专利名称：一种可视电话及利用其提高语音质量的方法
技术领域：
本发明涉及多媒体技术领域，具体指应用于多媒体通信中的一种可视电话及利用其提高语音质量的方法。
背景技术：
PSTN(Public Switch Telephone Network)公用交换电话网)技术是基本的最通用的语音通信技术，使用PCM(Pulse Code Modulation脉冲编码调制)编码，具有语音稳定，质量好的优点，该技术的应用大大地拉紧了世界的距离，促进了人类交流和社会发展。但随着电脑技术、网络技术的发展和普及，多媒体通信正得到越来越多的重视，并逐步被推广应用，相信在未来几年内便会步入家庭时代。
在现有技术中，多媒体通信按照通信时承载网络的类型可分为窄带和宽带两类，其中由于宽带网络更适合多媒体通信而使得基于宽带H323(ITU-T组织制定的基于包网络的多媒体通讯标准)/SIP(Session Initiation ProtocolIETF组织制定的面向Internet会议和电话信令协议)协议的多媒体可视电话受到用户的重视和青睐。
但由于H323/SIP是基于宽带IP网络的协议，所以通信质量受网络质量影响大，当网络稳定性差，出现拥塞时，基于H323/SIP的可视电话终端就不能提供稳定性良好的多媒体通信，会出现诸如声音延时过大、声音不清及背景音噪杂等语音质量问题，进而严重影响了用户语音信息的传达。
为解决上述问题，现有技术常采用如下两种技术方案第一种自动降低视频带宽，即在H.323/SIP多媒体通信中，当网络出现不稳定或拥塞时通过自动降低视频部分的带宽，使得音频部分的带宽得到一定程度的提高，进而提高多媒体通信中语音的质量和稳定度。
在基于H.323/SIP协议的多媒体通信中，音频码流和视频码流是按照RTP(Real-time Transport Protocol实时传输协议)协议，以UDP(User DatagramProtocol用户数据报协议)包的形式发送出去的。由于UDP包受网络质量的影响大，网络拥塞时，UDP包很容易丢失，从而视音频质量差，网络通畅时，UDP丢失少或不丢失，从而视音频质量高。通过检测音频码流和视频码流的丢包率，可以判断网络的拥塞程度。
丢包率变大，说明可能网络拥塞，终端和对端便相互配合自动降低视频带宽(也就是视频码流的大小)，从而能够降低网络拥塞程度，改善网络状况，降低音频码流丢包率，在一定程度的保证了音频质量。
虽然第一种方案能在一定程度上缓解网络拥塞的程度，提高语音的质量，但仍然存在如下缺点1、在提高语音质量的同时，却因自动降低视频带宽而使得视频质量大大下降，即语音质量的提高是以降低视频质量为代价的。
2、网络质量差，原因有多种，多数情况下从终端个体降速不能降低整个网络的数据流量，不能改善网络状况，也就不可能降低音频丢包率和改善音频质量。
第二种使用QOS(Quality of Service服务质量)技术方案，即是利用以太帧头的优先级标志传送视音频码流，利用支持QOS的路由器在系统忙时能够使高优先级的包优先发送，来保证高优先级的视音频码流的传送。
具体到基于H323/SIP协议的可视电话终端时，即是通过在视音频数据的帧头填写的优先级，使得在网络拥塞时保证视音频数据包的传输，保证音频质量。
虽然第二种方案可以不用降低视频质量，但由于QOS却需要传输路径上所有路由器支持，所以存在如下问题1、由于目前网络不是所有的路由器都支持QOS，所以不能有效地支持第二种方案的实施；2、如果将网络中的不支持QOS的路由器改来支持QOS，则需要对现有网络进行大规模的调整，进而使得成本大大增加。
发明内容
本发明目的在于提供一种可视电话及利用其提高语音质量的方法，以解决现有技术在不降低视频质量的情况下无法提高语音质量的问题。
为解决上述问题，本发明提供如下的技术方案一种可视电话，包括PSTN功能模块，H.323/SIP功能模块、语音切换模块及语音接收/播放装置，其中，所述的PSTN功能模块通过电话线与PSTN网络相连，完成普通电话功能，支持PSTN电话拨号，呼叫和接听；所述的H.323/SIP功能模块通过网线与IP网络相连，完成基于H.323/SIP协议的呼叫、接听、视音频编解码、视音频发送接收和视频显示；所述的语音切换模块分别与所述的语音接收/播放装置、PSTN功能模块及H.323/SIP功能模块相连，通过所述的语音切换模块可实现在PSTN功能模块和H.323/SIP功能模块之间切换语音接收/播放装置。
所述的语音接收/播放装置为话筒。
所述的PSTN功能模块具有话筒接口和PSTN电话线接口。
所述的H.323/SIP功能模块有话筒接口，有显示屏，有网络接口，其中，所述的话筒接口用于声音输出和声音输入；所述的显示屏用来显示视频图像；所述的网络接口与网线连接，用于接入宽带网络。
所述语音切换模块具有由免提音箱，免提MIC和免提切换电路组合。
一种利用所述可视电话提高语音质量的方法，包括如下步骤监视步骤，在基于H.323/SIP的多媒体通信过程中，任何一端都对语音质量进行监视；切换步骤，当任何一端监视发现语音质量较差时，即在不断开现有H.323/SIP通话的情况下利用PSTN功能模块呼叫对端电话号码，同时将语音接收/播放装置切换到PSTN功能模块，使用户语音通过PSTN网络及PSTN功能模块传送到对端。
所述的语音接收/播放装置为话筒。
使用本发明的技术方案，具有如下优点1、通过利用PSTN网络进行高质量的语音通信，进而有效地解决了单纯H.323/SIP呼叫下语音质量低，受网络影响大的问题。
2、在保证语音通信质量不受网络影响的前提下，用户还可以根据网络状况等，自由选择是否使用PSTN网络来进行语音通信，如当网络比较稳定时，就不用选择PSTN网络来进行语音通信；当网络不稳定或堵塞时，则选择PSTN网络来进行语音通信。
3、由于本方案中用户可以选择在PSTN网络来进行语音通信，所以当用户不需在进行语音通信的同时进行视频通信时，就可以只进行PSTN呼叫，而不用进行H.323/SIP呼叫，进而使得用户有了更大的自由度。
图1为实施例中在实现本发明方法过程中使用的可视电话模块图；图2为实施例中在实现本发明方法过程中的网络连接示意图；图3为实施例中H.323/SIP呼叫先建立后，再建立PSTN呼叫的流程示意图；图4为实施例中PSTN呼叫先建立，再建立H.323/SIP呼叫的流程示意图；图5为实施例中同时发起H323/SIP、PSTN呼叫的流程示意图。
具体实施例方式
在介绍本发明的提高语音质量的方法的具体实现过程之前，先结合图1及图2，分别对可视电话模块结构及在实现本发明方法过程中的网络连接关系作一介绍。
请参考图1，为实施例中在实现本发明方法过程中使用的可视电话模块图，所述的可视电话包括PSTN功能模块，H.323/SIP功能模块和语音切换模块及话筒。
所述的PSTN功能模块通过电话线与PSTN网络相连，完成普通电话功能，支持PSTN电话拨号，呼叫和接听，具有话筒接口和PSTN电话线接口。所述的话筒接口和普通电话的话筒接口相同，用于声音输出和声音输入；电话线接口用来给H.323/SIP可视电话接入普通电话线。
所述的H.323/SIP功能模块通过网线与IP网络相连，完成基于H.323/SIP协议的呼叫、接听、视音频编解码、视音频发送接收和视频显示。所述的H.323/SIP功能模块在实现上述功能的过程中可以按照H.323协议实现，也可以按照SIP协议实现，或者两个协议都实现。所述的H.323/SIP功能模块有话筒接口，有显示屏，有网络接口，其中，所述的话筒接口用于声音输出和声音输入；所述的显示屏用来显示视频图像；所述的网络接口与网线连接，用于接入宽带网络。
所述的语音切换模块分别与所述的话筒、PSTN功能模块及H.323/SIP功能模块相连，通过所述的语音切换模块可实现在PSTN功能模块和H.323/SIP功能模块之间切换话筒，当切换到PSTN功能模块时，话筒和PSTN功能模块的话筒接口相连，这样话筒能够接收和播放PSTN模块传来的电话声音信号，并将话筒MIC(microphone麦克风)的输入传送到PSTN功能模块。当切换到H.323/SIP功能模块时，话筒和H.323/SIP功能模块的话筒接口相连，这样话筒就能够接收和播放H.323/SIP功能模块的音频输出信号，并将话筒MIC的语音输入信号传送到H.323/SIP功能模块，然后再经H.323/SIP功能模块编码后向IP网络传送。语音切换模块也可以同时连接两个模块，这样PSTN功能模块的语音和H.323/SIP功能模块语音可以同时播放，PSTN功能模块的语音和H.323/SIP功能模块也都发送经语音切换模块传送过来的由话筒MIC传来的语音。
当然上述的具有语音接收/播放功能的话筒MIC在实际应用中还可以用具有同样功能的语音接收/播放装置替代，由于这类装置在现有技术中有很多，在此就不再具体举例。
另外，语音切换模块也可以具有免提通话功能，所述的免提通话功能由免提音箱，免提MIC和免提切换电路组合来实现(图中未示出)。
请参考图2，为实施例中在实现本发明方法过程中的网络连接示意图，在所述的网络中，可视电话A和可视电话B都与PSTN网络及IP网络相连，即可视电话A及可视电话B间的语音通信可以通过PSTN网络完成，可以通过IP网络完成，也可以同时通过PSTN网络及IP网络完成。即可视电话A和可视电话B可同时建立两条呼叫，PSTN呼叫和H.323/SIP呼叫，其中，H.323/SIP呼叫负责在两个可视电话间传送视频、数据及网络音频；PSTN呼叫则负责传送PCM编码语音。
本发明的核心为如下两个步骤监视步骤，即在基于H.323/SIP的多媒体通信过程中，任何一端都对语音质量进行监视；切换步骤，即，当任何一端监视发现语音质量较差时，即在不断开现有H.323/SIP通话的情况下利用PSTN功能模块呼叫对端电话号码，同时将语音接收/播放装置切换到PSTN功能模块，使用户语音通过PSTN网络及PSTN功能模块传送到对端。因为通过PSTN网络传送的语音的质量远远优于基于H.323/SIP协议传送的语音的质量，且不受网络拥塞的影响，所以本发明能有效地解决基于H.323/SIP协议传送过程中语音质量下降的问题；同时，由于本发明还不降低的带宽，相反在将语音传送转到PSTN网络传送的同时还使得视频的带宽有所增加，所以本发明还在一定程度上提高了视频的传送质量。下面结合图3、图4及图5对本发明的方法作详细介绍在具体介绍之前，先作如下定义H.323/SIP呼叫，即为是通过H.323协议向对方发起建立通信的请求；PSTN呼叫，即为通过PSTN网络拨打对方以建立通信连接。
请参考图3，为实施例中H.323/SIP呼叫先建立后，再建立PSTN呼叫的流程示意图，所述的流程具体为一、可视电话A和可视电话B的H.323/SIP功能模块之间建立呼叫，互相发送视音频码流，图像显示在显示屏，声音通过已经切换到H.323/SIP功能模块的语音切换模块播放出来；二、用可视电话A的PSTN功能模块呼叫可视电话B的PSTN电话号码；同时可视电话B的语音切换模块将话筒切换到PSTN功能模块和H.323/SIP功能模块混合状态，当然如果现在立即切换到语音，则双方无法在PSTN呼叫过程中交流语音，因为此时PSTN呼叫还没有建立，语音切换模块切换到PSTN功能模块后，听不到对方语音，即H323/SIP虽然已经建立且可以通语音，但是没有接话筒；三、被叫的可视电话B接听PSTN电话，可视电话B的语音切换模块切换到PSTN功能模块，话筒听到的是从PSTN传来的对端可视电话A的话音，可视电话A也能从话筒中听到可视电话B的语音，而H.323/SIP呼叫继续保留；四、PSTN呼叫接通后，主叫的可视电话A将语音切换模块切换到PSTN功能模块；进而使得可视电话A和可视电话B就可以用PSTN功能模块通语音，H.323/SIP功能模块通视频和数据。
请参考图4，为实施例中PSTN呼叫先建立，再建立H.323/SIP呼叫的流程示意图，所述流程的具体过程为一、当可视电话A和可视电话B都已经在PSTN通话过程中时，各自的语音切换模块都从各自的H.323/SIP功能模块切换到各自的PSTN功能模块上；二、可视电话A发起H.323/SIP呼叫；三、可视电话B接收呼叫，发送视频码流，同时准备解码对端码流并显示；四、可视电话A发现H.323/SIP呼通，发送视频码流，同时准备解码对端码流并显示，进而使得可视电话A和可视电话B可以用PSTN功能模块通语音，H.323/SIP功能模块通视频和数据。
请参考图5，为实施例中同时发起H323/SIP、PSTN呼叫的流程示意图，所述流程具体为一、可视电话A发起PSTN呼叫和H.323/SIP呼叫；二、当PSTN呼叫和H.323/SIP呼叫中任一先到可视电话B时，可视电话B就接受先到的呼叫；如果两个呼叫同时到达，则可视电话B自由选择一个呼叫；三、可视电话B若是先接受PSTN呼叫，则语音切换模块切换到PSTN功能模块，然后在接受H.323/SIP呼叫后，再在显示屏显示由可视电话A传送来的视频；若是先接受H.323/SIP呼叫，则语音切换模块先切换到H.323/SIP功能模块，然后在接受PSTN呼叫后，语音切换模块再切换到PSTN功能模块，进而使得可视电话A和可视电话B可以用PSTN功能模块通语音，H.323/SIP功能模块通视频和数据。
使用本发明的技术方案，具有如下优点1、通过利用PSTN网络进行高质量的语音通信，进而有效地解决了单纯H.323/SIP呼叫下语音质量低，受网络影响大的问题。
2、在保证语音通信质量不受网络影响的前提下，用户还可以根据网络状况等，自由选择是否使用PSTN网络来进行语音通信，如当网络比较稳定时，就不用选择PSTN网络来进行语音通信；当网络不稳定或堵塞时，则选择PSTN网络来进行语音通信。
3、由于本方案中用户可以选择在PSTN网络来进行语音通信，所以当用户不需在进行语音通信的同时进行视频通信时，就可以只进行PSTN呼叫，而不用进行H.323/SIP呼叫，进而使得用户有了更大的自由度。
权利要求
1.一种可视电话，其特征在于包括PSTN功能模块，H.323/SIP功能模块、语音切换模块及语音接收/播放装置，其中，所述的PSTN功能模块通过电话线与PSTN网络相连，完成普通电话功能，支持PSTN电话拨号，呼叫和接听；所述的H.323/SIP功能模块通过网线与IP网络相连，完成基于H.323/SIP协议的呼叫、接听、视音频编解码、视音频发送接收和视频显示；所述的语音切换模块分别与所述的语音接收/播放装置、PSTN功能模块及H.323/SIP功能模块相连，通过所述的语音切换模块可实现在PSTN功能模块和H.323/SIP功能模块之间切换语音接收/播放装置。
2.如权利要求1所述的可视电话，其特征在于，所述的语音接收/播放装置为话筒。
3.如权利要求2所述的可视电话，其特征在于，所述的PSTN功能模块具有话筒接口和PSTN电话线接口。
4.如权利要求2所述的可视电话，其特征在于，所述的H.323/SIP功能模块具有话筒接口、显示屏和网络接口，其中，所述的话筒接口用于声音输出和声音输入；所述的显示屏用来显示视频图像；所述的网络接口与网线连接，用于接入宽带网络。
5.如权利要求1至4中任一所述的可视电话，其特征在于，所述语音切换模块具有由免提音箱，免提MIC和免提切换电路组合。
6.一种利用权利要求1所述可视电话提高语音质量的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤监视步骤，在基于H.323/SIP的多媒体通信过程中，任何一端都对语音质量进行监视；切换步骤，当任何一端监视发现语音质量较差时，即在不断开现有H.323/SIP通话的情况下利用PSTN功能模块呼叫对端电话号码，同时将语音接收/播放装置切换到PSTN功能模块，使用户语音通过PSTN网络及PSTN功能模块传送到对端。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的语音接收/播放装置为话筒。
全文摘要
本发明公开了一种可视电话，以解决现有技术方案不能在不降低视频质量的同时提高语音质量的问题，其包括PSTN功能模块，H.323/SIP功能模块、语音切换模块及语音接收/播放装置，其中，所述的PSTN功能模块通过电话线与PSTN网络相连，完成普通电话功能，支持PSTN电话拨号，呼叫和接听；所述的H.323/SIP功能模块通过网线与IP网络相连，完成基于H.323/SIP协议的呼叫、接听、视音频编解码、视音频发送接收和视频显示；所述的语音切换模块分别与所述的语音接收/播放装置、PSTN功能模块及H.323/SIP功能模块相连，通过所述的语音切换模块可实现在PSTN功能模块和H.323/SIP功能模块之间切换语音接收/播放装置。另外，本发明还提供一种利用所述可视电话提高语音质量的方法。
文档编号H04M11/06GK1738410SQ20041006430
公开日2006年2月22日 申请日期2004年8月18日 优先权日2004年8月18日
发明者戴明毅, 詹五洲, 王洪波 申请人:华为技术有限公司