CN101433086A - 动态控制视频会议系统中的图像捕获的系统和方法 - Google Patents

动态控制视频会议系统中的图像捕获的系统和方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于在视频会议中捕获和发送帧的系统和方法。该方法包括根据可变控制数据确定帧率和快门速度，根据所确定的快门速度来捕获图像数据，以及通过通信接口向远程视频会议系统发送所捕获的图像数据。所述可变控制数据指定所述帧率和所述快门速度之间的关系。

Description

动态控制视频会议系统中的图像捕获的系统和方法
技术领域
本发明一般涉及通信，并且更具体而言涉及动态控制视频会议系统中的图像捕获的系统和方法。
背景技术
视频会议，也被称为视频远程会议，是自从引入电视以来已经以多种形式存在的一种可视合作形式。视频会议的早期形式表现为使用线缆的闭路电视系统。在第一次载人航天飞行期间，NASA也实现了使用多无线链路的一种早期的视频会议形式。
但是，已经证明这种技术对于更多的诸如商业会议之类的普通应用来说太昂贵，要不然就是不现实的。直到在1980年代和1990年代带宽和压缩技术的改进使得通过数字网络的实际传输成为可能，视频会议才成为针对这些应用的可行通信选择。最终，在1990年代末期出现了作为普通会议介质的基于IP的通信系统。
今天，视频会议应用正在商业和医疗保健业，以及普通大众中普及。虽然底层的技术正在继续演进，但是需要开发新的处理和系统来提高这种尖端通信介质的质量、可靠性和简易性。
发明内容
根据本发明，已经实质上减少或消除了与视频会议系统质量相关的某些缺点和问题。具体而言，本发明通过减少图像捕获中的模糊的系统和方法，在很大程度上提高了视频会议系统的质量。
根据本发明的一个实施例，提供了一种在视频会议中捕获和发送帧的方法。该方法包括根据可变控制数据确定帧率和快门速度，根据所确定的快门速度来捕获图像数据，以及通过通信接口向远程视频会议系统发送所捕获的图像数据。所述可变控制数据指定所述帧率和所述快门速度之间的关系。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于在视频会议中捕获和发送帧的系统。该系统包括图像数据接口、通信接口和耦合到所述图像数据接口和所述通信接口的控制器。该控制器可操作来：通过所述通信接口接收可变控制数据，根据控制数据中的可变快门速度参数通过所述图像数据接口来捕获图像数据，以及通过所述通信接口向远程视频会议系统发送所捕获的图像数据。
某些实施例的优点在于会议参与者能够控制远程程序设备的图像捕获特性。更具体而言，会议参与者可以动态地调节图像捕获参数以控制远程会议站点所捕获并发送来的图像的模糊和频闪(strobe)效应。因此，会议参与者可以动态地补偿个人偏好以及远程参与者不同程度的运动。
根据下面的附图、说明书和权利要求，本领域的技术人员将会很容易地清楚本发明的其它技术优点。而且，虽然上面列举了特定优点，但是各种实施例可以包括所有、一些所列举的优点，或者不包含所列举的优点。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在结合附图参考下面的描述，在附图中：
图1是视频会议系统中的端点(endpoint)的简化框图；
图2是图1的端点中的视频捕获设备的简化框图；以及
图3是示出了图2的视频捕获设备的示例操作的流程图。
具体实施方式
可以用各种硬件和软件配置来实现本发明的原理。如在本领域中普遍所知的，实现下述功能的结构可以包括任何适当的被配置的数据处理硬件、软件、过程、算法或其组合。此外，可以在单个物理设备或分布式的多个物理设备中合并该结构和功能。
另外，下面将参考功能元件的示例性网络来描述某些实施例。每个这样的功能元件可以代表硬件、软件、过程、算法或其组合。“网络”包括通过通信介质彼此耦合并且彼此通信的任意数量的这些功能元件。“通信介质”包括但不限于功能元件可以通过其发送数据的任意传导性的、光学的、电磁的或其它介质。除非在下面的上下文中另外指示，否则所有网络节点可以使用公共可用协议或消息服务来通过网络彼此交换信号、消息以及其它形式的电通信。
与某些方面相关联的软件和数据结构通常存储在存储器中，该存储器可以被直接耦合到功能元件或者通过网络远程地耦合到功能元件。在此所用的术语“存储器”包括但不限于数据或软件可以在其中存储任意长时间的任何易失性或者永久性的介质，例如电子电路、磁盘或者光盘。单个存储器可以包含多个介质并且被分布在多个介质上。
图1是本发明可以在其中操作的视频会议系统中的端点2的简化框图。端点2被提供来仅用于说明的目的，因为视频会议系统的配置和元件可以广泛地变化。端点2的功能元件可以包括，但不限于视频捕获设备4、会议显示器6、端点控制器8以及用户接口10。通常，端点还包括用于音频输入(例如麦克风)和音频输出(例如扬声器)的元件。视频捕获设备4代表可操作来接收图像数据并产生图像帧的任意成像设备或视频输入元件，例如数字摄像机。会议显示器6代表可操作来显示图像的任意视频输出元件，同时用户接口10代表可操作来与终端用户(具体而言是会议参与者)交互的任意功能元件。
端点控制器8代表可操作来与视频会议系统的其它元件通信的任意功能元件，其它元件包括本地元件(例如视频捕获设备4)和通过网络接口耦合到网络12上的远程元件。端点控制器8一般地可操作来通过网络12建立与远程视频会议系统端点的媒体会话。在某些实施例中，端点控制器8还控制用户接口10的行为并且接收来自用户接口10的用户输入。端点控制器8还可以包括编解码器，该编解码器是可操作来压缩/解压缩与会议相关联的媒体流(包括图像数据)的任意功能元件。
本发明的某些实施例考虑了在传统音频和视频会议系统的环境中操作。然而其它实施例意图结合被设计来提供仿真面对面会议的体验的会议元件而操作。例如，这种元件可以包括足够尺寸的一个或多个高清晰屏幕，以显示会议参与者的真实大小的图像，同时音频组件提供高清晰环绕声。这种体验在此被称作“遥现(telepresence)”会议，用以传达胜过传统视频会议体验的质量和体验的会议系统的理念。
一般地，会议系统通过在两个端点之间，尤其通过网络而在两个端点之间建立媒体会话而操作。图1可以表示这两个端点，但是如已经提到的，端点的精确配置可以广泛地变化。一旦端点建立媒体会话，则它们每个应用各种元件来捕获并传递媒体数据，例如音频和视频数据。该媒体数据随后作为媒体流通过网络在两个端点之间被传送。接收端点随后通过适当的输出设备(例如会议显示器6)向会议参与者传达该媒体数据。如下所述，本发明的某些实施例提供了用于交互地控制媒体数据的捕获和传送的机制。
图2是图1的端点中的视频捕获设备4的简化框图。视频捕获设备4一般包括存储器14、图像控制器16以及图像捕获接口18。在某些实施例中，视频捕获设备4还可以包括通信接口20。
在一个实施例中，图像捕获接口18包括光传感器22和快门(未示出)。该快门可以是物理机构，或者其可以是虚拟(或者电子的)快门。图像控制器16打开物理快门以向光传感器22暴露光，并关闭快门以中断到达光传感器22的光。反之，图像控制器16可以仅通过命令光传感器22收集给定时间的图像数据并随后可能忽略给定时间的图像数据来操作电子快门。术语“快门速度”一般指光传感器22收集图像数据的时间长度。图像控制器16将来自光传感器22的光信息转换为图像数据，图像数据通常存储在存储器14中。代表单个图像的图像数据通常称作“帧”。
通信接口20代表可操作来连接到其它功能元件用于传送数字化的或模拟信号形式的数据的任意功能元件，并且其可以包括但不限于以太网接口、空中链路、红外链路、串口或并口。通信接口20可以直接或者间接地被耦合到视频会议系统的远程端点。如图1所示，通信接口20可以通过被耦合到网络12的端点控制器8将视频捕获设备4间接耦合到远程端点。图像控制器16可以通过通信接口20接收来自远程端点的控制数据，并且可以通过通信接口20将帧发送到远程端点用于由其它会议参与者观看。图像控制器16发送帧的速率在此称作“帧传输速率”。该帧传输速率可以与帧捕获速率相同。帧传输速率和帧捕获速率总地被称为“帧率”(frame rate)。
快门速度通常会影响给定图像的特性。具体而言，快门速度影响“模糊”和“频闪”特性。例如，给定某个帧捕获速率，一个相对高的快门速度可能产生当被显示时好像频闪(即不连续地移动)的清晰的图像。反之，较低的快门速度可能产生当显示时显得连续但是模糊的图像。这些影响甚至还可能通过快速移动(即帧之间的重大改变)而进一步加重。为了适应不同的移动程度以及会议参与者的个人偏好，本发明的各种实施例提供了一种用于动态地控制快门速度和/或帧率以调节这些模糊和频闪效应的机制(下面将更详细描述)。
图3是示出在视频会议期间动态地控制快门速度和/或帧率的视频捕获设备4的示例操作的流程图。在步骤100，端点控制器8建立与远程端点的媒体会话。在步骤102，图像控制器16接收控制数据。在步骤104，图像控制器16处理控制数据以确定适当的快门速度和帧率。在步骤106，图像控制器16根据步骤104中确定的快门速度和帧率来操作快门以捕获图像数据并产生帧。在步骤108，图像控制器16通过通信接口20发送图像数据。图像控制器16重复步骤102-108直到确定该会话已终止为止(步骤110-112)。
上面所提及的控制数据可以表示静态的、预先配置的数据，或者其可以表示动态控制数据，所述动态控制数据是由于与图像控制器16或远程端点相关联的终端用户动作而产生的。例如，图像控制器16或者远程端点可以被耦合到用户接口以控制图像特性，所述用户接口具有针对终端用户的拨号盘、滑条、自由形式输入区等等。控制数据一般包括确定快门速度和帧率(或者帧时间)之间的关系的可变参数。在一些实施例中，该关系是独立参数的结果，而在其它实施例中该关系表示一个参数相对其它参数的比例。在一个实施例中，例如，控制数据包括可变快门速度和固定帧率(或者相反)的独立或绝对表达。然而在可选实施例中，控制数据可以表示快门速度相对帧率、模糊相对频闪，或任何其它适当的度量的比例或百分比。
在某些实施例中，可以通过通信接口20从远程端点(由此允许远程控制图像特性)或从端点控制器8接收控制数据。或者，图像控制器16可以检索来自存储器14的控制数据。
虽然利用若干实施例描述了本发明，但是也可以向本领域的技术人员提出无数改变、变化、变更、变换和修改，并且期望本发明包含落在所附权利要求的范围之内的这些改变、变化、变更、变换和修改。

Claims (20)

1.一种视频会议系统，包括：
数字摄像机，该数字摄像机可操作来根据帧率和快门速度捕获数字视频帧；以及
耦合到所述数字摄像机的视频会议控制器，所述视频会议控制器可操作来：建立与远程端点之间的会话，接收来自所述远程端点的、指定了所请求的帧捕获参数的控制数据，基于所请求的帧捕获参数为所述数字摄像机设置所述帧率和所述快门速度，接收来自所述数字摄像机的数字视频帧，以及结合该视频会议会话向所述远程端点发送对所述数字视频帧进行了编码的分组。
2.如权利要求1所述的视频会议系统，还包括：
显示器，该显示器可操作来显示从所述远程端点接收的视频信息；以及
用户接口，该用户接口可操作来提供控制以使得能够选择远程帧捕获参数，其中，所述视频会议控制器还可操作来向所述远程端点中继所述远程帧捕获参数，以响应于所述控制的选择而动态地影响实时显示的视频信息。
3.一种在视频会议中捕获和发送帧的方法，该方法包括：
根据可变控制数据确定帧率和快门速度，其中，所述可变控制数据指定所述帧率和所述快门速度之间的关系；
根据所确定的快门速度来捕获图像数据；以及
通过通信接口向远程视频会议系统发送所捕获的图像数据。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述可变控制数据是通过所述通信接口从所述远程视频会议系统接收的。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述可变控制数据包括固定帧率输入和可变快门速度输入。
6.如权利要求3所述的方法，其中，所述可变控制数据包括可变帧率输入和固定快门速度输入。
7.如权利要求3所述的方法，其中，所述可变控制数据包括所述帧率相对于所述快门速度的比例。
8.如权利要求3所述的方法，其中：
所述通信接口是网络接口；
所述可变控制数据是通过所述网络接口从所述视频会议系统接收的；
所述可变控制数据包括固定帧率输入和可变快门速度输入；以及
所述可变快门速度输入包括所述帧率相对于所述快门速度的比例。
9.一种用于在视频会议中捕获和发送帧的系统，该系统包括：
图像数据接口；
通信接口；以及
控制器，该控制器耦合到所述图像数据接口和所述通信接口，该控制器可操作来：
通过所述通信接口接收控制数据，其中所述控制数据包括可变快门速度参数；
根据所述可变快门速度参数通过所述图像数据接口来捕获图像数据；
以及
通过所述通信接口向远程视频会议系统发送所捕获的图像数据。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述控制数据还包括帧率参数并且所述可变快门参数是所述帧率参数的分数。
11.如权利要求9所述的系统，其中，所述可变快门参数是快门速度相对于帧率的比例。
12.如权利要求9所述的系统，其中，所述控制数据是通过所述通信接口从所述远程视频会议系统接收的。
13.如权利要求9所述的系统，其中：
所述控制数据还包括帧率参数并且所述可变快门参数是所述帧率参数的分数；以及
所述控制数据是通过所述通信接口从所述视频会议系统接收的。
14.用于在视频会议中捕获和发送帧的软件，该软件被实现在包括计算机代码的计算机可读存储器中，以使得当被执行时可操作来：
根据可变控制数据来确定帧率和快门速度，其中，所述可变控制数据指定所述帧率和所述快门速度之间的关系；
根据所确定的快门速度来捕获图像数据；以及
通过通信接口向远程视频会议系统发送所捕获的图像数据。
15.如权利要求14所述的软件，其中，所述可变控制数据包括固定帧率输入和可变快门速度输入。
16.如权利要求14所述的软件，其中，所述可变控制数据包括可变帧率输入和固定快门速度输入。
17.如权利要求14所述的软件，其中，所述可变控制数据包括所述帧率相对于所述快门速度的比例。
18.如权利要求14所述的软件，其中，所述可变控制数据是通过所述通信接口从所述远程视频会议系统接收的。
19.如权利要求14所述的软件，其中：
所述可变控制数据是通过所述通信接口从所述视频会议系统接收的；
所述可变控制数据包括固定帧率输入和可变快门速度输入；以及
所述可变快门速度输入包括所述帧率相对于所述快门速度的比例。
20.一种用于在视频会议中捕获和发送帧的系统，该系统包括：
用于通过网络从远程端点接收控制数据的装置，其中，所述控制数据包括可变快门速度参数；
用于根据所述可变快门速度参数来接收图像数据的装置；
用于将所述图像数据转换为帧的装置；以及
用于通过所述网络将所述帧发送到所述远程端点的装置。
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