传输图象的通信系统 根据权利要求1的前序部分所述，本发明涉及一种传输图象的通信系统。
在具有一消息源和一消息接收库之间有一消息传输链路的通信系统中，为了消息处理和传输需要使用发送和接收装置。由消息源所产生的消息从发送装置经一通信信道传输给接收装置，随后此接收装置把接收的消息传送给消息接收库。在此，这个消息的处理和传输可以在一优先的方向或在两个方向(双工通信)进行传输。
“消息”在这里是个高层的概念，既表示所含内容(信息)也代表物理的意义(信号)。虽然一个消息所含内容相同—即相同信息—但可以出现不同的信号形式。例如有关一个物体的消息可以
(1)用一图象的形式，
(2)作好用语言表达的语句，
(3)作为书写出的语句，
(4)作为译码的语句或图象进行传输。其中传输形式(1)…(3)，一般是以连续(模拟地)信号为特征的，而传输形式(4)通常形成非连续信号(例如，脉冲、数字信号)。
本发明优先涉及的是可视消息(例如，图象、人物拍照(视频图象)、草图、文字序列等)的传输和作为补充涉及的是可视和声音消息的组合传输(例如图象/声音传输等)，其中各有关信号形式一般由连续的和不连续的信号混合组成。依据作为本发明基础的消息类型，上面所定义的消息传输系统(通信系统或电信装置)为实现“发送”和“接收”功能各需要按消息类型专用的电信装置。此外，最后使用何种电信装置的问题，还取决于在消息传输系统中采用何种通信信道。对于本发明通信信道只处于次要地位，因为本发明的原理可以应用于有线和/或无线电信信道。
就已谈及的通信系统中的传输方向而言，在本发明的叙述中，优先涉及单方向消息传输。然而，这并不意味着本发明不能用于双工通信。
根据上面的定义，图象的传输可分为活动图象和单个图象的传输。应用最广的图象传输是电视技术，其中单个图象和活动图象都可以经有线或无线的通信信道进行传输。以此为出发点，在70年代就已提出研制可视电话的首批设想，将图象经所用电话网由一发送器(A用户)传输给一接收器(B用户)。第一批可视电话主要由三个单独的设备单元组成，即由一个电话机，一个摄象机和一个监视器组成。随着微电子技术和通信传输技术的创造性发展，现在已有集成在一起的可视电话，这样的电话把上述单独的设备单元组合在一个单个的电话机内。这种按照视频通信的CCITT标准H.261，从活动图象传输的角度来看，以双工通信工作的图象电话的发展近年来占据了突出的地位。现已公开的能说明此发展趋势的专利申请例如有EP-A1-0506544，EP-A2-0523618，EP-A2-0524623和EP-A2-0523617。然而实施这些活动图象电话，除图象传输很慢、昂贵和不可移动的缺点外还有因所用标准的不兼容性限制推广应用的缺点，因为电话装置和视频装置不可分开地结合在一个设备中，并且这样的视频电信只能在这样一些通信用户中进行，这些用户有相同的视频电话机或可视电话机。这种情况一在这类固定的传输结构中—可能尤其是导致对传输系统如ISDN系统的某些限制。
本发明的任务在于建立一种传输图象、尤其是黑/白单个图象的通信系统，该装置可实现极简单的可普遍使用的传输。
该项任务可从权利要求1总构思中所定义的电信装置出发，用权利要求1所述的各项特征予以解决。
在发送一侧经一个普通摄象机，例如具有广角光学系统和光学取景器，根据要求(例如通过按键或通过遥控)拍摄一图象，例如一黑/白的单个图象并且予以存储。该图象的消息数据(图象信号加图象信息)经适当压缩(例如按照已公开发表的国际专利申请wo 92/17981“图象数据的压缩方法”中所公开的技术方法，如在权利要求和摘要中所述)，并随后用一电信通道专用代码，例如一线路代码，进行编码并间接，例如经一声学耦合器(扬声器)，或直接，例如经一电学连接(TAE-插塞连接或调制解调器)传输给一电信网(例如有线或无线的电话网)，优先为单项传输。
在接收一侧，这些图象数据—与发送一侧的过程相对应—直接(TAE-插塞连接或调制解调器)或间接(声学耦合器或光耦合器)进行接收。在解压缩和译码之后这些图象数据被存储在一屏幕显示存储器中，并经一屏幕显示控制器控制在屏幕上例如在一LCD屏幕上予以显示。
发送装置和接收装置都可以制成结构紧凑的一按快速图象传输与简单的电路技术和程序技术相结合的要求一可移动的和不受电信通道限制的结构，如果优先经一简单的声学耦合器或调制解调器，例如以1kbit/s传输速率传输一具有100×100象素和16灰度级别的黑/白单个图象。
在从权利要求中给出了其它良好的改进结构。
用权利要求9和10所述改进结构实现了快速图象显示。尤其是用权利要求10所述改进结构，可以仅在四分之一的传输时间之后显示一完整的图象，不过仅有两个亮度值。
用权利要求11所述的改进结构，可以首先实现传输图象中部的通常最重要的信息。如果图象的构成持续总共有数秒，那么在这种传输方式下，图象消息的接收器(B用户)就不必长时间等待主要的图象内容。
根据权利要求12，检错码的传输能起到良好的作用，使个别的传输错误几乎不产生干扰。这样，例如在本发明相应的改进结构中，在接收一侧，对每个错误传输的象点可显示相邻象点的平均值。
根据权利要求13，通过在相邻象点或象点组的一个套入一个的或按时间错开的象点可以使可能出现的一些传输错误表现不再那么明显，这些错误通常可能破坏许多象点，因为，如果在受破坏的象点之间总是重新又加入正确传输的象点，那么以这种方法校正错误，错误的可见度就能明显减少。
根据权利要求14，传输速度与电信信道性能质量的匹配，可经一从属于接收装置的信令信道控制。
根据权利要求15，通过应用所存储额定亮度值的对照表，在要传输的图象中所提供的亮度级别与实际亮度级别的最佳对应尤其在这种情况下是可能的，即在对照表中的额定亮度值以亮度范围为基础，此亮度范围是用10个最亮的和10个最暗的象点的平均亮度求得的，并且此对照表在真正的图象传输前传输。
使用根据权利要求15的改进结构，可以提高图象消息的对比度。
使用根据权利要求17例如可以拍摄和保存单个图象，直到整个图象被传输。此外，还可以只先拍摄单个图象并在此之后进行传输，另外还有可能在具有相当大的容量的存储器时，在传输之前拍摄许多个图象。
根据权利要求18至23的改进结构涉及有关便于使用操作的一些措施。
依据权利要求24至26的改进结构，接收装置具有信令化控制信号的部件，用这些部件例如可使传输速度与电信信道的性能质量相匹配以及可把发送装置的一个图象传输的结束信令化。
根据权利要求27和28的改进结构涉及对接收装置专用功能的一些考虑，至少部分地使用数据处理装置(个人计算机、笔记本电脑等)。
用权利要求29的结构提供了尤其是把本发明装置应用于房间的监视。
下面借助附图1和2阐述本发明一实施例。
图1示出以发送一侧为主要内容的传输单个图象通信系统的基本结构和
图2示出以接收一侧为主要内容的传输单个图象通信系统的基本结构。
图1示出一发送装置1(发送器)，该发送装置主要包括四组发送部件—一个第一组发送部件10，用于以图象消息的形式记录一发送主题图象，一个第二组发送部件11，用于处理记录的图象消息，一个第三组发送部件12，用于发送图象消息和一个第四组发送部件13，用于对第一至第三组部件10、11、12进行控制和为其供电。这些单独的发送部件10…13组成一功能单元，能够经一电信信道2，例如一电话线路，优先把黑/白单个图象传输给一接收装置3(接收器)。
当然也可以，
a)不传输黑/白单个图象，而在不计较较缓慢地组成图象的情况下也可以传输彩色图象，
b)不传输单个图象，而在不计较较缓慢地组成图象的情况下也可以传输活动图象，和/或
c)不用有线电信信道而用无线电信信道(无线或移动的无线电系统)。
用图2所示说明在这样一种传输图象的通信系统中，接收装置3的组成。
为了以图象消息的形式记录发射主题图象，在第一组发送部件10中安装一图象拍摄装置100，一发送器专用模拟/数字变换器101，一发送器专用存储器102和一发送器专用图象拍摄控制器103。应用图象拍摄装置100首先拍摄要发送的主题图象，该拍摄装置例如由一具有光学系统(如聚焦装置、具有连续变焦距功能的传真电报的镜头等)的摄象机、一光学取景器和一CCD器件组成。发送主题图象的这种获得由图象拍摄控制器103控制，例如经可控调节器如转动摄象机或调整聚焦装置或调整连续变焦距镜头的电动机。其中另一方面图象拍摄控制器103又由一发送器专用中央控制装置130与一键盘131联合进行控制。中央控制装置130和键盘131是第四组发送部件13的组成部分。
但是，上面已述控制也可以选用遥控进行，其中可用一遥控器，例如一使用双音频编码的电话，一无线电话等，经中央控制装置130和图象拍摄控制器103，对上述图象拍摄装置100的部件(例如摄象机、聚焦光学系统、取景器等)进行遥控。在用图象拍摄装置100获得发送主题图象之后，在模/数转换器101中把主题图象转换成数字图象消息，并缓存在存储器102中。图象拍摄控制器103控制模/数变换器101和缓冲存储器102实现模/数变换和缓冲存储。此外，图象拍摄控制器103也控制由存储器102至第二组发送部件11的发送器的内部传输。为了使图象拍摄控制器103也能完成分配给它的这些控制任务，在图象拍摄控制器103和中央控制装置130之间就发送装置1中的控制任务而言，存在着以中央控制装置130为“主”和以图象拍摄控制器103为“从”的主从关系。
中央控制装置130结合键盘131或结合遥控器(图1中用点划箭头表示)控制发送装置1所有功能的运行。为此中央控制装置130优先具有微处理器结构。中只控制装置130和第一至第三组发送部件10、11、12的时钟和电源由发送器专用时钟发生器132及一发送器专用蓄电池133提供，如中央控制装置130它们都属于第四组发送部件13，并具有通常结构。中央控制装置130不仅承担图象拍摄控制器103的功能控制，而且还承担第二和第三组发送部件11、12的控制。
第二组发送部件11主要包括一数据压缩装置110，一信道编码装置111和一发送器专用数/模转换器112，它们都与中央控制装置130有一删去控制连接。根据第一组发送部件10的图象拍摄控制器103的控制，在存储器102中缓存的数字化的图象消息被输送给数据压缩装置110。在数据压缩装置110中，这个图象消息将按已知方法压缩(例如按照在已发表的题为“压缩图象数据的方法”的国际专利申请WO92/17981中，如在权利要求和摘要中所公开的技术方法)。随后，在信道编码装置111中，同样用已知的方法，将压缩的图象消息编成一信道代码。然后，在数/模转换器112中，将该经压缩和信道编码的图象消息变换成一模拟的、可在电信信道2中传输的图象消息。
在第三组发送部件12中，删去此模拟图象消息或者经电学发送器专用的连接装置121，或者经声学发送器专用的耦合装置122，向接收装置3传输之前先经发送放大器120将该模拟图象消息予以放大。在图1中，这两种可采用的传输措施原理上用一虚线画出的开关表示。在电学连接的情况下，发送装置1可直接经连接装置121与电信信道2连接，而在声学耦合的情况下就不能直接连接。
在直接电学连接的情况下，连接装置121—例如使用电话线作为电信信道—优先用TAE连接单元或用调制解调器构成。
在发送装置1与电信信道2之间使用声学耦合的情况下，需要一建立声学耦合的附属装置(在图1中未示出)。为此，由电话线路构成电信信道2的情况下，优先使用一常规电话机(A用户电话机)，该电话机一方面具有与电信信道2的连接，另一方面经手持送话器或免提送话器建立与发送装置1的声学耦合装置122的声学耦合。在此种声学耦合的方式下，发送装置1的声学耦合装置122优先具有扬声器结构。
中央控制装置103的遥控，并且从而，在发送装置1的控制过程中，在适当的电路技术和程序技术的前题条件下，总的发送装置1的遥控也优先由连接装置121实现。
以图1为出发点，图2示出接收装置3的结构，该结构与发送装置1的结构相对应，主要包括四组接收部件，第一组接收部件30，用于接收由图1所示发送装置1发送的模拟图象消息，第二组接收部件31用于处理所接收的图象消息，第三组接收部件32，用于以接收的主题图象的形式显示所接收的图象消息和第四组接收部件33用于对第一至第三组接收装置30、31、32的控制和供电。这些单独的接收部件30…33组成一功能单元，使由发送装置所描绘的黑/白单个图象可与地点、时间以及电信信道无关地重新复制。
由图1发送装置1发送，经电信信道2传输的模拟图象消息，由第一组接收部件30所接收。为此，接收部件30—就图1发送装置1具有的传输图象消息的几种可能性而言—在电学传输的情况下，具有—与发送器专用连接装置121相对应的接收器专用输入连接装置300，和在声学耦合的情况下，具有一与发送器专用声学耦合装置122相对应的接收器专用声学耦合装置301。
与发送侧把模拟图象消息耦合输入电信信道2相对应，在接收侧实现模拟图象消息由电信信道2的耦合输出。在电学传输的情况下，输入连接装置300一与连接装置121相对应—直接与电信信道2连接，而对于声学输出耦合的情况，在电信信道2与声学耦合装置301之间则也需要一与电信信道2相匹配的附加装置，例如在使用电话线路的情况下，需要一电话机(B用户电话机)。
借助B用户电话机经电话线路2与A用户电话机的连接，在接收侧声学耦合输入的模拟图象消息将传输给B用户电话机手持机的听筒或电话机的扬声器。如果此时声学耦合装置301按照声学耦合的要求，或者与听筒连接或者与扬声器连接，那么，借此由发送装置1所传输的模拟图象消息就可以由接收装置3所接收。
这种间接或直接接收到的模拟图象消息，将随后输送给接收部件30的一接收放大器302。图象消息经放大之后将在接收器内部传送给第二组接收器部件31。此第二组接收部件31主要由一接收器专用模/数转换器310，一信道译码装置311和一数据解压装置312组成，它们按所述的先后顺序连接在一起。并且全部由第四组接收部件33的接收器专用中央控制装置330控制。中央控制装置330与接收器专用键盘331相结合，负责控制接收装置3中所有功能的运行，并且优先由微处理器所组成。而接收器专用中央控制装置330也可以象发送器专用中央控制装置130一样，经输入连接装置300遥控(图2中用点划线箭头示出)。除中央控制装置330外，接收部件33另外还装有一接收器专用时钟发生器332和一接收器专用蓄电池333用于为接收装置3提供时钟脉冲和电源。
在模/数转换器中，模拟图象消息被转换成数字图象消息。为了能显示在此数字图象消息中所含的图象信息，必须将其重新译码和解压缩。这些是在中央控制装置330的绝对控制之下，在信道译码装置311和数据解压缩装置312中实现的。中央控制装置330也负责使由第二组接收部件31的数据解压缩装置312所得到的最后解压缩的数字图象信息，传送给第三组接收部件32，用于以接收主题图象的形式显示所接收的数字图象消息。
第三组接收部件32主要包括一接收器专用存储器320，一接收器专用数/模转换器321、一图象屏幕322和一图象屏幕控制器323。数字图象消息由数据解压缩装置312转交到第三组接收部件32，由中央控制装置330事先通知图象屏幕控制器323。于是图象屏幕控制器323启动和控制数字图象消息在存储器320中的缓冲存储。依据缓存的图象消息是应该在接收器内部图象屏幕322上显示还是应该在外部显示装置上显示，缓存的图象消息在接收器内部显示的情况下，传送给数/模转换器321或者在外部显示的情况下，传送给输出连接装置324。
在接收器内部进行显示的情况下，缓存的图象消息在数/模转换器321中重又转换成一模拟图象消息。这个模拟图象消息包含一接收主题图象，该图象最后将在图象屏蔽322上显示。在此，数/模转换和接收主题图象的显示还是由图象屏幕控制器323控制。在成像控制器323和中央控制装置330之间，就接收装置3中的控制任务而言—与图1的发送装置1的情况相同—也存在主从关系，中央控制装置330作为“主”和成像控制器323作为“从”。
在外部进行显示的情况下，在存储器320缓存的图象消息不经转换，通过输出连接装置324转送给外部显示装置(图2中未显出)。关于外部显示装置可涉及例如—个人计算机或一Laptop(笔记本电脑)，这些经作为并行或串行接口的输出连接装置324与接收装置3连接。
为了能通知发送装置1的使用人员关于所传输图象消息的完满接收，在接收装置3中设置—第五组接收部件34用于信令目的。为此，接收部件34与中央控制装置330和键盘331连接。这个信令在接收部件34中优先用伴音传送来实现；所以，此装置—按下述先后顺序连接—具有一音频信号发生器340，一放大器341和一扬声器342，用于把声频信号经声学耦合进入电信信道2。代替声学耦合，也可在接收部件34和电信信道2之间，为馈入声频信号使用直接的电学馈入信号，例如经连接装置300。为此，必须将这个装置设计成双向传输。
上述传输图象通信系统的控制通常由通信用户(A用户、B用户)之间的语言通信来进行。但是，其它方案也是可能的，如通信系统由接收装置3控制。这种类型的控制可以通过输入若干双音频信号或敲击一信息键实现。如果在此仅需要建立一图象通信，那么图象接收装置的呼叫者可通过输入一代码数字来参加使用。这个原理已应用于呼叫应答器的小型呼叫功能中。由接收装置出发可以启动发送装置中的图象记录，必要时也可以要求更多的图象。此外也可以实现连续图象传输，其中，例如每2至3秒钟传输一新图象。
以上述实施例为基础可以依据发送装置1和接收装置3移动的适用性区分成下列应用配置：
(1)摄象机和图象显示器固定不动，
(2)摄象机固定不动和图象显示器可移动，
(3)摄象机可移动和图象显示器固定不动，
(4)摄象机和图象显示器都可移动。
上述应用配置例如可以用于监控目的(看护婴儿的功能、对需管护人员的监视、楼房安全保卫、交通监控、加油站监管等)。
此外，这些应用配置也可用于可视信息的目标明确的传输(例如在私人或商业领域中对服务项目的支持、记录保险损伤、向警察警备部队传送侦查图象、在讨论主要决定时(例如购买或查看房屋)，桌面出版应用中的制版等)。
最后，还有可能借助发送装置1与接收装置3的直接配合，把上述应用配置用于“运动眼”原理。