JPH0955683A

JPH0955683A - 無線映像信号送受信装置

Info

Publication number: JPH0955683A
Application number: JP7204229A
Authority: JP
Inventors: Ryushi Nishimura; 龍志西村; Toshiro Kinugasa; 敏郎衣笠; Takuya Imaide; 宅哉今出; Tomoyuki Kurashige; 知行倉重; Akitsuna Yuhara; 章綱湯原
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Video and Information System Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】映像信号の双方向通信を安定に実現できる無線
映像信号送受信装置を提供することにある。【構成】ビデオカメラ等の撮像手段１と、撮像手段の出
力する映像信号の情報量を圧縮する符号化手段２と、符
号化した信号ををスペクトラム拡散方式で変調する手段
３と、この信号を送受信するアンテナ１と、受信したス
ペクトラム拡散信号から映像信号を復調、再生する手段
４，５，６とによって無線映像信号送受信装置を構成し
た。【効果】スペクトラム拡散する前に符号化により情報量
を削減しているため、同時に送受信を行なう際にも極端
な高周波を扱う必要がなく、安定した双方向通信を実現
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は映像信号を無線送受信す
る無線映像送受信装置に係り、特にスペクトラム拡散方
式を用いた無線映像送受信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】映像信号の無線通信を行なう場合、他の
電子機器へ妨害を与えないようにする必要がある。この
ため、例えば特開平７−５０６１４号公報に示されてい
るように、スペクトラム拡散方式を用いた装置が提案さ
れている。

【０００３】スペクトラム拡散方式は、信号を広い周波
数帯域に拡散させて通信することにより単位周波数帯域
当たりの電力を抑えることができるので、同一の周波数
帯を用いて通信する他の機器への影響を低減することが
できる。

【０００４】上記従来装置は、撮像部を備え、撮像した
映像信号をスペクトラム拡散させた後に通信するもので
あるが、このような技術を利用して送信部と受信部を一
体化した装置を構成すれば、映像信号の双方向通信が可
能な無線機を構成することができる。このような双方向
通信においては送受信を同時に行えることが望ましい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、スペクトラ
ム拡散方式は信号を広帯域に拡散させて通信する方式で
あり、双方向の通信を同時に行なうと信号帯域が広くな
りすぎ、通信が困難になるという問題があった。

【０００６】例えば送信する映像信号の帯域が４ＭＨｚ
であるとし、これを２倍の周波数でサンプリングすると
８ＭＨｚとなる。これを８ビットでＡ／Ｄ変換してスペ
クトラム拡散しようとすると通信速度は６４Ｍｂｐｓ
（bit per second）となる。仮にこの信号を１２７ビッ
トの拡散符号を用いてスペクトラム拡散させると約８Ｇ
Ｈｚの側波帯を持つ広帯域信号となる。この信号を通信
するためには中心周波数を８ＧＨｚ以上にアップコンバ
ートする必要があり、このような高周波の送受信を安定
に実現し得る装置を構成することは困難である。更に、
双方向に同時通信するために２チャンネルの通信路を使
用するような場合はこの問題がいっそう厳しくなる。

【０００７】本発明の目的は、上記問題点を解決し、映
像信号の双方向通信を安定に実現できる無線映像信号送
受信装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明では、映像信号を出力するビデオカメラ等の撮
像手段と、撮像手段の出力する映像信号の情報量を圧縮
して符号化する符号化手段と、符号化手段の出力する符
号をスペクトラム拡散方式により変調する変調手段と、
スペクトラム拡散送信信号を無線送信および受信するア
ンテナと、受信したスペクトラム拡散信号を復調する復
調手段と、復調した符号を復号化する復号化手段と、復
号化した映像信号を表示する映像表示手段とから無線映
像信号送受信装置を構成した。

【０００９】

【作用】撮像手段はＣＣＤ等の撮像素子を備え、映像信
号を生成してデジタル信号として出力する。符号化手段
は撮像手段の出力するデジタル信号の情報量を低減する
ため符号化する。変調手段は符号化手段の出力する符号
をスペクトラム拡散する。スペクトラム拡散した信号は
送信手段であるアンテナから送信される。

【００１０】またこのアンテナは、別の送信手段から送
信されたスペクトラム拡散信号を受信し、復調手段はス
ペクトラム逆拡散を行ってこれを復調する。復号化手段
は復調された符号を復号化してから映像信号を再生し、
液晶ディスプレイ等の映像表示手段で受信した映像をモ
ニタする。

【００１１】このような構成の無線映像信号送受信装置
を２台用いれば、映像信号の双方向通信が可能となる。
また、スペクトラム拡散する前に符号化により情報量を
削減しているため、同時に送受信を行なう際にも極端な
高周波を扱う必要がなく、安定した双方向通信を実現で
きる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。図１
は本発明による無線映像信号送信受信装置の構成を示す
ブロック図である。また同図に示すブロック１〜５の構
成を各々図２から図６に示す。本装置の一般的な使用に
おいては、同様の装置を２人が１台ずつ持ち、２地点間
で撮像しているお互いの映像を送受信することにより通
信する。

【００１３】図１は、本発明による無線送信受信装置の
構成を示すブロック図である。また、図１に示す各ブロ
ック内の構成を図２から図６に示す。図１において１は
撮像部でありＣＣＤ等の撮像素子で光電変換し、デジタ
ル映像信号を出力する。２は符号化部であって、撮像部
の出力する映像信号の情報量を圧縮して符号化し、２値
信号として出力する。符号化は、ＭＰＥＧ（Moving Pic
ture Expert Groop）に従ったフォーマットで行なう。
３は変調部であって、符号化部２によって符号化された
２値信号をスペクトラム拡散させる。スペクトラム拡散
信号は、アンテナ７から送信する。８はスイッチであっ
て、送信と受信の切り替えを行なう。

【００１４】一方、相手方の送信する映像信号を受信す
る場合にはアンテナ７でスペクトラム拡散信号を受信
し、復調部でスペクトラム拡散信号を復調してＭＰＥＧ
符号化された２値信号を生成する。復号化部５において
これを復号化し、映像信号を再生し、これを映像表示部
６において表示する。

【００１５】以下、図２〜図６を用いて本実施例におけ
る各部の動作を詳細に説明する。図２は図１における撮
像部１の構成を示すブロック図である。レンズ２０に入
射した光信号はＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の撮
像素子２１の撮像面に結像する。撮像素子２１はこの光
信号を光電変換視、映像信号として出力する。増幅回路
２２はこの映像信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路２３によ
ってデジタル化する。信号処理回路２４はデジタル化さ
れた映像信号にフィルタリング、エンハンスや、ガンマ
補正やホワイトバランス等、公知の信号処理を行なう。
さらに信号処理回路２４では、次に行なう符号化のため
に必要な中間フォーマットに変換する。このフォーマッ
トは、符号化部２（図１）で行なう符号化の方式に依存
する。本実施例ではＭＰＥＧによる符号化を行なうの
で、ＳＩＦ(Source Input Format)を用いる。ＭＰＥＧ
以外の符号化、例えば通信用のＨ．２６１規格に従って
符号化を行なうときにはＣＩＦ(Common Intermediate F
ormat)や、ＱＣＩＦ(QuarterCIF) 等のフォーマットに
変換すれば良い。

【００１６】図３は符号化部の構成を示すブロック図で
あり、ＭＰＥＧ符号化を実現する一般的な構成に準じた
ものである。３０はメモリであり、図２に示した撮像部
１の出力するフォーマット変換後の映像信号を記憶す
る。引算器３１は、メモリ３０の出力信号と動き補償予
測回路３８の出力する信号との差分をとることによって
フレーム間差信号を生成する。このフレーム間差信号
は、ＤＣＴ(Discrete Co-sine Transform) 回路３２に
よってフレーム内符号化された後、符号量を低減するた
め量子化回路３３で量子化される。量子化された信号は
可変長符号化回路３４と逆量子化回路３５へ出力され
る。可変長符号化回路３４でハフマン符号化された信号
は、出力バッファ３０１を経て符号化部から出力信号さ
れる。レート制御回路３００は出力バッファを監視し、
符号化部の出力するビットストリームが一定のターゲッ
トビットレートを保つように量子化回路３３における量
子化のパラメータを制御する。

【００１７】一方、量子化回路３３の出力する符号化信
号は逆量子化回路３５、ＩＤＣＴ(In-verse DCT)回路３
６、加算器３７で構成される復号回路で復号化され、動
き補償予測回路３８へ出力される。動き補償予測回路３
８では、予測モードに応じた出力信号を発生すると共
に、動き検出回路３９の出力する動きベクトルを用いた
動き補償を行なう。

【００１８】以上のような処理によって符号化された映
像信号は、２値信号のビットストリームとして出力され
る。ＭＰＥＧ符号化には圧縮率の異なるＭＰＥＧ１、Ｍ
ＰＥＧ２等の方式があるが、本実施例ではＭＰＥＧ１を
用いて１．２ｂｐｓに圧縮する。

【００１９】なお、符号化を行なう際には、単に情報量
の圧縮を行なうだけでなく、誤り訂正用の符号を付加し
て通信時に生じる誤りを訂正できるようにすればＳＮ向
上に有効である。

【００２０】次にスペクトラム拡散を行なう変調部の動
作について説明する。４２はＰＮ信号（疑似雑音符号）
発生器であり、ミキサ４０を用いて入力信号とＰＮ信号
をミキシングすることにより直接拡散する。ＰＮ符号は
例えば１２７ビットのｍ系列符号を用いる。さらに変調
器４１により、発信器４３の出力する３００ＭＨｚの中
心周波数のキャリアを用いてアップコンバートする。こ
の信号を増幅回路４４によって増幅した後、アンテナ７
（図１）から出力する。

【００２１】以上の動作により、撮像部で撮像した映像
を送信することができる。以下、受信の動作について説
明する。図６は復調部の構成を示すブロック図であり、
図１における配置に合わせて信号の流れは図面の右側か
ら左側へ向うものとする。アンテナ７（図１）で受信し
た信号は増幅回路５３で増幅された後、送信側の拡散符
号と中心周波数に対応したＳＡＷ（弾性表面波）マッチ
ドフィルタ５２を通過することにより、１．２ＭＨｚの
インパルス状の相関信号に変換され、パルス判別回路５
１によりデジタル信号に変換される。以上の動作によっ
てスペクトル拡散信号は逆拡散され、符号化された映像
信号のビットストリームが復調される。

【００２２】次に復号化部の動作について説明する。図
６は復号化部の構成を示すブロック図であって、図５と
同様に信号の流れは右から左の方向である。図５に示し
た復調回路の出力信号は図６のバッファ６０に蓄積され
た後、可変長復号化回路６１によってハフマン符号化さ
れた信号を復号化する。さらに逆量子化回路６２によっ
て逆量子化し、これを逆ＤＣＴ回路によってＤＣＴの復
号化を行なう。これらの処理によって、予測モードに応
じたフレーム画像号、あるいはフレーム画像の差分が得
られる。この信号とメモリ６５に蓄積されたフレーム画
像を加算することにより復号化が完了し、デジタル映像
信号が再生される。

【００２３】復号化された映像信号は映像表示装置６
（図１）によって表示する。映像表示装置の詳細な構成
は図示しないが、デジタル映像信号を入力して液晶ディ
スプレイに表示するものである。

【００２４】以上説明したように、本実施例では変調部
３でスペクトラム拡散する前に符号化部で映像信号の情
報量を圧縮しているので、スペクトル拡散信号の帯域幅
を小さくでき、ギガヘルツ帯を使用しなくても映像信号
の通信が可能となる。

【００２５】本発明の第２の実施例について図７を用い
て説明する。本実施例では、送信モードと受信モードの
切り替えスイッチ７０を設けた。スイッチ７０の切り替
えは手動で行なう。本実施例では、送信モード時に映像
信号を受信できず、映像が途切れてしまうことになる。
そこでメモリ７１を設け、前回の受信モード時の最終フ
レームの画像を保持してディスプレイに表示する。

【００２６】本実施例では、受信モードと送信モードを
切り替える構成としたので、受信信号と送信信号が混信
するような問題を防止できる。また、通信に使用する周
波数帯を送信と受信とで分離する必要がないので、分離
する場合と比較して周波数の帯域幅を小さくできる。

【００２７】本発明の第３の実施例について図８を用い
て説明する。本実施例では、映像信号だけでなく、音声
信号の送受信も行なうものである。８０はマイクと増幅
器で構成される音声入力部、８１は増幅器とスピーカで
構成される音声出力部である。符号化部２、復号化部５
では映像と音声の両方の符号化、復号化を行なう。

【００２８】本実施例では映像と音声による通信が可能
であり、円滑なコミュニケーションを図ることができ
る。

【００２９】本発明の第４の実施例について図８を用い
て説明する。本実施例では、符号化後に時間軸圧縮部９
０による時間軸圧縮を行ない、復調後には時間軸伸長部
により時間軸伸長を行なうようにした。時間軸上の圧縮
は１／２とする。こうすることにより、映像および音声
情報の存在しない無信号期間を設けることができる。こ
の無信号期間に受信するようにすれば、映像と音声信号
の送受信を同時に行なうことができ、第２の実施例のよ
うに受信映像が送信中に途切れる問題が生じない。

【００３０】本発明による無線映像信号送受信装置の外
観の一例を図１０に示す。１００は撮像部のレンズ部
分、１０１は液晶ディスプレイ、１０２はマイク、１０
３はアンテナである。このような小型の無線映像信号送
受信装置を用いることにより遠隔地間での映像、音声に
よる通信が可能となる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、撮像部を備えスペクト
ラム拡散方式により通信するた無線映像信号送受信装置
において、スペクトラム拡散する前に符号化により情報
量を削減しているため、同時に送受信を行なう際にも極
端な高周波を扱う必要がなく、安定した双方向通信を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による無線映像信号送受信装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例における撮像部の構成を示す
ブロック図である。

【図３】本発明の一実施例における符号化部部の構成を
示すブロック図である。

【図４】本発明の一実施例における変調部の構成を示す
ブロック図である。

【図５】本発明の一実施例における復調部の構成を示す
ブロック図である。

【図６】本発明の一実施例における復号化部の構成を示
すブロック図である。

【図７】本発明による無線映像信号送受信装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明による無線映像信号送受信装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。

【図９】本発明による無線映像信号送受信装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明による無線映像信号送受信装置の一実
施例の外観を示す図である。

【符号の説明】

１…撮像部、２…符号化部、３…変調部、４…復調部、５…復号化部、６…映像表示部、７…アンテナ、２０…レンズ、２１…撮像素子、４２…ＰＮ信号発生器、５２…ＳＡＷマッチドフィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者衣笠敏郎神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者今出宅哉茨城県ひたちなか市稲田1410番地株式会社日立製作所パーソナルメディア機器事業部内 (72)発明者倉重知行神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者湯原章綱神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力光を光電変換して映像信号を出力する
撮像手段と、該映像信号の情報量を圧縮して符号化する符号化手段
と、該符号化手段の出力する符号をスペクトラム拡散方式に
より変調する変調手段と、該変調手段の出力するスペクトラム拡散送信信号を無線
送信する送信手段と、他の送信手段の無線送信したスペクトラム拡散受信信号
を受信する受信手段と、該スペクトラム拡散受信信号を復調する復調手段と、該復調手段の出力する符号を復号化する復号化手段と、該復号化手段により復号化した映像信号を用いて映像表
示する映像表示手段と、を設けたことを特徴とする無線映像信号送受信装置。
【請求項２】入力光を光電変換して映像信号を出力する
撮像手段と、音声を入力して音声信号に変換する音声入力手段と、該映像信号と該音声信号との情報量を圧縮して符号化す
る符号化手段と、該符号化手段の出力する符号をスペクトラム拡散方式に
より変調する変調手段と、該変調手段の出力するスペクトラム拡散送信信号を無線
送信する送信手段と、他の送信手段の無線送信したスペクトラム拡散受信信号
を受信する受信手段と、該スペクトラム拡散受信信号を復調する復調手段と、該復調手段の出力する符号を復号化する復号化手段と、該復号化手段により復号化した映像信号を用いて映像表
示する映像表示手段と、該復号化手段により復号化した音声信号を用いて音声を
出力する音声出力手段と、を設けたことを特徴とする無線映像信号送受信装置。
【請求項３】上記送信手段と上記受信手段を共通化し、
単一の送受信手段としたことを特徴とする請求項１また
は２記載の無線映像信号送受信装置。
【請求項４】上記受信部と変調部および復調部との間に
スイッチ手段を設け、受信モードと送信モードを切り替
え可能としたことを特徴とする請求項３記載の無線映像
信号送受信装置。
【請求項５】上記映像表示手段の入力映像信号における
１画面分の画像を保持するメモリ手段を設け、送信モー
ド中に前回の受信モードにおいて該メモリ手段に書き込
んだ画像を表示することを特徴とする請求項４記載の無
線映像信号送受信装置。
【請求項６】上記符号化手段の出力する符号を時間軸圧
縮する手段と、上記復調手段の出力する符号を時間軸伸
長する手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の無
線映像信号送受信装置。
【請求項７】送信信号に映像情報を含む有効期間と、映
像情報を含まない無効期間を設け、送信信号の有効期間
と受信信号の有効期間が重ならないことを特徴とする請
求項３または６記載の無線映像信号送受信装置。
【請求項８】上記スイッチの切り替えタイミングを検出
する手段を設け、切り替え時に符号化手段における符号
化特性を変化させることを特徴とする請求項４または６
記載の無線映像信号送受信装置。