CN201054691Y - Pstn话音+ip视频的多功能可视电话机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PSTN话音+IP视频的多功能可视电话机，其音、视频分别由PSTN网络和IP网络传输，具有普通PSTN电话的所有功能以及视频通信、远程监控、多媒体留言、彩信收发、图文/音视频信息播放功能。其构造特征在于由PSTN音频通话处理部分和IP多媒体信号处理部分构成，PSTN只用于通话音频的传送；以数字媒体处理器DM642、电话/键盘控制单片机和接口控制单片机MC9S12UF32构成主控系统，处理要发送到IP网络或从IP网络接收的包括通话者视频在内的多媒体信息。

Description

PSTN话音+IP视频的多功能可视电话机

[所属技术领域]

本实用新型涉及一种同时通过PSTN(Public SwitchedTelephone Network，公用交换电话网)传送话音，通过IP网络传送通话者视频图像和其他多媒体信息的多功能电话机。

[背景技术]

现有的可视电话，一般都是基于IP网络或普通电话网络PSTN实现，分别称为IP可视电话和PSTN可视电话，还有集IP可视电话和PSTN语音电话于一体的产品，可分别通过IP网络进行可视通话或通过PSTN进行语音通话，相当于是IP可视电话和PSTN电话功能的简单相加。IP可视电话利用IP网络同时传送声音与视频。终端的具体形式是使用专门的可视电话机或是使用安装了可视通话软件的PC。IP电话使用多媒体终端通信协议H.323或SIP，由于IP网络固有的缺陷等因素，其同时传送的音频和视频在终端还原时，图像质量较好但图像和声音之间会出现不同程度的延迟和抖动，带宽窄时更是如此，且呼叫时需要拨打专门的号码；若使用PC做终端还需用户安装专门的软件。PSTN可视电话基于H.324协议实现，由于电话网带宽的限制，决定了语音和图象都必须采用高压缩比的算法，以低数码率进行传输。这样，话音虽然仍然能够和普通电话的质量相当，但是图像却不会太好。根据协议的描述，对于176×144象素的分辨率，图像每秒的帧数只能在4-15之间，大约只是普通电视帧数的1/3。实际上，如果要得到比较清晰的图象，每秒就只有4到5帧。同352×240像素分辨率的VCD相比，分辨率只有VCD的30％。在视频压缩方面，前沿的技术是H.264。使用该协议压缩视频但若单独利用PSTN或IP网络来同时传送音、视频，实践证明问题依旧：PSTN可视电话影像质量差，IP可视电话话音质量不高，尤其是在终端通话显示用户影像的同时，如果还要求同屏显示视频广告图文，在PSTN可视电话上不可能，在IP可视电话上效果也不理想。即是说，现有可视电话由于话音或视频质量、或使用方便性和附加服务缺乏等的缺点，加之价格贵，所以未能大规模进入家庭。

[发明内容]

针对现有可视电话存在的上述问题，本实用新型提供一种同时使用PSTN传送话音、使用Internet传送视频并同步还原的，话音、图像高质量的，且能接收视频图文、语音广告，进行信息查询和彩信收发等多功能的可视电话机。本实用新型的创新之处在于使用“PSTN音频+IP视频”来实现可视通话。

本实用新型可视通话时在语音部分达到PSTN固定电话的话音质量的同时，图像指标达到视频CIF(352×288)或VCD(352×240)分辨率，帧频25/30fps(IP带宽为128Kbps时)。本实用新型在显示通话者视频影像的同时还可同屏以画面分割的方式显示视频、图文广告。本实用新型在视频压缩编/解码方面使用H.264，音频仍采用ITU-TG·711标准，8kHz取样，8bit量化，码率64Kbps，音频频带200Hz～3400Hz，与普通固话完全相同，功能也和普通固话完全兼容。但是本实用新型把音频和视频分别交由PSTN和IP网络传输，接收时在终端同步还原。分开传输的好处是PSTN语音传输清晰，网络资源可现成利用；而IP网络的带宽主要用来处理视频的传输，则可获得高质量的视频图像。同时，本实用新型根据用户IP网络带宽自动调整视频的压缩率和码流传输速率以获得高质量的图像。通话期间，由于通话音频由PSTN传输，IP网络传送用户影像后剩余的IP带宽还被利用在终端之间或支撑平台与终端之间同时传输其他图文、音视频信息，提供附加服务；而非通话期间，全部IP带宽用于附加服务。本实用新型的可视电话终端同时又是一个多媒体信息互动处理终端。

本实用新型的技术特点还对可视电话在家庭使用的推广方面提供了解决问题的契机：因为终端要同时接入PSTN和IP网才能实现全部功能，且视频传输和其他附加服务需要平台支撑，所以固话运营商留住了用户；宽带运营商扩大了接入业务；而支撑平台的运营可以让机构或商家发布的产品与服务信息能够有针对性的精准投放、分类和反馈；用户使用的电话资费不变而享受的服务质量得到提高(增加了可视、各种服务资讯等)，这是一个多方共赢的格局。因电话用户数的庞大，本实用新型其作为信息接收载体和广告发布终端的作用犹如电视机，而且还具备了互动的功能。故推广策略可以采取以极低的价格提供给用户使用，迅速占领家庭用户市场，以提供广告服务、市场调查为主要的盈利手段。

本实用新型采用的技术方案，结合图1描述如下。

一种可视电话机，包括PSTN音频通话处理部分的PSTN语音电话电路[101]和键盘/键盘接口[204-4]；IP多媒体信号处理部分包括模拟信号处理部分[201]，数字信号预处理部分[202]，编、解码部分[203]，接口部分[204]，主控系统部分[205]和网络应用部分[301]，以及视频摄像头和液晶显示屏等，其中PSTN音频通话处理部分与普通PSTN语音电话相同，通话兼容，但是扩展了键盘接口功能，并且送出来电显示信号供给视讯接入服务器验证呼叫方身份。

IP多媒体信号处理部分的模拟信号处理部分[201]则包括音频(非话音音频，如远程监控音频信号)模拟信号处理部分[201-1]和视频(如通话者影像视频)模拟信号处理部分[201-2]，数字信号预处理部分[202]包括音频的预处理[202-1]和视频的预处理[202-2]，编/解码部分[203]包括音频部分[203-1]和视频部分[203-2]，接口部分[204]包括以太网接口[204-1]，SDRAM存储器接口[204-2]，鼠标接口[204-3]，键盘接口[204-4]，程序FLASH接口[204-5]；网络应用部分[301]包括远程音视频监控[301-1]，彩信收发[301-2]，图文/音视频播放查询[301-3]，网络应用程序存储于程序FLASH中；主控系统[205]包括基于DSP的音频MPEG3和视频H.264编/解码模块[205-1]，DSP芯片[205-2]和多个MPU单片机[205-3]以及标准文字库等。音视频模拟信号处理部分采集或接收语音、视频输入信号处理后送入数字信号预处理部分，或处理从数字预处理部分传来的信号并输出模拟的音视频输出信号；数字信号预处理部分处理从模拟信号处理部分传来的语音或视频信号，然后送往编/解码部分，或者处理从编、解码部分传来的语音、视频信号，然后送往模拟信号处理部分；编、解码部份对经预处理的音、视频的格式进行变换后成为主控系统能够进行压缩处理的信号，或者处理主控系统传来的信号；主控系统对音频信号进行MPEAG3编、解码，对视频信号进行H.264编、解码(编码码流送往以太网接口)，对各接口电路进行控制处理，实现网络应用逻辑。

结合图2，对本实用新型可视通话部分的原理说明如下。终端A以普通电话拨号方式呼叫终端B，呼叫信号经PSTN网络送达，终端B产生来电显示信号，此信号打包后通过终端B的以太网接口通过ADSLMODEM(或其他宽带接入形式)送往位于IP网络的视讯平台接入服务器进行对终端A和B的身份验证；验证通过后，信息反馈回终端B，终端B确认连接并将摘机信号反馈给终端A；终端A收到B的摘机信号，再反馈一个确认信号给终端A；双方进行音频和视频通信，其中音频流由PSTN网络、视频流由IP网络传输。

[附图说明]

图1为本实用新型的逻辑电路结构框图

图2为本实用新型的音、视频流传输示意图

图3为本实用新型的硬件结构图

图4为本实用新型的软件结构图

[具体实施方式]

参照图3，本实用新型的多功能可视电话机，包括PSTN音频通话处理部分的PSTN语音电话处理电路[101]和键盘/键盘接口[204-4]，这部分的功能一是实现终端间通话，二是把接收到对方终端呼叫后产生的来电显示信号送往单片机[204-3]之一的接口控制单片机，该信号处理后最终由以太网接口[204-1]送出(用于对呼叫方身份的认证)；IP多媒体信息音频处理部分的[201-1]、[202-1]和[203-1]由带有模拟I/O功能的立体声编/解码芯片AIC23完成，它把从话筒或线路输入获取的语音模拟信号处理后通过DSP芯片[205-2]DM642的VPORT口(配置为1个多通道带缓冲音频串行口(McASP))送往主控系统压缩，或把主控系统解压送来的信号还原为模拟信号输出；视频处理部分[201-2]、[202-2]和[203-2]由视频解码芯片SAA7113和视频编码芯片SAA7121充当，前者把输入的模拟视频信号A/D转换、解码成VPO数字视频信号送往主控系统压缩，后者把主控系统解压送来的数字视频信号经D/A转换、编码成复合视频(CVBS)或分离视频信号(S-Video)输出。DM642的3个可配置的视频端口(VPORT0～VPORT2)配置为一个视频输入口和两个视频输出口。其中一路视频输出信号送往液晶显示驱动器，驱动LCD显示视频。接口部分[204]的以太网接口[204-1]把主控系统压缩编码后的音、视频码流或其他控制信号送往IP网络，或者把从IP网络接收这些信号；嵌入式鼠标或鼠标接口[204-3]和键盘/键盘接口[204-4]为输入设备及其接口电路，程序储存FLASH[204-5]为存储网路应用[301]程序和相应数据的存储器及其扩展接口；SDRAM/SDRAM接口[204-2]为同步动态主内存及其扩展接口。主控系统[205]由电话/键盘控制单片机，接口控制单片机MC9S12UF32和DSP芯片DM642以及复杂可编程逻辑器件XC9536等构成，主要功能是实现音、视频流的压缩编/解码[205-1]和网络应用逻辑[301]的远程音视频监控[301-1]、彩信收发[301-2]和图文/音视频播放查询[301-3]。这样，本实用新型的可视电话机除了具有普通固话的所有基本功能外，还具备可视通话、远程监控、多媒体留言、彩信收发、信息播放查询等功能。

图4表示了本实用新型的软件逻辑结构。

Claims (6)

1.一种PSTN话音+IP视频的多功能可视电话机，包括PSTN音频通话处理部分和IP多媒体信号处理部分，PSTN音频通话处理部分包括PSTN语音电话电路[101]和键盘/键盘接口[204-4]；其特征在于：IP多媒体信号处理部分包括模拟信号处理部分[201]，数字信号预处理部分[202]，编、解码部分[203]，接口部分[204]，主控系统部分[205]和网络应用部分[301]，以及视频摄像头和液晶显示屏等；模拟信号处理部分[201]则包括音频模拟信号处理部分[201-1]和视频模拟信号处理部分[201-2]，数字信号预处理部分[202]包括音频的预处理[202-1]和视频的预处理[202-2]；编/解码部分[203]包括音频部分[203-1]和视频部分[203-2]；接口部分[204]包括以太网接口[204-1]，SDRAM存储器接口[204-2]，鼠标接口[204-3]，键盘接口[204-4]，程序存储FLASH/FLASH接口[204-5]；网络应用部分[301]包括远程音视频监控[301-1]，彩信收发[301-2]，图文/音视频播放查询[301-3]，网络应用程序存储于程序存储FLASH中；主控系统[205]包括基于DSP的音频MPEG3和视频H.264编/解码模块[205-1]，DSP芯片[205-2]和多个MPU单片机[205-3]以及标准文字库等。

2.根据权利要求1所述的可视电话机，其特征在于通话者话音信号由PSTN电话线路传送，视频信号由以太网接口通过IP网络传送。

3.根据权利要求1所述的可视电话机，其特征在于来电显示信号从以太网接口送出。

4.根据权利要求1所述的可视电话机，其特征在于程序存储FLASH[204-5]存有网络应用程序[301]和相应的数据。

5.根据权利要求1所述的可视电话机，其存储器为SDRAM和FLASH存储器。

6.根据权利要求1所述的可视电话机，其特征在于主控系统[205]的MPU单片机[205-3]包括电话/键盘控制单片机和接口控制单片机。

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