近年来可见光通信技术受到了广泛的关注和研究。发光二极管(LED,Light Emitting Diode)具有电光转换效率高、调制带宽大等优点,是用于可见光通信技术的理想光源。使用光学摄像头作为接收机的可见光通信技术称为光学摄像头通信技术。目前光学摄像头被大规模应用,有利于光学摄像头通信技术的普及,具有广阔的应用前景。将光学摄像头通信技术与现有的光学显示系统结合可使显示屏集成通信功能,具有较高的应用价值。但仍有不少的问题亟待解决。本文针对结合显示与通信的可见光通信系统进行研究。按照信号发射机的种类分为LED背光源信号发射机以及LED显示阵列信号发射机。主要研究内容如下:从LED、图像传感器的光电特性出发,建立光学摄像头通信系统的理论模型,并对之进行仿真研究。探究色移键控(CSK,Color Shift Keying)用于该系统的可能性。结果表明,8-CSK能带来3倍于开关键控的调制效率。所述光学摄像头通信系统具有与传统射频通信类似的误码特征。使用背光源作为信号发射机,利用摄像头的卷帘快门特性接收信号。配合液晶模组即可实现通信和显示的结合。设计独特的帧结构以完成时钟还原与最大似然解码。支持8-CSK与信标联合包重构法以提高通信效率。最终获得远高于摄像头帧率的数据传输速率,数据发送速率达到20 kbps。误码率满足7%前向纠错码的要求。使用LED显示阵列作为信号发射机,利用摄像头的近似全局快门特性接收信号。使用插帧的方法实现显示与通信结合。使用8-CSK提高调制效率。使用k-means方法识别LED阵列位置,使用k-means++与高斯混合模型聚类算法联合的方法解析信号。在4x4的阵列规模下实现2.88 kbps的数据速率。误码率满足7%前向纠错码的要求。