随着移动互联网的发展,日常生活中智能移动设备的数量在快速增长,由于设备间系统限制,在这些设备上实现数据文件传输,一般通过互联网应用、蓝牙或者有线等方式实现,操作复杂且有潜在安全风险,缺少一种在移动设备间进行便捷、快速和安全通信的方式。可见光通信技术的信号传输方向和距离是可控的,具有防电磁泄漏的特性,适用于构建高安全性的通信系统,且具有绿色、高速率的特点,一直备受关注。智能移动设备所搭载的显示屏幕和相机为在移动设备间构建可见光通信系统提供了良好基础,目前,研究人员提出了各种基于屏幕相机实现的通信系统。为提高多通道屏幕相机通信系统的可靠性以及通信速率,本文围绕系统通信模型、相机采样方法和多通道通信等方向进行了相关研究,主要研究工作如下:1.首先介绍了多通道屏幕相机通信的基本原理、构建了屏幕相机通信系统的模型。描述了信号点MIMO阵列,介绍了收发双方如何调制解调数据、发送和接收信号,在校正相机图像畸变的基础上,实现对信号点阵列的定位。介绍了屏幕刷新和相机曝光的工作方式,以及相机普通双倍采样不足的地方。对信号点在接收端的响应过程建模,进行仿真和实验分析,优化信号点阵列的参数。2.相机采样和屏幕刷新过程的不同步造成采样错误,导致系统误码率较高,因此在双倍采样的基础上研究屏幕相机通信系统的采样方法以降低误码率。在单行信号点的模型下分析了屏幕和相机的工作方式对采样工作的影响,构建信号点阵列在不同相机帧率下的采样模型,提出了一种基于帧拼接的采样方法,针对相机采样帧率波动,设计校验位以及动态拼接采样流程,使系统具有适应相机帧率波动的能力,并设计实验证实了方案的有效性,实验在单通道、传输帧率为15 FPS的条件下进行,使用基于帧拼接的采样方法后,系统误码率最高可降低70%以上。3.屏幕相机通信系统通过复用多通道可提高系统传输速率,但通道间的串扰对数据恢复影响较大。所以研究了如何进行多通道解复用并恢复编码符号,首先介绍了CMOS相机颜色通道串扰的产生原因,研究了其对接收端符号判决工作的影响,设计了基于KNN分类算法的符号判决模型。在复用多通道且使用多电平调制时,发现系统的误码率较高,分析了不同颜色通道间串扰的强度,并统计了不同通道复用及调制电平数的系统误码率表现。多通道复用两电平调制时,系统误码率可以达到10-3,随着调制电平数以及通道数增加,误码率也有所增加。