專利名稱：有線音頻和視頻會議及電話的裝置、方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及音頻和視頻通信系統(tǒng)，尤其涉及到用于有線音頻和視頻會議和電話的裝置、方法和系統(tǒng)。
目前，實現(xiàn)音頻和視頻(可視)會議能力的方式有如下幾種基于計算機(jī)的系統(tǒng)，例如個人計算機(jī)(“PC”)，基于獨立的“輪詢”室內(nèi)系統(tǒng)，以及基于視頻電話。這些系統(tǒng)一般需要新的有效硬件、軟件并進(jìn)行編程，可能還需要有效的通信網(wǎng)絡(luò)連接，例如綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(“ISDN”)連接或T1/E1連接的多個信道(“DSO”)。
例如用于音頻和視頻會議的獨立“輪詢”室內(nèi)系統(tǒng)一般需要費用高昂，數(shù)萬美元的專用硬件，使用專用的視頻攝像機(jī)、電視或視頻顯示、麥克風(fēng)系統(tǒng)、以及附加的視頻電視設(shè)備。這類系統(tǒng)還可能需要多達(dá)6個(或更多)連續(xù)的ISDN B信道(或T1/E1 DSO)，每一個信道工作于64kbps(千字節(jié)每秒)。這種通信網(wǎng)絡(luò)能力也是費用高昂，但實際上并不必要，尤其在不連續(xù)使用附加信道的情況下更是如此。
當(dāng)前的音頻/可視電話或會議系統(tǒng)也受下述限制僅在指定節(jié)點，例如特定系統(tǒng)位置上提供這種音頻/可視功能，既不可移動，也不是分布式的(具有多個位置)。獨立“輪詢”室內(nèi)系統(tǒng)僅在該特定物理位置范圍內(nèi)或該位置處允許這類音頻和視頻會議。視頻電話目前也限制在它們的安裝位置。類似地，基于PC的系統(tǒng)僅在給定PC上提供這類功能，該P(yáng)C具有必要網(wǎng)絡(luò)連接(例如ISDN)，并具有指定音頻/可視會議設(shè)備，例如視頻攝像機(jī)、麥克風(fēng)，以及附加的提供音頻/可視處理的計算機(jī)處理板。其它PC若要具有這種音頻/可視會議功能，則必須也配備各種必需的硬件、軟件、程序和網(wǎng)絡(luò)連接。
這種傳統(tǒng)的音頻/可視會議系統(tǒng)也難以組裝、安裝和使用。例如，PC上附加的音頻/可視功能需要附加新的PC卡、攝像機(jī)、麥克風(fēng)，并安裝音頻/可視控制軟件和新的網(wǎng)絡(luò)連接，例如ISDN?；赑C的系統(tǒng)一般最少需要ISDN基本速率接口業(yè)務(wù)，包括2個ISDN B信道(每個信道工作在64kbps)加上一個D信道(工作在16kbps)。此外，這類網(wǎng)絡(luò)連接可能需要附加的PC編程，使之具有必需的ISDN特定配置信息，例如中心局類型的業(yè)務(wù)提供者特有的配置信息和ISDN業(yè)務(wù)信息文件標(biāo)識符(SPID)信息。采用這些現(xiàn)有系統(tǒng)，視頻會議呼叫建立過程一般也很困難并且復(fù)雜。
傳統(tǒng)音頻/可視電話以及會議設(shè)備也受限于與遠(yuǎn)端(遠(yuǎn)程位置)的類似設(shè)備通信。例如，利用一般電話系統(tǒng)(“POTS”(傳統(tǒng)普通電話業(yè)務(wù)))的可視電話系統(tǒng)以模擬形式發(fā)送信息，例如，以格碼(trellis code)已調(diào)數(shù)據(jù)的形式以V.34和V.34bis速率(例如，最高數(shù)據(jù)速率大約為28.8到33kbps)。這種基于POTS的視頻電話系統(tǒng)與ISDN音頻/可視會議和電話系統(tǒng)不兼容，后者以數(shù)字形式發(fā)送信息，例如采用Q.931消息信令、Q.921 LAPD數(shù)據(jù)鏈路以及Q.910物理接口數(shù)字協(xié)議，其數(shù)據(jù)速率為128kbps(兩個B信道)或更多(具有額外的信道或DS0)。
此外，目前的這種音頻/可視電話和會議設(shè)備較為昂貴，并且在大多數(shù)情況下，其費用昂貴得使居家或其它消費者使用不起。例如，基于“輪詢”室內(nèi)系統(tǒng)的費用一般為數(shù)萬美元，基于PC的視頻會議系統(tǒng)也非常昂貴，其費用為數(shù)千美元。
目前的音頻/可視電話和會議設(shè)備也無法在多于一處位置提供多個同時進(jìn)行的視頻會議。此外，目前的系統(tǒng)(例如PC中的系統(tǒng))不提供復(fù)用的視頻會議會話，其中輸出視頻可能包括來自位于多處的若干視頻攝像機(jī)的視頻輸入的顯示。
相應(yīng)地，需要這樣一種音頻/可視會議和電話系統(tǒng)、設(shè)備和方法，它們可能工作在用戶前端范圍內(nèi)的多于一個指定節(jié)點或位置，或者可以移動，或者可以隨附加位置的需要進(jìn)行配置。這種系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)與其它現(xiàn)有視頻會議系統(tǒng)的使用兼容，應(yīng)當(dāng)是用戶友善的，易于安裝和使用，應(yīng)當(dāng)對用戶的居家購買和使用而言相對較為便宜。此外，這種系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠提供從多個位置發(fā)起的多個視頻會議會話。


圖1是框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的視頻接入裝置的一種音頻/視頻網(wǎng)絡(luò)配置。
圖2是高層框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的視頻接入裝置的第一實施例和視頻會議系統(tǒng)的第一實施例。
圖3是詳細(xì)框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的視頻接入裝置的第二實施例和視頻會議系統(tǒng)的第二實施例。
圖4A是框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的有線網(wǎng)絡(luò)接口。
圖4B是框圖，說明了采用ISDN S/T接口的有線網(wǎng)絡(luò)接口的ISDN部分的一種實施例。
圖4C是框圖，說明了采用ISDN U接口的有線網(wǎng)絡(luò)接口的ISDN部分的一種實施例。
圖5是框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的微處理器子系統(tǒng)。
圖6是框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)。
圖7是框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的用戶音頻接口。
圖8是框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的RF調(diào)制器。
圖9是框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的RF解調(diào)器。
圖10是框圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的攝像機(jī)接口。
圖11是流程圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的方法。
圖12是流程圖，說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的電話和視頻會議控制方法。
如前所述，需要這樣一種音頻/可視會議和電話系統(tǒng)、設(shè)備和方法，它們可能工作在用戶前端范圍內(nèi)的多于一個指定節(jié)點或位置，或者可以移動，或者可以隨附加位置的需要進(jìn)行配置。在下面討論的圖1到12中說明了提供這種音頻和可視會議和電話能力的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，它可以工作在用戶前端范圍內(nèi)的一個或多個位置，或者可以移動，或者可以隨附加位置的需要進(jìn)行配置。此外，根據(jù)優(yōu)選實施例，該音頻/可視會議系統(tǒng)和電話系統(tǒng)使用一般可見于用戶家庭或前端的設(shè)備，例如現(xiàn)有電視、視頻攝像機(jī)或攝像編碼器以及電話。此外，這種系統(tǒng)被設(shè)計成與其它現(xiàn)有視頻會議系統(tǒng)的使用兼容，可以在連接的不同電信網(wǎng)絡(luò)(例如ISDN或POTS)上使用，用戶友善，易于安裝和使用，并應(yīng)當(dāng)對用戶的居家購買和使用而言相對較為便宜。
圖1的框圖說明了根據(jù)本發(fā)明的視頻接入裝置110的音頻/視頻網(wǎng)絡(luò)100的配置。如圖1所示，視頻接入裝置1101到視頻接入裝置110n(單個和總體都被稱作視頻接入裝置110)可能具有一個戶外位置，例如在用戶前端1091(視頻接入裝置1101)，或者可以有室內(nèi)位置，例如在用戶前端1092和109n(視頻接入裝置1101和視頻接入裝置110n)。圖1示出的視頻接入裝置110可以采用圖2所示的的第一實施例，或者圖3所示的第二和優(yōu)選實施例作為視頻接入裝置150，因此，在本文獻(xiàn)中應(yīng)當(dāng)理解，參照視頻接入裝置110或150的任一實施例意味著并且包括其它裝置實施例或其等價對象。參看圖1，根據(jù)本發(fā)明，視頻接入裝置110在第一通信信道103上提供音頻和視頻電話和會議業(yè)務(wù)，信道103在優(yōu)選實施例中是在音頻/視頻網(wǎng)絡(luò)100(可以具有多種配置)中使用的有線線路，例如一對或多對雙絞線。在優(yōu)選實施例中，第一通信信道103可以用于數(shù)字和模擬通信，例如ISDN和通常稱作POTS的普通電話。第一通信信道103則相應(yīng)地通過本地數(shù)字(或模擬)交換機(jī)135連接到網(wǎng)絡(luò)140。網(wǎng)絡(luò)140，例如可以是公眾電話交換網(wǎng)(“PSTN”)或綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(“ISDN”)，或者這類現(xiàn)有或未來電信網(wǎng)的任意組合。
如前所述，本發(fā)明的視頻接入裝置110(或150)直接連接到(通過網(wǎng)絡(luò)提供者中心局的本地數(shù)字或模擬交換機(jī)135)網(wǎng)絡(luò)140，例如ISDN或PSTN。因此，本發(fā)明的視頻接入裝置110(或150)可以用于現(xiàn)有電信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，例如ISDN或PSTN。而在第二和第三相關(guān)應(yīng)用中公開的視頻接入裝置則與調(diào)控主站通信，后者隨后在通信信道(例如優(yōu)選的混合光纖同軸電纜)上采用一種協(xié)議，例如CACS(有線接入信令)，提供到有線視頻業(yè)務(wù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和到某個網(wǎng)絡(luò)，例如ISDN或PSTN的接入。雖然采用CACS和在第二和第三相關(guān)應(yīng)用中所公開的系統(tǒng)具有特定優(yōu)點，例如非常高的速率、低錯誤率、具有非常高的數(shù)據(jù)吞吐量的異步分組數(shù)據(jù)傳送、采用動態(tài)信道分配，但是妨礙了直接網(wǎng)絡(luò)連接。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供一種直接網(wǎng)絡(luò)連接，從而視頻會議和電話可以直接在現(xiàn)有電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，例如ISDN或PSTN中使用本發(fā)明的視頻接入裝置110(或150)，而不需要進(jìn)一步的基礎(chǔ)設(shè)施需求。
圖2的高層框圖說明了根據(jù)本發(fā)明的視頻接入裝置，即視頻接入裝置110的第一實施例，并說明了視頻會議系統(tǒng)200。根據(jù)本發(fā)明，視頻會議系統(tǒng)200包括視頻接入裝置110、音頻裝置220、一個或多個視頻顯示器2251到225n(單個和總體都被稱作視頻顯示器225)、攝像機(jī)接口235以及視頻攝像機(jī)230。視頻接入裝置110連接到第一通信信道103，通過本地數(shù)字或模擬交換機(jī)135與網(wǎng)絡(luò)140通信，并連接到第二通信信道227，它一般位于用戶(或租用者)前端109范圍內(nèi)或周圍。例如，第二通信信道226可以是內(nèi)部電阻為75歐姆的同軸電纜，一般用于有線電視，或者通信信道的另一種形式，例如雙絞線或其它有線線路、無線連接或PLC(現(xiàn)有前端AC電源線的電源線路載波電路)。音頻裝置220連接到視頻接入裝置110，并可以包括一個麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器，或者如下面參照圖3所討論的，最好以話機(jī)(或者等價的揚(yáng)聲器話筒)的方式實現(xiàn)。一個或多個視頻顯示器225用于顯示音頻和視頻會議呼叫或會話的進(jìn)入視頻部分(進(jìn)入是指從另一位置發(fā)送給了視頻接入裝置110)，還可以包括一個揚(yáng)聲器以輸出音頻和視頻會議呼叫或會話的進(jìn)入音頻部分，在優(yōu)選實施例中采用一個或多個電視機(jī)實現(xiàn)。視頻攝像機(jī)230用于生成音頻和視頻會議呼叫或會話的輸出視頻部分(輸出是指從視頻接入裝置110發(fā)送給了另一位置)，還可以包括一個麥克風(fēng)以生成音頻和視頻會議呼叫或會話的輸出音頻部分，在優(yōu)選實施例中采用一個普通視頻攝像機(jī)實現(xiàn)。攝像機(jī)接口235用于調(diào)制來自視頻攝像機(jī)230的視頻輸出信號，以在第二通信信道227上傳輸給視頻接入裝置110，下面將詳細(xì)討論到，攝像機(jī)接口235還可以直接集成在視頻攝像機(jī)230中。
繼續(xù)參看圖2，視頻接入裝置110包括有線網(wǎng)絡(luò)接口210(也等價地稱作網(wǎng)絡(luò)接口210)、一個射頻(RF)調(diào)制解調(diào)器205(也稱作RF調(diào)制器/解調(diào)器205)、一個用戶接口215和處理器裝置190。有線網(wǎng)絡(luò)接口210連接到第一通信信道103，用于從網(wǎng)絡(luò)140接收第一協(xié)議信號，以生成一個接收協(xié)議信號，并用于發(fā)送一個第二協(xié)議信號給網(wǎng)絡(luò)140，以生成一個發(fā)送協(xié)議信號。這些第一和第二協(xié)議信號可以具有多個層次和類型的協(xié)議編碼和調(diào)制。首先，這種第一和第二協(xié)議信號最好包括音頻/視頻壓縮(以及解壓)編碼(以及解碼)，最好采用國際電信聯(lián)盟(ITU)H.32x系列或協(xié)議族，例如數(shù)字業(yè)務(wù)(ISDN)所采用的H.320、模擬業(yè)務(wù)(PSTN)所采用的H.324、LAN(局域網(wǎng))所采用的H.323、其它H.32x協(xié)議(例如H.321和H.322)以及適用于音頻/視頻和其它數(shù)據(jù)通信的其它ITU協(xié)議。此外，在優(yōu)選實施例中，采用附加的協(xié)議層，進(jìn)一步涉及H.32x編碼音頻/視頻信號的編碼/解碼和/或調(diào)制/解調(diào)。在優(yōu)選實施例中，為了進(jìn)行ISDN傳輸和接收，采用ISDN協(xié)議進(jìn)行H.32x編碼音頻/視頻信號的編碼、解碼、分幀等等，例如可以采用Q.931消息信令、Q.921 LAPD數(shù)據(jù)鏈路以及Q.910物理層(接口)數(shù)字協(xié)議。在優(yōu)選實施例中，為了進(jìn)行PSTN(POTS)傳輸和接收，采用ITU V.x協(xié)議族或模擬傳輸協(xié)議，例如V.34、V.34bis或潛在的或提出的高數(shù)據(jù)速率模擬協(xié)議對H.32x編碼音頻/視頻信號進(jìn)行進(jìn)一步協(xié)議編碼/解碼和調(diào)制/解調(diào)。例如，為了進(jìn)行模擬POTS傳輸，音頻/視頻數(shù)據(jù)可以采用ITU H.323或H.324協(xié)議壓縮并格式化，然后采用ITU V.34或V.34bis協(xié)議進(jìn)一步編碼和調(diào)制。下面將接合圖4詳細(xì)討論，有線網(wǎng)絡(luò)接口210用于發(fā)送和接收模擬或數(shù)字視頻和音頻信息和數(shù)據(jù)(通常稱作數(shù)據(jù))，這些數(shù)據(jù)可以是與網(wǎng)絡(luò)140和任一特定網(wǎng)絡(luò)連接兼容的任何給定格式、協(xié)議或調(diào)制方案。例如，如果通過第一通信信道103連接到ISDN，則有線網(wǎng)絡(luò)接口210將根據(jù)ISDN系列協(xié)議，例如Q.x系列協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)。
并且因為，例如如果從網(wǎng)絡(luò)140發(fā)到視頻接入裝置110的進(jìn)入信號是在第二通信信道227上發(fā)送給視頻顯示器225，則該信號也是視頻接入裝置110的輸出信號，所以在本文獻(xiàn)中定義了輸入和輸出方向以避免進(jìn)入和輸出信號間的混淆。因此，本文獻(xiàn)中一方面在視頻接入裝置110，另一方面在第二通信信道227或音頻裝置220之間的接口上如下定義輸入和輸出方向輸入信號，例如輸入視頻和音頻信號，是從第二通信信道227(在輸入音頻的情況下，是從音頻裝置220)輸入到視頻接入裝置110，并可以例如從視頻攝像機(jī)230發(fā)出，并將從視頻接入裝置110發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)140；相反地，輸出信號，例如輸出視頻和音頻信號，是從視頻接入裝置110輸出到第二通信信道227(在輸出音頻的情況下，是到音頻裝置220)，并可以例如從某個遠(yuǎn)程位置通過網(wǎng)絡(luò)140發(fā)出，由視頻接入裝置110通過第一通信信道103接收，并由視頻接入裝置110在第二通信信道227上發(fā)送給或輸出到視頻顯示器225或輸出到音頻裝置220。
繼續(xù)參看圖2,RF調(diào)制解調(diào)器205用于將基帶輸出視頻信號(來自處理器裝置190)轉(zhuǎn)換成射頻輸出視頻信號，用于在第二通信信道227上傳輸，由一個或多個視頻顯示器225接收，并將射頻輸入視頻信號(來自攝像機(jī)接口235)轉(zhuǎn)換成基帶輸入視頻信號，輸入到處理器裝置190。用戶接口215用于接收多個控制信號中的某個控制信號，例如要求進(jìn)行一次電話呼叫的請求、進(jìn)行一次音頻和視頻電話呼叫的請求以及其它控制信號，例如到來電話或音頻和視頻會議呼叫的通知信號。處理器裝置190連接到有線網(wǎng)絡(luò)接口210，連接到射頻調(diào)制/解調(diào)器205，連接到用戶接口215。下面將詳細(xì)解釋，處理器裝置190可以由單個集成電路(“IC”)構(gòu)成，也可以包括多個集成電路和其它相互連接或分組的元件，例如微處理器、數(shù)字信號處理器、ASIC、關(guān)聯(lián)存儲器(例如RAM和ROM)以及其它IC和元件。因此，本文獻(xiàn)中，術(shù)語處理器裝置應(yīng)當(dāng)理解成對應(yīng)的含義，并包括單個處理器或處理器裝置、微處理器、控制器或集成電路的某種其它分組，它執(zhí)行下面將詳細(xì)討論的功能。例如，在優(yōu)選實施例中，處理器裝置190的實現(xiàn)如圖3所示，包括一個音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265和一個微處理器子系統(tǒng)260。下面將詳細(xì)討論，本發(fā)明的方法可以作為后續(xù)執(zhí)行的一組程序指令，編程并存儲在處理器裝置190及其關(guān)聯(lián)存儲器和其它等價元件。在優(yōu)選實施例中，響應(yīng)于用戶輸入或網(wǎng)絡(luò)140接收的任何控制信號，處理器裝置190與存儲的該組程序指令一起，首先將接收協(xié)議信號(來自有線網(wǎng)絡(luò)接口210)同時轉(zhuǎn)換成基帶輸出視頻信號(由RF調(diào)制器/解調(diào)器205調(diào)制并發(fā)送給視頻顯示器225)和輸出音頻信號(發(fā)送到音頻裝置220，或與基帶輸出視頻信號組合并調(diào)制，發(fā)送給視頻顯示器，或者同時進(jìn)行這兩種處理)；其次，將基帶輸入視頻信號(來自攝像機(jī)接口235的解調(diào)輸入視頻信號)和輸入音頻信號(來自音頻裝置220或與來自視頻攝像機(jī)230和攝像機(jī)接口235的基帶輸入視頻信號組合)轉(zhuǎn)換成第二協(xié)議信號(由有線網(wǎng)絡(luò)接口210調(diào)制或格式化并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)140)。下面結(jié)合圖3-10詳細(xì)討論視頻接入裝置110的每個元件的功能。
圖3的高層框圖說明了根據(jù)本發(fā)明的視頻接入裝置，即視頻接入裝置150的第二實施例，并說明了視頻會議系統(tǒng)300的第二實施例。第二實施例，即圖3所示的視頻接入裝置150，是本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例，在所有其它方面等同于，或者可以以與圖1所示的視頻接入裝置110的第一實施例相同的方式使用。類似地，視頻會議系統(tǒng)的第二實施例，視頻會議系統(tǒng)300也是本發(fā)明的優(yōu)選系統(tǒng)實施例，在所有其它方面等同于，或者可以以與圖2所示的視頻會議系統(tǒng)200的第一實施例相同的方式使用。
如圖3所示，視頻接入裝置150包括一個微處理器子系統(tǒng)260以及一個音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265，它們組成了以上結(jié)合圖2所討論的處理器裝置190。視頻接入裝置150還包括一個ISDN接口245和一個電話接口250(單個或組合后具有與圖2所示有線網(wǎng)絡(luò)接口210相同的功能)、一個用戶音頻接口255(等同于圖2所示用戶接口215的功能)以及一個RF調(diào)制器270和RF解調(diào)器275(這兩者一起完成與圖2所示RF調(diào)制器/解調(diào)器205相同的功能)。在這種優(yōu)選實施例中，第一通信信道103包括一個ISDN或其它數(shù)字線105，可連接到ISDN接口245，以及一個電話(POTS)線107，可連接到電話接口250。根據(jù)下面結(jié)合圖4討論的所需實施例，并不需要同時包括ISDN接口245(以及相應(yīng)數(shù)字線105)和電話接口250(以及相應(yīng)電話線107)，因為有其中之一便已足夠。例如，不需要ISDN連接的用戶或租用者可以選擇實現(xiàn)僅具有電話接口250(及相應(yīng)電話線107)，而沒有附加ISDN接口245(以及相應(yīng)數(shù)字線105)的視頻接入裝置150。圖3所示的視頻接入裝置150的優(yōu)選實施例還包括一條線路或一個連接器115，用于連接到電視天線或有線電視以接收電視廣播信號、有線電視或其它視頻輸入，一個濾波器285以及一個定向耦合器290。下面詳細(xì)解釋這些元件中每一個的功能。
如圖3所示，視頻會議系統(tǒng)300的第二實施例包括(作為音頻接口)一個或多個話機(jī)2951到295n(單個和總體稱作話機(jī)295，這些話機(jī)295的作用等同于圖2所示的音頻裝置220)、視頻接入裝置150、一個視頻攝像機(jī)230、一個攝像機(jī)接口235(也可以合并或集成到視頻攝像機(jī)230中)、一個或多個電視2401到240n(單個和總體稱作電視240，這些電視的作用等同于圖2所示的視頻顯示器225)以及一個第二通信信道227，如上所述，該信道最好是用戶(或租用者)前端中的同軸電纜。
參看圖3，視頻接入裝置150提供電話(POTS)和音頻/視頻會議業(yè)務(wù)，使用通用的家庭應(yīng)用與視頻會議系統(tǒng)300中的用戶(或租用者)，例如話機(jī)2951到295n進(jìn)行交互，以得到控制信號輸入，以及音頻輸入和輸出；與視頻攝像機(jī)230進(jìn)行交互以得到視頻輸入(例如視頻攝像編碼器)；與電視240進(jìn)行交互以得到視頻輸出(作為視頻顯示器或在視頻顯示器中)。如果提供POTS業(yè)務(wù)，視頻接入裝置150與用戶(或租用者)前端中一般已有的雙絞線電纜294接口，從而可以使用用戶前端中的任一話機(jī)，例如2951到295n。視頻接入裝置150也為一般(POTS)話機(jī)業(yè)務(wù)提供線路電流和傳統(tǒng)的“BORSHT”功能，下面予以詳細(xì)解釋。
如果提供視頻會議業(yè)務(wù)，可以使用多個話機(jī)2951到295n(單個和總體稱作話機(jī)295)中的任一話機(jī)建立呼叫(會議)，并用于視頻輸入輸出。射頻輸出視頻信號(來著視頻接入裝置150)可以使用任一信道(如果沒有連接到有線電視)或使用CATV下行頻帶中的任一空閑信道(例如信道3或4)，顯示在與用戶前端中第二通信信道227(例如CATV同軸電纜)相連的任一電視240上。射頻輸出視頻信號最初以已調(diào)或格式化數(shù)字形式，例如采用一種或多種協(xié)議，例如H.32x以及Q.x或V.x進(jìn)行調(diào)制和編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(也可以將之稱作接收或第一協(xié)議信號)，通過第一通信信道103從網(wǎng)絡(luò)140接收。第一協(xié)議信號通過音頻/視頻網(wǎng)絡(luò)140的第一通信信道103接收，該信號例如通過網(wǎng)絡(luò)140從另一個，第二用戶前端發(fā)送。第一協(xié)議信號一般包括編碼/調(diào)制并壓縮的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，它由視頻接入裝置150接收，該裝置解碼/解調(diào)并解壓數(shù)據(jù)，將之轉(zhuǎn)化成基帶輸出視頻信號，例如NTSC/PAL合成視頻信號(NTSC是北美和日本通常采用的視頻格式，PAL是歐洲通常采用的視頻格式)。也可以采用其它視頻格式，例如SECAM(一般用于法國)或HDTV(高分辨率電視格式)。這種基帶輸出視頻信號(在線路271上)隨后RF調(diào)制(通過RF調(diào)制器270)到可用視頻RF載波上，并通過定向耦合器290(最好是4端口)注入用戶前端的第二通信信道227(例如同軸電纜)。射頻輸出視頻信號隨后被發(fā)送給用戶前端，例如家庭或辦公室中的所有電視接收機(jī)，例如電視240。在優(yōu)選實施例中通過定向耦合器290提供定向信號注入，同時與任意連接的CATV網(wǎng)(可以通過線路115連接)隔離。
發(fā)自用戶前端，并通過網(wǎng)絡(luò)140發(fā)送給另一個，第二用戶前端(或任一其它位置)的視頻信號，從視頻攝像機(jī)(或攝像編碼器)230發(fā)出，視頻攝像機(jī)生成視頻信號，例如NTSC/PAL合成視頻信號，該信號最好也在信道3或4(61.25或67.25MHz)上調(diào)制。來自視頻攝像機(jī)230的RF視頻信號連接到或耦合到攝像機(jī)接口235，后者使用一種偏移混頻器將RF視頻信號(一般位于61.25或67.25MHz載波)遷移到高于通常的CATV頻率的頻譜，例如1.2Ghz或900MHz頻帶，以避免與射頻輸出視頻信號或其它CATV下行信道干擾。如果視頻接入裝置沒有連接到CATV，則這種偏移混頻是不必要的，在系統(tǒng)300中可以省去攝像機(jī)接口235，也可以避免產(chǎn)生與下行射頻輸出視頻信號的干擾(例如，在信道9上進(jìn)行下行傳輸，在信道3或4上進(jìn)行上行(輸入)傳輸)。對沒有包括調(diào)制器以將NTSC/PAL合成視頻信號遷移到信道3或4的視頻攝像機(jī)230而言，這種調(diào)制可以集成在攝像機(jī)接口235中；對應(yīng)地，攝像機(jī)接口235的功能也可以直接集成到視頻攝像機(jī)230。來自攝像機(jī)接口235的遷移(偏離混頻)后的視頻信號(如果CATV或其它下行干擾不成問題，也可以是直接來自攝像機(jī)230的未遷移的視頻信號)，本文獻(xiàn)中稱之為射頻輸入視頻信號，隨后注入到同一個第二通信信道227(還連接到電視240)，并發(fā)送給視頻接入裝置150。視頻接入裝置150通過定向耦合器(最好在1.2Ghz或900MHz)接收射頻輸入視頻信號，通過RF解調(diào)器275將信號解調(diào)到基帶，生成基帶輸入視頻信號(在線路272上)?；鶐л斎胍曨l信號隨后轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式并壓縮，生成第二協(xié)議信號，例如H.32x編碼視頻信號，并在音頻/視頻網(wǎng)絡(luò)100上通過第一通信信道103發(fā)送(以生成發(fā)送協(xié)議信號，最好還對該信號進(jìn)行進(jìn)一步編碼和或調(diào)制，例如進(jìn)一步的Q.x或V.x編碼信號)。在優(yōu)選實施例中，通過使用1.2Ghz或900MHz處的空閑視頻信道，可以避免與任何可應(yīng)用的下行和上行視頻、電視或CATV業(yè)務(wù)的干擾。通過低通濾波器285，也可以過濾掉饋通電纜或鏈路287中的1.2Ghz或900MHz信號，從而在信號經(jīng)過通過線路115連接的任何電纜離開視頻接入裝置150之前，該信號已被大幅度衰減。
雖然視頻接入裝置110(或150)和視頻會議系統(tǒng)200(或300)的主要功能是提供全雙工視頻通信，但在優(yōu)選實施例中其它次要功能也是可用的。例如，這種次要功能中的一種是“環(huán)回功能”，該功能允許用戶在電視240的屏幕或視頻顯示器上觀看來自視頻攝像機(jī)230的視頻，從而將RF輸入視頻信號解調(diào)(從1.2Ghz或900MHz)，重新調(diào)制到視頻RF載波(可由電視240調(diào)諧或接收)，并用于RF輸出視頻信號。在監(jiān)視過程中這種環(huán)回屬性尤其有用，例如用于家庭安全或用于嬰兒看護(hù)。并且可以提供圖中嵌圖(或多窗口)功能，通過該功能用戶可以同時觀看來自視頻攝像機(jī)230的視頻，以及從另一位置接收的視頻的小窗口，例如，在小窗口中提供嬰兒看護(hù)，而同時觀看從CATV網(wǎng)絡(luò)接收的電影或視頻，或者提供關(guān)于觀察者自己的視頻攝像機(jī)230的定位的觀察者反饋的自身視圖。
此外，視頻接入裝置110(或150)在頻率上是靈活的，從而視頻會議可以在任一信道上進(jìn)行。雖然一般在空閑電視或有線信道，例如信道3或4上進(jìn)行視頻會議是優(yōu)選的，但根據(jù)本發(fā)明，在其它信道上進(jìn)行視頻會議也是可行的。例如，通過一個陷波濾波器可以在任意長的時間段內(nèi)取消或刪除一個現(xiàn)有的視頻信道，以及插入或覆蓋當(dāng)前空閑(濾波或噪聲抑制后)信道的不同輸入和輸出視頻信號。這種頻率靈活性以及音頻/視頻信號的注入，在存在現(xiàn)有程序時是本發(fā)明的許多確實獨到的屬性中的一種。
圖4A的框圖說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的有線網(wǎng)絡(luò)接口210。如上所述，有線網(wǎng)絡(luò)接口210最好由ISDN(數(shù)字)接口245和電話(或模擬)接口250組成，盡管其中任一(數(shù)字或模擬接口)便已足夠。下面將詳細(xì)討論，第一和第二協(xié)議信號，最好采用H.32x進(jìn)行編碼，并采用Q.x或V.x協(xié)議進(jìn)一步編碼/調(diào)制，它們在網(wǎng)絡(luò)140間通過這些接口245和250中的一個或兩者來回傳輸。參看圖4A，采用一個ISDN(數(shù)字)接口245，通過線路105到ISDN或其它數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的連接經(jīng)過一個插座(iack)305，下面結(jié)合圖4B和4C將對該插座進(jìn)行詳細(xì)討論，該插座例如是一個RJ 45插座或RJ 11插座，這取決于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)所提供的業(yè)務(wù)。連接到插座305的是一個隔離變換器(isolation transformer)電路310，該電路還連接到一個ISDN收發(fā)信機(jī)315(下面將討論到，該收發(fā)信機(jī)可以是一個S/T收發(fā)信機(jī)315a或一個U收發(fā)信機(jī)315b)。ISDN收發(fā)信機(jī)315則通過總線261的同步系列接口部分連接到微處理器子系統(tǒng)260。
圖4B的框圖說明了ISDN S/T接口245a用于先前存在的ISDN業(yè)務(wù)。例如，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供者一般將雙絞線連接到用戶前端的外部，并安裝一個ISDN接口。因此，如果已有一個先前存在的ISDN NT1接口，例如接口306(具有兩線或四線NT1功能)，應(yīng)當(dāng)采用ISDN S/T接口245a適當(dāng)連接到現(xiàn)有的NT1接口。因此，如圖4B所示，插座305通過RJ45插座305a實現(xiàn)，隔離變換器電路310通過S/T雙隔離變換器310a實現(xiàn)，ISDN收發(fā)信機(jī)315通過ISDN S/T收發(fā)信機(jī)315a(例如Motorola MC145574集成電路)實現(xiàn)。
圖4C的框圖說明了用于先前沒有ISDN業(yè)務(wù)(已有一個安裝好的NT1接口)時的ISDN U接口245b。在這種實現(xiàn)中，插座305通過一個RJ11插座305b實現(xiàn)，隔離變換器電路310通過U隔離變換器310b實現(xiàn)，ISDN收發(fā)信機(jī)315通過ISDN U收發(fā)信機(jī)315b實現(xiàn)，后者也完成NT1功能(例如Motorola MC145574集成電路)。
參看圖4A，對于數(shù)字業(yè)務(wù)而言，ISDN接口245包括一個ISDN收發(fā)信機(jī)315，例如Motorola MC145574或MC145572，以及一個隔離變換器電路310，提供網(wǎng)絡(luò)140終點(插座305)和微處理器子系統(tǒng)260間的兩個64kbps B信道和一個16kbps D信道的傳輸?shù)囊患壗涌?，最好完成ISDN協(xié)議的特定部分，即Q.910物理層和Q.921 LAPD數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議。ISDN收發(fā)信機(jī)315提供了調(diào)制/線路發(fā)送和解調(diào)/線路接收功能，以及激活、去激活、差錯監(jiān)控、分幀以及比特和字節(jié)定時。ISDN收發(fā)信機(jī)315通過總線261的同步系列接口(SSI)部分與微處理器子系統(tǒng)260接口。下面將詳細(xì)討論，微處理器子系統(tǒng)260完成Q.931消息信令I(lǐng)SDN協(xié)議，并提供對視頻接入裝置110或150內(nèi)所有子系統(tǒng)的全局控制，而音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265則完成H.32x協(xié)議。
繼續(xù)參看圖4A，對模擬業(yè)務(wù)而言，電話(或模擬)接口250完成模擬調(diào)制解調(diào)器功能，充當(dāng)例如V.34或V.34bis調(diào)制解調(diào)器。通過電話(POTS)線路107到模擬網(wǎng)絡(luò)的連接經(jīng)過插座320，該插座一般是RJ11插座。連接到插座320的是一個撥號(或數(shù)據(jù))接入裝置(DAA)325，它接收模擬電話線107上發(fā)送的模擬信號。DAA在本領(lǐng)域中眾所周知，可以由不同的離散元件組成，包括模擬復(fù)用器、電阻、電容以及運(yùn)算放大器，或者可以整體或部分集成到集成電路中，例如Cermetek CH1837，并完成下述功能阻抗匹配、功率值調(diào)整、隔離、脈沖電壓保護(hù)以及環(huán)形電路檢測功能。連接到DAA325的是編解碼器(編碼器-解碼器)330，例如Motorola MC145500集成電路(或者相同功能的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器)，它將從線路107接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換成抽樣化的數(shù)字形式，并將抽樣數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成模擬形式以在線路107上傳輸。編解碼器330也被稱作網(wǎng)絡(luò)編解碼器330，以將其與用戶音頻接口255所采用的第二編解碼器，音頻編解碼器410相區(qū)分。網(wǎng)絡(luò)編解碼器330也是通過總線261的同步系列接口(SSI)部分與(用戶音頻接口255的)話音數(shù)字信號處理器(DSP)415接口。網(wǎng)絡(luò)編解碼器330在視頻模式下完成V.x功能，而在電話模式下完成話音功能，下面將詳細(xì)討論。如果在這種模擬調(diào)制解調(diào)器功能(V.x功能)中采用，話音DSP 415與(音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265的)視頻處理DSP 365一起工作，在微處理器子系統(tǒng)260控制下使用一組調(diào)制解調(diào)器程序指令。音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265還完成對不同輸入和輸出音頻和視頻信號的H.32x壓縮和解壓。在優(yōu)選實施例中，該電話接口250在視頻電話呼叫期間完成V.x調(diào)制解調(diào)器功能，而一般話音(POTS)呼叫中完成模擬音頻功能。
圖5的框圖說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的微處理器子系統(tǒng)260。微處理器子系統(tǒng)260包括微處理器350或其它處理單元，例如Motorola MC68LC302以及存儲器360，后者包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)，在優(yōu)選實施例中，還包括瞬時可編程存儲器(例如瞬時EPROM或E2PROM)，在總線261上提供到ISDN接口245、用戶音頻接口255(以及話音DSP 415)以及音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265的通信。存儲器360的只讀存儲器部分也使用瞬時可編程存儲器，從而可以通過音頻/視頻網(wǎng)絡(luò)100下載存儲器內(nèi)容。因此，不同版本的操作軟件(程序指令)，例如升級的實現(xiàn)可以不需要對視頻接入裝置150進(jìn)行修改，并且不需要用戶干預(yù)。
繼續(xù)參看圖5，微處理器子系統(tǒng)260提供設(shè)備控制和配置、呼叫處理，在視頻呼叫要求時也用于實現(xiàn)ISDN協(xié)議棧，例如Q.931消息信令。因為微處理器子系統(tǒng)與ISDN接口245和話機(jī)接口250(通過話音DSP 415)接口，所以通過將微處理器子系統(tǒng)260作為數(shù)據(jù)交換和協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，可以在網(wǎng)絡(luò)140和音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265間建立高速數(shù)據(jù)鏈路。脈碼調(diào)制(PCM)數(shù)據(jù)流形式的用戶音頻也可以從用戶音頻接口255的話音DSP415尋路經(jīng)過微處理器350到音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265。
圖6的框圖說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265。音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265完成基帶輸入視頻信號(由視頻攝像機(jī)230和攝像機(jī)接口235發(fā)出)的視頻壓縮，以及輸入音頻信號(來自用戶音頻接口25)的音頻壓縮，解壓接收到的音頻和視頻數(shù)據(jù)、第一協(xié)議信號(第一協(xié)議事先已被解碼和/或解調(diào))用于電視240的后續(xù)顯示，這些最好都采用H.32x協(xié)議族。音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265包括一個視頻處理數(shù)字信號處理器(DSP)365、一個紅-綠-藍(lán)數(shù)模轉(zhuǎn)換器370、一個紅-綠-藍(lán)模數(shù)轉(zhuǎn)換器390、一個編碼器375以及一個音頻/視頻輸入處理器380。視頻處理DSP(或視頻處理DSP子系統(tǒng))365是一個高速可編程DSP(或子系統(tǒng)的DSP裝置，例如帶有相關(guān)支持元件，包括存儲器和硬件加速器ASIC(下面討論)的Motorola DSP56303，用于根據(jù)遠(yuǎn)端(即視頻接入裝置與其進(jìn)行通信的另一個前端)的傳輸速率和/或視頻會議標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)不同的視頻和音頻壓縮和解壓算法。視頻處理DSP 365的程序代碼也可以從微處理器子系統(tǒng)存儲器360下載，它也可以由某個業(yè)務(wù)提供者通過音頻/視頻網(wǎng)絡(luò)100下載。因此，視頻接入裝置150的視頻功能包括新算法，它可以隨意改變或升級，也不需要改變?nèi)魏斡布?，無需用戶干預(yù)。
繼續(xù)參看圖6，(例如作為H.32x編碼協(xié)議信號)通過ISDN接口245和微處理器子系統(tǒng)260，或者通過帶有話音DSP 415和微處理器子系統(tǒng)260的電話接口250，從網(wǎng)絡(luò)140接收的壓縮音頻/視頻數(shù)據(jù)被傳送給視頻處理DSP365，在該DSP中對這些數(shù)據(jù)解壓，將視頻轉(zhuǎn)換成紅-綠-藍(lán)(“RGB”)數(shù)字視頻信號，并將解壓音頻傳送給用戶音頻接口255(或進(jìn)行調(diào)制以傳輸給電視240)。RGB數(shù)字視頻信號隨后由RGB數(shù)模(“D/A”)轉(zhuǎn)換器370，例如Motorola MC44200轉(zhuǎn)換成RGB模擬信號。該模擬RGB信號與合成同步信號一起提供給編碼器375，最好是NTSC/PAL編碼器，例如MotorolaMC13077，產(chǎn)生一個NTSC/PAL合成視頻信號，也被稱作基帶輸出視頻信號。NTSC/PAL合成視頻信號隨后傳送到RF調(diào)制器275，轉(zhuǎn)換成射頻(以生成射頻輸出視頻信號)，隨后在第二通信信道227上傳輸，并在電視240上顯示。
為了在網(wǎng)絡(luò)140上進(jìn)行輸入視頻信號(發(fā)自視頻攝像機(jī)230和攝像機(jī)接口235)的后續(xù)傳輸，從RF解調(diào)器270接收一個基帶輸入視頻信號，例如NTSC/PAL合成視頻攝像機(jī)或攝像編碼器信號。將該基帶輸入視頻信號傳送到音頻/視頻輸入處理器380，例如Motorola MC44011，后者將基帶輸入視頻信號轉(zhuǎn)換成模擬RGB信號，同時提供視頻信號后續(xù)數(shù)字化的同步鎖相采樣時鐘。這些輸入模擬RGB信號隨后由RGB模數(shù)轉(zhuǎn)換器，例如Motorola MC44250轉(zhuǎn)換成數(shù)字RGB信號，并傳送到視頻處理DSP 365。視頻處理DSP 365最好采用H.32x協(xié)議壓縮數(shù)字RGB信號和音頻數(shù)據(jù)(來自用戶音頻接口255)，并將結(jié)果數(shù)據(jù)流傳送給微處理器子系統(tǒng)260，以進(jìn)行附加的模擬或數(shù)字處理。應(yīng)當(dāng)注意，作為H.32x協(xié)議的一部分，來自用戶音頻接口255或視頻攝像機(jī)230(以及攝像機(jī)接口235)的音頻信息被壓縮，并與壓縮視頻數(shù)據(jù)合成后，通過有線網(wǎng)絡(luò)接口210傳輸給網(wǎng)絡(luò)140。為了進(jìn)行后續(xù)數(shù)字傳輸，微處理器子系統(tǒng)260采用Q.931 ISDN消息信令協(xié)議編碼壓縮音頻/視頻數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)傳送給ISDN接口245，以進(jìn)行附加的ISDN協(xié)議處理，并通過第一通信信道103進(jìn)行傳輸。為了進(jìn)行后續(xù)模擬傳輸，微處理器子系統(tǒng)260、(用戶音頻接口255的)話音DSP 415以及話音處理DSP 365采用模擬協(xié)議，例如V.x系列協(xié)議編碼壓縮音頻/視頻數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)傳送到話機(jī)接口250，進(jìn)行附加的V.x協(xié)議處理，并通過第一通信信道103進(jìn)行傳輸。在優(yōu)選實施例中，音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265還可以包括附加的隨機(jī)存取存儲器，由視頻處理器DSP365用于輸入/輸出視頻幀像素數(shù)據(jù)的部分或完全存儲。在優(yōu)選實施例中，硬件加速器ASIC用以輔助視頻處理DSP 365處理速度密集型任務(wù)，例如與壓縮和解壓處理相關(guān)聯(lián)的離散余弦變換。
圖7的框圖說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的用戶音頻接口255。用戶音頻接口被設(shè)計成與標(biāo)準(zhǔn)家用話機(jī)，包括無線設(shè)備和揚(yáng)聲器話筒，例如話機(jī)2951到295n接口。用戶音頻接口255用以同時支持音頻POTS呼叫和視頻呼叫。在優(yōu)選實施例中，以“透明”方式處理POTS呼叫，例如如同不存在視頻呼叫功能那樣發(fā)出和接收電話呼叫。在優(yōu)選實施例中，將視頻呼叫作為例外處理，需要用戶輸入指定或預(yù)定撥號序列以激活視頻呼叫。
參看圖7,SLC(用戶環(huán)路接口電路)400提供用戶前端中電話業(yè)務(wù)的“BORSHT”功能，如同網(wǎng)絡(luò)中心局通常所提供的，包括電話的DC(直流)電源(電池)；過壓保護(hù)；鈴流(ring trip)檢測和鈴音插入；監(jiān)控屬性，例如話機(jī)狀態(tài)和撥號脈沖；合成屬性，例如兩線與四線單端轉(zhuǎn)換以及兩線輸入端縱向信號的抑制；以及測試。SLC 400通過普通電話線，例如雙絞線電纜294與話機(jī)2951到295n通信，這些話機(jī)具有接點和鈴流線。鈴流生成器405提供高電壓AC(交流)信號給話機(jī)2951到295n。音頻編解碼器410連接到SLIC400，提供對話機(jī)2951到295n中一個或多個的麥克風(fēng)部分所發(fā)出的輸入(話音)音頻信號的話音數(shù)字化的模數(shù)轉(zhuǎn)換，以生成輸入(PLM)數(shù)字話音數(shù)據(jù)流或信號，并進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，以在輸出(PCM)數(shù)字話音數(shù)據(jù)流或信號中進(jìn)行話音恢復(fù)(以產(chǎn)生到話機(jī)2951到295n的揚(yáng)聲器部分的輸出音頻信號)，以及PCM系統(tǒng)的頻帶限制和信號恢復(fù)。輸出和輸入(PCM)數(shù)字話音數(shù)據(jù)流直接連接到話音處理DSP 415。話音處理DSP 415，例如Motorola DSP56303，包含程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，以實現(xiàn)信號處理功能，例如DTMF/撥號脈沖檢測和生成、模擬調(diào)制解調(diào)器功能、呼叫過程信號音(撥號音、忙音)生成、PCM到線性轉(zhuǎn)換和線性到PCM轉(zhuǎn)換以及語音提示回放。如上所述，話音處理DSP 415還提供調(diào)制解調(diào)器功能，例如V.x調(diào)制解調(diào)器功能給附加支持POTS或其它基于模擬的視頻呼叫。話音處理DSP 415與微處理器子系統(tǒng)260和網(wǎng)絡(luò)編解碼器330通過總線261接口。在優(yōu)選實施例中，存儲器420(連接到話音處理DSP 415)包括高密度只讀存儲器(稱為語音ROM)，后者包含與用戶交互所用的PCM編碼(或壓縮)語音段，例如提示用戶在視頻呼叫模式下提示用戶用鍵盤輸入DTMF或撥號脈沖。此外，可以選擇使用語音隨機(jī)存取存儲器，用于用戶話音存儲功能，以及電可改寫可編程非易失(瞬時)存儲器，用于存儲程序(以及修改程序)或算法。
在優(yōu)選實施例中，用戶音頻接口255工作在兩種模式之一，首先，工作在電話(POTS)模式，其次，工作在視頻會議(呼叫)模式。電話(POTS)模式對用戶是透明的，作為每次用戶摘機(jī)時進(jìn)入的默認(rèn)模式。下面將詳細(xì)討論，作為例外，用戶輸入(撥入)一個特殊的預(yù)定序列才進(jìn)入視頻會議模式，在優(yōu)選實施例中，不將該序列識別為電話序列。在電話(POTS)模式下，當(dāng)用戶電話(話機(jī)2951到295n)摘機(jī)時，話音處理DSP 415生成用戶“撥號”音。用戶隨后通過話機(jī)295的鍵盤輸入撥號序列，如同眾所周知或用戶電話撥號一樣。話音DSP 415解碼撥號數(shù)字并將其存儲在存儲器420的呼叫存儲器緩沖器中。在解碼輸入的前兩個數(shù)字(不是特殊預(yù)定視頻呼叫序列的前兩個數(shù)字)之后，話音處理DSP 415識別出該次呼叫請求不是一次視頻呼叫，因此，用信號通知微處理器子系統(tǒng)260，使用電話(模擬)接口250通過音頻/視頻網(wǎng)絡(luò)100發(fā)起一次POTS呼叫。如果(網(wǎng)絡(luò)140)認(rèn)可該次呼叫，建立了到本地數(shù)字或模擬交換機(jī)135的音頻鏈路，則話音處理DSP 415將存儲的數(shù)字前轉(zhuǎn)至本地數(shù)字或模擬交換機(jī)135，并連接用戶電話和網(wǎng)絡(luò)140之間的音頻通路。從此，話音處理DSP 415將不再解碼任何撥入的數(shù)字，并簡單地將傳輸輸入和輸出PCM數(shù)字話音數(shù)據(jù)流，直至用戶電話掛機(jī)，呼叫終止。
可選地，對于一次電話會話，音頻/用戶接口255可以建立或維護(hù)一個到網(wǎng)絡(luò)140中心局的連接，以提供電話透明性。一旦檢測到輸入了視頻模式的特殊預(yù)定序列，音頻/用戶接口255斷開或終止該中心局連接，在視頻接入裝置150(或110)的本地控制下進(jìn)入視頻模式。
如上所述，作為普通電話模式的例外，用戶輸入特殊預(yù)定序列啟動視頻會議模式，該序列被話音處理DSP 415識別成非電話序列，此外，在優(yōu)選實施例中，作為視頻模式特有的預(yù)定序列。下面接合圖12的流程圖討論這種方法。對優(yōu)選實施例的視頻會議模式而言，該特殊的預(yù)定序列的前兩個數(shù)字是唯一的，尤其在標(biāo)準(zhǔn)POTS呼叫中并未使用，例如“**”，因此，可以通知音頻話音處理DSP 415進(jìn)入視頻呼叫模式?？蛇x地，用戶可以編程其它特殊的預(yù)定序列，由話音處理DSP 415將其識別為視頻會議模式。在解碼兩位特殊數(shù)字或其它特殊預(yù)定序列之后，話音處理DSP 415立即生成或播放一段語音提示序列，例如“請選擇呼叫選項，或按下‘#’鍵獲得幫助”，這段語音存儲在存儲器420的語音ROM部分。話音處理DSP 415隨后根據(jù)用戶在初始提示后輸入的序列或按下的鍵采取行動。例如，如按下‘#’鍵，則用戶可能聽到一個命令菜單，例如可以如下-“進(jìn)行電話呼叫，按*”-“更新呼叫電話號碼，按2”-“進(jìn)行手工視頻呼叫，按3”-“關(guān)閉攝像機(jī)，按4”-“觀看您電視上的攝像圖像，按5”-“再次收聽本菜單，按#”
這樣，在優(yōu)選實施例中，使用一種自動和用戶友善的提示序列引導(dǎo)用戶進(jìn)行視頻會議呼叫。一旦結(jié)束輸入，隨后把信息從話音處理DSP 415傳送到微處理器子系統(tǒng)260，后者則嘗試將該次呼叫連接到網(wǎng)絡(luò)140。如果成功，音頻路徑(輸入和輸出音頻信號)將連接到話機(jī)2951到295n，輸出視頻路徑將連接到電視話機(jī)2401到240n(或者其它視頻顯示器)，輸入視頻路徑將連至攝像機(jī)接口235(來自視頻攝像機(jī)230)?？蛇x地，在用戶或其它控制下，輸出音頻路徑也可以連接到電視240，通過電視240中的揚(yáng)聲器進(jìn)行廣播，輸入音頻路徑也可以自視頻攝像機(jī)230中的麥克風(fēng)開始，通過攝像機(jī)接口235連接。這個可選路徑在用戶希望通過一個耦合到電視240的普通VCR錄像視頻會議時尤其有用。視頻呼叫在話機(jī)掛機(jī)時，或是另一個控制信號經(jīng)過用戶接口215或用戶音頻接口255輸入時終止。
應(yīng)當(dāng)注意，在優(yōu)選實施例中，可以使用簡單的號碼簿屬性以簡化視頻呼叫過程。例如，在用戶摘機(jī)并按了三次‘*’鍵，而后是單個數(shù)字‘1’,‘2’…‘9’之后，可以使用存儲在號碼簿中該數(shù)字的號碼序列自動進(jìn)行呼叫。這個屬性在許多環(huán)境下是必要或所需的，例如如果ISDN呼叫要求輸入2個不同的10位數(shù)字號碼以將呼叫接入網(wǎng)絡(luò)140時。在優(yōu)選實施例中同樣作為可選項的是，較復(fù)雜的系統(tǒng)可以存儲與號碼輸入相關(guān)聯(lián)的簡單姓名標(biāo)記或其它字母數(shù)字輸入，它們由用戶生成，并通過話音處理DSP 415向用戶播放。例如，響應(yīng)于進(jìn)行一次電話呼叫的提示可以是“呼叫‘祖母’，按1”；“呼叫‘母親’，按2”；“呼叫‘工作’，按3”；其中語音段“祖母”、“母親”和“工作”由用戶口述，記錄并存儲在在存儲器420中。較復(fù)雜的系統(tǒng)可以包括發(fā)話者/話音識別技術(shù)，以識別用戶的選擇，不再需要在話機(jī)鍵盤上按下任何按鍵，也不需要手工將信息輸入用戶接口215或用戶音頻接口255。還應(yīng)當(dāng)注意，視頻呼叫控制功能，例如攝像機(jī)無聲、或打開聲音以及本地回放(環(huán)回)，也可以用同一個用戶接口選擇。其它復(fù)雜系統(tǒng)還可以包括使用視頻顯示器255或電視240，以根據(jù)用戶控制信號的相應(yīng)輸入，例如呼叫控制和發(fā)話信息，進(jìn)行菜單選項的屏幕可視顯示，前述控制信號可以以許多方式輸入，例如通過話機(jī)295的鍵盤，通過視頻接入裝置150(或110)的紅外遠(yuǎn)程控制鏈路，或者通過第二通信信道227的輸入視頻路徑。在這種方式下，耦合視頻顯示器的鍵盤或遠(yuǎn)程控制鏈路可以有效地形成呼叫控制的分布圖形用戶接口。這些不同方法的用戶提示、在屏顯示以及用戶反饋對引導(dǎo)用戶進(jìn)行視頻呼叫尤其有用，并有著于非常用戶友好地構(gòu)造音頻視頻會議系統(tǒng)300(或200)。此外，這些不同的方法還說明了優(yōu)選實施例中話機(jī)295使用中的“三用性”，用于電話、音頻輸入和輸出以及呼叫控制。
圖8的框圖說明了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選裝置實施例的RF調(diào)制器270。RF調(diào)制器270將來自音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265的基帶輸出視頻信號，例如NTSC/PAL合成視頻信號，轉(zhuǎn)換成射頻輸出視頻信號，例如調(diào)幅殘余邊帶RF信號，例如當(dāng)調(diào)到信道3或4時，通過用戶電視240的接收機(jī)可以觀看這些信號。RF調(diào)制器270可以以許多方式實現(xiàn)，包括使用視頻調(diào)制器425，例如Motorola MC1373，之后是一個增益階段(放大器)430，在優(yōu)選實施例中用以補(bǔ)償來自定向耦合器290的信號損失，定向耦合器290將RF輸出視頻信號饋送到第二通信信道227，例如在用戶前端中的一個同軸電纜系統(tǒng)。還可以使用一個可開關(guān)的陷波濾波器，從特定信道中刪除當(dāng)前的節(jié)目(RF視頻載波)，將射頻輸出視頻信號插入到第二通信信道227。
圖9的框圖說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的RF解調(diào)器275。在優(yōu)選實施例中，RF解調(diào)器275是一個調(diào)諧到900Mhz或1.2GHz頻帶中特定信道的完全外差式接收機(jī)，接收來自攝像機(jī)接口235的射頻輸入視頻信號(發(fā)自視頻攝像機(jī)230)。從定向耦合器290饋送到RF解調(diào)器275的射頻輸入視頻信號，在預(yù)濾波器435中進(jìn)行帶通濾波(在900Mhz或1.2GHz)，隨后使用混頻器440和固定基準(zhǔn)振蕩器445混頻到，例如45MHz的中頻(IF)。該信號隨后由SAW濾波器450進(jìn)行表面聲波濾波，否則進(jìn)行帶通濾波，并傳送到(彩色)TV IF子系統(tǒng)460，例如Motorola MC44301，后者提供放大、AM檢測(解調(diào))和自動井調(diào)，產(chǎn)生基帶輸入視頻信號(基帶合成輸入視頻信號)。該基帶輸入視頻信號隨后被傳送給音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265，進(jìn)行如上所述的進(jìn)一步處理。
圖10的框圖說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選裝置實施例的攝像機(jī)接口235。該攝像機(jī)接口235與視頻攝像機(jī)(或攝像編碼器)230一起使用，后者在信道3或4(61.25或67.25MHz)上以RF視頻載波形式輸出信號，并用以將視頻載波轉(zhuǎn)換成900Mhz或1.2GHz的RF載波，而不會干涉視頻信號的調(diào)制解調(diào)。如上所述，如果視頻接入裝置150(或110)沒有連接到CATV業(yè)務(wù)，則攝像機(jī)接口235可以略去，在這種情況下，視頻攝像機(jī)230可以直接連接到第二通信信道227(只要可以避免RF輸出視頻信號的干擾，其具體方式可以是，例如使來自視頻攝像機(jī)230的RF輸入視頻信號的傳輸信道不同于來自視頻接入裝置150的RF輸出視頻信號傳輸信道)。如圖10所示，使用一個偏移混頻器465、一個固定基準(zhǔn)振蕩器470以及一個帶通濾波器475，將來自視頻攝像機(jī)230的輸入視頻信號混頻成所需的輸出頻率。在圖10中沒有說明，如果例如需要從附加視頻攝像機(jī)得到附加的輸入視頻信號，則輸入視頻信號也可以復(fù)用。在使用該系統(tǒng)進(jìn)行多點或多位置監(jiān)視時，或在用戶希望傳送多屏幕中的附加窗口或屏幕時，可能需要該屬性。
可選地，如上所述，攝像機(jī)接口235可以直接集成在視頻攝像機(jī)230中。此外，對產(chǎn)生NTSC/PAL合成視頻信號(而不是信道3或4上的RF視頻載波)的那些視頻攝像機(jī)而言，在攝像機(jī)接口235中可以增加一個附加層，用以在偏移混頻器465進(jìn)行偏移混頻之前，將NTSC/PAL合成視頻信號調(diào)制成RF視頻載波，或者在偏移混頻時，直接將NTSC/PAL合成視頻信號調(diào)制成900Mhz或1.2GHz，從而生成RF輸入視頻信號。
圖11的流程圖說明了本發(fā)明優(yōu)選實施例的方法。如圖11所示，該方法從步驟500開始，接收第一協(xié)議信號，例如Q.x或V.x編碼/調(diào)制H.32x音頻/視頻信號，在步驟505生成接收的協(xié)議信號。在優(yōu)選實施例中，步驟505在有線網(wǎng)絡(luò)接口210中完成。接著，在步驟515中，接收的協(xié)議信號被轉(zhuǎn)換成基帶輸出視頻信號合輸出音頻信號。在優(yōu)選實施例中，步驟515由處理器裝置190完成，或者更具體地由微處理器子系統(tǒng)260(以及可能有話音DSP 415)和音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265完成。在優(yōu)選實施例中，采用音頻裝置220或電話295進(jìn)行音頻輸出和輸入，本發(fā)明的一個重要屬性是輸出音頻信號和輸出視頻信號的獨立性。如果還使用電視240或其它視頻顯示器225進(jìn)行音頻輸出，則輸出音頻信號可以與基帶輸出視頻信號合并(而不是分離出音頻部分，將其獨立地尋路到音頻裝置220或話機(jī)2951到295n)。接著，在步驟525中，調(diào)制基帶輸出視頻信號(以及可能的輸出音頻信號)，生成射頻輸出視頻(以及音頻)信號，也稱作合成輸出視頻信號，在步驟535中，發(fā)送RF輸出視頻(和音頻)信號。在優(yōu)選實施例中，步驟525和535由RF調(diào)制器/解調(diào)器205或RF調(diào)制器270完成。此外，輸出音頻信號還可以是近端和遠(yuǎn)端(遠(yuǎn)程)音頻的組合，在電視接收機(jī)中生成了近端和遠(yuǎn)端組合的可用音頻。這種組合允許從近端和遠(yuǎn)端同時記錄和監(jiān)控音頻/視頻信息。
在優(yōu)選實施例中，步驟510、520、530和540(涉及(從本地)發(fā)送視頻會議信息給另一位置，例如遠(yuǎn)端)也與步驟505、515、525和535同時進(jìn)行(涉及(在本地)接收從另一位置，例如遠(yuǎn)端發(fā)送的視頻會議信息)。在步驟510中，接收到射頻輸入視頻信號和輸入音頻信號。如上所述，在優(yōu)選實施例中，輸入視頻信號和輸入音頻信號彼此獨立。在優(yōu)選實施例中，來自攝像機(jī)接口235(或直接來自攝像機(jī)230)的射頻輸入視頻信號由RF解調(diào)器275或RF調(diào)制器/解調(diào)器205接收，輸入音頻信號則由音頻裝置220和用戶接口215，或者話機(jī)2951到295n和用戶音頻接口255接收?？蛇x地，輸入音頻信號也可以由視頻攝像機(jī)230中的麥克風(fēng)接收，并作為來自攝像機(jī)接口235的RF輸入視頻信號的一部分予以包括。接著在步驟520中，最后在RF解調(diào)器275或RF調(diào)制器/解調(diào)器205中，解調(diào)RF輸入視頻(以及可能的音頻)信號，生成基帶輸入視頻(以及可能的音頻)信號。在步驟530中，最好由處理器裝置190，或者更特定地由音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)265、微處理器子系統(tǒng)260以及話音DSP 415，將基帶輸入視頻信號和輸入音頻信號轉(zhuǎn)換成第二協(xié)議信號。在步驟535和540之后，當(dāng)步驟545終止視頻會議時，例如通過掛機(jī)，則處理結(jié)束，返回步驟550，如果視頻會議在步驟545沒有結(jié)束，則該方法繼續(xù)，返回到步驟505和510。
圖12的流程圖說明了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的電話和視頻會議控制方法。圖12還說明了在本發(fā)明的系統(tǒng)中電話，例如話機(jī)2951到295n的多種作用，包括提供電話(POTS)，提供視頻呼叫控制，以及提供視頻會議的音頻部分。參看圖12，從步驟600開始，步驟605檢測到業(yè)務(wù)請求，例如摘機(jī)或接收到一個來話通知信號。接著，在步驟610，提供一個用戶指示或通知，例如撥號音或來話振鈴信號，并收集信令信息，例如電話號碼的DTMF數(shù)字或“**”。如果在步驟615中請求視頻會議，例如通過輸入“**”或從網(wǎng)絡(luò)140接收到某個進(jìn)入消息，則該方法繼續(xù)到步驟635。如果在步驟615中沒有請求視頻會議，則該方法繼續(xù)到步驟620，請求或建立一次電話呼叫，例如產(chǎn)生DTMF信號音，在用戶話機(jī)和網(wǎng)絡(luò)140之間連接一條音頻路徑，之后在步驟635，進(jìn)入透明電話模式并發(fā)送音頻(一般是PCM)數(shù)據(jù)給網(wǎng)絡(luò)140。該音頻數(shù)據(jù)已經(jīng)過PCM編碼，由有線網(wǎng)絡(luò)接口210轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)臄?shù)字或模擬格式(例如ISDN、POTS等等)，傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)140。如果步驟630中終止了電話呼叫，該方法結(jié)束，返回步驟660。
繼續(xù)參看圖12，如果在步驟615中請求了視頻會議，該方法繼續(xù)到步驟635，啟動視頻會議控制系統(tǒng)，例如播放如上所述的一段初始語音提示。接著，在步驟640中，收集視頻輸入請求類型，完成請求的相應(yīng)業(yè)務(wù)，例如使用號碼簿發(fā)起一次視頻會議呼叫，更新視頻會議呼叫號碼簿，手工發(fā)起一次視頻會議呼叫，屏蔽一次輸入(音頻或視頻)，提供環(huán)回(例如本地自我監(jiān)控或其它監(jiān)視)，播放幫助或錯誤消息或菜單選項，或者現(xiàn)有的視頻會議控制系統(tǒng)。在步驟645中，請求或建立一次視頻會議呼叫(例如針對一次視頻來話呼叫)，在步驟650中，進(jìn)入視頻會議模式，將協(xié)議編碼(例如，H.32x和Q.x或V.x協(xié)議中的一種)音頻和視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)140。如果在步驟655終止了視頻會議呼叫，例如通過掛機(jī)，則該方法終止，返回步驟660。
本發(fā)明的許多裝置和系統(tǒng)實施例的一個特別新穎的屬性在于，同一個裝置和系統(tǒng)中ISDN和POTS的互操作性。這種ISDN/POTS互操作性也與優(yōu)選實施例中電話295使用的“三用性”相關(guān)，用于電話(POTS)，用于音頻輸入和輸出(用于ISDN或POTS視頻)，以及用于呼叫控制(以選擇視頻或電話模式)。因此，如果使用音頻裝置220或電話295進(jìn)行ISDN視頻會議，本發(fā)明的方法可以包括避免與同時使用的POTS業(yè)務(wù)之間的潛在沖突的許多模式。例如，在使用電話295進(jìn)行呼叫控制和音頻輸入輸出的ISDN視頻會議期間，該方法提供了避免，例如在收到POTS來話時發(fā)生的POTS沖突的方式。避免這種沖突的一種可選方案包括，在這種ISDN視頻會議正在進(jìn)行時，將POTS線路107設(shè)置成“忙”。另一種可選方案包括向視頻會議的音頻部分提供POTS優(yōu)先級，例如允許用戶在進(jìn)行視頻會議(或者維持視頻鏈路)的同時接收POTS音頻，例如用于一般通過POTS線路進(jìn)行的緊急情況(例如緊急呼叫)。其它可選方案可以包括，提供POTS主叫標(biāo)識(主叫ID)功能，例如在主叫ID單元或視頻顯示器225(或電視240)上顯示主叫ID FSK調(diào)制數(shù)據(jù)，允許用戶決定是否終止視頻會議。這種可選方案的實現(xiàn)方式可以是，例如通過呼叫等待(插簧)系統(tǒng)，或者使POTS線路返回到掛機(jī)狀態(tài)，之后發(fā)出振鈴信號并摘機(jī)。針對正在進(jìn)行某個POTS呼叫時，又收到一個ISDN來話視頻呼叫的情況，可以實現(xiàn)類似的沖突解決方案。此外，也可以實現(xiàn)一種本地的非網(wǎng)絡(luò)瞬時系統(tǒng)，允許用戶在POTS呼叫和并行的ISDN視頻呼叫之間切換。如上所述，這種沖突解決方案的實現(xiàn)還可以采用下述方式使用話機(jī)295的鍵盤和視頻顯示器225(或電視240)組合作為圖形用戶接口，用于用戶控制信號的輸入和選擇潛在的競爭呼叫。
網(wǎng)絡(luò)配置是另一種功能，它可以由話機(jī)295和用戶音頻接口255完成，可以特定地在屏幕顯示(在電視220或視頻顯示器225)上采用菜單選項顯示。例如，如同在第四種相關(guān)應(yīng)用中所公開的，例如自動配置ISDN參數(shù)，例如交換類型和SPID的ISDN自動配置能力，可以在處理器裝置190中實現(xiàn)，并由用戶通過控制功能執(zhí)行(作為用戶通過話機(jī)295或其它用戶接口215輸入的選項)。此外，對POTS會議能力而言，V.x或其它調(diào)制解調(diào)器配置參數(shù)(例如自動或手工應(yīng)答)也可以配置成由用戶通過話機(jī)295或其它用戶接口215輸入的選項。
自動應(yīng)答調(diào)制解調(diào)器選項也產(chǎn)生了POTS電話和POTS視頻會議間的可能沖突的另一領(lǐng)域，尤其當(dāng)用戶在電話(POTS)線路107上采用電話應(yīng)答機(jī)時，情況更是如此。在優(yōu)選實施例中，為了確定POTS來話是一次電話呼叫還是一次視頻會議，在優(yōu)選實施例中采用一個載波(例如V.34載頻)檢測器，從而如果發(fā)現(xiàn)載波，則視頻接入裝置110或150進(jìn)行V.x協(xié)議(例如訓(xùn)練序列)處理，如果沒有檢測到載波，則視頻接入裝置110或150假定是進(jìn)行一次話音(電話)呼叫，允許電話295(或應(yīng)答機(jī))振鈴并應(yīng)答來話。
對于ISDN電話和ISDN視頻會議也是類似情況，視頻接入裝置110或150可能檢測到一個H.320或其它視頻協(xié)議，并可能提供一個不同的振鈴以指示一次來話視頻呼叫。如果用戶摘機(jī)，則例如采用Q.931協(xié)議連接ISDN視頻呼叫。相應(yīng)地，如果應(yīng)答機(jī)摘機(jī)，則可以通過ISDN呼叫的音頻部分，允許在例如H.320視頻會議呼叫期間留下音頻消息。
顯而易見，各種不同的視頻接入裝置110和150，以及不同的視頻會議系統(tǒng)200和300存在著許多優(yōu)點。首先，因為輸出視頻信號經(jīng)過調(diào)制，并在第二通信信道227，例如用戶前端中的整個同軸電纜上傳輸，所以優(yōu)選實施例中的音頻/可視會議和電話系統(tǒng)可以工作在用戶前端中多于一個指定節(jié)點或位置，例如使用用戶前端中任一視頻電話、或電話和電視，提供多個視點和多個參與點。視頻會議能力的這種廣播功能是本文獻(xiàn)和第二相關(guān)應(yīng)用公開的發(fā)明所獨有的。此外，優(yōu)選實施例的音頻/可視會議和電話系統(tǒng)可以是移動的，使用用戶前端中任意位置的視頻攝像機(jī)230和攝像機(jī)接口235，并且可以從任一處接入第二通信信道227(例如同軸電纜)。因此，沒有將使用視頻會議能力的用戶限制于一處，例如在PC中或者在專用會議室。此外，例如通過簡單地增加或刪除電視和視頻攝像機(jī)，可以根據(jù)需要將系統(tǒng)配置到附加位置。
此外，根據(jù)優(yōu)選實施例，音頻/可視會議和電話系統(tǒng)采用客戶家庭或前端中一般已有的設(shè)備，例如已有的電視、視頻攝像機(jī)或攝像編碼器和電話。因此，與目前可用的基于PC的系統(tǒng)或獨立視頻會議系統(tǒng)相比，可以以相對低廉的費用實現(xiàn)本系統(tǒng)。此外，與現(xiàn)有技術(shù)視頻會議系統(tǒng)相比，本發(fā)明的系統(tǒng)被設(shè)計成可與其它已有的視頻會議系統(tǒng)，例如采用ISDN或PSTN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的使用兼容，而不是僅與其中之一兼容(無法兼容兩者)。并且，本發(fā)明的系統(tǒng)用戶友好、易于安裝和使用，對客戶的居家購物和使用而言較為便宜。
本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)的另一個吸引人的屬性在于，用戶接口的多功能，例如電話(作為用戶接口)的雙重功能，用于控制視頻會議呼叫和視頻會議呼叫的音頻部分。與呼叫進(jìn)行和呼叫控制一般需要特殊交換和特殊網(wǎng)絡(luò)操作的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比，這種屬性也是全新的。這種雙重性與POTS電話業(yè)務(wù)的使用共存。本發(fā)明優(yōu)選實施例的另一個重要屬性是電話操作的透明性，用戶無需知道收發(fā)電話呼叫的視頻會議能力。
本發(fā)明優(yōu)選實施例的其它特殊屬性包括“環(huán)回”操作，例如同一個系統(tǒng)除了進(jìn)行會議之外，還可以用于監(jiān)視，例如嬰兒監(jiān)控。基于本發(fā)明的復(fù)用能力，可以環(huán)回多個攝像機(jī)的視頻，例如提供多個位置的同時監(jiān)視。本發(fā)明的另一個重要屬性是音頻/視頻會議的音頻部分獨立于視頻部分。并且，所說明的視頻會議能力也是獨立于協(xié)議的，從而可以采用和下載多種通信協(xié)議而無需用戶干預(yù)。
根據(jù)前述內(nèi)容可知，在不偏離本發(fā)明新穎概念的精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行許多變動和改進(jìn)。應(yīng)當(dāng)理解，針對本文獻(xiàn)中說明的特定方法和裝置并沒有施加，也不應(yīng)推斷出某種限制。當(dāng)然，我們希望在后附權(quán)利要求書中覆蓋權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有這些改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種視頻接入裝置，包括一個有線網(wǎng)絡(luò)接口，連接到第一通信信道，用于接收第一協(xié)議信號，以生成接收協(xié)議信號，并用于發(fā)送第二協(xié)議信號，以生成發(fā)送協(xié)議信號；一個射頻調(diào)制解調(diào)器，用于將基帶輸出視頻信號轉(zhuǎn)換成射頻輸出視頻信號，以及將射頻輸入視頻信號轉(zhuǎn)換基帶輸入視頻信號；一個用戶接口，用于接收多個控制信號中的第一控制信號；以及一個處理器裝置，該處理器裝置連接到有線網(wǎng)絡(luò)接口，連接到射頻調(diào)制解調(diào)器，連接到用戶接口，該處理器裝置通過一組程序指令響應(yīng)于第一控制信號，將接收協(xié)議信號轉(zhuǎn)換成基帶輸出視頻信號和輸出音頻信號，該處理器裝置還負(fù)責(zé)將基帶輸入視頻信號和輸入音頻信號轉(zhuǎn)換成第二協(xié)議信號。
2．一種音頻和視頻會議系統(tǒng)，該音頻和視頻會議系統(tǒng)連接到通信信道以進(jìn)行音頻和視頻發(fā)送和接收，該音頻和視頻會議系統(tǒng)包括一個音頻接口；一個視頻顯示器；一個視頻攝像機(jī)；一個連接到視頻攝像機(jī)的攝像機(jī)接口；一個連接到音頻接口的視頻接入裝置，該視頻接入裝置還通過通信信道連接到視頻顯示器和攝像機(jī)接口。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的音頻和視頻會議系統(tǒng)，其中視頻接入裝置具有一個用戶接口，用于輸入多個控制信號，這些控制信號包括第一控制信號，用以選擇音頻和視頻會議系統(tǒng)的音頻/視頻會議模式。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的音頻和視頻會議系統(tǒng)，其中在沒有第一控制信號的情況下，透明地選擇音頻和視頻會議系統(tǒng)的電話模式。
5．根據(jù)權(quán)利要求2的音頻和視頻會議系統(tǒng)，其中音頻接口是一個話機(jī)，該話機(jī)連接到視頻接入裝置，用于輸入多個控制信號中的某個控制信號，當(dāng)音頻和視頻會議系統(tǒng)處于音頻/視頻會議模式時，用于輸入某個輸入音頻信號和輸出某個輸出音頻信號，以及當(dāng)音頻和視頻會議系統(tǒng)處于電話模式時，用于進(jìn)行電話呼叫。
6．一種進(jìn)行音頻/視頻會議的方法，該方法包括(a)接收第一協(xié)議信號，以生成接收協(xié)議信號；(b)將接收協(xié)議信號轉(zhuǎn)換成一個基帶輸出視頻信號和一個輸出音頻信號；(c)調(diào)制基帶輸出視頻信號，生成射頻輸出視頻信號；(d)發(fā)送射頻輸出視頻信號和輸出音頻信號；(e)接收射頻輸入視頻信號和輸入音頻信號；(f)解調(diào)射頻輸入視頻信號，生成基帶輸入視頻信號；(g)將基帶輸入視頻信號和輸入音頻信號轉(zhuǎn)換成第二協(xié)議信號；以及(h)發(fā)送第二協(xié)議信號，以生成發(fā)送協(xié)議信號。
7．一種視頻接入裝置，包括一個有線網(wǎng)絡(luò)接口，連接到第一通信信道，該有線網(wǎng)絡(luò)接口具有一個ISDN接口，用于接收第一ISDN編碼H.32x數(shù)字音頻/視頻協(xié)議信號，用于發(fā)送第二ISDN編碼H.32x數(shù)字音頻/視頻協(xié)議信號，以及用于發(fā)送和接收數(shù)字電話信號；一個射頻調(diào)制器，用于將基帶NTSC/PAL編碼合成輸出視頻信號轉(zhuǎn)換成射頻調(diào)幅殘余邊帶輸出視頻信號；一個射頻解調(diào)器，用于將射頻調(diào)幅殘余邊帶輸入視頻信號轉(zhuǎn)換基帶NTSC/PAL編碼合成輸入視頻信號；一個音頻/用戶接口，用于接收多個控制信號中的第一控制信號，用于接收輸入模擬音頻信號，將輸入模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成輸入數(shù)字音頻信號，以及用于將輸出數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換成輸出模擬音頻信號，并輸出該輸出模擬音頻信號；以及一個微處理器子系統(tǒng)，連接到有線網(wǎng)絡(luò)接口和音頻/用戶接口，該微處理器子系統(tǒng)通過一組程序指令響應(yīng)于第一控制信號，解碼第一ISDN編碼H.32x數(shù)字音頻/視頻協(xié)議信號，生成H.32x編碼輸出音頻/視頻數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，該微處理器子系統(tǒng)還負(fù)責(zé)將H.32x編碼輸入數(shù)字音頻信號和H.32x編碼輸入視頻信號數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成第二ISDN編碼H.32x數(shù)字音頻/視頻協(xié)議信號；以及一個音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)，連接到該微處理器子系統(tǒng)，并進(jìn)一步連接到射頻調(diào)制器和射頻解調(diào)器，該音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)通過一組程序指令，負(fù)責(zé)將基帶NTSC/PAL編碼合成輸入視頻信號轉(zhuǎn)換并壓縮成H.32x編碼輸入視頻信號數(shù)據(jù)流，將輸入數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換并壓縮成H.32x編碼輸入數(shù)字音頻信號，并將H.32x編碼輸出音頻/視頻數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流解壓并轉(zhuǎn)換成基帶NTSC/PAL編碼合成輸出視頻信號和輸出數(shù)字音頻信號。
8．一種視頻接入裝置，包括一個有線網(wǎng)絡(luò)接口，連接到第一通信信道，該有線網(wǎng)絡(luò)接口具有一個電話接口，用于接收并解調(diào)第一V.x編碼H.32x模擬音頻/視頻協(xié)議信號，以生成第一V.x編碼H.32x數(shù)字音頻/視頻協(xié)議信號，用于調(diào)制并發(fā)送第二V.x編碼H.32x數(shù)字音頻/視頻協(xié)議信號，以生成發(fā)送V.x編碼H.32x模擬音頻/視頻協(xié)議信號，以及用于發(fā)送和接收模擬電話信號；一個射頻調(diào)制器，用于將基帶NTSC/PAL編碼合成輸出視頻信號轉(zhuǎn)換成射頻調(diào)幅殘余邊帶輸出視頻信號；一個射頻解調(diào)器，用于將射頻調(diào)幅殘余邊帶輸入視頻信號轉(zhuǎn)換基帶NTSC/PAL編碼合成輸入視頻信號；一個音頻/用戶接口，用于接收多個控制信號中的第一控制信號，用于接收輸入模擬音頻信號，將輸入模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成輸入數(shù)字音頻信號，以及用于將輸出數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換成輸出模擬音頻信號，并輸出該輸出模擬音頻信號；以及一個微處理器子系統(tǒng)，連接到有線網(wǎng)絡(luò)接口和音頻/用戶接口；以及一個音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)，連接到該微處理器子系統(tǒng)，并進(jìn)一步連接到射頻調(diào)制器和射頻解調(diào)器，該音頻/視頻壓縮和解壓子系統(tǒng)與該微處理器子系統(tǒng)和用戶音頻接口一起，通過一組程序指令并響應(yīng)于第一控制信號，將第一V.x編碼H.32x數(shù)字音頻/視頻協(xié)議信號解碼、解壓并轉(zhuǎn)換成基帶NTSC/PAL編碼合成輸出視頻信號和輸出數(shù)字音頻信號，還負(fù)責(zé)將基帶NTSC/PAL編碼合成輸入視頻信號和數(shù)字輸入音頻信號編碼、壓縮并轉(zhuǎn)換第二V.x編碼H.32x數(shù)字音頻/視頻協(xié)議信號。
全文摘要
一種通過第一通信信道(103)提供音頻和視頻會議和電話的視頻接入裝置(110,150),前述第一通信信道(103)與網(wǎng)絡(luò)(140),例如公眾電話交換網(wǎng)或ISDN網(wǎng)通信。該視頻接入裝置(110)包括一個有線網(wǎng)絡(luò)接口(210),用于接收第一協(xié)議信號,以生成接收協(xié)議信號,并用于發(fā)送第二協(xié)議信號,以生成發(fā)送協(xié)議信號;一個射頻調(diào)制解調(diào)器(205),用于將基帶輸出視頻信號轉(zhuǎn)換成射頻輸出視頻信號,以及將射頻輸入視頻信號轉(zhuǎn)換基帶輸入視頻信號;一個用戶接口(215),用于接收多個控制信號中的第一控制信號;以及一個處理器裝置(190),通過一組程序指令響應(yīng)于第一控制信號,將接收協(xié)議信號轉(zhuǎn)換成基帶輸出視頻信號和輸出音頻信號,以及將基帶輸入視頻信號和輸入音頻信號轉(zhuǎn)換成第二協(xié)議信號。
文檔編號H04N7/14GK1232592SQ97191368
公開日1999年10月20日 申請日期1997年10月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月1日
發(fā)明者蒂莫西·M·布克, 道格拉斯·紐林 申請人:摩托羅拉公司