JPH08316937A - 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、低速周波数ホッピング方式でスペクトラム拡
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、低速周波数ホッピング方式の
スペクトラム拡散を用いた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の
１つである低速周波数ホッピング方式を用いた通信シス
テムにおいて、画像データと音声データの同時伝送が可
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低速周波数ホッピ
ング方式によりスペクトラム拡散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
時伝送方法を開示する。

【０００８】更に本発明は、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又は音声ディジタル信号
の一方のみが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合成したのち低速周波数
ホッピング方式でスペクトラム拡散変調して送信し、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において適応差分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。但し本発明は低速周波数ホッピ
ング方式を対象としているから、スペクトラム拡散変調
部３はこの方式での変調を行うものとする。

【００１５】受信側では、受信した低速周波数ホッピン
グ方式の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４２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】図４は本発明の対象としている低速周波数
ホッピング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。そしてタイムスロットの
幅Ｔ₀（周波数ホッピング周期）は送信情報の１ビット
幅より大きい。

【００１８】次に、画像データと音声データの合成、分
離処理を詳しく説明する。図２は、本実施例における合
成部２０の動作を示すタイムチャートである。この実施
例では、画像データ圧縮部２で圧縮された画像ディジタ
ル信号及び音声データ圧縮部１１で圧縮された音声ディ
ジタル信号をそれぞれｇ〔Kbps〕及びｖ〔Kbps〕のクロ
ック周波数とし、かつ

【数１】ｇ／ｖ＝ｍ：整数 であるとしている。また図２のＴ₀は低速周波数ホッピ
ング方式のホッピング周期である。そして合成処理後の
合成ディジタル信号はＴ₀時間長のフレームで区切られ
ていて、画像データだけを含む画像フレームＧＦ１、Ｇ
Ｆ２、…ＧＦｍがｍ個つづくと次に音声データだけを含
む音声フレームＶＦが１個入り、以下これを繰り返すと
いうデータ構成になっている。このためには、Ｔ₀を
〔ｍｓ〕単位で表すものとして、圧縮画像ディジタル信
号の（ｍ＋１）Ｔ₀〔ｍｓ〕内に入る（ｍ＋１）Ｔ₀ｇビ
ットをｍＴ₀〔ｍｓ〕に圧縮し、これをｍ個の画像フレ
ームＧＦ１〜ＧＦｍに入れる必要がある。一方、音声の
方は、圧縮音声ディジタル信号の（ｍ＋１）Ｔ₀〔ｍ
ｓ〕内に入る（ｍ＋１）Ｔ₀ｖビットをＴ₀〔ｍｓ〕に圧
縮し、これを音声フレームＶＦに入れる必要がある。ま
た、合成ディジタル信号の各フレームには、上記した画
像ディジタル信号あるいは音声ディジタル信号の他に、
図２のフレーム拡大図に示したように、ビット同期・フ
レーム同期信号や電話システムの呼出信号、誤り訂正用
ビット、及び周波数ホッピング期間等が必要である。従
って合成ディジタル信号の１フレームＴ₀期間に入るビ
ット数Ｂは、上記の同期や誤り訂正等に必要なビット
数、及びホッピング期間に相当するビット数の合計をα
ビットとすると

【数２】Ｂ＝（ｍ＋１）Ｔ₀ｖ＋α ＝｛（ｍ＋１）／ｍ｝Ｔ₀ｇ＋αビット となる。

【００１９】例えば圧縮画像ディジタル信号及び圧縮音
声ディジタル信号のクロック周波数をｇ＝４４８〔Kbp
s〕及びｖ＝１６〔Kbps〕、合成ディジタル信号のクロ
ック周波数を６２５〔Kbps〕、周波数ホッピング周期
（＝フレーム長）Ｔ₀＝３〔ｍｓ〕とする。このときは
（数１）からｍ＝２８、１フレームに入る画像ディジタ
ル信号又は音声ディジタル信号は（ｍ＋１）Ｔ₀ｖ＝１
３９２ビットになる。合成ディジタル信号の１フレーム
はＢ＝６２５×３＝１８７５ビットのパルスで構成され
ているから、画像ディジタル信号又は音声ディジタル信
号を除いた残りはα＝４８３ビットで、これが同期信号
や予備等のビットとして使われる。

【００２０】図１の画像データ速度変換部２１及び音声
データ速度変換部２３は、クロック周波数ｇ〔Kbps〕及
びｖ〔Kbps〕の圧縮画像ディジタル信号及び圧縮音声デ
ィジタル信号を、それぞれ合成ディジタル信号のクロッ
ク周波数のパルス列に変換する。この速度変換の具体的
方法としては、ライト／リードが独立して行えるバッフ
ァメモリを設け、ライトを画像ディジタル信号又は音声
ディジタル信号のクロック周波数ｇ又はｖ〔Kbps〕で行
い、リードを合成ディジタル信号のクロック周波数（上
記の例では６２５〔Kbps〕）で行えばよい。画像音声合
成部２２は、上記のリードのタイミングを制御して、上
記画像データ速度変換部２１又は音声データ速度変換部
２３に設けたバッファメモリからのデータリードを行
い、さらに同期信号等を付加して図２に示したフレーム
を構成する。こうして構成されたフレームの誤り訂正ビ
ットの部分に、次の誤り訂正符号付加部４１により誤り
訂正用ビットの付加が行われる。

【００２１】以上のようにして合成され誤り訂正符号が
付加されたディジタル信号は、スペクトラム拡散方式に
より送信され、受信側の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に於て合成
ディジタル信号の画像ディジタル信号及び音声ディジタ
ル信号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、画像ディジタル信号、音声ディジタ
ル信号ともに合成ディジタル信号のクロック周波数（上
記の例では６２５〔Kbps〕）のパルス列で、１フレーム
毎に間が空いている。つまり画像ディジタル信号では１
３４４ビットづつのバースト信号となり、音声ディジタ
ル信号では４８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３３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
へ合成ディジタル信号のクロック周波数でライトし、そ
の後画像ディジタル信号はｇ〔Kbps〕のクロック周波数
で、音声ディジタル信号はｖ〔Kbps〕のクロック周波数
でそれぞれ読み出すことにより、切れ目のない通常の画
像ディジタル信号及び音声ディジタル信号が復元され
る。これら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。

【００２２】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、低速周波数ホッピング方式
を用い、そのホッピング周期を合成ディジタル信号の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。

【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

フロントページの続き (72)発明者 小原 広隆 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

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
   タル信号を低速周波数ホッピング方式によりスペクトラ
   ム拡散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
   像ディジタル信号又は音声ディジタル信号の一方のみが
   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、受信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
   れた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、そのどちらか一方のみ
   が含まれるフレームを単位として合成して合成ディジタ
   ル信号を生成するための第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。