CN101617533A - 一种允许视频会议通信的装置和相关通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在本地用户(5)和至少一远程用户(6)之间进行视频会议通信的装置(1)，该装置能够减少视觉偏差并且加强了本地用户和远程用户之间的眼神交流。所述装置包含能够为本地用户重现远程用户的影像的屏幕(4)，能够捕获本地用户的影像供远程用户观看的影像传感器(3)。还进一步包含了光源(2)，其相对于影像传感器被设置以便在与远程用户的通信中照射注视着屏幕的本地用户的眼睛，因此影像传感器能够捕获本地用户的影像，该影像具有光源在该本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射。所述装置还包含了能够将被捕获的影像传输给远程用户(6)的通信装置(7)。

Description

一种允许视频会议通信的装置和相关通信方法

本发明涉及视频会议通信。

一个视频会议允许至少两个用户不仅通过语音还通过视觉进行相互通信。实际上每个用户能获得参与该通信的其他用户(们)的影像。

为此，每一用户有一能够再现参与此次通信的其他用户(们)的影像的屏幕，以及一大约接近该屏幕的、能捕获用户自己的影像供其它用户(们)观看的影像传感器。

视频会议的一个问题在于这样一个事实，即用户们是在他们的屏幕上看到其他用户(们)的影像，而不是在影像传感器上。由此产生的印象是不同的用户之间没有进行眼神交流。这种效果有时被称为“双面”效应(“two-faced”effect)。该效应阻碍了参与者之间的高品质交流。

已经有几个解决方案被提议以解决这个问题。

根据第一种解决方案，所设想的屏幕包含一个洞，所述影像传感器被安置在该洞中。但是，这样的洞在所显示的影像中会形成断裂。

根据第二种解决方案，一个半反射窗格(semi-reflective pane)以一定的角度被安置在本地用户的屏幕的前方，以便将该本地用户的影像反射给影像传感器，而所述窗格允许该屏幕上显示的远程用户的影像通过。

文献FR 2,858,431详细描述的第三种解决方案，其使用了一快速转换半透反射式屏幕(fast-switching transflective screen)。该类屏幕高频率地在不透明状态和透明状态之间交替。所述影像传感器被恰当安放后，当所述屏幕处于其透明状态时，该传感器能够捕获本地用户的影像。而且，当所述屏幕处于其透明状态时，其能够为该本地用户重现参与通信的远程用户的影像。

尽管这些现有技术的不同解决方案为提高通信质量做出了贡献，但是所述方案需要复杂和昂贵的系统，其实施或许适用于公司，但是就公众而言通常并不合适。

从文献US 5,500,671中也可知一种视频会议系统，该系统使修正由摄像机和屏幕上显示的影像之间的角距(angular separation)引起的视差效应(parallax effect)成为可能。所述系统特别包含了一种投射向本地用户的光源。显示所述投射向本地用户的光源的反射的影像，在被传输给远程用户之前，随后被分析，然后被修正。该系统的缺点在于其需要一个复杂的影像分析和处理的过程。

本发明的一个目的使得限制上述缺点中的至少一些缺点成为可能。

因此，本发明涉及一种允许一本地用户和至少一远程用户之间的视频会议通信的装置。所述装置包括一能够为所述本地用户再现所述远程用户的影像的屏幕，一能够捕获所述本地用户的影像供所述远程用户观看的影像传感器，以及一光源，其被设置以便在与所述远程用户的通信中，该光源照射注视着所述屏幕的所述本地用户的眼睛。并且，所述光源根据所述影像传感器被设置以便所述影像传感器能够捕获所述本地用户的影像，该影像具有所述光源在所述本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射。所述装置还包含能够将所述被捕获影像传输给所述远程用户的通信装置。

使用光源对所述本地用户的眼睛的这样一种照射，使得淡化瞳孔轮廓和选择性地淡化全部或者部分虹膜，从而淡化所述用户的被感知的视线方向成为可能。这样，所述远程用户能够获取一呈现为“看着他的眼睛”的本地用户的影像。

换言之，上述装置降低了所述视线的偏差，并且在本地用户和远程用户之间提供了改善的眼神交流(eye contact)。

无论是用于工作目的还是被普通公众使用，所述装置特别简单并适应于任何系统(电视机、个人计算机等等)。

根据能够以任意可能的方式组合的本发明的优选实施例：

-所述光源被设置以便以大体同样的方式照射本地用户的双眼；

-所述光源被设置以避免使本地用户目眩；

-所述光源包含一照明元件(light unit)，该照明元件具有一取决于所述屏幕的尺寸的长度和/或光强度；

-所述光源包含所述影像传感器；

-所述光强度和/或所述光源的设置(位置、光束的方向等等)经过挑选，以便所述光源在其上被反射的所述本地用户的每只眼睛的至少一部分小于该眼睛的总面积；

-所述影像传感器包含一针对所述本地用户的眼睛的偏角光学镜片；

-所述装置还包括能够考虑所述本地用户的位置的、用于控制所述光源的装置；

-所述光源的控制装置被设置以根据所述本地用户相对于所述影像传感器的位置，来适应所述光源的设置，从而所述影像传感器能够捕获所述本地用户的影像，该影像具有所述光源在该本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射；

-所述光源的所述控制装置被设置以根据所述本地用户相对于所述影像传感器的位置，来适应所述光源的光强度。

根据本发明的其它优选实施例：

-所述光源被设置成接近所述影像传感器；

-所述影像传感器被设置成接近所述屏幕；

-所述影像传感器就位于所述屏幕上方或下方；

-所述光源包含一照明元件；

-所述照明元件是一发光管(luminescent tube)；

-所述照明元件延伸超过所述屏幕的宽度的至少一部分；

本发明还提出了一种用于本地用户和至少一远程用户之间的视频会议的通信方法，其向所述本地用户提供一装置，该装置包括一能够为所述本地用户重现所述远程用户的影像的屏幕，一能够捕获所述本地用户的影像供所述远程用户观看的影像传感器，以及一光源。根据该方法，在与所述远程用户的通信中，使用所述装置的光源，光照射所述本地用户的眼睛，以便所述影像传感器能够捕获所述本地用户的影像，该影像具有所述光源在该本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射；然后，使用通信装置，将以这种方式所捕获的所述影像传输给所述远程用户。

优选地，所述远程用户装备有另一装置，其包括一能够为所述远程用户重现所述本地用户的影像的屏幕，一能够捕获所述远程用户的影像供所述本地用户观看的影像传感器，以及一光源，使用通信装置，所述另一装置能够与所述本地用户的装置进行通信。在所述通信中，使用所述另一装置的光源，光照射所述远程用户的眼睛，以便所述另一装置的影像传感器能够捕获所述远程用户的影像，该影像具有所述光源在该远程用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射。

本发明还提出了相互独立的一屏幕，一影像传感器以及一光源，但是这三者能够组装到一起以得到一个前文描述的装置。

特别地，本发明提出了一种包含影像传感器的照明装置，该装置用于允许本地用户和至少一远程用户之间进行视频会议通信的装置中，所述传感器能够捕获所述本地用户的影像供所述远程用户观看，以及一被设置用于照射所述本地用户的眼睛的光源。所述光源根据所述影像传感器被设置以便所述影像传感器能够捕获所述本地用户的影像，该影像具有所述光源在该本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射，将以这种方式所捕获的影像被传输给所述远程用户。

特别地，根据所述本地用户的位置，依据设置(例如位置、光束的方向等等)和/或特别是依据光强度，所述光源能够被适应。

本发明还提出了一种组合一屏幕、一影像传感器和一光源的方法，以便获得一个前文所描述的装置。

本发明的其它特征和优点将通过下列对非限制性实施例结合附图的描述得以呈现，其中：

-图1示出了根据本发明的允许视频会议通信的装置的一个实施例的示意图。

-图2A示出了根据本发明的装置的一个实施例中涉及到的某些尺寸的示意图。

-图2B示出了根据本发明的装置的一个尤其适于减轻本地用户目眩的实施例的示意图。

-图3示出了两个用户之间的视频会议通信的一个实施例的示意图。

图1示出了允许本地用户5和远程用户6之间进行视频会议通信的装置1。在一个变化实施例中，所述会议视频通信可以发生在本地用户5和若干个远程用户之间。

所述装置1包含一个能够为本地用户5重现远程用户6的影像的屏幕4。其还包含一个能够捕获本地用户5的影像供远程用户6观看的影像传感器3。

所述影像传感器3可以是，例如，一摄像机或者摄像头。这样，术语“摄像机”在下文的描述中将表示所述影像传感器，这种表示并不形成任何限制。例如，所述摄像机可以由网络摄像头(webcam)组成。

此外，为了降低“双面”效应，装置1包含光源2，在与远程用户6的通信中，当本地用户5注视着屏幕4时，该光源被设置来照射本地用户5的眼睛以便影像传感器3能够捕获本地用户5的影像，该影像具有光源2在本地用户5的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射。

例如，光源2可以被安置于接近摄像机3。

在一个变化实施例中，可以使用多个光源。

装置1的屏幕4可以是，例如，电视机或者甚至是个人电脑的屏幕。也可以使用视频投影仪的屏幕，或者任何其他能够再现远程用户6的影像的装置。

根据屏幕4的类型，可以理解，装置1可以是不同类型。例如，装置1可以构成或者形成电视机、个人计算机、或者复杂的视频投影系统等的一部分。

优选地，摄像机3被安置在接近屏幕4的地方。例如，如图1所示，摄像机3可以就被置于可选择地支撑其的屏幕4的上方。在一个变化实施例中，摄像机3可以就被置于屏幕4的下方。而且，优选地，摄像机3位于屏幕4的一垂直中轴线上以便捕获用户5的大体上对称的影像。

根据另一个实施例，如果需要本地用户5的一个斜镜头，摄像机3可以被置于接近于屏幕4的垂直边框之一的地方。

在所有实施例中，摄像机3可以以永久或者可拆卸的方式被固定在屏幕4上。

参照图2A所示，由于摄像机3与远程用户6的眼睛沿其观看屏幕4的水平轴线8之间的距离e，用户在屏幕4上看到的区域与摄像机3的位置之间有一角距α。此外，所述角距α还取决于本地用户5与屏幕4之间的距离D。所述距离越大，所述角距α越大，并且有更显著的所述“双面效应”。反之，所述距离D越小，所述角距α越小，并且远程用户6将具有的本地用户5“看着他的眼睛”的印象越深刻。

通过照射注视着所述屏幕4的所述本地用户的眼睛，所述光源2的应用使得利用人眼的特性校正所述角距α成为可能。事实上，照射所述用户5的眼睛易于掩饰其瞳孔轮廓以及其可能全部或者部分的虹膜，这些是能够精确指示视线方向的解剖学因素(anatomicalelements)。这样，摄像机3所捕获的影像不允许本地用户5特别注视的区域的精确确定(determination)。

另一方面，使用光源2照射本地用户5的眼睛，以便从影像传感器3看来，它可以在本地用户5的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上产生反射，这样给人的印象就是本地用户5正在注视着影像传感器3。

当光源2接近摄像机3时，如此获得的对所述“双面”效应的限制会特别明显。因此，在图1示出的实施例中，光源2被安置在摄像机3的两边。在一个变化实施例中，光源2可以完全包围着摄像机3(或者它的镜头)。例如，这可以包含一围绕着摄像机3的矩形光源(a rectangle of light)。当然，这并不排除光源2与摄像机3不直接接触。

优选地，光源2被设置用于以大体同样的方式照射本地用户5的双眼。因此，可以避免一种情形，在该情形下，被捕获的用户5的影像中只有用户5的一只眼睛会给出关于该用户的视线方向的信息。为此，如图1示出的实施例，优选地，光源2以大体上相对于屏幕4的中垂线(vertical median axis)对称的形式被安置。

优选地，光源2被设置以不使本地用户5目眩，如果不这样做，由于本地用户5不能在屏幕上获取与其进行通信的用户6的清晰图像，则通信质量将因此会有所损失。为此，光源2的形状和/或光强度能够被合适地调整。这样，相比于更加耀眼的单一光源，优选的是以光带(a light strip)形式存在的光源。

光源2可以包括，例如，一照明元件。根据图1示出的实施例，该照明元件可选择地延伸超出屏幕4的宽度的至少一部分。所述设置具有能够照射用户5的双眼的优点，即使该用户并没有精确位于相对于屏幕4的中垂线的中间位置上。

优选地，所述光源的长度和/或光强度依赖于所述屏幕4的尺寸。实际上可以假设所述变量e，D随着所述屏幕的尺寸而变化，因此所述角距α也随着所述屏幕的尺寸而变化。

如图所示，所述照明元件可以是发光管(luminescent tube)，在这种情况下，其长度远超过其高度。

优选地，光源2的光强度和/或光源2的设置(例如位置、光束的方向等等)根据某些预定标准进行选择。所述标准包括这样一个事实，即所述光源在其上被反射的本地用户5的每只眼睛的一部分小于该眼睛的总面积。例如，该部分可以只包含瞳孔，或者甚至包含瞳孔和至少部分的虹膜，但是不包括眼白(the white of the eye)。

光源2甚至能被控制装置所控制以便，例如，根据本地用户5的位置，改变其设置(例如它的位置、光束的方向等等)和/或其光强度，可选择地，本地用户5的位置是指相对于影像传感器3的位置。这样，可以维持这样一种能力，根据该能力，即使本地用户相对于影像传感器3移动时，影像传感器3也能够获取本地用户5的影像，且该影像具有光源2在该本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射。

这样的控制装置可以是手动的或者自动的。本地用户5的位置可以直接由该本地用户5提供给所述控制装置，或者其可以被检测到。所述检测可以由所述控制装置本身执行、或者由影像传感器3、光源2和/或独立的检测器执行。

在本发明的一个特定的非限制性实施例中，摄像机3包含一镜片，该镜片在所述本地用户的眼睛的方向上是偏离中心(off centre)的。换言之，即使摄像机3的镜片有一与屏幕4形成的平面大体上正交的主轴，即通常为接近于水平的轴，所述摄像机易于沿着一指向本地用户5的眼睛的主轴来捕获影像，即图1示出的实施例中的向下方向。所述操作方法使得校正因为摄像机3没有正对着用户5的眼睛而引起的与高角度(high-angle)或者低角度(low-angle)拍摄有关的视角效果(perspective effect)成为可能。

在图2A示出的一个非限制性实施例中，屏幕4是被置于离用户5为2.5米的距离D处的电视屏幕。在屏幕4的上方，照明元件2被设置成环绕摄像机3(或者其镜头)，使得装置2-3与对应于在屏幕4上的本地用户5的眼睛的位置的水平轴8之间的距离e等于30厘米。

在该实施例中，通过照射用户5的眼睛而被校正的角距α大约等于6.8度(＝Arctan(0.3/2.5)(反正切))。

在所述配置中，一个相当窄的照明元件2，例如长度大约为15厘米、光强度为500cd/m²(坎德拉/平方米)的发光管，适合于在用户5整体被独立于照明元件2的一光源以一最小为1000lux(勒克斯)的光照射时，提供所需的校正而不使用户5目眩。

试验表明，使用前文描述的数值假设，在很大程度上限制了所述“双面”效应，甚至将其消除。

当然，所述装置可以适应其它类型的配置。例如，因为屏幕4不再是电视机屏幕而是尺寸较小的个人计算机的屏幕，并且用户5和屏幕4之间的距离D也因此变小，所以装置2-3的某些特征可以被修改。在这种情况下，相比于前文所描述的情况，优选地，照明元件2将会更小，并且有更低的光输出(light output)。

在图2B示出的另一非限制性的实施例中，屏幕4是一个视频投影屏幕。在屏幕4的上方，照明元件2环绕着摄像机3(或者其镜头)。为保证最佳效率，所述装置2-3的顶部装有反射罩9，该反射罩9相对于装置2-3的角度由相对于照明元件2的本地用户5的眼睛的位置定义。优选地，本地用户5位于距离照明元件2为1米处，以便其眼睛收到一最小值为500lux(勒克斯)的光照。为避免使本地用户5目眩，该光照不能超过800lux(勒克斯)。

根据以上所述，可以理解，本发明还包括屏幕、影像传感器和光源的组合。所述三种组件可以永久性组合在一起，或者可以彼此分离。

上述装置允许本地用户5和远程用户6进行视频会议通信。为此，光源2被激活以在与用户6的通信中，照射用户5的眼睛，从而影像传感器3可以捕获本地用户的影像，该影像具有光源2在本地用户5的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射。

图3显示了用户5和用户6之间的通信，根据前文描述，每人分别配备装置15或者16。

为此，提供一个通信装置以允许设备15和16相互联络，尤其是为了传输分别由各自的摄像机捕获的用户的影像以及用户的声音。例如，这样的通信装置包含通信网络7，用于连接装置15和16或者连接并入这些装置的系统，例如，用户5和用户6各自的个人计算机。通信网络7可以是不同类型的。例如，它可以包含数据传输网络，比如因特网类型的网络。

Claims (12)

1、一种允许在一本地用户(5)和至少一远程用户(6)之间进行视频会议通信的装置(1)，包括：

-一能够为所述本地用户重现所述远程用户的影像的屏幕(4)，

-一能够捕获所述本地用户的影像供所述远程用户观看的影像传感器(3)，

-一在与所述远程用户进行通信的过程中照射注视所述屏幕的所述本地用户的眼睛的光源(2)，

所述装置的特征在于：所述光源依据所述影像传感器被设置以便所述影像传感器能够捕获所述本地用户的影像，该影像具有所述光源在所述本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射，

并且，其特征在于，所述装置包括能够将所述被捕获影像传输给所述远程用户(6)的通信装置(7)。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源(2)被设置以便以大体上相同的方式照射所述本地用户(5)的双眼。

3、根据权利要求1或者2所述的装置(1)，其特征在于，所述光源(2)被设置以便不使所述本地用户(5)目眩。

4、根据上述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述光源(2)包含一长度和/或光强度取决于所述屏幕(4)的尺寸的照明元件。

5、根据上述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述光源(2)围绕着所述影像传感器(3)。

6、根据上述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述光源(2)的光强度和/或者设置经过挑选，以便所述光源在其上被反射的所述本地用户(5)的所述每只眼睛的至少一部分小于该眼睛的总面积。

7、根据上述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述影像传感器(3)包括一针对所述本地用户(5)的眼睛的偏角光学镜片。

8、根据上述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置还包括能够考虑所述本地用户的位置的用于控制所述光源(2)的控制装置。

9、根据权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，所述光源的控制装置被设置以根据所述本地用户相对于所述影像传感器(3)的位置，来适应所述光源(2)的设置，从而所述影像传感器能够捕获所述本地用户的影像，该影像具有所述光源在该本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射。

10、根据权利要求8或者9所述的装置(1)，其特征在于，所述光源的控制装置被设置以根据所述本地用户相对于所述影像传感器(3)的位置，来适应所述光源(2)的光强度。

11、一种照明装置包含：

-一用于一种允许在本地用户和至少一远程用户之间进行视频会议通信的装置中的影像传感器(3)，所述传感器能够捕获所述本地用户的影像供所述远程用户观看，

-一被设置用于照射所述本地用户的眼睛的光源(2)，

所述照明装置的特征在于，所述光源依据所述影像传感器被设置，从而所述影像传感器能够捕获所述本地用户的影像，该影像具有所述光源在该本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射，以这种方式被捕获的所述影像被用于传输给所述远程用户。

12、一种用于本地用户(5)和至少一远程用户(6)之间进行视频会议的通信方法，其向所述本地用户提供一装置(1；15)，该装置包括一能够为所述本地用户重现所述远程用户的影像的屏幕(4)，一能够捕获所述本地用户的影像供所述远程用户观看的影像传感器(3)，以及一光源(2)，其特征在于：

-在与所述远程用户进行通信的过程中，使用所述装置的光源，光照射所述本地用户的眼睛，以便所述影像传感器能够捕获所述本地用户的影像，该影像具有所述光源在该本地用户的每只眼睛的至少一部分、包括瞳孔上的反射，然后

-使用通信装置(7)，将以这种方式所捕获的所述影像传输给所述远程用户。

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