利用电视电话的计算机教室系统 【技术领域】
本发明涉及利用电视电话的计算机教室系统。
背景技术
以前，提出了用一般的电话线路连接讲师侧的计算机和学生侧的计算机，通过在双方的计算机画面上显示相互画面而共享画面的同时，利用电视电话进行计算机操作的授课的计算机在线教室系统。
但是，该系统中存在以下问题：若操作中计算机停机则电话线路切断，导致其后不能与讲师通话，无法进行计算机的授课。另外，计算机停机时，要再启动计算机与讲师侧的计算机进行重新连接，只好从最初重新开始授课，浪费了之前的授课内容和授课时间。
本发明是为了解决相关问题而提出地，其目的在于提供：通过将计算机与电视电话的通信机能分开进行连接，即使授课中计算机停机时，其后也可利用电视电话机能继续授课的利用电视电话的计算机教室系统。
【发明内容】
本发明的利用电视电话的计算机教室系统，是讲授计算机操作的讲义的讲师侧装置和听讲计算机操作的学生侧装置通过各种通信线路双向连接的系统，其特征在于，上述讲师侧装置包括：讲义用的计算机；拍摄讲师的图象和键盘的图象的拍摄单元；输入讲师的声音的声音输入单元；根据需要混合或切换从上述计算机加载的图象信息和上述拍摄单元拍摄的图象信息的混合切换单元；多路复用根据需要由该混合切换单元混合或切换的图象信息及上述声音输入单元输入的声音信息并向上述学生侧装置发送的发送单元；显示从上述学生侧装置发送来的图象信息的显示单元；输出从上述学生侧装置发送来的声音信息的声音输出单元。上述学生侧装置包括：听讲用的计算机；拍摄学生的图象和键盘的图象的拍摄单元；输入学生的声音的声音输入单元；多路复用从上述计算机加载的图象信息或上述拍摄单元拍摄的图象信息和上述声音输入单元输入的声音信息并向上述讲师侧装置发送的发送单元；显示上述讲师侧装置发送来的图象信息的显示单元；输出上述讲师侧装置发送来的声音信息的声音输出单元。另外，从计算机加载的图象信息除了画面信息以外，还包含计算机存储的教材数据和从外部存储媒体读入的教材数据等。而且，根据本发明的利用电视电话的计算机教室系统，即使学生侧的计算机或讲师侧的计算机停机的场合也可继续通过发送单元学习。
根据上述特征的本发明，学生在观看学生侧装置的显示单元上显示的讲师侧的计算机图象或键盘图象的同时，根据声音输出单元输出的教师的声音，学习自己的计算机的操作方法。另外，由于从计算机加载的图象信息除了画面信息以外，还包含计算机存储的教材数据和从外部存储媒体读入的教材数据，因而，学生在观看这些教材的同时，可以学习关于计算机的更具体的操作方法。
另外，在该听讲途中，即使在学生侧的计算机例如停机的场合，由于学生侧的拍摄装置和声音输入单元及显示单元等电视电话机能的部分可有效动作，因而，利用该电视电话机能与讲师侧通过图象及声音进行通信，从停机的计算机启动后，可以继续后续的授课。即，即使计算机停机，由于与讲师侧的通信线路未切断，因而，学生即使是初学者也不会紧张，可以根据讲师的指示继续听课。同样，讲师侧的计算机即使停机时，由于讲师侧的拍摄装置和声音输入单元及显示单元等电视电话机能的部分可有效动作，因而，利用该电视电话机能与学生侧通过图象及声音进行通信，可以继续后续的授课。另外，从讲师侧向学生侧发送的声音信息，及从学生侧向讲师侧发送的声音信息中也包含声音等的声音(音响)信息。
另外，根据本发明的利用电视电话的计算机教室系统，其特征在于：上述讲师侧装置具备可在从上述计算机加载的图象上执行各种写入的电子黑板，在该电子黑板写入加工的计算机图象信息向上述混合切换单元输出。
根据具有这样的特征的本发明，由于可在从计算机加载的图象上进行各种的写入，因而，可以明确地提供指示，例如在计算机的初始画面上的一个图标上添加圆圈以指示场所，或写入「双击这里」等，使学生不产生输入错误。
另外，根据本发明的利用电视电话的计算机教室系统，其特征在于：上述讲师侧装置和一或多台学生侧装置通过多地点连接装置双向连接，上述多地点连接装置将连接的一或多台学生侧装置和一台讲师侧装置相互连接。
根据具有这样的特征的本发明，由于多个学生可同时听讲一个讲师的讲授，因而可进行一对多的计算机授课。
另外，根据本发明的利用电视电话的计算机教室系统，其特征在于：上述多地点连接装置将从连接的讲师侧装置及各学生侧装置发送来的图象信息在一个画面内分割合成，通过将该合成图象在上述讲师侧装置及上述各学生侧装置的画面上显示，将连接的所有装置的图象信息在一个画面上分割并同时显示。
根据具有这样的特征的本发明，由一个讲师和多个学生组成的组可以在宛如一个教室的气氛中进行计算机授课。
图面的简单说明
图1是本发明的利用电视电话的计算机教室系统的全体结构图。
图2是图1所示利用电视电话的计算机教室系统中的讲师侧装置的概略方框图。
图3是图1所示利用电视电话的计算机教室系统中的学生侧装置的概略方框图。
图4是讲师侧的显示器显示的从学生侧发送来的画面例的说明图。
图5是学生侧的显示器显示的从讲师侧发送来的画面例的说明图。
图6是学生侧的显示器显示的从讲师侧发送来的画面例的说明图。
图7是生成合成图象MCU的一结构例的机能方框图。
图8是分割画面例的说明图。
发明的实施例
以下，参照图面说明本发明的实施例。
图1是本发明的利用电视电话的计算机教室系统的全体结构图。
本发明的利用电视电话的计算机教室系统，由讲授计算机操作的讲义讲师侧装置1和听讲计算机操作的学生侧装置3通过综合数字通信网(ISDN)和因特网等的各种通信线路N双向连接而构成。
讲师侧装置1从外观上包括：讲义用的计算机11(计算机本体11a、11b，显示器11a1，键盘11a2，鼠标11a3)；显示学生侧装置1发送来的各种视频的显示器24；拍摄讲师的容颜等的摄象机15；拍摄讲师操作的键盘和鼠标等的空中摄象机(OHC)16；由麦克风21a及耳机21b组成的头戴式送受话器21；与未图示的终端适配器连接、控制讲师侧装置全体的终端装置(电视电话)20。
学生侧装置3从外观上包括：听讲用的计算机31(计算机本体31a，显示器31a1，键盘31a2，鼠标31a3)；显示讲师侧装置1发送来的各种图象的显示器36；拍摄学生的图象等的摄象机33；麦克风35a及耳机35b组成的头戴式送受话器35；与未图示的终端适配器连接、控制学生侧装置全体的终端装置34。
即，本发明的利用电视电话的计算机教室系统在讲师侧装置1中同时设置讲义用的计算机11(计算机本体11a，显示器11a1，键盘11a2，鼠标11a3)和电视电话用的显示器24及终端装置20等，在学生侧终端装置1中同时设置听讲用的计算机31(计算机本体31a，显示器31a1，键盘31a2，鼠标31a3)和电视电话用的显示器37及终端装置34等，形成系统结构。
图2是图1所示利用电视电话的计算机教室系统中的讲师侧装置1的概略方框图。
讲师侧装置1具备：讲义用的多台计算机(本实施例中2台)11a、11b；切换输出这些计算机11a、11b的图象的显示器切换机12；在显示器切换机12切换的计算机图象上执行各种写入的电子黑板13；将该电子黑板13写入加工的R、G、B的计算机图象信息变换成NTSC方式的电视信号的下行扫描变换器14；拍摄讲师的容颜等的上述摄象机15；拍摄讲师操作的键盘等的上述OHC16；将各种计算机教材数据以音频和视频存储的视频CD(VCD)17；选择这些摄象机15、OHC16及VCD17中任一图象(视频)输出的选择器18；混合从上述下行扫描变换器14以NTSC方式的电视信号输出的计算机图象信息和由上述选择器18选择的图象信息的视频混频器19；将来自该视频混频器19的信号经由终端适配器(TA)25与多地点连接装置(MCU)26连接的上述终端装置20；处理从学生侧装置3发送来的图象信息的图象处理部23；显示图象处理部23处理的图象的显示器24。另外，终端适配器(TA)25与计算机11a、11b和因特网27连接。即，终端适配器(TA)25控制2个连接通路：连接电视电话即终端装置20和多地点连接装置(MCU)26的通路，和，连接计算机11a、11b和因特网27的通路。
另外，还具备：混合来自计算机11a、11b的音响信息或来自VCO17的音响信息，及头戴式送受话器21的麦克风21a(参照图1)输入的讲师的声音信息并从终端装置20向学生侧装置3输出的同时，将学生侧装置3发送来的学生的声音信息经由终端装置20向头戴式送受话器21的耳机21b(参照图1)输出的音频混频器22；显示学生侧装置3发送来的图象信息的上述显示器24。另外，下行扫描变换器14的输出(该输出为R、G、B的输出)也向使用中的计算机(例如11a)的显示器11a1输出，在计算机11a的显示器11a1上可确认通过电子黑板13写入加工的计算机图象。
另外，图2中，省略了与计算机本体11a、11b连接的键盘和鼠标的图示。图2中，用一台选择器18选择摄象机15、OHC16及VCD17任一项来输入视频混频器19，也可以分别为摄象机15、OHC16及VCD17设置选择器，以输入视频混频器19，从而，可以生成各种组合(例如，摄象机15的图象和OHC16的图象和下行扫描变换器14的图象的组合)的合成图象。
另外，图2中的细实线所示信号线是NTSC方式的信号线，空心箭头所示信号线是R、G、B的信号线，虚线所示信号线是音频信号线，点划线所示信号线是连接计算机本体11a、11b和TA25的串行电缆，粗实线所示信号线是ISDN线路。
图3是图1所示利用电视电话的计算机教室系统中的学生侧装置3的概略方框图。
学生侧装置3具备：听讲操作的上述计算机31的计算机本体31a；将来自该计算机本体31a的R、G、B的计算机图象信息变换成NTSC方式的电视信号的下行扫描变换器32；拍摄学生的图象等的上述摄象机33；将来自下行扫描变换器32的计算机图象信息或摄象机3 3拍摄的学生的图象信息经由终端适配器(TA)38向多地点连接装置(MCU)26输出的上述终端装置34；处理讲师侧装置1发送来的图象信息的图象处理部36；显示由图象处理部36处理的图象的显示器37。另外，终端适配器(TA)38与计算机本体31a和因特网27连接。即，终端适配器(TA)38控制2个连接通路：连接电视电话即终端装置34和多地点连接装置(MCU)26的通路，和，连接计算机本体31a和因特网27的通路。
另外，终端装置34与上述头戴式送受话器35双向连接的同时，与显示讲师侧装置1发送来的图象信息的上述显示器36连接。另外，下行扫描变换器32的输出也输出到使用中的计算机31的显示器31a1。
图3中，省略了与计算机本体31a连接的键盘和鼠标的图示。
另外，图3中的细实线所示信号线是NTSC方式的信号线，空心箭头所示信号线是R、G、B的信号线，虚线所示信号线是音频信号线，点划线所示信号线是连接计算机本体31a和TA38的串行电缆，粗实线所示信号线是ISDN线路。
上述构成中，在讲师侧装置1中准备多台计算机(计算机本体11a、11b)是为了可以与学生的所有计算机(计算机本体31a)的动作环境对应，选择讲义用的计算机。例如，在讲师侧装置1中准备安装Windows98(注册商标)作为操作系统(OS)的计算机(例如，计算机本体11a)和安装WindowsNT(注册商标)作为操作系统(OS)的计算机(例如，计算机本体11b)，学生侧的计算机的动作环境为例如Windows98(注册商标)的场合，将显示器切换机12切换到计算机本体11a进行讲义。这样的切换操作由讲师操作未图示的遥控器等进行。另外，除了象这样配合学生的动作环境来切换计算机的情况以外，也可设定2台计算机本体11a、11b在相同动作环境下动作，例如，当一台计算机本体11a停机时，通过即时切换到另一台计算机本体11b侧，可以调整使用环境，继续进行讲义。
根据上述构成，讲师和学生相互通过头戴式送受话器21，35进行声音通话，讲师在观看显示器24上显示的学生侧的计算机图象的同时，可以实时确认学生的操作状况，进行计算机的讲义。另一方面，学生可以观看显示器37上显示的讲师侧的计算机图象和与该计算机图象重复显示的、拍摄了讲师的输入操作的键盘图象等，同时模拟讲师的键盘操作来学习计算机操作。另外，由于在学生侧的显示器37上显示的计算机图象上，也可显示讲师根据需要使用电子黑板13写入的信息等，因而学生可根据该显示的内容来进行自身计算机的操作。从而，可以将学生的输入错误抑制到最小限度。
而且，从讲师侧装置1向学生侧装置3发送的图象信息除了这样的计算机图象和计算机画面以外，还可包括各种图象，例如，讲义用的计算机11(11a、11b)存储的教材数据和从CD-ROM、MO等的外部存储媒体读入的教材数据，MPEG形式的视频文件的再现图象和幻灯片文件的再现图象甚至因特网连接画面等，这些图象作为运动图象和静止图象显示在学生侧的显示器37上。
接着，说明本发明的利用电视电话的计算机教室系统的授课的具体例。
图4是讲师侧的显示器24上显示的从学生侧发送来的画面例，表示在学生侧的计算机31的显示器31a1上显示初始画面的状态。
另一方面，图5是学生侧的显示器37显示的从讲师侧发送来的画面例，用于讲授从该初始画面与因特网连接的操作。该图5所示画面例在讲师侧装置1中如下生成。
即，讲师将显示器切换机12切换到例如授课用的计算机本体11a侧(通过未图示的遥控器等切换)，将计算机本体11a显示的初始画面(与学生侧的初始画面相同的画面)向电子黑板13输出，在该电子黑板上，用圆圈圈住记载为「与因特网连接」的图标51，在旁边写入「双击」后，由下行扫描变换器14变换成NTSC方式的视频信号，并输入视频混频器19。另一方面，讲师操作选择器18(通过未图示的遥控器等操作)，将拍摄讲师自身的摄象机15的拍摄图象向视频混频器19输入。从而，在视频混频器19中，将摄象机15拍摄的讲师的图象合成到通过电子黑板13写入后的视频信息中，作为图5所示的图象信息，从终端装置20经由TA25、MCU26向学生侧装置1发送。从而，学生从自己的计算机31的显示器31a1显示的初始画面中选择与显示器37显示的圆圈圈住的图标51相同的图标，移动光标至带图标并通过鼠标31a3等双击，可以进行与因特网的连接。
另一方面，图6是学生侧的显示器37显示的从讲师侧发送来的画面例，用于讲授采用例如Word等的字处理软件作成文本的操作。该图6所示画面例在讲师侧装置1中如下生成。
即，讲师将显示器切换机12切换到例如授课用的计算机本体11a侧(通过未图示的遥控器等切换)，启动计算机本体11a的字处理软件，显示文本输入画面。然后，根据例如VCD17提供的字处理教材向该文本输入画面输入文本，将该输入文本向电子黑板13输出。接着，在该电子黑板中，在输入文本中写入「这里换行」后，通过下行扫描变换器14变换成NTSC方式的视频信号，并输入视频混频器19。另一方面，讲师操作选择器18(未图示的遥控器等操作)，将OHC16的拍摄图象即讲师的键盘操作图象输入视频混频器19。从而，在视频混频器19中，将OHC16拍摄的讲师的键盘操作图象合成到通过电子黑板13写入后的视频信息(文本输入画面)，作为图6所示的图象信息，从终端装置20经由TA25、MCU26向学生侧装置1发送。从而，学生在观看显示器31a1显示的讲师的键盘操作图象的同时，将与显示器31a1显示的相同文本通过自己的计算机31的键盘31a2输入。
这样，即使在用讲师侧装置1和学生侧装置3通过画面授课期间，讲师和学生也可以相互通过头戴式送受话器21、35进行声音会话(授课)。
上述结构的利用电视电话的计算机教室系统的最大的特征是各个计算机11、31的图象信息不通过ISDN线路直接收发。即，各计算机11、31的图象信息通过下行扫描变换器14、32加载到各终端装置20、34，利用该终端装置20、34的电视电话机能，向对方发送。
因此，即使例如学生侧的计算机31停机导致计算机31的图象信息不能发送到讲师侧装置1的场合，由于可以确保电视电话的通信，因而讲师侧装置1和学生侧装置3也可通过电视电话会话和收发用摄象机拍摄的视频。因此，具有在恢复停机的计算机31时的操作也可采用本发明的计算机教室系统进行讲授的优点。另外，同样，即使讲师侧的计算机11停机的场合，由于可确保电视电话的通信，因而讲师通过电视电话进行会话和向学生侧装置3发送摄象机拍摄的视频，可以继续讲授。
另外，上述实施例中，如图1所示，仅仅设置一个选择器18，通过该选择器18选择摄象机15、OHC16及VCD17中任一个图象(视频)输出，但是，该选择器18的个数不限定一个，也可设置多个。另外，随着选择器18的增加，根据需要也可设置多个摄象机15和OHC16和VCD17。通过这些选择器来多重分配并切换来自各个设备的信号，可进行各种信号的组合并向视频混频器19输出。另外，下行扫描变换器14和视频混频器19之间也可以设置一或多个选择器，从而，在视频混频器19中可进行更多的各种信号的组合。
另外，上述实施例中，为了简化说明，采用一台讲师侧装置1和一台学生侧装置3通过MCU26连接的构成，但是，根据MCU26的机能，通过将一台讲师侧装置1和多台(例如3台)学生侧装置3、3、3和相互连接，可以以一对多(1对3)的形式进行计算机授课。该场合，MCU26将连接的讲师侧装置1及各学生侧装置3、3、3发送来的图象信息在一个画面内分割并合成，将该合成图象在讲师侧装置1及各学生侧装置3、3、3的显示器画面上显示，从而，将连接的所有装置的图象信息在一个画面上分割并同时显示。
生成这样的合成图象的MCU26可以利用例如特开平11-220707号公报所述的中心装置的结构。
即，如图7所示，具备：将来自讲师侧装置1的图象信息(视频信号)及来自各学生侧装置3、3、3的图象信息(视频信号)分别以一个画面(即以帧单位)写入的帧存储器51、52、53、54；将从该帧存储器51、52、53、54读出的视频信号以一个水平扫描单位写入的缓冲存储器55、56、57、58；将各缓冲存储器55、56、57、58中写入的一个水平扫描线单位的视频信号适当读出、生成一个画面的图象数据(合成视频信号)并存储的图象存储器59；控制这些帧存储器51、52、53、54、缓冲存储器55、56、57、58及图象存储器59的存储器控制部60；检测来自讲师侧装置1的声音信号及来自各学生侧装置3、3、3的声音信号的声音信号检测部61。
这里，说明将一个画面均等分割成4份，生成合成视频信号的处理。
讲师的视频信号S1及各学生侧终端3、3...发送来的各学生(甲，乙，丙)的视频信号S2、S3、S4分别以帧单位写入各帧存储器51、52、53、54中，写入一帧后，向后续的各缓冲存储器55、56、57、58输出。读出的视频信号S1、S2、S3、S4以一个水平扫描线单位写入各缓冲存储器55、56、57、58中。
即，存储器控制部60生成与水平同步信号同步的时钟CK，根据该时钟CK控制对各帧存储器51、52、53、54及各缓冲存储器55、56、57、58进行的视频信号的写入。该场合，向各缓冲存储器55、56、57、58进行的各视频信号S1、S2、S3、S4的写入，以每两根水平扫描线进行一根的比例执行。即，将垂直方向的数据量减小1/2。
另一方面，存储器控制部60将这样写入各缓冲存储器55、56、57、58的一个水平扫描线的视频信号S11、S21、S31、S41根据2倍的时钟CK压缩成1/2并读出，写入图象存储器19。该场合的各视频信号S11、S21、S31、S41的读出是，交互读出最初写入缓冲存储器55的视频信号S11和写入缓冲存储器56的视频信号S21，并交互读出其后写入缓冲存储器57的视频信号S31和写入缓冲存储器58的视频信号S41。
结果，若依次读出该图象存储器59中写入的一个画面的图象数据(合成视频信号)并向各装置1、3、3、3发送，则在各装置1、3、3、3中以图8所示4分割的状态同时显示讲师及学生的视频。
另外，在一台讲师侧装置1和3台学生侧装置3、3、3相互连接的1对3的计算机授课中，MCU26也可以在连接的讲师侧装置1及各学生侧装置3、3、3的各显示器24、37中仅仅选择一个人的视频进行显示。例如，可以在所有显示器24、37中显示当前说话人的视频，或在各学生侧装置3、3、3的显示器37中仅仅显示讲师的视频，或在讲师侧装置1的显示器24中仅仅显示讲师选择的一个学生的视频。另外，讲师侧装置1的显示器24中可以显示3个学生的视频，也可以显示讲师选择的2个学生的视频。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种利用电视电话的计算机教室系统，上述系统是讲授计算机操作的讲义的讲师侧装置和听讲计算机操作的学生侧装置通过各种通信线路双向连接的系统，其特征在于，
上述讲师侧装置包括：讲义用的计算机；拍摄讲师的图象和键盘的图象的拍摄单元；输入讲师的声音的声音输入单元；根据需要混合或切换从上述计算机加载的图象信息和上述拍摄单元拍摄的图象信息的混合切换单元；多路复用根据需要由该混合切换单元混合或切换的图象信息及上述声音输入单元输入的声音信息并向上述学生侧装置发送的发送单元；显示从上述学生侧装置发送来的图象信息的显示单元；输出从上述学生侧装置发送来的声音信息的声音输出单元，
上述学生侧装置包括：听讲用的计算机；拍摄学生的图象和键盘的图象的拍摄单元；输入学生的声音的声音输入单元；多路复用从上述计算机加载的图象信息或上述拍摄单元拍摄的图象信息和上述声音输入单元输入的声音信息并向上述讲师侧装置发送的发送单元；显示上述讲师侧装置发送来的图象信息的显示单元；输出上述讲师侧装置发送来的声音信息的声音输出单元，
上述图象信息或声音信息经由上述发送单元分别加载到控制上述讲师侧装置的讲师侧终端装置和控制上述学生侧装置的学生侧终端装置，同时从各终端装置向对方发送，
学生在观看上述学生侧装置的显示单元上显示的讲师侧的计算机图象或键盘图象的同时，根据上述声音输出单元输出的教师的声音，学习自己的计算机的操作方法。
2.权利要求1所述的利用电视电话的计算机教室系统，其特征在于：
从上述计算机加载的图象信息除了画面信息以外，还包含计算机存储的教材数据和从外部存储媒体读入的教材数据。
3.(册除)
4.(修改后)权利要求1或权利要求2所述的利用电视电话的计算机教室系统，其特征在于：
上述讲师侧装置具备可在从上述计算机加载的图象上执行各种写入的电子黑板，在该电子黑板写入加工的计算机图象信息向上述混合切换单元输出。
5.(修改后)权利要求1、2或4任一项所述的利用电视电话的计算机教室系统，其特征在于：
上述讲师侧装置和一或多台学生侧装置通过多地点连接装置双向连接，上述多地点连接装置将连接的一或多台学生侧装置和一台讲师侧装置相互连接。
6.权利要求5所述的利用电视电话的计算机教室系统，其特征在于：
上述多地点连接装置将从连接的讲师侧装置及各学生侧装置发送来的图象信息在一个画面内分割合成，通过将该合成图象在上述讲师侧装置及上述各学生侧装置的画面上显示，将连接的所有装置的图象信息在一个画面上分割并同时显示。