JPH08316936A - 画像データ及び音声データの同時伝送方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スペクトラム拡散方式により画像データと音
声データの同時伝送を行う。 【構成】 アナログ画像信号及び音声信号をそれぞれデ
ィジタル化・圧縮したのち、合成処理部２０で１つの合
成ディジタル信号にまとめ、これに誤り訂正符号を付加
したのちスペクトラム拡散変調して送信する。これを受
信した受信側では、スペクトラム拡散復調し、誤り訂正
処理を行ったのち、分離処理部３０で画像データと音声
データに分離し、そのそれぞれのデータ伸長を行い、ア
ナログ信号に変換して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データと音声デー
タの同時伝送方法及びその装置に係り、特に画像データ
と音声データとを合成し、スペクトラム拡散方式による
無線通信システムで伝送するのに適した画像データと音
声データの同時伝送方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】防犯・セキュリティシステム、防災シス
テム、あるいは映像信号の表示とともに音声による指示
案内を行うようなシステムでは、画像データを、機密性
が保持しやすく、かつ周波数の有効利用がはかれるスペ
クトラム拡散方式を用いた無線通信システムにより伝送
する方式が検討されている。

【０００３】図３は、画像データのスペクトラム拡散方
式による無線通信システムの概略構成を示すブロック図
で、入力アナログ映像信号は、画像入力部１でディジタ
ル化され、さらに輝度・色差信号、あるいはＲＧＢ信号
の各成分に分離される。このディジタル化され各成分に
分離された各画像データは、圧縮部２で圧縮され、スペ
クトラム拡散変調部３３でスペクトラム拡散変調されて
アンテナより送信される。受信側では、スペクトラム拡
散方式により送信されてきた画像データをスペクトラム
拡散復調部４でスペクトラム拡散復調し、圧縮されたデ
ィジタル画像データとする。この圧縮されたディジタル
画像データは、画像データ伸長部５で圧縮前のディジタ
ル画像データに復元され、画像データ出力部６でアナロ
グ映像信号に変換され、出力される。

【０００４】画像データの圧縮、伸長方法としては、例
えば送信側で離散コサイン変換（ＤＣＴ）により直交変
換してＤＣＴ係数を符号化し、受信側でこの符号を復号
してＤＣＴ係数を逆直交変換することにより原画を復元
する、というものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のスペク
トラム拡散方式を用いた画像データ伝送システムでは、
画像のみの伝送であり、音声の伝送は考慮されていな
い。しかし、防犯セキュリティシステム等では、画像デ
ータとともに音声データを同時に伝送する必要がある。
これに対応するには、従来技術では音声データを別回線
で伝送する必要があり、装置が複雑化する問題があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、スペクトラム拡散方式を
用いて画像データと音声データの同時伝送可能な、画像
データ及び音声データの同時伝送方法及びその装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、送信側では、
アナログ画像信号及びアナログ音声信号をそれぞれディ
ジタル化したのち多重化して合成ディジタル信号を生成
し、該生成した合成ディジタル信号をスペクトラム拡散
方式により変調して無線伝送路により送信し、受信側で
は、スペクトラム拡散により変調された受信無線信号を
スペクトラム拡散復調して上記合成ディジタル信号を取
り出し、該取り出した合成ディジタル信号を画像ディジ
タル信号及び音声ディジタル信号に分離し、該分離した
画像ディジタル信号及び音声ディジタル信号をそれぞれ
アナログ信号に変換して出力する、ことを特徴とする画
像データ及び音声データの同時伝送方法を開示する。

【０００８】更に本発明は、前記スペクトラム拡散方式
を低速周波数ホッピング方式とし、上記合成ディジタル
信号のフレーム周期を上記低速周波数ホッピング方式の
周波数ホッピング周期と等しくするとともに、上記フレ
ームの各々には、画像ディジタル信号及び音声ディジタ
ル信号のパルスがそのクロック周波数に応じた個数づつ
含まれていることを特徴とする画像データ及び音声デー
タの同時伝送方法を開示する。

【０００９】

【作用】画像信号と音声信号を多重化したのちスペクト
ラム拡散方式で変調して送信し、受信側ではスペクトラ
ム拡散復調したのち上記２つの信号に分離して出力する
から、画像と音声の両信号が時間的にずれることなくス
ペクトラム拡散方式で伝送できる。

【００１０】特にスペクトラム拡散方式として低速周波
数ホッピング方式を用い、そのホッピング周期が画像デ
ィジタル信号と音声ディジタル信号の合成信号のフレー
ム周期と同じとなるように構成すると、システム全体と
しての同期系の構成が簡単になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。図１は、本発明になる画像データ及び音声データの
同時伝送装置の一実施例を示すブロック図である。同図
に於て、送信側へ入力された入力アナログ映像信号は、
画像入力部１でディジタル化され、さらに輝度・色差信
号成分、又は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）信号成分に
分離され画像データ圧縮部２で圧縮される。ここまでは
図３で説明した従来技術と同じで、圧縮方法もＤＣＴ変
換・符号化などを用いる。

【００１２】一方、入力アナログ音声信号は、音声入力
部１０により入力レベル調整等の処理を受け、音声デー
タ圧縮部１１に於て適応差分ＰＣＭ（ＡＤＰＣＭ）等の
符号化処理により、圧縮されたディジタル音声データに
変換される。

【００１３】合成処理部２０は、画像データ速度変換部
２１、音声データ速度変換部２３及び画像音声合成部２
２から構成されている。圧縮された画像データ及び音声
データは異なるパルス周期の信号であるが、合成処理部
２０ではこれら２つのデータが後に詳しく説明するよう
にして多重化合成され、１つのパルス列に変換される。
そしてこの多重化合成に当たっては、適当な長さのタイ
ムスロットごとに画像データ、音声データ、及び同期信
号等を含むフレームが構成される。

【００１４】誤り訂正符号付加部４１は、上記多重化合
成されたディジタル信号のフレームごとに誤り訂正符号
を付加する。この符号化法としては、例えばリードソロ
モン符号化、ビタビ符号化法などを用いる。こうして生
成されたディジタル信号は、従来技術と同様にしてスペ
クトラム拡散変調部３でスペクトラム拡散変調され、ア
ンテナから送信される。

【００１５】受信側では、受信したスペクトラム拡散信
号をスペクトラム拡散復調部４でスペクトラム拡散復調
し、この出力ディジタル信号に対して誤り訂正処理部４
２で誤り訂正処理を行う。この出力は、送信側で多重化
合成されたディジタル信号に対応する。

【００１６】分離処理部３０は、画像音声分離部３１、
画像データ速度変換部３２、及び音声データ速度変換部
３３から構成され、送信側で多重化合成された画像デー
タと音声データを後述するようにして分離する。分離さ
れた画像データは、画像データ伸長部５で伸長され、画
像出力部６からアナログ映像信号として出力され、一方
分離された音声データは、音声データ伸長部１２で伸長
され、音声出力部１３からアナログ音声信号として出力
される。

【００１７】次に、合成処理部２０及び分離処理部３０
の詳細な動作説明の前提として、スペクトラム拡散通信
方式について簡単に説明する。スペクトラム拡散通信方
式には、直接拡散（ＤＳ）方式と周波数ホッピング（Ｆ
Ｈ）方式があり、さらにＦＨ方式には、高速周波数ホッ
ピング（ＦＦＨ）方式と低速周波数ホッピング（ＳＦ
Ｈ）方式がある。ＤＳ方式では、送信信号よりも高速な
パルス列で送信信号をスイッチングしてスペクトラム拡
散を行う。ＦＨ方式では、搬送波の周波数を一定の順序
で切り替えることによりスペクトラムを拡散する方式
で、ＦＦＨ方式では送信情報１ビット内で複数回の周波
数切り替えを行い、ＳＦＨ方式では複数の送信情報ビッ
トを１つの周波数で伝送する方式である。図４は、ＦＨ
方式の動作を概略的に示したもので、タイムスロットの
幅Ｔ₀ごとに搬送周波数ｆがｆ_B、ｆ_D、ｆ_J、…と順次切
り替えられている。ＦＦＨ方式では、Ｔ₀が送信情報の
１ビット幅より小さく、ＳＦＨ方式ではＴ₀が送信情報
の１ビット幅より大きい。

【００１８】次に、合成処理部２０の動作を説明する。
図２は本実施例における合成処理部２０の動作を示すタ
イムチャートである。ここではＳＦＨ方式でその周波数
ホッピング周期Ｔ₀が３ｍｓの場合であり、一方、圧縮
された画像データは４４８Kbps、圧縮された音声データ
は１６Kbpsとしている。そして合成処理部２０では、Ｓ
ＦＨ方式の周波数ホッピング周期Ｔ₀を１フレームとし
て多重化合成を行い、同期信号等を含めて６２５Kbpsの
ディジタル信号を生成するものとする。

【００１９】このため、画像データ速度変換部２１は、
Ｔ₀＝３ｍｓごとの画像データ４４８×１０³×３×１０
^-3＝１３４４ビットを切り出し、これを６２５Kbpsのパ
ルス列に速度変換する。また、音声データ速度変換部２
３は、Ｔ₀＝３ｍｓごとの音声データ１６×１０³×３×
１０^-3＝４８ビット分をを切り出し、これを６２５Kbps
のパルス列に速度変換する。これら画像データ及び音声
データの速度は、ライト／リードが独立して行えるバッ
ファメモリを用い、ライトを画像データ又は音声データ
のクロック４４８Kbps又は１６Kbpsで、リードを６２５
Kbpsで行うことにより変換できる。さらにこのリード動
作を、画像データ１３４４ビットのリードに次いで音声
データ４８ビットのリード、というように交互に行って
これを画像音声合成部２２で１つのビットストリームに
まとめることにより、多重化合成が行われる。但し、こ
れら画像データ及び音声データの速度変換されたパルス
は、１フレーム３ｍｓで１３４４＋４８＝１３９２ビッ
トになるが、６２５Kbpsのパルス列は３ｍｓで１８７５
ビットであるので、画像データと音声データのみでは余
りが生じる。この余りの部分には、合成部２２におい
て、図２の出力パルスに示したように、ビット同期信
号、フレーム同期信号、誤り訂正ビット、及び周波数ホ
ッピング期間等を割り当てる。

【００２０】以上のようにして多重化合成された信号は
スペクトラム拡散通信により送信され、受信側でスペク
トラム拡散復調部４でスペクトラム拡散復調されると、
まず誤り訂正処理部４２に於て誤り訂正が行われる。こ
の誤り訂正処理は従来から公知のものである。次いで分
離処理部３０に於て多重化合成されたディジタル信号の
画像データ及び音声データへの分離が行われるが、これ
は図２で説明した合成の逆動作である。即ち、画像音声
分離部３１で誤り訂正されたディジタル信号のフレーム
同期信号を検出し、この同期信号を用いて画像データと
音声データを分離する。この状態では、画像データ、音
声データともに６２５Kbpsの速度のパルス列で、１フレ
ーム毎に間が空いている。つまり画像データでは１３４
４ビットづつのバースト信号となり、音声データでは４
８ビットづつのバースト信号として出力される。そこで
画像データ速度変換部３２及び音声データ速度変換部３
３では、送信側合成処理部と同様なバッファメモリを用
い、各バースト信号をそのバッファメモリへ６２５Kbps
のクロックでライトし、その後画像データは４４８Kbps
のクロックで、音声データは１６Kbpsのクロックでそれ
ぞれ読み出すことにより、切れ目のない通常の画像デー
タ及び音声データが復元される。これら各画像データ及
び音声データは圧縮されているから、前述のようにそれ
ぞれ伸長され、アナログ信号に変換されて出力される。

【００２１】本実施例によると、画像データ及び音声デ
ータのスペクトラム拡散方式による同時伝送が可能にな
る。同時に上記実施例では、ＳＦＨ方式を用い、そのホ
ッピング周期を画像データと音声データの１フレーム期
間と同じとすることで、スペクトラム拡散方式の変復調
の同期と、画像データ及び音声データの多重化合成のた
めのフレーム同期を同一とすることで、システム全体と
しての構成を簡単化できる。

【００２２】尚、ＳＦＨ方式の場合でも、スペクトラム
拡散の同期と多重化合成のフレーム同期を全く別の機構
で処理するようにすればこれは必ずしも一致する必要は
ない。またＤＳ方式あるいはＦＦＨ方式でも本発明を適
用できるが、これらの場合はスペクトラム拡散の同期は
多重化の同期とは無関係になる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、静止画あるいは動画像
と音声とを同時に、それらの間で時間ずれが生じないよ
うにしてスペクトラム拡散方式で無線伝送を行うことが
でき、スペクトラム拡散方式の通信の秘匿性を生かした
システムの実現が容易になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる画像データ及び音声データ同時伝
送装置の一実施例を示すブロック図である。

【図２】送信側における画像データと音声データの合成
処理を示すタイムチャートである。

【図３】従来のスペクトラム拡散方式を用いた画像デー
タ及び音声データ同時伝送装置の構成を示すブロック図
である。

【図４】低速周波数ホッピング（ＳＦＨ）方式の説明図
である。

【符号の説明】

１ 画像入力部 ２ 画像データ圧縮部 ３ スペクトラム拡散変調部 ４ スペクトラム拡散復調部 ５ 画像データ伸長部 ６ 画像データ出力部 １０ 音声入力部 １１ 音声データ圧縮部 １２ 音声データ伸長部 １３ 音声データ出力部 ２０ 合成処理部 ２１、３２ 画像データ速度変換部 ２２ 画像音声合成部 ２３、３３ 音声データ速度変換部 ３０ 分離処理部 ３１ 画像音声分離部 ４１ 誤り訂正符号付加部 ４２ 誤り訂正処理部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側では、アナログ画像信号及びアナ
   ログ音声信号をそれぞれディジタル化したのち多重化し
   て合成ディジタル信号を生成し、該生成した合成ディジ
   タル信号をスペクトラム拡散方式により変調して無線伝
   送路により送信し、 受信側では、スペクトラム拡散方式により変調された受
   信無線信号をスペクトラム拡散復調して上記合成ディジ
   タル信号を取り出し、該取り出した合成ディジタル信号
   を画像ディジタル信号及び音声ディジタル信号に分離
   し、該分離した画像ディジタル信号及び音声ディジタル
   信号をそれぞれアナログ信号に変換して出力する、 ことを特徴とする画像データ及び音声データの同時伝送
   方法。
2. 【請求項２】 前記スペクトラム拡散方式を低速周波数
   ホッピング方式とし、前記合成ディジタル信号のフレー
   ム周期を上記低速周波数ホッピング方式の周波数ホッピ
   ング周期と等しくするとともに、上記フレームの各々に
   は、画像ディジタル信号及び音声ディジタル信号のパル
   スがそのクロック周波数に応じた個数づつ含まれている
   ことを特徴とする請求項１記載の画像データ及び音声デ
   ータの同時伝送方法。
3. 【請求項３】 前記送信側で多重化して合成する画像デ
   ィジタル信号及び音声ディジタル信号は、ディジタル化
   したのちそれぞれ圧縮したディジタル信号であり、情報
   側では前記分離された画像ディジタル信号及び音声ディ
   ジタル信号のデータ伸長を行ったのちアナログ信号に変
   換して出力することを特徴とする請求項１又は２記載の
   画像データ及び音声データの同時伝送方法。
4. 【請求項４】 送信側の前記合成ディジタル信号に誤り
   訂正符号を付加したのちスペクトラム拡散方式により送
   信するとともに、受信側の前記スペクトラム拡散復調さ
   れ合成ディジタル信号に対して誤り訂正処理を施したの
   ち画像ディジタル信号及び音声ディジタル信号への分離
   を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像デー
   タ及び音声データの同時伝送方法。
5. 【請求項５】 入力アナログ画像信号をディジタル化し
   たのち圧縮するための第１の手段と、 入力アナログ音声信号をディジタル化したのち圧縮する
   ための第２の手段と、 上記第１及び第２の手段から出力された画像ディジタル
   信号及び音声ディジタル信号を１つの合成ディジタル信
   号に多重化合成するための第３の手段と、 該手段で生成された上記合成ディジタル信号に誤り訂正
   符号を付加するための第４の手段と、 該手段からのディジタル信号を該ディジタル信号のフレ
   ーム周期に等しい周期で周波数ホッピングを行う低速周
   波数ホッピング方式で変調して送信するための第５の手
   段と、 から送信部を構成するとともに、 上記低速周波数ホッピング方式で変調された信号を受信
   して復調するための第６の手段と、 該手段から出力されたディジタル信号に誤り訂正処理を
   施すための第７の手段と、 該手段から出力されたディジタル信号から上記画像ディ
   ジタル信号と音声ディジタル信号とを分離するための第
   ８の手段と、 該手段により分離して取り出された上記画像ディジタル
   信号を伸長したのちアナログ画像信号に変換して出力す
   るための第９の手段と、 上記第８の手段により分離して取り出された上記音声デ
   ィジタル信号を伸長したのちアナログ音声信号に変換し
   て出力するための第１０の手段と、 から受信部を構成したことを特徴とする画像データ及び
   音声データの同時伝送装置。