JPH09247659A - 映像伝送方法 - Google Patents

映像伝送方法

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JPH09247659A
JPH09247659A JP9027083A JP2708397A JPH09247659A JP H09247659 A JPH09247659 A JP H09247659A JP 9027083 A JP9027083 A JP 9027083A JP 2708397 A JP2708397 A JP 2708397A JP H09247659 A JPH09247659 A JP H09247659A
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JP
Japan
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signal
psk
data
video signal
decoding
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Application number
JP9027083A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Hideshima
泰博 秀島
Masakatsu Toyoshima
雅勝 豊島
Naohisa Kitazato
直久 北里
Yuichi Kojima
雄一 小島
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 SNGにおいて、システムを構成する装置類
の小型軽量化をはかり、可搬性、利便性を高めること。 【解決手段】 送信側でデジタル化された映像信号を高
能率符号化し、高能率符号化されデータに誤り訂正のた
めのたたみ込み符号化を行い、たたみ込み符号化された
データでPSK変調して衛星を経由して受信側に伝送
し、受信側で受信信号をPSK復調し、PSK復調され
たデータにビタビ復号による誤り訂正をを行い、誤り訂
正されたデータを高能率復号してデジタル化した映像信
号を復元するようにした映像伝送方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、映像伝送方法、
特に小規模の送信局を用いて放送局等にニュース等の動
画像信号(音声も含む)の中継伝送を行う場合等に用い
て好適な映像伝送方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現地に携帯型VTRを持ち込んでビデオ
によるニュース取材を行ういわゆるENG(Elecrtic N
ews gathering)システムは、現在多くの放送局において
導入されている。このENGシステムの導入はニュース
取材の便利性を飛躍的に高めるに至っているが、基本的
に記録を前提とするためリアルタイムの中継が不可能で
ある。
【0003】そこでリアルタイムの中継が必要なとき
は、現在はマイクロウエーブ回線を利用している。とこ
ろがこのマイクロウエーブ回線の利用は、突発的な事故
の現場からの中継においては、回線の設置に手間がかか
り、費用も多くかかる等の欠点がある。
【0004】一方、近年米国において通信衛星を用いて
ニュース取材を行ういわゆるSNG(Satellite News g
athering)システムが導入されはじめ、車載地球局から
放送局へ向けてリアルタイムの中継を行うケースが増え
ている。
【0005】このSNGシステムは極超短波のKuバン
ド(14/12GHz)を利用して、現場から携帯用送
信機で通信衛星に向けて映像と音声を発射し、それをテ
レビ局等に設置された地上基地で受信する中継方式で、
現場から即座に生中継ができるというものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが現行のSNG
システムにおいては、必ずしも通信衛星と相性のよくな
いFM伝送方式が用いられており、このFM伝送方式は
アナログ信号によるもので送信機の最終段の送信出力が
例えば100Wと大きく、また、パラボラアンテナの径
は例えば数メートルとかなり大きいものである。従っ
て、このようなFM伝送方式を用いる以上送信機の送信
出力を小さくするとかパラボラアンテナの系を小さくす
るとかすることにより、送信局の設備の小型軽量化には
限界があった。
【0007】この発明は斯る点に鑑みてなされたもの
で、システムを構成する装置類の小型軽量化をはかり、
可搬性、利便性を高めることができる映像伝送方法を提
供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、下記の手段を含む映像伝送方法を提供
する。即ち、送信側でデジタル化された映像信号を高能
率符号化し、高能率符号化されたデータに誤り訂正のた
めのたたみ込み符号化を行い、たたみ込み符号化された
データでPSK変調して衛星を経由して受信側に伝送
し、受信側で受信信号をPSK復調し、PSK復調され
たデータにビタビ復号による誤り訂正をを行い、誤り訂
正されたデータを高能率復号してデジタル化した映像信
号を復元するようにした映像伝送方法を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態において
は、送信側でA/D変換器2で映像信号をアナログ信号
よりディジタル信号に変換し、画像高能率符号化装置3
で高能率符号化すなわち情報量の削減を行い、たたみ込
み符号器9で誤り訂正のためのたたみ込み符号化を行
い、そのデータでPSK変調器10において搬送波をP
SK変調して衛星を経由して受信側に伝送する。
【0010】受信側ではPSK復調器24で受信信号を
PSK復調し、ビタビ復号器25でビタビ復号による誤
り訂正を行い、即ち、ビタビのアルゴリズムによりたた
み込み符号の最尤復号を行い、そのデータを画像高能率
復号装置27で高能率復号、即ち情報量の削減されたデ
ータから元のデータを得てディジタル化した元の映像信
号を復元する。これにより、伝送に必要な電力をFM伝
送方式に比べて数分の1以下とすることができる。
【0011】以下、この実施形態を図1〜図9に基づい
て詳しく説明する。
【0012】*送信局の構成と動作 図1は中継用送信局の回路構成の一例を示すもので、同
図において1は映像信号が印加される入力端子であっ
て、この入力端子1からの映像信号はA/D変換器2に
供給され、ここでアナログ信号よりディジタル信号に変
換される。
【0013】ディジタル化された映像信号は画像高能率
符号化装置3に供給され、ここで高能率符号化すなわち
情報量の削減(帯域圧縮)がなされる。情報量削減の方
式については、ここでは規定しないが適当な方法により
例えばCCEIR Rec(Recommendation)601号
で符号化した(A/Dした)入力は216Mbpsであ
るが、これを10〜20分の1例えば12Mbpsに情
報量を削減し、しかも画質劣化を小さくすることは可能
である。情報量削減した符号化装置3からの映像信号は
マルチプレクサ4に供給される。
【0014】5は音声信号が印加される入力端子であっ
て、この入力端子5からの音声信号はA/D変換器6に
供給され、ここでアナログ信号よりディジタル信号に変
換されてマルチプレクサ4に供給される。7は電話機で
あって、この電話機7からの音声信号は電話用コーディ
ク(Coder&Decoder)8に供給され、ここでA/D変換さ
れて例えば64Kbpsのディジタル信号となり、マル
チプレクサ4に供給される。
【0015】マルチプレクサ4に供給された符号化装置
3、A/D変換器6及び電話用コーデックからの信号は
多重化され、図3に示すようなデータフォーマットに直
列化される。すなわち図3において、フォーマットの先
頭には同期信号が挿入され、その後に入力端子5からの
音声データ、次に電話機7からの音声やその他の制御デ
ータ、次に入力端子1からの映像データが夫々配列され
る。
【0016】マルチプレクサ4で直列化されたデータは
たたみ込み符号器9に供給され、ここで誤り訂正のため
のたたみ込み符号化を行う。ここで、たたみ込み符号化
の符号化率はシステム全体のバランスによって定めるも
のとし、特に規定しない。
【0017】ここみ込み符号化されたデータはPSK変
調器10に供給され、そのデータで所定周波数例えば1
40MHzの搬送波をPSK変調する。PSK変調器1
0の出力信号はアップコンバータ11に供給され、ここ
で使用する通信衛星(図示せず)の中継器の周波数例え
は14GHzに合わせてアップコンバートされる。
【0018】アップコンバートされた信号は例えば10
Wの高電力増幅器(High power Amplifier)12に供給
されて増幅され、分波器13を介して小口径例えば約
1.2〜1.8m程度のパラボラアンテナ14に供給さ
れ、これより通信衛星に向けて送信される。
【0019】また、図2に示すような局用受信局すなわ
ち固定局より発生された電話器からの音声情報がパラボ
ラアンテナ14に受信されると、この音声情報は分波器
13を介して低雑音増幅器(Low Noise Amplifier)15
に供給されて増幅される。低雑音増幅器15の出力信号
はダウンコンバータ16に供給され、ここで次段のPS
K復調器17の中間周波数に合わせて所定周波数例えば
140MHzにダウンコンバートされる。ダウンコンバ
ータ16からの出力信号はPSK復調器17に供給さ
れ、ここでPSK復調され、データが復調される。この
PSK復調器17はFSK復調器でもよい。
【0020】PSK復調されたデータはビタビ復号器1
8に供給され、ビタビ復号による誤り訂正を行う。つま
りビタビのアルゴリズムによりたたみ込み符号の最尤復
号を行う。復号されたデータは電話用コーデック8に供
給され、ここでD/A変換されて電話器7に供給され
る。これにより固定局より送話された電話音声が通信衛
星を経由して中継用送信局の電話器により受話されるこ
とになる。
【0021】*受信局の構成と動作 図2は局用受信局すなわち固定局の回路構成を示すもの
で、同図において20は中口径例えば約3〜5m程度の
パラボラアンテナであって、上述の如く図1の送信局よ
り通信衛星に向けて発射された14GHzの送信情報は
通信衛星で所定周波数例えば12GHzの送信周波数に
変換されてパラボラアンテナ20により受信される。
【0022】パラボラアンテナ20からの情報は分波器
21を介して低雑音増幅器22に供給されて増幅され
る。低雑音増幅器22の出力信号はダウンコンバータ2
3に供給され、ここで次段のPSK復調器24の中間周
波数に合わせて所定周波数例えば140MHzにダウン
コンバートされる。ダウンコンバータ23からの出力信
号はPSK復調器24に供給され、ここでPSK復調さ
れ、データが復調される。
【0023】PSK復調されたデータはビタビ復号器2
5に供給され、ビタビ復号による誤り訂正を行い。つま
りビタビのアルゴリズムによりたたみ込み符号の最尤復
号を行う。
【0024】復号されたデータはデマルチプレクサ26
に供給され、映像信号と音声信号が分流されると共に電
話用音声信号も含まれていればこれも分流される。分流
された映像信号は画像高能率復号装置27に供給されて
ここで高能率復号が行われ、例えば12Mbpsより2
16Mbpsのディジタル信号に変換される。このディ
ジタル信号はD/A変換器28でアナログ信号に変換さ
れ、出力端子29に元の映像信号が得られる。
【0025】また、デマルチプレクサ26で分流された
音声信号はD/A変換器30でディジタル信号よりアナ
ログ信号に変換され、出力端子31に元の音声信号とし
て取り出される。
【0026】また、デマルチプレクサ26で分流された
電話用音声信号は電話用コーデック32でD/A変換さ
れ、アナログ信号として電話器33に供給される。
【0027】また、電話器33からの音声信号は電話用
コーデック32でA/D変換されて例えば64Kbps
のディジタル信号となり、たたみ込み符号器34に供給
され、ここで誤り訂正のためのたたみ込み符号化を行
う。ここで、たたみ込み符号化の符号化率は、システム
全体のバランスによって定めるものとし、特に規定しな
い。
【0028】たたみ込み符号化されたデータはPSK変
調器35に供給され、そのデータで所定周波数例えば1
40MHzの搬送波をPSK変調する。なお、このPS
K変調器35はFSK変調器でもよい。
【0029】PSK変調器35の出力信号はアップコン
バータ36に供給され、ここで使用する通信衛星(図示
せず)の中継器の周波数例えば14GHzに合わせてア
ップコンバートされる。アップコンバートされた信号は
高電力増幅器37に供給されて増幅され、分波器21を
介してパラボラアンテナ20に供給され、これより通信
衛星に向けて送信される。後は上述の如く図1の中継用
送信局で連絡用の電話回線を介して受話される。 *要部の構成と動作 図4は画像高能率符号化装置3の一例を示すもので、同
図において、41はディジタル化した映像信号が供給さ
れる入力端子であって、ディジタル化については例えば
CCIR Rec 601号で勧告されコンポーネント
符号化則に従うものとする。従って入力端子41にはコ
ンポーネント符号化された映像信号例えばサンプリング
周波数が13.5MHzで量子化数が8ビットの輝度信
号(Y)と、サンプリング周波数が6.75MHzで量
子化数が8ビットの色差信号(R−Y,B−Y)が印加
される。
【0030】入力端子41からの映像信号は動き検出回
路42及びサブサンプリング回路43に供給される。な
お、動き検出回路42には輝度信号のみ供給してもよ
い。動き検出回路42は前画面(前フレーム)と現画面
(現フレーム)との動き量を検出(評価)する。この検
出方法としては多種考えられるが、例えばフレームメモ
リを有し、サンプル毎に前画面と現画面との差分を計算
し、累積することにより動き量を検出する。
【0031】サブサンプリング回路43では人間の視覚
特性が輝度成分と色成分について異なること及び後述す
る後段の補間回路との兼合いから以下に述べるフォーマ
ットで間引き(サブサンプリング)を行う。
【0032】先ず輝度信号Yのサブサンプリングに付い
て説明する。輝度信号のサブサンプリングパターンは図
5に示すとおりである。図5において縦軸は走査ライン
数を表わし、第1フィールド(例えば実線で表わされる
第Kフィールド、第K+2フィールド等)は263本、
第5フィールド(例えば破線で表わされる第K+1フィ
ールド、第K+3フィールド等)は262本であるがこ
こでは代表的にn‥‥‥n+3ラインのみ示している。
また、横軸はサンプル(画素)数を表わし、1ライン
(1H)当り858個であるがここでは代表的にm‥‥
‥m+3のサンプルのみ示している。このパターンの特
徴は 全てのフィールド内において伝送しないサンプル
(後で補間するサンプル)に対して伝送するサンプルが
同一の位置関係にある(図6参照)。 サブサンプリングパターンの変化は4フィールドす
なわち2フレームで完結し、これが繰り返される。
【0033】このパターンのサブサンプリングにより情
報量は1/2に削減される。ここで、は補間フィルタ
を構成する際同一の構成で全ての伝送しないサンプルの
補間が可能であることを意味し、または静止した画面
について2フレームでサブサンプリングする前の全ての
情報が伝送され、補間のやり方次第で解像度をサブサン
プリングする前の状態まで高めることができる可能性が
あることを意味する。
【0034】次に色差信号(B−Y,R−Y)のサブサ
ンプリングに付いて説明する。色差信号のサンプリング
パターンは図7に示すとおりである。図7において縦軸
は走査ライン数を表わし、第1フィールド(例えば実線
で表わされる第Kフィールド、第K+2、第K+4フィ
ールド、第K+6フィールド等)は263本、第2フィ
ールド(例えば破線で表わされる第K+1フィールド、
第K+3フィールド、第K+5フィールド、第K+7フ
ィールド等)は262本であるが、ここでは代表的にn
‥‥‥n+5ラインのみ示している。また横軸はサンプ
ル(画素)数を表わし、1ライン(1H)当り429個
であるがここでは代表的にm‥‥‥m+4のサンプルの
み示している。
【0035】ここのパターンの特徴は 輝度信号同様全てのフィールド内において伝送する
ラインに関しては伝送しないサンプル(後で補間するサ
ンプル)と伝送するサンプルとの相対的位置関係が同一
である(図4参照)。 全てのフィールド内において色差信号(B−Y,R
−Y)はライン毎に交互に非伝送となる。 サブサンプリングパターンはフィールド毎に変化
し、その変化により全てのサンプル位置を8フィールド
(4フレーム)で網羅し完結する。
【0036】このパターンのサンプリングにより両信号
の情報量は夫々1/4に削減される。ここで及びは
補間フィルタを構成する際同一の構成で全ての伝送しな
いサンプル補間が可能であることを意味し、または静
止した画面について4フレームサブサンプリングする前
の全ての情報が伝送され、補間のやり方次第で解像度を
サンプリングする前の状態までの高めることができる可
能性があることを意味する。
【0037】このようにして検出された動き検出回路4
2からの前画面と現画面との動き量及びサブサンプリン
グ回路43からのサブサンプリング(間引き)されたサ
ンプルが予測符号化回路44に供給され、ここで動き量
を考慮に入れた予測符号化を行い、つまり動き補償予測
符号化を行い、更に可変長符号化回路45で予測残差信
号に対して可変長符号化を行って出力端子46に出力す
る。従って出力端子46には大幅に削減された情報が得
られる。
【0038】例えば入力端子42に印加ささる情報を2
16Mbpsとすると、出力端子46には12Mbps
の情報が得られる。そして、出力端子46より動き量の
評価値と可変長符号化したデータを合わせてマルチプレ
クサ4(図1)に伝送する。
【0039】*他の要部の構成と動作 図8は画像高能率復号装置27の一例を示すもので、同
図において、47はビタビ復号器25(図2)で復号さ
れた映像信号に関するデータがデマルチプレクサ26を
介して供給される入力端子であって、この入力端子47
からのデータは可変長復号回路48に供給され、ここで
可変長符号の復号を行い、更に予測復号回路49で動き
量評価値を用いて予測復号すなわち動き補償予測復号を
行って補間回路50に供給する。
【0040】補間回路50は動き量評価値を用いてサブ
サンプリング(間引き)されたサンプルの補間を行う。
すなわち、補間回路50はサブサンプリングされたサン
プルにより生成したフィールド内補間値と過去において
伝送された対応するサンプル位置のサンプル値の双方に
動き量に応じて重みをかけて加え合わせて出力端子51
に出力する。
【0041】図9は補間回路50の具体的回路構成の一
例を示すもので、実際にはこのような回路が輝度信号
Y、色差信号B−Y及びR−Y毎に設けられる。図9に
おいて、52は動き検出回路42(図4)からの動き量
が供給される入力端子、53はサブサンプリング回路4
3(図4)からのサブサンプリングされたサンプルが供
給される入力端子である。入力端子53からのサブサン
プリングされたサンプルはフィールド内補間フィルタ5
4及びフレームメモリ55に供給される。
【0042】フィールド内補間フィルタ54ではフィー
ルド内において伝送されたサンプルより伝送されなかっ
たサンプル位置のサンプル値を定める、すなわちフィー
ルド内補間値を求める。またフレームメモリ55では伝
送されたサンプルだけで更新し、補間フィルタ54の出
力するサンプル位置に対応する2フィールド(輝度信号
のとき)又は4フィールド(色差信号のとき)のサンプ
ルを出力する。
【0043】補間フィルタ54及びフレームメモリ55
の各出力は乗算器56及び57に供給され、入力端子5
2からの動き量に応じて重み付けされる。すなわち乗算
器56は係数Kを有し、乗算器57は係数(1−K)を
有し、例えば動き量を係数と同じK(0≦K≦1)とす
ればKが大きい程補間フィルタ54の出力の重みが増
し、Kが小さければフレームメモリ55の出力すなわち
実際に伝送されたサンプルの重みが増すことになる。
【0044】例えば完全に静止した画面が4フレーム以
上連続した場合Kの値は0となり、この結果乗算器56
の出力は0となり、乗算器57の出力はフレームメモリ
55の出力と等価となり、これ等が加算器58で加算さ
れて出力端子59に出力されるので、結局出力端子59
にはフレームメモリ55の出力のみが得られ、このとき
サブサンプリングしない場合と同様の解像度が得られる
ことになる。
【0045】このように本実施例ではディジタル化する
ことによりディジタル段における情報圧縮技術が応用で
き、たたみ込み符号化、ビタビ復号の適用が可能とな
り、通信衛星に適したディジタル変復調技術が適用で
き、これ等の組合せにより、伝送に必要な電力をFM伝
送方式に比べて数分の1以下とすることが可能となる。
【0046】従って、アンテナの小型化、発動発電機の
小型化が可能となり、中継用送受局の装置の可搬性が向
上する。この可搬性の向上はシステム運用上の制御を少
なくすることに結びつくためシステムの利便性も向上す
る。
【0047】
【発明の効果】上述の如くこの発明によれば、送信側で
映像信号をディジタル化し、高能率符号化すなわち帯域
圧縮し、たたみ込み符号化を行いPSK変調して衛星を
経由して受信側に伝送し、受信側でPSK復調し、ビタ
ビ復号を行い、高能率復号を行ってディジタル化した映
像信号を復元するようにしたので、実質的に必要な電力
を従来のFM伝送方式に比べ数分の1以下にすることが
でき、システムを構成する装置の小型軽量化が可能とな
り、装置の可搬性、利便性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を示す回路構成図であ
る。
【図2】この発明の一実施形態を示す回路構成図であ
る。
【図3】この発明の動作説明に供するためのデータフォ
ーマットを示す線図である。
【図4】この発明の要部の一部の一例を示す回路構成図
である。
【図5】図4の動作説明に供するための図である。
【図6】図4の動作説明に供するための図である。
【図7】図4の動作説明に供するための図である。
【図8】この発明の他の要部の一例を示す回路構成図で
ある。
【図9】図8の具体的回路の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
2 A/D変換器、3 画像高能率符号化装置、9 た
たみ込み符号器、10PSK変調器、14,20 パラ
ボラアンテナ、24 PSK復調器、25ビタビ復号
器、27 画像高能率復号装置、28 D/A変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 雄一 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信側でデジタル化された映像信号を高
    能率符号化し、 高能率符号化されたデータに誤り訂正のためのたたみ込
    み符号化を行い、 たたみ込み符号化されたデータでPSK変調して衛星を
    経由して受信側に伝送し、 受信側で受信信号をPSK復調し、 PSK復調されたデータにビタビ復号による誤り訂正を
    を行い、 誤り訂正されたデータを高能率復号してデジタル化した
    映像信号を復元するようにした映像伝送方法。
JP9027083A 1997-02-10 1997-02-10 映像伝送方法 Pending JPH09247659A (ja)

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