CN103096024B - 作为视频会议外围设备的便携式设备 - Google Patents

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Abstract

一种视频会议系统，具有视频会议单元，其使用便携式设备作为系统的外围设备。便携式设备获取近端音频，并通过无线连接将该音频发送到视频会议单元。接着，视频会议单元将来自最大音量便携式设备的近端音频连同近端视频发送到远端。便携式设备可以控制视频会议单元，并且可以通过与远端连接并随后将操作转移到视频会议单元而初步建立视频会议。为了处理该单元的扬声器和便携式设备的麦克风之间的声学耦合，该单元使用回声消除器来补偿扬声器和麦克风的A/D和D/A转换器中所使用的时钟之间的差异。

Description

作为视频会议外围设备的便携式设备
相关申请的交叉引用
本申请与Peter L.Chu和Yibo Liu的申请号为13/282,609(199-0890US1)、名称为“Pairing Devices in Conference Using Ultrasonic Beacon”的美国申请；以及PeterL.Chu和Yibo Liu的申请号为13/282,633(199-0890US2)、名称为“Compensating forDifferent Audio Clocks Between Devices Using UltrasonicBeacon”的美国申请同时提交，两者通过引用全部结合于本文中。
背景技术
视频会议单元是需要操作复杂功能的复杂设备。因此，视频会议供应商创造专门的遥控器和菜单来操作这些单元，但是这些可能难以学习和使用。当该单元具有多种功能能力时尤其如此。
另外，视频会议中高质量的麦克风拾取要求参与者距离麦克风不超过3英尺。因此，视频会议供应商提供专门的麦克风以放置在会议室内参与者附近的桌上。该麦克风通常具有可能造成妨碍的线。作为解决办法，无线麦克风可用于视频会议系统，但是如果频繁使用，需要对它们重复充电，这可能造成不便。
本公开的主旨是克服上面所提出的问题中的一个或多个或至少减轻其影响。
发明内容
在会议系统中，参与者使用便携式设备作为会议单元的外围设备。在会议中，例如，便携式设备通过无线连接与会议单元进行音频通信，而会议单元与会议连接中的远端进行通信。采用这些连接布置的系统，每个参与者可以使用他或她的便携式设备上的麦克风作为个人麦克风，其典型地将距离参与者在3英尺内。另外，参与者在整个会议期间可以使用运行在他们的便携式设备上的应用来控制会议单元的各方面。
如上所述，便携式设备可以用于会议中，简单地，该会议可以是音频会议。可选的，会议可以是涉及视频和音频的视频会议。当涉及视频时，便携式设备可以可选地进行视频通信作为音频的附加或是替代。对它来说，该单元可以是能够处理视频和音频二者的视频会议单元。因此，作为正确的理解，本公开的教导可以应用于音频会议和视频会议。尽管本公开的教导应该理解为同样适用于音频会议，不过在本公开中提到的是视频会议。
为进行视频会议，例如，单元通过无线连接接收由便携式设备的麦克风获取的近端音频。该单元也接收来自该单元的(一个或多个)麦克风的音频，该单元的麦克风可以是安装在桌上的麦克风、麦克风盒(pod)等。同时，该单元接收用一个或多个摄像机获取的近端视频。取决于实施方式，该一个或多个摄像机可以仅属于视频会议单元，但是也可以使用来自便携式设备上的摄像机的视频。接着该单元通过视频会议连接将近端音频和视频传送给远端。
随着视频会议的进行，不同的参与者讲话，该单元切换其要输出到远端的近端音频(以及可选地，近端视频)源。例如，如果具有便携式设备的参与者讲话，该单元可以输出由该设备的麦克风获取的近端音频。当选择来自便携式设备的音频时，该单元也可以输出由该便携式设备的摄像机获取的视频。
因为若干个麦克风可能在发送音频给该单元，该单元优先选择与具有最大水平的麦克风关联的近端音频，该麦克风可以是便携式设备的或该单元的麦克风。因为音频具有最大水平，其更可能与会议中的当前讲话者相关联。
在视频会议单元与远端通信之前，参与者可以使用独立于该单元的他或她的便携式设备来建立到远端的视频会议连接，从而发起视频会议。在该初始配置中，便携式设备可以接收来自远端的远端视频和音频以利用该便携式设备上的显示器和扬声器进行输出。类似地，便携式设备可以简单地将便携式设备的摄像机和麦克风获取的近端视频和音频发送到远端。
之后，便携式设备处的参与者可以接着将与远端的视频会议连接从便携式设备转移到视频会议单元。转移之后，该单元可以接管从远端接收远端视频和音频，将远端视频发送给该单元的显示器，以及将远端音频发送给该单元的扬声器。然而，取决于具体情况，视频会议单元仍然可以在近端使用便携式设备的麦克风进行音频捕捉以及使用该便携式设备的摄像机进行视频捕捉。
与发起视频会议不同，便携式设备可以加入由单元负责进行的现有视频会议。优选的是，该设备可以通过获取被编码在该单元的扬声器输出的声波或超声波信标中的该单元的IP地址，来自动与该单元配对。使用解码的IP地址，该设备作为外围设备与该单元建立无线连接，以便发送视频会议的音频和视频。
当该单元从远端接收了远端音频并将其输出给扬声器时，输出的音频可能与便携式设备的麦克风声学耦合。为处理这个问题，该单元的回声消除器消除存在于用便携式设备的麦克风获取的近端音频中的来自扬声器的输出音频。
就内部而言，便携式设备的麦克风使用以第一时钟工作的模数转换器，而单元的扬声器使用以第二时钟工作的数模转换器。从而，这两个时钟可能以不同的频率操作，这可能会降低回声消除器的有效性。为处理时钟的不匹配，单元和/或便携式设备的时钟补偿器补偿时钟之间的频率差。
前述的概要不是意图概括本公开的每个可能的实施例或每一方面。
附图说明
图1图示了根据本公开的视频会议系统。
图2示意性示出了与所公开的系统一起使用的便携式设备。
图3示出了用于便携式设备的视频会议接口。
图4A图示了当便携式设备发起视频会议时，用图1的系统来进行视频会议的过程。
图4B图示了当便携式设备加入正在进行的视频会议时，用图1的系统来进行视频会议的过程。
图5示意性示出了用于视频会议单元的回声消除器和用于系统的视频会议单元和便携式设备的时钟。
具体实施方式
A.视频会议系统
在图1中图示的基于本公开的视频会议系统10具有视频会议单元100，其中扬声器122耦合到音频接口120。典型地，单元100可以使用一个或多个安装在桌上的麦克风124、麦克风盒、天花板麦克风、麦克风阵列、或其他耦接于音频接口120并用于捕捉音频的声学设备，但这样的声学设备在本系统10中是可选的。系统10还具有耦接于视频接口142的显示器142和一个或多个摄像机144。例如，系统10可以具有两个摄像机144——一个用于捕捉视频会议环境中的广角画面，另一个用于捕捉参与者的细节画面。
尽管在本文中提及的是系统10用于视频会议，然而本公开的教导可以等同应用到缺少视频的音频会议。尽管如此，出于描述的目的，这里将继续涉及视频会议。
就内部而言，单元100具有处理单元110，其具有分别连接到音频和视频接口120和140的音频编解码器112和视频编解码器114，以编码和解码视频会议的音频和视频。最后，单元100具有连接到编解码器112和114的网络接口130，以在近端单元100和远端单元30之间传送音频和视频。
在视频会议期间，许多参与者很可能有他们自己的便携式设备50可用，因为便携式设备50已经成为普遍的用品。用户使用便携式设备50是很舒适的，并且，如本文所公开的，视频会议单元100可以使用便携式设备50作为视频会议外围设备。
通常，便携式设备50可以包括多种可用设备中的任意设备，包括但不限于，外围装置、蜂窝电话、智能电话、平板PC、触摸屏PC、PDA、手持计算机、笔记本计算机、膝上型计算机等。另外，如下所讨论的，便携式设备50可以具有处理能力，并具有操作摄像机、显示器和麦克风以及连接网络的功能，该网络例如为Wi-Fi网络、因特网等。
通常，网络接口130可以通过以太网连接、无线连接、因特网连接、POTS连接、或任何其他用于视频会议的适当连接或其组合来连接到远端单元30。作为网络接口130的一部分或与其分离，单元100包括使视频会议单元100与本地外围设备(比如便携式设备50)通信的外围设备接口150。在当前示例中，网络接口130将单元100连接到局域网(LAN)132的本地内联网，LAN 132又连接到广域网(WAN)136，比如因特网。LAN 132可以具有无线局域网(WLAN)、无线保真(Wi-Fi)网络、个域网(PAN)(如蓝牙)、或用于连接到便携式设备50的类似类型的无线网络134。因此，参与者可以利用无线网络134将他们的便携式设备50连接到LAN132，由此便携式设备50与视频会议单元100之间的传输可以使用无线网络134和LAN 132。
在很多例子中，便携式设备50可具有高质量麦克风74，并且单元100可以使用设备的麦克风74作为视频会议麦克风。这样，其中几个参与者可以使用他们设备50上的麦克风74作为个人视频会议麦克风，并且，每个麦克风74与每个参与者的紧密接近很可能为视频会议提供高质量的音频拾取。另外，便携式设备50可以具有高质量摄像机84，并且单元100可以使用设备的摄像机84作为与参与者紧密接近的个人视频会议摄像机。
B.便携式设备
更详细来了解便携式设备50，图2示意性示出了用于所公开的系统10的便携式设备50的示例。对于音频，设备50具有耦接于音频接口70的扬声器72和麦克风74，而对于视频，设备50具有耦接于视频接口80的显示器82和摄像机84。就内部而言，便携式设备50具有处理单元60，其中音频编解码器62和视频编解码器64分别连接到音频和视频接口70和80，用于编码和解码音频和视频。最后，便携式设备50具有连接到编解码器70和80的网络接口90，用于在近端单元(100)和远端单元(30)之间传送音频和视频。
举例而言，在一种类型的连接中，如果设备50可以用于蜂窝通信，则网络接口90可以连接到典型的蜂窝网络92。在另一种类型的连接中，网络接口90可以通过无线网络134连接到LAN 132，由此便携式设备50可以与视频会议单元(100)或远端(30)通信。本领域技术人员可以理解，任何其他类型的连接可以被用于在便携式设备50和视频会议单元(100)之间通信。同样也将理解，在便携式设备50和视频会议单元(100)以及远端(30)之间建立连接需要特定协议、应用、帐户和其他细节，这些是针对可能的连接被预先配置的，所以在此省略其细节。
C.用户接口
为与视频会议单元100一起操作，以及可选地控制该单元的功能，便携式设备的处理单元60具有包含用户接口的视频会议应用66。操作时，应用66允许参与者使用便携式设备50作为视频会议系统(10)的外围设备。图3示出了用于便携式设备的应用(66)的示例性视频会议接口67。参与者可以使用便携式设备的接口67在视频会议系统(10)中操作。
如图3示例中所显示的，用户接口67具有可用于应用(66)的多个用户接口项目。这些项目可以由用户分别配置，尽管其中一些可能会默认自动运行。这些项目可以包括但不限于：开始视频会议、结束视频会议、加入视频会议、发送用于视频会议的内容、使用设备的麦克风74和/或摄像机84用于视频会议、将视频会议从便携式设备50转移到单元100、以及执行附加功能。例如，在一个附加功能中，参与者可以表明在会议中排队提问和当被允许时成为活跃发言者的要求。其他一些附加功能可以类似于视频会议单元的传统遥控器上可用的典型功能，比如控制扬声器的音量、移动摄像机、改变显示选项等等。
下面是用户接口项目的一些一般性讨论。例如，通过选择开始视频会议，便携式设备50可以用于发起视频会议，如这里所讨论的。通过选择加入当前视频会议，便携式设备50可以成为当前负责进行视频会议的视频会议单元100的外围设备。通过选择使用设备的麦克风、摄像机或显示器，用户可以配置便携式设备50如何用作视频会议单元100的外围设备。
最后，通过选择发送内容，用户接口可以允许参与者从便携式设备50发送内容到视频会议单元100以并入视频会议中。该内容可以包括位于便携式设备50上的视频、图像、文档、演示等。因此，在该布置中，便携式设备50可以表现为用于单元100的内容或呈现设备，并且可以具有用于产生内容的视频播放器、图像应用、文档应用、演示应用等，由此设备50可以通过网络连接发送内容到单元100。
D.视频会议过程
有了对视频会议系统10、视频会议单元100和便携式设备50的理解，现转向便携式设备50可以如何在视频会议期间与视频会议单元100一起使用的讨论。如之上简单暗示的，参与者可以利用便携式设备50开始视频会议，之后可以将其转移给视频单元100。图4A示出了当便携式设备50发起视频会议时，用图1(同时作为参考)的系统10进行视频会议的过程200。
为发起视频会议，参与者使用其便携式设备50以及视频会议应用66连接到远端30(块202)。各种网络连接中的任何网络连接可以被用于建立视频会议。例如，便携式设备50可以通过Wi-Fi网络134连接到LAN 132，接着连接到WAN(也就是因特网)136。如果便携式设备50具有蜂窝功能，则可以通过本领域熟知的蜂窝电话呼叫来建立视频会议。
一旦连接到远端30(块204)，便携式设备50就接收和呈现远端视频和音频，以使用其显示器82和扬声器72来在便携式设备50上进行输出(块206)。在这里，便携式设备现有的摄像机84和麦克风74可以发送视频和音频给作为视频会议一部分的远端30(块208)。
当需要时，参与者选择将视频会议转移到近端视频会议单元100(块210)。为了转移视频会议，例如，参与者通过在设备的会议应用(66)上选择一接口项目来发起转移。便携式设备50转移视频会议连接细节到视频会议单元100，并且视频会议单元100作为响应，与远端30建立其自己的视频会议连接。
例如，便携式设备50上的会议应用66可以具有供参与者在用户接口上进行选择的“转移”按钮(67)。(参见图3。)当选择了转移时，用户接口(67)可以具有多个输入屏幕，供参与者输入IP地址或远端30的其他识别符，由此视频会议单元100可以建立连接。其他细节也可以在用户接口(67)中输入，比如口令、连接信息、参与者标签等。
一旦转移完成并被证实，便携式设备50就禁用其与远端30的连接，从而它将只使用与视频会议单元100的本地连接来用于视频会议。这时，单元100开始利用单元100可获得的更高质量处理来呈现远端视频和音频(块212)。
现在，随着会议继续，近端视频处理从便携式设备的摄像机84切换到单元的一个或多个更高质量的摄像机144，音频处理也从设备的麦克风74切换到单元的麦克风124(块214)。在视频会议期间，单元的一个或多个摄像机144可以使用公知的技术利用单元的麦克风124(更特别地，麦克风阵列(未示出))来确定讲话的参与者的位置，以便将摄像机引导到音频来源。但是，如本文所提到的，便携式设备50在通过网络连接(例如Wi-Fi网络和LAN)与视频会议单元100的通信中保持配对，从而，当选择如此操作时，设备50可以用于视频和音频处理。换句话说，设备的麦克风74可以仍然用于获取视频会议音频，而设备的摄像机72可以用于获取视频会议视频。
不过，在开始时，音频和视频处理可以由视频会议单元100来操控，图4A所示。当单元100处理音频时，便携式设备的扬声器72可以消音，由此其在视频会议期间不输出音频，或者便携式设备50可以简单地不通过本地网络连接接收来自单元100的输出音频。
在视频会议期间的某个点，具有已配对设备50的参与者可以讲话，单元100和/或设备50监控来自设备的麦克风74的音频是否被获取(判定216)。在一个实施例中，已配对设备50通过其麦克风74获取音频，并在其配对网络连接上传输该音频到视频会议单元100，而不论具有已配对设备50的参与者是否在讲话。接着，视频会议单元100确定麦克风74是否在捕捉参与者的活跃讲话。作为替换，已配对设备50通过其麦克风74获取音频，但是不发送该音频给单元100，除非设备50确定存在活跃的讲话。
任何情况下，如果没有设备音频(要么因为没有设备50在使用其麦克风74获取音频，要么因为没有活跃的设备麦克风74在捕捉讲话)(216判定为否)，单元100继续使用其麦克风124捕捉音频(块226)。随后，单元100可以仍旧继续使用其摄像机122来捕捉视频，因为当参与者不在讲话时，可能不需要切换到从便携式设备50进行视频捕捉(块228)。
然而，在视频会议的某个点，使用其麦克风74拾取音频的一个设备50从其参与者获取了音频，并且单元100使用该音频用于视频会议，如下文详细描述的(216判定为是)。在使用该音频时，视频会议单元的音频编解码器112将麦克风的音频编码为会议音频，并将来自便携式设备50的会议音频发送到远端30。如果有几个设备麦克风74(以及可能有单元的麦克风124)正在捕捉音频，则单元100选择具有最大音量输入的麦克风74或124(块218)，并将这一设备的音频用于视频会议音频(块220)。该比较可以防止单元100错误选择音频输入来源。可以使用大量技术中的任何技术来确定输入音频的声音能量并对其进行比较，以找到最强的输入音频。
如果一些参与者不具有便携式设备50，则单元100可以从现有的麦克风(124)(如果可用的话)或最近的便携式设备的麦克风74(假定其是最大音量的)获取会议音频。最后，单元100不一定需要知道存在多少参与者以及有多少参与者具有获取音频的便携式设备50，尽管这可能有用并且可以人工或自动确定。至多，单元100仅仅需要选择用于输入的具有最大音量捕捉音频的麦克风(不论是便携式设备的麦克风74之一或是单元的现有的麦克风124)。
其音频被使用的设备50也可以使其摄像机84可用于捕捉用于视频会议的视频，并且单元100判定设备的摄像机84是否可以捕捉讲话参与者的视频以用于视频会议(判定222)。如果不可用(要么因为没有摄像机84，要么其未被使能)，单元100继续使用其摄像机122来获得会议视频(块228)。否则，单元100使用来自设备的摄像机84的视频用于视频会议(块224)。
在过程200中的任意点，参与者可以选择将来自便携式设备50的内容发送到视频会议单元100以并入视频会议(块225)。如上面提到的，该内容可以包括位于便携式设备50上的视频、图像、文档、演示等，而且便携式设备50可以通过网络连接(比如到LAN 132的无线网络134)发送该内容到单元100。接着，单元100可以将该内容并入作为视频会议的一部分被发送到远端的数据中。
取决于便携式设备50的能力和所涉及内容的类型，该内容可以作为数据流或者是在数据文件中被发送给单元100。另外，作为内容或呈现设备的便携式设备50可能能够充当外围设备(如，从设备50捕捉和发送音频和/或视频到单元100)，或者可能无法充当外围设备，因为这取决于设备50的处理能力。尽管如此，便携式设备50可以被配置为，在视频会议期间由参与者配置的任意给定时间向单元100发送音频、视频和内容中的一个或多个。
只要情况保持原样，当前处理布置就可以继续(判定230)。在某一时间，用设备50传递音频(以及可选地，视频)的参与者可能停止讲话，该参与者可能禁用设备50与单元100的配对连接，该参与者可能带着设备50离开房间，或者可能发生任何其他类型的变化。因此，单元100将停止其处理布置，并再次返回到确定是要使用来自便携式设备50的音频和视频还是要使用来自视频会议单元100的音频和视频(判定216)。
上面的情形已经讨论了便携式设备50可以如何发起与远端30的视频会议，并将其转移到视频会议单元100。在可替换的方案中，视频会议100可以发起视频会议，并可以开始呈现用传统麦克风124和单元的摄像机144获取的音频和视频。接着，在视频会议期间，具有便携式设备50的参与者可以与视频单元100连接或配对以加入视频会议。
一旦设备50与单元100配对，参与者可以使用用户接口应用66来执行各种功能，比如，用便携式设备的显示器82显示视频会议视频，用扬声器72或耳机输出来再现视频会议音频，开始和停止视频会议等。更特别地，如本文中所详述的，已配对设备50可以在视频会议期间用作麦克风和可选的视频外围设备。
为此，图4B示出了在视频会议期间便携式设备50作为视频会议单元100的外围设备加入视频会议的过程250。图4B的过程250的一开始，视频会议单元100重复地发送对其IP地址编码的声波或超声波信标到周围环境中(即，会议室，演讲厅等)，因为由单元100负责进行该视频会议(块252)。房间里具有运行会议应用(66)的便携式设备50的参与者可以选择加入由单元100负责进行的视频会议，而且该设备的应用(66)从声波或超声波信标中解码IP地址(块254)。使用解码的IP地址和无线网络(134)和LAN(132)，设备50发送响应到单元100以加入视频会议(块256)，并且设备50和单元100交换握手以在它们之间发起通信，从而设备50可以与单元100配对(块258)。
随着视频会议继续，近端单元100呈现远端音频和视频(块260)，并从单元的摄像机144获取近端视频和从单元的麦克风124获取音频(块262)。然而，适当时，捕捉音频的便携式设备的麦克风74可用于视频会议，并且捕捉视频的该设备的摄像机84也可用于视频会议。
从这里开始，可以依照先前图4A的布置继续处理。只要没有便携式设备50捕捉到具有最大水平的音频，则单元100可以继续使用其麦克风124和摄像机144来发送到远端30(块276-278)。
在某个时候，例如，使用其麦克风74拾取音频的一个设备50从其参与者获取音频，并且单元100使用该音频用于视频会议，如下详述的(266判定为是)。如果有几个设备麦克风74和124正在获取音频，则单元100选择具有最大音量输入的麦克风74和124(块268)，并通过发送音频到远端30，来使用该设备的音频用于视频会议音频(块270)。
当用于音频的便携式设备50具有可用于捕捉视频会议的视频的摄像机时，单元100判定该设备的摄像机82是否可以捕捉视频会议的视频(判定272)。如果不可用，单元100继续使用其摄像机122(块278)。否则，单元100接受来自设备摄像机82的视频用于视频会议(块274)。最后，在过程250的任何时候，参与者都可以以先前描述的相同方式选择将内容从便携式设备50发送到视频会议单元100以并入视频会议(块275)。
只要情况保持原样，当前处理布置就可以继续(判定280)。在某个时候，发送音频(以及可选地，视频)的设备参与者可能停止讲话，单元100将返回以确定音频和视频应当由另一便携式设备50还是由视频会议单元100捕捉(判定266)。
在前面的过程200、250中，选择是否要从便携式设备50输出视频取决于便携式设备50当前是否正用于获取视频会议的输入音频。换句话说，如果便携式设备50没有被选择用于音频，则设备50将不会用于在前面的过程200、250中获取视频。然而，可以使用其他布置，以使得仅获取视频而不获取音频的便携式设备50可以被用来获取视频会议的视频而不获取音频。
E.自动配对
如之前所述，便携式设备50可以使用声波或超声波配对来与视频会议单元100自动连接或配对，由此便携式设备50和视频会议单元100可以通过网络连接互相通信。为发起配对，视频会议单元100使用其扬声器122发送对其IP地址编码的声波或超声波信标，并且该IP地址可以是本地内联网中该单元的地址。
声波或超声波信标优选在可听见范围之外，但足够低，从而传统的扬声器和麦克风组件可以仍然具有有用的信号响应。因此，频率优选在20kHz之上。一个可接受的频率是21kHz。由于该频率超出人类听力范围，其在视频会议期间不会被听见。另外，信标在输出时特意具有低音量。如将理解的，该信标可以使用任何其他频率，并且不需要在超声波范围内。
信标中的IP地址和任何其他相关信息的传输优选使用载波信号约为21kHz的音频频移键控(AFSK)形式的频率调制。如上所述，具有麦克风74并且运行外围设备会议应用(66)的设备50检测该信标，基于AFSK调制解码IP地址，通过网络连接发送响应到视频会议单元100，并且这两个设备50和100共享握手，由此设备50可以被用在视频会议中。
当设备50离开房间，或者参与者主动断开连接时，配对可以自动断开连接。接着，当进入另一个房间时，设备50可以自动连接到另一个视频会议单元。不同于蓝牙技术，声波或超声波信标可以被限制在视频会议单元100的环境(房间)中，由此，在建筑中不同视频会议单元之间的使得设备50与单元100错误配对的交叉干扰的几率可能较小。因此，超声波配对可允许单元100特别地识别设备50与单元100处于同一环境中，而不在建筑中的其它地方。
尽管描述的是单元100发送对其IP地址编码的声波或超声波信标，但每个设备50也可以这么做。因此，在逆向配对布置中，单元100检测来自便携式设备50的声波或超声波信标，解码该设备的IP地址，并基于解码的IP地址与便携式设备50建立网络连接。此外，便携式设备50可以使用在超声波信标中编码的它们的IP地址来互相配对。
而且，如上所讨论的，当设备50发送声波或超声波信标时，视频会议单元100可以使用其麦克风124(特别是麦克风阵列)确定设备50在视频会议环境中的位置。由此，当参与者在讲话时，单元的一个或多个摄像机144可以更容易地将其视野指向具有发射设备50的该参与者上。当讲话的参与者与单元的麦克风124或阵列有一定距离并且定位音频来源的传统技术可能受限时，这可能特别有用。最终，设备50可以作为声波或超声波发射器，由此视频会议系统10可以按照与申请号为11/872,303、2007年10月15日提交的名称为“Ultrasonic Camera Tracking System and Associated Methods”的美国专利申请中的系统类似的方式操作，该申请通过引用全部结合到本文中。
F.回声消除
如上所述，便携式设备的麦克风74可以捕捉音频，并通过网络接口90、无线网络134和LAN 132将该音频发送到视频会议单元100，以便发送到远端30。同时在视频会议中，视频会议单元的扬声器122输出用于视频会议环境的近端音频。因为便携式设备的麦克风74和单元的扬声器122处于同一环境中，当便携式设备的麦克风74直接捕捉到由扬声器122输出的音频时，会发生声学耦合。已知的是，该声学耦合可能使得单元100将“回声”发送到远端30，并且远端30将听到返回到它的经延迟的自身音频。因此，视频会议系统10优选尝试减少视频会议中可能出现的任何声学耦合的不利影响。
为了这一目的，讨论转向图5。如图示的和先前讨论的，视频会议单元100通过网络接口130接收来自远端30的输出音频，并且音频编解码器的解码器112a解码输出音频，作为单元的扬声器122的输出。为输出音频，数模转换器119使用基于时钟118的采样率转换并将数字输出转换为模拟输出，接着扬声器122将其输出到环境中。
接下来，便携式设备的麦克风74捕捉环境中的音频。在捕捉音频时，便携式设备的模数转换器69使用基于时钟68的采样率转换并将模拟输入转换为数字输入。一些由麦克风74捕捉的音频可能是从扬声器122声学耦合而来。无论如何，便携式设备50通过网络连接(比如，Wi-Fi网、LAN等)将所捕捉的音频传输给视频会议单元100。接着，单元的音频编码器112b编码输入音频，以将其发送到远端30。如果该音频不经处理，那么从扬声器122到麦克风74的任何声学耦合音频都将通过网络接口130作为“回声”被发送到远端30。
为处理声学耦合和产生的回声，视频会议单元100具有回声消除器115。使用任何已知的回声消除技术，回声消除器115比较来自麦克风74的输入音频和扬声器122的输出音频，并试图去除来自扬声器122的输出音频，该输出音频已包含在通过扬声器122和麦克风74之间的声学耦合而拾取的输入音频中。当正确工作时，回声消除器115可以减少远端30检测到“回声”的可能性。
在大多数情况下，用于便携式设备的麦克风74的模数(A/D)时钟68与单元的扬声器12的数模(D/A)时钟118在频率上不匹配。不匹配的时钟68和118可能导致声学回声消除的性能不好。为正确消除，例如，扬声器的D/A时钟118和麦克风的A/D时钟68需要在同一频率上并且具有小的偏差(如，小于百万分之一(PPM))。然而，由于是分开的设备，扬声器和麦克风的时钟68和118由物理分离的晶体所控制，并且它们的频率可能偏差100PPM或更多。
G.时钟补偿
为处理不匹配的时钟68和118，系统10在单元100处使用时钟补偿器160，和/或在便携式设备处使用时钟补偿器170，由此单元100上的回声消除器115可以更有效地移除由单元的扬声器122和设备的麦克风74之间的声学耦合引起的回声。为实现这一点，时钟补偿器160、170补偿时钟差，并改进单元的回声消除器115的性能。
在一个实施例中，视频会议单元100上的时钟补偿器160协助回声消除。特别是，时钟补偿器160对远端音频(由单元的扬声器122输出)和近端音频(从设备的麦克风74输入)的回声估计进行互相关。接着，使用互相关结果，补偿器160调整用于对要发送到远端30的音频进行回声消除分析的采样转换因子。在该布置中，使用回声估计的时钟补偿器160可以补偿时钟68和118之差而不涉及便携式设备50。
在另一个实施例中，便携式设备50上的时钟补偿器170通过确定时钟68和118之差来协助回声消除。接着，通过调整便携式设备的麦克风74的采样转换率或者通过调整单元的回声消除器115或单元的扬声器122的采样率转换，该差值用于“同步”音频时钟68和118。
如上所述，通过获取在单元的扬声器122发射的声波或超声波信标中的单元IP地址，便携式设备50信号与单元100配对。比如，超声波信标优选利用21kHz超声波频率的载波信号来发射。捕捉到信标后，便携式设备50使用该超声波载波信号的频率来确定其麦克风74的时钟68和单元的扬声器122的时钟118之间的频率差。
例如，单元100使用扬声器122发射具有预定频率21000Hz的上述声波或超声波信标。便携式设备50上的麦克风74捕捉该超声波信标，并且补偿器170测量相对于单元的A/D时钟68的信标频率。通常，由于分开的时钟68和118具有不同的频率，测得的频率将不同于信标的预定频率(21kHz)。例如，麦克风的时钟68可能比扬声器的时钟118慢百分之一。在这种情况下，补偿器170将测得信标频率为21210Hz(也就是21000×1.01)。
不论该测得的差值如何，具有麦克风74和会议应用(66)的便携式设备50知道信标的实际频率应该是预定的21000Hz。因此，补偿器170可以推断出时钟频率差为210Hz(也就是21210Hz-21000Hz)。一旦知道频率差在可接受的偏差(比如1PPM)内，便携式设备50可以使用重采样算法，并可以调整麦克风的采样率转换，来匹配扬声器的采样率转换。这样，基于设备的时钟68的A/D转换器69可使其采样转换率与基于单元的时钟118的D/A转换器119的采样转换率匹配。一旦采样转换率匹配，单元100上回声消除器115可以更有效地工作。
反过来调整扬声器的采样率转换也是可能的。例如，便携式设备50可以通过网络连接向单元100发送确定的频率差。接着，单元100的补偿器160可以使用重采样算法，并可改变用于输出音频的扬声器的采样率转换，由此其将匹配麦克风的采样率转换。作为替换，补偿器160可以使用该确定的回声消除的采样率转换差，由此回声消除器115可以更有效地工作。
在进一步的替代例中，便携式设备50可能实际上不计算频率差。而是，便携式设备响应于声波或超声波信标，使用网络连接将其麦克风74的音频捕捉频率发送到视频会议单元100。然后，视频会议单元100可以计算预定载波信号频率与从便携式设备50发送来的音频捕捉频率之间的频率差。因此，上面讨论的步骤将应用于单元的处理而不是设备的处理。
在当前示例中，仅讨论了一个便携式设备50和单元100之间的音频。然而通常情况下，在房间内可能存在任何数量的设备50，并且每个设备具有其自己的用于其麦克风74的A/D转换器69和时钟68。这些设备50可以通过无线连接发送其数字音频流到视频会议单元110，其中的一些流可能包含已经声学耦合到设备的麦克风74的来自扬声器122的输出音频。上述教导可以应用于每个便携式设备的音频。
之前对优选实施例和其他实施例的描述并不是意图限制或约束申请人所构想的发明概念的范围或适用性。基于本公开的益处，可理解的是，以上所描述的根据所公开主旨的方面的任意实施例的特征可以单独使用或与所公开主旨的任何其它实施例或方面的任何其他描述的特征组合使用。
作为公开这里所包含的发明概念的交换，申请人要求所附权利要求所提供的所有专利权。因此，所附权利要求旨在最大程度上包括落入所附权利要求范围内的所有修改和变型或其等同。

Claims (41)

1.一种视频会议方法，包括：
以视频会议连接将便携式设备连接到远端；
在便携式设备处输出通过视频会议连接从远端接收到的远端视频和远端音频；
通过视频会议连接将便携式设备获取的近端视频和近端音频发送到远端；
以无线连接将便携式设备连接到视频会议单元；
将视频会议连接从便携式设备转移到视频会议单元，其中转移包括：用便携式设备的麦克风获取近端音频，并且通过无线连接将近端音频从便携式设备发送到视频会议单元以用于发送到远端；以及
通过补偿在与视频会议单元的扬声器相分离的设备上的便携式设备的麦克风来取消视频会议单元的扬声器输出且呈现在用便携式设备的麦克风获取的近端音频中的远端音频。
2.根据权利要求1的方法，其中视频会议连接包括以太网连接、广域网（WAN）连接、无线连接、因特网连接、蜂窝连接、普通老式电话服务（POTS）连接、或其组合。
3.根据权利要求1的方法，其中无线连接包括局域网（LAN）连接、内联网连接、无线局域网（WLAN）连接、个域网（PAN）连接、无线保真（Wi-Fi）连接、无线连接、或其组合。
4.根据权利要求1的方法，其中转移包括：将远端视频和远端音频中至少一项的输出从便携式设备切换到视频会议单元。
5.根据权利要求4的方法，其中将远端视频和远端音频中至少一项的输出从便携式设备切换到视频会议单元包括：
在视频会议单元处接收来自远端的远端视频和远端音频；
将远端视频输出到操作地耦接于视频会议单元的显示器；以及
将远端音频输出到操作地耦接于视频会议单元的扬声器。
6.根据权利要求1的方法，其中转移包括：将获取近端视频从便携式设备切换到视频会议单元。
7.根据权利要求1的方法，其中补偿在与视频会议单元的扬声器相分离的设备上的便携式设备的麦克风包括：补偿用于便携式设备的麦克风的模数转换器的第一时钟与用于视频会议单元的扬声器的数模转换器的第二时钟之间的频率差。
8.根据权利要求1的方法，进一步包括：利用运行在便携式设备上的应用来控制视频会议单元的功能。
9.根据权利要求1的方法，进一步包括：通过无线连接将位于便携式设备上的内容发送到视频会议单元以并入视频会议。
10.一种视频会议装置，包括：
用于以视频会议连接将便携式设备连接到远端的构件；
用于在便携式设备处输出通过视频会议连接从远端接收到的远端视频和远端音频的构件；
用于通过视频会议连接将便携式设备获取的近端视频和近端音频发送到远端的构件；
用于以无线连接将便携式设备连接到视频会议单元的构件；
用于将视频会议连接从便携式设备转移到视频会议单元的构件，其中转移包括：用便携式设备的麦克风获取近端音频，并且通过无线连接将近端音频从便携式设备发送到视频会议单元以用于发送到远端；
用于取消视频会议单元的扬声器输出且呈现在用便携式设备的麦克风获取的近端音频中的远端音频的构件；以及
用于在取消中补偿在与视频会议单元的扬声器相分离的设备上的便携式设备的麦克风的构件。
11.根据权利要求10的装置，其中用于转移的构件包括用于将远端视频和远端音频中至少一项的输出从便携式设备切换到视频会议单元的构件。
12.根据权利要求10的装置，其中用于转移的构件包括用于将获取近端视频从便携式设备切换到视频会议单元的构件。
13.根据权利要求10的装置，其中用于补偿的构件包括用于补偿用于便携式设备的麦克风的模数转换器的第一时钟与用于视频会议单元的扬声器的数模转换器的第二时钟之间的频率差的构件。
14.根据权利要求10的装置，进一步包括用于利用运行在便携式设备上的应用来控制视频会议单元的功能的构件。
15.根据权利要求10的装置，进一步包括用于通过无线连接将位于便携式设备上的内容发送到视频会议单元以并入视频会议的构件。
16.一种便携式设备，包括：
通信连接到视频会议单元、摄像机、第一扬声器、显示器、麦克风和远端的多个接口；和
通信连接到所述接口的处理单元，其被配置为：
以视频会议连接而连接到远端；
用显示器输出远端视频，并用第一扬声器输出远端音频；
通过视频会议连接将摄像机获取的近端视频和麦克风获取的近端音频发送到远端；
以无线连接而连接到视频会议单元；
用便携式设备的麦克风获取近端音频，并且通过无线连接将近端音频从便携式设备发送到视频会议单元以用于发送到远端，来将视频会议连接从便携式设备转移到视频会议单元；
取消视频会议单元的第二扬声器输出且呈现在用便携式设备的麦克风获取的近端音频中的远端音频；以及
在取消中补偿在与视频会议单元的第二扬声器相分离的设备上的便携式设备的麦克风。
17.根据权利要求16的便携式设备，其中为了转移视频会议连接，处理单元被配置成将远端视频和远端音频中至少一项的输出从便携式设备切换到视频会议单元。
18.根据权利要求16的便携式设备，其中为了转移视频会议连接，处理单元被配置成将获取近端视频从便携式设备切换到视频会议单元。
19.根据权利要求16的便携式设备，其中为了在取消中补偿在与视频会议单元的第二扬声器相分离的设备上的便携式设备的麦克风，处理单元被配置成补偿用于便携式设备的麦克风的模数转换器的第一时钟与用于视频会议单元的第二扬声器的数模转换器的第二时钟之间的频率差。
20.根据权利要求16的便携式设备，其中处理单元被配置成利用运行在便携式设备上的应用来控制视频会议单元的功能。
21.根据权利要求16的便携式设备，其中处理单元被配置成通过无线连接将位于便携式设备上的内容发送到视频会议单元以并入视频会议。
22.一种视频会议方法，包括：
以视频会议连接将视频会议单元连接到远端；
以无线连接将视频会议单元连接到该视频会议单元的环境中的便携式设备；
获取该环境中用视频会议单元捕捉的第一音频；
通过视频会议连接将第一音频发送到远端；
在视频会议单元处，通过无线连接获取该环境中用便携式设备捕捉的第二音频；
当第二音频比第一音频具有更高水平时，切换为通过视频会议连接将第二音频发送到远端；
用视频会议单元的扬声器输出远端音频；
用便携式设备的麦克风捕捉第二音频；
取消所述扬声器输出且呈现在用所述麦克风捕捉的第二音频中的远端音频；以及
在取消中补偿在与视频会议单元的扬声器相分离的设备上的便携式设备的麦克风。
23.根据权利要求22的方法，其中视频会议连接包括：以太网连接、广域网（WAN）连接、无线连接、因特网连接、蜂窝连接、普通老式电话服务（POTS）连接、或其组合；并且其中无线连接包括：局域网（LAN）连接、内联网连接、无线局域网（WLAN）连接、个域网（PAN）连接、无线保真（Wi-Fi）连接、无线连接、或其组合。
24.根据权利要求22的方法，其中所述环境中用便携式设备捕捉的第二音频包括用便携式设备的麦克风捕捉的音频。
25.根据权利要求22的方法，进一步包括：
获取用视频会议单元捕捉的第一视频；
通过视频会议连接将第一视频发送到远端；
在所述视频会议单元处，通过无线连接获取所述环境中用便携式设备捕捉的第二视频；以及
切换为通过视频会议连接将第二视频发送到远端。
26.根据权利要求25的方法，其中所述环境中用便携式设备捕捉的第二视频包括用便携式设备的摄像机捕捉的视频。
27.根据权利要求25的方法，其中切换包括：当第二音频比第一音频具有更高水平时，发送第二视频。
28.根据权利要求22的方法，进一步包括：
在视频会议单元处，通过无线连接获取位于便携式设备上的内容；以及
将获取的内容并入视频会议。
29.根据权利要求22的方法，其中在取消中补偿在与视频会议单元的扬声器相分离的设备上的便携式设备的麦克风包括：补偿用于便携式设备的麦克风的模数转换器的第一时钟与用于视频会议单元的扬声器的数模转换器的第二时钟之间的频率差。
30.一种视频会议装置，包括：
用于以视频会议连接将视频会议单元连接到远端的构件；
用于以无线连接将视频会议单元连接到该视频会议单元的环境中的便携式设备的构件；
用于获取该环境中用视频会议单元捕捉的第一音频的构件；
用于通过视频会议连接将第一音频发送到远端的构件；
用于在视频会议单元处，通过无线连接获取该环境中用便携式设备捕捉的第二音频的构件；
用于当第二音频比第一音频具有更高水平时，切换为通过视频会议连接将第二音频发送到远端的构件；
用于取消视频会议单元的扬声器输出且呈现在用便携式设备的麦克风获取的第二音频中的远端音频的构件；以及
用于在取消中补偿在与视频会议单元的扬声器相分离的设备上的便携式设备的麦克风的构件。
31.根据权利要求30的装置，其中所述环境中用便携式设备捕捉的第二音频包括用便携式设备的麦克风捕捉的音频。
32.根据权利要求30的装置，进一步包括：
用于获取用视频会议单元捕捉的第一视频的构件；
用于通过视频会议连接将第一视频发送到远端的构件；
用于在所述视频会议单元处，通过无线连接获取所述环境中用便携式设备捕捉的第二视频的构件；以及
用于切换为通过视频会议连接将第二视频发送到远端的构件。
33.根据权利要求32的装置，其中所述环境中用便携式设备捕捉的第二视频包括用便携式设备的摄像机捕捉的视频。
34.根据权利要求32的装置，其中用于切换的构件包括用于当第二音频比第一音频具有更高水平时，发送第二视频的构件。
35.根据权利要求30的装置，进一步包括：
用于在视频会议单元处，通过无线连接获取位于便携式设备上的内容的构件；以及
用于将获取的内容并入视频会议的构件。
36.根据权利要求30的装置，其中用于补偿的构件包括用于补偿用于便携式设备的麦克风的模数转换器的第一时钟与用于视频会议单元的扬声器的数模转换器的第二时钟之间的频率差的构件。
37.一种视频会议装置，包括：
用于捕捉环境的音频的第一麦克风；
通信连接到便携式设备和远端的一个或多个接口；
用于输出来自远端的远端音频的扬声器；和
通信连接到第一麦克风和所述一个或多个接口的处理单元，该处理单元被配置为：
以视频会议连接而连接到远端；
以无线连接而连接到所述环境中的便携式设备；
获取用第一麦克风捕捉的第一音频；
通过视频会议连接将第一音频发送到远端；
通过无线连接获取用便携式设备捕捉的第二音频；以及
当第二音频比第一音频具有更高水平时，切换为通过视频会议连接将第二音频发送到远端；
其中该处理单元被进一步配置成：
取消所述扬声器输出且呈现在用便携式设备的第二麦克风捕捉的第二音频中的远端音频；以及
在取消中补偿在与所述扬声器相分离的设备上的便携式设备的第二麦克风。
38.根据权利要求37的装置，进一步包括用于捕捉第一视频的摄像机，其中处理单元被配置成：
获取用摄像机捕捉的第一视频；
通过视频会议连接将第一视频发送到远端；
通过无线连接获取所述环境中用便携式设备捕捉的第二视频；以及
切换为通过视频会议连接将第二视频发送到远端。
39.根据权利要求38的装置，其中为了切换，处理单元被配置成：当第二音频比第一音频具有更高水平时，发送第二视频。
40.根据权利要求37的装置，处理单元被配置成：
通过无线连接获取位于便携式设备上的内容；以及
将获取的内容并入视频会议。
41.根据权利要求37的装置，其中为了在取消中补偿在与所述扬声器相分离的设备上的便携式设备的第二麦克风，处理单元被配置成补偿用于便携式设备的第二麦克风的模数转换器的第一时钟与用于所述扬声器的数模转换器的第二时钟之间的频率差。
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