本文關(guān)鍵詞：像素調(diào)制可見光通信關(guān)鍵技術(shù)研究和實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 可見光通信 像素調(diào)制 角點(diǎn)檢測算法 投影失真恢復(fù) 二值化算法

【摘要】：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)計了圖像邊界方案。按照所設(shè)計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算復(fù)雜度和性能,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投影失真問題,設(shè)計了失真修復(fù)方案進(jìn)行信號恢復(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液晶顯示器信號調(diào)制問題,根據(jù)像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)的特征,設(shè)計了結(jié)合RGB三色、灰度和空間的調(diào)制方案。四、設(shè)計了像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)接收機(jī)解調(diào)方案。針對接收畸變信號恢復(fù)后的解調(diào)問題,設(shè)計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)計的將信號調(diào)制到編碼塊中具有很好的抗噪聲性能。此外,還針對接收信號圖像中編碼塊邊緣存在的符號間干擾,提出了基于空間濾波的去符號間像素干擾方法,有效解決了編碼塊邊緣模糊問題。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)時間問題,設(shè)計了基于多倍采樣的接收端,簡單設(shè)計了具有幀號、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)現(xiàn)較高的信息傳輸速率。
【關(guān)鍵詞】：可見光通信 像素調(diào)制 角點(diǎn)檢測算法 投影失真恢復(fù) 二值化算法
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 縮略語14-15
• 第1章 緒論15-31
• 1.1 可見光通信概述15-17
• 1.1.1 可見光通信的定義、優(yōu)勢及應(yīng)用15
• 1.1.2 可見光通信調(diào)制方式分類15-17
• 1.2 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)的構(gòu)成17-19
• 1.2.1 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)概述17-18
• 1.2.2 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)方案設(shè)計18-19
• 1.3 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型19-23
• 1.4 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)23-26
• 1.4.1 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)23-26
• 1.4.2 缺點(diǎn)26
• 1.5 像素調(diào)制可見光通信的研究進(jìn)展26-28
• 1.5.1 試驗(yàn)系統(tǒng)研制進(jìn)展26-27
• 1.5.2 論研究進(jìn)展27-28
• 1.6 本文章節(jié)安排28-31
• 1.6.1 本文的研究工作28
• 1.6.2 章節(jié)安排28-31
• 第2章 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)圖像矯正技術(shù)研究31-57
• 2.1 引言31-32
• 2.2 圖像邊界設(shè)計及角點(diǎn)檢測算法研究32-45
• 2.2.1 圖像邊界設(shè)計32-33
• 2.2.2 經(jīng)典算法比較33-40
• 2.2.3 改進(jìn)的Harris算子角點(diǎn)檢測算法40-43
• 2.2.4 改進(jìn)算法與經(jīng)典算法性能比較43-45
• 2.3 接收畸變信號重建45-54
• 2.3.1 針孔攝像頭模型46-48
• 2.3.2 單應(yīng)性矩陣求解48-50
• 2.3.3 接收畸變信號恢復(fù)50-54
• 2.4 本章小結(jié)54-57
• 第3章 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)信號調(diào)制與解調(diào)技術(shù)57-79
• 3.1 引言57-58
• 3.2 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)信號調(diào)制技術(shù)研究58-62
• 3.2.1 基于RGB三色的調(diào)制方案58-59
• 3.2.2 基于灰度的調(diào)制方案59-60
• 3.2.3 基于空間的調(diào)制方案60-61
• 3.2.4 結(jié)合RGB三色、灰度和空間的調(diào)制方案61-62
• 3.3 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)解調(diào)技術(shù)研究62-78
• 3.3.1 基于閾值的空間解調(diào)技術(shù)研究62-67
• 3.3.2 基于空間濾波的去符號間像素干擾67-71
• 3.3.3 基于多閾值處理的灰度解調(diào)技術(shù)研究71-76
• 3.3.4 基于RGB三色的解調(diào)技術(shù)研究76-77
• 3.3.5 結(jié)合RGB三色、灰度和空間的解調(diào)方案77-78
• 3.4 本章小結(jié)78-79
• 第4章 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)79-91
• 4.1 引言79-80
• 4.2 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)軟件方案設(shè)計80-87
• 4.2.1 基于Winform的程序界面設(shè)計82-83
• 4.2.2 基于線程的程序控制83-84
• 4.2.3 基于多倍采樣的接收端設(shè)計84-86
• 4.2.4 像素調(diào)制可將光通信系統(tǒng)幀頭設(shè)計86-87
• 4.3 像素調(diào)制可見光通信系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)87-89
• 4.3.1 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境87-88
• 4.3.2 軟件運(yùn)行結(jié)果及分析88-89
• 4.4 本章小結(jié)89-91
• 第5章 總結(jié)與展望91-93
• 5.1 本文的研究成果91-92
• 5.2 進(jìn)一步研究的方向92-93
• 參考文獻(xiàn)93-97
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與的科研項目97-99
• 致謝99

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