JPH02257783A - 静止画テレビ電話伝送方式 - Google Patents

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］ 本発明は静止画テレビ電話伝送方式、特にテレビカメラ
にて撮像して得た静止画像信号などを通話中に音声帯域
信号へ位相振幅変調して電話回線に送出する静止画テレ
ビ電話伝送方式に関する。

［従来の技術］ 電話通信回線を用いて音声と画像とを同時に送るテレビ
電話が要望されている。しかし、実際問題として現状の
電話通信回線では、膨大なデータ量を必要とする動態画
像を連続的に送受信することは困難であり、このため通
話中に相手側へ静止画像を送信する静止画テレビ電話が
実用化されつつある。

従来において、この種の静止画テレビ電話は、通常の音
声による通話中にこの通話を一時的に中断し、所望の静
止画例えば話者の顔や通話内容に応じた写真画面あるい
は絵などを任意に送ることが可能である。

従って、こうした静止画テレビ電話によれば従来不可能
であった画像を電話回線によって送受信可能となり、音
声のみならず視覚的な情報をも交えた高度な電話コミュ
ニケーションが実現される。

第５図（ａ）は、外国通信技術１９８６年１０月号など
に開示されたこの種のモノクロ簡易静止画テレビ電話機
の回路構成を示す。

図において、（１）は送受話器、（２）はマイクロホン
、（３）は音声入出力回路、（４）はアナログ回路、（
５）はマトリックススイッチ、（６）は電話インターフ
ェース回路、（７）は電話回線接続端子、（８）はスピ
ーカ、（９）はキーバッド、（１０）は入出力ボート、
（１１）はＣＰＵ、（１２）はプログラムメモリ、（１
３）は変復調回路、（１４）はテレビカメラ、（１５）
はイメージコントローラ、（１６）は画像メモリ、（１
７）はデイスプレィである。また、同図（ｂ）は同図（
ａ）における変復調回路（１３）の内部構成を示すブロ
ック図であり、図において（１８）は位相振幅変調回路
、（１９）はＤ／Ａ変換器、（２０）はキャリア再生回
路、（２１）は乗算器、（２２）はローパスフィルタ、
（２３）はＡ／Ｄ変換器である。

また、第６図は第５図に係るテレビ電話機の画像伝送手
順を示すシーケンス図である。

以下、第５．６及び７図を参照しつつ上記従来のテレビ
電話機の音声及び画像信号伝送動作を説明する。

第５図において、まず音声による通話時には、話者の音
声信号が送受話器（１）またはマイクロホン（２）によ
り取り込まれ、その出力が音声入出力回路（３）からア
ナログ回路（４）へ送られ、該アナログ回路（４）の出
力がマトリックススイッチ（５）を介して電話インター
フェース回路（６）を経て電話回線接続端子（７）へ送
出されていく。また、通話相手からの音声信号は上記信
号経路と逆の経路を経て送受話器（１）またはスピーカ
（８）で再生されることになる。

他方、通話中に静止画像信号を送信する場合には、第６
図に示すように画像データの送信に先立って通信相手が
同一データ型式のテレビ電話機であるか否かを確認する
ためのＩＤコードの送出が行われ、相手からのＩＤコー
ド返送を確認した後に画像データの送信が行われること
になる。

すなわち、第５図においてキーバッド（９）の操作によ
り使用者が画像送出を指示すると、入出力ポート（１０
）を介してＣＰＵ　（１１）がこれを検知し、プログラ
ムメモリ（１２）内に予め格納されているプログラムに
従って、ＩＤコードを変復調回路（１３）へ供給する。

そして、該変復調回路（１３）内でＩＤコードがアナロ
グ信号に変換された後にマトリックススイッチ（５）を
介して電話回線接続端子から相手側に送られていく。

そして、同様に通信相手からのＩＤコードは上記信号経
路と逆の経路を経てＣＰＵ　（１１）がコードを確認す
る。

この間、テレビカメラ（１４）にて取り込まれた画像は
イメージコントローラ（１５）において量子化され、画
像メモリ（１６）に−旦記憶保持された後逐次デイスプ
レィ（１７）上に導出表示された後、ＣＰＵ　（１１）
の指令に応答して画像メモリ（１６）から電話回線接続
端子（７）に出力される。

また、通信相手からＩＤコードまたは画像データの入力
があれば、マトリックススイッチ（５）が電話インター
フェース回路（６）から送られてきた受信信号の送出先
をそのキャリア信号によって音声受信時におけるアナロ
グ回路（４）から変復調回路（１３）に切り換える。

そして、前記受信信号はこの変復調回路（１３）内で復
調された後、ＣＰＵ　（１１）がＩＤコードの返送また
は画像メモリ（１６）のデータ格納を行い、イメージコ
ントローラ（１５）が自画像データと相手画像データを
逐次導出してデイスプレィ（１７）上に表示する。

なお、画像の送受信が終了して変復調回路（１３）から
のキャリア信号がなくなれば、マトリックススイッチ（
５）は再び電話インターフェース回路（６）とアナログ
回路（４）とを接続し、音声による通話モードに復旧さ
せる。

なお、上記従来例における画像データは次のようにして
画像信号へ変調されている。

すなわち、第７図に示すごとく、位相としてはｓｉｎカ
ーブ型の第１位相と、これとは１８０’位相が異なる一
５ｉｎ型の第２位相とがあり、それぞれの位相が複数の
振幅の信号で形成されている。

そして、この特定位相、特定振幅の１サイクルの信号を
それぞれ特定の輝度に対応させている。

図示例においては、各位相が８サイクルで、合計１６サ
イクルある。図より明らかなように、第１位相の最大振
幅の信号“１５”が白、第２位相の最大振幅の信号“０
″が黒に対応している。

そして、中間の信号“１４“から“１″がそれぞれ各明
度の灰色に対応している。

このときの振幅、位相面上における信号点の配置を第８
図に示す。

以上のようにして通常の音声通話中に静止画像の送受信
が行われ、次元の高い意志疎通が実行され得る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の静止画テレビ電話伝送方式に
おいては、前記第６図のシーケンス図より明らかな如く
、音声通話と画像データの通信とは時間的に共存させる
ことができず、画像信号を送信するに際しては音声通信
を一時中断しなければならず、これが円滑な通話を妨げ
てしまうために電話としては極めて使い勝手が悪いとい
う印象をまぬがれなかった。

例えば、画面サイズが１６０ＨＸ１００Ｖ画素の画像の
場合、変調速度を１７４７．８２Ｈｚとして約１０秒通
話が中断されてしまう。さらに、３２０ＨＸ２００Ｖ画
素の高解像度のシステムにあってはこの４倍、あるいは
上記解像度のカラー画像ではこの約１．５倍の時間通話
が中断されてしまうという不都合が生じていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は画像信号の通信中にも通話が可能な静止画テレ
ビ電話伝送方式を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、静止画像信号を帯
域制限ローパスフィルタを通した後、所定の周波数のキ
ャリア信号を用いて位相振幅変調し画像信号位相振幅変
調信号とする手段と、送話手段などから入力され、た音
声信号の中から画像信号位相振幅変調信号に対応する特
定周波数帯域の信号を除去し、送信用音声信号とする手
段と、画像信号位相振幅変調信号と送信用信号を合成す
る手段とを有し、静止画像信号と音声信号とを周波数帯
域分割して同時に送信することを特徴とする。

［作用］ 以上の如く構成される本発明に係る静止画テレビ電話伝
送方式によれば、電話回線の信号帯域を画像信号及び音
声信号用に帯域分割して使用するようにしたので、音声
・画像の同時伝送が可能となる。また、画像信号の帯域
制限をベースバンドで行うようにしたので、画像信号の
帯域制限・分離のための高精度の帯域通過型フィルタが
不要となる。

［実施例コ 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。

第１図（ａ）に本発明に係る静止画テレビ電話伝送方式
を適用した静止画伝送装置のブロック構成を示す。同図
（ｂ）は同図（ａ）中の変復調回路（４０）内部の詳細
ブロック構成、同図（Ｃ）は帯域分割回路（２４）内部
の詳細ブロック構成をそれぞれ示す。なお、図中前記第
５図に係る従来装置と同等の構成要素には同一符号を付
し、その説明を省略する。

本実施例において特徴的なことは、音声信号と画像信号
とを帯域分割すると共に、画像の変調を送信ロールオフ
フィルタをもたせた直交振幅変調としたことであり、こ
れによって音声・画像の同時伝送が可能となり、画像伝
送の高速化並びに装置の低廉化を実現した。

同図（ｂ）に示す如く、変復調回路（４０）の変調部は
ＣＰＵ　（１１）から送られた２種類の画像信号がそれ
ぞれ入力されるローパスフィルタ（２５１）及び（２５
Ｑ）を含む。図示例において、該両口−パスフィルタ（
２５１）及び（２５Ｑ）は第３図（ａ）に示すロールオ
フ特性（同図においてｆｂは変調速度を表し、ここでは
キャリア周波数ｆｃ＝１７４７．８２Ｈｚの１／３であ
る）を有する。

ローパスフィルタ（２５１）及び（２５Ｑ）にはそれぞ
れ位相振幅変調回路（２６１）及び（２６Ｑ）がそれぞ
れ接続され、前者はローバスフィタ（２５Ｉ）の出力信
号である１位相ローパス信号を受けてθ″位相特定位相
信号Ｉを用いて振幅位相変調を行い、１位相振幅変調信
号を出力する。また、後者はローパスフィルタ（２５Ｑ
）の出力信号であるＱ位相ローパス信号を受け９０゜位
相の特定位相信号Ｑを用いて振幅位相変調を行い、Ｑ位
相振幅変調信号を出力する。該両位相振幅変調回路（２
６Ｉ）、（２６Ｑ）の出力信号は振幅合成回路（２７）
内で振幅合成され、振幅合成信号１＋ＱがＤ／Ａ変換器
（２８）に向けて送出され、ここでそのデジタルデータ
がアナログ信号に変換されることになる。

他方、変復調回路（４０）の復調部は、逆に相手側から
送られてきた振幅合成信号！＋Ｑから１位相振幅変調信
号Ｑ位相振幅変調信号をそれぞれ抽出して復調する作用
を果す。

すなわち、■位相振幅変調信号抽出復調用回路として、
特定位相Ｉを検出するキャリア再生回路（２９）が配設
され、該キャリア再生回路（２９）からの特定位相信号
Ｉと受信信号とのアナログ乗算が乗算回路（３１１）内
で行われ、該乗算回路（３１１）から出力される乗算信
号はローパスフィルタ（３２１）において低域濾波され
た後、Ａ／Ｄ変換回路（３３１）でデジタル化される。

また、Ｑ位相振幅変調信号抽出復調用回路として、特定
位相Ｑを得るために前記キャリア再生回路（２９）の出
力を９０″遅相する遅相器（３０）が配設され、この遅
相（３０）からの特定位相信号Ｑと受信信号とのアナロ
グ乗算が乗算回路（３ＩＱ）内で行われ、その出力が第
３図（ａ）に示すロールオフ特性を備えたローパスフィ
ルタ（３２Ｑ）内で低減濾波された後、Ａ／Ｄ変換回路
（３２Ｑ）でデジタル化される。

ここで帯域制限用のローパスフィルタは例えば次のよう
な余弦ロールオフ特性を備えたものが好適である。

次に、帯域分割回路の使用について説明する。

同図（ｃ）に示すごとくこの回路は送信部がアナログ回
路（４）からの音声信号を受けて第４図（ａ）に示す特
性で濾波する帯域阻止フィルタ（３４）及び該フィルタ
出力信号と変復調回路（４０）からの画像信号とを振幅
合成して電話インターフェース回路（６）へ出力する振
幅合成回路（３５）とを含む。

他方、受信部は電話インターフェース回路（６）からの
受信信号がそのまま変復調回路（４０）の入力へ接続さ
れると共に第４図（ａ）に示す特性で濾波してアナログ
回路（４）へ出力する帯域阻止フィルタ（３６）にて構
成されている。

以下、以上の如く構成される本実施例の動作について説
明する。

まず、画像信号の送信時を例にとる。なお、説明の簡略
化のためここでは音声信号は画像信号に重畳しないもの
とし、重畳する場合については後述する。

本実施例では変調に用いる信号点の配置は第２図に示す
ような形となり、これはいわゆる１６×１６１ｉｆｔ直
交振幅変調方式と呼ばれている。

テレビカメラ（１４）により撮像して得られた画像信号
はイメージコントローラ（１５）において量子化され、
画像メモリ（１６）内に記憶保持される。そして、該画
像メモリ（１６）に−旦格納された信号はＣＰＵ　（１
１）の制御作用により上下２ラインの画像信号が各々１
位相変調用信号及び０位相変調用信号としてペアで順次
変復調回路（４０）に供給される。

すなわち、まず第１ラインに左端の画像信号が１位相変
調用信号として、第２ライン左端の画像信号が０位相変
調用信号としてそれぞれ供給され、次に各々左端よりに
は第２の画像信号が１及び０位相変調用信号として供給
され、以下右端信号まで処理され、引き続いて第３及び
第４ラインの信号が同様に処理される。こうして最終ラ
インまで繰り返されていく。

この時のデータ転送は１位相変調用信号とＱ位相用変調
信号がペアで変調速度、すなわちｆｂ−１／３Ｘ１７４
７．８２Ｈｚで行われる。

前記変復調回路（４０）において、１位相変調用信号及
び０位相変調用信号はそれぞれローパスフィルタ（２５
１）及び（２５Ｑ）により第３図（ａ）の特性で低域濾
波される。そしてさらに位相振幅変調回路（２６１）及
び（２６Ｑ）により直交する特定位相信号■及び特定位
相信号Ｑである周波数ｆｃ　（＝１７４７．８２Ｈｚ）
のキャリアで変調され、この結果第３図（ｂ）に示すス
ペクトル分布を持つ１位相振幅変調信号及びＱ位相振幅
変調信号となる。

ここで、本実施例において搬送波周波数ｆｃは変調周波
数ｆｂの３倍であるため、低域濾波処理と変調（搬送波
との乗算）処理が同期して処理可能であるので、装置構
成が極めて簡単なものとすることができる。

さて、前記両位相振幅変調信号は、振幅合成回路（２７
）において振幅合成されるが、このスペクトル分布もま
たやはり第３図（ｂ）と変わるところはない。

そして、振幅合成回路（２７）からの出力信号はＤ／Ａ
変換器（２８）内でアナログ変換され、帯域分割回路（
２４）、電話インターフェース（６）を介して電話回線
端子（７）へ出力されていく。

従って、本実施例に係る装置の変復調回路（４０）によ
ると、上下２ラインの２つの画像信号を変調速度ｆ　ｂ
　−１／　３　ｆ　ｃで変調する（従来の伝送方式を用
いた装置では変調速度がキャリア周波数ｆｃと同一）た
め、後述する如く音声通話を行いながら従来方式に比し
約３／２の時間で同一の画像信号を伝送可能である。

次に、画像信号の受信につ鶏１で説明する。

なおここにおいても前記送信時と同様に音声信号は重畳
されていないものと考える。

電話回線により受信した振幅合成信号１＋Ｑは電話イン
ターフェース回路（６）、帯域分割回路（２４）を介し
て変復調回路（４０）に入力される。

該入力信号はキャリア再生回路（２９）において１位相
のキャリア信号が再生され、■位相信号用の乗算回路（
３１１）の第１人力となる。

一方、■位相信号用の乗算回路（３１１）の第２の入力
には帯域分割回路（２４）を通った上記振幅合成回路１
＋Ｑが入力されているので、第１および第２の入力信号
をアナログ乗算した該乗算回路（３１１）の出力は第３
図（ａ）のローパス特性を有するローパスフィルタ（３
２１）において上記送信側での１位相変調用信号と同一
レベルの信号に再生されることとなる。ここで、振幅合
成信号１＋Ｑ中のＱ位相振幅変調信号成分は搬送波が夏
位相キャリアと直交、すなわち９０°位相差の同一周波
数信号の関係にあるので、１位相キャリアとの乗算によ
り振幅が０となる。

他方、キャリア再生回路（２９）の出力である１位相の
キャリア信号は目送器（３０）により９０″位相が遅延
され、Ｑ位相のキャリア信号となってＱ位相信号用の乗
算回路（３１Ｑ）の第１人力となる。

このＱ位相信号用の乗算回路（３１Ｑ）の第２人力にも
上記振幅合成信号１＋Ｑが入力されており、１位相の信
号の場合と同様この両人力信号をアナログ乗算した該乗
算回路（３１Ｑ）の出力信号は第３図（ａ）のローパス
特性を有するローパスフィルタ（３２Ｑ）によって上記
送信側での０位相変調用信号と同一レベルの信号に再生
されることになる。

そして、再生された１位相変調用信号とＱ位相用変調用
信号はそれぞれＡ／Ｄ変換器（３３１）及び（３３Ｑ）
によりデジタル化され、ＣＰＵ（１１）の制御作用によ
って画像メモリ（１６）に記憶格納されていくことにな
る。

その後、イメージコントローラ（１５）は該画像メモリ
（１６）内に蓄えられた画像信号を読み出してデイスプ
レィ（１８）上に静止画を表示するわけである。

他方音声通話は、送受話器（１）またはマイクロホン（
２）から音声入出力回路（３）及びアナログ回路（４）
を経て帯域分割回路（２４）において第４図（ａ）の特
性を有する第１阻止フイルタ（３４）により画像信号伝
送用の帯域が抑圧された後、振幅合成回路（３５）によ
り変調された画像信号成分と振幅合成され、これが電話
インターフェース回路（６）を経て電話回線接続端子（
７）に送出される。

また、通話相手からの音声信号は上記信号経路とは逆に
電話回線接続端子（７）、電話インターフェース回路（
６）を経て帯域分割回路（２４）に送られ、ここで第４
図Ｃ１１）の特性を有する帯域阻止フィルタ（３６）に
より送信回路で重畳された画像信号成分が除去された後
、アナログ回路（４）、音声入出力回路（３）を介して
送受話器（１）またはスピーカ（８）で再生される。

この際に再生される音声信号は、帯域分割のため第４図
（ａ）に示すように画像信号伝送キャリア周波数ｆｃ−
１７４７，８２Ｈｚを中心に０．８ｋＨｚの帯域が抑圧
されたものとなる。しかし、例えば昭和５７年３月郵政
省電気通信制作局通信システム研究会発行の行政用オー
ディオ・グラフィーに関する調査研究報告書にもあるよ
うに、明瞭度に対する品質劣化量は一３ｄＢ程度であり
、劣化はごく僅かの無視できる程′度にすぎない。すな
わち、はぼ同一の特性と考えられる音声の通過帯域が０
〜１　、　３　ｋ　Ｈｚ　、　２　、　１〜３　、　４
ｋＨｚの場合には音声明瞭度の平均値を８５．５％であ
りこの値は通常の帯域を抑圧した状態の値である約９４
％と比べ８％程度低くなっているのにすぎない。

以上、画像信号の通信及び音声信号の通信動作を説明し
たが、ここで画像信号の通信中に音声信号が重畳された
場合の画像信号受信への影響について説明する。

音声信号は上述した如く第４図（ａ）に示す特性の帯域
阻止フィルタ（３４）へ濾波されて回線へ送出されるた
め、この信号成分は変復調器（２４）の乗算器（３１１
）及び（３１Ｑ）で周波数ｆｃ−１７４７，８２Ｈｚの
搬送波と乗算され、第４図（ｂ）に示す帯域に移る。

この信号は次段のローパスフィルタ（３２Ｉ）及び（３
２Ｑ）で第３図（ａ）の特定で濾波されるので、その成
分は全て抑圧されて該フィルタからの出力としては画像
信号の成分だけとなり、画像信号の再生には何ら影響を
及ぼすことはない。

なお、上記実施例においては画像信号の変調速度を搬送
波周波数ｆｃの１／３としたが、これをより小さくした
画像信号の所要帯域を狭くし、音声帯域の阻止帯域を小
さくしてより音声通話の品質を上げるようにすることも
好適である。また逆に、音声品質を若干犠牲にして変調
速度−を上げ画像の通信時間を短縮することも可能であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、画像信号と音声信
号とを帯域分割して伝送するようにしたので、画像信号
の通信中も音声の通話が途絶えることなく交信でき、さ
らに画像信号を帯域制限ローパスフィルタを通した後に
位相振幅変調するようにしたので、従来のオーティオグ
ラフィなどで用いられている画像信号用の帯域通過フィ
ルタが不要となり、装置は安価に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による静止画テレビ電話装置
のブロック構成図、第２図は本実施例による画像信号の
変調の際の信号点の配置を示す図、第３図は本実施例に
用いられる画像信号用ローパスフィルタ特性の変調後の
スペクトラムを示す図、第４図は本実施例に用いる音声
信号用のフィルタ特性と受信した音声信号成分の画像信
号搬送波との乗算後のスペクトラムを示す図、第５図は
従来の静止画テレビ電話装置のブロック構成図、第６図
は従来のテレビ電話装置の伝送手順を示すシーケンス図
、第７図は従来のテレビ電話装置の変調波形を示すグラ
フ図、第８図は従来のテレビ電話の変調信号点を示す図
である。 図において、（４０）は変復調器、（２５）は帯域制限
ローパスフィルタ、（２６）は変調回路、（２７）は振
幅合成回路、（３４）は帯域阻止フィルタ、（３５）は
振幅合成回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （外２名） 第１ 図（Ｃ） （ａ） パスフィルタの特性 （ｂ）変調後の画像信号のスペクトラム画像信号用フィ
ルタ特性とスペクトラム第３ 図 信号点の配置 第２ 図 ０．８ＫＨｚ （ａ）音声信号のフィルタ特性 第４ 図 従来の伝送手順 第６ 図 従来装置における変調波形 第 図 信号点の配置 第８ 図 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明及び図面の簡単な説明の昆６
、補正の内容 以 上 １゜ 事件の表示 特願平 １−７９６７６号 ２゜ 発明の名称 静止画テレ１話伝送方式 補正をする者 ４、代 理 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カメラにて撮像した静止画像信号などを電話回線を介し
   て送受信する静止画テレビ電話伝送方式において、 前記静止画像信号を帯域制限ローパスフィルタを通した
   後、所定の周波数のキャリア信号を用いて位相振幅変調
   し画像信号位相振幅変調信号とする手段と、 送話手段などから入力された音声信号の中から前記画像
   信号位相振幅変調信号に対応する特定周波数帯域の信号
   を除去し、送信用音声信号とする手段と、 前記画像信号位相振幅変調信号と前記送信用信号を合成
   する手段と、 を有し、静止画像信号と音声信号とを周波数帯域分割し
   て同時に送信することを特徴とする静止画テレビ電話伝
   送方式。