WO1996028928A1 - Verfahren und anordnung zur simultanen übertragung von digitalkomprimierter sprache und standbildern - Google Patents

Verfahren und anordnung zur simultanen übertragung von digitalkomprimierter sprache und standbildern Download PDF

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WO1996028928A1
WO1996028928A1 PCT/DE1996/000446 DE9600446W WO9628928A1 WO 1996028928 A1 WO1996028928 A1 WO 1996028928A1 DE 9600446 W DE9600446 W DE 9600446W WO 9628928 A1 WO9628928 A1 WO 9628928A1
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PCT/DE1996/000446
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Istvan Sebestyen
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04M11/00—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems
    • H04M11/06—Simultaneous speech and data transmission, e.g. telegraphic transmission over the same conductors
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    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/42—Systems for two-way working, e.g. conference systems

Definitions

  • the invention relates to a method for the simultaneous transmission of digitally compressed speech and still images via analog and / or digital communication networks, such as e.g. Telephone networks and mobile telecommunication networks. It also relates to a still phone for performing such procedures.
  • analog and / or digital communication networks such as e.g. Telephone networks and mobile telecommunication networks. It also relates to a still phone for performing such procedures.
  • the still picture telephones that can be connected via analog interfaces to an analog (for example the telephone network, hereinafter also referred to as PSTN) or to a digital communication network (for example a mobile network) are used for the simultaneous transmission of digitally coded voice and still picture information .
  • PSTN telephone network
  • a digital communication network for example a mobile network
  • the acoustic origin signals from a microphone of the sending device are converted into analog electrical vibrations, which are digitally encoded, compressed and, at the same time, with the likewise compressed still picture information via a telecommunications network to the recipient Still picture telephone terminal can be transmitted.
  • the received digitally compressed voice messages are received in the
  • Signals are decompressed and converted into analog electrical signals, which are simultaneously converted into acoustic signals and output.
  • the analog still images of the sending device taken by a digital photo camera or scanned by a FIG scanner, are also digitally encoded, compressed and mixed with the audio information (multiplexed) via a telecommunications network to the receiving still image telephone terminal.
  • the received digitally compressed mated still picture information decompressed, converted into analog electrical signals and output in the receiving video telephone terminal. The output takes place either via a screen or via a printer.
  • the optional still picture transmission is assigned a special role: If the line quality of the network only allows a low overall transmission rate that does not allow the required minimum quality of moving pictures (eg below 8 kbit / s), only still pictures are used in addition to the language (mostly in the same image resolution as moving images).
  • the transmission of still pictures is the basic feature.
  • the picture resolution of the still picture telephone is considerably larger (e.g. 3000 x 2000; 1280 x 1000) than the resolution of the moving picture telephone (e.g. 360 x 288; 180 x 144).
  • the picture quality of the still picture telephone corresponds to digital photography, while the picture quality of the moving picture telephone is generally below the television and the VCR video recorder picture quality.
  • the object of the invention is to provide an easy-to-implement device arrangement and a method which enable communication between still picture telephone terminals.
  • the invention makes use of the following information technology and / or communication technology standards:
  • G.729 e.g. for moving picture telephony in the public switched telephone network leads to good quality voice encoders (approximately the quality of the CCITT G.726 recommendation) with transmission speed of 4-8 kbit / s, which is a secure transmission type (eg ITU-T H.223, ITU-T V.76 "HDLC LAP according to”).
  • good quality voice encoders approximately the quality of the CCITT G.726 recommendation
  • transmission speed 4-8 kbit / s
  • 4-8 kbit / s which is a secure transmission type (eg ITU-T H.223, ITU-T V.76 "HDLC LAP according to”).
  • the application of these standards supports the process to be patented here, which is used for the still picture telephone.
  • Still images of any size with continuous grayscale or colors (ITU-T T.81
  • the application of this standard supports the method to be patented here, which is used for the still picture telephone.
  • ISO / IEC 11544 JBIG" - for bi-level still images
  • facsimile size. 3 ITU-T T.4
  • facsimile size 4 ITU-T T.6
  • ISO / SC42 TIFF / EP
  • An adapted extension of this standard supports the method to be patented here, which is used for the still picture telephone.
  • the standardization of the high-speed modem ITU-T V.34 concluded in the ITU-T, which enables the transmission speed of 2.4-33.6 kbit / s in the public telephone dialing network depending on the line quality.
  • the application of this standard supports the method to be patented here, which is used for the still picture telephone.
  • Still picture telephony must be expanded), which provides the basis for an initialization procedure which is also suitable for still picture telephony.
  • the application of this standard supports the process to be patented here, which is used for the still picture telephone.
  • the method to be patented enables the efficient transmission of high-resolution still images - electronic photo cameras or image scanners - (i.e. the patenting method makes electronic photo cameras capable of communication via a telecommunications network). Furthermore, the method to be patented enables voice communication between the communication partners, which is familiar from normal telephone conversations. The patenting method also allows simultaneous voice and still image communication between the communication partners.
  • the moving picture telephones currently on the market offer the option of transferring still pictures only in the most technical form. It is either a "frozen" moving picture (with its physical dimensions offered), or with a doubled resolution. There is no additional information (eg time stamp, author, color data, camera data, etc.) of the still image information that is urgently required for professional still image transmission.
  • High-resolution screens e.g. high-resolution PC monitors, digital television screens
  • color printers are used to display such high-resolution images.
  • a computer system e.g. a PC is often used for intermediate storage and further processing of the still images.
  • a method according to the invention is intended to enable the communication and control of still images with high image resolution (e.g. 1280 x 1000 pixels) in still image-telephone communication in a variety of ways.
  • Still image type e.g. 1280 x 1000 pixels
  • still images of different nature e.g. black / white and color images
  • secondary image structure line or block from top to bottom and from left to right
  • progressive image structure it will first - but quickly - transfer a FIG with coarser image quality; the image quality is improved step by step as the transfer continues).
  • Miniature pictures are also supported.
  • the progressive image structure - a particular advantage of one of the methods according to the invention - allows complex still images to be coded, transmitted and decoded in real time with minimal delay despite low data rates - whereby the picture quality of the decoded picture improves step by step (up to the maximum picture quality).
  • a large distribution of the above formats is that they allow the FIG to add important additional information (e.g. author, title of the picture, author, time of picture, picture number, precise color information, picture compression size ).
  • a method according to the invention describes an optional file exchange (file transfer with the aid of ITU-T T.434) between the sending and receiving video telephone terminal. This can e.g. can be used for the exchange of the keys with confidential encryption.
  • the standardization of the multiplexing of data types provides for the independent transmission of several virtual channels within a multiplexing procedure defined according to ITU-T H.223 and ITU-T V.76. Thereby control
  • Information types can be assigned a dedicated, secured virtual channel with high transmission priority.
  • a method according to the invention is intended to enable control of the still picture telephone communication.
  • a separate, secured virtual channel with high transmission priority should be assigned to control the still picture telephone.
  • a method according to the invention is said to Allow control of still picture telephone communication. This channel needs a low bandwidth.
  • a separate, virtual channel with likewise high transmission priority should be assigned for the transmission of the speech. Usually an unsecured virtual becomes
  • This channel requires a 4-8 kbit / s wide channel for speech. During pauses in speech, this channel can also be kept closed for a short time. This makes it possible to briefly assign a wider transmission channel for still image communication. c) For the transmission of the still image, a separate, virtual channel with - as a rule - a low transmission priority should be assigned.
  • a secure virtual channel is assumed, since the image compression algorithms are only able to minimize transmission errors to a very limited extent.
  • This channel needs a variable bandwidth. In order to be able to transmit the large amount of image data more quickly, the bandwidth which is still freely available in addition to voice and control should be assigned. During pauses in speech, if the voice channel is kept closed for a short time, it is possible to briefly assign a wider transmission channel for still image communication. d) For the transmission of any files, a dedicated, virtual channel with - as a rule - low transmission priority should be assigned. A secure virtual channel is required. This channel requires a variable bandwidth.
  • FIG. 1 shows the block diagram of a still picture telephone communication terminal KES
  • Modem ITU-T V.34 with a higher transmission speed up to 33.6 kbit / s
  • the associated initialization procedure according to ITU-T V.8 / V.8 bis.
  • a typical still picture telephone terminal for this fulfills at least the features of a telephone for the public switched telephone network or a radio telephone and additionally a communication control device for controlling the voice and still picture transmission, an ITU-T v.34 modem, and a suitable ITU-T v.8 /V. ⁇ bis initialization procedure.
  • the sending device also contains a speech coding device for compressing the input speech information
  • the receiving communication terminal (KEE) also contains at least one speech decoding device for decompressing the received speech information data.
  • the sending communication terminal (KES) also contains a voice and a still image multiplex device, or the receiving communication terminal (KEE) contains at least one voice and still image demultiplexing device for decoupling the received voice and still image information data.
  • the sending device can also multiplex other binary files, or the receiving communication terminal (KEE) can demultiplex binary data.
  • KEE receiving communication terminal
  • FIG l contains a simplified block diagram of such a still picture telephone communication terminal (KES).
  • NE is the communication network - GSTN or mobile - via which (KES) should communicate.
  • MD is the modem that is connected to (NE) on the one hand and that performs the analog / digital conversion of the MUX data.
  • MD includes the connection initialization ITU-T V.8. For ITU-T V. ⁇ bis there is a (V.8bis) block between (NE) and (MD) switched on. (V. ⁇ bis) and (MD) are responsible for the initialization of the digital data transfer between (KES) s.
  • MUX is responsible for the multiplexing / demultiplexing of the following types of information: - Compressed speech generated by (AC)
  • (A-Q / S) serves as a source of information / sink - i.e. Microphone / handset / loudspeaker - for the speech compressor (AC).
  • (SB-QS) serves as an information source / sink - i.e. Image camera / scanner / screen / printer - for the still image compressor (SB).
  • (DT-ANW) are the data applications that produce or consume a file, which are forwarded or received by (DT) in an ITU-T T.434 file frame for further communication to (MUX).
  • FIG. 3 is a more detailed exemplary embodiment of the multiplexer (MUX), based on ITU-T H.223. With the exception of the hatched part, FIG. 3 is identical to FIG. 1. Therefore, only the hatched part is described in more detail: (DL), the actual multiplexer communicates directly with (PS), the physical layer that contains the modem and the connection initialization according to V.8 / V.8bis. (DL) stores the mux packets generated by (AAS), (SBAS), (DTAS) or (STAS) in a multiplexed data stream. When receiving multiplexed data, (DL) breaks down and assigns the data packets to (AAS), (SBAS), (DTAS) and (STAS).
  • PS physical layer that contains the modem and the connection initialization according to V.8 / V.8bis.
  • DL stores the mux packets generated by (AAS), (SBAS), (DTAS) or (STAS) in a multiplexed data stream.
  • DL breaks
  • (DL) takes into account the file priorities of (AQ / S), (SB-Q / S), (DT-ANW) and (SYS). These priorities are set either by default or by corresponding (ST) control commands.
  • the respective "AS” s stand for “adaptation layers”. They are responsible for the information types language “A”, for still picture “SB”, for data "DT”, and for the (KES) control "ST”.
  • the individual "AS” s contain, if available, the error correction.
  • (AAS) communicates the compressed voice information with (AC), (SBAS) the compressed still picture information with (SB), (DTAS) the file information with (DT), (STAS) the (KES) control information with (ST).
  • the still picture telephone is either connected to another still picture telephone or to a normal telephone.
  • a connection to a moving picture telephone is also possible if the moving picture telephone has the required still picture option. In this case, the moving picture telephone behaves exactly like a still picture telephone.
  • connection to other still picture telephones or to normal telephones is first established as a connection of the still picture telephones (the extensions required for this are still to be standardized in ITU-T V.8) or, if this is not possible, because the received one Device is not a still picture phone, to normal phones.
  • the digital connection for the can be made using ITU-T V.8 bis and ITU-T V.34 Exchange of information can be set up and dismantled at any time.
  • the called device e.g. is a data modem or a fax device
  • the digital connection is not established, and only normal telephone voice communication can take place.
  • the switch to normal "telephone mode" is automatic. In this case too, the connection is continued as a normal "telephone call”.
  • the ITU-T V.34 procedure of the modems is initiated. After “line probing” and “training” in full duplex mode (i.e. determining the line quality and testing the maximum suitable modem speed), the selection of the highest modem speed is also carried out according to the rules of ITU-T V.34.
  • control commands For full duplex mode, the control commands must be exchanged as part of the ITU-T V.34 data transfer. To do this, a virtual "Supervisory Control" control channel must be defined. The data packets of this channel are particularly marked as control packets. At least the following are valid as control commands - for both communication partners:
  • EMPFPAR preferred reception parameters
  • SENDPAR transmission parameters
  • the setting is determined by the sending partner, the recipient can only express his "reception requests" (preference requests). If no reception preferences are received, the transmitter sets the values that result from the common device parameters.
  • the actual communication between sender and receiver corresponds to the data phase of ITU-T v.34 (after successful "ITU-T V.34 Res nch”).
  • communication is carried out with the previously determined maximum speed.
  • An error correction mode is required for still picture telephone communication.
  • a transmission priority is assigned to each type of information. Control data has the highest transmission priority, and this with full error correction. If a block has been identified as faulty, it must either be retransmitted (if the type of information absolutely must be transmitted securely, for example in the "supervisory channel", still image transmission, file transfer), or that defective block can also be ignored (e.g. voice transmission).
  • a detailed description of the types of information blocks and the associated priorities are shown in FIG.
  • the fixed priority means that the priority cannot be changed during the communication.
  • the defaul priority is the priority value that was set as the initial value by the system at the start of communication. With the definable priority, these values can be changed one or more times by the sender either at the request of the recipient and by his own decision (control command SENDPAR).
  • the recipient's request is made known by communicating the preferred reception parameters (control command EMPFPAR) (ie optional command which can be issued by the receiver at any time).
  • the transmitter may (but need not) change the transmit and error correction priorities.
  • the receiver can prefer to have a fast, error-free audio signal transmission, which prefers late but synchronized and voice-image synchronization.
  • the sender can also change the sending priorities on his own initiative (e.g. the sending priority of the still picture in of a connection is changed at the expense of the moving picture priority).
  • control parameters SENDPAR and EMPFPAR are acknowledged with the control command (ACKNOW) or negatively acknowledged in the event of an error with (NOTACK).
  • connection establishment V.8 to initialization V. 8 Initialization
  • V.34 modem initialization After successful completion, V.34 data mode, exchange of device properties (optional preferences), both partners initially only send audio information to the other partner.
  • switching to the still picture telephone mode, both (or even just one) communication partner begin to embed still picture information in the transmission data stream.
  • the method according to the invention enables the definition and control of the still image transmission.
  • still pictures of different nature eg black / white and color pictures
  • flexible FIG resolution size e.g., a 3D picture, a 4D picture, a 4D picture, a 4D picture, a 6D picture, a 8D picture, a 9D picture, a 9D picture, a 9D picture, a 9D picture, a 9D picture, * the image quality is improved step by step as the transfer is continued).
  • Miniature pictures are also supported.
  • the reception possibilities of the transmitter and the receiver are set after exchanging the device properties (with the control command GEREIG) of the transmitter and the receiver. This exchange takes place only once, at the start of the connection or in the event of an error and abort on RESET.
  • the preferred reception parameters can also be communicated (with EMPFPAR). This exchange is optional and can be done at any time.
  • SENDPAR is used to set the send parameters (based on the declared device properties of the sender and receiver and the preferences of the other partner). This setting and exchange takes place at least once, at the beginning of the communication, in response to the device properties and preferences (if present), can possibly be repeated any number of times, at any time.
  • the setting is determined in each case by the sending partner, the recipient can only express his "reception requests" (preference requests). If no reception preferences are received, the transmitter sets the values that result from the common device parameters.
  • GEREIG specifies whether and what a still image of the received one 19
  • End device can be supported (eg image size, possibility of secondary and progressive image construction, support of ITU-T T.81
  • Sending a still image is optionally - at any time - initialized with the SENDSTD or ABRDAT command (retrieving a still image provided by the other partner). Then still image data blocks - with the specified or default priority - are added to the other types of data and transmitted.
  • a still image (with the ABRSTD control instruction) can also be called up from the other partner as an option - at any time.
  • the image data are embedded in a data stream which, according to ITU-T T.84
  • the type of representation of the received image is within the freedom of the recipient (i.e. he can immediately display or print the FIG on the screen, or he can save the information for later use).
  • Successful execution is confirmed with the confirmation instruction (with the command ACKNOW), or a negative confirmation (NOTACK) is reported (e.g. if the FIG cannot be decoded).
  • files shaped according to ITU-T T.434 are packed into specially marked data blocks and mixed into the data stream of the still picture telephone data blocks.
  • ABSAT control instruction
  • This instruction is also optional and can be issued at any time. Successful execution is confirmed with the confirmation instruction (ACKNOW) or a negative confirmation (NOTACK) is communicated.
  • files shaped according to ITU-T T.434 are placed in specially marked data blocks and mixed into the data stream of the still picture telephone data blocks.
  • ABST Abort communication
  • ACKNOWL confirmation instruction

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Abstract

Bei Standbild-Telefonie wird prinzipiell in beiden Richtungen ein bidirektionaler Vollduplex-Informationsaustausch vorausgesetzt, das heisst, beide kommunizierende Standbild-Telefon-Endgeräte können in der Regel zur selben Zeit Sender und Empfänger von Audio-, Standbild-, Steuerinformation und eventuell anderen Informationsarten sein. In der Praxis findet die Kommunikation des Standbildes gleichzeitig nur in einer Richtung statt.

Description

Verfahren und Anordnung zur simultanen Übertragung von digital- komprimierter Sprache und Standbildern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur simultanen Übertragung von digital-komprimierter Sprache und Standbildern über analoge und/oder digitale Kommunikationsnetze, wie z.B. Telefonnetze sowie Mobil-Telekommunikationsnetze. Außerdem betrifft sie ein Standbild-Telefon zur Durchführung solcher Verfahren.
Die über analoge Schnittstellen an ein analoges (z.B. das Tele¬ fonnetz, im folgenden auch als PSTN bezeichnet) oder an ein digitales Kommunikationsnetz (z.B. Mobil-Netz) anschließbaren Standbild-Telefone werden für die gleichzeitige Übertragung digital codierte Sprach- und Standbild-Informationen benutzt. Nach dem Verbindungsaufbau zwischen zwei Standbild-Telefon-End¬ geräte werden die akustischen UrsprungsSignale von einem Mikro- fon des sendenden Gerätes in analoge elektrische Schwingungen umgewandelt, die digital codiert, komprimiert und zeitgleich mit den ebenfalls komprimierten Standbild-Informationen über ein Telekommunikationsnetz an das empfangene Standbild-Telefon- Endgerät übertragen werden. Im Empfangs-Standbild-Telefon-End- gerät werden die empfangenen digital komprimierten Sprach-
Signale dekomprimiert und in analoge elektrische Signale umge¬ wandelt, die zeitgleich in akustische Signale ungewandelt und ausgegeben werden. Davon unabhängig, jedoch bei Bedarf auch zeitgleich, werden die analogen, von einer digitalen Photo- Kamera aufgenommenen oder von einem FIG-Scanner abgetasteten Standbilder des sendenden Gerätes, ebenfalls digital codiert, komprimiert und mit den Audioinformationen vermischt (gemultiplext) über ein Telekommunikationsnetz an das empfan¬ gende Standbild-Telefon-Endgerät übertragen. Im Empfangs-Stan - bild-Telefon-Endgerät werden die empfangenen digital kompri- mierten Standbild-Informationen dekomprimiert, in analoge elek¬ trische Signale umgewandelt und im Empfangs-Bildtelefon-Endge- rät ausgegeben. Die Ausgabe erfolgt entweder über einen Bild¬ schirm oder über einen Drucker. Bei Standbild-Telefonie wird prinzipiell in beiden Richtungen ein Vollduplex-Informations¬ austausch vorausgesetzt, das heißt, beide kommunizierende Standbild-Telefon-Endgeräte können zur selben Zeit Sender und Empfänger von Sprach-, und Standbild-Informationen sein. In der Regel jedoch ist nur die Sprachkommunikation bidirektional, die Standbildübertragung erfolgt meistens in einer Richtung (vom Sender zum Empfänger) .
Unterschiede zwischen der Standbildübertragung mit einem Stand¬ bild-Telefon und einem Bewegtbild-Telefon:
Beim Bewegtbild-Telefon wird der wahlweisen Standbildübertra¬ gung eine Sonderrolle zugeordnet: Wenn die Leitungsqualität des Netztes nur eine niedrige Gesamtübertragungsrate erlaubt, die die geforderte Mindestqualität von Bewegtbildern (z.B. unter 8 kbit/s) nicht mehr ermöglicht, so werden neben der Sprache nur Standbilder (meistens in der gleichen Bildauflösung wie Bewegtbilder) übertragen. Beim Standbild-Telefon gilt die Über¬ tragung von Standbildern als Basismerkmal. In der Regel ist die Bildauflösung des Standbild-Telefons erheblich größer (z.B. 3000 x 2000; 1280 x 1000), als die Auflösung des Bewegtbild- Telefons (z.B. 360 x 288; 180 x 144) . Die Bildqualität des Standbild-Telefons entspricht der digitalen Photographie, wäh¬ rend die Bildqualität des Bewegtbildtelefons in der Regel unter der Fernseher und der VCR-Videorekorder-Bildqualität liegt.
Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen einer einfach zu realisierenden Geräte- Anordnung und eines Verfahrens, die eine Kommunikation zwischen Standbild-Telefon-Endgeräte ermöglichen.
Hierbei soll folgendes gewährleistet sein: • Verbindungsaufbau
• Steuerung der Kommunikation
• Übertragung von Standbildern
• Übertragung von Dateien (File Transfer)
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1. Detailierte Ausgestaltungen sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist prinzipiell in beiden Richtungen ein bidirektionaler voll-duplexer Informa¬ tionsaustausch vorausgesetzt.
Die Erfindung macht sich - abhängig von den einzelnen Realisie- rungsformen und Besonderheiten - der folgenden Informations- technologie und/oder Kommunikationstechnologie-Standards zunutze:
• Die in der ITU-T mitlerweile abgeschlossene Normierung von Sprachkodierern mit sehr niedriger Bitraten (ITU-T G.723.1,
G.729) z.B. für das Bewegtbildfernsprechen im öffentlichen Telefonwählnetz führt zu qualitativ guten Sprachkodierern (annähernd der Qualität der CCITT G.726 Empfehlung) mit Übertragungsgeschwindigkeit von 4-8 kbit/s, die eine gesi- cherte Übertragungsart (z.B. ITU-T H.223, ITU-T V.76 "HDLC LAP gemäß") erfordern. Die Anwendung dieser Normen unter¬ stützten das hier zu patentierenden Verfahren, das zum Standbild-Telefon verwendet wird.
• Die in der ITU-T und ISO/IEC abgeschlossene Normierung von
Standbildern beliebiger Größe mit kontinierlichen Graustufen oder Farben (ITU-T T.81 | ISO/IEC 10918-1) mit sehr niedri¬ ger Bitraten z.B. für das Standbildfernsprechen im öffentli¬ chen Telefonwählnetz mit der zweckmäßigen Übertragungsge- schwindigkeit von 4-24 kbit/s, die eine gesicherte Übertra- gungsart (z.B. ITU-T H.223, ITU-T V.76 "HDLC LAP gemäß") erfordern. Die Anwendung dieser Norm unterstützt das hier zu patentierenden Verfahren, das zum Standbild-Telefon verwen¬ det wird.
• Die in der ITU-T und ISO/IEC abgeschlossene Normierung von Zwei-Farben Standbildern (ITU-T T.82 | ISO/IEC 11544) belie- bieger Größe mit sehr niedriger Bitraten z.B. für das Stand¬ bildfernsprechen im öffentlichen Telefonwählnetz mit der zweckmäßigen Übertragungsgeschwindigkeit von 4-24 kbit/s, die eine gesicherte Übertragungsart (z.B. ITU-T H.233, ITU-T V.76 HDLC LAP gemäß") erfordern. Die Anwendung dieser Norm unterstützt das hier zu patentierenden Verfahren, das zum Standbild-Telefon verwendet wird.
• Die in der ITU-T und ISO/IEC mitlerweile abgeschlossene Standardisierung des Dateiaustauschformats ITU-T T.84 | ISO/IEC 10918-3 ("Extentions") für Bildkommunikation (die Standbildkompressionsalgorithmen ITU-T T.81 | ISO/IEC 10918- 1 ("JPEG" - für kontinuierliche Farbbilder"), ITU-T T.82 |
ISO/IEC 11544 ("JBIG" - für bi-level Standbilder), Facsimile Gr. 3 (ITU-T T.4) und Facsimile Gr.4 (ITU-T T.6) werden unterstützt) , bzw. die Dateiaustauschformate der digitalen Photographie die z.Z. von ISO/SC42 standardisiert werden (TIFF/EP ("TIFF-Electronic Photography") und (EXIF -
"Exchangable Image File Format for Still Cameras) . Die Anwendung dieser Normen unterstützt das hier zu patentieren¬ den Verfahren, das zum Standbild-Telefon verwendet wird.
• Die mitlerweile abgeschlossene Normierung in der ITU-T von Multiplexing (ITU-T H.223) von audiovisuellen Informations- arten mit sehr niedriger Bitraten z.B. für das Bildfernspre¬ chen im öffentlichen Telefonwählnetzen mit Übertragungsge¬ schwindigkeit von 9,6-33,6 kbit/s, die eine gesicherte Übertragungsart (gemäß "Packet Media Multiplexing") erfor- dem. Eine Abwandlung dieser Norm unterstützt das hier zu patentierenden Verfahren, das zum Standbild-Telefon verwen¬ det wird.
• Die gegenwärtige Normierung in der ITU-T von Multiplexing (ITU-T V.76 "früher V.gmux") von audiovisuellen Informati¬ onsarten mit sehr niedriger Bitraten für die simultane Über¬ tragung von Sprache im öffentlichen Telefonwählnetzen mit Übertragungsgeschwindigkeit von 9,6-33,6 kbit/s, die eine gesicherte Übertragungsart (gemäß "HDLC LAP") erfordern.
Eine Abwandlung dieser Norm unterstützt das hier zu paten¬ tierenden Verfahren, das zum Standbild-Telefon verwendet wird.
• Die mitlerweile abgeschlossene Normierung in der ITU-T von Multimedia Steuerung (ITU-T H.245) von audiovisuellen Daten¬ arten mit sehr niedriger Bitraten z.B. für das Bildfernspre¬ chen im öffentlichen Telefonwählnetzen mit Übertragungsge¬ schwindigkeit von 9,6-33,6 kbit/s, die eine flexible Steue- rung von Multimedia-Informationen (z.B. Sprache und Stand¬ bild) erlaubt. Eine angepasste Erweiterung dieser Norm un¬ terstützt das hier zu patentierenden Verfahren, das zum Standbild-Telefon verwendet wird.
• Die laufende Normierung in der ITU-T von Multimedia Steue¬ rung (ITU-T V.75) von audiovisuellen Datenarten mit sehr niedriger Bitraten z.B. für die simultane Übertragung von Sprache und Daten im öffentlichen Telefonwählnetzen mit Übertragungsgeschwindigkeit von 9,6-33,6 kbit/s, die eine flexible Steuerung von Multimedia-Informationen (z.B. Spra¬ che und Standbild) erlaubt. Eine angepasste Erweiterung die¬ ser Norm unterstützt das hier zu patentierenden Verfahren, das zum Standbild-Telefon verwendet wird. • Die in der ITU-T abgeschlossene Normierung des Hochgeschwin¬ digkeits-Modems ITU-T V.34, das im öffentlichen Telefonwähl¬ netz in Abhängigkeit der Leitungsqualität die Übertragungs¬ geschwindigkeit von 2,4-33,6 kbit/s ermöglicht. Die Anwen- düng dieser Norm unterstützt das hier zu patentierenden Ver¬ fahren, das zum Standbild-Telefon verwendet wird.
• Die in der ITU-T abgeschlossene bzw. noch laufende Normie¬ rung des Modem-Initialisierungs-Standards ITU-T V.8 / V.8 bis (die jedoch mit Funktionalitäten und Code-Punkte für
Standbild-Telefonie erweitert werden muß) , die die Grundlage einer auch für Standbild-Telefonie geeignete Initialisie¬ rungsprozedur bietet. Die .Anwendung dieser Norm unterstützt das hier zu patentierenden Verfahren, das zum Standbild-Te- lefon verwendet wird.
• Die in der ITU-T abgeschlossene Normierung der Dateibe¬ schreibung in der ITU-T T.434 "Binary file transfer for the telematic Services". Die Anwendung dieser Norm unterstützt das hier zu patentierenden Verfahren, das zum Standbild-Te¬ lefon verwendet wird.
Das zu patentierende Verfahren ermöglicht die effiziente Über¬ tragung von - elekronischen Fotokameras oder von Bildscannern erfassten - hochauflösten Standbildern (d.h. das patentierende Verfahren macht elektronische Fotokameras über ein Telekommuni¬ kationsnetz kommunikationsfähig) . Ferner, das zu patentierende Verfahren ermöglicht - das vom normalen Telefongespräch gewohnte - Sprachkommunikation zwischen den Kommunikationspart- nern. Das patentierende Verfahren erlaubt ferner die gleichzei¬ tige Sprach- und Standbildkommunikation zwischen den Kommunika¬ tionspartner.
Die zur Zeit auf dem Markt angebotenen Bewegtbild-Telefone bie- ten als Option die Übertragung von Standbildern nur in der ein- fachsten Form an. Es wird entweder ein "eingefrorenes" Bewegtbild (mit den deren physikalischen Dimension angeboten) , oder mit einer verdoppelten Auflösung. Es werden keine für die professionelle Standbildübertragung dringend erforderlichen zusätzlichen Informationen (z.B. Zeitstempel, Urheber, Farbda¬ ten, Kameradaten u.s.w.) der Standbildinformationen mitgegeben.
Dagegen, elektronische Photokameras und digitale Scanner produ¬ zieren Bilder mit größerer Bildauflösung (bis zu mehreren Tau- send Bildpunkte in horizontaler und vertikaler Richtung) . Zur Wiedergabe solcher hochauflösenden Bilder werden Bildschirme mit hoher Auflösung werwendet (z.B. hochauflösende PC Monitore, digitale Fernsehbildschirme) oder Farbdrucker. Zur Zwischen- speicherung und Weiterverarbeitung der Standbilder wird häufig ein Rechnersystem (z.B. ein PC) verwendet.
• Übertragung von Standbild-Dateien:
Ein erfindungsgemäßes Verfahren soll die Kommunikation und Steuerung von Standbildern mit hoher Bildauflösung (z.B. 1280 x 1000 Pixels) bei der Standbild-Telefon-Kommunikation in einer vielfältiger Weise ermöglichen. Art der Standbilder:
Hierbei sollen Standbilder unterschiedlicher Natur (z.B. schwarz/weiß und Farbbilder) und flexibler FIG-Auflδsungs- Größe, und Standbilder mit sekventieller Bildaufbau (zeilen- oder blockweise von oben nach unten und von links nach recht) und/oder mit progressiver Bildaufbau (es wird als erstes - jedoch schnell - ein FIG mit gröberer Bildqualität übertragen; mit dem Fortfahren der Übertragung wird die Bildqualität Schritt für Schritt verbessert) . Miniatur-Bil¬ der (sog. Ikone) werden ebenfalls unterstützt. Der progres¬ sive Bildaufbau - ein besonderer Vorteil eines der erfin¬ dungsgemäßen Verfahren - erlaubt, daß trotz niedriger Daten¬ raten komplizierte Standbilder mit minimaler Verzögerung in Realzeit codiert, übertragen und dekodiert werden können - wobei die Bildqualität des dekodierten Bildes sich Schritt für Schritt (bis zur maximaler Bildqualität) verbessert.. Mindestens eine der folgenden Standbilddatei-Formate soll unterstützt werden: a) ITU-T T.84| ISO/IEC 10918-3 b) ISO/SC42 "TIFF/EP" (Arbeitstitel) c) ISO/SC42 "EXIF" (Arbeitstitel)
Ein großer Verteil der obigen Formate ist, das sie erlauben dem FIG wichtige Zusatzinformationen beizugeben (z.B. Autor, Titel des Bildes, Urheber, Zeit der Aufnahme, Aufnahme-Num¬ mer, Präzise Farbinformationen, Bildkompressionsgrδße ...)
• Übertragung von Dateien:
Ein erfindungsgemäßes Verfahren beschreibt eine optionale Dateiaustausch (File Transfer mit Hilfe von ITU-T T.434) zwischen sendendes und empfangenes Bildtelefon-Endgerät. Dies kann z.B. für den Austausch der Schlüssel bei vertrau¬ licher Verschlüsselung verwendet werden.
• Steuerung der Kommunikation:
Die Standardisierung der Multiplexing von Datenarten (Audio- , Video-, Daten- und Steuerungs-Informationsarten) sieht innerhalb eines nach ITU-T H.223 und ITU-T V.76 definierten Multiplexing Verfahrens, die unabhängige Übertragung von mehreren virtuellen Kanälen vor. Dabei sollen Steuerungs-
Informationsarten ein eigenes, gesichertes virtuelles Kanal mit hoher Übertragungspriorität zugeordnet werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren soll die Steuerung der Stand¬ bild-Telefonkommunikation ermöglichen.
• Multiplexing der Informationsarten:
Die folgenden Kanäle sollen benützt werden: a) Für die Steuerung des Standbild-Telefons soll ein eigenes, gesichertes virtuelles Kanal mit hoher Übertragungspriorität zugeordnet werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren soll die Steuerung der Standbild-Telefonkommunikation ermöglichen. Dieser Kanal benötigt eine niedrige Bandbreite. b) Für die Übertragung der Sprache soll ein eigenes, virtuel¬ les Kanal mit ebenfalls hoher Übertragungspriorität zugeord- net werden. In der Regel wird ein ungesicheres virtueller
Kanal vorausgesetzt, jedoch mit einem robusten Sprachkompres- sionsverfahren (z.B. ITU-T G.723.1 oder ITU-T G.729) . Das heißt, in der Regel bleibt bei Übertragungsfehler keine Zeit zur erneuter Übertragung des fehlerhaften Sprachdatenblockes, jedoch das Sprachkompressionsverfahren ist robust genug die hörbaren negativen Effekte des Übertragungsfehlers zu mini¬ mieren. Dieses Kanal benötigt bei Sprache eine 4-8 kbit/s breites Kanal. Bei Sprachpausen kann dieses Kanal auch kurz¬ zeitig geschlossen gehalten werden. Dadurch ist es möglich für die Standbildkommunikation kurzzeitig ein breiteres Über¬ tragungskanal zuzuweisen. c) Für die Übertragung des Standbildes soll ein eigenes, vir¬ tuelles Kanal mit - in der Regel - niedriger Übertra¬ gungspriorität zugeordnet werden. Es wird ein gesicheres vir- tueller Kanal vorausgesetzt, da die Bildkompressionsalgorith¬ men nur sehr begrenzt in der Lage sind Übertragungsfehler zu minimieren. Dieses Kanal benötigt eine variable Bandbreite. Um die große Menge von Bilddaten schneller Übertragen zu kön¬ nen, soll die jeweils neben Sprache und Steuerung noch frei zur Verfügung stehende Brandbreite zugeornet werden. Bei Sprachpausen, wenn das Sprachkanal kurzzeitig geschlossen gehalten wird, ist es möglich für die Standbildkommunikation kurzzeitig ein breiteres Übertragungskanal zuzuweisen. d) Für die Übertragung von beliebigen Dateien soll ein eige- nes, virtuelles Kanal mit - in der Regel - niedriger Übertra¬ gungspriorität zugeordnet werden. Es wird ein gesicheres vir¬ tueller Kanal vorausgesetzt. Dieses Kanal benötigt eine va¬ riable Bandbreite. Um die eventuell große Menge von sonstiger Daten schneller Übertragen zu können, soll die jeweils neben Sprache (eventuell auch Standbild) und Steuerung noch frei zur Verfügung stehende Brandbreite zugeornet werden. Bei Sprachpausen, wenn das Sprachkanal kurzzeitig geschlossen gehalten wird, oder wo kein Standbild gesendet wird, ist es möglich für die Dateienkommunikation kurzzeitig ein breiteres Übertragungskanal zuzuweisen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von besonders günstigen Realisierungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert:
Es zeigt:
FIG 1 die Blockdarstellung eines Standbild-Telefon-Kommunika¬ tionsendgerätes KES;
FIG 2 die tabellarische Darstellung der Informationsarten eines Bildtelefons und deren Prioritäten bei der Über¬ tragung;
FIG 3 die Darstellung des Multiplexing von Steuer- und Spra¬ che-, Standbild- und Daten-Informationsarten;
Vorzugsweise werden die im folgenden normierten oder zukünftig zu normierenden Elemente der Informationstechnologie und/oder Telekommunikation verwendet:
• Modem ITU-T V.34 mit einer höheren Übertragungsgeschwindig- keit (bis zu 33,6 kbit/s), und die dazu gehörende Initiali¬ sierungsprozedur nach ITU-T V.8 / V.8 bis.
• Eine für die angeführten Anwendungen notwendige Erweiterung der ITU-T V.8 / V.8bis Empfehlung.
Die zuverlässige und fehlerrobuste Übertragung von Informa¬ tionsblöcken (eine HDLC-LAP gemäße paketvermittelte Über¬ tragungsprotokoll innerhalb des "Packet Media Muliplexing") gemäß ITU-T H.223 oder ITU-T V.76. • Die gegenwärtige Normierung von Sprachcodierern mit sehr niedriger Bitrate für das Bildfernsprechen im öffentlichen Telefonwählnetz (ITU-T G.723.1 und G.729) und Mobilen Netz in ITU-T mit einer Übertragungsrate von 5 - 8 kBit/s.
• Die in der ITU-T abgeschlossene Normierung der Dateibe¬ schreibung in der ITU-T T.434 "Binary file transfer for the telematic Services".
• Die in der ITU-T und ISO/IEC abgeschlossene Normierung von Standbildern mit kontinuierlichen Graustufen oder Farben (ITU-T T.81 | ISO/IEC 10918-1) mit niedrigen Bitraten mit der zweckmäßigen Übertragungsgeschwindigkeit 4-28 kbit/s.
• Die in der ITU-T und ISO/IEC abgeschlossene Normierung von Zwei-Farben Standbildern (ITU-T T.82 | ISO/IEC 11544) mit niedrigen Bitraten mit der zweckmäßigen Übertragungsge¬ schwindigkeit 4-28 kbit/s.
• Die in der ITU-T und ISO/IEC abgeschlossene Standardisierung des Dateiaustauschformats ITU-T T.84 | ISO/IEC 10918-3 ("Extentions") für Bildkommunikation (die Standbildkompres¬ sionsalgorithmen ITU-T T.81 | ISO/IEC 10918-1 ("JPEG" - für kontinuierliche Farbbilder") and ITU-T T.82 | ISO/IEC 11544 ("JBIG" - für bi-level Standbilder) werden unterstützt);
Bzw. in der ISO/SC42 laufende Standardisierung des Dateiaus¬ tauschformats für elektronische Photographie ("TIFF/EP" und "EXIF") .
Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung brauchen die oben¬ genannten Standards kombiniert und zum teilweise erweitert wer¬ den. Nachstehend werden einige Eigenschaften von zur Realisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorzusehenden Kommunikation¬ sendgeräten näher erläutert:
• Verbindungsaufbau:
Ein typisches Standbild-Telefon-Endgerät hierfür erfüllt minde¬ stens die Merkmale eines Telefons für das öffentliche Telefon¬ wählnetz oder eines Funktelefons und zusätzlich eine Kommunika- tionssteuereinrichtung zum Steuern der Sprach- und Standbild¬ übertragung, ein ITU-T v.34 Modem, und eine geeignete ITU-T v.8 /V.δbis Initialisierungsprozedur.
Zusätzlich, das sendende Gerät enthält auch ein Sprach-Codier¬ vorrichtung zum Komprimieren der Eingangs-Sprach-Information, bzw. das empfangende Kommunikationsendgerät (KEE) enthält außerdem mindestens eine Sprach-Decodiervorrichtung zum Entkom¬ primieren der empfangenen Sprach-Informationsdaten. Zusätzlich, das sendende Kommunikationsendgerät (KES) enthält außerdem eine Sprach-und ein Standbild-Multiplex Vorrichtung, bzw. das empfangende Kommunikationsendgerät (KEE) enthält mindestens eine Sprach-und Standbild-Demultiplexvorrichtung zum Entkoppeln der empfangenen Sprach- und Standbild-Informa¬ tionsdaten.
Optional kann das sendende Gerät auch ein sonstige Binärdateien multiplexen, bzw. das empfangende Kommunikationsendgerät (KEE) kann Binärdaten demultiplexen.
FIG l enthält ein vereinfachtes Blockschaltbild eines solchen Standbild-Telefon-Kommunikationsendgerätes (KES) . (NE) ist das Kommunikationsnetz - GSTN oder Mobil - über die (KES) kommuni¬ zieren sollen. (MD) ist das Modem das einerseits an (NE) ange¬ schlossen ist, und das die analog/digitale Umwandlung der MUX- Daten vornimmt. (MD) beinhaltet die Verbindungs-Initialisierung ITU-T V.8. Für ITU-T V.δbis ist eine (V.8bis) Block zwischen (NE) und (MD) zugeschalten. (V.βbis) und (MD) sind für die Initialisierung des digiatlen Datenübertragung zwischen (KES)s zuständig. (MUX) ist zuständing für das Multiple- xen/Demultiplexen der folgenden Informationsarten: - Komprimierte Sprache erzeugt durch (AC)
- Komprimiertes Standbild erzeugt durch (SB)
- Beliebige Dateien in T.434 Dateiformat eingebettet durch (DT)
- Steuerung der (KES) -Kommunikation durch (SYS) und (ST). (A-Q/S) dient als Informationsquelle/Senke - d.h. Mikro- fon/Hörer/Lautsprecher - für den Sprachkompressor(AC) . (SB-QS) dient als Informationsqueslle/Senke - d.h. Bildka¬ mera/Scanner/Bildschirm/Drucker - für den Standbildkompressor (SB) . (DT-ANW) sind die Datenanwendungen, die eine Datei produ¬ zieren bzw. konsumieren, die von (DT) in eine ITU-T T.434 Dateirahmen zur weiteren Kommunikation an (MUX) weitergeleitet bzw. empfangen werden.
FIG 3 ist ein detailierteres Ausführungbeispiel für den Multi¬ plexer (MUX), auf ITU-T H.223 basiert. Mit Ausnahme des schraf¬ fierten Teiles ist FIG 3 mit FIG 1 identisch. Deswegen wird nur der schraffierter Teil detailierter beschrieben: (DL) , der eigentlicher Multiplexer kommuniziert direkt mit (PS) , dem phy¬ sikalischen Schicht, der das Modem und die Verbindunginitiali¬ sierung nach V.8/V.8bis enthält. (DL) legt beim Senden die Mux- Packete von (AAS) , (SBAS) , (DTAS) , bzw. (STAS) erzeugt, in eine gemultiplexte Datenstrom ab. Beim Empfang von multiplexten Daten zerlegt und ordnet (DL) die Datenpackete an (AAS) , (SBAS), (DTAS) bzw. (STAS) zu. Beim Multiplexen berücksichtigt (DL) die Dateiprioritäten der von (A-Q/S) , (SB-Q/S) , (DT-ANW) und (SYS) . Diese Prioritäten sind entweder Default oder durch entsprechende (ST) -Steuerbefehle eingestellt. Die jeweiligen "AS"s stehen für "Addaptations Schichten". Sie sind getrennt für die Informationsarten Sprache "A" , für Standbild "SB", für Daten "DT", bzw. für die (KES) -Steuerung "ST" zuständig. Die einzelnen "AS"s beinhalten, falls vorhanden die Fehlerkorrek- tur. (AAS) kommuniziert die komprimierten Sprachinformationen mit (AC) , (SBAS) die komprimierten Standbildinformationen mit (SB) , (DTAS) die Datei-Informationen mit (DT) , (STAS) die (KES) -Steuerinformationen mit (ST) .
Während der Verbindung ist das Standbild-Telefon entweder mit einem anderen Standbild-Telefon oder mit einem normalen Telefon verbunden. Eine Verbindung mit einem Bewegtbild-Telefon ist ebenfalls möglich, falls der Bewegtbild-Telefon, über die benö¬ tigte Standbild Option verfügt. In diesem Fall verhält sich das Bewegtbild-Telefon exakt wie ein Standbild-Telefon.
Die Verbindung zu anderen Standbild-Telefone oder zu normale Telefone wird zuerst als Verbindung der Standbild-Telefone her¬ gestellt (die dazu notwendigen Erweiterungen sind noch in der ITU-T V.8 zu standardisieren) oder, falls dies nicht geht, da das empfangene Gerät kein Standbild-Telefon ist, zu normalen Telefonen. Für den Verbindungsaufbau bedeutet das, daß das sen¬ dende Bildtelefon zunächst versucht - in der Regel sofort, d.h. ohne Zeitverzögerung - das angerufene Gerät als empfangende "Standbild-Telefon" anzusprechen (Signalisierung mit Hilfe von ITU-T V.8 / V.βbis) . Antwortet das angerufene Endgerät als "Standbild-Telefon" (ebenfalls mit Hilfe von ITU-T V.8 / V.βbis), kann mit Hilfe von ITU-T V.8 bis und ITU-T V.34 die digitale Verbindung für den Informationsaustausch jederzeit auf- und abgebaut werden. Falls das angerufene Gerät z.B. ein Daten-Modem oder ein Fax-Gerät ist, so wird die digitale Ver¬ bindung nicht hergestellt, und es kann nur eine normale Telefon Sprachkommunikation stattfinden. Ist das gerufene Gerät ein normales Telefon, das über kein ITU-T V.8 / V.8 bis Prozedur verfügt, so erfolgt die Umschaltung zum normalen "Telefonmodus" automatisch. Auch in diesem Falle wird die Verbindung als nor¬ males "Telefongespräch" weitergeführt.
Treffen jedoch zwei Standbild-Telefone aufeinander, so werden gemäß ITU-T V.8 / V.8 bis die Endgeräte-Identifikationen zwi- sehen Sender und Empfänger ausgetauscht um zu signalisieren, daß Standbild-Telefon-Kommunikation möglich ist.
Treffen ein Standbild-Telefon und ein Bewegtbild-Telefon mit geeignetem Standbildmodus aufeinander, so werden gemäß ITU-T V.8 / V.δbis die Endgeräte-Identifikationen zwischen Sender und Empfänger ausgetauscht um zu signalisieren, daß Standbild-Tele¬ fon-Kommunikation in einer gemeinsamen Standbild-Telefon Modus möglich ist.
Nach erfolgreichen ITU-T V.βbis und V.8 Signalisierung, wird die ITU-T V.34 Prozedur der Modems eingeleitet. Nach dem "Line probing" und "Trainieren" im voll-duplex Modus (d.h. Bestimmen der Leitungsgüte und Austesten der maximal geeigneten Modemge- schwindigkeit) wird auch die Auswahl der höchsten Modemge¬ schwindigkeit nach Regeln von ITU-T V.34 durchgeführt.
• Steuerung der digitalen Kommunikation:
Für den Voll-duplex Modus müssen die Steuer-Kommandos als Teil des ITU-T V.34 Daten Transfers ausgetauscht werden. Dazu muß ein virtuelles "Supervisory Control" Steuer-Kanal definiert werden. Die Datenpakete dieses Kanals werden besonders als Steuer-Pakete gekennzeichnet. Als Steuerkommandos gelten - für beide Kommunikationspartner - mindenstens die folgenden:
• Gegenseitiger Austausch der Geräteeigenschaften (GEREIG) des Senders und des Empfängers (z.B. Kennzeichnen der Video Parameter, wie Bildschirmauflösung, Farbfähigkeit, Optionen für Datei-Transfer, Vertraulichkeit usw.). Ein Austausch der Geräteeigenschaften erfolgt einmal, nämlich am Anfang der Verbindung.
• Mitteilen der präferierten Empfangsparameter (EMPFPAR) (wahlweise - jederzeit) • Einstellen der Sendeparameter (SENDPAR) (anhand der dekla¬ rierten Geräteeigenschaften des Senders und Empfängers, und unter Berücksichtigung der Präferenzen des anderen Partners) - Einstellung und Austausch mindestens einmal, am Anfang der Kommunikation, dann beliebig oft, zu jedem beliebigen Zeit¬ punkt. Die Einstellung wird jeweils vom sendenden Partner bestimmt, der Empfänger kann nur seine "Empfangswünsche" (Präferenzwünsche) äußern. Falls keine Empfangspräferenzen erhalten, stellt der Sender die Werte ein, die sich an Hand der gemeinsamen Geräteparameter sich ergeben.
Senden eines Standbilds (SENDSTD) (wahlweise - jederzeit) Abrufen eines Standbilds (ABRSTD) (wahlweise - jederzeit) Senden einer Datendatei (DENDDAT) (wahlweise - jederzeit) Abrufen einer Datendatei (ABRDAT) (wahlweise - jederzeit) • Normale Beenden der Kommunikation (EXIT) Abbruch der Kommunikation (ABBRUCH) Bestätigung der Steuerkommandoε (ACKNOW) Negative Bestätigung der S euerkommandos (NOTACK)
Die eigentliche Kommunikation zwischen Sender und Empfänger entspricht der Datenphase von ITU-T v.34 (nach erfolgereicher "ITU-T V.34 Res nch") . Hier wird mit der vorher bestimmten maximal Geschwindigkeit kommuniziert. Für die Standbild-Tele¬ fon-Kommunikation ist ein Fehlerkorrekturmodus erforderlich. Jeder Informationsart wird eine Übertragungspriorität zugeord¬ net. Dabei haben Steuer-Daten die höchste Übertragungpriorität, und dies bei voller Fehlerkorrektur. Falls ein Block als feh¬ lerhaft erkannt wurde, so muß er entweder erneut übertragen werden (falls die Informationsart unbedingt gesichert übertra- gen werden muß, z.B. im "Supervisory Kanal", Standbild-Übertra¬ gung, File-Transfer) , oder auch das fehlerhafte Block kann auch ignoriert werden (z. B. Sprachübertragung) . Eine detailerte Beschreibung der Informationsblockarten und der zugehörigen Prioritäten werden im FIG 2 dargestellt. Die feste Priorität bedeutet, daß die Priorität im Laufe der Kommunikation nicht geändert werden kann. Die Defaul -Priorität ist jener Prioritätswert, die am Anfang der Kommunikation als Ausgangswert vom System eingestellt wurde. Bei der Definierba- ren Priorität können diese Werte kann vom Sender entweder auf Wunsch des Empfängers und durch eigene Entscheidung ein oder mehrmahls geändert werden (Steuerbefehl SENDPAR) . Der Wunsch des Empfängers wird mit dem Mitteilen der präferierten Emp¬ fangsparameter (Steuerbefehl EMPFPAR) (d.h. optionaler Befehl der vom Empfänger jederzeit ausgegeben werden kann) kundgetan. Als Reaktion kann der Sender (aber muß nicht) die Sende- und die Fehlerkorrektur-Prioritäten ändern. (z.B. der Empfänger kann präferieren, daß er ein schnelles fehlerfreies Audio¬ signal Übertragung, der verspäteten aber synchronisierten und Sprach-Bildsynchronisation vorzieht.) Der Sender kann die Sende-Prioritäten auch aus eigener Inititiative ebenfalls ändern (z.B. Die Sende-Priorität des Standbildes in einer Ver¬ bindung wird auf Kosten der Bewegtbild-Priorität geändert) .
Das korrekte Empfangen der Steuerparameter SENDPAR und EMPFPAR werden mit dem Steuerbefehl (ACKNOW) quittiert, oder bei Fehler mit (NOTACK) negativ quittiert.
Als konkretes Beispiel: Die Lösung der gewünschten Audiokommu- nikation (wie beim normalen Telefon) am Anfang der Kommunika¬ tion und die "Umschaltung" in Standbild-Telefon-Kommunikation spielt sich folgendermaßen ab: Verbindungaufbau V.8 bis Initia¬ lisierung, V.8 Initialisierung, V.34 Modem-Initialisierung. Nach erfolgreichem Ablauf, V.34 Daten-Mode, Austausch von Gerä- teeigenschaften (optional Präferenzen) , beide Partner senden am Anfang nur Audio-Information an den anderen Partner. Bei der "Umsehaltung" zum Standbild-Telefonmodus fangen beide (oder auch nur ein) Kommunikations-Partner an Standbild-Informationen in die Sendedatenstrom einzubetten. 18
Übertragung von Standbildern:
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Definition und Steuerung der Standbildübertragung. Hierbei sollen Standbil- der unterschiedlicher Natur (z.B. schwarz/weiß und Farbbil¬ der) und flexibler FIG-Auflδsungs-Größe, und Standbilder mit sekventieller Bildaufbau (zeilen- oder blockweise von oben nach unten und von links nach recht) und/oder mit progressi¬ ver Bildaufbau (es wird als erstes - jedoch schnell - ein FIG mit gröberer Bildqualität übertragen,* mit dem Fortfahren der Übertragung wird die Bildqualität Schritt für Schritt verbessert) . Miniatur-Bilder (sog. Ikone) werden ebenfalls unterstützt.
Die Empfangsmöglichkeiten des Senders und des Empfängers werden nach Austausch der Geräteeigenschaften (mit dem Steu¬ erbefehl GEREIG) des Senders und des Empfängers eingestellt. Dieser Austausch erfolgt nur einmal, am Anfang der Verbin¬ dung oder beim Fehlerfall und Abbruch beim RESET. Optional kann auch das Mitteilen der präferierten Empfangsparameter (mit EMPFPAR) erfolgen. Dieser Austausch ist optional, und kann jederzeit erfolgen.
Einstellen der Sendeparameter erfolgt mit SENDPAR (anhand der deklarierten Geräteeigenschaften des Senders und Empfän- gers, und der Präferenzen des anderen Partners) . Diese Ein¬ stellung und Austausch erfolgt mindestens einmal, am Anfang der Kommunikation, als Antwort auf die Geräteeigenschaften und Präferenzen (falls vorhanden) , kann eventuell beliebig oft, zu jedem beliebigen Zeitpunkt erneut erfolgen. Die Ein- Stellung wird jeweils vom sendenden Partner bestimmt, der Empfänger kann nur seine "Empfangswünsche" (Präferenzwünsche) äußern. Falls keine Empfangspräferenzen erhalten, stellt der Sender die Werte ein, die sich an Hand der gemeinsamen Geräteparameter sich ergeben. In GEREIG wird festgelegt ob, und was für ein Standbild vom empfangenen 19
Endgerät unterstützt werden kann (z.B. Bildgröße, Möglich¬ keit der sekvenziellen und der progressiven Bildaufbaus, Unterstützung von ITU-T T.81 | ISO/IEC 10918-1 "JPEG" und/oder ITU-T T.82 | ISO/IEC 11544 "JBIG") . Das Senden eines Standbildes wird mit dem Kommando SENDSTD oder ABRDAT (Abrufen eines beim anderen Partner bereitgestellten Stand¬ bilds) optional - jederzeit - initialisiert. Danach werden Standbilddatenblöcke - mit der spezifizierten oder Default- Priorität - den anderen Datenarten beigemischt und übertra- gen. Alternativ das Abruf eines Standbildes (mit der Steuer¬ anweisung ABRSTD) vom anderen Partner ebenfalls optional - jederzeit möglich. Bei der Übertragung werden die Bilddaten in einem Datenstrom eingebettet, der nach ITU-T T.84 | ISO/IEC 10918-3 (oder IS0/SC42 TIFF/EP, oder nach ISO/SC42 EXIF) spezifiert wurde. Alle so definierten Dateien enthal¬ ten alle wichtige Informationen bezüglich des überzutragenen Bildes, wie z.B. Bildauflösung, Bilddimension, Art des Bild¬ aufbaus usw. Die Art der Darstellung des empfangenen Bildes liegt im Freiheitsbereich des Empfängers (d.h. er kann das FIG sofort am Bildschirm darstellen oder ausdrucken, oder er kann die Informationen zum späteren Gebrauch abspeichern) . Die erfolgreiche Ausführung wird mit der Bestätigungs-Anwei¬ sung (Mit dem Kommando ACKNOW) bestätigt, oder eine negative Bestätigung (NOTACK) wird mitgeteilt (z.B. wenn das FIG nicht zu dekodieren ist) .
Übertragung von Dateien (File Transfer) :
Austausch der Geräteeigenschaften, Präferenzen, Einstellun¬ gen der Parameter wie beschrieben wie oben bei der Übertra- gung der Standbilder, mit dem Unterschied der Kommandos für das Senden einer Datendatei (SENDDAT) . Dieses Kommando ist optional, und kann jederzeit ausgegeben werden. Die erfolg¬ reiche Ausführung wird mit der Bestätigungs-Anweisung (Mit dem Kommando ACKNOW) bestätigt, oder eine negative Bestäti- gung (NOTACK) wird mitgeteilt (z.B. wenn das FIG nicht zu dekodieren ist) .
Danach werden nach ITU-T T.434 geformte Dateien in speziell gekennzeichnete Datenblδcke eingepackt in den Datenstrom der Standbild-Telefon-Datenblöcke gemischt.
Das Abrufen einer Datendatei mit der Steueranweisung (Kommando) (ABRDAT) erreicht. Diese Anweisung ist ebenfalls optional und kann jederzeit ausgegeben werden. Die erfolg¬ reiche Ausführung wird mit der Bestätigungs-Anweisung (ACKNOW) bestätigt, oder eine negative Bestätigung (NOTACK) wird mitgeteilt.
Danach werden nach ITU-T T.434 geformte Dateien in spezi- eilen gekennzeichneten Datenblöcke gelegt in den Datenstrom der Standbild-Telefon-Datenblöcke gemischt.
• Weitere Kommandos:
• Die Anweisung "Normales Beenden" der Kommunikation (EXIT) führt zum ordnungsgemäßen Abschluß der Kommunikation. Die
Geräte werden in ihrer Grundzustand gesetzt. Diese Anweisung muß mit einer Bestätigungs-Anweisung ("Acknowlegment") (ACKNOWL) des anderen Partners bestätigt werden, nur dann kann der Abschluß der Kommunikation beendet werden.
• Die Anweisung "Abbruch der Kommunikation" (ABBRUCH) soll zur schneller Abbruch der Kommunikation führen. Diese Anweisung wird in der Regel nach einem Fehler ausgegeben, um einen ordnunggemäßen Abschluß der Endgeräte zu erreichen, und die Kommunikation abzubrechen. Es ist erhofft, aber nicht unbe¬ dingt erfordert, daß diese Anweisung mit der Bestätigungs- Anweisung (ACKNOWL) beantwortet wird. Die Anweisung "Abbruch mit RESET" hat eine ähnliche Funktion, mit dem Unterschied jedoch, daß die Kommunikation nicht abgebrochen wird, son- dem alle Parameter auf ihren Ausgangstadium zurückgesetzt werden, um eine erneute Kommunikation zu ermöglichen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Übertragen von audiovisuellen-Informationsda¬ ten und/oder Dateien von einem Standbild-Telefon-Kommunikati- onsendgerat (KES) über ein Kommunikationsnetz zu einem anderen Standbild-Telefon-Kommunikationsendgerät (KEE) unter Verwendung eines gesichterten Übertragungsprotokolls, das gemäß einer auch Standbildtelefonkommunikation unterstützenden Initialisierungs- prozedur nach ITU-T V.8, einschließlich ITU-T V.δbis initiali- siert ist, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Verbindungsaufbau im Rahmen der genannten ITU-T V.8-Initia- lisierung,* b) Steuerung der Standbild-Telefon-Kommunikation in einem vir¬ tuellen Steuerkanal im Rahmen der ITU-T V.34-Informationsüber- tragung; c) Sprach-Kompression bzw. -Dekompression nach ITU-T G.723.1 / G.729 zur möglichen wahlweise Übertragung von Sprach-, Stand¬ bild-, Daten- und Steuer-Informationen; d) Multiplexen der Informationsdaten mit Hilfe von ITU-T H.223 oder ITU-T V.76 zur wahlweise simultanen Übertragung von
Sprach-, Standbild-, Daten- und/oder Steuer-Informationen,* e) Übertragung von audiovisuellen Informationsdaten; f) wahlweise Übertragung von Dateien.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ver¬ bindungsaufbau,
• bei dem dem Netz noch während des Verbindungsaufbaus signa¬ lisiert wird, daß eine hohe Übertragungsgüte für die Stand¬ bild-Telefon-Kommunikation gewünscht wird, • bei dem rasch erkannt wird, ob das gerufene Endgerät ein
Standbild-Telefon, ein Bewegtbild-Telefon, ein Sprach- Te¬ lefon oder ein sonstiges Kommunikations-Endgerät ist und
• ob die kommunizierenden Endgeräte am analogen Telefonnetz (PSTN) oder an einem Mobil Telefonnetz angeschlossen sind, und • bei dem nach Abschluß der genannten ITU-T V.8 Initialisie¬ rung die digitale Bildtelefon-Kommunikation aufgebaut wird, um die Fein-Steuerung der Kommunikation zügig zu gewährlei¬ sten.
3. Verfahren zum Übertragung von Standbildern, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß
• die Bilddateien, einschließlich ihrer Parameter in eines der folgenden standardisierten Datei-Formate eingebettet sind: a) ITU-T T.84 | ISO/IEC 10918-3, b) ISO/SC42 EXIF oder C) IS0/SC42 TIFF/EP
• daß kontinuierliche Farbbilder variabler Bildgröße, gemäß ITU-T T.81 | ISO/IEC 10918-1 "JPEG" mit sekvenziellen und/oder progressiven Bildaufbau unterstützt werden,
• daß die "Ikone" des kontinuierlichen Farbbildes gemäß ITU-T T.81 | ISO/IEC 10918-1 "JPEG" unterstützt wird;
• daß Zweifarbstufen-Bilder variabler Bildgröße gemäß ITU-T T.82 | ISO/IEC 11544 "JBIG" mit sequenziellem und/oder pro¬ gressivem Bildaufbau unterstützt werden, und daß die nachstehenden Steueranweisungen verwendet werden*.
Steuer¬ Funktion Aktions-Zeit¬ .Aktions- Steuerungs- anweisung punkt Anzahl Reaktionen
GEREIG Austausch der Geräte- Sofort, nach Einmal ACKNOW oder
Eigenschaften; GEREIG Einrichtung des NOTACK mit wird von beiden Partner virtuellen event. an¬ gleichzeitig gesendet Steuerkanals schließendem SENDPAR
SENDPAR Einstellen der Sendepara¬ Sofort nach Mindes¬ ACKNOW oder meter anhand von emp¬ Empfang und tens NOTACK fangenen GEREIG und Bestätigung von einmal
EMPFPAR GEREIS des anderen
Partners
EMPFPAR Parameter der Ab Austausch Beliebig ACKNOW oder erwünschten der GEREIG NOTACK
Empfangpräferenzen .
Kann von einem oder beide Partner unabhängig gewünscht werden.
NOTACK Negative Bestätigung einer Nach Erhalt von beliebig Neuer
Steuer-Anweisung Steueranw. vom Steueranwei¬ Empfänger sung
ACKNOW Bestätigung einer Steuer- Nach Erhalt von beliebig Anweisung Steueranw. vom Empfänger
SENDSTD Sende Standbild. Bilddatei Falls die Option beliebig ACKNOW oder und Bildparameter einge¬ beim NOTACK bettet in ITU-T T.84 1 Empfänger
ISO/IEC 10918-3 , oder (GEREIS)
TIFF/EP, oder EXIF zugelassen,
Datenstrom jederzeit wobei die Möglichkeit der Übertragung unter Verwendung der Steueranweisungen(GEREIG, EMPPAR und SENDPAR) ausgehandelt und eingestellt werden, wobei die Steuerung der Standbildübertra¬ gung mit den Steueranweisungen SENDSTD und ABRSTD erfolgt, und wobei deren Empfang mit ACKNOW bestätigt wird, bzw. oder im Stδrungsfall mit NOTACK negativ bestätigt wird.
4. Verfahren zum Übertragung von Daten-Dateien, dadurch gekennzeichnet, • daß beliebige Programm- oder Daten-Dateien gemäß ITU-T
T.434 definiert werden, und • daß die nachstehenden Steueranweisungen verwendet werden:
Steuer¬ Funktion Aktions- Aktions- Steuerungs- anweisung Zeitpunkt Anzahl Reaktionen
GEREIG Austausch der Geräte- Sofort, nach Einmal ACKNOW oder
Eigenschaften; GEREIG Einrichtung des NOTACK mit wird von beiden Partner virtuellen event. an¬ gleichzeitig gesendet Steuerkanals schließendem SENDPAR
SENDPAR Einstellen der Sendepara¬ Sofort nach Mindes¬ ACKNOW oder meter anhand von Empfang und tens NOTACK empfangenen GEREIG Bestätigung von einmal und EMPFPAR GEREIS des anderen
Partners
EMPFPAR Parameter der Ab Austausch Beliebig ACKNOW oder erwünschten der GEREIG NOTACK
Empfangpräferenzen.
Kann von einem oder beide Partner unabhängig gewünscht werden.
• und daß die nachstehenden Steueranweisungen verwendet werden: Steuer¬ Funktion Aktions- Aktions- Steuerungs- anweisung Zeitpunkt Anzahl Reaktionen
NOTACK Negative Bestätigung einer Nach Erhalt von beliebig Neuer
Steuer-Anweisung Steueranw. vom Steueranwei¬ Empfänger sung
ACKNOW Bestätigung einer Steuer- Nach Erhalt von beliebig Anweisung Steueranw. vom Empfänger
SENDSTD Sende Standbild. Bilddatei Falls die Option beliebig ACKNOW oder und Bildparameter beim NOTACK eingebettet in ITU-T T.84 1 Empfänger
ISO/IEC 10918-3 . oder (GEREIS)
TIFF/EP, oder EXIF zugelassen,
Datenstrom jederzeit wobei die Möglichkeit der Übertragung unter Verwendung der Steueranweisungen(GEREIG, EMPPAR und SENDPAR) ausgehandelt und eingestellt werden, wobei die Steuerung der Standbildübertragung mit den Steu¬ eranweisungen SENDSTD und ABRSTD erfolgt, und wobei deren Empfang mit ACKNOW bestätigt wird, oder im Stδ¬ rungsfall mit NOTACK negativ bestätigt wird.
5. Steuerung zum Steuern der Standbild-Telefonkommunikation in einem virtuellen Steuerkanal mit gesicherter Übertragung der
Steuer-Datenblöcke in bidirektionalem Voll-Duplex-Modus im Rah¬ men des ITU-T V.34 Informationstransfers, gekennzeichnet durch die folgenden Steueranweisungen:
Steuer¬ Funktion Aktions-Zeit¬ Aktions- Steuerungs- anweisung punkt Anzahl Reaktionen
GEREIG Austausch der Geräte- Sofort, nach Einmal ACKNOW oder
Eigenschaften; GEREIG Einrichtung des NOTACK mit wird von beiden Partner virtuellen Steu¬ event. gleichzeitig gesendet erkanals anschließendem SENDPAR nd durch die folgenden Steueranweisungen:
Figure imgf000029_0001
6. Steuerung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mindestens eine der folgenden, zusätzlichen Steueranweisungen:
Steuer¬ Funktion Aktions- Aktions- Steuerungs- anweisung Zeitpunkt Anzahl Reaktionen
EMPFPAR Parameter der Ab Austausch Beliebig ACKNOW oder erwünschten der GEREIG NOTACK
Empfangpräferenzen.
Kann von einem oder beide Partner unabhängig gewünscht werden.
SENDSTD Sende Standbild. Bilddatei Falls die Option beliebig ACKNOW oder und Bildparameter beim NOTACK eingebettet in ITU-T T.84 | Empfänger
ISO/IEC 10918-3 , oder (GEREIS)
TIFF/EP, oder EXIF zugelassen,
Datenstrom jederzeit
ABRSTD Abruf Standbild. Bilddatei Falls die Option beliebig ACKNOW oder und Bildparameter beim Sender NOTACK eingebettet in ITU-T T.84 | und Empfänger
ISO/IEC 10918-3, oder (GEREIS)
TIFF/EP, oder EXIF zugelassen,
Datenstrom jederzeit
SENDDAT Sende Datei. Datei und Falls die Option beliebig ACKNOW oder
Dateiparameter eingebettet beim NOTACK in ITU-T T.434 Datenstrom Empfänger (GEREIS) zugelassen, jederzeit
7. Steuerung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern von Informationsarten allen Informationsarten mit Hilfe eines Multiplex-Verfahrens, wie ITU-T H.223, oder ITU-T G. 76 - vormals "V.GMUX", "virtuelle" Kanäle zugeordnet werden, daß den verschiedenen Informationsarten entweder feste oder frei-definierbare Übertragungprioritäten und/oder Fehlerkorrekturprioritäten zugeordnet werden, und daß bei frei- definierbaren Prioritäten am Anfang der Kommunikation Default- Parameter voreingestellte werden, die während der Kommunikation mit Hilfe von Steueranweisungen (EMPFPAR, SENDPAR) umdefiniert werden können.
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