CN106411915A - 用于多媒体捕获的嵌入式装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于多媒体捕获的嵌入式装置。公开了一种多媒体设备，包括专用于接收实时媒体信号的输入端口(210)以及专用于捕获实时媒体信号的处理器系统(250)。所述处理器系统定义了嵌入式环境。把输入端口(210)和处理器系统(250)集成于多媒体捕获设备中。输入端口包括音频输入端口(202)和在视觉捕获输入端口(204)或者数字图像输入端口(208)中的至少之一。

Description

用于多媒体捕获的嵌入式装置
本申请是申请号为201310271947.1、申请日为2007年6月22日、发明名称为“用于多媒体捕获的嵌入式装置”的发明专利申请的分案申请，该申请号为201310271947.1的申请是申请号为200780030452.2、申请日为2007年6月22日、发明名称为“用于多媒体捕获的嵌入式装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于媒体信号捕获的设备与方法，更具体地，本发明涉及一种用于使用嵌入式装置捕获媒体信号的设备与方法。
背景技术
对于诸如大学和企业的机构而言，捕获例如按需可得到的以及录制后观看的课堂讲授和会议的实况媒体记录的能力日趋重要。尽管某些用于捕获和发布实况记录的商业化方案是已知的，然而这些方案通常是在诸如个人计算机(PC)的通用设备上实现的。因为这些基于PC的捕获方案使用了通用部件与软件，所以它们较为昂贵、难以维护，而且当捕获和存储信号时功效低、易受到安全威胁，所以它们要求特殊的技术支持，而且，例如难以将它们集成于智能教室环境中。从而，存在着对于特制的多媒体捕获设备的需求。
发明内容
提供了一种多媒体设备，包括专用于接收实时媒体信号的输入端口和专用于捕获实时媒体信号的处理器系统。所述处理器系统定义嵌入式环境。把输入端口和处理器系统集成于多媒体捕获设备中。输入端口包括音频输入端口以及在视觉捕获输入端口或者数字图像输入端口中的至少之一。
附图说明
图1为一个系统框图，说明了根据本发明的实施例的耦合于网络上的控制服务器的嵌入式装置。
图2为一个系统框图，说明了根据本发明的实施例的嵌入式装置，该嵌入式装置具有若干输入端口、处理器系统、存储器以及报警模块。
图3为一个框图，描述了根据本发明的实施例的流经控制服务器中各模块的媒体信号流。
图4为根据本发明的实施例的嵌入式装置的一个示例实施例的系统框图，该嵌入式装置具有若干输入端口、若干输出端口、处理器系统以及存储器。
图5为一个流程图，说明了根据本发明的实施例的使用嵌入式装置对媒体信号进行的捕获、处理、存储和/或发送。
具体实施方式
用于多媒体捕获的嵌入式装置(也将其称为“嵌入式装置”)为一种专用于捕获、处理、存储和/或发送实时媒体信号(例如，音频信号、视频信号、视觉捕获(visual-capture)信号、数字图像信号)的设备。嵌入式装置可以捕获一或多种实时媒体信号，例如，所述实时媒体信号可以包括进行之中的课堂展示的数字图像信号、视觉捕获信号、音频信号和/或视频信号。在已经捕获了一或多种媒体信号之后，例如，嵌入式装置可以通过对内容的压缩、索引(indexing)、编码、译码、同步和/或格式化，处理所述一或多种信号。例如，可以在网络上分布嵌入式装置，并且根据某种调度协调这些嵌入式装置捕获、处理、存储以及发送实时媒体信号，例如以供用户从配置为诸如课程管理系统的控制服务器和/或一个或多个服务器进行最终检索。在进行分布之前，可选地，也可以由控制服务器对在嵌入式装置上正在捕获的媒体流加以监视和/或进一步处理。
作为一种具有嵌入式环境的专用(即，针对特定目的的)设备，嵌入式装置使用了加固的(hardened)操作系统(OS)和处理器(例如，处理器系统)捕获、处理、存储和/或发送实时媒体信号。把加固的OS配置为能够抵抗安全攻击(例如，防止未经授权的用户或者程序的访问)，并且有助于那些仅与实时媒体信号的捕获、处理、存储和/或发送相关的功能。换句话说，硬件和软件被集成于嵌入式装置中，并且对它们进行专门的设计以便进行捕获、处理、存储和/或发送实时媒体信号。由于把用于捕获、处理、存储和/或发送实时媒体信号的硬件和软件集成于嵌入式装置的嵌入式环境中，所以与通用系统相比，降低了与安装、调节、设计、部署以及技术支持相关的成本和复杂度。
实时媒体信号代表在与某一事件出现的时刻基本相同的时刻由传感器所获取的并且在没有可感知延迟的情况下在获取时的传感器和嵌入式装置之间传输的该事件的图像和/或声音。可以在任何时刻执行嵌入式装置对实时媒体信号的捕获、处理、存储和/或发送。在整个说明书中，也把实时媒体信号称为媒体信号。
图1为一个框图，说明了在网络110上分布的、并且连接到控制服务器120的若干个嵌入式装置100。在这一实施例中，把控制服务器120与服务器130相连接，其中，对所述服务器130进行配置，例如，将其配置为课程管理系统(例如，运行BlackboardTM或者WebCT的服务器)。网络110可以为任何类型的网络，包括作为有线或者无线网络在诸如办公室或者大学校园等各种环境中所实现的局域网(LAN)或者广域网(WAN)。嵌入式装置100可以捕获通过诸如传声器、Web摄像机、视频摄像机、静态照相机以及视频播放机的电子捕获设备或者传感器所获取的实时媒体信号，其包括音频信号、视觉捕获信号、数字图像信号以及视频信号。也可以把嵌入式装置100配置为能够处理、存储和/或发送所捕获的实时媒体信号。也可以处理、存储和/或发送与实时媒体信号所捕获的内容相关的数据；例如，这样的数据可以包括捕获时间、捕获地点和/或讲话者的名字。
可以响应例如控制服务器120或者嵌入式装置100所生成的开始与停止指示符，提示嵌入式装置100开始与停止对实时媒体信号的捕获。可以根据控制服务器120和/或每一嵌入式装置100所确定和/或所存储的调度，生成开始与停止指示符。例如，如果在大学校园环境中加以实现，则可以把嵌入式装置100安装在大学的教室中，并且通过大学通信网络加以连接。例如，可以在某一具体时刻，根据存储在嵌入式装置100上的调度，提示嵌入式装置100从某一具体的大学教室捕获媒体信号。
可以处理、存储每一嵌入式装置100所捕获的媒体信号，并且可以把媒体信号发送给控制服务器120。控制服务器120接收媒体信号，并且把它们发送给服务器130，在服务器130中使媒体信号的内容可用于分布。在某些实施例中，使媒体信号的内容可用于分布到控制服务器120处的用户140。在某些实施例中，在使媒体信号的内容可用于分布之前，可以在控制服务器120和/或另外的处理设备(未显示)上执行对媒体信号的进一步的处理。例如，嵌入式装置100和/或控制服务器120可以通过对媒体信号进行压缩、索引、编码、译码、同步和/或格式化，处理媒体信号。
可以响应例如控制服务器120或者嵌入式装置100所生成的开始和/或停止指示符，提示嵌入式装置100开始与停止对所处理的实时媒体信号的发送。可以根据调度或者根据定义的条件生成开始与停止指示符。在某些实施例中，开始和/或停止指示符可以为控制服务器中的触发生成器所生成的触发信号，并且由嵌入式装置中的触发接收器加以接收。序号为10/076,872、公开号为US 2002/0175991 A1、名为“GPI Trigger Over TCP/IP forVideo Acquisition”的共同待审申请中，就视频信号的捕获，阐述了有关触发信号的更多细节，其中该申请通过引用合并于此。
也可以把嵌入式装置100配置为能够在处理的任何阶段之后发送媒体信号。例如，可以把嵌入式装置100配置为能够在已对信号进行压缩之后，根据网络流量情况、音频与数字图像信号的未同步和未格式化部分，向控制服务器120发送媒体信号。可以把控制服务器120配置为能够同步和格式化从嵌入式装置100所接收的音频与数字图像信号。
例如，也可以通过置信度监视信号，由控制服务器120监视嵌入式装置100上的媒体信号的捕获。控制服务器120可以使用置信度监视信号来根据例如调度，确定具体的嵌入式装置100是否正在正确地捕获媒体信号。置信度监视信号可以包括嵌入式装置100所捕获和/或所检测到的媒体信号或者任何媒体信号的一些部分(例如，分割信号)的任何组合。例如，置信度监视信号可以为从视频信号周期性所获取的帧/图像。置信度监视信号可以为压缩的，也可以为未压缩的媒体信号。置信度监视信号也可以为根据媒体信号所生成的、指示正在捕获该媒体信号的单独的信号/指示符。例如，置信度监视信号可以为指示嵌入式装置100正在捕获或者未捕获具体媒体信号的二进制指示符。
尽管图1仅描述了某些实施例中与多个嵌入式装置100相连接的单个控制服务器120，然而在其它实施例中，也可以把一个以上的控制服务器120与嵌入式装置100的任何组合相连接。例如，可以把两个控制服务器120配置为能够协调嵌入式装置100所捕获的媒体信号的捕获、处理、存储和/或发送。可以把嵌入式装置100编程为能够识别多个控制服务器120，并且可以被编程为例如，能够把所处理的媒体信号的一部分发送给控制服务器120之一。
图2为一个系统框图，说明了具有若干输入端口210、处理器系统250、存储器260以及报警模块280的嵌入式装置200。嵌入式装置200响应处理器系统250中的调度器258所生成的开始与停止指示符，经由输入端口210，从各种电子设备捕获实时媒体信号。处理器系统250接收媒体信号，并且使用压缩模块254压缩媒体信号。处理器系统250可以使用存储器260执行任何与嵌入式装置200相关的功能，例如存储所压缩的媒体信号。当调度器258对其加以提示时，嵌入式装置200捕获压缩的媒体信号，并且把压缩的媒体信号传输给控制服务器220。例如，可以经由嵌入式装置200的输出端口(未显示)在网络连接上把所捕获的媒体信号作为多路复用的信号发送给控制服务器220。
输入端口210包括一个或多个音频输入端口202、一个或多个视觉捕获输入端口204、一个或多个视频输入端口206以及一个或多个数字图像输入端口208。把每一个输入端口210作为嵌入式装置200的嵌入式环境的一部分加以集成。可以把输入端口210所捕获的媒体信号作为模拟信号或者作为数字信号加以接收。如果作为模拟信号加以接收，则处理器系统250可以把模拟信号转换成数字信号，反之亦然。
把一个或多个音频输入端口202用于捕获音频信号。例如，所述一个或多个音频输入端口202可以为一个或多个RCA立体声音频输入端口、一个或多个1/4”插孔立体声音频输入端口、一个或多个XLR输入端口和/或一个或多个通用串行总线(USB)端口。可以由诸如单独传声器或者连接到视频摄像机的传声器的、任何类型的能够产生音频信号的设备产生音频信号。
例如，一个或多个视觉捕获输入端口204通过一个或多个VGA输入端口、一个或多个数字视觉接口(Digital Visual Interface，DVI)输入端口、一个或多个扩展的图形阵列(XGA)输入端口、一个或多个HD-15输入端口和/或一个或多个BNC连接器端口，接收数字或者模拟视频图形阵列(VGA)信号。视觉捕获输入端口204捕获诸如计算机或者显微镜所产生的图像。也可以使用连接到视觉捕获输入端口204的电子设备，例如从诸如通过VGA信号传输图像的电子白板捕获图像。
一个或多个视频输入端口206经由一个或多个输入端口从诸如视频摄像机的设备接收移动视频信号，所述输入端口包括，但不局限于一个或多个s-视频输入端口、一个或多个合成视频输入端口和/或一个或多个分量视频输入端口。
一个或多个数字图像输入端口208经由诸如一个或多个以太网端口和/或一个或多个USB端口的一个或多个输入端口捕获数字图像。例如，可以使用数字摄像机或者Web摄像机获取数字图像。
把处理器系统250中的硬件部件(例如，可以包括特定用途集成电路(ASIC)、中央处理器(CPU)、模块、数字信号处理器(DPS)、处理器和/或协同处理器)配置为能够执行专门与捕获、处理、存储和/或发送媒体信号相关的功能。
嵌入式装置200使用处理器系统250捕获通过输入端口210所接收的实时媒体信号的任何组合。嵌入式装置200同步获取每一媒体信号，尽管这些媒体信号是经由不同输入端口210所收集的。例如，尽管可以通过音频输入端口202经由传声器接收撞击教室黑板的粉笔的声音，但也可以使用连接到视频输入端口206的视频摄像机同步接收挥舞粉笔的教授的手的动作。嵌入式装置200同步地接收和处理这些媒体信号。
在某些实施例中，可以把嵌入式装置200配置为仅捕获媒体信号的某些部分。例如，可以把嵌入式装置200配置为能够捕获和存储经由传声器所接收的声音，而忽略静电噪声和/或无声间歇。例如，也可以把嵌入式装置200配置为仅当检测到景物的移动或者实质变化时，才捕获视频信号或者数字图像信号。在许多实施例中，可以把包括在嵌入式装置200中的每一个输入端口210配置为能够按不同的和/或可变的速率捕获一个或多个媒体信号。例如，可以把视频输入端口206配置为能够按比数字图像输入端口208所接收的数字图像的帧率高的帧率接收视频信号。
当接收媒体信号时，处理器系统250可以使用压缩模块254对它们进行压缩。例如，压缩模块254可以把音频信号和同步接收的数字VGA信号压缩成诸如移动画面专家组(MPEG)第2层格式等的多种压缩格式。压缩模块254还可以同时把媒体信号压缩成一种以上的格式。例如，如果接收到数字图像信号和相关的音频信号，则可以把数字图像信号压缩成联合图像专家组(JPEG)格式，同时可以把音频信号压缩成MPEG音频第3层(MP3)格式。在某些实施例中，压缩模块254可以把单个的媒体信号同时压缩成多种格式。相类似地，可以把一个或多个媒体信号压缩成单个的压缩流(例如，MPEG-4)。
可以把压缩模块254配置为能够使用那些采用一个或多个编解码器的有损或者无损格式的任何组合对包括输入信号的帧率、比特率、频率、分辨率、颜色以及稳定性的多个变量进行调整。编解码器是一种被配置为对诸如所捕获的媒体信号进行编码和/或译码的设备、硬件模块和/或软件模块。也可以把压缩模块254配置为能够同时把媒体信号的任何组合压缩、解压缩、编码和/或译码为任何格式的组合。所述格式不必互相兼容。
在某些实施例中，例如，可以把处理器系统250和压缩模块254配置为能够依据连接到输入端口210的输入设备的类型，使用不同的编解码器。例如，如果使用Web摄像机经由数字图像输入端口208捕获数字图像，则可以把图像压缩成tiff格式，然而，如果使用数字静态照相机捕获数字图像信号，则可以把处理器系统250和压缩模块254编程为或者配置为检测该差别并且代之以使用JPEG压缩编解码器。
在处理器系统254压缩了媒体信号之后，把所压缩的媒体信号存储在存储器260中，例如，以便以后发送至控制服务器220，以进行进一步的处理。存储器260可以为任何适当类型的固定的和/或可拆卸的存储设备。存储器可以为，但不局限于磁带、数字视频盘(DVD)、数字录象带(DVC)、随机存取存储器(RAM)、闪存和/或硬盘驱动器。存储器260的大小可以随具体应用所需的存储量的不同而不同。例如，如果嵌入式装置200旨在捕获按无损格式压缩的大量的媒体信号，则可以增加存储器260的大小。例如，如果嵌入式装置200旨在在相对长的时间段内(例如，在网络故障期间)捕获媒体信号，而且在不把所捕获的媒体信号上载于诸如控制服务器220的情况下，则也可以增加存储器260的大小。存储器260可用于防止因为网络中断不能够发送给诸如控制服务器的所捕获的媒体信号的丢失。在某些实施例中，如果需要的话，在压缩之前，处理器系统250可以使用存储器260缓存经由输入端口210所接收的信息。
处理器系统250还包括调度器258，调度器258可以生成提示嵌入式装置200诸如开始与停止捕获和/或开始与停止发送媒体信号的开始与停止指示符。调度器258可以访问一种调度，该调度被本地存储在嵌入式装置200或控制服务器220上。所述调度可以包括诸如专门针对输入端口210的开始与停止时间。例如，如果某位教授将在4个月中每周一天讲授一小时的课，则调度器258可以使用调度来提示嵌入式装置200在4个月的时间内捕获该教授每周讲课的那一天的一个小时的讲课。可以把调度器258配置为能够根据存储在诸如嵌入式装置200上的一种以上的调度捕获或者发送媒体信号。
调度器258可以生成一种调度，或者从控制服务器220接收一种调度。例如，调度器258可以根据指示较佳传输时间的、来自控制服务器220的输入，生成用于发送所捕获的媒体信号的调度。在某些实施例中，调度器258可以访问和执行一种诸如从控制服务器220所发送的、并且存储在嵌入式装置200的存储器260中的调度。在某些实施例中，调度器258不仅可用于开始与停止嵌入式装置200对媒体信号的捕获和/或发送，而且还可以开始与停止对媒体信号的处理和/或存储。
取代使用调度来提示对媒体信号的捕获和/或发送，调度器258也可以根据所定义的准则提示要执行的某些功能。例如，当某一数量的带宽可为嵌入式装置200使用时，可以把调度器258配置为能够提示从嵌入式装置200发送媒体信号。在某些实施例中，把调度器258作为独立于处理器系统250的硬件和/或软件模块加以包括。
在某些实施例中，取代具有多个处理器的处理器系统250，嵌入式装置包括可以为被配置为在嵌入式环境中定义和/或操作的任何类型的处理器(例如，嵌入式处理器或者通用处理器)的单个的处理器。可以把所述单个的处理器配置为能够执行由处理器系统250加以执行的功能和/或嵌入式装置200中的其它功能。在某些实施例中，除了压缩模块254之外，处理器系统250也可以包括被配置为在嵌入式装置200的嵌入式环境中操作的其它的处理器和/或协同处理器。
在某些可选实施例中，嵌入式装置中的调度器的功能可以由控制服务器加以执行。在这样的一些实施例中，如果调度器的全部功能由控制服务器加以执行，则可以在无调度器的情况下设计嵌入式装置。例如，控制服务器可存储与在网络上分布的每一嵌入式装置相关的调度，并且可以向每一嵌入式装置发送开始与停止指示符，以捕获和/或发送媒体信号。
在某些实施例中，来自控制服务器220的开始与停止指示符可以基于诸如每一嵌入式装置200的存储和/或发送容量的变量。控制服务器220可以对每一嵌入式装置200进行询问，例如，以确定每一嵌入式装置200可以使用多少存储器260容量。例如，控制服务器220还从每一嵌入式装置200接收指示每一嵌入式装置200拥有多少可用的存储器260容量的信号。然后，控制服务器220可以根据存储器容量指示符按优先顺序排列和提示从嵌入式装置200发送信息。
如图2所示，嵌入式装置200可以包括其为硬件和/或软件模块的报警模块280。报警模块280可以既包括用于发送信号的输出端口(未显示)，也包括用于接收信号的输入端口。在物理安全遭到破坏的情况下，可以使用报警模块280把信号发送给控制服务器220。如果把嵌入式装置200的位置从诸如其在建筑物中会议室内的固定位置加以改变，则报警模块280可以发送指示出现了物理破坏的信号。例如，报警模块280可以发送与嵌入式装置200相关的指示符以使得可以由例如控制服务器220对遭到破坏的嵌入式装置200加以标识。除此之外，例如，控制服务器220还可以向报警模块280发送声脉冲信号，以确定嵌入式装置200是否正常运行和/或是否已经遭到物理破坏(例如，去除)。
图2还说明了可以使用来自诸如用户的直接控制信号230，控制嵌入式装置200。嵌入式装置200可以包括诸如图形用户界面(GUI)(未显示)的接口、物理显示器(未显示)或者按钮(未显示)，以产生控制可由嵌入式装置200加以执行的某些或者全部功能的直接控制信号230。例如，直接控制信号230可用于修改存储在嵌入式装置200上的调度、修改媒体信号的处理、排除嵌入式装置200上的错误或者控制嵌入式装置，例如当控制服务器220宕机时。例如，直接控制信号230还可以用于开始与停止对媒体信号的捕获和/或发送。例如，在接受经由接口(未显示)从用户发送的直接控制信号230之前，可以把嵌入式装置200配置为能够要求诸如用户的验证(例如，用户名/口令)。例如，也可以使用非直接耦合于嵌入式装置200的接口(未显示)来生成直接控制信号230。在某些实施例中，可以使用控制服务器220直接控制嵌入式装置。
在某些实施例中，处理器系统250可以包括执行诸如媒体信号的编码、译码、索引、格式化和/或同步等的其它处理功能的其它软件和/或硬件模块。在某些实施例中，可以把嵌入式装置200配置为不具有压缩模块245，并且可以向控制服务器220发送未压缩的媒体信号。
图3为一个框图，描述了从嵌入式装置流经控制服务器390中的各模块的媒体信号流。控制服务器390接收包括压缩的音频信号300、压缩的视觉捕获信号310、压缩的视频信号320、以及压缩的数字图像信号330的单独的压缩实时媒体信号305。尽管该图描述的是独立地接收每一个媒体信号305，然而，也可以作为在被接收时由控制服务器390去多路复用的多路复用信号，在诸如网际协议(IP)网络连接上由控制服务器390接收媒体信号305。在某些实施例中，可以把媒体信号305组合成一个或多个由嵌入式装置编码为一种或多种格式的信号，当接收时，控制服务器390可以对该信号加以译码并加以分离。例如，可以在嵌入式装置将音频和视频信号发送至控制服务器390之前，把它们组合为单个MPEG-2信号。另外，控制服务器390也可以从一个以上的嵌入式装置接收媒体信号305，并且，例如，可以使用多线程处理并行地处理每一个媒体信号305。
相类似地处理控制服务器390所接收的每一个压缩的媒体信号305。可以由译码模块315、索引模块325以及编码模块335之一处理每一个媒体信号305。在已经处理(例如，单个处理、按组处理)了每一个媒体信号305之后，同步器/格式化器350对这些信号加以同步和/或格式化。
将把对压缩的视频信号320的处理用作对压缩的媒体信号305的处理的代表性例子。根据这一代表性例子，可以很好地理解对其余信号305的处理。
当控制服务器390接收到压缩的视频信号320时，译码模块322把信号从其压缩格式解压缩为译码的视频信号。可以把译码模块322配置为当接收到压缩的视频信号320时能够检测其格式，以对信号320正确地进行译码/解压缩。当把压缩的视频信号320转换成译码的视频信号时，可以将其译码为其原始格式，或者将其译码为可以由控制服务器390用以继续处理该信号的任何其它格式。在某些实施例中，可以在不进行译码的情况下，按控制服务器390能够处理的格式接收压缩的视频信号320。在这一情况下，可以使视频信号320绕过译码模块322。
接下来，索引模块324对所译码的视频信号进行处理，以通过诸如对景物变化的确定与标记，对所译码的视频信号进行索引。进行索引以便以后同步器/格式化器350可以把所译码的视频信号与其它媒体信号305正确地加以同步，以及提供由诸如最终用户(未显示)加以使用的相关的索引点。使用索引模块304从压缩的音频信号300中检测片段，而不是检测景物，以使得可以把压缩的音频信号300与其他媒体信号305正确地加以同步，以及提供由诸如最终用户(未显示)加以使用的相关索引点。然后，编码模块326把具有索引(例如，景物变化标记)的所译码的视频信号编码为可以通过同步器/格式化器350加以同步和格式化的编码。
返回到对图3的一般性讨论，在通过译码模块315、索引模块325以及编码模块335进行了处理之后，同步器/格式化器350接收媒体信号305。同步器/格式化器350对媒体信号进行索引、同步以及格式化，以便可以由用户经由用户接口340对它们进行访问。在同步过程中，把每一个媒体信号中的景物与音频片段加以同步，以便诸如坠落的笔撞击地板的声音能够与笔撞击地板的视频相匹配。同步器/格式化器350可以把同步的媒体信号格式化为可由用户加以使用的任何格式。
同步器/格式化器350可以接收辅助资料370，并且可以把辅助资料(collateralmaterial)370与各模块已经处理的媒体信号305加以组合。例如，辅助资料370可以为能够与处理后的媒体信号相组合，以辅助同步过程的附加标记信息。在某些实施例中，辅助资料可以为要与已经描述的媒体信号305加以组合的、由其它多媒体捕获设备(未显示)所捕获的附加的媒体信号。尽管在图3中未加以显示，然而控制服务器390也可以包括对控制服务器390所接收的辅助资料370进行译码、索引(例如，景物/片段检测或者光字符识别)和/或编码的单独的模块。
尽管图3描述的是单独的模块执行译码、索引、编码、同步以及格式化，然而还可以进一步细化每一个模块的功能和/或将它们组合成一个或多个处理器或者模块。也可以将这些功能细化和/或组合到一个以上的控制服务器上。另外，控制服务器390还可以包括用于存储从一个或多个嵌入式装置所接收的信息和/或缓存该信息的存储器(未显示)或者单独的数据库(未显示)。
可以在嵌入式装置上交替地执行控制服务器390的任何模块和/或其它部件所执行的功能的任何组合。例如，在对媒体信号进行压缩以及将其传输至控制服务器390之前，嵌入式装置可以执行索引。
控制服务器390还可以经由用户接口340从用户接收输入信号。例如，用户接口340可以为经由网络连接与控制服务器390进行接口的远程计算机和/或可以为集成于控制服务器390中的接口。用户接口340可用于控制任何模块以及这些模块的相关功能和/或为控制服务器390上的处理信息指定参数。例如，用户输入信号可以针对在控制服务器390处所接收的媒体信号305的特定集合，指定应该由同步器/格式化器350加以使用的格式的类型。可以把用户接口340配置为使用户能够手工地操纵在网络上分布的嵌入式装置所接收的任何媒体信号305。
用户接口340还可用于访问、监视和/或控制能够连接到控制服务器390以及诸如在网络上分布的任何嵌入式装置(未显示)。例如，经由用户接口340对嵌入式装置和/或控制服务器390的访问可以是通过口令加以保护的。例如，用户接口340可用于定义嵌入式装置所使用的调度或者由控制服务器所使用的调度，上述调度用以发送使分布的嵌入式装置捕获、处理、存储和/或发送开始与停止的信号。用户接口340还可用于观察可以由连接到控制服务器390的嵌入式装置所生成的置信度监视信号。
用户接口340还可用于访问由控制服务器390所生成的最终同步/格式化内容。可以在网络上分布一个以上的用户接口340，并且可以将它们配置为能够访问控制服务器390(例如，在访问控制服务器390的通用网络上分布的个人计算机)所产生的内容。在某些实施例中，控制服务器390把内容发送给其中通过用户接口340使内容可用于一个或多个用户的服务器(未显示)。
如图3所示，控制服务器390包括报警模块380，报警模块380用于检测可能与控制服务器390相关的对任何嵌入式装置的安全破坏。例如，在嵌入式装置遭到物理破坏(未显示)的情况下，报警模块380可用于经由用户接口340把信号发送给用户。在某些实施例中，可以把报警模块380编程为能够经由诸如电子邮件把指示某一具体的嵌入式装置已遭受一特定程度破坏的指示符发送给用户。
图4为嵌入式装置400的示例实施例的系统框图，该嵌入式装置具有若干输入端口410、若干输出端口420、处理器系统450以及存储器460。嵌入式装置400响应调度器456所生成的开始与停止指示符，经由输入端口410从电子设备(例如，传声器、摄像机)捕获实时媒体信号。处理器系统450访问存储器460，以执行与嵌入式装置400相关的功能，例如存储所处理的媒体信号。嵌入式装置400经由输出端口420把所处理的媒体信号传输给控制服务器440。
输入端口410包括一个或多个音频输入端口412、一个或多个视觉捕获输入端口414、一个或多个视频输入端口416以及一个或多个数字图像输入端口418。把每一个输出端口410配置为能够输出与输出端口420通信的媒体信号。输出端口420包括一个或多个音频输出端口422、一个或多个视觉捕获输出端口424、一个或多个视频输出端口426以及一个或多个数字图像输出端口428。输出端口420可用于把存储在诸如存储器460中的所处理的媒体信号传输给控制服务器440。例如，输出端口420还可用于把诸如置信度监视信号的信号输出到控制服务器440或者其它电子设备480。
处理器系统450包括嵌入式处理器452、协同处理器454以及调度器456。例如，嵌入式处理器452和/或协同处理器454可以为专用于通过对媒体信号进行捕获、压缩、编码、译码、索引、同步和/或格式化处理媒体信号的数字信号处理器(DSP)。例如，协同处理器454可以为诸如场可编程门阵列(FPGA)的处理器，可对其进行编程以控制嵌入式处理器452所执行的功能。例如，协同处理器454和/或嵌入式处理器452可以包括调度器456作为一个模块。在某些实施例中，包括调度器456作为一个与处理器系统450相分离的模块。
在某些实施例中，不是令处理器系统450具有多个处理器，而是令嵌入式装置包括可以为被配置成能够在嵌入式环境中定义和/或操作的任何类型的处理器(例如，嵌入式处理器或者通用处理器)的单个的处理器。可以把单个的处理器配置为能够执行由处理器系统450所执行的功能和/或嵌入式装置400中的其它功能。在某些实施例中，除了嵌入式处理器452和协同处理器456之外，处理器系统450还可以包括被配置为在嵌入式装置400的嵌入式环境中操作的其它处理器和/或协同处理器。
可以把处理器系统450和/或未包括在处理器系统450中的其它处理器(未显示)配置为能够执行嵌入式装置400的附加的功能。例如，可以把处理器系统450配置为能够支持对所捕获媒体信号的分割。在这样一种情况下，可以把处理器系统450配置为包括诸如视觉捕获分布放大器(例如，板上VGA分布放大器)、视觉捕获信号分割器和/或视觉捕获同步放大器等的硬件和/或软件模块。例如，这些硬件和/或软件模块的某些组合可使嵌入式装置400经由视觉捕获输入端口414捕获VGA信号，并且经由视觉捕获输出端口424向电子设备480(例如，教室投影仪)返回所述信号的拷贝(也将其称为分割信号)。使用这些硬件和/或软件模块，也可以把处理器系统450配置为能够在将分割媒体信号传输给电子设备480之前，同步和稳定该信号。
在某些实施例中，例如可以把处理器系统450编程为能够支持以太网交换机(未显示)(例如，多端口快速以太网交换机、千兆比特以太网交换机)和/或以太网供电(PoE)端口(未显示)。嵌入式装置400的某些实施例可以包括在电源出现故障的情况下通过嵌入式装置400分流信号(例如，视觉捕获输入信号)的集成中继设备(未显示)。例如，如果嵌入式装置400的电源中断，则该集成中继设备可以通过嵌入式装置以及输出端口420的输出把媒体信号传送给教室投影仪。
图5为一个流程图，说明了根据本发明的实施例的使用嵌入式装置对媒体信号的捕获、处理、存储和/或发送。该流程图在500处描述的是嵌入式装置接收开始捕获指示符。所述开始捕获指示符指示嵌入式装置何时捕获实时媒体信号。500处的开始捕获指示符可以指示：嵌入式装置将根据调度，在媒体信号的创建时立即就开始捕获该媒体信号，或者在随后用户指定的时间开始捕获媒体信号。500处的开始捕获指示符还可以指示：嵌入式装置将捕获媒体信号的子集，例如，仅捕获音频信号和视觉捕获信号。
如图5中所示，在510、512、514以及516处嵌入式装置响应开始捕获指示符，捕获和压缩媒体信号。更具体地讲，在510处，嵌入式装置捕获和压缩音频信号；在512处，嵌入式装置捕获和压缩视觉捕获信号；在514处，嵌入式装置捕获和压缩数字图像信号；以及在516处，嵌入式装置捕获和压缩视频信号。尽管图5中描述的是分别对这些类型的媒体信号中的每一种媒体信号进行捕获、处理等，然而将仅参照所有媒体信号而不是每一种单独的媒体信号讨论与图5相关的其余部分。另外，尽管所述流程图描述了所有的媒体信号，然而嵌入式装置也可以捕获、处理、存储以及发送媒体信号的任何组合。例如，嵌入式装置可以捕获一个以上的音频信号和单个的视觉捕获信号，而不捕获数字图像信号或者视频信号。
已在510-516处捕获和压缩了媒体信号之后，在520-526处把各个所捕获的媒体信号存储在嵌入式装置上。在这一实施例中，把媒体信号本地存储在嵌入式装置上，而在某些实施例中，例如可以把媒体信号存储在能够由嵌入式装置加以访问的远程数据库上。所述流程图描述的是在510-516处对媒体信号的捕获和压缩以及在520-526处对媒体信号的存储，作为分立的步骤，而在510-516处连续地对媒体信号进行捕获和压缩以及在520-526处连续地对媒体信号进行存储，直至嵌入式装置在530处接收到停止捕获指示符。在530处，停止捕获指示符指示嵌入式装置将停止对媒体信号的捕获、压缩以及存储。
可以由嵌入式装置或者由控制服务器根据调度或者根据所定义的准则，生成500处的开始捕获指示符以及生成530处的停止捕获指示符。在某些实施例中，可以发送单独的停止与开始指示符，以捕获不同的媒体信号。尽管未在这一流程图中加以描述，然而实际上可以在任何时刻暂停和恢复对媒体信号的捕获、压缩以及存储。可以使用诸如控制服务器或者嵌入式装置所生成的停止捕获指示符提示所述暂停，以及其所生成的开始捕获指示符提示所述恢复。
在540处，嵌入式装置接收指示嵌入式装置将发送所存储的媒体信号的发送指示符。例如，可以根据调度由嵌入式装置或者由控制服务器生成540处的发送指示符。540处的发送指示符可以指示：嵌入式装置将立即或者在以后所指定的某一时刻发送所存储的媒体信号。540处的发送指示符也可以指示：嵌入式装置将仅发送一个或多个所存储的媒体信号的一部分，例如仅发送所捕获、所压缩以及所存储的数字图像信号的一部分。
响应在540处所接收的发送指示符，在550-556处从嵌入式装置发送信号。然后在560-566处对媒体信号进行译码、进行索引的处理以及进行编码，并且在570处对媒体信号进行同步和格式化。可以在嵌入式装置上或者在控制服务器上执行560-556处的译码、索引以及编码以及570处的同步和格式化的任何部分。例如，可以在嵌入式装置把视频信号发送至诸如控制服务器之前，在嵌入式装置处执行对该视频信号的索引(例如，景物检测)。
在媒体信号已于570处被同步和格式化之后，在580处使媒体信号可用于进行访问的用户。根据560-566处索引期间所创建的标记，对媒体信号进行同步。可以把媒体信号格式化为一个或多个类型的格式。例如，用户可以使用用户名和口令从个人计算机经由网络连接访问控制服务器和/或一个或多个服务器(例如，配置为课程管理系统的服务器)处的所述信号。
总之，描述了使用嵌入式装置捕获、处理、存储和/或发送媒体信号的设备与方法。尽管以上已经描述了本发明的各种实施例，然而应该意识到，此处仅通过举例的方式介绍了这些实施例，并且可以在形式与细节上对这些实施例进行多方面的变化。例如，可以把嵌入式装置的处理器和/或模块包括在一个或多个建筑物中的单独的电子板上。

Claims (27)

1.一种设备，包含：
调度器，所述调度器在存储器或处理器中的至少一个中实现，所述调度器被配置为向装置发送调度，所述调度与(1)被配置为触发所述装置以捕获第一多个媒体信号的开始指示符、(2)与用于所述第一多个媒体信号的捕获的格式相关联的压缩变量、以及(3)被配置为触发所述装置以发送第二多个媒体信号的发送指示符相关联，所述第二多个媒体信号已基于所述压缩变量和所述第一多个媒体信号被压缩；
索引模块，所述索引模块被配置为处理所述第二多个媒体信号以产生多个索引点；以及
同步器，所述同步器耦合到所述索引模块，并且被配置为基于所述多个索引点使所述第二多个媒体信号同步。
2.根据权利要求1所述的设备，其中：
与所述调度相关联的所述压缩变量包含与所述第一多个媒体信号相关联的帧率、比特率、频率、分辨率、颜色或者稳定性中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的设备，其中：
所述调度器被配置为向所述装置发送所述调度以使得所述装置基于所述调度将所述第一多个媒体信号压缩成有损格式。
4.根据权利要求1所述的设备，其中：
所述调度器被配置为向所述装置发送所述调度以使得所述装置同时将所述第一多个媒体信号压缩成具有第一格式的所述第二多个媒体信号以及具有第二格式的第三多个媒体信号，
所述多个索引点是第一多个索引点，
所述索引模块被配置为处理所述第三多个信号以产生第二多个索引点，
所述同步器被配置为基于所述第二多个索引点同步所述第三多个媒体信号。
5.根据权利要求1所述的设备，其中：
所述调度器被配置为向所述装置发送所述调度以使得所述装置将所述第一多个媒体信号在第一时间压缩成具有第一格式的第二多个媒体信号，并且将所述第一多个媒体信号在第二时间压缩成具有第二格式的第三多个媒体信号，
所述多个索引点是第一多个索引点，
所述索引模块被配置为处理所述第三多个信号以产生第二多个索引点，
所述同步器被配置为基于所述第二多个索引点同步所述第三多个媒体信号。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调度器、所述索引模块和所述同步器位于控制设备内。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调度器位于第一设备内，并且所述索引模块和所述同步器模块位于与所述第一设备分离的第二设备内。
8.一种方法，包括：
接收开始指示符，所述开始指示符被配置为触发处理器系统上的包括音频信号的多个实时信号的捕获以及所述处理器系统上的视觉捕获信号或数字图像信号中的至少一个的捕获；
响应于所述开始指示符通过第一输入端口在所述处理器系统上捕获音频信号以产生第一捕获信号；
响应于所述开始指示符通过第二输入端口捕获视觉捕获信号或数字图像信号中的至少一个以产生第二捕获信号，
基于第一压缩变量压缩第一捕获信号以产生第一压缩信号；
基于第二压缩变量压缩第二捕获信号以产生第二压缩信号；以及
在第一压缩信号和第二压缩信号被产生之后从所述处理系统发送第一压缩信号和第二压缩信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中：
第二压缩变量与视频捕获信号或数字图像信号中的至少一个的帧率、比特率、频率、分辨率、颜色或者稳定性中的至少一个相关联。
10.根据权利要求8所述的方法，其中：
压缩第二捕获信号包括基于第二压缩变量将第二捕获信号压缩为有损格式。
11.根据权利要求8所述的方法，其中：
压缩第二捕获信号包括将第二捕获信号同时压缩为第一格式和第二格式。
12.根据权利要求8所述的方法，其中：
压缩第二捕获信号包括将第二捕获信号在第一时间压缩为第一格式，并且在不同于第一时间的第二时间压缩为第二格式。
13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
检测耦合到所述第一输入端口的捕获设备的设备类型；
检测耦合到所述第二输入端口的捕获设备的设备类型；
压缩第一捕获信号包括基于第一压缩变量以及基于耦合到所述第一端口的捕获设备的设备类型压缩第一捕获信号以产生第一压缩信号；
压缩第二捕获信号包括基于第二压缩变量以及基于耦合到所述第二端口的捕获设备的设备类型压缩第二捕获信号以产生第二压缩信号。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包含：
基于耦合到所述第一输入端口的捕获设备的设备类型从处理器系统的多个编解码器中选择第一编解码器；以及
基于耦合到所述第二输入端口的捕获设备的设备类型从所述多个编解码器中选择第二编解码器，
第一捕获信号通过使用第一编解码器被压缩以产生第一压缩信号，
第二捕获信号通过使用第二编解码器被压缩以产生第二压缩信号。
15.一种方法，包括：
接收开始指示符，所述开始指示符被配置为触发处理系统的包括音频信号、视觉捕获信号和数字图像信号的多个实时信号的捕获；
响应于所述开始指示符通过第一输入端口在所述处理器系统上捕获音频信号以产生第一捕获信号；
响应于所述开始指示符通过第二输入端口捕获视觉捕获信号以产生第二捕获信号；
响应于所述开始指示符通过第三输入端口捕获数字图像信号以产生第三捕获信号；以及
从处理系统发送基于第一捕获信号、第二捕获信号和第三捕获信号的信号。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
基于第一压缩变量压缩第一捕获信号以产生第一压缩信号；
基于第二压缩变量压缩第二捕获信号以产生第二压缩信号；以及
基于第三压缩变量压缩第三捕获信号以产生第三压缩信号，
所述发送包括发送基于第一压缩信号、第二压缩信号和第三压缩信号的信号。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包含：
检测耦合到所述第一输入端口的捕获设备的设备类型；
检测耦合到所述第二输入端口的捕获设备的设备类型；以及
检测耦合到所述第三输入端口的捕获设备的设备类型，
压缩第一捕获信号包括基于第一压缩变量以及基于耦合到所述第一端口的捕获设备的设备类型压缩第一捕获信号以产生第一压缩信号；
压缩第二捕获信号包括基于第二压缩变量以及基于耦合到所述第二端口的捕获设备的设备类型压缩第二捕获信号以产生第二压缩信号；以及
压缩第三捕获信号包括基于第三压缩变量以及基于耦合到所述第三端口的捕获设备的设备类型压缩第三捕获信号以产生第三压缩信号。
18.根据权利要求15所述的方法，进一步包含：
基于耦合到所述第一输入端口的捕获设备的设备类型从处理器系统的多个编解码器中选择第一编解码器；
基于耦合到所述第二输入端口的捕获设备的设备类型从多个编解码器中选择第二编解码器；以及
基于耦合到所述第三输入端口的捕获设备的设备类型从多个编解码器中选择第三编解码器，
第一捕获信号被通过使用第一编解码器压缩以产生第一压缩信号，
第二捕获信号被通过使用第二编解码器压缩以产生第二压缩信号，以及
第三捕获信号被通过使用第三编解码器压缩以产生第三压缩信号。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，第一压缩变量、第二压缩变量和第三压缩变量中的每一个分别与视频捕获信号或数字图像信号中的至少一个的帧率、比特率、频率、分辨率、颜色或者稳定性中的至少一个相关联。
20.根据权利要求15所述的方法，其中：
第一捕获信号、第二捕获信号或第三捕获信号中的至少一个分别基于第一压缩变量、第二压缩变量或第三压缩变量被压缩为有损格式。
21.根据权利要求15所述的方法，其中：
第一捕获信号、第二捕获信号或第三捕获信号中的至少一个被同时压缩为第一格式和第二格式。
22.根据权利要求15所述的方法，其中：
第一捕获信号、第二捕获信号或第三捕获信号中的至少一个被在第一时间压缩为第一格式，并且在不同于第一时间的第二时间压缩为第二格式。
23.一种设备，包括：
多个输入端口，包括第一输入端口、第二输入端口和第三输入端口，所述第一输入端口被配置为接收音频信号，所述第二输入端口和所述第三输入端口均被配置为接收视觉捕获信号或者数字图像信号；以及
处理器系统，耦合到所述多个输入端口，
所述处理器系统被配置为通过第一输入捕获音频信号以产生第一捕获信号，
所述处理器系统被配置为通过第二输入端口捕获视觉捕获信号或数字图像信号中的至少一个以产生第二捕获信号，
所述处理器系统被配置为通过第三输入端口捕获视觉捕获信号或数字图像信号中的至少一个以产生第三捕获信号，
所述处理器系统被配置为发送基于第一捕获信号、第二捕获信号和第三捕获信号的信号。
24.根据权利要求23所述的设备，其中：
所述处理器系统包括压缩模块，所述压缩模块被配置为基于第一压缩变量压缩第一捕获信号以产生第一压缩信号；所述压缩模块被配置为基于第二压缩变量压缩第二捕获信号以产生第二压缩信号；所述压缩模块被配置为基于第三压缩变量压缩第三捕获信号以产生第三压缩信号，
所述处理器系统被配置为发送基于第一压缩信号、第二压缩信号和第三压缩信号的信号。
25.根据权利要求23所述的设备，其中：
第一压缩变量、第二压缩变量和第三压缩变量中的每一个分别与视觉捕获信号或数字图像信号中的至少一个的帧率、比特率、频率、分辨率、颜色或者稳定性中的至少一个相关联。
26.根据权利要求23所述的设备，其中：
第二压缩变量和第三压缩变量中的每一个分别与视觉捕获信号或数字图像信号中的至少一个的帧率、比特率、频率、分辨率、颜色或者稳定性中的至少一个相关联，
第二压缩信号的帧率、比特率、频率或分辨率中的至少一个不同于第三压缩信号的帧率、比特率、频率或分辨率。
27.根据权利要求23所述的设备，其中：
所述压缩模块包括多个编解码器，所述多个编解码器包括第一编解码器、第二编解码器和第三编解码器，
所述压缩模块被配置为基于耦合到所述第一输入的捕获设备的类型选择第一编解码器，所述压缩模块被配置为使用第一编解码器压缩第一捕获信号以产生第一压缩信号；
所述压缩模块被配置为基于耦合到所述第二输入的捕获设备的类型选择第二编解码器，所述压缩模块被配置为使用第二编解码器压缩第二捕获信号以产生第二压缩信号；以及
所述压缩模块被配置为基于耦合到所述第三输入的捕获设备的类型选择第三编解码器，所述压缩模块被配置为使用第三编解码器压缩第三捕获信号以产生第三压缩信号。
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