JP6455518B2 - 再生装置、再生方法、プログラム、及び、システム - Google Patents

Description

本願は、再生装置、再生方法、プログラム、及び、システムに関する。

照明光源として発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、 ＬＥＤ）が広く利用されている。ＬＥＤは、白熱電球または蛍光灯と比較して、応答速度が速いという特徴を有する。この特徴を利用して、人の目では認識できない速さでＬＥＤを明滅させることでＬＥＤから発する照明光に情報を重畳して通信を行う可視光通信技術が研究されている。そして、可視光通信は、電波の使用が制限されている場所での通信用途、室内等光が届く範囲に限定した情報配布、または、Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＩＴＳ）等で利用されることが検討されている（例えば、非特許文献１）。

ところで、所定の領域を光らせて情報を送信する発光手段と、所定の領域を時系列的に撮像した画像から情報を復号する受光手段とを含む情報送信システムが提案されている。この情報伝送システムでは、所定の領域は情報に応じて少なくとも三値に多値化して色変調された光を発し、受光手段は、所定の領域の多値化された色変調情報に基づいて情報を復号する（例えば、特許文献１）。また、原色光を発する少なくとも二つの一次光源を含み、一次光源から発する光の色座標を埋め込むデータに応じて変調することで、光にデータを組み込む光モジュールが提案されている（例えば、特許文献２）。その他、可視光通信の特徴を利用した種々の提案がされている。

特開平０３‐１０４８３号公報 国際公開第２００９／１３６３１２号 特開２０１１‐１１４６３４号公報 特開２０１０‐９８５７４号公報 特開２０１１‐２９８７１号公報

春山 真一郎、「可視光通信」、電子情報通信学会論文誌、Ｖｏｌ．Ｊ８６‐Ａ、Ｎｏ．１２ ｐｐ．１２８４‐１２９１、２００３年１２月 富士通株式会社、「テレビ映像を携帯電話で撮影するだけで情報の取得を可能にする新しい通信技術を開発」、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０１２年６月４日、［２０１４年９月８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｐｒ．ｆｕｊｉｔｓｕ．ｃｏｍ／ｊｐ／ｎｅｗｓ／２０１２／０６／４−１．ｈｔｍｌ＞

情報が重畳された光から当該情報を再生する際に良好に再生できない場合がある。

本願は、情報が重畳された光から当該情報を良好に再生できる再生装置を提供することを目的とする。

開示の再生装置は、少なくとも、特定の色空間において特定の振幅を有する複数の信号からなり、情報が重畳された前記複数の信号に基づいて発光された光を受光して、重畳された前記情報を再生する再生装置であって、受信光から前記特定の色空間における複数の信号を生成する生成部と、生成された前記複数の信号を、前記特定の振幅に基づいて補正する補正部と、補正された前記複数の信号に基づいて前記情報を取得する取得部とを有する。

開示の再生装置は、情報が重畳された光から当該情報を良好に再生できる。

実施形態の情報配信システム。 実施形態において特定の情報が重畳される光の例。 実施形態の再生装置における処理の例。 色空間の変換の例。 第１実施形態。 第１実施形態の機能ブロック。 第１実施形態における処理。 第２実施形態。 第２実施形態の機能ブロック。 第２実施形態の処理。 第３実施形態。 第３実施形態の機能ブロック。 第３実施形態の処理の例。 第３実施形態の処理の他の例。 第４実施形態。 第４実施形態の機能ブロック。 第４実施形態の処理。 第５実施形態。 第５実施形態の機能ブロック。 第５実施形態の処理。 実施例の再生装置及び照明装置のハードウェア構成。

図１に、実施形態の情報配信システムが示される。図１に示される情報配信システム１００は、照明装置１１０、物体１３０、再生装置１５０、サーバ装置１７０を含む。

照明装置１１０は例えばＲＧＢの各成分に対応する発光素子（例えばＬＥＤ）を含む。この発光素子の発光量や位相が制御されることによって照明装置１１０から発光される照明光１１５（実線）には、特定の情報１２５が透かし信号として重畳されている。

照明光１１５の少なくとも一部が照射光１２０（点線）として物体１３０に照射されおり、この物体１３０によって当該照射光１２０が反射されたことによる反射光１４０（一点鎖線）が再生装置１５０によって受光される。

再生装置１５０は撮像部（カメラ）を有し、この撮像部によって受光した受信光に従って物体１３０等が撮像される。そして、再生装置１５０は、詳細は後述するが、物体１３０の撮像と共に、受信光から当該反射光１４０に含まれている情報１３５から当該特定の情報１２５を再生する。

なお、説明のため省略しているが、再生装置１５０が受光する受信光には、一般には、物体１３０による反射光１４０だけでなく、照明装置１１０が発光した照明光１１５そのものや当該光が物体１３０以外によって反射された反射光等も含んでいる。

ここで、照明装置１１０から発光される照明光１１５に重畳される特定の情報１２５とは、当該照明光１１５が照射される物体１３０に関連する情報や、物体１３０とは無関係であったとしても再生装置１５０が物体１３０に応じた反射光１４０を受光した場合の受信光を介して取得させたい情報等である。

例えば、物体１３０が商品や広告等である場合には商品や広告に関する情報やクーポンであったり、物体１３０に関する情報を説明するための説明内容であったり、物体１３０に関連して行われる予定の操作等に関する説明内容や指示内容であったり等、種々の情報が該当する。

そして、この特定の情報は、再生装置１５０の表示部に表示される場合もあれば、再生装置１５０の投影部によって物体１３０や他の物体に投影される場合もある。

また、当該特定の情報１２５は、再生装置１５０に取得させたい他の情報を特定するための情報であってもよい。例えば、当該他の情報を特定するためのＩＤであったり、当該他の情報を取得させるためのＵＲＬを特定するための情報等であったりしてもよい。

サーバ装置１７０は当該他の情報を保持しており、再生装置１５０は、有線又は無線のネットワークを介して、情報１３５を再生することで取得した当該特定の情報１２５に対応するＩＤやＵＲＬ等を指定してサーバ装置１７０にアクセスし、このアクセスに対するサーバ装置１７０からの応答として当該他の情報を取得する。

このように、照明装置１１０から発光される照明光１１５に重畳される特定の情報１２５が、再生装置１５０に取得させたい他の情報を特定するための情報である場合、最終的には所望の情報を再生装置１５０に取得させられるものの、照明装置１１０において照明光１１５に重畳させる情報の情報量が少なくすることができる。

なお、情報配信システム１００を利用して、再生装置１５０に情報が表示されたり、サーバ装置１７０から他の情報が取得されたりした場合に課金する等のサービスを実施してもよい。

ところで、一般に、物体１３０は特定の分光反射率を有している。例えば、物体１３０が可視光領域の赤色に該当する波長領域を吸収する特性を有している場合には、この物体１３０による当該光の反射光１４０は、物体１３０の分光反射率の影響を受けて、可視光領域の赤色に該当する波長領域の成分が当該照射光１２０に比べて減少する。

すなわち、照射光１２０を反射する物体が異なれば、この異なる分光反射率の影響を受けて当該照射光１２０が反射されるため、反射光１４０に含まれるＲＧＢ色空間の各成分の割合が照射光１２０における割合とは変わってくる。

従って、照明装置１１０から発光された照射光１２０に重畳されている情報が仮に同じであっても、つまり、照射光１２０に含まれるＲＧＢ色空間の各成分の割合が仮に同じであっても、照射光１２０を反射する物体が異なれば、反射光１４０に含まれるＲＧＢ色空間の各成分の割合が変わってしまうことによって、反射光１４０に重畳される情報が所望の情報ではなくなってしまうことがある。

詳細は後述するが、照明光１１５に重畳された特定の情報１２５が物体１３０を介して再生装置１５０に到達している場合には、物体１３０の分光反射率に応じた影響を受けた反射光１４０を再生装置１５０が受光していることを考慮しないと、情報１３５から当該特定の情報１２５を良好に再生できないことを発明者らは見出した。

図２に、実施形態において特定の情報が重畳される光の例が示される。図２には、照明装置１１０において、ＹＵＶ色空間におけるＵ成分及びＶ成分が特定の情報１２５に応じて変調されることで当該各成分に特定の情報１２５が重畳され、その上で、ＹＵＶ色空間における当該各成分の値が後述の変換式（１）〜（３）に代入されることでＲＧＢ色空間の各成分に変換されることで生成される場合の照明光１１５を説明するために、ＹＵＶ色空間における各成分の値の時間変化（Ａ）と、ＲＧＢ色空間における各成分の値の時間変化（Ｂ）の関係の例が示される。なお、図２に示される例は、後述される各実施形態に関連する例である。なお、グラフ２２０、２３０、２４０、２５０及び２６０における点線によって区切られる区間の各々に含まれる波形が、信号に重畳される情報の最小単位であるシンボル（例えば、“０”及び“１”）に対応する波形として例示されている。

図２の（Ａ）には、特定の情報１２５に応じたＹＵＶ色空間での各成分の値が示される。一番上のグラフ２１０に示されるように、Ｙ成分、すなわち、輝度成分は、時間経過によらず一定に保たれている。一方、中央のグラフ２２０に示されるように、色差成分の１つであるＵ成分の値は、特定の情報１２５に応じて位相変調されて時間経過とともに変化する。同様に、一番下のグラフ２３０に示されるように、他方の色差成分であるＶ成分の値も、特定の情報１２５に応じて位相変調されて時間経過とともに変化する。

一方、図２の（Ｂ）には、図２の（Ａ）に対応する、ＲＧＢ色空間での各成分の値が示される。グラフ２４０、２５０及び２６０に、それぞれ、赤色成分、緑色成分、青色成分の時間変化が示されており、各色成分の時間変化は、特定の情報１２５が重畳されたＹＵＶ色空間における複数の色差信号に対してＲＧＢ色空間への変換が施されることによって得られる。照明装置１１０は、各色成分の時間変化における各サンプリング点での値に応じた単位時間当たりの発光光量で、色成分に対応する発光素子を発光させる。

なお、図２では、ＹＵＶ色空間に沿って例示したが発明はこれに限定されない。例えば、輝度成分と他の成分とで色を表現する色空間であって、ＲＧＢ色空間と特定の変換式によって互いに可換な例えばＨＬＳ色空間であってもよい。

また、図２では、ＹＵＶ色空間におけるＹ成分を変調しない場合を例示したが発明はこれにも限定されない。光に情報を重畳させる場合に光を当該情報に従って変調することとなるが、人間の目の色における色の変化に対する感知性は、明るさの変化に対する感知性よりも低い。そこで、輝度成分を一定とし、色差成分であるＵ成分やＶ成分を変調することで、照明としての機能を低下させることなく、発光する光へ情報を埋め込むことを可能にしている。

また、照明装置１１０における各発光素子の単位時間当たりの発光光量の変動幅が、その発光素子の単位時間当たりの発光光量の一つのシンボルに対応する期間にわたる時間平均値に対して数％程度となるように、Ｕ成分及びＶ成分の値を決定することが好ましい。これにより、特定の情報１２５に応じた光の特性の時間変化が、人に対してより知覚され難くなる。

また、特定の情報１２５に従って時系列に沿って変化する光の特性が、単位時間当たりの光量である場合も、例えば、特定の情報１２５の１周期に複数のサンプリング点（例えば、１０〜２０点）を設定し、特定の情報１２５に従って各サンプリング点での発光素子の単位時間当たりの発光量を決定すればよい。

なお、発光素子が有する特性のばらつきによって、ＹＵＶ色空間の各成分に情報を重畳させる際に想定していた発光量と、実際の発光量とにずれが生じる場合がある。このような場合には、実際の発光素子が有する特性のばらつきを考慮した上で、重畳させる情報に応じた発光量を決定すればよい。または、発光素子が有する特性のばらつきによる影響が小さく、想定する発光量と実際の発光量とのずれが無視できる程度であれば、これらを一致するものとして扱ってもよい。

なお、図２に示される例では、ＹＵＶ色空間における位相変調によって特定の情報１２５を照明光１１５に重畳させる場合を例示しているが、発明はこれに限定されない。

例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等の変調方式を使用した通信を行ってもよく、また、四つの異なる位相を使用したＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）や、振幅への変調も加えたＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等を使用してもよい。変調方式に関しては、電波による通信等で利用されている変調方式であれば何でもよい。

さらに、複数の周波数を用いて情報を多重化してもよく、その場合はＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）のように互いに直交する複数の周波数を変調して情報を多重化して送信する場合には、再生装置１５０ではフーリエ変換によって周波数毎の振幅と位相を算出し、埋め込まれている情報を検出することになる。

また、照明装置１１０の周囲に設置されている他の照明装置からの光がノイズとなって情報の送受信に影響する場合も考えられるため、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で利用されているスペクトラム拡散を利用して、一つの情報を複数の周波数に拡散して埋め込んでもよい。

ところで、図１に示される再生装置１５０は、図２の（Ｂ）に示される時間変換に従った光に応じた受信光を受光することとなる。そして、再生装置１５０は、受信光に対してＹＵＶ色空間への変換を施して複数の色差信号を生成し、生成された複数の色差信号に基づいて特定の情報１２５を再生することとなる。

図３に、実施形態の再生装置における処理の例が示される。図３には、図１に示される再生装置１５０の撮像部（カメラ）によって取得された画像から特定の情報１２５を再生する場合の処理の概要が示される。なお、図３に示される例は、後述される各実施形態に関連する例である。

再生装置１５０は、物体１３０によって照射光１２０が反射されたことによる反射光１４０を含む受信光に基づいて物体１３０の画像を撮像すると共に、受信光から生成する色差信号に対して、後述される補正等を施すことによって特定の情報１２５を再生する。

なお、受信光から色差信号を生成する場合には、撮像部によって取得された各時間の画像をサンプリングデータとし、各サンプリングデータに基づく受光強度等の物理量に基づいて色差信号を再生することとなる。すなわち、再生する色差信号の精度は、撮像部が物体１３０を動画として撮像している場合のフレームレートに依存する。

例えば、撮像部のフレームレートが毎秒３０フレームの場合には、そのフレームレートでサンプリングしたとしても情報を再生できる程度のデータレートで、特定の情報１２５を照明光１１５に重畳させることになる。発明はこれに限定されないが、この場合のデータレートは、例えば、特定の情報１２５を表す信号の１周期が１００ミリ秒〜１秒である。

図２に沿って上述したように、ＹＵＶ色空間において輝度成分を一定とし、色差成分を変調することで特定の情報１２５を照明光１１５に重畳させた場合には、比較的低レートで当該色差信号を変調させたとしても、人間の目にはその変化が認められにくい。

つまり、照明光１１５に重畳された特定の情報１２５が比較的低フレームレートの装置によって再生されることを想定した場合には、照明装置かつ情報を配信する配信元として照明装置１１０を両立させるために、ＲＧＢ色空間の色成分を直接変調するのではなく、ＹＵＶ色空間における色差成分を変調する方がよい。

ただし、発明は、ＹＵＶ色空間における色差成分を変調させる例に限定されない。ＲＧＢ色空間の色成分を直接変調した場合に人間の目がちらつきを感じるよりも高い周波数で変調をすることで照明光１１５に特定の情報１２５を重畳し、この周波数であってもサンプリングできる撮像部を再生装置１５０に備えていればよい。

図４に、色空間の変換の例が示される。図４に沿って、物体の分光反射率によって色空間を変換する場合に生じる問題点を説明する。

まず、ＹＵＶ色空間からＲＧＢ色空間への変換式（１）〜（３）を以下に示す。照明装置１１０は、特定の情報１２５に基づいて変調した色差信号を変換式（１）〜（３）に従って変換し、当該変換によって得たＲＧＢ信号に従って該当する発光素子を発光させる。
Ｒ＝１．０００Ｙ+１．４０２Ｖ （１）
Ｇ＝１．０００Ｙ−０．３４４Ｕ−０．７１４Ｖ （２）
Ｂ＝１．０００Ｙ＋１．７７２Ｕ （３）

次いで、ＲＧＢ色空間からＹＵＶ色空間への変換式（４）〜（６）を以下に示す。再生装置１５０は受信光に含まれるＲＧＢ信号を変換式（４）〜（６）に従って変換し、当該変換によって得たＹＵＶ信号によって照明装置１１０が光に重畳した特定の情報１２５の再生を試みる。
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ （４）
Ｕ＝−０．１６９Ｒ−０．３３１Ｇ＋０．５００Ｂ （５）
Ｖ＝０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂ （６）

なお、変換式（１）〜（６）の各項の値は、例えば、各成分が取りうる値の範囲を０から２５５までの階調とした場合に、測定される物理量を当該階調に正規化した場合の値である。

仮に、照明装置１１０から発光された照明光１１５のみを再生装置１５０が直接受光するのであれば、変換式（４）〜（６）の式を用いて受信光からＹＵＶ信号を抽出するだけで、照明光１１５に重畳されていた特定の情報１２５を再生することができる。

しかし、再生装置１５０が受光する受信光に、特定の物体１３０によって照射光１２０が反射されたことによる反射光１４０が含まれる場合、変換式（４）〜（６）の式によって求められるＹＵＶ信号の再生精度が、物体１３０の分光反射率に依存して低下してしまうことがある。

図４には、照明装置１１０によって発光される照明光１１５に特定の情報１２５を重畳させるために、ＹＵＶ色空間におけるＵ成分とＶ成分を当該特定の情報１２５に基づいて変調して生成した、Ｕ成分及びＹ成分の色差信号が送信信号として示される。そして、Ｕ成分及びＹ成分の色差信号及び輝度信号がＲＧＢ変換されて、この変換に基づくＲＧＢ信号を含む光が照明装置１１０から物体１３０に対して照射される。

物体１３０に照射された照射光１２０に含まれるＲＧＢ信号は、物体１３０の分光反射率によって特定の波長が吸収される。そして、この吸収に特定の波長成分が減少したＲＧＢ信号を含んだ光が反射光１４０となる。そして、この反射光１４０を含む光が受信光として再生装置１５０によって受光される。

すなわち、物体１３０の分光反射率に従う特定の波長成分の吸収によって、再生装置１５０に到達する反射光１４０のＲＧＢ信号は、照明装置１１０が発光した照明光１１５のＲＧＢ信号とは異なるＲ´Ｇ´Ｂ´信号となってしまう。

そして、再生装置１５０は、受信光から特定の情報１２５を再生するにあたって、上記の変換式（４）〜（６）を使用するが、反射光１４０のＲ´Ｇ´Ｂ´信号に基づいてＹＵＶ信号を算出することになってしまう。つまり、物体１３０の分光反射率に従う吸収によって特定の波長成分が失われているが故に、再生装置１５０が生成するＹＵＶ成分は、照明装置１１０が生成したＹＵＶ信号とは異なるＹ´Ｕ´Ｖ´信号となってしまう。

発明者らによって見出されたこのような現象は、言い換えれば、可視光通信において色空間の変換を施すことを前提として情報を光に重畳させた場合に、物体の分光反射率に起因する光の吸収によって色空間の変換の対称性が崩れ、送信信号における色差信号が受信信号における他の色差信号に対して変換式（１）〜（６）を介して干渉した結果ともいえる。

本願では、物体の分光反射率の影響によって色空間の変換の対称性が保たれず、送信信号おける第１成分が受信信号における第２成分に対して影響することを干渉とよぶこととする。そして、発明者らは、可視光通信においてこの干渉を考慮しないと、情報が良好に再生されないことを新たに見出した。

後述の実施例によれば、情報が重畳された光が再生装置に到達するまでに特定の分光反射率を有する物体による反射があっても、受信光における色差信号を既知の振幅の複数の色差信号の線形結合に基づき補正することで、光に重畳された情報を良好に再生する。

図５に、第１実施形態が示される。図５に沿って、第１実施形態の概要を説明する。図５には、送信側５００及び受信側５１０が示される。送信側５００は例えば照明装置１１０である。受信側５１０は例えば再生装置１５０である。

送信側５００において色成分１の信号ｘ及び色成分２の信号ｙが特定の情報に基づいて変調されることによって、送信側５００で発光される光に当該特定の情報が重畳される。

色成分１は例えばＹＵＶ色空間におけるＵ成分である。当該色成分１の信号ｘはＵ成分の色差信号である。また、色成分２は例えばＹＵＶ色空間におけるＶ成分であって、当該色成分２の信号ｙはＶ成分の色差信号である。なお、ＨＬＳ色空間の色成分等、輝度と色成分とで色を表現する色空間の成分を色成分１及び色成分２に適用してもよい。

なお、図５に示される例では、変調方法として位相変調を例に説明するが、発明はこれに限定されない。図２に沿って例示した各種変調方式が適用可能である。

加えて、図５に示される例では、信号ｘ及び信号ｙの振幅比が１：１である場合を例に説明する。ただし、発明はこれに限定されず、信号ｘ及び信号ｙの振幅比を１：ｎ（ｎは整数）として、後述される干渉マトリックスにおける該当する成分に対して１：ｎの振幅比の寄与分を考慮することで一般化できる。また、情報が重畳される信号は信号ｘ及び信号ｙの何れか一方であってもよい。

さて、図５に示されるように、区間ａにおいては、信号ｘの位相と信号ｙの位相が同相である。例えば、情報を表すためのシンボル“０”が区間ａの位相に割り当てられている。他方、区間ｂにおいては、信号ｘの位相と信号ｙの位相が逆相である。例えば、情報を表すためのシンボル“１”が区間ｂにおける信号ｙの位相に割り当てられている。

他方、受信側５１０における色成分１は例えばＹＵＶ色空間におけるＵ成分である。当該色成分１の信号ｘ´はＵ成分の色差信号である。また、色成分２は例えばＹＵＶ色空間におけるＶ成分であって、当該色成分２の信号ｙ´はＶ成分の色差信号である。

これら信号ｘ´及び信号ｙ´は、図４に沿っても説明したように、例えばＹＵＶ色空間における信号ｘ及び信号ｙがＲＧＢ信号に変換されて光として発光され、このＲＧＢ信号が特定の分光反射率を有する物体によって反射されることによって反射前のＲＧＢ信号とは色成分の構成が異なるＲ´Ｇ´Ｂ´信号となり、受信側で受信したＲ´Ｇ´Ｂ´信号が変換されることで取得した、元のＹＵＶ信号とは構成の異なるＹ´Ｕ´Ｖ´信号に基づいている。

なお、信号ｘ及び信号ｙには、後述する第２実施形態で説明される例を適用して、送信側５００によってプリアンブル部を埋め込んでおいてもよく、信号ｘ´及び信号ｙ´を検出の際には、信号に埋め込まれたプリアンブル部を検出することによって、その後に続くデータ部を検出してもよい。

ここで注目すべきは、受信側５１０における区間ｂ´の色成分１の信号ｘ´の位相が、送信側５００における区間ｂの色成分１の信号ｘの位相と比較して反転してしまっていることである。これは、特定の分光反射率を有する物体による反射の際に、特定の波長成分が吸収されることで、上述した変換式（４）〜（６）を施す際に色成分２の信号ｙの干渉を受けたことによる。そして、この干渉を考慮して信号ｘ´から情報を再生しないと、所望の情報が再生されないことが分かる。

そこで、第１実施形態では、光の伝搬経路において特定の波長の吸収が発生していたとしても、受信光における色差信号を既知の振幅の複数の色差信号の線形結合として表わすことで上記の干渉の影響を考慮し、当該線形結合における係数に従って受信光における色差信号を補正することで情報を良好に再生する。具体例を以下に説明する。

送信側５００における信号ｘ及び信号ｙの振幅比については、１：１であるとする。

他方、受信側５１０で受信した信号ｘ´の、区間ａ´における振幅（区間ａ´におけるピーク値）が０．３５であったとする。また、受信側５１０で受信した信号ｘ´の、区間ｂ´における振幅（区間ｂ´におけるピーク値）が０．１３であったとする。このように、信号ｘ´の位相は、物体における光の吸収によって反転しているかもしれないため、まずは振幅に着目する。

また、受信側５１０で受信した信号ｙ´の、区間ａ´における振幅（区間ａ´におけるピーク値）が０．４４であったとする。また、受信側５１０で受信した信号ｙ´の、区間ｂ´における振幅（区間ｂ´におけるピーク値）が０．１６であったとする。同様に、信号ｙ´の位相は、物体における光の吸収によって反転しているかもしれないため、まずは振幅に着目する。

まず、信号ｘ´について検討する。図４に沿って説明したのと同様の理由で、信号ｘ´は、信号ｘからの寄与分と信号ｙからの寄与分がある。ここで、信号ｘからの寄与分をＨ_１１と表し、信号ｙからの寄与分をＨ_１２と表す。

次に、信号ｘ及び信号ｙは共に波の性質を有するため、Ｈ_１１及びＨ_１２の重ね合わせを考える。仮に、信号ｘ及び信号ｙが同相であれば、信号ｘ及び信号ｙは互いに強め合う関係にあるため、Ｈ_１１及びＨ_１２は和によって結ばれる関係になる。他方、信号ｘ及び信号ｙが逆相であれば、信号ｘ及び信号ｙは互いに弱め合う関係にあるため、Ｈ_１１及びＨ_１２は差によって結ばれる関係になる。

信号ｘ´の、区間ａ´における振幅０．３５及び区間ｂ´における振幅０．１３を比較した場合、区間ａ´の振幅の方が大きい。送信側５００では２つの位相によって情報を表しているため、それら位相の組み合わせを鑑みると、区間ａ´における信号ｘ´は信号ｘ及び信号ｙが互いに強め合うことによる信号であり、区間ｂ´における信号ｘ´は信号ｘ及び信号ｙが互いに弱め合うことによる信号であるといえる。

つまり、信号ｘ及び信号ｙの振幅比を１：１と設定しているので、区間ａ´における信号ｘ´はＨ_１１及びＨ_１２は和による信号であり、区間ｂ´における信号ｘ´はＨ_１１及びＨ_１２は差による信号であると表すことができる。これらを式に表すと、式（７）となる。なお、振幅（ピーク値）を使用しているため、Ｈ_１１及びＨ_１２の差については絶対値としている。
Ｈ_１１＋Ｈ_１２：｜Ｈ_１１−Ｈ_１２｜＝０．３５：０．１３ （７）
次に、信号ｙ´について検討する。信号ｘ´と同様に、信号ｙ´は、信号ｘからの寄与分と信号ｙからの寄与分がある。ここで、信号ｘからの寄与分をＨ_２１と表し、信号ｙからの寄与分をＨ_２２と表す。

そして、信号ｘ及び信号ｙは共に波の性質を有するため、Ｈ_２１及びＨ_２２の重ね合わせを考える。仮に、信号ｘ及び信号ｙが同相であれば、信号ｘ及び信号ｙは互いに強め合う関係にあるため、Ｈ_２１及びＨ_２２は和によって結ばれる関係になる。他方、信号ｘ及び信号ｙが逆相であれば、信号ｘ及び信号ｙは互いに弱め合う関係にあるため、Ｈ_２１及びＨ_２２は差によって結ばれる関係になる。

信号ｙ´の、区間ａ´における振幅０．４４及び区間ｂ´における振幅０．１６を比較した場合、区間ａ´の振幅の方が大きい。送信側５００では２つの位相によって情報を表しているため、それら位相の組み合わせを鑑みると、区間ａ´における信号ｙ´は信号ｘ及び信号ｙが互いに強め合うことによる信号であり、区間ｂ´における信号ｙ´は信号ｘ及び信号ｙが互いに弱め合うことによる信号であるといえる。

つまり、信号ｘ及び信号ｙの振幅比を１：１と設定しているので、区間ａ´における信号ｙ´はＨ_２１及びＨ_２２は和による信号であり、区間ｂ´における信号ｙ´はＨ_２１及びＨ_２２は差による信号であると表すことができる。これらを式に表すと、式（８）となる。なお、振幅（ピーク値）を使用しているため、Ｈ_２１及びＨ_２２の差については絶対値としている。
Ｈ_２１＋Ｈ_２２：｜Ｈ_２１−Ｈ_２２｜＝０．４４：０．１６ （８）
式（７）を解くと、Ｈ_１１＝０．２４かつＨ_１２＝０．１１の組み合わせ、及び、Ｈ_１１＝０．１１かつＨ_１２＝０．２４の組み合わせの２通りの解を得る。

式（８）を解くと、Ｈ_２１＝０．１４かつＨ_２２＝０．３０の組み合わせ、及び、Ｈ_２１＝０．３０かつＨ_２２＝０．１４の組み合わせの２通りの解を得る。

ここで、送信側５００において情報が重畳された光が受信側５１０に到達するまでに特定の分光反射率を有する物体による反射があったとしても、これを、上述のように、色成分どうしの干渉とすれば、信号ｘ´及び信号ｙ´を、信号ｘ及び信号ｙの線形結合として式（９）のように表わすことができる。なお、本願では、Ｈ_１１、Ｈ_１２、Ｈ_２１、及びＨ_２２を成分として有するマトリックスを干渉マトリックスとよぶ。

ここで、Ｈ_１１＝０．２４かつＨ_１２＝０．１１、及び、Ｈ_２１＝０．１４かつＨ_２２＝０．３０であると仮定する。これらを式（９）の干渉マトリックスに代入し、その逆行列を求め、信号ｘ及び信号ｙを、信号ｘ´及び信号ｙ´の線形結合として表わしたのが式（１０）である。

式（１０）によって、受信側５１０において取得した信号ｘ´及び信号ｙ´の各々振幅を推定することができる。

ところで、式（１０）におけるｘ´及びｙ´に、受信側５１０の区間ａ´における信号ｘ´の振幅０．３５と信号ｙ´の振幅０．４４を代入する。この場合、送信側の区間ａにおける信号ｘ及び信号ｙの振幅が共に１となり、仮定した振幅比が１：１の位相変調の設定に合致する。

一方で、式（１０）におけるｘ´及びｙ´に、受信側５１０の区間ｂ´における信号ｘ´の振幅０．１３と信号ｙ´の振幅０．１６を代入する。この場合、送信側の区間ｂにおける信号ｘの振幅が０．３７となる。また、送信側の区間ｂにおける信号ｙの振幅０．３５となる。つまり、仮定した振幅比が１：１の位相変調の設定に反する。このようにして、仮定した振幅比が１：１の位相変調の設定に合致するか否かに基づいて、式（７）及び式（８）を解くことで得られたＨ_１１、Ｈ_１２、Ｈ_２１、及びＨ_２２の値の組み合わせを検算する。

この検算の結果、図５に例示される場合については、干渉マトリックスとして、式（１１）及び式（１２）の場合が、仮定した振幅比が１：１の位相変調の設定に合致する干渉マトリックスとなる。

次いで、式（１１）及び式（１２）の場合の２通りについて、信号ｘ´及び信号ｙ´の復号を行う。そして、復号が成功したか否かの判定においては、送信信号において送信する特定の情報に加えて付加されている誤り訂正符号等に基づく誤り検出を行う。この誤り検出の結果に従って、式（１１）又は式（１２）の何れかを選択する。
また、この例は信号ｘ´における信号ｙからの寄与が信号ｙと同相であり、信号ｙ´における信号ｘからの寄与もまた信号ｘと同相だった場合についてであるが、第３実施形態の説明で例示する様に信号ｘ´における信号ｙからの寄与が信号ｙと逆相になったり、信号ｙ´における信号ｘからの寄与が信号ｘと逆相になったりすることも有り得る。即ち、Ｈ_１２、Ｈ_２１が負の係数となる場合がある。その場合、式（７）や式（８）における大小関係を入れ替えた下記の様な式（７）’、式（８）’と、式（７）と式（８）を組み合わせて解き、干渉マトリクスのパターンを推定すれば良い。
｜Ｈ_１１＋Ｈ_１２｜：Ｈ_１１−Ｈ_１２＝０．１３：０．３５（７）’
｜Ｈ_２１＋Ｈ_２２｜：Ｈ_２１−Ｈ_２２＝０．１６：０．４４（８）’
そして、信号ｘ´及び信号ｙ´におけるサンプリング点の振幅の各々に対して、選択された干渉マトリックスの逆行列を用いて、信号ｘ及び信号ｙの対応するサンプリング点を求めていく。こうすることで、たとえ、区間ｂ´における信号ｘ´の位相が所望の位相とは反転してしまっていたとしても、信号ｘ及び信号ｙを良好に再生することができ、信号ｘ及び信号ｙに重畳された特定の情報を再生することができる。

なお、送信側５００において位相変調によって特定の情報を光に重畳させるものの、受信側５１０で受け取った信号ｘ´及び信号ｙ´が所望の位相になるように、選択された干渉マトリックスに基づいて、信号ｘ及び信号ｙの振幅を変調して光を発光してもよい。

以上に述べたように、可視光通信において色空間の変換を施すことを前提として情報を光に重畳させた場合に、物体の分光反射率に起因する光の吸収によって色空間の変換の対称性が崩れたとしても、受信光における信号（例えば色差信号）を既知の振幅の複数の信号（例えば送信側の色差信号）の線形結合に基づき補正することで、光に重畳された情報を良好に再生することができる。

図６に、第１実施形態の機能ブロックが示される。図６に示されるように、図１に示された再生装置１５０は、例えば、ワーキングメモリとして使用される、再生装置１５０のＲＡＭにロードされたプログラムが、再生装置１５０のＣＰＵによって実行されることにより、生成部６００、補正部６１０、復号部６２０、及び、取得部６３０として機能する。なお、これらの機能部は、図５に沿って説明された第１実施形態を実現するための機能ブロックである。これらの機能部によって実行される処理については図７に沿って後述し、これらの機能部を実現するハードウェア構成については図２１に沿って後述する。

図７に、第１実施形態における処理が示される。図７に示される処理は、図１に示される再生装置１５０によって実行される処理であって、図５に沿って説明された第１実施形態を実現して、再生装置１５０が受光した受信光から特定の情報を良好に再生するための処理である。図７に示される処理は、処理７００によって開始される。

処理７００に次いで、受信光から各色成分の受信信号を生成する処理７０２が、生成部６００によって実行される。処理７０２では、再生装置１５０が受光した光のＲＧＢ成分の各々の強度を時系列的にサンプリングし、このサンプリングされた強度を例えば０〜２５５の階調に正規化する。そして、ＲＧＢ成分の各々の正規化された値を上述した変換式（４）〜（６）に代入することにより、照明装置１１０が情報を重畳した信号である、例えばＹＵＶ成分の内のＵ成分及びＶ成分の色差信号を当該受信信号として生成する。

生成された受信信号について振幅が大きい区間及び小さい区間の振幅比、及び既知の振幅比に基づき、干渉マトリクスの成分の候補を取得する処理７０４が、補正部６１０によって実行される。処理７０４では、図５に沿って上述したように、干渉マトリックスの成分の候補を取得する。

処理７０４では、例えば、処理７０２によって生成されたＵ成分の色差信号について、処理７０２で算出された各サンプリング点での値に基づき、１つの変調周期のうちのピーク値を当該振幅とする。次いで、他の変調周期についてもピーク値を取得し、変調周期毎のピーク値の各々を互いに比較することによって、当該振幅が大きい区間及び小さい区間の振幅比を決定する。

同様にして、処理７０２によって生成されたＶ成分の色差信号についても、該振幅が大きい区間及び小さい区間の振幅比を決定する。

そして、Ｕ成分の色差信号及びＶ成分の色差信号について、決定された振幅比の各々と、取得した各ピーク値に従って、上述した式（７）及び式（８）に相当する関係式をたて、当該関係式を解くことで、干渉マトリックスの成分であるＨ_１１、Ｈ_１２、Ｈ_２１、及びＨ_２２の値の候補からなる組み合わせの１以上の組み合わせ候補を取得する。

干渉マトリクスの成分の候補について未選択の組を選択する処理７０６が、補正部６１０によって実行される。処理７０６では、処理７０４によって取得された、Ｈ_１１、Ｈ_１２、Ｈ_２１、及びＨ_２２の値の候補からなる組み合わせの１以上の組み合わせ候補のうち、選択されていない組み合わせを選択する。

選択された組に含まれる成分の候補による干渉マトリクスの逆行列に基づき、各色成分の受信信号を補正する処理７０８が、補正部６１０によって実行される。処理７０８では、処理７０６によって選択された、Ｈ_１１、Ｈ_１２、Ｈ_２１、及びＨ_２２の値の候補からなる干渉マトリックスの逆行列を計算する。そして、送信側で情報が重畳された際の色差信号を推定するために、受信光におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号の各々を、当該逆行列に基づいて補正する。

より具体的には、図５に沿って上述した式（１０）のように、送信側におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号の各々を、当該逆行列に基づいて、受信光におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号の各々による線形結合として表わす。そして、受信光におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号に対して逆行列を施すことによって補正し、送信側におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号の各々を推定する。

処理７０８に次いで、補正された受信信号の振幅が既知の振幅に対応するか否かを判定する処理７１０が、補正部６１０によって実行される。処理７１０では、処理７０８によって補正された受信信号の振幅が、処理７０４においても参照した既知の振幅比に対応する否かを判定する。

ここで、この処理７１０の意義を説明する。処理７０６で選んだＨ_１１、Ｈ_１２、Ｈ_２１、及びＨ_２２の値の候補が仮に妥当であって、受信光におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号が良好に補正されていれば、この補正によって送信側におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号が再生されているはずである。加えて、送信側におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号が当該既知の振幅比に従って変調されていることを鑑みれば、補正された受信信号の振幅が当該既知の振幅と合致するか否かを判定することによって、処理７０６で選んだＨ_１１、Ｈ_１２、Ｈ_２１、及びＨ_２２の値の候補が妥当であったかどうかを確認できるといえる。この処理７０４では、処理７０６で選んだＨ_１１、Ｈ_１２、Ｈ_２１、及びＨ_２２の値の候補が妥当性を判定している。

処理７１０において補正された受信信号の振幅が既知の振幅に対応すると判定されなかった場合に、成分の候補の全ての組み合わせが選択済みか否かを判定する処理７１８が、補正部６１０によって実行される。成分の候補の全ての組み合わせを選択済みでないと判定された場合には処理７０６に移り、成分の候補の全ての組み合わせを選択済みあると判定された場合には処理７２０に移って図７に示される処理を終える。

処理７１０において補正された受信信号の振幅が既知の振幅に対応すると判定された場合に、補正された受信信号を復号する処理７１２が、復号部６２０によって実行される。処理７１２では、特定の情報を取得するために、処理７０８によって補正された色差信号を、情報を光に重畳する際の変調方式に従って復号する。

処理７１２に次いで、復号が成功したか否かを判定する処理７１４が、復号部６２０によって実行される。処理７１４では、処理７１２によって復号された色差信号について、信号の特定の場所に埋め込まれている誤り訂正符号等に基づく誤り検出を行い、この誤り検出の結果に従って復号が成功したか否かを判定する。

処理７１４において復号が成功したと判定されなかった場合には処理７１８に移る。

処理７１４において復号が成功したと判定された場合には、復号された信号に基づき特定の情報を取得する処理７１６を、取得部６３０が実行する。処理７１４において復号が成功したということは、処理７０６で選択した干渉マトリックスの成分の候補が妥当な成分であったといえる。そのため、この選択による干渉マトリックスによって補正された色差信号を復号することで取得された情報を、送信側で光に重畳した特定の情報であるとして取得する。

なお、処理７１６に次いで、取得された特定の情報が、図１に沿って上述したように、再生装置１５０に取得させたい他の情報を特定するための情報であって、例えば、当該他の情報を特定するためのＩＤであったり、当該他の情報を取得させるためのＵＲＬを特定するための情報等であったりする場合には、当該他の情報を保持しているサーバ装置１７０に、当該特定の情報１２５に対応するＩＤやＵＲＬ等を指定してアクセスし、このアクセスに対するサーバ装置１７０からの応答として当該他の情報を取得する処理が、取得部６３０によって実行されてもよい。さらに、サーバ装置１７０から他の情報が取得されたりした場合に課金してもよい。

受信光を継続して受光し、特定された干渉マトリックスを用いて、当該受信光から特定の情報を再生する処理を継続する場合には処理７０２〜７１８を繰り返し、図７に示される処理を終える場合には処理７２０に移り処理を終える。

上述した第１実施形態によれば、受信光における色差信号を既知の振幅の複数の色差信号の線形結合として表わし、この線形結合に表す際の干渉マトリックスの成分に基づき受信光における色差信号を補正することで、送信側において光に重畳された情報を良好に再生することができる。

図８に、第２実施形態が示される。図８に沿って、第２実施形態の概要を説明する。図８（Ａ）には、信号に埋め込まれているプリアンブルの例が示される。なお、発明はこれに限定されないが、ここで例示されるようなプリアンブルを他の実施形態における信号にも埋め込んでおいてもよい。図８（Ｂ）には、送信側８００及び受信側８１０が示される。送信側８００は例えば照明装置１１０である。受信側８１０は例えば再生装置１５０である。

図８（Ａ）に示されるように、ある色成分の信号には、光に重畳させる特定の情報以外に、プリアンブルとして認識させる特定のパターンが重畳されている。この特定のパターンは、既知のパターンであって、特定の情報を重畳させる際に適用する変調の時間特性とは異なる時間特性のパターンとしておく。

こうして、送信側８００からの送信信号、及び受信側８１０における受信信号は、少なくとも、特定のパターンに基づくプリアンブル部、及び、特定の情報に基づくデータ部を有する。なお、当該特定のパターンは既知のパターンであるため、送信信号及び受信信号には、予め定められた参照信号が挿入されているともいえる。

受信側８１０では、受信光から色差信号を生成した後、この色差信号の演算対象となる信号区間を時間方向にスライドさせながら、各区間における信号と、特定のパターンとの相互相関関数を計算する。そして、この計算の結果、当該特定のパターンとの相互相関関数が最大となる信号区間をプリアンブル部として特定する。

なお、ＹＵＶ色空間におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号に埋め込む参照信号の各々を直交関係にあるようにしておけば、上記の受信光から生成した色差信号と特定のパターンとの相互相関関数の計算において、Ｕ成分及びＶ成分の間の干渉は起きない。

また、ＹＵＶ色空間におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号に同一の参照信号Ｓ（ｔ）を埋め込んでいる場合、Ｕ成分の受信信号のプリアンブル部Ｓｕ（ｔ）及びＶ成分の受信信号のプリアンブル部Ｓｖ（ｔ）はいずれも参照信号Ｓ（ｔ）の線形変換信号となるため、たとえ、Ｕ成分及びＶ成分の干渉によってプリアンブル部の信号の正負が逆転したとしても、Ｓ（ｔ）又は−Ｓ（ｔ）との相互相関関数のピークを容易に検出できる。

さて、図８（Ｂ）では、送信側８００において色成分１の信号ｘ及び色成分２の信号ｙが特定の情報に基づいて変調されることによって、送信側８００で発光される光に当該特定の情報が重畳される。そして、信号ｘ及び信号ｙにおいて、特定の情報が重畳されたデータ部に加えて、信号のプリアンブルとして認識させるための特定のパターンを有するプリアンブル部が当該データ部に先立って設けられている。

なお、色成分１は例えばＹＵＶ色空間におけるＵ成分である。当該色成分１の信号ｘはＵ成分の色差信号である。また、色成分２は例えばＹＵＶ色空間におけるＶ成分であって、当該色成分２の信号ｙはＶ成分の色差信号である。なお、ＨＬＳ色空間の色成分等、輝度と色成分とで色を表現する色空間の成分を色成分１及び色成分２に適用してもよい。

なお、図８に示される例では、変調方法として位相変調を採用した例であるが、発明はこれに限定されない。図２に沿って例示した各種変調方式が適用可能である。

加えて、図８に示される例では、信号ｘ及び信号ｙの振幅比が１：１である場合を例に説明する。ただし、発明はこれに限定されず、信号ｘ及び信号ｙの振幅比を１：ｎ（ｎは整数）としてもよい。また、情報が重畳される信号は信号ｘ及び信号ｙの何れか一方であってもよい。

他方、受信側８１０における色成分１は例えばＹＵＶ色空間におけるＵ成分である。当該色成分１の信号ｘ´はＵ成分の色差信号である。また、色成分２は例えばＹＵＶ色空間におけるＶ成分であって、当該色成分２の信号ｙ´はＶ成分の色差信号である。信号ｘ´及び信号ｙ´は、図８に例示されるように、プリアンブル部とデータ部を有する。

そして、これら信号ｘ´及び信号ｙ´は、図４に沿っても説明したように、例えばＹＵＶ色空間における信号ｘ及び信号ｙがＲＧＢ信号に変換されて光として発光され、このＲＧＢ信号が特定の分光反射率を有する物体によって反射されることによって反射前のＲＧＢ信号とは色成分の構成が異なるＲ´Ｇ´Ｂ´信号となり、受信側で受信したＲ´Ｇ´Ｂ´信号が変換されることで取得した、元のＹＵＶ信号とは構成の異なるＹ´Ｕ´Ｖ´信号に基づいている。

第２実施形態では、式（１３）で表わされる重み行列Ｗを推定し、式（１４）で表わされるように、重み行列Ｗを介して信号ｘ及び信号ｙの各々を信号ｘ´及び信号ｙ´の線形結合として表すことができる。そして、重み行列Ｗの逆行列を用いて信号ｘ´及び信号ｙ´を補正することとなる。

なお、重み行列Ｗの推定には、例えば、ＹＵＶ色空間における各色成分を、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信における複数チャンネルとみなし、例えばＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）アルゴリズムを用いればよい。また、プリアンブル部に基づいて受信した信号を補正する方法として、ＢＬＡＳＴ（Ｂａｓｉｃ Ｌｏｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ Ｔｏｏｌ）法、ＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法、ＳＤ法、ＱＲＭ‐ＭＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ‐ｒｅｄｕｃｅｄ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ＱＲ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍ‐ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）法等、種々の方法を適用してもよい。このようなアルゴリズムを適用することで、色成分の間の干渉やそれ以外の雑音の影響を高精度に推定して抑制することができる。その結果、受信信号の劣化を高精度に抑制することが可能である。

図９に、第２実施形態の機能ブロックが示される。図９に示されるように、図１に示された再生装置１５０は、例えば、ワーキングメモリとして使用される、再生装置１５０のＲＡＭにロードされたプログラムが、再生装置１５０のＣＰＵによって実行されることにより、生成部９００、検出部９１０、取得部９２０、及び、補正部９３０として機能する。なお、これらの機能部は、図８に沿って説明された第２実施形態を実現するための機能ブロックである。これらの機能部によって実行される処理については図１０に沿って後述し、これらの機能部を実現するハードウェア構成については図２１に沿って後述する。

図１０に、第２実施形態の処理が示される。図１０に示される処理は、図１に示される再生装置１５０によって実行される処理であって、図８に沿って説明された第２実施形態を実現して、再生装置１５０が受光した受信光から特定の情報を良好に再生するための処理である。図１０に示される処理は、処理１０００によって開始される。

処理１０００に次いで、受信光から各色成分の受信信号を生成する処理１００２が、生成部９００によって実行される。処理１００２では、再生装置１５０が受光した光のＲＧＢ成分の各々の強度を時系列的にサンプリングし、このサンプリングされた強度を例えば０〜２５５の階調に正規化する。そして、ＲＧＢ成分の各々の正規化された値を上述した変換式（４）〜（６）に代入することにより、照明装置１１０が情報を重畳した信号である、例えばＹＵＶ成分の内のＵ成分及びＶ成分の色差信号を当該受信信号として生成する。

生成された受信信号におけるプリアンブル部を検出する処理１００４が、検出部９１０によって実行される。処理１００４では、処理１００２によって生成されたＵ成分及びＶ成分の色差信号を時間方向にスライドさせながら、各区間における信号とプリアンブルに対応する特定のパターンとの相互相関関数を計算する。そして、この計算の結果、当該特定のパターンとの相互相関関数が最大となる信号区間をプリアンブル部として検出する。

検出されたプリアンブル部と特定のパターンとを比較することで重み行列を取得する処理１００６が、取得部９２０によって実行される。処理１００６では、処理１００４によって検出された、例えばＵ成分及びＶ成分の色差信号の各々のプリアンブル部を、ＭＩＭＯ通信における複数チャンネルとみなして、例えばＭＭＳＥアルゴリズムを用いることで、上述の式（１３）に表わされる重み行列Ｗを推定することで、重み行列Ｗを取得する。

取得された重み行列を受信信号に施して受信信号を補正する処理１００８が、補正部９３０によって実行される。処理１００８では、処理１００６によって取得された重み行列Wを用いて上述の式（１４）を計算する事により、受信側８１０におけるＵ成分及びＶ成分の色差信号を補正する。処理１００８によって、送信側８００が送信した際のＵ成分及びＶ成分の色差信号が再生される。

補正された受信信号に基づき特定の情報を取得する処理１０１０が、取得部９２０によって実行される。処理１０１０では、処理１００８によって補正されたＵ成分及びＶ成分の色差信号に基づいて、送信側８００が光に重畳した特定の情報を取得する。

なお、処理１０１０に次いで、取得された特定の情報が、図１に沿って上述したように、再生装置１５０に取得させたい他の情報を特定するための情報であって、例えば、当該他の情報を特定するためのＩＤであったり、当該他の情報を取得させるためのＵＲＬを特定するための情報等であったりする場合には、当該他の情報を保持しているサーバ装置１７０に、当該特定の情報１２５に対応するＩＤやＵＲＬ等を指定してアクセスし、このアクセスに対するサーバ装置１７０からの応答として当該他の情報を取得する処理が、取得部９２０によって実行されてもよい。さらに、サーバ装置１７０から他の情報が取得されたりした場合に課金してもよい。

そして、処理１０１２により、図１０に示される処理を終える。

上述の第２実施形態によれば、物体の分光反射率の影響によって色空間の変換の対称性が保たれず、送信信号おける第１成分が受信信号における第２成分に対して干渉していたとしても、予めプリアンブルのパターンを定めておき、受信信号における各色成分をＭＩＭＯ通信の複数チャンネルとみなすことによって取得した重み行列を利用することで、光に重畳された特定の情報を良好に再生することができる。

図１１に、第３実施形態が示される。図１１に沿って、第３実施形態の概要を説明する。第３実施形態では、照明装置１１０が発光する光が照射される物体の分光反射率を推定し、推定された分光反射率に対応する干渉マトリックスを使用することで、再生装置１５０が受信光から特定の情報を良好に再生できるようにする実施形態である。

なお、後述するが、第３実施形態で使用する干渉マトリックスとしては、照明装置１１０が発光する光が種々の物体に照射されることを想定して予め準備された、種々の分光反射率に対応する複数の干渉マトリックスから、推定された分光反射率に対応する干渉マトリックスが選ばれてもよい。そして、この場合に、推定された分光反射率と合致する分光反射率に関連付けられた干渉マトリックスがなければ、推定された分光反射率に最も類似している分光反射率に関連付けられている干渉マトリックス選んでもよい。また、干渉マトリックスを予め準備しておかなくても、物体の分光反射率が推定された時に、当該分光反射率に基づいて干渉マトリックスを計算してもよい。

はじめに、第３実施形態について、送信信号である色成分１の信号ｘ及び色成分２の信号ｙが、振幅比が１：１の正弦波であり、色成分１がＹＵＶ色空間におけるＵ成分であって色成分２がＹＵＶ色空間におけるＶ成分として例示するが、上述した実施形態と同様に、発明がこれらの例示に限定されないことをここに述べておく。

なお、色成分１の信号ｘ´は例えばＹＵＶ色空間におけるＵ成分の色差信号であり、色成分２の信号ｙ´は例えばＹＵＶ色空間におけるＶ成分の色差信号である。

これら信号ｘ´及び信号ｙ´は、図４に沿っても説明したように、例えばＹＵＶ色空間における信号ｘ及び信号ｙがＲＧＢ信号に変換されて光として発光され、このＲＧＢ信号が特定の分光反射率を有する物体によって反射されることによって反射前のＲＧＢ信号とは色成分の構成が異なるＲ´Ｇ´Ｂ´信号となり、受信側で受信したＲ´Ｇ´Ｂ´信号が変換されることで取得した、元のＹＵＶ信号とは内容が異なるＹ´Ｕ´Ｖ´信号に基づいている。

なお、信号ｘ及び信号ｙには、上述した第２実施形態で説明される例を適用して、送信側によってプリアンブル部を埋め込んでおいてもよく、信号ｘ´及び信号ｙ´を検出の際には、信号に埋め込まれたプリアンブル部を検出することによって、その後に続くデータ部を検出してもよい。

図１１（Ａ）には、振幅が１であるＵ成分の信号ｘを送信信号として含む光が物体に反射された結果、当該物体の分光反射率の影響を受けてしまい、その一部がＨ_１１として受信信号であるＵ成分の信号ｘ´に寄与し、他の一部がＨ_１２として受信信号であるＶ成分の信号ｙ´に寄与することが示されている。

ところで、当該物体の分光反射率は、物体の反射光を構成するＲＧＢ信号を受信側でＹＵＶ信号に変換する際の変換係数に対して、特定の反射係数α、β、γ（０≦α≦１、０≦β≦１、０≦γ≦１）を乗算したものとして扱うことができる。これを式（１５）〜（１７）に示す。なお、式（１５）〜（１７）において、Ｒにαを乗算したαＲが上述のＲ´であり、Ｇにβを乗算したβＧが上述のＧ´であり、Ｂにγを乗算したγＢが上述のＢ´である。
Ｙ´＝α×０．２９９Ｒ＋β×０．５８７Ｇ＋γ×０．１１４Ｂ （１５）
Ｕ´＝α×（−０．１６９）Ｒ＋β×（−０．３３１）Ｇ＋γ×０．５００Ｂ （１６）
Ｖ´＝α×０．５００Ｒ＋β×（−０．４１９）Ｇ＋γ×（−０．０８１）Ｂ （１７）
ここで、物体の分光反射率として、例えば、α＝１．０、β＝０．６、γ＝０．０であると設定すると、輝度信号であるＹ成分が一定とし、かつ信号ｘ及び信号ｙの振幅が各々１であるとしているので、式（１）〜（３）及び式（１５）〜（１７）を用いた計算により、信号ｘから信号ｘ´に寄与するＨ_１１成分が０．０７となる。同様にして、信号ｙから信号ｙ´に寄与するＨ_１２成分は０．０９となる。

他方、図１１（Ｂ）には、振幅が１であるＶ成分の信号ｙを送信信号として含む光が物体に反射された結果、当該物体の分光反射率の影響を受けてしまい、その一部がＨ_２１として受信信号であるＵ成分の信号ｘ´に寄与し、他の一部がＨ_２２として受信信号であるＶ成分の信号ｙ´に寄与することが示されている。

ここで、物体の分光反射率として、図１１（Ａ）の場合と同様に、α＝１．０、β＝０．６、γ＝０．０であると設定すると、輝度信号であるＹ成分が一定とし、かつ信号ｘ及び信号ｙの振幅が各々１であるとしているので、式（１）〜（３）及び式（１５）〜（１７）を用いた計算により、信号ｙから信号ｘ´に寄与するＨ_２１成分が０．１０となる。同様にして、信号ｙから信号ｙ´に寄与するＨ_１１成分は０．８８となる。

なお、受信側で検出する信号ｘ´の振幅は、図１１（Ａ）に示される信号ｘ´のＨ_１１成分と図１１（Ｂ）に示される信号ｘ´のＨ_２１成分の和となる。他方、受信側で検出する信号ｙ´の振幅は、図１１（Ａ）に示される信号ｙ´のＨ_１２成分と図１１（Ｂ）に示される信号ｙ´のＨ_２２成分の和となる。

ここで、留意すべきは、物体の分光反射率に基づいてα＝１．０、β＝０．６、γ＝０．０が設定された場合には、送信側の信号ｘの位相が、受信側では反転しているということである。位相情報を使って光に情報を重畳させた場合に、このような位相反転が生じていると情報を正しく再生できない。

そこで、第３実施形態では、例えば、照明装置１１０が発光する光が種々の物体に照射されることを想定して、種々の分光反射率を想定した干渉マトリックスを予め準備しておく。上述の分光反射率の例であれば、予め準備しておく干渉マトリックスは、式（１８）となり、信号ｘ及び信号ｙと、信号ｘ´及び信号ｙ´の関係は式（１９）で表わされる。なお、式（１８）において、Ｈ_２１の符号をマイナスとしているのは、図１１（Ｂ）に示されるように、位相が反転していることを反映させているからである。

第３実施形態では、想定される分光反射率の各々について、式（１８）で表わされる干渉マトリックス又はその逆行列を求め、干渉マトリックス又はその逆行列の各々を、それらを求める際に設定した分光反射率に関連付けて記憶装置に予め格納しておく。

そして、特定の情報を重畳するための光の分光分布を予め定めておき、受信光と当該予め定められた光の分光分布から、反射係数α、β及びγを推定する。

上述したように、第３実施形態では、干渉マトリックス又はその逆行列が、例えば、対応する反射係数と関連付けられて予め準備されているので、推定された反射係数に関連付けられた干渉マトリックス又はその逆行列を選択する。そして、受信光から生成した信号ｘ´及び信号ｙ´を、選択された干渉マトリックスから求めた逆行列又は選択された逆行列に基づいて補正することで、送信側における信号ｘ及び信号ｙを推定し、重畳された特定の情報を再生して取得する。

なお、送信側のＵ成分とＹ成分の振幅比を１：１として上述したが、Ｕ成分とＶ成分の振幅比が１：ｎの場合には、干渉マトリックスを式（２０）とすればよい。そして、式（２０）に従った干渉マトリックス又はその逆行列を反射係数に関連付けて予め準備しておけばよい。

図１２に、第３実施形態の機能ブロックが示される。図１２に示されるように、図１に示された再生装置１５０は、例えば、ワーキングメモリとして使用される、再生装置１５０のＲＡＭにロードされたプログラムが、再生装置１５０のＣＰＵによって実行されることにより、生成部１２００、推定部１２１０、選択部１２２０、補正部１２３０、及び、取得部１２４０として機能する。なお、これらの機能部は、図１１に沿って説明された第３実施形態を実現するための機能ブロックである。これらの機能部によって実行される処理については図１３及び１４に沿って後述し、これらの機能部を実現するハードウェア構成については図２１に沿って後述する。

図１３に、第３実施形態の処理の例が示される。図１３に示される処理は、図１に示される再生装置１５０によって実行される処理であって、図１１に沿って説明された第３実施形態を実現して、再生装置１５０が受光した受信光から特定の情報を良好に再生するための処理である。図１３に示される処理は、処理１３００によって開始される。

受信光から各色成分の受信信号を生成する処理１３０２が、生成部１２００によって実行される。処理１３０２では、再生装置１５０が受光した光のＲＧＢ成分の各々の強度を時系列的にサンプリングし、このサンプリングされた強度を例えば０〜２５５の階調に正規化する。そして、ＲＧＢ成分の各々の正規化された値を上述した変換式（４）〜（６）に代入することにより、照明装置１１０が情報を重畳した信号である、例えばＹＵＶ成分の内のＵ成分及びＶ成分の色差信号を当該受信信号として生成する。

物体の分光反射率を推定する処理１３０４が、推定部１２１０によって実行される。処理１３０４では、図１１に沿って上述したように、既知の分光分布（例えば、分光分布が予め定められた送信光や白色光など）と受信光とから、変換式（１５）〜（１７）における反射係数α、β及びγを求めることで、物体の分光反射率を推定する。

例えば、物体に照射される光又は物体に照射される予定の光が白色であった場合、当該光の分光分布を表すＲＧＢ色空間における各成分について、０〜２５５の階調に正規化した値は、ＲＧＢ＝（２５５、２５５、２５５）となる。このような光が物体によって反射され、そして、この反射光を受光した場合に、受信光におけるＲＧＢ色空間の各成分の正規化された値を当該光の分光分布と比較することで、反射係数を求めることができる。

例えば、受信光のＲＧＢ色空間における各成分の値が（１００、１５０、６０）であった場合、反射係数は、α=０．３９（=１００／２５５）、β＝０．５９（＝１５０／２５５）、γ＝０．２６（＝６０／２５５）となる。

ここで、当該光の分光分布は、例えば分光測定器を用いることにより定めることもできる。ただし、分光測定器の特性と、受信光を受信する受光素子の特性との差によって生じる誤差を考慮するために、例えば、物体に照射される予定の光を受光素子によって直接受光した場合のＲＧＢ色空間における各成分の値を測定することで、誤差に対する補正をかけてもよい。または、受光素子が有する特性のばらつきによる影響が小さく、想定した分光測定と実際に受光した際の分光分布とのずれが無視できる程度であれば、これらを一致するものとして扱ってもよい。

予め準備された複数の干渉マトリクスのうち、推定された分光反射率に対応する干渉マトリックスを選択する処理１３０６が、選択部１２２０によって実行される。

処理１３０６において、予め準備された複数の干渉マトリクスとは、図１１に沿って説明した方法に従って種々の分光反射率を想定して求められた複数の干渉マトリックス又はそれらの逆行列であって、対応する分光反射率（反射係数）と関連付けられて予め記憶装置に記憶されているものである。処理１３０６では、処理１３０４によって推定された分光反射率（反射係数）に対応する干渉マトリックスを、予め準備された複数の干渉マトリクスから選択する。

また、処理１３０６において、仮に、処理１３０４によって推定された分光反射率（反射係数）対応する干渉マトリックスがみつからなければ、推定された分光反射率に最も類似している分光反射率に関連付けられている干渉マトリックス選んでもよいし、第１実施形態を適用して特定の情報を再生してもよい。

ここで、最も類似した分光反射率をどのようにして求めるかを例示するために、類似度の評価の方法の例を以下に示す。

例えば、処理１３０４によって推定された反射係数（α、β、γ）においてαが１となるように正規化した値を（α´、β´、γ´）とし、物体に照射される光又は物体に照射される予定の光の分光反射率をＲＧＢ色空間における各成分の値（ｒ、ｇ、ｂ）においてｒが１となるように正規化した値を（ｒ´、ｇ´、ｂ´）とする。この場合、類似度μを式（２１）で表わす。

式（２１）では、比較される２つの分光反射率の距離の逆数を類似度μとして考えているので、μが大きいほど（すなわち、距離が短いほど）分光反射率が類似していることになる。なお、発明はこの方法に限定されず、（α、β、γ）と（ｒ、ｇ、ｂ）の類似度μを評価する他の手法を用いてもよい。

選択された干渉マトリクスを予め定められた振幅比に基づいて修正する処理１３０８が、補正部１２３０によって実行される。

図１３に示された処理において取り扱われる、予め準備された複数の干渉マトリクスは、式（２０）ではなく、送信側の色差信号の振幅比が１：１である場合について各分光反射率の設定に従って求めた干渉マトリックスを想定している。そのため、実際に受信光から特定の情報を再生する場合に、仮に送信光における色差信号の振幅比が１：１に設定されていないのであれば、送信光における色差信号の振幅比に合わせて、処理１３０６によって選択された干渉マトリックスの成分を修正することになる。

そこで、処理１３０８では、実際の送信光における色差信号に適用された振幅比と式（２０）に基づいて、処理１３０６によって選択された干渉マトリックスの成分を修正する。

修正された干渉マトリクスに基づいて受信信号を補正する処理１３１０が、補正部１２３０によって実行される。処理１３１０では、処理１３０８によって修正された干渉マトリックスの成分に基づいて、受信光における各色差信号を補正する。この補正によって、送信光における各色差信号を推定することができる。

補正された受信信号に基づき特定の情報を取得する処理１３１２が、取得部１２４０によって実行される。処理１３１２では、処理１３１０によって補正された各色差信号を復号することによって、送信光に重畳された特定の情報を再生して取得する。

なお、処理１３１２に次いで、取得された特定の情報が、図１に沿って上述したように、再生装置１５０に取得させたい他の情報を特定するための情報であって、例えば、当該他の情報を特定するためのＩＤであったり、当該他の情報を取得させるためのＵＲＬを特定するための情報等であったりする場合には、当該他の情報を保持しているサーバ装置１７０に、当該特定の情報１２５に対応するＩＤやＵＲＬ等を指定してアクセスし、このアクセスに対するサーバ装置１７０からの応答として当該他の情報を取得する処理が、取得部１２４０によって実行されてもよい。さらに、サーバ装置１７０から他の情報が取得されたりした場合に課金してもよい。

そして、処理１３１４により、図１３に示される処理を終える。

なお、図１３に示される処理については、複数の干渉マトリックスを予め準備しておく場合に沿って例示したが、発明はこれに限定されない。

干渉マトリックスを予め準備していない場合、または、複数の干渉マトリックスを予め準備しておくものの処理１３０４によって推定された分光反射率（反射係数）に対応する干渉マトリックスがみつからない場合に、図１１に沿って例示した方法に従い、処理１３０４によって物体の分光反射率が推定された時点で、当該分光反射率に基づいて干渉マトリックスを計算して、計算された干渉マトリックスに従って受信信号を補正してもよい。

図１４に、第３実施形態の処理の他の例が示される。図１４に示される処理は、図１に示される再生装置１５０によって実行される処理であって、図１１に沿って説明された第３実施形態を実現して、再生装置１５０が受光した受信光から特定の情報を良好に再生するための他の処理である。

図１４に示される処理と図１３に示される処理との違いは、図１３に示される処理が、予め準備された複数の干渉マトリクスとして、送信側の色差信号の振幅比が１：１である場合について各分光反射率の設定に従って求めた干渉マトリックスを想定しているのに対して、図１４に示される処理では、送信側の色差信号の振幅比が１：ｎである場合のｎの候補の各々について各分光反射率の設定に従って求めた干渉マトリックスを想定していることである。

つまり、図１３に示される例では、処理１３０８によって干渉マトリックスの成分を実際の振幅比に基づいて修正する処理を有するが故に、送信側の色差信号の振幅比が１：１の場合についての干渉マトリックスを予め準備しておけばよいのに対して、図１４に支援される例では、予め準備しておく干渉マトリックスを、送信側の色差信号の振幅比が１：ｎの場合のｎの候補分だけ多く準備しておき、干渉マトリックスを修正する処理を省いている。

処理１４００によって処理が開始されると、受信光から各色成分の受信信号を生成する処理１４０２が、生成部１２００によって実行される。再生装置１５０が受光した光のＲＧＢ成分の各々の強度を時系列的にサンプリングし、このサンプリングされた強度を例えば０〜２５５の階調に正規化する。そして、ＲＧＢ成分の各々の正規化された値を上述した変換式（４）〜（６）に代入することにより、照明装置１１０が情報を重畳した信号である、例えばＹＵＶ成分の内のＵ成分及びＶ成分の色差信号を当該受信信号として生成する。

物体の分光反射率を推定する処理１４０４が、推定部１２１０によって実行される。処理１４０４では、図１１に沿って上述したように、既知の分光分布（例えば、分光分布が予め定められた送信光や白色光など）と受信光の分光分布とから、変換式（１５）〜（１７）における反射係数α、β及びγを求めることで、物体の分光反射率を推定する。

予め準備しておいた複数の干渉マトリクスのうち、推定された分光反射率及び予め定められた振幅比に対応する干渉マトリックスを選択する処理１４０６が、選択部１２２０によって実行される。処理１４０６では、予め準備された複数の干渉マトリックスから、処理１４０４によって推定された分光反射率（反射係数）と予め定められた送信信号の振幅比に対応する干渉マトリックス選択する。

なお、処理１４０４において、仮に、対応する干渉マトリックスがみつからなければ、第１実施形態を適用して特定の情報を再生すればよい。

選択された干渉マトリクスに基づいて受信信号を補正する処理１４０８が、補正部１２３０によって実行される。処理１４０８では、処理１４０６によって選択された干渉マトリックスの成分に基づいて、受信光における各色差信号を補正する。この補正によって、送信光における各色差信号を推定することができる。

補正された受信信号に基づき特定の情報を取得する処理１４１０が、取得部１２４０によって実行される。処理１４１０では、処理１４０８によって補正された各色差信号を復号することによって、送信光に重畳された特定の情報を再生して取得する。

そして、処理１４１２により、図１４に示される処理を終える。

上述の第３実施形態によれば、特定の情報が重畳された光が種々の物体に照射されることを想定して、種々の分光反射率を想定した干渉マトリックスを予め準備しておくことで、受信光から当該特定の情報を良好に再生できる。

図１５に、第４実施形態が示される。図１５に沿って、第４実施形態の概要を説明する。第４実施形態では、可視光通信における光が物体に照射された場合に、物体による反射光を含む受信光から当該物体の分光反射率を推定するための実施形態である。

さて、この第４実施形態では、送信光の分光分布を予め定めておき、受信光と予め定められている分光分布に従う送信光との比較によって、式（１５）〜（１７）における反射係数α、β、及びγを推定し、反射係数の逆数を受信光のＲＧＢ値にかけることで、色空間の変換における非対称性による干渉を防ぐ。なお、反射係数の推定は、例えば、第３実施形態の説明で述べた方法と同様にして行えばよい。

受光した光のＲＧＢ値がＲ´（＝α×Ｒ），Ｇ´（＝β×Ｇ）、Ｂ´（＝γ×Ｂ）であった場合、これらの値に推定した反射係数の逆数をかけることで再変換する。再変換した値をそれぞれＲ’’，Ｇ’’、Ｂ’’とする。てＹＵＶ空間に変換された受信信号Ｙ´Ｕ´Ｖ´はＲ’’＝Ｒ，Ｇ’’＝Ｇ、Ｂ’’＝Ｂであるので、
Ｙ´＝０．２９９Ｒ’’＋０．５８７Ｇ’’＋０．１１４Ｂ’’＝Ｙ （２２）
Ｕ´＝−０．１６９Ｒ’’＋（−０．３３１）Ｇ’’＋０．５００Ｂ’’＝Ｕ （２３）
Ｖ´＝０．５００Ｒ’’＋（−０．４１９）Ｇ’’＋（−０．０８１）Ｂ’’＝Ｖ （２４）
となり、受信側では送信信号を干渉の影響なく復元できる。

なお、受信側の受光素子の特性により、α、β、γの推定誤差が生じることもある。この場合、厳密にＲ’’＝Ｒ，Ｇ’’＝Ｇ、Ｂ’’＝Ｂとなるわけではないが、送信信号の復元において影響のない範囲であれば、同一とみなしてもよい。また、受光素子の特定を加味して補正をかけてもよい。

また、再変換において、α、β、γの逆数をかけるのではなく、それぞれの係数の逆比をかけても良い。

例えば、α=０．１２５、β＝０．２５、γ＝０．５０であった場合、それぞれの係数の逆数は１／α＝８、１／β＝４、１／γ＝２である。一方、α：β：γの逆比は４：２：１である。

逆数による変換Ｒ’’＝Ｒ´×８、Ｇ’’＝Ｇ´×４、Ｂ’’＝２×Ｂ´を用いてＹ´ Ｕ´Ｖ´を生成する場合に対し、逆比による変換Ｒ’’＝Ｒ´×４、Ｇ’’＝Ｇ´×２、Ｂ’’＝１×Ｂ´を用いて生成されたＹ´ Ｕ´Ｖ´はＹ´＝１／２Ｙ、Ｕ´＝１／２Ｕ、Ｖ´＝１／２Ｖとなる。すなわち、送信信号を線形変換しただけの信号が生成されることになり、容易に情報の復号が可能となる。

また、ここで推定した反射係数のいずれかが０になってしまった場合に関しては、例えば係数の逆数を無限とする代わりに、実装しうる最大値にしてもよい。

ただし、図１５（Ａ）に示されるように、受信光の強度は時間的に変化しているため、受信光をサンプリングした場合のサンプリング点毎に、受信光の値と分光分布が既知の送信光とを比較して求めた反射係数α、β、及びγを使用すると、受信光を補正する際に、送信光に重畳させた特定の情報が失われてしまう可能性がある。

そこで、この第４実施形態では、図１５（Ｂ）に示されるように、反射係数α、β、及びγを、受信光におけるｎ（０＜ｎ）周期分の平均値と分光分布が既知の送信光との比較によって決定する。この第４実施形態によれば、信号周期に従って平均すると分光分布が一定になるように透かし信号を埋め込んでおけば、この信号に同期させて平均化処理を行うことで高精度に分光分布を推定することが可能となる。

また、同様の方法で分光反射率（反射係数）を推定して、推定された分光反射率（反射係数）を用いて、第３実施形態において説明した干渉マトリックスを予め準備したり、その場で計算する等の応用が可能である。また、第３実施形態においては、ＹＵＶ空間における受信信号を生成してから干渉マトリクスを用いて受信信号を補正したが、干渉マトリクスを用いる代わりに推定した反射係数の逆数を用いて生成した受信信号を補正してもよい。実際の処理としては、式（１５）〜（１７）のＲの項、Ｇの項、Ｂの項にそれぞれ１／α、１／β、１／γをかけることになり、最終的には式（２２）〜（２４）と同様の式になる。

なお、高精度な推定のために、ｎ（０＜ｎ）周期分の平均値を用いることを示したが、発明はこれに限定されない。例えば、図１５（Ａ）において、信号を受信した最初のサンプリング点を用いて分光反射率及び補正値を推定し、後のサンプリング点においても最初のサンプリング点から推定した補正値と同様の補正値を用いて受信光を変換すれば、透かし信号が消えてしまうことはない。

図１６に、第４実施形態の機能ブロックが示される。図１６に示されるように、図１に示された再生装置１５０は、例えば、ワーキングメモリとして使用される、再生装置１５０のＲＡＭにロードされたプログラムが、再生装置１５０のＣＰＵによって実行されることにより、推定部１６００、補正部１６１０、生成部１６２０、及び、取得部１６３０として機能する。なお、これらの機能部は、図１５に沿って説明された第４実施形態を実現するための機能ブロックである。これらの機能部によって実行される処理については図１７に沿って後述し、これらの機能部を実現するハードウェア構成については図２１に沿って後述する。

図１７に、第４実施形態の処理が示される。図１７に示される処理は、図１に示される再生装置１５０によって実行される処理であって、図１５に沿って説明された第４実施形態を実現して、可視光通信における光が物体に照射された場合に、物体による反射光を含む受信光から当該物体の分光反射率を推定するための処理である。図１７に示される処理は、処理１７００によって開始される。

受信光をｎ周期分の時間で平均する処理１７０２が、推定部１６００によって実行される。処理１７０２では、図１５に沿って説明したのと同様に、再生装置１５０が受光した、例えば、ＹＵＶ色空間のＵ成分及びＶ成分の色差信号に情報が埋め込まれた受信光について、ｎ周期分の時間における各サンプリング点での受信値の平均を算出する。

平均された受信光と送信光の分光分布を比較することで、反射係数を推定する処理１７０４が、推定部１６００によって実行される。処理１７０４では、図１５に沿って説明したのと同様に、処理１７０２によって平均された受信光と分光分布が既知の送信光を比較することで、ＲＧＢ色空間からＹＵＶ色空間へ変換する際の変換式おける変換係数を補正するための反射係数α、β及びγを推定する。

推定された反射係数に基づき受信光を補正する処理１７０６が、補正部１６１０によって実行される。処理１７０６では、処理１７０４によって推定され反射係数α、β及びγの逆数を使用して、受信光のＲＧＢ色空間の各成分の値を補正する。

次いで、補正された受信光からＹＵＶ色空間における信号を生成する処理１７０８が、生成部１６２０により行われる。そして、生成された信号に基づき特定の情報を取得する処理１７１０が、取得部１６３０によって実行される。

なお、処理１７１０に次いで、取得された特定の情報が、図１に沿って上述したように、再生装置１５０に取得させたい他の情報を特定するための情報であって、例えば、当該他の情報を特定するためのＩＤであったり、当該他の情報を取得させるためのＵＲＬを特定するための情報等であったりする場合には、当該他の情報を保持しているサーバ装置１７０に、当該特定の情報１２５に対応するＩＤやＵＲＬ等を指定してアクセスし、このアクセスに対するサーバ装置１７０からの応答として当該他の情報を取得する処理が、取得部１６４０によって実行されてもよい。さらに、サーバ装置１７０から他の情報が取得されたりした場合に課金してもよい。

そして、処理１７１２により、図１７に示される処理を終える。

上述の第４実施形態によれば、可視光通信において、ＲＧＢ色空間からＹＵＶ色空間への変換式における変換係数を補正するための反射係数を推定することができる。なお、第４実施形態の方法を、第３実施形態の処理１３０４や処理１４０４に適用してもよい。

なお、図１７では受信光をｎ周期分の時間で平均する例を示したが、発明はこれに限定されない。例えば、図１５（Ａ）において、信号を受信した最初のサンプリング点を用いて分光反射率及び補正値を推定し、後のサンプリング点においても最初のサンプリング点から推定した補正値と同様の補正値を用いて受信光を変換してもよい。

図１８に、第５実施形態が示される。図１８に沿って、第５実施形態の概要を説明する。第５実施形態では、照明装置１１０において、分光分布が既知の光（例えば白色）に特定の情報を埋め込む。そして、図１８に示されるように、照明装置１１０から発光されたこの光が特定の物体１３０に照射される。

この物体１３０による反射光を含む光を受光する再生装置１５０において、受信光に基づいて当該物体１３０をカメラで撮像した場合に、当該物体を含む画像１８００を複数の領域に分割する。

ここで、送信光として分光分布が既知の光を使用していることから、複数の領域毎の受信光と送信光とを比較し、送信光の分光分布とより近い分光分布を有する受信光が得られた領域を優先して選択して、受信光を解析する。また、送信光の分光分布とより近い分光分布を有する受信光が得られた領域に対するに対してより大きな重み付けをすることによって、受信光を解析する。

第５実施形態によれば、物体の分光反射率による影響がより少ない受信光を使用して、当該特定の情報を再生できるため、この再生される情報を確からしさが向上する。また、撮像した画角内に異なる分光反射率を有する物体が複数ある場合であっても、お互いの成分に干渉を起こす分光反射率を有する物体どうしによる反射の影響を抑制することが可能となる。

図１９に、第５実施形態の機能ブロックが示される。図１９に示されるように、図１に示された再生装置１５０は、例えば、ワーキングメモリとして使用される、再生装置１５０のＲＡＭにロードされたプログラムが、再生装置１５０のＣＰＵによって実行されることにより、取得部１９００、及び、解析部１９１０として機能する。なお、これらの機能部は、図１８に沿って説明された第５実施形態を実現するための機能ブロックである。これらの機能部によって実行される処理については図２０及び２１に沿って後述し、これらの機能部を実現するハードウェア構成については図２１に沿って後述する。

図２０に、第５実施形態の処理が示される。図２０に示される処理は、図１に示される再生装置１５０によって実行される処理であって、図１８に沿って説明された第５実施形態を実現して、物体の分光反射率による影響がより少なくなるようにして当該特定の情報を再生するための処理である。図２０に示される処理は、処理２０００によって開始される。

受信光に基づき画像を取得する処理２００２が、取得部１９００によって実行される。処理２００２では、例えば、再生装置１５０に含まれる撮像部（カメラ）によって受信光を受光し、この受光によって撮像された画像を取得する。

取得された画像を複数の領域に分割する処理２００４が、解析部１９１０によって実行される。処理２００４では、処理２００２によって取得された画像を、図１８に沿って上述したように、複数の領域に分割する。

送信光における既知の分光分布に基づき、領域毎に受信光を評価する処理２００６が、解析部１９１０によって実行される。処理２００６では、処理２００４によって生成された複数の領域毎に、当該領域で受光した受信光の各々を、送信光における既知の分光分布と比較することによって、領域毎の受信光の各々の分光分布と当該既知の分光分布の類似度を評価する。領域毎の分光分布を求めるにあたり、例えば領域内の平均画素値を用いることが考えられる。また、第３実施形態と同様に、類似度の評価の方法の例を示す。

例えば、推定された反射係数（α、β、γ）においてαが１となるように正規化した値を（α´、β´、γ´）とし、物体に照射される光又は物体に照射される予定の光の分光分布をＲＧＢ色空間における各成分の値（ｒ、ｇ、ｂ）においてｒが１となるように正規化した値を（ｒ´、ｇ´、ｂ´）とする。この場合、類似度μを式（２５）で表わす。

なお、発明はこの方法に限定されず、（α、β、γ）と（ｒ、ｇ、ｂ）の類似度μを評価する他の手法を用いてもよい。

評価結果に従って受信光を解析する処理２００８が、解析部１９１０によって実行される。処理２００８では、処理２００６によって評価された、領域毎の類似度に従って、領域に重み付けをする。例えば、類似度が閾値よりも大きい領域については、優先的に考慮するために大きな重み付けをする。他方で、類似度が閾値よりも小さい領域については小さな重み付けをする。なお、類似度が小さい領域に対する重みを０とすれば、類似度が大きい領域だけを選択することができる。

重み付けに基づいて受信光を解析する処理２０１０が、解析部１９１０によって実行される。処理２０１０では、処理２００８によって重み付けされた複数の領域における受信光に従って、上述の各実施形態と同様にして干渉マトリックスを求め、干渉マトリックスによって受信光を補正することで当該受信光を解析し、補正された受信光から特定の情報を再生して取得する。

なお、処理２０１０に次いで、取得された特定の情報が、図１に沿って上述したように、再生装置１５０に取得させたい他の情報を特定するための情報であって、例えば、当該他の情報を特定するためのＩＤであったり、当該他の情報を取得させるためのＵＲＬを特定するための情報等であったりする場合には、当該他の情報を保持しているサーバ装置１７０に、当該特定の情報１２５に対応するＩＤやＵＲＬ等を指定してアクセスし、このアクセスに対するサーバ装置１７０からの応答として当該他の情報を取得する処理が、解析部１９１０によって実行されてもよい。さらに、サーバ装置１７０から他の情報が取得されたりした場合に課金してもよい。

処理２０１２によって、図２０に示される処理を終える。

上述の第５実施形態によれば、物体の分光反射率による影響がより少なくなるようにして当該特定の情報を再生することができるので、再生された情報の確からしさが向上する。

図２１に、実施例の再生装置及び照明装置のハードウェア構成が示される。図１に示される再生装置１５０、及び照明装置１１０は、図２１に図示される一般的なコンピュータ２１００の構成を有する。なお、実施例では説明を簡略化するために、再生装置１５０、及び照明装置１１０をまとめて図２１に沿って説明する。そのため再生装置１５０、及び照明装置１１０の各々は別々であっても同じ符号（例えばＣＰＵ２１０２など）を用いて説明する。さらに、後述するように、再生装置１５０、又は照明装置１１０何れか一方のみに含まれる構成であっても、図２１にまとめて示していることをここに述べておく。

コンピュータ２１００は、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）２１０２、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）２１０４、及びＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）２１０６を含む。このコンピュータ２１００は、さらに、ハードディスク装置２１０８、入力装置２１１０、出力装置２１１２、インタフェース装置２１１４、及び記録媒体駆動装置２１１６を含む。そして、再生装置１５０の場合には、撮像装置２１２２を含み、投影装置（プロジェクタ）２１２４を含んでいてもよい。他方、照明装置１１０の場合には、上述したように光に情報を重畳させる可視光通信において光を発光させる複数の発光素子（ＬＥＤ）を有する発光装置２１２６を有している。

なお、上述の各構成要素はバス２１２０を介して互いに接続されており、ＣＰＵ２１０２の管理の下で各種のデータを相互に授受する。

ＣＰＵ２１０２は、このコンピュータ２１００全体の動作を制御する演算処理装置であり、コンピュータ２１００の制御処理部として機能する。

ＲＯＭ２１０４は、所定の基本制御プログラムが予め記録されている読み出し専用半導体メモリである。ＣＰＵ２１０２は、この基本制御プログラムをコンピュータ２１００の起動時に読み出して実行することにより、このコンピュータ２１００の各構成要素の動作制御が可能になる。

ＲＡＭ２１０６は、ＣＰＵ２１０２が各種の制御プログラムを実行する際に、必要に応じて作業用記憶領域として使用する、随時書き込み読み出し可能な半導体メモリである。

再生装置１５０の場合には、上述した図７、図１０、図１３、図１４、図１７及び図２０に示される処理を実行するためのプログラムがＲＡＭ２１０６に読み出され、ＣＰＵ２１０２がこのプログラムを実行することによって、再生装置１５０は、各処理に応じて、図６、図９、図１２、図１６、及び図１９に示される機能を実現する。

ハードディスク装置２１０８は、ＣＰＵ２１０２によって実行される各種の制御プログラムや各種のデータを記憶しておく記憶装置である。ＣＰＵ２１０２は、ハードディスク装置２１０８に記憶されている所定の制御プログラムを読み出して実行することにより、後述する各種の制御処理を行えるようになる。

入力装置２１１０は、例えばマウス装置やキーボード装置であり、コンピュータ２１００のユーザにより操作されると、その操作内容に対応付けられている各種情報の入力を取得し、取得した入力情報をＣＰＵ２１０２に送付する。

出力装置２１１２は例えば液晶ディスプレイであり、ＣＰＵ２１０２から送付される表示データに応じて各種のテキストや画像を表示する。

インタフェース装置２１１４は、このコンピュータ２１００に接続される各種機器との間での各種情報の授受の管理を行う。インタフェース装置２１１４は、例えば、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）である。

記録媒体駆動装置２１１６は、可搬型記録媒体２１１８に記録されている各種の制御プログラムやデータの読み出しを行う装置である。ＣＰＵ２１０２は、可搬型記録媒体２１１８に記録されている所定の制御プログラムを、記録媒体駆動装置２１１６を介して読み出して実行することによって、後述する各種の制御処理を行うようにすることもできる。なお、可搬型記録媒体２１１８としては、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格のコネクタが備えられているフラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等がある。

撮像装置２１２２は、例えば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳといった、照明装置１１０が発する光に感度を有する固体撮像素子の２次元アレイにより形成されるイメージセンサと、そのイメージセンサ上に、撮影範囲の像を結像する結像光学系を有する。撮像装置２１２２は、受信光を受光している期間に撮像指示を受け取ると、所定の撮影レート（例えば、３０フレーム／秒）で撮像を実行し、撮像を行う度に画像を生成する。

１００ 情報配信システム
１１０ 照明装置
１１５ 照明光
１２０ 照射光
１２５ 特定の情報
１３０ 物体
１３５ 情報
１４０ 反射光
１５０ 再生装置
１７０ サーバ装置
５００、８００ 送信側
５１０、８１０ 受信側
６００、９００、１２００、１６２０ 生成部
６１０、９３０、１２３０、１６１０ 補正部
６２０ 復号部
６３０、９２０、１２４０、１６３０、１９００ 取得部
９１０ 検出部
１２１０、１６００ 推定部
１２２０ 選択部
１６００ 受光部
１８００ 画像
１９１０ 解析部
２１００ コンピュータ
２１０２ ＣＰＵ
２１０４ ＲＯＭ
２１０６ ＲＡＭ
２１０８ ハードディスク装置
２１１０ 入力装置
２１１２ 出力装置
２１１４ インタフェース装置
２１１６ 記録媒体駆動装置
２１１８ 可搬型記録媒体
２１２０ バス
２１２２ 撮像装置
２１２４ 投影装置
２１２６ 発光装置

Claims (11)

1. 少なくとも、特定の色空間において特定の振幅を有する複数の信号からなり、情報が重畳された前記複数の信号に基づいて発光された光を受光して、重畳された前記情報を再生する再生装置であって、
   受信光から前記特定の色空間における複数の信号を生成する生成部と、
   生成された前記複数の信号を、前記特定の振幅に基づいて補正する補正部と、
   補正された前記複数の信号に基づいて前記情報を取得する取得部と
   を有することを特徴とする再生装置。
2. 前記補正部は、前記生成された前記複数の信号の振幅の各々を前記特定の振幅に従い前記特定の色空間における複数の色成分を特定の割合で組み合わせることによって定めた場合の前記特定の割合に従って、前記生成された前記複数の信号の振幅を補正することを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
3. 前記生成された前記複数の信号は、前記特定の振幅を有しかつ予め定められた特定の参照信号を有するプリアンブルを有し、
   前記補正部は、前記プリアンブルと前記特定の参照信号との比較に基づいて取得される行列に基づいて、前記生成された複数の信号を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
4. 少なくとも、特定の色空間における複数の信号からなり、情報が重畳された前記複数の信号に基づいて発光された光を受光して、重畳された前記情報を再生する再生装置であって、
   受信光の分光分布と既知の分光分布とを比較することによって、前記発光された光を反射する物体の分光反射率を推定する推定部と、
   推定された前記物体の分光反射率に基づいて特定した色成分同士の干渉に応じて、前記受信光から生成した前記特定の色空間における複数の信号を補正する補正部と、
   補正された前記複数の信号に基づいて前記情報を取得する取得部と
   を有する
   ことを特徴とする再生装置。
5. 前記光は、前記特定の色空間における前記複数の信号を変換して得られた他の色空間における各成分に応じて発光された光であり、
   前記推定部は、前記受信光における特定の期間の分光分布の平均値と、分光分布が予め定められている前記発光された光の前記分光分布とを比較することによって、前記物体の分光反射率として、前記他の色空間における前記各成分についての反射係数を推定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の再生装置。
6. 前記補正部は、推定された前記反射係数の逆数、または、推定された前記反射係数の逆比に基づいて、前記受信光から生成した前記特定の色空間における複数の信号を補正する
   ことを特徴とする請求項５に記載の再生装置。
7. 前記再生装置は、前記受信光により前記物体を撮像する撮像部を有し、
   前記補正部は、前記物体の撮像に伴って受信する前記受信光から生成された前記複数の信号を補正する
   ことを特徴とする請求項４に記載の再生装置。
8. 撮像された前記物体の画像を複数の領域に分割し、前記複数の領域毎の受信光の各々の、分光分布が予め定められている前記発光された光の前記分光分布に対する所定の類似度に応じて、前記複数の領域に重み付けをする解析部
   を有することを特徴とする請求項７に記載の再生装置。
9. 少なくとも、特定の色空間において特定の振幅を有する複数の信号からなり、情報が重畳された前記複数の信号に基づいて発光された光を受光して、重畳された前記情報を再生する再生方法であって、
   受信光から前記特定の色空間における複数の信号を生成し、
   生成された前記複数の信号を、前記特定の振幅に基づいて補正し、
   補正された前記複数の信号に基づいて前記情報を取得する
   を有することを特徴とする再生方法。
10. 少なくとも、特定の色空間において特定の振幅を有する複数の信号からなり、情報が重畳された前記複数の信号に基づいて発光された光を受光して得られた信号に基づいて、コンピュータに、重畳された前記情報を再生させるプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    受信光から生成された前記特定の色空間における複数の信号を、前記特定の振幅に基づいて補正すること、
    補正された前記複数の信号に基づいて前記情報を取得すること
    を実行させることを特徴とするプログラム。
11. 少なくとも、特定の色空間において特定の振幅を有する複数の信号からなり、情報が重畳された前記複数の信号に基づいて光を発光する照明装置と、
    前記発光された光を受光して、重畳された前記情報を再生する再生装置とであって、前記再生装置は、受信光から前記特定の色空間における複数の信号を生成する生成部と、生成された前記複数の信号を、前記特定の振幅に基づいて補正する補正部と、補正された前記複数の信号に基づいて前記情報を取得する取得部と、を有し、
    取得された前記情報に応じた関連情報を提供する装置と
    を有することを特徴とするシステム。

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