JPH03195284A - 信号合成装置 - Google Patents

信号合成装置

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JPH03195284A
JPH03195284A JP2330923A JP33092390A JPH03195284A JP H03195284 A JPH03195284 A JP H03195284A JP 2330923 A JP2330923 A JP 2330923A JP 33092390 A JP33092390 A JP 33092390A JP H03195284 A JPH03195284 A JP H03195284A
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JP
Japan
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signal
frequency
auxiliary
sideband
modulator
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Application number
JP2330923A
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English (en)
Inventor
Krishnamurthy Jonnalagadda
クリシナマーシイ ジヨナラガツダ
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/06Systems for the simultaneous transmission of one television signal, i.e. both picture and sound, by more than one carrier
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/44Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
    • H04N5/60Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards for the sound signals
    • H04N5/602Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards for the sound signals for digital sound signals
    • H04N5/605Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards for the sound signals for digital sound signals according to the NICAM system

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Television Receiver Circuits (AREA)

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、例えば、標準テレビジョン放送信号に高品質
のディジタル音声信号を組み入れる装置に関する。
発明の背景 1980年代後半にいたる以前、例えば、米国における
テレビジョン方式では比較的低品質のモノラル音声信号
を供給するにすぎなかった。1980年代の後半におい
てBTSC音声信号がテレビジョン信号に組み入れられ
た。BTSC音声信号は、以前の基準と両立できるモノ
ラル信号とステレオ信号を含んでおり、適当な装置を備
えた受像機ではステレオ音声を再生することができる。
BTSC信号はアナログFM信号であり、テレビジョン
信号の画像搬送波よりも4.51AI(χ高い搬送周波
数(NTSC方式)を有する。
コンパクトディスクプレーヤ(CD)やディジタルテー
プレコーダ(DAT)のようなディジタルオーディオ装
置の進歩により、極めて高品質の音声が再生できるよう
になった。このような高品質の音声の再生をテレビジョ
ン受像機に組み込むことが望ましい。しかしながら、現
在のテレビジョン放送チャネルの帯域幅の制限により、
CDの性能に匹敵する十分なオーディオ情報を伝送する
ことができない。しかしながら、CD信号よりも解像度
とサンプルレートは少ないが、ディジタル音声信号をテ
レビジョン信号に組み入れることができ、これにより現
在のアナログ音声信号よりも改善がなされるであろう。
ピー・ジェー・アール・コート(p、1.R,Cou+
f )氏は米国特許第3.231.818号において、
補助アナログ音声信号がテレビジョン信号の中に含まれ
ているテレビジョン方式について述べている。この補助
信号は、テレビジョン信号の残留側波帯に位置するFM
信号であり、通常の音声信号と同じ品質のものである。
フレイブ・シー・トッド(C+aig C,Todd)
氏は、1987年8月発行のアイ・イー・イー・イー・
トランザクションズ・オン・コンシューマ・エレクトロ
ニクス(IEEE TransactionSon C
oniume+ Elec1+onic+ )第CE−
33巻第3号第297−305頁掲載の「放送およびケ
ーブルテレビジョンのための両立性ディジタル・オーデ
ィオフォーマット」という題目の論文において、より高
品質のディジタル音声信号をテレビジョン信号の中に組
み入れる方法について述べている。この方式では、ディ
ジタル音声信号は、直角位相シフトキーイング(QPS
K)信号の形で通常の音声搬送波より高いテレビジョン
信号スペクトル内に含まれている。それ故、QPSK信
号は少なくとも1一部分は、次に高い方の隣接する放送
チャネルの残留側波帯の中にあり、単一の放送チャネル
に対して設けられる帯域幅の制約に違反することになる
アール・ビー・ドーム(R,B、 Dome)氏は、米
国特許第2.635.140号で、複数のビデオ信号は
ビデオ信号の残留側波帯(および他の場所)に周波数イ
ンターリーブ方式で符号化することができると述べてい
る。しかしながら、音声信号のスペクトルはビデオ信号
と周波数インターリーブするのに助けとはならない。
本発明は、単一のテレビジョン信号チャネルに割り当て
られた周波数スペクトルの範囲内で、テレビジョン放送
信号の中に補助的な高品質のデジタル音声信号を供給し
、これを再生する装置を開示する。
発明の概要 本発明はテレビジョン信号の残留側波帯の少なくとも一
部分からビデオ信号を除去し、その所にディジタル音声
信号を挿入する装置を含んでいる。
実施例 第1図は放送用NTSCビデオ信号の周波数スペクトル
を示す。通常、この信号を発生するには、RF(無線周
波数)画像搬送波を両側波帯変調してから、変調された
信号を残留濾波して下側波帯の大部分を除去する。残留
濾波の後、周波数被変調(FM)音声信号がビデオ信号
に加えられる。FM音声信号の位置はビデオ信号の最も
高い周波数成分のすぐ上にある。残留側波帯は、通常、
画像搬送波よりも1.25AI1低い周波数に達し、低
周波のルミナンス情報を含んでいる。この情報は冗長性
のものであって、信号の周波数は画像搬送波から、画像
搬送波よりも1.25MH!高い周波数に進達している
。残留側波帯におけるルミナンス情報の一部分は、受像
機で再生されたビデオ信号に著しい影響を与えることな
く、補助ディジタル音声情報と置き換えられることが確
かめられている。しかしながら、補助信号の位置が画像
搬送波から100 kHz以内にあると、インターキャ
リヤー音声検出器を使用する標準的な受像機で再生され
る音声信号に干渉が生じる。従って、残留側波帯の中に
加えられる補助信号を、画像搬送波よりも少くとも10
0 kHx以下に抑える必要がある。第1図で補助信号
のスペクトルは、画像搬送波より1.25MHz低い周
波数から画像搬送波より0.75Mth低い周波数に及
んでおり、これは上述の抑制の範囲内に十分に入ってい
る。
補助信号の位置か残留側波帯の端に近づくほど、再生さ
れたビデオ信号あるいは再生された標準音声信号との干
渉が生じる可能性は少なくなる。17かしながら、伝送
された補助信号のエネルギーも少なくなり、このことは
再生された補助信号のビット誤り率に悪影響を及ぼず。
許容されるビット誤り率を達成し、かつビデオ信号ある
いは標準音声信号との干渉(標準受像機における)を実
質的になくすためには、補助信号のエネルギーの中心は
画像搬送波より約1. IMHx下にあるのか好ましい
第2図は、標準放送用ビデオ信号の残留側波帯に補助デ
ィジタル音声信号を導入するための例示的装置を示す。
ベースバンドの複合アナログビデオ信号はベースバンド
のビデオ源10により供給される。ビデオ源1−0には
カラービデオカメラおよび複合ビデオ信号を発生するた
めの適当な処理回路が含まれる。複合ビデオ信号は遅延
要素12を介してビデオミクサー14に結合される。ビ
デオミクサー14は、RF画像搬送波に応答し、複合ビ
デオ信号を両側波帯振幅変調する。被変調ビデオ信号は
加算器16の1つの入力端子に結合される。加算器16
の出力は残留側波帯フィルタ18に結合され、フィルタ
18は残留側波帯ビデオ信号を伝送用に供給する(標準
音声信号はその後、図示されていない回路により加えら
れる)。
補助ディジタル音声信号はディジタル音声源20から供
給される。ディジタル音声源20は、マイクロホン、ア
ナログ・ディジタル変換器およびマルチプレクサを含み
、例えば、時分割多重化ディジタルステレオ信号を発生
ずる。ディジタルステレオ信号のビット・レートに依り
、ディジタル音声源20は、ビート・レートを減じるた
めに適応型差分パルス符号変調器のような、圧縮装置を
含むこともある。ディジタル音声源20からの補助ディ
ジタル音声信号は変調器22に結合される。
変調器22は直角位相シフトキーイング(QPSK)変
調器あるいはデュ第2進(duo−binary)変調
器である。変調器22は、典型的にはOHzに達する、
1/4〜3/4MH2程度の帯域を有する補助信号を供
給する。変調器22からの信号は乗算器24に供給され
、乗算器24は信号周波数foに応答して、補助信号の
周波数スペクトルを約1. IMHxを中心とする周波
数帯域に変換する。周波数f。はビデオ信号の水平走査
周波数の一定の倍数で、ビデオ信号の水平同期成分に結
合される位相ロックループ回路を介して発生される。
乗算器24からの周波数変換された補助信号は減算器2
6の被減数入力端子に供給される。ビデオ源10からの
ベースバンド複合ビデオ信号は減算器26の減数入力端
子に結合される。減算器26は周波数変換された補助信
号と極性反転された複合ビデオ信号の線形和である信号
を供給する。
この合成された信号は帯域フィルタ28を介して単側波
帯変調器30に供給される。帯域フィルタ28は、周波
数変換された補助信号が占有する周波数スペクトル範囲
外の信号を減衰する。典型的には、フィルタ28の通過
帯域幅は1. IMHzを中心として0.5MH2から
0.75MH+の帯域幅となる。
単側波帯変調器30は画像搬送波に応答し、帯域通過し
た合成信号を単側波帯変調する。変調器30により供給
される被変調側波帯は下側波帯である。変調器30は、
複合ビデオ信号の全スペクトルが変調器30に供給され
る時、その出力信号のスペクトルがミクサー14により
供給される被変調信号の下側波帯と一致するように選択
される。
変調器30により供給される信号は加算器16の第2の
入力に結合される。変調器30により供給される信号の
ビデオ信号成分はこれと対応する、ミクサー14により
供給されるビデオ信号成分と逆位相である。従って、こ
れらの成分は打ち消され、その結果、フィルタ28と変
調器30を通過する周波数帯域には補助信号たけが残る
。すなわち、画像搬送波の下方1.1MIIzを中心と
しフィルタ28の通過帯域に等しく、周波数帯域内にあ
る被変調ビデオ信号は除去され、その場所に補助信号が
加えられる。
0 遅延要素12は、加算器16に集まる2つの信号路で生
じる処理上の遅延差を補償し、同相と逆相のビデオ信号
の対応する部分が時間的に一致するようにする。更に、
変調器30と加算器16の間に位相および/または振幅
調整回路を設けて、単側波帯被変調信号をトリミングし
、ビデオ成分が打ち消されるようにする。
第2図の装置は、変調器30を減算器26に接続し、帯
域フィルタを変調器30と加算器16の間に接続するこ
とにより構成を変更することもできる。この場合、帯域
フィルタは、例えば、画像搬送波の下方1.1MH2を
中心とする適当なRF周波数帯域を通過させるように選
択されなければならない。また変調器30は、両側波帯
被変調信号を供給するミクサー14と同様なビデオミク
サーでもよい。
第3図は本発明のもう1つの実施例を示す。第3図でビ
デオ源50からのベースバンドの複合ビデオ信号はミク
サー52に結合される。ミクサー52は、周波数発生器
60からの一定の周波数信号に応答し、周波数発生器6
0により供給される信号の周波数を中心とする両側波帯
被変調信号を供給する。第3図において、発生器60に
より供給される周波数は5M+−12とされているが、
ビデオ源50から供給される複合ビデオ信号の最高周波
数成分と少なくとも同じ高さの周波数であれば、任意の
都合の良い周波数を利用することができる。
第4図のAはミクサー52により供給される被変調信号
の周波数スペクトルを示す。ここで複合ビデオ信号の帯
域幅は0から4.2MH2までの周波数範囲にわたるも
のとする。
ミクサー52からの出力信号は低域フィルタ54と減算
器56の被減数入力端子に結合される。
低域フィルタ54からの出力信号は減算器56の減数入
力端子に結合される。フィルタ54と減算器56の組合
わせにより、フィルタ54の上方遮断周波数を超える信
号周波数を通過させる高域フィルタを形成する。低域フ
ィルタ54の上方遮断周波数はミクサー52に供給され
る混合周波数よりもQ、75Mtlz低い周波数(すな
わち、第3図の例で、5MH2または4.25MHxよ
りも0.75M1lx低い周波数)に選択される。減算
器56により供給される出力信号の周波数スペクトルを
第4図のBに示す。ここで、5 MIXの搬送波からθ
、75MHz以下の下側波帯が除去されているのが分る
。減算器56からの出力信号は加算器70の1つの入力
端子に結合される。
補助ディジタル音声信号は信号源66により供給され、
信号源66は第2図で要素20と22を含む。補助信号
はミクサー68に結合される。ミクサー68は、一定の
周波数信号F oに応答し、補助信号の周波数スペクト
ルを5MH2搬送波よりも0.75MHx −1,25
M1(Z低い周波数帯域に変換する。
ミクサー68からの出力信号は加算器70の第2の入力
端子に結合される。加算器70により供給される信号の
周波数スペクトルを第4図のCに示す。ここで斜線のブ
ロックは補助信号が占有するスペクトルの部分を示す。
補助信号と複合ビデオ信号がこの周波数スペクトルの部
分をほとんど占有していることが分る。フィルタの設計
技術分野3 の当業者には、第4図のCが理想的な表示であることが
分るであろう。事実上、複合ビデオ信号に対して第4図
のBに示す「ボックスカー」フィルタ応答と、第4図の
Cで補助信号を表わす。「ボックスカー」スペクトルは
実現することはできない。従って、4.25MHxの周
波数を中心として補助信号と複合ビデオ信号の混合がい
くらか生じる。
周波数foの選択はディジタル音声源66により供給さ
れる補助信号の型式と周波数スペクトルにより決定され
る。例えば、補助信号がゼロから250kllzまでの
周波数帯域を占めるデュオ2進型式であるならば、周波
数FQは第3図の例では4M112に選ばれるであろう
。ディジタル音声源66により供給される補助信号の帯
域幅が、補助信号に対し残留側波帯で与えられるスペー
スの1/2よりも大きく、かつミクサー68が両側波帯
信号を発生ずるならば、ミクサー68と加算器70の間
に帯域通過フィルタを入れて、加算器70に供給される
信号を単側波帯に制限する必要があろ4 加算器70からの出力信号は、一定の周波数信号F  
、  −5MH2に応答するミクサー62に結合lX され、加算器70からの合成信号をRFスペクトルに変
調する。一定の周波数F   −5Mfl+は、lX 所望のRF搬送周波数F  から、ミクサー52lX に供給される一定周波数信号の周波数を差し引いたもの
に等しい。従って、この結果書られるミクサー62によ
り供給されるRF倍信号搬送波周波数はF  である。
ミクサー62により供給されpl! る信号のスペクトルを第4図のDに示す。
ミクサー62からの信号は残留側波帯フィルタ64に結
合され、フィルタ64の出力は第4図のDに示すスペク
トルの」二側波帯に表示されている。
残留側波帯フィルタのロールオフは、例えば、補助信号
がデュ第2進形式である場合、補助信号に歪みを生じな
いようにするために、線形特性を有するかまたは少なく
とも対称スカートを有することが好ましい。補助信号が
QPSK形式であるならば、補助信号は残留側波帯のロ
ールオフ部分の中にまで達してはならない。補助信号が
残留側波帯のロールオフ部分の中へ達するならば、残留
側波帯フィルタに対し補足的な伝達特性を有する伝達関
数を介して補助信号を予め歪ませてから、残留側波帯フ
ィルタに供給すべきである。
ミクサー52,62.68に供給される一定の周波数信
号は周波数発生器60により発生される。
周波数発生器60は、必要な周波数を発生するために、
発振器58からの搬送波周波数に応答する普通の計数回
路を含んでいることがある。あるいは、発生器60はも
っと低い周波数の信号(すなわち、foおよび5MH2
)を発生するためにビデオ回路からの水平同期パルスに
応答する位相ロックループ回路並びにRF搬送波F  
、  −5MIIzをlX 発生ずるために発振器58からの画像搬送波と例えば5
Mtl+信号に応答するミクサー回路を含んでいてもよ
い。
第5図は標準テレビジョン信号で補助ディジタル音声信
号を伝送するシステムの受信端を示す。
第5図で、伝送される信号はアンテナ1−00で受信さ
れ、チューナ部分101に結合される。チューナからの
RF信号は普通のビデオ処理回路に供給され、画像を発
生させる。注目すべきことは、補助信号は残留側波帯に
あるので、普通の画像IF回路のナイキストフィルタ機
能によりかなり減衰しており、画像処理の妨害にならな
い。
チューナからのRF倍信号、普通の方式で伝送される音
声信号を抽出し処理する普通の音声処理回路103に結
合される。回路103からの音声信号は乗算器108に
結合され、乗算器108の出力は音声再生装置109に
結合される。装置109は増幅器とスピーカを含んでい
てもよい。乗算器へのもう1つの入力は補助音声信号で
あり、これは通常状態でディジタル信号であり、普通の
方式で伝送される音声信号よりも高品質のものとする。
乗算器108は選択(SELECT)信号により制御さ
れる。5ELI:CT倍信号受信機の使用者の手動操作
で供給されるかあるいは補助信号、普通の音声信号また
はこの両者の信号対雑音比の関数として内部で発生され
る。
チューナ101からのRF信号は、伝送された7 信号の残留側波帯に応答するように設計されている補助
IF/検波回路104に結合される。回路104は、チ
ューナから供給されるRF倍信号ベースバンド付近の周
波数に変換するためにミクサーを含むこともある。IF
l@合周波数周波数助信号が占有する帯域内にルミナン
ス信号が折返されるのを防止するように選択される。典
型的には、このIF混合周波数は画像IF回路で利用さ
れるIF周波数とは異なる。
補助検波回路104からの周波数変換された信号は、補
助信号を通過させるよう設計された通過帯域を持つフィ
ルタ110に供給される。濾波された信号はディジタル
復調器114に供給される。
復調器114は、例えば、QPSKデコーダまたはデュ
第2進デコーダを含むこともある。元のディジタル音声
信号が送信機で圧縮されたならば、復調器114は圧縮
回路に対して逆伝達関数を有する復元回路または伸長回
路も含む。復調器114からの出力信号は再生された音
声信号に相当する。
この信号はディジタル補助音声処理回路116に8 結合される。回路116はステレオ音声回路なとの左右
のチャネルを調節するためにトーンおよびバランス制御
回路を含むこともある。処理回路116からの信号は、
処理済みのディジタル音声信号をアナログ音声信号に変
換するディジタル・アナログ変換回路11.2に供給さ
れる。アナログ音声信号は、その後乗算器108の各信
号入力端子に結合される。
上述の説明はディジタル音声信号を放送用ビデオ信号に
加えることを目的としている。信号処理の分野における
当業者には、本発明が、音声信号以外の信号、例えば、
高周波ルミナンス信号または画像の動きベクトル信号を
放送用ビデオ信号に加えるために利用できることが容易
に理解されるであろう。更に、本発明は放送用信号の使
用に限られず、例えば、ケーブル伝送用の信号にも等し
く利用できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は補助音声信号の位置を示すテレビジョン放送信
号のスペクトル図である。 第2図は補助ディジタル音声信号と共にビデオ信号を符
号化するだめの本発明を実施する装置のブロック図であ
る。 第3図は補助ディジタル音声信号と共にビデオ信号を符
号化するための本発明を実施する別の装置のブロック図
である。 第4図のA−Dは第3図の装置の動作を理解するのに役
立つスペクトル図である。 第5図は補助ディジタル音声信号を含むビデオ信号を復
号する受信装置のブロック図である。 ]0・・・ベースバンドのビデオ源、12・・・遅延要
素、14・・・ビデオミクサー 16・・・加算器、1
8・・・残留側波帯フィルタ、20・・・ディジタル音
声源、21・・・圧縮器、22・・・QPSK (直角
位相シフトキーイング)またはデュ第2進変調器、24
・・・乗算器、26・・・減算器、28・・・帯域通過
フィルタ、30・・・単側波帯変調器、50・・・ベー
スバンドのビデオ源、52 62.68・・・ミクサー
、54・・・低域フィルタ、56・・・減算器、58・
・・発振器、60・・・周波数発生器、64・・・残留
側波帯フィルタ、66・・ディジタル音声源、1−00
・・・アンテナ、101・・・チューナ、102・・・
画像処理回路、103・・・音声処理回路、104・・
・補助IF/検波回路、108・・・マルチプレクサ(
MUX) 、1.09・・・音声再生装置、110・・
・帯域フィルタ(BPF) 、]、1.2・・・ディジ
タル・アナログ変換回路、114・・・ディジタル復調
器、116・・・補助音声処理回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)標準の残留側波帯ビデオ信号と補助のディジタル
    信号とを合成する装置であって、 ベースバンドの複合ビデオ信号源と、 補助のディジタル信号源と、 一定周波数の信号源と、 前記複合ビデオ信号および前記一定周波数の信号に応答
    し、両側波帯被変調信号を発生する混合手段と、 前記両側波帯被変調信号に応答し、前記両側波帯の一方
    から前記一定周波数が0.1MHzないし1.25MH
    zの周波数範囲内に在る周波数帯域を含んでいる信号部
    を少なくとも除去し、変更された両側波帯信号を発生す
    る手段と、 前記補助のディジタル信号に応答し、前記周波数帯域を
    占有するように前記補助のディジタル信号を条件づける
    手段と、 合成信号を発生するために、前記周波数帯域を占有する
    前記補助のディジタル信号と前記変更された両側波帯信
    号を合成する手段と、 残留側波帯フィルタを含み、前記合成信号に応答し、前
    記補助のディジタル信号を含むRF残留側波帯ビデオ信
    号を発生する手段から成る、前記合成装置。
JP2330923A 1989-12-18 1990-11-30 信号合成装置 Pending JPH03195284A (ja)

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US07/451,692 US5029003A (en) 1989-12-18 1989-12-18 Apparatus for incorporating digital signals with a standard TV signal
US451692 1989-12-18

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