DE20019297U1 - Drahtloser intelligenter Bild-, Ton- und Datenempfänger eines Hauptrechners - Google Patents
Drahtloser intelligenter Bild-, Ton- und Datenempfänger eines HauptrechnersInfo
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Description
LOGITECH, INC. Anwaltsakte: 25750
Deutsche Gebrauchsmusteranmeldung 200 19 297.3
DRAHTLOSER INTELLIGENTER BILD-, TON- UND DATENEMPFÄNGER
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft digitale Abbildungsvorrichtungen und insbesondere drahtlose Videokameras in Dialogverkehr mit einem Hauptrechner.
Die Fortschritte in der Telekommunikationsindustrie konzentrieren sich einerseits auf die Fähigkeit, sowohl Stand- als auch Videodigitalbilder aufzunehmen und zu speichern. Andererseits konzentriert sich die Telekommunikationsrevolution auf die allgemeine Steigerung der Verwendbarkeit und der Anzahl von Datenübertragungsvorrichtungen, die in der Lage sind, simultan kombinierte Bild-, Ton- und Datensignale zu senden und zu empfangen. Und noch eine weitere Gruppe von Fortschritten konzentrieren sich auf verschiedene Implementierungen zur drahtlosen Anschlußfähigkeit. Beispielsweise werden digitale Bilder, digitaler Ton und digitale Daten routinemäßig auf einem Computer verarbeitet und über ein Netzwerk oder das Internet übertragen. Videokonferenz ist eine weitere Anwendung, bei der digitale Bilder, digitaler Ton und digitale Daten simultan von einer Station zu einer anderen gesandt und empfangen werden.
Fig. 1 stellt ein generisches drahtloses System des Standes der Technik dar, das für die simultane Übertragung von digitalen Bildern und digitalem Ton von einer Videokamera 10 zu einem Fernsehgerät oder einem VCR (Videorekorder) 12 verwendet wird. In einem solchen System werden die Bilder und der Ton unter Verwendung eines klassischen analogen Basisband-Fernsehsignalstandards, wie z.B. des NTSC- oder PAL-Standards, übertragen. Eine solche Konfiguration ist
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beispielsweise für Sicherheitssysteme üblich. Ein solches System ist im US-Pat. Nr. 5 448 290 gezeigt. Dieses System auf NTSC-Basis ist darauf angewiesen, daß die Kamera oder die Sendevorrichtung die Bildabtastung, die Tonaufzeichnung, die gesamte erforderliche Signalverarbeitung, die Umwandlung in ein Signal im NTSC-Format und die Übertragung des Signals zum Fernsehgerät oder VCR ausführt. Das Fernsehgerät oder der VCR (der Hauptrechner) in einem solchen System muß nicht kundenspezifisch angepaßt werden, um mit dem System zu funktionieren, und ein beliebiges Fernsehgerät oder ein beliebiger VCR funktioniert korrekt, solange die Kamera das korrekte Signal im NTSC-Format zu einem Fernsehgerät- oder VCR-Hauptrechner sendet. Da das PAL/NTSC-Format ein üblicher Standard ist, sind kostengünstige Warenteile erhältlich. Ein NTSC/PAL-Digitalvideocodierer-Kern ist beispielsweise von IBM Microelectronics erhältlich, welcher Digitalkomponenten-Videosignale in ein Standard-Basisbandfernsehsignal mit einem modulierten Farbhilfsträger umwandelt.
Fig. 2 stellt ein generisches digitales drahtgebundenes System des Standes der Technik zum Übertragen von Bildern und Ton von einer Digitalkamera zu einem externen Bus, der mit einem PC-Hauptrechner verbunden ist, dar. In einem solchen System wird durch eine Linse hindurch Licht empfangen und zu einer Matrix, wie z.B. einer Sensormatrix aus CMOS oder ladungsgekoppelten Bauelementen (CCD), geliefert. Die erfaßten Signale werden dann verarbeitet und in eine digitale Form umgewandelt und zu einer Verarbeitungsschaltung weitergeleitet, die die Bilder digital verarbeitet und ein programmierter Prozessor oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, Application Specific Integrated Circuit) sein kann. Die Verarbeitungsschaltung liefert die Bild- und Sprachdaten über einen Bus 22 zu einem Computer 24. Die Kamera 20 in einem solchen System umfaßt sowohl die Linse als auch die Verarbeitungsschaltung. Die Verarbeitung umfaßt die Komprimierung der Videodaten zur Übertragung über die begrenzte Bandbreite des Busses. Zusätzlich zur Komprimierung kann an den Videodaten eine Vorverarbeitung durchgeführt werden, um die Menge der Daten zu begrenzen, die komprimiert werden müssen. Außerdem kann eine gewisse Farbverarbeitung vor der Komprimierung ausgeführt werden, um den Qualitätsverlust zu vermeiden, wenn die Farbverarbeitung im Hauptrechner nach der Komprimierung
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und anschließenden Dekomprimierung ausgeführt wird. Ein Beispiel eines solchen Systems ist die Logitech® QuickCam® Pro Videokamera, die mit einem universellen seriellen Bus (USB) oder einem parallelen Anschluß verbindet.
Drahtgebundene Verbindungen können unter Verwendung einer drahtlosen digitalen Datenübertragung vermieden werden, wenn die Datenflußrate gering ist. Verschiedene Hersteller haben drahtlose Tastaturen und Mäuse und ihre entsprechenden Empfänger auf der Basis von entweder Infrarot- oder Digitalfunktechnologien produziert. Solche Vorrichtungen übertragen jedoch mit Bandbreiten und Datenflußraten, die im Vergleich zu den erforderlichen Datenübertragungsraten für Ton- und Abbildungsperipheriegeräte äußerst gering sind.
Bei einem Versuch, die drahtlose Anschlußfähigkeit im Nahbereich zu vermehren, steht das Bluetooth Technology Konsortium im Prozeß der Entwicklung von Bluetooth, das eine Spezifikation für ein Protokoll für die drahtlose Daten- und Sprachübertragung ist. Insbesondere soll es ein allgemeines Protokoll für Mobiltelefone, Laptopcomputer, PDAs, Faxgeräte, Tastaturen, Joysticks und Kopfhörer sein. Bluetooth arbeitet in einem ISM- (In-Betrieb-Überwachung, In-Service-Monitoring) Radioband mit 2,4 GHz mit einer Bruttodatenflußrate von 1 MB/s. Wenn sie einmal vollständig entwickelt ist, wird die Bluetooth-Spezifikation schließlich auf der Hauptplatine implementiert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung verknüpft einen drahtgebundenen digitalen Bus mit der Bildsendung, um zu ermöglichen, daß mehrere kostengünstige Kameras mit einem Hauptrechner in Dialogverkehr stehen. Dies wird unter Verwendung eines externen Empfängers an einem drahtgebundenen Bus und durch Geben von viel der Verarbeitungsschaltung in den Empfänger anstatt die Kamera ausgeführt. Die Übertragung kann entweder ein NTSC/PAL-Typ einer analogen Übertragung oder ein digitales Übertragungsverfahren sein. Die Kamera kann mit kostengünstigen, leicht erhältlichen NTSC/PAL-, anderen analogen Videokomponenten oder mit leicht erhältlichen digitalen Telefonkomponenten hergestellt werden. Der externe
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Empfänger der vorliegenden Erfindung stellt ein kostengünstiges und erweiterbares Verfahren zum Eingeben von digitalen Bilddaten in einen Personalcomputer (PC) oder einen anderen Hauptrechner bereit.
Die Kamera überträgt zum Empfänger, ohne daß sie die verfügbare Bandbreite des Hauptrechnerbusses berücksichtigen muß. Auf diese Weise tastet die Kamera einfach das Bild ab und überträgt dieses. Die Beseitigung der Signalverarbeitungsschaltung aus der Kamera verringert die Kosten und Größe der Videokameraschaltung. Die Empfängereinheit führt die gesamte erforderliche Datenverarbeitung und -komprimierung zur Anpassung an die verfügbare Bandbreite des Busses, zu dem sie überträgt, aus.
Bei der Kameraübertragung in einem analogen NTSC/PAL-Format kann die Umwandlung in eine digitale Form am Empfänger durchgeführt werden. Oder, da Standard-NTSC/PAL-Teile für digitales Video erhältlich sind, kann die Kamera in digital umwandeln, dann die Standardteile verwenden, um in das NTSC/PAL-Format zum Senden umzuwandeln. Die Empfängereinheit kann dann zur Übertragung über einen digitalen Bus in digital zurückverwandeln. Alternativ kann die Kamera das Bild in ein digitales Format umwandeln und es auch in diesem senden, und benötigt daher nicht die Empfängereinheit zum Umwandeln des gesandten Signals zurück in digital. In den Vereinigten Staaten kann die Übertragung die leistungsarmen Sendebänder verwenden, die unter FCC-Regelungen oberhalb von 900 MHz verfügbar sind. Da Kanäle mit 46 MHz verfügbar sind, können mehrere Kameras parallel mit einem einzelnen Empfänger in Dialogverkehr stehen. Alternativ oder zusätzlich können mehrere Kameras unter Verwendung eines beliebigen Multiplexbetriebs, wie z.B. einer Zeitmultiplextechnik, um eine spezielle Kamera auszuwählen, verbunden sein.
Die Verwendung des Standard-PALVNTSC-Formats ermöglicht eine Netzwerker-0 Weiterungsfähigkeit. Ein Zusammenwirken mit vielen existierenden Anwendungen ist möglich, wie z.B. Decodiergeraten (STBs, Set Top Boxes) für den Kabel- und Satellitenfernsehempfang, Spielstationen und anderen intelligenten Vorrichtungen.
Die Verwendung des Standard-PAL/NTSC-Formats ermöglicht auch eine drahtlose Digitalbildübertragung mit hoher Qualität im Vergleich zu den verlustbehafteten Komprimierungsverfahren, die häufig für digitale Übertragungen verwendet werden. Die vor der Übertragung erforderliche Verarbeitung wird minimiert.
Alternativ kann die Verwendung von verfügbaren Standard-Digitaltelefonteilen aufgrund der Vermeidung der anfänglichen Codierung in analog an der Sendevorrichtung und der anschließenden Decodierung der gesandten Signale in digital an der Empfängereinheit Kosteneinsparungen vorsehen.
Für ein weiteres Verständnis der Art und der Vorteile der vorliegenden Erfindung sollte auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen Bezug genommen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines drahtlosen Systems des Standes der Technik zur Übertragung von Bildern und Ton von einer Videokamera zu einem Fernseh-0 gerät oder einem VCR.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines drahtgebundenen Systems des Standes der Technik zur Übertragung von Bildern und Ton von einer Videokamera zu einem Personalcomputer- (PC) Hauptrechner.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zum drahtlosen Senden und Empfangen von Bildern, Ton und Daten von einer Videokamera zu einer Empfängereinheit.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer drahtlosen sendenden Videokameraeinheit von Fig. 3.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer drahtlosen Empfängereinheit von Fig. 3.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Digitalsignalprozessors (DSP) von Fig. 5.
BESCHREIBUNG DER SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines drahtlosen Systems zum Senden und Empfangen von Bildern, Ton und Daten von einer Videokamera 30 zu einer Empfängereinheit 40, die mit einem Hauptrechner 52 über einen Bus 50 drahtverbunden ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses System umfaßt eine Sendevorrichtung oder eine Kameraeinheit 30 und eine Empfängereinheit 40. Die Kameraeinheit 30 empfängt als Eingangssignal Bild, Ton und Daten, wandelt ihre jeweiligen Signale in ein analoges Format um (oder läßt sie in einem analogen Format) und sendet sie zur Empfängereinheit. Die Empfängereinheit 40 empfängt die gesandten Signale, wandelt sie in das digitale Format um und führt die erforderliche Verarbeitung zur Anpassung an die Bandbreite des Busses, zu dem sie überträgt, durch. Zusätzlich zur Kamera 30 kann das System eine zweite Kamera 30a und zusätzliche Vorrichtungen, wie z.B. ein Faxgerät 30b, einen Kopierer 30c und einen Scanner 3Od, umfassen.
Wie in Fig. 3 zu sehen ist, besteht ein Ausführungsbeispiel der Kameraeinheit aus zwei Untereinheiten, die zwei Halbleiterchips sein können. Eine Untereinheit erfüllt die Funktion des Abtastens des digitalen Bildes, und die zweite Untereinheit erfüllt die Sendefunktion. Die erste Untereinheit kann auch ein Mikrophon und eine Steuerschaltung, die Steuerdaten zur Übertragung erzeugt, umfassen.
Fig. 3 stellt die Hauptuntereinheiten eines Ausführungsbeispiels der Empfängereinheit 40 dar. Diese sind eine Antenne 41, ein Empfänger 42, ein Analog-Digital-Wandler (ADC) 44, ein Digitalsignalprozessor (DSP) 46 und eine Busschnittstelleneinheit 48. Die Antenne 41 empfängt das gesandte Signal im analogen Format von der Kameraeinheit 30. Das gesandte Signal wird zum Empfänger 42 weitergeleitet, um es auf eine Zwischenfrequenz abwärtszumischen und das Signal zu seinen separaten Bild-, Ton- und Daten-Basisband-Signalteilen zurück zu demo-
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dulieren. Die analogen Basisbandsignale werden durch den ADC 44 in Signale mit digitalem Format umgewandelt, welcher die Signale im digitalen Format zu einem DSP 46 weiterleitet, der eine oder mehrere der Funktionen Komprimierung, Beschneidung, Skalierung, Farbverarbeitung und anderen Funktionen an den Daten sowie eine Digitalfilterung ausführt. Einmal verarbeitet wird das digitale Signal zu einer Busschnittstelle 48 geliefert. Die Busschnittstelle 48 empfängt das digitale Signal vom DSP 46 und verarbeitet es zur Anpassung an die Bandbreite des Busses 50, zu dem sie überträgt. Der Bus 50 überträgt die vom DSP 46 verarbeiteten Signale zu einem Hauptprozessor 52, der auf das übertragene Datensignal reagiert und/oder das digitale Bildsignal anzeigt und/oder das übertragene Tonsignal wiedergibt.
Bei einem Beispiel wird eine Sendefrequenz von 65,5 MHz (Kanal 3) für die Videokamera 30 verwendet, wobei andere Frequenzen (Kanäle 1, 2 und 4) für die anderen Sendevorrichtungen verwendet werden. Der Sender enthält einen Mischer, der seine Mittenfrequenz zwischen 907 MHz und 925 MHz variiert. Der Empfänger mischt auf eine Zwischenfrequenz von 45 MHz abwärts.
Bei einem Ausführungsbeispiel, das als Ausführungsbeispiel eines externen Empfängers bezeichnet wird, ist der Bus 50 ein universeller serieller Bus (USB) oder ein IEEE-1394-Bus (wie z.B. ein Bus der Handelsmarke FireWire® von Apple) oder ein paralleler Anschluß. Bei einem Ausführungsbeispiel eines eingebetteten Empfängers ist der Bus alternativ ein Bus einer interintegrierten Schaltung (HC).
Die verschiedenen Ausführungsbeispiele des Hauptrechners 52 umfassen typische Prozessoren, wie z.B.: einen Personalcomputer (PC), ein Fernseh-Decodiergerät (STB, Set Top Box), einen Netzwerkcomputer, einen Arbeitsplatzrechner, einen Server, einen Wegewähler (Router), einen Schalter, einen Netzknoten, eine Brücke, einen Drucker, einen Kopierer, einen Scanner, ein Faxgerät, ein Modem, eine Netzwerkvorrichtung, eine Spielstation oder irgendeine Vorrichtung, wo Bild, Ton und Daten angezeigt, weiterverarbeitet, betrachtet, ausgedruckt oder über ein Netzwerk verteilt werden. Anstelle einer Kamera könnte die Erfin-
dung Sendesignale von einem Scanner, Kopierer, Faxgerät, Photographieprozessor oder irgendeiner anderen Vorrichtung empfangen, die ein Bild empfängt, verarbeitet oder einfach weitersendet.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer Videokameraeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses System umfaßt eine Sensoreinheit 32 und einen Senderchip 34. Bei diesem Ausführungsbeispiel liefert die Sensoreinheit 32 ein digitales Signal zum Senderchip 34, der das Signal in einem PAL/NTSC-Standardformat sendet. Die Sensoreinheit 32 umfaßt einen Sensorchip 55, ein Mikrophon 51 und eine Linse 52. Der Sensorchip 55 umfaßt eine Photomatrix 54, wie z.B. eine CMOS- oder eine CCD-Sensormatrix, und einen Logikblock 56. Der Logikblock 56 umfaßt einen Zeilen- und Spaltendecodierer, Digitalsteuerpuffer und eine Zeilenlogik. Eine Matrix-Takt- und -Steuerlogik 60 steuert den Betrieb der Matrix. Auch ein ADC 58 ist vorzugsweise auf dem Sensorchip 55 integriert. Der Logikblock 56 empfängt den Wert von einer Photostelle auf der Photomatrix, sobald eine zu jeder Photostelle gehörende Kapazität mit einem Bild aufgeladen wurde, und schiebt diese Daten seriell durch den ADC 58 zum Senderchip heraus. Außerdem ist ein Universal-Eingangs/Ausgangs- (E/A) Anschluß 53 vorgesehen. Die Mikrophon- und die Universal-E/A-Signale laufen &ogr; auch durch den ADC zum Senderchip 34.
Der PAL/NTSC-Senderchip 34 empfängt die digitalen Signale vom Sensorchip 55 und überträgt sie im analogen PAL/NTSC-Format zur Empfängereinheit 40, die in den Figuren 3 und 5 dargestellt ist. Die Bild-, Ton- und Datensignale im digitalen Format werden durch den NTSC-Digitalcodierer 62 in analoge Formate zur Übertragung zu einem NTSC-Sender 64 umgewandelt, welcher dazu konfiguriert ist, die Radiofrequenzenergie, die zu einer Antenne 66 geliefert wird, zu erzeugen, zu verstärken und zu formen. Die Antenne 66 strahlt das NTSC-Signal in den Raum aus, damit es von einer Empfängereinheit 40, die in den Figuren 3 und 5 dargestellt ist, empfangen wird. PAL/NTSC-Senderchips sind in großen Mengen und somit kostengünstig kommerziell erhältlich. Außerdem bearbeiten solche Chips die gesamte Zeitsteuerung und Steuerung von Eingangsblöcken, so daß die Sensordatenausgabe exakt auf die PAL/NTSC-Chipausgabe abgestimmt werden
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kann. Dies beseitigt den Bedarf, daß ein Speicherpuffer in der Kamera die Sensorausgangsdaten puffert.
Fig. 5 ist ein detaillierteres Blockdiagramm der Empfängereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Empfängerantenne 41 empfängt die Signale im NTSC-Format, die vom NTSC-Senderchip 34 gesandt werden. Das empfangene Signal läuft dann durch eine Abstimmvorrichtung und einen Verstärker 72 und dann durch einen Demodulator 74, wo das empfangene Signal in seine ursprünglichen Basisband-Bild-, -Ton- und -Datenteile zerlegt wird. Die drei Basisbandsignale werden dann zu einem ADC 44 weitergeleitet, um die Basisbandsignale in die digitale Form umzuwandeln. Die Signale werden dann zu einem DSP 76 weitergeleitet, der die Komprimierung, Beschneidung, Skalierung und andere Funktionen an den Daten sowie eine Digitalfilterung ausführt. Einmal verarbeitet wird das digitale Signal zu einer Busschnittstelle 48 geliefert.
Die Busschnittstelle 48 koppelt den DSP 76 mit dem Bus 50. Die Busschnittstelle 48 umfaßt einen Bussteuerpuffer 78 und eine Bussteuereinheit 80. Der Bussteuerpuffer 78 speichert einen Teil der Daten und die Bussteuereinheit 80 steuert die Geschwindigkeit der Datenübertragung zum Bus. Daher wirken die Busschnittstelle 48 und der DSP 76 zusammen zum Verarbeiten der Daten für eine optimale Verwendung der Busbandbreite. Für weitere Einzelheiten dieser Verarbeitung wird auf eine gleichzeitig anhängige US-Patentanmeldung desselben Anmelders hingewiesen, Ser. Nr. 09/346561, eingereicht am 30. Juni 1999, mit dem Titel "Video Camera Without Frame Buffer", welche hiermit durch die Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Fig. 6 stellt die Hauptkomponenten eines Ausführungsbeispiels des DSP 76 von Fig. 5 dar. Der DSP enthält Puffer für die Bild-, Ton- und E/A-Signale externer Peripheriegeräte sowie Schaltungen zur Bildsignalverarbeitung. Der Block 90 ist eine 0 Schaltung, die YUV-lnformationen aus dem Videosignal gewinnt und sie in das RGB-Format umwandelt. (YUV ist das systemeigene Signalformat für analoge Videosignale, das in den PAL/NTSC-Formaten verwendet wird, wobei Y die Leuchtdichte ist, U Rot minus Y ist und V Blau minus Y ist. Zum Anzeigen von BiI-
dem auf einem Computermonitor, der digitale Bilddaten erwartet, müssen die YUV-Daten in RGB umgewandelt werden.) Dem Block 90 folgt ein Festwertmultiplikator 92, der das Bild zum Anpassen an den gewünschten X- und Y-Maßstab transformiert. Der Block 96 verwaltet den Videopuffer und der Block 98 ist eine Schaltung, die den Tonpuffer bearbeitet und verwaltet. Der Bussteuerpuffer 78 von Fig. 5 wird für Bild-, Ton- und Steuerdaten verwendet. Die Video- und Tonpuffer-Verwaltungseinheiten verwalten ihre jeweiligen Teile dieses Puffers oder multiplexieren die Verwaltung derselben Teile des Puffers. Alternativ könnten zusätzliche Puffer hinzugefügt werden. Der Block 94 ist die Schaltung, die zum Komprimieren der Bild- und Tondaten verwendet wird. Der Block 100 verarbeitet die allgemeinen E/A-Daten von Peripheriegeräten.
Wenn das System in Betrieb ist, verhandelt mit Bezug auf Fig. 5 die Bussteuereinheit 80 mit dem Bus 50, um eine gewisse Menge an Bandbreite zu erhalten. Wenn diese Menge an Bandbreite einmal festgelegt wurde, legt der DSP 76, der in Verbindung mit dem Bussteuerpuffer 78 arbeitet, die Datengröße und die Datenübertragungsraten zur Anpassung an die verfügbare Bandbreite fest.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum drahtlosen Übertragen zu einer Empfängereinheit sendet das Bild, den Ton und die Steuerdaten in digitaler Form zu einem Empfänger, der diese Daten im digitalen Format empfängt und die gesamte notwendige Verarbeitung zur Anpassung an die Bandbreite des Busses, zu dem er überträgt, durchführt. Ein solches Ausführungsbeispiel ersetzt den NTSC-Senderchip und seinen DAC durch einen digitalen Senderchip und beseitigt den ADC aus der Empfängereinheit. Der Vorteil eines Sendesystems mit digitalem Format besteht darin, daß es die Codierung in analog im Sender und die anschließende Decodierung des gesandten Signals in der Empfängereinheit vermeidet. Das Vermeiden dieser zusätzlichen Codierung und Decodierung spart Kosten und verbessert die Signalqualität. Überdies kann ein digi-0 tales Übertragungssystem die Beliebtheit von digitalen Telefonsystemkomponenten ausnutzen.
Wie für Fachleute selbstverständlich ist, kann die vorliegende Erfindung in anderen speziellen Formen verkörpert werden, ohne von deren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Ein anderer Sensor als ein CMOS-Sensor könnte beispielsweise verwendet werden, wie z.B. ein CCD-Sensor. Alternativ könnte ein anderes Sendeformat als ein NTSC-Format verwendet werden, wie z.B. ein PAL-Sendeformat, ein RGB-Digitalformat oder irgendein anderes Farbraumformat. Diese anderen Ausführungsbeispiele sollen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, der in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist, enthalten sein.
Claims (24)
1. System zum drahtlosen Senden und Empfangen von digitalen Bildern, wobei das System folgendes umfaßt:
a) eine Sendereinheit zum Senden eines digitalen Bildes mit
einem Codierer zum Umwandeln des digitalen Bildes in ein sendbares Signal zur Übertragung;
einem Sender, der mit dem Codierer gekoppelt ist, um das sendbare Signal zu verarbeiten, und dazu konfiguriert ist, eine Radiofrequenzenergie zum Senden zu erzeugen;
einer Sendeantenne, die mit dem Sender gekoppelt ist, zum Ausstrahlen der Radiofrequenzenergie in den Raum; und
einem Codierer zum Umwandeln des digitalen Bildes in ein sendbares Signal zur Übertragung;
einem Sender, der mit dem Codierer gekoppelt ist, um das sendbare Signal zu verarbeiten, und dazu konfiguriert ist, eine Radiofrequenzenergie zum Senden zu erzeugen;
einer Sendeantenne, die mit dem Sender gekoppelt ist, zum Ausstrahlen der Radiofrequenzenergie in den Raum; und
b) eine Empfängereinheit zum drahtlosen Empfangen der ausgestrahlten Signale, wobei die Empfängereinheit folgendes umfaßt:
eine Empfangsantenne zum Empfangen der ausgestrahlten Signale;
einen Empfänger, der mit der Empfangsantenne gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die ausgestrahlten Signale abzustimmen und in ein ursprüngliches Basisband-Bildsignal zu demodulieren;
einen Digitalsignalprozessor (DSP), der mit dem Empfänger gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, das ursprüngliche Basisband-Bildsignal für eine optimale Verwendung der Busbandbreite zu verarbeiten, um digitale Ausgangssignale zu liefern; und
eine Busschnittstellenvorrichtung, die mit dem DSP gekoppelt ist;
eine Empfangsantenne zum Empfangen der ausgestrahlten Signale;
einen Empfänger, der mit der Empfangsantenne gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die ausgestrahlten Signale abzustimmen und in ein ursprüngliches Basisband-Bildsignal zu demodulieren;
einen Digitalsignalprozessor (DSP), der mit dem Empfänger gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, das ursprüngliche Basisband-Bildsignal für eine optimale Verwendung der Busbandbreite zu verarbeiten, um digitale Ausgangssignale zu liefern; und
eine Busschnittstellenvorrichtung, die mit dem DSP gekoppelt ist;
c) einen Bus, der mit der Busschnittstellenvorrichtung gekoppelt ist, zum Übertragen der digitalen Ausgangssignale; und
d) einen Hauptrechner, der mit dem Bus gekoppelt ist, zum Empfangen der digitalen Ausgangssignale.
2. System nach Anspruch 1, wobei das sendbare Signal ein analoges Sendesignal ist.
3. System nach Anspruch 1, wobei das sendbare Signal ein digitales Sendesignal ist.
4. System nach Anspruch 1, wobei die Sendereinheit eine Kamera mit einer Bildsensormatrix umfaßt.
5. System nach Anspruch 1, wobei die Sendereinheit ein Mikrophon umfaßt.
6. System nach Anspruch 1, wobei die Sendereinheit einen Universal- Eingangs/Ausgangs- (E/A) Anschluß umfaßt.
7. System nach Anspruch 1, wobei der Codierer der Sendereinheit einer von (a) einem NTSC/PAL-Digitalcodierer und (b) einem RGB-Digitalcodierer ist.
8. System nach Anspruch 1, wobei der Empfänger der Empfängereinheit eine Abstimmvorrichtungs- und Verstärkereinheit und eine Demodulatoreinheit umfaßt.
9. System nach Anspruch 1, welches ferner eine zweite Sendereinheit umfaßt, die dazu konfiguriert ist, Bildsignale zu derselben Empfängereinheit zu senden.
10. System nach Anspruch 1, wobei der Bus einer von (a) einem universellen seriellen Bus (USB), (b) einem Bus einer interintegrierten Schaltung (IIC), (c) einem IEEE-1394-Bus, (d) einem parallelen Anschluß, (e) einem verbesserten parallelen Anschluß (EPP, Enhanced Parallel Port) und (f) einem Anschluß mit erweiterten Fähigkeiten (ECP, Extended Capabilities Port) ist.
11. System zum drahtlosen Senden und Empfangen von digitalen Bildern und entsprechenden Tonsignalen und Daten, wobei das System folgendes umfaßt:
a) eine digitale Abbildungsvorrichtungseinheit zum Abtasten und Übertragen von Bild-, Ton- und Datensignalen, wobei die Kameraeinheit ferner folgendes umfaßt:
a) eine Bildsensormatrix zum Erzeugen eines digitalen Bildsignals, wobei der Bildsensor eine von (a) einer CMOS-Sensormatrix und (b) einer CCD-Sensormatrix ist;
b) ein Mikrophon zum Erzeugen eines Tonsignals;
c) einen Universal-E/A-Anschluß zum Verarbeiten von Datensignalen eines Peripheriegeräts;
d) einen Codierer zum Umwandeln der Bild-, Ton- und Datensignale in ein sendbares Bild, sendbaren Ton und sendbare Daten zur Übertragung, wobei der Codierer einer von (a) einem NTSC/PAL-Digitalcodierer und (b) einem RGB-Digitalcodierer ist;
e) einen Sender, der mit dem Codierer gekoppelt ist, zum Verarbeiten des sendbares Bildes, sendbaren Tons und der sendbaren Daten, und welcher dazu konfiguriert ist, eine Radiofrequenzenergie zum Senden zu erzeugen, zu verstärken und zu formen;
f) eine Sendeantenne, die mit dem Sender gekoppelt ist, zum Ausstrahlen der Radiofrequenzenergie in den Raum; und
g) eine Takt- und Steuerlogik, die mit der Bildsensormatrix gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, ein Taktsignal zur Bildsensormatrix zu liefern, um Bilddaten von der Bildsensormatrix zum Codierer zu übertragen.
b) eine Empfängereinheit zum drahtlosen Empfangen der ausgestrahlten Signale, wobei die Empfängereinheit ferner folgendes umfaßt:
a) eine Empfangsantenne zum Empfangen der ausgestrahlten Signale;
b) einen Empfänger, der mit der Empfangsantenne gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die ausgestrahlten Signale abzustimmen, zu verstärken und in ursprüngliche Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale zu demodulieren, wobei der Empfänger der Empfängereinheit eine Abstimmvorrichtungs- und Verstärkereinheit und eine Demodulatoreinheit umfaßt;
c) einen DSP, der mit dem Empfänger gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die ursprünglichen Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale für eine optimale Verwendung der Busbandbreite zu verarbeiten, um digitale Ausgangssignale zu liefern; und
d) eine Busschnittstellenvorrichtung, die den DSP mit einem Bus koppelt, wobei die Busschnittstellenvorrichtung der Empfängereinheit eine Pufferspeichereinheit für die Bussteuereinheit zum Speichern eines Teils der digitalen Ausgangssignale und eine Bussteuereinheit, die zum Steuern der Übertragungsrate der digitalen Ausgangssignale von dem DSP zu einem Bus programmiert ist, umfaßt;
c) einen Bus, der mit der Busschnittstellenvorrichtung gekoppelt ist, zum Übertragen der digitalen Ausgangssignale, wobei der Bus einer von (a) einem universellen seriellen Bus (USB), (b) einem Bus einer interintegrierten Schaltung (IIC), (c) einem IEEE-1394-Bus, (d) einem parallelen Anschluß,
d) einem verbesserten parallelen Anschluß (EPP) und (f) einem Anschluß mit erweiterten Fähigkeiten (ECP) ist, und
e) einen Hauptrechner, der mit dem Bus gekoppelt ist, zum Empfangen der digitalen Ausgangssignale.
12. Drahtlose Empfängereinheit zum drahtlosen Empfangen von digitalen Bildern, wobei die Empfängereinheit folgendes umfaßt:
eine Antenne zum Empfangen von ausgestrahlten Signalen;
einen Empfänger, der mit der Antenne gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die ausgestrahlten Signale abzustimmen, zu verstärken und in ursprüngliche Basisband-Bildsignale zu demodulieren;
einen Digitalsignalprozessor (DSP), der mit dem Empfänger gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die Basisband-Bildsignale für eine optimale Verwendung der Busbandbreite zu verarbeiten, um digitale Ausgangssignale zu erzeugen; und
eine Busschnittstelleneinheit, die mit dem DSP gekoppelt ist, zum Koppeln des DSP mit einem Bus.
eine Antenne zum Empfangen von ausgestrahlten Signalen;
einen Empfänger, der mit der Antenne gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die ausgestrahlten Signale abzustimmen, zu verstärken und in ursprüngliche Basisband-Bildsignale zu demodulieren;
einen Digitalsignalprozessor (DSP), der mit dem Empfänger gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die Basisband-Bildsignale für eine optimale Verwendung der Busbandbreite zu verarbeiten, um digitale Ausgangssignale zu erzeugen; und
eine Busschnittstelleneinheit, die mit dem DSP gekoppelt ist, zum Koppeln des DSP mit einem Bus.
13. Drahtlose Empfängereinheit nach Anspruch 12, wobei der Empfänger eine Abstimmvorrichtungs- und Verstärkereinheit und eine Demodulatoreinheit umfaßt.
14. Drahtlose Empfängereinheit nach Anspruch 12, wobei die Busschnittstelleneinheit der Empfängereinheit eine Pufferspeichereinheit für die Bussteuereinheit zum Speichern eines Teils der Basisband-Bildsignale und eine Bussteuereinheit, die zum Steuern der Übertragungsrate der digitalen Ausgangssignale von dem DSP zu dem Bus programmiert ist, umfaßt.
15. Drahtlose Empfängereinheit nach Anspruch 12, wobei die ausgestrahlten Signale analoge Sendesignale sind.
16. Drahtlose Empfängereinheit nach Anspruch 12, wobei die ausgestrahlten Signale digitale Sendesignale sind.
17. Drahtlose Empfängereinheit zum drahtlosen Empfangen von Bild- und entsprechenden Tonsignalen und Daten, wobei der Empfänger ferner folgendes umfaßt:
eine Antenne zum Empfangen von ausgestrahlten Signalen;
einen Empfänger, der mit der Antenne gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die ausgestrahlten Signale abzustimmen, zu verstärken und in ursprüngliche Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale zu demodulieren, wobei der Empfänger eine Abstimmvorrichtungs- und Verstärkereinheit und eine Demodulatoreinheit umfaßt;
einen DSP, der mit dem Empfänger gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale für eine optimale Verwendung der Busbandbreite zu verarbeiten; und
eine Busschnittstelleneinheit, die den DSP mit einem Bus koppelt, wobei die Busschnittstelleneinheit der Empfängereinheit eine Pufferspeichereinheit für die Bussteuereinheit zum Speichern eines Teils der Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale und eine Bussteuereinheit, die zum Steuern der Übertragungsrate der Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale von dem DSP zu dem Bus programmiert ist, umfaßt.
eine Antenne zum Empfangen von ausgestrahlten Signalen;
einen Empfänger, der mit der Antenne gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die ausgestrahlten Signale abzustimmen, zu verstärken und in ursprüngliche Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale zu demodulieren, wobei der Empfänger eine Abstimmvorrichtungs- und Verstärkereinheit und eine Demodulatoreinheit umfaßt;
einen DSP, der mit dem Empfänger gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale für eine optimale Verwendung der Busbandbreite zu verarbeiten; und
eine Busschnittstelleneinheit, die den DSP mit einem Bus koppelt, wobei die Busschnittstelleneinheit der Empfängereinheit eine Pufferspeichereinheit für die Bussteuereinheit zum Speichern eines Teils der Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale und eine Bussteuereinheit, die zum Steuern der Übertragungsrate der Basisband-Bild-, -Ton- und -Datensignale von dem DSP zu dem Bus programmiert ist, umfaßt.
18. Drahtlose Empfängereinheit nach Anspruch 17, wobei der Bus einer von (a) einem universellen seriellen Bus (USB), (b) einem Bus einer interintegrierten Schaltung (IIC), (c) einem IEEE-1394-Bus, (d) einem parallelen Anschluß, (e) einem verbesserten parallelen Anschluß (EPP) und (f) einem Anschluß mit erweiterten Fähigkeiten (ECP) ist.
19. Drahtloses Abbildungssystem, welches ausgebildet ist, digitale Bilddaten in einem Peripheriegerät zu erfassen;
die digitalen Bilddaten in ein sendbares Bilddatenformat umzuwandeln;
die digitalen Bilddaten zu senden;
die digitalen Bilddaten an einem Empfänger zu empfangen;
die digitalen Bilddaten durch den Empfänger in ein ursprüngliches Basisband-Bildsignal zu demodulieren;
das Basisband-Bildsignal in einem Digitalsignalprozessor (DSP) zum Erzeugen von verarbeiteten Bilddaten zu verarbeiten, die zur Übertragung über einen Bus optimiert sind; und
die verarbeiteten Bilddaten zu einem Bus mit einer Rate entsprechend einer Datenübertragungsrate des Busses zu liefern.
die digitalen Bilddaten in ein sendbares Bilddatenformat umzuwandeln;
die digitalen Bilddaten zu senden;
die digitalen Bilddaten an einem Empfänger zu empfangen;
die digitalen Bilddaten durch den Empfänger in ein ursprüngliches Basisband-Bildsignal zu demodulieren;
das Basisband-Bildsignal in einem Digitalsignalprozessor (DSP) zum Erzeugen von verarbeiteten Bilddaten zu verarbeiten, die zur Übertragung über einen Bus optimiert sind; und
die verarbeiteten Bilddaten zu einem Bus mit einer Rate entsprechend einer Datenübertragungsrate des Busses zu liefern.
20. System nach Anspruch 19, welches ferner ausgelegt ist, das Senden von zweiten Bilddaten von einem zweiten Peripheriegerät zu demselben Empfänger zu ermöglichen.
21. System nach Anspruch 19, wobei das sendbare Bilddatenformat eines von (a) einem NTSC/PAL-Format und (b) einem RGB-Format ist.
22. System nach Anspruch 19, wobei der Bus einer von (a) einem universellen seriellen Bus (USB), (b) einem Bus einer interintegrierten Schaltung (IIC), (c) einem IEEE-1394-Bus, (d) einem parallelen Anschluß, (e) einem verbesserten parallelen Anschluß (EPP) und (f) einem Anschluß mit erweiterten Fähigkeiten (ECP) ist.
23. System nach Anspruch 19, wobei das Senden analoges Senden ist.
24. System nach Anspruch 19, wobei das Senden digitales Senden ist.
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