DE19737354C2 - Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät - Google Patents

Description

Aktuelle, tragbare Anordnungen zur drahtlosen Übertragung von Video-Informationen - auch als tragbare Videogeräte bezeich­ net, die insbesondere bei Videokonferenzen eingesetzt werden - sind durch eine Zusammenschaltung von einem Bildschirm, ei­ ner Kamera und einem Sender und Empfänger bzw. ein Hochfre­ quenz-Modul realisiert. Als Übertragungsverfahren zur Über­ tragung der Video-Informationen kommen sowohl proprietäre Lö­ sungen für spezielle Hochfrequenzumgebungen als auch standar­ disierte Übertragungsverfahren zum Einsatz.

In der europäischen Veröffentlichungsschrift EP 0 702 490 A1 ist ein Bildaufzeichnungs- und Bildwiedergabemittel aufwei­ sendes, schnurloses Kommunikationsendgerät beschrieben, wel­ ches mit Fotoapparat-Funktionen ausgestattet ist. Mit Hilfe der Bildaufzeichnungsmittel werden Einzel-Bilder festgehalten bzw. in digitale, die Einzel-Bilder repräsentierende Bildinformationen umgewandelt. Die Bildinformationen werden gemäß dem JPEG-Komprimierungsstandard komprimiert und an­ schließend vom schurlosen Kommunikationsendgerät an die Ba­ sisstation übermittelt. Weiterhin werden von der Basisstation an das schurlose Kommunikationsendgerät übermittelte Bildinformationen dekomprimiert und mit Hilfe der Bildwieder­ gabemittel in optische Signale umgewandelt.

Desweiteren ist in der europäischen Veröffentlichungsschrift EP 0 665 691 A2 beispielsweise eine im Rahmen der Bildtelefo­ nie realisierte Aufnahme von Bewegtbildern mit Hilfe eines Bildsensors beschrieben, wobei die aufgezeichneten Bewegtbil­ der bzw. Video-Informationen mit einer niedrigen Datenrate komprimiert und an ein Wiedergabegerät übertragen werden. Die Übertragung der komprimierten Video-Informationen erfolgt über einen gemäß dem DECT-Standard ausgestalteten Übertra­ gungskanal, wobei eine hohe Datenübertragungsrate aufweisende Bewegtbild-Informationen nur mit erheblich verminderter Über­ tragungs- bzw. Bildqualität übermittelbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragungs- bzw. Bildqualität bisher realisierter, tragbarer Videogeräte insbesondere für Videokonferenzen zu verbessern und den Ein­ satz tragbarer Videogeräte mit festlegbarer Übertragungsqua­ lität bzw. Bildqualität insbesondere unter Nutzung bereits realisierter bzw. installierter Übertragungsstandards zu er­ möglichen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen drahtlosen Vi­ deo-Kommunikationsendgerätes besteht darin, daß das Video- Kommunikationsendgerät eine Funkeinheit zum drahtlosen Über­ mitteln von Video- und Audio-Informationen über Übertragungs­ kanäle gemäß einem TDMA- und/oder FDMA-Zugriffsverfahren und/oder einem CDMA-Zugriffsverfahren sowie eine Videokamera zum Bilden der Video-Informationen und eine Audio-Einheit zum Bilden der Audio-Informationen aufweist. Des Weiteren ist eine Komprimiereinheit zum Komprimieren bzw. Dekomprimieren der Video- und optional der Audio-Informationen in Abhängig­ keit von einer festlegbaren Übertragungsgeschwindigkeit und dem standardisierten Übertragungsverfahren, eine Anzeigeein­ heit zur Wandlung der empfangenen Video-Informationen in op­ tische Signale und eine Steuereinheit zur prozeduralen Steuerung der Funkeinheit, Komprimiereinheit, Videokamera, Audio-Einheit und der Anzeigeeinheit und zur Überwachung des schnurlosen Kommunikationsendgerätes angeordnet. Die Steuer­ einheit ist derart ausgestaltet, daß die Übertragungskanäle in Abhängigkeit von der Bild- bzw. Übertragungsqualität der Video- und/oder Audio-Informationen konfigurierbar sind.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen, drahtlosen Video-Kommunikationsendgerätes ist darin zu sehen, daß alle Komponenten wie Videokamera, Audio-Einheit, Komprimierein­ heit, Anzeigeeinheit und die standardisierten Funkeinheit in einer einzigen Einheit integriert sind und eine standardi­ sierte, d. h. vorhandene drahtlose Übertragungsschnittstelle benutzt wird. Durch diese beliebig ausgestaltbare Kombination sind Video-Informationen - und auch Audio-Informationen - mit festlegbarer Übertragungsqualität bzw. Bildqualität gemäß ei­ nem durch die Funkeinheit realisierten Übertragungsstandard bzw. Übertragungsverfahren übermittelbar. Durch den Einsatz einer üblicherweise bereits verfügbaren Funkeinheit nach ei­ nem standardisierten Übertragungsverfahren, insbesondere in Kombination mit einer Komprimiereinheit, können auf einfache Weise bereits realisierte, funkspezifische Ressourcen und Ba­ sisstationen und deren Anschluß an das Festnetz für die Über­ tragung von Video-Informationen und auch Audio-Informationen genutzt werden. Hierbei werden die Übertragungsressourcen der durch die Luftschnittstelle bereitgestellten Übertra­ gungskanäle durch die Komprimierung der Video- und optional der Audio-Informationen optimal genutzt. Durch die Konfigu­ rierbarkeit der zur Verfügung stehenden Übertragungskanäle in Abhängigkeit von der Bild- bzw. Übertragungsqualität der Vi­ deo- und/oder Audio-Informationen ist vorteilhaft für das Er­ reichen höherer Bild- bzw. Übertragungsqualitäten die Über­ tragung der Video- und/oder Audio-Informationen über mehrere beispielsweise DECT-Übertragungskanäle, d. h. n × 32 KBit/s, durch entsprechende Signalisierung möglich. Ebenso ist eine Übertragung von Video- und/oder Audio-Informationen mit einer niedrigen Übertragungsqualität über einen DECT-Übertragungs­ kanal mit 1 × 32 KBit/s möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zur Digi­ talisierung der Video- und Audio-Informationen im Video-Kom­ munikationsendgerät angeordnet - Anspruch 2. Durch diese vor­ teilhafte Ausgestaltung sind bereits realisierte, standardi­ sierte, digitale Übertragungsverfahren zum Übertragen von di­ gitalen Video- und Audio-Informationen nutzbar. Vorteilhaft kann das drahtlose Kommunikationsendgerät mit geringem tech­ nischen und wirtschaftlichen Aufwand - Anpassung der Signali­ sierung und der Komprimierung - in tragbare Video-Anordnungen integriert werden, wobei bereits installierte digitale Kom­ munikationsstrukturen, d. h. Kommunikationssysteme - bei­ spielsweise DECT- oder CDMA-Basisstationen und deren Anschluß an das Festnetz - genutzt werden können - Anspruch 3.

Vorteilhaft ist die Funkeinheit derart ausgestaltet, daß die zur Verfügung stehenden Übertragungskanäle ISDN-protokollge­ recht konfigurierbar sind - Anspruch 5. Durch diese vorteil­ hafte Ausgestaltung können die durch die Luftschnittstelle bereitgestellten Übertragungsressourcen bzw. Übertragungska­ näle an das vorwiegend im Festnetz realisierte ISDN-Übertra­ gungsprotokoll angepaßt und auch optimal genutzt werden. Hierbei können die zu übermittelnden Video-Informationen bei optimaler Komprimierung über einen oder mehrere ISDN-Kanäle mit jeweils einer Übertragungsrate von 64 KBit/s übertragen werden und somit beispielsweise das Übertagungsmedium "DECT- Funkkanal" optimal genutzt werden.

Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung weist das Video-Kommu­ nikationsendgerät zumindest eine serielle Schnittstelle zur Übertragung von digitalisierten Video- und/oder Audio- und/oder Signalisierungs-Informationen auf - Anspruch 6. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung können ein oder meh­ rere Video- bzw. Audio-Informationen verarbeitende digitale Datenverarbeitungseinheiten an das Video-Kommunikationsendge­ rät angeschlossen werden. Bei dieser Ausgestaltungsvariante werden die durch die Datenverarbeitungseinheiten erzeugten bzw. die in diesen gespeicherten und abrufbaren Video- bzw. Audio-Informationen über die serielle Schnittstelle an das Video-Kommunikationsendgerät übermittelt und die übermittel­ ten Video- bzw. Audio-Informationen durch die im Video-Kommu­ nikationsendgerät angeordnete Funkeinheit drahtlos an das gewählte Ziel-Kommunikationsendgerät übermittelt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Anzeigeeinheit und die Bedien-Einheit derart ausgestaltet, daß Video-Konferenzen signalisierbar und steuerbar sind - Anspruch 9. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung kann das Video-Kommunikationsendgerät für Video-Konferenzen eingesetzt werden. Durch die Mobilität des Video-Kommunikationsendgerä­ tes können Video-Konferenzen an beliebigen Orten stattfinden, d. h. spezielle Einrichtungen für die Durchführung von Video- Konferenzen sind nicht erforderlich.

Vorteilhaft weist das drahtlose Video-Kommunikationsendgerät eine analoge oder digitale Video-Schnittstelle zur Übertra­ gung von analogen oder digitalen Video- und/oder Audio-Infor­ mationen auf - Anspruch 10. Durch dieses Ausgestaltungsmerk­ mal sind bereits realisierte, bzw. handelsübliche und weit verbreitete Video-Endgeräte wie beispielsweise Video-Kameras, Video-Recorder und Fernsehgeräte an das Video-Kommunikations­ endgerät anschließbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen drahtlosen Video-Kommunikationsendgerätes sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Video-Kommunikations­ endgerät anhand eines Blockschaltbildes näher erläutert.

Das Blockschaltbild zeigt ein als mobiles Kommunikationsend­ gerät ausgestaltetes Video-Kommunikationsendgerät VKE - auch als Video-Handy bezeichnet. Das Video-Kommunikationsendgerät VKE weist eine standardisierte, beispielsweise gemäß dem DECT-Standard ausgestaltete DECT-Funkeinheit HF auf, welche mit einer Antenne A verbunden ist. Über das drahtlose Über­ tragungsmedium "DECT-Funkkanal" ist das Video-Kommunikations­ endgerät VKE mit einer an das Festnetz angeschlossenen Basis­ station - nicht dargestellt - verbunden. Weiterhin weist das Video-Kommunikationsendgerät VKE eine als Bildschirm ausge­ staltete Anzeigeeinrichtung ANZ, eine Videokamera VID und eine ein Mikrofon MC und einen Lautsprecher SP aufweisende Audio-Einheit AUD auf. Die Anzeigeeinheit ANZ und die Video­ kamera VID sind jeweils über eine Verbindungsleitung VL mit einer Komprimiereinheit KPR verbunden. Die Komprimiereinheit KPR ist an die Funkeinheit HF angeschlossen. Die Funkeinheit HF ist über eine Verbindungsleitung AL mit der Audio-Einheit AUD verbunden. Gemäß einer alternativen Anschlußvariante ist die Audio-Einheit AUD über eine Verbindungsleitung AL'- durch eine strichlierte Linie angedeutet - an die Komprimiereinheit KPR angeschlossen und über diese mit der DECT-Funkeinheit HF verbunden. Des Weiteren ist in dem Video-Kommunikationsendge­ rät VKE eine Steuereinheit SE angeordnet. Die Steuereinheit SE weist einen Mikroprozessor PR sowie einen dem Mikroprozes­ sor PR verbundenen flüchtigen Speicher RAM und einen nicht flüchtigen Speicher ROM auf. Die Steuereinheit SE ist über Steuerleitungen SL mit der Anzeigeeinrichtung ANZ, der Video­ kamera VID, der Audio-Einheit AUD, die Komprimiereinheit KPR und mit der DECT-Funkeinheit HF verbunden. Über die Steuer­ leitungen SL werden von den genannten Einheiten ANZ, VID, AUD, KPR, HF Status-Informationen zi an die Steuereinheit SE übermittelt und durch ein im Mikroprozessor PR ablaufenden Steuerprogramm verarbeitet. Weiterhin werden durch die Steuereinheit SE erzeugte Steuer-Informationen si über die Steuerleitungen SL an die im Video-Kommunikationsendgerät VKE angeordneten Einheiten ANZ, VID, AUD, KPR, HF übermittelt. Des Weiteren ist an die Steuereinheit SE über jeweils eine Verbindungsleitung VL ein mehrere Tasten aufweisender Tasta­ tur-Block bzw. ein Tastenfeld TB und eine im Video-Kommunika­ tionsendgerät VKE angeordnete serielle Schnittstelle RS ange­ schlossen. Durch Bedienung des Tastenfeldes TB - z. B. Eingabe einer Wählinformation - werden durch die Steuereinheit SE entsprechende Signalisierungs-Informationen li - beispiels­ weise gemäß dem ISDN-Standard, z. B. zur Initiierung eines Verbindungsauf- oder -abbaus - gebildet und an die DECT-Funk­ einheit HF zur Steuerung vermittlungstechnischer Vorgänge weitergeleitet. Über die serielle Schnittstelle RS sind bei­ spielsweise elektronische Geräte zur Datenverarbeitung - nicht dargestellt -, z. B. ein Personalcomputer, bei dem ein Bildverarbeitungsprozeß aktiv ist, oder eine separate Video­ kamera an das Video-Kommunikationsendgerät VKE anschließbar.

Die durch die im Video-Kommunikationsendgerät VKE angeordnete Videokamera VID gebildeten analogen oder digitalen Video- Informationen vi werden durch in der Komprimiereinheit KPR angeordnete Mittel gemäß einem Komprimier-Standard - vorteil­ haft der Standards H.261/263 komprimiert, wobei analoge Video-Informationen vi vor der Komprimierung in digitale Video-Informationen vi umgewandelt, d. h. digitalisiert werden. Die komprimierten Video-Informationen kvi werden anschließend an die gemäß dem DECT-Standard ausgestaltete DECT-Funkeinheit HF weitergeleitet. Abhängig von der gewähl­ ten Bildqualität - z. B. ausgewählte Bildauflösung und Farb­ tiefe - weisen die zu übermittelnden, komprimierten Video- Informationen kvi unterschiedliche Datenvolumen auf. Durch die DECT-Funkeinheit HF werden die zu übermittelnden, kompri­ mierten Video-Informationen kvi in Abhängigkeit von der gewünschten Bildqualität, d. h. von dem zu übermittelnden Datenvolumen auf die gemäß dem DECT-Standard zur Verfügung stehenden DECT-Übertragungskanäle aufgeteilt bzw. diesen zugeteilt d. h. bei einer ISDN-orientierten Aufbereitung der Video-Informationen vorteilhaft auf zwei oder sogar nur einen ISDN-Übertragungskanal von 64 KBit/s. Hierbei werden die komprimierten Video-Informationen kvi - hier ein die kompri­ mierten Video-Informationen kvi übermittelnder Video-Daten­ strom mit einer Datenrate von 64 KBit/s - entweder auf zwei DECT-Übertragungskanäle mit jeweils einer Übertragungsrate von 32 KBit/s oder auf einen DECT-spezifischen Doppelkanal - auch als "Double-Slot" bezeichnet - mit einer Übertragungs­ rate von 2 × 

32 KBit/s = 64 KBit/s aufgeteilt und über die Antenne A und über das Übertragungsmedium "DECT-Funkkanal" an die Basisstation übertragen. Die von der Basisstation empfan­ genen Video-Informationen kvi werden anschließend in einen eine Übertragungskapazität von 64 KBit/s aufweisenden ISDN- Nutzkanal- bzw. B-Kanal- gemäß dem ISDN-Protokoll eingefügt und über das Festnetz weitervermittelt. Von der Basisstation an das schnurlose Video-Kommunikationsendgerät VKE über einen oder mehrere DECT-Übertragungskanäle übermittelte, kompri­ mierte Video-Informationen kvi werden von der DECT-Funkein­ heit HF zu einen Video-Datenstrom zusammengefaßt und die darin angeordneten, komprimierten Video-Informationen kvi an die Komprimiereinheit KPR übermittelt. In der Komprimierein­ heit KPR werden die übermittelten Video-Informationen kvi dekomprimiert, in anzeigekonforme bzw. anzeigespezifische Signale vs umgewandelt - z. B. in analoge Video-Signale - und an die Anzeigeeinheit ANZ übermittelt. In der Anzeigeeinheit ANZ werden die durch die übermittelten Video-Signale vs repräsentierten Video-Informationen vi über einen Bildschirm angezeigt.

Über das Mikrofon MC der Audio-Einheit AUD werden beispiels­ weise analoge Sprachsignale erfaßt, durch die Audio-Einheit AUD in digitale Audio-Informationen ai umgewandelt und an die DECT-Funkeinheit HF übermittelt. Gemäß dem DECT-Standard werden die übermittelten Audio-Informationen ai mit Hilfe des ADPCM-Verfahrens komprimiert, in einen Audio-Datenstrom mit einer Übertragungsrate von 32 KBit/s eingefügt, einem "DECT- Funkkanal" zugeordnet und über die Antenne A an die Basissta­ tion übermittelt. Eine weitere Komprimierung des Audio- Signals - z. B. auf 8 KBit/s - ist vorteilhaft, wenn die verbleibende Übertragungskapazität eines DECT-Übertragungs­ kanals - z. B. 24 KBit/s - für die Übertragung von Video- Informationen genutzt werden kann.

Von der Basisstation an das Video-Kommunikationsendgerät VKE übermittelte, komprimierte Audio-Informationen ai werden von der DECT-Funkeinheit HF dekomprimiert, an die Audio-Einheit AUD übermittelt und nach erfolgter Digital/Analog-Wandlung über den Lautsprecher SP wiedergegeben.

Alternativ werden die durch die Audio-Einheit AUD gebildeten, digitalen Audio-Informationen ai' an die Komprimiereinheit KPR weitergeleitet - durch strichlierte Linien angedeutet. Durch die Komprimiereinheit KPR werden die Audio-Informatio­ nen ai' komprimiert und die komprimierten Audio-Informationen kai' zusammen mit den komprimierten Video-Informationen kvi an die DECT-Funkeinheit HF übermittelt. Vorteilhaft werden die an die Komprimiereinheit KPR übermittelten Video- und Audio-Informationen vi, ai' zu einem gemeinsamen, komprimier­ ten Video/Audio-Datenstrom vai zusammengefaßt und an die DECT-Funkeinheit HF übermittelt. Der übermittelte Video/Audio-Datenstrom vai wird gemäß dem DECT-Standard auf mehrere DECT-Übertragungskanäle aufgeteilt, d. h. mehreren durch die DECT-Luftschnittstelle bereitgestellten DECT-Über­ tragungskanälen zugeteilt und über die Antenne A an die Basisstation übermittelt.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsvariante weist das Video-Kommunikationsendgerät VKE zusätzlich eine mit der Steuereinheit SE verbundene Video-Schnittstelle VSS auf, über die bereits realisierte Video-Endgeräte, beispielsweise eine Video-Kamera oder ein Fernsehgerät - nicht dargestellt -, an das Video-Kommunikationsendgerät VKE anschließbar sind. An die Video-Schnittstelle VSS herangeführte analoge oder digi­ tale Video- und/oder Audio-Signale vis, bzw. die durch diese repräsentierten Video- und/oder Audio-Informationen vi, ai werden über eine Verbindungsleitung VL an die Komprimierein­ heit KPR weitergeleitet und in beschriebener Art und Weise weiterverarbeitet.

Claims (11)

1. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät (VKE),

• 1. mit einer Funkeinheit (HF) zum drahtlosen Übermitteln von Video- und Audio-Informationen (vi, ai, ai') über Übertragungskanäle gemäß einem TDMA- und/oder FDMA- Zugriffsverfahren und/oder einem CDMA-Zugriffsverfahren,
• 2. mit einer Videokamera (VID) zum Bilden der Video-Informa­ tionen (vi),
• 3. mit einer Audio-Einheit (AUD) zum Bilden der Audio-Informa­ tionen (ai),
• 4. mit einer Komprimiereinheit (KPR) zum Komprimieren bzw. Dekomprimieren der Video- und optional der Audio-Informa­ tionen (vi, ai') in Abhängigkeit von einer festlegbaren Übertragungsgeschwindigkeit und dem Zugriffsverfahren,
• 5. mit einer Anzeigeeinheit (ANZ) zur Wandlung der empfangenen Video-Informationen (vi) in optische Signale (vs), und
• 6. mit einer Steuereinheit (SE) zur prozeduralen Steuerung der Funkeinheit (HF), Komprimiereinheit (KPR), Videokamera (VID), Audio-Einheit (AUD) und der Anzeigeeinheit (ANZ) und zur Überwachung des schnurlosen Video-Kommunikationsend­ gerätes (VKE),
• 7. und daß die Steuereinheit derart ausgestaltet ist, daß die Übertragungskanäle in Abhängigkeit von der Bild- bzw. Übertragungsqualität der Video- und/oder Audio-Informa­ tionen (vi, ai) konfigurierbar sind.

2. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Digitalisierung der Video- und Audio- Informationen (vi, ai) angeordnet sind.

3. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkeinheit (HF) gemäß dem DECT-Standard ausgestaltet ist.

4. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komprimiereinheit (KPR) gemäß dem Standard H.261/263 oder dem MPEG-Standard ausgestaltet ist.

5. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkeinheit (HF) derart ausgestaltet ist daß die Übertragungskanäle ISDN-Protokollgerecht konfigurierbar sind.

6. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Video-Kommunikationsendgerät zumindest eine serielle Schnittstelle (RS) zur Übertragung von digitalisierten Video- und/oder Audio- und/oder Signalisierungs-Informationen auf­ weist.

7. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß die Audio-Einheit (AUD) zumindest ein Mikrofon (MC) oder zumindest einen Lautsprecher (SP) oder eine Kombina­ tion davon, und
• 2. daß die Anzeigeeinheit (ANZ) zumindest einen Bildschirm oder Display umfaßt.

8. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Video-Kommunikationsendgerät (VKE) eine Bedien-Ein­ heit (TB) für die Signalisierung sowie zur Steuerung der Anzeigeeinheit (ANZ) und der Audio-Einheit (AUD) aufweist.

9. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit (ANZ) und die Bedien-Einheit (TB) derart ausgestaltet sind, daß Video-Konferenzen signalisier­ bar und steuerbar sind.

10. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Video-Kommunikationsendgerät (VKE) eine analoge oder digitale Video-Schnittstelle (VSS) zur Übertragung von analo­ gen oder digitalen Video- und/oder Audio-Informationen (vi, ai) aufweist.

11. Drahtloses Video-Kommunikationsendgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Video-Schnittstelle (VSS) durch eine SCART-Buchse oder einen SCART-Stecker realisiert ist.