JP2004364316A - ディジタル情報送信装置および受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率良く送信したビット圧縮した映像情報と音声情報を受信し、伝送中に生じた誤りについても誤り訂正して、映像情報と音声情報を復元することのできるディジタル情報受信装置を提供する。
【解決手段】映像信号が離散余弦変換でビット圧縮され且つ４相位相変調された送信信号を受信し、受信信号を４相位相復調し、誤り訂正符号を用いて伝送中に生じた誤りを訂正し、離散余弦逆変換を用いてビット圧縮映像信号を伸長し、音声信号もビット伸長し、映像信号と音声信号を出力する。これにより、効率良く映像情報と音声情報を受信できる。
【選択図】図１

Description

本発明はディジタル情報受信装置に係り、特にビット圧縮され変調されて送信されたディジタル情報を受信するディジタル情報受信装置に関する。

従来、情報信号を圧縮し、変調して送信し、送信された信号を受信する装置に関しては例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１には、パケット伝送技術を採用して一定時間単位の番組を短時間に短縮して放送し、これを受信側で実時間に伸長して再生し聴取する技術が記載されている。

また、非特許文献１には、「衛星テレビジョン放送の音声信号方式」と題する解説記事が掲載されている。本解説記事には、音声信号を１４／１０ビット準瞬時圧伸（５レンジ）則に基づき圧縮し、４相ＤＰＳＫ（ＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＬ ＰＨＡＳＥ ＳＨＩＦＴ ＫＥＹＩＮＧ）して送信し、その送信信号を受信するテレビジョン放送の音声信号方式が記載されている。

特開昭６３−２８１４３号公報

テレビジョン学会誌、３７巻、第５号、第３６６−３７４頁（１９８３年５月）

しかし、映像情報または映像情報と音声情報の比較的重要度の低い情報を削減し、さらに誤りの発生確率を低減する様に変調して一定の帯域内で情報を効率良く伝送し、且つ送信された情報を受信し、伝送途中で生じた誤りを訂正し、誤りなく情報を復元できる技術、受信装置については記載されていない。

本発明の目的は、効率良く送信したビット圧縮した映像情報または映像情報と音声情報を受信し、伝送中に生じた誤りについても誤り訂正して、映像情報または映像情報と音声情報を復元することのできるディジタル情報受信装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を備えた。

離散余弦変換によるビット圧縮ディジタル映像情報と誤り訂正用パリティ信号とを４相位相変調で変調された送信信号を受信する受信手段と、前記受信手段の出力信号を前記４相位相変調に対応して復調する復調手段と、前記復調手段の出力信号を前記誤り訂正用パリティ信号を用いて誤り訂正する誤り訂正手段と、前記誤り訂正手段で訂正された誤り訂正ディジタル情報を前記離散余弦変換に対応してビット伸長するビット伸長手段と、前記ビット伸長手段により伸長されたビット伸長映像情報を出力する出力手段とを備えた。

本発明によれば、効率良く送信されたビット圧縮映像情報または映像情報と音声情報を受信し、伝送中に生じた誤りについても誤り訂正して、映像情報または映像情報と音声情報を復元することができる。

発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。

図１は実施例の本発明のディジタル情報受信装置を含むディジタル情報受信及び記録再生装置の構成図である。図２は図１に向けて送信信号を送信するディジタル情報送信装置の実施例の構成図である。

まず、図２のディジタル情報送信装置について説明する。図２において、１は磁気テープ、２，３は磁気ヘッド、４はシリンダ、５はキャプスタン、１０はサーボ制御回路、２０は復調回路、２１は誤り訂正回路、２２，２３は圧縮回路、１３０は制御信号発生回路、２４はパリティ付加回路、２５は変調回路、２６は送信回路、２７は伝送路である。

磁気テープ１に記録されたディジタル映像信号と音声信号は、シリンダ４に搭載された磁気ヘッド２，３で再生され、復調回路２０に入力される。磁気テープ１はキャプスタン５により走行する。磁気テープ１の走行速度及びシリンダ４の回転周波数は、通常の例えば１０倍とする。従って、復調回路２０に入力される信号は１０倍に時間圧縮されていることになる。例えば、磁気テープに１２０分信号が記録されてあれば１２分で再生できることになる。

一般に、磁気記録媒体にディジタル信号を記録する場合には、スクランブルドＮＲＺ，Ｍ^２符号などに変調された後記録される。復調回路２０では、このように変調された信号を元のディジタルデータに戻すための信号処理、すなわち復調が行われる。復調回路２０で復調された信号は、誤り訂正回路２１に入力され、磁気記録再生過程で誤ったデータを検出し、訂正する。

また、映像信号と音声信号が分離されて、それぞれ圧縮回路２２，２３に入力される。映像信号は、離散余弦変換（ＤＣＴ）により、ビット圧縮される。音声信号は、非直線量子化、差分ＰＣＭなどにより、ビット圧縮される。その結果、映像信号と音声信号合計の伝送レートは例えば２０分の１に低減される。

圧縮回路２２，２３の出力信号は、パリティ付加回路２４に入力される。また、このパリティ付加回路２４には、制御信号発生回路１３０からの制御信号も入力される。ここで制御信号とは後述のように少なくとも記録装置の動作を制御する制御信号を含む。このパリティ付加回路２４で、伝送中で発生する誤りを訂正するための誤り訂正用のパリティ信号が付加され、伝送フォーマットに従って、映像信号と音声信号をシリアルに出力する等の信号処理が行なわれる。パリティ付加回路２４の出力信号は、変調回路２５に入力される。変調回路２５では、伝送路２７の特性や周波数帯域に応じて、シリアル信号を変調する。この場合、伝送路２７は空間であり、例えば電波で伝送する場合には、変調回路２５では４相位相変調（ＱＰＳＫ）で変調する。変調された信号は、送信回路２６に入力され、伝送路２７に送信信号として出力される。このように、通常の１０倍の速度で信号を伝送することができる。

上記の実施例では、ＶＴＲから信号が再生される場合について示したが、信号源として、ＶＴＲに限るものではなく、磁気ディスク装置、光ディスク装置等いずれでも良い。

次に、図１の本発明の実施例のディジタル情報受信装置を含むディジタル情報受信及び記録再生装置について説明する。図１において、２７は伝送路、３０は受信回路、３１は復調回路、３２は誤り訂正回路、８２はメモリ回路、８０は切換スイッチ、６２は伸長回路、６４はＤ／Ａ変換回路、７０は映像信号の出力端子、１３１は制御回路である。

図２のディジタル情報送信装置からの伝送路２７に伝送された送信信号は、受信回路３０で受信される。受信された信号は、復調回路３１に入力される。復調回路３１は、図２の変調回路２５に対応するものであり、元の信号に復調する。復調された信号は、誤り訂正回路３２に入力され、図２のパリティ付加回路２４で付加した誤り訂正用パリティ信号に基づき、伝送路２７で生じた誤りの検出、訂正を行う。この時、伝送系のＳ／Ｎが不十分で、誤りを訂正しきれない場合には、信号の相関性を用いて信号の置換などにより、修正を行う。

誤り訂正回路３２より出力される誤り訂正された映像信号は、メモリ回路８２を介して切換スイッチ８０の記録時に選択される端子Ｒ側に入力される。メモリ回路８２のメモリ容量は、少なくとも１フィールド分有し、高速で受信した映像信号はコマおとしでメモリに記憶され、メモリから正規の速度で読みだされ、伸長回路６２に入力される。

伸長回路６２は、図２の圧縮回路２２に対応するものであり、離散余弦変換（ＤＣＴ）に対応して、圧縮された映像信号はビット伸長されて、元の映像信号に復元される。その出力信号は、Ｄ／Ａ変換回路６４に入力され、ディジタルからアナログの映像信号に変換されて出力端子７０より出力される。

また誤り訂正回路３２より出力される誤り訂正された制御信号が、制御回路１３１で検出され、したがって記録装置の動作例えば記録開始を制御することが可能となる。

また、図１において、３３はパリティ付加回路、３４は変調回路、４０は磁気テープ、４１，４２は磁気ヘッド、４３はシリンダ、４４はキャプスタン、５０はサーボ制御回路、６０は復調回路、６１は誤り訂正回路、６３は伸長回路、６５はＤ／Ａ変換回路、７１は音声信号の出力端子である。

誤り訂正回路３２の出力信号は、パリティ付加回路３３に入力される。パリティ付加回路３３では、記録、再生の過程で生じる誤りを検出、訂正するためのパリティ信号を付加する。パリティの付加された信号は、変調回路３４に入力される。変調回路３４では、磁気記録に適した符号に変調する。例えば、前記した、スクランブルドＮＲＺ，Ｍ^２符号等である。変調された信号は、シリンダ４３に搭載された磁気ヘッド４１，４２で磁気テープ４０に記録される。

この時信号は、通常の１０倍に時間軸圧縮されているので、シリンダ４３の回転周波数及び、磁気テープ４０の走行速度は、通常の１０倍となるように、サーボ制御回路５０でシリンダ４３の回転制御及びキャプスタン４４の制御を行う。また、磁気テープ４０の所定の位置に、所定の信号を記録するために、受信した信号から同期情報を検出し、その同期情報に基づきシリンダ４１の回転位相制御を行う。

次に、このようにして記録された信号を再生する動作について説明する。再生時には、磁気テープ４０の走行速度及び、シリンダ４３の回転周波数を通常再生どおりとする。再生された信号は、復調回路６０に入力される。復調回路６０は、変調回路３４に対応するものであり、変調されていた信号を復調して出力する。復調された信号は、誤り訂正回路６１に入力され、磁気記録再生系で生じた誤りをパリティ付加回路３３で付加したパリティ信号に基づいて、誤りを検出、訂正する。さらに、訂正できない誤りがある場合には、適宜信号の相関性を用いて修正する。また、映像信号と音声信号に分離して出力する。

映像信号は、伸長回路６２に入力される。伸長回路６２は、図２の圧縮回路２２に対応するものであり、圧縮された映像信号は伸長回路６２でもとの映像信号に復元される。その出力信号は、Ｄ／Ａ変換回路６４に入力され、ディジタルからアナログの映像信号に変換されて端子７０より出力される。

音声信号は、伸長回路６３に入力される。伸長回路６３は、図２の圧縮回路２３に対応するものであり、圧縮された音声信号は伸長回路６３でもとの音声信号に復元される。その出力信号は、Ｄ／Ａ変換回路６５に入力され、ディジタルからアナログの音声信号に変換されて端子７１より出力される。

図１に示す実施例では、誤り訂正回路８１より出力される映像信号を、メモリ回路８２を介して伸長回路６２に入力するようにしたが、変調回路３４の出力信号をメモリ回路を介して復調回路６０に入力するようにしても良い。また、復調回路６０、誤り訂正回路６１の動作速度に余裕がある場合には、適宜、メモリ回路を後置しても良く、あるいは、誤り訂正回路６１、伸長回路６２の記憶容量に余裕があれば、それを用いてメモリ回路を省略しても良い。

図２、図１に示す実施例で、伝送系や磁気記録再生系で生じる誤りを検出したり、訂正するために、パリティを付加した。パリティの付加方法の一例として、Ｄ２フォーマットによる磁気記録再生装置即ちＤ２フォーマットＶＴＲの場合について図３に示す。Ｄ２フォーマットＶＴＲでは、１フィールドの信号を複数のセグメントに分割して信号処理しているが、図３では、その内の１つのセグメントについて示したものである。図３において、９０は映像データ群、９１は外符号パリティ群、９２は内符号パリティ群である。まず、マトリクス状に整理された映像データ群９０の図中、縦方向に並んでいるデータに対して、外符号パリティが付加される。その後、映像データ群９０及び外符号パリティ群９１の図中、水平方向に並んでいるデータに対して、内符号パリティが付加された形で記録信号を生成する。パリティの生成は、ここでは詳細に説明しないが、生成多項式Ｇ（ｘ）にしたがって作られる。

図２、図１に示す実施例で、パリティ付加回路２４，３３で、パリティの生成のしかたを同じにすれば、誤り訂正回路３２，６１の大部分を共通化できる。すなわち、誤り訂正回路３２，６１はそれぞれ記録時と再生時に使用される回路なので共通化することで、回路規模の低減を図ることができる。

図４は本発明の他の実施例のディジタル情報受信装置を含むディジタル情報受信及び記録再生装置の構成図である。図１と共通部分には同一符号が付されている。

図２のディジタル情報送信装置から伝送路２７に伝送された送信信号は、受信回路３０で受信される。受信された信号は、復調回路３１に入力される。復調回路３１は、図２の変調回路２５に対応するものであり、元の信号に復調される。ここで、復調された信号は、切換スイッチ１３２の記録時に選択される端子Ｒ側を介して誤り訂正回路６１に入力され、伝送系で生じる誤りが検出訂正され、また、映像信号と音声信号に分離されて出力する。

映像信号は、伸長回路６２に入力される。伸長回路６２は、図２の圧縮回路２２に対応するものであり、圧縮された映像信号は伸長回路６２でもとの映像信号に復元される。その出力信号は、Ｄ／Ａ変換回路６４に入力され、ディジタルからアナログの映像信号に変換されて端子７０より出力される。

音声信号は、伸長回路６３に入力される。伸長回路６３は、図２の圧縮回路２３に対応するものであり、圧縮された音声信号は伸長回路６３でもとの音声信号に復元される。その出力信号は、Ｄ／Ａ変換回路６５に入力され、ディジタルからアナログの音声信号に変換されて端子７１より出力される。

また、図４に示す実施例は、伝送系で生じる誤りと、磁気記録再生系で生じる誤りを、再生系の誤り訂正回路６１で、同時に誤り検出、訂正しようというものである。従って、受信回路３０で受信した信号は、復調回路３１で復調され、誤り訂正や、パリティ付加することなく、変調回路３４に入力される。後の処理は、図１に示す実施例と同じであり、再生された信号は、復調回路６０で復調された後、誤り訂正回路６１に入力される。上記したように、誤り訂正回路６１で、伝送系で生じた誤りと、磁気記録再生系で生じた誤りを、再生系の誤り訂正回路６１で、同時に誤り検出、訂正する。

図４に示す実施例では、図１に示す実施例に比べ、誤り訂正回路３２、パリティ付加回路３３を除去することができ、回路規模の削減を図ることができる。

以上の実施例では述べなかったが、このようなヘリカルスキャン型の磁気記録再生装置即ちＶＴＲでは、再生時にトラックをジャンプするときに信号が不連続になるため、信号の先頭部分にアンブル信号を付加して記録している。アンブル信号の付加は、Ｄ２フォーマットのＶＴＲでも実施されているので、その詳細説明は省略する。また、信号の始まり位置を定めるために、同期信号を適宜付加しているが、それについても、例えば、Ｄ２フォーマットＶＴＲで公知の技術なのでその詳細説明は、省略する。

図２に示す実施例では、アンブル信号の付加は、パリティ付加回路２４で行うと考えれば良い。あるいは、伝送路２７の使用効率を高めるために、記録再生装置側で行うこともできる。この場合に、アンブル信号の付加は、図１のパリティ付加回路３３で行うと考えれば良い。図４に示す実施例で、アンブル信号を記録再生装置側で付加する場合には、変調回路３４で同時に行うとして考えれば良い。アンブル信号の付加を、記録再生装置側で行えば、伝送路２７の使用効率を高めることができるが、ディジタル信号送信装置側で行えば、同時に多数の記録再生装置即ちＶＴＲに信号を送出する場合に、ＶＴＲの低価格化が図れ、その効果を大きくすることができる。

本発明の応用実施例として、ディジタル信号送信装置から伝送路を介して、多数の記録再生装置即ちＶＴＲに同時に、かつ高速に信号を送信することができる。この時、同時に多数のＶＴＲを制御するのは難しく、さらに、どのＶＴＲには録画し、どのＶＴＲには記録させないなどの制御も必要である。このような制御を実現する技術を次に記述する。

そのためには、記録するディジタル信号を伝送する時に制御信号を送信する。その制御信号の一例を図５に示す。図５において、１１０は同期信号、１１１はどのような制御を行うかを示すＩＤ信号、１１２はどのＶＴＲに対して制御するのかを示すアドレス信号、１１３はアドレス信号１１２で指定したＶＴＲを記録モードとするための制御信号、１１４は記録停止するための制御信号、１１５，１１６はブランク信号、１２０は実際に記録する信号である。

同期信号１１０に対し、所定の位置に、どのＶＴＲに信号を記録するのかを示すアドレス信号１１２を送信することを示すＩＤ信号１１１を送信し、各ＶＴＲをスタンバイの状態にする。アドレス信号を全て送信し終わったら、ＩＤ信号１１３を送信することで、指定したＶＴＲでの記録信号１２０の記録を開始させることができる。記録信号１２０を送信した後記録停止を制御するＩＤ信号１１４を送信する。信号１１５，１１６はブランク信号であり、他の部分と信号伝送の形式を揃えるための信号で意味を持たない信号部分である。

これらの制御信号は、図２に示す実施例では、制御信号発生回路１３０で作成され、パリティ付加回路２４で伝送中に生じる誤りを訂正するパリティ信号が付加されて送信される。

図１に示す実施例の装置では、受信回路３０で受信し、復調回路３１で復調し、誤り訂正回路３２で伝送中に使用中に生じた誤りを訂正した後、制御回路１３１で制御信号を検出し、記録再生装置を記録、停止制御する。

図４に示す実施例の装置の場合には、伝送中に生じた誤りを訂正する必要から、復調回路３１の出力信号を誤り訂正回路６１に入力し、誤り訂正された制御信号を制御回路１３１に入力する。なお、切換回路１３２は、記録時には復調回路３１の出力信号を選択する端子Ｒ側に接続され、再生時には復調回路６０の出力信号を選択するＰ側が選択される。

また、図１に示す実施例で説明したように、切換回路１３２とメモリ回路を用いることにより、コマおとしの録画モニタを行うことができる。

以上説明したように、応用本実施例を用いることにより、多数のＶＴＲを選択的にしかも同時に制御することができる。

本発明の実施例のディジタル情報受信装置を含むディジタル情報受信及び記録再生装置の構成図である。 ディジタル情報送信装置の実施例の構成図である。 従来のパリティ付加方法を示す図である。 本発明の他の実施例のディジタル情報受信装置を含むディジタル情報受信及び記録再生装置の構成図である。 制御信号の図である。

符号の説明

３０…受信回路、
３１…復調回路、
３２…誤り訂正回路、
６２…伸長回路。

Claims (2)

1. 離散余弦変換によるビット圧縮ディジタル映像情報と誤り訂正用パリティ信号とを４相位相変調で変調された送信信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段の出力信号を前記４相位相変調に対応して復調する復調手段と、
   前記復調手段の出力信号を前記誤り訂正用パリティ信号を用いて誤り訂正する誤り訂正手段と、
   前記誤り訂正手段で訂正された誤り訂正ディジタル情報を前記離散余弦変換に対応してビット伸長するビット伸長手段と、
   前記ビット伸長手段により伸長されたビット伸長映像情報を出力する出力手段とを備えたことを特徴とするディジタル情報受信装置。
2. 離散余弦変換によるビット圧縮ディジタル映像情報とビット圧縮ディジタル音声情報と誤り訂正用パリティ信号とを４相位相変調で変調された送信信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段の出力信号を前記４相位相変調に対応して復調する復調手段と、
   前記復調手段の出力信号を前記誤り訂正用パリティ信号を用いて誤り訂正する誤り訂正手段と、
   前記誤り訂正手段で訂正された誤り訂正映像情報を前記離散余弦変換に対応してビット伸長する第１のビット伸長手段と、
   前記誤り訂正手段で訂正された誤り訂正音声情報を前記ビット圧縮に対応してビット伸長する第２のビット伸長手段と、
   前記第１のビット伸長手段により伸長されたビット伸長映像情報を出力する出力手段と、
   前記第２のビット伸長手段により伸長されたビット伸長音声情報を出力する出力手段とを備えたことを特徴とするディジタル情報受信装置。
   

Images