的摄像机16指向环境2中的场景8，光从所述场景8反射。例如，场景可以包括诸如墙壁和/或其他对象这样的表面。由发光设备4中的一个或多个发射的光从场景反射到摄像机的二维图像捕获元件上，所述二维图像捕获元件从而捕获场景8的二维图像。可替换地或附加地，还有可能检测直接来自光源的编码光(没有经由表面的反射)。因此，移动设备可以可替换地被直接指向发光设备4中的一个或多个。
[0020]图3表示摄像机16的图像捕获元件20。图像捕获元件20包括用于捕获代表在每个像素上入射的光的信号的像素阵列，例如典型地是方形或矩形像素的方形或矩形阵列。在卷帘快门摄像机中，像素被布置成多排，例如，水平行22。为了捕获帧，将每一排顺序地曝光，每次曝光达摄像机的曝光时间Tf3xp的一个接连的实例(instance)。在这种情况下，曝光时间是单独一排的曝光的持续时间。还注意到，本公开内容中的序列的意思是时间序列，即，所以每一排(或更一般地是每一部分)的曝光在略微不同的时间开始。例如，首先，顶部的行221开始被曝光达持续时间Traip，然后在稍稍之后的时间，下面的第二行2?开始被曝光达TMP，然后再次地在稍稍之后的时间，下面的第三行223开始被曝光达T exp,以此类推，直到底部的行被曝光。然后重复该过程以曝光一系列帧。
[0021]图5示出了在连续的视频捕获期间典型的卷帘快门定时图的示例。
[0022]在W02012/127439中，例如，已描述了可以如何使用这种类型的传统视频摄像机来检测编码光。信号检测利用卷帘快门图像捕获，这促使时间光调制转变成在接连的图像行上的空间强度变化。
[0023]这在图4中被示意性地示出。在每个接连的排22被曝光时，它是在略微不同的时间被曝光的，并且因此(如果排速率与调制频率相比足够高的话)是在调制的略微不同的阶段被曝光的。因此每一排22被曝光到调制光的相应瞬时水平。这导致了随着在给定帧上的调制而波动或循环的条状图案。基于该原理，图像分析模块12能够检测被调制到由摄像机16接收的光中的编码光分量。
[0024]然而，获取过程在获取的信号上产生低通滤波效应。图6和图7图示了曝光时间为Tmp的卷帘快门摄像机的获取过程的低通滤波特性。
[0025]图6是将曝光时间表示为时域中的矩形块函数或矩形滤波器的草图。曝光过程可以被表达为调制光信号在时域中与该矩形函数的卷积。在时域中与矩形滤波器的卷积等同于在频域中与正弦函数的相乘。因此，如图7中给定的草图所图示的，在频域中，这导致接收信号谱与正弦函数相乘。与接收信号谱相乘的函数可以称作传递函数，即，它描述了在检测谱中检测过程所实际“看到”的接收信号谱的部分。
[0026]因此，摄像机的曝光时间在时域中是块函数，而在频域中是低通滤波器(正弦)。这造成的结果是，检测谱或传递函数在Ι/Texp和Ι/Texp的整数倍处进入零点。因此，由图像分析模块12执行的检测过程将在频域中在1/Texp、2/Texp、3/Texp等等处的零点或零点附近经历盲点。如果调制频率落入盲点之一中，则编码光分量将不可检测到。注意到，在实施例中，不需要将盲点看做是仅出现在检测谱或传递函数中的这些零点或节点的精确频率处，而是更一般地盲点可以指检测谱中在这些零点或节点周围的任何频率范围，其中传递函数如此低以至于期望的编码光分量无法被检测或无法被可靠地检测。
[0027]将期望避免光源调制频率与摄像机的曝光时间的有问题配对，所述有问题配对可导致调制是摄像机不可检测的。
[0028]强力解决方案是预先规划编码光分量的频率和摄像机的曝光时间以便不冲突。然而，为了确保这可靠地工作，要求设备6和照明4的各种不同制造商之间的大量协调。另一可能的解决方案是让设备6在诸如RF信道这样的合适后向信道上将其曝光时间或合适频率的指示反馈给发光设备4。然而这会增加不期望程度的额外基础设施并且再次地要求制造商之间的协调。又一可能的解决方案是让发光设备4逐步地改变其调制频率或并行地在多个谐波频率上传输，使得设备6总是可以在频率之一上检测到编码光分量。这会避免在设备6和照明4之间通信的需要。然而不能确保在设备6可能遇到的所有可能环境中照明都必然配备有这样的功能性。
[0029]代替依靠这样的可能性，本公开内容提供了基于以下事实的解决方案:一些摄像机设备提供曝光控制。使用该解决方案，可以使用不同的曝光时间来捕获图像，并且对结果进行组合来确保在存在曝光相关的抑制效应的情况下的频率检测。可替换地，倘若有限的曝光控制可得到，则提供了一些实施例，其通过控制间接改变曝光时间的另一参数(例如，ISO设置、曝光值(EV)设置或兴趣区)来确保频率检测。
[0030]图8示出了具有1/30秒曝光时间的示例性传递函数(如图8中的实曲线所图示的)和具有1/40秒曝光时间的示例性传递函数(如图8中较浅的曲线所图示的)以及具有一个300Hz调制频率的灯。如果灯频率被设置在300Hz，并且摄像机的曝光在l/30s (或1/60、1/100)上，则摄像机不能捕获它，因为在传递函数中有零点。然而当曝光被设置为l/40s时，那么摄像机再次对300Hz敏感。相同的原理适用于FSK (在多个频率之间的切换)。
[0031]再次参考图2，设备6包括耦合到摄像机6的曝光控制模块14。曝光控制模块14被配置成控制摄像机6的直接或间接影响曝光时间Tmp的至少一个参数。
[0032]控制模块14被配置成经由(例如智能电话的)摄像机16捕获至少两帧图像数据，每一帧具有不同的参数值并且因此具有不同的曝光时间值TMP。因此，如果编码在光中的数据在一帧图像数据中是不可检测的，则在下一帧图像数据中它应当是可检测的。
[0033]有利地，该提案使得能省略去往编码光发光设备(S卩，发射机)的后向信道，因为不需要摄像机(即，接收机)向发光设备指定它不应使用哪些调制频率。此外，在发射机没有实现用于避免调制频率与曝光时间的不利组合的机制的情况下(例如，使用双重同时的或时变的频率从发光设备4发射的可替换解决方案会浪费一半的带宽)，可以使用更高的传输数据速率。
[0034]曝光控制模块14被配置成以不同的相应曝光时间捕获两个(或更多个)不同的帧，并对所述不同的帧单独地施加图像分析模块12的检测过程。每个曝光时间在频域中对应于相应的传递函数，并且不同的曝光时间相隔足够远以至于盲点实质上不重叠(一个曝光时间的传递函数的零点或节点周围的不可检测频率范围不与另一个曝光时间的传递函数的零点或节点周围的不可检测范围重叠)。此外，曝光时间被布置成使得它们的盲点的频率位置是适宜地非谐波的(non-harmonic)，至少使得Ι/Texp的一个值不是Ι/Texp的另一个值的整数倍。这样，当图像分析模块12被应用于以不同的相应曝光时间捕获的不同帧时，至少一个会始终提供肯定的(positive)检测(假定存在要被检测的编码光分量)。
[0035]在实施例中，这可以通过配置曝光模块14来尝试被预先确定为具有这些性质的两个(或更多个)特定曝光时间来实现。可替换地，曝光控制模块14可以被配置成扫描通过多个或某个范围的不同曝光时间以便用每个曝光时间来尝试检测。
[0036]因此，注意到，不必已知频率盲点的实际位置。只要曝光时间在至少两个不同的捕获图像之间变化，就可以确保在这些图像中的至少一个图像中调制将是可检测的。
[0037]在实施例中，曝光控制模块14和图像分析模块12可以捕获帧，并且当在接收光中探测或查询编码光信号或样本时基于这些不同曝光时间的每个曝光时间来尝试检测，以及图像分析模块12然后可以从捕获的帧中选择产生肯定检测的一个或多个帧，或者甚至可以对所捕获的帧求平均或累积所捕获的帧以产生可以从中检测到编码光的聚合帧。可替换地，曝光控制模块14可以被配置成在图像分析模块12报告肯定检测之前仅切换、循环或扫描通过参数的不同值。
[0038]—旦找到导致肯定检测的参数的值，这便可以被存储以供将来使用。可替换地，可以在每个在接收光中探测或查询编码光信号或样本的场合下尝试参数的不同值。
[0039]可以例如响应于用户输入或者自动地——例如像周期性地每隔一段时间——触发在接收光中查询编码光信号的操作。
[0040]在实施例中，用于影响曝光时间的参数可以包括显式曝光时间设置，控制器14可以直接控制所述显式曝光时间设置。
[0041]可替换地，如果曝光时间不能被直接设置(或者甚至作为控制曝光时间的附加方式)，则可以使用以下方法之一来间接地以不同的曝光时间获得图像。这些方法