JPH05236471A - 静止画情報の伝送方式及び受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電話回線により静止画像を伝送する方式にお
いて、伝送速度を高速にする。 【構成】 静止画の各画素サンプルの輝度を、周波数が
等しく、互いに位相が９０度異なる２つの搬送波ＳＡ，
ＳＢの各半周期の振幅に、１サンプル毎に交互に対応さ
せて伝送する。伝送画素データの前に伝送の位相基準と
なる基準信号ＰＣが適宜挿入される。受信装置は、受信
信号中の基準信号ＰＣに同期する再生用クロックを生成
する再生クロック生成手段を有する。この再生クロック
生成手段で生成されたクロックにより受信した画素デー
タをサンプリングし、静止画の各画素サンプルの輝度情
報を再現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電話回線を用いた静
止画情報の伝送方式及びその受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電話回線を用いて静止画を伝送し、受信
する静止画テレビ電話装置が知られている。これは、例
えば遠隔監視装置等の用途に用いられている。図６は、
遠隔監視装置のシステム構成例を示すもので、１は電話
回線、２は静止画テレビ電話装置、３は装置２に付属す
る電話機である。また、４は監視センタで、監視の必要
な場所に設置されたビデオカメラ５からの画像信号や、
センサ６からの出力を受ける。

【０００３】ユーザは遠隔監視したいときは、電話機３
により監視センタ４を呼び出し、回線を確立させる。呼
び出された監視センタ４は、ビデオカメラ５に電源を投
入して駆動し、その撮像画像信号を受け、静止画情報、
すなわち、１フィールド又は１フレーム単位の画像情報
を電話回線１を介して静止画テレビ電話装置２に伝送す
る。装置２は、受信した静止画像情報をデコードし、そ
の再生静止画像をディスプレイ２Ｄに表示する。

【０００４】従来、この種の電話回線を用いた静止画情
報の伝送方式としては、画素の輝度を搬送波の振幅で表
現する振幅変調方式や、搬送波の振幅と位相とで表現す
る振幅位相変調方式が知られている。

【０００５】図７は従来の振幅変調方式を説明するため
の図で、搬送波の１周期の振幅に対し、１画素の輝度情
報を割り当てて伝送する方式である。つまり、画素の輝
度の大きさに応じて搬送波の１周期の振幅を変える方式
である。

【０００６】図８は従来の振幅位相変調方式を説明する
ための図で、この例も図７の例の振幅変調方式と同様に
画素の輝度の大きさに応じて搬送波の１周期の振幅を変
えるものであるが、搬送波の位相を反転させることによ
り表現する階調数を増加させるものである。すなわち、
例えば、非反転の搬送波の１周期の振幅としては明るさ
の最大値から中間値までを割り当て、反転した搬送波の
１周期の振幅には明るさの最低値から中間値までを割り
当てる方式である。

【０００７】以上の静止画伝送方式は、搬送波の１周期
に１画素しか伝送できない。このため、１枚の静止画を
伝送するのに長時間を要していた。例えば、水平方向１
６０画素、垂直方向１００画素、６４階調レベルの静止
画データを１枚伝送するのに１０秒を要していた。

【０００８】図７の振幅変調方式を改良した直交振幅変
調方式も提案されている。この方式は、図９に示すよう
に、位相が９０°異なる２個の搬送波ＳＡと搬送波ＳＢ
とを使用するものである。すなわち、１個おきの画素の
情報は、図９Ａに示すように搬送波ＳＡのそれぞれ１周
期の振幅に対応させ、残りの１つおきの画素の情報は図
９Ｂに示すように搬送波ＳＢのそれぞれ１周期の振幅に
対応させる。そして、図９Ｃに示すように、これら振幅
変調した搬送波ＳＡとＳＢとを合成したものを電話回線
を介して伝送するものである。この直交振幅変調方式の
場合には、伝送される搬送波の１周期に対し、２画素の
情報を伝送できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この直
交振幅変調方式によっても、搬送波の１周期に対し２画
素の情報しか伝送できず、高解像度の静止画像を高速に
伝送しようとする場合には、不十分である。この発明は
以上の点にかんがみ、従来の方式に比べてより高速に静
止画情報の伝送を行なうことができる伝送方式及びその
受信装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明においては、電話回線により静止画像を伝
送する方式において、静止画の各画素サンプルの輝度
を、周波数が等しく、互いに位相が９０度異なる２つの
搬送波の各半周期の振幅に、１サンプル毎に交互に対応
させるようにして伝送する。

【００１１】

【作用】上記のこの発明の構成によれば、位相が９０°
異なる２つの搬送波の各半周期の振幅が画素の情報に応
じて変調される。

【００１２】そして、伝送信号には、位相基準信号が挿
入されており、受信装置では、この位相基準信号から再
生用クロックが生成される。そして、このクロックに基
づいて画素の情報が再生され、静止画が再生される。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を、図を参照しな
がら説明する。図１は、静止画情報の送信装置のブロッ
ク図を示す。この図１において、入力端子１１を通じて
入力されたビデオ信号は、ビデオアンプ１２に供給され
て増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１３に供給される。ま
た、ビデオアンプ１２からのビデオ信号は、同期分離回
路１４に供給されて、入力ビデオ信号から同期信号が取
り出される。この同期分離回路１４からの同期信号は、
ＰＬＬ回路１５に供給される。このＰＬＬ回路は、入力
された同期信号に基づき、後述するモニター表示に必要
な水平同期信号及び垂直同期信号、さらには画像取り込
み用のクロックなどを発生し、これらをＣＲＴコントロ
ーラ１６に供給する。

【００１４】ＣＲＴコントローラ１６は、ＰＬＬ回路１
５からのクロックに基づいて、画像信号をＡ／Ｄコンバ
ータ１３においてデジタル画像信号に変換し、そのデジ
タル信号を画像メモリ２０に記憶する。画像メモリ２０
には、一画面分、すなわち１フィールド分あるいは１フ
レーム分の画像データが記憶される。

【００１５】この画像メモリ２０に記憶された一画面分
の画像データは、マイクロコンピュータ２１によるＣＲ
Ｔコントローラ１６の制御により、画像メモリ２０から
読み出され、Ｄ／Ａコンバータ１７においてアナログビ
デオ信号に戻され、そのアナログビデオ信号がビデオア
ンプ１８を介して出力端子１９に供給される。この出力
端子１９には、モニタ受像機（図示せず）が接続される
ようにされており、このモニター受像機で画像メモリ２
０に記憶された静止画の画像モニターをすることができ
るようにされている。

【００１６】次に、この画像メモリ２０に記憶された一
画面分の画像を、電話回線を介して伝送する構成につい
て説明する。マイクロコンピュータ２１に画像伝送の命
令が入力されると、マイクロコンピュータ２１はＣＲＴ
コントローラ１６を制御し、画像メモリ２０から１画素
データずつ、静止画ビデオデータを読み出す。そして、
図２に示すように、変調を行なって伝送信号を形成す
る。コンバータ伝送信号としては、水平同期信号や垂直
同期信号は伝送せず、画素データのみが伝送される。

【００１７】例えば、送信画素データが、図２Ａに示す
ような輝度レベルを持つような場合を考える。この例の
場合、伝送信号の形成に当たって、直交振幅変調方式と
同様に、互いに９０°位相が異なり、周波数が同一の２
つの正弦波形ＳＡとＳＢを用いる。そして、１つおきの
画素サンプルの輝度レベルは、波形ＳＡの各半周期の振
幅に対応させ、残りの１つおきの画素サンプルの輝度レ
ベルは、波形ＳＢの各半周期の振幅に対応させるように
変調する。

【００１８】また、図２Ｂに示すように、伝送画像デー
タ送信に先立って、数サイクルの波形ＳＡの無変調最大
振幅の信号ＰＣを送信する。この無変調最大振幅信号Ｐ
Ｃは、受信機側にて受信画像データをサンプリングする
ためのクロックを形成するＰＬＬ回路の基準ＰＬＬ信号
の校正用に用いられる受信ＰＬＬ校正信号である。この
受信ＰＬＬ校正信号ＰＣは、また、例えば１ライン（１
Ｈ）の画素データごとに挿入されて、伝送される。

【００１９】次に、この校正信号ＰＣに続く１ライン分
の画素データの変調について、さらに図２を参照しなが
ら、説明する。なお、波形ＳＡと波形ＳＢとは、これら
のアナログ波形が別途用意されているわけではなく、マ
イクロコンピュータからの出力デジタルデータが、Ｄ／
Ａコンバータ２２によりアナログ信号に変換されること
により、正弦波形ＳＡが生成され、また、マイクロコン
ピュータ２１からの出力デジタルデータが、Ｄ／Ａコン
バータ２３によりアナログ信号に戻されることにより、
波形ＳＢが形成されるように、マイクロコンピュータ２
１がデジタルデータを出力するものである。

【００２０】すなわち、受信用ＰＬＬ校正信号に続い
て、マイクロコンピュータ２１は、取り込んだ１番目の
画像サンプルの輝度に応じた振幅を有する波形ＳＡの前
半周期の正弦波をＤ／Ａコンバータ２２から発生するよ
うに、デジタルデータをＤ／Ａコンバータ２２に出力す
る。

【００２１】次に、マイクロコンピュータ２１は、２番
目の画素サンプルを画像メモリ２０から取り込み、この
２番目の画素サンプルの輝度に応じた振幅を有する波形
ＳＢの前半周期の正弦波をＤ／Ａコンバータ２３から発
生させるように、デジタルデータをＤ／Ａコンバータ２
３に出力する。

【００２２】次に、マイクロコンピュータ２１は、３番
目の画素サンプルを画像メモリ２０から取り込み、この
３番目の画素サンプルの輝度に応じた振幅を有する波形
ＳＡの後半周期の正弦波をＤ／Ａコンバータ２２から発
生させるように、マイクロコンピュータ２１は、デジタ
ルデータをＤ／Ａコンバータ２２出力する。

【００２３】続いて、マイクロコンピュータ２１は、４
番目の画素サンプルを画像メモリ２０から取り込み、こ
の４番目の画素サンプルの輝度に応じた振幅を有する波
形ＳＢの後半周期の正弦波を、Ｄ／Ａコンバータ２３か
ら発生させるように、デジタルデータをＤ／Ａコンバー
タ２３に出力する。以下、１個おきの画素サンプルは、
波形ＳＡの各半周期の振幅に対応させ、残りの１個おき
の画素データの輝度は、波形ＳＢの振幅に対応させるよ
うに変調するものである。

【００２４】図２においては、１番目の画素サンプルは
波形Ａ１に、２番目の画素サンプルは波形Ｂ１に、３番
目の画素サンプルは波形Ａ２に、４番目の画素サンプル
は波形Ｂ２に、５番目の画素サンプルは波形Ａ３に、６
番目の画素サンプルは波形Ｂ３に、…というように対応
するものである。

【００２５】こうして得られた互いに位相が９０°異な
る２種類の正弦波は、それぞれローパスフィルタ２４及
び２５により滑らかに波形整形された後、合成回路２６
に供給され、合成される。その合成波形は、図２Ｄに示
すようになる。この合成回路２６の出力信号は、アッテ
ネータ２７においてレベル調整された後、ライントラン
ス２８及びフックリレー２９を介して電話回線に出力さ
れる。なお、フックリレー２９は、フックスイッチに連
動する。

【００２６】この場合、合成回路２６からの合成波形の
値をｙとしたとき、 ｙ＝Ａｓｉｎｘ＋Ｂｃｏｓｘ で表わされる。ここで着目されるのは、波形ＳＡと波形
ＳＢとは互いに９０°位相が異なっているので、一方の
波形の振幅が０のとき、必ず他方の波形の振幅が最大と
なっていることである。このため、以上のように加算合
成しても、その合成波形において、もとの波形ＳＡ，Ｓ
Ｂの振幅が０となるような位相点では、波形ＳＡ、ＳＢ
の最大値は、その合成波形上にそのまま存在する。

【００２７】したがって、各画素サンプルデータが、各
波形ＳＡ，ＳＢの各半周期の振幅の最大値に等しいよう
にされていれば、波形ＳＡ、ＳＢの最大値は、合成波形
上に存在するので、合成波形の１周期で４画素のデータ
が伝送できたことになる。例えば、波形ＳＡの位相とし
て０°、１／４π、１／２π、３／４πというように９
０°ごとの位相点を考えると、合成波形の値ｙ及びその
絶対値｜ｙ｜は、図５に示すようになる。こうして合成
波形の１サイクルで４画素のデータが伝送できたことに
なる。この場合、隣接画素は相関が強いので、伝送線路
で合成波形が歪んでも画質の劣化は少ない。

【００２８】受信側では、波形ＳＡに同期したクロック
を発生することができれば、前記波形ＳＡの０°、１／
４π、１／２π、３／４πの位相点がわかるので、その
点をサンプリング点として受信信号をサンプリングすれ
ば、もとの画素データの輝度レベルが復元されることに
なる。このためには受信ＰＬＬ校正信号がＰＣが用いら
れる。

【００２９】図３は、この発明による静止画情報の受信
装置の一実施例のブロック図を示している。図３に示す
ように、電話回線を通じて伝送されてきた画素データ
は、フックリレー３０及びライントランス３１を経てフ
ィルタ３２に供給され、伝送線路における高域及び低域
の減衰分が補正され、ＡＧＣ回路３３に供給される。Ａ
ＧＣ回路３３では、後段のＡ／Ｄ変換のための基準入力
レベルに、受信データが増幅される。ＡＧＣ回路３３の
出力データは、Ａ／Ｄコンバータ３４に供給されるとと
もに、ＰＬＬ回路３５に供給される。

【００３０】ＰＬＬ回路３５は、入力信号からサンプリ
ングクロックを抽出する。すなわち、ＡＧＣ回路３３か
らは、図２Ｄに示した合成波形とほぼ等しい、図４Ａに
示すような合成波形が得られる。前述したように、この
合成波形には、波形ＳＡの無変調最大振幅信号が受信Ｐ
ＬＬ校正信号ＰＣとして、一水平区間ごとに挿入されて
いる。ＰＬＬ回路３５は、この校正信号ＰＣと位相同期
し、周波数がその４倍のサンプリングクロックを形成す
る（図４Ｂ）。

【００３１】この場合、ＰＬＬ回路３５は、図４Ｄに示
すようにように、校正信号ＰＣの区間で、この校正信号
ＰＣに位相ロックするようにＰＬＬ合わせ込みが行わ
れ、画素データの区間ではＰＬＬ回路３５はロック状態
を保持する。なお、校正信号ＰＣの区間は、例えば画素
データと校正信号ＰＣとはレベル的に異なることを利用
して検出することができる。また、他の方法を用いるこ
ともできる。例えば入力受信信号の周波数を４逓倍し、
それとＰＬＬ回路の出力とを比較することにより目的の
クロックを得るようにすることもできる。校正信号ＰＣ
が画素データの前に挿入されているからである。

【００３２】このＰＬＬ回路３５からのサンプリングク
ロックはマイクロコンピュータ３６に供給される。マイ
クロコンピュータ３６は、このサンプリングクロックに
よりＡ／Ｄコンバータ３４において受信信号をＡ／Ｄ変
換し、順次、ＣＲＴコントローラ４２を介して画像メモ
リ４６に格納する。こうして取り込まれた画素データ
は、図４Ｃに示すように、もとの各画素サンプルが有す
る輝度をそれぞれ示すものとなっている。

【００３３】こうして画像メモリ４６に一画面分の画像
データ、すなわち静止画データが取り込まれると、マイ
クロコンピュータ３６はＣＲＴコントローラ４２を制御
し、画像メモリ４６に記憶された静止画像を表示するよ
うに動作する。すなわち、ＣＲＴコントローラ４２は、
同期信号発生回路４１からの同期信号に基づいて、画像
メモリ４６から画像データを読み出し、それをＤ／Ａコ
ンバータ４３においてアナログビデオ信号に変換し、そ
のアナログビデオ信号をビデオアンプ４４を介して出力
端子４５に供給する。出力端子４５には、図示しないが
モニター用ディスプレイが接続されており、モニター用
ディスプレイのスクリーン上に、受信された静止画の再
現画像が表示される。

【００３４】以上説明したようにして、この発明による
静止画情報の伝送方式によれば、搬送波の１周期につ
き、１画素を割り当てる従来の静止画情報の伝送方式に
比べ、４倍の伝送スピードを得ることができる。また、
図９で説明した直交位相振幅変調方式を用いた伝送方式
に比べても、２倍の伝送スピードを得ることができる。
しかも、この発明の場合には、高価で特殊な部品は使用
することなく実現することができるので、極めて低価格
な画像伝送装置が実現できる。

【００３５】なお、この発明による伝送方式による伝送
レートはモデム換算すると、約４２Ｋｂｐｓとなり、極
めて高能率の伝送ができるものである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、搬送波の１周期に対し４画素の情報を伝送すること
ができるので、従来の振幅変調方式に比べて４倍、直交
振幅変調方式に比べて２倍の高速画像伝送を行なうこと
ができる。

【００３７】しかも、高価なモデムＩＣを使用すること
なく低価格な回路素子により構成することができるの
で、高解像度の画像伝送装置を低価格で実現することが
できるという効果がある。。

【００３８】現在製品化されているカラー静止画像伝送
装置は、高価であり、画像通信の市場拡大の妨げとなっ
ているが、この発明による伝送方式による静止画像情報
伝送方式によれば、低価格で伝送装置を構成することが
できるため、一般家庭用画像通信市場の発展に著しい効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による伝送方式を実現するための伝送
装置の一実施例のブロック図である。

【図２】図１の動作説明のためのタイミングチャートで
ある。

【図３】この発明による静止画情報の受信装置の一実施
例のブロック図である。

【図４】図３の受信動作の説明のためのタイミングチャ
ートである。

【図５】この発明による伝送方式の原理を説明するため
の図である。

【図６】この発明による静止画情報伝送方式が適用され
るシステムの一例を示す図である。

【図７】従来の振幅変調方式を説明するための図であ
る。

【図８】従来の振幅位相変調方式を説明するための図で
ある。

【図９】従来の直交振幅変調方式を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

２０ 画像メモリ ２１ マイクロコンピュータ ２２ Ｄ／Ａコンバータ ２３ Ｄ／Ａコンバータ ２６ 合成回路 ２８ ライントランス ２９ フックリレー ３０ フックリレー ３４ Ａ／Ｄコンバータ ３５ ＰＬＬ回路 ３６ マイクロコンピュータ ４２ ＣＲＴコントローラ ４３ Ｄ／Ａコンバータ ４６ 画像メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電話回線により静止画像を伝送する方式
   において、静止画の各画素サンプルの輝度を、周波数が
   等しく、互いに位相が９０度異なる２つの搬送波の各半
   周期の振幅に、１サンプル毎に交互に対応させるように
   して伝送するようにした静止画情報の伝送方式。
2. 【請求項２】 各画素サンプルの輝度が、周波数が等し
   く、互いに位相が９０度異なる２つの搬送波の各半周期
   の振幅に、１サンプル毎に交互に対応させられると共
   に、伝送の位相基準となる基準信号が適宜挿入されて電
   話回線を介して伝送された静止画情報を受信する抽出手
   段と、 この受信手段からの受信信号中の基準信号に同期する再
   生用クロックを生成する再生クロック生成手段と、 この再生クロック生成手段で生成されたクロックにより
   前記静止画の各画素サンプルの輝度を再現する手段とを
   備える静止画情報の受信装置。