一種可視電話終端的制作方法

專利名稱：一種可視電話終端的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子通信技術領域，尤其涉及一種可視電話終端。
技術背景目前，隨著經濟與科技的發展，信息交流量越來越大，人們更加追求信息的時效性和 準確性，希望在一次交流過程中傳遞盡量多的信息。"只問其聲不見其人"的普通電話的 信息交流方式已無法滿足人們的需求，人們對可視電話的需求也越來越強烈。目前可視電話有幾種主要實現方案-方案一，通過電腦和互聯網，采用電腦攝像頭配合軟件實現。類似于網絡上的視頻聊 天，通過攝像頭和MIC進行數據采集數據，電腦軟件壓縮數據后通過互聯網進行數據傳輸， 來實現可視通話。雖然用戶購買這類電腦可視電話的費用不高，但必須購買一臺電腦，才 能通過互聯網進行可視通話，其整體費用高，且只適用于電腦用戶，不會電腦操作的用戶 無法使用。方案二，通過專有的線路傳輸數據實現。這一方案需采用專用線路，通過特有的線路 傳輸數據來實現可視通話。通信的線路成本高，不適用于普通商用推廣。方案三，通過ISDN (Integrated Service Digital Network,綜合業務數字網，通俗 稱為"一線通")可視電話終端通過ISDN傳輸數據實現。ISDN可視電話終端主要系統結構如下圖1所示，在用戶端包括一臺個人電子計算機和 與個人電子計算機相連的ISDN連接設備、音頻輸入設備與PC Camera (電腦攝像頭)，且個 人電子計算機在ISDN可視電話軟件控制下通過ISDN連接設備與電話線同另一用戶端實現可 視通話。ISDN可視電話的軟件原理如圖2所示，ISDN可視電話要實現可視的功能，需要解決的 最基本的幾個問題包括圖像的采集，音頻的輸入以及圖像，音頻的編解碼，并能在ISDN網 絡上進行傳輸。ISDN可視電話的核心技術就是利用計算機(PC)上的ISDN可視電話軟件來 完成以上的工作。在通話的一端，ISDN可視電話軟件通過PC Camera,聲卡采集到音頻視頻數據，并且 對視頻音頻數據進行壓縮。再通過ISDN連接設備接入ISDN網絡，將數據傳輸到另一端。在 通話的另一端，通過ISDN鏈接設備，收到對方發過來的數據，將其解壓，并還原為語音和
視頻，從而實現可視通話。這一方案用戶也必須購買電腦與ISDN接入設備，而且使用成本較高。方案四，通過PSTN (Public Switched Tel印hone Network,公共交換電話網絡即普通電話網絡)實現可視電話。這一方案是最早采用的一種方案，如中國專利(專利號01265774. 3)提供的一種可視電話，如圖3所示，利用modem技術，通過普通電話網(PSTN) 傳輸圖像與聲音信息，從而實現音視頻通信功能。其采用的是使用專有芯片進行視頻音頻 的編解碼，再通過modem調制解調，在PSTN網絡傳輸數據來實現。該系統中，包括圖像傳感器、視頻編解碼電路、中央處理器、音頻編解碼電路、系統 控制電路、調制解調器，所述中央處理器分別與視頻編解碼電路、音頻編解碼電路、系統 控制電路、閃存存儲器FLASH、調制解調器相連接；視頻編解碼電路與圖像傳感器、液晶顯 示器及驅動電路、視頻輸出口、 FLASH相連接；系統控制電路與FLASH、調制解調器、功能 選擇按鍵組相連接.，調制解調器與音頻解碼電路、音頻輸入輸出口、 PSTN相連接。其中，視頻編解碼電路采用專用集成電路(也就是視頻芯片)，視頻數據總線和視頻 控制總線與圖像傳感器相連；視頻芯片通過地址數據復用線、控制線、視頻數據線與中央 處理器相連；視頻芯片通過地址數據復用線與FLASH相連；視頻芯片通過視頻數據線與液晶 顯示器及驅動電路相連；視頻芯片通過視頻數據線與視頻輸出口相連。其中，音頻編解碼電路采用專用集成電路組(包含音頻芯片A， B)構成。其中音頻芯 片A通過音頻數據線、控制線與中央處理器相連；音頻芯片A的控制信號與音頻芯片B相連； 芯片B與調制解調器相連。其中，系統控制電路采用專用集成電路(也就是控制芯片)。控制芯片通過控制線與 中央處理器、調制解調器相連；控制芯片通過存儲數據線，控制線與FLASH相連；控制芯片 與功能選擇按鍵組相連。可見，視頻編解碼電路、音頻編解碼電路與系統控制電路均采用專用集成電路(也就 是專用芯片)，中央處理器則通過總線與視頻編解碼電路、FLASH、 SDRAM、系統控制電 路、音頻編解碼電路、調制解調器相連，以完成整個可視功能。可見此方案需采用多個專 用集成電路實現了數據處理，還需要接入一普通電話才能實現可視電話功能。產品系統構 成復雜，通過分體式設計將普通模擬電話與數字電話主機隔離，來消除干擾。這種隔離也 只是實現以外在形式上的隔離，模擬與數字電話也非常容易產生互相干擾導致噪聲大，而 且設備龐大，功耗大，成本高。發明內容本發明的目的是提供一種可視電話終端，基于PSTN網絡實現可視電話功能，設備結構
簡單，體積小，成本低，使用方便，提高了電話的交互能力，實現電話終端的智能化與多 功能化。本發明的目的是通過以下技術方案實現的-一種可視電話終端，用于實現本地用戶與對端用戶間的信息交互，包括 圖像采集單元，用于采集本地用戶的視頻圖像信息； 圖像顯示單元，用于在本地顯示通話的對端用戶的視頻圖像信息；調制解調單元，連接公共交換電話網絡PSTN，用于將PSTN輸入的模擬信號轉換為數字 信號，或將輸出的數字信號轉換為模擬信號通過PSTN輸出；數字音頻處理單元，用于連接音頻輸入輸出設備，并利用音頻輸入輸出設備實現可視通話；撥號輸入單元，用于通過鍵盤輸入撥號信息；主控處理單元，連接圖像采集單元、圖像顯示單元、調制解調單元、數字音頻處理單 元、撥號輸入單元與音頻輸入輸出設備，并控制圖像采集單元、圖像顯示單元、調制解調單元、數字音頻處理單元、撥號輸入單元與音頻輸入輸出設備的數據處理與傳輸； 音頻輸入輸出設備，用于輸入或輸出音頻信號，與用戶交互信息。 所述的可視電話終端，還包括-切換控制單元，用于在可視通話與普通模擬通話之間轉換； 模擬電話單元，用于實現普通模擬通話。 所述的切換控制單元包括局線切換模塊，用于切換局線的接入點，控制局線接入調制解調單元或接入模擬電話單元；音頻輸入輸出切換模塊，用于切換音頻輸入輸出的接入點，控制音頻輸入輸出設備接 入數字音頻處理單元或接入模擬電話單元。 所述的可視電話終端，還包括 輸出接口，用于與外接設備連接。所述的主控處理單元采用嵌入式處理器芯片S3C2440A。 所述的主控處理單元包括-視頻處理模塊，用于將圖像采集單元采集的本地用戶的視頻圖像信息處理后通過調制 解調單元轉換后發出；并將調制解調單元轉換后的對端用戶的視頻圖像信息發送至圖像顯示單元；
音頻處理模塊，用于將音頻輸入輸出設備輸入的音頻信號處理后發給對端用戶；并將 對端用戶的音頻信號處理后經輸入輸出設備輸出；主控制模塊，控制調制解調單元、撥號輸入單元、切換控制單元、模擬電話單元和/ 或輸出接口的工作。所述的主控處理單元采用嵌入式處理器芯片S3C2440A。由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的一種可視電話終端通過PSTN網 絡傳輸壓縮數字視頻、音頻、數據碼流，對方對接收的數據流解析、處理后，實現可視電 話功能。電話機外接電話線，5伏直流電源后，就可以正常工作，可以與PSTN網上的任何電 話進行普通語音通話，同系列的電話之間可以進行可視通話。本發明使得可視電話硬件結 構簡化，體積相比同類型的產品減小，成本大大降低。提高了電話的交互能力，實現電話 終端的智能化與多功能化。


圖1為ISDN可視電話終端主要系統結構示意圖；圖2為ISDN可視電話終端主要系統原理示意圖； 圖3為PSTN可視電話終端主要系統結構示意圖； 圖4為本發明所述的可視電話終端的系統結構示意圖； 圖5為本發明所述的可視電話終端的系統結構原理圖。
具體實施方式
本發明所述的一種可視電話終端，采用單處理器芯片，SOC處理器S3C2440A芯片作 為核心處理器。本設計中，視頻、音頻信號的壓縮與解壓縮，傳輸數據的打包與分拆，音 頻CODEC初始化、音頻通道的切換控制、模擬電話控制、MODEM的發送接收控制、LCD 顯示、按鍵的觸發等均由該處理器實現。通過PSTN網絡傳輸壓縮數字視頻、音頻、數據碼 流，對方對接收的數據流解析、處理后，實現可視電話功能。電話機外接電話線，5伏直流 電源后，就可以正常工作，可以與PSTN網上的任何電話進行普通語音通話，同系列的電話 之間可以進行可視通話。一種可視電話終端，用于實現本地用戶與對端用戶間的信息交互，如圖4所示，具體 包括圖像采集單元、圖像顯示單元、調制解調單元、數字音頻處理單元、撥號輸入單元、 主控處理單元與音頻輸入輸出設備，其中，
圖像采集單元，用于采集本地用戶的視頻圖像信息； 圖像顯示單元，用于在本地顯示通話的對端用戶的視頻圖像信息； 調制解調單元，連接公共交換電話網絡PSTN，用于將PSTN輸入的模擬信號轉換為數字 信號，或將輸出的數字信號轉換為模擬信號通過PSTN輸出；數字音頻處理單元，用于連接音頻輸入輸出設備，并利用音頻輸入輸出設備實現可視通話；撥號輸入單元，用于通過鍵盤輸入撥號信息；主控處理單元，連接圖像采集單元、圖像顯示單元、調制解調單元、撥號輸入單元與 數字音頻處理單元，并控制圖像釆集單元、圖像顯示單元、調制解調單元、撥號輸入單元與數字音頻處理單元的數據處理與傳輸；主控處理單元包括視頻處理模塊、音頻處理模塊 與主控制模塊；視頻處理模塊用于將圖像采集單元采集的本地用戶的視頻圖像信息處理后 通過調制解調單元轉換后發出；并將調制解調單元轉換后的對端用戶的視頻圖像信息發送 至圖像顯示單元；音頻處理模塊用于將音頻輸入輸出設備輸入的音頻信號處理后發給對端 用戶；并將對端用戶的音頻信號處理后經輸入輸出設備輸出；主控制模塊控制調制解調單 元、撥號輸入單元、切換控制單元、模擬電話單元和/或輸出接口的工作。所述的主控處理 單元采用嵌入式處理器芯片S3C2440A。音頻輸入輸出設備，用于輸入或輸出音頻信號，與用戶交互信息。 此外，所述的可視電話終端，還包括切換控制單元與模擬電話單元，其中， 切換控制單元，用于在可視通話與普通模擬通話之間轉換；切換控制單元包括局線切 換模塊與音頻輸入輸出切換模塊；線切換模塊用于切換局線的接入點，控制局線接入調制 解調單元或接入模擬電話單元；音頻輸入輸出切換模塊用于切換音頻輸入輸出的接入點， 控制音頻輸入輸出設備接入數字音頻處理單元或接入模擬電話單元。 模擬電話單元，用于實現普通模擬通話。另外，所述的可視電話終端，還包括輸出接口，用于與外接設備連接。 如圖5所示為本發明的一具體實施方式
，其具體結構包括圖像采集單元、圖像顯示單 元、調制解調單元、數字音頻處理單元、撥號輸入單元、主控處理單元與音頻輸入輸出設 備，主控處理單元，連接圖像采集單元、圖像顯示單元、調制解調單元、撥號輸入單元與數字音頻處理單元，其中，圖像采集單元，用于采集本地用戶的視頻圖像信息；本例中的視頻采集傳感器Sensor 攝像頭使用CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor互補金屬氧化物半導體)攝
像頭。主控處理器通過IIC總線對Sensor攝像頭進行控制，以此來實現圖像的采集。圖像顯示單元，用于在本地顯示通話的對端用戶的視頻圖像信息；本例中選擇液晶顯 示(LCD)模塊LTV350QV一F04，數據傳輸通過24bit RGB接口從主處理器傳送到LCD模塊 顯示。通常在可視電話上要選用3.5" TFT (Thin Film Transistor ，薄膜晶體管)液晶顯示器。調制解調單元，連接公共交換電話網絡PSTN，用于將PSTN輸入的模擬信號轉換為數字 信號，或將輸出的數字信號轉換為模擬信號通過PSTN輸出；本例中采用專用的MODEM， 型號為CX06833。數字音頻處理單元，用于連接音頻輸入輸出設備，并利用音頻輸入輸出設備實現可視 通話；本例中數字音頻處理單元就是數字通話的音頻CODEC部分，音頻CODEC處理使用 UDA1341TS，它用于數字可視通話時的音頻輸入輸出。UDA1341TS含有一個MIC信號輸入 口用作音頻輸入， 一個SPEAK輸出口用作音頻輸出。主處理器通過L3—BUS與之相連。撥號輸入單元，用于通過鍵盤輸入撥號信息；也就是電話的鍵盤部分，按鍵矩陣產生 中斷，主處理器用IO口對按鍵矩陣進行掃描來査找鍵值。音頻輸入輸出設備，用于輸入或輸出音頻信號，與用戶交互信息。實際中采用的是電 話手柄RJll， 一般是4線的。當然還可包括免提的MIC與揚聲器。主控處理單元包括視頻處理模塊、音頻處理模塊與主控制模塊；視頻處理模塊用于將 圖像采集單元(也就是CMOS攝像頭)采集的本地用戶的視頻圖像信息處理后通過調制解 調單元MODEM轉換后發出；并將調制解調單元轉換后的對端用戶的視頻圖像信息發送至 圖像顯示單元的液晶顯示器；音頻處理模塊用于將音頻輸入輸出設備輸入的音頻信號處理 后發給對端用戶；并將對端用戶的音頻信號處理后經輸入輸出設備輸出。所述的主控處理 單元采用嵌入式處理器芯片S3C2440A。該芯片實現音頻信號處理、人機接口醒I、調制解 調器MODEM接口控制、視頻信號處理、鍵盤掃描等模塊功能。本例的可視電話終端還包括模擬電話單元，用于實現普通模擬通話。模擬電話單元由 模擬電話控制器與模擬通話電路組成。模擬電話控制器采用了Windbcmd公司的 W925EP01FG。 W925EP01是一個8位單片機，它本身集成了所有來話顯示(CID)傳送及 接收所需要的硬件功能。來話顯示傳送及接收的硬件功能包括FSK信號解碼、DTMF信號 解碼，CAS信號偵測及振鈴信號偵測。內建DTMF產生器及1200波特率FSK產生器。 W925EP01有64個I/O管腳，利用其I/0可實現對通話電路的摘掛機、靜音、免提控制。 W925EP01含一個全雙工串口，通過此串口， ARM主處理器實現對W925EP01的控制及獲取 來電信息、振鈴信息，并且能在這個基礎上很容易的擴展模擬通話的功能，包括通話記 錄、個性化鈴聲等等。模擬通話電路采用Philips公司的TEA1098ATV。 TEA1098ATV提供了手柄通話功能、 免提通話功能及DTMF輸入端，內置發送、接收放大電路及自動增益控制(AGC)電路。 TEA1098ATV實現了模擬通話狀態下的語音交互及DTMF發送。本例的可視電話終端還包括切換控制單元，用于在可視通話與普通模擬通話之間轉 換；切換控制單元包括局線切換模塊與音頻輸入輸出切換模塊。局線切換模塊用于切換局線的接入點，控制局線接入調制解調單元或接入模擬電話單 元；本例的可視電話與局線接口的連接方式有兩種， 一種是數字信號經過modem調制后與 電話線接口相連接；另一種是模擬電話信號直接與電話線接口相連接。局線切換模塊(圖 中的切換電路一)決定系統與電話線接口的方式，它是由一個雙刀雙擲繼電器構成。主處 理器的IO 口控制該繼電器來決定電話的通話模式。音頻輸入輸出切換模塊用于切換音頻輸入輸出的接入點，控制音頻輸入輸出設備接入 數字音頻處理單元或接入模擬電話單元。音頻輸入輸出切換模塊就是圖中的切換電路二， 用于配合模擬通話和數字通話之間的切換。該電路中含有三個雙刀雙擲繼電器，它們決定 音頻的輸入及輸出的模式。這三個繼電器分別用于手柄通話模式下的模擬/數字間的切換； 免提通話模式下的模擬/數字間的切換；模擬地/數字地之間的切換。切換電路二中的繼電器 均由主處理器的IO口來控制。本例的可視電話終端還包括輸出接口，用于與外接設備連接。 一般采用主處理器提供 的USB接口。主控制模塊控制調制解調單元、撥號輸入單元、切換控制單元、模擬電話單元和/或 輸出接口的工作。如電話機外接電話線，5伏直流電源后，就可以正常工作，可以與PSTN 網上的任何電話進行普通語音通話，同系列的電話之間可以進行可視通話。本機通過PSTN 網絡傳輸壓縮數字視頻、音頻、數據碼流，對方對接收的數據流解析、處理后，實現可視 電話功能。由于本實施例利用嵌入式處理芯片2440來進行全系統的控制，音視頻的編解碼，從而 實現智能的可視電話。大大簡化了系統結構，同時給上層軟件的定制提供了一個靈活可變 的平臺，從而能在該平臺的基礎上定制各種個:性服務和在線服務，大大增強了系統的新數 據業務的擴展性。綜上所述，本發明使得可視電話硬件結構簡化，體積相比同類型的產品減小，成本大
大降低。用戶撥打可視電話，在原有的普通電話通話費用上不需要增加額外的費用。而且 用戶與電話的交互能力大大提升，使電話終端智能化成為可能，從而能實現諸如可視通 話，模擬通話，在線升級，收發彩信，連線游戲，照相機、日歷、鬧鐘、記事本、大容量 的通訊錄等功能。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都 應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1. 一種可視電話終端，用于實現本地用戶與對端用戶間的信息交互，其特征在于，包括圖像采集單元，用于采集本地用戶的視頻圖像信息；圖像顯示單元，用于在本地顯示通話的對端用戶的視頻圖像信息；調制解調單元，連接公共交換電話網絡PSTN，用于將PSTN輸入的模擬信號轉換為數字信號，或將輸出的數字信號轉換為模擬信號通過PSTN輸出；數字音頻處理單元，用于連接音頻輸入輸出設備，并利用音頻輸入輸出設備實現可視通話；撥號輸入單元，用于通過鍵盤輸入撥號信息；主控處理單元，連接圖像采集單元、圖像顯示單元、調制解調單元、數字音頻處理單元、撥號輸入單元與音頻輸入輸出設備，并控制圖像采集單元、圖像顯示單元、調制解調單元、數字音頻處理單元、撥號輸入單元與音頻輸入輸出設備的數據處理與傳輸；音頻輸入輸出設備，用于輸入或輸出音頻信號，與用戶交互信息。
2、 根據權利要求l所述的可視電話終端，其特征在于，還包括-切換控制單元，用于在可視通話與普通模擬通話之間轉換； 模擬電話單元，用于實現普通模擬通話。
3、 根據權利要求2所述的可視電話終端，其特征在于，所述的切換控制單元包括-局線切換模塊，用于切換局線的接入點，控制局線接入調制解調單元或接入模擬電話早兀；音頻輸入輸出切換模塊，用于切換音頻輸入輸出的接入點，控制音頻輸入輸出設備接 入數字音頻處理單元或接入模擬電話單元。
4、 根據權利要求l所述的可視電話終端，其特征在于，還包括 輸出接口，用于與外接設備連接。
5、 根據權利要求l、 2、 3或4所述的可視電話終端，其特征在于，所述的主控處理單 元采用嵌入式處理器芯片S3C2440A。
6、 根據權利要求l、 2、 3或4所述的可視電話終端，其特征在于，所述的主控處理單 元包括視頻處理模塊，用于將圖像采集單元采集的本地用戶的視頻圖像信息處理后通過調制解調單元轉換后發出；并將調制解調單元轉換后的對端用戶的視頻圖像信息發送至圖像顯示單元；音頻處理模塊，用于將音頻輸入輸出設備輸入的音頻信號處理后發給對端用戶；并將 對端用戶的音頻信號處理后經輸入輸出設備輸出；主控制模塊，控制調制解調單元、撥號輸入單元、切換控制單元、模擬電話單元和/ 或輸出接口的工作。
7、根據權利要求6所述的可視電話終端，其特征在于，所述的主控處理單元采用嵌入 式處理器芯片S3C2440A。
全文摘要
本發明所述的一種可視電話終端通過PSTN網絡傳輸壓縮數字視頻、音頻、數據碼流，對方對接收的數據流解析、處理后，實現可視電話功能。電話機外接電話線，5伏直流電源后，就可以正常工作，可以與PSTN網上的任何電話進行普通語音通話，同系列的電話之間可以進行可視通話。本發明使得可視電話硬件結構簡化，體積相比同類型的產品減小，成本大大降低。提高了電話的交互能力，實現電話終端的智能化與多功能化。
文檔編號H04N7/14GK101212639SQ20061016987
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月29日 優先權日2006年12月29日
發明者孟晶晶, 龐潼川, 昕 王, 王心一, 翟秀梅, 操 許 申請人:愛普拉斯通信技術(北京)有限公司