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LED照明と汎用カメラによる選択的なフリッカレス高速可視光通信技術

研究課題

研究課題/領域番号 17K19952
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

杉本 雅則  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90280560)

研究協力者 橋爪 宏達  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (40172853)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード高速可視光通信 / 選択的通信 / 空間分割多重 / 可視光通信 / 最適変調信号 / 汎用カメラ
研究成果の概要

1.8x8 LED arrayを送信機、カメラを受信機として用い、空間分割多重化による可視光通信を実現した。逆畳み込みによる各光源の信号の干渉除去により、60fpsのグローバルシャッターカメラで5.76 kbpsの通信性能を実現した。
2.OFDM変調光とローリングシャッターカメラを用いた単一光源による高速可視光通信を提案、実装した。60 fps, ラインセンサ数524本のカメラを用い、24 kbps以下でエラー10%以下の通信性能を実現した。
3.OFDM変調光に対し、シャッター開度を変えることで受光可能なキャリアが変わること、それによりTVやラジオのような選択的通信が可能であることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的成果として、汎用カメラを用いた高速可視光通信の理論的な解析が挙げられる。社会的意義としては、誰もが日常的に携帯し使用するスマートフォン向けの応用が考えられる。搭載カメラと既存設備である照明との高速通信により、エリア限定の情報提供(例えば広告配信や実世界に情報を重畳する拡張現実システム)などの応用が可能となる。さらに、スマートフォンカメラをテレビやカメラのような選択的通信に利用することにより、個人向け情報提供や秘匿通信等へと展開できる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件)

  • [国際共同研究] モンクット王工科大学ラカバン 校(タイ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] モンクット王工科大学ラカバン校(タイ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] CMOSイメージセンサを用いたOFDM高速可視光通信2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田,橋爪,杉本
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 B

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TOPVLC:時間遅延推定のための最適変調信号を用いることによる高速可視光通信手法2018

    • 著者名/発表者名
      杉本,熊木,秋山,橋爪
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J101-B

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 汎用ビデオカメラを用いた可視光通信2018

    • 著者名/発表者名
      橋爪, 杉本
    • 雑誌名

      電子情報通信学会誌

      巻: 101 ページ: 44-51

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Illegal Photograph Detection under Modulated LED Illumination2019

    • 著者名/発表者名
      Uno, K., Hirano,A., Hashizume, H., Sugimoto, M.
    • 学会等名
      IEEE PerCom2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-speed Optical Camera Communication using an Optimally Modulated Signal2018

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, M., Kumaki, H., Akiyama, T., Hashizume, H.
    • 学会等名
      IEEE ICASSP2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust and Unified System for Visible Light Communication with CMOS Camera Using Neural Decoding2018

    • 著者名/発表者名
      Alfarozi, S., Amaya S,, Hashizume, H., Woraratpanya, K. Sugimoto, M.
    • 学会等名
      ISIP2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Visible Light Communication for Multiple Video Cameras using a Single Light Source2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano, A., Shimada, S., Hashizume, H., Sugimoto, M.
    • 学会等名
      ACM SenSys 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 汎用動画カメラを用いた空間分割多重化による高速可視光通信2018

    • 著者名/発表者名
      雨夜, 嶋田, 橋爪, 杉本
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 変調光LED照明下における違法撮影画像の検出手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      宇野, 平野, 橋爪, 杉本
    • 学会等名
      情報処理北海道シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単一光源を用いた複数動画カメラへの選択的可視光通信2018

    • 著者名/発表者名
      平野, 嶋田,橋爪, 杉本
    • 学会等名
      第58回情報処理学会ユビキタスコンピューティングシステム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Indoor Positioning Using Reflected Light and a Video Camera2018

    • 著者名/発表者名
      Shimada, S., Hashizume, H., Sugimoto, M.
    • 学会等名
      IEEE IPIN 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-speed Optical Camera Communication using an Optimally Modulated Signal2018

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, M., Kumaki, H., Akiyama, T., Hashizume, H.
    • 学会等名
      IEEE ICASSP2019
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OFDM Visible Light Communication using Off-the-shelf Video Camera2017

    • 著者名/発表者名
      Shimada, S. Akiyama, T., Hashizume, H., Sugimoto, M.
    • 学会等名
      ACM SenSys 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 汎用動画カメラを用いたOFDM可視光通信2017

    • 著者名/発表者名
      嶋田,秋山,橋爪,杉本
    • 学会等名
      電子情報通信学会知的環境とセンサネットワーク研究会(ASN)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間分割多重化による汎用動画カメラを用いた高速可視光通信2017

    • 著者名/発表者名
      雨夜,嶋田,秋山,橋爪,杉本
    • 学会等名
      電子情報通信学会知的環境とセンサネットワーク研究会(ASN)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2022-02-22  

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