JPS62286359A - 音声・描画同時通信方式 - Google Patents

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】 ３、発明の詳１、田な説明 〔概　要〕 音声信号帯域の一部の帯域の削除と一部の帯域の移動を
行って音声帯域内に無信号帯域を有する圧縮された音声
信号を作成して送受信するとともに、複数チャンネルの
モデム信号をこの無信号帯域に挿入して送受信すること
によって、描画信号の全二重通信を行うことができるよ
うにする。受信側では、圧縮された音声信号における一
部の帯域を移動して一部の帯域を削除された音声信号を
復元することによって音声信号の全二重通信を行うこと
ができるようにして、音声、描画同時通信を実現する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は音声信号と描画信号とを同時に伝送する方式に
係り、特にアナログ電話回線を使用して音声信号と描画
信号とを重畳して双方向に同時に伝送する音声・描画同
時通信方式に関するものである。

従来の電話通信では音声情報の伝送のみ行うようにして
いるため、地図や図形の説明をする場合や、人名、地名
等の伝達を行う場合に、情報を伝えるために長時間を要
するばかりでなく、話者のご図を確実に伝達することが
困難である場合があるという問題があり、このため電話
回線を経て音声とともに描画１ｎ報を同時に伝送するこ
とができるイメージフオン（またはスケッチフオン）が
開発されている。

このような、アナログ電話回線を介して音声信号と描画
信号とを１畳して伝送する通信方式においては、音声信
号の品質低下を生じないとともに、描画情報も全二重通
信可能なものであることが要望される。

〔従来の技術〕

従来のアナログ電話網を利用した音声・描画同時通信方
式におけるテレライティング端末においては、第８図に
示す方式によって音声信号と描画信号との多重化を行っ
ている。

第８図において（１）は音声の信号帯域を示し、アナロ
グ電話回線においては、通常、斜線を施して示す０．３
〜３．４　ｋＨｚの周′６！１．敗範囲を電話音声帯域
として伝送する。

これに対して従来の方式では、（２）に示すように電話
音声帯域から一部の周波数範囲を帯域除去し、この部分
に（３）に示すような狭い周波数スペクトラムを有する
符号化された描画像信号を挿入して多重化することによ
って、（４）に示すような信号形式によって、音声信号
と描画信号との同時伝送を行うようにしている。

すなわち音声帯域の一部を除去することによる影口をで
きるだけ少なくするため、モデムの伝送速度として３０
０ｂｐｓを用い、必要帯域を３００１１ｚ程度として　
１．６〜１．９　ｋＨｚの帯域に挿入するようにし、こ
れに応して音声帯域における　１．４〜２．１ｋｌ！２
の範囲を帯域除去している。

〔発明が解決しようとする問題点］ 従来のテレライティング端末の音声・描画同時通信方式
においては、音声品質の劣化を最小限にするため、モデ
ム信号として１チヤンネルだけ用いているので・、音声
通信は全二重であるに拘わらず描画像の通信は半二重と
なって、対向する話者が同時に描画像を伝送することが
できず、先に描画した話者が送信権を持って描画を行い
、その終了を待って始めて相手話者が描画できるように
なっている。

そのように両話者が同時に描画することができない点で
情報伝達機能上不満足であるとともに、両話者の描画信
号の送信／受信の切り替えのための通信制御を必要とし
、装五構成が複雑化するという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのよつな従来技術の問題点をｈ￥決するため
、第１図に原理的構成を示すように、音声信号と描画信
号とをアナログ電話回線を介して同時に送受信する音声
・描画同時通信端末において、電話音声入出力手段（１
０１）、描画像入出力手段（１０２）、音声圧縮手段（
１０３）、描画（象変調手段（１０４）、音声伸張手段
（１０５）および描画像復調手段（１０６）を具えてい
る。

電話音声入出力手段（１０１）はハンドセット等の音声
入出力手段を有している。

描画像入出力手段（１０２’）　　は、タブレット等の
描画入力手段と、ディスプレイ等の描画表示手段とを具
えている。

音声圧縮手段（１０３）は、マルチバンドディジタルフ
ィルタを具えて音声入出力手段（１０１”）からの音声
信号を複数の帯域に分割して選択的に抽出するとともに
、サンプルの間引きを行って分割された帯域の一部を移
動して音声帯域内に無信号帯域を作成する。

描画１象変調手段（１０４）は、描画像入出力手段（１
０２）からの描画像信号をモデム信号化して圧縮された
音声信号中の無信号帯域における一部のチャンネルに挿
入する。

音声伸張手段（１０５）は、サンプルの間引きを行って
、受信した多重化された信号における圧縮された音声信
号の一部の帯域を移動したのち、マルチバンドディジタ
ルフィルタによって複数の帯域に分割して選択的に抽出
することによって送信側の音声帯域を再現して電話音声
入出力手段（１０１）に入力する。

描画（象復調手段（１０６）は、多重化された信号にお
ける他のチャンネルのモデム信号を抽出し復調して、描
画像信号を再生して描画像入出力手段（１０２）に与え
る。

〔作　用〕

第２図は本発明の方式における音声信号と描画信号との
多重化を示したものであって、本発明の詳細な説明して
いる。

第２図において（１１は音声の信号帯域を示し、アナロ
グ電話回線における０、３〜３．４　ｋｌｌｚの周波数
範囲を■〜■の５個の帯域に分割する。

そしてこれから１つおきの帯域■、■、■を抽出すると
ともに帯域■の位置と向きを変更して、第２図（２）に
示すような周波数配置の音声信号を作成する。

さらに（２）における■と■の帯域の中間の位置に、（
３）に示すような３００ｂｐｓモデムのスペクラムを有
する２チヤンネルの描画像信号を作成する。

このような音声信号と描画像信号とを重畳して（４）に
示す伝送信号を作成する。

これによって、音声信号を全二重化するとともに、２チ
ヤンネルの描画像信号を往復に１チヤンネルずつ使用す
ることによって、描画信号も全二重化する。

従って本発明の方式では、音声と描画像とをともに全二
重通信を行うことができ、両話者が同時に音声通話と描
画とを行うことができるとともに、描画信号の送信／受
信の切り替えが不要になるので、従来方式における問題
点は解消する。

〔実施例〕

第３図は本発明の一実施例を示したものである。

ユーザが電話のみを使用するときは、スイッチ１−１．
１−２は■の側に接続されていて、ハンドセット２とア
ナログ電話回線とは電話機制御回路３を介して接続され
て、通常の音声通話が行われる。

音声と描画の同時通信を行うときは、スイッチ１−１．
１−２は■の側に接続される。４は中央処理装置（ＣＰ
　Ｕ）であって、描画信号の入出力の制御を行う。すな
わちタブレット５上においてペン６を用いて描画を行う
と、ペン６の位置に応じて座標検出回路７から一定時間
ごとにサンプリングされたペン座標の信号が出力される
。処理装置４はこのペン座標の信号に対して直線補間の
処理を行って、映像メモリ８に格納する。さらに映像メ
モリ８から読み出したデータによってティスプレィ９に
おいて描画像の表示を行う。またサンプリングされたペ
ン座標の情報は処理袋＝４によって圧縮符号化されて情
報量を削減され、変調器９八を経て第２図（３）に示さ
れた一方のチャンネルのモデム信号に変換されて送出さ
れる。

一方、電話機制御回路３からの第２図（［）に示す音声
信号は、２線・４線変換回路１０を経て音声圧縮回路１
１に加えられて所要の帯域圧縮処理を受けて、第２図（
２）に示された圧縮された音声信号を生じる。

変調器９＾からのモデム信号化された描画像信号と、音
声圧縮回路１１からの帯域圧縮された音声信号とは加算
器１２において加算されて第２図（４）に示す多重化信
号を生じ、２線・４線変換回路】３およびスイッチ１−
２を経てアナログ電話回線に送出される。

アナログ電話回線から送られてくる信号も同じ構成から
なり、フィルタ１４を経て第２図（３）に示す他方のチ
ャンネルのモデム信号を抽出され、抽出されたモデム信
号は復調器１５において復調されて、圧縮符号化された
描画像信号を生じる。処理装置４はこの信号に対して伸
張処理を行って映像メモリ８に格納し、さらに映（象メ
モリ８から読み出された描画像の情錫はディスプレイ９
において表示される。

一方、受信信号は２線・４線変換回路１３を経て音声伸
張回路１６に加えられて所要の伸張処理を受けて、第２
図（１）における■、■、■の帯域の信号を生じ、２線
・４線変換回路１０から電話器制御回路３を経てハンド
セット２において受信される。

第４図は、音声圧縮回路１】の構成例を示すブロック図
である。同図において、２１は電話音声帯域（０，３〜
３．４　Ｋ１１ｚ　）の帯域通過アナログフィルタ、２
２はアナログディジタル変換器（ＡＤ）、２３はマルチ
ハンドディジタルフィルタ、２４はサンプルを１　ＩＩ
Ｉおきに間引く処理を行うサンプル間引き処理部、２５
は帯域除去ディジタルフィルタ、２６はディジタルアナ
ログ変ｍ器（ＤＡ）、２７は低域通過アナログフィルタ
である。

第５図は音声伸張回路１６の構成を示すブロック図であ
る。同図において、３１はアナログディジタル変換器（
ＡＤ）、３２は帯域除去ディジタルフィルタ、３３はサ
ンプルを１個おきに間引く処理を行うサンプル間引き処
理部、３４はマルチバンドディジタルフィルタ、３５は
ディジタルアナログ変換器（ＤＡ）、３Ｇは低域通過ア
ナログフィルタである。

第６図は音声信号と描画信号の多重化を説明する図、第
７図は多重化された信号からの音声信号の分離を説明す
る図である。

以下、第４図ないし第７図によって、音声信号と描画信
号の多重化と分離とについて説明する。

第３図においてハンドセットＺから発生する音声信号は
、第６図（１）に示すように広いスペクトラム帯域を持
っている。この信号は第４図に示す音声圧縮回路１１に
おいて、帯域通過アナログフィルタ２１によって、第６
図（２）に示すように０゜３〜３．４　Ｋ１１ｚの周波
数範囲に帯域制限される。この信号をアナログディジタ
ル変換器２２においてサンプリング周波数（ｒ　ＫＨｚ
　）でアナログディジクル変換を行うと、第６図（３）
に示すような周波数ｆ　Ｋ１１ｚごとに折り返されたス
ペクトラムを有する信号となる。これを第６図において
く八）に示すような、０〜ｆＫｌｌｚの範囲で交互に通
過帯域と阻止帯域を有し、ｆ　／　２　ＫＨｚを中心と
して通過帯域と阻止北域とが互いに対称な位置に存在す
るような振幅特性を有するマルチバンドディジタルフィ
ルタ２３を通過させることによって、第６図（４）に示
すスペクトラム配置の信号を得る。この信号をサンプル
間引き処理部２４においてサンプルを１つおきに間引い
て、サンプル値を１つおきに強制的に０に置き換えるこ
とによって、スペクトラムがｆ　／　２　ＫＨｚごとに
折り返されて、第６図（５）に示ずスペクラムを有する
信号を得る。この際、折り返された通過帯域の信号は他
の通過帯域の信号と重畳することはない。この信号を０
　＝　ｆ　Ｋ１１ｚの周波数範囲でｆ　／　２　Ｋ１１
ｚを中心として上下対称な帯域除去特性を有する帯域除
去フィルタ２５を通過させることによって、第６図（６
）に示す信号を得る。ディジタルアナログ変換器２６に
おいて、この信号をサンプリング周波数ｒ　ＫＨｚでデ
ィジタルアナログ変換し、低域通過アナログフィルタ２
７によって高調波成分を除去することによって、第６図
（７）に示す帯域圧縮された信号を得る。この信号に対
し斜線を施して示す２つのチャンネルのモデム信号多重
化して、第６図（８）に示すアナログ電話回線の信号を
得る。

アナログ電話回線を経て伝送されてきた、第７図（９）
に示すスペクトラムを有する相手方からの音声信号と、
描画像を伝送する斜線を施して示すモデム信号との多重
化された信号は、第５図に示す音声伸張回路１６におい
て、アナログディジタル変換器３１でサンプリング周波
数ｆ　ＫＨｚによってアナログディジクル変換を行われ
て、第７図（１０）に示すような周波数ｆ　Ｋ１１ｚで
折り返され、０〜ｆＫｌｌｚの範囲でｆ　／　２　Ｋ１
１ｚを中心として上下対称なスペクトラムを有する信号
を生じる。この信号をＱ　−ｆ　ＫＨｚの範囲でｆ　／
　２　ＫＩＩ２を中心として上下対称な帯域除去特性を
有する帯域除去フィルタ３２を通過させることによって
、モデム信号が除去されて第７図（１１）に示す信号と
なる。この信号はサンプル間引き処理部３３においてサ
ンプルを１つおきに間引いて、サンプル値を１つおきに
強制的にＯに置き換えることによって、スペクトラムが
ｆ　／　２　ＫＨｚごとに折り返されて、第７図（１２
）に示すスペクラムを有する信号を得る。この信号は第
６図（Ａ）に示す帯域特性を有するマルチバンドディジ
タルフィルタ３４を通過することによって、第７図（１
３）に示すスペクトラムを有する信号を生じる。ディジ
タルアナログ変換器３５において、この信号を再びサン
プリング周波数ｆ　ＫＨｚでディジタルアナログ変換し
、低域通過アナログフィルタ３６を通過させて高調波成
分を除去することによって、第７図（１４）に示す音声
出力信号が得られる。

このように本発明の方式では、マルチバンドディジクル
フィルタによる離散的スペクトラム配置を有する信号の
発生と、サンプルの間引きによって、音声の品質低下を
極力抑えながら一部の帯域を削除し、さらにスペクトラ
ムの配置を変更して削除した周波数帯域を１箇所に集め
、これを描画像信号を伝送するモデム信号の伝送帯域に
割り付けるようにしている。モデム信号は波形伝送であ
るから、Ｊｆ々の回線構成における減衰ひずみと群遅延
ひずみの小さい帯域を使用する必要があり、従って電話
音声帯域における１、０　Ｋ１１ｚ〜２．０　Ｋｌｔｚ
の領域に割りつけることが望ましいが、本発明の方式で
は上述のようにして、所要の帯域に２チヤンネルの描画
ｆ象のモデム信号を収容することができる。

第８図に示された従来の方式で複数チャンネルのモデム
信号を挿入しようとすると、中域の欠落が大きくなるた
め音声品質の低下が著しくなり、実用に耐えなくなるが
、本発明の方式では、音声帯域を複数に分割して、その
中から任意個数の帯域を選択して抽出することによって
、音声品質の低下を最小限にすることができる。特に第
２図に例示するように、低域、中域、高域からそれぞれ
一部の帯域を抽出するようにすることが、声の特徴を良
く表す周波数帯域のスペクトルをできるだけ多く伝送す
る上に有効である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、音声信号を圧縮し
て複数チャンネルのモデム信号を挿入するので、音声信
号と描画信号の全二ｍ通信を実現できるとともに、従来
の半二重通信方式のように送信／受信の切り替えの通信
制御が不必要になる。

この際音声帯域の一部の帯域の移動を行って、モデム信
号を挿入するので、音声帯域の分割、削除を音声品質の
低下を少なくするように選定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成を示す図、第２図は本発明
の方式における音声信号と描画信号との多重化を説明す
る図、 第３図は本発明の一実施例を示す図、 第４図は音声圧縮回路の構成を示すブロック図、第５図
は音声伸張回路の構成を示すブロック図、第６図は音声
信号と描画信号の多重化を説明する図、 第７図は音声信号の分離を説明する図、第８図は従来の
音声信号と描画信号との多重化方式を示す図である。 １−１．１−２・−スイッチ ２・−・ハンドセット ３−・−電話様制御回路 ４−中央処理装置（ＣＰ　Ｕ） ５−・・タブレット ６−・・ペン ７・−座標検出回路 ８−映像メモリ ９−ティスプレィ ＩＱ、　１３・−２線・４線変換回路 １１−音声圧縮回路 １２−加算器 Ｉ４−　　フィルタ １５−復調器 １６−・−音声伸張回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電話音声入出力手段（１０１）と、描画像入出力手段（
   １０２）とを具え、音声信号と描画信号とをアナログ電
   話回線を介して同時に送受信する音声・描画同時通信端
   末において、 電話音声入出力手段（１０１）からの音声信号を複数の
   帯域に分割して選択的に抽出するとともに分割された帯
   域の一部を移動して音声帯域内に無信号帯域を作成する
   音声圧縮手段（１０３）と、前記描画像入出力手段（１
   ０２）からの描画像信号をモデム信号化して前記圧縮さ
   れた音声信号中の無信号帯域における一部のチャンネル
   に挿入する描画像変調手段（１０４）とを具え、 音声信号と描画信号とを多重化して送信するとともに、 該多重化された信号における圧縮された音声信号の一部
   の帯域を移動したのち複数の帯域に分割して選択的に抽
   出することによつて送信側の音声帯域を再現して前記電
   話音声入出力手段（１０１）に入力する音声伸張手段（
   １０５）と、 該多重化された信号における他のチャンネルのモデム信
   号を抽出し復調して描画像信号を再生して前記描画像入
   出力手段（１０２）に与える描画像復調手段（１０６）
   とを具え、 多重化された音声信号と描画信号とを分離して受信する
   ことを特徴とする音声・描画同時通信方式。