利用数字网进行远程视听通信的设备和方法

专利名称：利用数字网进行远程视听通信的设备和方法
技术领域：
本发明涉及电话会议终端及其网络，尤其涉及经可进入的公用数字电话网互连的视听电话会议终端。
长久以来，公众一直享受着投币电话、磁卡电话所带来的方便，这些设施使用户在因工作或旅行外出时或者家中没有电话时，可以打电话。
在电视电话会议(Video conferencing)终端，情况却不尽相同，尽管对电视电话会议服务需求很大，但时至今日，为此目的的终端设备却局限在狭小的市场范围。
在1960年代和1970年代，AT&T PICTUREPHONE可视电话提供了能在可进入的公用设备之间进行的视听通信服务，但这种服务却未能获得广泛的应用，因为它在很大程度上缺乏高度的自动化，因而不能方便的使用。在1970年代和1980年代，AT&T提供了PICTUREPHONE会议服务，因和早期的可视电话服务有些同样的不足，因而没有被公众广泛的接受。
近来，AT&T提供了一个标准的电话会议服务，主要用于商业服务。该服务克服了许多早期可视电话服务的不足，但是对一般公众并没有带来使用的便利，而且超出了大多数用户的经济能力。
台式视频系统的诞生，使个人参与电话会议成为可能。但是个人电视电话会议的产品和服务的服务费以及设备的投资大大超过了一般的电话服务。因此即便最新一代的台式视频系统，仍难以吸引那些临时的或偶然使用电话会议服务的用户。
因此，至今仍缺乏公众普遍可利用的电视电话会议设备，一种在普通可进入的场所之间进行的双向电视电话会议设备，采用适中的价格，一次性收费。
我们已提供了这样一种设备，从广义上讲，我们的发明涉及一个电视电话会议网，该网的视听通信终端通过电话网互连。每个终端只有当读取了用户帐单上的余额及帐单可以被记入时，才能启动。该终端包括一个监视器系统，用于播放和接收声音及图像信息；一个接口系统，用于调整在监视器系统与电话网之间传输的信号。该终端还包括一个数据库，该数据库存有电视电话会议网络其它终端的位置及电话号码。该终端还包括一个数据库信息显示器，一个指示装置，通过该装置，用户可以从显示器上，通过指出显示器上的相关位置来进行选择。该终端还包括一个自动拨号到所选定的远程终端的装置。


图1是通过公用电话交换网(PSDN)连起来的本发明的视听电话终端网；图2示出了一个根据本发明的卡激活系统；图3示出了本发明的接口的一个优选实施例；图4示出了根据本发明的信息传输；图5示出了一种根据本发明的预留系统。
翻至图1，本发明的一个方面是具有视听电话会议终端10的网络5，该网络通过公用电话交换网(PSTN)20互连。为了保证有足够的容量，能载荷音频及视频通信信号，希望公用网20能在每个终端与它的本地交换网之间提供ISDN服务或者等效的服务。
为了管理电话方便起见，将公用网20进行配置，以定义有电话会议终端的网络5(在下文称为“T/C网”)为一个虚拟专用网(VPN)是非常有利的，例如，一个软件定义数字网(Software-defined digitalnetwork)(SDDN)。
VPN网提供一个载体服务，该网络仿效一个专用线路网，但逻辑上是设置在公用网内。VPN服务通过远程通信业的普通载体，可为商用。例如，AT&T提供了一个软件定义网络，最初打算为有许多场所及专门通信要求的行业，提供通信服务。在这种服务中，用于处理电话的信息存储在一个数据库中，而这个数据库在每个电话期间，都可以进行存取。在Newton′s通信辞典，Flatiron出版公司(1994)PP957-958，及1123-1124中，简要描述了这种技术。在1982年12月7日授予R·Asmuth的美国专利，专利号为4,348,554中，对VPN技术的具体设备做了介绍。
虚拟专用网的配置可以使使用PSTN的帐单送至中央服务提供者，该提供者可以通过例如卖计帐卡(debit card)给用户来收取费用。当这些卡用来启动终端10时，相应的花费从卡所存的帐上支出。
这种卡式启动系统示于图2，如图所示，卡片阅读器30控制部件40，来启动终端，使终端相互连通，并接收用户指令。目前我们的最佳实施方案中，部件40的启动功能由存储在计算机50中的软件来执行。
在这里所使用的一种卡片为智能卡，该卡片含有一块固体存储芯片。通过在存储器中的预付帐单中可减少地保留一定货币单位数量的记录，该卡就可准备卖给用户。最好是，每个卡片还存有这个卡片所独有的序列号。
做为例子，在整个电话会议(以下简称为“电话”)期间，该卡片都留在卡片阅读器中。监视器60包括一块显示屏，例如一块CRT荧光屏，当卡上的帐快要用完时，就会向用户发出告警，对存留在帐单中的时间，该显示屏可以随意的显示一个或周期的或持续的通告。在电话结束时，帐上的余额被修改，并记录在卡片中，卡片所记入的费用取决于电话的类型。例如，终端所包含的数据库存储了网络5中各终端位置的电话号码(这个数据库也可以随意存储不是专用网组成部分的终端的电话号码，这些终端是由参与者拥有和控制的，他们表示希望预定该数据库，这样使得他们能通过PSTN自动的拨出和接收，这种终端在此处称为非在网终端(“off-net”terminals))。与每个存储的电话号码相联系，收费价格也很容易被存储。例如，本地的、国内长途的以及国际的电话均可以不同的费用记入借贷卡片中。
目前，对于电话，我们设想只对电话的发起者收费，但是做为本发明的可选性能，可以要求每个参与者将他们的卡片插入一个外部的卡片阅读器中，以获准进入终端，好象通过开启门进入电话间一样。
其它的可选的收费方案也是显而易见的，因而也都属于本发明的范围。
例如，每个终端所在处的房屋主人，可以对使用房屋的用户收取费用，这个费用可以从两端的卡片中扣除。
正如所指出的那样，计算机50与卡片阅读器30处于通信中，计算机50为了开列帐单而进行电话计数，并控制卡片阅读器记入相应的卡片中。
每个终端10都同样的包括一个数据库70，该数据库将T/C网络5的其它终端的位置和电话号码记入表中，该数据库一般位于计算机50内。在图中如部件80所示，其功能为从数据库中检索数据和将数据存储于数据库中。
为了简化终端的使用，具有一个自动拨号功能90是非常方便的，一般它也同样位于计算机内。
该功能将自动的拨号到指定的终端(也就是输入所指定的终端电话号码)，将所要求的电话接通，用户通过一个简单的手动操作，即可以显示出拨号所选定的终端位置。
例如，我们目前的最佳实施方案中，包括一个触摸启动表面，它含有一个计算机驱动图形显示装置，该显示装置是一个典型的VGA/SGA监视器，可与监视器60的显示器装置用同一个，另外，也可提供一个具有触摸启动功能和显示功能的独立装置，这种独立的装置在图中用触摸板100表示，这种触摸板较典型的装有由计算机50驱动的一个液晶显示器(LCD)。
在触摸启动显示装置中，可以显示一系列范围逐渐缩小的连续的选择域。例如，选择一个洲，继之以在所选的洲内选择一个国家，再继之以选择地区、城市、地点，以一组图形或者以图标来显示每个区域，用户通过用手指触摸在他所要的图形或图标上来指出它的选择。
或者，以地图的形式来显示不同的场所，当缩小选择时，地图按比例变化。通过触摸地图上的一个区域，或者触摸叠加在地图上的一个图标，来显示每个逐次进行的选择。
应注意的是，不论是个人网组成部分的终端位置，还是非在网的终端位置，都能在这些显示器上显示。
第一个域还包含一个“手动拨号”选择的触摸符号，如果选择了这个触摸符号，则下一个域，显示的是一个电话键盘，用于接收手动输入的电话号码。
最理想的是，第一个域之后，每个域都包含一个“go back”(返回)图像。
更为优选的是，至少一些域还包括一个音量控制(例如，通过一条或一系列等级表示)和一个启动通话/Stop通话按钮。最初，这个图像显示一个“开始”按钮，触摸该按钮来启动自动拨号功能。一旦电话接通，则词“开始”变为“停止”，再触摸这个图标，则结束正处于运行中的通话。这些功能由计算机50来执行，如所指出的那样，计算机50与触摸片处于通信中。
监视器60包括一个摄像机和一个话筒，用于接收本地的视听信息；一个显示屏，一个扬声器，用于再生远程的视听信息。
输入和输出信号可通过图中部件110所代表的数据处理功能来输入和输出监视器，这个功能一般由计算机50提供。
由通信接口120来完成终端10和电话网20之间的数据传输，该通信接口调整输入及输出的承载音频、视频及数字数据的信号，使得这些信号一方面能在计算机与监视器之间进行交换，另一方面能在电话网之间交换。
目前接口(120)的最佳实施方案如图3所示，它包括BRI接口卡片130和NT-1网络终端接口装置140。如所指出的那样，为了传输通过接口120的全部信号，本地设施网应提供ISDN服务。最好本地设施网包含一条至接口120的BRI线150，因为这条线的容量可以载荷128Kbit/Sec的视频信号。如图所示，该BRI线与NT-1网连接，该网执行由数字信息到数字信息的转换。NT-1又与接口卡130连接。
回到图2，目前我们的终端设备10是围绕商用AT&T VIS-TIUM系统制造的，基本系统包括一个P-5计算机系统，一个音频系统，一个键盘，一个NT-1，一个14.4调制解调器，一个1300系统板，一个BRI卡以及其它外围设备。触摸片100与触摸敏感的LCD荧光屏类似，是商用的，由Phoenix Group公司制造，相应的卡及卡阅读器也是商用的，较典型的是由GEMPLUS国际卡片公司制造，656 Quince.Or chard Rd，Suite 610，Gaithersburg.Maryland20878。
监视器60的视频显示部分最好用NTSC制式的视频监视器，如果需要，这种监视器可在低分辨率下运行，以使在与一个(较低分辨率)LCD触摸片有相同的数据速率时，该监视器可以被控制。
当使用P-5计算机系统时，由一个控制器卡可以方便的对视频监视器和触摸片两者进行控制，如果需要，该卡可以改进，以提供一条兼容通道用于与触摸片连接。
为了保密以及为了与分散注意力的视听干扰隔离，希望将终端10封闭在通话室内，这两点可以很方便的做到，例如，可采用有照明及通风系统的玻璃纤维板形式。通过触摸片100中的至少几个区域所显示的另外的图标，可以随意的控制亮度。
回到图1，要求网络5还包括一个管理办公室(160)，该办公室一般至少包括一些与终端10相同的或者类似的设备，例如，计算机50，数据库70以及接口120。管理办公室的数据库中，最开始存储了有关每个终端10的情况、位置以及电话号码等信息，也可选择存储了关于卡的一系列已知是假冒的号码。
如图4所示，该信息与可识别该信息为管理信息的一个数列一起，通过网络5送至每个终端，当识别出该数列时，该信息就存进了每个终端的数据库70中。
相反，每个终端只有限的存储了有关那个终端使用的信息，此“使用”信息包括发起电话的每个卡的系列号，每个电话的持续时间以及每个电话的目的地。当通过管理办公室的一个相应的代码序列使申请开始时，则已通话的终端计算机从它的本地数据库中读取“使用”的信息，并将其传送至管理办公室。
管理办公室160可选择执行的另一个功能是预约系统的功能，为了安排预约，通过电话170或者其它适当的通信设施，用户与管理办公室联系。由人工用户代表(human customer representative)或者合适地通过办公室计算机160，指定一个时段及两个或更多的欲连通的终端位置，于是办公室160将这些时段做为管理信息传送至所预约的终端，同时也附带送出有关此项服务的额外收费清单。
在每个本地终端，当预约的时段快到时，用这个管理信息建立一个日程表，传达给本地计算机，为完成此项工作，例如可让计算机在每次用户试图启动终端时，查询本地的预约时段记录。
实际上，如果用户在约定的时段开始之前，在接近预约的时段内，例如一个小时，试图启动终端，则监视器将显示使用时间受限制的告警信号。尽管如此，用户仍继续打电话，则在电话被本地计算机终止前，监视器将至少再一次发出告警信号。
预约者在约定时段时，提供其本人的卡系列号是很有利的，这样此系列号信息与其它的有关预约的信息一起被传送至本地终端，将此识别号码与实际上用来启动终端接通电话的系列号对照，只有当这些系列号一致时，才允许通话。
根据接收电话的用户所持有的计帐卡上的系列号，可进行类似的核准过程。然而，在很多情况下，对于接收的用户，可不必使用卡。
可选地，在约定的时段开始时，电话用户不需要手动选择其目的地，电话将会自动的接通。在约定的时段开始时，上述的日程表可能例如触发一条指令，使预先安排的接收电话号码装入终端的自动拨号装置中。
以上的讨论主要提出两用户电话，然而应注意的是，利用本发明的网络也很容易实现多用户电话，在本地终端10采用合适的传送设备即可做到。此外，通过具有多端视频桥接的商用电话会议服务，可实现多用户电话，这项服务是AT&T Video Go Center。
权利要求
1.一个通过通信媒介互连的视听通信终端网络，其中每个终端包括a)一个监视器系统，用于播放和接收声音及图像信息，该监视器系统包括一块显示屏；b)一个卡片阅读器，只有读取了计帐卡上的帐单余额后，才可用于启动终端；c)一个通信接口装置，用于调整由通信媒介传输到监视器系统的信号，以及从所述系统到所述媒介的信号；d)一个拨号装置，用于与指定的网络其它终端连接；e)一个网络其它终端的目标数据库；f)一个检索和显示装置，用于检索目标数据库中关于所述其它终端的信息，响应所述信息，在荧光屏上显示一个可以连接的其它终端可选择的一览表；及g)一个用户启动选择装置，可自动引导拨号装置，与用户从显示的一览表中选取的终端接通。
2.权力要求1的设备，其中卡片阅读器还适用于减少所述的余额，在至少两个所述的终端通话后，将减少的余额记录在卡片中。
3.权力要求1的设备，其中通信媒介为公用电话网。
4.权力要求1的设备，其中用户启动选择装置包括一个触摸敏感显示装置。
5.权力要求1的设备，其中目标数据库包括关于网络其它终端位置的信息，而可选择的一览表，以至少一幅地图的形式，显示在荧光屏上。
6.权力要求5的设备，其中检索和显示装置适用于将一览表显示成一幅比例较大的地图，而作为对选择设备的响应，将显示从许多较小比例的地图中所选取的至少一幅地图。
7.权力要求1的设备，其中a)通信媒介为公用电话网；及b)公用电话网包括将所述的终端互连网定义为专用网的装置。
8.权力要求7的设备，其中专用网为软件限定网。
9.权力要求8的设备，其中个人网为数字网。
10.权力要求1的设备，其中每个终端封闭在通话室内，该通话室包括一个光源和一个用于调节光源的亮度调节器；一个用户启动选择装置，适用于终端用户随意的开启亮度调节器。
11.权力要求1的设备，其中每个计帐卡有一个系列号，每个终端还包括存有无效系列号的信息库；及一个比较装置，用于在启动终端前，将每个用户的卡系列号与所述的信息库比较，从而验证所述的卡片为有效。
12.权力要求1的设备，其中目标数据库包括有关网络其它终端位置的信息，可选择的一览表以许多图标的形式显示在荧光屏上。
13.权力要求1的设备，其中网络为软件限定数字网，目标数据库包含不是所述网络组成部分，但是通过拨号装置可以进入网络的终端的信息。
14.权力要求5的设备，其中网络为软件限定数字网，目标数据库还包括有关不是所述网络的组成部分，但是利用用户启动选择装置可以选择的终端，以及通过拨号装置可以进入网络的终端位置的信息。
15.权力要求1的设备，还包括一个与所述的每个终端互连的管理办公室，和一个包括在管理办公室内的管理数据库，以及一个传送和存储装置，用于将数据从管理办公室传送至所述的每个终端，并将所述的数据存储在每个所述的终端。
16.权力要求15的设备，其中所述的管理数据库包括一个计划通过由每个终端的拨号装置进入的目标库，和一个存储装置，适用于将有关所述目标库的信息存储在每个所述的终端的目标数据库中。
17.权力要求15的设备，其中每个计帐卡有一个系列号，每个终端包括一个有无效系列号的搜索库，和一个比较装置，用于将每个用户卡的系列号与所述的库比较，从而在终端启动前验证所述的卡为有效；所述的管理数据库包括一个存有一系列无效号码的中心信息库；及所述的传送和存储装置，适用于将无效的卡信息从中心库传送至每个搜索库。
18.权力要求15的设备，其中所述的管理数据库包括一个所选定的终端的预约时段表，和所述的传送和存储装置，它适用于将与那个终端所预约的相应时段有关的预约信息从所述的时段表传送到每个选定的终端。
19.权力要求18的设备，其中每个选定的终端可以是通话发起的终端，或者是目的终端，被传送到每个选定的、电话发起终端的包括一个可以被自动拨出的电话号码。
20.权力要求18的设备，其中每个终端还包括一个对所传输的预约信息响应的装置，用于在约定的时段期间，除所述的传输信息所识别的通话外，拒绝任何一个通话使用所述终端。
21.权力要求20的设备，其中所述的拒绝装置还适用于在约定的时段期间，对任何通话的发起者，除其计帐卡的系列号与所述的传输信息提供的号码重合者外，拒绝所述终端的使用。
22.应持有计帐卡用户的请求，接通从发送地点到接收地点的视听电话的方法包括a)读取该卡的帐单余额，如果有足够的正余额，则允许使用电话。b)接收用户所选定的接收地点，对所述的选定进行响应，检索发送地点数据库的费率和目的地电话号码。c)自动拨出检索出的目的地电话号码，从而使发送地与接收地之间，通过软件限定数字网至少部分的接通。d)如果采用自动拨号方法，使发送地与接收地接通，则在任一电话期间，在所述的地点之间，可双向传输数字的视听信息。e)根据所述的费率及所述的时间，将记入的帐单记录在所述的卡中。
23.权力要求22的方法还包括，在允许通话前读取计帐卡的系列号，及将该号码与发送地的数据库中有一系列号码的一览表进行比较，从而验证该卡为有效。
24.权力要求22的方法，其中该电话是通过预约来选定时段及发送地点与接收地点。该方法还包括一个比较步骤，在允许通话前，将现在时间及日期与发送地的数据库中的预约信息进行比较，从而验证预约时段已经开始，及该费率及目的地电话号码是从发送地的存有预约信息的数据库中检索出的。
25.权力要求22的方法，其中接收所选定的接收地点的方法，通过以下步骤进行在触摸敏感图形显示器上，显示一个地理位置的选择；接收由用户通过触摸地理位置显示器上所选择的部位而产生的信号。
26.权力要求25的方法，其中显示步骤包括显示一列域，每个区域包含比前一区域更详细的地理信息，根据用户通过触摸前一个区域的一个部位所进行的选择来显示第一个区域之后的每个区域。
27.权力要求25的方法，其中显示方法包括以至少一个用户可以选择的图标的形式来显示地理信息。
28.权力要求25的方法，其中显示方法包括以至少一幅地图，其中至少有一个用户可以选择的部位来显示地理信息。
全文摘要
通过电话网互连的具有视听通信终端的电视电话会议网，每个终端只有当读取到用户帐单上有正的余额时，才可以启动终端。该终端包括一个监视器系统，用于播放和接收声音及图像信息；一个接口系统，用于调整在监视器系统与电话网之间传输的信号；以及一个包括网中其它终端的位置和电话号码的数据库。该终端还包括一个数据库信息显示器，一个用户通过它可以通过从显示器上指出显示器上的相关位置来进行选择的指示装置。一个用于自动拨号到所选定的远程终端的装置。
文档编号H04N7/15GK1155958SQ96190534
公开日1997年7月30日 申请日期1996年4月16日 优先权日1996年4月16日
发明者卡伦·马里塔·弗里曼, 赫尔曼·约瑟夫·皮特斯, 杰克·安德鲁·皮特曼二世 申请人:美国电报电话公司