光通信傳送和接收裝置和方法及光通信系統和方法與流程

本發明是關于一種光通信傳送和接收裝置與方法及光通信系統與方法。

背景技術：
光通信是一種使用光來完成通信的無線通信技術，其中光可以是由一或多個光二極管(photodiode)、或一圖像傳感器來感測。例如，光可以是，但不限于，X-射線、紫外光(ultra-violetlight)、可見光(visiblelight)、或從109Hz至1019Hz的頻率范圍內的紅外線(infrared)。無線電波(RF)的帶寬是一種珍貴的資源。所以，光通信可以提供一種滿足強勁需求的無線通信的替代技術。例如，從一或多個發光二極管(LED)發出的可見光在家庭和辦公室中被廣泛使用，因此它使得從一或多個LEDs發出的可見光足以適用于無處不在的數據傳送器(datatransmitter)。相機已經普遍使用于手機、筆記本計算機、以及許多手持式電子設備。因此圖像傳感器不僅可作為一輸入圖像偵測器(incomingimagedetector)，也可以作為可見光通信(VisibleLightCommunication，VLC)系統中的接收器。圖1是使用一LED陣列112和一圖像傳感器122如高速相機，的光通信系統的一范例示意圖。如圖1所示，在一傳送器110的一編碼器114可以執行物理層處理(physicallayerprocessing)，例如錯誤修正編碼(error-correctionencoding)、調制(modulation)、正交頻分復用調制(OFDM)等。在一接收器120的一譯碼器124可以執行編碼器114的逆信號處理(inversesignalprocessing)。圖2是使用一單一LED212和一圖像傳感器222如高速相機，的光通信系統的一范例示意圖。一圖像傳感器可以由一陣列的感光單元(photosensite)組成。電荷耦合元件(ChargeCoupledDevice，CCD)和互補金屬氧化物半導體(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，CMOS)是兩種基本類型的數字傳感器。一CCD傳感器陣列的第一行感光單元被讀入于一輸出緩存器，再被輸送至一放大器(amplifier)和一模擬-數字轉換器(ADC)。在第一行被讀出之后，它從讀出的緩存器被傾倒出來，并且此陣列的下一行感光單元被讀入于此緩存器。在CMOS傳感器中的每一感光單元有至少三個的晶體管(transistor)。這些晶體管被允許在感光單元做感光處理，并且每一像素/感光單元可以分別被單獨存取。在一些現有的光通信技術中，在此兩種類型的任一種圖像傳感器中，只有一或少數幾個共享的ADCs被用于感測圖像中的所有像素。圖3是一可見光通信技術的一范例示意圖。在圖3中，一感測圖像(sensedimage)中非興趣區域(non-interestedregion)的像素在一接收器320中的圖像傳感器也由共享ADC取樣，然后被接收器320中的一接收器(Rx)-基頻處理單元(basebandprocessinguint)326丟棄。換句話說，此技術從圖像傳感器322采取拍攝的所有像素，并且使用一亮度變化偵測(luminancechangedetection)來偵測興趣區域(RegionOfInterest，ROI)。采取圖像中所有像素可能會限制最高可達每秒幾百張畫面的畫面速率(framerate)。然而，通常用于無線通信的數據速率(datarate)要求是每秒10M至1G位。圖4是一可見光通信技術的另一范例示意圖。在圖4的可見光通信系統中，一傳送器400有一調制電路(modulationcircuit)410以及一光發射驅動電路(light-emittingdrivecircuit)420。調制電路410產生不同的調制信號412。光發射驅動電路420根據從調制電路410輸出的調制信號412并作為一驅動信號421，來驅動一發光元件422。當驅動信號421保持在一高電平時，光發射驅動電路420使得發光元件422發出與信號402迭加的可見光440。當驅動信號421保持在一低電平時，光發射驅動電路420使得發光元件422不發光。光通信對于全球無線頻譜短缺仍然是一個潛在的解決方案。可見光通信技術的各種解決方案已被提出。通常，光發射元件如LED，和圖像傳感器如相機，都是可見光通信解決方案的現存元件。然而，LED的頻率響應具有低的帶寬，并且圖像傳感器因為共享ADC而具有低的畫面速率。因此，對于可見光通信的高數據傳輸率(highdatatransmissionrate)的解決方案仍然存在很多的挑戰。

技術實現要素：
本發明實施例提供一種光通信傳送和接收裝置與方法及光通信系統與方法。本發明的一實施例是關于一種光通信的傳送裝置，此傳送裝置可包含一圖樣產生單元，被配置為產生一或多個圖樣，來決定至少一或多個參考區域；一光通信(LC)控制單元，連接到一傳送器-基頻處理單元，并且此LC控制單元從此傳送器-基頻處理單元或從此圖樣產生單元來選擇其輸入；以及一發光元件，從此一或多個圖樣或此一或多個圖樣決定的此一或多個參考區域中發射光。本發明的另一實施例是關于一種光通信的傳送方法，此傳送方法可包含：經由使用一發光元件，在至少一周期的期間，傳送一或多個圖樣來決定一或多個參考區域；以及使用此發光元件，通過從此一或多個圖樣決定的一或多個參考區域中發射光來傳送數據。本發明的又一實施例是關于一種光通信的接收裝置，此接收裝置可包含一興趣區域(ROI)決定單元、一圖像感測元件(imagesensingelement)、以及一圖像處理單元。此ROI決定單元被配置為偵測一感測圖像中的光的一或多個圖樣，并且根據至少一偵測到的圖樣(detectedpattern)來決定此至少一ROI。此圖像感測元件被配置為產生此感測圖像，并且根據此ROI決定單元產生的一輸出來感測光。此圖像處理單元在此至少一ROI中，根據此圖像感測元件的輸出來進行圖像處理。本發明的又一實施例是關于一種光通信的接收方法，此接收方法可包含：在一獲取模式(acquisitionmode)下，采用比一圖像感測元件的一感測圖像的一像素總量較少量的一第一多個測量，來偵測被接收的一或多個圖樣，并且根據一或多個偵測到的圖樣來決定至少一ROI；以及在一數據接收模式(datareceivingmode)下，使用此至少一ROI中光的所有像素數據來處理光通信。本發明的又一實施例是關于一種光通信系統。此光通信系統包含一傳送裝置以及一接收裝置。此傳送裝置被配置為產生一或多個圖樣來決定至少一參考區域，并且通過從此一或多個圖樣決定的一或多個參考區域中發射光來傳送數據。此接收裝置被配置為偵測此一或多個圖樣，并且根據一或多個偵測到的一或多個圖樣來決定至少一ROI，然后使用此至少一ROI中的光的所有信號來處理光通信。本發明的又一實施例是關于一種光通信方法。此方法可包含：在一傳送裝置中，產生光的一或多個圖樣來決定至少一參考區域，并且通過從此一或多個圖樣決定的一或多個參考區域中發射光來傳送數據；以及一接收裝置中，采用比一感測圖像的一像素總量較少量的一第一多個測量，來偵測光的此一或多個圖樣，并且根據一或多個偵測到的圖樣來決定至少一ROI，然后使用此至少一ROI中光的所有像素數據來處理光通信。現配合下列附圖、實施例的詳細說明及權利要求，將上述及本發明的其他優點詳述于后。附圖說明圖1是使用一LED陣列和一圖像傳感器的光通信系統的一范例示意圖。圖2是使用一單一LED和一圖像傳感器的光通信系統的一范例示意圖。圖3是一可見光通信技術的一范例示意圖。圖4是另一可見光通信技術的一范例示意圖。圖5是根據本發明一實施例，說明一光通信系統。圖6A是根據本發明一實施例，說明一光通信的傳送方法。圖6B是根據本發明一實施例，說明一被傳送的圖樣可以決定一參考區域的一范例示意圖。圖7A是根據本發明一實施例，說明在三個不同時間由一16×16LED陣列發射出三個不同的圖樣的范例。圖7B是根據本發明一實施例，說明一參考區域由多個點狀的LEDs來表示。圖7C是根據本發明一實施例，說明由一LED陣列發射的其他三圖樣。圖8是根據本發明一實施例，說明在五個不同的時間由一單一LED傳送器發射的一范例圖樣。圖9是根據本發明一實施例，說明多個光源傳送圖樣的另一范例。圖10是根據本發明一實施例，說明一光通信的接收方法的運作。圖11A至圖11F是根據本發明一實施例，說明一光通信系統的運作流程。圖12是根據本發明一實施例，說明一光通信方法。圖13是根據本發明一實施例的，說明在獲取模式或追蹤模式中偵測一圖樣的方法。【主要元件符號說明】110傳送器112LED陣列114編碼器120接收器122圖像傳感器124譯碼器212單一LED222圖像傳感器320接收器322圖像傳感器326接收器-基頻處理單元400傳送器410調制電路412調制信號421驅動信號420光發射驅動電路422發光元件440可見光500光通信系統510傳送裝置512圖樣產生單元512a一或多個圖樣514傳送器-基頻處理單元516光通信控制單元516a一或多個信號520接收裝置517驅動器單元518發光元件555通道522圖像感測元件524興趣區域決定單元524a至少一興趣區域526圖像處理單元528接收器-基頻處理單元610傳送一或多個圖樣，并且形成一或多個形狀的圖樣，來決定一或多個參考區域615從此一或多個圖樣決定的一或多個參考區域中發射光來傳送數據620被傳送的圖樣625參考區域T1、T2、T3時間a、b、c、d光源1101、1102、1103圖像1130參考區域1140興趣區域1160追蹤區域1210產生一或多個光的圖樣，并且此圖樣可以形成一或多個的形狀來決定的一或多個參考區域1220經由一發光元件在一或多個圖樣決定的一或多個參考區域中發射光1230獲取模式采取比一感測圖像的一像素總量較少量的測量來偵測一或多個光的圖樣，并且根據一或多個偵測到的圖樣來決定至少一興趣區域1240數據接收模式采取此至少一興趣區域所有的光信號來進行光通信的后續處理1250追蹤模式采取比一追蹤區域的一像素總量較少量的測量來追蹤此發光元件所發射的光的此一或多個圖樣1310將感測圖像的所有直線量化為一參數空間1315推導出一逆轉換1320采取比來自感測圖像或來自至少一追蹤區域的像素的隨機組合的一總量較少量的隨機測量1325應用一修正的正交匹配追蹤于此少量隨機的測量上，以得到此參數空間中此圖樣的參數1330重復步驟1320和1325，直到達到此圖樣的一最后畫面為止具體實施方式本發明實施例提供一種增加數據傳輸率(datarate)的光通信技術。此技術偵測光通信的興趣區域(ROI)，大幅地減少在圖像傳感器中的一或多個共享的ADCs的采樣率(samplingrate)。一旦接收器決定此ROI后，此ADC可以只被使用于此興趣區域中的像素。相比于現有的光通信技術，本發明實施例可以大幅增加畫面速率，還可以大幅降低執行光通信的占用時間(acquisitiontime)。要完成此特征，一傳送器可發射一或多個圖樣的光，而此一或多個圖樣可以形成一或多種形狀，來決定參考區域。此發射光可以是，但不限于，X-射線、紫外光、可見光、或是從109Hz至1019Hz頻率范圍的紅外線。然后，此傳送器可以通過從此一或多個圖樣決定的參考區域中發射光，來傳送信號。在一接收器中，可采取比一傳感圖像的一像素總量較少量的測量，來偵測此傳送器發射的光的一或多個圖樣。測量可以包括此感測圖像中的像素的隨機組合。一旦此接收器根據偵測到的此一或多個圖樣，決定出此感測圖像的興趣區域，此接收器可采用此興趣區域中所有的信號來進行光通信的處理。圖5是根據本發明的一實施例的一光通信系統。如圖5所示，此光通信系統500可包含一傳送裝置510以及一接收裝置520。在傳送裝置510中，一圖樣產生單元512可以被配置為產生一或多個圖樣512a，并且圖樣512a可以形成一或多個形狀來決定一或多個參考區域；一發光元件518可以在一或多個圖樣512a所決定的一或多個參考區域中發射光；以及一光通信(LC)控制單元516連接到一傳送器-基頻處理單元514。此發光元件可以是，但不限于，一單一LED或一LED陣列。此LC控制單元516可從此傳送器-基頻處理單元514、或從此圖樣產生單元512，來選擇它的輸入。連接到光通信(LC)控制單元516的傳送器-基頻處理單元514可執行無線通信的一多個基頻運作，如錯誤修正編碼、交錯(interleaving)、調制、IFFT等。當傳送裝置510在一數據傳送期間時，則從傳送器-基頻處理單元514選擇此LC控制單元516的輸入。當此傳送裝置是在一參考區域指示期間(referenceregionindicationperiod)時，則從圖樣產生單元512選擇此LC控制單元516的輸入。一驅動器單元517，例如一LED驅動器，可將LC控制單元516產生的一或多個信號516a的每一信號，作為一AC電流或電壓，附加于發光元件518的一個直流(DC)偏壓，并且可驅動此發光元件518在一或多個圖樣512a所決定的一或多個參考區域中發射光。在此一或多個參考區域中所發射的光經由一通道555傳送到接收裝置520。在接收裝置520中，一圖像感測元件522，例如圖像傳感器，被配置為根據一興趣區域(ROI)決定單元524產生的輸出來感測光；此ROI決定單元524被配置為偵測從傳送裝置510發射的光的一或多個圖樣，并根據一或多個偵測到的圖樣來決定從圖像感測元件522的一感測圖像的至少一ROI524a；以及一圖像處理單元525根據ROI524a中圖像感測元件522的輸出，來執行光通信的處理。此輸出可以是，例如RGB至YUV(或YCbCr)、顏色調整、濾波等。此ROI決定單元可采取比感測圖像的一像素總量較少量的測量來偵測被收到的光的圖樣。測量可以包括感測圖像中像素的隨機組合。圖像處理單元525還可以采取比至少一追蹤區域的一像素總量較少量的測量，來追蹤由此傳送裝置發射的光的圖樣。接收裝置520還可包括連接到圖像處理單元526的一接收器-基頻處理單元528，來執行基頻處理，例如FFT，解調，去交錯，錯誤修正等，以復原收到的數據。依此，一光通信方法的運作如下。在一傳送裝置中，此光通信方法可產生一或多個圖樣的光，此圖樣可以形成一或多個形狀來決定至少一參考區域；并且在一或多個圖樣決定的至少一參考區域中發射光來傳送數據。并且，在一接收裝置中，此光通信方法可采取比一感測圖像的一像素總量較少量的測量來偵測光的一或多個圖樣，并根據一或多個偵測到的一或多個圖樣來決定此感測圖像的至少一ROI，然后采取此至少一ROI中所有的光信號來處理光通信。在此接收裝置中，此光通信方法還可以采取比至少一追蹤區域的一像素總量較少量的測量來追蹤此傳送裝置發射的光的一或多個圖樣。此測量可以包括此至少一追蹤區域中像素的隨機組合。從圖中可以看出，因為傳送裝置510所發射的光的一或多個圖樣，而可大幅降低在接收裝置520的圖樣偵測中的兩個數量，例如共享的ADC取樣量以及計算復雜度。從而大幅減少占用時間。在接收裝置520決定ROI之后，ADC(s)可以只使用于ROI中的像素。所以，當執行光通信時，因而大幅地提高畫面速率。圖6A是根據本發明一實施例，說明一種光通信的傳送方法。在圖6A中，此傳送方法首先傳送一或多個圖樣512a，并且在至少一個周期的期間可以形成一或多個形狀的此圖樣，來決定一或多個參考區域(步驟610)。對于光通信的使用，此傳送方法可以通過使用一發光元件，從此一或多個圖樣決定的一或多個參考區域中發射光來傳送數據(步驟615)。圖6B是根據本發明一實施例，說明一被傳送的圖樣620可以決定一參考區域625的一范例示意圖。此一或多個圖樣決定的一或多個參考區可以辨識傳送裝置的位置，例如在多光源的情況下，或是被用于光通信中來傳送信號。此傳送方法還可包括使用一光通信控制單元，來選擇一或多個圖樣作為它的輸入，或是從一傳送器-基頻處理單元來選擇它的輸入，此傳送器-基頻處理單元執行無線通信的多個基頻運作。此傳送的一或多個圖樣可以形成一隨時間變化的(time-invariant)序列。圖7A是根據本發明一實施例，說明在三個不同時間由一16×16LED陣列發射出三個不同的圖樣的范例。在圖7A中，斜線的小方塊代表已接通的(turnedon)LED，空白的方塊代表已關閉的(turnedoff)LED燈。三個箭頭表示三個不同的時間，即分別為時間T1、時間T2、以及時間T3。所以，已接通的LED可形成一隨時間變化的圖樣序列，并且每一圖樣可以包含在此LED陣列的邊界或中心，并且可以決定一參考區域。為了減少在接收器端的偵測復雜度和時間，一被傳送的圖樣可以只包括兩條線。圖7B是根據本發明一實施例，說明一參考區域由多個點狀的LEDs來表示。此參考區域中的數據可以經由接通-關閉鍵控調制(on-offkeyingofmodulation)方式由此多個LEDs來傳送。圖7C是根據本發明一實施例，說明由一LED陣列發射的其他三圖樣。圖8是根據本發明一實施例，說明在五個不同的時間由一單一LED傳送器發射的一范例圖樣。在圖8中，一灰色泡罩(bubble)表示此單一LED被關閉，一白色泡罩表示此單一LED被接通。通過定期地接通和關閉此單一LED來形成此圖樣。五個箭頭分別代表第一周期至第五周期。參考區域是相等于此單一LED的照明區域。在此圖樣形成后，經由接通-開閉或調整此單一LED的電壓或電流的準位(level)，此單一LED可以開始傳送數據。圖9是根據本發明一實施例，說明多個光源傳送圖樣的另一范例。如圖9所示，有四個光源，以光源a到光源d表示，并且只有光源a被用作光通信的一傳送器。所以，只有光源a發射出一預定且隨時間變化的圖樣，來辨識其位置。換句話說，由預定且隨時間變化的圖樣所決定的參考區域可以被用來辨識發射此預定且隨時間變化的圖樣的光源的位置。圖10是根據本發明一實施例，說明一光通信的接收方法的運作。此接收方法可包括三種運作模式，即獲取模式((acquisitionmode)、數據接收(datareceiving)模式、以及追蹤(tracking)模式。在獲取模式下，此接收方法從一圖像感測元件的一感測圖像中多個像素采取少量的測量，來偵測一或多個傳送圖樣(transmittedpattern)。此測量可以包括此感測圖像中多個像素的隨機組合。在獲取獲模式中采取的測量的數量是少于在此感測圖像中的一像素總量，例如，在一圖像傳感器中的圖像感測陣列(imagesensingarray)。此接收方法然后比較所偵測到的圖樣與一或多個圖樣，此圖樣例如可保存在一存儲器裝置(memorymeans)中。如果從比較中獲得一成功的匹配結果，此接收方法根據所偵測到的圖樣來決定一興趣區域(ROI)。如果沒有從比較中獲得這樣的一成功的匹配結果，此接收方法繼續執行上述獲取模式中圖樣偵測的運作。在決定ROI之后，此接收方法可以進入數據接收模式。在數據接收模式下，此接收方法采取此ROI中所有像素資料進行光通信的處理，例如圖像處理和接收器(Rx)-基頻處理。此像素數據可以從感測圖像，或從光信號被采取。此ROI的光通信的處理結束后，此接收方法可以進入追蹤模式。在追蹤模式下，此接收方法采取比至少一追蹤區域的一像素總量較少量的測量來追蹤傳送一或多個圖樣的傳送器，例如傳送器的位置。根據追蹤模式下的一圖樣偵測結果，此ROI可以再被改善(refined)。當ROI被改善完成時，此接收方法返回到數據接收模式來接收數據。此數據接收模式與追蹤模式的處理可以迭代地繼續，直到完成光通信為止。圖11A至圖11F是根據本發明一實施例，說明一光通信系統的運作流程，此光通信系統備有以一LED陣列實現的一發光元件。在圖11A中，在三個不同的時間，圖像傳感器中的一圖像感測陣列感測到三個圖像1101到1103，其中在每一圖像中的小灰色方塊是在獲取模式下被接收裝置中的一ADC所采取的測量，其中此測量是多個像素的多個RGB值，并且在每一圖像中的粗體線條是由此傳送裝置傳送的圖樣。在此ADC為每一圖像上采取的測量上進行圖像處理后，例如將這些像素的RGB值轉換為代表像素值的亮度、應用正交匹配追蹤(OrthogonalMatchingPursuit，OMP)到代表像素值的有決定性的亮度以及一相乘矩陣(productmatrix)，可偵測形成每一個圖像上的圖樣的線條的參數，如圖11B所示。在圖11C中，一參考區域1130是根據所偵測到的三個圖像的圖樣來決定，如虛線部分所示。此參考區域可以是，但不限于，圖11B中偵測到的線條所包圍的一最大區域。此接收裝置的ADC采取含有參考區域1130的ROI1140的每一取樣，并且以垂直線填充的方塊表示，如圖11D所示，用于光通信的后續處理。在各種實現方式中，此ROI1140的大小可以大于、小于或等于參考區域1130。并且，一ROI可以包括的一區域、或是多個更小區域的聯集，如圖11E所示。在圖11F中，水平線表示一追蹤區域1160，其中，接收裝置可采用比追蹤區域1160的一像素總量較少量的測量，來追蹤傳送裝置的位置。圖12是根據本發明一實施例，說明一光通信方法。如圖12所示，此光通信方法可以產生一或多個光的圖樣，并且此圖樣可以形成一或多個的形狀來決定一或多個參考區域(步驟1210)，并且可經由一發光元件在一或多個圖樣決定的一或多個參考區域中發射光(步驟1220)。在一獲取模式1230中，此光通信方法可以采取比一感測圖像的一像素總量較少量的測量(一第一多個測量)來偵測一或多個光的圖樣，并且根據一或多個偵測到的圖樣來決定至少一ROI。在一數據接收模式1240中，此光通信方法可采取此至少一ROI所有的光信號來進行光通信的后續處理。此光通信方法還可以進入一追蹤模式。在此追蹤模式1250中，此光通信方法可以采取比一追蹤區域的一像素總量較少量的測量(一第二多個的測量)來追蹤此發光元件所發射的光的此一或多個圖樣。產生光的一或多個圖樣以及此一或多個圖樣的細節已在較早的實施例中描述，并在此省略。壓縮感測(compressivesensing)以及廣義的(generalized)Hough轉換(GHT)或是Radon轉換的技術可以被應用于來自偵測有決定性的(under-determinant)隨機測量的被傳送的圖樣。詳細的過程說明如下。令P＝{π1，π2，...，πN}是參數空間中的一組可能參數(possibleparameter)，其中參數空間可以是直線、圓、或是任意形狀的幾何圖形的組合或是任何組合的集合。令一參數向量p是一指針函數(indicatorfunction)，即如果圖像包含參數πk，則p的第k個元素是非零。例如，圖7A中三個感測圖像分別對應于三個指針函數P1，p2和p3。圖7A中的每一圖像包含兩直線，所以每一指針函數只包含兩個非零元素。換句話說，二維圖像空間中的M條直線等于參數空間經過GHT后的M個點。對于一圖像f，f與p之間的關系可寫為f＝Hp，其中H是GHT的一逆運算(inverseoperator)或是隨機轉換(randomtransform)的一逆運算。由于指針函數p是稀疏的(sparse)，壓縮感測的理論可以被應用。因此，本發明實施例中的接收裝置可以采取有決定性的隨機測量，而不是一整個圖像的取樣，來偵測指針函數p所傳送的圖樣。令y是多個隨機測量，并且y的大小遠小于整個圖像的大小。一關系式y＝Ψf＝ΨHp是保持的，其中Ψ是一組隨機測量的基底向量(basisvector)的集合。指針函數p可經由滿足y＝ΨHp條件的的一估計器來被復原。所以，包含在一轉換的圖樣(transformedpattern)中的直線的數目是盡可能小是比較好的。圖13是根據本發明一實施例的，說明在獲取模式或追蹤模式中偵測一圖樣的方法。如圖13所示，此方法首先將感測圖像的所有直線量化為一參數空間(步驟1310)，并且推導出一逆轉換(步驟1315)，例如一Hough轉換或一隨機轉換。產生逆Hough轉換的一矩陣的應用范例可以先經由采用0°到180°的范圍內的角度θ，以及-25到25的范圍內的半徑r，例如，Δθ等于2°及Δr等于3，然后得到(r，θ)坐標系統中參數空間的大小(size)，其中此大小可計算為(180/Δθ)×(50/Δr)，即等于1530。然后，此方法采取比來自感測圖像(一第一測量)或來自至少一追蹤區域(一第二測量)的像素的隨機組合的一總量較少量的隨機測量(第一測量或第二測量中的多個測量)(步驟1320)，并且應用一修正的OMP在此少量隨機的測量上，以得到此參數空間中此圖樣的參數(步驟1325)。此圖樣需要采取的此少量測量的數量可以計算為C×k×log(N/k)，其中C是一常數，k是此圖樣中直線的數目，并且N是此感測圖像中像素的數量。此方法重復步驟1320和1325，直到達到此圖樣的一最后畫面為止(步驟1330)。綜上所述，本發明上述的實施例提供了一種光通信傳送和接收裝置和方法，以及光通信系統和方法。此光通信系統包含一傳送裝置和一接收裝置。此傳送裝置產生光的一或多個圖樣，并且此圖樣可以形成一或多個形狀，以決定一或多個參考區域；以及從經由一或多個圖樣所決定一或多個參考區域中發射光來傳送信號。在一獲取模式下，此接收裝置采取比一感測圖像的一像素總量的一較少量(第一數量)的測量來偵測光的一或多個圖樣，并且根據一或多個偵測到的圖樣來決定一感測圖像的至少一ROI。在一數據接收模式下，此接收裝置采取此至少一ROI中的所有信號來處理光通信。在一追蹤模式下，此接收裝置采取比至少一追蹤區域的一像素總量的一較少量(第二數量)的測量來偵測由此傳送裝置發射出的光的一或多個圖樣。與現有的光通信技術相比，當光通信被執行時，本發明實施例可以大幅增加畫面速率以及大幅減少占用時間。以上所述僅為本發明實施例，當不能依此限定本發明實施的范圍。即但凡本發明權利要求所作的等同變化與修飾，都應仍屬本發明專利涵蓋的范圍。