专利名称：视频多点会议单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于为一个视频会议网络建立连接的多点会议单元。
背景技术：
现场多路视频通信通常被称为视频会议。每个会议地点配备一个装置，装置包括一个显示器，摄像机，扩音器，麦克风，并附加处理及控制单元。这种设备的组合通常被称为一个“视频终端”。视频终端连接于一个通信网络，如ISDN，国际互联网协议(IP)或第三代无线(3G)网络。视频终端对来自摄像机的视频和来自麦克风的音频进行编码，并将此数据在网络上传输。终端还从网络接收编码数据，对其解码，并输出相应的音频和视频。视频终端一般执行如H.320，H.323或SIP等标准。这些标准定义视频和声音(媒介)流及控制信号是如何编码和解码的。
当不止两方参与一个特定的视频通信时，这就变成所说的视频会议了。一个典型的布局结构示于图1中。在这种布局结构中，一个视频会议网络4与终端6-1至6-4耦合在一起。在这种情况下，需要一件附加的设备，通常叫做多点视频会议单元，或MCU2。他也与通信网络4相连。每个单独的视频终端6-1至6-4均与MCU2建立一条链路而不是必须与每个其他终端6-1至6-4分别建立链路。
MCU是一种在两个或多个终端或网关间提供桥接，以使它们参与一个多点会议的装置。它适于从每个参与视频会议的终端接收数据流，并将接收自终端的数据组合后向每个参与终端传输一个单数据流。发送至终端的数据流可以对在会议通话中的参与终端的一张已构建的或已声音切换的图像进行编码。如果愿意，发送至每个参与终端的数据流均可以根据一个终端用户指定的布局为每个终端进行定制。可选的，MCU也可连接一个允许视频会议被记录并回放的记录单元。
MCU2的目的是允许终端间相互通信，但不要求每个终端具有多路通信链路，且不要求多个显示器，扩音器等。为实现这些，MCU2发送一个来自其它终端的视频的“合成”至各个终端。依据会议中人的数量，可以有许多不同的图像合成屏幕分成许多大小相等的视窗；一或两个大视窗加上另外一些小视窗。
用一个先进的MCU2，每个参与者都可以做出他们自己对合成的选择。一个合成可以是声音切换的，如当前发言的参与者显示在最大的视窗中。图2示出了一些可能的视频合成。
当前的视频会议终端均毫无例外的生成宽高比为4∶3的图像。这一般被称为标准宽高比。无论使用何种数据速率，分辨率，像素宽高比或帧速率，这种宽高比均在使用。
然而，与现代视频终端共用的大屏幕平板显示器经常具有16∶9的宽高比。这通常叫做宽屏幕宽高比，或宽屏幕格式。
由于这种宽高比上的差异，标准宽高比视频无法以最佳的方式利用宽屏幕显示器可如标准格式的显示器一样显示视频，但在图像两侧都有垂直的黑条；或显示器可将图像放大以使其填满屏幕的全部宽度，但图像的顶部和底部丢失了(被剪裁掉了)；或显示器仅能将图像在水平尺寸上拉伸，导致了图像的变形。
显而易见，这些选择没有一个是理想的。
发明内容
一方面，本发明提供了一种用于接入一个视频会议网络的多点会议单元，包括一个用于接收被开会讨论的一个视频流的视频输入及一个用于向一个视频终端输出一个视频流的视频输出，单元还包括一个可在向一个终端转交前，调节输出视频流的水平尺寸，以改变输出视频流中图像宽高比的缩放器。
这样，本发明中MCU的使用与在一个终端的宽高比调整的结合，使宽屏幕图像得到正确显示，而无需对视频会议网络中其他部分做出改变。这提供了完美的向后兼容性且使带有宽屏幕显示器的现代终端得到了最好的利用。
另一方面，本发明提供了一种在一个视频会议网络中传输一个视频流的方法，包括接收一个视频流，在水平尺寸上对流进行缩放以及将缩放后的流传输至一个终端。
下面通过实例，参照附图对本发明的具体实施方式
进行描述。
图1为一个典型的视频会议排布的示意图。
图2为在一个标准宽高比的显示器上的视频会议视窗不同布局选择的示意图。
图3为根据本发明的一个用户界面的屏幕截图。
图4a为一个3×2视窗布局的示意图。
图4b为一个1+3视窗布局的示意图。
图5a为一个1+4视窗布局的示意图。
图5b为一个4×3视窗布局的示意图。
图6a和图6b示出了两种可能的2×2视窗布局的示意图。
图7a为一个在合成前进行视窗剪裁的合成视窗的示意图。
图7b为一个在合成后进行视窗剪裁的合成视窗的示意图，以及图8为根据本发明的一个具有单终端的MCU的原理图。
具体实施例方式
如上所述，MCU的其中一个功能是从来自会议参与者的多路流入视频流中组合出流出的视频流。这些流出的流会继而显示在参与终端上。
MCU2设置为在水平尺寸上压缩输出的视频流。在终端6-1至6-4，在水平方向上以相应量拉伸流，以再现要播放的流的宽高比。在下面的讨论中，将终端描述为实现拉伸操作。然而，实际上，拉伸可以由(通常具有一个用于与屏幕耦接的连接器而非一个屏幕的)终端和/或一个与终端相连接的屏幕实现。本发明意欲包含所有这些可能或用所有这些可能互操作。
图3所示类型的用户界面可被用以允许宽屏或标准宽高比的传输的配置。可以选择按键8用于针对以普通宽高比察看的传输(例如，无尺寸调整的标准传输)可以选择按键10用于宽屏信号传输(例如，允许水平压缩)。
如下面更详细的解释的那样，对宽屏幕传输的选择也影响到在输出的合成视频流转交前如何进行流的排列并确定流的尺寸。
由图4、5及6可见，很多可能的视频合成都是通过利用一个宽屏显示器上可用的额外的宽度，更加有效地表现出来的。目前还没有针对宽屏幕的标准化的或确定的视频会议格式。因此，尽管很多显示器已经是宽屏幕显示器了，但视频会议终端自身还是无法利用这些多余的显示宽度。
终端无须知道从通信网络接收的视频的缩放特性。因此，如果按如前所述缩放的视频显示在一个标准显示器上，显示出的视频将是扭曲的。然而，如果视频是显示在一个宽屏显示器上的，这个显示装置可被配置为接收视频输入并在水平尺寸上按比例增加(放大)以填充整个屏幕。通过这种方式，由MCU应用的压缩被反向，视频正常显示，没有变形宽屏幕的全部区域均被使用到，因此，使用者看到一个更大的图像；对于很多屏幕布局(合成)而言，对图像的剪裁大大减少；在垂直方向和水平方向上均没有图像分辨率的损失；使用者受益于这些改进，却无需升级视频终端(除了使用宽屏显示器)。
尽管提供了宽屏图像，但视频终端的属性未作改变。构建适于宽屏幕显示器数据流的是MCU。本发明的一个方面是在MCU上的一个控制以允许或禁止视频缩放特性。这个控制键示于图3中。明显地，如果视频终端只具有一个标准显示器，则该特性应被禁止，以使图像在这种情况下不被MCU缩放。
图4a示出了一个3×2的视窗布局。在图中左侧所示的标准显示器9上，在每个视窗的垂直带10-1和10-2需被剪裁掉。在一个宽屏显示器12上，可看到剪裁(14-1，14-2)是微不足道的。
图4b示出了一个1+3的布局。在一个标准显示器9′上，所有视窗中的图像均被剪裁了；小视窗需要剪裁10′-1和10′-2，大视窗同样需要剪裁11′-1和11′-2。在一个宽屏幕显示器12′上，不需要剪裁。
图5a示出了一个1+4布局。在一个标准显示器9″上，主视窗在10″-1和10″-2处被剪裁。在一个宽屏幕显示器12″上，剪裁是可忽略的。
图5b示出了一个4×3的布局。在一个标准显示器9上，所有视窗中的图像都在10-1和10-2处被剪裁。在一个宽屏幕显示器12上，无需剪裁。
图6a和6b示出了一个2×1的布局。这是一种常用的，涉及3方的会议的布局。图6a示出在标准显示器9″″上的严重的剪裁10″″-1和10″″-2，这在一个宽屏幕显示器12″″上无疑会大大减小。图6b示出了另一种可能的合成方法，其中，图像未被剪裁，但图像被按比例缩小，并在图像上下加上了黑条。从宽屏显示器12″上可以看出，每个视窗均可以大得多。实际上，与标准显示器相比，图像区域以1.78的系数增加，尽管宽屏显示器的显示区域仅是标准显示器的1.33倍，但阐明了为构建视频会议图像使用宽屏幕显示器是相当有益处的。
为了适合显示器，另外一个需要考虑的事项涉及必须进行剪裁或有黑道的图像。理论上，对每个独立图像视窗的剪裁都是同等程度的。这在图7a中说明。这是在将图像视窗16构建为最终的输出视频数据流之前，通过缩放图像然后剪裁实现的。另一种方案，示于图7b中，更为简单但可能导致不如意的结果。在这里，全部图像都是首先缩放并构建，然后剪裁以适合屏幕。可以看出，结果是图像视窗18的顶部和底部没有等量剪裁。
图8示出一种用一个连接20接入一个视频会议网络4的MCU2。流入的视频流和至少一个(流出)合成视频流通过链路20传输以供终端6-1处理。
MCU2包括一个合成处理器22和一个缩放处理器24。如上所述，合成处理器将流入视频流排列为一个合成视频流。然后，缩放处理器24在转交至终端6-1之前对水平尺寸进行缩放(最好一尽管也可同时对垂直尺寸进行缩放或作为替代)。然后，在终端6-1中的一个缩放处理器26应用反向缩放以在显示前将视频流恢复到正确的宽高比。
缩放处理器24和26最好在一个适于执行在水平或垂直尺寸上进行缩放或反向缩放步骤的数字信号处理器上实现。利用处理器缩放图像意味着无须建立专用电子电路以缩放图像。
可以制作一个经修改的终端，该终端可以配置为驱动一个标准屏幕或一个宽屏幕。这些终端可以通知其他终端，它们能够接收宽屏格式视频。
一些终端包括一个限制能力的MCU功能-它们可以作为一个会议的MCU，其中，它们是与少数几个附加的参与者一起的一个参与者。这样一个终端也可以包括一个如上所述的MCU。
权利要求
1.一个用于接入一个视频会议网络的多点会议单元，包括一个用于接收一个将被会议讨论的视频流的视频输入和一个用于向一个视频终端输出一个视频流的视频输出，该单元还包括一个能够在转交至一个终端之前调整一个输出视频流的水平尺寸，从而改变输出视频流中图像宽高比的缩放处理器。
2.根据权利要求1所述的单元，其中，将缩放处理器设置为产生包含图像的输出视频流，图像在水平方向以约1.33的比例被压缩，以将一个宽高比为16∶9的图像压缩为宽高比为4∶3的图像。
3.根据权利要求1或2所述的单元，该单元被设置为接收多个输入视频流并设置为生成一个合成输出流，合成输出流包括至少多个排列为如合成流中的拼接块的输入流。
4.根据权利要求3所述的单元，其中，拼接块具有不同的尺寸且包括至少一个大尺寸的，一般位于合成输出流中部的主拼接块，合成流中的其他拼接块沿主图像的至少一边排列。
5.根据权利要求3或4所述的单元，其中，至少一个拼接块的水平或垂直尺寸增大或减小，如分别通过增加一个彩条或剪裁拼接块。
6.根据上述权利要求中的任意一项所述的单元，该单元被设置为从终端接收一个命令，以允许和/或禁止所述的水平尺寸调整。
7.根据上述权利要求中的任意一项所述的单元，该单元包括一个集成终端。
8.在一个视频会议网络中传输视频流的方法，包括接收一个视频流，用一个缩放处理器在水平尺寸上对流进行缩放以及将缩放后的流传输至一个终端。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过缩放实现一个水平尺寸上的大约0.75倍的缩减，将一个宽高比为16∶9的流压缩为宽高比为4∶3的流。
10.根据权利要求8或9所述的方法，包括接收多个输入视频流及生成一个合成输出流，该合成输出流包括多个排列为如合成流中的拼接块的输入流。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，拼接块具有不同的尺寸且包括至少一个大尺寸的，一般位于合成输出流中部的主拼接块，合成流中的其他拼接块沿主图像的至少一边排列。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，至少一个拼接块的水平或垂直尺寸增大或减小，如分别通过增加一个彩条或剪裁拼接块。
13.根据权利要求8至12中任意一项所述的方法，包括从终端接收一个命令，并对该命令允许或禁止所述的缩放。
全文摘要
一个多点会议单元(MCU)(2)被设置为在水平方向上压缩一个视频流以在转交至终端之前，调整宽高比。通过设置终端以近似的量对视频流进行解压，可利用一般意义上的设备传输并察看宽屏幕视频流。对宽屏幕传输的利用，为在构建的视频流中的，具有额外变形或剪裁的有效的视窗布局提供了额外的机会。
文档编号H04N5/44GK1805537SQ200610000039
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月5日 优先权日2005年1月5日
发明者威廉·麦克唐纳 申请人:科点有限公司