JPH0286281A - ビデオ映像中の画素に対応するデータを電話線を介して伝送する方法および装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直角振幅変調を用いて電話線を介して行うビデ
オ伝送に関するものである。

〔従来の技術〕

空間波またはケーブルを介するビデオのテレビジョン伝
送のために、広帯域の専用伝送リンクが存在する。これ
により、帯域幅が狭い電話線では実用的でない変調方法
ｔ−使用できる。ＴＶ信号で送られる各走査線に対して
、（１）走査線の間の帰線期間中の水平同期パルスと、
（２）同期のための色副搬送波周波数のカラーバースト
と、（３）　　（＆）直角振幅変調された（ＱＡＭ）信
号の同相（Ｉ）チャネルおよび直角位相（Ｑ）チャネル
における２つの色差信号と（ｂ）　　輝度信号用の副搬
送波で構成されている加え合わされた信号と、が生ずる
。人の眼は色の違いよシも明るさの違いを容易に見分け
ることができるから、輝度信号により広い帯域幅が割当
てられる。

〔発明が解決すべき課題〕

典型的なファクシミリ装置は限られた帯域幅の電話線を
利用する。ファクシミリ装置は色信号または輝度信号を
デジタル符号に変換してから、そのデジタル符号を他の
データと同様にモデムを介して伝送する。各符号値はｌ
とＯのビットで構成され、１または０の値を変化させる
誤シが、ビットの位置に応じて符号値を大きく変化させ
ることがあり、その結果として、受信映倫に大きな誤シ
が生ずることになる。米国特許第３，５１７，１１７号
に示されている別のファクシミリ装置は、黒と白に対し
て２つのレベルを用い、灰色調のためにパルスの幅を変
化させる。

米国特許第４，７３９，４１３号には、正弦波信号の隣
接する振幅が隣接する色度値または輝度値に対応させて
、逗幅に誤差が生じても検出信号の誤りを小さくする装
置が開示されている。その米国特許に開示されている装
置は、零交差が同じ位置で常に生ずるように、多数の振
幅レベルを有する２つの位相を用いて、検出を容易にす
る技術が開示されている。ＱＡＭ伝送は伝送されるデー
タの量を２倍にするが、零交差はもはや明確でないから
異なる方法を要する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ＱＡＭ信号の■チャネルとＱチャネルにおけ
るデータパケット中の正弦波サイクルの隣シの振幅を隣
シの色度値、灰色値または輝度値に割当てる。！チャネ
ルとＱチャネルにおけるデータパケット中の重複する正
弦波サイクルが同じ画素または隣りの画素に割当てられ
る。パケットの各伝送の開始時に同期信号が送られる。

その同期信号は■チャネルとＱチャネルにおける最大振
幅の複数のサイクルである。同期信号は、新しいパケッ
トの開始を示す機能と、位相を用いて復調器位相検出回
路を初期設定する機能との２つの機能を同時に行う。

本発明の一実施例においては、同期信号は第３の機能を
行う。す−プわち、同期信号の位相を用いて復調器中の
振幅検出器を較正する。

灰色調信号に対しては、■チャネルとＱチャネルに一対
の隣接する画素を置くことにより灰色（輝度）が送られ
る。

色度値金送るために、色画素データを２つのブロックに
分けることが好ましい。パケットの第１のブロックは走
査線の輝度データを供給し、パケットの第２のブロック
は色の差値を供給する。映倫の２本の走査線が送られる
チャネル上で組合わされ、１本の走査線は！チャネルへ
割当てられ、他の走査線はＱチャネルへ割当てられる。

各正弦波サイクルに対して、■とＱのチャネルは、同じ
列ま念は同じ行内で互いに隣り合う画素に対する情報を
含む。したがって、伝送に誤りが生ずると隣りの画素に
小さい変化を生じさせる。

それは同じか、または類似の色と輝度の少くとも１つＫ
なる傾向がある。

したがって、本発明は、限られた帯域幅の電話線を介し
て送ることができるビデオデータの量を最大にする。

復調器はヘッダの間は搬送波の中心周波数に固定し、伝
送中はその中心周波数を用いる。位相の誤りは同期信号
が持続している間だけ補償され、データパケットが存在
している間は位相調節回路はマイクロプロセッサによっ
て動作不能にされる。

データパケットは比較的短いから、同期を常にとること
は求められない。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１Ａ図はスクリーン上に映像を構成する画素のアレイ
１０が示されている。第１の画素行には番号１−１６０
が付けられ、第２の画素行には番号１６１　＝　３２０
がつけられる、等である。ＱＡＭ伝送のために２本のビ
デオ走査線が一緒に送られる。

走査線１はＩチャネルで送られ、走査線２はＱチャネル
で送られる。したがって、画素ｌと１６１のための輝度
情報と、色情報または灰色調情報はほぼ同じ時刻に送ら
れる（２つのチャネルの間で９０度隔てられる）。それ
ら２つの画素はすぐ隣接しているから、それらの画素は
同じ値または類似の値を持つ傾向がある。したがって、
２つの画素の間の干渉は最小でなければならない。

最初のパケットが送られる前にヘッダ１２が送られる。

ヘッダの次に同期信号１４が送られ、それから最初のデ
ータパケットが送られる。同期信号は第２図に詳しく示
されている。そのデータパケットの後に残りのビデオの
ための付加データパケットが続く。この送信の屓序が第
１Ｂ図に示されている。

第２図は２つのデータチャネルの間のパケット同期信号
２４を示す。その同期信号はＩチャネル成分２６とＱチ
ャネル成分２８で構成される。それら２つの成分は正弦
波信号の場合には最大振幅である。第２図かられかるよ
うに、位相が９０度累々る同期信号２６と２８を組合わ
せると、チャネルＩＱの間の位相が４５度で、振幅が元
の信号の振幅の約１．４倍である組合わされた信号が得
られる。同期のための正弦波サイクルの数と繰返えし周
波数はデータパケットの長さと、ラインのノイズと、周
波数推移と、システムクロックの確度とに関連づけられ
る。

第３Ａ図はＱＡＭ伝送のための一般化したフォーマツ１
−ｔ−示す。Ｑチャネル２９と、■チャネル３１と、組
合わされたチャネル３３とが示されている。その組合わ
されたチャネルはヘッダ３５と最初の同期フィールド３
７を含む。その同期フィールドの長さはＭ個の記号に相
当する長さである。

その同期フィールドの後にＮ個の記号に相当する長さの
ＱＡＭパケット３９が続き、このパケット３９に中間同
期フィールドをはさんで付加パケットが続く。各パケッ
トは輝度情報と色情報の少くとも一方により符号化でき
る。チャ・ネルＩとＱは位相が９０度累々る。ヘッダと
同期フィールドが存在している間はそれらは等しい振幅
であるから、その結果として、位相が４５度推移され、
２の平方根だけ振幅が大きくなつ之複合波形が形成され
る。

同期フィールドは希望に応じて置くことができるが、ビ
デオの走査線または走査線群当りのパケットの数は整数
として、Ｘ番目ごとの同期フィールドが走査線の始りに
一致し、そこで識別できるようにすることが好ましい。

たとえば、各同期フィールドは走査線の始シを示すこと
ができ、あるいは同期フィールド４１．４３のような１
つおきの同期フィールドを走査線の始りとすることがで
きる。

第３Ｂ図は色伝送のためのフォーマットの例を示す。こ
の図には■チャネル３０と、Ｑチャネル３２と、組合わ
されたチャネル３４とが示されている。組合わされたチ
ャネル３０はチャネルＩとＱを単に重畳したものである
。組合わせたチャネル３４はヘッダと、その後の同期（
ｉ号を含む。その同期信号に走査線１と２のための輝度
情報が続き、その輝度情報に走査線１と２のための色差
信号が続く、輝度信号に１６０個の記号（正弦波サイク
ル）が割当てられるから、各チャネルでは１つの記号が
１つの画素に対応する。色分解能は輝度分解能より低く
てよいから（第１Ｃ図参照）、色差信号には８０個の記
号が割当てられるだけである。したがって、色が４つの
画素に対して平均されるように、１つの記号が４つの画
素に対応する。

色差信号はＢ−Ｙ、Ｒ−Ｙであって、それらは標準的な
やり方で計算される（Ｂ＝青、Ｒ＝赤、Ｙ＝輝度）。走
査線１と２に対する色差パケットに次の走査線の次めの
同期信号が続き、この後に走査［３と４に対する輝度パ
ケットと色差パケットが続く。

第４図は本発明の伝送技術に用いる変調器のブロック図
である。マイクロプロセッサ３６がカメラその他のビデ
オ源から画素データを受け、そのデータをメモリ（図示
せず）に格納する。特定の画素値に対するＱＡＭ正弦波
信号の振幅と位相がマイクロプロセッサ３６によりデジ
タルルックアンプテーブル３Ｂから決定される。その値
はデジタル−アナログ変換器４０によシアナログ正弦波
サイクルに変換される。パルス整形および伝送フィルタ
４２が信号を電話線４４を通じて送るために信号を滑ら
かにする。

第５図は第４図の変調器に対応する復調器を示す。受信
器・フィルタ４６が電話線４４から信号を受ける。それ
らの信号はプログラム可能な利得制御回路４８へ供給さ
れる。その利得制御回路は制御＋［８（ｌ介してマイク
ロプロセッサによりプログラムされる。そのマイクロプ
ロセッサは第４図の変調器に用いるマイクロプロセッサ
と同じにできる。

リミッタ５２が、ヘッダフィールドと同期フィールド中
に受信信号の零交点を検出し、その点を表すデジタル信
号（ＬｒＳＩＧ）を発生する。入来信号を正しく復調し
て正確な受信データを得るために、復調信号（ＲＣＶＣ
ＩとＲＣＶＣＱ　）が入来信号と同相であるように、前
記デジタル信号を搬送波再生フェーズロックループ（Ｐ
ＬＬ）５４が用いてそれらの復調信号を調節する。搬送
波再生（ＰＬＬ）５４は、■チャネル復調のための信号
ＲＣＶＣＩ　とＱチャネル復調のための信号ＲＣＶＣＱ
を復調器５６へ戻す。それらの信号は位相が互いに９０
度異なる。同期動作中はそれらの信号と入来信号（チャ
ネルＩとＱで等しい撮幅値で構成される）の位相は４５
度異なる。

位相固定動作はヘッダと同期パルスが持続している間だ
け行われる。その理由は、ＱＡＭデータパケットが存在
している間は零交差を予測できないからである。搬送波
再生ＰＬＬ５４のこの動作は、同期記号全数え、Ｃａｒ
ｒ　Ｌｏｃｋ　　（第６図参照）ｆＣセットする時を知
って、現在の位相設定を固定するマイクロプロセッサに
より行われる。

線５８上の入来信号を断線（すなわち倍増）して２つの
信号をＭ２Ｏと６２に得るために、信号ＲＣＶＣＩとＲ
ＣＶＣＱが同期直角復調器５６により用いられる。それ
らの得られた２つの信号はベースバンドフィルタ６４．
６６をそれぞれ通されて搬送波の洩れを制限し、それか
らサンプル・ホールド回路６８．７０へ加えられる。そ
れから２チヤネルアナログマルチプレクサＴ２がそれら
の信号をアナログ−デジタル変換器１４へ送シ、そこで
マイクロプロセッサはそれらの信号の値の対応するデジ
タル値を得る。

データの正確な標本化が信号２ＦＤＡＴＩ、２ＦＤＡＴ
Ｑ　、５ＦＬＩＱにより決定される。それらの信号はデ
ータクロック再生ＰＬＬ７６により供給される。

このデータクロック再生ＰＬＬ７６は、ロックするため
の入来信号として信号ＬＩＤＡＴを用い、かつ常に動作
している、すなわち、マイクロプロセッサによりロック
されることは決してない、ことを除・き、搬送波再生Ｐ
ＬＬ５４に非常に良く類似する。

信号ＬＩＤＡＴは、リミッタ７８により発生されて、入
来データのクロックを表すデジタル信号である。

搬送波再生ＰＬＬ５４の詳細が第５図に示されている。

位相を調節するために、搬送波再生ＰＬＬ５．４は、周
波数が入来搬送波の周波数の２倍で、それと同相の信号
（２ＬＩＳＩ）と、周波数が復調信号（ＲＣＶＣ）の周
波数の２倍でちる基準信号（２ＦＣＡＲ）とを発生する
。信号２ＬＩＳＩは縁部検出器８０と１言号発生器８２
により（リミッタ５２から受けた）信号ＬＩＳＩＧから
発生される。入来信号（Ｌ■ＳＩ）と復調信号（ｒｔｃ
ｖｃ）の位相差を計算するためＶこ、信号２ＬＩＳＩと
２　ＦＣＡＲは位相比較器８４で比較される。その比較
の結果得られた出力すなわち位相差はデジタルフィルタ
８６で低域ｐ波され、ノイズとジッタの影響を最小にす
るとともに、位相調節回路８８により位相修正係数を発
生するために用いられる。同期信号が存在している間だ
け位相調節回路８Ｂを動作させるために、ＣＡｒＬＲ−
ＬＯＣＫ　信号がマイクロプロセツサによシ発生される
。

位相修正係数と、周波数カウンタ９２と１の補数回路９
４により発生された中心周波数が加算器９０において加
え合わされる。それから、位相修正係数は信号発生器９
８へ送られて復調信号ＲＣＶＣと基準４号（２Ｆ’ＣＡ
Ｒ）の位相を調節する。

この動作は１位相誤差が最小に調節されるまで多数の受
（言信号サイクルについてくりかえされる。

搬送波再生ＰＬＬの独特の面は入来周波数についてＷ１
１練できることである。少くとも３２個の一連の同期パ
ルス（ヘッダの一部とじてか最もありそうである）を供
給し、ＴｒｉＡ■Ｎ信号をセットすることによシ、搬送
波再生ＰＬＬ５４人来周波数を計算でき、この基準から
全ての位相調節を行う。

３２個の同期パターンが始った時に中心周波数の計算全
行えるようにするために、マイクロプロセッサによりＴ
ＲＡＩＮ信号が発生される。このようにできることが必
要なのはＱＡＭ復調を正しく行うためである。というの
は、さもないと、電話線からの周波数のずれの九めに復
調信号（ＲＣＶＣＩとＲＣＶＣＱ）が理想的な復調点か
らずらされ、かつその復調点がロック中にドリフトする
からである。周波数カウンタ９２が６４個の半サイクル
の間層波数をカウントし、それから６４分のを分周して
中心周波数を生ずる。それからその中心周波数は伝送中
保持される。

データクロック再生ＰＬＬ７６　（第７図）は搬送波再
生ＰＬＬ５４　（第６図）に類似する。受信信号（ＬＬ
ＤＡＴ）は縁部検出器１００と信号発生器１０２によシ
処理され、位相発生器１０４へ加えられる。

その受信信号ＬＬＤＡＴは、■チャネル上のデータの位
相が変化した時に常に遷移する。搬送波再生ＰＬＬ５４
について先に述べたように、データクロック再生ＰＬＬ
７６は、公称データレートの２倍である２つの信号を比
較し、位相調節回路１０８により信号発生器１０６を調
節することによυ位相誤差を最小にする。その位相調節
回路はフィルタ１１０でＰ波された位相誤差信号を受け
る。信号発生器１０６は信号２ＦＤＡＴＩと２ＦＤＡＴ
Ｑを生ずる。それらの信号はサンプル・ホールド回路６
８　、７０（第５図）を制御し、アナログ−デジタル変
換器を読出すべき時２マイクロプロセツサへ知らせる。

信号５ＦＬＩＱは、２チヤネルアナログマルチプレクサ
７２’ｉ−制御するために用いられる信号２　ＦＤＡＴ
ｌと２ＦＤＡＴＱの組合わせにすぎない。

本発明は本発明の要旨を逸脱することなしに他の態様で
実施できることが当業者にはわかるであろう。たとえば
、変調値をルックアンプテーブルではなくてアナログ回
路で発生できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図はチャネルに割当てられる画素の例を示す線図
、第１Ｂ図は本発明による伝送順序の線図、第１Ｃ図は
色差を平均する方法全示す線図、第２図は本発明の同期
信号の線図、第３Ａ図はＱＡＭパケットと同期フィール
ドを示すＱＡＭ　バケント技術の線図、第３Ｂ図は色伝
送のための第３Ａ図の一実施例を示す線図、第４図は本
発明の変調器のブロック図、第５図は本発明の復調器の
フロック図、第６図は第５図の搬送波再生回路のブロッ
ク図、第７図は第５図のデータクロック再生回路のブロ
ック図である。 ３６−・・會マイクロプロセッサ、４０−−・・デジタ
ル・アナログ変換器、４２・・・命ハルス整形・送信フ
ィルタ、４６・・・・受信器・フィルタ、４８・・・拳
プログラム可能な利得制御器、５２．７８−−−−リミ
ッタ、５４働・・番搬送波再生フェーズロックループ、
５６・・・・同期直角復調器、６４．６６・・・・ベー
スバンドフィルタ、６８．７０・・・・サンプル・ホー
ルド回路、７２・ｅΦ・２チヤネルアナログマルチプレ
クサ、７４・ｅ−拳アナログーデジタル変換器、７６・
・・拳データクロンク再生フェーズロンクループ、８０
，１００・・・拳縁部検出器、８２　、９８　、１０２
　、１０６・・・Ｑ信号発生器、８４゜１０４・・・・
位相比較器、８６　、１１０・・・・デジタルフィルタ
、９０・・豐・加算！、９２・・・・周波数カウンタ、
９４・・・・１の補数回路２図面の浄書（内容に変更な
し） （み７ハのＰ８１師Ｖ ＦＩＧ、４゜ １、事件の表示 平成 手持 許願第 ６牛ｔＯｒ′を号 補正をする者 二１？件との関係 特 許出願人 抽正συ令 ５′□の日付 平成 年 月 と６日 ６、補正の対象 （３）図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）同相（Ｉ）チャネルと直角位相（Ｑ）チャネルで
   直角振幅変調（ＱＡＭ）を用いてビデオ映像中の画素に
   対応するデータを電話線を介して伝送する方法において
   、 前記ＩチャネルとＱチャネル上のデータパケット中の正
   弦波の隣接する振幅を近くの色度値と灰色値すなわち輝
   度値に割当てる過程と、 前記Ｉチャネルと前記Ｑチャネル上の前記データパケッ
   ト内の重複する正弦波サイクルを同じ画素または隣りの
   画素に割当てる過程と、 前記Ｉチャネルおよび前記Ｑチャネル上の複数のサイク
   ルである同期信号を、データパケットの各伝送の開始時
   に送る過程と、 前記複調器を前記同期信号の位相に対して初期設定する
   過程と、 を備えることを特徴とするビデオ映像中の画素に対応す
   るデータを電話線を用いて伝送する方法。
2. （２）同相（Ｉ）チャネルと直角位相（Ｑ）チャネルで
   直角振幅変調（ＱＡＭ）を用いてビデオ映像中の画素に
   対応するデータを伝送する装置において、前記Ｉチャネ
   ルと前記Ｑチャネル上のデータフィールド内の正弦波の
   近くの振幅を近くの色度値と、灰色値すなわち輝度値に
   割当てる手段と、前記Ｉチャネルと前記Ｑチャネルにお
   ける前記データフィールド中の重複する正弦波サイクル
   を同じ画素または隣りの画素に割当てる手段と、前記Ｉ
   チャネルと前記Ｑチャネルにおける複数のサイクルであ
   る同期信号を、ＱＡＭデータパケットの各伝送の開始時
   に送る手段と、 前記同期信号の位相に対して復調器を初期設定する手段
   と、 を備えることを特徴とするビデオ映像中の画素に対応す
   るデータを電話線を介して伝送する装置。