使用倒置望远镜摄像机的视频会议系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种在具有本地会议空间(100)的工作室中提供的用于进行实物大小视频会议的系统。所述视频会议系统包括：光输入单元(30)、光输出单元(40)、屏幕(60)、网络单元(34)和透明屏障(38)。透明屏障(38)被布置为相对于本地会议空间(100)密封和保护视频会议系统，在透明屏障(38)和光输出单元(40)之间将将屏幕(60)与光输出单元(40)成角度α歪斜设置，使得屏幕(60)将本地会议空间的图像(31)完全反射到光输入单元(30)中，透明屏障(38)对于坐在本地会议空间(100)中并观看光输出单元(40)的参会者而言是透明的。光输入单元(30)是具有倒置望远镜形式的透镜系统的摄像机。
【专利说明】 使用倒置望远镜摄像机的视频会议系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改善的实物大小(life-size)视频会议系统。
【背景技术】
[0002]近年对视频会议的使用稳步增长。视频会议不仅是环境友好的而且为参会者节省了宝贵的时间，不然参会者必须从远处赶来参会。因此，视频会议由于这种优点而代替了许多“现实”会议。
[0003]由于公司中普遍有专用会议室，所以进一步加速了这种趋势。认识到了舒适并且良好运作的会议设置的高价值，这些前提相对广阔且在服务、技术和设计方面总是配备精良。可以与外部方建立视频会议，更重要的是外部方可以现场参与。因此，重要的是，无论外部方与现场的公司官员还是与远程处的公司官员交谈，均能够传达企业形象的“外观和感觉”。尽管如此，创建视频会议系统的先前尝试没有开发出能够将远程环境和远程参会者一起呈现的优势，即便一些方法确实承认了在标准化设置中出现远程参会者的优势。
[0004]现在市场上的视频会议系统的最大缺点之一不能在参会者之间产生“真实”眼神接触。能够产生“真实”眼神接触非常重要，以便消除在要执行重要谈判时可能发生的愤怒和挫败。这种愤怒和挫败是由于图1中所示的所谓错误眼神接触现象导致的。在图1中，左手侧的参会者A、B和C与右手侧的参会者进行视频会议。每侧具有沿着界面10的显示表面。每个显示器后面是摄像机。当参会者D在显示器上看A时，参会者A将感到参会者D在看他/她左侧的事物。此外，如果E(或就此而言D或F)注视B(即，径直朝向摄像机)，则左手侧的每个人将感到E在径直注视他/她。如果E然后提出问题，则A、B和C全都会立刻试图回答。因此，为了能够在视频会议设置下而非在“现实”中进行敏感的谈判，重要的是消除眼神接触现象。
[0005]在与本发明相同 申请人:的PCT申请SE2011/050064中示出了上述问题的一个解决方案。该申请通过引用合并与此。在该申请中公开了一种用于进行实物大小视频会议的工作室、工作室配置和校正方法。主要目标在于产生配备有标准化校正视频会议系统的标准化工作室。通过这么做可以按比例示出工作室的整个本地会议空间，而与远程会议空间没有偏差。因此，本地参会者可以建立眼神接触并登记远程参会者的身体运动。
[0006]在该系统的一个实施例中，使用反射镜来增加从本地会议空间到用于记录所述会议空间的摄像机的光学距离。这是视频会议系统的重要特征，因为增加的距离将减小视差角。可以通过想象人脸的特写图像对此进行最佳描述。在这种图像中，相较于面部的其它部分，人的鼻子将看起来不相称的大。这是一个公知问题。在空间几乎总是受到限制的工作室或会议室中，不易于解决该问题。
[0007]此外，W02008/036931公开了使用一种视频会议，使用双向反射镜以产生比用户和摄像机之间的物理距离长的光学路径。
[0008]反射镜的使用是该问题的一种解决方案，然而如果要使用多于一个的反射镜来进一步增加光程，反射镜的使用就可能非常复杂。因此，需要一种即便空间有限也能够进一步 减小视差的视频会议系统。
【发明内容】
[0009]本发明的目标在于减小视差现象，使得即使在会议空间有限的情况下，视频会议系统的用户也体验“真实”且实物大小的图像。
[0010]根据本发明的一个方面，该目标通过一种在具有本地会议空间的工作室中提供的用于进行实物大小视频会议的视频会议系统来实现。所述视频会议系统包括:光输入单元、光输出单元和网络单元。光输入单元是摄像机，所述摄像机具有倒置望远镜形式的图像形成系统，要拍摄的物体的可见光传播通过所述倒置望远镜以产生图像。
[0011]根据视频会议系统的优选实施例，网络单元还包括用于放大和增强所产生图像的亮度的处理单元。
[0012]根据另一实施例，视频会议系统还包括屏幕和透明屏障。透明屏障被布置为相对于本地会议空间密封和保护视频会议系统，在透明屏障和光输出单元之间将屏幕与光输出单元成角度α歪斜设置，使得屏幕将本地会议空间的图像完全反射到光输入单元中，透明屏障对于坐在本地会议空间中并观看光输出单元的参会者而言是透明的。
[0013]根据本发明优选实施例，角度α在30°到45°的范围内，优选为37°。
[0014]根据另一优选实施例，反射镜被布置为将本地会议空间的图像反射到摄像机中。
[0015]根据本发明的再一实施例，透明屏障是表面贴箔的聚合物膜。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更详细解释本发明，下文将参考附图详细描述本发明实施例，附图中:
[0017]图1不出了现有技术系统中缺少眼神接触；
[0018]图2a是视频会议系统和本地会议空间的第一实施例的示意图；
[0019]图2b是视频会议系统和本地会议空间第二实施例的示意图，其中包含了反射镜；
[0020]图2c是根据本发明的光输出单元的示意图；以及
[0021]图3a是示出了公知视差效果的示意图；
[0022]图3b是示出了作为本发明效果的角度改善量的示意图。
【具体实施方式】
[0023]如上所述，本发明的目标在于使在不同物理位置处参加相同工作会议的参会者有真实的印象，从而每个参会者感受每个其它参会者的视在举止。该目标包括使远程参会者不仅能够清楚地看到本地参会者，还能够清楚地看到在本地工作室外围的本地对象。
[0024]图2a示出了根据本发明的在工作室中提供的视频会议系统和本地会议空间100的第一实施例的示意图。视频会议系统包括输入单元30、输出单元40和屏幕60。透明保护屏障38保护和密封视频会议系统。透明保护屏障38可以包括涂有抗反射层的例如玻璃嵌板。透明屏障38保护视频会议系统免受本地会议空间100中出现的参会者的篡改。这是非常重要的特征，因为屏幕60、光输入单元30和光输出单元的设置和它们之间的相互关系对于实现能够展示自然实物大小的图像的视频会议系统具有重要作用。因此，透明屏障38允许根据预定设计固定、安装和配置的组件根据需要保持在相同的距离、角度和方位。对工作室中视频会议系统的设置和校正依赖于许多不同变量，相信在本领域技术人员的能力范围内可以建立这样的视频会议系统。例如，上文引用的本 申请人:的PCT申请SE2011/050064描述了工作室中视频会议系统的设置及其校正方法。用透明屏障38密封该视频会议系统的另一优点是气压的变化将不会影响屏幕60的位置，所述屏幕60由下文将描述的薄膜构成。
[0025]将光输入单元30和光输出单元40 二者连接到网络单元34。网络单元34包括处理单元和网卡，并且被适配和配置为从通信网络41接收信息。通信网络41可以是互联网、通信网络及任何其它类型的本地或全球网络。信息可以是包括运动图像的视频信号、音频信号和数据(如，power-point演示文稿和各种其它媒体内容)。视频会议系统被适配和配置为从本地会议空间100收集静止或运动图像31并使能在远程处呈现图像31。视频会议系统还被适配和配置为从远程处接收静止或运动图像32，并将其呈现在光输出单元40上，下文将结合图2c对此进行详细描述。
[0026]屏幕60对角地通过由透明屏障38和工作室的后墙39密封的空间，相对光输出单元40或后墙39成角度α歪斜。屏幕60可由安装在框架上的膜构成。该膜可以是非常高透明度的表面贴箔聚合物膜。由于该膜可以被制作的非常薄，所以它非常轻，并且不会像较厚玻璃反射镜那样导致重影。可以处理屏幕60使得折射角在每侧不同，从而面向光输出单元40的表面具有大临界角，而部分面向透明屏障38部分面向光输入单元30的表面具有小临界角。这具有的优点是，最大化了来自光输出单元40的光的透射，同时最大化了透射通过屏障38然后被反射到光输入单元30中的光。
[0027]如上所述，屏幕60相对于光输出设备40或工作室的后墙39成角度α略微歪斜。角度α可以是37度，但是将取决于其中与处于本地会议空间100中的参会者的距离。如果α太小，屏幕60的最左侧部分将相对于参会者在临界角内，并反射图像，该图像干扰来自光输出单元40的发送图像32。此外，可能在屏幕的右手侧出现视觉反馈回路，具有不希望的图像中图像。倾斜放置光输入单元30，使其视图中心在某45度角内冲击在屏幕60上。由此，光输入单元30可以接收本地会议空间100的全反射图像31和沿着视线在该图像31内的任何事物。在α小于37度的情况下，难以倾斜摄像机使得得到笔直图像。非笔直图像在进行眼神接触时将削弱用户感受。屏幕60中能够被光输入单元30观看且通过其可以看到远程空间图像32的部分构成双工区域50。由于将屏幕60歪斜小于45度，双工区域50的X分量比双工区域50的y分量宽。这给出一种光学传动装置，其图像宽度不像广角透镜一样扭曲图像31，并且还不影响横向运动的灵敏度。
[0028]如上所述，屏幕60可以由透明膜构成。将膜安装在某种类型的框架上。膜可以是具有非常高透明度的表面贴箔聚合物膜。由于该膜制作的非常薄，所以该膜非常轻，并且不会像较厚玻璃反射镜一样导致幻象。该膜还是实际上牢不可破的。在坚固的铝框架上安装该膜能够令屏幕尺寸等于全尺寸会议工作室墙壁。这种尺寸在产生单个工作会议设置时是有帮助的。
[0029]光输入单元30和光输出单元40被失配和配置为经由设置在屏幕60上的双工区域50来提供连续双工图像传递。网络单元34将接收到的图像32提供至光输出单元40提供。呈现的远程图像32通过上述完全透明的保护屏障38可见。在另一方向上，来自本地会议空间100的反射(S卩，本地图像31)可以通过透明屏障38。接着由于全反射而发送(即，在屏幕60表面上反射)图像31。因此，由于屏幕60是完全透明的，参会者可以通过屏幕60看到，但是由于构成屏幕60的膜的特性，来自本地会议空间100的图像31的光被反射。最终图像31将到达光输入单元30的孔径，光输入单元30将其转换为可以电发送给网络单元34的格式。
[0030]光输入单元30可以是摄像机，该摄像机被放置为记录在屏幕60上反射的图像31。摄像机31放置方式的不同具有重要意义。如果摄像机被放置为使得屏幕处于本地参会者空间和摄像机之间，则必须将摄像机靠近屏幕放置。如果不这么做，则摄像机图像将也包含来自屏幕表面的干扰反射。因为不必须歪斜屏幕60，所以这种解决方案将节省工作室空间。然而，这将限制从摄像机到本地参会者空间之间的光程。众所周知，光程越短，注视视差现象越显著。因此，不可能用屏幕后面的摄像机实现自然实物大小图像。
[0031]如本发明一样将光输出单元40放置在屏幕60后面允许屏幕歪斜实质上小于45度。这是有利的，因为减小了上述页边空白并从而减小了视距，而不影响到摄像机的光程。
[0032]图2b是视频会议系统和本地会议空间的第二实施例的示意图。为了进一步消除视差现象，视频会议系统具有反射镜65。该实施例具有两个优点。首先，可以增加在摄像机30与图像31中成像的本地会议空间100之间的光程。这令光学路径更直、更对准，从而使视频会议系统能够以真实眼神接触体验对工作室做出贡献。第二优点在于图像31经两次镜面倒置(即，正确的)到达摄像机30。
[0033]在再一优选实施例中，摄像机30具有倒置望远镜形式的图像形成系统，要拍摄的对象的可见光传播通过所述倒置望远镜以产生图像。如本领域技术人员易于理解地，这将进一步增加光程和进一步变直光学路径。这是容易想到的。可能我们所有人在孩提时代都曾将双目望远镜翻转并体验到所有事物出现得有多远。因此，通过使用这种倒置望远镜的原理，进一步扩展了光程。该原理在图3a和3b中进行了阐述。在图3a中，参会者与距摄像机30相距实际距离A。普通摄像机将看到参会者在相同光程处。然而，通过提供具有倒置望远镜形式的图像形成系统的摄像机30，光程将是A+B。因此，在摄像机的角度，参会者还要更远。图3b最佳地示出了角度改善量。如本领域技术人员将容易理解地，实际改善量依赖于所使用的图像形成系统。相信在本领域技术人员的能力范围内能够设计倒置望远镜形式的适合图像形成系统，因为这些是现有技术中熟知的。还应理解，倒置望远镜原理可以与本发明的所有不同实施例一起使用，即，与图2a的实施例和还使用反射镜增加光程的图2b的实施例二者一起使用。
[0034]因此，图像形成系统可以是倒置折射望远镜的形式，即，使用多个透镜来产生图像的倒置望远镜。还可以使用倒置反射望远镜形式的倒置望远镜，即，使用反射镜产生图像。此外，可以使用倒置折射反射望远镜(即，反射镜和透镜的组合)来产生图像。倒置光学望远镜的使用将降低相靠近的对象的视角尺寸和它们的视亮度。因此，由图像形成系统产生的图像大多情况下非常小并且还比较暗。如本领域技术人员容易理解地，图像将变得多小和多暗将取决于图像形成系统提供的对图像的缩小。
[0035]为了改善由图像形成系统产生的图像，将图像发送给图像处理单元，如上所述图像处理单元可以是网络单元34的集成部分。然而，图像处理单元也可以是连接到摄像机30的单独单元。图像处理单元配置为放大所产生的图像，放大的量对应于倒置望远镜形式的图像形成系统对拍摄的对象做出的图像缩小。目前有多种可用的放大技术，本领域技术人员容易理解，本发明不依赖于任何特定放大技术。
[0036]在本发明的优选实施例中，图像处理装置还配置为增强所产生图像的亮度。还存在多种公知的用于增强图像亮度的技术，本领域技术人员可从中选择。亮度增强的目的是产生看上去尽可能“真实”和“自然”的图像。
[0037]通过使用图像处理装置，有可能“恢复”由倒置望远镜形式的图像形成系统产生的图像。因此，可以利用由倒置望远镜产生的增加光程的优点，并同时消除了倒置望远镜产生的较小且较暗图像形式的不利影响。
[0038]在图2c中详细描述了光输出单元40，光输出单元40包括图像形成单元45和图像呈现表面43，例如，背投屏幕43和背投影仪45。光输出单元40可以备选地是IXD单元或等离子体屏幕单元或某种其它合适的图像呈现设备。光输出单元40的呈现表面43沿着界面表面10布置，使得光输出单元40包含在界面10和工作室的后墙39之间，并平行于界面10。
[0039]上文关于特定视频会议系统描述了本发明，该视频会议系统极大地利用了倒置望远镜形式的图像形成系统的优点。然而，应理解，使用具有倒置望远镜形式的图像形成单元的摄像机30可以与任何已知的或将来的使用摄像机的视频会议系统相结合使用。因此，尽管参考优选实施例描述了本发明，然而应理解在由所附权利要求最佳限定的本发明的范围内，其它实施例和变化同样是有可能的。
【权利要求】
1.一种在具有本地会议空间(100)的工作室中提供的用于进行实物大小视频会议的系统，所述视频会议系统包括:光输入单元(30)、光输出单元(40)和网络单元(34)，其特征在于，光输入单元(30)是摄像机，所述摄像机具有倒置望远镜形式的图像形成系统，其中要拍摄的物体的可见光传播通过所述倒置望远镜以产生图像。
2.根据权利要求1所述的视频会议系统，其中网络单元(34)还包括用于放大所产生图像的处理单元。
3.根据权利要求1或2所述的视频会议系统，其中网络单元(34)还包括用于增强所产生图像的亮度的处理单元。
4.根据权利要求1到3中任何一个所述的视频会议系统，还包括屏幕(60)和透明屏障(38)，其中透明屏障(38)被布置为相对于本地会议空间(100)密封和保护视频会议系统，在透明屏障(38)和光输出单元(40)之间将屏幕(60)与光输出单元(40)成角度α歪斜设置，使得屏幕(60)将本地会议空间的图像(31)全反射到摄像机(30)中，屏幕(60)对于坐在本地会议空间(100)中并观看光输出单元(40)的参会者而言是透明的。
5.根据权利要求4所述的视频会议系统，其中角度α在30°到45°的范围内，优选为37。。
6.根据前述权利要求中的任何一个所述的视频会议系统，其中反射镜(65)被布置为将本地会议空间(100)的图像(31)反射到摄像机(30)中。
7.根据权利要求4到6中的任何一个所述的视频会议系统，其中透明屏障(38)是表面贴箔的聚合物膜。
【文档编号】H04N7/15GK103843324SQ201280035554
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2011年6月15日
【发明者】艾瑞克·埃斯吉尔森 申请人:梅巴菲科姆公司