FR2711874A1

FR2711874A1 - Terminal de télécommunications visuelles et sonores.

Info

Publication number: FR2711874A1
Application number: FR9312823A
Authority: FR
Inventors: Eude Gerard; Bushner Georges
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1995-05-05
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: FR2711874B1

Abstract

L'invention concerne un terminal de télécommunications visuelles et sonores du type visiophone, visioconférence, ou équipement de visioréunion, comprenant: - un ordinateur (10) qui dispose d'un écran de visualisation (11), - un système de prise de son et de restitution de son avec les moyens de codage associés, - un système de prise de vues avec les moyens de codage associés, ce système comprenant au moins une caméra (12) disposée dans un module mobile autour des deux axes X, Y de manière à permettre un réglage d'orientation vers le sujet visé, situé sur l'un des quatre bords utilisables de la coque de l'écran de visualisation, et solidaire de la coque de cet écran; - des moyens de multiplexage des informations audiovisuelles et des données et de transmission de celles-ci, pour la communication avec au moins un terminal de même type par l'intermédiaire d'un réseau de transmission.

Description

TERMINAL DE TELECOMMUNICATIONS VISUELLES ET SONORES
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention conceme un terminal de télécommunications visuelles et sonores du type visiophone, visioconférence, ou équipement de visioréunion.

Etat de la technique antérieure
Dans le cadre d'applications multimédia de télécommunications conversationnelles, où l'image joue un rôle de soutien à un échange interactif, les systèmes concemés sont essentiellement utilisés à des fins professionnelles, pour assurer un travail coopératif.

Pour ces types d'applications, les terminaux, ou visiophones, peuvent être conçus avec des plates-fommes différentes: des stations de travail ou des micro-ordinateurs. Un visiophone permet, pour son utilisateur, de voir l'image animée de son correspondant et d'exécuter simultanément des applications logicielles en mode coopératif. Les progiciels s'exécutent sur les deux visiophones et communiquent au moyen de canaux de transmission de données qui sont ouverts en parallèle avec la transmission audiovisuelle.

Un visiophone permet essentiellement la transmission d'images traitées numériquement (compressées) animes et de son associés sur des circuits numériques. Le réseau NUMERIS, par exemple, qui transmet des débits d'informations multiplexées à deux fois 64 kbitis est le réseau privilégié des applications visiophoniques. Toutefois, pour de telles applications, on peut également utiliser un réseau analogique avec des débits plus faibles.

Afin de respecter une certaine qualité de reproduction de la voix et de l'image, on peut utiliser les nomes de compression d'informations recommandées au INUITS (ex CCITT) ou à l'ETSI (European Telecommunication
Standard Institute). Pour le son par exemple, la nome de codage G 722 permet une bonne reproduction de la voix (bande passante 7 kHz) à laquelle on associe les normes de priseirestitution du son P 34 et P 50 (réduction des effets de larsen et d'écho distant dus au couplage acoustique microphone sur haut parleur) d'autant plus que le son est retardé de quelques centaines de millisecondes pour être en synchronisme avec l'image et la restitution du mouvement des lèvres (le temps de calcul de codage est élevé). Afin de diminuer les effets d'écho entre microphone et haut parleur, on doit ainsi appliquer certaines règles, par exemple ne pas mettre les transducteurs (haut-parleurs, microphone) dans un même module, mais les éloigner.

De plus, la prise de son doit être effectuée suivant certaines règles de l'art propres à un visiophone pour bénéficier de la fonction mains libres, et compte tenu des retards occasionnés par les traitements signaux son et image qui sont différents et qui peuvent atteindre 200 ms et même plus. La position du (ou des) haut-parleurs) et du microphone doit donc obéir à des règles de distances.

Pour la saisie d'images, il n'y a pas de nome à respecter mais plutôt des règles de l'art élémentaires à suivre.

Une demande de brevet français FR-A-2 642 928 décrit ainsi un terminal de communication sonore et visuelle du genre visiophone qui comprend un boîtier, une caméra de prise de vues munie d'une optique, un écran de visualisation, un microphone et un haut-parleur, et une unité centrale comprenant des moyens de codageldécodage d'informations d'images et de son et d'interfaçage en association avec ces éléments pour la communication avec un autre terminal de même type par l'intermédiaire d'un réseau de transmission numérique. II comprend en outre, en combinaison:
- des moyens de réglage d'au moins un paramètre de prise de vues,
- des moyens de commande manuelle aptes à engendrer des informations de commande pour le réglage du ou des paramètres, et
- des moyens de commutation entre un mode de réglage local, dans lequel lesdites informations de commande sont appliquées aux dits moyens de réglage, et un mode de réglage distant, dans lequel lesdites informations de commande sont envoyées au dit autre terminal à travers le réseau numérique en parallèle avec lesdites informations d'images et de son, et dans lequel des informations de commande reçues dudit autre terminal, également à travers le réseau numérique et en parallèle avec les informations d'images et de son, sont appliquées aux dits moyens de réglage.

Ce terminal permet d'effectuer le réglage du ou des paramètres, en temps réel, à partir de l'un ou l'autre des terminaux en communication, au choix des utilisateurs.

Lors de la mise en oeuvre d'un visiophone la saisie d'image, réalisée par la caméra du système de prise de vues, présente un problème lié au positionnement de cette caméra. Celle-ci n'est pas située dans l'axe de visualisation optimal du moniteur de restitution (par exemple écran CRT, écran cristaux liquides). II s'ensuit un effet de parallaxe: en effet l'utilisateur, qui regarde l'écran, est saisi avec les yeux non dirigés vers la caméra.

Plus l'angle entre l'axe de prise de vue et l'axe de visualisation optimal est faible, moins cet effet est accentué. La prise de vues du visiophone, telle qu'elle est réalisée à ce jour par les fabricants de systèmes, est réalisée par un module caméra posé sur l'organe de visualisation (ou collé sur l'un de ses flancs). Mais l'optique est toujours située vers l'extérieur, ce qui augmente la distance à l'écran et amplifie l'effet de parallaxe.

En général, les constructeurs de visiophones ne prennent pas de précautions à ce sujet. Ainsi, dans une publication de l'art antérieur intitulée "Desktop Color motion video and sound", le système de prise de vue (caméra) est disposé sur un flexible indépendant de l'ordinateur.

Mais ce système ne permet ni de coniger l'effet de parallaxe, ni de maîtriser les problèmes liés à la prise de son.

Pour résoudre ce problème de parallaxe, une demande de brevet internationale numéro WO-92/14340 propose, toutefois, un procédé dans lequel on calcule l'écart angulaire entre la direction du regard et l'axe de la carT*fa Les pupilles des deux yeux sont segmentées sur rimage et décalées dans le plan de l'image. Les zones devenues libres sont remplies avec la couleur du gbbe oculaire. Les arêtes vives gênantes éventuelles peuvent être atténuées dans un traitement ultérieur (par exemple au moyen d'un filtre passe-bas).

L'invention a pour objet de proposer une solution simple à mettre en oeuvre permettant de résoudre les deux problèmes définis ci-dessus.

Exposé de l'invention
L'invention propose un terminal de télécommunications visuelles et sonores du type visiophone, visioconférence, ou équipement de visioréunion, comprenant:
- un ordinateur (ordinateur personnel ou station de travail) qui dispose d'un écran de visualisation;
- un système de prise de son et de restitution de son avec les moyens de codage associés;
- un système de prise de vues avec les moyens de codage associés, ce système comprenant au moins une caméra;
- des moyens de multiplexage des informations audiovisuelles et des données, et de transmission de celles-ci; pour la communication avec au moins un terminal de même type par l'intermédiaire d'un réseau de transmission, caractérisé en ce que chaque caméra du système de prise de vues est disposée dans un module mobile autour de deux axes X et Y de manière à permettre un réglage d'orientation vers le sujet visé, situé sur l'un des quatre bords utilisables de la coque de l'écran de visualisation, et solidaire de la coque de cet écran.

Avantageusement le module caméra est intégré dans une coque qui contient des équipements électroniques télécommandés par l'organe de traitement à partir de commandes générées par le boîtier de commande (réglage du son, mise en secret de rorgane de traitement ou de la caméra, commande du zoom, de l'orientation de la caméra...). Avantageusement, le module caméra est déplaçable par l'utilisateur pour être disposé sur le dessus ou sur un côté de l'écran: il peut se fixer ou se coller sur le pourtour de la coque de l'écran.

La solution préconisée par rinvention permet de bénéficier des quelques centimètres du rebord de la coque de l'cran (notamment dans le cas d'un écran à tube cathodique de grande taille) pour y placer l'optique de la caméra et diminuer l'effet de parallaxe. II faut remarquer, à ce propos, que les optiques des caméras actuelles sont relativement miniaturisées, compte tenu de la taille des senseurs CCD utilisés pour la visiophonie.

Contrairement au dispositif de l'art antérieur décrit ci-dessus,
I'invention est avantageuse aussi bien avec des visiophones en situation de face à face, le personnage étant situé près de l'écran, qu'avec des équipements de visioréunion ou visioconférence, plusieurs utilisateurs étant alors situés dans le champ de prise de vues à plus ou moins grande distance de l'écran. La télécommande se fait de la même façon mais par un boîtier infrarouge, si une "souris" n'est pas accessible.

Avantageusement, le système de prise de son comprend un microphone situé dans le boîtier caméra. Le système de restitution de son comprend au moins un haut-parleur indépendant du microphone et situé sur le côté de l'écran de visualisation.

Ainsi, dans l'invention le (ou éventuellement les) haut-parleurs sont situés en des endroits différents de la position du microphone qui avantageusement est placé dans le boîtier de la caméra. De tels positionnements permettent d'obtenir une prise de son optimale et de soulager l'effort de calcul des systèmes d'annulation d'écho acoustique.

Dans un mode de réalisation avantageux, la caméra, le microphone et le (ou les) haut-parleur(s) sont intégrés dans le pourtour de la coque d'un écran d'ordinateur.

Brève descnption des dessins
- La figure 1 illustre schématiquement un visiophone de l'art antérieur,
- la figure 2 illustre schématiquement le visiophone de l'invention,
-la figure 3 illustre comparativement le positionnement du système de prise de vue dans un visiophone de rart antérieur et dans le visiophone de l'invention,
- la figure 4 illustre une variante du visiophone de l'invention.

Exposé détaillé de modes de réalisation
Un visiophone se compose notamment:
- d'un organe de traitement 10, par exemple un microordinateur, qui dispose d'un écran de visualisation 11. Sur cet écran apparaît l'image du correspondant 13 qui peut être visualisée seule ou s'incruster en image de taille variable sur fond, ou en premier plan, de la tache logicielle en oeuvre,
- d'un système de prise de son (microphone) 14 et de restitution de son (haut-parleurs) 15 avec les moyens de codage associés (compression du débit de la voix),
- d'un système de prise de vues et de restitution d'image avec les moyens de codage, de compression et de décodage des informations visuelles, ce système comprenant une caméra 12,
- d'un système d'incrustation éventuel, permettant de juxtaposer ou de mélanger les informations visuelles issues soit du décodeur vidéo, soit du vidéoprocesseur; ce système étant un module standard sur un micro-ordinateur (de type PC, MAC ou autres) ou sur une station de travail,
- de moyens de multiplexage des informations audiovisuelles et des données, et de transmission de celles vers des réseaux publics ou privés.

La caméra 12 n'est jamais située dans l'axe du moniteur de restitution. II s'ensuit un effet de parallaxe. Ce parallaxe peut être du à un décalage vertical si la caméra est située sur le dessus ou sur le dessous de l'écran, ou un décalage horizontal si elle est située sur l'un des côtés de l'écran.

En effet l'utilisateur, qui regarde l'écran, est saisi avec les yeux 18 non dirigés vers la caméra.

Plus l'angle a entre l'axe de prise de vue et raxe de visualisation optimal est faible, moins cet effet est accentué. La prise de vues du visiophone, telle qu'elle est réalisée à ce jour par les fabricants de systèmes, est faite à l'aide d'un module caméra posé sur l'organe de traitement (ou collé sur l'un de ses flancs). Mais l'optique est toujours située vers l'extérieur, ce qui augmente la distance (dol) à l'écran et amplifie l'effet de parallaxe: angle CL de la figure 3.

L'invention permet de bénéficier des quelques centimètres du rebord 16 de la coque de l'écran (notamment dans le cas d'un écran à tube cathodique de grande taille) pour y placer roptique de la caméra et diminuer l'effet de parallaxe. On obtient alors une distance d2 < d1 et donc un angle a2 < ai. La taille d'un écran de visualisation dépend des standards existants (de 14 à 21 pouces...). De plus, les optiques des caméras actuelles sont relativement miniaturisées, compte tenu des senseurs CCD utilisés.

La caméra avec son objectif 17 est disposée sur l'un des quatre bords utilisables de l'écran grâce à un élément support 18, sans être nécessairement centrée (décalage e sur la figure 2): Ainsi, sur la figure 2, la caméra est disposée sur la partie au-dessus de l'écran. Sur la figure 4, elle est disposée sur le côté de l'écran. Elle comprend l'optique et son censeur CCD d'une part, mobile autour de deux axes X, Y, pour bien s'orienter vers le sujet, couvrant le bord de la coque de l'écran et d'autre part le module caméra. Le module optique est raccordé au module caméra qui est fixe par rapport à la coque de l'écran avec lequel il est solidaire. Pour faire du relief, on peut envisager d'utiliser deux caméras
Le module caméra est intégré dans une coque qui contient des équipements électroniques télécommandés par une liaison série, ou autre, par l'organe de commande à partir de commandes générées par le boîtier de commande, par exemple une "souris" (réglage à distance des niveaux de son du
HP, mise en secret du microphone, ou de la caméra par exemple quand on masque l'objectif au moyen d'une tirette, commande du zoom, de l'orientation de la caméra, etc.). Avantageusement le microphone 14 est situé dans le boîtier caméra, et le haut-parleur 15 est indépendant et mobile, par exemple situé sur le côté de l'organe de visualisation (comme représenté sur la figure 2) ou posé sur la table support pour garantir une distance optimale prise-restitution de son.

Dans l'invention, le (ou les) haut-parleur(s) sont situés en des enduits différents de la position du microphone qui est placé dans le corps de la caméra. La distance microphone-haut-parleur est supérieure à une distance minimale, pour éviter les couplages.

Avantageusement, de tels positionnements permettent d'obtenir une prise de son optimale (bonne qualité du son, bande élargie) et de soulager l'effort de calcul des systèmes d'annulation d'écho acoustique.

II faut noter que l'invention peut s'utiliser avec les visiophones en situation de face à face, le personnage est situé près de l'écran, ainsi qu'avec les équipements de visiorêunions ou visioconférences, plusieurs utilisateurs étant alors situés dans le champ de prise de vues, à plus ou moins grande distance de l'écran. La télécommande se fait de la même façon mais par un boîtier infrarouge ou autre, si une "souris" n'est pas accessible: Ce peut être ainsi, comme décrit dans la demande de brevet français FR-A-2 674 716, des moyens de commande disposés sur la partie inteme du combiné téléphonique qui permettent de déplacer à distance un curseur sur l'écran pour désigner une action à accomplir sur un menu et de "cliquet sur une zone, comme on peut le faire avec une "souris".

Claims

REVENDICATIONS

1. Terminal de télécommunications visuelles et sonores du type visiophone, visioconférence, ou équipement de visioréunion, comprenant:

- un ordinateur (10) qui dispose d'un écran de visualisation (11),

- un système de prise de son et de restitution de son avec les moyens de codage associés,

- un système de prise de vues avec les moyens de codage associés, ce système comprenant au moins une caméra (12),

- des moyens de multiplexage des informations audiovisuelles et des données et de transmission de celles-ci, pour la communication avec au moins un terminal de même type par l'intermédiaire d'un réseau de transmission, caractérisé en ce que chaque caméra (12) du système de prise de vues est disposée dans un module mobile autour de deux axes X et Y, de manière à permettre un réglage d'orientation vers le sujet visé, situé sur l'un des quatre bords utilisables de la coque de l'écran de visualisation (11), et solidaire de la coque de cet écran.

2. Terminal selon la revendication 1, caractérise en ce que le module caméra est intégré dans une coque qui contient des équipements électroniques télécommandés par l'organe de traitement à partir de commandes générées par le boîtier de commande.

3. Terminal selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que le module caméra est déplaçable et peut être fixé ou collé sur le pourtour de la coque de l'écran.

4. Terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de prise de son comprend un microphone (14) situé dans le module caméra.

5. Terminal selon la revendication 4, caractérise en ce que le système de restitution de son comprend au moins un haut-parleur (15) indépendant du module microphone.

6. Terminal selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque haut-parleur (15) est situé sur le côté de l'écran de visualisation.

7. Terminal selon rune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la caméra, le microphone et le (ou les) haut-parleur(s) est (sont) intégré(s) dans le pourtour de la coque de l'écran de l'ordinateur.