TWI526080B - 視訊會議系統 - Google Patents

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Description

視訊會議系統
本發明係有關於電子系統，特別是有關於可快速切換視訊流之視訊會議系統及視訊流切換及解壓縮方法。
隨著科技發展，視訊會議系統亦廣泛地被使用。在進行視訊會議時，使用者往往會有使用電腦來播放投影片、文件、多媒體檔案之需求，同時也需要將使用者本身的影像傳送給其他使用者。然而，傳統的視訊會議系統並無法快速地在不同格式及設定的影像之視訊流中進行切換，因此易造成使用者的不便。因此，亟需一種可快速切換視訊流之視訊會議系統及視訊流切換及解壓縮方法。
本發明係提供一種視訊會議系統，包括：一第一通訊裝置，用以接收來自一主機的一視訊信號，並將該視訊信號轉換為一第一視訊流；以及一第二通訊裝置，用以接收來自一影像擷取裝置所拍攝之一場景的一第二視訊流，並使用一無線通訊協定接收來自該第一通訊裝置之該第一視訊流，其中該第二通訊裝置係依據一切換信號以選擇該第一視訊流或該第 二視訊流之一者，並將所選擇之該第一視訊流或該第二視訊流傳送至相應的一電子系統以進行視訊會議，其中當該第二通訊裝置接收到該切換信號時，該第二通訊裝置係停止傳送所選擇之該第一視訊流或該第二視訊流至該電子系統持續一預定時間，再接著傳送該第一視訊流或該第二視訊流之另一者之一檔頭資訊至該電子系統，藉以重設該電子系統之解碼設定。
10、160‧‧‧視訊會議系統
100、200‧‧‧電子系統
110、210‧‧‧主機
120、220‧‧‧第一通訊裝置
130、230‧‧‧第二通訊裝置
140、240‧‧‧影像擷取裝置
150、250‧‧‧顯示單元
121‧‧‧多媒體介面
122‧‧‧視訊編碼器
123‧‧‧傳送單元
131‧‧‧收發單元
132‧‧‧視訊編解碼器
133‧‧‧多媒體介面
I1-I4、P11-P13、P41-P43‧‧‧影像
310、320‧‧‧區域
S410-S480‧‧‧步驟
第1A圖係顯示依據本發明一實施例之視訊系統10之簡單方塊圖。
第1B圖係顯示依據本發明一實施例之電子系統100的功能方塊圖。
第1C圖係顯示依據本發明一實施例之第一通訊裝置120的功能方塊圖。
第1D圖係顯示依據本發明一實施例之第二通訊裝置130的功能方塊圖。
第2圖係顯示依據本發明一實施例中之串流過程中傳送影像之視訊流的示意圖。
第3A-3C圖係顯示依據本發明一實施例中於顯示單元150所播放之影像的示意圖。
第4圖係顯示依據本發明一實施例中之視訊流切換及解壓縮方法。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第1A圖係顯示依據本發明一實施例之視訊會議系統10之簡單方塊圖。如第1A圖所示，視訊系統10係包括電子系統100及電子系統200。電子系統100與電子系統200係透過網路連接，並互相接收來自對方的視訊流/音訊流封包並進行相應的解碼及播放動作以進行視訊會議。第1B圖係顯示依據本發明一實施例之電子系統100的功能方塊圖。如第1B圖所示，電子系統100係包括一主機110、一第一通訊裝置120、一第二通訊裝置130、一影像擷取裝置140、以及一顯示單元150。主機110例如是個人電腦，其係透過一多媒體介面(例如HDMI、DVI等等介面)耦接於第一通訊裝置120。第一通訊裝置120與第二通訊裝置130之間係以一無線通訊協定進行連接，例如是透過WiFi、Ultra WideBand等協定，並將所擷取的影像壓縮為視訊流(例如是H.264的視訊流)的方式將主機110所輸出的影像畫面傳送至第二通訊裝置130。影像擷取裝置140係耦接至第二通訊裝置130，其係用以擷取影像，將所擷取的影像壓縮為視訊流(例如是H.264的視訊流)，並將視訊流傳送至第二通訊裝置130。第二通訊裝置130則是透過SIP、H.323等協定於有線網路、無線網路或網際網路與另一個相應的電子系統200(如第1A圖所示)連接以進行視訊會議，並可接收來自電子系統200之視訊/音訊信號，並將所接收的視訊/音訊信號於相應的顯示單元 (例如顯示單元150)及揚聲器。電子系統200係包括與電子系統100相對應的各元件，其細節於此不再贅述。
第1C圖係顯示依據本發明一實施例之第一通訊裝置120的功能方塊圖。如第1C圖所示，第一通訊裝置120係包括一多媒體介面121、一視訊編碼器122、一傳送單元123及一切換單元124。第一通訊裝置120係藉由多媒體介面121接收來自主機110之影像畫面，其中多媒體介面121例如是HDMI、VGA等介面，但本發明並不限於此。視訊編碼器122係進一步將所接收的影像畫面進行編碼以產生一個視訊流(例如H.264視訊流)，且第一通訊裝置120係透過傳送單元123以一個無線通訊協定(例如WiFi、Ultra WideBand協定)將該視訊流傳送至第二通訊裝置130。
第1D圖係顯示依據本發明一實施例之第二通訊裝置130的功能方塊圖。如第1D圖所示，第二通訊裝置130係包括一收發單元131、一或多個視訊編解碼器132及一多媒體介面133。收發單元131係用以接收來自第一通訊裝置120及影像擷取裝置140之視訊流，以及接收來自電子系統200之視訊流，並可將欲輸出之視訊流透過網路傳送至電子系統200。視訊編解碼器132係可將來自影像擷取裝置140、主機110及/或電子系統200之視訊流解碼，並將解碼所得的影像透過多媒體介面132播放於顯示單元150上(其細節將詳述於後)，例如可使用子母畫面模式或多重畫面模式。視訊編解碼器132亦可依據來自第一通訊裝置120之一切換信號以選擇來自主機110或影像擷取裝置140之視訊流，並將所選擇的視訊流傳送至電子系統200。
在本發明之一情境中，如第1B圖所示，第一通訊裝置120及第二通訊裝置130係可視為一視訊會議系統160。主機110係透過多媒體介面將其畫面之視訊信號以及其麥克風所接收之音訊信號傳送至第一通訊裝置120，第一通訊裝置120係以串流的方式將主機110之畫面的視訊信號以視訊流(例如H.264視訊流)傳送至第二通訊裝置130。同時間，影像擷取裝置140係持續拍攝影像，並將相應的視訊流傳送至第二通訊裝置130。舉例來說，一般而言，主機110及第一通訊裝置120可置於使用者之週圍以便讓使用者易於操作，例如是使用主機播放投影片/影片/文件、或是使用第一通訊裝置120控制視訊通話的各種操作功能(其細節將詳述於後)。
在一實施例中，第一通訊裝置120係包括一切換單元，其係產生一切換信號，使用者可透過該切換單元(例如一切換鍵)來切換欲輸出主機110或影像擷取裝置140之畫面至電子系統200。第二通訊裝置130係依據第一通訊裝置120之一切換信號，在來自主機110及影像擷取裝置140的視訊流之間進行切換，並傳送至相應的電子系統200。
因在主機110及影像擷取裝置140的視訊流之間進行切換，可能會因為兩者之畫面大小、編碼方式的不同，在切換時造成畫面停頓及/或畫面錯誤的情況。為了解決上述問題，舉例來說，在第一通訊裝置120發出切換信號時，第二通訊裝置130會停止傳送來自主機110(僅為舉例，亦可為影像擷取單元140)的視訊流至解碼端(例如電子系統200)持續一預定時間(例如3秒)，藉以防止解碼端因切換至不同設定而產生解碼 錯誤。接著，第二通訊裝置130會重新傳送切換後之視訊流的檔頭及I-影像(I-picture)至解碼端，其中檔頭例如是序列參數集(Sequence Parameter Set，SPS)及影像參數集(Picture Parameter Set，PPS)，解碼端則可依據所接收到的新視訊流之檔頭資訊以重設其解碼設定。
更進一步而言，解碼端係判斷在三秒內是否未接收到任何視訊流之封包資料。當在三秒內未接收到任何視訊流之資料又再度接收到新的檔頭資訊時，解碼端則可依據新的檔頭資訊重設其解碼設定，並將其影像緩衝器(未繪示)中用於先前視訊流之影像資料清除，並開始新的視訊流之解碼流程。承上述實施例，以SIP協定為例，在進行視訊串流時，傳送端及接收端往往並不會進行交握(handshaking)溝通。因此，接收端(解碼端)係被動地判斷所接收的封包資料中是否帶有檔頭資訊。若有，解碼端則可依據檔頭資訊重設其解碼設定。
第2圖係顯示依據本發明一實施例中之串流過程中傳送影像之視訊流的示意圖。當網路狀況不佳時，視訊流之封包可能會丟失，這會在解碼端進行解碼時造成錯誤。在本發明中，在傳送端傳送新的視訊流之檔頭後，傳送端(例如電子系統100)會再連續傳送三張I-影像至解碼端，而解碼端(例如電子系統200)則會以完整接收到的最後一張I-影像為基準開始進行解碼。舉例來說，請參考第2圖，若電子系統100一開始是傳送來自主機110之視訊流至電子系統200，該視訊流中之影像包括I1、P11、P12、P13，其中I1為I-影像，P11~P13為P-影像(例如是以I1為參考影像所預測之P影像)，且I1、P11~P13均為不同時 間點之影像。當傳送完影像P13後，使用者係利用第一通訊裝置120切換不同來源的視訊流，例如切換至影像擷取裝置140之視訊流以提供至電子系統200。接著，第二通訊裝置130係停止傳送主機110之視訊流至電子系統200持續一預定時間(例如3秒)，再重新傳送影像擷取裝置140之視訊流的檔頭至電子系統200。第二通訊裝置130會再連續傳送三張I-影像(例如I2,I3,I4)至電子系統200，並接著傳送後續的P-影像，例如P41,P42,P43等等，其中P41-P43是以I4為參考影像所預測之P影像。需注意的是，電子系統200(在此實施例中為解碼端)是以完整接收到的最後一張I影像做為參考影像以進行後續解碼。若完整接收到的最後一張I影像為I2，則同樣以I2為參考影像進行P41~P43影像之解碼。當電子系統200完成影像之解碼後，即可將解碼後之影像播放於相應的顯示單元上。
需注意的是，上述實施例僅介紹以電子系統100為傳送端且電子系統200為接收端之流程。在進行視訊會議時，電子系統100及200均可做為相應的傳送端或接收端，其傳送及接收之流程均可參考上述實施例。
第3A-3C圖係顯示依據本發明一實施例中於顯示單元150所播放之影像的示意圖。如第3A圖所示，在使用電子系統100及200進行視訊會議時，電子系統100係將來自電子系統200之影像播放於顯示單元150，例如顯示於顯示單元150的區域310。第二通訊裝置130更可同時將來自影像擷取裝置140的影像播放於顯示單元150之區域320。意即使用者可在顯示單元150上觀看到來自電子系統200之畫面(例如是視訊會議中對 方電腦所播放的投影片或是所拍攝的鏡頭畫面等等)以及本身所拍攝的鏡頭畫面。需注意的是，區域310及區域320之位置及大小係可依據需求而自由設定，例如可使用第3B圖之多重畫面(Picture-by-picture，PBP)模式或第3C圖中之子母畫面(Picture-in-picture，PIP)模式來觀看畫面。
第4圖係顯示依據本發明一實施例中之視訊流切換及解壓縮方法。如第4圖所示，在步驟S410，第一通訊裝置120係接收來自主機110之一視訊信號。在步驟S420，第一通訊裝置係將視訊信號轉換為一第一視訊流。在步驟S430，第二通訊裝置130係接收來自影像擷取裝置140所拍攝之一場景的一第二視訊流。在步驟S440，第二通訊裝置130係接收來自第一通訊裝置120之第一視訊流。在步驟S450，第二通訊裝置130係依據一切換信號(例如來自第一通訊裝置120)以選擇第一視訊流或第二視訊流之一者，並將所選擇的視訊流傳送至相應的一電子系統以進行視訊會議。在步驟S460，當第二通訊裝置130接收到該切換信號時，第二通訊裝置130係停止已傳送所選擇之視訊流至電子系統200持續一段預定時間(例如3秒)。在步驟S470，第二通訊裝置130係再傳送第一視訊流或第二視訊流之另一者的檔頭資訊至電子系統200，藉以重設電子系統之解碼設定。
在步驟S480，第二通訊裝置130係連續傳送具有一預定張數(例如3張)的複數張I影像至電子系統200。在步驟S490，電子系統200係以該等I影像中最後一張完整傳送的I影像做為一參考影像以進行後續解碼。
綜上所述，本發明係提供一種視訊會議系統及視訊流切換及解壓縮方法，其可快速且正確地切換不同格式及設定的視訊流，並傳送至相應的電子系統或視訊會議裝置。
本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置或系統。本發明之方法、系統與裝置也可以以程式碼型態透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置或系統。當在一般用途處理器實作時，程式碼結合處理器提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200‧‧‧電子系統
110、210‧‧‧主機
120、220‧‧‧第一通訊裝置
130、230‧‧‧第二通訊裝置
140、240‧‧‧影像擷取裝置
150、250‧‧‧顯示單元
160‧‧‧視訊會議系統

Claims (9)

  1. 一種視訊會議系統，包括：一第一通訊裝置，用以接收來自一主機的一視訊信號，並將該視訊信號轉換為一第一視訊流；以及一第二通訊裝置，用以接收來自一影像擷取裝置所拍攝之一場景的一第二視訊流，並使用一無線通訊協定接收來自該第一通訊裝置之該第一視訊流，其中該第二通訊裝置係依據一切換信號以選擇該第一視訊流或該第二視訊流之一者，並將所選擇之該第一視訊流或該第二視訊流傳送至相應的一電子系統以進行視訊會議，其中當該第二通訊裝置接收到該切換信號時，該第二通訊裝置係停止傳送所選擇之該第一視訊流或該第二視訊流至該電子系統持續一預定時間，再接著傳送該第一視訊流或該第二視訊流之另一者之一檔頭資訊至該電子系統，藉以重設該電子系統之解碼設定。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之視訊會議系統，其中該檔頭資訊包括一序列參數集(Sequence Parameter Set)及一影像參數集(Picture Parameter Set)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之視訊會議系統，其中在傳送該第一視訊流或該第二視訊流之另一者之該檔頭資訊至該電子系統後，該第二通訊裝置更連續傳送具有一預定張數的複數張I影像至該電子系統。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之視訊會議系統，其中該 電子系統係以該等I影像中最後一張完整傳送的I影像做為一參考影像以進行後續解碼。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之視訊會議系統，其中該預定張數為3張。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之視訊會議系統，其中該第一通訊裝置係透過一多媒體介面耦接至該主機。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之視訊會議系統，其中該無線通訊協定為SIP協定。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之視訊會議系統，其中該第二通訊裝置更接收並解碼來自該電子系統之一第三視訊流以取得複數張影像，並將該等影像播放於一顯示單元之一第一區域，其中該第二通訊裝置更將該第二視訊流解碼所得之影像播放於該顯示單元之一第二區域。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之視訊會議系統，其中該第一區域及該第二區域係以一子母畫面模式或一多重畫面模式進行顯示。
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