JPS6320074B2

JPS6320074B2 -

Info

Publication number: JPS6320074B2
Application number: JP8742680A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Shigaki
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1988-04-26
Also published as: JPS5713876A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はデイジタル化画像伝送装置に関し特に
非同期端末装置等に適用するテレビ信号伝送装置
に関する。

縦来、テレビ信号をパルス符号化等によりデイ
ジタル化し伝送することにより伝送路等における
雑音の累積のない良好な受信信号を得ている。し
かしながら、このようなデイジタル化において
は、伝送周波数帯域がアナログ方式に比べ通常１
桁以上広がるため、特に線路伝送においては、伝
送到達距離ひいては中継スパンが短かくなるとい
う欠点がある。このため、テレビ信号のデイジタ
ル伝送においては、伝送周波数帯域を信号の間引
き、インタレースおよび補間等によるパルス符号
変調（PCM）信号処理方式、信号間の相関性を
利用した予測符号化方式または直交変換符号化方
式などの手段によつて圧縮することが行われてい
る。しかし、これらいづれの帯域圧縮方法の採用
においても受信側において当初のテレビ信号を復
元するためには、何等かの方法で当初のテレビ信
号に含まれる同期信号を別途伝送し、かつ、これ
を受信側で抽出し再生する手段を必要とする。こ
のためには例えば、受信側に同期信号抽出のため
の位相ロツク発振器（PLO）とこの出力に同期
して実時間動作を可能とする精緻な復号器を設け
る必要がある。しかしまた、前述のような同期信
号の伝送は、同期信号の雑音等の妨害により生じ
る同期外れ防止用の周辺回路を必要とするため、
全体の回路構成を複雑化している。

本発明の目的は同期信号の伝送および再生なら
びに、実時間動作型の高性能復号器をも不要とし
たテレビ信号伝送装置を提供することにある。

本発明の装置は、フレームレート一定の入力テ
レビ信号を帯域圧縮する符号器と、この符号器か
らの帯域圧縮信号を一定の伝送速度に平均化する
第１の緩衝記憶器と、帯域圧縮され一定伝送速度
に平均化された前記テレビ信号を一時記憶する第
２の緩衝記憶器と、前記第２の緩衝記憶器の出力
を帯域伸張する復号器と、該復号器の出力を少な
くとも１フレーム相当分づつ記憶するフレーム記
憶器と、前記入力テレビ信号に含まれる同期とほ
ぼ等しい独立同期信号周期により前記フレーム記
憶器の読み出しを行ないかつ前記読み出しの遅れ
および進みが１フレーム分相当となるごとに少な
くとも１フレームを削除および捜入する手段とを
備えたテレビ信号伝送装置により構成する。

次に本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図はテレビ信号を帯域圧縮して伝送する従
来例を示すブロツク図である。入力端子１から通
常のテレビ信号を入力し、符号器１１においてデ
イジタル化するとともに帯域圧縮を行ない、緩衝
記憶器１２に一時記憶する。記憶器１２の内容
は、ライン発振器１４から与えられるタイミング
信号をもつて定速（すなわち、一定のビツトレー
トにて）で読み出され、結合器１５において同期
用信号を付加して出力端子２から伝送路５に帯域
圧縮されたテレビ信号を送り出す。符号器１１に
ついては、パルス符号変調（PCM）方式で符号
化したのちテレビ信号の走査線間の相関、すなわ
ち、走査線間の情報の冗長度を対象とした帯域圧
縮を行なう予測符号化方式を例にとり説明する。

符号器１１にはアナログ形のテレビ信号が入力
線１６より供給される。一方、入力テレビ信号に
含まれる同期信号成分９は位相ロツク発振器１３
で抽出されてタイミング入力線１７より印加され
る。符号器１１は、入力線１６から供給されたテ
レビ信号を通常信号周波数上限の２倍の周期でサ
ンプリングし、それぞれのサンプリング値を量子
化したのち１サンプル当り数ビツトの２進符号に
変換する。こゝで走査線間の相関を求めて帯域圧
縮するため、タイミング入力線１７からのタイミ
ング信号を基準として、テレビ信号の１走査線内
に含まれるすべてのサンプル値に対する２進符号
を内蔵の記憶回路に一時記憶する。この記憶回路
には、通常の半導体メモリまたは集積化シフトレ
ジスタなどが使用され、少なくとも1000ビツト以
上の記憶容量を与える。前記内蔵した記憶回路の
内容は、入力テレビ信号の次の走査線の信号が入
力され、サンプリングと量子化符号化が行われ２
進符号が得られたとき、遂次読み出され、次の走
査線の対応するサンプルをそれぞれの２進符号と
の減算のため使用される。この減算による差分す
なわち、先の走査線サンプル値の２進符号と後の
走査線サンプル値の２進符号との差の２進符号が
符号器１１より出力される。この過程において、
後の走査線のサンプル値それぞれの２進符号は、
当然、このあとに続く走査線サンプル値の２進符
号とそれぞれ減算されるよう内蔵した記憶回路に
格納される。したがつて符号器１１の出力は２進
符号として常に差分のみ（減算の減数、すなわ
ち、前サンプル値が零のときは差分が信号サンプ
ル値そのものとなる）を与えることになる。一般
に、テレビ信号における一つの走査線とこれに続
く走査線に含まれるそれぞれの情報、すなわち、
黒白の輝度を示す信号レベルの間には、この２つ
の走査線上の同位置のもの相互に強い相関があ
る。換言すると、一方の走査線のある位置が
「黒」の場合には、隣接した他方の同じ位置が
「白」を示す確率が著しく低いことを意味する。
前記の走査線間の差分のみを符号器１１から出力
することは、信号そのものに比べ小さな信号を送
ることを意味しこれは、２進符号の場合もともと
サンプル当り数ビツトを要したものが、平均的に
サンプル当り、たとえば、３〜４ビツトをもつて
すむこととなり、このため伝送すべきビツトレー
ト（２進符号伝送速度）を低下させテレビ信号の
帯域圧縮を可能としている。この走査線間の相関
による帯域圧縮の比率としては数分の１程度のも
のが得られ、一例として入力テレビ信号が４メガ
ヘルツ帯域のときPCM符号化で100メガビツト／
秒を要するものが30〜50メガビツト／秒まで低め
ることができる。複数走査線をもつて構成される
１画面相当の信号、すなわち、フレーム信号を対
象としてある１フレームとこれに続く１フレーム
との相関を求め、前記同様両フレーム信号間の差
分のみを伝送する場合には、フレーム間相関が走
査線間相関よりかなり強いため圧縮比を大きくす
ることができ１桁以上の帯域圧縮も可能である。

符号器１１の差分出力はサンプル値ごとに相次
いで緩衝記憶器１２に一次記憶され、タイミング
入力線１８から与えられるタイミング信号をクロ
ツクとした読み出し操作により、予め定めた一定
速度（ビツトレート）の出力に変換される。こゝ
で、一定速度を得るタイミング信号の周波数、す
なわち、ライン発振器１４の周波数を、本来の
PCM符号化によるビツトレートに圧縮比を乗じ
た値に対してやゝ高めのビツトレートの得られる
ごとく選定する。これにより、サンプル値ごとに
変化する２進符号のビツト数が累積的に緩衝記憶
器１２に格納されてゆく過程において、時間平均
して読み出しの速さが書き込みの速さに追いつか
ず記憶のオーバフロー、すなわち、情報ビツトの
消失を生ずることを防止できる。一般的に、前記
の圧縮比は符号化方式の差異を除けば入力テレビ
信号に含まれる情報（たとえば白黒の輝度の分
布）に依存するため、入力テレビ信号の同期信号
とは無関係であつて、帯域圧縮した後のテレビ信
号には、当初のテレビ信号中にある同期信号成分
が失われている。このため、緩衝記憶器１２の出
力は伝送路５に送り出されるまえに、結合器１５
において、位相ロツク発振器１３からのタイミン
グ信号を入力線１９より受けて同期信号をつくり
出し、これを緩衝記憶器１２の出力に加えること
が必要となる。同期信号としては、たとえば、帯
域圧縮されたデイジタルのテレビ信号の周波数帯
域の上限帯域外にパイロツト信号として付与して
もよい。

受信側においては、伝送路５からのデイジタル
信号を入力端子３から受け入れ、まず、分離回路
２５において、前記同期信号分を入力線２９を介
して位相ロツク発振器２３に印加し同期信号を分
離再生する。デイジタルテレビ信号成分は分離回
路２５から緩衝記憶器２２に入力され一時記憶さ
れるが、この記憶された２進符号は、入力線２７
から与えられる同期信号をタイミング信号として
動作する復号器２１から信号線２８を介して供給
される読み出し指示に応答して遂次読み出されて
復号器２１に与えられる。復号器２１において
は、前記符号器１１と逆の過程を経てもとの入力
テレビ信号への復元が行なわれ、出力端子４から
受信信号として出力する。走査線相関を利用する
帯域圧縮方式においては、復号器２１において、
緩衝記憶器２２よりサンプル値ごとの差分相当の
２進符号を相次いで読み出したのち、復号器２１
内蔵の記憶回路内の先行した走査線のそれぞれ対
応する位置の２進符号値への累算（前値に対する
加算）を行ない、入力線２７からの同期信号のタ
イミングをもつてこの累算値を次々とアナログ量
に復号化のうえ、適宜高域周波数成分を除去して
出力する。こゝでこの累算・復号化は同期信号の
タイミングに合わせ実時間で動作させる必要があ
り、２進符号値を異にするあい続くサンプル値ご
との累算・復号時間の差異がそのまま出力される
と、アナログ信号出力にタイミングのゆらぎを与
えることになる。これを防止するため、たとえ
ば、論理回路方式を同期形に限定することなどの
対策を必要とし、復号器２１には高性能のものを
必要とすることになる。

第２図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。帯域圧縮方式としては、従来例と対比でき
るよう走査線間相関によるものとし、図中、同一
の機能ブロツクについては同一の参照数字を付
し、以下の説明では従来例との差異について述べ
る。

送信側においては、入力端子１からのテレビ信
号を符号器１１で符号化と帯域圧縮ののち、緩衝
記憶器１２を経て伝送路５に対しそのままデイジ
タル信号として送り出すが、この際以下述べるご
とく同期信号を付加する必要はない。したがつて
受信側において同期信号の分離と位相ロツク発振
器によるこれの再生動作も要せず、受信デイジタ
ル信号の入力はそのまま緩衝記憶器２２に書き込
まれる。記憶された２進符号は入力線２８に与え
られる復号器２１ａからの読み出し指示によつて
復号器２１ａに印加され、従来例と同様に内蔵の
記憶回路に格納されている前走査線に対する２進
符号値に累算されるとともにこの累算値を出力し
てフレーム記憶器２６に格納する。

フレーム記憶器２６の記憶を読み出すため、本
発明においては、周波数的に独立した同期信号を
発生する発振器２４を用いている。発振器２４の
周期のタイミングをもつて入力線２７に読み出し
指示を与えることにより、複数の走査線内の信号
（黒白に相当する輝度信号など）よりなるテレビ
画像の１画面に対応する１フレーム分を区切りと
して、あい続く２進符号の時系列として記憶の読
み出しを行なつたうえ、この読み出し出力を通常
のデイジタル・アナログ変換回路（ADC）をも
つてアナログ信号に変換し、出力端子４に供給す
る。

こゝで、発振器２４の周波数として当初の送信
側の入力テレビ信号に含まれる同期信号周波数に
ほぼ等しい、すなわち、公称周波数の等しい値を
選び、かつ、発振器の安定度としても特別に高確
度とすることなく通常精度の高安定回路、たとえ
ば、水晶制御発振回路などを採用するとして、温
度変動、電源変動または経時変化に起因する送受
間の同期信号周波数の完全なる一致が得られない
としても、以下のごとくにしてテレビ信号伝送に
は支障がなく、この故をもつて本発明においては
同期信号の伝送を要しない。すなわちフレーム記
憶器２６には復号器２１ａの出力が次々と書き込
まれ、少なくとも１フレーム分相当の２進符号が
常に格納されている状態が時間的に推移する。も
し読み出しの速さが書き込みの速さを超えるとき
は、次のフレーム分信号の書き込まれる前に１フ
レーム分信号の読み出しが終りこのままでは次フ
レームが欠除することとなるため、この場合には
直前のフレーム分信号を再度読み出してこの間時
間的にフレームの欠落のない読み出し、すなわ
ち、フレームの挿入動作を行わせる。このときは
複数フレームごとに１フレームづつ当初の入力テ
レビ信号に比べフレーム数が増えることとなる
が、通常のテレビ画像についてはフレームレー
ト、すなわち、単位時間当りのフレーム数が１フ
レーム程度増減しても画質の変化を見とれない。
これに反し読み出しの速さが書き込みの速さを下
まわるときは、以上とは逆に記憶されている１フ
レーム分の信号の読み出しが始まる前に、その次
のフレーム分の信号によつて記憶が書き替えられ
る状態となる。この場合はこの１フレーム分信号
が読み出されないままに終つて、１フレームを飛
び越したまま受信出力は継続することとなり、周
期的な１フレームづつの飛び越し、すなわち、フ
レームの削除が行われる。しかしこれもフレーム
レートとして単位時間当り１フレーム程度の差異
についてはこれを変化として通常感知されない。

このような１フレーム単位でのフレームの挿入
および削除を行わせるため、たとえば、フレーム
記憶器２６に対して１フレーム分記憶の読み出し
を終る近傍を判定時点とする制御回路を設ける。
復号器２１ａを経由し緩衝記憶器２２から適時に
フレーム記憶器２６に与えられる信号分を含んで
このフレーム記憶器２６から判定時点に読み出す
ことのできる後続フレームの信号が、もし、１フ
レーム相当分に満たないときは、制御回路から読
み出しの終つたフレーム記憶を書き替えることな
くこれらを再度読み出すようフレーム記憶器２６
の読み出し回路に指示信号を与え、フレームの挿
入が行われる。これと反対に、前記後続フレーム
信号が２フレーム相当分または２フレーム相当分
を超えるときは、次の１フレーム相当分をフレー
ム記憶器２６に書き込むことなく、後続する２フ
レーム目を書き込むとともにこれを読み出すよう
制御回路から指示信号を与えてフレームの削除が
行われる。このため、フレーム記憶器２６の書き
込みおよび読み出し回路に対しては指示信号を受
けて動作するゲート回路をそれぞれに、もしく
は、前者のみに設ける。

復号器２１ａは同期信号のタイミングとは無関
係に動作してよく、このため実時間動作に制約さ
れることもなくなつてこれによる回路の簡素化を
可能とする。

以上の実施例において符号化を通常の２進符号
PCM化に例をとり、帯域圧縮方式として走査線
間相関（またはフレーム間相関）による差分伝送
形の予測符号化方式に例をとつて説明した。本発
明はこれに限定されるものでなく、たとえば、２
進符号以外の多値符号と予測符号化以外の直交変
換符号化方式などをもつてしても以上の説明を敷
衍することによりこれを実施することができる。

以上のように、本発明では、実時間動作のため
高性能復号器を必要とせず同様信号の伝送と再生
を不要とした雑音等による同期外れを生ずること
のないテレビ信号の伝送ができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すブロツク図および第２図
は本発明の一実施例を示すブロツク図である。図
において、１，３……入力端子、２，４……出力端子、５
……伝送路、９……同期信号成分、１１……符号
器、１２，２２……緩衝記憶器、１３，２３……
位相ロツク発振器、１４……ライン発振器、１５
……結合器、１６，１９，２７〜２９……入力
線、１７，１８……タイミング入力線、２１，２
１ａ……復号器、２４……発振器、２５……分離
回路、２６……フレーム記憶器。

Claims

【特許請求の範囲】

１フレームレート一定の入力テレビ信号を帯域
圧縮する符号器と、この符号器からの帯域圧縮信
号を一定の伝送速度に平均化する第１の緩衝記憶
器と帯域圧縮され一定伝送速度に平均化された前
記テレビ信号を一時記憶する第２の緩衝記憶器
と、前記第２の緩衝記憶器の出力を帯域伸張する
復号器と、該復号器の出力を少なくとも１フレー
ム相当分づつ記憶するフレーム記憶器とを備え、
前記入力テレビ信号に含まれる同期信号周期とほ
ぼ等しい独立同期信号周期により前記フレーム記
憶器の読み出しを行ないかつ前記読み出しの遅れ
および進みが１フレーム分相当となるごとに少な
くとも１フレームを削除および挿入する手段とを
備えたことを特徴とするテレビ信号伝送装置。