JPH033585A - テレビ電話装置 - 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】 〔産業上の利用分骨〕 この発明は画像と音声とを電話回線を用いて送受信する
テレビ電話装置、特にその画像と音声の同時送受信に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、画像と音声とを電話回線を用いて送受信するもの
として、例えば「テレビ技術」誌′８８年９月号のＰ、
２８〜Ｐ、３５に示されたような静止画テレビ電話装置
があった。第６図はこのようなテレビ電話装置の構成図
であり、（１）は送画側テレビ電話装置、（２）は受画
側テレビ電話装置、（３）はテレビカメラ等からの画像
信号を変調して送出する送画部、（４）は送信スイッチ
（５）からの送信トリガ（６）により、送画部（３）か
らの画像信号（７）送出を制御する制御部、（８）は音
声信号（９）を送出する送話部、（１０）は音声信号（
１１）を受信する受話部、（１２）は電話回線（１３）
に送出する信号を上記画像信号（７）と音声信号（９）
とで時間的に切り替える音声・画像切替部、（工４）は
上記電話回線（１３）から受信した回線信号（１５）の
出力光を音声信号（１６）を受けろ受話部（１７）と、
画像信号（１８）を受けて復調する受画部（１９）とで
切り替える音声・画像切替部、（２０）は上記回線信号
（１５）をもとに上記音声・画像切替部（１４）を制御
する制御部、（２１）は送話部である。

このような構成のテレビ電話装置においては、送画側お
よび受画側のテレビ電話装置（１）（２）の送話部（８
）　　（２１）　、および受話部（１０）　　（２１）
を用いて音声信号の送受信が行われて通話がなされる。

画像信号を送出する場合は、送信スイッチ（５）を押す
ことにより送信トリガ（６）が制御部（４）に入力し、
送画部（３）から画像信号（７）が出力される。同時に
、音声・画像切替部（１２）が画像信号（７）側に切り
替えられ、画像信号が回線信号（１５）として送出され
ろ。

受信側では、制御部（２０）が回線信号（１５）の中か
ら画像信号を識別し、制御信号（２２）により音声・画
像切替部（１４）の信号送出先が受画部（１９）側に切
り替えられ、その受信信号すなわち画像信号が受画部（
１９）に入力されて画像信号の復調が行われる。

ここで、上記送画部（３）、受画部（１９）による画像
信号の変復調について説明する。この装置では画像信号
の変調方式として振幅位相変調方式が用いられ、ここで
は画素の階調が１６段階の場合を例として説明する。第
７図に画素の階調と出力波形この関係を示す。すなわち
、互いに１８０”異なる位相差をもつ２つの位相と、そ
れぞれに対して８段階に設定された振幅値とが用意され
、それぞれの組合せからなる各波形を黒から白までの１
６階調の階調レベルに対応させている。そして、送信画
像の各画素の階調レベルに対応した波形の信号を、所定
の搬送周波数で送出するようにして画像信号の変調がな
される。このとき、搬送周波数の波形１サイクルで１画
素の階調レベルが表わされる。

例えば第７図に示されるように、第１位相で最大振幅の
波形１サイクル（以下Ｐ波形と称す）を「黒」に、第２
位相で最大振幅の波形１サイクル（以下Ｓ波形と称す）
を「白」に対応させ、その間の波形それぞれを「黒」か
ら「白」での灰色に対応させる。

ここで、このような位相振幅変調方式を画像信号の変調
方式として用い、上述のように画像信号（７）および音
声信号（９）を切り替えて送受信を行う場合のそれぞれ
の占有周波数帯域を求める。

まず音声信号の帯域は、第８図（ａ）で示すように電話
回線（１３）で伝送される回線信号（１５）の帯域と等
しいものである。すなわち上限周波数ｆ２と下限ｆ１こ
の間である。一方、画像信号（７）の帯域については、
その周波数帯域が最も広がると考えられるのは変調され
た画像信号（７）の変化が最も激しいとき、すなわち第
９図に示すように上記Ｐ波形とＳ波形が交互に繰り返さ
れるときであり、このときのスペクトラムの分布を第８
図（ｂ）に示す。この第８図（ｂ）に示されるように画
像信号の周波数帯域は上述のように各１画素を搬送波１
サイクルに対応させている場合、変調時の搬送周波数ｆ
ｃを中心に±ｆｃ／２の帯域の広がりを有するようにな
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように従来のテレビ電話装置においては、画像信
号と音声信号の周波数帯域が重なっているため両信号を
同時に伝送することができず、これらを時分割で通信し
なければならないので音声による通話と画像の伝送とを
同時に行うことができないという問題点があった。また
音声信号と画像信号の周波数帯域を分離して同時に伝送
するようにすると、画像信号の周波数帯域のための音声
信号帯域削減幅が大きく、正常な通話が困難となるとい
う問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、音声による通話を行いながら画像の伝送が行
えるテレビ電話装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係わるテレビ電話装置は、送信画像の各画素
に対応した位相および振幅を有する所定衛送周波数の信
号波形を３周期分出力することにより画像信号の変調を
行う画像変調部と、上記搬送周波数の１７３の値を通過
帯域幅として上記画像変調部の出力信号をろ波する送画
フィルタと、この送画フィルタの通過帯域理外の帯域を
通過帯域として音声信号をろ波する送話フィルタと、こ
の送話フィルタの出力信号および上記送画フィルタの出
力信号を合成して電話回線に送出する送信部と、上記送
画フィルタと同じ通過帯域を有して上記電話回線から受
信した信号をろ波する受画フィルタと、この受画フィル
タの出力信号を画像信号に復調する画像復調部と、上記
送話フィルタと同じ通過帯域を有して上記電話回線から
受信した信号をろ波する受話フィルタとを備えたもので
ある。

〔作用〕

この発明においては、画像変調部により各画素に対応し
た位相および振幅を有する所定搬送周波数の信号波形を
３周期分出力することにより画像信号の変調が行われる
ので、画像信号の伝送に必要な周波数帯域が１７３とな
り、送画フィルタにより周波数帯域が１７３に制限され
た画像信号が、送話フィルタにより画像信号の周波数帯
域を遮断された音声信号とともに合成され、電話回線に
送出されて受信側に伝送されるので、音声信号帯域が広
く保たれて画像信号と音声信号が同時に伝送されること
になる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明によるテレビ電話装置の構成図であり、（
１）　　　（４）〜（６）、（８）〜（１１）、（１３
）　　　（１５）、（１７）、（２０）（２１）は上記
従来例と同様のものである。（２３）は送信画像の各画
素に対応した位相および振幅を有する信号波形、すなわ
ち第７図に示すような各階調に対応する搬送周波数の１
サイクルの信号波形を、３つ連続して送出することによ
り画像信号の振幅位相変調を行う画像変調部、（２４）
はこの画像変調部（２３）の出力信号を帯域通過する送
画フィルタ、（２５）は電話口Ａ１１（１３）からの受
信信号を帯域通過して出力する受画フィルタ、（２６）
は上記受画フィルタ（２５）から出力される信号を画像
信号に復調する画像復調部である。上記送画フィルタ　
（２４）　、受画フィルタ（２５）の通過帯域は、いず
れも画像変調部（２３）における搬送周波数ｆｃを中心
に士ｆｃ／６の範囲に設定されており、よって帯域幅は
搬送周波数ｆｃの１７３の値となる。

（２７）　　（２８）は送話部（８）　　（２１）から
の音声信号を帯域制限する送話フィルタ、（２９）　　
（３０）は電話回線（１３）からの信号を帯域遮断して
受話部（１０）　　（１７）に出力する受話フィルタで
ある。これら送話フィルタ　（２７）　　（２８）　、
受話フィルタ（２９）　　（３０）の遮断帯域は全て上
記送画フィルタ（２４）の通過域域と一致している。つ
まり、送画フィルタ（２４）により画像信号が通過する
帯域以外の帯域を通過するものである。（３１）は上記
送画フィルタ（２４）　、送話フィルタ（２７）の出力
信号を合成して電話回線に送出する送信部、（３２）は
電話回線（１３）このインタフェースを行うスピーチネ
ットワークである。この第１図においては送信側と受信
側を別々のものとして電話回線（１３）を介して接続し
たものを示したが、第２図にその両方をひとつの装置に
まとめたものを示す。この第２図で（３３）は受話フィ
ルタ（２９）の出力をレベル調整するアンプ、（３４）
ｌよスピーカ、（３５）はマイク、（３６）はこのマイ
ク（３５）の出力を増幅するアンプ、（３７）は画像信
号の記憶、再生等を行う画像処理部である。

次に動作について説明する。

送信スイッチ（５）からの送信トリガにより画像変調部
（２３）で画像の変調が開始される。この画像信号の変
調は、上述の如く、各画素につき、その画素の階調レベ
ルに対応して設定された位相および振幅を有する信号波
形を、３サイクル分連続して送るようにするものである
。例えば「黒」と「白」が１画素ずつ交互に繰り返され
る場合の変調後の画像信号は、３サイクルのＰ波形と３
サイクルのＳ波形が交互に続く信号となる。この波形の
様子を第３図に示し、第３図（ａ）は上記従来の場合の
画像信号、第３図（ｂ）はこの発明による装置の場合の
画像信号をそれぞれ示す。

このように変調された画像信号は、送画フィルタ（２４
）に入力されてろ波され、その出力は送信部（３１）に
送出される。上記送画フィルタ（２４）はバンドパスフ
ィルタであり、その特性は第４図（ａ）に示すように、
搬送波周波数ｆｃを中心に±ｆｃ／６の帯域幅、すなわ
ち全体としてｆｃ／３の通過帯域幅を有する特性となっ
ている。

一方、送話部（８）からの音声信号は、送話フィルタ　
（２７）によりろ波され、その出力が送信部（３１）に
送出されろ。この送話フィルタ　（２７）はバンドエリ
ミネートフィルタであり、その特性は第４図（ｂ）に示
すように搬送周波数ｆｃを中心にｆｃ／３帯域幅を遮断
帯域として有する特性、すなわち上記送画フィルタ（２
４）の通過帯域以外を通過帯域として有する特性となっ
ている。

このようにして帯域分離された画像信号、音声信号は、
送信部（３１）に入力されて合成され、回線信号（１５
）として電話回線（１３）により伝送される。この回線
信号（１５）の信号帯域を第５図に示し、搬送周波数ｆ
ｃを中心としたｆｃ／３の帯域で画像信号が、またそれ
以外の帯域で音声信号が伝送されている様子が示されて
いる。

そして受信側では、この回線信号（１５）が受画フィル
タ　（２５）と受話フィルタ　（３０）に入力される。

受画フィルタ（２５）は送信側と同様第４図（ａ）に示
した特性を有し、従ってその出力は回線信号（１５）中
の画像信号のみを分離したものであり、その画像信号は
画像復調部（２６）に送られる。そして変調時と逆に、
連続した３サイクルの信号波形を１画素の階調情報とし
て抽出することにより画像の復調が行われる。

一方、受話フィルタ　（３０）は第４図（ｂ）に示した
特性を有し、その出力は回線信号（１５）中の音声信号
のみを分離したものであり、この音声信号は受話部（１
７）に入力されて音声が再現される。

このようにして音声信号と画像信号が同時に伝送され、
しかも画像信号の帯域幅が上記従来装置の場合の１７３
であるから、音声信号のための帯域が大きく削減される
ことはなく、音声品質の劣化が少ない。

単位時間あたりに送れる情報量すなわち変調速度を速く
すると所定量の画像信号に対する伝送時間は小さくなり
、画像信号伝送のための帯域は広がって画像品質も向上
するが、その反面、そのために音声信号帯域が狭くなる
ので音声品質は劣化する。逆に変調速度を遅くすると所
定量の画像信号に対する伝送時間は太き（なるが、画像
信号伝送のため必要な帯域が小さ（なるので音声信号の
帯域を広くとることができ、音声品質は向上する。

一般に電話回線を用いる場合の搬送周波数ｆｃは１７４
８Ｈｚであるが、この発明により搬送周波数のｆｃの１
７３を変調速度とすると、各信号の帯域は 画像信号帯域　１４６０〜２０４０　Ｈｚ音声信号帯域
　３００〜１４　（ｉ　０　Ｈｚ、２０４０〜３４００
１（ｚとなる。この帯域配分によれば、画像品質及び音
声１品質共に大きな劣化がなく、最適な配分であるとい
える。

なお、上記実施例では、音声信号は常に送話フィルタ　
（２７）　、受話フィルタ　（２９）を通過するような
構成のものを示したが、画像の送信を行わない場合は各
フィルタを通さずに回線信号の全帯域を音声信号伝送に
用いるように構成すれば、画像信号の非伝送時の音声品
質はよくなる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、各画素に対応した位相
および振幅を有する信号波形を３周期分出力するように
して画像信号の変調を行い、その画像信号の帯域を１７
３に制限し、この画像信号用の帯域を遮断した音声信号
とともに伝送するようにしたので、音声信号用の帯域を
大きく削減することなく画像信号と音声信号と、を同時
伝送することができ、音声品質を大きく劣化させること
なく音声、画像の同時伝送ができるテレビ電話装置が得
られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の一実施例よるテレビ電話装
置の構成図、第３図はその装置における変調画像信号波
形の一例を示す波形図、第４図はこの装置の送画フィル
タおよび送話フィルタの特性を示す特性図、第５図はこ
の装置から出力される回線信号の信号帯域分配状態を示
す説明図、第６図は従来のテレビ電話装置の構成図、第
７図は画素の階調レベルと変調信号波形の関係を示す説
明図、第８図は上記従来装置における音声信号および画
像信号の帯域を示す説明図、第９図は上記従来装置にお
ける変調画像信号波形の一例を示す波形図である。 図において、（４）は制御部、（８）は送話部、（１０
）は受話部、（１３）は電話回線、（１５）は回線信号
、（１７）は受話部、（２０）は制御部、（２１）は受
話部、（２３）は画像変調部、（２４）は送画フィルタ
、（２５）は受画フィルタ、（２６）は画像復調部、（
２７）、（２８）は送話フィルタ、（２９）、（３０）
は受話フィルタ、（３１）は送信部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　送信画像の各画素に対応した位相および振幅を有する
   所定搬送周波数の信号波形を３周期分出力することによ
   り画像信号の変調を行う画像変調部と、上記搬送周波数
   の１／３の値を通過帯域幅として上記画像変調部の出力
   信号をろ波する送画フィルタと、この送画フィルタの通
   過帯域以外の帯域を通過帯域として音声信号をろ波する
   送話フィルタと、この送話フィルタの出力信号および上
   記送画フィルタの出力信号を合成して電話回線に送出す
   る送信部と、上記送画フィルタと同じ通過帯域を有して
   上記電話回線から受信した信号をろ波する受画フィルタ
   と、この受画フィルタの出力信号を画像信号に復調する
   画像復調部と、上記送話フィルタと同じ通過帯域を有し
   て上記電話回線から受信した信号をろ波する受話フィル
   タとを備えたことを特徴とするテレビ電話装置。