WO2015014237A1

WO2015014237A1 - 可见光信号的接收方法及其装置

Info

Publication number: WO2015014237A1
Application number: PCT/CN2014/082954
Authority: WO
Inventors: 刘若鹏; 范林勇; 李春来
Original assignee: 深圳光启创新技术有限公司
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2015-02-05
Also published as: US20160164606A1; EP3029856B1; US9673903B2; KR20160040222A; JP2016525847A; JP6167236B2; EP3029856A1; EP3029856A4; KR101903697B1

Abstract

本发明涉及一种可见光信号的接收方法及其装置，该方法包括以下步骤：控制摄像头作为光信号接收器，采集涵盖一发射源的一组连续图像，该发射源发出可见光信号；从该组连续图像中获得来自该发射源的可见光信号。本发明由于采用摄像头接收可见光信号，可以在不增加和修改硬件的前提下，实现各种设备或系统的可见光通信功能。

Description

可见光信号的接收方法及其装置

技术领域

本发明涉及可见光通信领域，尤其是涉及一种可见光信号的接收方法及其装置。背景技术

可见光通信是一种在 LED 技术上发展起来的新兴的、短距离高速无线光通信技术。可见光通信的基本原理就是利用发光二极管（LED) 比荧光灯和白炽灯切换速度快的特点，通过 LED光源的高频率闪烁来进行通信。有光代表二进制 1，无光代表二进制 0。包含了数字信息的高速光信号经过光电转换即可获得信息。无线光通信技术因为其数据不易被干扰和捕获，光通信设备制作简单且不宜损坏或消磁，可以用来制作无线光加密钥匙。与微波技术相比，无线光通信有相当丰富的频谱资源，这是一般微波通信和无线通信无法比拟的；同时可见光通信可以适用任何通信协议、适用于任何环境；在安全性方面，无线光通信相比传统的磁性材料，无需担心消磁问题，更不必担心通信内容被人窃取；无线光通信的设备架设灵活便捷，且成本低廉，适合大规模普及应用。

随着可见光通信的快速推广，已经提出了利用电子设备的 LED灯发送可见光信号的技术，这使得电子设备与另一设备之间依靠可见光通信来实现短距离通信成为可能。然而目前可见光信号的接收单元普遍地采用基于光电二极管（例如 PIN、 APD等）的光信号接收器。光信号接收器接收光信号后，进行光电转换，然后再对转换出来的电信号进行解码等信号处理，还原成原信号。这样，如果要在接收装置接收可见光，还需额外配备基于光电二极管的光信号接收器，这需要变更接收装置的硬件，而且增加了成本。

已经提出了使用摄像机作为可见光通信的接收端的光接收器的设想，例如

CN1702984. 然而与光电二极管仅感测单点光强变化不同的是，摄像机所采集到的平面感光图像。还需要对这些图像进行处理，以识别其中包含的可见光通信信号。尽管存在处理图像以识别亮度或颜色不同的局部区域的通用图像处理技术，但是使用这样的通用技术来识别摄像机所拍摄的连续感光图像中的局部区域，其效能及速度均不理相、。

有鉴于此，希望有一种专门识别摄像机接收的可见光通信信号的方法。发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可见光信号的接收方法及其装置，它依靠摄像头来接收可见光。本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种可见光信号的接收方法，包括以下步骤：控制摄像头作为光信号接收器，采集涵盖一发射源的一组连续图像，该发射源发出可见光信号；将该组连续图像分割为多幅图像；对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况，选取出有连续变化的区域，并判定该区域中存在可见光信号；以及分析处理该区域的明暗变化，获得来自发射源的可见光信号。

在本发明的一实施例中，获得来自该发射源的可见光信号之后还包括：对该可见光信号进行信号处理，还原成原始信息。

在本发明的一实施例中，对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况包括分析该每个固定大小区域的平均灰度值随时间的变化情况。

在本发明的一实施例中，对该可见光信号进行信号处理的步骤包括解码、解密和 / 或解扰。

在本发明的一实施例中，控制摄像头作为光信号接收器的步骤包括：控制独立的摄像头或集成到一电子设备中的摄像头作为光信号接收器，且使该独立的摄像头连接到一安防系统、一监控系统或一计算机。

在本发明的一实施例中，在将该组连续图像分割为多幅图像的步骤中，该多幅图像为多帧图像；选取出有连续变化的区域，并判定该区域中存在可见光信号包括依照下述步骤处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑：搜索该帧图像中的灰度值最大的像素点，作为第一光斑的中心点；确定该第一光斑的边界；依据该第一光斑的边界与该第一光斑的中心点的距离，确定该第一光斑的尺寸；根据所确定的第一光斑的边界和尺寸确认第一光斑是否为有效光斑；依据所识别的光斑恢复该可见光通信信号。

在本发明的一实施例中，确定该第一光斑的边界的步骤包括：沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界，沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界。

在本发明的一实施例中，该第一方向与该第二方向相反。

在本发明的一实施例中，以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的步骤包括：如果有一第一像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第一光斑在该第一方向的边界；以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界的步骤包括：如果有一第二像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第一光斑在该第二方向的边界。

在本发明的一实施例中，该灰度阈值为该帧图像的平均灰度值。

在本发明的一实施例中，根据所确定的第一光斑的边界确认第一光斑是否为有效光斑的步骤包括：判断该第一光斑的任一边界是否位于图像的边界，如果不是，则该第一光斑为有效光斑。

在本发明的一实施例中，根据所确定的第一光斑的尺寸确认第一光斑是否为有效光斑的步骤包括：判断该第一光斑的尺寸是否大于一阈值，如果是，则确认该第一光斑为有效光斑，其中，选择该第一光斑在该第一方向和该第二方向的边界与该第一光斑的中心点的距离的较大值，作为该第一光斑的尺寸。

在本发明的一实施例中，还依照下述步骤识别该帧图像中的第二光斑：搜索该帧图像中位于该第一光斑以外区域的灰度值最大的像素点，作为第二光斑的中心点；确定该第二光斑的边界；依据该第二光斑的边界与该第二光斑的中心点的距离，确定该第一光斑的尺寸；根据所确定的第二光斑的边界和尺寸确认该第二光斑是否为有效光斑。

在本发明的一实施例中，确定该第二光斑的边界的步骤包括：沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界，沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界。

在本发明的一实施例中，搜索该帧图像中位于该第一光斑以外区域的灰度值最大的像素点的步骤包括：将该帧图像的第一光斑中像素点的灰度值置为该图像的平均灰度值，获得一修改图像；搜索该修改图像中灰度值最大的像素点。

在本发明的一实施例中，以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界的步骤包括：如果有一第一像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第二光斑在该第一方向的边界；以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界的步骤包括：如果有一第二像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第二光斑在该第二方向的边界。

在本发明的一实施例中，该灰度阈值为该帧图像的平均灰度值。在本发明的一实施例中，处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的步骤还包括：按一预定比例缩小该帧图像，该预定比例为图像的行像素数和列像素数的公约数。

在本发明的一实施例中，当该摄像机常态为低帧速模式时，该方法还包括：识别该可见光通信信号中预定序列的开始码；将该摄像机切换到高帧速模式；或者，识别该可见光通信信号中预定序列的结束码；将该摄像机切换到低帧速模式；其中，切换该摄像机的帧速模式的方法包括：修改该摄像机的感光器的寄存器。

本发明另提出一种可见光信号的接收装置，包括：用于控制摄像头作为光信号接收器来采集涵盖一发射源的一组连续图像的模块，该发射源发出可见光信号；以及用于从该组连续图像中获得来自该发射源的可见光信号的模块，包括：用于将该组连续图像分割为多幅图像的模块；用于对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况，选取出有连续变化的区域，并判定该区域中存在可见光信号的模块；以及用于分析处理该区域的明暗变化，获得来自发射源的可见光信号的模块。

在本发明的一实施例中，上述接收装置还包括用于对该可见光信号进行信号处理而还原成原始信息的模块。

在本发明的一实施例中，，对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况包括分析该每个固定大小区域的平均灰度值随时间的变化情况。

在本发明的一实施例中，上述用于对该可见光信号进行信号处理而还原成原始信息的模块是进行解码、解密和 /或解扰。

在本发明的一实施例中，所述用于控制摄像头作为光信号接收器来采集涵盖一发射源的一组连续图像的模块包括：用于从摄像机获得包含可见光通信信号的多帧图像的模块；所述用于从该组连续图像中获得来自该发射源的可见光信号的模块包括：用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块，包括：用于搜索该帧图像中的灰度值最大的像素点，作为第一光斑的中心点的模块；用于确定该第一光斑的边界的模块；用于依据该第一光斑的边界与该第一光斑的中心点的距离，确定该第一光斑的尺寸的模块；用于根据所确定的第一光斑的边界和尺寸确认该第一光斑是否为有效光斑的模块；用于依据所识别的光斑恢复该可见光通信信号的模块。

在本发明的一实施例中，用于确定该第一光斑的边界的模块包括：用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的模块，用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界的模块。

在本发明的一实施例中，该第一方向与该第二方向相反。在本发明的一实施例中，在该用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第一像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第一光斑在该第一方向的边界；在该用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第二像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第一光斑在该第二方向的边界。

在本发明的一实施例中，用于根据所确定的第一光斑的边界和尺寸确认第一光斑是否为有效光斑的模块是判断该第一光斑的任一边界是否位于图像的边界，如果不是，则该第一光斑为有效光斑；用于根据所确定的第一光斑的边界和尺寸确认第一光斑是否为有效光斑的模块是判断该第一光斑的尺寸是否大于一阈值，如果是，则确认该第一光斑为有效光斑。

在本发明的一实施例中，该用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块还包括：用于搜索该修改图像中位于该第一光斑以外区域的灰度值最大的像素点，作为第二光斑的中心点的模块；用于确定该第二光斑的边界的模块；用于选择该第二光斑的边界与该第二光斑的中心点的距离，作为第二光斑的尺寸的模块；用于根据所确定的第二光斑的边界确认该第二光斑是否为有效光斑的模块。

在本发明的一实施例中，用于确定该第二光斑的边界的模块包括：用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界的模块，用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界的模块。

在本发明的一实施例中，该第一方向与该第二方向相反。

在本发明的一实施例中，用于搜索该修改图像中位于该第一光斑以外区域的灰度值最大的像素点，作为第二光斑的中心点的模块的模块包括：用于将该帧图像的第一光斑中像素点的灰度值置为该图像的平均灰度值，获得一修改图像的模块；用于搜索该修改图像中灰度值最大的像素点的模块。在本发明的一实施例中，在该用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第一像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第二光斑在该第一方向的边界；在该用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第二像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第二光斑在该第二方向的边界。

在本发明的一实施例中，该用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块还包括用于按一预定比例缩小图像的模块，该预定比例为该帧图像的行像素数和列像素数的公约数。

在本发明的一实施例中，当该摄像机常态为低帧速模式时，该装置还包括：用于识别该可见光通信信号中预定序列的开始码的模块；用于根据识别的该开始码将该摄像机切换到高帧速模式的模块；用于识别该可见光通信信号中预定序列的结束码的模块；用于根据识别的该结束码将该摄像机切换到低帧速模式的模块。

本发明的上述技术方案的可见光信号的接收方法，通过摄像头采集连续图像，然后对连续图像进行图像处理，获得可见光信号。这一接收方法采用摄像头接收可见光信号，可以在不增加和修改硬件的前提下，实现各种设备或系统的可见光通信功能。

本发明的以上技术方案采用了一种专门用于处理及识别可见光通信信号中的光斑的处理方法，通过简单地确定光斑的中心的边界来识别光斑，使之与一般的图像处理技术相比，具有更为简单、有效的特点。附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图 1示出本发明实施例的可见光信号的接收方法流程图。

图 2A-2E示出具有一个光斑的一帧图像的光斑位置的各种情形，其中图 2A示出整个光斑完全位于图像中，图 2B和 2C示出部分光斑落入图像外，但光斑中心仍在图像中，图 2D和 2E示出部分光斑落入图像外且光斑中心也在图像外。

图 3示出具有两个光斑的一帧图像。图 4示出去除已识别的一个光斑的一帧修改图像。

图 5示出根据本发明一实施例的方法在低帧速模式下识别可见光通信信号的开始码的示意图。

图 6示出根据本发明一实施例的修改摄像机的感光器的寄存器的示意图。

图 7 示出根据本发明一实施例的识别摄像机接收的可见光通信信号的方法流程图。

图 8示出根据本发明一实施例的识别图像中的光斑的方法流程图。

图 9示出根据本发明另一实施例的识别图像中的光斑的方法流程图。

图 10 示出根据本发明另一实施例的识别摄像机接收的可见光通信信号的方法流程图。

图 11示出根据本发明一实施例的调整摄像机帧速的流程图。具体实施方式

目前的许多电子设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、 MP3播放器（如苹果公司的 iTouch)、 MP4播放器（如苹果公司的 iTouch) 均配备有摄像头。与之形成比较的是，大部分的电子设备均未配备基于光电二极管作为光信号接收器。因此，本发明的实施例提出一种可见光信号的接收方法，它利用摄像头而不是传统的基于光电二极管作为光信号接收器。这一设计的显而易见的优势是，在许多应用环境中省去了配备专用的光信号接收器的需要，从而节省硬件方面的开支。

现在参考附图描述所要求保护的发明，在全部附图中使用相同的参考标号来指相同的部件或步骤。在以下描述中，为解释起见，披露了众多具体细节以提供对所要求保护的主题的全面理解。然而，显而易见的是，这些发明也可以不采用这些具体细节来实施。

本发明实施例可以在手机作为可见光信号的接收装置的环境下实施。关于发射源，可以是发光二极管（LED) 或发光二极管芯片。发光二极管可以集成到手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、 MP3播放器或 MP4播放器这样的电子设备中。发光二极管也可以是单独的装置，例如照明灯。这一照明灯所发出的可见光可以受一控制装置的调制，从而携带信号。

图 1示出本发明实施例的可见光信号的接收方法流程图。参照图 1所示，该方法包括：

步骤 101，打开手机的摄像头，将其指向可见光信号的发射源，使发射源落在摄像头的摄像范围之内；

步骤 102，控制手机的摄像头作为光信号接收器，采集一组连续图像；这组连续图像将会包含发射源的可见光信号所形成的图像和背景图像，因此关键是将可见光信号所形成的图像从背景图像中分离。

步骤 103，采用图像处理技术从该组连续图像中获得来自该发射源的可见光信号；以及

步骤 104，对该可见光信号进行信号处理，还原成原始信息。

在本实施例中，原始信息包括但不限于，文本、图片、音频、和 /或视频。

在步骤 103中，采用图像处理技术从该组连续图像中获得来自该发射源的可见光信号的方法包括：

首先，将连续图像分割为多幅图像。

然后，对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况，选取出有连续变化的区域，并判定该区域中存在来自该发射源的可见光信号；至于其它没有连续变化的区别，则被判定为背景图像。

接着，分析处理该区域的明暗变化，获得来自发射源的可见光信号。

本实施例中，在对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况的步骤中，明暗随时间变化可以为平均灰度值随时间的变化情况，当有可见光信号时，图像的平均灰度值较小，当有可见光信号存在时，平均灰度值明显变大，通过对比平均灰度值则可以判断图像中是否存在可见光信号。在上述选取出有连续变化的区域，并判定该区域中存在来自该发射源的可见光信号的步骤，可以判断发射源发出的光线在图像中所形成的光斑的位置，具体的方法可以采用后续的识别摄像机接收的可见光通信信号的方法的实施例。

在手机中可配置专门的视频处理模块，对获得的连续图像进行分析处理以分离出其中的可见光信号。

根据发射源的处理，例如编码、解密和 /或加扰，在步骤 104中，对该可见光信号进行信号处理的步骤可相应地包括逆处理，例如解码、解密和 /或解扰。

当摄像头所采集的图像包含上述发射源的可见光信号时，上述步骤所分离出的原始信息可以独立于背景图像，传送给后续的模块。当摄像头所采集的图像未包含上述发射源的可见光信号时，经过上述步骤后仅会输出普通的背景图像。

本实施例提供的采用手机摄像头接收可见光信号的方法，将手机摄像头指向可见光信号发射源采集连续图像，然后对连续图像进行图像处理，获得可见光信号，接着对可见光信号进行解码等信号处理，还原成原始信息。由于这一方法采用手机摄像头接收可见光信号，可以在不增加和修改手机硬件的前提下，实现采用手机接收可见光信号的功能。这样，手机就可在非连接状态下从其它设备，例如另一手机、平板电脑中接收文本、图片、音频、和 /或视频等数据。

在本发明中，除了可以在手机作为可见光信号的接收装置的环境下实施，也可以在平板电脑作为可见光信号的接收装置的环境下实施；本发明的摄像头不仅可以集成在前述的手机、平板电脑上，还可以集成在笔记本电脑、数码相机、 MP3 播放器或 MP4播放器等其它电子设备上。

在本发明中，还可以在独立摄像头作为可见光信号的接收装置的环境下实施，对于采用独立摄像头接收可见光信号的方法，将独立摄像头指向可见光信号发射源采集连续图像，然后对连续图像进行图像处理，获得可见光信号，接着对可见光信号进行解码等信号处理，还原成原始信息。由于这一方法采用独立摄像头接收可见光信号，可以给许多将摄像头作为标准配备的系统提供可见光通信功能，其它系统也可以配备摄像头来获得可见光通信的扩展功能。举例来说，安防系统或监控系统通常连接配备有许多摄像头，如果通过这些摄像头接收可见光信号，然后在系统中进行后续的图像处理和信号处理，就能够实现可见光通信功能。另外，对于台式电脑或者不配备摄像头的笔记本电脑而言，通过连接一个外置的摄像头，在获得视频拍摄功能的同时，还可以获得可见光通信的扩展功能。当以台式电脑或笔记本电脑以主机时，这一功能可便于从手机、平板电脑、数码相机等便携式电子设备处获得数据。

在本发明的上述实施例中，摄像头可以是电荷耦合器件（CCD) 类型或者互补金属氧化物半导体（CMOS) 类型。

本发明的上述实施例所提出一种可见光信号的接收方法，通过将摄像头指向可见光信号发射源采集连续图像，然后对连续图像进行图像处理，获得可见光信号，接着对可见光信号进行解码等信号处理，还原成原始信息。这一接收方法采用摄像头接收可见光信号，可以在不增加和修改硬件的前提下，实现各种设备或系统的可见光通信功能。

本发明另提出一种可见光信号的接收装置，包括：用于控制摄像头作为光信号接收器来采集涵盖一发射源的一组连续图像的模块，该发射源发出可见光信号；以及用于从该组连续图像中获得来自该发射源的可见光信号的模块。

上述接收装置还包括用于对该可见光信号进行信号处理而还原成原始信息的模块。

上述用于从该组连续图像中获得来自该发射源的可见光信号的模块包括：用于将该组连续图像分割为多幅图像的模块；用于对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况，选取出有连续变化的区域，并判定该区域中存在可见光信号的模块；以及用于分析处理该区域的明暗变化，获得来自发射源的可见光信号的模块。上述用于对该可见光信号进行信号处理而还原成原始信息的模块是进行解码、解密和 /或解扰。

本发明实施例还提供了一种识别摄像机接收的可见光通信信号的方法，该方法可以为本发明实施例的可见光信号的接收方法的优选实施方式。本实施例的方法可以用于上述可见光信号的接收方法中判断发射源发出的光线在图像中所形成的光斑的位置。这一方法由于特别针对含有可见光通信信号的图像，特别是包含了光斑的图像，由此识别过程得以简化，从而变得更有效率。

可见光通信的发送端所采用的光源包括是发光二极管（LED), 其因良好的开 /关性能而得到广泛使用。除此之外，使用具有照相功能的便携式电子设备的闪光灯也是一种可行的选择，尤其是在十分普及的手机普遍配备了闪光灯而不配备 LED灯的情况下。当然，部分闪光灯的类型本身就是 LED灯。

本发明实施例中，摄像机适于接收上述光源所发出的可见光，但并不以此为限。本发明的摄像机可以是独立的摄像机，也可以是集成到各种电子设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、 MP3、 MP4播放器（如苹果公司的 iTouch) 等的摄像头。

当摄像机进行连续拍摄时，如果在拍摄瞬间接收到可见光，会在其所拍摄的图像中留下光斑。图 2A示出具有一个光斑的一帧图像。

可以理解的是，当由不同的发送端的光源分别发出不同光束时，摄像机所拍摄的一帧图像中可能会有多个光斑。图 3示出具有两个光斑的一帧图像。

接收端从摄像机获取这些图像后，其重要的任务是识别哪些图像中包含光斑，从而还原出对应的数字信号。举例来说，当在发射源定义有光照射代表二进制 1，而无光照射代表二进制 0时，在接收端相应将包含光斑的图像识别为二进制 1，而不包含光斑的图像识别为二进制 0。当然，这一定义仅为举例而已，具体的规则可以由本领域技术人员自行定义。例如，包含多个光斑可能代表了额外的信息。

图 7 示出根据本发明一实施例的识别摄像机接收的可见光通信信号的方法流程图。参照图 7所示，该方法包括以下步骤：

在步骤 601，从摄像机获得包含可见光通信信号的多帧图像；

在步骤 602，处理每一帧图像，以识别该帧图像中的光斑；

在步骤 603，依据所识别的光斑恢复该可见光通信信号。可以理解，上述流程常规是按照流水线的方式运作，即每获得一帧图像，即进行图像处理，并恢复出其中的可见光通信信号。

上述流程中，步骤 602是主要的步骤，其具体方法可以参照图 8所示，描述如下: 步骤 701，搜索一帧图像中的灰度值最大的像素点，作为光斑的中心点；步骤 702，确定光斑在第一方向的边界。

确定光斑边界的已知算法有不少，这里列举一种简单的算法。具体地说，可以沿第一方向按距离从小到大依次计算与该光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该光斑在该第一方向的边界。

也就是说，在上述计算过程中，比较像素点的灰度值与一灰度阈值。如果像素点的灰度值大于或等于一个灰度阈值，例如图像的平均灰度值，则认为该像素点属于光斑区域；相反，如果像素点的灰度值小于图像的平均灰度值，则认为该像素点不属于光斑区域。以灰度值小于图像的平均灰度值的突变点的前一像素点作为光斑在该第一方向的边界，记为第一像素点。第一像素点与光斑的中心点的距离记为第一距离。

光斑通常被视为圆形来处理，因此该第一距离通常可以被认为是光斑的半径。以图 2A来说，沿着 +x方向决定的第一距离 dl为光斑的半径。

然而，存在如图 2B所示的情形。在此情形中，由于发射源并未对准摄像机，光斑只是部分地落入图像区域。因此，如果在步骤 702的计算过程中，发现所计算的像素点已经位于图像的边界，即停止计算。同样记录该像素点为第一像素点，得到第一距离 dl。图 2C所示情形也是如此。

考虑到图 2B和图 2C所示情形的存在，沿着与第一方向相反的第二方向（即 -X方向）寻找光斑的边界成为必要。

步骤 703，确定光斑在第二方向的边界。

类似于前述算法，可以沿第二方向按距离从小到大依次计算与该光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该光斑在该第二方向的边界。

同样地，如果像素点的灰度值大于或等于一个灰度阈值，例如图像的平均灰度值，则认为该像素点属于光斑区域；相反，如果像素点的灰度值小于图像的平均灰度值，则认为该像素点不属于光斑区域。因此，以灰度值小于图像的平均灰度值的突变点的前一像素点作为光斑在该第二方向的边界，记为第二像素点。第二像素点与光斑的中心点的距离记为第二距离 d2。另外，如果在前述的计算过程中发现所计算的像素点已经位于图像的边界，即停止计算。同样，记录该像素点为第二像素点，得到第二距离 d2。步骤 704，根据光斑的边界与光斑中心点的距离确定光斑尺寸。

在此，选择第一距离 dl和第二距离 d2的最大值，作为光斑的尺寸。

步骤 705，根据所确定的光斑的边界确定该光斑是否为有效光斑。

例如，当步骤 704所确定的光斑的尺寸小于一阈值，例如 5时，认为光斑是由噪声引起的，排除这一光斑。此时该帧图像实际上不包含光斑。

实际中还存在如图 2D和图 2E所示的情形，在这些情形中，发射源发生更严重地偏离，光斑的中心 0落在图像的边界之外，因此第一距离 dl实际为 0，只能计算出一个有效的第二距离 d2。尽管在技术上有处理此类光斑的可能，但较佳地，当第一距离 dl和第二距离 d2出现 0时，可以将光斑作为无效光斑排除。

通过步骤 701-705，将能识别一帧图像中是否有光斑，以及光斑的边界。

较佳地，可以在流程之前，将对一帧图像进行降噪处理，以提高图像质量，降低无效光斑出现的概率。

值得一提的是，本实施例中尽管只能从 2个方向（+x和 -X方向）确定光斑的边界，但可以理解的是，在其它实施例中，可以从更少方向，例如从 1个方向（如 +x方向）确定光斑的边界；或者可以从更多方向，例如 4个（+x, -X方向， +y,-y方向）确定光斑的边界。从 1个方向确定光斑的边界足可应付如图 2A所示情形，在这种情况下，可以考虑将图 2B-2E的情形均视为无效光斑。

下面例举图 8所示流程的处理示例。

假设图像为 ΜχΝ个像素，各个像素的灰度值为 g(ij)， i=l,2,...M， j=l,2,..N。其中 (i,j)为图像中像素坐标， i表示横坐标即列坐标， j表示给纵坐标即行坐标，如第 3行第 4列的像素点的灰度值即可表示为 g(4,3)。

先对行进行操作，找出每行的灰度最大值 gm (i)， i=l,2,...M。再找出 gm中的最大值 g(_S,t)=gma_X，同时也是整个图像的灰度最大值。（s, t)即为灰度最大值的像素点坐标。另外，还计算整个图像的平均灰度值八。

计算 gm(s-k)- A, k=l,2,...,kl，其中 kl满足 gm(s-kl)- Δ 0，且 gm ( s-kl-1) - Δ<0。在此， kl+1处发生了灰度值的突变，其上一个值 kl所代表的像素点被认为是光斑的一个方向的边界。可能存在多个满足上述突变的 kl，但是只计算到第一个或最小 kl 就停止计算。如果上述突变点尚未找到，就已碰到图像的边界，也记录此时的 kl。

计算 gm(s+k)- Δ, k=l,2,...,k2, 其中 k2满足 gm(s+k2)- Δ^Ο, 且 gm ( s+k2+l) - Δ <0。在此， k2+l处发生了灰度值的突变，其上一个值 k2所代表的像素点被认为是光斑的另一个方向的边界。可能存在多个满足上述突变的 k2，但是只计算到第一个或最小 k2 就停止计算。如果上述突变点尚未找到，就已碰到图像的边界，也记录此时的 k2。

由此确定最亮光斑中心 Cs,t)，半径为 km=maxCkl,k2)。

接下来排除无效光斑。首先，如果 km 5，则 km为最亮光斑半径；否则 g(s,t)为噪声，结束计算，认为图像没有光斑。其次，如果 kl或 k2=0，也认为光斑无效。

图 8所示实施例的识别过程主要关注图像是否有光斑及光斑边界。如前所述，存在一帧图像包含多个光斑的情形（如图 3所示），如果识别过程还关注图像包含的光斑数目，则步骤 602可以实施为如图 9所示的流程。参照图 9所示：

步骤 801，搜索一帧图像中的灰度值最大的像素点，作为光斑的中心点；步骤 802，确定光斑在第一方向的边界。

类似于前述实施例的算法，可以沿第一方向按距离从小到大依次计算与该光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该光斑在该第一方向的边界；

也就是说，在上述计算过程中比较像素点的灰度值与一灰度阈值，如果像素点的灰度值大于或等于一个灰度阈值，例如图像的平均灰度值，则认为该像素点属于光斑区域；相反，如果像素点的灰度值小于图像的平均灰度值，则认为该像素点不属于光斑区域。以灰度值小于图像的平均灰度值的突变点的前一像素点作为光斑在该第一方向的边界，记为第一像素点。第一像素点与光斑的中心点的距离记为第一距离。

另外，如果在步骤 802的计算过程中，发现所计算的像素点已经位于图像的边界，即停止计算。同样记录该像素点为第一像素点，得到第一距离 dl。

步骤 803，确定光斑在第二方向的边界。

类似于前述算法，沿第二方向按距离从小到大依次计算与该光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该光斑在该第二方向的边界。

也就是说，如果像素点的灰度值大于或等于一个灰度阈值，例如图像的平均灰度值，则认为该像素点属于光斑区域；相反，如果像素点的灰度值小于图像的平均灰度值，则认为该像素点不属于光斑区域。因此，以灰度值小于图像的平均灰度值的突变点的前一像素点作为光斑在该第二方向的边界，记为第二像素点。第二像素点与光斑的中心点的距离记为第二距离 d2。另外，如果在前述的计算过程中发现所计算的像素点已经位于图像的边界，即停止计算。同样，记录该像素点为第二像素点，得到第二距离 d2。

步骤 804，根据光斑的边界与光斑中心点的距离确定光斑尺寸。在此，选择第一距离 dl和第二距离 d2的最大值，作为光斑的尺寸。

步骤 805，根据所确定的光斑的边界确定该光斑是否为有效光斑。

通过步骤 801-805，将能识别一帧图像中是否有光斑，以及光斑的边界。

另外，如果在步骤 805中，发现所确定的光斑的尺寸小于一阈值，例如 5时，认为光斑是由噪声引起的，在认为这一光斑是无效光斑的同时，认为该帧图像实际上不包含光斑。因此在步骤 806判断图像中是否可能存在未识别的光斑时，流程结束。

在其它情况下，例如排除了过于偏离图像区域的光斑（如图 2D和图 2E所示）后，认为图像仍可能含有未识别的光斑，流程进入步骤 807。

在步骤 807，将该帧图像的已识别的光斑区域中像素点的灰度值置为图像的平均灰度值，获得一修改图像；然后，回到步骤 801，以识别另一光斑。

步骤 807的目的是在后续处理过程中，将已识别的光斑区域排除在外。从结果上看，后续的处理实际上是在搜索图像中已识别的光斑区域外的最大灰度值。可以理解的是，在实际处理时可以不进行前述的修改，而直接在已识别的光斑区域外进行上述的搜索。

这样，每次识别了一个光斑，则在当前图像中将识别的光斑区域的灰度值设置为图像的平均灰度值。如此循环，直到在步骤 806，确定该帧图像未包含未识别的其它光斑，从而结束整个流程。

下面例举图 9所示流程的处理示例。

假设图像为 ΜχΝ个像素，灰度值为 g(ij)， i=l,2,...M， j=l,2,..N。

先对行进行操作，找出每行的灰度最大值 gm (i)， i=l,2,...M。再找出 gm中的最大值 g(_S,t)=gma_X，同时也是整个图像的灰度最大值。（s, t) 即为灰度最大值的像素点。另外，还计算整个图像的平均灰度 Δ。

按 k从小到大的顺序计算 gmCs-k)- Δ, k=l,2,...,kl，其中 kl满足 gmCs-kl)- Δ^Ο, 且 gm ( s-kl-l) - A<0。在此， kl+1处发生了灰度值的突变，其前一值 kl所代表的像素点被认为是光斑的一个方向的边界。需要指出的是，可能存在多个满足上述突变的 kl , 但是只计算到第一个或最小 kl就停止计算。如果上述突变点尚未找到，就已碰到图像的边界，也记录此时的 kl。

按 k从小到大的顺序计算 gmCs+k)- Δ, k=l,2,...,k2，其中 k2满足 gm(s+k2;)- Δ^Ο, 且 gm ( s+k2+l) - Δ<0。在此， k2+2处发生了灰度值的突变，其前一值 k2所代表的像素点被认为是光斑的另一方向的边界。可能存在多个满足上述突变的 k2，但是只计算到第一个或最小 k2就停止计算。如果上述突变点尚未找到，就已碰到图像的边界，也记录此时的 k2。由此确定最亮光斑中心 Cs,t)，半径为 km=maxCkl,k2)。

接下来排除无效光斑。首先，如果 km 5，则 km为最亮光斑半径；否则 g(s,t)为噪声，结束计算，认为图像没有光斑。其次，如果 kl或 k2=0，也认为光斑无效。如果前述的过程能够找到一个有效光斑 A，那么在找到光斑 A 后，此时将区域 [s-km,s+km] , [t-km,t+km]的灰度值都置为 Δ，得到如图 4所示的修改后的图像。同样按照前述方法，可以找到光斑 Β。当有多个光斑时，按照这种方法依次进行下去，可以确定每个光斑的区域。

图 7所示流程虽然能够正确地识别光斑及光斑个数，然而流程可能会不必要地复杂。原因在于，如果在图像的原有分辨率上进行，识别图像是否存在光斑，所需的计算量会比较庞大。而为了识别图像是否存在光斑及确定光斑个数，并不需要很高的分辨率。因此本发明的另一实施例提出一种简化的方案。

图 10 示出根据本发明另一实施例的识别摄像机接收的可见光通信信号的方法流程图。参照图 10所示，该方法包括以下步骤：

在步骤 901，从摄像机获得包含可见光通信信号的多帧图像；

在步骤 902a，处理每一帧图像，按一预定比例缩小该帧图像；

也就是说，按一预定比例降低图像的分辨率。

在步骤 902b，识别该帧图像中的光斑；

在步骤 903，依据所识别的光斑恢复该可见光通信信号。

可以理解，上述流程常规是按照流水线的方式运作，即每获得一帧图像，即进行图像处理，并恢复出其中的可见光通信信号。

可以看出，上述实施例与图 10所示实施例的差别在于，在识别每一帧图像中的光斑之前，会先按一预定比例缩小该帧图像。这将降低图像的分辨率，从而也降低处理图像所需的计算量，由此简化了方法。

在本实施例中，预定比例为该帧图像的行像素数和列像素数的公约数。例如，分辨率为 800*600的图像（即行像素数为 800，列像素数为 600)，预定比例可以选取为 8，即将图像缩小为 100*75。

可以理解，预定比例可以在计算复杂度和识别准确性方面进行折衷。例如可以要求经缩小的该帧图像中，行像素数和列像素数均大于一个阈值，以能够识别所需数目的光斑。

举例来说，可以将图像 ΜχΝ的相邻四个像素作为 1个单位进行计算，即每 2 X 2 个像素作为一个单位，这样图像简化为 M/2XN/2维。例如将像素 (1, 1), (1,2), (2, 1)和 (2,2) 预先计算平均值作为新的像素（ 1, 1 ) 。一般地，原图像的像素点 (2i-l,2j-l),(2i-l,2j),(2i,2j-l)和 (2i， 2j)对应于简化图像的像素点 (i, j)， l≤i≤M/2, l≤j≤N/2, 并且 g'(ij)=(g(2i-l,2j-l)+ g (2i-l,2j) + g (2i,2j-l)+ g (2i， 2j))/4， Γ表示简化后图像灰度值。其中 (i,j)为简化后图像的像素坐标， i表示横坐标即列坐标， j表示给纵坐标即行坐标，如第 3行第 4列的母像素点的灰度值即可表示为 Γ(4,3)。

进一步地，如果 Μ 和 Ν 公约数包含值 pi, p2, pm，那么图像可以简化为 M/pgxN/pg, 其中 l≤g≤m。当然如果 pg过大会影响分辨率，所以在需要在图像处理速度和分辨率之间做相应的取舍。

可以理解，图 10所示的流程中，步骤 902b可以用图 8或图 9所示实施例的流程实施。

在接收可见光时，所使用摄像机的帧速需要能够匹配发射端所发出的可见光的数据传输速率。例如，如果发射端发出的可见光通信信号的比特率大致为 50bps (比特 / 秒），要求摄像头至少具有 lOOfps (帧 /秒）。

大部分摄像机都可以满足上述帧速要求。不过，有些摄像机，例如拍摄日常视频用的摄像机常规地将帧速设置在 25fps或者 30fps的低帧速模式。因此在接收可见光通信信号的过程中，需要适应性地调整这些摄像机到高帧速模式。

摄像机帧速的调整可以通过单片机修改 CMOS寄存器来完成，协议为 I²C。涉及摄像机帧速调整的硬件可以参照图 7所示。

可以在可见光通信信号的开头约定预定序列的开始码，以指令摄像机调整到高帧速模式。同样地，如果需要，可以在可见光通信信号的结尾约定预定序列的结束码，以指令摄像机调整回低帧速模式。

图 11示出根据本发明一实施例的调整摄像机帧速的流程图。假设摄像机常态地处于低帧速模式，那么其将按照图 9的流程调整到高帧速模式。

在步骤 1001，在摄像机接收及识别可见光通信信号。这一步骤中的识别，可以参照图 7或图 9所示流程来实施。通过识别，可以得到可见光信号中的开始码。然后，在步骤 1002识别开始码是否是约定的预定序列，如果是，在步骤 1003将摄像机切换到高帧速模式。

图 5示出根据本发明一实施例的方法在低帧速模式下识别可见光通信信号的开始码的示意图。参照图 5所示，假设可见光通信信号的发射端的发送速率为 50bps，其中开始码为 110011，这样帧速为 30fps的摄像机所捕获的信息仅为三幅图像，分别在 33ms, 67ms和 100ms是拍摄到，其中第一幅和第三幅有亮斑，而第二幅图像没有亮斑。识别的结果是，三幅图像对应值依次为 1、 0、 1。

因此，如果在低帧速下接收的开始码为 0x101，那么摄像机启动进入高帧速（例如 120fps) 模式。类似地，设定信号的结束码，比如 0x111。摄像机接收到结束码后，就自动切换回低帧速（例如 30fps) 模式。

本发明的另一实施例为一种识别摄像机接收的可见光通信信号的装置，包括用于从摄像机获得包含可见光通信信号的多帧图像的模块；用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块；以及用于依据所识别的光斑恢复该可见光通信信号的模块。

其中，用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块进一步包括：用于搜索该帧图像中的灰度值最大的像素点，作为第一光斑的中心点的模块；用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的模块；用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界的模块；用于选择该第一光斑在该第一方向和该第二方向的边界与该第一光斑的中心点的距离的较大值，作为第一光斑的尺寸的模块；以及用于根据所确定的第一光斑的边界确认该第一光斑是否为有效光斑的模块。

在一较佳实施例中，在该用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第一像素点的灰度值小于该帧图像的平均灰度值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第一光斑在该第一方向的边界。

在一较佳实施例中，在该用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第二像素点的灰度值小于该帧图像的平均灰度值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第一光斑在该第二方向的边界。

在一较佳实施例中，该第一方向与该第二方向相反。

在一较佳实施例中，该用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块还包括：用于将该帧图像的第一光斑中像素点的灰度值置为图像的平均灰度值，获得一修改图像的模块；用于搜索该修改图像中的灰度值最大的像素点，作为第二光斑的中心点的模块；用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界的模块；用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界的模块；用于选择该第二光斑在该第一方向和该第二方向的边界与该第二光斑的中心点的距离的较大值，作为第二光斑的尺寸的模块；以及用于根据所确定的第二光斑的边界确认该第二光斑是否为有效光斑的模块。

在一较佳实施例中，该用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块还包括用于按一预定比例缩小图像的模块。

在一较佳实施例中，该预定比例为该帧图像的行像素数和列像素数的公约数。在一较佳实施例中，当该摄像机常态为低帧速模式时，该装置还包括：用于识别该可见光通信信号中预定序列的开始码的模块；用于根据所识别的开始码将该摄像机切换到高帧速模式的模块。

在一较佳实施例中，该装置还包括：用于识别该可见光通信信号中预定序列的结束码的模块；用于根据所识别的结束码将该摄像机切换到低帧速模式的模块。

本发明的识别摄像机接收的可见光通信信号的装置可以作为光子接收器，用于可见光通信系统中。

本文中描述的各种实施例可在例如计算机软件、硬件或计算机软件与硬件的组合的计算机可读取介质中加以实施。对于硬件实施而言，本文中所描述的实施例可在一个或多个专用集成电路（ASIC)、数字信号处理器（DSP)、数字信号处理器件（DAPD)、可编程逻辑器件（PLD)、现场可编程门阵列（FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行上述功能的其它电子装置或上述装置的选择组合来加以实施。在部分情况下，这类实施例可以通过控制器进行实施。

对软件实施而言，本文中所描述的实施例可通过诸如程序模块（procedures)和函数模块（functions) 等独立的软件模块来加以实施，其中每一个模块执行一个或多个本文中描述的功能和操作。软件代码可通过在适当编程语言中编写的应用软件来加以实施，可以储存在内存中，由控制器或处理器执行。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims

权利要求书

1. 一种可见光信号的接收方法，包括以下步骤：

控制摄像头作为光信号接收器，采集涵盖一发射源的一组连续图像，该发射源发出可见光信号；

将该组连续图像分割为多幅图像；

对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况，选取出有连续变化的区域，并判定该区域中存在可见光信号；以及

分析处理该区域的明暗变化，获得来自发射源的可见光信号。

2. 根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，获得来自该发射源的可见光信号之后还包括：对该可见光信号进行信号处理，还原成原始信息。

3. 根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况包括分析该每个固定大小区域的平均灰度值随时间的变化情况。

4. 根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，对该可见光信号进行信号处理的步骤包括解码、解密和 /或解扰。

5. 根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，控制摄像头作为光信号接收器的步骤包括：控制独立的摄像头或集成到一电子设备中的摄像头作为光信号接收器，且使该独立的摄像头连接到一安防系统、一监控系统或一计算机。

6. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于：

在将该组连续图像分割为多幅图像的步骤中，该多幅图像为多帧图像；

选取出有连续变化的区域，并判定该区域中存在可见光信号包括依照下述步骤处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑：

搜索该帧图像中的灰度值最大的像素点，作为第一光斑的中心点；

确定该第一光斑的边界；

依据该第一光斑的边界与该第一光斑的中心点的距离，确定该第一光斑的尺寸；以及根据所确定的第一光斑的边界和尺寸确认第一光斑是否为有效光斑；

依据所识别的光斑恢复该可见光通信信号。

7. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，确定该第一光斑的边界的步骤包括：沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界，

沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界。

8. 根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，该第一方向与该第二方向相反。

9. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的步骤包括：如果有一第一像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第一光斑在该第一方向的边界；以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界的步骤包括：如果有一第二像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第一光斑在该第二方向的边界。

10. 根据权利要求 9所述的方法，其特征在于，该灰度阈值为该帧图像的平均灰度值。

11. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，根据所确定的第一光斑的边界确认第一光斑是否为有效光斑的步骤包括：判断该第一光斑的任一边界是否位于图像的边界，如果不是，则该第一光斑为有效光斑。

12. 根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，根据所确定的第一光斑的尺寸确认第一光斑是否为有效光斑的步骤包括：判断该第一光斑的尺寸是否大于一阈值，如果是，则确认该第一光斑为有效光斑，其中，选择该第一光斑在该第一方向和该第二方向的边界与该第一光斑的中心点的距离的较大值，作为该第一光斑的尺寸。

13. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，还依照下述步骤识别该帧图像中的第二光斑：

搜索该帧图像中位于该第一光斑以外区域的灰度值最大的像素点，作为第二光斑的中心点；

确定该第二光斑的边界；

依据该第二光斑的边界与该第二光斑的中心点的距离，确定该第一光斑的尺寸；以及根据所确定的第二光斑的边界和尺寸确认该第二光斑是否为有效光斑。

14. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，确定该第二光斑的边界的步骤包括：沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界，

沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界。

15. 根据权利要求 13所述的方法，其特征在于，搜索该帧图像中位于该第一光斑以外区域的灰度值最大的像素点的步骤包括：

将该帧图像的第一光斑中像素点的灰度值置为该图像的平均灰度值，获得一修改图像; 以及

搜索该修改图像中灰度值最大的像素点。

16. 根据权利要求 13所述的方法，其特征在于，以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界的步骤包括：如果有一第一像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第二光斑在该第一方向的边界；以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界的步骤包括：如果有一第二像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第二光斑在该第二方向的边界。

17. 根据权利要求 16所述的方法，其特征在于，该灰度阈值为该帧图像的平均灰度值。

18. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的步骤还包括：

按一预定比例缩小该帧图像，该预定比例为图像的行像素数和列像素数的公约数。

19. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，当该摄像机常态为低帧速模式时，该方法还包括：

识别该可见光通信信号中预定序列的开始码；

将该摄像机切换到高帧速模式；

或者

识别该可见光通信信号中预定序列的结束码；

将该摄像机切换到低帧速模式；

其中，切换该摄像机的帧速模式的方法包括：修改该摄像机的感光器的寄存器。

20. 一种可见光信号的接收装置，包括：用于控制摄像头作为光信号接收器来采集涵盖一发射源的一组连续图像的模块，该发射源发出可见光信号；

用于从该组连续图像中获得来自该发射源的可见光信号的模块，包括：

用于将该组连续图像分割为多幅图像的模块；

用于对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况，选取出有连续变化的区域，并判定该区域中存在可见光信号的模块；以及

用于分析处理该区域的明暗变化，获得来自发射源的可见光信号的模块。

21. 根据权利要求 20所述的装置，其特征在于，还包括用于对该可见光信号进行信号处理，还原成原始信息的模块。

22. 根据权利要求 20所述的方法，其特征在于，对比各幅图像中每个固定大小区域的明暗随时间的变化情况包括分析该每个固定大小区域的平均灰度值随时间的变化情况。

23. 根据权利要求 20所述的装置，其特征在于，用于对该可见光信号进行信号处理而还原成原始信息的模块是进行解码、解密和 /或解扰。

24. 根据权利要求 20所述的装置，其特征在于，包括：

所述用于控制摄像头作为光信号接收器来采集涵盖一发射源的一组连续图像的模块包括：用于从摄像机获得包含可见光通信信号的多帧图像的模块；

所述用于从该组连续图像中获得来自该发射源的可见光信号的模块包括：用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块，包括：

用于搜索该帧图像中的灰度值最大的像素点，作为第一光斑的中心点的模块；用于确定该第一光斑的边界的模块；

用于依据该第一光斑的边界与该第一光斑的中心点的距离，确定该第一光斑的尺寸的模块；以及

用于根据所确定的第一光斑的边界和尺寸确认该第一光斑是否为有效光斑的模块；用于依据所识别的光斑恢复该可见光通信信号的模块。

25. 根据权利要求 24所述的装置，其特征在于，用于确定该第一光斑的边界的模块包括：

用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的模块，用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界的模块。

26. 根据权利要求 25所述的装置，其特征在于，该第一方向与该第二方向相反。

27. 根据权利要求 25所述的装置，其特征在于，在该用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第一像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第一光斑在该第一方向的边界；在该用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第一光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第一光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第二像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第一光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第一光斑在该第二方向的边界。

28. 根据权利要求 27所述的装置，其特征在于，该灰度阈值为该帧图像的平均灰度值。

29. 根据权利要求 24所述的识别摄像机接收的可见光通信信号的方法，其特征在于，用于根据所确定的第一光斑的边界和尺寸确认第一光斑是否为有效光斑的模块是判断该第一光斑的任一边界是否位于图像的边界，如果不是，则该第一光斑为有效光斑；用于根据所确定的第一光斑的边界和尺寸确认第一光斑是否为有效光斑的模块是判断该第一光斑的尺寸是否大于一阈值，如果是，则确认该第一光斑为有效光斑。

30. 根据权利要求 24所述的装置，其特征在于，该用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块还包括：

用于搜索该修改图像中位于该第一光斑以外区域的灰度值最大的像素点，作为第二光斑的中心点的模块；

用于确定该第二光斑的边界的模块；

用于选择该第二光斑的边界与该第二光斑的中心点的距离，作为第二光斑的尺寸的模块；以及

用于根据所确定的第二光斑的边界确认该第二光斑是否为有效光斑的模块。

31. 根据权利要求 30所述的装置，其特征在于，用于确定该第二光斑的边界的模块包括：

用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界的模块，用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界的模块。

32. 根据权利要求 31所述的装置，其特征在于，该第一方向与该第二方向相反。

33. 根据权利要求 30所述的装置，其特征在于，用于搜索该修改图像中位于该第一光斑以外区域的灰度值最大的像素点，作为第二光斑的中心点的模块的模块包括：用于将该帧图像的第一光斑中像素点的灰度值置为该图像的平均灰度值，获得一修改图像的模块；以及

用于搜索该修改图像中灰度值最大的像素点的模块。

34. 根据权利要求 31所述的装置，其特征在于，在该用于沿第一方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第一方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第一像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第一像素点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界，否则以该帧图像在该第一方向的边界作为该第二光斑在该第一方向的边界；在该用于沿第二方向按距离从小到大依次计算与该第二光斑的中心点相距一距离的像素点的灰度值，并以灰度值在该第二方向的突变点的前一像素点作为该第二光斑在该第一方向的边界的模块中，如果有一第二像素点的灰度值小于一灰度阈值，则以该第二像素点的前一像素点作为该第二光斑在该第二方向的边界，否则以该帧图像在该第二方向的边界作为该第二光斑在该第二方向的边界。

35. 根据权利要求 34所述的装置，其特征在于，该灰度阈值为该帧图像的平均灰度值。

36. 根据权利要求 24所述的装置，其特征在于，该用于处理每一帧图像以识别该帧图像中的光斑的模块还包括用于按一预定比例缩小图像的模块，该预定比例为该帧图像的行像素数和列像素数的公约数。

37. 根据权利要求 24所述的装置，其特征在于，当该摄像机常态为低帧速模式时，该装置还包括：

用于识别该可见光通信信号中预定序列的开始码的模块；

用于根据识别的该开始码将该摄像机切换到高帧速模式的模块；

用于识别该可见光通信信号中预定序列的结束码的模块；

用于根据识别的该结束码将该摄像机切换到低帧速模式的模块。