JPH01175452A

JPH01175452A - 通信装置

Info

Publication number: JPH01175452A
Application number: JP33480187A
Authority: JP
Inventors: Sadaji Okamoto; 貞二岡本; Akihiro Asada; 昭広浅田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ＴＶ電話及びＴＶ今会議用いる通信装置に係
り、特に公衆電話回線等の低速（狭帯域）伝送路を利用
して音声と静止画像の同時伝送もしくは音声と画像の任
意の位置を示すポインター等のデータの同時伝送を行う
ようにした通信装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、高速のデジタル網を利用したＴＶ電話及びＴＶ会
議システムでは、画像データと音声との同時伝送は行わ
れていた。しかしながら、公衆電話回線を利用したもの
では、テレライティングの公知の技術（例えば、テレラ
イティングに関する調査研究報告書、昭和６０．４．１
７、郵政省）があるのみであり、これはデータ伝送速度
が３００ｂｐｓと遅いため、画像データの伝送には使え
ない。

また、例えば、画像通信学会誌、第１６巻、第１号（１
９８１）　Ｐ、　４５−５４に記載されているように、
画像と音声とを５６−６４ｋｂｐｓのデジタル専用線で
送るか、または低ビツトレート（９，６ｋｂｐｓ）で送
るものは画像の伝送中は会話は中断されるものである。

また、音声を低域成分と高域成分とに分離して、狭帯域
伝送するものとしては、例えば特開昭５５−２１０８２
号公報と特開昭５５−８４９９８号公報に記載されてい
るものが挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術においては、音声を伝送している期間は画
像データの伝送は中断され、逆に画像データを送ってい
る期間は音声の伝送は中断されるものであった。

音声と画像データとを独立の伝送路を用いて伝送するこ
とも考えられるが、この場合は回線コストが２倍になる
という欠点がある。

本発明は、公衆電話回線１回線等の狭帯域伝送路で音声
と画像データの同時伝送かできる例えばＴＶ電話及びＴ
Ｖ会議システムなどの通信装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、音声信号の周波数帯域を第１の帯域と第２
の帯域に２分し、かつ時間軸上で周期的に間引き、間引
かれた空白期間に第１の帯域の信号を周波数変換して第
２の帯域と同一とすることにより達成される。

〔作用〕

３ｋＨｚ帯域の音声信号を１．５ｋＨ２帯域とし、残り
の１．５ｋＨ２帯域をデータ伝送用に用いることができ
る。即ち、音声とデータとを周波数分割多重で同時伝送
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例であるＴＶ電話装置のブロッ
ク図であって、１はビデオカメラ、２は映像信号をデジ
タル専用線に変換するＡ／Ｄ変換器、３はフレームメモ
リ、４は画像データを圧縮符号化する回路、５は送信回
路、６はＴＶデイスプレー、７はＤ／Ａ変換器、８はタ
イミング発生回路、９は圧縮された画像データを復元す
る回路、１０は画像データ受信回路、１１は電話回線用
のハイブリッド回路、１２はマイクロフォン、１３はス
ピーカ、１４ば音声圧縮送信回路、１５は音声受信回路
である。

第２図は第１図の送信回路５のブロック図であって、１
６は符号化回路、１７及び１８はローパスフィルタ、１
９はキャリア発生回路、２０はπ／２（９０°）位相シ
フタ、２１はバンドパスフィルタである。

第３図は第１図の音声圧縮送信回路１４のブロック図で
あって、２２はバンドパスフィルタ１．２３はバンドパ
スフィルタ２．２４及び２６は信号のサンプラ、２５は
サンプリングのタイミングを発生する回路、２７は周波
数変換するためのキャリア発生回路、２８及び２９はバ
ンドパスフィルタである。

また、第４図、第５図、第６図及び第７図は音声信号と
データの多重化の概念図である。

以下、第１図〜第３図及び第４図〜第７図を用いて、送
信系の動作から説明する。

第１図において、カメラ１はＴＶ電話利用者の顔を一定
周１υＪで撮映するものであり、撮映した映像信号はＡ
／Ｄ変換器２によって４　ｂｉｔにデジタル化され、フ
レームメモリ３に記憶される。

白黒の映像の場合、解像度としては水平方向に１２８画
素、垂直方向に１２０画素は必要なので、約６０Ｋｂｉ
ｔのメモリ容量が必要である。符号化回路４はこの画像
データを圧縮するものであり、２次元ＤＰＣＭにより２
ｂｉｔ／画素にまで圧縮する。

従って、一画面のデータ量は元の１７２の約３０Ｋｂｉ
ｖとなる。

第２図において、この符号化データ１５１ば４．８に、
　Ｈ７のクロック信号１５２に従って、送信回路５の符
号化回路１６に読み込まれる。データ１５１は４ｂｉｔ
ずつセグメンＩ・化される。この４ｂｉｔのうち前２ｂ
ｉｔは位相偏移情報となり、また後の２ｂｉｔ　は位相
振幅情報となって第５図に示すようなＩ軸成分及びＱ軸
成分として出力される。このタイミングは４．．８ｋＨ
□の１八である１、２ｋＨ２である。これは一般にボー
レートと呼ばれる。

Ｉ軸及びＱ軸のそれぞれの信号はロールオフ率２０％の
コザインフィルタ１７及び１８で波形整形される。この
信号に対し、キャリア発生回路１９で発生した２、４ｋ
Ｈ２のキャリアでＤＳＢ　（ダブルサイドハンド）変調
し、Ｉｌｌ！１ｌＩＱ軸の変調信号を合成した後にバン
ドパスフィルタ２１により帯域制限されて出力される。

バンドパスフィルタ２１の特性は第４図に示す高周波側
の特性である。ボーレートが１，２ｋＨ□であり、ロー
ルオフ率が２０％であるため、その全帯域は１．２に、
Ｈ□Ｘ１．２−１．４４．ｋＨ２となる。以上の送信回
路５により、符号化された画像データは約６．４秒（３
０ｋ（３０Ｘ　１０２４）　ｂｉｔ　／　４ｂｉｔセグ
メント／１．２にボーシー１−＝６．４秒）で伝送でき
る。従って、カメラ１は６．４秒周期で利用者の顔を撮
映するごとになる。

利用者の音声はマイク１２で電気信号に変換され、音声
圧縮送信回路１４に入力される。この音声信号は第３図
の音声圧縮送信回路のバンドパスフィルタ２２及び２３
で２つの帯域に分割される。

バンドパスフィルタ２２は１．５ｋＨ□以下の低域を通
過させるものであり、バンドパスフィルタ２３は１．５
ｋｌ（、から３，４ｋＨ□までを通過させるものである
。このそれぞれのバンドパスフィルタの出力信号はザン
プラ２４．２６によって６０ｍ５周期、デユーティ比５
０％でサンプルされる。即ち、３０ｍ５の音声バースト
信号の後は３０ｍ５の空白期間となる。このサンプルさ
れた音声信号のうち高域側の信号はキャリア発生回路２
７で発生した１、５ｋ　Ｈｚの信号により乗算され、さ
らにバントパスフィルタ２８により低域側に周波数変換
される。

この信号は」１記空白期間に挿入される。第６図。

第７図はこの様子を示したものである。なお、」１記の
ザンブラの周期及びデユーティ比は人の声の音節長の平
均から導かれるものである。

以上説明したように、画像データは送信回路５によって
１．５ｋＨ２以上の帯域を占め、また音声は１．５ｋＨ
２以下の低域を占めることになり、第４図に示すように
画像データと音声とが周波数分割多重で同時伝送できる
ことになる。

第８図は第１図の画像データの受信回路１０のブロック
図を示す。第１図では送信回路５と受信回路１０の両者
を装備しているが、これらか同時に動作することはない
。即ち、画像データの伝送は半二重通信である。第１図
の電話回線１５０を介して受信した信号は第８図のバン
トパスフィルタ３１により１．５ｋｌ−ｉｚ〜３．４ｋ
ｌ−１２の信号となる。従って、バントパスフィルタ３
１の特性は第２図のバンドパスフィルタ２１と同一の特
性である。この信号はキャリア再生回路３５により再生
されたキャリアによって直交検波され、ローパスフィル
タ３３及び３４によりヘースハント信号となる。この信
号は自動等化器３６によって回線歪を補正した後、識別
回路３８により識別され元のデータ１５７に復調される
。復調データは４．８ｋ　ＨＺのクロック信号１５８に
同期して読み出され、第１図の復号化回路９で伸長され
た後にフレームメモリ３に記憶される。フレームメモリ
３はＴＶ信号の走査速度で順次読め出され、Ｄ　／　Ａ
変換器７で映像信号となり、デイスプレー６にて表示さ
れる。この時の解像度は送信系と同様に水平方向１２８
画素、垂直方向１２０画素である。

第９図は第１図の音声受信処理回路１５のブロック図で
あって、第１図の電話回線１５０を介して受信した信号
はバンドパスフィルタ４１により１．５ｋＨ２以下の信
号となる。従って、バンドパスフィルタ４１の特性は第
３図のバンドパスフィルタ２９の特性と同一である。こ
の信号は３０１Ｉｌｓの周期でサンプルされる。このサ
ンプリングクロック１６２は送信系と完全に同期を取る
必要がある。これは第１図の受信回路１０で復調したデ
ータ列の中に同期用のデータを挿入しておけば良い。

３０ｍ５は４．８ｋｂｐｓで１４４ｂｉｔ分に相当する
から、この同期用データは１４４ｂｉｔ周期で伝送され
ることになる。サンプルされた信号のうち音声の高域信
号情報のサンプルについては、周波数変換回路４４にて
１．５ｋＨ２〜３．４ｋＨ□の信号となり低域信号と合
成される。このように合成された音声信号は３０ｍ５バ
ースト、３０ｍ５空白期間の繰り返しになるが、これは
遅延回路４３．４５によって６０ｍ５に引き伸ばされる
。即ち、３０ｍ５の信号を２度繰り返して６０ｍ５の信
号とする。

第１０図は本発明の他の実施例であるＴＶ会議用静止画
伝送装置のブロック図であって、第１図と同一の構成要
素には同一の符号を付しである。

同図において、カメラ１は顔を撮映するのではなく、図
面及び商品を撮映する。この映像信号はカラーでありＡ
／Ｄ変換器２により８ｂｉｔのデジタルデータとなり、
フレームメモリ３に記憶される。図面内容の判読、商品
外観の正確な認識のために要求される解像度は水平方向
５１２画素、垂直方向４８０画素が必要である。従って
、Ｒ，Ｇ。

Ｂで記憶するとすれば、そのメモリ容量は約５．７Ｍ　
ｂ　ｉ　ｔになる。符号化回路４はこの大容量画像デー
タを帯域圧縮するもので、２次元直交変換によりＩｂ１
ｔ／画素にまで圧縮する。従って、一画面のデータ量は
元の１／２４　（１／８ｘｌ／３）の２４０　ｋｂｉｔ
になる。

これは送信回路４８により、９．６ｋｂｐｓの速度で伝
送される。ここではＣＣＩＴＴＶ２９規格のモデムを用
いる。一画面の伝送には約２６秒必要である。一画面の
送信が完了した後にスイッチ５１を切換える。この状態
で送信側と受信側とは同一の映像が表示されている。送
信側はマウス４９を動かすことにより、表示されている
映像の中にあるポインタまたはカーソルを動かす。カー
ソルの位置情報はマウス４９の座標検出回路５０により
算出されて、送信回路５により４．８ｋｂｐｓの伝送速
度で送られる。

一方、利用者の音声はマイク１２及び音声圧縮送信回路
１４により、上記の座標データに周波数分割多重して同
時伝送される。これにより、表示された映像を見ながら
、その内容について詳細なる議論が可能となる。またこ
の場合、送信側にてマウス４９を動かさない期間は第３
図のスイッチ３０を切換えて、圧縮していない元の音声
を伝送することによって、音声の品質を改善する。受信
側においては第８図の受信回路のキャリア検出回路４０
にて、送信側のデータ送信中断を検出し、これにより第
９図の音声受信処理回路のスイッチ４６を切換え、圧縮
されていない音声信号を受信する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、高速のデータ伝
送と音声伝送とを同時に行うことができるので、ＴＶ電
話にあっては話を中断することなく映像を伝送でき、ま
たＴＶ会議用静止画伝送装置にあっては送信側と受信側
とが同一の映像を見ながらマウス等でカーソルを動かし
て対話でき、上記従来技術の欠点を除いて優れた機能の
画像通信装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるＴＶ電話のブロック図
、第２図は第１図の送信回路５のブロック図、第３図は
第１図の音声圧縮送信回路１４のブロック図、第４図、
第５図、第６図、第７図は音声とデータの多重化の概念
を示す図、第８図は第１図の受信回路１０のブロック図
、第９図は第１図の音声受信処理回路１５のブロック図
、第１０図は本発明の他の実施例であるＴＶ会議用静止
画伝送装置のブロック図である。］−＝−ビデオカメラ、２−−−一−−−Ａ　／　Ｄ変
換器、３−−−−−−フレームメモリ、４−−−−−−
−画像符号化回路、５−−−−−一送信回路、６−−−
−−−デイスプレー、７−−−−−−−　Ｄ／Ａ変換器
、９−−−−画像データ復号化回路、１０−−−−受信
回路、］　］２−−−−−マイク］　］３−−−−スピ
ーカ１４−−−〜−−−音声圧縮送信回路、１．５＝−
−一−−〜音声受信処理回路。代理人　弁理士　　武　顕次部（外１名）第１図第２図く ζ−に

Claims

【特許請求の範囲】１、データと音声信号を低速伝送路を介して送受信する
送信手段及び受信手段を備えた通信装置において、上記
データを送信するデータ送信手段と音声信号を帯域圧縮
して送信する音声圧縮送信手段とを設け、上記データ送
信手段の送信信号と上記音声圧縮送信手段の送信信号と
を周波数分割多重で送受信する構成としたことを特徴と
する通信装置。２、特許請求の範囲第１項に記載の通信装置において、
前記音声圧縮送信手段は、音声信号の周波数帯域を第１
の帯域と第２の帯域に２分し、かつ時間軸上で周期的に
間引き、間引かれた空白期間に上記第１の帯域の信号を
周波数変換して、第２の帯域と同一帯域とする構成とし
たことを特徴とする通信装置。３、特許請求の範囲第１項に記載の通信装置において、
前記音声圧縮送信手段の出力部に第１の切換え手段を設
け、前記データ送信手段で送信すべきデータがない期間
は、上記第１の切換え手段を切換えて、帯域圧縮してい
ない音声を送信する構成としたことを特徴とする通信装
置。４、特許請求の範囲第１項に記載の通信装置において、
前記データが画像データであることを特徴とする通信装
置。５、特許請求の範囲第１項に記載の通信装置において、
前記送信手段は第１の送信手段と第２の送信手段、及び
第２の切換え手段を備え、第２の送信手段で第２のデー
タの送信完了後、上記第２の切換え手段を切換えて第１
の送信手段と前記音声圧縮送信手段により第１のデータ
と音声信号とを同時に送信する構成としたことを特徴と
する通信装置。６、特許請求の範囲第５項に記載の通信装置において、
前記第１のデータは画像データであり、前記第２のデー
タは座標データであることを特徴とする通信装置。