专利名称：一种可视电话机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可视通信终端设备，特别涉及一种可视电话机。
背景技术：
现有的可视电话机包括模拟信号处理部分、数模转换部分、编/解码部分、主控制系统以及外围接口部分，经可视电话机处理后的音频和视频数据均承载在同一种通信网络上。如最早期的基于电信运营商PSTN网络的可视电话机，音频和视频信号经压缩后通过PSTN网络进行传输，由于PSTN网络的传输带宽限制，这种可视电话机呈现的图像和话音均不理想；后来，出现了N-ISDN综合业务数字网，数据传输速率可达128K，基于N-ISDN网络的第二代可视电话机，音频和视频数据经过压缩后统一承载在N-ISDN的网络上，由于N-ISDN网络相对PSTN网络数据传输带宽高，并且可以多条N-ISDN线路捆绑在一起，提高传输带宽，所以这种可视电话机呈现的图像和话音质量有所提高，但由于N-ISDN网络的覆盖面有一定的限制，同时，基于单条N-ISDN线路传送音频和视频数据，效果不太理想，如果采用多条N-ISDN线路捆绑在一起，以提高传输带宽，又会导致使用成本的成倍提高，故该种可视电话机未能普及；由于宽带互联网的快速发展，ADSL、LAN、光纤等接入方式的迅速普及，并且使用成本大幅下降，出现了第三代基于IP宽带互联网的可视电话机，这种可视电话机将音频和视频数据压缩后通过IP宽带互联网Internet传输到对方，由于IP宽带互联网是一个开放的网络，数据在该网络内传输没有一个质量保障机制，即QoS，数据在该网络传输时出现延时、丢包、拥塞等现象，直接影响了视频和音频数据的接收质量，特别是造成话音的停顿、杂音、延时、断续等情况，大大影响通信双方的意思表达，同时，此可视电话机需要电信运营商重新分配一个新的IP电话号码，因转换电话号码，带给客户很多不便。
发明内容
本实用新型的目的就是克服现有技术的不足，针对基于PSTN的可视电话机存在视频质量低，图像小的问题；基于ISDN的可视电话机存在投资成本和使用成本高的问题；基于IP的可视电话机存在话音传送不连续，质量不稳定，需要改号的问题；提出一种既能保证话音质量，又能充分利用IP宽带互联网大容量数据传输的优势，同时不需要更换电话号码的可视电话机。
为实现上述目的，本实用新型一种可视电话机，包括模拟信号处理部分、数模转换部分、编/解码部分、主控制系统以及外围接口部分；视频输入信号经模拟信号处理部分预处理后，输入数模转换部分将模拟信号转换为数字信号，该数字信号输入编/解码部分进行数据压缩，再输入主控制系统，主控制系统根据业务逻辑程序按需通过外围接口部分中的局域网接口向IP宽带互联网传送视频压缩数据；通信另一方的视频压缩数据通过IP宽带互联网经外围接口部分中的局域网接口接收后，送往主控制系统进行业务逻辑判定，对符合设定呼叫流程的视频压缩数据送往编/解码部分进行视频压缩数据解码，解码后的视频数字信号经数模转换部分将视频数字信号转换为视频模拟信号，再送往模拟信号处理部分进行视频输出；关键在于还包括一个PSTN话机部分，以及PSTN线路状态及拨号信号监测部分；上述PSTN话机部分处理PSTN网络下的话音拨号和传输，包括PSTN线路接口、DTMF拨号控制器、对方线路来话、本端线路去话和话音通信控制器，对方线路来话和本端线路去话分别连接话音通信控制器，话音通信控制器分别连接PSTN线路接口和DTMF拨号控制器；上述PSTN线路状态及拨号信号监测部分接收和控制PSTN线路中的各种状态信号和DTMF拨号信号，分别与PSTN话机部分中的PSTN线路接口和DTMF拨号控制器连接，并且和主控制系统连接。
本实用新型在基于IP网络的可视电话机的标准处理单元中，标准处理单元包括模拟信号处理部分、数模转换部分、编/解码部分、主控制系统以及外围接口部分，增加一个PSTN话机部分和PSTN线路状态及拨号信号监测部分。其中PSTN线路状态及拨号信号监测部分负责监测PSTN线路上的各种状态和信息，如摘挂机状态，DTMF拨号、拨号音、回铃音、忙音、催挂音、来电显示等信息，这些信息被传送到主控制系统，主控制系统根据PSTN线路上的不同状态信息，按业务逻辑程序控制视频处理部分，即模拟信号处理部分、数模转换部分、编/解码部分的相应动作。实现PSTN网络的电话拨通后，通信双方经IP宽带互联网传输的图像马上接通；PSTN网络的电话挂断时，通信双方经IP宽带互联网传输的图像马上中断。
由于本实用新型在现有基于IP网络的可视电话机的标准处理单元中，增加一个PSTN话机部分和PSTN线路状态及拨号信号监测部分，所以，实现可视通信双方的语音和图像分通道传输，语音通过PSTN网络传输，图像通过IP宽带互联网传输。充分利用IP宽带互联网Internet的带宽优势和低廉的使用成本，利用此网络来承载数据流量较大的视频数据，利用目前成熟稳定的PSTN电话网络传送音频数据，保障话音通信质量，同时不需要对本实用新型重新分配电话号码，保持与原PSTN线路一致的电话号码，减轻使用者重新记忆号码的困难。本实用新型将传统PSTN网络和IP宽带互联网各自的优势组合，降低通信成本，提高通信质量，实现质高价廉的可视通信效果。
图1是本实用新型实施例的电路结构图；图2是本实用新型的组网结构示意图；具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例包括PSTN话机部分101、PSTN线路状态及拨号信号监测部分102、模拟信号处理部分103、数模转换部分104、编/解码部分105、主控制系统106和外围接口部分107。
PSTN话机部分101，处理PSTN网络下的话音拨号和传输，包括PSTN线路接口、DTMF拨号控制器、对方线路来话、本端线路去话和话音通信控制器，对方线路来话和本端线路去话分别连接话音通信控制器，话音通信控制器分别连接PSTN线路接口和DTMF拨号控制器。
PSTN线路状态及拨号信号监测部分102分别与PSTN话机部分101中的PSTN线路接口和DTMF拨号控制器连接，同时通过通信总线和主控制系统106的CPU中央处理器连接。PSTN线路状态及拨号信号监测部分102接收和控制PSTN线路中的各种状态信号和DTMF拨号信号，并实时传送到主控制系统106的CPU中央处理器。
本实用新型实施例能够将对方线路的来话录音，PSTN话机部分101中的对方线路来话音频模拟信号依次经模拟信号处理部分103的滤波放大预处理、数模转换部分104的音频A/D转换将音频模拟信号转换为音频数字信号、编/解码部分105的音频编/解码将音频数字信号进行数据压缩，再通过通信总线输入主控制系统106的CPU中央处理器，CPU中央处理器将来话音频压缩数据存入外围接口部分107的外部存储器，从而，将对方线路的来话录音；本实用新型实施例也能够将录制的对方线路来话播放出来，CPU中央处理器从外围接口部分107的外部存储器提取来话音频压缩数据，依次经编/解码部分105的音频编/解码进行音频压缩数据解码、数模转换部分104的音频D/A转换将音频数字信号转换为音频模拟信号、模拟信号处理部分103的滤波放大处理后，送到扬声器SPK播放。
本实用新型实施例还能够将本端麦克风MIC的话音录音，来自麦克风MIC的音频模拟信号经模拟信号处理部分103的滤波放大预处理后，依次经数模转换部分104的音频A/D转换将音频模拟信号转换为音频数字信号、编/解码部分105的音频编/解码将音频数字信号进行数据压缩，通过通信总线输入主控制系统106的CPU中央处理器，CPU中央处理器将麦克风MIC的音频压缩数据存入外围接口部分107的外部存储器，从而，录制麦克风MIC的话音；本实用新型实施例也能够将录制的麦克风MIC话音回放，主控制系统106的CPU中央处理器从外围接口部分107的外部存储器提取麦克风MIC的音频压缩数据，依次经编/解码部分105的音频编/解码进行音频压缩数据解码，数模转换部分104的音频D/A转换将音频数字信号转换为音频模拟信号，模拟信号处理部分103滤波放大处理后，送到PSTN话机部分101中的本端线路去话回放。
本端摄像头的视频输入信号经模拟信号处理部分103的彩色编码预处理后，输入数模转换部分104的视频A/D转换将视频模拟信号转换为视频数字信号，该视频数字信号输入编/解码部分105的视频编/解码进行数据压缩，再通过通信总线输入主控制系统106的CPU中央处理器，CPU中央处理器根据业务逻辑程序按需通过外围接口部分107中的以太局域网接口向IP宽带互联网传送视频压缩数据；通信另一方的视频压缩数据通过IP宽带互联网经外围接口部分107中的以太局域网接口接收后，通过通信总线送往主控制系统106的CPU中央处理器，CPU中央处理器根据业务逻辑程序进行业务逻辑判定，对符合设定呼叫流程的视频压缩数据送往编/解码部分105的视频编/解码进行视频压缩数据解码，解码后的视频数字信号经数模转换部分104的视频D/A转换将视频数字信号转换为视频模拟信号，该视频模拟信号送往模拟信号处理部分103的彩色编码处理，处理后的视频输出信号送到显示器进行图像输出。
本实用新型不需要对话音信号进行额外处理，话音信号统一由PSTN话机部分101处理。PSTN话机部分101中的对方线路来话、本端线路去话和模拟信号处理部分103连接，只是为了本实用新型能够提供录音、回放的功能，对可视通信中的话音通信并不起作用。本实用新型还可设计成能实现额外的话音处理功能，如通话过程中的变声功能、插播背景声音功能等，这只需要通过修改存储器的程序即可实现。主控制系统106的CPU中央处理器通过通信总线与PSTN线路状态及拨号信号监测部分102、编/解码部分105、外围接口部分107连接，CPU中央处理器根据存放在FLASH存储器的程序协调各部分工作，实现正常可视通信。
本实用新型实施例的外围接口部分107包括以太局域网接口、SDRAM、FLASH存储器、键盘和外部存储器接口，但并不局限于这些，外围接口部分的键盘操作输入器可以用鼠标或触摸屏代替，外部存储器接口可以是多功能记忆卡插槽或USB接口。
如图2所示，本实用新型实施例实现双方可视通信，组网结构简述如下可视电话机A和可视电话机B分别通过其内置的PSTN线路接口和以太网接口连接到PSTN网络和IP网络，同时，为控制通信双方的视频接续，在IP宽带互联网设置视频交换服务器C。可视电话机的电话号码为该可视电话机接入PSTN网络时分配的固定电话号码。当可视电话机A拨打可视电话机B时，可视电话机A摘机听到拨号音，然后，在拨号键盘上按可视电话机B的号码，当可视电话机B振铃后摘机，即实现话音和视频的通信；当可视电话机A或可视电话机B任一方挂机，即中止话音和视频的通信。
可视通信呼叫控制是由视频交换服务器C及可视电话机A、B共同配合完成的，按设定在视频交换服务器C和可视电话机A、B里的程序，按呼叫流程共同完成可视通信，实现当PSTN网络呼叫接通时，IP网络侧的视频呼叫随即接通，当PSTN网络呼叫中止时，IP网络侧的视频呼叫随即中止。
本实用新型将音频数据承载于PSTN网络上，将视频数据承载于IP网络上，通过侦测PSTN网络上话音通信的状态来触发通信双方视频数据的通信，实现语音和视频的可视通话。通过对本实用新型的主控制系统106和视频交换服务器C编制话音视频异质网络同步处理程序，采取主叫方时间为共同时间轴参照物，同步处理程序根据PSTN网络话音接通后，自动确定图像传送的起始时间，通知视频编/解码部分根据该起始时间对外围接口部分传送视频数据，同时，同步处理程序根据IP网络的延时情况实时调整视频编/解码部分的速率，达到视频与话音同步到达对方的目的。同步处理程序将主叫方的时间作为参照物，解决视频与话音的同步问题，避免视频延时过大影响通信质量。
本实用新型的话音信号通过PSTN网络传输，大大保证了通信时的话音质量，同时不需要向可视电话机重新分配号码，节约了号码资源和减轻使用者记忆新号码的困难；图像信号通过IP网络传输，利用日益成熟的IP宽带互联网Internet承载大容量的视频数据，提高图像质量。本实用新型使话音质量、图像质量、使用成本三者实现最佳平衡点，达到降低通信成本，提高通信质量的目的。
权利要求1.一种可视电话机，包括模拟信号处理部分(103)、数模转换部分(104)、编/解码部分(105)、主控制系统(106)以及外围接口部分(107)；视频输入信号经模拟信号处理部分(103)预处理后，输入数模转换部分(104)将模拟信号转换为数字信号，该数字信号输入编/解码部分(105)进行数据压缩，再输入主控制系统(106)，主控制系统(106)根据业务逻辑程序按需通过外围接口部分(107)中的局域网接口向IP宽带互联网传送视频压缩数据；通信另一方的视频压缩数据通过IP宽带互联网经外围接口部分(107)中的局域网接口接收后，送往主控制系统(106)进行业务逻辑判定，对符合设定呼叫流程的视频压缩数据送往编/解码部分(105)进行视频压缩数据解码，解码后的视频数字信号经数模转换部分(104)将视频数字信号转换为视频模拟信号，再送往模拟信号处理部分(103)进行视频输出；其特征在于还包括一个处理PSTN网络下的话音拨号和传输的PSTN话机部分(101)，以及接收和控制PSTN线路中的各种状态信号和DTMF拨号信号的PSTN线路状态及拨号信号监测部分(102)；PSTN话机部分(101)，包括PSTN线路接口、DTMF拨号控制器、对方线路来话、本端线路去话和话音通信控制器，对方线路来话和本端线路去话分别连接话音通信控制器，话音通信控制器分别连接PSTN线路接口和DTMF拨号控制器；PSTN线路状态及拨号信号监测部分(102)，分别与PSTN话机部分(101)中的PSTN线路接口和DTMF拨号控制器连接，并且和主控制系统(106)连接。
2.根据权利要求1所述的可视电话机，其特征在于所述PSTN话机部分(101)中的对方线路来话音频模拟信号依次经模拟信号处理部分(103)预处理、数模转换部分(104)将模拟信号转换为数字信号、编/解码部分(105)将数字信号进行数据压缩，再输入主控制系统(106)，主控制系统(106)将来话音频压缩数据存入外围接口部分(107)的外部存储器；主控制系统(106)从外围接口部分(107)的外部存储器提取来话音频压缩数据，依次经编/解码部分(105)进行音频压缩数据解码、数模转换部分(104)将音频数字信号转换为音频模拟信号、模拟信号处理部分(103)处理后，送到声音播放器。
3.根据权利要求2所述的可视电话机，其特征在于所述声音播放器为扬声器(SPK)。
4.根据权利要求1所述的可视电话机，其特征在于来自声音传送器的音频模拟信号经模拟信号处理部分(103)预处理后，依次经数模转换部分(104)将模拟信号转换为数字信号、编/解码部分(105)进行数据压缩，输入主控制系统(106)，主控制系统(106)将声音传送器的音频压缩数据存入外围接口部分(107)的外部存储器；主控制系统(106)从外围接口部分(107)的外部存储器提取声音传送器的音频压缩数据，依次经编/解码部分(105)进行音频压缩数据解码、数模转换部分(104)将音频数字信号转换为音频模拟信号、模拟信号处理部分(103)处理后，送到PSTN话机部分(101)中的本端线路去话。
5.根据权利要求4所述的可视电话机，其特征在于所述声音传送器为麦克风(MIC)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的可视电话机，其特征在于所述主控制系统(106)包括CPU中央处理器，该CPU中央处理器通过通信总线与PSTN线路状态及拨号信号监测部分(102)、编/解码部分(105)、外围接口部分(107)连接。
7.根据权利要求1至5任一项所述的可视电话机，其特征在于所述外围接口部分(107)，其操作输入器为键盘或鼠标或触摸屏。
8.根据权利要求1至5任一项所述的可视电话机，其特征在于所述外围接口部分(107)，其外部存储器接口是多功能记忆卡插槽或USB接口。
专利摘要一种可视电话机，包括模拟信号处理部分、数模转换部分、编/解码部分、主控制系统以及外围接口部分；视频信号经模拟信号处理部分、数模转换部分、编/解码部分连接主控制系统，主控制系统通过外围接口部分向IP宽带互联网传送和接受视频压缩数据；还包括PSTN话机部分和PSTN线路状态及拨号信号监测部分；PSTN话机部分处理PSTN网络下的话音传输，PSTN线路状态及拨号信号监测部分接收和控制PSTN线路的状态信号，并和主控制系统连接。本实用新型的语音通过PSTN网络传输，图像通过IP宽带互联网传输，将传统PSTN网络和IP网络各自的优势组合，降低通信成本，提高通信质量，实现质高价廉的可视通信效果。
文档编号H04N7/14GK2899345SQ20062005736
公开日2007年5月9日 申请日期2006年4月4日 优先权日2006年4月4日
发明者钟志华 申请人:钟志华, 陈建国