方法は図８を参照しながら次の通りに説明する。

手順７０１、１フレーム画像におけるグレー階調値の一番大きい画素点を検索して、光スポットの中心点とする。

手順７０２、光スポットが第一方向にある境界を確定する。

光スポットの境界を確定する既存の計算方法が多くて、ここで一つの簡単な計算方法を挙げる。具体的に言えば、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該光スポットが当該第一方向にある境界とすることができる。

言い換えれば、上記の計算過程において、画素点のグレー階調値とグレー階調閾値を比較することである。画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より大きいまたは等しいの場合、例えば画像の平均グレー階調値、当該画素点が光スポットエリアに属すると考える。逆に、画素点のグレー階調値が画像の平均グレー階調値より小さい場合、当該画素点が光スポットエリアに属しないと考える。グレー階調値が画像の平均グレー階調値より小さい突然変化点の前の画素点を光スポットが当該第一方向にある境界として、第一画素点と記入する。第一画素点から光スポットの中心点までの距離を第一距離と記入する。

光スポットが常に円形と見なされて処理するので、当該第一距離が常に光スポットの半径と考えられる。図２Ａから言うと、＋ｘ方向によって決められる第一距離ｄ１は光スポットの半径とする。

しかし、図２Ｂのような場合がある。この場合では、放射線源がビデオカメラに合わせていないので、光スポットは一部だけ画像エリアに落ちる。だから、手順７０２の計算過程において、計算される画素点がすでに画像の境界に位置しているのを発見したら、計算を停止する。同じく、当該画素点を第一画素点として記録して、第一距離ｄ１を得る。図２Ｃに示した場合もこれと同じである。

図２Ｂと図２Ｃのような場合があると考えて、第一方向と逆になる第二方向（つまり、−ｘ方向）に沿って光スポットの境界を求めるのが必要になる。

手順７０３、光スポットが第二方向にある境界を確定する。

前記計算方法に類似して、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該光スポットが当該第二方向にある境界とすることができる。

同じく、画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より大きいまたは等しいの場合、例えば画像の平均グレー階調値、当該画素点が光スポットエリアに属すると考える。逆に、画素点のグレー階調値が画像の平均グレー階調値より小さい場合、当該画素点が光スポットエリアに属しないと考える。だから、グレー階調値が画像の平均グレー階調値より小さい突然変化点の前の画素点を光スポットが当該第二方向にある境界として、第二画素点と記入する。第二画素点から光スポットの中心点までの距離を第二距離ｄ２と記入する。また、前記の計算過程において、計算される画素点がすでに画像の境界に位置しているのを発見したら、計算を停止する。同じく、当該画素点を第二画素点として記録して、第二距離ｄ２を得る。

手順７０４、光スポットの境界から光スポットの中心点までの距離によって光スポットのサイズを確定する。

そこで、第一距離ｄ１と第二距離ｄ２の最大値を選んで、光スポットの寸法とする。

手順７０５、確定された光スポットの境界によって当該光スポットが有効な光スポットであるかを確定する。

例えば、手順７０４に確定された光スポットのサイズが閾値より小さい場合、例えば５の場合、光スポットがノイズによるものだと考えて、この光スポットを排除する。この時、当該フレーム画像は実際に光スポットを含まない。

実際にはまた図２Ｄと図２Ｅのような場合があり、これらの場合で、放射線源が大きなズレを発生して、光スポットのＯが画像の境界の以外に落ちるので、第一距離ｄ１が実際に０とし、一つの有効な第二距離ｄ２だけ計算できる。技術的にこのような光スポットを処理する可能性があっても、比較的良く、第一距離ｄ１と第二距離ｄ２が０を出た場合、光スポットを無効な光スポットとして排除することができる。

手順７０１〜７０５を通じて、１フレーム画像に光スポットがあるか、及び光スポットの境界を識別できる。

比較的良く、画像品質を向上し、無効な光スポットが出る確率を低減するように、流れの前に１フレーム画像に対してノイズ低減処理を行うことができる。

ちなみに、本実施例において２つ方向（＋ｘと−ｘ方向）しかから光スポットの境界を確定できないにもかかわらず、他の実施例において、より少ない方向から、例えば一つの方向（例えば、＋ｘ方向）から光スポットの境界を確定することができると理解してもよい。或は、より多くの方向から、例えば四つの方向（＋ｘ、−ｘ方向、＋ｙ、−ｙ方向）から光スポットの境界を確定する。一つの方向から光スポットの境界を確定するのは、図２Ａのような場合を対応でき、このような場合に図２Ｂ−２Ｅの場合を無効な光スポットと見なすのを考えることができる。

次に、図８に示した流れの処理事例を挙げて説明する。

画像がＭ×Ｎ個の画素、各画素のグレー階調値がｇ（ｉ，ｊ），ｉ＝１，２，．．．Ｍ，ｊ＝１，２，．．Ｎと仮設する。そのうち、（ｉ，ｊ）は画像における画素座標とし、ｉは横座標すなわち列座標を表し、ｊは縦座標すなわち行座標を表し、３行４列目の画素点のグレー階調値は、すなわちｇ（４，３）と表示する。

まず、行に対して操作を行って、各行のグレー階調最大値ｇｍ（ｉ），ｉ＝１，２，．．．Ｍを求める。それから、ｇｍにおける最大値ｇ（ｓ，ｔ）＝ｇｍａｘを求めるとともに、全体画像のグレー階調最大値でもある。（ｓ，ｔ）は、グレー階調最大値の画素点座標である。また、全体画像の平均グレー階調値Δを計算する。

ｇｍ（ｓ−ｋ）−Δ，ｋ＝１，２，．．．，ｋ１を計算する。そのうち、ｋ１がｇｍ（ｓ−ｋ１）−Δ≧０、かつｇｍ（ｓ−ｋ１−１）−Δ＜０に満足する。ここで、ｋ１＋１箇所にグレー階調値の突然変化を発生したので、その上の値のｋ１が代表する画素点は光スポットの一つの方向にある境界だと考えられる。数個の上記突然変化に満足するｋ１がある恐れがあるが、１個目または最小のｋ１だけまで計算すると、計算を停止する。上記突然変化点がまだ見つけられていないうちにすでに画像の境界に触った場合でも、その時のｋ１も記録する。

ｇｍ（ｓ＋ｋ）−Δ，ｋ＝１，２，．．．，ｋ２を計算する。そのうち、ｋ２がｇｍ（ｓ＋ｋ２）−Δ≧０、かつｇｍ（ｓ＋ｋ２＋１）−Δ＜０に満足する。ここで、ｋ２＋１箇所にグレー階調値の突然変化を発生したので、その上の値のｋ２が代表する画素点は光スポットのもう一つの方向にある境界だと考えられる。数個の上記突然変化に満足するｋ２がある恐れがあるが、１個目または最小のｋ２だけまで計算すると、計算を停止する。上記突然変化点がまだ見つけられていないうちにすでに画像の境界に触った場合でも、その時のｋ２も記録する。

ここで一番明るい光スポット中心（ｓ，ｔ）を確定して、半径がｋｍ＝ｍａｘ（ｋ１，ｋ２）とする。

次では無効な光スポットを排除する。まず、ｋｍ≧５の場合、ｋｍが一番明るい光スポット半径とするが、でなければｇ（ｓ，ｔ）がノイズとし、計算を終了し、画像には光スポットが無いと考える。次に、ｋ１またはｋ２＝０の場合、光スポットが無効だと考える。

図８に示した実施例の識別過程では、画像には光スポットと光スポット境界が無いかに重大な関心を寄せる。前記の通りに、１フレーム画像に数個の光スポットが含まれる場合がある（図３参照）、識別過程ではまた画像に含まれる光スポットの数に関心を寄せると、手順６０２は図９のような流れを実施することができる。図９を参照する。

手順８０１、１フレーム画像におけるグレー階調値の一番大きい画素点を検索して、光スポットの中心点とする。

手順８０２、光スポットが第一方向にある境界を確定する。

前記実施例の計算方法に類似し、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該光スポットが当該第一方向にある境界とすることができる。

また、手順８０２の計算過程において、計算される画素点がすでに画像の境界に位置しているのを発見したら、計算を停止する。同じく、当該画素点を第一画素点として記録して、第一距離ｄ１を得る。

手順８０３、光スポットが第二方向にある境界を確定する。

前記計算方法に類似して、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該光スポットが当該第二方向にある境界とする。

言い換えれば、画素点のグレー階調値がグレー階調閾値より大きいまたは等しいの場合、例えば画像の平均グレー階調値、当該画素点が光スポットエリアに属すると考える。逆に、画素点のグレー階調値が画像の平均グレー階調値より小さい場合、当該画素点が光スポットエリアに属しないと考える。だから、グレー階調値が画像の平均グレー階調値より小さい突然変化点の前の画素点を光スポットが当該第二方向にある境界として、第二画素点と記入する。第二画素点から光スポットの中心点までの距離を第二距離ｄ２と記入する。また、前記の計算過程において、計算される画素点がすでに画像の境界に位置しているのを発見したら、計算を停止する。同じく、当該画素点を第二画素点として記録して、第二距離ｄ２を得る。

手順８０４、光スポットの境界から光スポットの中心点までの距離によって光スポットのサイズを確定する。

手順８０５、確定された光スポットの境界によって当該光スポットが有効な光スポットであるかを確定する。

手順８０１〜８０５を通じて、１フレーム画像に光スポットがあるか、及び光スポットの境界を識別できる。

また、手順８０５において、確定された光スポットのサイズが閾値より小さいのを発見したら、例えば５の場合、光スポットがノイズによるものだと考えて、この光スポットが無効な光スポットだと考えるとともに、当該フレーム画像は実際に光スポットを含まないと考える。だから、手順８０６に画像に識別されていない光スポットが無いかを判断する時、流れが終了する。

ほかの場合、画像エリアから大きく外れた光スポット（図２Ｄと図２Ｅ参照）を排除した後、画像に識別されていない光スポットが含まれる可能性があると考えて、流れが手順８０７に入る。

手順８０７、当該フレーム画像のすでに識別した光スポットエリアにおける画素点のグレー階調値を画像の平均グレー階調値と設定して、一つの修正画像を獲得する。それから、手順８０１に戻って、もう一つの光スポットを識別する。

手順８０７の目的は後の処理過程に、すでに識別した光スポットエリアを排除することである。結果から見ると、後の処理は実際に画像のすでに識別した光スポットエリア以外の最大グレー階調値を検索することである。実際の処理時に前記の修正を行わなくてもよく、直接にすでに識別した光スポットエリアの外に上記の検索を行うことができると理解してもよい。

こうしたら、毎回に一つの光スポットを識別して、当面の画像において識別する光スポットエリアのグレー階調値を画像の平均グレー階調値と設定する。手順８０６まで繰り返して、当該フレーム画像に含まれない、識別されていないほかの光スポットを確定して、流れを終了する。

次に、図９に示した流れの処理事例を挙げて説明する。

画像がＭ×Ｎ個の画素、各画素のグレー階調値がｇ（ｉ，ｊ），ｉ＝１，２，．．．Ｍ，ｊ＝１，２，．．Ｎと仮設する。

ｋの小さい数字から大きい数字までの順番でｇｍ（ｓ−ｋ）−Δ，ｋ＝１，２，．．．，ｋ１を計算する。そのうち、ｋ１がｇｍ（ｓ−ｋ１）−Δ≧０、かつｇｍ（ｓ−ｋ１−１）−Δ＜０に満足する。ここで、ｋ１＋１箇所にグレー階調値の突然変化を発生したので、その前の値のｋ１が代表する画素点は光スポットの一つの方向にある境界だと考えられる。特に強調したいのは、数個の上記突然変化に満足するｋ１がある恐れがあるが、１個目または最小のｋ１だけまで計算すると、計算を停止する。上記突然変化点がまだ見つけられていないうちにすでに画像の境界に触った場合でも、その時のｋ１も記録する。

ｋの小さい数字から大きい数字までの順番でｇｍ（ｓ＋ｋ）−Δ，ｋ＝１，２，．．．，ｋ２を計算する。そのうち、ｋ２がｇｍ（ｓ＋ｋ２）−Δ≧０、かつｇｍ（ｓ＋ｋ２＋１）−Δ＜０に満足する。ここで、ｋ２＋２箇所にグレー階調値の突然変化を発生したので、その前の値のｋ２が代表する画素点は光スポットのもう一つの方向にある境界だと考えられる。数個の上記突然変化に満足するｋ２がある恐れがあるが、１個目または最小のｋ２だけまで計算すると、計算を停止する。上記突然変化点がまだ見つけられていないうちにすでに画像の境界に触った場合でも、その時のｋ２も記録する。

次では無効な光スポットを排除する。まず、ｋｍ≧５の場合、ｋｍが一番明るい光スポット半径とするが、でなければｇ（ｓ，ｔ）がノイズとし、計算を終了し、画像には光スポットが無いと考える。次に、ｋ１またはｋ２＝０の場合、光スポットが無効だと考える。前記の過程に一つの有効な光スポットＡを見つけられたら、光スポットＡを見つけた後に、この時にエリア［ｓ−ｋｍ，ｓ＋ｋｍ］、［ｔ−ｋｍ，ｔ＋ｋｍ］のグレー階調値を全部ともΔとして、図４のような修正後の画像を得る。同じく前記方法に基づいて、光スポットＢを見つけることができる。数個の光スポットがある時、この方法に基づいて順次に行っていき、各光スポットのエリアを確定することができる。

図７に示した流れは、光スポットと光スポットの個数を正しく識別できるが、しかし、流れはとても複雑になるかもしれない。画像の従来解像度に行うと、画像に光スポットがあるかを識別するには必要な計算量がとても大きいからである。画像に光スポットがあるかを識別し、光スポットの個数を確定するために、高い解像度を要らない。だから、本発明のもう一つの実施例は簡単化された方案を提出した。

図１０は、本発明のもう一つの実施例によるビデオカメラの受信する可視光通信信号を識別する方法のフローチャートを示す。図１０を参照しながら当該方法は次の手順を含む。

手順９０１に、ビデオカメラから可視光通信信号を含んだマルチフレーム画像を獲得する。

手順９０２ａに、画像をフレーム毎に処理して、予定比例で当該フレーム画像を縮小する。

言い換えれば、予定比例で画像の解像度を低減することである。

手順９０２ｂに、当該フレーム画像における光スポットを識別する。

手順９０３に、識別された光スポットによって当該可視光通信信号を復帰する。

上記の実施例が図１０と示した実施例との差別は、各フレーム画像の光スポットを識別する前に、予定比例で当該フレーム画像を縮小しておくことである。これは画像の解像度を低減して、画像処理に必要な計算量も低減するので、方法を簡略化させたことがわかる。

本実施例において、予定比例は当該フレーム画像の行画素数と列画素数の公約数である。例えば、解像度が８００＊６００である画像（すなわち、行画素数が８００、列画素数が６００）では、予定比例が８と選ぶことができ、画像を１００＊７５と縮小する。

予定比例が計算の複雑度と識別の正確性について折衷することができると理解してもよい。例えば、縮小された当該フレーム画像には、必要な数の光スポットを識別できるように、行画素数と列画素数が閾値より大きいと要求することができる。

例を挙げると、画像Ｍ×Ｎの隣になる四つの画素を一つの単位で計算することができ、つまり２×２個の画素が一つの単位として、こうしたら画像をＭ／２×Ｎ／２次元に簡略化する。例えば、画素の（１，１），（１，２），（２，１）と（２，２）を予め平均値を計算して新しい画素（１，１）とする。普通、従来画像の画素点の（２ｉ−１，２ｊ−１），（２ｉ−１，２ｊ），（２ｉ，２ｊ−１）と（２ｉ，２ｊ）が簡略化画像の画素点の（ｉ，ｊ），１≦ｉ≦Ｍ／２，１≦ｊ≦Ｎ／２に対応し、そしてｇ'（ｉ，ｊ）＝（ｇ（２ｉ−１，２ｊ−１）＋ｇ（２ｉ−１，２ｊ）＋ｇ（２ｉ，２ｊ−１）＋ｇ（２ｉ，２ｊ））／４、Ｉ’は簡略化後の画像グレー階調値を表す。そのうち、（ｉ，ｊ）は簡略化後の画像の画素座標とし、ｉは横座標すなわち列座標を表し、ｊは縦座標すなわち行座標を表し、３行４列目の画素点のグレー階調値は、すなわちＩ’（４，３）と表示する。

さらに、ＭとＮの公約数には値ｐ１，ｐ２，．．．，ｐｍが含まれたら、画像がＭ／ｐｇ×Ｎ／ｐｇに簡略化することができ、そのうち、１≦ｇ≦ｍとする。もしｐｇが大きくて解像度に影響したら、画像処理速度と解像度の間に相応しい取捨を行う必要がある。

図１０に示した流れにおいて、手順９０２ｂが図８または図９に示した実施例の流れで実施することができると理解してもよい。

可視光を受信する時、使われるビデオカメラのフレームレートが送信端末に出された可視光にマッチングできるデータ転送率を要る。例えば、送信端末に出した可視光通信信号のビットレートが５０ｂｐｓ（ビットレート／秒）とし、カメラが少なくとも１００ｆｐｓ（フレーム／秒）を有すると要求する。

ほとんどのビデオカメラは上記のフレームレートの要求を満足できる。しかし、あるビデオカメラ、例えば、日常動画を撮影するのに用いるビデオカメラは通常にフレームレートを２５ｆｐｓまたは３０ｆｐｓの低フレームレートモードに設定する。だから、可視光通信信号を受信する過程には、適応にこれらのビデオカメラを高フレームレートモードに調整する必要がある。

ビデオカメラのフレームレートの調整は、シングルチップがＣＭＯＳレジスターを修正することで完成でき、プロトコルはＩ２Ｃとする。ビデオカメラのフレームレートの調整に係るハードウェアは図７を参照することができる。

可視光通信信号のスタートに予定シーケンスのスタートコードを約定することができて、ビデオカメラを高フレームレートモードに調整するように指令する。同じく、必要であれば、可視光通信信号のエンドに予定シーケンスのエンドコードを約定することができ、ビデオカメラを低フレームレートモードに調整するように指令する。

図１１は、本発明の一実施例によるビデオカメラのフレームレートを調整するフローチャートを示す。ビデオカメラの正常状態が低フレームレートモードにあると仮設すると、それを図９の流れによって高フレームレートモードに調整する。

手順１００１に、ビデオカメラに可視光通信信号の受信と識別を行う。この手順における識別は、図７または図９に示した流れを参照しながら実施することができる。識別によって、可視光信号におけるスタートコードを得ることができる。それから、手順１００２にスタートコードが約定した予定シーケンスではないかを識別し、「はい」の場合、手順１００３にビデオカメラを高フレームレートモードに切り替える。

図５は、本発明の一実施例の方法によって低フレームレートモードにおいて可視光通信信号のスタートコードを識別する表示図を示す。図５を参照しながら、可視光通信信号の送信端末の送信速度が５０ｂｐｓ、その中のスタートコードが１１００１１と仮設すると、このようにフレームレートが３０ｆｐｓとするビデオカメラが捕られた情報は３枚画像だけとし、それぞれに３３ｍｓ、６７ｍｓと１００ｍｓに撮影したものであり、そのうち第１枚、第３枚画像には光スポットがあるが、第２枚画像には光スポットが無い。識別した結果は、３枚画像の対応数値は順番に１、０、１とする。

だから、低フレームレートの下に受信するスタートコードが０ｘ１０１とする場合、ビデオカメラが高フレームレート（例えば、１２０ｆｐｓ）モードを起動して入る。

類似に、０ｘ１１１のような信号のエンドコードを設定する。ビデオカメラがエンドコードを受信した後、自動に低フレームレート（例えば、３０ｆｐｓ）モードに切り替える。

本発明のもう一つ実施例は、ビデオカメラから可視光通信信号を含んだマルチフレーム画像を獲得するのに用いるモジュールと、当該フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いるモジュールと、識別された光スポットによって当該可視光通信信号を復帰するのに用いるモジュールと、を備えるビデオカメラの受信する可視光通信信号を識別する装置である。

そのうち、当該フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いるモジュールはさらに、当該フレーム画像のグレー階調値の一番大きい画素点を検索して第一光スポットの中心点とするのに用いるモジュールと、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とするのに用いるモジュールと、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とするのに用いるモジュールと、当該第一光スポットが当該第一方向と当該第二方向にある境界及び当該第一光スポットの中心点の距離の大きい値を選んで第一光スポットのサイズとするのに用いるモジュールと、確定された第一光スポットの境界によって当該第一光スポットが有効な光スポットであるかを確認するのに用いるモジュールと、を備える。

比較的良い一つの実施例において、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とするのに用いる当該モジュールにおいて、第一画素点のグレー階調値が当該フレーム画像の平均グレー階調値より小さい場合、当該第一画素点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第一方向にある境界を当該第一光スポットが当該第一方向にある境界とする。

比較的良い一つの実施例において、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第一光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とするのに用いる当該モジュールにおいて、第二画素点のグレー階調値が当該フレーム画像の平均グレー階調値より小さい場合、当該第二画素点の前の画素点を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とするが、でなければ当該フレーム画像が当該第二方向にある境界を当該第一光スポットが当該第二方向にある境界とする。

比較的良い一つの実施例において、当該第一方向が当該第二方向と逆になる。

比較的良い一つの実施例において、フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いる当該モジュールは、また、当該フレーム画像の第一光スポットにおける画素点のグレー階調値を画像の平均グレー階調値と設定して、一つの修正画像を獲得するのに用いるモジュールと、当該修正画像におけるグレー階調値の一番大きい画素点を検索して第二光スポットの中心点とするのに用いるモジュールと、第一方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第二光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第一方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第一方向にある境界とするのに用いるモジュールと、第二方向に沿って小さい距離から大きい距離へ順番に当該第二光スポットの中心点と距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値が当該第二方向にある突然変化点の前の画素点を当該第二光スポットが当該第二方向にある境界とするのに用いるモジュールと、当該第二光スポットが当該第一方向と当該第二方向にある境界及び当該第二光スポットの中心点の距離の大きい値を選んで第二光スポットのサイズとするのに用いるモジュールと、確定された第二光スポットの境界によって当該第二光スポットが有効な光スポットであるかを確認するのに用いるモジュールと、を備える。

比較的良い一つの実施例において、当該フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いるモジュールは、また、予定比例で画像を縮小するのに用いるモジュールとを備える。

比較的良い一つの実施例において、当該予定比例が当該フレーム画像の横画素数と縦画素数の公約数である。

比較的良い一つの実施例において、当該ビデオカメラの正常状態が低フレームレートモードである時、当該装置は、また、当該可視光通信信号における予定シーケンスのスタートコードを識別するのに用いるモジュールと、識別された当該スタートコードによって当該ビデオカメラを高フレームレートモードに切り替えるのに用いるモジュールと、を備える。

比較的良い一つの実施例において、当該装置は、また、当該可視光通信信号における予定シーケンスのエンドコードを識別するのに用いるモジュールと、識別された当該エンドコードによって当該ビデオカメラを低フレームレートモードに切り替えるのに用いるモジュールと、を備える。

本発明のビデオカメラの受信する可視光通信信号を識別する装置は光子受信器として、可視光通信システムの中に用いることができる。

本文に説明した各種実施例は、コンピューターソフトウェア、ハードウェアまたはコンピューターソフトウェアとハードウェアの組合わせたコンピューター可読媒体において、実行することができる。ハードウェア実施にとっては、本文に説明された実施例は一つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号処理（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＡＰＤ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサー、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサー、上記機能の実行に用いるほかの電子装置または上記装置の選択組合において、実行することができる。一部の場合、このような実施例はコントローラーを通じて実施することができる。

ソフトウェアにとっては、本文に説明された実施例は、プログラムモジュール（procedures）と関数モジュール（functions）といった独立型ソフトウェアモジュールにおいて実行することができ、そのうち、モジュールごとに一つまたは複数の本文に説明した機能と操作を実行する。ソフトウェアコードは、適切なプログラミング言語に書いたアプリケーションを通じて実行することができ、メモリ内に記憶することができ、コントローラーまたはプロセッサーによって実行する。

本発明はすでに現時点の具体的な実施例を参照しながら説明したとは言え、本技術分野における一般技術者は、上記の実施例がただ本発明の説明のために使われていて、本発明の精神とかけ離れない場合で様々な等しい変化や取替をまた作り出せることを認識しなければならない。だから、本発明の実質精神範囲以内に上記の実施例に対して行う変化、変えは全部とも本申請の特許請求の範囲以内に入れる。

Claims

カメラを光信号受信器として制御して一放射線源をカバーする一組の連続画像を採集する手順であって、前記放射線源が可視光信号を出し、前記一組の連続画像は、放射線源の可視光信号が形成された画像と背景画像とを含む手順と、
前記一組の連続画像を複数画像に分割する手順と、
各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較して、連続変化のあったエリアを選び出し、前記エリアに前記放射線源に由来する可視光信号が存在することを判定する手順と、
前記エリアの明暗変化を分析処理して放射線源に由来する可視光信号を獲得する手順であって、カメラが採集した画像が前記放射線源の可視光信号を含んでいた場合、可視光信号が形成された画像を出力し、カメラが採集した画像が前記放射線源の可視光信号を含まなかった場合、背景画像のみを出力することを具体的に含む前記一組の連続画像の中から前記放射線源に由来する可視光信号を獲得する手順と、
当該可視光信号に対して信号処理を行ってオリジナル情報に復元する手順と、
を含み、
前記一組の連続画像を複数画像に分割する手順において、前記複数画像がマルチフレーム画像であり、
連続変化のあるエリアを選び出し、前記エリアに可視光信号が存在していることを判定して、前記フレーム画像における光スポットを識別するように以下の手順、即ち、
前記フレーム画像のグレー階調値の一番大きい画素点を検索して、第一光スポットの中心点とする手順、
前記第一光スポットの境界を確定する手順、
前記第一光スポットの境界から前記第一光スポットの中心点までの距離によって、前記第一光スポットのサイズを確定する手順、
確定された第一光スポットの境界とサイズによって第一光スポットが有効な光スポットであるかを確認する手順、及び、
識別された光スポットによって前記可視光通信信号を復帰する手順、に基づいて画像をフレーム毎に処理することを含む、可視光信号の受信方法。
各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較することは、前記各固定サイズのエリアの平均グレー階調値の経時変化を分析することを含み、
当該可視光信号に対して信号処理を行う手順は、デコード、暗号解読および／またはデスクランブル処理を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第一光スポットの境界を確定する手順は、
第一方向に沿って短い距離から長い距離へ順番に前記第一光スポットの中心点と所定の距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値の前記第一方向にある突然変化点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第一方向にある境界とする手順と、
第二方向に沿って短い距離から長い距離へ順番に前記第一光スポットの中心点と所定の距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値の前記第二方向にある突然変化点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第二方向にある境界とする手順とを含み、
グレー階調値の前記第一方向にある突然変化点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第一方向にある境界とする手順は、ある第一画素点のグレー階調値が所定のグレー階調閾値より小さい場合、前記第一画素点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第一方向にある境界し、そうでなければ前記フレーム画像の前記第一方向にある境界を前記第一光スポットの前記第一方向にある境界とすることを含み、
グレー階調値の前記第二方向にある突然変化点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第二方向にある境界とする手順は、ある第二画素点のグレー階調値が所定のグレー階調閾値より小さい場合、前記第二画素点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第二方向にある境界とし、そうでなければ前記フレーム画像の前記第二方向にある境界を前記第一光スポットの前記第二方向にある境界とすることを含み、
前記第一方向が前記第二方向と逆になり、
前記グレー階調閾値が前記フレーム画像の平均グレー階調値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
確定された第一光スポットの境界によって第一光スポットが有効なスポットであるかを確認する手順は、前記第一光スポットの何れかの境界が画像の境界に位置しているかを判断し、位置していない場合には第一光スポットが有効な光スポットであることを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
確定された第一光スポットのサイズによって第一光スポットが有効な光スポットであるかを確認する手順は、前記第一光スポットのサイズが所定の閾値より大きいかを判断し、所定の閾値より大きいと判断する場合には前記第一光スポットが有効な光スポットであることを確認し、前記第一光スポットの前記第一方向と前記第二方向にある境界から前記第一光スポットの中心点までの距離の大きい値を前記第一光スポットのサイズとすることを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
さらに以下の手順、即ち、
前記フレーム画像における前記第一光スポット以外のエリアに位置するグレー階調値の一番大きい画素点を検索して、それを第二光スポットの中心点とする手順、
前記第二光スポットの境界を確定する手順、
前記第二光スポットの境界から前記第二光スポットの中心点までの距離によって、前記第二光スポットのサイズを確定する手順、及び、
確定された第二光スポットの境界とサイズによって前記第二光スポットが有効な光スポットであるかを確認する手順、
に基づいて前記フレーム画像における第二光スポットを識別し、
前記フレーム画像における前記第一光スポット以外のエリアに位置するグレー階調値の一番大きい画素点を検索する手順は、
前記フレーム画像の第一光スポットにおける画素点のグレー階調値を前記画像の平均グレー階調値と設定して、一つの修正画像を獲得し、
前記修正画像におけるグレー階調値の一番大きい画素点を検索することを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第二光スポットの境界を確定する手順は、
第一方向に沿って短い距離から長い距離へ順番に前記第二光スポットの中心点と所定の距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値の前記第一方向にある突然変化点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第一方向にある境界とする手順と、
第二方向に沿って短い距離から長い距離へ順番に前記第二光スポットの中心点と所定の距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値の前記第二方向にある突然変化点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第二方向にある境界とする手順とを含み、
グレー階調値の前記第一方向にある突然変化点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第一方向にある境界とする手順は、ある第一画素点のグレー階調値が所定のグレー階調閾値より小さい場合、前記第一画素点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第一方向にある境界とし、そうでなければ前記フレーム画像の前記第一方向にある境界を前記第二光スポットの前記第一方向にある境界とすることを含み、
グレー階調値の前記第二方向にある突然変化点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第二方向にある境界とする手順は、ある第二画素点のグレー階調値が所定のグレー階調閾値より小さい場合、前記第二画素点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第二方向にある境界とし、そうでなければ前記フレーム画像の前記第二方向にある境界を前記第二光スポットの前記第二方向にある境界とすることを含み、
前記グレー階調閾値が前記フレーム画像の平均グレー階調値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理する手順は、さらに、
予定比例で前記フレーム画像を縮小することを含み、前記予定比例が画像の横画素数と縦画素数の公約数である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ビデオカメラの正常状態が低フレームレートモードである時、前記方法は、さらに、
前記可視光通信信号における予定シーケンスのスタートコードを識別し、
前記ビデオカメラを高フレームレートモードに切り替えること、
あるいは、
前記可視光通信信号における予定シーケンスのエンドコードを識別し、
前記ビデオカメラを低フレームレートモードに切り替えることを含み、
前記ビデオカメラのフレームレートモードを切り替える方法は、前記ビデオカメラの感光デバイスのレジスターを修正することを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
カメラを光信号受信器として制御して一放射線源をカバーする一組の連続画像を採集するのに用いるモジュールであって、前記放射線源が可視光信号を出し、前記一組の連続画像は、放射線源の可視光信号が形成された画像と背景画像とを含むモジュールと、
前記一組の連続画像から前記放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いるモジュールと、
前記可視光信号に対して信号処理を行って、オリジナル情報に復元させるのに用いるモジュールと
を備えた可視光信号の受信装置であって、
前記一組の連続画像から前記放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いるモジュールは、
前記一組の連続画像を複数画像に分割するのに用いるモジュールと、
各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較して連続変化のあったエリアを選び出し、前記エリアに前記放射線源に由来する可視光信号が存在することを判定するのに用いるモジュールと、
カメラが採集した画像が前記放射線源の可視光信号を含んでいた場合、可視光信号が形成された画像を出力し、カメラが採集した画像が当該放射線源の可視光信号を含まなかった場合、背景画像のみを出力する、前記エリアの明暗変化を分析処理して、放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いるモジュールと、
を備え、
カメラを光信号受信器として制御して一放射線源をカバーする一組の連続画像を採集するのに用いる前記モジュールは、ビデオカメラから可視光通信信号を含んだマルチフレーム画像を獲得するのに用いるモジュールを備え、
前記一組の連続画像から前記放射線源に由来する可視光信号を獲得するのに用いる前記モジュールは、前記フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いられるモジュールを備え、
前記フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いられるモジュールは、
前記フレーム画像のグレー階調値の一番大きい画素点を検索して第一光スポットの中心点とするのに用いるモジュールと、
前記第一光スポットの境界を確定するのに確定するモジュールと、
前記第一光スポットの境界から前記第一光スポットの中心点までの距離によって、前記第一光スポットのサイズを確定するのに用いるモジュールと、
確定された第一光スポットの境界とサイズによって第一光スポットが有効な光スポットであるかを確認するのに用いるモジュールと、
識別された光スポットによって前記可視光通信信号を復帰するのに用いるモジュールと、
を備える、可視光信号の受信装置。
各画像の各固定サイズのエリアにおける明暗の経時変化を比較することは、前記各固定サイズのエリアの平均階調値の経時変化を分析することを含み、
前記可視光信号に対して信号処理を行ってオリジナル情報に復元させるのに用いるモジュールは、デコード、暗号解読及び／またはデスクランブル処理を行うものである、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記第一光スポットの境界を確定するのに用いるモジュールは、
第一方向に沿って短い距離から長い距離へ順番に前記第一光スポットの中心点と所定の距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値の前記第一方向にある突然変化点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第一方向にある境界とするのに用いるモジュールであって、ある第一画素点のグレー階調値が所定のグレー階調閾値より小さい場合、前記第一画素点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第一方向にある境界とし、そうでなければ前記フレーム画像の前記第一方向にある境界を前記第一光スポットの前記第一方向にある境界とするモジュールと、
第二方向に沿って短い距離から長い距離へ順番に前記第一光スポットの中心点と所定の距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値の前記第二方向にある突然変化点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第二方向にある境界とするのに用いるモジュールであって、ある第二画素点のグレー階調値が所定のグレー階調閾値より小さい場合、前記第二画素点の前の画素点を前記第一光スポットの前記第二方向にある境界とし、そうでなければ前記フレーム画像の前記第二方向にある境界を前記第一光スポットの前記第二方向にある境界とするモジュールと、
を備え、
前記第一方向が前記第二方向と逆になり、
前記グレー階調閾値が前記フレーム画像の平均グレー階調値である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
確定された第一光スポットの境界とサイズによって第一光スポットが有効なスポットであるかを確認するのに用いるモジュールは、前記第一光スポットの何れかの境界が画像の境界に位置しているかを判断し、位置していない場合には第一光スポットが有効な光スポットと判断し、確定された第一光スポットの境界とサイズによって第一光スポットが有効なスポットであるかを確認するのに用いるモジュールは前記第一光スポットのサイズが閾値より大きいかを判断し、所定の閾値より大きいと判断する場合には第一光スポットが有効な光スポットであると確認する、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いる前記モジュールは、さらに、
前記修正画像における前記第一光スポット以外のエリアに位置するグレー階調値の一番大きい画素点を検索して第二光スポットの中心点とさせるのに用いるモジュールと、
前記第二光スポットの境界を確定するのに用いるモジュールと、
前記第二光スポットの境界から前記第二光スポットの中心点までの距離を選んで、第二光スポットのサイズとするのに用いるモジュールと、
確定された第二光スポットの境界によって前記第二光スポットが有効な光スポットであるかを確認するのに用いるモジュールと、
を備え、
前記修正画像における前記第一光スポット以外のエリアに位置するグレー階調値の一番大きい画素点を検索して、第二光スポットの中心点とさせるのに用いるモジュールは、
前記フレーム画像の第一光スポットにおける画素点のグレー階調値を前記画像の平均グレー階調値と設定して、一つの修正画像を獲得するのに用いるモジュールと、
前記修正画像におけるグレー階調値の一番大きい画素点を検索するのに用いるモジュールと、
を備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記第二光スポットの境界を確定するのに用いるモジュールは、
第一方向に沿って短い距離から長い距離へ順番に前記第二光スポットの中心点と所定の距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値の前記第一方向にある突然変化点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第一方向にある境界とするのに用いるモジュールであって、ある第一画素点のグレー階調値が所定のグレー階調閾値より小さい場合、前記第一画素点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第一方向にある境界とし、そうでなければ前記フレーム画像の前記第一方向にある境界を前記第二光スポットの前記第一方向にある境界とするモジュールと、
第二方向に沿って短い距離から長い距離へ順番に前記第二光スポットの中心点と所定の距離を置いた画素点のグレー階調値を計算し、グレー階調値の前記第二方向にある突然変化点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第二方向にある境界とするのに用いるモジュールであって、ある第二画素点のグレー階調値が所定のグレー階調閾値より小さい場合、前記第二画素点の前の画素点を前記第二光スポットの前記第二方向にある境界とし、そうでなければ前記フレーム画像の前記第二方向にある境界を前記第二光スポットの前記第二方向にある境界とするモジュールと、
を備え、
前記第一方向が前記第二方向と逆になり、
前記グレー階調閾値が前記フレーム画像の平均グレー階調値である、
ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
前記フレーム画像における光スポットを識別するように画像をフレーム毎に処理するのに用いるモジュールは、予定比例で画像を縮小するのに用いるモジュールをさらに備え、前記予定比例が前記フレーム画像の横画素数と縦画素数の公約数である、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
前記ビデオカメラの正常状態が低フレームレートモードである時、前記装置は、さらに、
前記可視光通信信号における予定シーケンスのスタートコードを識別するのに用いるモジュールと、
識別された前記スタートコードによって前記ビデオカメラを高フレームレートモードに切り替えるのに用いるモジュールと、
前記可視光通信信号における予定シーケンスのエンドコードを識別するのに用いるモジュールと、
識別された前記エンドコードによって前記ビデオカメラを低フレームレートモードに切り替えるのに用いるモジュールと、
を備える、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。