JPH0284896A - 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］ この発明は電話による通話中に、テレビカメラなどから
得た静止画像信号を音声帯域信号に振幅変調して電話回
線に送出するとともに、この電話回線に供給された静止
画像信号を復調して表示装置で映像化する静止画テレビ
電話伝送方式の改良に関するものである。

［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が、現在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、静止画像を通話中に相手方に送
信する静止画テレビ電話が実用化されつつある。

こ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て所望の静止画、例えば通話
者の顔、通話内容に応じた写真画面あるいは絵等を任意
に送るものであり、また、画像送信の都度−枚のみの静
止画像を送るのでデータ処理量も限られて、テレビ電話
の実用化を容易に行うことができるものである。

このような静止画の伝送を行うテレビ電話は、例えば外
国通信技術１９８６年１０月号などに示されている。第
５図（ａ）は、その簡易静止画テレビ電話機のブロック
構成図である。図において、（１）は送受信器、（２）
はマイクロホン、（３）は音声入力回路、（４）はアナ
ログ回路、（５）はマトリクススイッチ、（６）は電話
インタフェース回路、（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
ポート、（１１）はｃｐｕ、（１２）はプログラムメモ
リ、（１３）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、　　（１７）はデイスプレィである。また、第５図
（ｂ）は上記変復調回路（１３）の詳細を示すブロック
構成図、第６図は上記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。

次に、その動作を第５図から第７図に基づいて説明する
。第５図（ａ）において、送信側の音声信号は送受話器
（１）またはマイクロホン（２）から音声入出力回路（
３）、アナログ回路（４〉、マトリクススイッチ（５）
、電話インタフェース回路（６）、を介して電話回線接
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。

一方、画像信号を送信する場合は第６図に示すように、
通話相手が同一データ形式のテレビ電話機であるかを確
認するための情報を含むＩＤコードの送出を行い、相手
からのＩＤコード返送を確認した後に画像信号の送信を
行う。つまり、第５図（ａ）において、キーバッド（９
）によって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）に予め格納されたプログラムに従ってＩ
Ｄコードを変復調回路（１３）に送出する。そして、こ
のＩＤコードをアナログ信号に変調した後にマトリクス
スイッチ（５）を介して電話回線接続端子（７）から送
出する。この送出しなＩＤコードに対し通話相手からの
ＩＤコードの返送があると、そのＩＤコードは上記ＩＤ
コード送出経路と逆の経路をとおり、ＣＰＵ（１１）が
ＩＤコードを確認する。この間にテレビカメラ（１４）
でとらえた画像はイメージコントローラ（１５）で画素
データとして量子化され、画像メモリ（１６）に格納さ
れて逐次デイスプレィ（１７）に導出表示される。その
後ＣＰＵ（１１）の命令によって画像メモリ（１６）か
らの画素データは変復調回路（１３）で振幅変調され電
話回線接続端子（７）に画像信号として出力される。送
信すべき画素データを全て送出しおえると、入出力ポー
ト（１０）を介したＣＰＵ（１１）からの命令により、
アナログ回路（４）を介した音声による通話状態が復帰
する。

また画像を受信する場合には、まず相手側からのＩＤコ
ードを確認する。即ち、電話インターフェース回路（６
）、マトリクススイッチ（５）、変復調回路（３）を介
し、ＣＰＬＩ（１１）は電話回線接続端子（７）から入
る信号を常に監視しており、ＣＰＵ（１１）が入力信号
中に相手側のＩＤコードを確認すると、ＩＤコードを返
送するとともに、アナログ回路（４）を介した音声通話
を中断する。その後に電話回線接続端子（７）に入力さ
れてくる画像信号が、変復調回路（１３）で復調されて
画素データとして画像メモリ（１６）に格納され、イメ
ージコントローラ（１５）が画像メモリ（１６）からそ
の画素データを逐次導出してデイスプレィ（１７）に画
像を表示する。また、最初に送出されてきたＩＤコード
中に含まれた画素データの長さを示す情報に基づき、Ｃ
ＰＵ（１１）はその分の画素データを画像メモリ（１６
）に格納し終えた時点で再びアナログ回路（４）を介し
た音声通話状態を復帰させる。

さらにこの従来のテレビ電話機における上記画像信号の
変復調について説明する。テレビカメラ（１４）からの
画像をイメージコントローラ（１５）で数段階に量子化
して得た画素単位の画素データは、第５図（ｂ）に詳細
を示す変復調回路（１３）の位相振幅変調回路（１３ａ
）で位相振幅変調される。即ち、第７図に示すように、
ｓｉｎカーブ型の第１位相、およびこれと１８０度の位
相差を有する一５ｉｎカーブ型の第２位相それぞれに対
し、複数の振幅値を設定し、各量子化レベルそれぞれに
特定位相、特定振幅の１周期の信号を対応させるもので
ある。第７図の例では、両位相それぞれに８段階の振幅
を設定し、第１位相の最大振幅の“１５”が白の画素デ
ータに、第２位相の最大振幅の信号“０”が黒の画素デ
ータに対応し、これらの間の信号“°１４”〜“１”が
それぞれ黒から白までの各明度の灰色の画素データに対
応している。このように各画素データに対応した信号を
画像信号として送出する。

また受信側では、このようにして送られてきた画像信号
を受信し、まずＰＬＬ回路等で構成される位相検出回路
（１３ｂ）がその受信画像信号の各１周期中のゼロクロ
ス点を検出する。そして位相反転回路（１３）が各ゼロ
クロス点で受信画像信号を反転し、その出力信号を積分
口２８（１３ｂ）が積分する。即ち、位相反転回路（１
３ａ　）の出力信号は、第１位相の信号であれば正側に
、第２位相の信号であれば負側に振幅が折り返された信
号となり、その信号を積分すると画像信号の振幅に応じ
て正側に８段階、負側に８段階のレベル信号が得られる
。このレベル信号をＡ／Ｄ変換回路（１３ｅ）でデジタ
ル化し、画素データを得るものである。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来の静止画テレビ伝送方式によれば、例
えば画素密度の高い倍精度画像を伝送する場合、画素数
が多くなるため伝送する情報量も増大し、その情報が増
大した分の信号伝送時間が増大するという問題点があっ
た。

この発明は、画素密度が多い倍精度静止画像の伝送時に
おいても、信号伝送時間が抑えられる静止画テレビ電話
伝送方式を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる静止画テレビ電話伝送方式は、静止画
像の画素データを２分割して記憶し、一方の画素データ
を振幅変調して特定位相の信号Ｉとするとともに、他方
の画素データを振幅変調して上記信号Ｉと９０異なる位
相の信号Ｑとし、上記信号■と信号Ｑとを振幅合成し画
像信号として電話回線に送出するものである。またこの
ように送出信された画像信号を受信側で上記信号■と信
号Ｑとに分離し、両信号から画素データを復調し、その
画素データから静止画像を再現するものである。さらに
は、送出する静止画像の画素データを所定の割合で間引
いたものを２分割し、一方の画素データを振幅変調して
特定位相の信号Ｉとするとともに、他方の画素データを
振幅変調して上記信号Ｉと９０異なる位相の信号Ｑとし
、上記信号■と信号Ｑとを振幅合成し画像信号として電
話回線に送出し、この画像信号を受信側が受信して上記
信号■と上記信号Ｑとに分離して復調し、この復調され
た静止画像信号に基づき、間引かれた画素データを補間
することにより静止画像を再現するものである。

［作用］ この発明に係る静止画テレビ電話伝送方法においては、
２分割された画素データがそれぞれ９０度異子る位相で
振幅変調され、それらの信号は合成されて一緒に送出さ
れるので、送られる全画素量に対する信号伝送時間が減
少され、また、上記両信号が合成されていても９０度の
位相差があるため受信側では両信号を分離でき、その両
信号から復調された画素データをもとに静止画が再現で
きる。

また所定割合で間引かれた画像データが２分割されてそ
れぞれ９０度異子る位相で振幅変調され、これらが合成
されて送出されるとともに、受信側で両信号を分離して
画素データを復調し、その画素データに基づき間引かれ
た部分を補間して静止画像を再現するので、送受信され
る静止画像の画素密度に対する信号伝送時間が大幅に減
少される。

［実施例］ 以下この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。こ
の実施例の静止画テレビ電話伝送方式を適用する静止画
テレビ電話装置の全体構成は第５図（ａ）に示した上記
従来例と同様であるが、変復調回路（１３）の構成が異
なり、その変復調回路（１３）の詳細構成を第１図に示
す。また第２図には静止画像の画素データの配置例を示
し、各ライン、各画素列に並んだ各画素は数階調の明度
を有し、その明度が各画素の画素データとなる。第１図
において変復調回路（１３）の送信側部分を説明すると
、（２０）は画像メモリ（１６）から入力される画素デ
ータを、各ライン毎に振り分ける分割回路、（２１１）
　。

（２１０）はその振り分けられた各画素データを記憶す
るラインメモリ、（２２）はラインメモリ（２１１）か
ら出力された画素データを１画素データ分遅延させる遅
延回路、（２３１）はこの遅延回路（２２）から出力さ
れた画素データに応じて、上記従来例と同様に、２つの
位相と８段階の振幅による位相振幅変調を行い、所定の
位相を基準とした信号Ｉとして出力する位相振幅変調回
路、（２３０）は上記ラインメモリ（２１Ｑ）から出力
された画素データに応じて、上記従来例と同様の位相振
幅変調を行い、上記位相振幅変調回路（２３１）の出力
信号Ｉより９０度遅れた位相の信号Ｑとして出力する位
相振幅変調回路、（２４）は上記位相振幅変調回路（２
３１）　、　（２３Ｑ）の出力信号を振幅合成してマト
リックススイッチ（５）に出力する振幅合成回路である
。

また変調回路（１３）の受信側部分を説明すると、（１
３）は　、マトリクススイッチ（５）を介して入力され
た相手側からの画像信号から、上記信号Ｉの位相を抽出
してその基準信号を発する１位相検出回路、（３１１）
はこの１位相基準信号のゼロクロス点で上記受信画像信
号の振幅を反転する１位相反転回路、（３２）は上記１
位相検出回路（３０）で抽出された■位相基準信号を９
０度遅らせて上記位相Ｑの基準信号を出力する遅相器（
３２）、（３１Ｑ）はこの遅相器（３２）の出力するＱ
位相基準信号の各ゼロクロス点で上記画像信号の振幅を
反転するＱ位相反転回路、（３３１）、（３３０）はそ
れぞれ上記１位相反転回路（３３１）　、Ｑ位相反転回
路（３１Ｑ）の出力信号を積分する積分回路、（３４１
）　、（３４Ｑ）はこれら積分回路（３３１）　、　（
３３Ｑ）の出力信号それぞれに応じたデジタルデータを
画素データとして出力するアナログ／デジタル（以下Ａ
／Ｄと略す）変換回路、（３５１）　、（３５Ｑ）はこ
れらＡ／Ｄ変換回路（３４１）、（３４Ｑ）の出力する
画素データを記憶するラインメモリ、（３６）は上記ラ
インメモリ（３５Ｑ）の出力する画素データを１画素デ
ータ分遅延する遅延回路、（３７）はこの遅延回路（３
６）の出力する画素データと、上記ラインメモリ（３５
１）の出力する画素データとを入力し、これらをその入
力時の２倍の早さで交互に出力する合成回路である。

次にこのような構成の静止画テレビ電話の動作を説明す
る。音声による通話は上記従来例と同様にして行われる
。また画像信号の送信時は、上記従来例と同様、第６図
に示すようにまずＩＤコード送出および返送されたＩＤ
コードの確認を行う。

一方、カメラ（１４）にて撮像した静止画像をイメージ
コントローラ（１５）を介し、画素データとして画像メ
モリ（１６）に記憶しておく。なお、この場合の静止画
像は、標準画像（単精度画像）の２倍の走査線数を有す
る倍精度の静止画像であり、例えば標準画像の走査線数
を１００本とした時の倍精度静止画像の走査線数は２０
０本、即ち第２図に示すように、２００の画素ラインを
有する。そしてこの画像メモリ（１６）に記憶された画
素データを、ＣＰＵ（１１）を介して隣りあった２ライ
ンごとに変復調回路（１３）に送出する。このとき送出
する画素データの順番は、その２ラインにおいて、同じ
画素例の画素データを奇数ライン、偶数ラインの順とし
、１画素列めから最終画素列まで送出し、次に隣りの２
ラインについて同様に送出していき、ｆ＆終シラインで
を送出するものである。このようにして順次送出される
画素データは変復調回路（１３）の分割回路（２０）に
おいて、画素データ単位で奇数ライン側、偶数ライン側
それぞれに振りわけられ、各ラインメモリ（２１１）　
、　（２１Ｑ）に記憶され、それぞれに次の奇数ライン
または偶数ラインの画素データが入力されるまで保持さ
れる。ラインメモリ（２１１）に記憶された奇数ライン
の画素データは遅延回路（２２）で１画素データ分遅ら
されてラインメモリ（２１０）の偶数ラインの画素デー
タとの間で同期がとられる。そしてこれら同期した奇数
ライン、偶数ラインの画素データがそれぞれ位相振幅変
調回路（２３１）　、（２３Ｑ）に入力され、この位相
振幅変調回路（２３１）　、（２３Ｑ）は入力された画
像データに対応した位相および振幅の信号を出力する。

ただし、位相振幅変調回路（２３１）は第３図（ａ）に
示すような所定の位相を有する信号Ｉを出力し、位相振
幅変調回路（２３Ｑ）は第３図（ｂ）に示すようにその
信号■よりも９０度遅れた位相を有する信号Ｑを出力す
る。そしてこれら位相振幅変調回路（２３１）　、（２
３Ｑ）の出力信号は振幅合成回路（２４）で振幅合成さ
れ、第３図（ｃ）のような画像信号としてマトリクスス
イッチ（５）を介して電話回線接続端子（７）に出力さ
れる。

即ち、奇数ラインの画素データと偶数ラインの２つの画
素データが同一周期に合成されて画像信号として送出さ
れることになるので、決められた画像信号搬送周波数に
おける伝送可能な画素数が２倍になり、例えば倍精度静
止画像が単精度静止画像と同じ時間で送出される。一方
、画像受信時は、まず電話回線接続端子（７）、マトリ
クススイッチ（５）を介して画像信号が変復調回路（１
３）に入力される。この入力された画像信号が１位相検
出回路（３０）に入力され、この画像信号から上記信号
Ｉの位相が抽出される。これは、例えば受信した画像信
号を比較器に入力してそのゼロクロス点で変化する短形
波を得、これをＰ　Ｌ　Ｌ　（ＰｈａｓｅＬｏｃｋ　Ｌ
ｏｏｐ　）回路に入力することにより、■信号の周期お
よび位相の基準信号を得ることができる。

即ち、第４図（Ｃ）に示す如く、受信した画像信号（Ｉ
　＋Ｑ＞のゼロクロス点は、上記信号■と信号Ｑに応じ
て１周期中の中心から進みまたは遅れ方向に多少ずれる
が、全体的に平均すると１周期の中心にくることになる
ので、ＰＬＬ回路を用いることによりほぼ■信号に同期
したゼロクロス点を有する１位相基準信号を得ることが
できる。そして位相反転回路（３１１）には上記受信画
像信号とともに１位相検出回路（３０）で抽出されな工
位相基準信号が入力され、これらの積がとられて出力さ
れる。つまり、■位相基準信号との積がとられた受信画
像信号は第４図に示すように、■信号のゼロクロス点で
振幅が反転されて破線で示す波形となる。この出力波形
を積分回路（３３１）で積分すると第４図の（ａ）と（
ｂ）で示すように、■信号成分は正負いずれかに折り返
されて積分されることになり、まなＱ信号成分は正負対
象となるように折り返されるのでその積分値は０となり
、結局、積分回路（３３１）からはＩ信号成分の積分値
のみが出力される。この出力はもとのＩ信号の振幅に対
応した値であり、これをＡ／Ｄ変換回路（３４１）でデ
ジタル化することにより、奇数ラインの画素データが復
調され、これはラインメモリ（３５１）に記憶される。

一方、Ｑ信号については、上記１位相検出回路（３０）
からの工位相基準信号を遅相器（３２）で９０度遅らせ
ることにより、Ｑ信号のゼロクロス点に同期したＱ位相
基準信号を得、この信号と受信画像信号が位相反転回路
（３１Ｑ）に入力され、これらの信号の積がとられる。

そしてその出力信号が積分回路（３３Ｑ）に入力され、
積分される。この場合、上記の１倍号のときと逆に今度
はＩ信号成分が打ち消されてＱ信号成分の積分値のみが
出力され、これがＡ／Ｄ変ｔａ回路（３４Ｑ）に入力さ
れてその振幅値に対応したディジタルデータが出力され
、偶数ラインの画素データが復調されてラインメモリ（
３５Ｇ）に記憶される。これら奇数ライン、偶数ライン
の画素データは同時に復調されるが、これらは各ライン
メモリ入力時の２倍の早さで読み出され、奇数ラインの
画素データが合成回路（３７）に入力されるとともに偶
数ラインの画素データは遅延回路（３６）で１画素デー
タ分遅延されて合成回路（３７）に入力され、これら画
素−夕は奇数ライン、偶数ラインの順番に合成回路（３
７）から画像メモリ側に出力される。そしてその画素デ
ータをもとに倍精度静止画像が再現される。従って以上
のようにすれば、例えば倍精度の静止画像を単精度の静
止画像と同じ情報伝送時間で伝送し、受信側で再現する
ことができ′るものである。

なお上記実施例においては受信側がＩ信号とＱ信号の両
方を復調できる装置である場合を説明したが、その受信
側が例えば第５図（ｂ）に示したように単精度画像の受
信機能しか持たないものであっても、特定信号のゼロク
ロス点を抽出し位相反転し積分するようになっていれば
、振幅合成信号Ｉ＋ＱのＱ成分は除去されＩ成分のみを
取り出すことができるので、■信号のみの復調を行い表
示装置に出力することができる。この場合、倍精度静止
画像の２本の走査線の画素データをそれぞれ■信号、Ｑ
信号に対応させているので、■信号のみ復調された画像
であっても倍精度画像の走査線を一本おきに間引いたこ
とになり、単精度画像が再現できることになる。このと
き、相手側の受信機能を確認するためのハンドシェイク
の省略伝送ができるという効果も有する。

なお、上記実施例では、解像度が通常の２倍精度静止画
像、即ち、垂直方向に２倍の画素密度の画像を送信する
例を示したが、水平方向の画素数を２倍とする倍精度画
像の送信時においては、奇数画素列と偶数画素列を一緒
に送るようにすれば上記実施例と同様の効果を奏する。

また、単精度の画像を送受信する場合には従来の半分の
時間で画像伝送が行える。

さらにこの発明によれば、第２図（ｂ）に示すような４
倍の画素数の静止画像を単精度静止画像と同じ時間で伝
送することもできる。この場合、奇数ラインと偶数ライ
ンの画素データを合成して送る際に、例えば奇数ライン
は奇数画素列、偶数ラインは偶数画素列のみ送るように
する。即ち、各ラインの画素データは間引かれて伝送さ
れ、第２図（ｂ）に示す如く、Ｉ８とＱｌ、Ｉ２とＱ２
がそれぞれ同時に伝送され、これら伝送される画素間の
Δ印で示した画素は伝送されない。一方、受信側では受
信・復調された画素を送信時と同様に配置するとともに
その各画素に囲まれたΔ印の画素を補間により求め、静
止画を再現する。この補間の方法は、例えば周囲の４画
素の平均をとるなどすればよい。このようにすれば単精
度の４倍の画素密度の画像を単精度と同じ伝送時間で送
ることができるものである。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、静止画像の画素データ
を２分割して記憶し、一方の画素データを振幅変調して
特定位相の信号Ｉとするとともに、他方の画素データを
振幅変調・して上記信号■と９０度異子る位相の信号Ｑ
とし、上記信号Ｉと信号Ｑとを振幅合成し画像信号とし
て電話回線に送出するようにし、またこの送信された信
号を受信側が受信して信号Ｉと信号Ｑとに分離し、両信
号から画素データを復調して静止画像を再現するように
したので、２分割された画素データが合成されて同時に
送出されるため、送受信される画素量に対する信号伝送
時間が減少され、通信時間が短縮されるとともに音声通
話の待ち時間が短縮されるという効果を奏する。また間
引かれた画像データを２分割し合成して伝送し、受信側
でその間引かれた部分を補間して静止画像を再現するの
で、静止画の画素量に対する信号伝送時間がさらに減少
され、音声通話時間の待ち時間が短縮されるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実例による静止画テレビ電話装置
の変復調回路のブロック構成図、第２図（ａ）　、（ｂ
）は静止画像の画素配置の説明図、第３図は第１図の実
施例装置のＩ信号及びＱ信号の説明図、第４図はその各
信号の受信側における位相反転・積分の説明図、第５図
（ａ）　、　（ｂ）は従来の静止画テレビ電話装置のブ
ロック構成図、第６図は従来の静止画テレビ電話装置の
通信手順の説明図、第７図は従来の静止画テレビ電話装
置による位相振幅変調の説明図である。 図において、（１３）は変復調回路、（２０）は分割回
路、（２１１）、（２１Ｑ）はラインメモリ、（２２）
は遅延回路、（２３１）、（２３Ｑ）は位相振幅変調回
路、（２４）は振幅合成回路、（３１１）、（３１Ｑ）
は位相反転回路、（３３Ｉ）、（３３０）は積分回路、
（３７）は合成回路である。 なお、図において同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静止画像の画素データを２分割して記憶し、一方
   の画素データを振幅変調して特定位相の信号Ｉとすると
   ともに、他方の画素データを振幅変調して上記信号Ｉと
   ９０度異なる位相の信号Ｑとし、上記信号Ｉと信号Ｑと
   を振幅合成し画像信号として電話回線に送出することを
   特徴とする静止画テレビ電話伝送方式。
2. （２）画素データを振幅変調した特定位相の信号Ｉと、
   他の画素データを振幅変調した上記信号Ｉの位相と９０
   度異なる位相の信号Ｑとを振幅合成した画像信号を、電
   話回線を介して受信し、この画像信号を上記信号Ｉと信
   号Ｑとに分離し、両信号から画素データを復調し、その
   画素データから静止画像を再現することを特徴とする静
   止画テレビ電話伝送方式。
3. （３）所定の割合で間引かれた静止画像の画素データを
   ２分割し、一方の画素データを振幅変調して特定位相の
   信号Ｉとするとともに、他方の画素データを振幅変調し
   て上記信号Ｉと９０度異なる位相の信号Ｑとし、上記信
   号Ｉと信号Ｑとを振幅合成し画像信号として電話回線に
   送出し、この画像信号を受信側が受信して上記信号Ｉと
   上記信号Ｑとに分離して画素データを復調し、この復調
   された画素データに基づき間引かれた画素データを補間
   することにより静止画像を再現することを特徴とする静
   止画テレビ電話伝送方式。