光檢測系統(tǒng)和方法
【專利摘要】提供了一種光檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過檢測由包括一個或多個光源（111,112,113）的照明系統(tǒng)（110）照射的場景中的光確定光中的嵌入碼，每個光源提供包括作為發(fā)射的光的特性中的時間調(diào)制序列而被發(fā)射的嵌入碼（ID#1，ID#2，ID#3）的光貢獻(xiàn)（I111，I112，I113）。光檢測系統(tǒng)包括光檢測裝置（220），其被布置用于獲取場景的至少一個圖像，其中該圖像通過多個時間轉(zhuǎn)換的線實例來獲取。所獲取的圖像的每條線包括第一嵌入碼的時間調(diào)制序列的實例。光檢測系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于從調(diào)制的空間模式來確定嵌入碼的裝置（230）。
【專利說明】光檢測系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及照明光檢測系統(tǒng)的領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種用于檢測嵌入到這樣的照明系統(tǒng)的光輸出中的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，高度先進(jìn)的照明系統(tǒng)正得到發(fā)展以允許用戶獲得用于特定房間或空間的期望的氣氛。在這些照明系統(tǒng)中，采用了所謂的場景設(shè)置，其中與對單獨光源關(guān)于例如開/關(guān)、調(diào)光和顏色設(shè)置的傳統(tǒng)控制相反，一組或多組光源被同時控制。對于這些場景設(shè)置的應(yīng)用，直觀的用戶交互是重要的成功因素。向用戶提供與光源有關(guān)的信息(如單獨光源的局部標(biāo)識、它們的能力以及它們目前的設(shè)置)是實現(xiàn)直觀交互的關(guān)鍵。
[0003]為了向用戶提供這樣的信息，已經(jīng)提出了基于編碼光CL的技術(shù)。CL基于將數(shù)據(jù)嵌入光源的光輸出中。光源的光輸出典型地響應(yīng)于重復(fù)的數(shù)據(jù)信號而被調(diào)制，該重復(fù)的數(shù)據(jù)信號可以包含標(biāo)識符碼，例如用于標(biāo)識光源或光源所屬的光源組的標(biāo)識碼。所述調(diào)制典型地以高到足以不被人類察覺的頻率發(fā)生。通過以獨特的方式調(diào)制每一個光源，對來自多個光源的光貢獻(xiàn)的同時檢測是可能的。存在允許對(理論上)無限數(shù)量的光源進(jìn)行同步與異步檢測的各種方法，連續(xù)的和二進(jìn)制的。
[0004]先前已經(jīng)示出CL技術(shù)可以如何用于調(diào)試光照系統(tǒng)，例如通過指向單獨光源并讀出標(biāo)識符碼。
[0005]光源的光輸出中的嵌入碼(例如標(biāo)識符碼)可以由光學(xué)接收器檢測，該光學(xué)接收器可以在例如用于控制燈或包括在諸如開關(guān)或傳感器設(shè)備之類的另一個單元中的遙控器中實現(xiàn)。這具有以下缺陷:僅可以檢測在單個位置處存在的嵌入數(shù)據(jù)。相比之下，期望的是，依據(jù)當(dāng)前存在的標(biāo)識符碼并且區(qū)分光場景中不同光源的標(biāo)識符碼來實時地表征整個二維(2D)場景。
[0006]已經(jīng)提出了可以確定場景的圖像內(nèi)多個位置處存在的嵌入數(shù)據(jù)的相機(jī)傳感器。然而，先前的采用相機(jī)傳感器的技術(shù)的缺陷在于，后續(xù)圖像獲取之間的時間通常必須等于或小于嵌入碼內(nèi)的單個位的持續(xù)時間。然后，通過分析在相機(jī)的連續(xù)獲取中獲得的結(jié)果，檢測嵌入碼的連續(xù)位。這需要使用能夠提供高獲取速率的先進(jìn)的且因此昂貴的相機(jī)。常規(guī)的低成本相機(jī)傳感器典型地具有太低的獲取速率，而對檢測人眼不可見的嵌入數(shù)據(jù)(即高頻率CL)是無用的。
[0007]因此，在本領(lǐng)域需要用于檢測嵌入光源的光輸出中的CL的、解決上面提及的問題中的至少一些的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個目的是克服上面提及的問題，并且提供一種能夠以允許標(biāo)識在2D場景中存在的不同光源的嵌入碼的方式檢測嵌入光源的光輸出中的2D CL的光檢測系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個目的是提供一種適合用于在使用與先前技術(shù)中所用的那些相機(jī)相比較不昂貴的相機(jī)的同時檢測高頻率CL的檢測系統(tǒng)和方法。
[0009]該目的通過如所附獨立權(quán)利要求1中限定的根據(jù)本發(fā)明的光檢測系統(tǒng)和如獨立權(quán)利要求14中限定的對應(yīng)的方法實現(xiàn)。優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求中并在下面的說明書和附圖中闡述。
[0010]因此，根據(jù)本發(fā)明的思想，提供一種光檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括被布置用于獲取由照明系統(tǒng)照射的場景的至少一個圖像的光檢測裝置，該照明系統(tǒng)至少包括第一光源，其提供包括作為發(fā)射的光的特性中的時間調(diào)制序列而被發(fā)射的第一嵌入碼的光貢獻(xiàn)。該圖像包括像素矩陣，每個像素表示場景內(nèi)不同物理位置處照明系統(tǒng)的總光輸出的強(qiáng)度。該圖像通過多個時間轉(zhuǎn)換的線實例來獲取，每個實例包括第一嵌入碼的時間調(diào)制序列的實例。光檢測系統(tǒng)進(jìn)一步包括被布置用于從調(diào)制的空間模式確定第一嵌入碼的處理裝置。
[0011]因此，提供了一種捕獲從2D圖像中的場景輸出的光的光檢測系統(tǒng)，并且其中時間轉(zhuǎn)換的線實例用作光采樣時刻。在圖像捕獲過程期間光檢測裝置上連續(xù)行的捕獲之間的時間轉(zhuǎn)換引起場景的最后捕獲的圖像中對應(yīng)于利用所述調(diào)制的光源照射的對象的部分或?qū)?yīng)于光源本身的那些區(qū)域的像素值的線方式(line-wise)的變化。像素值的線方式的變化構(gòu)成在被照射對象處圖像上面的疊加的水平線的模式。編碼光中的消息(即，嵌入碼)的解碼需要恢復(fù)與調(diào)制的光源的原始強(qiáng)度變化關(guān)聯(lián)的一維(ID)信號。
[0012]通過利用基于逐線獲取圖像的圖像獲取，并且當(dāng)圖像的線頻率傾向于比對應(yīng)的視頻幀速率高IO2到IO3數(shù)量級時，調(diào)制的光的時間采樣速率增加相同的數(shù)量級。從而，提供了一種光檢測系統(tǒng)，其通過測量一個單個幀時間內(nèi)多個信道位來提供顯著縮短的測量時間。該系統(tǒng)可以基于滾動快門(rolling-shutter)圖像捕獲，即光檢測裝置包括圖像傳感器和滾動快門裝置。對當(dāng)前用在移動設(shè)備中的低成本圖像傳感器而言，這是典型的，因而為檢測系統(tǒng)提供了低成本的解決方案。而且，滾動快門圖像捕獲的使用允許將當(dāng)前的智能電話變換成編碼光檢測器，這打開了利用在公共或私人區(qū)域的照明中存在的例如編碼光中提供的信息的應(yīng)用的世界。當(dāng)前的電話的附加的無線連接性(W1-Fi，藍(lán)牙)為控制信號的反饋提供了各種機(jī)會。除了檢測光中編碼的數(shù)據(jù)之外，圖像傳感器繼續(xù)提供關(guān)于對所見場景的單獨的光貢獻(xiàn)的空間信息。
[0013]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，處理裝置被配置用于基于沿著每個線實例像素值的組合來確定第一嵌入碼。因此，從(2D)圖像恢復(fù)ID信號基于沿著獲取的圖像的每行的像素值的組合。像素值的組合可以是沿著每行(即沿著每個線實例)的像素值的累計求和或平均。
[0014]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，沿著線實例的像素值的組合被限于獲取的圖像的至少一個預(yù)先確定的子區(qū)域。通過將行方式的像素值的組合限制于預(yù)先確定的子區(qū)域，例如是圖像中對應(yīng)于場景中的被照射對象的那些區(qū)，可以改進(jìn)恢復(fù)的信號的信噪比(SNR)。這些相關(guān)圖像區(qū)的選擇可以以若干方式執(zhí)行，其中最簡單的方式是選擇圖像中最亮的區(qū)域。來自被恢復(fù)的ID信號的消息的解碼可以利用電子計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用的方法來完成。
[0015]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，預(yù)先確定的子區(qū)域的選擇通過將圖像與具有濾波器內(nèi)核的濾波器進(jìn)行卷積來執(zhí)行，該濾波器內(nèi)核被布置成和與所述第一嵌入碼關(guān)聯(lián)的調(diào)制的預(yù)期空間模式相匹配。該濾波器可以是ID或2D濾波器，并且因此被布置以使得濾波器內(nèi)核和與光調(diào)制信號的特性關(guān)聯(lián)的預(yù)期強(qiáng)度模式相匹配。[0016]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，光檢測裝置包括圖像傳感器，該圖像傳感器包括像素矩陣，其中在不同時間實例處讀出像素的互補(bǔ)組。這是有利的，因為不需要讀出作為整行或整列的互補(bǔ)像素組，而是僅僅需要讀出所選數(shù)量的像素，這提供了快速的讀出。從調(diào)制光的碼恢復(fù)可以在知道像素組的時間順序時有利地完成。注意到，每個像素組不必由鄰近像素組成。
[0017]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，像素的每個互補(bǔ)組構(gòu)成圖像傳感器的像素矩陣的像素行。在此情況下，當(dāng)后續(xù)地執(zhí)行對傳感器的像素行的讀出時，讀出的時間順序不一定必須對應(yīng)于像素行的空間順序，這是有利的。
[0018]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，光檢測裝置包括包含像素矩陣的圖像傳感器，并且線實例對應(yīng)于來自像素矩陣的后續(xù)行讀出。
[0019]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，在像素的行的不同時間實例處的讀出以空間單調(diào)的順序發(fā)生，從而鄰近的時間實例對應(yīng)于空間鄰近的像素行。在此情況下，例如當(dāng)每個線實例對應(yīng)于圖像傳感器的像素矩陣的行讀出時，獲得正常的滾動快門讀出。
[0020]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，它被布置用于檢測和分析包括來自多個光源的貢獻(xiàn)的獲取的圖像，其中各個光源的每個光貢獻(xiàn)包括作為發(fā)射的光的特性中的時間調(diào)制序列而被發(fā)射的嵌入唯一碼。
[0021]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，它進(jìn)一步包括用于提供獲取的圖像的散焦的光學(xué)系統(tǒng)。
[0022]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，該光學(xué)系統(tǒng)包括用于在被散焦的獲取的圖像中提供模式的孔掩模(aperture mask)元件。
[0023]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，孔掩模元件的空間形狀被選擇以用于空間地分離源自不同光源的光貢獻(xiàn)。
[0024]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，對于時間轉(zhuǎn)換的線實例的線讀出之間已選擇的時間延遲，光檢測裝置的曝光時間被選擇成比線讀出之間已選擇的時間延遲更長。
[0025]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，對于時間轉(zhuǎn)換的線實例的線讀出之間已選擇的時間延遲，光檢測裝置的曝光時間被選擇成等于線讀出之間已選擇的時間延遲。
[0026]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，對于時間轉(zhuǎn)換的線實例的線讀出之間已選擇的時間延遲，光檢測裝置的曝光時間被選擇成比線讀出之間已選擇的時間延遲更短。
[0027]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，光檢測裝置是滾動快門相機(jī)。
[0028]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，嵌入碼以重復(fù)的方式被傳輸，該重復(fù)方式是連續(xù)的重復(fù)數(shù)據(jù)流、以規(guī)則的時間間隔具有分組的分組化數(shù)據(jù)流以及以不規(guī)則的時間間隔具有分組的分組化數(shù)據(jù)流之一。
[0029]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，所發(fā)射的光的特性是強(qiáng)度調(diào)制和顏色調(diào)制之一。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的思想的另一個方面，提供了一種用于確定照明系統(tǒng)中的第一光源的光貢獻(xiàn)是否存在于場景內(nèi)的被選擇的位置處的方法，其中第一光源的光貢獻(xiàn)包括作為所發(fā)射的光的特性中的時間調(diào)制序列而被發(fā)射的第一嵌入碼，該方法包括:取回光貢獻(xiàn)的時間轉(zhuǎn)換的線實例，并且從調(diào)制的空間模式確定第一嵌入碼。
[0031]如本文中所使用的術(shù)語“像素”是指對應(yīng)于場景內(nèi)的特定點的圖像數(shù)據(jù)的單元。圖像數(shù)據(jù)包括在場景內(nèi)不同點處照明系統(tǒng)的總光輸出的強(qiáng)度(或其派生物)。將圖像數(shù)據(jù)布置在像素的行和列中是在2D圖像中表示三維(3D)場景的一種方式。
[0032]本發(fā)明的這些和其他方面、特征和優(yōu)點將根據(jù)下面描述的實施例變得顯而易見并且將參照這些實施例對其進(jìn)行闡述。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明涉及權(quán)利要求中敘述的特征的所有可能的組合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]現(xiàn)在將參照示出本發(fā)明的實施例的附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這個和其他方面。
[0034]圖1是其中采用根據(jù)本發(fā)明的思想的光檢測系統(tǒng)的一個實施例的照明系統(tǒng)的示意性圖示；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的思想的光檢測系統(tǒng)的一個實施例的示意性框圖；
圖3a是在視頻流模式期間典型的全局快門相機(jī)的時間圖，并且圖3b是在視頻流模式期間典型的滾動快門相機(jī)的時間圖；
圖4是圖示如在根據(jù)本發(fā)明的思想的光檢測系統(tǒng)中使用的，相對于光強(qiáng)度調(diào)制的平均頻率的長曝光時間的時間圖；
圖5圖示了在傅立葉變換之后時域和頻域中的信號表示；
圖6是圖示如在根據(jù)本發(fā)明的思想的光檢測系統(tǒng)中使用的，相對于光強(qiáng)度調(diào)制的平均頻率的短曝光時間的時間圖；
圖7是圖示如在根據(jù)本發(fā)明的思想的光檢測系統(tǒng)中使用的，相對于光強(qiáng)度調(diào)制的平均頻率的非常短的曝光時間的時間圖；以及
圖8圖示了濾波器操作的使用，該濾波器內(nèi)核和與光調(diào)制信號(即嵌入碼)的特性關(guān)聯(lián)的預(yù)期強(qiáng)度模式相匹配。
【具體實施方式】
[0035]現(xiàn)在，將在下文中參照附圖更充分地描述本發(fā)明。下面的實施例通過示例的方式提供，使得本公開將是透徹的和完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。同樣的數(shù)字自始至終指代同樣的元件。
[0036]圖1圖示了照明系統(tǒng)110被安裝于其中的結(jié)構(gòu)100，這里是房間。照明系統(tǒng)110包括三個光源111、112和113，以及一個或多個用于控制光源111、112和113的控制單元。在這里，照明系統(tǒng)包括用于允許用戶控制光源的遙控器150。光源可以包括任何適當(dāng)?shù)墓庠?，比如?低壓氣體放電源、激光二極管、無機(jī)/有機(jī)發(fā)光二極管、白熾光源或鹵素源。在操作期間，分別從每個光源111、112、113單獨提供的光輸出Im、I112, I113貢獻(xiàn)給照明系統(tǒng)的總光輸出，以用于照射結(jié)構(gòu)100。來自各種光源111、112、113在結(jié)構(gòu)上的照明貢獻(xiàn)在這里被示出為足跡(footprint) 114、115。來自光源的足跡可以重疊。每個光源被編碼成使得其光輸出I包括單獨的標(biāo)識符碼ID#l-3，其典型地是作為在從單獨的光源發(fā)射的光的特性中的時間調(diào)制序列而被發(fā)射的嵌入碼。編碼的光可以進(jìn)一步包括關(guān)于光源的其他信息(如當(dāng)前光的設(shè)置和/或其他信息)，但是為了簡明起見，本文僅討論了標(biāo)識符碼以說明本發(fā)明的思想的基本構(gòu)思。標(biāo)識符碼包括N個符號(例如位)的重復(fù)序列。在下面的描述中，符號將被稱為位。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，每當(dāng)詞語“位”被用在本申請中時，適用也可以包括由單個符號表示多個位的更寬泛的“符號”定義。這方面的示例是多級符號，其中不僅存在O和I以嵌入日期，而且存在多個離散級。照明系統(tǒng)的總光輸出可以包含多個標(biāo)識符碼，每個標(biāo)識符碼源自單獨的光源。
[0037]存在用于將代碼嵌入光源的光輸出中的各種技術(shù)，這些技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并且因此這里未被詳細(xì)描述。
[0038]繼續(xù)，遙控器150包括根據(jù)本發(fā)明的思想的光檢測系統(tǒng)，其在圖2中被示意性地圖示。光檢測系統(tǒng)200包括用于獲取場景的圖像的圖像傳感器210，該圖像在該例示性的實施例中是用戶將遙控器指向的結(jié)構(gòu)100的區(qū)域的圖像。而且，光檢測系統(tǒng)包括用于選擇圖像傳感器210的定時、曝光時間和曝光區(qū)域的快門220、處理單元230、可選的存儲器240。光檢測系統(tǒng)可以進(jìn)一步可選地包括光學(xué)系統(tǒng)250。當(dāng)獲取圖像時，快門220打開，并且當(dāng)不獲取圖像時，快門220關(guān)閉。所獲取的圖像包括像素矩陣，其中每一個像素表示場景內(nèi)不同物理位置處照明系統(tǒng)的總光輸出的強(qiáng)度。處理單元230依據(jù)例如下述情況而被配置成實現(xiàn)用于處理包含在所獲取的圖像(圖像行)中的數(shù)據(jù)以確定場景內(nèi)的特定位置處存在的光源標(biāo)識符碼的不同方法:(i)圖像傳感器210的分辨率(即每個圖像/圖像部分中包含的像素的數(shù)量)、(ii)照明系統(tǒng)中包括多少光源以及(iii)這些光源是同步地還是異步地操作。
[0039]對光檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)的方法，處理單元230可能有機(jī)會訪問標(biāo)識符碼或標(biāo)識符碼的派生物，即可以從中獲得關(guān)于標(biāo)識符碼的信息的參數(shù)。
[0040]根據(jù)光檢測系統(tǒng)的一個實施例，標(biāo)識符碼最初不為光檢測系統(tǒng)所知。在此情況下，光檢測系統(tǒng)僅具有用來對編碼光中的消息進(jìn)行編碼的協(xié)議的知識。在所使用的協(xié)議未被提前得知的情況下，光檢測器系統(tǒng)被布置成能夠識別出所使用的協(xié)議，以便能夠?qū)幋a光中的消息進(jìn)行解碼。
[0041]盡管該例示性的實施例中的光檢測系統(tǒng)被布置在遙控器中，但是它可以被布置成集成在所述結(jié)構(gòu)中，例如壁裝式的或任何其他方便的方式。
[0042]在本發(fā)明的思想中，快門220是滾動快門類型，并且可以是機(jī)械快門或電子快門。滾動快門210和圖像傳感器220可被集成，并且在下文中被稱為滾動快門圖像傳感器或攝影機(jī)。
[0043]滾動快門圖像傳感器典型地被應(yīng)用在攝影中，其中空間分辨率的要求通常超過(HD)視頻的空間分辨率的要求。滾動快門圖像的捕獲通過在每條線的曝光之后圖像傳感器的逐線數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行，而在全局的快門傳感器中，所有像素行被同時重置和曝光。在曝光結(jié)束時，全局快門傳感器的所有行同時被移到圖像傳感器的變暗區(qū)域。然后，像素被逐行讀出。如在全局快門傳感器中，同時曝光所有像素具有以下優(yōu)點:可以在沒有幾何失真的情況下捕獲快速移動的物體。使用全局快門系統(tǒng)的圖像傳感器在設(shè)計方面比滾動快門傳感器更復(fù)雜。
[0044]繼續(xù)，圖3分別圖示了在視頻流模式期間，典型的全局快門系統(tǒng)(圖3b)和典型的滾動快門系統(tǒng)(圖3b)的時間圖。圖像傳感器(這里是相機(jī)中的CMOS傳感器)中的像素在第一步驟Si中首先被重置，然后在步驟s2中被暴露在來自場景的光下，接著是電荷轉(zhuǎn)移的步驟S3，并且最終在最后一個步驟s4中像素被讀出。全局快門系統(tǒng)和滾動快門系統(tǒng)的兩種主要原理被圖示。
[0045]現(xiàn)在參照圖3a，在全局快門系統(tǒng)中，在幀期間所有行中的所有像素首先被重置
(Si)，隨后所有行R在曝光時間Te期間同時被曝光(s2)，接著是電荷轉(zhuǎn)移(其中所有行同時被移到傳感器的變暗區(qū)域)(S3)，并且最終然后在讀出時間Tr期間逐行讀出像素(S4)。
[0046]現(xiàn)在參照圖3b，在滾動快門系統(tǒng)中，在幀期間，每行像素R首先被重置(Si)，隨后在曝光時間Te期間同時被曝光(s2)，接著是電荷轉(zhuǎn)移(其中該行被移到傳感器的變暗區(qū)域)(s3),并且最后在讀出時間I；期間被讀出(s4)。這些行一行接一行地被重置和曝光并且讀出。與全局快門CMOS-傳感器相比，滾動快門傳感器提供了更高的像素密度。后續(xù)行的相繼曝光導(dǎo)致鄰近行曝光之間的時間延遲。這造成所捕獲的移動對象的圖像失真。
[0047]而且，在本發(fā)明的思想中，在滾動快門圖像傳感器中各行的相繼曝光期間照明變化的情況下，線方式的偽影的引入被利用來捕獲高頻編碼光信號，在這里高頻編碼光信號由編碼的光源中的標(biāo)識符碼例示。
[0048]在根據(jù)本發(fā)明的思想的光檢測系統(tǒng)的例示性實施例中，如參照圖2所述，快門220和圖像傳感器210是滾動快門圖像傳感器，下文中被稱為相機(jī)。在捕獲場景的圖像時所創(chuàng)建的線方式的偽影被用來提供用于區(qū)分照明系統(tǒng)100的光輸出中遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出相機(jī)的幀刷新頻率或幀速率的時間光變化的機(jī)制。在例示性實施例中，視頻幀速率被選擇在25至60Hz的范圍內(nèi)。該范圍提供了大約10000Hz至20000Hz的線讀出頻率。該線讀出頻率確定了時間采樣率并且因此確定了用于清楚恢復(fù)調(diào)制的光信號的時間帶寬限制，該時間帶寬限制由尼奎斯特(Nyquist)采樣定理提供，該定理敘述了只有高達(dá)采樣頻率的一半(尼奎斯特頻率)的信號才可以從采樣的數(shù)據(jù)中恢復(fù)。這里，采樣頻率fs由線讀出之間的時間延遲確定，
【權(quán)利要求】
1.一種光檢測系統(tǒng)，包括: 光檢測裝置(220)，其被布置用于獲取由照明系統(tǒng)(110)照射的場景的至少一個圖像，該照明系統(tǒng)至少包括第一光源(111，112，113)，該第一光源提供包括作為發(fā)射的光的特性中的時間調(diào)制序列而被發(fā)射的第一嵌入碼(ID#1，ID#2，ID#3)的光貢獻(xiàn)，其中所述圖像包括像素矩陣，每個像素表示場景內(nèi)不同物理位置處所述照明系統(tǒng)的總光輸出的強(qiáng)度，并且其中所述圖像作為多個時間轉(zhuǎn)換的線實例而被獲取，每個所述時間轉(zhuǎn)換的線實例包括第一嵌入碼的所述時間調(diào)制序列的實例；以及 處理裝置(230)，其被布置用于從調(diào)制的空間模式確定所述第一嵌入碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光檢測系統(tǒng)，其中所述處理裝置被配置用于基于沿著每個線實例的像素值的組合確定所述第一嵌入碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的光檢測系統(tǒng)，其中沿著線實例像素值的所述組合被限于所述獲取的圖像的至少一個預(yù)先確定的子區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的光檢測系統(tǒng)，其中所述預(yù)先確定的子區(qū)域的選擇通過將所述圖像與具有濾波器內(nèi)核的濾波器進(jìn)行卷積來執(zhí)行，該濾波器內(nèi)核被布置成和與所述第一嵌入碼關(guān)聯(lián)的調(diào)制的預(yù)期的空間模式相匹配。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的光檢測系統(tǒng)，其中所述光檢測裝置包括圖像傳感器，該圖像傳感器包括像素矩陣，其中在不同時間實例處讀出像素的互補(bǔ)組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光檢測系 統(tǒng)，其中像素的每個互補(bǔ)組構(gòu)成圖像傳感器的所述像素矩陣的像素行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的光檢測系統(tǒng)，其中在像素行的不同時間實例處的所述讀出以空間單調(diào)的順序發(fā)生，使得鄰近的時間實例對應(yīng)于空間鄰近的像素行。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的光檢測系統(tǒng)，進(jìn)一步被布置用于檢測和分析包括來自多個光源的貢獻(xiàn)的獲取的圖像，其中各個光源的每個光貢獻(xiàn)包括作為發(fā)射的光的特性中的時間調(diào)制序列而被發(fā)射的嵌入唯一碼。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的光檢測系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于提供所述獲取的圖像的散焦的光學(xué)系統(tǒng)。
10.根據(jù)在從屬于權(quán)利要求8時的權(quán)利要求9的光檢測系統(tǒng)，其中所述光學(xué)系統(tǒng)包括用于提供所述散焦的獲取的圖像中的模式的孔掩模元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的光檢測系統(tǒng)，其中所述孔掩模元件的空間形狀被選擇用于空間地分離源自不同光源的光貢獻(xiàn)。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的光檢測系統(tǒng)，其中所述光檢測裝置是滾動快門相機(jī)。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的光檢測系統(tǒng)，其中所述嵌入碼以重復(fù)的方式被傳輸，該重復(fù)方式是連續(xù)的重復(fù)數(shù)據(jù)流、以規(guī)則時間間隔具有分組的分組化數(shù)據(jù)流以及以不規(guī)則時間間隔具有分組的分組化數(shù)據(jù)流之一。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的光檢測系統(tǒng)，其中所發(fā)射的光的特性是強(qiáng)度調(diào)制和顏色調(diào)制之一。
15.一種用于確定照明系統(tǒng)中的第一光源的光貢獻(xiàn)是否存在于場景內(nèi)選擇的位置處的方法，其中所述第一光源的所述光貢獻(xiàn)包括作為發(fā)射的光的特性中的時間調(diào)制序列而被發(fā)射的第一嵌入碼，該方法包括:取回所述光貢獻(xiàn)的時間轉(zhuǎn)換的線實例；以及從調(diào)制的空 間模式確定所述第一嵌入碼。
【文檔編號】H05B37/02GK103430626SQ201280013999
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月22日
【發(fā)明者】F.J.德布魯伊恩, R.沃魯特斯, L.菲里, T.C.W.申克, R.里伊特曼 申請人:皇家飛利浦有限公司