JPS6376594A - 信号処理装置 - Google Patents

信号処理装置

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JPS6376594A
JPS6376594A JP21936786A JP21936786A JPS6376594A JP S6376594 A JPS6376594 A JP S6376594A JP 21936786 A JP21936786 A JP 21936786A JP 21936786 A JP21936786 A JP 21936786A JP S6376594 A JPS6376594 A JP S6376594A
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JP
Japan
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signal
bit
digital audio
audio signal
demodulator
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JP21936786A
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Akihide Okuda
章秀 奥田
Tsutomu Noda
勉 野田
Himio Nakagawa
一三夫 中川
Masaharu Kobayashi
正治 小林
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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〕 本発明はテレビ信号処理方式に係り、音声の高品質化を
実現するための音声信号の多重復調装置に関する。
〔従来の技術〕
公知例「水平帰線消去期間に重畳したパルス信号と変形
した水平同期信号による既存受信機の両1立性試験結果
」大谷明、昭和56年度電子通信学会総合全国大会では
、従来テレビ受信機(NTSC方式)と両立性を保った
まま水平帰線期間にどれだけディジタルデータを多重で
きるかについて検討している。この検討によれば、1水
平帰線期間当り12ピツト(12b/H)、いいかえれ
ば約190Kbps(190キロピット/秒)のディジ
タルデータを伝送できることになっている。(190K
b/Sζ12b/HX 525HX 30Hz )一方
高品質デイジタル音声を伝送するには約I DJbps
の伝送容量が必要といわれている。(I Mb / 5
A=32 KHz X 16b X 2ch )〔発明
が解決しようとする問題点〕 上記従来技術では、実現できる伝送容量の拡大および必
要となる伝送容量の低減が十分検討されていない。その
ため、従来テレビと両立性を保ったまま高品質のディジ
タル音声信号を多重するのは困難とされていた。
本発明の目的はNTSC方式などのテレビ信号の送受信
システムと両立性を保ったまま高品質のディジタル音声
信号を伝送し再生できる信号処理。
装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、以下の手段を用いることにより達成される
。第1の手段は、音声信号の変調方式としてPCM(パ
ルスコードモジニレ−ジョン)のかわりにADM(アダ
ブティプデルタモジュレーシツン)を採用することであ
る。第2の手段は、ディジタル音声信号を1サンプル当
り2値(1ビツト)ではなく多値たとえば4値(2ビツ
ト)で伝送することである。第3の手段は、ディジタル
音声信号を多重する期間を水平走査期間のフロントポー
チとバックポーチだけでなく、オーバースキャンによっ
て画面にあられれない走査期間にも拡張することである
。第4の手段は、瞬時ビットレートを5.73 Mbp
sから7.16 Mbpsにすることである。
〔作用〕
第1の手段であるADMの採用により、音質をさげるこ
となく必要となる伝送容量を半分に低減できる。ドルビ
ー研究所によれば、251.7 Kbps/chの音竺
は帯域幅17KHz、ダイナミックレンジ90dB:で
あり、約450 Kbps / chのPCMの音質と
同等またはそれ以上である。(参考文献 ニスエムビイ
−・ティーイー ジャーナル 10月 1985 1ビ
イーマツク トランスミッション スタンタート  フ
ォー ペイ ディービイ−ニスJ SMPTEJour
nal November 1985 [B −MAC
: TransmissionStandard fo
r Pay DB S J )第2の手段である多値伝
送によりピット数/サンプルが上がるため、伝送容量を
上げることができる。第3の手段であるディジタル音声
信号の多重期間の走査期間への拡張に、より、伝送容量
を上げることができる。このとき、ディジタル音声信号
を多重する走査期間を、オーバースキャンによって画面
には現れない部分とするため、従来テレビと両立性を保
つことができる。
第4の手段であるビットレートの5.73 Mbpsか
ら7.16 Mbpsへの変更により、伝送容量を1.
25倍にすることができる。
たとえば、ADM、4値伝送、ビットレート7.16 
Mbps f採用し、多重期間を公知例の場合より1サ
ンプル分フロントポーチ直前の水平走査期間に拡張した
場合を考える。実現できる伝送容量および必要となる伝
送容量はそれぞれ次のようになる。
実現できる伝送容量= (12X−+1 )X2X52
5X305.13 = 504Kbps 必要となる伝送容量= 251.7 X 2=503.
4 Kbps この例より明らかなよって、これら4つの手段の組み合
わせにより、NTSC方式の走査線構造をもったテレビ
と両立性を持つディジタル音声信号多重が可能となる。
〔実施例〕
第1図に本発明の実施例の一つを示す。
第1図(a)はディジタル音声信号多重装置をもったF
UCE方式テレビ信号送信機を、同図(b)はディジタ
ル音声信号復調装置をもったFUCE方式テレビ信号受
信機を示す。まずはじめに全体の動作・構成を示す。映
像信号R−G−B、水平・垂直同期信号HD・VD、従
来の音声信号1文字多重信号などが入力端子群1を通し
てFUCEエンコーダ2に入力される。ここでF U 
CE (Full Compa−tible Enco
ding )ばNTSCと完全な互換性をもつ高精細T
V方式である。〔参考文献;テレビジョン学会誌Vo1
.39 、Nn1O(1985) 885〜897 〕
R(右)とL(左)2チヤンネルの高品質音声信号は、
入力端子3と4よりマトリックス5に入力すれる。マト
リックス5は、R+LとR−Lをつ(す、それらをAD
M変調器6に入力する。A D M変調器6は高品質音
声信号を1ピットディジタル信号て変調し、それを遅延
器7に入力する。遅延器7は受信機出力において映像信
号と高品質音声信号のタイミングが合うように1ビツト
デモ入力する。タイミング発生器9は、FUCEエンコ
ーダ2からえられるHD 、 VD 、カラーサブキャ
リアパルスSCをもとに、ディジタル音声信号を多重す
る期間を規定するゲートパルスGPとディジタル音声信
号を多重する周波数および位相を規定スるクロックパル
スCPkつ<す、ケートパル・スGPとクロックパルス
CPを時間軸圧縮器8に4ゲートパルスGPYスイツチ
10に入力する。時間軸圧縮器8は1ビツトデモ トパルスGPとクロックパルスCPをもとに時間軸圧縮
し、それらをビット変換器11に入力する。
ビット変換器11は、R+Lの1ビツトデモ音声信号を
上位ビットに、R−Lの1ピツトデイジタル音声信号を
下位ビットにした2ピツトのディジタル音声信号を8ビ
ツトに変換し、それをスイッチ10に入力する。FUC
Eエンコーダ2は8ビツトの映像信号をつくり、それを
スイッチ10に入力する。スイッチ10はゲートパルス
GPをもとに、映像信号とディジタル音声信号を選択し
出力することにより、これらを時間軸多重し、それをF
UCEエンコーダ2に入力する。FUCEエンコーダ2
は、ディジタル音声信号が多重されたアナログのFUC
E信号を出力端子12から出力する。受信機では、ディ
ジタル音声信号が多重されたFUCE信号が入力端子1
3を通してFUCEデコーダ14に入力される。FUC
Eデコーダ14は映像信号R・G−B、水平・垂直同期
信号HD・VD、従来の音声信号2文字量重信号などを
復調して出力端子群15から出力すると同時に、ディジ
タル音声信号が多重された8ビツトのFUCE信号をビ
ット変換器16に入力する。ビット変換器16は8ビツ
トの入力信号を2ビツトに変換し、それらを時間軸復調
器17に入力する。タイミング発生器18はFUCEデ
コーダ14より供給されるHD、VD、SCをもとにデ
ィジタル音声信号な復調する期間を規定するゲートパル
スGPとディジタル音声信号を復調する周波数および位
相を規定するクロックパルスCPをつくり、それらに時
間軸復調器17に入力する。時間軸復調器17は、ゲー
トパルスGPとクロックパルスCPをもとに1ビットデ
ィジタル信号の時間軸を復調し、時間軸が復調された1
ビツトデモ復調器19は1ビツトデモ 音声信号に復調し、それをマトリックス20に入力する
。マトリックス20はR+LとR−Lの高品質音声信号
をRとLの高品質音声信号にもどし出力端子21と22
から出力する。
次に各ブロックの動作・構成につ℃・て説明するdマト
リックス5と20はたとえば差動アンプによって構成す
る。A D M変調器6とADM復調器19はたとえば
Dolby研究所が開発し、B −MAC(Multi
−rple Analog Components )
で採用された204.5KHzサン。
ブリング、コントロール信号15.7 Kbps 、エ
ラー補正信号31.5 Kbps 、必要伝送容125
1.7 KbpsのADM変・復調器とする。第2図(
alに映像信号を、同図(b)にタイミング発生器9と
18でつくられるゲートパルスGPの波形図の一例を示
す。クロックパルスCPはカラーサブキャリア周波数の
2倍の7.16Ml1lzとする。時間軸圧縮器8はた
とえば251.7K)lzのクロツクパとスでディジタ
ル音声信号をメモリに書き込み、クロックパルスCPで
ディジタル音声信号を読み出すことにより時間軸を圧縮
する。このときメモリの読み出し期間をゲートパルスG
Pがハイレベルのときのみとする。これによりディジタ
ル音声信号は第2図(clのように時間軸圧縮され°る
。ビット変換器11は、たとえば第3図のビット変換表
によりディジタル音声信号を2ピツトから8ビツトに変
換する。ビット変換器16は、たとえば第4図のビット
変換表によりディジタルテレビ信号を8ビツトから2ビ
ツトに変換する。時間軸復調器17はゲートパルスGP
がハイレベルのときのみクロックパルスCPによってデ
ィジタル信号をメモリに書き込み、たとえば251.7
 KHzのクロックパルスで読み出すことにより時間軸
を復調する。
次て本実施例の効果を示す。
(1)必要となる伝送容量が実現できる伝送容量より小
さくなる( 251.7X2Kbps<16X2X52
5X30bps)ため、従来不可能であったディジタル
音声信号のFUCE方式テレビ信号への多重が可能とな
る。
(2) R+ Lを上位ビットとして4値でディジタル
音声信号を伝送するため、R+LのエラーレートはR−
Lのそれより低くなる。そのためテレビ信号が雑音や振
幅ひずみ特性の悪い伝送路を経由した場合でも、高品質
音声の再生をモノラル(R+Lのみ)にすれば低雑音で
受信できる。(3)ディジタル音声信号をカラーサブキ
ャリア周波数の2倍という非常に単純な周波数7.16
 MHzで伝送するため、ディジタル音声信号の多重お
よび復調が容易になる。(4)送信機側で一括して高品
質音声信号と映像信号のタイミング合わせのための遅延
をおこなうため、受信機側で遅延器を設ける必要がなく
、大量に必要となる受信機のコスト低減が可能となる。
また、第1図の実施例においてゲートパルスOPは、1
水平走査あたり16サンプル以上のディジタル音声信号
が多重できるだけの期間を、水平帰線期間のフロントポ
ーチ・フロントポーチ直前の水平走査期間・水平帰線期
間のバックポーチ・バックポーチ直後の水平走査期間の
ある一定期間に規定するパルスであれば、第2図(b)
)に示したゲートパルスGPでなくてもよい。この場合
でも実施例の効果はかわらない。
さらに、第1図の実施例において、マトリクス5と20
を削除して、R+LとR−LでなくRとLのままで多重
することも可能である。この場合、実施例の効果は上記
の(1) 、 (3> 、 (4)となる。
第5図に本発明の実施例の一つを示す。第5図の実施例
の基本的な動作および構成は、第1図のそれと同じであ
る。また、第1図と第5図で、同一番号をつけたブロッ
クは、同一の動作・構成をもつブロックである。ここで
は第1図の実施例とことなる点についてのみ第5図の実
施例を説明する。第5図で、23と25はタイミング発
生器を、24は時間軸圧縮ブロックを、26は時間軸復
調ブロックを示す。タイミング発生器23はFUCEエ
ンコーダ2より供給されるHD、VD、SCをもとに、
R+Lのディジタル音声信号を多重する期間を規定する
ゲートパルスGPAと、R−Lのディジタル音声信号を
多重する期間を規定するゲートパルスGPBと、ディジ
タル音声信号を多重する周波数および位相を規定するク
ロックパルスCPをつくりゲートパルスGPA 、GP
BとクロックパルスCPを時間軸圧縮ブロック24に、
ゲートパルスGPA 、GPBをスイッチ10に入力す
る。ゲートパルスGPBは、垂直帰線期間内の一定数の
水平走査線の水平走査期間と、垂直帰線期間の直前と直
後の一定数の水平走査線の水平走査期間だけノ・イレペ
ルとなるゲートパルスとする。ここでは、たとえば垂直
帰線期間の直前の3本と直後の3本の計6本の水平走査
線の水平走査期間だけノ・イレベルトナルゲートパルス
とする。ゲートパルスGPAは、第1図の実施例で用い
るのと同じゲートハルストスル。クロックパルスCPは
、7.16MHz。
とする。第6図に時間軸復調ブロック24の構成例を示
す。同図中、8と28は時間軸圧縮器と、27は直列/
並列変換器を、29はスイッチを示す。1ピントのディ
ジタル音声信号R−Lは直列/並列変換器27によって
2ビツトに変換され、おのおの時間軸圧縮器28に入力
される。時間軸圧縮器28は、たトエハ二KHzのクロ
ックパルスでディジタル音声信号をメモリに書き込み、
クロックパルスCPでディジタル音声信号を読み出すこ
とにより時間軸を圧縮する。このときメモリの読み出し
期間をゲートパルスGPBがハイレベルのときのみとす
る。
1ビツトのディジタル音声信号R+Lは時間軸圧縮器8
により時間軸を圧縮される。スイッチ29は、ゲートパ
ルスGPAがハイレベルのときはR+Lのディジタル音
声信号を、ゲートパルスGPBがハイレベルのときはR
−Lのディジタル音声信号を選択し出力する。よって送
信機からは、水平帰線期間または水平帰線期間とその直
前、直後の水平走査期間の一定期間に2値でR+ Lの
ディジタル音声信号が多重され、垂直帰線期間の直前と
直後の計6本の不平走査線の水平走査期間に4値でR−
Lのディジタル音声信号が多重されたFUCE信号が出
力される。タイミング発生器25は、タイミング発生器
23と同様にゲートパルスGPAとGPBとクロックパ
ルスCPをつくり、それらに時間軸復調ブロック26に
入力する。第7図に時間軸復調ブロック26の構成例を
示す。同図中17と30は時間軸復調器を、31は並列
/直列変換器を示す。
時間軸復調器30はゲートパルスGPBがハイレベルの
ときのみディジタル信号をクロックパルスCPによって
メモリに書き込み、たとえば251.7 KHzのり“
0ツクパルスでディジタル信号をメモリより読み出すこ
とにより時間軸を復調する。時間軸復調器17はゲート
パルスGPAがハイレベルのときのみディジタル信号を
クロックパルスCPによってメモリに書き込み、たとえ
ば251.7 KFlzのクロックパルスでディジタル
信号をメモリより読み出すことにより時間軸を復調する
。並列/直列変換器30は、2ビツトのディジタル音声
信号R−Lを1ビツトに変換する。これ以外の処理は第
1図の実施例と同じ処理をして、受信機側では、高品質
音声信号が再生される。
次に第5図の実施例の効果を示す。(1)必要となる伝
送容量が実現できる伝送容量より小さくなる( 251
.7X2Kbps<16X525X30+371X2X
6HX60bps52μsec÷0.14μsec中3
71)ため従来不可能であったディジタル音声信号のF
UCE方式テレビ信号への多重が可能となる。(2) 
R+ Lは2値伝送、R−Lは4値伝送するため、R+
LのエラーレートはR−Lのそれより低くなる。そのた
めテレビ信号が雑音や振幅ひずみ特性の悪い伝送路を杼
由した場合でも、高品質音声の再生をモノラル(R+L
のみ)にすれば低雑音で受信できる。(3)第1図の実
施例の効果(3)と同じ。(4)第1図の実施例の効果
(4)と同じ。
第5図の実施例において、マトリックス5と20に削除
して、R,+ LとR−LでなくRとLのままで多重す
ることも可能である。この場合、実施例の効果は上記の
(1)、 (3) 、 (4)となる。
さらに第5図の実施例において、ゲートパルスGPAと
GPBを入れかえて、R,+ Lを多重する期間とR−
Lを多重する期間を入れかえることも可能である。この
場合の実施例の効果は上記の(1)。
(21、(31、(41となる。
第8図に本発明の実施例の一つを示す。第8図の実施例
の基本的な動作および構成は、第5図の実施例のそれと
同じである。また、第5図と第8図で同−香号をつげた
ブロックは、同一の動作・構成をもつブロックである。
ここでは第5図の実施例とことなる点についてのみ第8
図の実施例を説明する。第8図で、32は時間軸圧縮ブ
ロックを、33と34はビット変換器を、35は時間軸
復調ブロックを示す。タイミング発生器23でつくられ
るゲートパルスGPBは、たとえば垂直帰線期間の直前
の4本と垂直帰線期間内の4本と垂直帰線期間の直後の
4本の計12本の水平走査線の水平走査期間だけハイレ
ベルとなるゲートパルスとする。ゲートパルスG P 
AとクロックパルスCPは第5図の実施例で用いるのと
同じパルスとする。第9図に時間軸圧縮ブロック32の
構成例を示す。同図中、8は時間軸圧縮器を、29はス
イッチを示す。時間軸圧縮器8とスイッチ29の基本的
な動作は第6図のそれらと同じである。ビット変換器3
3は第10図のビット変換表シて従って1ビツトのディ
ジタル音声信号を8ピツトに変換する。第8図の実施例
の送信機からは、水平帰線期間内とその直前・直後のう
ちの一定期間に2値でR+Lのディジタル音声信号が多
重され、垂直帰線期間内とその直前・直後の計12本の
水平走査線の水平走査期間に2値でR−Lのディジタル
音声信号が多重されたFUCE信号が出力される。ピン
ト変換器34は第11図のビット変換表に従って8ビツ
トのディジタル信号を1ビツトに変換する。第12図に
時間軸復調ブロックの構成例を示す。同図中、17は時
間軸復調器を示す。基本的な動作は、第7図の時間軸復
調17と同じである。
次に第8図の実施例の効果を示す。(1)必要となる伝
送容量が実現できる伝送容量より小さくなる(251.
7X2Kbps<16X525X30+371X12X
60bps )ため、従来不可能であったディジタル音
声信号のFUCE方式テレビ信号への多重が可能となる
(2)第1図の実施例の効果(3)と同じ。(3[1図
の実施例の効果(4)と同じ。
第8図の実施例において、マトリックス5と20を削除
して、R+LとR−LでなくRとLのfまで多重するこ
とも可能である。この場合の実施例の効果は上記(1)
 、 (21、(3)と同じである。
さらに第8図の実施例において、ゲートパルスGPAと
GPBを入れかえて、R+LとR−Lを多重する期間を
入れかえる方式も可能である。この場合の実施例の効果
は上記(1) 、 (2+ 、 (31と同じである。
第1図、第5図、第8図の実施例はFUCE方式のTV
信号とディジタル音声信号を多重する送信機とそれらを
復調する受信機についてである。
一方、NTSC方式のTV信号とディジタル音声信号を
多重、復調する送信機、受信機も、本発明により実現で
きる。これらは、第1図、第5図。
第8図の実施例において、FUCEエンコーダ2とFU
CEデコーダ14をNTSCエンコーダとN T S 
Cデコーダに入れ替、え、遅延器7を削除することによ
り可能となる。第13図、第14図、第15図にNTS
C方式TV信号ケ対象にした本発明の実施例を示す。図
中、36はNTSCエンコーダを、37はN T S 
Cデコーダを示す。基本的動作および実施例の効果は、
第13図の実施例と第1図の実施例で、第14図の、実
施例と第5図の実施例で、第15図の実施例と第8図の
実施例で同じである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、NTSC方式のテレビ信号の送受信シ
ステムと両立性を保ったまま、高品質のディジタル音声
信号を伝送し再生できるテレビ信号送・受信機を実現す
ることができる。
本発明によれば、NTSC方式と互換性を持つ高精細テ
レビ方式(たとえばFUCE方式)のテレビ信号の送受
信システムと両立性を保ったまま、高品質のディジタル
音声信号を伝送し再生できるテレビ信号送・受信機を実
現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の回路図、第2図は実施例を説
明するための波形図、第3図と第4図はビット変換器の
ピット変換図、第5図は本発明の実施例の回路図、第6
図は時間軸圧縮ブロックの回路図、第7図は時間軸復調
ブロックの回路図、第8図は本発明の実施例の回路図、
第9図は時間軸圧縮ブロックの回路図、第10図と第1
1図はビット変換器のピット変換図、第12図は時間軸
復調ブロックの回路図、第13図と第14図と第15図
は本発明の実施例の回路図である。 2 ・FUCEエンコーダ、 5・・・マトリックス、  6・・A D M変訓器、
7・・・遅延器、     8・・・時間軸圧縮器、9
・・タイミング発生器、 10・・スイッチ、    11・・・ビット変換器、
14・・FUCEデコーダ、 16・ビット変換器、  17・・・時間軸復調器、1
8・・タイミング発生器、 19・・ADM復調器、  20・・・マトリックス、
23・・・タイミング発生器、 24・・時間軸圧縮ブロック、 25・・・タイミング発生器、 26・・・時間軸復調ブロック、 27・・・直列/並列変換器、 28・・・時間軸圧縮器、  29・・・スイッチ、3
0・・・時間軸復調器、  31・・・並列/直列変換
器、32・・・時間軸圧縮ブロック、 33・・・ビット変換器、  34・・・ビット変換器
、35・・・時間軸復調ブロック、 36・・・NTSCエンコーダ、 37・・・NTSCデコーダ。 嘴5 ノ i 拓2日 毛づ 凪 晃4 口 晃S口 カ受j色戦 で       /2 あ 6 口 晃7囲 第56  口 tb+  受イぎ畿 易7目 第70口 地/ノロ 早72凹 躬/j口 拓/d口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、テレビ信号の送信機と受信機において、送信機には
    音声信号をディジタル化する変調器と、ディジタル化さ
    れた音声信号を映像帰線期間と映像走査期間の一定期間
    に時間軸圧縮する時間軸圧縮器と、映像信号と時間軸圧
    縮されたディジタル音声信号を時分割多重するスイッチ
    を設け、受信機には映像帰線期間と映像走査期間の一定
    期間に多重されたディジタル音声信号の時間軸を復調す
    る時間軸復調器と、ディジタル音声信号をアナログに復
    調する復調器を設けたことを特徴とする信号処理装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記変調器はAD
    M変調器であり、前記時間軸圧縮器はディジタル化され
    た音声信号を映像帰線期間と映像走査期間の一定期間に
    伝送ビットレート7.16Mbpsで時間軸圧縮する時
    間軸圧縮器であり、前記復調器はADM復調器であるこ
    とを特徴とする信号処理装置。
JP21936786A 1986-09-19 1986-09-19 信号処理装置 Pending JPS6376594A (ja)

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