一种信息传输方法及系统

摘要

本申请公开了一种信息传输方法及系统，包括：发送端按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；在各互补组合帧之间及首个互补组合帧之前插入同步帧；在互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，不同互补组合帧嵌入信息大小不同；将同步帧及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成发送帧序列发送至接收端；接收端将每接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。由于发送端在互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，并插入同步帧，通过将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到准确的嵌入信息。

权利要求

1.一种信息传输方法，其特征在于，包括：

发送端按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；

所述发送端在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧，所述同步帧为空白帧，不嵌入信息；

所述发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；

将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；

所述发送端将所述发送帧序列发送至接收端；

所述接收端每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；

所述接收端将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧的过程包括：所述发送端在各互补组合帧之间插入三帧同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入三帧同步帧。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同的过程包括：所述发送端利用互补帧设计模型： 在所述互补组合帧中的两

相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同的；

其中，Vk(i,j)是第k个原始帧，dk(i,j)表示嵌入信息，yk(i,j)为嵌入嵌入信息的帧，H和L分别表示帧图像的高和宽，发送端发送的图像的像素的坐标范围为1≤i≤H，1≤j≤L，q为信息因子，是信息矩阵 中对应的元素，信息矩阵Q内的元素均为1或-1，由长度为Q1×Q2的0，1信息序列映射而成，0映射为-1，1映射为1，每T帧切换一个信息矩阵， 为向上取整运算，Δ为B通道上的信息嵌入强度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在发送端按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧之前还包括：对原始帧序列执行前向纠错RS信道编码操作，得到RS信道编码后的原始帧序列。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在发送端对原始帧序列执行前向纠错RS信道编码操作，得到RS信道编码后的原始帧序列之后，还包括：对RS信道编码后的原始帧序列，依据交织编码矩阵执行预设交织深度的交织编码，其中，交织深度m通过如下方式确定：其中，t为隐式成像通信中连续误码时间，r为连续长误码的概率，Fs为显示器的刷新率，K为互补帧调制中的互补帧的帧数，b为交织编码矩阵的每一行码字的纠错能力。

6.一种信息传输系统，其特征在于，所述信息传输系统包括发送端和接收端；

所述发送端用于按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧，所述同步帧为空白帧，不嵌入信息；在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；将所述发送帧序列发送至接收端；

所述接收端用于每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述发送端具体用于：在各互补组合帧之间插入三帧同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入三帧同步帧。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述发送端具体用于：利用互补帧设计模型： 在所述互补组合帧中的两相邻帧中分

别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同的；

其中，Vk(i,j)是第k个原始帧，dk(i,j)表示嵌入信息，yk(i,j)为嵌入嵌入信息的帧，H和L分别表示帧图像的高和宽，发送端发送的图像的像素的坐标范围为1≤i≤H，1≤j≤L，q为信息因子，是信息矩阵 中对应的元素，信息矩阵Q内的元素均为1或-1，由长度为Q1×Q2的0，1信息序列映射而成，0映射为-1，1映射为1，每T帧切换一个信息矩阵， 为向上取整运算，Δ为B通道上的信息嵌入强度。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：信道编码模块；

所述信道编码模块用于对原始帧序列执行前向纠错RS信道编码操作，得到RS信道编码后的原始帧序列。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：与信道编码模块相连接的交织编码模块；

所述交织编码模块用于对RS信道编码后的原始帧序列，依据交织编码矩阵执行预设交织深度的交织编码，其中，交织深度m通过如下方式确定：其中，t为隐式成像通信中连续误码时间，r为连续长误码的概率，Fs为显示器的刷新率，K为互补帧调制中的互补帧的帧数，b为交织编码矩阵的每一行码字的纠错能力。

说明书

一种信息传输方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及可见光通信技术领域，具体涉及一种信息传输方法及系统。

背景技术

[0002] 近年来，可见光通信技术逐渐成为通信的热门领域，而可见光成像通信是可见光通信的其中之一，随着成像器件的不断发展，可见光成像通信的应用也越来越广。可见光成像通信分为显式成像通信和隐式成像通信，对于隐式成像通信主要利用显示屏作为发送端，相机作为接收端。

[0003] 由于显示屏是通过不断刷新图像的方式进行图像显示的，而相机则是采用逐行扫描曝光，顺序读出方式来捕获显示屏上显示的图像。并且，显示屏是按照预设刷新频率显示图像，相机则是按照预设扫描频率捕获图像。结合附图1所示，相机帧速率等于显示屏刷新率情况下的成像过程，从附图1中可以看出，显示屏和相机的刷新方向是从上到下，从左到右。若相机对某一帧进行曝光的时间段内，显示屏恰好显示了两相邻帧的像素，那么相机实际读出的像素点信息则是两相邻帧上承载的像素点信息的混合，相机则会将读出的两相邻帧像素点信息的混合作为某一帧的像素点信息内容，称为相机成像的混合现象，而机成像的混合现象则会导致相机读取的像素点信息不准确。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明实施例提供一种信息传输方法及系统，能够解决现有技术中的由于相机成像混合现象，导致的相机读取的像素点信息不准确的问题。

[0005] 一种信息传输方法，包括：

[0006] 发送端按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；

[0007] 所述发送端在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧；

[0008] 所述发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；

[0009] 将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；

[0010] 所述发送端将所述发送帧序列发送至接收端；

[0011] 所述接收端每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；

[0012] 所述接收端将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。

[0013] 优选的，所述发送端在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧的过程包括：

[0014] 所述发送端在各互补组合帧之间插入三帧同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入三帧同步帧。

[0015] 优选的，所述发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同的过程包括：

[0016] 所述发送端利用互补帧设计模型： 在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同的；

[0017] 其中，Vk(i,j)是第k个原始帧，dk(i,j)表示嵌入信息，yk(i,j)为嵌入嵌入信息的帧，H和L分别表示帧图像的高和宽，发送端发送的图像的像素的坐标范围为1≤i≤H，1≤j≤L，q为信息因子，是信息矩阵 中对应的元素，信息矩阵Q内的元素均为1或-1，由长度为Q1×Q2的0，1信息序列映射而成，0映射为-1，1映射为1，每T帧切换一个信息矩阵，为向上取整运算，Δ为B通道上的信息嵌入强度。

[0018] 优选的，在发送端按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧之前还包括：

[0019] 对原始帧序列执行前向纠错RS信道编码操作，得到RS信道编码后的原始帧序列。

[0020] 优选的，在发送端对原始帧序列执行前向纠错RS信道编码操作，得到RS信道编码后的原始帧序列之后，还包括：

[0021] 对RS信道编码后的原始帧序列，依据交织编码矩阵执行预设交织深度的交织编码，其中，交织深度m通过如下方式确定：

[0022] 其中，t为隐式成像通信中连续误码时间，r为连续长误码的概率，Fs为显示器的刷新率，K为互补帧调制中的互补帧的帧数，b为交织编码矩阵的每一行码字的纠错能力。

[0023] 一种信息传输系统，所述信息传输系统包括发送端和接收端；

[0024] 所述发送端用于按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧；在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；将所述发送帧序列发送至接收端；

[0025] 所述接收端用于每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。

[0026] 优选的，所述发送端具体用于：

[0027] 在各互补组合帧之间插入三帧同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入三帧同步帧。

[0028] 优选的，所述发送端具体用于：

[0029] 利用互补帧设计模型： 在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同的；

[0030] 其中，Vk(i,j)是第k个原始帧，dk(i,j)表示嵌入信息，yk(i,j)为嵌入嵌入信息的帧，H和L分别表示帧图像的高和宽，发送端发送的图像的像素的坐标范围为1≤i≤H，1≤j≤L，q为信息因子，是信息矩阵 中对应的元素，信息矩阵Q内的元素均为1或-1，由长度为Q1×Q2的0，1信息序列映射而成，0映射为-1，1映射为1，每T帧切换一个信息矩阵，为向上取整运算，Δ为B通道上的信息嵌入强度。

[0031] 优选的，还包括：信道编码模块；

[0032] 所述信道编码模块用于对原始帧序列执行前向纠错RS信道编码操作，得到RS信道编码后的原始帧序列。

[0033] 优选的，还包括：与信道编码模块相连接的交织编码模块；

[0034] 所述交织编码模块用于对RS信道编码后的原始帧序列，依据交织编码矩阵执行预设交织深度的交织编码，其中，交织深度m通过如下方式确定：

[0035] 其中，t为隐式成像通信中连续误码时间，r为连续长误码的概率，Fs为显示器的刷新率，K为互补帧调制中的互补帧的帧数，b为交织编码矩阵的每一行码字的纠错能力。

[0036] 基于上述技术方案，本发明实施例公开了一种信息传输方法及系统，包括：发送端按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；所述发送端在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧；所述发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；所述发送端将所述发送帧序列发送至接收端；所述接收端每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；所述接收端将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。本申请中由于发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，并且，在各互补组合帧之间插入同步帧，以及在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧，即使接收端接收到的组合帧中的两帧上的承载信息产生混合现象，通过将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算的方式，便能得到准确的嵌入信息。

附图说明

[0037] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0038] 图1为现有技术提供的一种成像过程示意图；

[0039] 图2为本发明实施例提供的一种信息传输方法的流程图；

[0040] 图3为本发明实施例提供的另一种信息传输方法的流程图；

[0041] 图4为本发明实施例提供的一种RS编码的误码性能曲线示意图；

[0042] 图5为本发明实施例提供的一种信息传输系统的结构框图；

[0043] 图6为本发明实施例提供的一种信息传输系统的硬件结构框图。

具体实施方式

[0044] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0045] 图2示出了一种信息传输方法的流程图，参照图2，本发明实施例中的方法是在显示器和相机的刷新方向相同，并且二者的刷新率相同的情况下，接收端接收到的每帧信息为两个相邻发送帧的混合信息的前提下提出的，所述方法可以包括：

[0046] 步骤S100、发送端按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；

[0047] 互补组合帧为按照原始帧的生成顺序，原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧的组合，互补组合帧中包含两相邻原始帧。

[0048] 步骤S110、所述发送端在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧；

[0049] 在接收端，利用同步帧可以实现时间同步，在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧，可选的，插入的同步帧可以为空白帧，即不嵌入信息的帧。

[0050] 可选的，本发明实施例中所述发送端在各互补组合帧之间插入三帧同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入三帧同步帧。

[0051] 步骤S120、所述发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；

[0052] 可选的，所述发送端利用互补帧设计模型： 在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同的；

[0053] 其中，Vk(i,j)是第k个原始帧，dk(i,j)表示嵌入信息，yk(i,j)为嵌入嵌入信息的帧，H和L分别表示帧图像的高和宽，发送端发送的图像的像素的坐标范围为1≤i≤H，1≤j≤L，q为信息因子，是信息矩阵 中对应的元素，信息矩阵Q内的元素均为1或-1，由长度为Q1×Q2的0，1信息序列映射而成，0映射为-1，1映射为1，每T帧切换一个信息矩阵，为向上取整运算，Δ为B通道上的信息嵌入强度。

[0054] 需要说明的是，本发明实施例中公开的上述互补帧设计模型是依据发送端-接收端链路模型生成的，具体的，本申请中公开的发送端-接收端链路模型的生成过程如下：

[0055] 在发送端(如显示器)和接收端(如相机)的光轴完全对准的情况下，对发送端-接收端链路进行建模，得到发送端-接收端链路模型，所述显发送端-接收端链路模型采用接收帧的表达式来表示，接收帧 表示第k帧接收帧的值，(i,j)为像素的空间坐标位置，可以表示为：

[0056]

[0057]

[0058]

[0059] yk,l,τ(i′,j′)＝y(k,l)+τ(i′,j′)   (1)

[0060] 其中接收帧的值 是由L个相邻的显示器发送帧混合而成的，L与收发两端的刷新率和收发两端相对刷新方向有关，L的取值为接收端刷新率与发送端刷新率的比值再加上1，可选的，由于本发明实施例中设置的接收端和发送端的刷新率相同，因此，本发明实施例中设置L为2。

[0061] 上述表达式(1)中G为镜头响应性，衰减系数为δ(i,j,d,θ)，衰减系数δ(i,j,d,θ)表示信号的衰减程度，衰减系数的取值范围为0≤δ(i,j,d,θ)≤1，衰减系数为像素的空间坐标位置(i,j)和相机的捕获距离d和捕获角度θ的函数；Te是接收端的曝光持续时间；Tk,l(i,j)是L个相邻发送帧中第l帧中像素点(i,j)的曝光时间，其中，Tk,l(i,j)的取值范围为：0≤Tk,l(i,j)≤Te；τ是由丢帧引入的时间延迟因子，yk,l,τ(i′,j′)是发送端平面上的传输帧图像值，y′k,l,τ(i,j)为按照M′进行缩放后的发送端平面上的传输帧图像值，y(k,l)+τ(i′,j′)表示在丢帧的情况下，第(k,l)帧经时间延迟τ时的发送端平面上的传输帧图像上坐标(i′,j′)位置对应的图像值；M′表示显示器成像系统从发送端平面到接收端平面的几何光学预测的放大率，nk(i,j)为零均值的加性高斯白噪声，方差为σ2。

[0062] 本发明实施例采用同步技术，使丢帧概率变得极低，从而可以忽略丢帧对系统传输带来的影响。假设发送端平面上的显示的帧图像和发送的图像大小相同，则放大率M′等于1。基于此，上述接收帧的表达式(1)进一步简化为下述表达式(2)：

[0063]

[0064] 由于接收端和发送端的刷新方向相同，并且二者的刷新率相同时，接收帧 可以被认为是两个相邻发送帧的混合，L为2。所以，该情况下上述表达式(2)可以表示为下述表达式(3)：

[0065]

[0066] 其中，λk(i,j)为混合因子， 表示接收帧的混合程度，则上述表达式(3)可以进一步简化为下述表达式(4)：

[0067]

[0068] 其中，G为镜头响应性，衰减系数为δ(i,j,d,θ)，衰减系数δ(i,j,d,θ)表示信号的衰减程度，衰减系数的取值范围为0≤δ(i,j,d,θ)≤1，衰减系数为像素的空间坐标位置(i,j)和相机的捕获距离d和捕获角度θ的函数；yk,1(i,j)表示互补组合帧的第一帧，yk,2(i,j)表示互补组合帧的第二帧，λk(i,j)为混合因子，nk(i,j)为零均值的加性高斯白噪声。

[0069] 本发明实施例中混合因子λk(i,j)的最大似然估计表达式为：

[0070] 其中，空间分格的任意一个格子中取一小块像素为观测信号，N1为选取的一小块像素中像素点的个数，观测信号为 的取值范围为
由于在空间分格的任意一个格子中取一小块像素点作为观测信号，则嵌
入信息dk(i,j)保持一致。

[0071] 实际中，可将实际拍摄获取数据带入混合因子λk(i,j)的最大似然估计表达式中估计混合因子，由于混合因子的值处在0到1之间，进一步将估计得到的混合因子映射到0和1之间，得最终混合因子估计值。

[0072] 由上述表达式(4)可以看出第k帧接收帧的值与k帧相邻的前后两帧的值相关，基于此，本发明实施例设置互补帧设计模型，在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，然后在接收端将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。

[0073] 步骤S130、所述发送端将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；

[0074] 本发明实施例中的发送帧序列是由同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列。

[0075] 步骤S140、所述发送端将所述发送帧序列发送至接收端；

[0076] 步骤S150、所述接收端每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；

[0077] 举例来说，本发明实施例中将接收到的第一帧与第二帧发送帧作为第一组接收组合帧，将接收到的第三帧与第四帧发送帧作为第二组接收组合帧，以此类推，得到多组接收组合帧。

[0078] 步骤S160、所述接收端将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。

[0079] 由于第一组接收组合帧中的第一帧为同步帧与互补组合帧中的第一帧的混合，第一组接收组合帧中的第二帧为互补组合帧中的第一帧与第二帧的混合；第二组接收组合帧中的第一帧为同步帧与互补组合帧中的第一帧的混合，第二组接收组合帧中的第二帧为互补组合帧中的第一帧与第二帧的混合，以此类推，得到所有接收组合帧的帧结构。

[0080] 由于互补组合帧中的两相邻帧中嵌入的嵌入信息大小相等、正负相反，通过将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算的方式，能够得到准确的嵌入信息。

[0081] 本发明实施例中接收端得到的嵌入信息为 将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，嵌入信息 的表达式如下：

[0082]

[0083] 由此可知，接收端恢复出的嵌入信息恰好是发送端嵌入的嵌入信息，因此，利用本发明实施例中将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算的方式，能够得到准确的嵌入信息。

[0084] 图3示出了另一种信息传输方法的流程图，参照图3，本发明实施例中的方法是在显示器和相机的刷新方向相同，并且二者的刷新率相同的情况下，接收端接收到的每帧信息为两个相邻发送帧的混合信息的前提下提出的，所述方法可以包括：

[0085] 步骤S200、对原始帧序列执行RS(Reed-solomon codes，前向纠错信道编码)操作，得到RS信道编码后的原始帧序列；

[0086] 需要说明的是，RS编码是一种多进制的BCH编码，RS码采用(n′,k′)表示，其中，n′为码长，k′为有效信息位长度，n′-k′为监督位长度，码字最短距离为dmin＝n′-k′+1，纠错能力为b′，其中 纠错能力指的是该信道编码方式下能够纠错的信息位长度，冗余度为(n′-k′)/k′。

[0087] 此外，码长n′＝2m′-1，其中m′表示每个信息符号的比特数，例如m′＝4表示信息符号由4位二进制数组成。

[0088] 本发明实施例在不同的信噪比下对具有不同编码参数的RS编码进行仿真分析，得到的RS编码的误码性能曲线如图4所示，从图中可以看出RS编码误码性能随信噪比的增大逐渐变好，并且四种不同编码参数的RS编码的误码性能从优到差依次为：RS(7,3)，RS(15,9)，RS(15,11)，RS(7,5)。基于此，本发明实施例结合解码复杂度，编码冗余度和纠错性方面性能，本发明实施例中采用RS(15,9)编码参数进行RS编码。

[0089] 步骤S210、对RS信道编码后的原始帧序列，依据交织编码矩阵执行预设交织深度的交织编码，得到交织编码后的原始帧序列；

[0090] 由于在信息传输的过程中在每15秒内会有大约连续2.5秒的时间具有较为严重的混合程度，且此时混合因子在0.5附近，在这个时间段内接收端的信息无法很好的恢复，系统的误码性很差，因此需要通过交织编码来解决上述系统的误码性很差的问题。

[0091] 需要说明的是，交织前相邻的符号在交织后的最小距离称为交织深度。

[0092] 若交织编码矩阵的每一行码字(n,k)的纠错能力为b，且 其中，n为差错控制码的位数，k为信息码的位数，则经过交织深度为m的交织器后，能处理的突发错误长度l可以表示为：

[0093] l＝mb，其中m为交织深度；

[0094] 则交织块(mn,mk)就可以纠正所有长度不大于l的突发错误。由l＝mb还可以看出交织深度m越大，离散度越大，系统抗突发差错的能力也就越强，但交织深度越大，交织编码处理时间也越长，从而造成数据传输时延增大。基于此，本发明实施例根据隐式成像通信中二次成像混合现象的特性，交织深度m通过如下方式确定：

[0095] 其中，t为隐式成像通信中连续误码时间，r为连续长误码的概率，Fs为显示器的刷新率，K为互补帧调制中的互补帧的帧数，b为交织编码矩阵的每一行码字的纠错能力。

[0096] 步骤S220、发送端按照交织编码后的原始帧的生成顺序，依次获取交织编码后的原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；

[0097] 步骤S230、所述发送端在各互补组合帧之间插入同步帧，并在交织编码后的原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧；

[0098] 步骤S240、所述发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；

[0099] 步骤S250、将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；

[0100] 步骤S260、所述发送端将所述发送帧序列发送至接收端；

[0101] 步骤S270、所述接收端每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；

[0102] 步骤S280、所述接收端将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息；

[0103] 步骤S290、对所述嵌入信息执行去交织运算，得到去交织后的嵌入信息；

[0104] 本发明实施例中的去交织运算与前述采用的交织运算为相反的运算过程，去交织运算中采用的去交织矩阵与前述采用的交织编码矩阵对应相反，假设交织运算是按列写入、从行读出处理得到的，那么去交织运算就是按相反的顺序处理，即按行写入、按列读出。

[0105] 步骤S291、对去交织后的嵌入信息进行解码，得到解码后的信息。

[0106] 例如采用RS译码的方式对去交织后的嵌入信息进行解码，得到解码后的信息。

[0107] 本发明实施例通过对原始帧序列执行RS信道编码操作，得到RS信道编码后的原始帧序列，以及对RS信道编码后的原始帧序列，依据交织编码矩阵执行预设交织深度的交织编码的方式能够对减少误码率，提高编码纠错性能，并且，解决接收端成像引起的接收帧中信息的长突发错误。

[0108] 下面对本发明实施例提供的信息传输系统进行介绍，下文描述的信息传输系统可与上文信息传输方法相互对应参照。

[0109] 图5为本发明实施例提供的信息传输系统的结构框图，参照图5，该信息传输系统可以包括：

[0110] 发送端100和接收端110；

[0111] 所述发送端100用于按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧；在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；将所述发送帧序列发送至接收端110；

[0112] 所述接收端110用于每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。

[0113] 所述发送端具体用于：

[0114] 在各互补组合帧之间插入三帧同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入三帧同步帧。

[0115] 所述发送端具体用于：

[0116] 利用互补帧设计模型： 在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同的；

[0117] 其中，Vk(i,j)是第k个原始帧，dk(i,j)表示嵌入信息，yk(i,j)为嵌入嵌入信息的帧，H和L分别表示帧图像的高和宽，发送端发送的图像的像素的坐标范围为1≤i≤H，1≤j≤L，q为信息因子，是信息矩阵 中对应的元素，信息矩阵Q内的元素均为1或-1，由长度为Q1×Q2的0，1信息序列映射而成，0映射为-1，1映射为1，每T帧切换一个信息矩阵，为向上取整运算，Δ为B通道上的信息嵌入强度。

[0118] 还包括：信道编码模块；

[0119] 所述信道编码模块用于对原始帧序列执行前向纠错RS信道编码操作，得到RS信道编码后的原始帧序列。

[0120] 还包括：与信道编码模块相连接的交织编码模块；

[0121] 所述交织编码模块用于对RS信道编码后的原始帧序列，依据交织编码矩阵执行预设交织深度的交织编码，其中，交织深度m通过如下方式确定：

[0122] 其中，t为隐式成像通信中连续误码时间，r为连续长误码的概率，Fs为显示器的刷新率，K为互补帧调制中的互补帧的帧数，b为交织编码矩阵的每一行码字的纠错能力。

[0123] 可选的，信息传输系统可以为硬件设备，图6示出了信息传输系统的硬件结构框图，参照图6，信息传输系统可以包括：

[0124] 信道编码器200、交织器210、显示器220、相机230、去交织器240与信道解码器250；

[0125] 信道编码器200；

[0126] 所述信道编码模块用于对原始帧序列执行前向纠错RS信道编码操作，得到RS信道编码后的原始帧序列。

[0127] 与信道编码器200相连接的交织器210；

[0128] 所述交织编码模块用于对RS信道编码后的原始帧序列，依据交织编码矩阵执行预设交织深度的交织编码，得到交织编码后的原始帧序列。其中，交织深度m通过如下方式确定：

[0129] 其中，t为隐式成像通信中连续误码时间，r为连续长误码的概率，Fs为显示器的刷新率，K为互补帧调制中的互补帧的帧数，b为交织编码矩阵的每一行码字的纠错能力。

[0130] 所述显示器220用于按照交织编码后的原始帧序列原始帧的生成顺序，依次获取交织编码后的原始帧序列原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧；在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；将所述发送帧序列发送至相机230；

[0131] 所述相机230用于每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。

[0132] 去交织器240，用于对所述嵌入信息执行去交织运算，得到去交织后的嵌入信息；

[0133] 信道解码器250，用于对去交织后的嵌入信息进行解码，得到解码后的信息。

[0134] 所述显示器220具体用于：

[0135] 在各互补组合帧之间插入三帧同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入三帧同步帧。

[0136] 所述显示器220具体用于：

[0137] 利用互补帧设计模型： 在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同的；

[0138] 其中，Vk(i,j)是第k个原始帧，dk(i,j)表示嵌入信息，yk(i,j)为嵌入嵌入信息的帧，H和L分别表示帧图像的高和宽，发送端发送的图像的像素的坐标范围为1≤i≤H，1≤j≤L，q为信息因子，是信息矩阵 中对应的元素，信息矩阵Q内的元素均为1或-1，由长度为Q1×Q2的0，1信息序列映射而成，0映射为-1，1映射为1，每T帧切换一个信息矩阵， 为向上取整运算，Δ为B通道上的信息嵌入强度。

[0139] 综上所述：

[0140] 本发明实施例公开了一种信息传输方法及系统，包括：发送端按照原始帧的生成顺序，依次获取原始帧序列中未嵌入信息的两相邻原始帧，作为互补组合帧；所述发送端在各互补组合帧之间插入同步帧，并在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧；所述发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，其中不同互补组合帧中嵌入的嵌入信息的大小不同；将同步帧以及嵌入嵌入信息的互补组合帧形成的帧组合序列作为发送帧序列；所述发送端将所述发送帧序列发送至接收端；所述接收端每接收到两帧发送帧，则将接收到的两帧发送帧作为接收组合帧；所述接收端将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算，得到嵌入信息。本申请中由于发送端在所述互补组合帧中的两相邻帧中分别嵌入大小相等、正负相反的嵌入信息，并且，在各互补组合帧之间插入同步帧，以及在原始帧序列中首个互补组合帧之前插入同步帧，即使接收端接收到的组合帧中的两帧上的承载信息产生混合现象，通过将接收组合帧中的两帧上的承载信息取差值运算的方式，便能得到准确的嵌入信息。

[0141] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0142] 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

[0143] 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

[0144] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。