JPH06508489A - ビデオ信号を有するデータ伝送 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 ビデオ信号を有するデータ伝送 発明の背景 発明の利用分野 この発明は、１つの通信チャネルでの２つの信号の伝送、特にビデオ信号の有効 なビデオ部分における信号の伝送に関する。

従来技術の記述 同一の通信チャネルにて２つの信号の伝送を可能にすべく、幾つかの技術が開発 されている。通信チャネルが、スペクトルの特定された帯域である場合、これら の方法は、時分割・多重化する工程と、直交して偏向された波を伝送する工程と 、相互に透過する２つの透過方法によって伝送する工程と、周波数を重畳する工 程と、を含んでいる。

ＮＴＳＣやＰＡＬのようなビデオ信号の場合、その帯域における付加的な情報を 伝送するために、２，３の異なる方法が用いられている。例えば、クロミナンス （カラー）信号は、そのクロミナンス信号を輝度（黒及び白）信号と周波数イン ターリーブすることによって伝送される。特にＮＴＳＣ標準規格では、輝度信号 及びクロミナンス信号は、周波数インターリーブされる。勿論、クロミナンス信 号は、その輝度信号と密接に関係しており、またその信号は、高度な相関関係を 呈している。

また垂直及び水平帰線消去（ブランキング）期間におけるように、画像情報が伝 送されていない期間も存在する。あるシステム、例えば難聴のためのクローズ字 幕型テレビジョンでは、そのクローズ字幕情報は、垂直帰線消去期間において伝 送される。勿論その帰線消去周期を使用する伝送システムのデータ率は、比較的 に低くなり、とりわけ毎秒２０，０００ビット程度となる。かかる移送率は、ク ローズ字幕型テレビジョンに適合し得るが、Ｔ１伝送に対して毎秒１．　５４４ メガビット程度の大量情報の適合可能な伝送となると、これに対しては極めて低 いものである。

従って、この発明の第１の目的は、帰線消去の間に許容されるデータ率よりも高 いデータ率で伝送可能とすることである。この発明の第２の目的は、通常のテレ ビジョン受信器に対して伝送された情報から何らの著しい障害を生じさせること なく、高いデータ率で伝送可能とすることである。更に、この発明の第３の目的 は、周波数インターリーブ（重畳化）を用いて、そのような伝送を実現すること である。

発明の概要 これらの及び他の目的は、水平もしくは垂直同期帰線消去期間においてではなく 、寧ろ画素情報が伝送されている有効な主ビデオ期間における第２データの伝送 を用いることにより達成される。伝送されたデータは、好適にはクロミナンス及 び輝度信号で周波数インターリーブされる。

ここに記述された新規な通信システムのために、トランスミッタによる使用品だ めの信号処理装置は、５つの部分を有している。主（プライマリ−）ビデオ部。

タイミング部及びビデオ解析部は、主ビデオ信号を受信する。タイミング部は、 変調のためのデータ部による使用のためにビデオ水平走査周波数の非整数倍を形 成する。更にタイミング部は、そのデータ部が、伝送されるべきデータをラスク 化するように、複合帰線消去パルスを形成する。

別の部分、即ちノイズ障害（インターフエレンス：干渉）減少部は、ビデオ部か らの出力を受信し、主ビデオ信号を重畳するための周波数のギャップにおけるノ イズを表すノイズ信号を形成する。そのノイズ信号は、ビデオ及びデータ信号が 結合されるとき、変調されたデータ信号に付加されたノイズを減少するために、 そのビデオ信号から減算される。

第２データ部は、第２データ信号を受信するが、それは、アナログもしくはデジ タルであってよい。第２データ部は、データ信号をラスク化し、そしてそのデー タ信号を変調し、これによりその変調されたデータ信号は、主ビデオ信号で周波 数インターリーブ化される。

データ部は、変調されたデータ及び主ビデオが結合されるとき、主ビデオ信号に おけるそれらの帰線消去周期と同時に生しるであろう垂直及び水平帰線消去周期 を含むためにデータ信号をラスク化する。ラスク化されたデータ信号はそれがら 、データキャリヤによって変調され、その変調されたデータスペクトルエンベロ ーブは、主ビデオエンベローブと重畳する。結果的に結合された信号は、ビデオ 受信器における著しい障害なく、通常のビデオ受信器によって受信される。

データ信号は、専用の信号処理装置を組み込んでいる受信器によって回復され得 る。第２データを含んでいる周波数を通過させるフィルタは、位相補償器に対し てデータ信号を供給する。この位相補償器は、フィルタによって生起された位相 シフトを取り除く。位相補償器の出力はそれから、復調され、符号化され、そし てデ・ラスク化される。復調を完遂するために、データキャリヤを生成し、帰線 消去期間を含むシステムクロックを生成するタイミング回路が含まれる。

図面の説明 図１は、トランスミッタに使用する本発明の実施例に係る信号処理装置のブロッ ク図である。

図２は、受信器に使用する本発明の実施例に係る信号処理装置のブロック図であ る。

好適な実施例の詳細な記述 図１は、基本ＮＴＳＣカラービデオ信号に伴って、トランスミッタを介して毎秒 １．５４４メガビツトのＴ１率で第２デジタルデータを伝送するために用いられ るトランスミッタの信号処理装置１０の実施例を示している。本発明の他の実施 例は、ＮＴＳＣビデオ信号又は別のビデオフォーマット信号に伴って、他のデー タ率でデジタルデータもしくはアナログデータを伝送するために用いられ得る。

実施例１０は、５つの異なる部署を含んでいる。これらの部署は、主ビデオ部署 ２０．タイミング部署３０．ビデオアナライザ部署４０．第２データ変調部署５ ０及びノイズ減少部署６０である。アナログ和もしくは加算器７０は、第２デー タ変調部署５０、ノイズ減少部署６０及び主ビデオ部署２０の出力を結合する。

しかしながら、主ビデオ部署２０．ビデオアナライザ部署４０及びノイズ減少部 署６０は、データ信号のデータ率、主ビデオ信号の質及びチャネルノイズに必ず しも依存する必要がないことに留意すべきである。

この実施例では１５，７３４．２６４ヘルツの水平帰線消去周波数と５９．９４ ００５２ヘルツの垂直帰線消去周波数を有するＮＴＳＣカラー信号である主ビデ オ信号が受信される。この主ビデオ信号は、輝度及びクロミナンス信号を含んで いる。ＮＴＳＣ信号はまた、垂直及び水平同期パルス並び帰線消去期間の間の有 効なビデオ期間によって決定された垂直及び水平帰線消去期間を有している。

有効なビデオ期間において、ビデオ画像のラインに対する画素情報が伝送される 。

但し、主ビデオ信号は、ＰＡＬのような他の地方で一般的に使用されるビデオフ ォーマットを含んでいるラスク化されたビデオ信号であってよいことが理解され るべきである。主ビデオ信号は、これはベース帯域にあるが、主ビデオ部署２０ ゜タイミング部署３０及びビデオアナライザ部署４０へ供給される。

主ビデオ信号のピークツーピーク増幅度は、自動利得制御増幅器２２によって所 定の標準規格値に限定され、またビデオ信号の帰線消去レベルは、直流分再生回 路２４によって所定の電圧に設定される。主ビデオ信号がＮＴＳＣ信号であるな らば、直流分再生回路２４及び自動利得制御増幅器２２の機能としては、Ｒ３標 準規格を満足する出力の信号を供給することである。主ビデオ信号がＲ３標準規 格に適合するならば、自動利得制御増幅器２２及び直流分再生回路２４は、除去 され得る。

出力２５は、第１アナログ遅延ライン２６に供給される。この第１アナログ遅延 ライン２６の長さは、以下に記述されるように主ビデオ信号の画素グループを分 析するために必要な時間周期と少なくとも等しくなる。遅延ライン２６の出力は 、ビデオ信号の高帯域におけるノイズを減少するローパスフィルタ２７に供給さ れる。このフィルタ２７の出力は、ノイズ障害部署６０の遅延と等しい遅延を形 成する第２遅延ライン２８に供給される。主ビデオ部署２０の出力は、加算器７ ０の非反転入力に供給される。

ノイズ障害部署６０は、帯域通過／結合フィルタを含んでおり、好適には受信器 のための処理装置１００におけるフィルタ１２３と同一のものである。そのフィ ルタは、ノイズ障害減少装置と呼ばれる。このフィルタは、輝度及びクロミナン ス信号情報を含んでいる周波数帯域を阻止する。ノイズ障害部署６０の出力は、 変調されたデータによって占有されるべき周波数帯域に存在するビデオ信号のノ イズ成分を含んでいる。このノイズ成分はそれから、加算器７０の反転入力に供 給され、主ビデオ部署２０の出力に存するそのノイズ成分を除去する。

入力データは、外部クロック信号と共に、先ず最初にエラスティックバッファ５ ２に供給される。データクロックは、データがバッファ５２に蓄積される率を制 御する。データがエラスティックバッファ５２によって出力される率は、２つの 信号、即ちタイミング部署３０によって供給される第２システムクロツク／ラス タ化信号３３と、ビデオアナライザ部署４０によって供給される禁止信号とによ って制御される。

エラスティックバッファ５２は、システムクロック信号３３によって示される信 号の有効なビデオ部分において所定の率でデータを出力する。システムクロック ３３は、帰線消去期間を生成するために、エラスティックバッファ５２のデータ 出力をラスク化するために用いられる。

帰線消去期間においては、エラスティックバッファ５２から何らのデータも出力 されない。バッファからデータが出力されない帰線消去期間は、ビデオ部署２０ 及びデータ部署５０の加算器７０に対する出力の帰線消去周期を同期化するため に、十分に調整される。

更に、Ｔ１のような高速データ伝送においては、エラスティックバッファ５２は 、以下により詳しく説明されるように尖鋭な偏移を有するビデオラインの部分に おいてデータを出力することが禁止される。ビデオアナライザ部署４０がエラス ティックバッファを禁止しない場合、エラスティックバッファ５２の出力は、入 力第２データのラスク化された態様であり、つまり、データは、同一期間の帰線 消去期間を有し、そしてこれらの帰線消去期間は、それらが加算器７０に到達し たときに、ビデオ部署２０の出力におけるビデオ信号の帰線消去期間と共に、デ ータ部署５０の出力において同時に生じる。

バッファ５２からのラスク化された第２データ信号は、同様にシステムクロック ３３及びビデオアナライザ４０からの禁止信号を受信するエンコーダ５４に供給 される。エンコーダ５４は、帯域を制限するためにデータを符号化する。このエ ンコーダ５４は、ＮＲＺエンコーダ、ＦＭエンコーダ、ＭＦＭエンコーダ、マン チェスタエンコーダ、１，７エンコーダ、２，７ＲＬＬエンコーダもしくはその エンコーダであってよく、エラスティックバッファ５２からのラスク化されたデ ータ信号の帯域を制限する。加えて、安全を図り、又はビットエラー率を改善す るために、データ・周波数帯域変換器及びブロックエラー補正コーダが含まれ得 る。

エンコーダの出力は、データキャリヤの符号化されたデータを変調するための乗 算器５６に供給される。符号化されたデータは、データキャリヤと位相同期化さ れ、乗算器５６によって増幅変調される。この特定の実施例においては、変調さ れたキャリヤの有無は、符号化されたデータが１又はゼロであるか否かによる。

好適には、帰線消去期間においてはキャリヤは伝送されない。

しかしながら、他の実施例では、異なる変調の構成が用いられ得る。低い第２率 の伝送に対して、符号化されたデータは、変調されたデータと同期する必要はな く、そして１データビツトが、データキャリヤの数サイクル以上で伝送され得る 。符号化されたデータがデータキャリヤと同期する高データ率に対しては、高デ ータ率伝送のために２レベル以上が許容され得る。例えば、２データビツトが半 サイクルで伝送され得るように、半サイクルは、ゼロレベルビーク、１／３最大 レベルビーク、２／３最大レベルビーク及び最大レベルピークを有する。データ 率を増大するために、直角増幅変調、直角位相シフトキーイング及び位相変調等 の技術が用いられ、その場合データ及びデータキャリヤは同期化される。毎秒２ ８０キロビツトのデータ率は、そのような半サイクル当たり複数ビットの変調技 術を必要としないことが判明した。

符号化されたデータを含む変調されたデータキャリヤは、高い側波帯を弱めるロ ーパスフィルタ５８を通過される。データキャリヤの低い側波帯は、フィルタ５ ８によって伝送される。

ローパスフィルタ５８の出力は、変調され且つラスク化された第２データを処理 されたビデオと結合するための加算器７０の非反転入力に供給される。データ部 ’１５０及びビデオ部署２０のタイミングは、加算器７０に供給されたビデオ信 号の帰線消去期間が、ラスク化され且つ変調されたデータ信号の禁止された期間 と一致するという具合である。ビデオ部署２０及びデータ部署５０からの結合さ れた信号は、最少のオーバラップで、分離された帯域にそれぞれ重畳されたデー タ信号のための情報とビデオ信号周波数のための情報とを備えたベース帯域周波 数における信号である。この重畳された信号はそれから、通常のデータ率で伝送 される。

タイミング部署３０は、垂直同期検出器、水平同期検出器、カラーフレーム検出 器及び種々のタイミング信号を生成するための検出された信号を使用する位相ロ ックループを含んでいる。特に、データキャリヤは、この実施例では主ビデオ信 号の水平走査率を４分割し、それから４，１０２，７０８ヘルツのデータキャリ ヤを生成するために位相ロックループを使って、その走査率を１０４３倍するこ とによって生成される。データ信号は、ラスク化され、そして変調器５６にて水 平周波数の非整数倍数で変調されるので、ビデオ信号のスペクトルエンベロープ は、加算器７０によってビデオ信号に結合されるとき、ビデオ信号と周波数重畳 化される。更に、データキャリヤは、カラーフレームとの周知の位相関係を有し ている。

データキャリヤに対して特定の例が選定されたが、他の非整数倍数が用いられ得 る。データキャリヤに対する規準は、そのデータキャリヤは、（１）水平周波数 の非整数倍数であり、（２）好適にはクロミナンスキャリヤよりも大きく、そし て（３）好適には輝度帯域外にあるが、音声チャネルとの干渉が起こらないよう に十分にビデオチャネル帯域内にあるということである。

加えて、タイミング部署は、エラスティックバッファ５２からデータを出力する ためのシステムクロック・ラスタ化信号３３を生成するために、位相ロックルー プを使用する。このシステムクロック周波数は、水平走査周波数の約数もしくは 倍数である。システムクロック周波数の選定は、有効なビデオラインにおける最 大データ伝送率とデータクロック率とに基づいて行われる。クロックは、各ビデ オ及び水平帰線消去期間と等しい周期の間は禁止され、これにより変調されたデ ータは、主ビデオ信号の帰線消去期間において加算器７０にてビデオ信号と結合 されない、つまりビデオ２０及びデータ部署５０の出力での帰線消去期間は同期 化されない。更に、システムクロック率は十分に高く、エラスティックバッファ はオーバフローすることがない。

システムクロック及びデータキャリヤの双方を生成するために位）目ロックルー プを使用することは、２つの信号が位相的関係にあるということを意味している 。

このことは、例えば伝送のための１つのデータ要素を表すデータキャリヤの各半 サイクルを有することによって、高データ率での変調器による伝送を考慮してい る。

タイミング部署の第３の出力は、水平同期パルスの前ポーチの発生を示すパルス である。この前ポーチパルスは、２，３の前ポーチパルス検出回路（図示されて いない）を使用して形成され、Ｒ３１７０Ａ標準規格に適合する帰線消去レベル を設定するために、直流分再生回路２４によって用いられる。

高データ率伝送システムにおいて、ビデオアナライザ４０がまた含まれていてよ い。ビデオアナライザ４０は、尖鋭的な偏移を示すラインの画素でループを表す 情報のためのビデオ信号の有効な部分を解析するデジタル信号処理装置を含んで いる。ビデオアナライザは、輝度もしくはクロミナンス信号の極めて高周波クラ スタを生成する尖鋭的な偏移を表す信号情報を探知する。それから、エラスティ ックバッファ５２及びエンコーダ５４の双方に禁止信号が送られる。この禁止信 号は、尖鋭的な偏移を表す主ビデオ信号が、ビデオ部署２０によ７て出力されて いないとき、第２データが加算器７０に供給されないように、時間的にシフトさ れる。ビデオアナライザ４０の使用により更に、第２データ及び主ビデオ間で生 じ得る干渉を減少させることができる。ビデオアナライザはまた、開始及び停止 コードをデータストリームに挿入し、これにより受信器は、データ伝送が障害を 避けるために何時、禁止されたかを認識することができる。

ビデオアナライザ４０は、Ｔ１及び上述のような高データ率システムにおいては 、確かに不可欠である。低データ率システムに対しては、ビデオアナライザ４０ 及び禁止信号は省略され得る。ビデオアナライザを有するこれらのシステムでは 、主ビデオ部署２０の遅延ライン２６は、アナライザ４０による画素グループの 処理のための時間周期に対して、主ビデオ信号を十分に遅延させる必要がある。

但し、データ伝送率が、毎秒２８０キロビット程度と比較的に低いならば、ビデ オアナライザ４０及び遅延ライン２６は、取り除かれ得る。

結果的に加算器７０の出力は、主ビデオ信号及びデータが周波数重畳化されると いうことである。加えて、加算器７０からの結合された信号は、標準規格ＮＴＳ Ｃ信号において見出されるものと同一形式の帰線消去期間を更に有している。

従って、そのビデオ信号は、第２の伝送されたデータを検出することなく、標準 規ｌ８ＮＴｓｃ受信器によって受信される。

障害から更に保護するために、ノイズ障害部署６０及び第２データ部署５０の出 力信号レベルは、縮小化される。この縮小化は、障害を避けるために、加算器７ ０に対するこれら２つの部署の出力レベルを設定する。ノイズ障害部署６０の出 力レベルは、受信器にて受信されたデータ信号におけるノイズを最小化するよう に調整される。データ部署５０の出力レベルは、加算器７０の出力に結合された ビデオモニタにおいて著しい障害が生じないように調整される。

特定の適用例では、音声信号のような付加的な低周波数信号を伝送することが望 ましい。例えば、音声信号は、米国特許第５，０２１，７８６号に係る圧縮技術 を使って標本化され、そして水平同期期間において伝送され得る。第２データが 例えば圧縮されたビデオであるならば、その圧縮されたビデオに対する左右のチ ャネルの音声信号は、各有効な期間において２倍で標本化され、そして水平同期 パルスにおいて付加される。水平同期パルスにおいて圧縮されたデジタルデータ を付加するために、タイミング信号によって制御された乗算器が用いられ得る。

図２は、図１の信号処理装置１０を含むビデオトランスミッタによって伝送され た信号から伝送されたデータを分離するビデオ受信器のための信号処理装置１０ ０を示している。再び、ビデオと重畳された第２デジタルデータ周波数を有する 主ビデオ信号を受信するための実施例が示されるが、他の主信号及び主データに 対して他の実施例が適用される。

図２において、ビデオ及びデジタル情報を含む受信されたベース帯域信号は、２ つの部署、ビデオ部署１２０．タイミング回路１３０とビデオアナライザ部署１ ４０とによって処理される。ビデオ部署１２０は、自動利得制御増幅器１２２及 び直流分再生回路１２４を介して、受信されたベース帯域信号を処理する。直流 分再生回路の出力は、帯域通過／結合フィルタ１２３に供給される。受信器１１ ０の帯域通過／結合フィルタ１２３の出力は、伝送されたデータ信号を含む重畳 された周波数を通過させるが、主ビデオ信号を阻止するようになっている。帯域 通過／結合フィルタ１２３の出力は、その帯域通過／結合フィルタ１２３に起因 する位相歪みを調節する位相補償器１２５に供給される。この位相補償器１２５ は、帯域通過／結合フィルタ１２３によってもたらされた位相歪みを調節するだ めの周波数で、位相の線形性を回復する第２フイルタである。

位相が補償された出力信号は、データ部署５０によって加算器７０に供給された 、タスク化され且つ変調されたデータ信号の再形成である。タスク化され且つ変 調されたデータ信号は、それもまたシステムクロック信号を受信するデータ検出 器１２６に供給される。データ検出器］２６は、システムクロックの各周期にお けるピーク信号を検出するピーク検出器と、エンベロープ検出器とを含んでいる 。図１のデータトランスミッタと適合するデータ受信器に対しては、データ検出 器の出力は、好適にはデジタル信号であり、データキャリヤ半サイクルが存在す る場合には１を、またデータキャリヤ半サイクルが存在しない場合にはゼロを表 す。低データ率に対して、処理装置１００は、数サイクル以上のデータキャリヤ の存在を予定することになる。

上述したデータ検出器１２６は、トランスミッタ１０のために設計されているが 、データ検出器としては、トランスミッタ１０のデータ伝送もしくは変調フォー マットと適合するように選定されているその他のフォーマットのものであってよ いと理解されるべきである。例えば、データ検出器は、データが位を目変調され ているならば、位相検出であり、またトランスミッタが、データに対して直角増 幅変調を使用するならば、直へ増幅検出器となる。更に、データ率がかなり低く 、データのビットが数サイクル、例えば毎秒６４キロビット以上伝送されるなら ば、そのデータ検出器は、前述したエンベロープ検出器となる。

高データ率では、変調されたデータを同期的に検出するための回路が必要になる 。データからクロックを回復させるためのクロック回復回路が用いられ得る。

その回復されたクロックは、変調されたデータを標本化するために用いられる。

その標本化され且つ変調されたデータは、デジタル信号を形成するためのアナロ グ・デジタル変換器へ供給される。選択的に、ローパスフィルタ、ローテイタ及 びスライサ等が、データ検出器と共に用いられ得る。

データ検出器１２６の出力は、データ分離器と、出力としてデジタルデータを形 成するデコーダ１２８とに供給される。データ分離器及びデコーダ１２８は、タ イミング回路１３０から、時間調節された複合帰線消去信号と、タイミング回路 ３０によって出力されたデータキャリヤの再生信号とを受信する。データ分離器 及びデコーダ１２８はまた、ビデオアナライザ１４０からのビデオ禁止信号を受 信する。データデコーダ１２８は、各クロック周期に対するデータレベルビット 、データキャリヤ、帰線消去複合信号及び禁止信号を使用し、トランスミッタの エラスティックバッファ５２に供給されたデータと同様な出力における同一クロ ック率でデータを形成する。データデコーダ及び分離器１２８はまた、トランス ミッタ１０においてエンコーダ５４によって形成される符号化を除去するであろ う。

分離器１２８の出力は、先ず最初にエラスティックバッファ１２９に供給される 。データがバッファ１２９に入力される率は、タイミングブロック１３０からの システムクロックによって制御される。データは、バッファがオーバフローする のを防止する所望のデータ率での第２のクロック（図示されていない）によって バッファから出力される。

ビデオアナライザ１４０及びタイミングブロック１３０は、トランスミッタ１０ におけるタイミング部署３０及びビデオアナライザ部署４０と同様な仕方で作動 する。アナライザ１４０及びタイミングブロック１３０は、データデコーダ及び 分離器１２８がタスク化されたデータの帰線消去期間を読出すのを防止し、又は データに伝送された周期を禁止する。データ信号が適正に回復されるように、遅 延ライン（図示されていな（りがデータ検出器の前に含まれことになり、その遅 延ラインビデオアナライザ１４０の処理周期を補償する。

しかしながら、データ伝送が、障害に起因して禁止される場合、図１のビデオア ナライザ４０が、データストリームに開始／停止コードを挿入するならば、受信 器にはビデオアナライザ１４０が必要ない。その代わりに、データ検出器及び分 離器１２８が、符号化機能の一部としてこれらの開始／停止コードを検出し得る 。

以上の実施例は、ＮＴＳＣフォーマットにおける主ビデオ信号と、周波数重畳の ための第２デジタルデータの伝送とを意図するものであるが、本発明の他の実施 例が用いられ得る。伝送のための主ビデオ信号は、例えばＰＡＬもしくはＳＥＣ ＡＭフォーマットにおける信号、タスク化されたＨＤＴＶ信号又はタスク化され ている他の信号であってよい。更に、データは、アナログ又はデジタルデータで あってよく、そして伝送及び受信フォーマットは、第２データ率に基づいて同期 もしくは非同期のものであってよい。開示された発明に対する特定の有用な適用 例は、圧縮されたビデオ信号、ＡＣＴＶ信号又は第２データ信号としてのＨＤＴ Ｖ信号を伝送することである。

開示された信号処理装置を用いることによって、受信されたビデオ信号は、伝送 されたデータが、受信器によって生成されたテレビジョン画像に著しい障害を生 じさせることなく、通常のビデオ受信器によって復調されると共に回復される。

伝送された第２データはまた、容易に分離され得る。信号処理装置に供給された 第２データは、多くの異なる点で主ビデオ信号と異なっている。ラスク化される 前に、第２データ信号は、２つの信号が全く無関係であるので、ビデオ信号と殆 ど相関関係を有していない。従って、種々のデータが伝送され、そして片方向通 信が設定されているシステムにおいては特に有用である。

平成　５年１２月１３日

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．画像に対するビデオ信号と同一通信チャネルにおいてデータを結合するため の信号処理装置であって、前記ビデオ信号は、ビデオ帯域を有していると共に、 同期パルスによって設定される水平及び垂直帰線消去期間と帰線消去期間の間の 有効なビデオ期間とを有しており、前記データは、前記画像と相関関係がなく、 前記信号処理装置は、 ビデオ信号及びデータ信号を受信する手段と、前記帰線消去及び有効なビデオ期 間と前記同期パルスとの少なくとも１つの周波数を検出するための手段と、 前記ビデオ帯域内の前記データを変調するための前記検出手段に応答する手段と 、 前記変調されたデータ信号が、各有効なビデオ期間の少なくとも一部において存 在するように、前記変調されたデータを前記ビデオ信号と結合するための手段と 、を含んでいることを特徴とする信号処理装置。
2. ２．請求項１に記載の信号処理装置において、前記ビデオ信号のスペクトルエン ベロープはギャップを有し、また前記変調手段は、前記データを変調するための 前記同期パルスの少なくとも一部の周波数に基づいて、データキャリヤを生成す るための手段と、前記データをビデオ情報と周波数重畳するための前記データキ ャリヤに応答する手段と、を含んでいることを特徴とする信号処理装置。
3. ３．請求項２に記載の信号処理装置において、前記変調手段は更に、前記ビデオ 信号の前記帰線消去期間で前記データ信号をラスタ化するための手段を含んでい ることを特徴とする信号処理装置。
4. ４．請求項３に記載の信号処理装置において、前記変調手段は更に、ラスタ化さ れたデータの帯域を制限するための手段を含んでいることを特徴とする信号処理 装置。
5. ５．請求項４に記載の信号処理装置において、前記ラスタ化されたデータの帯域 を制限するための手段は、ＮＲＺ，ＲＬＬ，ＦＭ，マンチェスタ及びＭＦＭ符号 化データフォーマットから成るフォーマットグループのうちの１つにおけるラス タ化されたデータを符号化するためのエンコーダを含んでいることを特徴とする 信号処理装置。
6. ６．請求項１に記載の信号処理装置において、前記ビデオ及び変調されたデータ 信号は信号レベルを有し、また前記ビデオ信号レベルと前記変調されたデータレ ベルとの比率は、前記ビデオ信号における変調されたデータからの障害を減少す るように制御されることを特徴とする信号処理装置。
7. ７．ビデオ信号所定が周波数帯域で伝送されている同一通信チャネルにおいてそ のビデオ信号以外のデータを伝送するための方法であって、前記ビデオ信号は、 ビデオ帯域と有効な帰線消去期間とを有しており、前記データ及び前記データは 相互に相関関係がなく、前記方法は、 前記有効なビデオ期間を検出する工程と、前記有効なビデオ期間の少なくとも一 部において、前記帯域内の周波数で前記データを伝送する工程と、を含んでいる ことを特徴とする方法。
8. ８．請求項７に記載の方法において、前記有効なビデオ期間を検出するための工 程は、前記ビデオ信号の帰線消去期間を検出する工程を含んでいることを特徴と する方法。
9. ９．請求項８に記載の方法において、前記期間は同期パルスによって設定され、 また前記ビデオスペクトルエンベロープはギャップを有しており、前記データを 伝送する工程は、 同期パルス間の期間の少なくとも一部の１つに基づいてデータを変調するための データキャリヤを生成する工程と、 前記データキャリヤによって変調されるとき、前記ビデオ信号の前記ギャップ内 に入るための第２のデータに対応するデータ信号を有するデータキャリヤを変調 する工程と、を含んでおり、これにより周波数重畳が確保されることを特徴とす る方法。
10. １０．請求項８に記載の方法において、前記データを伝送する工程は更に、前記 有効なビデオ期間以外においてデータ信号を帰線消去する工程を含んでいること を特徴とする方法。
11. １１．第２データ信号を、所定率の水平同期パルスを有するビデオ信号と重畳さ せるためのシステムであって、このシステムは、同期パルスに応答するタイミン グ回路であって、非整数倍数の率である周波数でデータキャリヤを、また整数倍 数もしくは約数の率でタイミングシステムを形成する前記タイミング回路と、 少なくとも２つの入力を有する結合器と、前記結合器の１つの入力に対して、基 本ビデオ信号を供給する第２データ部署と、 帰線消去期間の時間周期を表す帰線消去信号を形成する帰線消去期間検出器と、 とを含み、 前記第２データ部署は、 第２データを受信し、前記帰線消去信号及び前記第２データに基づく出力でラス タ化されたデータを形成するデータバッファと、前記データキャリヤに応答して 変調されたデータ信号を形成するための変調器であって、前記変調されたデータ 信号は、前記結合器の第２入力に結合されている前記変調器と、を含んでいるこ とを特徴とするシステム。
12. １２．請求項１１に記載のシステムにおいて、前記第２データ部署は更に、前記 ラスタ化されたデータを前記変調器に結合する周波数変換器を含んでおり、前記 変調器によって受信された前記ラスタ化されたデータが周波数変換されることを 特徴とするシステム。
13. １３．請求項１１に記載のシステムにおいて、第２データ信号は、データが前記 バッファに蓄積される率を制御するクロックを含んでいることを特徴とするシス テム。
14. １４．請求項１１に記載の信号処理装置において、信号処理部署は更に、前記ラ スタ化されたデータの帯域を制限するためのエンコーダを含んでいることを特徴 とするシステム。
15. １５．請求項１１に記載の信号処理装置において、前記主ビデオ信号はＮＴＳＣ 信号であり、また前記第２データ信号はデジタル信号であることを特徴とするシ ステム。
16. １６．請求項１１に記載の信号処理装置において、前記第２データ信号は、圧縮 されたビデオ信号であることを特徴とするシステム。
17. １７．請求項１１に記載の信号処理装置において、前記バッファはエラスティッ クバッファであることを特徴とするシステム。
18. １８．請求項１１に記載の信号処理装置において、前記信号処理装置は更に、前 記ビデオ信号を受信し、ビデオ情報を含むビデオ信号のスペクトルの減少された 部分である信号を、出力として供給するフィルタを含んでおり、このフィルタの 出力は、前記結合器の反転入力に供給され、データ信号のノイズが減少されるこ とを特徴とするシステム。
19. １９．請求項１１に記載の信号処理装置において、前記信号処理装置は更に、所 定限度以上のビデオ信号における輝度及びクロミナンス偏移の少なくとも１つを 検出すると共に、変調されたデータが前記結合器に供給されず、それらの伝送を 含む基本ビデオ信号がその結合器に到達するように、データ伝送を禁止するため の手段を含んでいることを特徴とするシステム。
20. ２０．請求項１１に記載の信号処理装置において、前記信号処理装置は更に、所 定限度以上のビデオ信号における輝度及びクロミナンス偏移の少なくとも１つを 検出すると共に、第２データの伝送が一時的に停止することを受信器に知らせる ために、変調されたデータの特定コードを挿入するための手段を含んでいること を特徴とするシステム。
21. ２１．所定期間の水平及び垂直帰線消去期間を有するラスタ化されたビデオ信号 で重畳されたデータ信号周波数を分離するための信号処理装置であって、この信 号処理装置は、 水平及び垂直帰線消去期間の率に基づいて、所定の周波数でタイミング信号を生 成するタイミング回路と、 出力として、データ信号に対する周波数を通過させる帯域通過／結合フィルタと 、 タイミング信号と、データ信号を出力するためのフィルタの出力とに応答するデ ータ分離器と、を含んでいることを特徴とする信号処理装置。
22. ２２．請求項２１に記載の信号処理装置において、データ信号の伝送は、ビデオ 信号が、画素間の比較的尖鋭な偏移を表している期間において禁止され、また処 理装置は、尖鋭な偏移を表している信号に含まれる情報を検出するためのビデオ 処理装置を含んでおり、そして前記分離器は更に、前記ビデオ処理装置に応答す るデータシンクロナイザを含んでいることを特徴とする信号処理装置。
23. ２３．請求項２２に記載の信号処理装置において、タイミング回路は、帰線消去 期間を表すパルスを出力し、また前記分離器は、伝送された出力信号の帰線消去 期間を認識するために複合信号を使用することを特徴とする信号処理装置。