专利名称：用于多媒体通信的多媒体输入和控制设备及方法
技术领域：
本发明概括地说涉及音频、视频和多媒体通信系统，尤其涉及一个用于多媒体通信的多媒体输入和控制设备及方法。
各种相关申请公开了用于多媒体通信如视频会议和电话的设备、方法和系统，该多媒体通信通过各种通信信道，如电线、电缆和混合光纤同轴电缆，以及利用各种通信网络，如综合服务数据网ISDN、公众交换电话网PSTN和电缆网络。
对于视频会议和其它的视频功能，在相关的申请中说明的不同系统需要视频摄像输入能力以便生成一个用于视频会议或其它活动如家庭或办公场所的监视的视频图像。另外，如在相关的申请中所公开的，最好在用户控制下，来自多个来源的不同视频图像也可以进行合成以创建一个复合图像，或者单独选定用于传输。更好地，这样一种视频设备也可以提供给用户输入的其它装置，如用于多媒体传真的图像输入。因此，对用于多媒体通信的多媒体输入和控制设备及方法的需求一直存在，该多媒体通信包括视频会议、传真、数据和其它通信。另外，这样一种多媒体输入和控制设备及方法也可以为多种应用提供用户控制功能和多媒体功能。附图简述
图1是一个框图，该框图说明了一个根据本发明的用于多媒体通信的多媒体访问设备和系统以及一个视频摄像设备。
图2是一个框图，该框图说明了一个象视频输入设备195那样的多媒体输入和控制设备的第一实施方式。
图3是一个框图，该框图说明了一个多媒体输入和控制设备300的第二和最佳实施方式。
图4一个详细的框图，该框图说明了一个多媒体输入和控制设备400的第三和最佳实施方式。
图5是一个流程图，该流程图说明了一种根据本发明的用于多媒体输入和控制的方法。
如上所述，对用于多媒体通信的多媒体输入和控制设备及方法的需求一直存在，该多媒体通信包括视频会议、传真、数据和其它通信。另外，这样一种多媒体输入和控制设备及方法也提供了用户控制功能。如下面所详细的讨论，本发明的多媒体输入和控制设备及方法提供了这样的多媒体通信能力，该多媒体通信包括视频会议、传真、数据和其它通信，以及提供了用户控制功能。
图1是一个框图，该框图说明了根据本发明的用于多媒体通信的一个多媒体(或视频)访问设备110和系统100，以及一个多媒体输入和控制设备200。在相关的申请中详细公开和讨论了构成多媒体(或视频)访问设备110的不同组件，并且为了简便起见，在这里将不作详细描述。如图1所述，多媒体访问设备110被连接到一个或多个网络，一个第一网络如电缆网络230，一个第二网络如ISDN 210以及一个第三网络如PSTN 220。多媒体访问设备110通过一个或多个对应的网络接口115连接到这些网络230、210和220，网络接口115即是电缆网络(CATV有线电视)射频(RF)收发报机(附带通信专用集成电路ASIC)120、ISDN接口125以及电话(PSTN或POTS(常规老式电话系统))接口130。网络接口115连接到一个处理器电路143，该电路在最佳实施方式中由一个微处理器子系统140和一个音频/视频压缩和解压缩子系统145构成。
继续参考图1，处理器电路143连接到一个第一RF调制器150和一个RF解调器155，分别利用来传输和接收通信信道(或线路)172上(通过定向耦合器165)的用于诸如视频会议的视频或其它多媒体信号。通信信道172典型地位于用户办公场所之内或附近，并且例如，可能是一个有线电视常用的内部75欧姆同轴电缆。视频和其它多媒体信号作为压缩信号通过不同的网络进行传输，并且相应的压缩和解压缩出现在音频/视频压缩和解压缩子系统145处，利用视频调用的协议，例如ISDN的H.320协议或者PSTN的H.324协议。接收到的视频或其它多媒体信号(从一个远处终端或远程方)在音频/视频压缩和解压缩子系统145处解压缩，调制到一个可用的RF载波或信道(在第一RF调制器150中)，并在通信信道172上传输，以及在任何视频显示170如连接的电视上显示。传送的视频和其它多媒体信号(从近处终端(本地方)发送到远处终端或远程方)通过多媒体输入和控制设备200被产生和调制到一个RF载波，在RF解调器155处解调，并且在音频/视频压缩和解压缩子系统145处压缩。微处理器子系统140和不同的接口115接着处理和格式化用于传输到网络230、210或220之一的视频或其它多媒体信号。来自电缆网络230如有线电视的视频信号，经过滤波器160和定向耦合器165，并且也能在不同的视频显示170上观看。处理器电路143也连接到一个用户接口如用户/音频接口135，提供该接口用于音频的输入和输出(通过电话185)，以及提供该接口用作各种控制信号的接收或入口，这将在下面更为详细地讨论，该控制信号可能包括来自电话185输入的控制信号，如挂机、摘机、挂断(flash)、不同DTMF话音或者其它已编程的或可编程的控制信号，如来自个人计算机(PC)190输入的控制信号。
如在相关申请中所公开的那样，多媒体输入和控制设备200可能具有一个如图2所示的视频输入设备195的第一实施方式，其包括一个带有摄像接口175(在下面讨论)的视频摄像机180，用来生成一个音频和视频会议的呼叫或会议的输出视频部分(输出意味着从多媒体访问设备110处传送到其它位置)，同时也包括一个麦克风用于生成一个音频和视频会议的呼叫或会议的输出音频部分。如在相关申请中所公开的那样，摄像接口175用于调制来自视频摄像机180的视频输出信号以便在通信信道172上将之传送到多媒体访问设备110。尤其是，来源于用户办公室并需通过多媒体访问设备110和网络230、210或220之一传送到另一地点，如第二个用户办公室(或其它地点)的视频信号来源于视频摄像机180，该摄像机产生一个诸如NTSC/PAL复合视频信号，该信号最好以第一频率如在信道3或4(61.25或67.25MHz)上调制。来自视频摄像机180的该RF视频信号连接到一个摄像接口175，该接口利用一个偏置混频器来频移该RF视频信号(典型地以61.25或67.25MHz载波)到一个第二频率，亦即，达到一个高于典型CATV频率的频谱，如1.2Ghz或900Ghz频段，而不用视频信号的解调和调制。如图2所示，通过使用一个偏置混频器176、固定基准振荡器177和带通滤波器178，来自视频摄像机180的输入视频信号被混频到需要的输出频率(RF)。来自摄像接口175的已频移视频信号，作为一个射频输入视频信号，接着被接入到同样的通信信道172(该信道也连接到视频显示170)，该信道将此射频输入视频信号传送到多媒体访问设备110。多媒体访问设备110从定向耦合器165处(以1.2Ghz或900Ghz)接收该射频输入视频信号，并且使用RF解调器155将该信号解调为基带，以形成一个基带输入视频信号。此基带输入视频信号接着被转换为数字形式，经压缩和调制后在网络230、220或210之一中传送。在最佳实施方式中，例如通过使用1.2Ghz或900Ghz的空闲信道，CATV服务的下行流和上行流之间的干扰就可能避免。1.2Ghz或900Ghz信号通过一个低通滤波器160在馈电电缆外滤波，使得信号在离开多媒体访问设备110之前被高度削弱。
虽然多媒体访问设备110和系统100的主要功能是提供全双工的视频通信，但是在最佳实施方式中还是提供了其它辅助功能。例如一个这样的辅助功能是“环回功能”，该功能允许用户在视频显示170(如电视机)的屏幕上观看来自多媒体输入和控制设备200的录象，使得RF输入视频信号被解调(从1.2Ghz或900Ghz)，再调制到一个视频RF载波，并且用作到视频显示170的一个RF输出视频信号。这样一种环回特征对于用于诸如家庭安全或婴儿监护的监视是特别有价值的。同样，画中画(或多窗口)功能也可能提供，这样用户可以观看来自多媒体输入和控制设备200的录象小窗口，同时接收来自另一地点的视频，例如，在一个小窗口中提供婴儿监护同时观看从CATV网络接收来的电影或录象。
图3是一个框图，该框图说明了一个多媒体输入和控制部件300的第二和最佳实施方式。除了提供视频(或音频)输入，多媒体输入和控制设备300也提供控制功能和其它多媒体输入和输出形式。例如，如将在下面更为详细描述的那样，多媒体输入和控制设备300可以通过多媒体访问设备110和通信信道172接收用户命令，并且也可以通过数据/控制输入330接收用户命令和其它多媒体输入。同样，如将在下面更为详细描述的那样，多媒体输入和控制设备300提供的控制功能包括频率控制、功率电平控制、音频/视频输出控制、音频/视频输入选择和多路控制以及用于各种其它电话、通信和多媒体应用及功能的控制。另外，多媒体输入和控制设备300(也包括400)提供的控制功能支持分布的输入/输出(I/O)功能，如分布遍及用户办公室的I/O功能(通过通信信道172)。
参考图3，多媒体输入和控制设备300包括视频输入310(如视频摄像机)，用于产生一个输入视频信号；音频输入320(如麦克风)，用于产生一个输入音频信号；数据/控制输入330，可以是有线的、无线的、红外的或光学的，用于提供输入数据、控制信号和其它多媒体输入，如键盘输入或无线红外输入；以及数据/控制输出340，也可以是有线的、无线的、红外的或光学的，用于提供输出数据、控制信号和其它多媒体输出，如无线红外输出。另外，依赖于所期望的实现，多媒体输入和控制设备300可能包括多个数据/控制输入和输出(或输入/输出(I/O)端口)，就象同时具有红外数据/控制输入和输出以及RF无线数据/控制输入和输出。来自视频输入310的输入视频信号以及来自音频输入320的输入音频信号在RF调制器(或混频器)350中均被调制(或者偏置混频)到一个RF载波，如上面所讨论的，用于在通信信道172上传送。如将在下面更为详细讨论的那样，在最佳的实施方式中，多媒体输入和控制设备300在用户控制下是频率捷变的，附带多个可用的用于输入音频/视频信号传输的RF载波。另外，视频输入310、音频输入320、数据/控制输入330、数据/控制输出340以及RF调制器350均连接到一个处理器电路360，如在涉及申请和下面更为详细的解释中，该电路可能包括一个单集成电路IC，或者包括多个集成电路或其它连接或分组在一起的部件，如微处理器、数字信号处理器、ASIC、相关内存(如RAM或ROM)以及其它IC和部件。因此，如在此所使用的，术语处理器电路应被理解为等价于意味着和包括一个单个处理器或控制器，或者执行在下面更为详细讨论的功能的处理器、微处理器、控制器或一些其它的集成电路组的电路。另外，如在下面更为详细讨论的那样，本发明的方法以及其它控制和命令操作可以在处理器电路360(或微控制器425，处理器电路485的一部分)和其(或它们)相关内存和其它等价部件中，作为一组用于连续执行的程序指令进行编程和储存。因此，当处理器电路360进行切实可行的连接时，即多媒体输入和控制设备300接通电源并且最好连接到通信信道172，处理器电路通过一组程序指令负责执行下面将更为详细讨论的不同功能。
继续参考图3，处理器电路360被用于接收来自数据/控制输入330以及送往或来自多媒体访问设备110的控制或命令信号，并且被用于控制和配置视频输入310、音频输入320、数据/控制输入330、数据/控制输出340以及RF调制器350，以及用于解释任何接收到的来自这些部件的信息和执行对应的功能。例如，处理器电路360可以接收来自多媒体访问设备110的FSK(频移键控)数据，该数据包括不同命令或控制信号，如放大、摇动或倾斜视频输入310。同样，当处理器电路360接收到一个多路传输命令(来自多媒体访问设备110或数据/控制输入330)时，其可能接着指示RF调制器350以特定的RF载波频率调制音频和视频信号并且调整传输功率电平(既为了避免与通信信道172上的其它音频/视频信号的干扰，该信道被多媒体访问设备110连续用于多路传输，也为了转移到具有更小噪音、更小干扰和整体高质量的频率或信道)。另外，处理器电路360可以接收一个发送或接收传真命令(来自多媒体访问设备110或数据/控制输入330)，用于一个通过数据/控制输入330或视频输入310的输入传真，或者用于一个通过数据/控制输出340或视频显示170的输出传真。其它由处理器电路360执行的功能例如也包括允许和禁止不同的输入，如屏蔽音频输入320或视频输入310，允许和禁止不同的输出，如视频显示170的加电、不同的输入和输出的功率电平控制以及控制到多媒体访问设备110的命令和控制信号的传输。更为一般的，处理器电路360及多媒体输入和控制设备300的其它功能在下面参考图4进行讨论。
图4是一个详细的框图，该框图说明了一个多媒体输入和控制设备400的第三和最佳实施方式。多媒体输入和控制设备400包括一个视频输入405、一个用于音频输入的麦克风410、一个用于数据和控制信号输入的红外接收器415、一个用于数据和控制信号输出的红外发射机420、一个处理器电路485(具有一个微控制器425、FSK编码器440和FSK接收器445，用于不同输入和输出的控制，以及提供频率捷变的频率合成器455)、混频器450和460以及不同的滤波器465、470和475。多媒体输入和控制设备400通过定向耦合器480可连接到通信信道172。多媒体输入和控制设备400可以直接从通信信道172处接收DC电源，或者可以包括一个可选的电源490，用于在用户办公室内连接到AC电源线。
如上所述，多媒体输入和控制设备400的输入视频功能在其它功能中是唯一的，这样来自视频输入的基带视频被RF调制到一个超出典型CATV下行流服务的载波频率，以允许频谱在同样的通信信道172如同轴电缆中共享电视信号。所以，发送电视服务的同样的电缆可以用于负载返回到多媒体访问设备110的输入视频信号。一个RF调制器430配合一个频率偏置混频(频率合成器455和混频器450)以产生输入视频传输载波。基带视频和音频信号两者都应用于RF调制器430，结果产生一个NTSC/PAL复合视频和音频信号。对该NTSC/PAL信号不应采用一个固定输出频率，而应使用一个可编程的频率合成器455来提供频率捷变。这一特征满足了来自多个多媒体输入和控制设备400或其它摄像设备的输入视频信号的频率复用，其中每个多媒体输入和控制设备400编程用于一个唯一的载波频率。如在涉及申请中公开的那样，在多媒体访问设备110中使用多个接收器，多个并行的视频信号被编码，提供了来自多个地点的视频会议以及也提供了视频信号的本地会议。
同样在这一最佳的多媒体输入和控制设备400的实施方式中，提供一个红外接收器415来接收来自一个红外远程控制或红外无线键盘(没有说明)的命令信号。接收到的IR数据接着被微控制器425使用以控制多媒体输入和控制设备400或者被FSK调制器调制并作为NTSC/PAL输入视频信号(用于返回到多媒体访问设备110的路径)的音频部分。这一特征提供了一个独立于视频信号的数据返回路径，该视频信号可能用于多媒体访问设备110及多媒体输入和控制设备400的操作的控制功能，并且/或者用于在其它多媒体应用中使用的无线计算机键盘的设备。当在最佳实施方式中利用FSK调制时，那些熟练的技术人员认识到无数其它的等价的调制或编码方法可以利用，如差分正交相移键控、正交相移键控、相移键控、正交频分多路复用和正交调幅。
同样在这一最佳实施方式中，也提供一个独立的RF接收信道(通过滤波器475和465、混频器460和FSK接收器445)用于视频摄像控制功能，如摇动、倾斜和放大；同样提供一个通信路径用于输入NTSC/PAL视频信号的传输载波频率的控制。也可对这一接收信道进行编程以便以一个唯一的载波频率操作来满足多个摄像装置以及为该数据传输使用FSK调制。
还提供了一个连接到接收数据信道(经过IR接收器415或FSK接收器445，通过微控制器425)的红外发射机420，用于用户办公室或其它摄像环境中红外设备的控制，以允许用户或多媒体访问装置110经过多媒体输入和控制设备400发送红外命令到其它的设备。例如，当用户使用多媒体输入和控制设备400(通过IR接收器415)或者使用任何电话机185初始化一个视频呼叫时，多媒体访问设备110会发出一系列的IR命令来打开一个连接着的电视机，其它的视频显示170或VCR，并且切换到特定的接收频道，而不用用户做任何额外的工作。当呼叫结束时，多媒体访问设备110会发出一个“取消”命令将电视机返回到其最后的具有节目的频道，如果有的话，否则发送一个“关闭”命令将电视机返回到关闭电源状态。再例如，当用户接收到一个视频呼叫时，多媒体输入和控制设备400也会利用IR接收器415来摘机并回答呼叫，并且再次打开任何所需设备的电源(通过IR发射机420)，如一个视频显示170或VCR(作为一个视频应答机器)。使用综合红外接收器415，用户也可以将多媒体输入和控制设备400编程用于响应规定的命令集，该命令集对于切换到观看的频道而不用输入任何唯一的制造码是需要的(就象使用先前技术的“通用”远程产品是当前需要的)。当用户按IR远程控制上的对应按键时，多媒体输入和控制设备400通过微控制器425“学习”规定的IR命令集。多媒体访问设备110也显示提示信息(在视频显示170上)来辅助用户通过编制的序列。因此，使用这一红外接口，实现了多媒体输入和控制设备400及多媒体访问设备110的整个自动操作。这样的整个自动操作也可能扩展到控制其它潜在的IR可控设备，如立体声系统、其它多媒体装置、照明设备、安全设施和HVAC，以便来自多媒体访问设备110的一个命令或控制信号可以通过这样一个IR接口广播到这样的设备。
参考图4，多媒体输入和控制设备400的视频输入405(如飞利浦VCM41)包括用于视频获取和光学空间减薄(optical spatial reduction)的透镜406，以便在一个CCD(电荷耦合器件)407上聚焦图像；CCD407，执行光电转换和将光学图像转换为一个象素阵列；以及一个数字信号处理器(DSP)408(包括模数A/D和数模D/A转换功能)，其中来自CCD 407的模拟信息被转换为一个数字YUV格式的视频信号(其中Y是一个亮度分量而U和V是色度分量)，接着被D/A转换以形成一个基带NTSC/PAL复合(模拟)视频信号。用户能够预置或调整所有输入视频功能(通过微处理器425)，包括电子膜片、透镜膜片、白平衡(whitebalance)、V形相位(V-phase)、行锁定、AGC、轮廓和色彩(仅限NTSC)。
来自视频输入405的基带NTSC/PAL复合视频信号传递到RF调制器430，如摩托罗拉MC1374，其中视频信号可以与来自麦克风410的音频信号合成，或者与来自FSK编码器440的数据合成。RF调制器430典型的包括一个RF音频调制器、声音载波振荡器和RF振荡器，并且被设计为根据音频和视频输入产生一个TV信号。视频输入来自视频输入405，而音频输入来自两个来源之一，即麦克风410或FSK编码器440(使用FSK数据调制)，使用一个数据/音频开关(在微控制器425之内或受其控制)来选择音频调制源。RF调制器430的RF输出可能被设计用于一个选定的RF载波上的操作，如信道3(61.25MHz)附带用于音频的合适的偏置载波频率(4.5MHz)。
RF调制器430的输出应用于一个混频电路(混频器450和频率合成器455)，该电路提供一个频率频移操作以达到最终的传输载波频率。输出频率由本机振荡器或频率合成器455控制，当应用于混频器450时，导致输出载波的和积和差积。通过传递混频输出经过一个带通滤波器470来保持和积(同时消除差积)，该滤波器具有足以支持所需NTSC/PAL频道(每个6MHz带宽)数目的带宽。合成器频率由微控制器425控制。例如，一个用于过滤器470的1.1GHz的中心标称频率高于任何CATV信号，该信号可能驻留在同样的配线电缆中，如通信信道172。最终的RF输入视频信号(被输入到多媒体访问设备110)应用于一个定向耦合器480，该耦合器发送该信号到通信信道172。
继续参考图4，微控制器425最好包含一个附带外部振荡器的单片微控制器，如摩托罗拉MC6805族。微控制器425提供的功能包括FSK计时恢复和数据帧解码、FSK帧生成和FSK音频发生、输入视频(摄像)控制功能、频率合成器455控制功能以及用于学习接收的IR命令的IF接收器模板记录。
如上所述，输入到RF调制器430的音频输入可以来自两个来源之一，即麦克风410或FSK编码器440。宽带FM用在NTSC/PAL信号的音频子载波上，允许达到25KHz的频移。在最佳实施方式中，FSK编码器440选择的二进制FSK波特率在此范围内以16K波特率操作。例如，来自微控制器425输入的数据经过一个无线键盘或通过IR接收器415的IR远程控制，提供了一个到多媒体访问设备110的达到16kps的逆向数据率。FSK调制器出现在微控制器425和FSK编码器440中，其产生二进制FSK生成所需的两个音频。FSK数据来源于红外接收器415，同时为了在RF调制器430中进行连续的RF调制将该数据应用于数据/控制开关435。
红外接收器415，如摩托罗拉MC3373，是一个IR远程控制放大器/检波器电路，提供了高放大率和脉冲成形将信号从一个IR接收器二极管连接到微控制器425。一个包络检波器功能检测在二极管处接收到的IR能量并且应用一个巨大的增益量来产生一个数字输出信号。微控制器425接收该输出信号，并建立计时和执行FSK调制(使用FSK编码器440)。结果，接收到的IR信号产生应用于RF调制器430的FSK调制数据。
通过连接到通信信道172的定向耦合器408，也可以接收一个来自多媒体访问设备110的FSK已调制载波。RF载波频率最好定位超出CATV频带并且RF输入视频信号如上述讨论的那样如以1.3GHz被调制(通过调制器430)。信号在滤波器475中被带通滤波以滤去通信信道172中出现的噪音和其它信号，并且应用于一个混频电路(混频器460和频率合成器455)，该电路将载波频率向下频移到中频(IF)，如10.7MHz。一个本机振荡器或频率合成器455与混频器460共同使用以产生被接收载波的和积和差积。通过IF带通滤波器465(例如，以10.7MHz中心频率)保留差积(消除和积)，并且接着将导出信号应用于FSK接收器445。
FSK接收器445如摩托罗拉MC3356是一个宽带FSK接收器，包括一个振荡器(IF)、混频器、有限IF放大器、正交检波器、音频缓冲、静噪和数据成形比较器以及调节数据速率直到500kbps。该FSK接收器445的输出是二进制数据，该数据接着应用于微控制器425。
微控制器425为接收的数据建立计时以及将该数据解码为命令/数据帧。命令/数据帧接着被用于多媒体输入和控制设备400中的不同功能。例如，一个典型的命令/数据帧可以为输入视频信号编制发送频率、访问频率合成器455并且该数据可能包含所需要的频率编制信息。另一个命令/数据帧被用于编制视频输入405中的特征，如摇动、倾斜和放大。另外，命令/数据帧能够应用于IR发射机420以发送一个出自多媒体输入和控制设备400的红外信号到视频显示170等。IR发射机420如摩托罗拉MC44107将一个来自微控制器的输入信号转换为一个脉冲码调制信号，该信号适合于到合适接收器(如用户电视机)的红外传输。在最佳实施方式中， IR发射机420接收一个来自微控制器425的9位二进制编码的PCM数据字，提供最多512种可能命令。
相应地，多媒体访问设备110也包括用于NTSC/PAL复合视频信号的推荐音频部分中的FSK检波和FSK传输的装置。更好地，对于到多媒体输入和控制设备400的命令和其它控制信号的FSK传输，多媒体访问设备110的RF调制器150也包括一个FSK编码器，该编码器可能以一个电压受控合成器的形式从处理器电路143提供的二进制数据中产生一个FSK调制的IF信号。反过来，FSK已编码信号应用于一个混频器(并且可能与一个输出视频信号合成)以产生一个射频输出视频信号(在音频部分中包含FSK已调制数据)，如一个1.3GHz输出视频信号。相应地，对于来自多媒体输入和控制设备400的FSK数据的接收，多媒体访问设备110的RF解调器155也包括一个FSK检波器，该检波器将输入视频信号的FSK已调制音频部分解码并且为处理器电路143提供二进制数据。
图5是一个流程图，该流程图说明了一种根据本发明的多媒体输入和控制方法。从启动步骤500开始，在步骤505中接收一个输入视频信号，如通过视频输入310或视频输入405接收。下一步，该方法在步骤510中判断是否接收到一个输入数据信号，如通过数据/控制输入330或IR接收器510是否接收到一个命令或其它数据信号。当在步骤510中没有接收到一个输入数据信号，接着可能在步骤515中接收一个输入音频信号。下一步，在步骤520中，该输入音频信号与输入视频信号合成，例如，在RF调制器350或430中，以形成一个复合音频/视频信号，如一个NTSC/PAL复合音频/视频信号。相反地，当在步骤510中接收到一个输入数据信号时，接着该输入数据信号在步骤525中被调制，如利用FSK编码器440进行FSK调制。作为步骤525的部分，依赖于实现，输入音频也可能被屏蔽，如通过数据/音频开关435。该已调制输入数据信号接着在步骤530中与输入视频信号合成(将已调制的数据信号插入到复合视频信号的为音频保留的部分或带宽)以形成一个复合视频/音频信号。接着，紧接步骤530或步骤520，在步骤535中，复合信号被传输，如传输复合音频/视频信号或复合音频/数据信号，并且该方法在返回步骤540处结束。不在图5中单独说明，这一过程可以重复。另外，数据和音频路径可能被更换，导致复合信号中的声音和数据的动态交错。
总之，图3-图5公开了一种多媒体输入和控制设备(300，400)，其中该设备包括第一，一个视频输入设备310用于产生一个输入视频信号；第二，一个音频输入设备320用于产生一个输入音频信号；第三，一个射频调制器350连接到视频输入310和音频输入320；第四，一个数据/控制输入330用于产生一个输入数据信号；以及第五，一个处理器电路360连接到视频输入310、连接到音频输入320、连接到射频调制器350以及连接到数据/控制输入330。如上所述，当进行切实可行的连接时，通过一组程序指令，处理器电路360负责产生一个第一处理器信号(如一个控制数据/音频开关435的开关信号)到射频调制器350以合成输入视频信号和输入音频信号而形成一个复合音频/视频信号，并且处理器电路还负责调制该输入数据信号以形成一个已调制的输入数据信号以及产生一个第二处理器信号到射频调制器以合成该输入视频信号和已调制的输入数据信号而形成一个复合视频/数据信号。不同的第一和第二处理器信号可能是开关信号(如一个控制数据/音频开关435的开关信号)，静音信号(如屏蔽音频输入)或者路由选择信号(如路由选择FSK已调制数据而不是输入音频到RF调制器)。另外，设备300也包括一个连接到处理器电路的数据/控制输出，该数据/控制输出产生一个输出数据信号，如视频显示供电信号，一个视频显示频道选择信号或者一个视频显示容量控制信号。
再总之，设备300包括命令和控制功能，如频率捷变，其中处理器电路360负责调整一个射频调制器的发送频率以响应多个控制信号的一个第一控制信号；对于功率电平调整，其中处理器电路360负责调整一个射频调制器的发送功率电平以响应多个控制信号的一个第二控制信号；以及对于信号，如其中处理器电路负责产生一个摘机信号以响应多个控制信号的一个第三控制信号。
从上述讨论来看，本发明的设备和方法明显提供了显著的优点。第一，为双向控制提供了多媒体输入和控制设备300和400的不同实施方案，并且多媒体输入和控制设备能够接收来自多媒体访问设备110(并且也通过数据/控制输入330和IR接收器)的命令和控制信号，以及能够发送命令和控制信号到多媒体访问设备110。
本发明的另一显著特征是一个NTSC/PALF复合音频/视频信号的音频子载波信号的独特使用。其不仅用于视频会议呼叫的普通音频部分，也用于在同样的另外为音频保留的带宽内输入数据的传送。这不仅用于可用带宽的有效使用(和重新使用)，也允许用于在设备实施方案中一个单RF调制器的使用。
利用本发明的控制或命令信号方法，本发明的其它显著优点还是频率捷变和动态可变发送功率电平。这样的捷变通过避免与通信信道上的其它音频/视频信号发生干扰而增强了整体性能，该通信信道随后被多媒体访问设备复用，并且也允许移动到具有较小噪声、干扰和整体具有较高信道质量的频率或信道。
最后，本发明的再一显著移动优点是由不同设备实施方案提供的分布的输入-输出功能。这一分布的I/O功能也启用其它的显著特征，如视频会议呼叫的自动应答(通过经过数据/控制输出如一个IR发射机的控制信号)，包括自动摘机、应答呼叫、调节视频显示到正确的接收频道并且调整音量。
如前述，应该看到各种变化和修改均可实施，只要不偏离本发明原理的原则和范围。应该理解的是关于此处说明的特定方法和设备没有意指或可推断为任何限制。当然，通过附加的权利说明书打算覆盖所有的在本权利要求书之内的这类修改。
权利要求
1.一种用于多媒体输入和控制的设备，该设备包括一视频输入，用于产生一个输入视频信号；一音频输入，用于产生一个输入音频信号；一射频调制器，连接到该视频输入和该音频输入；一数据/控制输入，用于产生一个输入数据信号；以及一处理器电路，连接到该视频输入、该音频输入、该射频调制器以及该数据/控制输入，当切实连接好后，通过一组程序指令，该处理器电路负责产生一个第一处理器信号到射频调制器以合成输入视频信号和输入音频信号而形成一个复合音频/视频信号，处理器电路还负责调制输入数据信号形成一个已调制输入数据信号和产生一个第二处理器信号到射频调制器以合成输入视频信号与已调制输入数据信号而形成一个复合视频/数据信号。
2.权利要求1的设备，还包括一个连接到处理器电路的数据/控制输出，该数据/控制输出产生一个输出数据信号。
3.权利要求2的设备，其中数据/控制输出是一个红外发射机。
4.一种用于多媒体输入和控制的方法，该方法包括(a)接收一个输入视频信号；(b)接收一个输入音频信号；(c)当接收到一个输入数据信号时，调制该输入数据信号以形成一个已调制的输入数据信号以及合成该已调制的输入数据信号与输入视频信号以形成一个复合视频/数据信号；以及(d)当没有接收到一个输入数据信号时，合成输入音频信号和输入视频信号以形成一个复合音频/视频信号。
5.权利要求4的方法，还包括调整一个传送频率以响应多个控制信号的一个第一控制信号。
6.权利要求4的方法，进一步包括调整一个传送功率电平以响应多个控制信号的第二控制信号。
7.权利要求4的方法，其中输入数据信号是FSK调制的。
8.权利要求4的方法，其中步骤(c)进一步包括插入已调制的数据输入信号到输入视频信号的一个音频子载波部分以形成复合视频/音频信号。
9.一种用于多媒体输入和控制的设备，该设备包括一视频摄像机，用于产生一个输入视频信号；一麦克风，用于产生一个输入音频信号；一连接到视频摄像机和麦克风的射频调制器；一红外接收器，用于产生一个输入数据信号；一红外发射机，用于产生一个输出数据信号；以及一处理器电路，连接到视频摄像机、麦克风、射频调制器、红外接收器和红外发射机，当切实连接好后，通过一组程序指令，该处理器电路负责产生一个第一处理器信号到射频调制器以合成输入视频信号和输入音频信号而形成一个复合音频/视频信号，并且该处理器电路还负责FSK调制输入数据信号形成一个已FSK调制的输入数据信号及产生一个第二处理器信号到射频调制器以插入该已FSK调制的输入数据信号到该输入视频信号的一个音频子载波部分以形成一个复合视频/数据信号。
10.权利要求9的设备，其中处理器电路为响应多个控制信号中的第一控制信号而负责调整射频调制器的发送频率。
全文摘要
一种用于多媒体通信的设备和方法。包括一个视频输入,用于产生一个输入视频信号;一个音频输入,用于产生一个输入音频信号;一个射频调制器;一个数据/控制输入;以及一个处理器电路,用于产生一个第一处理器信号到射频调制器以合成输入视频信号和输入音频信号而形成一个复合音频/视频信号,并且还用于调制输入数据信号及产生一个第二处理器信号到射频调制器以合成输入视频信号与已调制输入数据信号而形成一个复合视频/数据信号。
文档编号H04N7/173GK1193868SQ98104290
公开日1998年9月23日 申请日期1998年1月22日 优先权日1997年1月30日
发明者道格拉斯J·纽林, 蒂莫西M·伯克 申请人:摩托罗拉公司