專(zhuān)利名稱(chēng)：將本地場(chǎng)景和遠(yuǎn)程場(chǎng)景集合在一起的模塊化視聽(tīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將本地場(chǎng)景和遠(yuǎn)程場(chǎng)景集合在一起的模塊化視聽(tīng)系統(tǒng)，該視聽(tīng)系統(tǒng)包含有幾個(gè)模塊，這幾個(gè)模塊包括用于本地場(chǎng)景的圖像感測(cè)設(shè)備和拾音裝置及用于將對(duì)準(zhǔn)本地場(chǎng)景的遠(yuǎn)程場(chǎng)景的圖像和聲音復(fù)原的裝置。
本發(fā)明的領(lǐng)域是遙現(xiàn)領(lǐng)域，允許將本地場(chǎng)景和遠(yuǎn)程場(chǎng)景集合在一起。遙現(xiàn)是在一群互相通信的人之間產(chǎn)生相互在場(chǎng)和真實(shí)感的視聽(tīng)質(zhì)量的結(jié)果。
背景技術(shù)：
當(dāng)一個(gè)或幾個(gè)人是本地和遠(yuǎn)程場(chǎng)景的組成部分時(shí)，這被稱(chēng)為視頻會(huì)議，視頻會(huì)議允許這些人遠(yuǎn)距離地見(jiàn)面。
遙現(xiàn)是視頻會(huì)議的一個(gè)延伸。
通過(guò)視頻會(huì)議，遙現(xiàn)是通過(guò)圖像，聲音以及表征文本，圖形，圖表等的數(shù)據(jù)的傳輸獲得的。
雖然場(chǎng)景可以在外部發(fā)生，但是通常發(fā)生在建筑物內(nèi)部。這就是為什么本地房間被指定作為本地場(chǎng)景發(fā)生的地點(diǎn)和遠(yuǎn)程房間被指定作為遠(yuǎn)程場(chǎng)景發(fā)生的地點(diǎn)。
配備有一個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備1的本地房間SL的圖像沿著一個(gè)路徑傳輸?shù)脚鋫溆谢謴?fù)或復(fù)原裝置的遠(yuǎn)程房間SD，該路徑用示意圖進(jìn)行表示(圖1)同時(shí)該路徑包括一個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備1，譬如一個(gè)攝像機(jī)，或者一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器CAN，一個(gè)編碼系統(tǒng)C，一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)R，一個(gè)譯碼系統(tǒng)D，或者一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器CNA，和一個(gè)圖像復(fù)原設(shè)備2，譬如一個(gè)連接到屏幕的放映機(jī)P，例如等離子屏幕，LCD屏幕，CRT屏幕...
類(lèi)似地，在遠(yuǎn)程房間內(nèi)可以有一個(gè)本地房間的拾音系統(tǒng)和一個(gè)聲音復(fù)原系統(tǒng)。如圖1中所示，這個(gè)系統(tǒng)因而包括話(huà)筒(microphones)Mi和揚(yáng)聲器Hp。
為了使通訊成為交互的，圖1中表示的聲音和圖像系統(tǒng)以相反的方向被復(fù)制以確保圖像和聲音在遠(yuǎn)程房間SD內(nèi)被捕獲并且在本地房間SL內(nèi)被恢復(fù)。
最后，每個(gè)房間配備一個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備和一個(gè)拾音裝置，以及一個(gè)圖像和聲音復(fù)原設(shè)備。
然后，指定利用該視聽(tīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許將本地場(chǎng)景和遠(yuǎn)程場(chǎng)景集合在一起，是一種設(shè)置在房間內(nèi)、公用區(qū)域、或外部的系統(tǒng)，并且包括至少一個(gè)由圖像感測(cè)設(shè)備和拾音裝置以及一個(gè)連接到通訊網(wǎng)絡(luò)(內(nèi)部公司網(wǎng)(本地網(wǎng)絡(luò))或公用網(wǎng))的圖像和聲音復(fù)原設(shè)備組成的模塊的系統(tǒng)，。這一系統(tǒng)還被稱(chēng)作交互式視聽(tīng)系統(tǒng)。
在視聽(tīng)交互系統(tǒng)中，有視頻會(huì)議系統(tǒng)。這些視頻會(huì)議系統(tǒng)有不同的形式視頻會(huì)議房間，可視電話(huà)，使用多媒體通訊的個(gè)人計(jì)算機(jī)PC，交互型庫(kù)，等等。
盡管如此，這里所關(guān)心的還有其他的配置，例如，在街道上，在大廳內(nèi)的遙現(xiàn)墻或亭子(kiosk)；以假永久方式連接到另一個(gè)亭子或遠(yuǎn)程遙現(xiàn)墻。在這種情況下，沒(méi)有必要保存該業(yè)務(wù)(service)，因?yàn)閷?duì)于目前的視頻會(huì)議系統(tǒng)的情況常常是這樣的。
一個(gè)在位于比如巴黎的遙現(xiàn)墻的前面通過(guò)的人可以以“低聲地”或者非正式地與在位于比如倫敦并且連接到在巴黎的系統(tǒng)的另一個(gè)遙現(xiàn)墻的前面通過(guò)的遠(yuǎn)程的人進(jìn)行交流，仿佛他們?cè)诮值郎?，在走廊等地方相遇一樣。這些遠(yuǎn)程的人能夠，例如，“肩并肩”行走。
為了確保共同出現(xiàn)(co-presence)，必須控制以下方面眼接觸，人的身高(刻度1)，聲音和圖像質(zhì)量，屏幕距離，用于具有可配置的圖像和音壁的模塊性。
在介紹本發(fā)明之前，下面提醒的將是視聽(tīng)系統(tǒng)的使用限制，尤其是所有涉及環(huán)境限制的現(xiàn)象，缺乏眼接觸的效果，和幾個(gè)裝置的串聯(lián)。
一般地說(shuō)，遙現(xiàn)視聽(tīng)系統(tǒng)被構(gòu)造為在距離場(chǎng)景特定距離處使用，捕獲和復(fù)原兩方面都取決于圖像的大小和提供的業(yè)務(wù)。
然而，近距離觀(guān)測(cè)是確保視頻會(huì)議或遙現(xiàn)參與者能舒適地觀(guān)察和遠(yuǎn)距離使用該系統(tǒng)的主要因素，這樣可確保遙現(xiàn)的效果。這種近距離觀(guān)測(cè)尤其允許通過(guò)有利的眼接觸增加遠(yuǎn)程參與者之間的接近感。
然而，場(chǎng)景到膠片(film)越近，對(duì)攝像機(jī)而言，攝像機(jī)的視場(chǎng)角(field angle)就必須越大。在近距離處的圖像感測(cè)角度的增加提出了一個(gè)在圖2a和2b中說(shuō)明的問(wèn)題。
從底部看，圖2a示意地表示設(shè)置在本地房間SL內(nèi)的圖像感測(cè)設(shè)備1，拍攝本地場(chǎng)景，通過(guò)坐在桌子周?chē)谋镜貐⑴c者PL表現(xiàn)的，例如該桌子距離具有廣角為α的攝像機(jī)大約1米。參與者的視線(xiàn)方向是通過(guò)小破折號(hào)表示的，小破折號(hào)代表參與者的鼻子。在屏幕E上，形成遠(yuǎn)程參與者PD的圖像，尤其是遠(yuǎn)程參與者d的圖像。
當(dāng)在本地房間SL內(nèi)，不位于由射線(xiàn)b1表示的攝像機(jī)軸線(xiàn)的本地參與者a對(duì)遠(yuǎn)程參與者講話(huà)，他或她看著所述的遠(yuǎn)程參與者在屏幕E上的圖像d′。雖然按照射線(xiàn)ad′來(lái)說(shuō)a面向d′，但是攝像機(jī)接收射線(xiàn)a1，并最終拍攝參與者的輪廓。
就是這個(gè)輪廓圖像被傳輸?shù)轿挥谶h(yuǎn)程房間SD內(nèi)的復(fù)原裝置，如圖2b所示，復(fù)原裝置再把a(bǔ)的圖像a′發(fā)給d，好像a沒(méi)有看著d。沒(méi)有恢復(fù)眼接觸。這個(gè)效果被稱(chēng)作視差(眼接觸或眼凝視)效果，有時(shí)被稱(chēng)作“缺乏眼接觸效果”。
回憶一下該圖像平面是d′圖像所在的平面。在本例中，它被屏幕弄混淆了，但當(dāng)圖像使用鏡子被反射時(shí)情況不總是這樣。
該ad′射線(xiàn)是來(lái)自將被拍攝并位于被稱(chēng)為目標(biāo)平面的平面內(nèi)的本地場(chǎng)景的光線(xiàn)，并且它與圖像平面正交。
如圖2c所示，如果圖像捕獲以被保持在畫(huà)法幾何，也稱(chēng)蒙日(Monge)幾何，或者乃至工業(yè)設(shè)計(jì)中的柱面圓柱投影方式進(jìn)行，允許攝像機(jī)捕獲所有平行于ad′的射線(xiàn)，并且根據(jù)如圖2a所示的α角度而不是以圓錐形投影方式進(jìn)行，缺乏眼接觸效果就被消除了。
這種視覺(jué)的視差或缺乏眼接觸效果，更通俗地(prosaically)稱(chēng)為“偽君子(hyprocrite)”效果，呈現(xiàn)在該視頻會(huì)議的框架內(nèi)，但是通過(guò)當(dāng)作本地場(chǎng)景的人站立或不再當(dāng)作任何人而是物體時(shí)就能夠被普及(generalised)；例如，一個(gè)側(cè)面是藍(lán)色或紅色的立方體被傾斜放置它呈現(xiàn)紅色側(cè)面和藍(lán)色側(cè)面。但是射線(xiàn)a1僅僅來(lái)自于藍(lán)色側(cè)面。立方體的圖像a′將僅呈現(xiàn)藍(lán)色側(cè)面而不是呈現(xiàn)被傾斜放置的立方體的紅色面和藍(lán)色兩個(gè)側(cè)面。
此外，在復(fù)原過(guò)程中參與者或者物體的大小根據(jù)它們被定位的視野(field)部分并根據(jù)攝像機(jī)的α角度而改變。如果幾個(gè)參與者或物體被拍攝，視野必須增大，但是由于在圖像的邊緣部分上透視效果失真，所以該復(fù)原的圖像有點(diǎn)彎曲；該復(fù)原的圖像呈現(xiàn)出圖3a和3b中所示的可變的放大效果，并且這被使用廣角鏡頭(wide lenses)的攝影師所周知。
在每一幅圖上，出現(xiàn)兩個(gè)本地參與者PL，a和b，一個(gè)人位于相對(duì)于另一個(gè)人的后面，并且由出現(xiàn)的圖像感測(cè)設(shè)備拍攝，在圖3a的情況下，α1角度視野比圖3b中的α2小。在兩種情況下a的復(fù)原圖像a’l和a’2幾乎是相同的，但是關(guān)于b(圖3a)的b’1的放大大于關(guān)于b(圖3b)的b’2的放大。
如圖2a所示，允許減少由具有寬角度圖像捕獲引起的干擾效果(缺乏眼接觸效果和失真的透視圖)的方案存在于限制形成在具有射線(xiàn)ad′和a1的屏幕的點(diǎn)a處的角β。ETSI，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)，規(guī)格規(guī)定這個(gè)角度β不應(yīng)該超過(guò)5度。這個(gè)角度是通過(guò)限制在觀(guān)測(cè)軸線(xiàn)周?chē)囟?truncating)或放置攝像機(jī)拍攝的場(chǎng)景而獲得的，這個(gè)角度妨礙觀(guān)測(cè)。
為了彌補(bǔ)這個(gè)不方便之處，有幾個(gè)可利用的圖像感測(cè)設(shè)備1，譬如那些表示在圖4a和4b中的裝置。為了確保圖像捕獲的連續(xù)性，這些光學(xué)軸是放射狀的并且在同一平面內(nèi)的裝置是相鄰的幾個(gè)裝置1是“串聯(lián)”的。不過(guò)，圖像感測(cè)區(qū)域是公共的或重疊區(qū)ZR并且在一個(gè)或幾個(gè)相鄰的復(fù)原裝置(每個(gè)復(fù)原裝置對(duì)應(yīng)一個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備)上的復(fù)原圖像將呈現(xiàn)這些復(fù)制部分的不連續(xù)或重疊。圖像重疊的再現(xiàn)是通過(guò)視場(chǎng)(fields)或多或少重疊的不同的攝像機(jī)捕獲的相同場(chǎng)景的一定部分的多重再生。
在由圖4a表示的兩個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備1的情況下，將有一個(gè)具有兩個(gè)重疊ZR的區(qū)域；在圖4b中表示的三個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備的情況下，當(dāng)物體接近圖像感測(cè)設(shè)備時(shí)將有一個(gè)具有兩個(gè)重疊的區(qū)域，進(jìn)而具有三個(gè)重疊區(qū)域，等等。
當(dāng)圖像感測(cè)設(shè)備的視場(chǎng)角增大時(shí)這種圖像重疊現(xiàn)象增大。
解決這個(gè)問(wèn)題的圖像處理軟件已經(jīng)被開(kāi)發(fā)，但是始終沒(méi)有提供令人滿(mǎn)意的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是允許將這樣的系統(tǒng)適用任何環(huán)境。它的目的是尤其允許在沒(méi)有涉及可用空間限制的情況下安裝。
為了這樣做，本發(fā)明提出了一種由獨(dú)立模塊組成的模塊化系統(tǒng)。這些模塊能根據(jù)對(duì)安裝者可用的空間定義的號(hào)碼進(jìn)行裝配。其次，串聯(lián)或串聯(lián)模塊將被描述以顯示這些模塊形成既是物理上的又是操作上的連續(xù)鏈。根據(jù)本發(fā)明，這些模塊在操作上相關(guān)(dependent)，沒(méi)有出現(xiàn)當(dāng)用戶(hù)在本地場(chǎng)景的不同模塊前經(jīng)過(guò)時(shí)對(duì)于遠(yuǎn)程場(chǎng)景的觀(guān)測(cè)者來(lái)說(shuō)起于缺乏圖像和聲音連續(xù)性的問(wèn)題。
本發(fā)明然后提出一種模塊化交互式系統(tǒng)，該系統(tǒng)完全適合于安裝有該系統(tǒng)的環(huán)境，并且不考慮模塊性，不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中提到的不利之處。
因此，本發(fā)明的目的是獲得將本地場(chǎng)景和遠(yuǎn)程場(chǎng)景集合在一起的視聽(tīng)系統(tǒng)，主要特征在于它包括-幾個(gè)串聯(lián)的視聽(tīng)模塊，每個(gè)模塊包含本地場(chǎng)景的一個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備和一個(gè)拾音裝置，及在一個(gè)圖像平面I中的遠(yuǎn)程場(chǎng)景的一個(gè)圖像和聲音復(fù)原設(shè)備，而且這些模塊被連接到一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)，-在各種不同的模塊之間的反饋控制和控制裝置以確保當(dāng)正在被拍攝或錄制的人們從有關(guān)的場(chǎng)景的各種圖像和拾音裝置前面經(jīng)過(guò)時(shí)圖像和聲音質(zhì)量在圖像平面上的連續(xù)性。
該模塊包括被連接到反饋控制和控制裝置的一個(gè)相鄰模塊的存在探測(cè)裝置。
一個(gè)相鄰模塊的該探測(cè)裝置可以包括存在傳感器。
一個(gè)相鄰模塊的該探測(cè)裝置可以包括聲接收裝置和這個(gè)接收的一個(gè)變型的探測(cè)。
該反饋控制和控制裝置包括該圖像感測(cè)設(shè)備的反饋控制裝置，該反饋控制裝置接收參考信號(hào)以參照這些參考信號(hào)反饋控制這些設(shè)備。
該反饋控制和控制裝置包括該圖像復(fù)原設(shè)備的反饋控制裝置，該反饋控制裝置接收參考信號(hào)以參照這些參考信號(hào)反饋控制這些設(shè)備。
該參考信號(hào)可以由外部裝置或由這些模塊之一來(lái)提供。
該參考信號(hào)由相鄰的模塊提供以用于每一個(gè)模塊。
如果該參考是外部的，這個(gè)參考能通過(guò)拾音裝置獲得。
該反饋控制和控制裝置包括用于該參考信號(hào)的拾音裝置和聲音復(fù)原設(shè)備的控制裝置以參照這些參考信號(hào)來(lái)控制這些設(shè)備。
該反饋控制裝置使用處理單元產(chǎn)生，該處理單元包括用于實(shí)現(xiàn)要求的反饋控制裝置的可程式化程序存儲(chǔ)器。
該反饋控制和控制裝置能控制在網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)由數(shù)據(jù)流(IP或任何其他的協(xié)議)分給每個(gè)模塊的傳輸。
該反饋控制和控制裝置能經(jīng)由用于所有模塊的單一網(wǎng)絡(luò)信道控制多路傳輸。
本發(fā)明的其他的特征和優(yōu)點(diǎn)在閱讀作為非限制性范例創(chuàng)作的說(shuō)明書(shū)和查閱附圖的基礎(chǔ)上將會(huì)是顯然的。


圖1示意地表示位于沿著本地房間和遠(yuǎn)程房間之間的圖像和聲音的整個(gè)路徑的元素鏈，圖2a，2b和2c已經(jīng)解釋缺乏眼接觸效果，
圖3a和3b表示根據(jù)該圖像感測(cè)設(shè)備的視場(chǎng)角放大復(fù)原圖像的效果，圖4a和4b分別表示在兩個(gè)或三個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備的情況下的重疊區(qū)域，圖5a和5b表示根據(jù)第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施例的本發(fā)明的原理圖-僅表示三個(gè)串聯(lián)的裝置，圖6a更詳細(xì)地表示該模塊攝像機(jī)的反饋控制圖，圖6b表示以確保圖像連續(xù)性的反饋控制范例，圖7更詳細(xì)地表示該模塊放映機(jī)的反饋控制圖，圖8表示該圖像和拾音裝置和復(fù)原裝置的反饋控制，圖9a和9b表示相對(duì)于該串聯(lián)模塊，圖像感測(cè)設(shè)備的執(zhí)行的兩個(gè)范例，圖10表示一個(gè)模塊的圖像感測(cè)設(shè)備和復(fù)原裝置的詳細(xì)的范例，圖11表示一個(gè)交互式視聽(tīng)系統(tǒng)的以多邊形亭子(polygonalkiosk)的形式的一個(gè)實(shí)施例的圖。
具體實(shí)施例方式
視聽(tīng)模塊M1包括一個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備和一個(gè)本地場(chǎng)景的拾音設(shè)備。它也包括在圖像平面I中的遠(yuǎn)程場(chǎng)景的一個(gè)圖像復(fù)原設(shè)備和一個(gè)聲音復(fù)原設(shè)備。
在實(shí)際的方式中，圖像感測(cè)設(shè)備包括一個(gè)攝像機(jī)C1和一個(gè)包括一個(gè)或幾個(gè)話(huà)筒Mi的拾音設(shè)備。
圖像復(fù)原設(shè)備包括一個(gè)圖像放映機(jī)P1和一個(gè)屏幕E，即，一個(gè)視頻放映機(jī)或其它類(lèi)型的可視設(shè)備，例如，等離子系統(tǒng)。聲音復(fù)原設(shè)備包括一個(gè)或幾個(gè)揚(yáng)聲器Hp。
圖像感測(cè)設(shè)備允許把本地的場(chǎng)景拍成電影以通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)把后者傳送到與之連接的設(shè)備，并且，使用與本地設(shè)備連接的遠(yuǎn)程設(shè)備把它復(fù)原。
按照另一個(gè)實(shí)施例，它能夠預(yù)知由攝像機(jī)拍攝的圖像為折疊的圖像。當(dāng)用戶(hù)要減少在將要被記錄的場(chǎng)景和圖像感測(cè)設(shè)備之間的距離時(shí)，這種配置將被選擇。實(shí)際上，并置的鏡子被放置在攝像機(jī)的前面。
如果空間允許，并且，無(wú)論什么樣的模塊的特定的實(shí)施例，幾個(gè)獨(dú)立的模塊都能夠被連接，這些模塊能夠?qū)崿F(xiàn)可操作地互相依靠，同時(shí)確保圖像和聲音的連續(xù)性。
特別地，本發(fā)明能夠防止在復(fù)原期間的圖像重疊和聲音間歇。例如，取消對(duì)應(yīng)于音調(diào)的變化或聲級(jí)的變化或甚至對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)為不拾音的區(qū)域的聲音間歇。
另外，當(dāng)人員在亭子或屏幕或圖像壁的前面移動(dòng)時(shí)，它能夠確保圖像和聲音質(zhì)量的連續(xù)性。
為此，按照本發(fā)明，可以有系統(tǒng)的各種配備裝置的反饋控制和控制裝置。其原理圖如圖5a和5b中所示。
三個(gè)模塊已經(jīng)被串聯(lián)為一個(gè)實(shí)例。每一個(gè)模塊用被分成兩個(gè)操作框的一個(gè)框表示，其中，一個(gè)操作框?qū)?yīng)于視頻1，另一個(gè)操作框?qū)?yīng)于音頻2。與模塊鄰接的存在探測(cè)器D允許再發(fā)送一個(gè)存在信號(hào)到反饋控制和控制裝置P。使用本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的任何類(lèi)型的檢測(cè)器，例如，光電管、超聲波檢測(cè)器、家用檢測(cè)器，存在探測(cè)器D都能夠被實(shí)施本存在探測(cè)器D。
整個(gè)系統(tǒng)工作起來(lái)好像每一個(gè)模塊與它鄰近的模塊相互作用并修改它們的視頻和音頻特征(以及傳輸設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)多路復(fù)用系統(tǒng))。例如，每一個(gè)模塊將傳輸一個(gè)與其它的數(shù)據(jù)流分隔開(kāi)的數(shù)據(jù)流，或者n個(gè)模塊的n個(gè)數(shù)據(jù)流將在一個(gè)單獨(dú)的通道上被多路復(fù)用，控制設(shè)備將允許模塊保留這種相同的通道(ADSL、VLAN、IP、虛擬通道、ATM。)當(dāng)然，模塊被連接到未在這里示出的傳輸網(wǎng)絡(luò)。例如，數(shù)據(jù)流可以是基于IP協(xié)議或任何其它的本地的ATM協(xié)議、計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)者的數(shù)據(jù)流標(biāo)準(zhǔn)。
這些模塊之一的主模塊，能夠被用作對(duì)其它模塊的反饋控制的參考，如在圖5a中所示。使用集成到主模塊或外部控制的處理裝置，反饋控制操作框A能夠被執(zhí)行，如在圖5a中所示。
同樣可以預(yù)見(jiàn)，反饋控制參考能夠是在系統(tǒng)的外邊，如在圖5b中所示。
同樣可以預(yù)見(jiàn)，例如，每一個(gè)模塊也能夠被轉(zhuǎn)換成按照輪換基礎(chǔ)輪換的參考。
為了說(shuō)明簡(jiǎn)單，下面說(shuō)明在每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)僅包括三個(gè)模塊的系統(tǒng)以及把模塊之一作為一個(gè)參考的反饋控制。如上所述，參考能夠由外部提供，其中，缺省值將被程序設(shè)計(jì)為按照串聯(lián)的模塊數(shù)量的被反饋控制的不同的參數(shù)。
圖6說(shuō)明圖像捕獲的反饋控制。三個(gè)模塊的三個(gè)攝像機(jī)在它們的位置被反饋控制以防止重疊。為了使得顏色和黑、白電平均衡，按照它們的圖像分析，尤其有關(guān)色度信號(hào)和亮度，兩個(gè)攝像機(jī)也被反饋控制。
因此，為了消除拍攝的區(qū)域的任何重疊，第一反饋控制設(shè)備允許反饋控制與其它的位置相關(guān)的攝像機(jī)之一的位置。例如，傳輸二極管D能夠被使用，或者測(cè)試圖能夠被放置在圖像壁I上以提供攝像機(jī)的單獨(dú)取景的參考，然后，按照C1的取景校正攝像機(jī)C2和C3。
在這一執(zhí)行的實(shí)例中，使用如在涉及圖10的說(shuō)明以后提供的實(shí)例中的折疊式反射鏡，被拍攝的圖像將被再次發(fā)送到攝像機(jī)。
反饋控制設(shè)備U1接收位置信號(hào)P1，位置信號(hào)P1是由在二極管D傳輸?shù)男盘?hào)的檢測(cè)以后獲得的取景產(chǎn)生的。U1設(shè)備接收通過(guò)第一攝像機(jī)C1的位置命令傳輸?shù)男盘?hào)，并輸出第二攝像機(jī)C2和第三攝像機(jī)C3的位置命令信號(hào)PS2和PS3。
而且，為了把它們?cè)O(shè)置或反饋控制為第一攝像機(jī)的信號(hào)，反饋控制設(shè)備按照第二和第三攝像機(jī)的這些色度和亮度信號(hào)起作用。色度信號(hào)參數(shù)通過(guò)信號(hào)S1被獲得，并允許生成其它兩個(gè)攝像機(jī)的命令信號(hào)S2和S3，如在圖6a中所示。
圖6b說(shuō)明通過(guò)攝像機(jī)的場(chǎng)景的自動(dòng)校正確保圖像連續(xù)性的反饋控制的實(shí)例。
當(dāng)一個(gè)模塊超越另一個(gè)時(shí)，圖像壁必須是均勻的，即，它必須具有連續(xù)的圖像。通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)校正，能夠執(zhí)行自動(dòng)操作。為此，有幾個(gè)參考點(diǎn)可用，例如，紙測(cè)試圖(這可以是布景(decor)中的一個(gè)對(duì)象，或者一個(gè)亮點(diǎn)。)因此，鄰接攝像機(jī)的光軸的方向(這里僅有兩個(gè)光軸被表示)被反饋控制以確保圖像的連續(xù)性，或者遠(yuǎn)程控制縮放能夠被使用，或者甚至攝像機(jī)的x、y和z位置能夠被建立。
在該實(shí)例中，三個(gè)放置在布景(decor)中的發(fā)光二極管D1-D3被用作攝像機(jī)的參考點(diǎn)。裝入在計(jì)算機(jī)中的反饋控制程序分析接收的兩個(gè)圖像并查找在這兩個(gè)圖像上的二極管的位置。因此，該程序被設(shè)計(jì)成按照攝像機(jī)的命令參數(shù)或光束的折疊式反射鏡運(yùn)行以使它們被混和。
表示在該圖上的控制攝像機(jī)CC能夠被用于分析復(fù)原的圖像。例如，通過(guò)分析被并置的圖像，這一攝像機(jī)將被用于鎖住視頻放映機(jī)。它也能夠被用于確認(rèn)鄰接的圖像是否具有相同的色度。
為了確保視頻的質(zhì)量，例如，相同的對(duì)象(線(xiàn)性的或?qū)?shù)的灰色參考)可以被放置在每一個(gè)攝像機(jī)的前面，并且，控制視頻放映機(jī)的圖形卡接口能夠被激活以按照與色度相同的方法，使得對(duì)比度、信號(hào)的灰度系數(shù)、亮度等均衡。
使用如在圖中所示的計(jì)算機(jī)，處理裝置被建立。圖像的捕獲、處理和復(fù)原由為此目的而編程的計(jì)算機(jī)及全部所需的反饋控制元件控制。使用電子控制裝置，例如，通過(guò)對(duì)使用由廠(chǎng)商提供的APIs(程序接口)的PC圖形卡編程，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員能夠容易地實(shí)現(xiàn)本處理過(guò)程。
三個(gè)放映機(jī)P1、P2、和P3也被獨(dú)立地或者與外面的參考相關(guān)地反饋控制。
在圖7描述和說(shuō)明的實(shí)例中，三個(gè)放映機(jī)中的一個(gè)將提供參考視頻信號(hào)(V1)，尤其是色度和亮度信號(hào)，到反饋控制設(shè)備(U2)，以便該設(shè)備可以調(diào)整其它放映機(jī)的視頻信號(hào)V2、和V3為給定的參考值?？刂茢z像機(jī)能夠被用于確認(rèn)鄰接的圖像是否具有相同的色度。
而且，反饋控制設(shè)備U2包括使用從參考視頻放映機(jī)接收的命令信號(hào)F1而對(duì)視頻放映機(jī)的焦點(diǎn)命令F2、F3進(jìn)行的反饋控制。它也具有完全不同于聚焦的尺寸或參數(shù)，例如，梯形失真變形或亮度、色度或灰度系數(shù)信號(hào)。使用捕獲由分布在屏幕E周?chē)墓鈾z測(cè)器Cp傳送的信號(hào)SCp，參考視頻放映機(jī)自動(dòng)地調(diào)整它的焦距。
而且，為了確保沿著整個(gè)圖像壁的所述的光的均衡性，每一個(gè)模塊的光R可以被反饋控制所控制。為此，模塊之一的發(fā)光設(shè)備(L1)也能夠被用于提供一個(gè)參考點(diǎn)給反饋控制系統(tǒng)，從而使得這一系統(tǒng)能夠按照測(cè)量設(shè)備形成的參考控制其它的發(fā)光設(shè)備L2、L3，該測(cè)量設(shè)備測(cè)量例如亮度(測(cè)量的勒克司，即，每平方米燭光數(shù))，顏色溫度(色度)或者任何其它的“視頻質(zhì)量”數(shù)。
現(xiàn)在，請(qǐng)參考圖8。
按照相同的方法，每一個(gè)模塊的拾音器和復(fù)原設(shè)備AU1、AU2、和AU3被與參考信號(hào)相關(guān)地反饋控制，參考信號(hào)按照模塊的拾音器和復(fù)原設(shè)備給出的每一個(gè)實(shí)例被提供。
視頻數(shù)據(jù)也能夠被用于控制和反饋控制聲音。事實(shí)上，當(dāng)圖像被修改時(shí)，聲音參數(shù)能夠被修改；例如，圖像由人的到達(dá)而修改。
例如，通過(guò)有關(guān)回聲控制、聲音的網(wǎng)絡(luò)管理、拾音系統(tǒng)控制、聲音復(fù)原控制系統(tǒng)或者在兩個(gè)場(chǎng)所之間建立聲音通信必需的任何其它元件，反饋控制能夠被執(zhí)行。
例如，為了具有與圖像匹配的聲音的空間定位，一個(gè)模塊可以包括幾個(gè)拾音器設(shè)備和對(duì)應(yīng)數(shù)目的聲音復(fù)原設(shè)備。使用分別為每一個(gè)模塊的處理裝置U3、U4、和U5，由每一個(gè)模塊的所有話(huà)筒Mi獲得的信號(hào)被處理，其中模塊的編程是為了確保取消回聲以增加話(huà)筒回路穩(wěn)定性-雙向連接的揚(yáng)聲器，并減少拾音速率(拉森效果或回聲)。因此，預(yù)見(jiàn)正在執(zhí)行有關(guān)防止拉森效果的每一個(gè)模塊的處理過(guò)程，并且，使用與參考相關(guān)的相同的處理裝置U3、U4、和U5，來(lái)反饋控制這些模塊。這一參考能夠由模塊中的一個(gè)模塊提供，以便整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)“全面的(global)”或完整的將要被重疊區(qū)域的拾音系統(tǒng)。
當(dāng)然，預(yù)見(jiàn)是一種拾音設(shè)備，來(lái)確保重疊圖像感測(cè)區(qū)域，并且，能夠超出場(chǎng)景的端模塊。
反饋控制設(shè)備將優(yōu)選地用這樣的處理裝置建立比如，微處理器、微控制器、自動(dòng)操作員、或者計(jì)算機(jī)中心裝置。為此目的，處理裝置包括用于執(zhí)行所需的反饋控制的裝置的編程的程序存儲(chǔ)器。這些設(shè)備能夠被集成到主模塊或者外面的模塊中，如在圖5a和5b中所示。
通過(guò)接收聲音或圖像提取元件的串聯(lián)數(shù)據(jù)，模塊也能夠反饋控制其它模塊。
例如，在檢測(cè)與它連接的一個(gè)或兩個(gè)模塊的每一個(gè)模塊上，可以有連接器CT；檢測(cè)信號(hào)被發(fā)送到主模塊，主模塊控制到不同的模塊的命令的協(xié)調(diào)與傳送?；蛘?，它能夠是外面的參考設(shè)備，當(dāng)接收連接器的信號(hào)時(shí)，外面的參考設(shè)備確保到不同的模塊的命令的協(xié)調(diào)與傳送。這兩個(gè)實(shí)例在圖5c和5d中被說(shuō)明。
存在的鄰接模塊被檢測(cè)并且與控制設(shè)備P通信，通過(guò)修改每一個(gè)模塊的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)特性，控制設(shè)備P將允許控制不同的模塊。
使用機(jī)或電重迭，能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)。
可以有一種控制具有圖像的聲音的另一中方法。例如，模塊的攝像機(jī)的視場(chǎng)可以依照該模塊的設(shè)備的拾音凸耳被控制，而且，反之亦然。
拾音器設(shè)備能夠允許檢測(cè)幾個(gè)模塊的串聯(lián)。事實(shí)上，比如，如果接收的聲音代表一種修改，這種修改不僅是由于設(shè)備前面人員的通過(guò)所造成，而且被在拾音器鏈中的回應(yīng)過(guò)濾器檢測(cè)到，那么，串聯(lián)則被檢測(cè)，并且，不同模塊的反饋控制裝置被激活。
其次，實(shí)際的設(shè)備實(shí)施例的幾個(gè)實(shí)例被提供在合成的模塊中。
圖9a和9b說(shuō)明串聯(lián)的圖像感測(cè)設(shè)備執(zhí)行的兩個(gè)實(shí)例。相鄰的鏡子10a、10b、和10c分別被放置在光束路徑Fa、Fb、和Fc上。優(yōu)選地，場(chǎng)景角度αa、αb、和αc是相等的。
在圖9a的情況中，鏡子被放置在一個(gè)亭子里，換句話(huà)說(shuō)，按照多邊形或者彎曲部分放置。場(chǎng)景的角度越敞開(kāi)，多邊形的邊就越長(zhǎng)，并且，圖像感測(cè)設(shè)備1a、1b、和1c相互距離越大。在這種類(lèi)型的配置中，每發(fā)生一件事情都好像圖像感測(cè)設(shè)備1a、1b、和1c被疊加在位置100處。
鏡子可以是平的。
在圖9b的情況中，圖像感測(cè)系統(tǒng)是遠(yuǎn)心的鏡子10a、10b和10c是凹面形，并且，每一個(gè)都包含一個(gè)焦點(diǎn)，以致于當(dāng)發(fā)送發(fā)生在分別位于鏡子焦點(diǎn)的設(shè)備1a、1b、和1c上時(shí)，由相互平行的光線(xiàn)構(gòu)成的光束Fa、Fb和Fc因此呈圓柱形。圖像捕獲不再是圓錐形，對(duì)單個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備來(lái)說(shuō)而是圓柱形。因此，這種類(lèi)型的遠(yuǎn)心系統(tǒng)呈現(xiàn)出這樣的優(yōu)點(diǎn)減少或者消除“缺乏眼接觸”效果和圖像交疊。
下面更詳細(xì)的說(shuō)明是如在圖10中說(shuō)明的模塊的圖像感測(cè)設(shè)備和復(fù)原設(shè)備的特定實(shí)施例的實(shí)例。
復(fù)原模塊包括視頻放映機(jī)P1，視頻放映機(jī)P1放映遠(yuǎn)程場(chǎng)景的圖像到屏幕E上，面向本地參與者PL。屏幕E可以是等離子、LCD、CRT等等顯示器。圖像可以具有任何格式(16/9、4/3、3/4)的電影標(biāo)準(zhǔn)、照片等等。使用半反射部分21，本地參與者PL觀(guān)察形成在屏幕E上的遠(yuǎn)程場(chǎng)景的圖像，在這種情況中由于它的傳送能力而使用半反射部分21。半反射部分是以反射和傳送系數(shù)分別為比如30％和70％為特征的。
附接到圖像感測(cè)設(shè)備例如攝像機(jī)C1的是兩個(gè)折射光束的鏡子，例如兩個(gè)鏡子11和12以及用于折射光束F的半反射部分21。它也可以包括一個(gè)透鏡O，例如菲涅耳透鏡，以減少攝像機(jī)光束的光程。
在這種情況中使用半反射部分，是由于它的反射能力，并因此確保鏡子10的可能的功能。在這種情況中，參考100對(duì)應(yīng)于虛擬攝像機(jī)，但，相當(dāng)于好像光束未被折射一樣。
這一獨(dú)立的圖像感測(cè)設(shè)備允許建立遙現(xiàn)(telepresence)效應(yīng)(缺乏眼接觸效果的減少、無(wú)圖像交疊、全景效應(yīng))，并且被連接到復(fù)原系統(tǒng)，該復(fù)原系統(tǒng)具有靠近的亭子效應(yīng)(kiosk effect)，以便在盡可能平的屏幕上有并置的放映圖像(亭子是很開(kāi)放的。)屏幕也可以是曲面。
圖11示意地表示按照本發(fā)明的音頻-視頻交互式系統(tǒng)的透視圖，其包括幾個(gè)類(lèi)似于在圖10中表示的模塊并且被放置在多邊形的亭子中的幾個(gè)模塊。如果屏幕是曲面，那么它可以是圓拱形。
這一系統(tǒng)包括幾個(gè)半反射部分21a、21b(隱藏)、21c(隱藏)和幾個(gè)鏡子11a(隱藏)、11b和11c。
對(duì)于聲音，實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例是為了捕獲位于模塊前面的人員的聲音，放置一個(gè)或幾個(gè)話(huà)筒在半反射部分21的上面或下面，為了復(fù)原聲音，放置一個(gè)或幾個(gè)揚(yáng)聲器在半反射部分21的上面或下面。
可以理解，聲音的外圍設(shè)備不得中斷攝像機(jī)、視頻放映機(jī)的光程，使用該系統(tǒng)的人員的視線(xiàn)，等等。此外，這是必要的這些聲音的外圍設(shè)備被放置在盡可能靠近用戶(hù)的地方，以允許對(duì)聲音的記錄和復(fù)原進(jìn)行校正。
權(quán)利要求
1.將本地場(chǎng)景和遠(yuǎn)程場(chǎng)景集合在一起的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于其包括幾個(gè)串聯(lián)的視聽(tīng)模塊，每個(gè)模塊包含本地場(chǎng)景的一個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備和一個(gè)本地場(chǎng)景的拾音裝置，及在一個(gè)圖像平面(I)中的遠(yuǎn)程場(chǎng)景的一個(gè)圖像和聲音復(fù)原設(shè)備，同時(shí)這些模塊被連接到一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)，在各種不同的模塊之間的反饋控制和控制裝置，以確保當(dāng)正在被拍攝或記錄的人們從有關(guān)的場(chǎng)景的各種圖像和拾音裝置前面經(jīng)過(guò)時(shí)圖像和聲音質(zhì)量在圖像平面上的連續(xù)性。
2.如權(quán)利要求1所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于該模塊包括一個(gè)被連接到反饋控制和控制裝置的相鄰模塊的存在探測(cè)裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于相鄰模塊的探測(cè)裝置是由存在傳感器組成。
4.如權(quán)利要求2所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于相鄰模塊的探測(cè)裝置由聲音接收裝置和這個(gè)接收的變型的探測(cè)組成。
5.如前述權(quán)利要求中的任意一個(gè)所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于該反饋控制和控制裝置包括該圖像感測(cè)設(shè)備的反饋控制裝置，該反饋控制裝置接收參考信號(hào)以參照這些參考信號(hào)反饋控制這些設(shè)備。
6.如前述權(quán)利要求中的任意一個(gè)所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于該反饋控制裝置包括圖像復(fù)原設(shè)備的反饋控制裝置，該反饋控制裝置接收參考信號(hào)以參照這些參考信號(hào)反饋控制這些設(shè)備。
7.如權(quán)利要求5和6所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于該參考信號(hào)由一個(gè)外部裝置或由這些模塊之一提供。
8.如權(quán)利要求6所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于在參考是外部的情況下，這個(gè)參考能通過(guò)拾音裝置獲得。
9.如前述權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于該反饋控制和控制裝置包括拾音和聲音復(fù)原設(shè)備的反饋控制裝置，該反饋控制裝置接收參考信號(hào)用于參照這些參考信號(hào)反饋控制這些設(shè)備。
10.如權(quán)利要求9所述的視聽(tīng)裝置，其特征在于在該參考是外部的情況下，這個(gè)參考能夠通過(guò)圖像感測(cè)設(shè)備獲得。
11.如權(quán)利要求9所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于該參考信號(hào)是由每個(gè)模塊或由相鄰的模塊提供。
12.如前述權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于該反饋控制裝置是由處理單元執(zhí)行的，該處理單元包括一個(gè)用于使該要求的反饋控制裝置運(yùn)行的程式化程序存儲(chǔ)器。
13.如前述權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于該反饋控制和控制裝置控制在網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)由分給每個(gè)模塊的數(shù)據(jù)流的傳輸。
14.如前述權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于該反饋控制和控制裝置控制經(jīng)由用于所有模塊的單一網(wǎng)絡(luò)信道的多路傳輸。
15.如前述權(quán)利要求之一所述的視聽(tīng)系統(tǒng)，其特征在于復(fù)原裝置(2)包括至少一個(gè)屏幕(E)，遠(yuǎn)程場(chǎng)景圖像形成在該屏幕(E)上，和一個(gè)能在圖像平面(I)上形成該屏幕(E)圖像的半透明鏡子(21)，所述的半透明鏡子(21)被放置在連接到該模塊的圖像感測(cè)設(shè)備的鏡子(11)和本地場(chǎng)景之間，從而所述的射線(xiàn)穿過(guò)所述半透明鏡子(21)并到達(dá)該圖像感測(cè)設(shè)備的鏡子(11)。
16.如前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于該半透明鏡子(21)是平面的或凹面的。
17.如前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，該半透明鏡子(21)是凹面的，其特征在于所述的鏡子(21)呈現(xiàn)一個(gè)焦點(diǎn)并且在所述的系統(tǒng)中進(jìn)一步包括一個(gè)位于接近所述的鏡子(21)的焦點(diǎn)放映機(jī)(P)。
18.如前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于該半透明鏡子(21)是圓柱或環(huán)面形狀或是一個(gè)旋轉(zhuǎn)鏡子。
19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于該圖像感測(cè)設(shè)備和/或該復(fù)原裝置是排成一行的。
20.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于該圖像感測(cè)設(shè)備和/或該復(fù)原裝置是按照凸曲線(xiàn)被放置的。
21.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于它包括一個(gè)透鏡，例如菲涅耳透鏡，以減少該攝像機(jī)光束的光程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將本地場(chǎng)景和遠(yuǎn)程場(chǎng)景集合在一起的模塊化視聽(tīng)系統(tǒng)。本發(fā)明特征在于該系統(tǒng)包括幾個(gè)串聯(lián)的視聽(tīng)模塊(M1，M2，M3)，每個(gè)模塊包括用于本地場(chǎng)景的一個(gè)圖像感測(cè)設(shè)備和一個(gè)拾音裝置，和在圖像平面(I)內(nèi)用于復(fù)原遠(yuǎn)程場(chǎng)景的圖像和聲音的裝置，該模塊被連接到一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)；在各個(gè)模塊之間的自動(dòng)控制和監(jiān)控裝置(P)以確保當(dāng)正在被拍攝和錄制的人從有關(guān)的場(chǎng)景的各種圖像和拾音裝置的前面經(jīng)過(guò)時(shí)在圖像平面上的圖像和聲音質(zhì)量的連續(xù)性。
文檔編號(hào)H04N7/15GK1633807SQ02822442
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2002年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月12日
發(fā)明者喬治·布克內(nèi)爾, 馬克·埃默里, 讓-菲利普·托馬, 阿蘭·萊勒盧 申請(qǐng)人:法國(guó)電信公司