基于HDR的可见光通信方法及装置

本发明涉及图像处理，尤其涉及一种基于hdr的可见光通信方法及装置。

背景技术：

1、随着信息产业高速发展，数字标牌作为一种利用电子显示设备显示广告图像和各种有用信息的媒介，已经安装在许多地方。基于图像传感器的可见光通信(visible lightcommunication，vlc)技术可以只使用现有的数字标牌和内置图像传感器的终端，而不需要安装新的通信设备。该技术通过对数字标牌上显示的图像进行数据信号调制，使人眼无法感知数据信号，然后利用手机摄像头等图像传感器对显示的图像进行捕捉，从而实现通信。

2、现有的vlc技术中，为了提高通信质量，需要对数据信号进行高信号强度的叠加，会使得数字标牌图像的视觉质量变差。视觉质量与通信质量的不兼容极大地阻碍了该技术的进展。如何实现在保障视觉质量的同时，提升vlc技术中的通信质量的需求，是目前业界亟待解决的重要课题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于hdr的可见光通信方法及装置，用以在保障数字标牌的视觉质量的同时，提升数字标牌的可见光通信的通信质量。

2、本发明提供一种基于hdr的可见光通信方法，包括：

3、对数字标牌的显示图像进行识别，得到包含数字信号的接收图像，所述显示图像是基于将数字信号叠加至所述数字标牌的背景图像中生成的；

4、基于单图像的高动态范围hdr成像算法，对所述接收图像进行图像增强，得到所述接收图像的增强图像；

5、基于所述数字标牌的背景图像，对所述增强图像进行解调，得到所述数字标牌的显示图像中隐藏的数字信号。

6、根据本发明提供的一种基于hdr的可见光通信方法，对数字标牌的显示图像进行识别，得到包含数字信号的接收图像之前，还包括：

7、生成数字信号的映射数据信号，并将所述映射数据信号加载至所述数字标牌的背景图像中，生成所述数字标牌的显示图像，以使所述数字标牌的显示图像中包含所述数字信号。

8、根据本发明提供的一种基于hdr的可见光通信方法，将所述映射数据信号加载至所述数字标牌的背景图像中，包括：

9、将所述映射数据信号与所述背景图像的颜色分量叠加，以使所述映射数据信号加载至所述数字标牌的背景图像中。

10、根据本发明提供的一种基于hdr的可见光通信方法，基于所述数字标牌的背景图像，对所述增强图像进行解调，得到所述数字标牌的显示图像中隐藏的数字信号，包括：

11、将所述增强图像进行差分，去除所述增强图像中的背景图像，得到差分图像；

12、对所述差分图像中的数字信号进行解调，得到所述数字标牌的显示图像中隐藏的数字信号。

13、根据本发明提供的一种基于hdr的可见光通信方法，基于单图像的高动态范围hdr成像算法，对所述接收图像进行图像增强，得到所述接收图像的增强图像，包括：

14、基于单图像的hdr成像算法，从所述接收图像中提取亮度信息，并将所述亮度信息进行分解，得到所述接收图像的照度信息以及所述接收图像的反射率分量信息；

15、基于所述照度信息以及所述反射率分量信息，对所述接收图像进行图像增强，得到所述接收图像的增强图像。

16、根据本发明提供的一种基于hdr的可见光通信方法，基于所述数字标牌的背景图像，对所述增强图像进行解调之后，还包括：

17、基于对所述增强图像进行解调的准确率，以及所述数字标牌的环境条件，调整数字信号叠加至所述背景图像的信号强度。

18、本发明还提供一种基于hdr的可见光通信装置，包括：

19、图像识别模块，用于对数字标牌的显示图像进行识别，得到包含数字信号的接收图像，所述显示图像是基于将数字信号叠加至所述数字标牌的背景图像中生成的；

20、图像增强模块，用于基于单图像的高动态范围hdr成像算法，对所述接收图像进行图像增强，得到所述接收图像的增强图像；

21、解析模块，用于基于所述数字标牌的背景图像，对所述增强图像进行解调，得到所述数字标牌的显示图像中隐藏的数字信号。

22、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述基于hdr的可见光通信方法。

23、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于hdr的可见光通信方法。

24、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于hdr的可见光通信方法。

25、本发明提供的基于hdr的可见光通信方法及装置，通过在获取数字标牌的接收图像后，基于单图像的hdr成像算法，对接收图像进行图像增强，扩展了接收图像的动态范围，提升了接收图像的质量。基于对增强图像进行解调，以获取数字标牌中隐藏的数字信号，不依赖对数字信号进行高信号强度的叠加的方式实现vlc通信，可以实现在保障数字标牌的显示质量的同时，提升vlc技术中的通信质量。

技术特征：

1.一种基于hdr的可见光通信方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于hdr的可见光通信方法，其特征在于，所述对数字标牌的显示图像进行识别，得到包含数字信号的接收图像之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的基于hdr的可见光通信方法，其特征在于，所述将所述映射数据信号加载至所述数字标牌的背景图像中，包括：

4.根据权利要求1所述的基于hdr的可见光通信方法，其特征在于，所述基于所述数字标牌的背景图像，对所述增强图像进行解调，得到所述数字标牌的显示图像中隐藏的数字信号，包括：

5.根据权利要求1所述的基于hdr的可见光通信方法，其特征在于，所述基于单图像的高动态范围hdr成像算法，对所述接收图像进行图像增强，得到所述接收图像的增强图像，包括：

6.根据权利要求1所述的基于hdr的可见光通信方法，其特征在于，所述基于所述数字标牌的背景图像，对所述增强图像进行解调之后，还包括：

7.一种基于hdr的可见光通信装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于hdr的可见光通信方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于hdr的可见光通信方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于hdr的可见光通信方法。

技术总结本发明提供一种基于HDR的可见光通信方法及装置，其中方法包括：对数字标牌的显示图像进行识别，得到包含数字信号的接收图像；基于单图像的HDR成像算法，对接收图像进行图像增强，得到接收图像的增强图像；基于数字标牌的背景图像，对增强图像进行解调，得到数字标牌的显示图像中隐藏的数字信号。本发明提供的基于HDR的可见光通信方法及装置，通过在获取数字标牌的接收图像后，基于单图像的HDR成像算法，对接收图像进行图像增强，扩展了接收图像的动态范围，提升了接收图像的质量，不依赖对数字信号进行高信号强度的叠加的方式实现VLC通信，可以实现在保障数字标牌的显示质量的同时，提升VLC技术中的通信质量。技术研发人员：黄奕,张民,韩大海受保护的技术使用者：北京邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1