CN1726710A - 用于在双向无线电设备中取得视频的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于以双向无线电设备发送和接收一个音频信号和/或一个视频信号的设备和方法。该双向无线电设备包括一个发送器系统和一个接收器系统。该发送器系统适于发送一个数字视频信号和一个数字音频信号。该接收器系统适于接收一个第二数字视频信号和一个第二数字音频信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种以双向无线电设备来发送和接收音频信号和/或视频信号的设备和相关方法。
背景技术
双向无线电设备典型地在数据发送和接收时不提供很大的灵活性。因此需要一种能在数据发送和接收时提供更大灵活性的双向无线电设备。
发明内容
本发明提供一种设备,包括:
一种双向无线电设备,其包括一个发送器系统和一个接收器系统,其中发送器系统适于发送第一数字视频信号,其中发送器系统适于发送第一数字音频信号,其中接收器系统适于接收第二数字视频信号,并且其中接收器系统适于接收第二数字音频信号。
本发明提供一种方法,包括:
提供一种双向无线电设备,其包括一个发送器系统,其中发送器系统包括一个视频输入设备、一个音频输入设备、一个模拟至数字A/D转换器模块、一个编码器模块、一个调制器以及一个发送器;
通过该A/D转换器模块接收和数字化来自视频输入设备的视频信号和来自音频输入设备的音频信号;
通过该编码器模块来数字压缩数字音频信号、数字视频信号或者数字音频信号和数字视频信号两者;
通过调制器调制数字压缩的音频信号、数字压缩的视频信号或者数字压缩音频信号和数字压缩视频信号两者以便产生一个数字压缩的调制信号;以及
通过发送器发送该数字压缩的调制信号。
本发明通过使双向无线电设备发送和接收视频数据和音频数据两者,从而为双向无线电设备提供了更大的灵活性来发送和接收数据。
附图说明
图1描述了根据本发明实施例与第二双向无线电设备通信的双向无线电设备的方框图。
图2示出了根据本发明实施例的发送器系统的详细方框图。
图3示出了根据本发明实施例的接收器系统的详细方框图。
图4示出了说明根据本发明实施例的图2中的发送器系统的处理的算法的流程图。
图5描述了说明根据本发明实施例的图3中的接收器系统的处理的算法的流程图。
具体实施方式
图1描述了根据本发明实施例的双向无线电设备55的方框图,其包括与第二双向无线电设备58通信的一个发送器系统1和一个接收器系统24,该第二双向无线电设备等价于该双向无线电设备55。
第二双向无线电设备58包括一个发送器系统101和一个接收器系统124。
发送器系统1(见图2的详细方框图)适于发送一个音频信号、一个视频信号或者一起发送音频信号和视频信号到第二双向无线电设备58。接收器系统24(见图3的详细方框图)适于从第二双向无线电设备58接收第二音频信号、第二视频信号或者第二音频信号和第二视频信号两者。特别是,双向无线电设备55和58可以包括具有视频能力的步话机。
图2示出了根据本发明实施例的图1中的发送器系统的详细方框图。发送器系统1包括一个视频输入设备2、一个音频输入设备3、一个模拟至数字A/D转换器模块22、一个命令输入设备8、一个编码器模块9、一个调制器15、一个发送器16以及一个天线20。视频输入设备2可以是本领域的普通技术人员已知的任何视频输入设备,特别是,比如一个视频摄像机。视频输入设备2用于接收视频数据,特别是,诸如用户的视频。音频输入设备3可以是本领域的普通技术人员已知的任何音频输入设备,特别是,诸如一个麦克风。音频输入设备3用于接收音频数据,特别是,诸如用户的语音。视频输入设备2发送视频数据到一个包括视频A/D转换器4的模拟至数字(A/D)转换器模块22以便将该视频数据转换成数字视频信号。音频输入设备3将音频数据发送到包括音频A/D转换器5的模拟至数字A/D转换器模块22以便将该音频数据转换成数字音频信号。该编码器模块9包括一个视频编码器10、一个音频编码器12、一个切换装置11以及一个多路复用器14。该编码器模块9可以是一个低比特率编码器模块。该切换装置11用于将来自音频A/D转换器5的数字音频信号发送到音频编码器12,将来自视频A/D转换器4的数字视频信号发送到视频编码器10,或者既将数字音频信号发送到音频编码器12又将数字视频信号发送到视频编码器10。命令输入设备8允许用户输入用于控制编码器模块9的命令,特别是,用于编码的信号、比特率、视频分辨率等等。命令输入设备8可以包括本领域的普通技术人员已知的任何输入设备,特别是,诸如辅助键盘、键盘等等。编码器模块9可以包括硬件编码模块或者软件编码器模块。硬件编码器模块包括编码器模块9在专用硬件之内的所有部件,编码器模块9在专用硬件中包括:硬件编码器(视频编码器10、音频编码器12)、硬件切换装置(切换装置11)以及一个硬件多路复用器(例如集成电路(IC))。硬件编码器可以是本领域的普通技术人员已知的任何硬件编码器,特别是,诸如专用集成电路(ASIC)等等。硬件切换装置可以包括本领域的普通技术人员已知的任何硬件切换装置,特别是,诸如硬件开关、机械继电器、固态继电器等等。依据用户规定,硬件切换装置物理地连接任何数字音频信号、任何数字视频信号或者它们的任何组合到它们各自的硬件编码器(音频编码器5、视频编码器4)或从它们各自的硬件编码器(音频编码器5、视频编码器4)断开,由此来压缩指定信号。只有压缩的信号将发送到图1的第二无线电设备58。或者,软件编码器模块9包括编码器模块作为软件模块之内的所有部件,编码器模块作为软件模块包括:软件编码器(视频编码器10、音频编码器12)、软件切换装置(切换装置11)以及软件多路复用器(例如多路复用算法)。软件编码器模块9允许用户安排编码的特性,特别是,诸如视频分辨率、比特率等等。视频分辨率可以包括本领域普通技术人员已知的任何格式,特别是,诸如通用接口格式(common interface format-CIF)、四分之一CIF等等。软件编码器可以是本领域的普通技术人员已知的任何软件编码器,特别是,诸如媒体处理器(例如飞利浦公司制造的Nexperia)、数字信号处理器(DSP)等等。依据用户的规定,软件切换装置启动/禁止音频或视频编码(在软件编码应用中),以便只压缩指定信号。软件切换可以使用一个算法实现。硬件编码或软件编码可以使用本领域的普通技术人员已知的任何压缩标准,特别是,诸如运动图像专家组-4(MPEG-4)和H.263。任何已被压缩的信号都被多路复用器14多路复用。多路复用的信号被调制器15调制并且通过天线20被发送器16发送。调制后的信号可以通过本领域的普通技术人员已知的任何服务被发送,特别是,诸如家庭无线电服务(FRS)、通用移动无线电服务(GMRS)等等。当通过FRS和GMRS频带发送调制信号时,调制信号可以在特别是大约10K比特/秒(kbps)到大约20kbps范围的带宽内被发送。当调制信号通过范围更大的频带发送时,可以获得更高的比特率。调制信号被解调器32解调并且发送到解码器模块34。双向无线电设备可以包括通过FRS和/或GMRS服务发送调制信号的能力。在以下表1中示出频率范围FRS:
表1
信道 | 频率(MHZ) |
1 | 462.5625 |
2 | 462.5875 |
3 | 462.6125 |
4 | 462.6375 |
5 | 462.6625 |
6 | 462.6875 |
7 | 462.7125 |
8 | 467.5625 |
9 | 467.5875 |
10 | 467.6125 |
11 | 467.6375 |
12 | 467.6625 |
13 | 467.6875 |
14 | 467.7125 |
表1示出了在每个频带的连续信道之间25KHZ的间隔(例如信道1-7在462MHZ范围内,信道8-14在467MHZ范围内)。调制信号可以在25KHZ间隔之内被发送。或者,调制信号可以通过多个信道发送以便获得更高比特率的数据流。用于多个信道的比特率数据流可以在特别是大约5Kbps到大约64Kbps的范围内。
以下表2中示出GMRS的频率范围:
表2
信道 | 频率 |
1 | 462.550 |
2 | 462.575 |
3 | 462.600 |
4 | 462.625 |
5 | 462.650 |
6 | 462.675 |
7 | 462.700 |
8 | 462.725 |
9 | 467.550 |
10 | 467.575 |
11 | 467.600 |
12 | 467.625 |
13 | 467.650 |
14 | 467.675 |
15 | 467.700 |
16 | 467.725 |
表2示出在每个频带的连续信道之间25KHZ的间隔(例如,信道1-8在462MHZ范围内,信道9-16在467MHZ范围内)。调制信号可以在25KHZ间隔之内发送。或者,调制信号可以通过多个信道发送以便获得更高比特率的数据流。用于多个信道的比特率数据流可以在特别是大约5(Kbps)到大约64Kbps的范围内。
图3示出了根据本发明实施例的图1中的接收器系统24的详细方框图。接收器系统24包括图2的天线20、接收器29、解调器32、解码器模块34、图2的命令输入设备8、数字到模拟(D/A)转换器模块50、视频输出设备44以及音频输出设备46。接收器29通过天线20从另一设备诸如图1的第二双向无线电设备58接收一个调制信号。调制信号可以通过本领域的普通技术人员已知的任何服务被接收,特别是,通过诸如家庭无线电服务(FRS)、通用移动无线电服务(GMRS)等等接收。当通过FRS和GMRS频带接收调制信号时,调制信号可以在特别是大约10K比特/秒(kbps)到大约20Kbps的范围内的频带中被接收。当调制信号通过更大的频带被接收时,可以获得更高的比特率。调制信号被解调器32解调并发送到解码器模块34。双向无线电设备包括通过FRS和/或GMRS服务接收调制信号的能力。在图2描述中FRS的频率范围由表1示出并且图2描述中的GMRS的频率范围由表2示出。表1(FRS)示出在每个频带的连续信道之间存在25KHZ的间隔(例如,信道1-7在462MHZ范围内,信道8-14在467MHZ范围内)。另外,表2(GMRS)示出在每个频带的连续信道之间存在25KHZ的间隔(例如,信道1-8在462MHZ范围内,信道9-16在467MHZ范围内)。调制信号可以在25KHZ间隔内被接收。或者,调制信号可以通过多个信道被接收以便获得更高比特率的数据流。用于多个信道的比特率数据流可以在特别是大约5Kbps到大约64Kbps的范围内。解码器模块34包括视频解码器35、音频解码器38、第二切换装置37以及去多路复用器36。解码器模块34可以是低比特率解码器模块。去多路复用器36接收已解调信号并且将信号去多路复用为压缩视频信号和压缩音频信号。第二切换装置37用于发送压缩音频信号到音频解码器38,发送压缩视频信号到视频解码器35,或者既发送压缩音频信号到音频解码器38又发送压缩视频信号到视频解码器35。命令输入设备8允许用户输入用于控制解码器模块34的命令,特别是诸如用于解码的信号、视频分辨率等等。命令输入设备8可以包括本领域的普通技术人员已知的任何输入设备,特别是诸如辅助键盘、键盘等等。解码器模块34可以包括硬件解码器模块或者软件解码器模块。硬件解码器模块包括解码器模块34在专用硬件之内的所有部件,其包括:硬件解码器(视频解码器35、音频解码器38)、第二硬件切换装置(切换装置37)以及硬件多路复用器(例如,集成电路(IC))。硬件解码器可以是本领域的普通技术人员已知的任何硬件解码器,特别是诸如专用集成电路(ASIC)等等。第二硬件切换装置可以包括本领域的普通技术人员已知的任何硬件切换装置,特别是诸如硬件开关、机械继电器、固态继电器等等。依据用户的规定,硬件切换装置将物理连接任何压缩音频信号、任何压缩视频信号、或者任何它们的组合到它们各自的硬件解码器(音频解码器38、视频解码器35)或从它们各自的硬件解码器(音频解码器38、视频解码器35)断开,以便只解压缩指定信号。只有解压缩信号将被发送到D/A转换器模块50进行处理。替代地,软件解码器模块包括作为软件模块的解码器模块34中的所有部件,其包括:软件解码器(视频解码器34、音频解码器38)、第二软件切换装置(切换装置37)以及软件多路复用器(例如,多路复用算法)。软件解码器模块允许用户安排解码的特性,特别是诸如视频分辨率、比特率等等。视频分辨率可以包括本领域的普通技术人员已知的任何格式,特别是诸如通用接口图像格式(CIF)、(QCIF)等等。软件解码器可以是本领域的普通技术人员已知的任何软件解码器,特别是诸如媒体处理器(例如,飞利浦公司制造的Nexperia)、数字信号处理器(DSP)等等。依据用户的规定,第二软件切换装置将启动/禁止音频或视频解码(在软件解码应用中),以便只解压缩指定信号。软件切换可以使用一个诸如图5的算法的算法实现。硬件解码或软件解码可以使用本领域的普通技术人员已知的任何解压缩标准,特别是诸如运动图像专家组-4(MPEG-4)和H.263。任何已解压缩的信号通过D/A转换器模块50转换为模拟信号,其中D/A转换器模块50包括视频D/A转换器40和音频D/A转换器42。模拟音频信号被发送到音频输出设备46并且模拟视频信号被发送到视频输出设备44。视频输出设备44可以是本领域的普通技术人员已知的任何视频输出设备,特别是诸如监视器。监视器可以是本领域的普通技术人员已知的任何监视器,特别是诸如液晶显示(LCD)监视器、阴极射线管(CRT)监视器、彩色监视器、黑白监视器等等。视频输出设备44用于接收视频数据,特别是诸如用户的视频。音频输出设备46可以是本领域的普通技术人员已知的任何音频输出设备,特别是诸如放大器和扬声器等等。音频输出设备46用于接收音频数据,特别是诸如用户的语音。
图4示出了说明根据本发明实施例的图2中的发送器系统1的处理的算法的流程图。在步骤60中,用户输入一个音频信号(例如用户的语音)和一个视频信号(例如用户的视频)。在步骤62,音频信号和视频信号被数字化。在步骤63中,用户通过命令输入设备8(见图2)输入一个命令以便压缩数字音频信号、数字视频信号或者数字音频信号和数字视频信号两者。在步骤63中,如果用户选择只压缩数字音频信号,那么在步骤64中音频信号被压缩,在步骤67中被多路复用,在步骤69中被调制,在步骤70中被发送。如果在步骤63中用户选择只压缩数字视频信号,那么在步骤66中视频信号被压缩,在步骤79中被多路复用,在步骤80中被调制,在步骤82中被发送。如果在步骤63中用户选择压缩数字视频信号和数字音频信号两者,那么在步骤65中音频信号和视频信号被压缩,在步骤73中被多路复用,在步骤75中被调制,在步骤77中被发送。
图5示出说明根据本发明实施例的图3中的接收器系统24的处理的算法的流程图。在步骤83中,用户从图1的第二双向无线电设备接收压缩的音频信号(例如用户的语音)和压缩的视频信号(例如用户的视频)。压缩的音频信号和压缩的视频信号在步骤84被解调,并且在步骤85被去多路复用。在步骤86中,用户通过命令输入设备8(见图3)输入一个命令以便接收压缩的音频信号、压缩的视频信号或者压缩的音频信号和压缩的视频信号两者。如果在步骤86中用户选择只接收压缩的音频信号,那么音频信号在步骤88被解压缩,在步骤89被转换成模拟信号,并且在步骤90输出到音频输出设备46(图3)。如果在步骤86用户选择只接收压缩的视频信号,那么在步骤96视频信号被解压缩,在步骤97被转换成模拟信号,并且在步骤98输出到视频输出设备44(图3)。如果在步骤86用户选择接收压缩的视频信号和压缩的音频信号两者,那么在步骤92视频信号和音频信号被解压缩,在步骤93被转换成模拟信号,并且在步骤94输出到视频输出设备44(图3)和音频输出设备46。
虽然为了说明的目的在此已经描述了本发明的实施例,但是对于本领域的技术人员来说许多修改和变化也是显而易见的。因此,所附权利要求意图包含落入本发明精神和范围的所有的此类修改和变化。
Claims (31)
1.一种设备,其包括:
一个包括一个发送器系统和一个接收器系统的双向无线电设备,其中该发送器系统适于发送一个第一数字视频信号,其中该发送器系统适于发送一个第一数字音频信号,其中该接收器系统适于接收一个第二数字视频信号,并且其中该接收器系统适于接收一个第二数字音频信号。
2.如权利要求1所述的设备,其中该发送器系统包括一个编码器模块,其适于压缩该第一数字视频信号、该第一数字音频信号或者该第一数字视频信号和该第一数字音频信号两者,其中该接收器系统包括一个解码器模块,其适于解压缩该第二数字视频信号、该第二数字音频信号或者该第二数字视频信号和该第二数字音频信号两者,其中该编码器模块包括一个用于压缩数字视频信号的视频编码器、一个用于压缩数字音频信号的音频编码器以及一个耦合到该视频编码器和该音频编码器的多路复用器,并且其中该解码器模块包括用于解压缩该第二数字视频信号的视频解码器、一个用于解压缩该第二数字音频信号的音频解码器以及一个耦合到该视频解码器和该音频解码器的去多路复用器。
3.如权利要求2所述的设备,其中该编码器模块还包括一个第一切换装置,其适于切换该数字音频信号到该音频编码器,切换该数字视频信号到该视频编码器,或者既切换该数字音频信号到该音频编码器又切换该数字视频信号到该视频编码器。
4.如权利要求2所述的设备,其中该解码器模块还包括一个第二切换装置,其适于从该去多路复用器切换输出信号到该视频解码器、该音频解码器或者该视频解码器和音频解码器两者,并且其中去多路复用器的输出信号选自一个由该第二视频信号、该第二音频信号以及该第二视频信号和该第二音频信号两者所组成的组。
5.如权利要求2所述的设备,其中该编码器模块包括一个硬件编码器模块,并且其中该解码器模块包括一个硬件解码器模块。
6.如权利要求2所述的设备,其中该编码器模块包括一个软件编码器模块,并且其中该解码器模块包括一个软件解码器模块。
7.如权利要求2所述的设备,其中该发送器系统还包括一个用于接受一个视频信号的视频输入设备、一个用于接受一个音频信号的音频输入设备、一个用于数字化该视频信号和该音频信号的模拟到数字(A/D)转换器模块、一个用于调制该数字视频和音频信号中的至少一个以便产生至少一个调制信号的调制器、一个用于发送该至少一个调制信号的发送器、以及一个耦合到该发送器的天线,并且其中该接收器系统还包括一个耦合到天线用于接收第二调制信号的接收器、一个用于解调该第二调制信号的解调器、一个用于将该第二数字视频信号转换成模拟视频信号并且将该第二数字音频信号转换成模拟音频信号的数字到模拟(D/A)转换器模块、一个用于显示该模拟视频信号的视频输出设备以及一个用于输出该模拟音频信号的音频输出设备。
8.如权利要求7所述的设备,其中该视频输入设备包括一个视频摄像机,并且其中该视频输出设备包括一个监视器。
9.如权利要求8所述的设备,其中该监视器选自一个由液晶显示(LCD)监视器、阴极射线管(CRT)监视器组成的组。
10.如权利要求8所述的设备,其中该监视器选自一个由彩色监视器和黑白监视器组成的组。
11.如权利要求1所述的设备,其中该双向无线电设备适于通过从家庭无线电通信服务(FRS)和通用移动无线电服务(GMRS)组成的组中选出的服务来发送和接收音频和视频信号。
12.如权利要求1所述的设备,其中该视频信号和该音频信号均使用一种从运动图像专家组-4(MPEG-4)和H.263组成的组中选出的数字压缩标准来进行数字压缩,并且其中该第二视频信号和该第二音频信号均使用一种从MPEG-4和H.263组成的组中选出的数字解压缩标准来进行数字解压缩。
13.如权利要求12所述的设备,其中该数字压缩的视频信号和该数字压缩的音频信号均在大约10K比特每秒(Kbps)到大约20Kbps范围的带宽内被发送。
14.一种方法,其包括:
提供一个包括一个发送器系统的双向无线电设备,其中该发送器系统包括一个视频输入设备、一个音频输入设备、一个模拟到数字A/D转换器模块、一个编码器模块、一个调制器以及一个发送器;
通过该A/D转换器模块接收和数字化来自该视频输入设备的视频信号和来自该音频输入设备的音频信号;
通过该编码器模块数字压缩该数字音频信号、该数字视频信号或者该数字音频信号和该数字视频信号两者;
通过该调制器调制该数字压缩音频信号、该数字压缩视频信号或者该数字压缩音频信号和该数字压缩视频信号两者以便产生一个数字压缩调制信号;以及
通过该发送器发送该数字压缩调制信号。
15.如权利要求14所述的方法,其中该编码器模块包括一个视频编码器、一个音频编码器以及一个耦合到该视频编码器和该音频编码器的多路复用器,其中该视频编码器数字压缩该视频信号,并且其中该音频编码器数字压缩该音频信号。
16.如权利要求15所述的方法,还包括通过一个用于切换该数字音频信号到该音频编码器、切换该数字视频信号到该视频编码器、或者既切换该数字音频信号到该音频编码器又切换该数字视频信号到该视频编码器的切换装置来进行切换。
17.如权利要求14所述的方法,其中该编码器模块包括一个硬件编码器模块。
18.如权利要求14所述的方法,其中该编码器模块包括一个软件编码器模块。
19.如权利要求14所述的方法,其中该视频输入设备包括一个视频摄像机。
20.如权利要求14所述的方法,还包括通过从家庭无线电通信服务(FRS)和通用移动无线电通信服务(GMRS)组成的组中选出的服务来发送该数字压缩调制信号。
21.如权利要求14所述的方法,其中数字压缩该数字音频信号和该数字视频信号使用从运动图像专家组-4(MPEG-4)和H.263组成的组中选出的数字压缩标准。
22.如权利要求14所述的方法,还包括在大约10K比特每秒(K/bs)到大约20K/bs范围的带宽内发送数字压缩调制信号。
23.如权利要求14所述的方法,还包括:
其中该双向无线电设备还包括一个接收器系统,其中该接收器系统包括一个接收器、一个解调器、一个解码器模块、一个数字到模拟D/A转换器模块、一个视频输出设备和一个音频输出设备;
通过该接收器接收来自一个第二双向无线电设备的第二数字压缩调制信号;
通过该解调器解调该第二数字压缩调制信号;
通过该解码器模块解压缩该第二数字压缩信号,该第二数字压缩信号包括一个第二数字压缩音频信号、一个第二数字压缩视频信号或者该第二数字压缩音频信号和该第二数字压缩视频信号两者;
通过该D/A转换器模块将所述解压缩数字信号中的任何一个转换成模拟信号;以及
将该模拟信号输出到该音频输出设备、该视频输出设备或者该音频输出设备和该视频输出设备两者。
24.如权利要求23所述的方法,其中该解码器模块包括一个视频解码器、一个音频解码器以及一个耦合到该视频解码器和该音频解码器的去多路复用器,其中该视频解码器解压缩该第二数字压缩视频信号,并且其中该音频解码器解压缩该第二数字压缩音频信号。
25.如权利要求24所述的方法,还包括通过一个用于解压缩去多路复用器的输出信号的第二切换装置来切换,其中该输出信号从该第二数字压缩视频信号、该第二数字压缩音频信号以及该第二数字压缩视频信号和该第二数字压缩音频信号两者组成的组中选出。
26.如权利要求23所述的方法,该解码器模块包括一个硬件解码器模块。
27.如权利要求23所述的方法,该解码器模块包括一个软件解码器模块。
28.如权利要求23所述的方法,其中该视频输出设备包括一个监视器,并且其中音频输出设备包括一个放大器和一个扬声器。
29.如权利要求23所述的方法,还包括通过从家庭无线电通信服务(FRS)和通用移动无线电服务(GMRS)组成的组中选出的服务来接收该第二数字压缩调制信号。
30.如权利要求23所述的方法,其中使用从运动图像专家组-4(MPEG-4)和H.263组成的组中选出的数字压缩标准来压缩该第二数字压缩信号。
31.如权利要求23所述的方法,还包括接收在大约10K比特每秒(K/bs)到大约20K/bs范围的带宽内的该第二数字压缩信号。
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