專利名稱：動態(tài)控制視頻會議系統(tǒng)中的圖像捕獲的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信，并且更具體而言涉及動態(tài)控制視頻會議系統(tǒng)中 的圖像捕獲的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
視頻會議，也被稱為視頻遠(yuǎn)程會議，是自從引入電視以來已經(jīng)以多種 形式存在的一種可視合作形式。視頻會議的早期形式表現(xiàn)為使用線纜的閉
路電視系統(tǒng)。在第一次載人航天飛行期間，NASA也實(shí)現(xiàn)了使用多無線鏈 路的一種早期的視頻會議形式。
但是，已經(jīng)證明這種技術(shù)對于更多的諸如商業(yè)會議之類的普通應(yīng)用來 說太昂貴，要不然就是不現(xiàn)實(shí)的。直到在1980年代和1990年代帶寬和壓 縮技術(shù)的改進(jìn)使得通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際傳輸成為可能，視頻會議才成為針 對這些應(yīng)用的可行通信選擇。最終，在1990年代末期出現(xiàn)了作為普通會 議介質(zhì)的基于IP的通信系統(tǒng)。
今天，視頻會議應(yīng)用正在商業(yè)和醫(yī)療保健業(yè)，以及普通大眾中普及。 雖然底層的技術(shù)正在繼續(xù)演進(jìn)，但是需要開發(fā)新的處理和系統(tǒng)來提高這種 尖端通信介質(zhì)的質(zhì)量、可靠性和簡易性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)實(shí)質(zhì)上減少或消除了與視頻會議系統(tǒng)質(zhì)量相關(guān)的某 些缺點(diǎn)和問題。具體而言，本發(fā)明通過減少圖像捕獲中的模糊的系統(tǒng)和方 法，在很大程度上提高了視頻會議系統(tǒng)的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，提供了一種在視頻會議中捕獲和發(fā)送幀的 方法。該方法包括根據(jù)可變控制數(shù)據(jù)確定幀率和快門速度，根據(jù)所確定的 快門速度來捕獲圖像數(shù)據(jù)，以及通過通信接口向遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)發(fā)送所捕獲的圖像數(shù)據(jù)。所述可變控制數(shù)據(jù)指定所述幀率和所述快門速度之間的 關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例，提供了 一種用于在視頻會議中捕獲和發(fā)送 幀的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括圖像數(shù)據(jù)接口、通信接口和耦合到所述圖像數(shù)據(jù)接 口和所述通信接口的控制器。該控制器可操作來通過所述通信接口接收 可變控制數(shù)據(jù)，根據(jù)控制數(shù)據(jù)中的可變快門速度參數(shù)通過所述圖像數(shù)據(jù)接 口來捕獲圖像數(shù)據(jù)，以及通過所述通信接口向遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)發(fā)送所捕 獲的圖像數(shù)據(jù)。
某些實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于會議參與者能夠控制遠(yuǎn)程程序設(shè)備的圖像捕獲 特性。更具體而言，會議參與者可以動態(tài)地調(diào)節(jié)圖像捕獲參數(shù)以控制遠(yuǎn)程
會議站點(diǎn)所捕獲并發(fā)送來的圖像的模糊和頻閃(strobe)效應(yīng)。因此，會
議參與者可以動態(tài)地補(bǔ)償個人偏好以及遠(yuǎn)程參與者不同程度的運(yùn)動。
根據(jù)下面的附圖、說明書和權(quán)利要求，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會很容易 地清楚本發(fā)明的其它技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。而且，雖然上面列舉了特定優(yōu)點(diǎn)，但是各 種實(shí)施例可以包括所有、 一些所列舉的優(yōu)點(diǎn)，或者不包含所列舉的優(yōu)點(diǎn)。


為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考下面的描述， 在附圖中-
圖1是視頻會議系統(tǒng)中的端點(diǎn)(endpoint)的簡化框圖； 圖2是圖1的端點(diǎn)中的視頻捕獲設(shè)備的簡化框圖；以及 圖3是示出了圖2的視頻捕獲設(shè)備的示例操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
可以用各種硬件和軟件配置來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的原理。如在本領(lǐng)域中普遍 所知的，實(shí)現(xiàn)下述功能的結(jié)構(gòu)可以包括任何適當(dāng)?shù)谋慌渲玫臄?shù)據(jù)處理硬 件、軟件、過程、算法或其組合。此外，可以在單個物理設(shè)備或分布式的 多個物理設(shè)備中合并該結(jié)構(gòu)和功能。
另外，下面將參考功能元件的示例性網(wǎng)絡(luò)來描述某些實(shí)施例。每個這樣的功能元件可以代表硬件、軟件、過程、算法或其組合。"網(wǎng)絡(luò)"包括 通過通信介質(zhì)彼此耦合并且彼此通信的任意數(shù)量的這些功能元件。"通信 介質(zhì)"包括但不限于功能元件可以通過其發(fā)送數(shù)據(jù)的任意傳導(dǎo)性的、光學(xué) 的、電磁的或其它介質(zhì)。除非在下面的上下文中另外指示，否則所有網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)可以使用公共可用協(xié)議或消息服務(wù)來通過網(wǎng)絡(luò)彼此交換信號、消息以 及其它形式的電通信。
與某些方面相關(guān)聯(lián)的軟件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常存儲在存儲器中，該存儲器 可以被直接耦合到功能元件或者通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程地耦合到功能元件。在此所 用的術(shù)語"存儲器"包括但不限于數(shù)據(jù)或軟件可以在其中存儲任意長時間 的任何易失性或者永久性的介質(zhì)，例如電子電路、磁盤或者光盤。單個存 儲器可以包含多個介質(zhì)并且被分布在多個介質(zhì)上。
圖1是本發(fā)明可以在其中操作的視頻會議系統(tǒng)中的端點(diǎn)2的簡化框
圖。端點(diǎn)2被提供來僅用于說明的目的，因?yàn)橐曨l會議系統(tǒng)的配置和元件 可以廣泛地變化。端點(diǎn)2的功能元件可以包括，但不限于視頻捕獲設(shè)備 4、會議顯示器6、端點(diǎn)控制器8以及用戶接口 10。通常，端點(diǎn)還包括用 于音頻輸入(例如麥克風(fēng))和音頻輸出(例如揚(yáng)聲器)的元件。視頻捕獲 設(shè)備4代表可操作來接收圖像數(shù)據(jù)并產(chǎn)生圖像幀的任意成像設(shè)備或視頻輸 入元件，例如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。會議顯示器6代表可操作來顯示圖像的任意視 頻輸出元件，同時用戶接口 10代表可操作來與終端用戶(具體而言是會 議參與者)交互的任意功能元件。
端點(diǎn)控制器8代表可操作來與視頻會議系統(tǒng)的其它元件通信的任意功 能元件，其它元件包括本地元件(例如視頻捕獲設(shè)備4)和通過網(wǎng)絡(luò)接口 耦合到網(wǎng)絡(luò)12上的遠(yuǎn)程元件。端點(diǎn)控制器8—般地可操作來通過網(wǎng)絡(luò)12 建立與遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)端點(diǎn)的媒體會話。在某些實(shí)施例中，端點(diǎn)控制器 8還控制用戶接口 10的行為并且接收來自用戶接口 10的用戶輸入。端點(diǎn) 控制器8還可以包括編解碼器，該編解碼器是可操作來壓縮/解壓縮與會議 相關(guān)聯(lián)的媒體流(包括圖像數(shù)據(jù))的任意功能元件。
本發(fā)明的某些實(shí)施例考慮了在傳統(tǒng)音頻和視頻會議系統(tǒng)的環(huán)境中操 作。然而其它實(shí)施例意圖結(jié)合被設(shè)計(jì)來提供仿真面對面會議的體驗(yàn)的會議元件而操作。例如，這種元件可以包括足夠尺寸的一個或多個高清晰屏 幕，以顯示會議參與者的真實(shí)大小的圖像，同時音頻組件提供高清晰環(huán)繞
聲。這種體驗(yàn)在此被稱作"遙現(xiàn)(telepresence)"會議，用以傳達(dá)勝過傳 統(tǒng)視頻會議體驗(yàn)的質(zhì)量和體驗(yàn)的會議系統(tǒng)的理念。
一般地，會議系統(tǒng)通過在兩個端點(diǎn)之間，尤其通過網(wǎng)絡(luò)而在兩個端點(diǎn) 之間建立媒體會話而操作。圖1可以表示這兩個端點(diǎn)，但是如已經(jīng)提到 的，端點(diǎn)的精確配置可以廣泛地變化。 一旦端點(diǎn)建立媒體會話，則它們每 個應(yīng)用各種元件來捕獲并傳遞媒體數(shù)據(jù)，例如音頻和視頻數(shù)據(jù)。該媒體數(shù) 據(jù)隨后作為媒體流通過網(wǎng)絡(luò)在兩個端點(diǎn)之間被傳送。接收端點(diǎn)隨后通過適 當(dāng)?shù)妮敵鲈O(shè)備(例如會議顯示器6)向會議參與者傳達(dá)該媒體數(shù)據(jù)。如下 所述，本發(fā)明的某些實(shí)施例提供了用于交互地控制媒體數(shù)據(jù)的捕獲和傳送 的機(jī)制。
圖2是圖1的端點(diǎn)中的視頻捕獲設(shè)備4的簡化框圖。視頻捕獲設(shè)備4 一般包括存儲器14、圖像控制器16以及圖像捕獲接口 18。在某些實(shí)施例 中，視頻捕獲設(shè)備4還可以包括通信接口20。
在一個實(shí)施例中，圖像捕獲接口 18包括光傳感器22和快門(未示 出)。該快門可以是物理機(jī)構(gòu)，或者其可以是虛擬(或者電子的)快門。 圖像控制器16打開物理快門以向光傳感器22暴露光，并關(guān)閉快門以中斷 到達(dá)光傳感器22的光。反之，圖像控制器16可以僅通過命令光傳感器22 收集給定時間的圖像數(shù)據(jù)并隨后可能忽略給定時間的圖像數(shù)據(jù)來操作電子 快門。術(shù)語"快門速度" 一般指光傳感器22收集圖像數(shù)據(jù)的時間長度。 圖像控制器16將來自光傳感器22的光信息轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)通 常存儲在存儲器14中。代表單個圖像的圖像數(shù)據(jù)通常稱作"幀"。
通信接口 20代表可操作來連接到其它功能元件用于傳送數(shù)字化的或 模擬信號形式的數(shù)據(jù)的任意功能元件，并且其可以包括但不限于以太網(wǎng)接 口、空中鏈路、紅外鏈路、串口或并口。通信接口 20可以直接或者間接 地被耦合到視頻會議系統(tǒng)的遠(yuǎn)程端點(diǎn)。如圖1所示，通信接口 20可以通 過被耦合到網(wǎng)絡(luò)12的端點(diǎn)控制器8將視頻捕獲設(shè)備4間接耦合到遠(yuǎn)程端 點(diǎn)。圖像控制器16可以通過通信接口 20接收來自遠(yuǎn)程端點(diǎn)的控制數(shù)據(jù)，并且可以通過通信接口 20將幀發(fā)送到遠(yuǎn)程端點(diǎn)用于由其它會議參與者觀 看。圖像控制器16發(fā)送幀的速率在此稱作"幀傳輸速率"。該幀傳輸速 率可以與幀捕獲速率相同。幀傳輸速率和幀捕獲速率總地被稱為"幀率" (framerate)。
快門速度通常會影響給定圖像的特性。具體而言，快門速度影響"模 糊"和"頻閃"特性。例如，給定某個幀捕獲速率， 一個相對高的快門速 度可能產(chǎn)生當(dāng)被顯示時好像頻閃(即不連續(xù)地移動)的清晰的圖像。反 之，較低的快門速度可能產(chǎn)生當(dāng)顯示時顯得連續(xù)但是模糊的圖像。這些影 響甚至還可能通過快速移動(即幀之間的重大改變)而進(jìn)一步加重。為了 適應(yīng)不同的移動程度以及會議參與者的個人偏好，本發(fā)明的各種實(shí)施例提 供了一種用于動態(tài)地控制快門速度和/或幀率以調(diào)節(jié)這些模糊和頻閃效應(yīng)的 機(jī)制(下面將更詳細(xì)描述)。
圖3是示出在視頻會議期間動態(tài)地控制快門速度和/或幀率的視頻捕獲 設(shè)備4的示例操作的流程圖。在步驟100，端點(diǎn)控制器8建立與遠(yuǎn)程端點(diǎn) 的媒體會話。在步驟102，圖像控制器16接收控制數(shù)據(jù)。在步驟104，圖 像控制器16處理控制數(shù)據(jù)以確定適當(dāng)?shù)目扉T速度和幀率。在步驟106，圖 像控制器16根據(jù)步驟104中確定的快門速度和幀率來操作快門以捕獲圖 像數(shù)據(jù)并產(chǎn)生幀。在步驟108，圖像控制器16通過通信接口 20發(fā)送圖像 數(shù)據(jù)。圖像控制器16重復(fù)步驟102-108直到確定該會話已終止為止(步驟 110-112)。
上面所提及的控制數(shù)據(jù)可以表示靜態(tài)的、預(yù)先配置的數(shù)據(jù)，或者其可 以表示動態(tài)控制數(shù)據(jù)，所述動態(tài)控制數(shù)據(jù)是由于與圖像控制器16或遠(yuǎn)程 端點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的終端用戶動作而產(chǎn)生的。例如，圖像控制器16或者遠(yuǎn)程端 點(diǎn)可以被耦合到用戶接口以控制圖像特性，所述用戶接口具有針對終端用 戶的撥號盤、滑條、自由形式輸入?yún)^(qū)等等。控制數(shù)據(jù)一般包括確定快門速 度和幀率(或者幀時間)之間的關(guān)系的可變參數(shù)。在一些實(shí)施例中，該關(guān) 系是獨(dú)立參數(shù)的結(jié)果，而在其它實(shí)施例中該關(guān)系表示一個參數(shù)相對其它參 數(shù)的比例。在一個實(shí)施例中，例如，控制數(shù)據(jù)包括可變快門速度和固定幀 率(或者相反)的獨(dú)立或絕對表達(dá)。然而在可選實(shí)施例中，控制數(shù)據(jù)可以表示快門速度相對幀率、模糊相對頻閃，或任何其它適當(dāng)?shù)亩攘康谋壤?百分比。
在某些實(shí)施例中，可以通過通信接口 20從遠(yuǎn)程端點(diǎn)(由此允許遠(yuǎn)程 控制圖像特性)或從端點(diǎn)控制器8接收控制數(shù)據(jù)?；蛘撸瑘D像控制器16 可以檢索來自存儲器14的控制數(shù)據(jù)。
雖然利用若干實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是也可以向本領(lǐng)域的技術(shù)人員 提出無數(shù)改變、變化、變更、變換和修改，并且期望本發(fā)明包含落在所附 權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的這些改變、變化、變更、變換和修改。
權(quán)利要求
1. 一種視頻會議系統(tǒng)，包括數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，該數(shù)字?jǐn)z像機(jī)可操作來根據(jù)幀率和快門速度捕獲數(shù)字視頻幀；以及耦合到所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的視頻會議控制器，所述視頻會議控制器可操作來建立與遠(yuǎn)程端點(diǎn)之間的會話，接收來自所述遠(yuǎn)程端點(diǎn)的、指定了所請求的幀捕獲參數(shù)的控制數(shù)據(jù)，基于所請求的幀捕獲參數(shù)為所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)設(shè)置所述幀率和所述快門速度，接收來自所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的數(shù)字視頻幀，以及結(jié)合該視頻會議會話向所述遠(yuǎn)程端點(diǎn)發(fā)送對所述數(shù)字視頻幀進(jìn)行了編碼的分組。
2. 如權(quán)利要求1所述的視頻會議系統(tǒng)，還包括顯示器，該顯示器可操作來顯示從所述遠(yuǎn)程端點(diǎn)接收的視頻信息；以及用戶接口，該用戶接口可操作來提供控制以使得能夠選擇遠(yuǎn)程幀捕獲 參數(shù)，其中，所述視頻會議控制器還可操作來向所述遠(yuǎn)程端點(diǎn)中繼所述遠(yuǎn) 程幀捕獲參數(shù)，以響應(yīng)于所述控制的選擇而動態(tài)地影響實(shí)時顯示的視頻信 息。
3. —種在視頻會議中捕獲和發(fā)送幀的方法，該方法包括 根據(jù)可變控制數(shù)據(jù)確定幀率和快門速度，其中，所述可變控制數(shù)據(jù)指定所述幀率和所述快門速度之間的關(guān)系；根據(jù)所確定的快門速度來捕獲圖像數(shù)據(jù)；以及通過通信接口向遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)發(fā)送所捕獲的圖像數(shù)據(jù)。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述可變控制數(shù)據(jù)是通過所述通 信接口從所述遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)接收的。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述可變控制數(shù)據(jù)包括固定幀率 輸入和可變快門速度輸入。
6. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述可變控制數(shù)據(jù)包括可變幀率 輸入和固定快門速度輸入。
7. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述可變控制數(shù)據(jù)包括所述幀率 相對于所述快門速度的比例。
8. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述通信接口是網(wǎng)絡(luò)接口；所述可變控制數(shù)據(jù)是通過所述網(wǎng)絡(luò)接口從所述視頻會議系統(tǒng)接收的； 所述可變控制數(shù)據(jù)包括固定幀率輸入和可變快門速度輸入；以及 所述可變快門速度輸入包括所述幀率相對于所述快門速度的比例。
9. 一種用于在視頻會議中捕獲和發(fā)送幀的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 圖像數(shù)據(jù)接口；通信接口；以及控制器，該控制器耦合到所述圖像數(shù)據(jù)接口和所述通信接口，該控制 器可操作來通過所述通信接口接收控制數(shù)據(jù)，其中所述控制數(shù)據(jù)包括可變快門速 度參數(shù)；根據(jù)所述可變快門速度參數(shù)通過所述圖像數(shù)據(jù)接口來捕獲圖像數(shù)據(jù)；以及通過所述通信接口向遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)發(fā)送所捕獲的圖像數(shù)據(jù)。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述控制數(shù)據(jù)還包括幀率參數(shù) 并且所述可變快門參數(shù)是所述幀率參數(shù)的分?jǐn)?shù)。
11. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述可變快門參數(shù)是快門速度 相對于幀率的比例。
12. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述控制數(shù)據(jù)是通過所述通信 接口從所述遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)接收的。
13. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述控制數(shù)據(jù)還包括幀率參數(shù)并且所述可變快門參數(shù)是所述幀率參數(shù) 的分?jǐn)?shù)；以及所述控制數(shù)據(jù)是通過所述通信接口從所述視頻會議系統(tǒng)接收的。
14. 用于在視頻會議中捕獲和發(fā)送幀的軟件，該軟件被實(shí)現(xiàn)在包括計(jì) 算機(jī)代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，以使得當(dāng)被執(zhí)行時可操作來根據(jù)可變控制數(shù)據(jù)來確定幀率和快門速度，其中，所述可變控制數(shù)據(jù) 指定所述幀率和所述快門速度之間的關(guān)系；根據(jù)所確定的快門速度來捕獲圖像數(shù)據(jù)；以及通過通信接口向遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)發(fā)送所捕獲的圖像數(shù)據(jù)。
15. 如權(quán)利要求14所述的軟件，其中，所述可變控制數(shù)據(jù)包括固定幀 率輸入和可變快門速度輸入。
16. 如權(quán)利要求14所述的軟件，其中，所述可變控制數(shù)據(jù)包括可變幀 率輸入和固定快門速度輸入。
17. 如權(quán)利要求14所述的軟件，其中，所述可變控制數(shù)據(jù)包括所述幀 率相對于所述快門速度的比例。
18. 如權(quán)利要求14所述的軟件，其中，所述可變控制數(shù)據(jù)是通過所述 通信接口從所述遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)接收的。
19. 如權(quán)利要求14所述的軟件，其中所述可變控制數(shù)據(jù)是通過所述通信接口從所述視頻會議系統(tǒng)接收的； 所述可變控制數(shù)據(jù)包括固定幀率輸入和可變快門速度輸入；以及 所述可變快門速度輸入包括所述幀率相對于所述快門速度的比例。
20. —種用于在視頻會議中捕獲和發(fā)送幀的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 用于通過網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)程端點(diǎn)接收控制數(shù)據(jù)的裝置，其中，所述控制數(shù)據(jù)包括可變快門速度參數(shù)；用于根據(jù)所述可變快門速度參數(shù)來接收圖像數(shù)據(jù)的裝置； 用于將所述圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為幀的裝置；以及 用于通過所述網(wǎng)絡(luò)將所述幀發(fā)送到所述遠(yuǎn)程端點(diǎn)的裝置。
全文摘要
提供了一種用于在視頻會議中捕獲和發(fā)送幀的系統(tǒng)和方法。該方法包括根據(jù)可變控制數(shù)據(jù)確定幀率和快門速度，根據(jù)所確定的快門速度來捕獲圖像數(shù)據(jù)，以及通過通信接口向遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)發(fā)送所捕獲的圖像數(shù)據(jù)。所述可變控制數(shù)據(jù)指定所述幀率和所述快門速度之間的關(guān)系。
文檔編號H04N7/15GK101433086SQ200780015308
公開日2009年5月13日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日
發(fā)明者理查德·T·威爾斯, 菲利普·R·格雷厄姆, 邁克爾·J·杜耶 申請人:思科技術(shù)公司