具体实施方式

下面将结合本申请的附图，在技术方案、结构特征、达到的目的及效果方面，对本申请的实施例进行详细说明。具体地，本申请的实施例中的术语仅用于描述某些实施例，而不用于限定本发明。

如本申请中使用的，术语“使用”指的是直接采用一对象来执行步骤的情况，或者指的是该对象通过至少一个中间步骤被修改并且修改后的对象被直接采用以执行步骤的情况。

图1显示根据本申请实施例的发送设备100中的输入、控制和输出硬件模块的框图。参考图1，发送设备100包括存储模块102、有线或无线通信模块104、短距无线通信模块106、不可见光信号发射器108、处理器模块110、内存模块112以及总线114。该发送设备100可以是物联网(internet-of-things,IoT)设备，例如智能家用设备，或智能车载设备。例如，该智能家用设备可以是智能电视、智能扬声器或智能打印机。例如，该智能车载设备可以是全球定位系统(global position system,GPS)接收器或车载信息娱乐设备。

内存模块102为输入硬件模块，并被配置用来存储信号脉冲图案，其将被加载到将参考图3描述的发送方法300中。该发送方法300由发送设备100执行。利用加载的方式将信号脉冲图案传送到处理器模块110。或者，可以使用另一种输入硬件模块来输入该信号脉冲图案，诸如有线或无线通信模块104。该有线或无线通信模块104用来通过有线或无线通信从网络接收信号脉冲图案，并利用加载的方式将该信号脉冲图案传送到处理器模块110。

短距无线通信模块106可作为输入硬件模块和输出硬件模块。短程无线通信模块106使用诸如蓝牙低能量(bluetooth low energy,BLE)的短距无线通信技术来执行发送方法300中的扫描广告消息的步骤、接收配对请求的步骤、发送配对请求响应的步骤以及与接收设备配对的步骤。例如，该广告消息要被发送到处理器模块110。在从处理器模块110接收到指令时，短距无线通信模块106使用BLE来进行通信。或者，也可以使用另一种短距无线通信技术，例如ZigBee。

不可见光信号发射器108为输出硬件模块。不可见光信号发射器108在发送方法300中用来发送第一信号脉冲。在从处理器模块110接收到指令时，不可见光信号发射器108发射该第一信号脉冲。不可见光信号发射器108发出的不可见光可以是红外线。或者，不可见光信号发射器108发出的不可见光可以是紫外线。

内存模块112可以是暂时性或非暂时性计算机可读介质，其包括至少一闪存存储的程序指令，当其由处理器模块110执行时，使得处理器模块110可以控制存储模块102、不可见光信号发射器108和短距无线通信模块106，以执行发送方法300。处理器模块110包括至少一个处理器，其经由总线114直接或间接发送信号到存储模块102、有线或无线通信模块104、内存模块112、不可见光信号发射器108及短距无线通信模块106，及/或经由总线114直接或间接从存储模块102、有线或无线通信模块104、内存模块112、不可见光信号发射器108及短距无线通信模块106接收信号。

图2显示根据本申请实施例的接收设备200中的输入、控制和输出硬件模块的框图。参考图2，接收设备200包括可见光摄像机模块202、短距无线通信模块204、触摸屏模块206、处理器模块208、内存模块210和总线212。接收设备200可以是一种终端，例如手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式计算机。

可见光摄像机模块202为输入硬件模块，并在图3中的接收方法350执行时、在图10中的曝光时间间隔降低方法1000执行时、在图13中的颜色转换方法1300执行时、在图15中的自动聚焦方法1500执行时以及在图18中的多个发送设备情况下自动聚焦的方法1800执行时，用来获取帧。接收方法350、曝光时间间隔降低方法1000、颜色转换方法1300、自动聚焦方法1500以及多个发送设备情况下自动聚焦的方法1800由接收设备200执行。至少一部分的帧要被发送到处理器模块204。可见光摄像机模块202能够撷取图1中的不可见光信号发射器108发出的不可见光。可见光摄像机模块202可以是诸如RGB相机的彩色相机。或者，另一种彩色相机也可以用作可见光摄像机模块202，诸如YUV照相机或拜耳原始数据相机(Bayer raw camera)。可见光摄像机模块202包括图像传感器，其具有二维光电二极管(photodiode,PD)阵列结构。图像传感器可以是电荷耦合器件(charge-coupled device,CCD)图像传感器或互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxidesemiconductor,CMOS)图像传感器。

短距无线通信模块204可作为输入硬件模块和输出硬件模块。短程无线通信模块204使用诸如蓝牙低能量(bluetooth low energy,BLE)的短距无线通信技术来执行接收方法350中的广播广告消息的步骤、发送配对请求的步骤、接收配对请求响应的步骤以及与接收设备200配对的步骤。例如，该广告消息是从处理器模块208接收。在从处理器模块208接收到指令时，短距无线通信模块204使用BLE来进行通信。或者，也可以使用另一种短距无线通信技术，例如ZigBee。

触摸屏模块206可作为输入硬件模块和输出硬件模块。触摸屏模块206在接收方法350执行时、在曝光时间间隔降低方法1000执行时、在颜色转换方法1300执行时、在自动聚焦方法1500执行时以及在多个发送设备情况下自动聚焦的方法1800执行时，用来显示由可见光摄像机模块202获取的帧。当直接或间接接收来自处理器模块204的指令时，触摸屏模块206对这些帧进行显示。触摸屏模块206还用来在多个发送设备情况下自动聚焦的方法1800执行时接收来自用户的触摸输入。该触摸输入可被传送到处理器模块204、或由处理器模块204控制的其他模块，以进一步处理。

内存模块210可以是暂时性或非暂时性计算机可读介质，其包括至少一闪存存储的程序指令，当其由处理器模块208执行时，使得处理器模块208可以控制可见光摄像机模块202、短距无线通信模块204及触摸屏模块206，以执行接收方法350、曝光时间间隔降低方法1000、颜色转换方法1300、自动聚焦方法1500以及多个发送设备情况下自动聚焦的方法1800。处理器模块208包括至少一个处理器，其通过总线212直接或间接发送信号到可见光摄像机模块202、短距无线通信模块204、触摸屏模块206及内存模块210，及/或通过总线150直接或间接从可见光摄像机模块202、短距无线通信模块204、触摸屏模块206及内存模块210接收信号。该至少一个处理器可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)、图形处理单元(graphics processing unit，GPU(GPU)和/或数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)。CPU可以通过总线212将帧的片段、一些程序指令和其他数据或指令发送到GPU和/或DSP。

接收装置200是一种类型的计算系统，其所有组件都通过总线212整合在一起。其他类型的计算系统，诸如具有远程摄像机模块而不是摄像机模块202的计算机系统，也在本申请意欲保护的范围内。

图3显示根据本申请实施例的发送设备和接收设备的通信方法的流程图。参考图3，该通信方法包括发送方法300和接收方法350。发送方法300包括图3左侧的步骤。接收方法350包括图3右侧的步骤。在步骤302中，加载具有数据序列的经编码的信号脉冲图案。在步骤352中，广播摄像机帧率。在步骤304中，扫描由接收设备广播的摄像机帧率。在步骤306中，第一不可见光信号发射器以与该摄像机帧率基本相同的信号脉冲速率，发出第一信号脉冲。该信号脉冲图案在所述第一信号脉冲中重复发送。在步骤354中，可见光摄像机模块以该摄像机帧率撷取多个第一帧。每个第一帧包括所述第一信号脉冲的第一部分的一个相应信号脉冲所生成的一个相应第一区域。在步骤356中，检测每个第一帧中的该相应第一区域。在步骤358中，标记每个第一帧中的该相应第一区域，以获得相应于该信号脉冲图案的第一编码图案，并对该第一编码图案进行解码，以识别出该数据序列。在步骤360中，发送包括该数据序列的配对请求到发送设备。在步骤308中，从接收设备接收该配对请求。在步骤310中，发送配对请求响应到接收设备。在步骤362中，从发送设备接收该配对请求响应。在步骤364中，接收设备基于该数据序列与发送设备配对。在步骤312中，发送设备基于该数据序列与接收设备配对。

术语“基本上”或“实质上”指的是技术人员参酌发送设备和接收设备所用的精度可以预期的数量上的变化。

发送方法300是由图1中的发送设备100执行。接收方法350是由图2中的接收设备200执行。

在步骤302中，加载具有数据序列的经编码的信号脉冲图案。可以通过脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)将数据序列编码为信号脉冲图案。信号脉冲图案可被划分成多个第一编码单元。每个第一编码单元相应于数据序列的一个比特，并包括多个明暗信号脉冲。对于第一编码单元中的每个第二编码单元，其明暗信号脉冲中亮的部分少于50％(例如，40％)的话，相应于每个第二编码单元的数据序列的比特为“0”。对于第一编码单元中的每个第三编码单元，其明暗信号脉冲中亮的部分多于50％(例如，60％)的话，相应于每个第三编码单元的数据序列的比特为“1”。或者，可以使用另一种百分比阈值，例如40％或60％，低于该百分比阈值的话，则编码单元对应为“0”，高于该百分比阈值的话，则编码单元对应为“1”。

在步骤352中，广播摄像机帧率。在步骤304中，扫描由接收设备广播的摄像机帧率。通常，可见光摄像机模块202对于摄像机帧率具有几个选项，例如每秒30帧(frames persecond,fps)或60fps。所广播的摄像机帧率为在接收方法350执行时、在图10中的曝光时间间隔降低方法1000执行时、在图13中的颜色转换方法1300执行时、在图15中的自动聚焦方法1500执行时以及在图18中的多个发送设备情况下自动聚焦的方法1800执行时，用来获取帧的摄像机帧率。步骤352和步骤304是采用短距无线通信技术进行的发送设备100和接收设备200之间的第一握手过程。

在步骤306中，第一不可见光信号发射器以与该摄像机帧率基本相同的信号脉冲速率，发出第一信号脉冲。该信号脉冲图案在所述第一信号脉冲中重复发送。在步骤354中，可见光摄像机模块以该摄像机帧率撷取多个第一帧。每个第一帧包括所述第一信号脉冲的第一部分的一个相应信号脉冲所生成的一个相应第一区域。该第一不可见光信号发射器可以是图1中的不可见光信号发射器108。该可见光摄像机模块可以是图2中的可见光摄像机模块202。图4显示根据本申请实施例的由接收设备200的可见光摄像机模块202所撷取到的多个第一帧中的一个402的示意图。在图4的例子中，发送设备100为智能扬声器。接收设备200为移动电话406。智能扬声器的影像被撷取于每个第一帧中，且在每个第一帧中有一个相应的区域(例如，多个第一帧中的一个402中的区域404)。智能扬声器的不可见光信号发射器108的影像被撷取于每个第一帧中，且在每个第一帧中智能扬声器的相应区域上有一个相应的区域(例如，区域404中的区域408)。通过使用这些第一帧进行配对，实现了“所见即所得(what you see is what you get)”的效果。相关技术中，存在一个基于文本的识别码(identity,ID)的发送设备列表，用户选择其中一个发送设备进行配对，与此相关技术相比，使用这些第一帧进行配对的方式更为直观。

图5显示根据本申请实施例的信号脉冲速率与摄像机帧率基本相同、用于第一信号脉冲的第一部分及使得采样成功的第一帧的同步起始时序的时序图。在图5所示的例子中，不可见光信号发射器108基于信号脉冲速率而具有信号脉冲间隔I502。信号脉冲间隔502相应于第一信号脉冲的第一部分。可见光摄像机模块202基于摄像机帧率而具有采样时钟周期I504。采样时钟周期504相应于第一帧。可见光摄像机模块202的快门具有曝光时间间隔I504，其为采样时钟周期I502的一半。信号脉冲间隔I502基本上与采样时钟周期I502相同。该信号脉冲图案在所述第一信号脉冲中重复发送。在图5所示的例子中，第一编码单元中的一个中有5个信号脉冲。信号脉冲间隔中的一个盒中以密度较低的点来表示亮的信号脉冲。信号脉冲间隔中的一个盒中以密度较高的点来表示暗的信号脉冲。当5个信号脉冲中有2个亮的信号脉冲时，相应于该5个信号脉冲的数据序列的比特为“0”。当5个信号脉冲中有3个亮的信号脉冲时，相应于该5个信号脉冲的数据序列的比特为“1”。假设数据序列的第一个比特为“0”。每个第一帧在多个采样时钟周期504中的一个相应的采样时钟周期的的曝光时间中进行撷取。不可见光信号发射器108和可见光摄像机模块202之间存在有第一信号脉冲的第一部分和第一帧的同步起始时序。也就是说，信号脉冲间隔502和采样时钟周期504都开始于时间T502。每个采样时钟周期504的曝光时间在多个信号脉冲间隔502中的一个相应的信号脉冲间隔内。因此，可以成功采样。这同样适用于数据序列的第一个比特为“1”的情况，如图5下侧所示。

图6显示根据本申请实施例的信号脉冲速率与摄像机帧率基本相同、用于第一信号脉冲的第一部分及以第一异步方式使得采样成功的第一帧的起始时序的时序图。与图5所示的例子中第一信号脉冲的第一部分和第一帧的起始时序相较，图6所示的例子中第一信号脉冲的第一部分和第一帧的起始时序属于第一异步方式。也就是说，信号脉冲间隔602开始于T602，而采样时钟周期604开始于T604，其晚于T602但在首个信号脉冲间隔602内。每个采样时钟周期604的曝光时间在多个信号脉冲间隔602中的该相应的信号脉冲间隔内。因此，可以成功采样。这同样适用于数据序列的第一个比特为“1”的情况，如图6下侧所示。

图7显示根据本申请实施例的信号脉冲速率与摄像机帧率基本相同、用于第一信号脉冲的第一部分及以第二异步方式使得采样成功的第一帧的起始时序的时序图。与图5所示的例子中第一信号脉冲的第一部分和第一帧的起始时序相较，图7所示的例子中第一信号脉冲的第一部分和第一帧的起始时序属于第二异步方式。也就是说，信号脉冲间隔702开始于T702，而采样时钟周期704开始于T704，其晚于T702但在第二个信号脉冲间隔702内。每个采样时钟周期704的曝光时间在多个信号脉冲间隔702中的该相应的信号脉冲间隔内。由于第一信号脉冲的第一部分中的第二个到第六个信号脉冲中存在2个亮的信号脉冲，且信号脉冲图案在第一信号脉冲的第一部分中重复发送，第一信号脉冲的第一部分中的第二个到第六个信号脉冲仍然可以表示数据序列的第一个比特为“0”的情况。因此，可以成功采样。这同样适用于数据序列的第一个比特为“1”的情况，如图7下侧所示。

图8显示根据本申请实施例的信号脉冲速率与摄像机帧率基本相同、用于第一信号脉冲的第一部分及以第三异步方式使得采样成功的第一帧的起始时序的时序图。与图5所示的例子中第一信号脉冲的第一部分和第一帧的起始时序相较，图8所示的例子中第一信号脉冲的第一部分和第一帧的起始时序属于第三异步方式。也就是说，信号脉冲间隔802开始于T802，而采样时钟周期804开始于T804，其晚于T802但在第四个信号脉冲间隔802内。每个采样时钟周期804的曝光时间在多个信号脉冲间隔802中的一个相应的信号脉冲间隔内。因为第一信号脉冲的第一部分中的第四个和第五个信号脉冲是暗的，所以丢弃了第一信号脉冲的第一部分中的第四个和第五个信号脉冲。第一信号脉冲的第一部分中的第六个到第十个信号脉冲相应于首次获取的数据序列的第二个比特。由于信号脉冲图案在第一信号脉冲中重复发送，故相应于数据序列的第一个比特的信号脉冲最后获得。因此，可以成功采样。这同样适用于数据序列的第一个比特为“1”的情况，如图8下侧所示。

图9显示根据本申请实施例的信号脉冲速率与摄像机帧率基本相同、用于第一信号脉冲的第一部分及以第四异步方式使得采样可能不成功的第一帧的起始时序的时序图。与图5所示的例子中第一信号脉冲的第一部分和第一帧的起始时序相较，图9所示的例子中第一信号脉冲的第一部分和第一帧的起始时序属于第四异步方式。也就是说，信号脉冲间隔902开始于T902，而采样时钟周期904开始于T904，其晚于T902但在首个信号脉冲间隔902内。然而，多个采样时钟周期904中的一个采样时钟周期的曝光时间是跨越多个信号脉冲间隔902中的两个信号脉冲间隔，其中一个信号脉冲间隔相应于亮的信号脉冲，而另一个信号脉冲间隔相应于暗的信号脉冲，例如第一信号脉冲的第一部分中的第二个和第三个信号脉冲间隔，这使得所采样的是亮的信号脉冲还是暗的信号脉冲变得混乱。因此，采样是不成功的。这同样适用于数据序列的第一个比特为“1”的情况，如图9下侧所示。

图10显示根据本申请实施例的曝光时间间隔降低方法1000的流程图，以改善图9中取样不成功的情况，并改善第一帧的、相应于第一信号脉冲的第一部分的亮的信号脉冲的第一区域的部分的可视性。参考图10，接收方法350还包括在步骤352和步骤354之间的曝光时间间隔降低方法1000。

在步骤1002中，获取以可见光摄像机模块的快门的曝光时间间隔进行撷取的第二帧中过曝的第二区域的可视性。在步骤1004中，降低该曝光时间间隔，以使得以该降低的曝光时间间隔进行撷取的第三帧的第三区域的可视性高于该第二区域的可视性。在步骤1002中，获取以可见光摄像机模块的快门的曝光时间间隔进行撷取的第二帧中过曝的第二区域的可视性。在步骤1004中，降低该曝光时间间隔，以使得以该降低的曝光时间间隔进行撷取的第三帧的第三区域的可视性高于该第二区域的可视性。图11显示根据本申请实施例的针对不同的曝光时间间隔E1、E2和E3的示例性光电特性曲线1102、1108和1114的示意图1100，其中降低的曝光时间间隔E2或E3改善了相应于第一信号脉冲的第一部分的亮的信号脉冲的第一帧的第一区域的可视性。示意图1100上的X轴代表可见光摄像机202的一个像素所撷取到的光的光强度，示意图1100上的Y轴代表可见光摄像机202的该像素的像素输出电压。在步骤1002中，该曝光时间间隔，例如曝光时间间隔E1，等于采样时钟周期I502的一半(如图5所示)。因为不可见光信号发射器108发出不可见光，故第二区域可能由第二帧中撷取到的第一信号脉冲的亮的信号脉冲生成。在曝光时间间隔E1的情况下，可见光摄像机202的像素对应光电特性曲线1102。光电特性曲线1102具有第一区段和第二区段。相较于沿着光电特性曲线1102的第二区段减小的像素输出电压，沿着光电特性曲线1102的第一区段减小的像素输出电压随着光强度降低而缓慢降低。图11中的例子中，光电特性曲线1102的第一区段的斜率为0，光电特性曲线1102的第二区段的斜率大于光电特性曲线1102的第一区段的斜率。点1104位在光电特性曲线1102的第一区段上，且不在光电特性曲线1102的第一区段和光电特性曲线1102的第二区段之间的边界处。点1104表示在曝光时间间隔E1下不可见光信号发射器108生成的光强度所引发的可见光摄像机202的像素的像素输出电压达到了饱和电平SL。因此，与可见光摄像机202的像素相应的第二区域中的像素是过曝的。光电特性曲线1102上的点1106表示在曝光时间间隔E1下由可见光生成的光强度所引发的可见光摄像机202的像素的像素输出电压达到了电平L1。例如，该可见光是从发送设备100的第一部分反射而来。

在步骤1004中，降低曝光时间间隔E1，直到其达到曝光时间间隔E2。第三区域可以由在曝光时间间隔E2下第三帧中撷取到的第一信号脉冲中的亮的信号脉冲生成。在曝光时间间隔E2的情况下，可见光摄像机202的像素对应光电特性曲线1108。光电特性曲线1108具有第一区段和第二区段。相较于沿着光电特性曲线1108的第二区段减小的像素输出电压，沿着光电特性曲线1108的第一区段减小的像素输出电压随着光强度降低而缓慢降低。再者，相较于沿着光电特性曲线1102的第二区段增加的像素输出电压，沿着光电特性曲线1108的第二区段增加的像素输出电压随着光强度增加而缓慢增加。图11中的例子中，光电特性曲线1108的第一区段的斜率为0，光电特性曲线1108的第二区段的斜率大于光电特性曲线1108的第一区段的斜率，但小于光电特性曲线1102的第二区段的斜率。点1110位在光电特性曲线1108的第一区段上，且不在光电特性曲线1108的第一区段和光电特性曲线1108的第二区段之间的边界处。点1110表示在曝光时间间隔E2下不可见光信号发射器108生成的光强度所引发的可见光摄像机202的像素的像素输出电压达到了饱和电平SL。因此，与可见光摄像机202的像素相应的第三区域中的像素是过曝的。光电特性曲线1108上的点1112表示在曝光时间间隔E2下由可见光生成的光强度所引发的可见光摄像机202的像素的像素输出电压达到了电平L2。例如，该可见光是从发送设备100的第一部分反射而来。由于曝光时间间隔E2短于曝光时间间隔E1，且光电特性曲线1108的第二区段的斜率小于光电特性曲线1102的第二区段的斜率，故电平L2低于电平L1。因为电平L2相比于电平L1来说，更远离饱和电平SL，故第三区域的可视性高于第二区域的可视性。通过曝光时间间隔E2来撷取第一帧，改善了第一帧中、相应于第一信号脉冲的第一部分的亮的信号脉冲的第一区域的部分的可视性。

在步骤1004中，可以进一步降低曝光时间间隔E1，直到其达到曝光时间间隔E3。第三区域可以由在曝光时间间隔E3下第三帧中撷取到的第一信号脉冲中的亮的信号脉冲生成。在曝光时间间隔E3的情况下，可见光摄像机202的像素对应光电特性曲线1114。光电特性曲线1114具有第一区段和第二区段。相较于沿着光电特性曲线1114的第二区段减小的像素输出电压，沿着光电特性曲线1114的第一区段减小的像素输出电压随着光强度降低而缓慢降低。再者，相较于沿着光电特性曲线1108的第二区段增加的像素输出电压，沿着光电特性曲线1114的第二区段增加的像素输出电压随着光强度增加而缓慢增加。图11中的例子中，光电特性曲线1114的第一区段的斜率为0，光电特性曲线1114的第二区段的斜率大于光电特性曲线1114的第一区段的斜率，但小于光电特性曲线1108的第二区段的斜率。点1116位在光电特性曲线1114的第一区段和光电特性曲线1114的第二区段之间的边界处。点1116表示在曝光时间间隔E3下不可见光信号发射器108生成的光强度所引发的可见光摄像机202的像素的像素输出电压达到了饱和电平SL。光电特性曲线1114上的点1118表示在曝光时间间隔E3下由可见光生成的光强度所引发的可见光摄像机202的像素的像素输出电压达到了电平L3。例如，该可见光是从发送设备100的第一部分反射而来。由于曝光时间间隔E3短于曝光时间间隔E2，且光电特性曲线1114的第二区段的斜率小于光电特性曲线1108的第二区段的斜率，故电平L3低于电平L2。因为电平L3相比于电平L2来说，更远离饱和电平SL，故曝光时间间隔E3下第三区域的可视性高于曝光时间间隔E2下第三区域的可视性。此外，因为点1116位在光电特性曲线1114的第一区段和光电特性曲线1114的第二区段之间的边界处，故进一步降低曝光时间间隔E3可能导致可见光摄像机202的像素的像素输出电压变为低于该饱和电平的电平，使得在此曝光时间间隔下撷取到的第三区域的可视性低于在曝光时间间隔E3下撷取到的第三区域的可视性。因此，在曝光时间间隔E3下撷取到的第三区域的可视性是最高的。在曝光时间间隔E3下撷取到的第三区域中的像素是适当曝光的。通过曝光时间间隔E3来撷取第一帧，第一帧中、相应于第一信号脉冲的第一部分的亮的信号脉冲的第一区域的部分的可视性是最高的。

图11中的例子中，光电特性曲线1102、1108和1114的第一区段和第二区段为直线。其他形式的光电特性曲线，例如包括对数区段的光电特性曲线，也在本申请意欲保护的范围内。

图12显示根据本申请实施例的减少了的曝光时间间隔的时序图，从而改善图9中采样失败的情形。与图9的例子中的曝光时间间隔I506(显示于图5中)相比，图12的例子中的曝光时间间隔I1202为图10中的已降低了的曝光时间间隔。因为曝光时间间隔I1202短于曝光时间间隔I506，所以一个采样时钟周期1204的曝光时间跨越信号脉冲间隔1202中的两个信号脉冲间隔的机会较小，所述的两个信号脉冲间隔中，其中一个相应于亮的信号脉冲，另一个相应于暗的信号脉冲。例如，曝光时间间隔I506的曝光时间跨越第一信号脉冲的第一部分中的第二个和第三个脉冲。曝光时间间隔I1202的曝光时间在第一信号脉冲的第一部分中的第二个脉冲内，避免了采样的是第一信号脉冲的第一部分中的第二个脉冲还是第三个脉冲这样的混爻情形。对于参考图11描述的最短曝光时间E3，其一个采样时钟周期1204的曝光时间跨越信号脉冲间隔1202中的两个信号脉冲间隔的机会最小，所述的两个信号脉冲间隔中，其中一个相应于亮的信号脉冲，另一个相应于暗的信号脉冲。

图13显示根据本申请实施例的颜色转换方法1300的流程图，颜色转换方法1300使得第一区域的部分更能够区别于第一帧的其他区域，若该颜色转换方法1300未执行时，第一帧的其他部分的颜色会类似于第一区域的部分。参考图13，接收方法350还包括在步骤352和步骤354之间的颜色转换方法1300。在步骤1302中，调整可见光摄像机模块的白平衡，使得第一不可见光信号发射器所发出的不可见光的颜色更能够与可见光的颜色区别，该可见光的颜色类似于第一不可见光信号发射器所发出的不可见光在中性白平衡情况下的颜色。

在步骤1302中，调整可见光摄像机模块的白平衡，使得第一不可见光信号发射器所发出的不可见光的颜色更能够与可见光的颜色区别，该可见光的颜色类似于第一不可见光信号发射器所发出的不可见光在中性白平衡情况下的颜色。图14显示根据本申请实施例的一个示例性的颜色转换场景的的示意图。在图14的例子中，如果可见光摄像机模块202(显示于图2中)在中性白平衡情况下撷取了包括区域1404和区域1406的第一帧1402，该区域1404相应于围绕不可见光信号发射器108的智能扬声器的外盖、该区域1406相应于不可见光信号发射器108，则区域1404有更高的机会，颜色会类似于区域1406，如所示的，区域1404和区域1406具有相同的填充图案。原因是大部分室内照明会使得室内环境下反射的、在中性白平衡下撷取于一帧内的可见光变得较为暖色调。当智能扬声器的外盖的颜色例如为白色时，室内照明会使得从该智能扬声器的外盖反射而来的、在中性白平衡下撷取于帧1402内的可见光变成温暖色调。在不可见光信号发射器108发出红外线光的实施例中，帧1402中撷取到的红外线光的颜色也呈现温暖色调。在步骤1302中，调整可见光照摄像机模块202的白色平衡到某一色温，使得可见光摄像机模块202以调整后的白平衡所撷取到的帧是聚焦到蓝色调的。在一个实施例中，将白平衡调整到小于3000K的色温。在这种情况下，红光在该帧中呈现灰色，而红外线光在该帧中呈现灰紫色。当可见光摄像机模块202在该调整后的白平衡下撷取了包括区域1410和区域1412的一个帧1408，该区域1410相应于围绕不可见光信号发射器108的智能扬声器的外盖，该区域1412相应于不可见光信号发射器108，那么区域1410有更小的机会，颜色会类似于区域1412，如所示的，区域1410以填冲图案进行填充，而区域1412未以填充图案填充。通过使用该调整后的白平衡来撷取第一帧，第一区域的部分更能够区别于第一帧的其他区域，若该颜色转换方法1300未执行时，第一帧的其他部分的颜色会类似于第一区域的部分。

图14的例子中，不可见光信号发射器108发出红外线光。或者，不可见光信号发射器发出紫外光，而可见光摄像机模块202会撷取紫外光，将可见光照摄像机模块202的白色平衡调整到某一色温，使得可见光摄像机模块202以该调整后的白平衡所撷取到的帧是聚焦到红色调的。

图15显示根据本申请实施例的自动聚焦方法1500的流程图，该方法1500用于当第一不可见光信号发射器发出第一信号脉冲的第一部分时，自动聚焦在第一不可见光信号发射器上。参考图15，接收方法350还包括在步骤352和步骤354之间的方法1500。在步骤1502中，以摄像机帧率撷取多个第四帧，其中每个第四帧包括相应的第四区域及相应的第五区域，该相应的第四区域由第一信号脉冲的第二部分中的相应信号脉冲所生成，而该相应的第五区域相应于发送设备中不包括第一不可见光信号发射器的部分。在步骤1502之后，进行步骤1002。并且，在步骤1504中，通过将每个第四帧中该相应的第五区域彼此对准，使得每个第四帧中该相应的第四区域彼此对准。在步骤1506中，检测每个第四帧中该相应的第四区域，以确定该相应的第四区域的位置。在步骤1508中，通过多个第四个区域中至少一个第四个区域中的每个第四区域的位置，将第一不可见光信号发射器识别为对象追踪上的一个对象，以在第一不可见光信号发射器发出第一信号脉冲的第一部分时，自动聚焦在第一不可见光信号发射器上。

图16显示根据本申请实施例的显示于图15的自动聚焦方法1500中的撷取、对准和检测步骤1502,1504和1506的示意图。参考图16，在步骤1502中，以摄像机帧率撷取多个第四帧(例如，1602和1604)，其中每个第四帧1602或1604包括相应的第四区域1606或1608及相应的第五区域1610或1612，该相应的第四区域1606或1608由第一信号脉冲的第二部分中的相应信号脉冲所生成，而该相应的第五区域1610或1612相应于发送设备100(显示于图1)中不包括第一不可见光信号发射器108的部分。在步骤1504中，通过将每个第四帧1602或1604中该相应的第五区域1610或1612(与1612或1610)彼此对准，使得每个第四帧1602或1604中该相应的第四区域1606或1608(与1608或1606)彼此对准(如通过第四区域1606和1608的虚线所示)。在一个实施例中，第五区域1610或1612的纹理可以用在对准上。在步骤1504之后，第四区域1606和1608在上下方向和左右方向上对齐。为简洁起见，上下方向上的对齐未示出。在步骤1506中，检测每个第四帧1602或1604中该相应的第四区域1606或1608，以获得该相应的第四区域1606或1608的位置。可以基于对齐位置上的区域会闪烁的特性来检测第四区域1606和1608。第四区域1606和1608中的最后一个区域1608的位置可用在自动聚焦上。或者，第四区域1606和1608所有的位置都用在自动聚焦上。

图16的例子中，显示了两个第四区1606和1608。其他数量的第四个区域也在本申请意欲保护的范围内。

图17显示根据本申请实施例的显示于图15的自动聚焦方法1500中的自动聚焦步骤1508的示意图。参考图17，在步骤1508中，通过多个第四个区域1606和1608(显示于图16)中至少一个第四个区域中的每个第四区域的位置，将第一不可见光信号发射器108识别为对象追踪上的一个对象，以在第一不可见光信号发射器108发出第一信号脉冲的第一部分时，自动聚焦在第一不可见光信号发射器108上。当第一不可见光信号发射器108发出第一信号脉冲的第一部分时，第一帧1702中获取到第一信号脉冲的第一部分。通过将第一不可见光信号发射器108识别为对象追踪上的一个对象，即使手握接收设备200(显示于图2)的用户在撷取第一帧1702时移动他或她的手，也能保持自动聚焦在不可见光信号发射器108上。这个部分呈现于第一帧1702中、相应于第一信号脉冲的第一部分的以虚线框住的第一区域1704...1706，即便这些第一区域1704...1706在第一帧1702中相应的帧中位在不同的位置。

图18显示根据本申请实施例的多个发送设备情况下自动聚焦的方法1800的流程图。方法1800加强了方法1500在遇到多个发送设备时的情况。参考图18，接收方法350还包括在步骤352和步骤354之间的方法1800。在步骤1802中，以摄像机帧率撷取多个第四帧，其中每个第四帧包括相应的第四区域、至少一个相应的第五区域以及相应的第六区域，该相应的第四区域由第一信号脉冲的第二部分中的相应信号脉冲所生成，每个相应的第五区域由至少一其他发送设备中的一个相应的其他发送设备的第二不可见光信号发射器发出的第二信号脉冲中的相应信号脉冲所生成，而该相应的第六区域相应于该发送设备中不包括第一不可见光信号发射器的部分，或相应于任一至少一其他发送设备中不包括第二不可见光信号发射器的部分。在步骤1804中，通过将每个第四帧中该相应的第六区域彼此对准，使得每个第四帧中该相应的第四区域彼此对准。在步骤1806中，检测每个第四帧中该相应的第四区域和该至少一个相应的第五区域，以获得该相应的第四区域的位置以及该至少一个相应的第五区域中每一个的位置。在步骤1808中，计算一个第四帧中该第四区域和该至少一个第五区域的数量，以获得该发送设备和该至少一其他发送设备的数量。在步骤1810中，对于该发送设备和该至少一其他发送设备中的每一个，对第四帧中多个相应区域的区域大小进行平均。在步骤1812中，选择多个第四区域中至少一个第四区域中的每一个第四区域的位置，以基于多个第四帧的一个第四帧中第四区域的区域大小为多个第四帧的该第四帧中该第四区域和该至少一个第五区域中最大的那个区域进行自动聚焦。在步骤1804中，判断用户触摸操作是否改变了选择。如果是，则进行步骤1816。如果不是，则进行步骤1508。在步骤1816中，基于改变后的选择执行自动聚焦。

图19显示根据本申请实施例的可应用图18中的自动聚焦方法1800的一个示例性的多发送设备场景的示意图。步骤1802、1804和1806类似于图16中示出的步骤1502、1504和1506，因此为简洁起见，图19中只示出一个第四帧。参考图19，在步骤1802中，以摄像机帧率撷取多个第四帧(示例性地示出其中一个第四帧1902)，其中每个第四帧1902包括相应的第四区域1904、至少一个相应的第五区域(示例性地示出其中一个第五区域1906)以及相应的第六区域1908或1910，该相应的第四区域1904由第一信号脉冲的第二部分中的相应信号脉冲所生成，每个相应的第五区域1906由至少一其他发送设备中的一个相应的其他发送设备的第二不可见光信号发射器发出的第二信号脉冲中的相应信号脉冲所生成，而该相应的第六区域1908或1910相应于该发送设备100(显示于图1)中不包括第一不可见光信号发射器108的部分，或相应于任一至少一其他发送设备中不包括第二不可见光信号发射器的部分。该至少一个相应的第五区域相应于该至少一其他发送设备。第二信号脉冲相应于第四帧1902。在图19的例子中，发送设备100为智能扬声器。该至少一其他发送设备为智能电视。在步骤1804中，通过将每个第四帧1902中该相应的第六区域1908或1910彼此对准，使得每个第四帧1902中该相应的第四区域1904彼此对准。在步骤1806中，检测每个第四帧1902中该相应的第四区域1904和该至少一个相应的第五区域1906，以获得该相应的第四区域1904的位置以及该至少一个相应的第五区域1906中每一个的位置。在步骤1808中，计算一个第四帧1902中该第四区域1904和该至少一个第五区域1906的数量，以获得该发送设备100和该至少一其他发送设备的数量。图19的例子中，该第四区域1904和该至少一个第五区域1906的数量为两个，这表示该发送设备100和该至少一其他发送设备的数量为两个。在步骤1810中，基于该发送设备100和该至少一其他发送设备的数量，对于该发送设备100和该至少一其他发送设备中的每一个，对第四帧1902中多个相应区域的区域大小进行平均。每个相应区域为多个第四帧1902的一个相应帧中该第四区域1904和该至少一个第五区域1906中的一个。该第四区域1904和该至少一个第五区域1906中的该个是由第一信号脉冲中的一个亮的信号脉冲所生成，或由相应于该至少一个第五区域1906中的一个的第二信号脉冲中的一个亮的信号脉冲所生成。在步骤1812中，选择多个第四区域1904中至少一个第四区域中的每一个第四区域的位置，以基于一个第四帧1902中第四区域1904的区域大小为一个第四帧1902中该第四区域1904和该至少一个第五区域1906中最大的那个区域进行自动聚焦。在步骤1804中，判断用户触摸操作是否要改变了选择。用户可能通过触摸来选择智能电视。如果是，则进行步骤1816。如果不是，则进行步骤1508。在步骤1816中，基于改变后的选择执行自动聚焦。

参考图3，接收方法350包括了分析第一帧的方法，以获得数据序列，该方法包括步骤356和步骤358。在步骤356中，检测每个第一帧中的该相应第一区域。在步骤358中，标记每个第一帧中的该相应第一区域，以获得相应于该信号脉冲图案的第一编码图案，并对该第一编码图案进行解码，以识别出该数据序列。图20显示根据本申请实施例的分析第一帧的方法中的检测步骤356以获得数据序列的流程图。步骤356包括如下步骤。参考图20，在步骤2002中，利用阈值来将每个第一帧二值化，以获得二值化的帧。在步骤2004中，每个二值化的帧中提取至少一个相应的第一亮区，以获得该至少一个相应的第一亮区中的每一个的位置。在步骤2006中，追踪该至少一个相应的第一亮区中的每一个的位置，以检测相应于二值化的帧的且位置相关的至少一组亮区和暗区中的每一组亮区和暗区，其中该至少一组亮区和暗区包括该第一区域。

图21显示根据本申请实施例的检测步骤356中基于亮度或颜色来除去不是第一区域的区域的二值化步骤2002的示意图。在步骤2002中，利用阈值来将每个第一帧2102二值化，以获得二值化的帧(示例性显示相应于第一帧2102的其中一个二值化的帧2104)。在一个实施例中，该阈值是在多个第一区域(示例性显示其中一个第一区域2106)的一个第一区域中一个像素的至少一个像素值的邻近范围内。多个第一区域中的该第一区域2106相应于第一信号脉冲中的一个亮信号脉冲。该至少一个像素值为亮度值(例如明度或亮度)。图21的例子中，由于多个第一区域中的该第一区域2106相应于不可见光信号发射器108的第一信号脉冲中的亮信号脉冲，且区域2108和2110相应于智能电视显示的圆形区域和方形区域，故多个第一区域中的该第一区域2106及区域2108和2110与第一帧2102的其他部分相较，具有较高的亮度值。再者，由于该阈值被设置成在多个第一区域中的该第一区域2106中一个像素的亮度值的邻近范围内，故相应于多个第一区域中的该第一区域2106以及区域2108和2110的区域2112、2114和2116在二值化的帧2104中为明亮区域。区域2112、2114和2116为要用来识别数据序列的、多个第一区域中的该第一区域2106的候选区域。除去第一帧2102的其他部分以找出二值化的帧2104中的候选区域。

或者，在已经执行颜色转换方法1300的情况下，该阈值是在多个第一区域中一个第一区域中的一个像素的一组像素值的邻近范围内。多个第一区域中的该第一区域2106相应于第一信号脉冲中的一个亮信号脉冲。该组像素值包括颜色值。在一个实施例中，该组像素值为RGB颜色值。图21的例子中的智能扬声器类似于图14的例子中的智能扬声器。在未执行颜色转换方法1300的情况下，与围绕不可见光信号发射器108的智能扬声器的外盖相应的区域2118的颜色可能难以区别于与不可见光信号发射器108相应的多个第一区域中的该第一区域2106的颜色。通过执行颜色转换方法1300并使用在多个第一区域中一个第一区域中的一个像素的RGB颜色值的邻近范围内的阈值，相应于多个第一区域中的该第一区域2106的区域2112为二值化的帧2104中一个亮区域，而相应于区域2118的一个区域(未标示)为二值化的帧2104中一个暗区域。此外，在颜色转换方法1300执行后，相应于智能电视显示的圆形区域和方形区域的区域2108和2110的颜色类似于多个第一区域中的该第一区域2106。因此，相应于区域2108和2110的区域2114和2116也是二值化的帧2104中的亮区域。区域2112、2114和2116为要用来识别数据序列的、多个第一区域中的该第一区域2106的候选区域。除去第一帧2102的其他部分以找出二值化的帧2104中的候选区域。

图22显示根据本申请实施例的检测步骤356中基于闪烁特性来除去不是第一区域的区域的提取步骤2004和追踪步骤2006的示意图。在步骤2004中，每个二值化的帧中提取至少一个相应的第一亮区，以获得该至少一个相应的第一亮区中的每一个的位置。图22的例子中，在二值化的帧2104中，区域2112、2114和2116为提取后的第一亮区。在二值化的帧2104之后的二值化的帧2202中，相应于不可见光信号发射器108的第一信号脉冲的亮信号脉冲的区域2204为提取后的第一亮区。在二值化的帧2202之后的二值化的帧2206中，相应于智能电视显示的方形区域的区域2208为提取后的第一亮区。在二值化的帧2206之后的二值化的帧2210中，相应于不可见光信号发射器108的第一信号脉冲的亮信号脉冲及智能电视显示的方形区域的区域2212和2214为提取后的第一亮区。

在步骤2006中，追踪该至少一个相应的第一亮区中的每一个的位置，以检测相应于二值化的帧的且位置相关的至少一组亮区和暗区中的每一组亮区和暗区，其中该至少一组亮区和暗区包括该第一区域。在图22的例子中，通过追踪方式，可以发现相应于不可见信号发射器108的第一信号脉冲的亮信号脉冲的区域(例如，2112、2204和2212)在位置上相关。基于区域2112、2204和2212的位置，可以检测到相应于二值化的帧(例如，2104、2202、2206和2210)的第一组亮区和暗区。第一组亮区和暗区中的一个暗区由类似于在例如二值化的帧2206中的区域(例如，2212)的一个区域来呈现。通过追踪方式，可以发现相应于智能电视显示的方形区域的区域(例如，2116、2208和2214)在位置上相关。基于区域2116、2208和2214的位置，可以检测到相应于二值化的帧(例如，2114、2202、2206和2210)的第二组亮区和暗区。通过追踪方式，可以发现相应于智能电视显示的圆形区域的区域2114在位置上都与每个接续的二值化的帧(例如，2202、2206或2210)中的任一区域不相关。因此，基于区域2114的位置，检测不到相应于二值化的帧(例如，2114、2202、2206和2210)的一组亮区和暗区。由于第一组亮区和暗区和第二组亮区和暗区满足闪烁的特性，第一组亮区和暗区和第二组亮区和暗区为用来识别数据序列的、第一区域(例如2112、2204和2212)的候选区域。针对相应于智能电视显示的圆形区域的区域2114，由于检测不到一组亮区和暗区，基于闪烁的特性，区域2114将被除去作为用来识别数据序列的、第一区域(例如2112、2204和2212)的候选区域的资格。

图23显示根据本申请实施例的分析第一帧的方法中的标记和解码步骤358以获得数据序列的流程图。步骤358包括如下步骤。参考图23，在步骤2302中，标记至少一组亮区和暗区，以获得该至少一组亮区和暗区中每一组的一个相应的第二编码图案。在步骤2304中，确定包含该第一编码图案的、重复于该至少一组亮区和暗区中每一组的该相应的第二编码图案中的第三编码图案。在步骤2306中，解码该第一编码图案，以识别出该数据序列。

图24显示根据本申请实施例的标记和解码步骤358中基于重复特性来除去不为第一区域的区域的标记步骤2302和确定步骤2304、以及解码步骤2306的示意图。在步骤2302中，标记至少一组亮区和暗区，以获得该至少一组亮区和暗区中每一组的一个相应的第二编码图案。该相应的第二编码图案相应于具有如1秒的预定持续时间的第一帧的一部分。在图24的例子中，参考图22来描述的第二组亮区和暗区进行了标记，以获得第二编码图案2402。参考图22来描述的第一组亮区和暗区进行了标记，以获得第二编码图案2404。在步骤2304中，确定包含该第一编码图案的、重复于该至少一组亮区和暗区中每一组的该相应的第二编码图案中的第三编码图案。图24的例子中，第二编码图案2402不能被分解成一些部分，使得这些部分中的某些部分是重复的。而第二编码图案2404可以被分解成一些部分，使得这些部分中的一些部分2406和2408是重复的。因此，第二组亮区和暗区将被除去作为用来识别数据序列的、第一区域的候选区域的资格。而仅剩第一组亮区和暗区为要用来识别数据序列的、第一区域的候选区域。因此，该部分2406或2408为包括第一编码图案的第三编码图案。在步骤2306中，该第一编码图案被解码，以识别出该数据序列。图24的例子中，解码该部分2406或2408，以识别出数据序列2410。

参考图3，在步骤360中，发送包括该数据序列的配对请求到发送设备100。在步骤308中，从接收设备200接收该配对请求。在步骤310中，发送配对请求响应到接收设备200。在步骤362中，从发送设备100接收该配对请求响应。在步骤364中，接收设备200基于该数据序列与发送设备配对。在步骤312中，发送设备200基于该数据序列与接收设备配对。参考图3至24所描述的通信方法不仅适用于接收设备200未与任何发送设备配对的情况，还适用于接收设备200与一个发送设备配对但转成与发送设备100配对的情况，并适用于接收设备200已与发送设备100配对、转成与另一个发送设备配对、并接着转回与发送设备100配对的情况。

某些实施例具有以下特征和/或优点的一者或其组合。通过使用与摄像机帧率基本相同的信号脉冲速率来成功取样，降低曝光时间间隔以改善取样失败的情况并提升第一帧中第一区域的部分的可视性，调整白平衡使得第一区域的部分在颜色上更具区别性，自动聚焦在第一不可见光信号发射器上以使得可以聚焦在第一区域的部分，基于亮度或颜色、闪烁特性和重复性来分析第一帧以除去不为第一区域的区域来识别数据序列，因而可以使用可见光摄像机实现不可见光通信。

本领域普通技术人员可以理解，本申请实施例中描述和公开的单元、模块、层、方块、算法和系统或方法的步骤的每一者可以使用硬件、固件、软件或其组合来实现。这些功能是在硬件、固件还是软件中运行，取决于技术方案的应用条件和设计要求。本领域普通技术人员可以使用不同的方式来实现每个具体应用的功能，而这种实现不应超出本申请的范围。

应该理解到，在本申请实施例中公开的系统和方法可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的。这些模块的划分仅是基于逻辑功能，而在实现上还存在其他的划分方式。这些模块可以是或可以不是物理模块。多个模块可能可以组合或集成到一个物理模块中。还可以将任一模块分成多个物理模块。也可以省略或跳过一些特征。另一方面，所示出的或所讨论的相互耦合、直接耦合或通信耦合是通过一些端口、装置或模块进行操作，不管是通过电气、机械或其他类型的方式进行的间接或通信地操作。

用于解释为目的作为分离组件的模块是或不是物理上分隔的。这些模块位于一个地方或分布在多个网络模块上。一些或所有的模块根据这些实施例的目而被使用。

如果将软件功能模块作为产品实现、使用和销售，则它可以被存储在计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请提出的技术方案可以本质上或部分地实现为软件产品的形式。或者，对现有技术有益的技术方案的一部分可以以软件产品的形式实现。软件产品存储于计算机可读存储介质中，包括用于系统上的至少一处理器的多个命令以运行本申请实施例公开的全部或部分步骤。该存储介质包括USB盘、移动硬盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、软盘或其他能够存储程序代码的介质。

尽管已经结合被认为是最实际和优选的实施例描述了本申请，但是应当理解，本申请不限于所公开的实施例，而是旨在覆盖在不脱离所附权利要求的最宽泛解释的范围的情况下做出的各种布置。