Детектирование данных для передачи данных в видимом свете, используя датчик обычной камеры

Детектирование данных для передачи данных в видимом свете, используя датчик обычной камеры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся в общем к области систем освещения и оптических приемников, и более конкретно к системам и способам для детектирования данных, внедренных в световой выход таких систем освещения.

Уровень техники

Передача данных в видимом свете относится к передаче данных через световой выход, формируемый источниками освещения. Такая передача данных представляет собой перспективный способ обеспечения локализованного беспроводного обмена данными в будущем, поскольку широкий диапазон нелицензируемых частот доступен с этой целью, и поскольку светодиоды (LED), используемые для освещения помещения или пространства, можно применять для обеспечения передачи данных. Возможно каждый источник света для освещения в будущем может стать источником передачи данных.

Одна из технологий передачи данных в видимом свете основана на внедрении данных в световой выход устройства освещения путем модуляции света, выводимого устройством освещения, в ответ на повтор сигнала данных (такой световой выход иногда называется «кодированным светом» и сокращенно обозначается как “CL”). Предпочтительно световой выход модулируют с высокой частотой таким образом, что модуляция является невидимой для потребителей.

Один возможный вариант применения CL включает в себя лампы, на свет которых накладывается относящаяся к ним информация технического обслуживания, такая как количество часов свечения, схемы уменьшения яркости, возможности, адрес сети управления, температура лампы, планы уменьшения яркости, отказы и т.д. Другой вариант включает в себя лампы в общественных местах, в которые внедрены данные, представляющие местную погоду, вспомогательную информацию, местную рекламу ближайших магазинов/ресторанов, информацию о дорожном движении, музыку и т.д.

Внедренные данные могут быть детектированы с помощью оптического приемника, который, например, может быть реализован в пульте дистанционного управления для управления лампой, или могут быть включены в другой модуль, такой как переключатель или устройство датчика. Одна известная технология детектирования CL включает в себя направление оптического приемника в конкретную лампу и считывание данных, внедренных в световой выход этой лампы.

Один из недостатков такой технологии детектирования состоит в том, что могут быть детектированы только внедренные данные, присутствующие в одном положении. Напротив, желательно одновременно получать данные, передаваемые в разных положениях в пределах данного места. С этой целью были представлены другие технологии детектирования для использования камеры путем направления камеры на сцену и параллельной обработки и записи потоков данных в различных положениях в пределах сцены. Такой тип детектирования на основе камеры требует, чтобы камера с частотой кадров, которая по меньшей мере равна частоте модуляции, использовалась для внедрения данных в световой выход лампы. Обычные коммерческие камеры, такие как используемые, например, в мобильных телефонах и веб-камерах, имеют частоту кадров 50-100 Гц, что гораздо ниже частоты модуляции, необходимой для внедрения данных так, чтобы это было не заметно для потребителей. Хотя эти камеры могут использоваться для детектирования CL, CL должен быть внедрен либо путем использования низкой частоты модуляции, или используя модуляцию цвета. Оба таких способа внедрения приводят к вариациям света, выводимого лампой, что становится заметным для потребителей.

Как представлено выше, в данной области техники необходимо разработать технологию для детектирования данных, внедряемых в световой выход источников света, которая решает по меньшей мере некоторые из задач, описанных выше.

Раскрытие изобретения

Цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить систему и способ детектирования, пригодные для определения данных, внедренных в световой выход источника света с невидимой модуляцией «высокой частоты», используя обычные коммерческие камеры, такие как используются в предыдущих технологиях.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения представлена система детектирования для определения повторяющейся первой последовательности из N символов, включенных в первый код. Первый код внедрен в световой выход первого источника света системы освещения. Система детектирования включает в себя по меньшей мере камеру и модуль обработки. Камера выполнена с возможностью получения последовательности изображений на сцене. Каждое полученное изображение включает в себя множество пикселей, каждый пиксель представляет интенсивность общего светового выхода системы освещения в разных физических положениях в пределах сцены. Общий световой выход системы освещения включает в себя световой выход первого источника света по меньшей мере в одном физическом положении в пределах сцены. Последовательность изображений включает в себя по меньшей мере N разных изображений. Каждое изображение по меньшей мере N разных изображений получают с общим временем экспозиции, содержащим один или более моментов экспозиции во временных положениях, в пределах повторения первой последовательности N символов. Модуль обработки выполнен с возможностью обработки полученной последовательности изображений для определения повторяющейся первой последовательности N символов.

Такая система детектирования может быть воплощена, например, в пульте дистанционного управления для управления системой освещения или может быть включена в другой модуль, такой как переключатель, устройство датчика или мобильный телефон. Модуль обработки может быть воплощен в аппаратных средствах, в программных средствах или как гибридное решение, имеющее как аппаратные, так и программные компоненты.

Кроме того, предусмотрены соответствующий способ и компьютерная программа для детектирования повторяющейся первой последовательности из N символов, включенной в первый код, где первый код внедрен в световой выход первого источника света системы освещения. Компьютерная программа может быть, например, загружена в существующие системы детектирования (например, для существующих оптических приемников или мобильных телефонов) или может быть сохранена после изготовления систем детектирования.

Используемый здесь термин «пиксель» [изображения] относится к модулю данных изображения, соответствующих определенной точке в пределах сцены. Данные изображения содержат интенсивности (или их производные) от общего светового выхода системы освещения в разных точках на сцене. Размещение данных изображения в рядах и столбцах пикселей представляет собой один из способов представления трехмерной (3-D) сцены в 2-D изображении.

Длительность времени повторения последовательности внедренного кода (или, в качестве альтернативы, длительность повторения последовательности внедренного кода, измеренная по количеству двоичных значений, составляющих последовательность) называется здесь «периодом кода». Конкретный код может быть внедрен в световой выход источника света путем модуляции сигнала привода, применяемого к источнику света через двоичную модуляцию или многоуровневую модуляцию, используя, например, широтно-импульсную модуляцию, модуляцию плотности импульсов или амплитудную модуляцию, как известно в данной области техники. Используемый здесь термин «сигнал привода» относится к электрическому сигналу, который при приложении к источнику света обеспечивает генерирование источником света светового выхода. Предпочтительно код внедрен в световой выход таким образом, что глаз человека не может различать световой выход, который включает в себя внедренный код, и световой выход, который его не включает. Это может быть достигнуто, например, путем модулирования сигнала привода, прикладываемого к первому источнику света с высокой частотой.

Настоящее изобретение основывается на распознавании того, что путем захвата последовательности изображений одной и той же сцены, которые отличаются только относительными моментами времени, когда каждое изображение было получено в пределах повторяющейся последовательности (такие моменты времени называются здесь «моментами экспозиции»), и выбором временных положений и длительности моментов экспозиции в пределах времени кадра камеры, которые должны соответствовать определенными битам кода кодированного света, может быть определена определенная последовательность кодовых битов, внедренных в световой выход источника света (световой выход этого источника света представлен в пределах сцены). Сумма длительности всех моментов времени экспозиции в пределах кадра называется «временем экспозиции» камеры. Требуемое время экспозиции в определенные моменты экспозиции может быть воплощено путем открывания и закрывания затвора камеры, причем затвор может быть либо внутренним, или внешним для камеры. Время экспозиции остается одинаковым для всех изображений, изменяясь, когда затвор открывают относительно внедренной последовательности кодовых битов (то есть при изменении временных положений моментов времени экспозиции в пределах повторяющейся последовательности). Например, в течение времени для кадра камеры, установленного 20 миллисекунд (мс), и времени экспозиции, установленного 5 мс, одно изображение может быть получено, когда затвор открыт только в течение первых 5 мс кадра (то есть затвор будет закрыт по меньшей мере последующие 15 мс кадра), другое изображение может быть получено, когда затвор открыт только в последние 5 мс кадра (то есть затвор закрыт в течение первых 15 мс кадра), еще одно изображение может быть получено, когда затвор открыт в течение первых миллисекунд кадра, затем закрыт на миллисекунду, затем открыт в течение следующей миллисекунды, затем снова закрыт в течение миллисекунды, затем снова открыт на 3 мс, и затем закрыт на оставшееся время кадра. Модуль обработки может быть выполнен с возможностью сравнения выбранных пикселей полученной последовательности изображений, используя пороговое значение, которое отличает один кодовый бит от другого для определения всех кодовых битов кодированной последовательности.

Получение и обработка последовательности изображений, таким образом, обеспечивают возможность определения данных, внедренных во вклад света от источника света в 2-D сцену. Благодаря тщательному инициированию момента времени, в который затвор камеры открывают для захвата разных кодовых битов кодированного света в течение каждого времени кадра камеры, может использоваться обычная камера с относительно длительным временем кадра. Поэтому технологии, представленные здесь, пригодны для детектирования невидимой «высокой частоты» CL, используя менее дорогостоящие камеры, чем использовались в предшествующем уровне техники.

Источники света, описанные здесь, могут содержать газоразрядный источник с высоким/низким давлением, неорганические/органические светодиоды, лазерные диоды, источники накаливания или галогенные источники. Данные, внедренные в свет, выводимый из системы освещения, могут содержать локализованную идентификацию источников света, ее возможности и текущие установки, или другие типы информации, относящиеся к источникам света. Однако следует отметить, что система освещения не обязательно применяется с целью освещения пространства или области, но также может применяться для передачи данных как таковой. В качестве примера, система освещения может составлять точку доступа к сети. В таких вариантах применения по меньшей мере часть светового выхода, формируемого системой освещения, может находиться за пределами видимого спектра (то есть световой выход одного из источников света системы может находиться за пределами видимого спектра).

Вариант осуществления по пп. 2 и 13 устанавливает то, что обработка полученной последовательности изображений может предпочтительно содержать определение типа модуляции, используемой для внедрения первого кода в световой выход первого источника света, используя определенный тип модуляции для определения одного или более разных символов, дифференцирующих пороговое значение первого кода, и определения повторяющейся первой последовательности из N символов путем сравнения каждого пикселя последовательности пикселей полученной последовательности изображений, соответствующей по меньшей мере одному физическому положению в пределах сцены, которая содержит световой выход первого источника света по меньшей мере с одним или более определенными пороговыми значениями.

Вариант осуществления по п. 3 обеспечивает то, что последовательность пикселей, используемая для определения повторяющейся первой последовательности из N символов, содержит пиксели, соответствующие физическому положению в пределах сцены, которая включает в себя только световой выход первого источника света. Таким образом, последовательность пикселей, которые включают в себя только одиночный поток данных, внедренный в световой выход одного источника света, используется для определения символов.

Вариант осуществления по п. 4 обеспечивает включение промежуточной последовательности в пределы первого кода. Промежуточная последовательность может предпочтительно использоваться, например, для обеспечения синхронизации между повторяющейся первой последовательностью из N символов и определения с помощью приемника (п. 5), что повторяющаяся первая последовательность из N символов содержит пиксели, соответствующие физическому положению в пределах сцены, которая включает в себя только свет, выходящий из первого источника (п. 5) света, и/или определения типа модуляции, используемой для внедренной, повторяющейся первой последовательности в выходном свете первого источника света (п. 6).

Вариант осуществления по п. 7 устанавливает длительность для данного момента экспозиции. Выбор такой длительности является предпочтительным, поскольку он обеспечивает разрешение для модуля обработки отдельных символов внедренного кода.

Варианты осуществления по пп. 8 и 9 обеспечивают то, что когда один или более моментов времени экспозиции содержат по меньшей мере два момента времени экспозиции, моменты времени экспозиции могут быть последовательными (то есть одна экспозиция) или непоследовательными (то есть экспозиция в пределах кадра камеры разделена на несколько моментов времени экспозиции). Когда все моменты времени экспозиции в пределах кадра камеры являются последовательными, затвор, который обычно является внутренним для всех камер, может использоваться для установки правильных моментов времени экспозиции в пределах общего времени экспозиции (то есть для установки моментов экспозиции в требуемых временных положениях, в пределах времени кадра камеры). В качестве альтернативы, затвор, который обычно является внутренним для всех камер, может быть установлен так, чтобы он был открытым в течение всего времени кадра для каждого кадра, и затвор, который является внешним для камеры, можно было бы использовать для установки правильных моментов времени экспозиции в пределах общего времени экспозиции. С этой целью можно использовать электронный затвор.

Варианты осуществления по пп. 10 и 14 обеспечивает возможность коррекции многобитных значений экспозиции (экспозиций) на кадр камеры, когда один или более моментов экспозиции содержат два или более момента экспозиции. Получение каждого изображения при использовании многобитного времени экспозиции на кадр может быть более эффективным по свету, в частности при плохих условиях освещении, благодаря уменьшению влияния шумов на процесс детектирования.

Вариант осуществления по п. 11 предпочтительно устанавливает использование камеры с частотой кадров более низкой, чем частота модуляции, используемая для внедрения первого кода в световой выход первого источника света для получения последовательности изображений.

Вариант осуществления изобретения будет более подробно описан ниже. При этом следует, однако, понимать, что данный вариант осуществления нельзя рассматривать как ограничивающий объем правовой охраны настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена схематичная иллюстрация системы освещения, установленной в структуру в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлена схематичная иллюстрация системы освещения в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 3 представлена схематичная иллюстрация кода, содержащего повторяющуюся последовательность N символов, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 4 представлена схематичная иллюстрация системы детектирования, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 5 представлены схематичные иллюстрации примерного кода, содержащего повторяющуюся последовательность из 4 символов, и примерные однобитные моменты экспозиции в кадрах камеры, соответствующих такому коду, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 6a представлена схематичная иллюстрация первого изображения в последовательности изображений, снятых, когда два источника света обеспечивают вклад в свет сцены, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 6b представлена схематичная иллюстрация второго изображения последовательности изображений, снятых, когда два источника света обеспечивают вклад в свет сцены, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 6c представлена схематичная иллюстрация последовательности изображений, снятых, когда два источника света обеспечивают вклад в свет сцены, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 7 показана блок-схема последовательности операций этапов способа для определения повторяющейся последовательности N символов, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 8 представлена схематичная иллюстрация последовательности пикселей полученной последовательности изображений, соответствующих одному выбранному физическому положению на сцене, содержащей световую отдачу одного первого источника света, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 9 представлены схематичные иллюстрации примерного кода, содержащего повторяющуюся последовательность из 4 символов и примерных многобитных моментов экспозиции в кадрах камеры, соответствующих такому коду, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения; и

на фиг. 10 представлены схематичные иллюстрации примерного кода, содержащего повторяющуюся последовательность N символов, и примерный сигнал переключения, используемый для управления затвором, внешним по отношению к камере, в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

В нижеследующем описании различные конкретные детали представлены для обеспечения более полного понимания настоящего изобретения. Однако для специалистов в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение можно использовать на практике без одной или более таких конкретных деталей. В других вариантах осуществления хорошо известные свойства не были описаны по порядку, для того чтобы не усложнять настоящее изобретение.

На фиг. 1 показана структура 100 (в данном случае, помещение) с установленной системой 110 освещения. Система 110 освещения содержит один или более источников 120 света и один или более контроллеров (не показаны), управляющих источниками 120 света. Под действием привода от электрического сигнала источники 120 света освещают части структуры 100, вклад в общее освещение от различных источников 120 света показан как контуры 125a-125d освещения. Источники 120 света могут содержать газоразрядные источники с высоким/низким давлением газа, органические/неорганические светодиоды, лазерные диоды, источники накаливания или галогенные источники. Система 110 освещения может дополнительно содержать пульт 130 дистанционного управления, обеспечивающий для пользователя возможность управления источниками 120 света.

На фиг. 2 показана схематичная иллюстрация системы 200 освещения в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 200 освещения может использоваться как система 110 освещения в структуре 100, показанной на фиг. 1. Как показано, система 200 освещения включает в себя по меньшей мере системный контроллер 210 и первый источник 220-1 света и выполнена с возможностью генерировать световой выход 205 в соответствии с установками света. В других вариантах осуществления система освещения может включать в себя дополнительные источники света и, в случае необходимости, дополнительные контроллеры, индивидуально управляющие каждым из дополнительных источников света. В качестве альтернативы, одиночный контроллер может быть выполнен с возможностью управлять множеством источников света.

Система 200 освещения выполнена с возможностью работы следующим образом. Как показано на фиг. 2, установки света для системы 200 освещения предусмотрены для управления генератором 230 сигнала (который, в случае необходимости, может быть включен в систему 200 освещения). Установки света обозначают, чем средний световой выход 205 должен быть выражен, например, в мощности света, то есть определен как яркость и цветность. Установки света могут быть обеспечены пользователем через пульт 130 дистанционного управления или могут быть предварительно запрограммированы и предоставлены из внешнего модуля, управляющего установками сцены. В качестве альтернативы, установки света могут быть предварительно запрограммированы и сохранены в запоминающем устройстве, в генераторе 230 сигнала привода или в системе 200 освещения. Генератор 230 сигнала привода преобразует установки света в разные электрические сигналы управления для других источников света в пределах системы 200 освещения и предоставляет эти сигналы управления в системный контроллер 210. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, генератор 230 сигнала управления преобразует установки света в первый сигнал управления для первого источника 220-1 света. Системный контроллер 210, в свою очередь, управляет разными источниками света их соответствующими сигналами управления для получения светового выхода 205. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, системный контроллер 210 выполнен с возможностью управления источником 220-1 света первым сигналом управления для получения светового выхода 225-1. В данном варианте осуществления световой выход 205 системы 200 освещения содержит световой выход 225-1.

Как описано, установки света обозначают, что световой выход 205 системы 200 освещения должен быть выражен, например, в виде цветности света. Изменение цвета светового выхода 205 может быть достигнуто путем различного уменьшения интенсивности разных источников света (дополнительных, необязательных источников света, не показанных на фиг. 2) в пределах системы 200 освещения, путем управления сигналами привода, предоставляемыми системным контроллером 210 от генератора 230 сигнала привода. Для постоянного уровня уменьшения яркости света на источник света сигнал привода, который предоставляется из генератора 230 сигнала управления в системный контроллер 210, содержит повторяющуюся структуру импульсов. Такая повторяющаяся структура импульсов называется здесь «структурой привода».

Различные способы для уменьшения яркости источников света известны специалистам в данной области техники и поэтому не описаны здесь подробно. Такие способы включают в себя, например, широтно-импульсную модуляцию, модуляцию плотности импульсов или амплитудную модуляцию.

Системный контроллер 210 дополнительно выполнен с возможностью принимать сигнал 245 из источника 240 данных. Сигнал 245 включает в себя (по меньшей мере) биты данных, которые должны быть внедрены в световой выход 225-1 из источника 220-1 света. Системный контроллер 210 выполнен с возможностью генерирования кода, который должен быть внедрен в световой выход 225-1, путем размещения битов данных в повторяющихся последовательностях. Один пример такого кода представлен на фиг. 3. Как показано, код 310 содержит первую повторяющуюся последовательность телевизионных символов (например, битов), показанную как «последовательность 1». В следующем описании, символы будут называться битами. Однако следует принимать во внимание, что всякий раз, когда слово «бит» используется в настоящей заявке, применяется более широкое определение «символа», который также может содержать множество битов, представленных одним символом. Один пример представляет собой многоуровневые символы, где существуют не только 0 и 1, для внедрения данных, но также множество дискретных уровней.

Каждый бит кода 310 имеет длительность T_bit. Таким образом, период кода равен N*T_bit. Последовательность может быть представлена, например, локализованной идентификацией источника 220-1 света, его возможностями и текущими установками освещения или информацией другого типа, которая может или не может быть связана с источником 220-1 света или системой 200 освещения.

В одном варианте осуществления «последовательность 1» может содержать все из битов данных, которые должны быть внедрены в световой выход 225-1. В другом варианте осуществления системный контроллер 210 может разделять биты данных, которые должны быть внедрены в наборы меньшей длины (то есть в пакеты). В таком варианте осуществления первый код, который должен быть внедрен в световой выход 225-1, должен включать в себя повторяющуюся последовательность из одного набора (например, повторяющийся первый пакет), при этом следующий код будет включать в себя повторяющуюся последовательность другого набора (например, повторяющийся второй пакет), и так далее.

В случае необходимости, биты данных, которые должны быть внедрены в световой выход 225-1, могут быть кодированы, используя кодирование канала (например, используя сверточное кодирование или блочное кодирование), или используя проверку циклического избыточного кода (CRC). Это может быть выполнено для увеличения избыточности в передаваемых последовательностях данных для корректирования ошибок при детектировании битов и/или для проверки, являются ли детектируемые данные действительными. В качестве альтернативы, такое кодирование можно использовать для формирования спектра передаваемого светового сигнала, например для уменьшения видимости данных, внедренных в световой выход 225-1. Для последнего подхода, в одном варианте осуществления, может использоваться манчестерское кодирование. Преимущество такого способа кодирования состоит в том, что он подавляет низкочастотные компоненты в световых сигналах, которые вызывают видимое мерцание.

В одном варианте осуществления код 310 может содержать промежуточную последовательность, вставленную между по меньшей мере некоторыми из экземпляров «последовательности 1» (не показана на фиг. 3). Например, промежуточная последовательность может быть включена между каждым экземпляром «последовательности 1» в варианте осуществления, в котором биты данных разделены на пакеты, таким образом, что промежуточная последовательность может быть аналогична заголовку пакета, содержащего информацию, относящуюся к пакету, такую как, например, тип модуляции и/или кодирования, используемые на стороне передачи, и/или для идентификации источника 220-1 света. В качестве альтернативы, промежуточная последовательность может быть включена после каждых двух или трех экземпляров «последовательности 1». В еще одном варианте осуществления, промежуточная последовательность может быть включена случайным, а не периодическим способом.

Как пояснялось ниже, промежуточная последовательность может использоваться с помощью модуля обработки системы детектирования для получения синхронизации между источником 220-1 света и системой детектирования и/или для предоставления дополнительной информации в модуль обработки, который позволяет модулю обработки определять кодовые биты первой последовательности из N битов.

Системный контроллер 210 может внедрять код 310 в световой выход 225-1 источника 220-1 света путем модуляции сигнала управления, который должен быть применен к источнику 220-1 света в ответ на код 310. Различные технологии для внедрения кода в световой выход источника света известны для специалистов в данной области техники и поэтому они не описаны здесь подробно. Сигнал 245 может дополнительно включать в себя другие аналогичные коды, которые должны быть внедрены в световой выход других источников света. Каждый из кодов включает в себя разные повторяющиеся последовательности из N битов.

На фиг. 4 показана схема, представляющая систему 400 детектирования, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на чертеже, система 400 детектирования включает в себя по меньшей мере камеру 410, затвор 420 и модуль 430 обработки. В случае необходимости, система 400 детектирования также включает в себя запоминающее устройство 440. Камера 410 выполнена с возможностью получения последовательности изображений сцены. Затвор 420 выполнен с возможностью правильной установки времени для моментов времени, когда изображения были сняты камерой 410 (изображения были получены, когда затвор 420 открыт, и изображения не были получены, когда затвор 420 закрыт). В различных вариантах осуществления затвор 420 может либо содержать обычный затвор внутри камеры 410, который может только открыться и закрываться один раз в течение времени кадра камеры (то есть одиночная экспозиция заданной длительности в пределах кадра) или электронный затвор, расположенный перед камерой, который может открыться и может закрываться многократно во время одного кадра.

Сценарий 1: экспозиция в один бит на кадр

Вначале рассмотрим примерный сценарий, когда система 200 освещения выполнена так, что два источника света могут предоставлять световой вклад в определенную сцену. Рассмотрим, что сцена представляет собой часть пола структуры 100, показанной на фиг. 1, где первый источник света представляет собой один из источников 120 света, иллюстрируемых на фиг. 1, имеющих контур 125b освещения в пределах сцены (то есть на полу), и второй источник света представляет один из источников света 120, показанных на фиг. 1, имеющий контур 125c освещения в пределах сцены. Соответствующие коды, внедренные в световой выход первого и второго источников света, включают в себя разные повторяющиеся последовательности из N битов.

Для простоты, рассмотрим, что данные, которые должны быть внедрены в световой выход первого источника света, включают в себя только 4 бита. Код, содержащий повторяющуюся последовательность из этих 4 битов, показан на фиг. 5 как код 510 (то есть первая повторяющаяся последовательность из N битов содержит последовательность 4 бита). Как показано, каждый из битов имеет длительность T_bit. Поэтому период кодов равен 4*T_bit. Кроме того, рассмотрим, что отдельные биты последовательности, биты c₁₁, c₁₂, c₁₃, c₁₄, содержат 0, 1, 0 и 0, соответственно, иллюстрируемые на фиг. 5, с сигналом 520. Сигнал 520 может быть включен в сигнал 245, описанный со ссылкой на фиг. 2.

Как описано выше, данные внедрены в световой выход первого источника света путем управления первым источником света с сигналом привода, модулируемым в ответ на код 510. В различных вариантах осуществления системный контроллер 210 может генерировать модулированный сигнал управления путем модуляции сигнала привода, используя двоичную или многоуровневую модуляцию, используя, например, широтно-импульсную модуляцию (PWM, ШИМ), фазоимпульсную модуляцию, модуляцию плотности импульса или амплитудную модуляцию. Например, для внедрения двоичного значения 0 из сигнала 520, используя PWM, системный контроллер 210 может выполнить структуру управления в пределах сигнала управления, который уже на величину, требуемую для внедрения двоичного значения “0” из сигнала 520, и системный контроллер 210 может сделать другую структуру привода в пределах сигнала привода, более широкого на величину b, для внедрения двоичного значения “1” из сигнала 520. Благодаря тому что отношение между количеством a и количеством b равно отношению между количеством единиц и нулей в сигнале 520, данные внедрения в свет, выводимый из системы освещения, могут сделаться невидимыми для человеческого глаза, поскольку среднее по времени модулируемого сигнала привода остается таким же, как и в оригинальном сигнале привода. Для специалиста в данной области техники будут понятны другие способы для модулирования сигнала привода в зависимости от сигнала 520 для внедрения кодированных данных в световой выход системы освещения.

Аналогично рассмотрим, что данные, внедренные в световой выход второго источника света, включают в себя 4 бита, c₂₁, c₂₂, c₂₃, с₂₄. И снова, каждый из битов имеет длительность T_bit и период кода поэтому равен 4*T_bit. Упомянутое выше описание применимо в отношении того, как биты данных могут быть внедрены в световой выход второго источника света и поэтому для краткости, не повторяется.

Система 400 детектирования может быть выполнена с возможностью работы следующим образом для определения битов данных, внедренных в световой выход первого источника света.

Вначале камеру 410 конфигурируют для получения последовательности изображений сцены, где сцену выбирают так, чтобы по меньшей мере часть сцены включала в себя световой выход первого источника света. С этой целью, время кадра камеры может быть установлено равным на один бит более, чем период кода, то есть 5*T_bit, и экспозиция камеры может быть установлена так, чтобы она содержала один период экспозиции, имеющий длительность, равную длительности одного бита периода кода, то есть T_bit. Кроме того, камера 410 может быть выполнена так, чтобы она получала изображение во время первого периода времени T_bit каждого кадра. Экспозиция камеры 410, установленная таким образом, представлена на фиг. 5 строкой 530.

Когда снимают изображение, камера получает интенсивность всего света, выводимого из системы освещения во всех положениях на сцене. В настоящей заявке всякий раз, когда используется термин «интенсивность» (светового выхода), подразумевается, что в него также включены «производные от интенсивности», такие как, например, цвет света, температура цвета, спектр света и изменение интенсивности света. Изображение обычно разделяют на множество пикселей, где каждый пиксель представляет интенсивность всего светового выхода системы освещения в разных физических положениях на сцене. В текущем сценарии общий световой выход системы освещения содержит вклад света из первого источника света и вклад света из второго источника света.

Рассмотрим, что каждое изображение разделено на 2-D решетку из 150 пикселей с 10 пикселями в направлении оси х и 15 пикселями в направлении оси y. Поскольку время экспозиции камеры 410 установлено равным одному кодовому биту кода, на интенсивность в конкретном пикселе изображения влияет значение бита кода, кодированного в световом выходе первого источника света, и значение бита кода, кодированного в световом выходе второго источника света в момент времени, когда снимают изображение. Такое первое изображение показано на фиг. 6a (это изображение соответствует кадру 1, представленному на фиг. 5). Контур освещения первого источника света на сцене представлен как круг 610, и контур освещения второго источника света представлен как круг 620. Поскольку первое изображение 600-1 снимают, когда световой выход первого источника света модулирован битом c₁₁ и когда световой выход второго источника света модулирован битом C₂₁ кода, интенсивность I_x,_y в каждом пикселе (x, y) может быть рассчитана следующим образом:

I _x,y=A _х,y·c ₁₁+B _xy·c ₂₁,

где A_xy и B_xy являются соответствующими значениями того, какими должны были б