基于可见光照明的自动识别方法和信息服务系统的制作方法_3

文档序号:8945500阅读:来源:国知局
光源的照明光中。
[0069]所述通信模块具有无线通信或者有线通信的功能,用于接收服务器发送的信息;所述存储模块用于存储通信模块接收到的信息;所述电源模块用于将外界电源转换为基站模块所需的各个电压水平,并供给到相应的需求模块;所述可见光光源驱动模块与可见光光源连接,用于将存储模块中的信息调制到可见光光源的驱动信号中,可见光光源根据驱动信号的变化发射出不同强度的可见光。调制的方式为通过不同的发光强度代表不同的信息。
[0070]如图4所示,本发明实施例中,所述智能终端包括摄像头、处理芯片、显示屏幕、扬声器和通信模块;所述摄像头、显示屏幕、扬声器和通信模块分别与所述处理芯片连接,所述摄像头用于对所述可识别对象进行拍摄,得到拍摄图像;所述处理芯片用于对所述拍摄图像进行解调,得到所述标识信息;所述显示屏幕用于显示与所述标识信息相关的服务内容;所述扬声器用于播放与所述标识信息相关的服务内容;所述通信模块用于所述处理芯片与所述服务器之间的通信。
[0071]其中,所述处理芯片可以设置应用程序,且应用程序包括图像解码模块和信息处理模块,其工作过程如图5所示,其中图像解码模块将图像中的信息解调出来,传递给信息处理模块。
[0072]所述图像解码模块可以包括图像预处理、带通滤波、背景提取、背景去除和判决与信息识别模块;所述图像预处理模块用于去除图像中的噪声;所述带通滤波模块根据明暗纹理的频谱比图像的背景的频谱更窄的特点,滤除明暗纹理频谱外的频率成分,增强明暗纹理;所述背景提取模块,利用图像处理技术配合可见光基站的特定调制方式,提取图像的与明暗纹理无关的背景;所述背景去除模块,从图像中减去提取的背景,增强明暗纹理;所述判决与信息识别模块根据判决阈值对增强后的图像的明暗纹理进行判决,得到I和O的码字,获取标识信息。图像解码模块的工作过程如图6所示。
[0073]其中,在实际实施的过程中,也可以在图像预处理之后,直接进行带通滤波,经过带通滤波处理后,也能得到增强的图像,用于判决和信息识别;而如果在背景提取和背景去除步骤之后,再进行带通滤波,可以得到明暗纹理更加清晰的图像,从而更加有利于判决与信息识别。
[0074]实施例三
[0075]如图7所示,本发明实施例中,可见光基站发射带有位置标识信息的照明光,照明特定的区域,完成标识信息对被照明位置的标记,形成可识别位置。便携式智能终端通过摄像头拍摄可识别位置,该区域反射的照明光进入摄像头的图像传感器,生成该位置的图像,图像既可以是图片也可以是视频。终端通过应用程序解调图像,获得位置标识信息,并通过无线通信系统发送获得的位置标识信息给服务器。服务器根据接收到的位置标识信息,向终端返回发送与位置关联的服务内容。终端基于此内容,可向用户提供室内定位导航、基于位置的信息推送等信息服务。
[0076]实施例四
[0077]如图8所示,本发明实施例中,可见光基站发射带有物品标识信息的照明光,照明特定的物品,完成标识信息对被照明物品的标记,形成可识别物品。便携式智能终端通过摄像头拍摄可识别物品,该物品反射的照明光进入摄像头的图像传感器,生成该物品的图像,图像既可以是图片也可以是视频。终端通过应用程序解调图像,获得物品标识信息,并通过无线通信系统发送获得的物品标识信息给服务器。服务器根据接收到的物体标识信息,向终端返回发送与物品关联的服务内容。终端基于此内容,可向用户提供资产管理、物品导览等面向物品的信息服务。
[0078]实施例五
[0079]如图9所示,本发明实施例中,可见光基站发射带有标识信息的照明光,照明特定的区域或物品,完成标识信息对被照明对象的标记,形成可识别对象。便携式智能终端通过摄像头拍摄可识别对象,该对象反射的照明光进入摄像头的图像传感器,生成该对象的图像,图像既可以是图片也可以是视频。终端通过应用程序解调图像,获得标识信息。终端利用终端本地的与标识信息关联的服务内容,可向用户提供短消息广播、离线地图室内定位导航等?目息服务。
[0080]实施例六
[0081]本发明实施例提供了一种利用上述方法和系统,通过便携式智能终端拍摄可识别对象,得到所述可识别对象的图像,如图10所示,其中,图a为对不带有标识信息的不可识别对象进行拍摄得到的图像,图b为对带有标识信息的可识别对象进行拍摄得到的图像;从图中可以看出,如果照明光中加载调制了标识信息,则在拍摄的图像中,就会包含一种明暗相间的纹理,明暗分别代表着I和O的码字。而因为明暗纹理变化的规律性比复杂图像背景更强,经过空间域到频率域变换后,与明暗纹理关联的图像频率成分集中在一个较窄的频率区域,所以,可以通过滤波来增强明暗纹理。明暗变化成分在频域区域的位置,由可见光基站调制可见光光源的基本频率决定。
[0082]实施例七
[0083]本发明实施例提供了一种利用带通滤波对拍摄得到的图像进行处理的方法,如图11所示,其中输入的图像是二维矩阵,经过二维傅里叶变换,将图像从空间域变换到频率域得到二维频谱,明暗纹理在频谱上对应关于原点对称的两个峰值区域。滤波即把峰值点及其附近的频率成分保留下来,其他区域的频率成分设置为O。滤波后的二维频谱经过二维反傅里叶变换,得到明暗纹理被增强的输出图像。所述的峰值点及其附近的范围可以根据实际系统设计完成后测量频谱得到。
[0084]实施例八
[0085]本发明实施例提供了另一种利用带通滤波对拍摄得到的图像进行处理的方法,如图12所示,其中输入的图像按照图像矩阵的各行首尾相接变换为一维图像向量,经过一维傅里叶变换,得到一维频谱,明暗纹理在频谱上对相应正负两个峰值区域。滤波即把峰值点及其附近的频率成分留下来,其他区域的频率成分设置为O。滤波后的一维频谱经过一维反傅里叶变换得到一维图像向量,再按照图像矩阵的行列参数变换为图像矩阵,得到明暗纹理被增强的输出图像。所述的峰值点及其附近的范围可以根据实际系统设计完成后测量频谱得到。
[0086]明暗纹理是图像的前景内容。为增强前景内容,在图像处理技术中,可通过背景提取和背景消除来实现。因可见光基站发送的信息可以灵活设计,本发明的背景提取和背景消除技术可以更加便捷。
[0087]实施例九
[0088]本发明实施例提供了一种通过背景提取和背景消除来增强明暗纹理的方法,如图13所示,其中,图a所示为设计的可见光光源驱动信号,在连续两个时段中,第一个时段驱动信号保持不变,第二个时段驱动信号加载信息;随后驱动信号变化转为照明光变化,照明光被图像传感器接收形成图像;图b所示为图像传感器获得的连续两帧图像,第一帧是完整的背景图像,第二帧是包含明暗纹理的图像,从第二帧图像中减去第一帧图像,即可获得明暗纹理增强的图像,如图c所示。
[0089]实施例十
[0090]本发明实施例提供了另一种通过背景提取和背景消除来增强明暗纹理的方法,如图14所示,其中,图a所示为设计的可见光光源驱动信号,在连续两个时段中,第一时段驱动信号加载信息,第二个时段驱动信号加载信息的补码;随后驱动信号变化转为照明光变化,照明光被图像传感器接收形成图像;图b所示为图像传感器获得的连续两帧图像,第一帧是包含信息的明暗纹理,第二帧包含信息补码的明暗纹理,两帧相加得到完整的背景图像,从第一帧和第二帧中分别减去背景图像,即可获得明暗纹理表达的信息和信息补码,如图c所示。同时获得信息和信息补码,可以验证得到的信息是否正确。所述的两帧相加是指比较两帧相对应的同一个位置的像素点的亮度强度,取较大值。
[0091]通过以上实施例,可以发现,本发明利用可见光光源对物理实体的照明,实现了对物理实体的标记,形成可识别对象,并利用广泛普及的便携式智能终端拍摄可识别对象,接收被该对象反射的照明光,实现对可识别对象的自动识别。拍摄可识别对象比拍摄可见光光源可提高图像传感器的利用效率,通过图像处理技术,可增强自动识别能力,可以广泛应用于室内定位导航、博物馆展品导览、物品光子
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