CN1364029A - 可视电话机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可视电话机,以数字信号应用运算法则,把音视频信号合成简洁线性变化的阶梯形信号体,以集合色度音频15倍的数据量,在现有市话线上,双方轮流穿插传送与接收,并与普通电话兼容,采用先进的CCD成象的视频数字信号与话音数字信号,在交替排列的梯形信号体中,三色度呈三段分布,以运算完成调制与解调,大大减少了使用的元件数量,从而极大地提高了使用的可靠性,对复杂系统以创新的解决途径,提供了最终的解决办法。

Description

可视电话机

本发明涉及可视电话机，以数字化把通信和显象技术融合在一起，在通信领域可广泛应用于商务洽谈、亲友相聚、远程采访等的可视对话。

目前以计算机网络技术和电信通讯的相互渗透，相互融洽而形成的数字通信网络，在当今信息产业的发展中，对图象数据压缩调制与解调形成的可视电话标准，如LTu-TH324国际标准。都需配置个人电脑，具备32M以上的PC机，适配操作系统、声霸卡、适配显卡及调制解调器，才能在普通电话线路上，作可视电话使用。

本发明的目的，以数字信号应用运算法则，把音视频信号合成简洁线性变化的阶梯形信号体，一个信号体集合了色度音频15倍的数据量，在现有市话线上，双方轮流穿插传送与接收，并与普通电话兼容。采用先进的CCD成象的视频数字信号与话音数字信号，在交替排列的梯形信号体中，三色度呈三段分布，以运算完成调制与解调，大大减少了使用的元件数量，从而极大地提高了使用的可靠性，对复杂系统以创新的解决途径，提供了最终的解决办法。

本发明的技术解决措施，用综合性的设定代码转换性的调制，应用于话音图象数据的通信业务，集成为独立而先进的可视电话机，以数字镜头产生的视频数字G、B、R真彩15位来调制一个信号图形，以不同的幅值调制三个色度，以调宽量表示三个色度值的大小，拼合成一个等差幅值的阶梯形，每一个梯形的下降沿为周期时间点，音频寄生在行场同步信号上，幅值大于色度幅值，幅值具备行场同步的性质，调宽量为音频值的大小。对视频中的信息进行色彩完全分离，以及音频嵌入同步信号中，通电双方依次交替调制脉冲信号至对方。在应用于无线通信业务时，对于用调频载波发射，则用到了调宽、调幅、调频三种调制步骤，系统采用水平清晰度为256点，垂直清晰度为256行，每秒传送16帧，隔行扫描，则每秒32场，可保证运动画面的连续性，则视频频响为256×256×16＝1.048576MHz、音频频响为256×16＝4.096KHz，以较低兆位的信号频率，在现有市话线上传输，信号的衰减不大。

本发明的优点，以交替的数字式图象声音信号，保持为定值点的连续信号，能确保对最小细节的高精度捕捉，对图象中每一个点精确定位的显示，能保证细微处色彩变化的清晰可靠，视频数字信号的压缩比为15∶1，信息没有经过任何过滤，数据的完整性得到较为真实的保存，强劲的转换运算完成调制与解调，以及静噪、消噪及其它控制功能。再以全色彩的数字式镜头，以实时的色彩较正，锐化、降噪提供最佳的图象效果，以较低的扫描频率，保证两端低兆位信号量的传输，显示图象的高质量，在采用新式数字扫描式显示器对显示点的延时，获得的直流分量间接的提高了扫描频率。整机设置三块显示屏，主显示屏显示对方图象，下端两个小显示屏显示已方图象以及提示信息、开机菜单显示，显示屏格式为16∶9。内置增益可调扬声器，直接面对面的对话。摄影机组件与电话机、显示器融为一体，结构紧凑，外形美观，以壁挂式或小型台式占用较小的空间体积。

如图1所示为应用本发明的整机电路方框图

如图2所示为应用本发明的信号体波形图

如图3所示为应用本发明的图象声音信号调制电路图

如图4所示为应用本发明的整机电路实际应用电路图

如图5所示为应用本发明的解调电路图

如图6所示为应用本发明的消噪电路图

如图7所示为应用本发明的外形图。

下面根据附图描述本发明的实施例，如图1所示为应用本发明的整机电路方框图，主叫电话拨号后，振铃18响铃，按下免提键，振铃停止，外线X₁、X₂经正负转换21，至可视识别20，当主叫电话为可视电话时，由同步检波获得的直流电压高于普通电话的电压值，识别为可视电话，打通所有可识电话电路，将对方的信号送入解调电路16进行解调，输出音频，色度G、R、B，行场同步信号，音频数字信号经音频处理6的数模转换，音量的调节，未级功放推动扬声器9，色度数字信号经色度处理13、14、15的数模转换后的亮度，对比度，色饱合度的调节加至显示器12成象显示，解调一个脉冲后，在下降沿产生一个触发脉冲，输至调制电路4，把摄象7的色度G、R、B信号，话筒10的音频信号调制梯形脉冲送入对方，并同时将摄象信号送入已方显示8监测显示。主叫同步触发由本机晶振自行产生，被叫同步触发由解调产生，方式由触发选择19识别，解调电路只解调对方信号，对本方信号不解调，由“非”门2与“与”门1对双方信号进行选择控制，按键操作17的操作，及来电信息在操作显示11上显示。当可视识别为普通电话时，接通普通电话电路，与现有普通电话兼容通用。当被叫电话为普通电话时，主叫无可视接收，则主叫转为普通电话。

如图2所示为应用本发明的信号体波形图，图中上面部分正脉冲为主叫电话调制波形，下面部分负脉冲为被叫电话调制波形，双方交替排列，1为色度兰信号，电平幅值为a，调宽量为7位二进制数，色度值5位由0～11111共32级，固定值为1000000，占有梯形底部，数值由1000000～1011111之间变化，以脉冲为计数级，则满度值为96个脉冲，设定两个电话之间的误差时间为4个计数CP，则梯形脉宽周期占有100个计数脉冲的时间，以此计算出计数CP的频率为，1.048576×2×100＝209.7152MHz。2为色度绿信号，电平幅值为2a，调宽量为6位二进制数，色度值5位由0～11111共32级，固定值为100000，占有梯形中部；数值由100000～111111之间变化，满度值为64个计数CP调制，3为色度红信号，电平幅值为3a，调宽量为5位二进制数，色度值由0～11111共32级，固定值为0，占有梯形上部，数值由00000～11111之间变化，满度值为32个计数CP调制。4为音频值，5为音频固定值，音频调宽量为二进制数6位，音频值在000000～111111范围内变化共64级，固定值为1000000，脉宽值在1000000～1011111之间，满度值为1011111由96个脉冲时间调制。6为场同步，7为行同步，音频4、5寄生在行场同步信号上，行同步信呈幅值为4A，场同步信号幅值为5a，色度信号与音频信号的电平幅值由a至5a呈等差数列排列，电平的变化是一个线性量的变化，在传输过程中的衰减，易于由自动增益控制还原到原信号，有利于信号在接收解调时的高可靠性。

如图3所示为应用本发明的图象声音信号调制电路，CCD摄象机在本机自行产生的触发脉冲控制下(主叫时)或在解调完对方一个调制脉冲后产生的触发信号控制下(被叫时)，将摄象区的累积电荷迁移至光电转换，一个触发信号输出一行中的一点全色度电信号R、G、B，分别把色度R、G、B经ADC转换为二进制数各为5位的数值，作为对计数器的预置值，色度R5位预置7位计数器的低5位值，高位1，2位预值为0，1在计数脉冲的作用下作加法计数，由预值加至满度值时，由进位脉冲输出至F双稳态门的置1，S端，双稳态门F触发翻转，Q端由0变为1，打开输出级，输出u＝3a幅值的电平，F门的 Q端由1变为0加至7位计数器的P、T端，计数器停止计数，到一个脉宽周期结束时，由负触发脉冲Cr对计数器清0，对F门置O，R端触发翻转，关断输出级门，输出由u＝3a变为u＝0，脉宽在计数CP的64～96之间，共32级变化范围。色度G5位预置6位计数器的低5位，高位1位预值为0，以计数脉冲作加法计数至满度值时，进位脉冲由O_C端输至F门触发翻转，输出u＝2a幅值的电平，脉宽在计数CP的32～64之间的变化段与64～96之间的固定段组成，共32级变化范围。色度B5位预置5位计数器的5位值，以计数CP作加法计数至满度值时，进位CP由Oc端输至F门触发翻转，输出u＝a幅值的电平，脉宽在计数CP的0～32的变化段与32～96的固定段组成，共32级变化范围。计数器L_D端在负触发CP的作用下，把预置值读入计数器，CP端输入计数CP计数，O_C端输出负进位脉冲，Cr为清0复位端，以96个计数CP产生一个Cr脉冲，P端、T端同时为1时计数器计数，否则计数器保持状态不变，图中F门的Q为0， Q为1，在清0复位CP触发时的状态。输出U₀得到一个三种色度，三个幅值在a～3a，脉宽变化的梯形脉冲。当摄象机在每一行，每一场的第一个点时，由光电转换输出一个行同步信号或场同步信号，并且以行或场同步信号作为音频触发信号，把音频6位二进制数预置到6位计数器中，加法计数至满度值时，0_C输出进位CP至F门，触发翻转，输出U＝4a时为行同步信号，U＝5a时为场同步信号，脉宽由0～64的音频变化段与64～96的固定段组成，音频共64级变化范围。色度信号与音频信号在脉宽周期内各上升沿起始点的时间不同，下降沿都是落在200n的CP时间点上，即以满度值G32+R32+B32＝96，误差值4，对方调制时间100个CP的一个循环周期200个CP的时间点上，n为象素点数，n＝1，2，3，……

如将三色度进行比较(三个色度都有时)以最小色度值按一定比例值，三个色度同时减去这个比例值，再乘以一个比例值，则减少一部分亮度信号，增加对比色度，使绿更加绿或红更加红或兰更加兰，即色彩的艳丽度增强。

如图4所示为应用本发明的整机电路实际应用电路图。X₁为正极线，X₂为负级线，由R₁，R₂，R₃给三极管T进行直流偏压，由C₁，C₂，R₄，R₅组成交流回路对三极管T的基级输入交流脉冲信号，C₂，R₄网络对信号进行噪声拟制，R5为三极管在放大区Ce极间的等效电阻，基极由检波电压AGC进行自动电平控制，调节R₅等效值的大小，信号电压减小，R₅减小，信号电压增大R5阻值增大，前端接入消噪电路，当有脉冲信号时，电流由X₁，经三极管T的e极到基极b给C1充电至X₂，在脉冲信号的下降沿由于C₁的反向偏置，基极电位高于发射级电位，三极管T截止，C₁由X₂、R₅、R₄经过R₁缓慢放电，C₃为保持在脉冲高电平平行段时的放电电压对T导通的延时，C₄输出脉冲信号至解调电路，解调完毕输出同步触发脉冲至调制电路，调制输出输至脉冲变压器的初级绕阻，次级绕组输出调制脉冲至对方电路，D₂、D₁为次级绕阻的单向回路控制，脉冲变压器次级绕组的负脉冲由D组成放电回路，并接入灯泡或发光二极管作为指示信号，本方调制信号由于D₂的钳位作用，X₂与基极的交流电位相等，C₁无信号通过，T截止，C₄无信号输出，本方调制信号不进入解调电路。

如图5所示为应用本发明的解调电路图，由射随器组成的签幅电路对输入脉冲信号进行幅值签别，当达到某一设定幅值时，输出高电平，低于设定幅值输出为低电平，当出现脉冲信号时，梯形脉冲幅值为a电平时，签幅输出高电平至7位计数器的C_T端，色度B7位计数器开始计数，当幅值为2a电平时，色度G6位计数器始计数，当幅值为3a电平时，色度R5位计数器开始计数，到梯形下降沿时，签幅输出低电平至计数器C_T端，三个计数器同时停止计数，并将计数值送入存贮器，色度B7位计数器的值10φφφφφ，当色度B为00000时，由于计数器有误差时的计数为0111111，最高位为0经“非”门加至存贮器的读出M端，关闭存贮器的输出，色度B输出为0，当色度B为11111时，如果计数器误计为1100000，以第6位对计数器低5位分别以“或”门；对计数器输出5位全部置1，对两端的误差予以纠正。色度G6位计数器的值1φφφφφ。当色度G为0时，如果计数器误计为011111，最高位0经“非”门输出至5位存贮的M端，关闭存贮器的输出，色度G输出为0，当色度G为11111时，色度G6位的计数器为1111111，继续有计数CP时保持原状态不变，输出5位11111，对最小值及最大值的误差予以纠正，色度R5位计数器的值，经5位存贮输出实际计数值。当幅值为4a电平时，签幅输出高电平至“与”门与场同步低电平经“非”门输出的高电平，由“与”门输出高电平为行同步触发信号，当幅值为5a时，签幅输出高电平为场同步触发信号，当有场同步触发信号时，场同步高电平经“非”门输出低电平至“与”门，无行同步信号输出。当有行或场同步信号时，签幅高电平加至音频7位计数器的CT端，音频开始计数，7位计数器中的第7位，作为第6位输出，第6位不输出，当音频为0时，计数器准确计数应为0100000(固定值为32)，第6位不输出，则输出为0，当音频为32时，计数器应为1000000，输出为100000，当音频为64时，计数器应为1011111，输出为111111，如果计数出现误差，当音频为0时，计数器误计为0011111，或者当音频为64时，误计为1100000，以最高两位的“或非”值作为存贮器的输出开关，当最高两位为00时，存贮器关闭，输出为0，当最高两位为01或10时，输出计数值。以最高两位的“与”值作为计数器低5位的“或”门输入，对计数器全加1输出，当最高两位为11时，输出为全部1值，111111。对两个极点值进行误差纠正，色度、音频数字信号经DAC为色度音频输出。由C、R、D对梯形脉冲的下降沿产生的触发信号，输至调制电路作为同步触发信号。

如图6所示为应用本发明的消噪电路图，在正常情况下(无干扰时)由于晶体管T由R₁、R₂、R₃加有正向偏置电压而饱合导通，脉冲信号由U₀经R₂，T至X₂，C₁由R₃、D₂、R₅充电，当很大的干扰脉冲到来时，由C₁、R₅、D₂加至三极管T的基极，使T截止，干扰信号不经U₀输出。消澡电路U₁接X₂线，U₀接AGC自动电平控制端。T接地端为X₂线。

如图7所示，为应用本发明的外形图，1为机壳，2为对方显示(晶体显示器)3为本方显示屏(晶体显示器)，4为扬声器，5为摄象头，6为液晶字符显示屏，7为话筒，8为信号指示灯，9为按键。接口可外接刻录机或拍摄数码照片，以及发送电子传真，自动应答留言留象等功能。

Claims (1)

1. 本发明涉及可视电话机，把音视频信号合成线性变化的阶梯形信号体，以幅值区分色度与同步信号，以调宽量记录色度值的大小及音频值的大小，电话由两方轮流调制信号至对方，在固定电话上的调宽调幅双调制与无线调频载波发射时的调宽、调幅、调频三调制的综合运用，对信号进行高保真的转换，及对数据进行非破坏性的高比例压缩，有利于信号传输的低端要求及对信号特性的完全保持，以创新的解决途径提高了使用的可靠性。

Images