JP2004112765A - Audio and image communication device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、音声と同時に画像データを伝送するシステムに係わり、特に音声をデジタルデータに変換して通信する音声画像通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電話回線を用いて複数の情報を伝送する技術として、特公昭55−28616号公報に、音声の品質劣化を少なくして他の情報信号を同時に伝送する技術が紹介されている。
【0003】
この従来技術は、図16に示すように、0.3kHzから3.4kHzの電話伝送帯域内の特性が平坦な中央帯域部分で情報信号を伝送するので、情報信号の品質を確保できるだけでなく、音声の低い周波部成分と高い周波数成分が残されるので音声の品質劣化を少なくすることができるというものである。
【0004】
図17に従来例のブロック図を示す。同図において、帯域通過フィルタ92の通過帯域と帯域阻止フィルタ93の阻止帯域とは同じ帯域にしてある。
【0005】
つまり、帯域通過フィルタ92で通過する信号成分は帯域阻止フィルタ93で阻止され、帯域阻止フィルタ93で通過する信号成分は帯域通過フィルタ92で阻止される。今、情報送受信装置96が出力する信号は2線4線変換部94を介して帯域通過フィルタ92に入り、そこで情報信号帯域外の信号成分が減衰される。一方、音声通話装置97が出力する音声信号は2線4線変換部95を介して帯域阻止フィルタ93に入り、そこで音声信号成分の帯域にある情報信号帯域内の信号成分が減衰される。このようにフィルタを通した音声信号と情報信号は図16に示すような信号成分で加算され電話回線91に出力される。
【0006】
逆に図16に示すような信号が電話回線91で送られてくると、情報信号成分は帯域通過フィルタ92を通過して2線4線変換部94を介して情報送受信装置96に出力される。一方、音声信号は帯域阻止フィルタ93で取り出され2線4線変換部95を介して音声通話装置97に出力される。
【0007】
このように、この従来技術では、音声信号と情報信号とが周波数多重され、1本の電話回線で通話しながら情報信号を送受信することができるように構成されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ファクシミリなどのように変調帯域が電話回線の伝送帯域の大部分を占める変調信号を、情報信号として伝送するような場合は、上記従来技術のように、音声信号と情報信号とを周波数多重して同時に伝送することは難しい。
【0009】
そこで、本発明の目的は、そのような従来技術の課題を解決し、ファクシミリなどの情報信号と音声信号とを同時に伝送することが可能な音声画像通信装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、音声画像通信装置において、回線接続手段と、データ送受信手段と、音声再生手段と、音声入力手段と、画像表示手段と、画像入力手段と、通信状態判定手段と、制御部を備えることにより達成される。
【0011】
【作用】
回線接続手段は有線または無線で回線接続を行う。データ送受信手段は上記回線接続手段を介して上記回線から音声および画像のデータを送受信する。音声再生手段は上記データ送受信手段で受信された音声データを音声として再生する。音声入力手段は送信すべき音声を音声信号に変換して上記データ送受信手段に入力する。画像表示手段は上記データ送受信手段で受信された画像データを画像として表示する。画像入力手段は送信すべき画像を画像信号に変換して上記データ送受信手段に入力する。通信状態判定手段は上記回線の通信状態を判定する。
【0012】
制御部は、該通信状態判定手段により判定された回線の状態に応じて上記音声データの上記データ送受信手段による送受信時の伝送速度を一定にしたまま、上記画像データの上記データ送受信手段による送受信時の伝送速度を変える。このようにして、周波数多重などの従来の技術では難しかった、通話しながらファクシミリ通信を行うなどのことが可能となる。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の音声画像通信装置の第1の実施例として音声ファクシミリ同時通信装置について説明する。本実施例の音声ファクシミリ同時通信装置は一本のアナログ電話回線で通話しながらファクシミリの画像を全二重で送受信することができるだけでなく、通信相手がCCITT勧告のG3規格に準拠したファクシミリ装置や通常の電話機であっても普通に通信することが可能である。
【0014】
図1は本発明の第1の実施例としての音声ファクシミリ同時通信装置の構成を示すブロック図である。図1において、1はシステム制御部、2は操作パネル、3は画像読み取り部、4は画像記録部、5は画像符号化部、6は画像復号化部、7はデータ合成部、8はデータ分離部、9はモデム、10は2線4線変換部、11はオフフック検出部、12は応答メッセージ発生部、13は呼出信号検出部、14は電話回線、15は電話機、16は音声符号化部、17は音声復号化部、18は2線4線変換部、19は電流源、20はスイッチ、21はスイッチである。まず各部について詳しく説明する。
【0015】
図1のシステム制御部1は、図2に示すように、CPU110、インターフェース120、ROM130、RAM140、バス150からなり、CPU110はROM130に記憶されたソフトウエアによって動作し、インターフェース120或はバス150を介して本実施例の音声ファクシミリ同時通信装置の各部を制御する。
【0016】
図1の操作パネル2は、図3に示すように、送信ボタン210、受信ボタン220、音声FAX同時モードボタン230、同時不可LED240を有しており、これらのボタンはシステム制御部1に接続されている。
【0017】
図1の画像読み取り部3は、図4に示すように、送信原稿を読み取るスキャナー310、原稿を送るメカ部330、スキャナー310が読み取った画像をシェーディング補正、ガンマ補正などを施したあと2値化する画像処理部320によって構成され、システム制御部1の指示によってメカ部330は送信原稿の取り込みを開始し、画像処理部320はスキャナー310が読み取ったアナログの画像データを2値化して図1の画像符号化部5に出力する。
【0018】
図1の画像記録部4は、図5に示すように、図1の画像復号化部6が出力する2値の画像データを記録紙44に記録する感熱ヘッド41、記録紙44を送り出すメカ部42、感熱ヘッド41の印字濃度の制御などを行うヘッド制御部43によって構成される。
【0019】
図1の画像符号化部5は、CCITT勧告のG3規格に従って画像読み取り部3が出力する2値の画像データを符号化し、データ合成部7に出力する。符号化の方法は例えばMH符号化、MR符号化などで、システム制御部1の指令によって符号化の方式を選択する。
【0020】
図1の画像復号化部6は、データ分離部8が出力する画像符号化データを2値の画像データに復号化し、画像記録部4に出力する。復号化の方式は送信相手がMH符号化を行ったときはMH復号化処理を行い、送信相手がMR符号化を行ったときはMR復号化処理を行う。送信相手がどの符号化方式を用いたかどうかは後で述べる手順信号によって決められるので、受信側で正確に復号化することができる。
【0021】
なお、画像復号化部6と画像記録部4との間に画像蓄積部を設け、画像復号化部6が復号化した画像データを一旦記憶し、記憶した画像データを画像記録部4に出力するようにしても良い。
【0022】
図1のデータ合成部7は、画像符号化部5及び音声符号化部16が出力する2つの符号化データを合成してモデム9に出力する。ここでデータの合成方法について図6を用いて詳しく説明する。
【0023】
図6はデータ合成部7の構成を示すブロック図で、71、72、73、74、75はスイッチ、76、77、78、79はバッファ、70は制御部である。制御部70はシステム制御部1の指令によって動作し、各スイッチの切り替えを制御しながら、FAXの符号化データや音声の符号化データの各バッファへの読み書きを制御し、それらデータを時分割で合成する。図6では、FAXの符号化データが9600bpsのデータ伝送速度、音声の符号化データが4800bpsのデータ伝送速度で、合成後の符号化データの伝送速度が14400bpsの場合の動作を示している。
【0024】
まず制御部70はスイッチ71をバッファ76側に切り替えて9600bpsのデータ伝送速度で入力するファクシミリの符号化データを9600ビットだけバッファ76に書き込み、バッファ76への書き込みを終えると、スイッチ71をバッファ77側に切り替えて今度はバッファ77に9600ビットのファクシミリの符号化データを書き込む。以下、この動作を交互に繰り返す。
【0025】
この動作と同時に制御部70はスイッチ72をバッファ78側に切り替えて4800bpsのデータ伝送速度で入力する音声の符号化データを4800ビットだけバッファ78に書き込み、バッファ78への書き込みを終えると、スイッチ72をバッファ79側に切り替えて今度はバッファ79に4800ビットの音声の符号化データを書き込む。以下、この動作を交互に繰り返す。
【0026】
今、9600ビットのファクシミリの符号化データのバッファ76への書き込みを終了すると、制御部70はスイッチ73をバッファ76側に、スイッチ75をスイッチ73側にそれぞれ切り替えて、バッファ76に記憶されている9600ビットのファクシミリの符号化データを14400bpsのデータ伝送速度で読み出す。バッファ76のデータを全て読み出すと、今度はスイッチ75をスイッチ74側に、スイッチ74をバッファ78側にそれぞれ切り替え、バッファ78に書き込まれている4800ビットの音声の符号化データを14400bpsのデータ伝送速度で読み出す。
【0027】
バッファ78のデータを全て読み出すと、再びスイッチ75をスイッチ73側に、スイッチ73をバッファ77側に切り替え、バッファ77に書き込まれている9600ビットのファクシミリの符号化データを14400bpsのデータ伝送速度で読み出す。バッファ77のデータを全て読み出すと、再びスイッチ75をスイッチ74側に、スイッチ74をバッファ79側にそれぞれ切り替え、バッファ79に書き込まれている4800ビットの音声の符号化データを14400bpsのデータ伝送速度で読み出す。
【0028】
バッファ79のデータを全て読み出すと、再びスイッチ75をスイッチ73側に、スイッチ73をバッファ76側に切り替え、バッファ76に書き込まれている9600ビットのファクシミリの符号化データを14400bpsのデータ伝送速度で読み出す。以下、同様に、このような動作をシステム制御部1が終了の指令を出力するまで繰り返す。
【0029】
また、データ合成部7はシステム制御部1の指令によってスイッチ71をバッファ76側に、スイッチ73をバッファ76側に、スイッチ75をスイッチ73側にそれぞれ切り替えて、入力するFAXの符号化データをバッファ76を介してそのままスイッチ75から出力するファクシミリモードを持っている。このファクシミリモードは通常のファクシミリ通信を行う際に使用する。
【0030】
図1のデータ分離部8は、モデム9が復調した符号化データを画像符号化データと音声符号化データとに分離し、画像符号化データは画像復号化部6に、音声符号化データは音声復号化部17にそれぞれ出力する。ここでデータの分離方法について図7を用いて詳しく説明する。
【0031】
図7はデータ分離部8の構成を示すブロック図で、81、82、83、84、85はスイッチ、86、87、88、89はバッファ、80は制御部である。制御部80はシステム制御部1の指令によって動作し、各スイッチの切り替えを制御しながら、時分割で合成した符号化データをFAXの符号化データと音声の符号化データとに分離する。図7では、時分割で合成された14400bpsの受信した符号化データをFAXの符号化データが9600bpsのデータ伝送速度で、音声の符号化データが4800bpsのデータ伝送速度でそれぞれ出力する場合の動作を示している。
【0032】
まず制御部80はスイッチ85をスイッチ83側に、スイッチ83をバッファ86側にそれぞれ切り替えて、14400bpsのデータ伝送速度で入力するFAXの符号化データを9600ビットだけバッファ86に書き込む。バッファ86への書き込みを終えると、スイッチ85をスイッチ84側に、スイッチ84をバッファ88側にそれぞれ切り替え、14400bpsのデータ伝送速度で入力する音声の符号化データを4800ビットだけバッファ88に書き込む。
【0033】
バッファ88への書き込みを終了すると、スイッチ85をスイッチ83側に、スイッチ83をバッファ87側にそれぞれ切り替えて、14400bpsのデータ伝送速度で入力するFAXの符号化データを9600ビットだけバッファ87に書き込む。バッファ87への書き込みを終えると、スイッチ85をスイッチ84側に、スイッチ84をバッファ89側にそれぞれ切り替え、14400bpsのデータ伝送速度で入力する音声の符号化データを4800ビットだけバッファ89に書き込む。バッファ89への書き込みを終了すると、再びバッファ86への書き込みを開始し、以下、同様の動作を繰り返す。
【0034】
この動作と並行して制御部80は、バッファ86、バッファ87、バッファ88、バッファ89の書き込みが終了したバッファからデータを読み出す。例えば、バッファ86への9600ビットのファクシミリの符号化データの書き込みを終了すると、スイッチ81をバッファ86側に切り替えて9600bpsのデータ伝送速度で9600ビットのファクシミリの符号化データを読み出す。読み出しを終了すると、スイッチ81をバッファ87側に切り替えてファクシミリの符号化データを読み出す。以下、交互に同様の動作を繰り返す。
【0035】
或はバッファ88への4800ビットの音声の符号化データの書き込みを終了すると、スイッチ82をバッファ88側に切り替えて4800bpsのデータ伝送速度で4800ビットの音声の符号化データを読み出す。読み出しを終了すると、スイッチ82をバッファ89側に切り替えて音声の符号化データを読み出す。以下、交互に同様の動作を繰り返す。
【0036】
また、データ分離部8はシステム制御部1の指令によってスイッチ85をスイッチ83側に、スイッチ83をバッファ86側に、スイッチ81をバッファ86側にそれぞれ切り替えて、受信した符号化データをバッファ86を介してそのままスイッチ81から出力するファクシミリモードを持っている。このモードは通常のファクシミリの通信を行う際に使用する。
【0037】
なお、データ分離部8と画像復号化部6との間に画像蓄積部を設け、データ分離部8が出力する画像符号化データを記憶し、記憶した画像符号化データを画像復号化部6に出力するようにしても良い。
【0038】
また、ファクシミリを送信していないとき、つまりファクシミリの符号化データが画像符号化部5から入ってこないときは、バッファの内容をダミーデータとして空読みするようになっている。
【0039】
また、本実施例ではファクシミリの符号化データと音声の符号化データとを時分割で同期して合成および分離を行うようにしたが、ファクシミリの符号化データにファクシミリの符号化データであることを示すフラグを付加するようにしても構わない。
【0040】
なお、データ合成部7およびデータ分離部8の説明において、ファクシミリの符号化データの伝送速度を9600bps、音声の符号化データの伝送速度を4800bpsとして説明したが、他のデータ伝送速度でも構わない。本実施例では、図8に示すように、モデム9のデータ伝送速度に応じてファクシミリのデータ伝送速度を可変するようにし、音声のデータ伝送速度は4800bpsに固定してある。図8において、モデム9のデータ伝送速度が14400bpsの場合はファクシミリのデータ伝送速度が9600bps、12000bpsの場合は7200bps、9600bpsの場合は4800bps、7200bpsの場合は2400bps、4800bpsの場合は音声の符号化データのみとなるように、システム制御部1はデータ合成部7およびデータ分離部8を制御する。
【0041】
図1のモデム9は、図9に示すように、インターフェース91、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)92、D/A(デジタルアナログ変換器)93、A/D(アナログデジタル変換器)94によって構成され、データ合成部7およびデータ分離部8とのデータの入出力は、インターフェース91を介して行う。DSP92は信号処理用の演算部、ROM、RAM、制御レジスタなどからなり、予めROMに記憶されたソフトウエアによって動作する。
【0042】
ここで、DSP92の機能について図10を用いて詳しく説明する。図10において、921はV.32bis変復調部、922はV.32変復調部、923はV.17変復調部、924はV.29変復調部、925はV.27ter変復調部、926はV.21変復調部、927はトーン信号発生部、928はトーン信号検出部、929は制御部である。ここで、V.32bis、V.32、V、17、V.29、V.27ter、V.21はCCITT勧告の変復調方式に関する規格の名称である。
【0043】
図10において、DSP92は、システム制御部1との制御データの入出力を制御部929を介して行い、CCITT勧告のV.32bis、V.32、V.17、V.29、V27ter、V.21の変復調方式を切り替えることができる。これらの変復調方式のデータ伝送速度は、14400bps、12000bps、9600bps、7200bps、4800bps、2400bps、300bpsの何れかであり、特に、V.32、V32bisの場合は全二重動作が可能である。本実施例の音声ファクシミリ同時通信装置の同時通信時は、このV.32bisとV.32の変復調方式を用いており、図11に示すような同時通信が可能である。
【0044】
図11において、データ合成部7によって時分割多重されたFAXデータと音声データからなる送信信号が起呼側から被呼側に送信されると、同時に被呼側から同様の受信信号を受け取ることができる。また、トーン信号発生部927は任意の周波数のトーン信号を発生することができ、システム制御部1の制御によってファクシミリのCNG信号(1100Hzの断続音)を発生することが可能である。トーン信号検出部928はシステム制御部1が制御部929を介して指定した周波数の検出が可能で、検出時に制御部929を介してシステム制御部1に検出したことを知らせるので、システム制御部1の制御によってファクシミリのCNG信号や話中音(400Hzの断続音)等の検出が可能である。
【0045】
図1の2線4線変換部10は、モデム9が出力する変調信号をスイッチ20を介して電話回線14に出力し、或は電話回線14によって送られてくる変調信号をモデム9に出力する。
【0046】
図1の応答メッセージ発生部12は、音声を記録したROMと音声再生専用のICで構成され、システム制御部1の指令によってROMから読み出した音声データを再生して、スイッチ20を介して電話回線14に出力する。この音声メッセージは、「ただ今留守にしていますので、電話の方は後ほどおかけ直し下さい。ファクシミリの方は信号音の後に送信ボタンを押して下さい。」という内容の応答メッセージである。
【0047】
図1のオフフック検出部11は、電話機15のオンフック/オフフックを検出し、検出結果をシステム制御部1に知らせる。図1の呼出信号検出部13は、電話回線14上の呼出信号を監視しており、呼出信号を検出したときにシステム制御部1に呼出信号を検出したことを知らせる。
【0048】
図1の音声符号化部16は、2線4線変換部18が出力するアナログの音声信号をA/D変換してデジタルデータに変換したあと、符号化を行い、音声の符号化データをデータ合成部7に出力する。本実施例では、音声の符号化方式としてサンプリング周波数が2400Hz、量子化ビット数が2ビットのADPCM方式を用いている。従って、音声符号化データのデータ伝送速度は4800bpsである。なお、音声の符号化方式は、PCM、DPCMなど別の方式でも構わないし、音声の符号化データの伝送速度も4800bpsである必要はない。
【0049】
図1の音声復号化部17は、データ分離部8から4.8kbpsのデータ伝送速度で入力する音声符号化データを符号化時と同じADPCM方式で復号化し、アナログの音声信号に変換したあと、2線4線変換部18に出力する。
【0050】
図1の2線4線変換部18は、スイッチ21が2線4線変換部18側に切り替わったときに、音声復号化部17が出力する音声信号をスイッチ21を介して電話機15に出力し、或は電話機15からスイッチ21を介して入力する音声信号を音声符号化部16に出力する。
【0051】
図1の電流源19は、スイッチ21が2線4線変換部18側に切り替わったときに、前述の音声信号と同一の信号路を介して電話機15に電流を供給するためのもので、これによって電話機15が2線4線変換部18側に接続されていても正常に動作することができる。図1のスイッチ21は、音声ファクシミリ同時通信を行うか否かを切り替えるもので、初期状態では電話回線14側に接続されている。
【0052】
次に、本実施例の音声ファクシミリ同時通信装置同士で通信する場合の接続動作について、図12を用いて説明する。ここで、操作パネル2の音声FAX同時モードボタン230を先に押した側をマスタ側、その通信相手をスレーブ側と称する。
【0053】
さて、図12において、回線接続状態で操作パネル2の音声FAX同時モードボタン230を押したマスタ側は、800Hzのトーン信号からなる識別信号を送出する。この識別信号はCCITT勧告のファクシミリ規格のCNG信号と同じ構成で、周波数だけを800Hzにしたものである。この識別信号を検出したスレーブ側は、通常のファクシミリと同じようにDIS信号(CCITT勧告のV.21チャネル2を用いた信号で所有する機能情報を示す)を返す。DIS信号を受けたマスタ側はDCS信号(CCITT勧告のV.21チャネル2を用いた信号で選択する機能情報を示す)を返す。
【0054】
この機能情報は、通常のファクシミリにおいて対応するデータ伝送速度や符号化の方式や解像度などを表すもので、本実施例の音声ファクシミリ同時通信装置においても、通常のファクシミリの場合と同じ構成を採用しており、音声ファクシミリ同時通信装置であること、変復調方式としてCCITT勧告のV.32bis或はV.32の変復調方式を用いること、音声の符号化の方式がサンプリング周波数が2400Hzで量子化ビット数が2ビットのADPCM方式であること、ファクシミリの画像符号化方式がMH符号化方式であることなどを通信する。
【0055】
この際、スレーブ側で音声FAX同時ボタン230を押す必要はなく、この手順の中でスレーブ側のシステム制御部1は音声ファクシミリ同時通信モードであることを認識する。もし通信相手であるスレーブ側が音声ファクシミリ同時通信装置でなかった場合には、識別信号に対する応答がないので、マスタ側のシステム制御部1は通信相手であるスレーブ側が音声ファクシミリ同時通信装置でないことを認識できる。
【0056】
さて、これらの手順信号で通信機能を決定したあと、マスタ側はトレーニングシーケンスを開始する。このトレーニングシーケンスは、モデム9での回線歪の等化などを行うと同時に、電話の回線状態に応じてモデム9のデータ伝送速度を変えるためのもので、データ伝送速度が早い変復調方式から順に予め定められた固定パターンを送信して誤りをチェックする。データ誤りが多い場合はデータの伝送速度を遅くして再びトレーニングを行う。
【0057】
一般的なファクシミリの場合は、通信相手の機能にもよるが、CCITT勧告のV.17の通信機能を有する場合は14400bpsの伝送速度から、同じくV.29の通信機能を有する場合には9600bpsの伝送速度から、同じくV.27terの通信機能を有する場合には4800bpsの伝送速度からそれぞれトレーニングを開始するようになっている。
【0058】
これに対し、本実施例の音声ファクシミリ同時通信装置においてはCCITT勧告のV.32bis規格の変復調方式からトレーニングを開始する。つまり、14400bpsの伝送速度でのトレーニングでデータ誤りが多い場合には、12000bpsの通信速度に落とす。12000bpsでも誤りが多い場合にはCCITT勧告のV.32規格の変復調方式の9600bps伝送速度でトレーニングを行う。9600bpsでも誤りが多い場合にはさらに7200bpsへと伝送速度を遅くして行く。
【0059】
本実施例の場合、7200bpsでもデータ誤りが多い場合には、図1におけるシステム制御部1が操作パネル2上の同時不可LED240を点灯し、音声ファクシミリ同時通信が不可能であることを使用者に知らせるようになっている。そして、その後さらに4800bpsへと伝送速度を遅くして行き、4800bpsでデータ誤りが少なければ、音声のみの通信を行う。
【0060】
なお、トレーニングはマスタ側からスレーブ側に行い、スレーブ側からマスタ側へは行わない。従って、マスタ側で決定したデータ伝送速度をスレーブ側でも用い、データ伝送速度はマスタ側とスレーブ側とでは常に同じにしている。
【0061】
以上のようにしてデータ伝送速度を決定し、音声ファクシミリ同時通信モードに入り、決定した通信速度に応じて音声とファクシミリのデータ伝送速度の割合を可変して、音声ファクシミリ同時通信を行う。データ伝送速度と音声とファクシミリの各伝送速度に関しては、既に説明した通りである。
【0062】
通話が終了し、図1において電話機15をオンフックすると、オフフック検出部11は電話機15がオンフックされたことを検出して、システム制御部1に知らせる。これを受けたシステム制御部1はモデム9を用いて、後手順を行う。この後手順についてはあとで説明するが、オフフック検出部11が電話機15のオンフックを検出してもファクシミリの画像を伝送中である場合には、システム制御部1は画像の伝送が終了するまで、後手順を行わないよう動作する。
【0063】
ここで、後手順について説明する。後手順とは通常のファクシミリにおいては、全ての原稿を送信終了したことを示すEOP信号、正常に受信したことを示すMCF信号および回線の切断命令であるDCN信号などからなるもので、ファクシミリの画像信号の送受信が終了したことを確認し回線を切断するための手順である。本実施例の音声ファクシミリ同時通信装置においては、通話とファクシミリの双方が終了した場合のみ、後手順を行うようにシステム制御部1は動作する。
【0064】
次に、通信相手が通常の電話機である場合の動作について説明する。図1において、初期状態でスイッチ21は電話回線14側に接続されている。今、電話機15をオフフックして通信相手に電話をかける。通信相手が出ると、回線が接続され通話状態になる。逆に電話がかかってくると、初期状態で電話機15は電話回線14に接続されているので、電話機15のベルが鳴り、電話機15をオフフックすると、回線が接続され通話状態となる。このように通信相手が電話機である場合は普通に電話することが可能である。
【0065】
次に、通信相手が通常のファクシミリ装置である場合の動作について説明する。通話中に受信する場合は操作パネル2の受信ボタン220を押す。これを受けたシステム制御部1は、モデム9のV.21変復調部926を使ってファクシミリの手順通信を行ったあと、通常のファクシミリと同様にV.27terまたはV.29の変復調方式でファクシミリの画像信号を受信する。この時、データ分離部8は先に述べたファクシミリモードになっており、モデム9が出力するファクシミリの画像符号化データをそのまま画像復号化部6に出力する。画像復号化部6で復号化された画像データは画像記録部4に入り、記録紙44にプリントされる。
【0066】
通話中に送信する場合は、操作パネル2上の送信ボタン210を押す。送信ボタン210が押されると、システム制御部1はモデム9のトーン信号発生部927を用いてCNG信号を送出し、通信相手からのファクシミリの手順信号を待つ。手順通信が終了すると、読み取り部3にて読み取られた画像データが画像符号化部5で符号化され、データ合成部7に入る。この時、データ合成部7は先に述べたファクシミリモードになっており、画像符号化データをそのままモデム9に出力する。モデム9はこの画像符号化データを、通常のファクシミリと同様にV.17またはV.29またはV.27terのうち手順通信で決定した変復調方式で変調し、2線4線変換部10とスイッチ20を介して電話回線14に出力する。
【0067】
次に、留守の時に通常のファクシミリを受信する動作について説明する。通信相手が電話を掛けてくると、電話機15のベルが鳴り、同時に呼出信号検出部13は呼出信号を検出し、システム制御部1に知らせる。システム制御部1は予め決められた時間、呼出信号を検出し続けると、スイッチ20を閉じて回線を接続する。この時間内に電話機15をオフフックすると、呼出信号を検出しなくなるので、システム制御部1はスイッチ20閉じることはなく、普通に通信ができる。
【0068】
さて、システム制御部1がスイッチ20を閉じて回線を接続した後、システム制御部1は応答メッセージ発生部12に応答メッセージの発生を指示する。応答メッセージ発生部12は「ただ今留守にしていますので、電話の方は後ほどおかけ直し下さい。ファクシミリの方は信号音の後に送信ボタンを押して下さい。」という内容の応答メッセージを、スイッチ20を介して電話回線14に出力する。そのあと、ファクシミリの手順信号をモデム9から送出し、以下通常のファクシミリと同様に動作する。
【0069】
このように、通信相手が通話しながらファクシミリの送信が可能な音声ファクシミリ同時通信装置である場合には、同時通信が可能で、通信相手が普通の電話機である場合には、普通に通話することが可能である。さらに、通信相手が普通のファクシミリである場合でも、ファクシミリを送受信することが可能である。
【0070】
また、通信速度に応じて音声の伝送速度を変えずファクシミリの伝送速度のみを変えるので、通話品質を一定に保ちながら同時通信することが可能である。
【0071】
さらに、同時通信時に通話が先に終了し、電話機をオフフックしても回線は切断されることはないので、使用者はファクシミリの通信を意識することなく通話することが可能である。
【0072】
次に、本発明の音声画像通信装置の第2の実施例として音声画像同時通信トランシーバについて説明する。
【0073】
図13は本発明の第2の実施例としての音声画像同時通信トランシーバの構成を示すブロック図である。図13において、22はマイク、23はスピーカ、24は無線部、25はアンテナ、26は操作パネル、27は画像入力部、28は画像表示部、29はカメラ、30はモニタ、31はシステム制御部、32は画像符号化部、33は画像復号化部である。その他、音声符号化部16、音声復号化部17、データ合成部7、データ分離部8、モデム9は第1の実施例の音声ファクシミリ同時通信装置の場合と同様に動作するので、ここでの説明は省略する。
【0074】
図13の操作パネル26は、図14に示すように、通信ボタン261と確認ボタン262と設定スイッチ263とを有している。ここで、通信ボタン261については、押す毎に通信状態と非通信状態とが交互に切り替わるようになっており、通信時に同ボタン261を押し続ける必要はない。これに対して、確認ボタン262については、モニタ30においてカメラ29で撮影した映像を確認する場合、は同ボタン262を押し続ける必要がある。つまり、確認ボタン262を押している間のみ確認機能が動作するようになっている。また、設定スイッチ263は、オンオフを機械的に行うスライド式のスイッチであり、マスタ装置、スレーブ装置の設定に用いる。
【0075】
図13のシステム制御部31は、第1の実施例のシステム制御部1と同じ構成で、音声画像同時通信トランシーバ用のソフトウエアが組み込まれている。図13の音声符号化部16は、マイク22の音声信号を第1の実施例と同じADPCM方式で符号化し、データ合成部7に出力する。図13の音声復号化部17は、第1の実施例と同じようにデータ分離部8が出力する音声符号化データをアナログの音声信号に変換して、スピーカ23に出力する。
【0076】
図13の画像入力部27は、ビデオカメラ29から入力するアナログの映像信号をデジタルデータに変換し、画像符号化部32に出力する。図13の画像符号化部32は、DCT変換を行い、スカラ量子化してハフマン符号化を行ったあと、データ合成部7に画像符号化データを出力する。なお、本実施例では、DCT変換、スカラ量子化およびハフマン符号化としたが、他の直行変換方式或はベクトル量子化で行ってもよいし、動き補償などを行っても構わない。
【0077】
さて、画像符号化部32で符号化された画像符号化データは、データ合成部7において、第1の実施例と同じように、音声符号化部16で符号化された音声符号化データと合成されてモデム9に出力される。
【0078】
図13の画像表示部28は、画像復号化部33が出力する画像データをアナログの映像信号に変換し、同期信号などを付加してモニタ30に出力し、モニタ30は受信画像を表示する。
【0079】
図13の画像復号化部33は、データ分離部8が出力する画像符号化データを復号化して、画像表示部28に出力する。復号化の方式は画像符号化部32と同じ方式で、ハフマン復号、逆DCT変換を行う。
【0080】
さて、モデム9の変復調信号は無線部24に入出力される。つまり、モデム9の変調信号は無線部24で高周波に変調され、アンテナ25を介して電波として出力される。無線部24が復調した受信信号はモデム9に入力され、符号化データに復調される。
【0081】
図13の無線部24は、2つの高周波変復調手段を持っており、無線による全二重通信が可能である。
【0082】
また、操作パネル26上の確認ボタン262が押されると、システム制御部31はスイッチ34、スイッチ35を切り替えることによって、画像符号化部32の出力を画像復号化部33に入力することができるようになっており、カメラ29で撮影した自らの画像をモニタ30で確認することができる。なお、確認ボタン262を離すと、スイッチ34はデータ合成部7側に、スイッチ35はデータ分離部8側に切り替わるようになっている。
【0083】
さて、音声画像同時通信トランシーバの動作について図15を用いて説明する。本実施例の音声画像同時通信トランシーバは、予め設定された第1のチャネルと第2のチャネルの2つの周波数で交信を行うようになっており、第1のチャネルで送信する装置がマスタ側となる。マスタ側とスレーブ側の区別は設定スイッチ263によって予め行われている。
【0084】
通信ボタン261を押すと、システム制御部31は設定スイッチ263の設定をチェックし、マスタ側の場合は第1のチャネルで、スレーブ側の場合は第2のチャネルでそれぞれキャリアを送出する。
【0085】
無線接続動作が終了すると、マスタ側は識別信号を送信する。これを受けたスレーブ側はDIS信号を、これに対してマスタ側はDCS信号をそれぞれ送信する。これらの信号は第1の実施例で説明した識別信号と同じもので、同様に動作する。以下、第1の実施例と同様にトレーニングを行い、データ伝送速度を決めたあとで、音声符号化データと画像符号化データとを合成した符号化データを送受信する。通信ボタン261を押すと、システム制御部31は無線部24からのキャリアの発生を中止し、通信が終了する。
【0086】
ここで、識別信号の送出からトレーニングまでは、通常動作時は通信ボタン261を押して通信を開始した場合にしか行わないが、音声画像同時通信中にモデム9のデータ誤りが多くなったことをシステム制御部31が認識すると、再び、通信開始時と同じように識別信号の送信から動作を開始する。或は、データ伝送速度が最大でない場合に、予め決められた一定時間に良好な交信が得られた時にも通信開始時と同じように識別信号の送信から動作を開始する。
【0087】
このように、音声を符号化して画像データを合成して変調した後、無線部24によって送受信することで、通話しながら画像の見れる音声同時通信トランシーバを提供することができる。また、電波の状態が悪い場合や交信の途中で電波の状態が悪くなった場合には、データの伝送速度を遅くするようになっているので、電波の状態に応じた効率のよい通信が可能である。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、全二重通信が可能な高速のモデムを用いて、符号化した音声と画像データとを合成して伝送するよう構成したので、周波数多重などの従来の技術では難しかった、通話しながらの画像通信を行うことが可能である。また、回線の状態に応じて音声のデータ伝送速度を一定にして画像のデータ伝送速度を可変することで、音声の品質を一定に保つことができる。
【0089】
さらに、無線部を設けることによって、通話しながら画像の見れる無線通信装置も提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例としての音声ファクシミリ同時通信装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1のシステム制御部の構成を示すブロック図である。
【図3】図1の操作パネルの構成を示す外観図である。
【図4】図1の画像読み取り部の構成を示すブロック図である。
【図5】図1の画像記録部の構成を示すブロック図である。
【図6】図1のデータ合成部の構成を示すブロック図である。
【図7】図1のデータ分離部の構成を示すブロック図である。
【図8】本発明における送受信データの構成を示す説明図である。
【図9】図1のモデムの構成を示すブロック図である。
【図10】図9のDSPの機能を示すブロック図である。
【図11】図1における音声ファクシミリ同時通信時の信号の様子を示す説明図である。
【図12】図1における音声ファクシミリ同時通信の動作を説明するための説明図である。
【図13】本発明の第2の実施例としての音声画像同時通信トランシーバの構成を示すブロック図である。
【図14】図13の音声画像同時通信トランシーバの外観を示す斜視図である。
【図15】図13における音声画像同時通信の動作を説明するための説明図である。
【図16】従来技術の動作原理を説明するための説明図である。
【図17】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…システム制御部、5…画像符号化部、6…画像復号化部、7…データ合成部、8…データ分離部、9…モデム、16…音声符号化部、17…音声復号化部、24…無線部、27…画像入力部、28…画像表示部。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a system for transmitting image data at the same time as audio, and more particularly to an audio-video communication device for converting audio into digital data for communication.
[0002]
[Prior art]
As a technique for transmitting a plurality of pieces of information using a telephone line, Japanese Patent Publication No. 55-28616 introduces a technique for simultaneously transmitting other information signals while reducing the deterioration of voice quality.
[0003]
According to this prior art, as shown in FIG. 16, an information signal is transmitted in a central band portion having a flat characteristic in a telephone transmission band of 0.3 kHz to 3.4 kHz, so that the quality of the information signal can be ensured. Since the low-frequency component and the high-frequency component of the voice are left, deterioration of the voice quality can be reduced.
[0004]
FIG. 17 shows a block diagram of a conventional example. In the figure, the pass band of the
[0005]
That is, the signal component passing through the band-
[0006]
Conversely, when a signal as shown in FIG. 16 is transmitted through the
[0007]
As described above, in this conventional technique, the voice signal and the information signal are frequency-multiplexed, and the information signal is transmitted and received while talking on one telephone line.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a modulated signal whose modulation band occupies most of the transmission band of a telephone line, such as a facsimile, is transmitted as an information signal, the voice signal and the information signal are frequency-multiplexed as in the above-described conventional technique. It is difficult to transmit at the same time.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to solve such a problem of the conventional technology and to provide an audio-visual communication device capable of simultaneously transmitting an information signal such as a facsimile and an audio signal.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide an audio-visual communication apparatus including a line connection unit, a data transmission / reception unit, an audio reproduction unit, an audio input unit, an image display unit, an image input unit, a communication state determination unit, and a control unit. This is achieved by:
[0011]
[Action]
The line connection means performs line connection by wire or wirelessly. The data transmitting / receiving means transmits and receives voice and image data from the line via the line connecting means. The sound reproducing means reproduces the sound data received by the data transmitting / receiving means as sound. The voice input means converts the voice to be transmitted into a voice signal and inputs the voice signal to the data transmitting / receiving means. The image display means displays the image data received by the data transmission / reception means as an image. The image input means converts an image to be transmitted into an image signal and inputs the image signal to the data transmitting / receiving means. The communication state determination means determines the communication state of the line.
[0012]
The control unit controls the transmission / reception of the image data by the data transmission / reception unit while keeping the transmission speed of transmission / reception of the audio data by the data transmission / reception unit constant according to the line state determined by the communication state determination unit. The transmission speed of the In this way, facsimile communication can be performed while talking, which is difficult with conventional techniques such as frequency multiplexing.
[0013]
【Example】
Hereinafter, a voice / facsimile simultaneous communication device will be described as a first embodiment of the voice / image communication device of the present invention. The voice / facsimile simultaneous communication device according to the present embodiment can transmit and receive a facsimile image in full-duplex while talking on a single analog telephone line. Even ordinary telephones can communicate normally.
[0014]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a voice / facsimile simultaneous communication device as a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a system control unit, 2 is an operation panel, 3 is an image reading unit, 4 is an image recording unit, 5 is an image encoding unit, 6 is an image decoding unit, 7 is a data synthesizing unit, and 8 is data Separation unit, 9 is a modem, 10 is a 2-wire to 4-wire conversion unit, 11 is an off-hook detection unit, 12 is a response message generation unit, 13 is a call signal detection unit, 14 is a telephone line, 15 is a telephone, and 16 is voice coding. , 17 is a voice decoding unit, 18 is a two-wire / four-wire conversion unit, 19 is a current source, 20 is a switch, and 21 is a switch. First, each part will be described in detail.
[0015]
As shown in FIG. 2, the
[0016]
As shown in FIG. 3, the
[0017]
As shown in FIG. 4, the image reading unit 3 shown in FIG. 1 includes a
[0018]
As shown in FIG. 5, the
[0019]
The
[0020]
The image decoding unit 6 in FIG. 1 decodes the encoded image data output from the
[0021]
Note that an image storage unit is provided between the image decoding unit 6 and the
[0022]
The
[0023]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the
[0024]
First, the
[0025]
Simultaneously with this operation, the
[0026]
When the writing of the 9600-bit facsimile coded data into the
[0027]
When all the data in the
[0028]
When all the data in the
[0029]
The
[0030]
1 separates the encoded data demodulated by the
[0031]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the
[0032]
First, the
[0033]
When the writing to the
[0034]
In parallel with this operation, the
[0035]
Alternatively, when the writing of the encoded data of 4800 bits of audio to the
[0036]
Further, the
[0037]
Note that an image storage unit is provided between the
[0038]
When a facsimile is not transmitted, that is, when facsimile encoded data does not enter from the
[0039]
Further, in the present embodiment, the facsimile encoded data and the audio encoded data are synthesized and separated in a time-division synchronized manner, but the facsimile encoded data is not facsimile encoded data. Alternatively, a flag may be added.
[0040]
In the description of the
[0041]
As shown in FIG. 9, the
[0042]
Here, the function of the
[0043]
In FIG. 10, the
[0044]
In FIG. 11, when a transmission signal composed of FAX data and voice data time-division multiplexed by the
[0045]
1 outputs a modulated signal output from the
[0046]
The response message generator 12 shown in FIG. 1 is composed of a ROM in which voice is recorded and an IC dedicated to voice reproduction, reproduces voice data read from the ROM in accordance with a command from the
[0047]
1 detects an on-hook / off-hook of the
[0048]
The audio encoding unit 16 in FIG. 1 converts the analog audio signal output from the two-line / four-line conversion unit 18 into digital data by performing A / D conversion, and then encodes the encoded audio signal. Output to the combining
[0049]
The audio decoding unit 17 shown in FIG. 1 decodes the encoded audio data input from the
[0050]
When the switch 21 is switched to the two-wire / four-wire conversion unit 18 in FIG. 1, the two-wire / four-wire conversion unit 18 outputs the voice signal output from the voice decoding unit 17 to the
[0051]
The
[0052]
Next, a connection operation in the case where the voice facsimile simultaneous communication devices of the present embodiment communicate with each other will be described with reference to FIG. Here, the side on which the voice / fax
[0053]
In FIG. 12, the master who has pressed the voice / fax
[0054]
This function information indicates the data transmission speed, coding method, resolution, and the like corresponding to a normal facsimile, and the same configuration as that of a normal facsimile is adopted in the voice facsimile simultaneous communication device of the present embodiment. It is a voice facsimile simultaneous communication device, and V.4 of CCITT recommendation is used as a modulation and demodulation method. 32bis or V.I. 32, using a modulation / demodulation method of 32, an ADPCM method with a sampling frequency of 2400 Hz and a 2-bit quantization bit rate, and a facsimile image coding method with an MH coding method. connect.
[0055]
At this time, there is no need to press the voice / FAX
[0056]
Now, after the communication function is determined by these procedure signals, the master side starts a training sequence. This training sequence is for changing the data transmission speed of the
[0057]
In the case of a general facsimile, although it depends on the function of the communication partner, V.1 of CCITT recommendation is used. In the case of having a communication function of V.17, a transmission speed of 14,400 bps is also used. In the case of having a communication function of V.29, a transmission speed of 9600 bps is also used. In the case of having a communication function of 27 ter, training is started from a transmission speed of 4800 bps.
[0058]
On the other hand, in the voice / facsimile simultaneous communication apparatus according to the present embodiment, V.11 of CCITT recommendation is used. Training starts from the modulation / demodulation method of the 32bis standard. In other words, if there are many data errors in training at a transmission speed of 14400 bps, the communication speed is reduced to 12000 bps. If there are many errors even at 12000 bps, V.1 of CCITT recommendation is used. Training is performed at a 9600 bps transmission rate of a modulation / demodulation system of 32 standards. If there are many errors even at 9600 bps, the transmission speed is further reduced to 7200 bps.
[0059]
In the case of this embodiment, when there are many data errors even at 7200 bps, the
[0060]
Training is performed from the master side to the slave side, and is not performed from the slave side to the master side. Therefore, the data transmission speed determined on the master side is also used on the slave side, and the data transmission speed is always the same on the master side and the slave side.
[0061]
As described above, the data transmission speed is determined, the voice / facsimile simultaneous communication mode is entered, and the voice / facsimile simultaneous communication is performed by changing the ratio of the voice / facsimile data transmission speed according to the determined communication speed. The data transmission speed and the transmission speeds of voice and facsimile are as described above.
[0062]
When the telephone is ended and the
[0063]
Here, the post-procedure will be described. In a normal facsimile, a normal facsimile is composed of an EOP signal indicating that all originals have been transmitted, an MCF signal indicating normal reception, a DCN signal indicating a line disconnection command, and the like. This is a procedure for confirming that signal transmission / reception has been completed and disconnecting the line. In the voice / facsimile simultaneous communication device of this embodiment, the
[0064]
Next, the operation when the communication partner is a normal telephone will be described. In FIG. 1, the switch 21 is initially connected to the
[0065]
Next, the operation when the communication partner is a normal facsimile machine will be described. To receive a call during a call, the user presses the receive
[0066]
When transmitting during a call, the
[0067]
Next, an operation of receiving a normal facsimile when the user is away will be described. When the communication partner makes a call, the bell of the
[0068]
Now, after the
[0069]
As described above, simultaneous voice communication is possible when the communication partner is a voice facsimile simultaneous communication device capable of transmitting facsimile while talking, and when the communication partner is a normal telephone, normal communication is performed. Is possible. Further, even when the communication partner is a normal facsimile, facsimile transmission / reception is possible.
[0070]
In addition, since only the facsimile transmission speed is changed without changing the voice transmission speed according to the communication speed, simultaneous communication can be performed while maintaining a constant call quality.
[0071]
Furthermore, since the call is terminated first at the time of simultaneous communication and the line is not disconnected even if the telephone is hooked off, the user can make a call without being aware of facsimile communication.
[0072]
Next, an audio-video simultaneous communication transceiver will be described as a second embodiment of the audio-video communication device of the present invention.
[0073]
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a voice / image simultaneous communication transceiver according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 13, 22 is a microphone, 23 is a speaker, 24 is a wireless unit, 25 is an antenna, 26 is an operation panel, 27 is an image input unit, 28 is an image display unit, 29 is a camera, 30 is a monitor, and 31 is system control. , 32 is an image encoding unit, and 33 is an image decoding unit. In addition, the voice encoding unit 16, the voice decoding unit 17, the
[0074]
The
[0075]
The
[0076]
The
[0077]
The encoded image data encoded by the
[0078]
The image display unit 28 in FIG. 13 converts the image data output from the image decoding unit 33 into an analog video signal, adds a synchronizing signal and the like, and outputs it to the
[0079]
The image decoding unit 33 in FIG. 13 decodes the encoded image data output from the
[0080]
The modulation / demodulation signal of the
[0081]
The
[0082]
When the
[0083]
Now, the operation of the audio-video simultaneous communication transceiver will be described with reference to FIG. The audio-video simultaneous communication transceiver of the present embodiment is configured to perform communication on two frequencies of a first channel and a second channel which are set in advance, and a device transmitting on the first channel communicates with the master side. Become. The distinction between the master side and the slave side is made in advance by the setting
[0084]
When the
[0085]
When the wireless connection operation is completed, the master transmits an identification signal. The slave receiving this transmits the DIS signal, while the master transmits the DCS signal. These signals are the same as the identification signals described in the first embodiment, and operate similarly. Thereafter, training is performed in the same manner as in the first embodiment, and after determining the data transmission rate, the encoded data obtained by synthesizing the encoded audio data and the encoded image data is transmitted and received. When the
[0086]
Here, from the transmission of the identification signal to the training, during the normal operation, it is performed only when the
[0087]
As described above, after the voice is encoded, the image data is synthesized and modulated, and then transmitted and received by the
[0088]
【The invention's effect】
As described above, the present invention uses a high-speed modem capable of full-duplex communication to synthesize and transmit coded voice and image data. It was difficult to perform image communication while talking. Further, by making the data transmission speed of the image constant while making the data transmission speed of the audio constant according to the state of the line, the quality of the audio can be kept constant.
[0089]
Further, by providing a wireless unit, a wireless communication device that allows an image to be viewed while talking can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a voice facsimile simultaneous communication device as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a system control unit in FIG. 1;
FIG. 3 is an external view showing a configuration of an operation panel of FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an image reading unit in FIG. 1;
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an image recording unit in FIG. 1;
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a data synthesizing unit in FIG. 1;
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a data separation unit in FIG. 1;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of transmission / reception data according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the modem of FIG. 1;
FIG. 10 is a block diagram showing functions of the DSP of FIG. 9;
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state of a signal at the time of voice facsimile simultaneous communication in FIG. 1;
FIG. 12 is an explanatory diagram for describing an operation of simultaneous voice facsimile communication in FIG. 1;
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an audio-visual simultaneous communication transceiver according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view showing an appearance of the audio-video simultaneous communication transceiver of FIG. 13;
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the operation of the audio / video simultaneous communication in FIG. 13;
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining the operation principle of the related art.
FIG. 17 is a block diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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