JPH03110988A

JPH03110988A - 画像音声伝送装置

Info

Publication number: JPH03110988A
Application number: JP24965489A
Authority: JP
Inventors: Takao Yoroi; 鎧　隆生; Yuji Kikuchi; 雄二菊地; Takashi Hamashima; 浜島　隆史
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1991-05-10

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、例えば一般電話回線、無線通信回線等の低
速で狭帯域な伝送線路を用いて画像データと音声信号と
を同時に伝送するのに使用して好適なｉｉ！ｉ！Ｊ１音
声伝送装置に間する。

［従来の技術］低速で狭帯域な伝送線路として、例えば一般電話回線、
無線通信回線等がある。以下、一般電話回線を例に説明
する。

近年になってサービス運用されたｌ５ＤＮ（総合ディジ
タル通信網）回線がディジタル回線と称されるのに対し
、一般電話回線はアナログ回線と称され・るので、以後
この名称を使用する。

アナログ回線により音声信号以外のデータ、例えば静止
画像データを伝送する装置として、静止画伝送装置、モ
ノクロ静止画電話（テレビ電話）が既に知られている。

これらの装置においては、いずれも、画像データを低速
変換して伝送するための変復調装置（モデム）の方式が
、アナログ回線の帯域である３００〜３４００Ｈｚのほ
とんど全てを占有する方式である。そのため、音声信号
を周波数分割多重して伝送することはできなかった。

第６図は、市販されているテレビ電話のキャリア波形図
を示している。

この場合、モデムの方式として、ＡＭ−ＰＭ　（悪輻位
相変ｒＡ）方式が採用され、図示のように、映像信号の
「黒」は第１位相の最大振幅に、　「白」は第２位相の
最木拓幅に割り当てられ、その間の中間調は８等分した
撮幅にそれぞれ割り当てられる。すなわち、２位相と８
据幅値の絹み合わせにより、輝度信号の１６階調に対応
する変調が行なわれる。

ここで、ＡＭ−ＰＭ方式を数式で表すと、Ｅ　ＡＭ−Ｐ
Ｍ＝　Ａ（＋＋＊ａＶ（ｔ））ｃｏｓ（２πｆｃｔ＋　２
ｒｔ　ａ＋ｐＶ（ｔ）＋θ）Ｖ（ｔ）＝　Ｖｃｏｓ（２
ｙｔ　ｆａｔ）；　変調信号ｍａ；ＡＭ変調度係数ｌｌ１ｐ　：　　Ｐ　Ｍ変調度係数となり、ＡＭ−ＰＭ方式のエネルギー分布はアナログ回
線の全帯域に拡散する。

したがって、モデムで変調した画像データと音声信号と
を３００〜３４００Ｈｚという狭帯域に、同時に乗せる
ことは不可能である。

一方法として、画像データおよび音声信号ともディジタ
ル符号化し、時分割多重することにより同時に伝送する
方法等が考えられているが、これによれば、システムが
大きく、かつコスト高となることは避けられない。

一方、画像データのような大容量でなく、少容量のイメ
ージデータを扱うこの種の装置は、既に実用化されてい
る。

これは、音声帯域の一部にＦ　Ｓ　Ｋ　（Ｆｒｅｑｕｅ
ｎｃｙＳｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変換したイメ
ージデータな多重することにより、通話中でも手書きの
図形等を伝送できるシステムであり、テレライティング
規格として、国際標準化されている。しかし、ＦＳＫで
はボーレートが３００ｂｐｓ程度と低速であり、画像デ
ータの伝送には向いていない。

［発明が解決しようとする課、ＩＩ］このテレライティング規格においては、通話中に同時に
イメージデータの伝送をすることができるが、ＦＳＫで
はボーレートが３００ｂｐｓ程度と低速であり、画像デ
ータのように大容量のデータ伝送には不向きである。

ＩＮ　エ＋ｆ、ｆＲ度ＩＭ号カ６４１［’、２５６Ｘ２
４０ドツトの静止画像データであれば、２５８Ｘ２４０
×８ビツトの容量になるから、これを３００ｂｐｓで伝
送する場合、２５６Ｘ２４０Ｘ８÷３００ａ＝ｉ１６３８秒−２８分となり、１枚の画像を伝送するのに３０分近くも要する
ことになる。

一方、変調方式として、上述したようにＡＭ−ＰＭ方式
、あるいはＱＡＭ　（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　　ＡＭ）
方式等を使用すれば、その周波数成分はアナログ回線の
周波数帯域のほとんど全てを占有するので、音声信号と
の同時伝送は不可能である。

そこで、この発明では、画像データと音声信号とを同時
に伝送できると共に、データ伝送のボーレートを高くし
た画像音声伝送装置を提供するものである。

［課題を解決するための手段］この発明は、送信側には、画像データを音声帯域信号に
変換する多周波数値変調手段と、音声信号より多周波数
値変調手段からの音声帯域信号の使用周波数帯域の成分
を除去する帯域除去フィルタと、多周波数値変調手段か
らの音声帯域信号と帯域除去フィルタからの音声信号と
を合成して伝送信号を得る信号合成手段とを備え、受信側には、送信側より伝送される伝送信号より音声帯
域信号と音声信号とを分離する信号分離手段と、信号分
離手段からの音声帯域信号を画像データに変換する多周
波数値復調手段とを備えるものである。

［作　用］上述構成においては、画像データは音声帯域信号に変換
されて音声信号に周波数分割多重されて伝送されるので
、画像データと音声信号とを同時に伝送し得る。

また、画像データは多周波数値変調によって音声帯域信
号に変換されるので、データ伝送のボーレートを高くす
ることが可能となる。

［実　施　例］以下、第１図を参照しながら、この発明の一実施例につ
いて説明する０本例はアナログ回線を用いて伝送する例
であり、画像データは２０００〜２４００Ｈｚの帯域に
周波数分割多重される例である。

同図において、１００Ａおよび１００Ｂはアナログ回線
（一般電話回線）２００に接続される端末装置としての
送受信セットである。

送受信セット１００Ａは以下のように構成される。

１０３は画像メモリである。この画像メモリ１０３には
、ビデオカメラ１０１からの映像信号が、Ａ／Ｄ変換器
１０２で、例えば１サンプル６ビツトのディジタル信号
に変換されて供給され、１画面分の画像データが書き込
まれる。

また、画像メモリ１０３より読み出される画像データは
Ｄ／Ａ変換器１０４でアナログ信号に変換されてモニタ
テレビ１０５に供給される。

また、１０６は多周波数変復調手段を構成するモデムで
ある。このモデム１０８は、例えば第２図に示すように
構成される。

同図において、１０６ａは変調用のカウンタであり、こ
のカウンタ１０６＆には画像メモリＩ０３より６４ステ
ツプ＜Ｐａｍ’）を示す６ビツトの画像データが供給さ
れる。このカウンタ】０６ａでは画像データに対応して
所定値よりカウントダウンされる。そして、このカウン
タ１０６ａからは画像データの値（ステップ）に対応し
た周期を有する１サイクルの方形波信号が出力される。

つまり、各ステップに対応する方形波の周期には等間隔
の時間差が付与される。

この場合、ｌステップ目に対応する周期がｌ／２０００
Ｈｚ、６４ステツプ目に対応する周期が１／２４００Ｈ
ｚとなるように設定される。つまり、１ステツプ目の方
形波の周波数は２０００Ｈ２，２ステツプ目の方形波の
周波数は２００５Ｈ２、・・・、６３ステツプ目の方形
波の周波数は２３９３Ｈｚ、６４ステツプ目の方形波の
周波数は２４００Ｈｚとなる（第４図Ａに図示）。

また、１０６ｃは波形整形回路であり、この波形整形回
路１０６ｃには、送信側よりアナ０４７回線２００を介
して供給される音声帯域信号が供給される。この音声帯
域信号は、後述するように、上述した方形波信号が２０
００〜２４００Ｈｚの通過帯域を有する帯域通過フィル
タを介された正弦波信号である。波形整形回路１０６ｃ
では、正弦波信号のゼロクロス点を基づいてもとの方形
波信号が再生される。

そして、波形整形回路１０６ｃからの方形波信号は、復
調用のカウンタ１０６ｂに供給される。

上述したように、方形波信号は画像データの値（ステ・
ンブ）に対応した周期を有するものである。

カウンタ１０６ｂでは、方形波信号の各ｌサイクル期間
でカウント動作が行なわれ、そのカウント値より方形波
信号の各１サイクルの周期が算出される。そして、この
カウンタ１０６ｂからは、周期に対応する値の６ビツト
の画像データが出力され、この６ビツトの画像データは
画像メモリ１０３に供給される。

第１図に戻って、モデム１０６のカウンタ１Ｏ６ａより
出力される方形波信号は、２０００〜２４００Ｈｚの通
過帯域を有する帯域通過フィルタ１０７を介して２線４
線変換部１０Ｂに音声帯域信号として供給される。この
音声帯＠信号は、第４図Ｂに示すように正弦波信号とな
る。

送受話器１０９からの音声信号は、２０００〜２４００
Ｈｚの帯域を除去する帯域除去フィルタ１１０を介して
変換部１０Ｂに供給される。

変換部１０８は、例えば第３図に示すように構成される
。

同図において、１０８ａは合成回路であり、この合成回
路１０日ａでは帯域通過フィルタ１０７からの音声帯域
信号と帯域除去フィルタ１１０６）らの帯域制限された
音声信号が合成され、伝送信号が形成される。この伝送
信号は、第５図に示すように音声帯域信号と音声信号と
の周波数分割多重されたものとなる。

合成回路１０８ａからの伝送信号はハイブリッド回路１
０日すおよび回線トランス１０８ｃを介してアナログ回
線２００に供給される。

また、アナ０７回＆！２００を介して送１ε側より供給
される伝送信号は、回線トランス１０８ｃおよびハイブ
リッド回路１０日すを介してバッファ１０８ｄおよび１
０８ｅに供給される。

第１図に戻って、変換部１０８のバッファ１０８ｄから
の伝送信号は帯域通過フィルタ１０７に供給されて音声
帯域信号が抜き出され、この音声帯域信号はモデムＪＯ
６に供給される。そして、上述したように音声帯域信号
より画像データが復調されて、画像メモリ１０３に供給
される。

また、変換部１０８のバッファ１０８ｅからの伝送信号
は帯域除去フィルタ１１０に供給されて音声信号が抜き
出され、この音声信号は送受話器１０９に供給される。

送受信セラ）１００Ａは以上のように構成されるが、送
受信セラ）１００Ｂも送受信セット１００Ａと同様に構
成される。

以上の構成において、例えば送受信セラ）１００Ａを送
信側、送受信セット１００Ｂを受信側とした場合の動作
について説明する。

まず、送受信セット１００Ａにおける送信動作を説明す
る。

ビデオカメラ１０１からの映像信号はＡ／Ｄ変換器１０
２で６ビツトのディジタル信号に変換されたのち画像メ
モリ１０３に供給され、この画像メモリ１０３には１画
面分、例えば２５６Ｘ２４０ドツト分の画像データが書
き込まれる。

そして、画像メモリ１０３より各ドツトの６ビツトの画
像データが順次読み出されてモデム１０Ｇに供給され、
このモデム１０Ｂからは画像データのｆｌ［（ステップ
）に対応した周期を有する１サイクルの方形波信号が出
力される。

そして、モデム】０６より出力される方形波信号は、帯
域通過フィルタ１０７によって２０００〜２４００Ｈｚ
の周波数帯域の正弦波信号、つまり音声帯域信号とされ
て変換部１０８に供給される。

また、送受話器１０９より出力される音声信号は、帯域
除去フィルタ１１０によって２０００〜２４００Ｈｚの
周波数帯域の成分が除去されたのち変換部１０Ｂに供給
される。

そして、変換部１０８では音声帯域信号および音声信号
が周波数分割多重されて伝送信号が形成され、この伝送
信号はアナログ回線２００に供給されて送受信セラ）１
００Ｂに伝送される。

次に、送受信セラ）１００Ｂの動作を説明する。

アナログ回線２００を介して送受信セット１００Ａより
伝送される伝送信号は、変換部！０８を介して帯域除去
フィルタ１１０に供給され、この帯域除去フィルタ】１
０で抜き出される音声信号は送受話器１０９に供給され
、音声信号による音声が出力される。

この場合、帯域除去フィルタ１１０で２０００〜２４０
０Ｈ２の音声帯域信号が除去されるので、送受話器１０
９から音声帯域信号による不快な音（ピロピロという音
）は出力されない。

また、アナログ回線２００を介して送受信セラ）１００
Ａより伝送される伝送信号は、変換部１０８を介して帯
域通過フィルタ１０７に供給され、この帯域除去フィル
タ１０７で抜き出される音声帯域信号はモデム１０６に
供給される。

そして、モデム１０６では、音声帯域信号より６ビツト
の画像データが復調される。この場合、帯域通過フィル
タ１０７では２０００〜２４００Ｈｚの周波数帯域以外
にある音声信号は除去されるので、音声信号によってモ
デム１０６が誤動作することはない。

そして、モデム１０６で復調される６ビツトの画像デー
タは画像メモリ１０３に供給されて會き込まれる。

そして、この′画像メモリ１０３より各ドツトの６ビツ
トの画像データが順次読み出され、Ｄ／Ａ変換器１０４
でアナログ信号に変換されたのちモニタテレビ１０５に
供給され、画像データによる画像が表示される。

このように本例によれば、画像データを多周波数値変調
した音声帯域信号と帯域制御された音声信号とが周波数
分割多重されて伝送されるので、画像データと音声信号
とを同時に伝送することができる。

しかも、本例によれば、音声帯域信号は画像データが多
周波数値変調されて形成されるので、データ伝送のボー
レートを高くすることができ、画像の伝送時間を大幅に
短縮することができる。

すなわち、音声帯域信号の使用周波数帯域として２００
０〜２４００Ｈ２を使用した場合のボーレートは、平均
で次のようになる。

ボーレート＝２２００Ｘ６＝　１３２００ｂｐｓしたが
って、輝度信号が６４階調で、２５６×２４０ドツトの
静止画像データであれば、２６６Ｘ２４０Ｘ８ビツトの
容量になるから、その伝送時間は、２５６Ｘ２４０Ｘ８÷１３２０ＯＬ＝３７秒となる。つ
まり、３００ボーのＦＳＫを使用するテレライティング
に比べ、約１７４０の所要時間で１枚の画像を伝送する
ことができる（テレライティング規格でも画像を送ると
仮定して）。

なお、上述実施例においては、画像データは６ビツトで
あるものを示したが、任意のビット数のものを同様に構
成することができる。また、音声帯域信号の使用周波数
帯域は２０００〜２４００Ｈｚとしたものであるが、そ
の周波数および範囲はこれに限定されるものではない。

また、上述実施例においては、送受信セットが２組みの
ものを示したが、さらに多くの送受信セットが配される
ものも同様に構成することができる。

さらに、上述実施例においては、アナログ回線を用いて
伝送するものを示したが、その他の伝送媒体によって画
像データと音声信号とを同時に伝送するシステムにも、
同様に適用することができる０例えば、アマチュアバン
ドの無線通信、家電製品の本体とリモコン送信機間、家
庭内の電灯線（１００Ｖ）を使用してのセキュリティ情
報システム等、画像データと音声信号とを扱うシステム
に適用することができる。

〔発明の効果コ以上説明したように、この発明によれば、画像データを
変調した音声帯域信号と音声信号とを周波数分割多重し
て伝送するので、画像データと音声信号とを同時に伝送
することができ、画像と音声との回報性を確保すること
ができる。

これにより、画像を見ながら話をすることができる。ま
た、画像を伝送しても話しが途切れることがないため、
従来、手動操作で画像を送っていたものを、画像の送信
−受信−送信−受信−・・・を交互に自動的に繰り返す
といったことも可能となり、操作を簡略化することがで
きる。

また、音声帯域信号は画像データを多周波数値変調する
ことによって形成されるので、データ伝送におけるボー
レートを高くすることができ、画像の伝送時間を大幅に
短くすることができ、待ち時間の煩しさを軽減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はモ
デムの構成図、第３図は２線４線変換部の構成図、第４
図は多周波数値変調の説明図、第５図は伝送信号の構成
を示す図、第６図は従来のテレビ電話における階調とキ
ャリア波形の関係を示す図である。１００Ａ、　　　１００Ｂ　０１０２０３０４０５０６０７０８０９１０・送受信セット・ビデオカメラ・Ａ／Ｄ変換器・画像メモリ・Ｄ／Ａ変換器・モニタテレビ酸モデム・帯域通過フィルタ・２１４線変換部・送受話器・帯域除去フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）送信側には、画像データを音声帯域信号に変換する多周波数値変調手
段と、音声信号より上記多周波数値変調手段からの音声帯域信
号の使用周波数帯域の成分を除去する帯域除去フィルタ
と、上記多周波数値変調手段からの音声帯域信号と上記帯域
除去フィルタからの音声信号とを合成して伝送信号を得
る信号合成手段とを備え、受信側には、上記送信側より伝送される伝送信号より上記音声帯域信
号と音声信号とを分離する信号分離手段と、上記信号分離手段からの音声帯域信号を上記画像データ
に変換する多周波数値復調手段とを備えることを特徴と
する画像音声伝送装置。