像素調(diào)制可見光通信關(guān)鍵技術(shù)研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、可見光通信因其綠色安全、保密性好、頻譜不受限等優(yōu)勢，成為近年來無線通信的研究熱點(diǎn)之一。而可見光通信中的像素調(diào)制技術(shù)因其接收設(shè)備簡單、頻譜效率高受到了廣泛關(guān)注。本文研究了基于LCD液晶顯示器和攝像頭的像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)，全文工作如下:
　　一、針對LCD液晶顯示器編碼區(qū)域設(shè)置問題，設(shè)計(jì)了圖像邊界方案。按照所設(shè)計(jì)的圖像邊界方案討論了Moravec、Harris和Susan算子角點(diǎn)檢測算法，分析了這些算法的計(jì)算復(fù)雜度和

2、性能，提出了改進(jìn)的Harris算子角點(diǎn)檢測算法，進(jìn)一步降低了計(jì)算復(fù)雜度。
　　二、針對收發(fā)端光軸未對準(zhǔn)而產(chǎn)生的攝像頭接收信號(hào)投影失真問題，設(shè)計(jì)了失真修復(fù)方案進(jìn)行信號(hào)恢復(fù)。利用針孔攝像頭模型給出了單應(yīng)性矩陣的求解方法。此外，還推導(dǎo)了發(fā)射機(jī)LCD液晶屏平面和接收機(jī)攝像頭成像平面的坐標(biāo)變換關(guān)系，最后采用雙線性插值法利用所得出的變換方程將接收畸變圖像恢復(fù)。
　　三、針對LCD液晶顯示器信號(hào)調(diào)制問題，根據(jù)像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)的特征，

3、設(shè)計(jì)了結(jié)合RGB三色、灰度和空間的調(diào)制方案。
　　四、設(shè)計(jì)了像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)接收機(jī)解調(diào)方案。針對接收畸變信號(hào)恢復(fù)后的解調(diào)問題，設(shè)計(jì)了基于閾值的空間解調(diào)技術(shù)，仿真分析了平均灰度閾值法、灰度直方圖雙峰法、最大類間方差法二值化算法，均能達(dá)到正確解調(diào)解碼的需求，說明所設(shè)計(jì)的將信號(hào)調(diào)制到編碼塊中具有很好的抗噪聲性能。此外，還針對接收信號(hào)圖像中編碼塊邊緣存在的符號(hào)間干擾，提出了基于空間濾波的去符號(hào)間像素干擾方法，有效解決了編碼塊邊緣模糊

4、問題。針對攝像頭各通道灰度響應(yīng)非線性的問題，采用預(yù)失真的方式設(shè)計(jì)了多閾值處理的灰度解調(diào)技術(shù)，簡化了接收判決的方法。
　　五、介紹了作者制作的像素調(diào)制可見光通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。開發(fā)了用戶界面，針對當(dāng)前LCD液晶顯示器存在的灰階響應(yīng)時(shí)間問題，設(shè)計(jì)了基于多倍采樣的接收端，簡單設(shè)計(jì)了具有幀號(hào)、檢驗(yàn)位與閑置位的幀頭格式，并放置于發(fā)送圖片中。最后，還介紹了本系統(tǒng)所需要的軟硬件配置環(huán)境及軟件參數(shù)配置，程序運(yùn)行結(jié)果表明本方案能夠穩(wěn)定的在較小的誤碼率下實(shí)