检索结果-南通市图书馆

作者：喻柯湖南大学

学位级别：硕士

随着万物互联概念的兴起以及智能移动设备的普及,利用图像传感器的光相机通信(Optical Camera Communication,OCC)越来越受到学界的关注。OCC系统采用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)光源发送信号,利用互补金属氧化物半导体(Compl... 详细信息

随着万物互联概念的兴起以及智能移动设备的普及,利用图像传感器的光相机通信(Optical Camera Communication,OCC)越来越受到学界的关注。OCC系统采用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)光源发送信号,利用互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)相机接收信号。目前,基于卷帘效果模式的OCC系统在接收信号的解调方面存在一些技术挑战,如灰度值波动、“绽放效应”等。此外,为推动OCC系统在实际场景中的应用,需要考虑用户移动的场景。本文针对移动场景下的OCC系统,分析了接收端的解调技术中存在的问题,并提出了相应的解决方案,主要研究工作如下:1.针对移动造成的接收图片中条纹失真的问题,提出了基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和基于K均值聚类的解调方法,在OCC系统中进行了实验验证,比较了使用K均值和CNN这两种方法的OCC系统的误码率性能,研究了不同移动速度对系统性能的影响。实验平台按照与实际1:10的比例搭建,结果表明,在横向移动场景下,K均值解调方案的误码性能略胜于CNN解调方案,整体的误码率比CNN解调的误码率更低。在实验移动速度为60cm/s时,K均值和CNN解调方法的误码率分别为1.54×10和3.04×10。而在实验纵向移动场景中,K均值解调的误码率比CNN解调方案的误码率高。在实验纵向移动速度为60 cm/s时,K均值和CNN解调方法的误码率分别为6.02×10和3.94×10。2.针对多个LED光源发送信号时存在相互干扰,以及接收端移动时带来的条纹失真问题,提出了一种多列矩阵选择结合K均值的解调方法,在避免信号干扰的同时,缓解接收端移动造成的条纹失真。实验平台按照与实际1:10的比例搭建,研究了不同移动速度以及两个LED之间的不同距离时OCC系统的误码率性能,实验结果表明,提出的方法与其它方法相比,可以显著改善系统的通信性能,降低误码率。在两个LED光源距离为10 cm,CMOS相机的移动速度为20cm/s时,采用提出的方法,OCC系统可以实现的误码率为8.74×10,远低于20%的前向纠错门限(3.8×10)。随着速度的增加,条纹宽度失真增大,所提方法性能下降,因此所提方法更适用于室内低速移动场景。

关键词：光相机通信卷帘效应解调技术列矩阵选择 K均值卷积神经网络

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基于微型发光二极管的高速率光相机通信方法

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光通信研究 2021年

作者：范怡敏罗云飞魏春英南昌理工学院计算机信息工程学院华为技术有限公司宁夏大学物理与电子电气工程学院

作为可见光通信系统（VLC）中的光相机通信（OCC），其容易受显示系统和接收方相机的帧率限制，数据传输速率较低。因此，文章提出了一种微型发光二极管（micro-LED）的高速OCC。采用定制的互补金属氧化物半导体（CMOS）控制的micro-LE... 详细信息

作为可见光通信系统（VLC）中的光相机通信（OCC），其容易受显示系统和接收方相机的帧率限制，数据传输速率较低。因此，文章提出了一种微型发光二极管（micro-LED）的高速OCC。采用定制的互补金属氧化物半导体（CMOS）控制的micro-LED阵列作为投影器，将二进制图案投射到墙壁上。在每个数据有效负载之前展示一对简单的引导帧，支持图像的同步化和连续再对准，也不需要与图像始终保持严格对齐或静止状态。通过高刷新率进行空间图案的光学投影，从空间和时间尺度上改善数据传输速率。实验结果表明，所提方法的有效性，在16×16的微型LED阵列上进行数据传输时，达到122.88 kbit/s的峰值速率，工作范围可达2m。

关键词：可见光通信系统光相机通信显示系统微型发光二极管引导帧

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基于光相机通信的干扰缓解方法研究

基于光相机通信的干扰缓解方法研究

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作者：阳依婷湖南大学

学位级别：硕士

随着物联网时代的到来,全球移动数据流量正在过度增长,因此迫切需要更多的频谱资源来满足通信的需求。可见光通信(Visible Light Communication,VLC)相比毫米波通信和太赫兹通信,具有高安全性、低成本及免受电磁干扰等优势。近年来,随... 详细信息

随着物联网时代的到来,全球移动数据流量正在过度增长,因此迫切需要更多的频谱资源来满足通信的需求。可见光通信(Visible Light Communication,VLC)相比毫米波通信和太赫兹通信,具有高安全性、低成本及免受电磁干扰等优势。近年来,随着发光二极管(Light Emitting Diodes,LED)市场占有率的上升及智能移动设备的普及,光相机通信(Optical Camera Communication,OCC)引起了众多研究团队的关注。它是一种以互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器为接收机的VLC技术。本文针对OCC系统中存在的信道干扰(Inter-channel Interference,ICI)及码间干扰(Inter-symbol Interference,ISI)等问题进行了研究,开展的主要工作如下:1、为了减轻用户移动至LED辐射重叠区域时ICI对系统的影响,提出了一种有效的ID识别方案和基于排序的列矩阵选择方案。同时,提出了一种改进的基于长度估计的采样方案,以应对行曝光时间重叠和用户移动导致亮暗条纹失真的问题。实验结果表明,在LED部署间隔为20cm、用户移动速度为80cm/s时,使用所提出的解调方案可将传统解调方案的误码率(Bit Error Rate,BER)从3.75×10改善至10。2、针对基于脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)的OCC中ISI对系统性能的影响,提出了一种基于人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)的解调方案。研究了不同照度以及不同数据速率下系统的BER性能,实验结果表明,与传统解调方案及其它的机器学习方法相比,ANN解调方案能以较小的时间成本及存储成本为代价,显著降低BER。在数据速率为15.84kb/s,照度为2440lux时,BER可降至1.78×10。

关键词：光相机通信列矩阵选择采样方案多级强度调制神经网络

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基于光相机通信的移动解调及手势识别方法研究

基于光相机通信的移动解调及手势识别方法研究

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作者：黄峥湖南大学

学位级别：硕士

信息通信技术是推动社会进步的重要力量,而频谱资源是信息通信技术发展的基石。射频(RF)波段已十分拥挤,光相机通信(OCC)是一种以发光二极管(LED)为发送机、互补金属氧化物半导体(CMOS)相机为接收机的可见光通信(VLC)技术,其采用丰富且... 详细信息

信息通信技术是推动社会进步的重要力量,而频谱资源是信息通信技术发展的基石。射频(RF)波段已十分拥挤,光相机通信(OCC)是一种以发光二极管(LED)为发送机、互补金属氧化物半导体(CMOS)相机为接收机的可见光通信(VLC)技术,其采用丰富且不受管制的可见光频谱。由于LED及CMOS相机的广泛使用及低成本,OCC在设备到设备通信、智能家居等领域具有极大的应用潜力。现有的OCC系统接收端在移动情况下的误码率(BER)很高;此外,OCC系统的速率虽然受限于CMOS相机,但可利用相机的良好空间分离性开发其它功能以拓宽应用场景。本文对OCC系统的移动解调方法及其应用进行研究,开展了以下工作:1、针对移动场景下OCC的高BER问题,提出了一种基于自适应时钟提取及映射采样的解调方法,并进行了实验验证。在移动场景下,CMOS相机移动会引起接收图像失真,导致数据恢复困难。提出的方案可以有效抵抗相机移动引起的性能恶化,并且不会带来计算复杂度及存储空间的大量增加。实验结果表明,在0.7m/s的移动速度下,采用提出的自适应时钟提取及映射采样方法替代固定时钟及长度估计(LE)采样方法,BER从9.14?10降低到3.16?10,其低于3.8?10的前向纠错码(FEC)极限。提出的方案所消耗的存储空间约为基于卷积神经网络(CNN)的解调方案的1/28,并且处理时间约为CNN方案的55.7%。2、基于OCC系统,提出了一种基于查找表的手势识别方法,可在OCC系统中同时实现可靠通信及高准确率的手势识别。该系统使用一个8?8的LED阵列及手机前置摄像头分别作为发送机和接收机,而动作由用户手指在相机拍摄范围内产生,接收端可以在通信的同时实现对直线、折线、圆形及数字型四类动作的识别。实验结果表明,采用提出的方法,手势动作的平均识别准确率可以达到98%,且能有效抵抗噪声及人为因素的干扰,且手势识别功能在手指能被检测到的传输范围内保持稳定。对于通信性能,在发送端LED阵列未被遮挡时,能实现80cm的传输距离下低于1?10的BER。

关键词：光相机通信卷帘快门效果全局快门效果解调手势识别

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