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可见光通信中颜色识别技术的研究与应用

作　者: 杜名欣
导　师: 于林韬
学　校: 长春理工大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 可见光通信颜色识别图像采集 OpenCV Canny边缘检测 HSV
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

LED可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是一种基于LED技术的快速发展的无线光通信技术。根据LED的高频率响应特性,将信号经过调制加载到可见光上传输,使应用在显示、照明领域的LED器件同时兼有通信功能,为实时信息传输提供了一种新的技术方法。根据目前高频率响应的LED成本非常高,使用普通的带宽较低的LED难以直接实现大容量的可见光通信的现状,本文提出了在可见光通信系统的基础上复加颜色识别来增加通信容量的方法,并给出整体设计方案。根据所提出的颜色识别系统,采用USB摄像头与PC机结合的方式在OpenCV环境下进行了算法研究。受实验条件限制,采用有六种颜色的3阶魔方作为模拟光源。在研究过程中,综合考虑了要识别的魔方边缘特征明显,颜色信息明确的特点,在图像处理的过程中提出了一种快速识别颜色的算法。即由边缘检测与Hough变换定位,识别出每个方块,提取每个模块中心的20*20像素作为检测区域。然后通过采样确定六种颜色在HSV空间的阈值范围,分别进行阈值比较,识别出颜色。该算法不需要对图像的每个像素值进行遍历比较,大大减小了计算量。最后,通过实验结果验证了该算法的可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-16
  1.1 课题背景与意义  8-10
  1.2 可见光通信研究的发展与现状  10-12
    1.2.1 国外研究发展状况  10-11
    1.2.2 国内研究发展状况  11-12
  1.3 LED可见光通信新的应用前景  12-14
  1.4 本论文主要研究内容  14-16
第2章可见光通信技术相关理论研究  16-21
  2.1 LED的工作原理及特性  16-17
    2.1.1 LED的发光颜色  16-17
  2.2 可见光通信系统的技术研究  17-20
    2.2.1 可见光通信系统概述  17-19
    2.2.2 室内VLC的关键技术研究  19-20
  2.3 本章小结  20-21
第3章可见光通信中颜色识别系统研究  21-25
  3.1 颜色识别系统的提出  21-22
  3.2 复加有颜色识别的可见光通信系统框图及原理  22-23
  3.3 复加有颜色识别系统的可见光通信技术的应用  23-24
  3.4 本章小结  24-25
第4章颜色识别系统的实验设计  25-31
  4.1 实验对象的选取  25
  4.2 颜色识别系统的实验环境  25-27
    4.2.1 OpenCV介绍  26
    4.2.2 OpenCV程序移植到嵌入式系统  26-27
  4.3 系统的主程序界面  27-28
  4.4 图像采集  28-30
    4.4.1 DirectShow的体系结构  28-29
    4.4.2 OpenCV下的DirectShow实时图像采集  29-30
  4.5 本章小结  30-31
第5章颜色识别系统的算法研究  31-51
  5.1 图像预处理  31-36
    5.1.1 图像灰度化处理  32-33
    5.1.2 直方图均衡化  33-35
    5.1.3 图像平滑处理  35-36
  5.2 图像定位  36-44
    5.2.1 图像边缘检测  36-39
    5.2.2 Canny检测  39-41
    5.2.3 Hough变换  41-44
  5.3 颜色识别的方法  44-50
    5.3.1 颜色空间介绍  44-46
    5.3.2 颜色空间的选择和转换  46
    5.3.3 OpencV色彩空间转换  46-47
    5.3.4 颜色阈值判断  47-50
  5.4 本章小结  50-51
第6章总结和展望  51-52
参考文献  52-54
附录  54-56
致谢  56

可见光通信中颜色识别技术的研究与应用

内容摘要

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