本发明有关一种光讯号编解码技术，尤指一种光通讯系统及其方法、传送装置、接收装置。
背景技术：
：：现今科技的进步，使得智能手机已成为人人不可或缺的产品之一，且现已发展出数种通过智能手机进行互动的技术，例如通过qrcode、nfc、beacon等应用技术，使人们只要手持智能手机，可即刻取得qrcode、nfc、beacon等互动介面所欲传递例如导览、商品资讯等讯息。然而，上述互动技术仍有其不便之处。例如qrcode必须近距离拍摄及辨识才能取得资讯，如果qrcode被人群遮蔽时，就无法有效进行拍摄及辨识。又例如nfc必须近距离才能读取讯号，如果nfc讯号被人群遮蔽时，同样也无法有效读取讯号。再者，例如beacon的蓝牙技术，在同时使用多组蓝牙装置时推播，资讯来源易混淆不清，且蓝牙技术的无线讯号无法穿透人群或被反射，故会造成讯号漂移。因此，急需一种新颖技术，以克服上述课题之一。技术实现要素：本发明的一目的在于提供一种光通讯系统及其方法、传送装置、接收装置，可有效解决现有技术中所述使用qrcode、nfc、beacon等技术所产生的无法有效读取讯号的问题。本发明的光通讯系统，包括：发光装置，用以照明与发送一通讯讯息。传送装置，包括：编码模块，用以依据该通讯讯息输出至少一编码讯息，其中，该编码讯息包含多个频率码，该多个频率码依一编码序列分布；光信号产生模块，用以依据该编码讯息产生一控制讯号；及光驱动模块，用以依据该控制讯号驱动该发光装置作动以发送该通讯讯息。接收装置，包括：影像撷取模块，用以于该发光装置作动时的一时间区间内撷取一影像流，其中，该影像流包含该多个影像；及影像解码模块，用以处理该多个影像以取得该多个频率码。本发明的再一目的在于提供一种光通讯传送装置，包括：发光装置，用以照明与发送通讯讯息；编码模块，用以依据该通讯讯息输出至少一编码讯息，其中，该编码讯息包含多个频率码，该多个频率码依一编码序列分布；光信号产生模块，用以依据该编码讯息产生一控制讯号；以及光驱动模块，用以依据该控制讯号驱动该发光装置作动以发送该通讯讯息。本发明的又一目的在于提供一种光通讯接收装置，包括：影像撷取模块，用以于一发光装置作动时的一时间区间内撷取一影像流，其中，该影像流包含该多个影像；及影像解码模块，用以处理该多个影像以取得包含多个频率码的编码讯息。本发明的又一目的在于提供一种光通讯方法，包括：依据一通讯讯息输出至少一编码讯息并产生控制讯号，其中，该编码讯息包含多个频率码，该多个频率码依一编码序列分布；依据该控制讯号驱动一发光装置作动以发送该通讯讯息；撷取该发光装置作动时的一时间区间内的一影像流，其中，该影像流包含该多个影像；处理该多个影像以取得该多个频率码。附图说明图1为本发明一实施例的光通讯系统的架构示意图；图2为本发明一实施例的光通讯方法的步骤流程图；图3为本发明一实施例的光通讯传送装置所输出的频率码的一维矩阵形式示意图；图4为本发明一实施例的光通讯接收装置中影像撷取模块曝光方式示意图；图5为本发明一实施例的光通讯接收装置中影像撷取模块所撷取的影像流示意图；图6为本发明一实施例的光通讯接收装置中影像处理模块进行二值化的示意图；图7为本发明一实施例的光通讯接收装置中影像处理模块针对经二值化影像进行切割的示意图；以及图8为本发明一实施例的光通讯接收装置中分类模块对包含多个宽度值的序列顺序进行分类的示意图。符号说明1光通讯系统11传送装置111输出入模块112编码模块113光信号产生模块114光驱动模块12接收装置121影像撷取模块122影像解码模块123影像处理模块124分类模块125输出入模块126使用者显示模块13云端服务器131资料库132云端资料输入模块133查询模块134云端资料输出模块14发光装置2频率码的一维矩阵21第一位频率码22第二位频率码23第三位频率码24第四位频率码3帧幅31、32、33、34曝光区段4影像流41、42、43、44、45影像411亮条纹412暗条纹50图案影像51图样52波峰53波谷60、60'经二值化影像61第一种频率宽度62第二种频率宽度63切割点64频率宽度70序列71、72、73、74、75、76、77、78宽度值s11～s14步骤tms单位时间。具体实施方式以下藉由特定的具体实施例加以说明本发明的各实施方式，而熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的各实施例的内容轻易地了解本发明。图1为本发明一实施例的光通讯系统1的架构示意图。请参阅图1，本发明的光通讯系统1包括传送装置11及接收装置12。该传送装置11包括输出入模块111、编码模块112、光信号产生模块113以及光驱动模块114。该接收装置12包括影像撷取模块121、影像解码模块122、影像处理模块123、分类模块124、输出入模块125以及使用者显示模块126。于一实施例中，输出入模块111可为一输入/输出(io)电路，用以为编码模块112更新固件，例如直接将程式烧录至编码模块112中而不须外加如jtage电路，而输出入模块111亦可用以接收通讯讯息，并将其输入至编码模块112中，输出入模块111例如可通过其他的通讯收发元件或电路来实现，如usb、bt、wifi、ethernet、rs232等介面，本发明并不以此为限。于一实施例中，编码模块112以及光信号产生模块113可对应为一固件执行电路，例如通过一处理器执行固件内的程式码，而光驱动模块114可对应为一led驱动电路，用以接收光信号产生模块113的信号后驱动一发光装置14。在本实施例中，led驱动电路具备抗突波及过电压保护机制，可适用于dc宽电压范围。于本实施例中，发光装置14用以照明与发送一通讯讯息，其可为一般照明用led灯具、广告用led灯箱、展览用led灯具、led显示器等，本发明亦并不以此为限。在本实施例中，编码模块112用以依据一通讯讯息输出至少一编码讯息，其中，该编码讯息包含多个频率码，该多个频率码依一编码序列分布。于一实施例中，该编码模块112可依据预设储存的通讯讯息，或通过输出入(io)模块111所输入的通讯讯息，来输出该编码讯息。于一实施例中，编码讯息所包含的多个频率码分别对应至多个频率值。详言之，频率码可由例如1、2、3等数字或其他文字所组成，且编码讯息可为一位频率码或多位频率码所组成，每一位频率码可分别对应不同频率值。本发明并不限制频率码的个数。举例而言，编码模块112可储存有如下表1所示的查找表(lookuptable)，查找表可例如储存于一与编码模块112耦接的存储器，或直接储存于编码模块112内。本发明并不限制各频率码所对应的频率值，各频率码可分别对应不同的频率值，表1仅为示例。表1如图3所示，编码模块112可依据一通讯讯息输出至少一编码讯息，例如输出依一编码序列分布的多个频率码的一维矩阵2。频率码的一维矩阵2可包括由第一位频率码21、第二位频率码22、第三位频率码23及第四位频率码24所组成的多笔传递资料，以上述编码讯息为0123作示例，频率码的一维矩阵2具体内容即为01230123…，而每一位频率码则依据上述查找表分别对应不同的频率值，故编码模块112即可依据此频率码的一维矩阵2，依序输出对应频率码的一维矩阵2各位频率码所对应的多个频率值。光信号产生模块113用以依据该编码讯息来产生控制讯号。光信号产生模块113所产生的控制讯号由多个频率值的脉波讯号所组成，该多个频率值的脉波讯号的多个频率值关联于编码讯息所包含的多个频率码。于一实施例中，控制讯号为频率偏移调变(frequency-shiftkeying，fsk)讯号。光驱动模块114则用以依据该控制讯号驱动该发光装置14作动以发送该通讯讯息。其中，控制讯号中的脉波讯号的占空比(duty-ratio)会关联于发光装置14的发光亮度。所以，于另一实施例中，光信号产生模块113在接收编码模块112所输出的编码讯息后，可先经一计算亮度平均值的演算方法，再经调变以产生控制讯号。以下详述该计算亮度平均值的演算方法。以上述编码讯息为4位频率码及各位频率码所对应的频率值为例，编码讯息的第一位频率码21对应的频率值为800hz，照度为500lux；编码讯息的第二位频率码22对应的频率值为290hz，照度为150lux；编码讯息的第三位频率码23对应的频率值为380hz，照度为250lux；编码讯息的第四位频率码24对应的频率值为275hz，照度为100lux。首先，计算出各多个频率值所对应的亮度的平均值(例如上述可计算出亮度的平均值为约250lux)，接着可依据此平均值调整各多个频率值所对应的控制讯号中的脉波讯号的占空比(duty-ratio)中开与关的时间比率。于一实施例中，针对第一位频率码21对应的频率值的占空比，从对称占空比调整为不对称占空比，例如从代表开、关各50％的占空比调整为代表开30％、关70％的占空比。另对于第二位频率码22所对应的频率值的占空比，可调整为代表开60％、关40％的占空比；对于第三位频率码23所对应的频率值的开50％、关50％的占空比不调整；对于第四位频率码24所对应的频率值的占空比，可调整为代表开70％、关30％的占空比。经此调整后所产生的控制讯号，可使后续光驱动模块114依据控制讯号驱动发光装置14作动时，发光装置14所发出的光的亮度能够均匀。亦即，不同频率值之间输出的lux值可趋近于一致，使发光装置14可维持照明亮度的一致性。于一实施例中，如图3所示，在编码模块112可依据预设储存的通讯讯息或使用输出入(io)模块111所输入的通讯讯息依序输出频率码的一维矩阵2中，第一、第二、第三、第四位频率码21、22、23、24的单位时间皆为一致(例如为tms)，故光信号产生模块113所产生的控制讯号中，对应各频率值的单位时间亦固定。发光装置14受传送装置11中光驱动模块114所驱动后，所发出或反射的光可由接收装置12接收并进一步处理。于一实施例中，接收装置12可为智能手机或平板等行动装置，接收装置12中的影像撷取模块121可为具有滚动式快门(rollingshutter)的相机，影像撷取模块121用以于发光装置14作动时的一时间区间内撷取一影像流(imagestream)4，其中，该影像流4包含多个影像41、42、43、44、45，如图5所示，且各影像41、42、43、44、45可分别代表1帧幅(1frame)，且各影像41、42、43、44、45在时间上可能为不连续，即各影像41、42、43、44、45之间会存有一空白时间，此为cmos图像传感器的曝光特性所导致。于一实施例中，影像撷取模块121在撷取多个影像时，可搭配感兴趣区域(regionofinterest，roi)来决定该多个影像。例如，拍摄的多个影像帧幅中，检查一帧幅中存在发光装置14所发出或反射的光，然后进行该发出或反射的光的影像辨识与解码。由于影像撷取模块121为滚动式快门的相机，因此，如图4所示，每一帧幅3在一单位时间(例如为六十分之一秒)内曝光时，影像撷取模块121为以一行一行的方式进行曝光，即每一帧幅3会有多个曝光区段31、32、33、34。当发光装置14快速切换开、关状态时，如图5所示，影像撷取模块121所撷取到的多个影像41、42、43、44、45将有亮条纹411、暗条纹412的产生，且随着发光装置14根据不同频率值所发出的光，多个影像41、42、43、44、45中亮条纹411、暗条纹412亦会有宽度上的差异。接收装置12可依据此差异，反推出发光装置14所发出的光对应的不同频率值，进而找出此不同频率值所对应的识别码为何。以下将进一步说明此一解码机制。首先须说明者，接收装置12包括影像撷取模块121、影像解码模块122、输出入模块125以及使用者显示模块126，其中，影像撷取模块121如上所述为滚动式快门的相机的硬件，而影像解码模块122则为安装于接收装置12中的软件所执行的功能或指令，而此功能或指令为接收装置12的处理器所执行者。而输出入模块125可为输入/输出电路或其他的通讯收发元件或电路，如usb、bt、wifi、ethernet、rs232等介面，使用者显示模块126则可为接收装置12的荧幕。影像解码模块122用以处理多个影像41、42、43、44、45以取得多个频率码。进一步而言，影像解码模块122更包括影像处理模块123及分类模块124。影像处理模块123用以处理多个影像41、42、43、44、45以取得多个图案影像，以及多个图案影像条纹宽度计算，其中，图案影像具有至少一图样以一周期分布。分类模块124用以分析多个图案影像的条纹宽度，以取得对应于各多个图案影像中各图样的多个宽度值，宽度值对应频率码。详言之，如图6所示，影像处理模块123用以处理多个影像41、42、43、44、45以产生多个图案影像。如图6所示，以图5中影像45为例，影像45可先进行讯号压缩，将影像以行(row)为单位，取得每行的亮度平均值，此步骤可大幅降低计算量，而得到图案影像50。在图案影像50中具有图样51(即波形)，图样51的波峰52可代表影像45中亮条纹411的位置，而图样51的波谷53可代表影像45中暗条纹412的位置。接着，对图案影像50进行二值化(thresholding)，可得到经二值化影像60。所谓二值化，为将图案影像50中图样51(即波形)的梯度二值化，即分别针对每个讯号进行二值化，此时图案影像50中波形的波峰52可对应至经二值化影像60中的1，而图案影像50中波形的波谷53可对应至经二值化影像60中的0，据此形成只包含二种数值的波形。在本实施例中，经二值化影像60的频率宽度64可对应影像45中一组亮条纹411、暗条纹412的宽度。于一实施例中，如图7所示，一种频率宽度62为一个完整的二值化波形所组成，该波形对应的频率由该条纹宽度来代表。进一步而言，经二值化影像60’可能具有第一种频率宽度61及第二种频率宽度62。此造成原因为影像撷取模块121开始撷取影像的时间点与发光装置14开始发出代表某一频率值的光的时间点很难一致所导致。因此，对于经二值化影像60’具有多种频率宽度(如第一种频率宽度61及第二种频率宽度62)时，影像处理模块123则要针对经二值化影像60’中频率宽度不同处进行切割。例如，如图7所示，经二值化影像60’中第一种频率宽度61相对较密，其可能对应较高的频率值，而第二种频率宽度62相对较疏，其可能对应较低的频率值。影像处理模块123可在切割点63(即频率宽度发生剧烈变化之处，如大幅度增加或减少)，将第一种频率宽度61及第二种频率宽度62切开。在将多个经二值化影像根据不同频率宽度进行切割后，可取得如图8所示的包含多个宽度值71、72、73、74、75、76、77、78的序列70。在此实施例中，宽度值71、72可分别对应为经二值化影像60’中的第一种频率宽度61及第二种频率宽度62，余以此类推。本发明并不限制经二值化影像60’所具有频率宽度的数目，其可能只有一种频率宽度，也可能具有多种频率宽度。在图8中，序列70是在图7中将多个经二值化影像进行切割后，分别使用频率估测(frequencyestimation)演算法来找出，即每种频率宽度可在频率估测演算法下，分别对应至不同的宽度值。分类模块124可根据多个宽度值71、72、73、74、75、76、77、78的序列70顺序来进行分类，以根据分类的结果得出序列70顺序分布的多个宽度值71、72、73、74、75、76、77、78所对应的多个频率码的编码序列，以供后续依据多个频率码的编码序列取得通讯讯息。于一实施例中，分类模块124以即时非监督式分类方式(real-timeunsupervisedclassification)对多个宽度值71、72、73、74、75、76、77、78进行分类。例如，宽度值71先分类至群组1最左位置，宽度值72则分类至群组2最左位置，宽度值73分类至群组2左二位置，宽度值74分类至群组3最左位置，宽度值75分类至群组4最左位置，宽度值76分类至群组1左二位置，宽度值77分类至群组2左三位置，宽度值78分类至群组3左二位置等，以此类推。分类模块124在分出群组1、2、3、4后，影像解码模块122以群组1为基准值及根据分类结果找出多个宽度值来回推原本的宽度序列，依序解码出所对应的编码讯息。于一实施例中，例如，以上述编码讯息为4位频率码及各位频率码所对应的频率值为例，编码讯息中某一位频率码可设定相较于其他位频率码的频率值更高的频率值，例如第一位频率码21设定为起始码(preamble)，而第二、第三、第四位频率码22、23、24则可设定为资料码(datasymbol1～n)。此明显较高的频率值在后续计算出宽度值后，可对应至相对较低的宽度值(例如宽度值71的数值为20.5)，如此一来就可判断群组1可对应编码讯息的多个频率码为0123中的0，群组2对应为1，群组3对应为2，群组4对应为3。亦即，较高的频率值的用意在于提供可辨别的特征，本发明并不限制必须以最高的频率值来作为可辨别的特征，亦可以最低的频率值来作为可辨别的特征，或是以可与其他特征区别的特征来作可辨别的特征。在接收装置12解码取得编码讯息的多个频率码后，输出入模块125可将此编码讯息传送至一云端服务器13。云端服务器13中包括一资料库131、云端资料输入模块132、查询模块133以及云端资料输出模块134。资料库131储存有对应该编码讯息的内容资料，云端资料输入模块132用以接收该接收装置12所取得的多个频率码，而查询模块133用以依据多个频率码查询对应的内容资料，云端资料输出模块134则将查询模块133所查询得到的内容资料回传给接收装置12的输出入模块125。最后，接收装置12将内容资料显示于使用者显示模块126上。于一实施例中，内容资料可为图片、影片、网址或产品内容等，可在接收装置12的使用者显示模块126上显示。本发明的输出入模块125并不限制将编码讯息传送至云端服务器13的方法，可通过蓝牙(bt)、wifi、3g/4g等通讯方式。本发明的光通讯系统的应用情境，可将设有不同编码讯息的传送装置结合不同的发光装置，使用者可以接收装置来针对不同发光装置所发出的光或反射的光来进行解码，而可取得不同的内容资料，例如在艺术品展场中以设有不同编码讯息的传送装置来对应各艺术品装置，即可让使用者仅通过各艺术品所反射的光进行解码，而分别取得各艺术品的介绍资料。本发明另提供一种光通讯传送装置及光通讯接收装置，光通讯传送装置的主要技术内容可对应前述光通讯系统1中的传送装置11，而光通讯接收装置的主要技术内容可对应前述光通讯系统1中的接收装置12。相同技术内容于此不再赘述。请参阅图2，本发明更提供一种光通讯方法，包含以下步骤：于步骤s11中，依据一通讯讯息输出至少一编码讯息并产生控制讯号，其中，该编码讯息包含多个频率码，该多个频率码依一编码序列分布。于步骤s12中，依据该控制讯号驱动一发光装置作动以发送该通讯讯息。于步骤s13中，撷取该发光装置作动时的一时间区间内的一影像流，其中，该影像流包含多个影像。于步骤s14中，处理该多个影像以取得多个频率码。于一实施例中，该控制讯号为具有多个频率值的脉波讯号，该多个频率值分别对应于该编码讯息所包含的该多个频率码。于一实施例中，在步骤s11中，即在产生控制讯号之前，可再包含下述步骤：先计算各该多个频率码所对应的亮度的平均值，复依据该平均值调整各该多个频率码所对应的占空比中开与关的时间比例，再经调变以产生该控制讯号，其中，控制讯号为频率偏移调变讯号。于一实施例中，在步骤s14中，处理该多个影像以取得多个频率码更包括下列步骤：处理该多个影像以取得多个图案影像，其中，该多个图案影像的任一者具有至少一图样以一周期分布，且该影像处理模块用以分析该多个图案影像，以取得对应于各该多个图案影像中的各该图样的多个宽度值，该宽度值对应于该频率码；以及依据该多个宽度值的序列顺序，对该多个宽度值进行分类，以根据该分类的结果得出依该序列顺序分布的该多个宽度值所对应的该多个频率码的该编码序列，以依据该多个频率码的该编码序列取得该通讯讯息。于一实施例中，在取得多个图案影像之前，先对多个影像进行讯号压缩，以取得该多个图案影像。之后，对多个图案影像进行二值化，以取得对应于各该多个图案影像中的各该图样的多个宽度值。于一实施例中，在步骤s14之后，取得该多个频率码后，可包括依据该多个频率码回传对应该多个频率码的内容资料的步骤。以上所述的本发明的光通讯方法，其详细技术内容实质上相同于前述本发明的光通讯系统的技术内容，于此不再赘述。藉由本发明的光通讯系统及其方法、传送装置、接收装置，由于本发明采用可见光通讯(opticalcameracommunications，occ)技术使光通讯传送装置发出经编码的光线闪烁讯号，令光通讯接收装置在接收到光线后，可对其进行解码，而能呈现对应此讯号的相关内容。本发明只要在能接收到光的范围内即可进行解码，故可有效解决现有技术中所述使用qrcode、nfc、beacon等技术所产生的无法有效读取讯号的问题。此外，本发明的光通讯传送装置可让发光装置兼具通讯功能，而光通讯接收装置只要内建相机及安装解码软件就可以进行光通讯，使厂商可快速切入服务应用市场。又，本发明采频率偏移调变技术，可降低接收讯号时跨影像(即帧幅)时遗失资料的问题，且搭配即时非监督式分类方法减少非资料符号的使用，可进一步提升传输率。上述实施形态仅为例示性说明本发明的技术原理、特点及其功效，并非用以限制本发明的可实施范畴，任何熟习此技术的人士均可在不违背本发明的精神与范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。然任何运用本发明所教示内容而完成的等效修饰及改变，均仍应为权利要求范围所涵盖。而本发明之权利保护范围，应如权利要求书所列。当前第1页12当前第1页12