JPH0556411A - デイジタル音声信号伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送における映
像信号中の有効画面期間以外の部分にディジタル音声信
号を多重して伝送する方式において、簡単な構成でもっ
て音質の良い安定した音声信号の伝送を可能とする。 【構成】 送信側では、音声信号をディジタル音声信号
に変換するＡ／Ｄ変換回路１と、色副搬送波に同期した
ディジタル音声副搬送波を生成するディジタル音声副搬
送波発生回路３と、生成されたディジタル音声副搬送波
を前記ディジタル音声信号によりディジタル変調する乗
算器６，７と、得られたディジタル変調波を前記映像信
号の垂直帰線期間または水平帰線期間にベースバンド多
重して伝送する時分割多重回路９とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＥＤＴＶなどを含むＮ
ＴＳＣ方式に準拠するテレビジョン伝送において、ディ
ジタル音声信号を多重するディジタル音声伝送方式に関
する。

【０００２】（発明の概要）従来のテレビジョン放送で
はアナログ音声信号をＦＭ変調して周波数割当チャンネ
ルの最上部に周波数多重している。

【０００３】本発明は、ディジタル信号に変換した音声
信号を従来のＮＴＳＣフォーマットと互換性を保ちつつ
映像信号のディスプレイ上に現れない部分に時分割多重
することにより、簡易な構成で音質の向上を図るもので
ある。

【０００４】

【従来の技術】従来の地上テレビジョン放送における音
声伝送方式は、アナログ音声信号で音声副搬送波をＦＭ
変調した後、ＡＭ変調した映像信号と周波数多重するの
が一般的である。しかし、アナログ音声信号をそのまま
伝送する方法は、マルチパス歪みにより音質が大きく劣
化する。そこで、音質を現在の状態より大幅に向上させ
るために音声信号をディジタル信号に変換して伝送する
ことが考えられている。

【０００５】音声信号をディジタル信号に変換して多重
する方法として音声専用の副搬送波をＱＰＳＫ変調して
周波数多重するものが知られている。

【０００６】図７は、ＱＰＳＫ変調による送信側の基本
的なブロック図である。

【０００７】図において、入力アナログ音声信号はＡ／
Ｄ信号変換回路１０１により符号化され、クロック発生
回路１０２から出力されるクロック信号に同期したディ
ジタル音声信号になる。ディジタル音声信号により、副
搬送波発生回路１０３で作られる音声専用副搬送波をＱ
ＰＳＫ変調回路１０４で直交変調してＱＰＳＫ信号を得
る。ＱＰＳＫ信号は周波数分割多重回路１０５で映像信
号と多重されて出力される。

【０００８】一方、受信側では、図８に示すように、ま
ず多重信号分離回路１０６により入力信号からＱＰＳＫ
信号を分離する。ＱＰＳＫ信号は副搬送波再生回路１０
８とＱＰＳＫ復調回路１０７とクロック再生回路１０９
に供給される。副搬送波再生回路１０８は逆変調方式
（他にもコスタス方式、再変調方式などがある）による
移相，フィルタ，演算，ＡＦＣ回路で周波数および位相
同期され、安定化された副搬送波信号を再生してＱＰＳ
Ｋ復調回路１０７に供給する。またクロック再生回路１
０９はＱＰＳＫ信号の包絡線振幅に含まれるクロック成
分をフィルタにより分離し（ＩＦ絶対値検波型）ＰＬＬ
回路により周波数および位相同期して安定化した後、こ
のクロック信号をＱＰＳＫ復調回路１０７に供給する。
ＱＰＳＫ復調回路１０７では再生された副搬送波信号を
用いて直交復調し、直交する２軸上の成分に対応する２
つのシンボル信号を得る。さらに再生されたクロック信
号を用いてコンパレータ、並列直列変換回路によって、
１つのディジタル信号に変換し、最後にＤ／Ａ変換回路
１１０によって元の音声信号を得る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような音声専用の副搬送波で周波数分割多重する方法で
は、地上放送の帯域幅である６ＭＨz では伝送すること
はできない。

【００１０】一方、音声信号をディジタル信号に変換し
て多重する他の方法としては、映像信号搬送波と直交し
た搬送波を音声信号でディジタル変調して多重する方法
がある。

【００１１】しかしながら、この方法は、伝送路上の周
波数振幅特性の歪、位相歪、非線形歪などによって音声
信号と映像信号との間にクロストークを生じ、現行のＮ
ＴＳＣ受信機を使用する場合、ディジタル音声が映像に
妨害を与える。この方式の場合、上記のクロストークを
除去する方法として２つの方法がある。

【００１２】第１の方法は、ＩＦ（中間周波数）で等化
を行い、帯域内の周波数振幅特性と周波数群遅延特性を
平坦にして、同期検波後に上記クロストークがないよう
にするものである。この方法では、ＩＦ帯域の等化器が
必要となり、ディジタル方式の等化器を使用する場合、
高いクロック周波数が要求されるので、ディジタル素子
のスピードの問題があり、多相処理でクロック周波数を
下げたとしても等化器の規模がかなり大きくなってしま
う。またアナログ方式の等化器を使用した場合、高い精
度で等化を行うのは困難である。

【００１３】第２の方法は、同期検波後の映像信号と音
声信号（ディジタル信号に変換する前のアナログ信号）
との間に、図９のような、たすきがけ型の等化器を置く
ものであるが、等化器の規模は、映像信号と音声信号の
それぞれに等化器を置く通常の場合の２倍になる。ただ
し非線形歪によるクロストークはどちらの方法でも除去
できない。

【００１４】さらに、映像信号の垂直帰線期間の映像信
号搬送波を、ディジタル音声信号の搬送波に切り換える
ＲＦ時分割多重方式も知られている。この方式の場合、
映像信号と音声信号とのクロストークは原理的にはな
く、またディジタル音声信号の瞬時伝送速度を大きくで
きるなどの利点がある。

【００１５】しかしながら、この方法は、基本的に現行
ＮＴＳＣ方式と両立性がなく、さらにディジタル音声信
号を復調するために、バースト状に送られてくるディジ
タル変調波からクロックおよび搬送波を再生する必要が
あり、クロック再生回路と搬送波再生回路が複雑にな
る。さらに、搬送波再生、クロック再生のために、ある
程度の長さの基準信号期間が必要となるといった欠点が
ある。

【００１６】本発明は、上記事情に基いてなされたもの
であり、その目的は、簡単な構成でもって音質の良い安
定した音声信号の伝送が可能なディジタル音声信号伝送
方式を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送におけ
る映像信号中の有効画面領域以外の部分にディジタル音
声信号を多重して伝送する方式において、送信側では、
音声信号をディジタル音声信号に変換する手段と、色副
搬送波に同期したディジタル音声副搬送波を生成する手
段と、生成されたディジタル音声副搬送波を前記ディジ
タル音声信号によりディジタル変調する手段と、得られ
たディジタル変調波を前記映像信号の垂直帰線期間また
は水平帰線期間にベースバンド多重して伝送する手段と
を備え、受信側では、垂直帰線期間または水平帰線期間
に多重されているディジタル変調波を分離する手段と、
色副搬送波を基準信号としてディジタル音声副搬送波を
再生する手段と、このディジタル音声副搬送波を用いて
ディジタル変調波を復調し、ディジタル音声信号を得る
手段と、得られたディジタル音声信号をもとの音声信号
に変換する手段とを備えて成ることを特徴とする。

【００１８】また、上記の目的を達成するために本発明
は、ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送における映像信号
中の有効画面領域以外の部分にディジタル音声信号を多
重して伝送する方式において、送信側では、色副搬送波
に同期したクロック信号をタイミングの基準として、音
声信号をディジタル音声信号に変換する手段と、色副搬
送波に同期したディジタル音声副搬送波を生成する手段
と、生成されたディジタル音声副搬送波を前記ディジタ
ル音声信号によりディジタル変調する手段と、得られた
ディジタル変調波を前記映像信号の垂直帰線期間または
水平帰線期間にベースバンド多重して伝送する手段とを
備え、受信側では、垂直帰線期間または水平帰線期間に
多重されているディジタル変調波を分離する手段と、色
副搬送波を基準信号としてディジタル変調波の搬送波と
クロック信号を再生する手段と、得られた搬送波とクロ
ック信号とを用いてディジタル変調波を復調し、ディジ
タル音声信号を得る手段と、得られたディジタル音声信
号をもとの音声信号に変換する手段とを備えて成ること
を特徴とする。

【００１９】また、上記の目的を達成するために本発明
は、ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送における映像信号
中の有効画面領域以外の部分にディジタル音声信号を多
重して伝送する方式において、送信側では、色副搬送波
に同期したクロック信号をタイミングの基準として、音
声信号をディジタル音声信号に変換する手段と、前記ク
ロック信号に同期した２値または多値のシンボル信号を
水平帰線期間または水平帰線期間にベースバンド多重し
て伝送する手段とを備え、受信側では、垂直帰線期間ま
たは水平帰線期間に多重されている２値または多値のシ
ンボル信号を分離する手段と、色副搬送波を基準信号と
してシンボル信号のクロック信号を再生する手段と、得
られたクロック信号を用いてシンボル信号を復調して、
ディジタル音声信号を得る手段と、得られたディジタル
音声信号をもとの音声信号に変換する手段とを備えて成
ることを特徴とする。

【００２０】

【作用】図３は本発明を適用した場合のＲＦ周波数スペ
クトルの１例を示している。横軸はＴＶ搬送波を原点と
した周波数を示す。本発明によるディジタル音声信号の
スペクトルは、図中の斜線部に示すようになる。この適
用例ではディジタル音声信号の搬送波は、ＮＴＳＣ方式
の色信号副搬送波周波数３．５８ＭＨｚの半分である
１．７９ＭＨｚとしている。

【００２１】また、図４、図５に示すように、信号多重
位置は、垂直帰線期間のうち等化パルス期間以外および
文字放送データ挿入期間以外の走査線の映像信号多重部
分、あるいは水平帰線期間のうちの水平同期のフロント
ポーチ／バックポーチとする。

【００２２】これにより、従来のＮＴＳＣフォーマット
と互換性を保ちつつ映像信号のディスプレイ上に現れな
い部分に時分割多重することにより、簡易な構成で音質
の向上を図ることが可能となる。

【００２３】

【実施例】図１、図２は本発明方式が適用されたディジ
タル音声信号伝送装置の一実施例を示し、図１は送信側
の構成を、図２は受信側の構成をそれぞれ示している。

【００２４】図１に示すように、送信側装置は、Ａ／Ｄ
変換回路１と、パルス信号変換回路２と、ディジタル音
声信号副搬送波発生回路３と、クロック発生回路４と、
π／２移相器５と、２つの乗算器６、７と、合成器８
と、時分割多重回路９とを備えている。

【００２５】Ａ／Ｄ変換回路１はクロック発生回路４か
らクロック信号の供給を受けて、入力されたアナログ音
声信号をディジタル音声信号に変換する。

【００２６】パルス信号変換回路２は、まずディジタル
音声信号の２ビットを１つのシンボルに変換し、次にそ
のシンボルを表す２つのパルス信号に変換して乗算器
６、７に出力する。

【００２７】クロック発生回路４は、基準となるクロッ
ク信号を得る回路であり、発振器を映像信号の色副搬送
波と同期させる場合（請求項１記載の発明の場合）と、
自由発振させる場合（請求項２記載の発明の場合）の２
つの方式が可能である。色副搬送波と同期させた場合
は、受信側のクロック再生に色副搬送波を利用できる。
また、自由発振させた場合は、受信側のクロック再生回
路が複雑になる。

【００２８】ディジタル音声副搬送波発生回路３は、色
副搬送波信号を基準信号として、ディジタル音声信号の
搬送波を得る回路であり、この実施例では色副搬送波を
分周して１．７９ＭＨｚの音声副搬送波を得ている。こ
の副搬送波は２分配され、一方はπ／２移相器５で９０
度の位相差が与えられる。

【００２９】こうして得られた直交する２つの搬送波
は、パルス信号変換回路２の出力である２つのパルス信
号により、乗算器６、７でそれぞれ搬送波抑圧両側帯波
（ＤＳＢ−ＳＣ）変調される。この２つのＤＳＢ−ＳＣ
信号は、それぞれＢＰＳＫ信号となっているが、合成器
８で合成されＱＰＳＫ信号となる。このＱＰＳＫ信号
は、時分割多重回路９に供給され、図４または図５に示
すように、映像信号の垂直帰線期間または水平帰線期間
に多重されて出力される。

【００３０】一方、図２に示すように、受信側装置は、
多重信号分離回路１０と、ディジタル音声副搬送波再生
回路１１と、クロック再生回路１２と、２つの位相検波
回路１３、１４と、π／２移相器１５と、２つの識別再
生回路１６、１７と、変換回路１８と、Ｄ／Ａ変換回路
１９とを備えている。

【００３１】受信側では、まず映像検波回路の出力を多
重信号分離回路１０に供給し、時分割多重されているＱ
ＰＳＫ信号を分離する。分離されたＱＰＳＫ信号は４つ
に分配され、ディジタル音声副搬送波再生回路１１、ク
ロック再生回路１２、位相検波回路１３、１４にそれぞ
れ供給される。

【００３２】ディジタル音声副搬送波再生回路１１で
は、色副搬送波を基準信号としてディジタル音声副搬送
波を再生する。この副搬送波は２分配され、一方はπ／
２移相器１６で９０度の位相差が与えられる。こうして
得られた直交する２つの副搬送波はそれぞれ位相検波回
路１３と位相検波回路１４に供給されて基準位相とな
る。

【００３３】クロック再生回路１４は、ディジタル信号
の基準タイミングを表すクロック信号を再生する回路で
あり、送信側でクロック信号と色副搬送波が同期してい
る場合（請求項１記載の発明の場合）は、受信側でも映
像信号処理回路で再生された色副搬送波を基準としてク
ロック信号を再生することができ、回路が非常に簡単に
なる。また送信側でクロック信号と色副搬送波が同期し
ていない場合（請求項２記載の発明の場合）は、ＱＰＳ
Ｋ信号からクロック信号成分を抽出して基準とし、クロ
ック信号を再生しなくてはならないので、回路が複雑に
なる。再生されたクロック信号は、識別回路１６、１
７、変換回路１８、Ｄ／Ａ変換回路１９にそれぞれ供給
される。

【００３４】また、位相検波回路１３、１４は、乗算器
とＬＰＦとから構成され、入力されたＱＰＳＫ信号を位
相検波して、それぞれベースバンドのパルス信号とす
る。これら２つのパルス信号は識別再生回路１６、１７
に供給され、ここで識別判定されてディジタル信号に変
換される。識別再生回路１６、１７から出力された２つ
のディジタル信号は変換回路１８で１つのディジタル信
号に変換され、元のディジタル音声信号となる。最後
に、ディジタル音声信号は、Ｄ／Ａ変換回路１９でアナ
ログ音声信号に変換され出力される。

【００３５】このように、本実施例によれば、送信側で
ディジタル音声信号の搬送波を色副搬送波を基準として
作り出すことで、受信側でのディジタル音声信号の搬送
波の再生に映像信号処理回路で再生された色副搬送波を
利用することが可能となり、ディジタル音声信号の再生
が容易となる。また、クロック信号の再生についても、
色副搬送波を利用することで容易となる。さらに、映像
信号にベースバンド多重するディジタル音声信号の信号
形式として、文字放送のようなベースバンドパルス信号
だけではなく、直交変調信号も利用できるため、ディジ
タル信号の多重効率を上げることが可能である。

【００３６】なお、本実施例では直交変調方式としてＱ
ＰＳＫ方式を例に説明したが、本発明はこれに限られ
ず、８相ＰＳＫ，１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭ，２５６ＱＡ
Ｍ等の直交振幅変調方式やＭＳＫ方式を適用することも
できる。

【００３７】図３は、本発明方式が適用されたディジタ
ル音声信号伝送装置の他の実施例を示している。本実施
例は、光ＣＡＴＶなどのベースバンド伝送の場合を例に
している。

【００３８】図示のように、送信側装置は、Ａ／Ｄ変換
回路２１と、クロック発生回路２２と、多重回路２３
と、ＬＥＤ発光装置２４とを備えている。また、受信側
装置は、光検出装置２５と、等化回路２６と、分離回路
２７と、識別判定回路２８と、Ｄ／Ａ変換回路２９と、
クロック再生回路３０とを備え、前記送信側装置のＬＥ
Ｄ発光装置２４と受信側回路の光検出装置２５とは、光
ファイバ３１を介して接続されている。

【００３９】Ａ／Ｄ変換回路２１は、入力されたアナロ
グ音声信号をディジタル音声信号に符号化し、さらに２
値または多値のパルス信号に変換する。また、クロック
発生回路２２では、基準信号に色副搬送波を使用してク
ロック信号を色副搬送波に同期させる。このクロック信
号はＡ／Ｄ変換回路２１に供給される。多重回路２３は
Ａ／Ｄ変換回路２１の出力を映像信号の水平帰線期間ま
たは垂直帰線期間に時分割多重する。その多重信号はＬ
ＥＤ発光装置２４から光ファイバ３１を介して受信側の
光検出装置２５に光伝送される。

【００４０】光検出装置２５は、伝送された多重信号を
受信して等化回路２６に供給する。等化回路２６は受信
信号の伝送歪を等化処理によって除去する。等化回路２
６の出力は、分離回路２７に供給され映像信号からディ
ジタル音声信号が分離される。分離されたディジタル音
声信号は、２値または多値のパルス信号であるので、識
別判定回路２８で、ビット列に変換してＤ／Ａ変換回路
２９に供給する。また、クロック再生回路３０では、受
信された映像信号中のカラーバースト信号を基準信号と
してクロック信号を再生し、Ｄ／Ａ変換回路２９と、識
別判定回路２８とに供給する。最後にＤ／Ａ変換回路２
９はディジタル音声信号を復号して音声信号を出力す
る。

【００４１】このように、本実施例によれば、クロック
再生について複雑な回路構成を要せずに色副搬送波より
抽出でき、一層忠実な信号伝送が可能となる。

【００４２】ところで、ディジタル信号の復調に不可欠
な波形等化に関しては、現在放送されているＥＤＴＶで
は、信号が歪んだ場合に、既知の波形を同時に伝送して
その歪みを逆補正することで波形等化を行ういわゆるゴ
ーストキャンセリングが行われている。しかし、前記各
実施例によれば、伝送路上で信号が歪んだ場合でも、ゴ
ーストキャンセラによって、映像信号の等化とともに、
多重しているディジタル音声信号も等化できるので、受
信機の構成を簡単にすることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のＮＴＳＣフォーマットと互換性を保ちつつ映像信
号のディスプレイ上に現れない部分にディジタル音声信
号を時分割多重することにより、簡易な構成で音質の向
上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方式が適用された送信側装置の一実施例
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明方式が適用された受信側装置の一実施例
構成を示すブロック図である。

【図３】本発明方式が適用された場合のＲＦ周波数スペ
クトルを示す説明図である。

【図４】垂直帰線期間におけるディジタル音声信号の多
重位置を示す説明図である。

【図５】水平帰線期間におけるディジタル音声信号の多
重位置を示す説明図である。

【図６】本発明方式が適用された装置の他の実施例構成
を示すブロック図である。

【図７】従来例における送信側装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】従来例における受信側装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１，２１ Ａ／Ｄ変換回路 ２ パルス信号変換回路 ３ ディジタル音声副搬送波発生回路 ４，２２ クロック発生回路 ５，１５ π／２移相器 ６，７ 乗算器 ８ 合成器 ９ 時分割多重回路 １０ 多重信号分離回路 １１ ディジタル音声副搬送波再生回路 １２，３０ クロック再生回路 １３，１４ 位相検波回路 １６，１７， 識別再生回路 １８ 変換回路 １９，２９ Ｄ／Ａ変換回路 ２３ 多重回路 ２４ ＬＥＤ発生回路 ２５ 光検出装置 ２６ 等化回路 ２８ 識別判定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澁谷 一彦 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送におけ
   る映像信号中の有効画面領域以外の部分にディジタル音
   声信号を多重して伝送する方式において、 送信側では、音声信号をディジタル音声信号に変換する
   手段と、色副搬送波に同期したディジタル音声副搬送波
   を生成する手段と、生成されたディジタル音声副搬送波
   を前記ディジタル音声信号によりディジタル変調する手
   段と、得られたディジタル変調波を前記映像信号の垂直
   帰線期間または水平帰線期間にベースバンド多重して伝
   送する手段とを備え、 受信側では、垂直帰線期間または水平帰線期間に多重さ
   れているディジタル変調波を分離する手段と、色副搬送
   波を基準信号としてディジタル音声副搬送波を再生する
   手段と、このディジタル音声副搬送波を用いてディジタ
   ル変調波を復調し、ディジタル音声信号を得る手段と、
   得られたディジタル音声信号をもとの音声信号に変換す
   る手段とを備えて成ることを特徴とするディジタル音声
   信号伝送方式。
2. 【請求項２】 ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送におけ
   る映像信号中の有効画面領域以外の部分にディジタル音
   声信号を多重して伝送する方式において、 送信側では、色副搬送波に同期したクロック信号をタイ
   ミングの基準として、音声信号をディジタル音声信号に
   変換する手段と、色副搬送波に同期したディジタル音声
   副搬送波を生成する手段と、生成されたディジタル音声
   副搬送波を前記ディジタル音声信号によりディジタル変
   調する手段と、得られたディジタル変調波を前記映像信
   号の垂直帰線期間または水平帰線期間にベースバンド多
   重して伝送する手段とを備え、 受信側では、垂直帰線期間または水平帰線期間に多重さ
   れているディジタル変調波を分離する手段と、色副搬送
   波を基準信号としてディジタル変調波の搬送波とクロッ
   ク信号を再生する手段と、得られた搬送波とクロック信
   号とを用いてディジタル変調波を復調し、ディジタル音
   声信号を得る手段と、得られたディジタル音声信号をも
   との音声信号に変換する手段とを備えて成ることを特徴
   とするディジタル音声信号伝送方式。
3. 【請求項３】 ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送におけ
   る映像信号中の有効画面領域以外の部分にディジタル音
   声信号を多重して伝送する方式において、 送信側では、色副搬送波に同期したクロック信号をタイ
   ミングの基準として、音声信号をディジタル音声信号に
   変換する手段と、前記クロック信号に同期した２値また
   は多値のシンボル信号を水平帰線期間または水平帰線期
   間にベースバンド多重して伝送する手段とを備え、 受信側では、垂直帰線期間または水平帰線期間に多重さ
   れている２値または多値のシンボル信号を分離する手段
   と、色副搬送波を基準信号としてシンボル信号のクロッ
   ク信号を再生する手段と、得られたクロック信号を用い
   てシンボル信号を復調して、ディジタル音声信号を得る
   手段と、得られたディジタル音声信号をもとの音声信号
   に変換する手段とを備えて成ることを特徴とするディジ
   タル音声信号伝送方式。