JP3033702B2 - Transmission device - Google Patents
Transmission deviceInfo
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- JP3033702B2 JP3033702B2 JP9027088A JP2708897A JP3033702B2 JP 3033702 B2 JP3033702 B2 JP 3033702B2 JP 9027088 A JP9027088 A JP 9027088A JP 2708897 A JP2708897 A JP 2708897A JP 3033702 B2 JP3033702 B2 JP 3033702B2
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- Japan
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- signal
- telephone
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- psk
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、送信装置、特に
小規模の送信局を用いて放送局等にニュース等の動画像
信号(音声も含む)の中継伝送を行う場合等に用いて好
適な送信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現地に携帯型VTRを持ち込んでビデオ
によるニュース取材を行ういわゆるENG(Elecrtic N
ews gathering)システムは、現在多くの放送局において
導入されている。このENGシステムの導入はニュース
取材の便利性を飛躍的に高めるに至っているが、基本的
に記録を前提とするためリアルタイムの中継が不可能で
ある。
【0003】そこでリアルタイムの中継が必要なとき
は、現在はマイクロウエーブ回線を利用している。とこ
ろがこのマイクロウエーブ回線の利用は、突発的な事故
の現場からの中継においては、回線の設置に手間がかか
り、費用も多くかかる等の欠点がある。
【0004】一方、近年米国において通信衛星を用いて
ニュース取材を行ういわゆるSNG(Satellite News g
athering)システムが導入されはじめ、車載地球局から
放送局へ向けてリアルタイムの中継を行うケースが増え
ている。
【0005】このSNGシステムは極超短波のKuバン
ド(14/12GHz)を利用して、現場から携帯用送
信機で通信衛星に向けて映像と音声を発射し、それをテ
レビ局等に設置された地上基地で受信する中継方式で、
現場から即座に生中継ができるというものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが現行のSNG
システムにおいては、必ずしも通信衛星と相性のよくな
いFM伝送方式が用いられており、このFM伝送方式は
アナログ信号によるもので送信機の最終段の送信出力が
例えば100Wと大きく、また、パラボラアンテナの径
は例えば数メートルとかなり大きいものである。従っ
て、このようなFM伝送方式を用いる以上送信機の送信
出力を小さくするとかパラボラアンテナの系を小さくす
るとかすることにより、送信局の設備の小型軽量化には
限界があった。
【0007】この発明は斯る点に鑑みてなされたもの
で、システムを構成する装置類の小型軽量化をはかり、
可搬性、利便性を高めることができる送信装置を提供す
ることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、下記の手段を有する送信装置を提供す
る。即ち、デジタル化された映像信号を高能率符号化す
る高能率符号化装置と、受信装置に設けられた第2の電
話装置との間で電話音声の送受信を行う第1の電話装置
と、高能率符号化されたデジタル映像データと、デジタ
ル化された音声データと、上記第1の電話装置からのデ
ジタル化された電話音声とを多重するマルチプレクサ
と、多重化されたデータにたたみ込み符号化を行うたた
み込み符号器と、たたみ込み符号化されたデータでPS
K変調を行うPSK変調器と、該PSK変調器の出力信
号を衛星に向けて送信する手段とを有する送信装置を提
供する。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態において
は、送信側でA/D変換器2で映像信号をアナログ信号
よりディジタル信号に変換し、画像高能率符号化装置3
で高能率符号化すなわち情報量の削減を行い、たたみ込
み符号器9で誤り訂正のためのたたみ込み符号化を行
い、そのデータでPSK変調器10において搬送波をP
SK変調して衛星を経由して受信側に伝送する。
【0010】受信側ではPSK復調器24で受信信号を
PSK復調し、ビタビ復号器25でビタビ復号による誤
り訂正を行い、即ち、ビタビのアルゴリズムによりたた
み込み符号の最尤復号を行い、そのデータを画像高能率
復号装置27で高能率復号、即ち情報量の削減されたデ
ータから元のデータを得てディジタル化した元の映像信
号を復元する。これにより、伝送に必要な電力をFM伝
送方式に比べて数分の1以下とすることができる。
【0011】以下、この実施形態を図1〜図9に基づい
て詳しく説明する。
【0012】*送信局の構成と動作
図1は中継用送信局の回路構成の一例を示すもので、同
図において1は映像信号が印加される入力端子であっ
て、この入力端子1からの映像信号はA/D変換器2に
供給され、ここでアナログ信号よりディジタル信号に変
換される。
【0013】ディジタル化された映像信号は画像高能率
符号化装置3に供給され、ここで高能率符号化すなわち
情報量の削減(帯域圧縮)がなされる。情報量削減の方
式については、ここでは規定しないが適当な方法により
例えばCCEIR Rec(Recommendation)601号
で符号化した(A/Dした)入力は216Mbpsであ
るが、これを10〜20分の1例えば12Mbpsに情
報量を削減し、しかも画質劣化を小さくすることは可能
である。情報量削減した符号化装置3からの映像信号は
マルチプレクサ4に供給される。
【0014】5は音声信号が印加される入力端子であっ
て、この入力端子5からの音声信号はA/D変換器6に
供給され、ここでアナログ信号よりディジタル信号に変
換されてマルチプレクサ4に供給される。7は電話機で
あって、この電話機7からの音声信号は電話用コーディ
ク(Coder&Decoder)8に供給され、ここでA/D変換さ
れて例えば64Kbpsのディジタル信号となり、マル
チプレクサ4に供給される。
【0015】マルチプレクサ4に供給された符号化装置
3、A/D変換器6及び電話用コーデックからの信号は
多重化され、図3に示すようなデータフォーマットに直
列化される。すなわち図3において、フォーマットの先
頭には同期信号が挿入され、その後に入力端子5からの
音声データ、次に電話機7からの音声やその他の制御デ
ータ、次に入力端子1からの映像データが夫々配列され
る。
【0016】マルチプレクサ4で直列化されたデータは
たたみ込み符号器9に供給され、ここで誤り訂正のため
のたたみ込み符号化を行う。ここで、たたみ込み符号化
の符号化率はシステム全体のバランスによって定めるも
のとし、特に規定しない。
【0017】ここみ込み符号化されたデータはPSK変
調器10に供給され、そのデータで所定周波数例えば1
40MHzの搬送波をPSK変調する。PSK変調器1
0の出力信号はアップコンバータ11に供給され、ここ
で使用する通信衛星(図示せず)の中継器の周波数例え
は14GHzに合わせてアップコンバートされる。
【0018】アップコンバートされた信号は例えば10
Wの高電力増幅器(High power Amplifier)12に供給
されて増幅され、分波器13を介して小口径例えば約
1.2〜1.8m程度のパラボラアンテナ14に供給さ
れ、これより通信衛星に向けて送信される。
【0019】また、図2に示すような局用受信局すなわ
ち固定局より発生された電話器からの音声情報がパラボ
ラアンテナ14に受信されると、この音声情報は分波器
13を介して低雑音増幅器(Low Noise Amplifier)15
に供給されて増幅される。低雑音増幅器15の出力信号
はダウンコンバータ16に供給され、ここで次段のPS
K復調器17の中間周波数に合わせて所定周波数例えば
140MHzにダウンコンバートされる。ダウンコンバ
ータ16からの出力信号はPSK復調器17に供給さ
れ、ここでPSK復調され、データが復調される。この
PSK復調器17はFSK復調器でもよい。
【0020】PSK復調されたデータはビタビ復号器1
8に供給され、ビタビ復号による誤り訂正を行う。つま
りビタビのアルゴリズムによりたたみ込み符号の最尤復
号を行う。復号されたデータは電話用コーデック8に供
給され、ここでD/A変換されて電話器7に供給され
る。これにより固定局より送話された電話音声が通信衛
星を経由して中継用送信局の電話器により受話されるこ
とになる。
【0021】*受信局の構成と動作
図2は局用受信局すなわち固定局の回路構成を示すもの
で、同図において20は中口径例えば約3〜5m程度の
パラボラアンテナであって、上述の如く図1の送信局よ
り通信衛星に向けて発射された14GHzの送信情報は
通信衛星で所定周波数例えば12GHzの送信周波数に
変換されてパラボラアンテナ20により受信される。
【0022】パラボラアンテナ20からの情報は分波器
21を介して低雑音増幅器22に供給されて増幅され
る。低雑音増幅器22の出力信号はダウンコンバータ2
3に供給され、ここで次段のPSK復調器24の中間周
波数に合わせて所定周波数例えば140MHzにダウン
コンバートされる。ダウンコンバータ23からの出力信
号はPSK復調器24に供給され、ここでPSK復調さ
れ、データが復調される。
【0023】PSK復調されたデータはビタビ復号器2
5に供給され、ビタビ復号による誤り訂正を行い。つま
りビタビのアルゴリズムによりたたみ込み符号の最尤復
号を行う。
【0024】復号されたデータはデマルチプレクサ26
に供給され、映像信号と音声信号が分流されると共に電
話用音声信号も含まれていればこれも分流される。分流
された映像信号は画像高能率復号装置27に供給されて
ここで高能率復号が行われ、例えば12Mbpsより2
16Mbpsのディジタル信号に変換される。このディ
ジタル信号はD/A変換器28でアナログ信号に変換さ
れ、出力端子29に元の映像信号が得られる。
【0025】また、デマルチプレクサ26で分流された
音声信号はD/A変換器30でディジタル信号よりアナ
ログ信号に変換され、出力端子31に元の音声信号とし
て取り出される。
【0026】また、デマルチプレクサ26で分流された
電話用音声信号は電話用コーデック32でD/A変換さ
れ、アナログ信号として電話器33に供給される。
【0027】また、電話器33からの音声信号は電話用
コーデック32でA/D変換されて例えば64Kbps
のディジタル信号となり、たたみ込み符号器34に供給
され、ここで誤り訂正のためのたたみ込み符号化を行
う。ここで、たたみ込み符号化の符号化率は、システム
全体のバランスによって定めるものとし、特に規定しな
い。
【0028】たたみ込み符号化されたデータはPSK変
調器35に供給され、そのデータで所定周波数例えば1
40MHzの搬送波をPSK変調する。なお、このPS
K変調器35はFSK変調器でもよい。
【0029】PSK変調器35の出力信号はアップコン
バータ36に供給され、ここで使用する通信衛星(図示
せず)の中継器の周波数例えば14GHzに合わせてア
ップコンバートされる。アップコンバートされた信号は
高電力増幅器37に供給されて増幅され、分波器21を
介してパラボラアンテナ20に供給され、これより通信
衛星に向けて送信される。後は上述の如く図1の中継用
送信局で連絡用の電話回線を介して受話される。
*要部の構成と動作
図4は画像高能率符号化装置3の一例を示すもので、同
図において、41はディジタル化した映像信号が供給さ
れる入力端子であって、ディジタル化については例えば
CCIR Rec 601号で勧告されコンポーネント
符号化則に従うものとする。従って入力端子41にはコ
ンポーネント符号化された映像信号例えばサンプリング
周波数が13.5MHzで量子化数が8ビットの輝度信
号(Y)と、サンプリング周波数が6.75MHzで量
子化数が8ビットの色差信号(R−Y,B−Y)が印加
される。
【0030】入力端子41からの映像信号は動き検出回
路42及びサブサンプリング回路43に供給される。な
お、動き検出回路42には輝度信号のみ供給してもよ
い。動き検出回路42は前画面(前フレーム)と現画面
(現フレーム)との動き量を検出(評価)する。この検
出方法としては多種考えられるが、例えばフレームメモ
リを有し、サンプル毎に前画面と現画面との差分を計算
し、累積することにより動き量を検出する。
【0031】サブサンプリング回路43では人間の視覚
特性が輝度成分と色成分について異なること及び後述す
る後段の補間回路との兼合いから以下に述べるフォーマ
ットで間引き(サブサンプリング)を行う。
【0032】先ず輝度信号Yのサブサンプリングに付い
て説明する。輝度信号のサブサンプリングパターンは図
5に示すとおりである。図5において縦軸は走査ライン
数を表わし、第1フィールド(例えば実線で表わされる
第Kフィールド、第K+2フィールド等)は263本、
第5フィールド(例えば破線で表わされる第K+1フィ
ールド、第K+3フィールド等)は262本であるがこ
こでは代表的にn‥‥‥n+3ラインのみ示している。
また、横軸はサンプル(画素)数を表わし、1ライン
(1H)当り858個であるがここでは代表的にm‥‥
‥m+3のサンプルのみ示している。このパターンの特
徴は
全てのフィールド内において伝送しないサンプル
(後で補間するサンプル)に対して伝送するサンプルが
同一の位置関係にある(図6参照)。
サブサンプリングパターンの変化は4フィールドす
なわち2フレームで完結し、これが繰り返される。
【0033】このパターンのサブサンプリングにより情
報量は1/2に削減される。ここで、は補間フィルタ
を構成する際同一の構成で全ての伝送しないサンプルの
補間が可能であることを意味し、または静止した画面
について2フレームでサブサンプリングする前の全ての
情報が伝送され、補間のやり方次第で解像度をサブサン
プリングする前の状態まで高めることができる可能性が
あることを意味する。
【0034】次に色差信号(B−Y,R−Y)のサブサ
ンプリングに付いて説明する。色差信号のサンプリング
パターンは図7に示すとおりである。図7において縦軸
は走査ライン数を表わし、第1フィールド(例えば実線
で表わされる第Kフィールド、第K+2、第K+4フィ
ールド、第K+6フィールド等)は263本、第2フィ
ールド(例えば破線で表わされる第K+1フィールド、
第K+3フィールド、第K+5フィールド、第K+7フ
ィールド等)は262本であるが、ここでは代表的にn
‥‥‥n+5ラインのみ示している。また横軸はサンプ
ル(画素)数を表わし、1ライン(1H)当り429個
であるがここでは代表的にm‥‥‥m+4のサンプルの
み示している。
【0035】ここのパターンの特徴は
輝度信号同様全てのフィールド内において伝送する
ラインに関しては伝送しないサンプル(後で補間するサ
ンプル)と伝送するサンプルとの相対的位置関係が同一
である(図4参照)。
全てのフィールド内において色差信号(B−Y,R
−Y)はライン毎に交互に非伝送となる。
サブサンプリングパターンはフィールド毎に変化
し、その変化により全てのサンプル位置を8フィールド
(4フレーム)で網羅し完結する。
【0036】このパターンのサンプリングにより両信号
の情報量は夫々1/4に削減される。ここで及びは
補間フィルタを構成する際同一の構成で全ての伝送しな
いサンプル補間が可能であることを意味し、または静
止した画面について4フレームサブサンプリングする前
の全ての情報が伝送され、補間のやり方次第で解像度を
サンプリングする前の状態までの高めることができる可
能性があることを意味する。
【0037】このようにして検出された動き検出回路4
2からの前画面と現画面との動き量及びサブサンプリン
グ回路43からのサブサンプリング(間引き)されたサ
ンプルが予測符号化回路44に供給され、ここで動き量
を考慮に入れた予測符号化を行い、つまり動き補償予測
符号化を行い、更に可変長符号化回路45で予測残差信
号に対して可変長符号化を行って出力端子46に出力す
る。従って出力端子46には大幅に削減された情報が得
られる。
【0038】例えば入力端子42に印加ささる情報を2
16Mbpsとすると、出力端子46には12Mbps
の情報が得られる。そして、出力端子46より動き量の
評価値と可変長符号化したデータを合わせてマルチプレ
クサ4(図1)に伝送する。
【0039】*他の要部の構成と動作
図8は画像高能率復号装置27の一例を示すもので、同
図において、47はビタビ復号器25(図2)で復号さ
れた映像信号に関するデータがデマルチプレクサ26を
介して供給される入力端子であって、この入力端子47
からのデータは可変長復号回路48に供給され、ここで
可変長符号の復号を行い、更に予測復号回路49で動き
量評価値を用いて予測復号すなわち動き補償予測復号を
行って補間回路50に供給する。
【0040】補間回路50は動き量評価値を用いてサブ
サンプリング(間引き)されたサンプルの補間を行う。
すなわち、補間回路50はサブサンプリングされたサン
プルにより生成したフィールド内補間値と過去において
伝送された対応するサンプル位置のサンプル値の双方に
動き量に応じて重みをかけて加え合わせて出力端子51
に出力する。
【0041】図9は補間回路50の具体的回路構成の一
例を示すもので、実際にはこのような回路が輝度信号
Y、色差信号B−Y及びR−Y毎に設けられる。図9に
おいて、52は動き検出回路42(図4)からの動き量
が供給される入力端子、53はサブサンプリング回路4
3(図4)からのサブサンプリングされたサンプルが供
給される入力端子である。入力端子53からのサブサン
プリングされたサンプルはフィールド内補間フィルタ5
4及びフレームメモリ55に供給される。
【0042】フィールド内補間フィルタ54ではフィー
ルド内において伝送されたサンプルより伝送されなかっ
たサンプル位置のサンプル値を定める、すなわちフィー
ルド内補間値を求める。またフレームメモリ55では伝
送されたサンプルだけで更新し、補間フィルタ54の出
力するサンプル位置に対応する2フィールド(輝度信号
のとき)又は4フィールド(色差信号のとき)のサンプ
ルを出力する。
【0043】補間フィルタ54及びフレームメモリ55
の各出力は乗算器56及び57に供給され、入力端子5
2からの動き量に応じて重み付けされる。すなわち乗算
器56は係数Kを有し、乗算器57は係数(1−K)を
有し、例えば動き量を係数と同じK(0≦K≦1)とす
ればKが大きい程補間フィルタ54の出力の重みが増
し、Kが小さければフレームメモリ55の出力すなわち
実際に伝送されたサンプルの重みが増すことになる。
【0044】例えば完全に静止した画面が4フレーム以
上連続した場合Kの値は0となり、この結果乗算器56
の出力は0となり、乗算器57の出力はフレームメモリ
55の出力と等価となり、これ等が加算器58で加算さ
れて出力端子59に出力されるので、結局出力端子59
にはフレームメモリ55の出力のみが得られ、このとき
サブサンプリングしない場合と同様の解像度が得られる
ことになる。
【0045】このように本実施例ではディジタル化する
ことによりディジタル段における情報圧縮技術が応用で
き、たたみ込み符号化、ビタビ復号の適用が可能とな
り、通信衛星に適したディジタル変復調技術が適用で
き、これ等の組合せにより、伝送に必要な電力をFM伝
送方式に比べて数分の1以下とすることが可能となる。
【0046】従って、アンテナの小型化、発動発電機の
小型化が可能となり、中継用送受局の装置の可搬性が向
上する。この可搬性の向上はシステム運用上の制御を少
なくすることに結びつくためシステムの利便性も向上す
る。
【0047】
【発明の効果】上記の如くこの発明によれば、送信側で
映像信号をディジタル化し、動き補償予測符号化と可変
長符号化によって高能率符号化、即ち、大幅な情報量の
削減をし、たたみ込み符号化を行い、PSK変調して、
衛星を経由して受信側に伝送し、受信側でPSK復調
し、ビタビ復号を行い、可変長復号と動き補償予測復号
によって、高能率復号を行って、ディジタル化した映像
信号を復元するようにしたので、実質的に必要な電力を
従来のFM伝送方式に比べ、数分の1以下にすることが
き、システムを構成する装置の小型軽量化が可能とな
り、装置の可搬性、利便性を向上できる。更に、この発
明によれば、動き補償予測符号化と可変長符号化による
高能率符号化を行って大幅に情報量を削減して、衛星を
介してデータを伝送する場合、伝送誤りに対して弱くな
るが、たたみ込み符号化によって強力な誤り訂正が可能
になるので、データの大幅な帯域圧縮をしながらもデー
タの誤り率を少なくしてデータを伝送することができ
る。この効果は、本発明の送信装置によってはじめて得
られるものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission apparatus, and more particularly, to the relay of a moving image signal (including sound) such as news to a broadcasting station or the like using a small transmitting station. The present invention relates to a transmission device suitable for use in transmission and the like. 2. Description of the Related Art A so-called ENG (Elecrtic N) that brings a portable VTR to the site to report news by video.
ews gathering) systems are currently being implemented in many broadcasters. Although the introduction of the ENG system has dramatically improved the convenience of news coverage, it is basically impossible to perform real-time broadcasting because recording is assumed. When a real-time relay is required, a microwave line is currently used. However, the use of microwave lines has the drawback that, in relaying from the site of a sudden accident, it takes time and effort to install the lines, and the cost is high. On the other hand, in recent years, the so-called SNG (Satellite News g), which conducts news gathering using communication satellites in the United States.
athering) systems have begun to be introduced and the number of cases where real-time relaying from an in-vehicle earth station to a broadcasting station is increasing. This SNG system uses a very high frequency Ku band (14/12 GHz) to emit video and audio from a site to a communication satellite with a portable transmitter, and transmits the video and audio to a terrestrial station installed in a television station or the like. The relay method to receive at the base,
Live broadcasts can be made immediately from the site. [0006] However, the current SNG
In the system, the FM transmission system which is not always compatible with the communication satellite is used. This FM transmission system is based on an analog signal, and the transmission output at the last stage of the transmitter is as large as 100 W, for example. The diameter is quite large, for example a few meters. Therefore, there is a limit in reducing the size and weight of the transmission station equipment by reducing the transmission output of the transmitter or reducing the size of the parabolic antenna system as long as the FM transmission method is used. [0007] The present invention has been made in view of the above points, and aims to reduce the size and weight of the devices constituting the system.
It is an object to provide a transmission device capable of improving portability and convenience. [0008] In order to solve the above problems, the present invention provides a transmitting apparatus having the following means. That is, a first telephone device for transmitting and receiving telephone voice between a high-efficiency encoding device for encoding a digitized video signal with high efficiency and a second telephone device provided in a receiving device; A multiplexer that multiplexes the efficiency-encoded digital video data, the digitized audio data, and the digitized telephone audio from the first telephone device, and performs convolutional encoding on the multiplexed data. The convolutional encoder to perform and the PS with the convolutionally encoded data
Provided is a transmission device having a PSK modulator that performs K modulation, and a unit that transmits an output signal of the PSK modulator to a satellite. In one embodiment of the present invention, a video signal is converted from an analog signal to a digital signal by an A / D converter 2 on the transmitting side, and the image is encoded by a high-efficiency coding apparatus 3.
To perform high-efficiency coding, that is, to reduce the amount of information, perform convolutional coding for error correction in the convolutional encoder 9, and use the data to convert the carrier wave in the PSK modulator 10 to P
SK modulation is performed and transmitted to the receiving side via a satellite. On the receiving side, the received signal is PSK-demodulated by the PSK demodulator 24 and error-corrected by Viterbi decoding by the Viterbi decoder 25, that is, the maximum likelihood decoding of the convolutional code is performed by the Viterbi algorithm, and the data is obtained. The high-efficiency image decoding device 27 obtains the original data from the data whose information amount is reduced, that is, restores the digitized original video signal. As a result, the power required for transmission can be reduced to a fraction of that in the FM transmission system. Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example of a circuit configuration of a relay transmitting station. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an input terminal to which a video signal is applied. The video signal is supplied to the A / D converter 2, where it is converted from an analog signal to a digital signal. The digitized video signal is supplied to a high-efficiency image coding apparatus 3, where high-efficiency coding, that is, reduction of the amount of information (band compression) is performed. The method of reducing the amount of information is not specified here, but the input coded (A / D) by, for example, CCEIR Rec (Recommendation) 601 by an appropriate method is 216 Mbps. For example, it is possible to reduce the amount of information to 12 Mbps and to reduce image quality deterioration. The video signal from the encoding device 3 whose information amount has been reduced is supplied to the multiplexer 4. Reference numeral 5 denotes an input terminal to which an audio signal is applied. The audio signal from this input terminal 5 is supplied to an A / D converter 6, where it is converted from an analog signal to a digital signal, and is supplied to a multiplexer 4. Supplied. Reference numeral 7 denotes a telephone. An audio signal from the telephone 7 is supplied to a telephone codec (Coder & Decoder) 8, where it is A / D converted into a digital signal of, for example, 64 Kbps and supplied to the multiplexer 4. The signals from the encoding device 3, the A / D converter 6, and the telephone codec supplied to the multiplexer 4 are multiplexed and serialized into a data format as shown in FIG. That is, in FIG. 3, a synchronizing signal is inserted at the beginning of the format, and thereafter, audio data from the input terminal 5, audio and other control data from the telephone 7, and video data from the input terminal 1 are respectively transmitted. Are arranged. The data serialized by the multiplexer 4 is supplied to a convolutional coder 9, where convolutional coding for error correction is performed. Here, the coding rate of the convolutional coding is determined by the balance of the entire system, and is not particularly specified. The coded data is supplied to a PSK modulator 10 where the data has a predetermined frequency, for example, 1
The 40 MHz carrier is PSK modulated. PSK modulator 1
The output signal of 0 is supplied to the up-converter 11, and is up-converted in accordance with the frequency of a repeater of a communication satellite (not shown) used here, for example, 14 GHz. The up-converted signal is, for example, 10
W is supplied to a high power amplifier (W) 12 for amplification, and is supplied to a parabolic antenna 14 having a small diameter, for example, about 1.2 to 1.8 m, through a duplexer 13, and then to a communication satellite. Sent to. When voice information from the telephone set generated by the receiving station for the office, ie, the fixed station as shown in FIG. 2 is received by the parabolic antenna 14, the voice information is reduced through the duplexer 13. Noise Amplifier (Low Noise Amplifier) 15
And amplified. The output signal of the low-noise amplifier 15 is supplied to a down-converter 16, where the next-stage PS
The signal is down-converted to a predetermined frequency, for example, 140 MHz in accordance with the intermediate frequency of the K demodulator 17. The output signal from the down-converter 16 is supplied to a PSK demodulator 17, where it is demodulated with PSK and data is demodulated. This PSK demodulator 17 may be an FSK demodulator. The PSK demodulated data is supplied to a Viterbi decoder 1
8 for error correction by Viterbi decoding. That is, the maximum likelihood decoding of the convolutional code is performed by the Viterbi algorithm. The decoded data is supplied to the telephone codec 8, where it is D / A converted and supplied to the telephone 7. As a result, the telephone voice transmitted from the fixed station is received by the telephone of the relay transmitting station via the communication satellite. FIG. 2 shows the circuit configuration of a receiving station for a station, that is, a fixed station. In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a parabolic antenna having a medium diameter, for example, about 3 to 5 m. As described above, the transmission information of 14 GHz emitted from the transmitting station of FIG. 1 to the communication satellite is converted into a predetermined frequency, for example, 12 GHz by the communication satellite, and received by the parabolic antenna 20. Information from the parabolic antenna 20 is supplied to a low-noise amplifier 22 via a duplexer 21 and amplified. The output signal of the low noise amplifier 22 is the down converter 2
3, and is down-converted to a predetermined frequency, for example, 140 MHz in accordance with the intermediate frequency of the next-stage PSK demodulator 24. The output signal from the down converter 23 is supplied to a PSK demodulator 24, where it is PSK demodulated, and data is demodulated. The PSK demodulated data is transmitted to the Viterbi decoder 2
5 for error correction by Viterbi decoding. That is, the maximum likelihood decoding of the convolutional code is performed by the Viterbi algorithm. The decoded data is supplied to a demultiplexer 26.
The video signal and the audio signal are divided, and if a telephone audio signal is also included, this is also divided. The split video signal is supplied to an image high-efficiency decoding device 27, where high-efficiency decoding is performed.
It is converted to a 16 Mbps digital signal. This digital signal is converted into an analog signal by a D / A converter 28, and an original video signal is obtained at an output terminal 29. The audio signal split by the demultiplexer 26 is converted from a digital signal into an analog signal by a D / A converter 30 and is taken out to an output terminal 31 as an original audio signal. The telephone voice signal split by the demultiplexer 26 is D / A converted by the telephone codec 32 and supplied to the telephone 33 as an analog signal. The audio signal from the telephone 33 is A / D-converted by the telephone codec 32, for example, to 64 Kbps.
And supplied to a convolutional encoder 34, where convolutional encoding for error correction is performed. Here, the coding rate of the convolutional coding is determined by the balance of the entire system, and is not particularly specified. The convolutionally encoded data is supplied to a PSK modulator 35, and the data is subjected to a predetermined frequency such as 1
The 40 MHz carrier is PSK modulated. This PS
K modulator 35 may be an FSK modulator. The output signal of the PSK modulator 35 is supplied to an up-converter 36, and is up-converted in accordance with the frequency of a repeater of a communication satellite (not shown) used, for example, 14 GHz. The up-converted signal is supplied to the high power amplifier 37, amplified, supplied to the parabolic antenna 20 via the duplexer 21, and transmitted to the communication satellite. Thereafter, as described above, the call is received by the relay transmitting station of FIG. 1 via the telephone line for communication. FIG. 4 shows an example of the high-efficiency image coding apparatus 3. In FIG. 4, reference numeral 41 denotes an input terminal to which a digitized video signal is supplied. It is recommended that CCIR Rec 601 follow the component coding rules. Therefore, the input terminal 41 has a component-encoded video signal such as a luminance signal (Y) having a sampling frequency of 13.5 MHz and a quantization number of 8 bits and a color difference of a sampling frequency of 6.75 MHz and a quantization number of 8 bits. A signal (RY, BY) is applied. The video signal from the input terminal 41 is supplied to a motion detection circuit 42 and a sub-sampling circuit 43. Note that only the luminance signal may be supplied to the motion detection circuit 42. The motion detection circuit 42 detects (evaluates) the amount of motion between the previous screen (previous frame) and the current screen (current frame). Although various detection methods are conceivable, for example, a frame memory is provided, and a difference between the previous screen and the current screen is calculated for each sample and accumulated, thereby detecting the amount of motion. The sub-sampling circuit 43 performs thinning-out (sub-sampling) in the format described below because of the difference in human visual characteristics between the luminance component and the color component and the balance with a later-described interpolation circuit. First, the sub-sampling of the luminance signal Y will be described. The sub-sampling pattern of the luminance signal is as shown in FIG. In FIG. 5, the vertical axis represents the number of scanning lines, the first field (for example, the K-th field, the K + 2-th field, etc. represented by a solid line) is 263 lines,
The fifth field (for example, the (K + 1) th field, the (K + 3) th field, etc. represented by a broken line) is 262 lines, but here, only n ‥‥‥ n + 3 lines are representatively shown.
The horizontal axis represents the number of samples (pixels), which is 858 per line (1H).
Only the sample of ‥ m + 3 is shown. The feature of this pattern is that in all fields, the samples to be transmitted (samples to be interpolated later) and the samples to be transmitted have the same positional relationship (see FIG. 6). The change of the subsampling pattern is completed in four fields, that is, two frames, and this is repeated. The subsampling of this pattern reduces the amount of information to half. Here, when constructing the interpolation filter, it means that all the non-transmitted samples can be interpolated with the same configuration, or all information before sub-sampling in two frames for a still picture is transmitted, This means that the resolution may be increased to the state before sub-sampling depending on the interpolation method. Next, the sub-sampling of the color difference signals (BY, RY) will be described. The sampling pattern of the color difference signal is as shown in FIG. In FIG. 7, the vertical axis represents the number of scanning lines. The first field (for example, the Kth field, K + 2, K + 4 field, K + 6 field, etc. represented by a solid line) has 263 lines, and the second field (for example, represented by a broken line). The K + 1 field,
The (K + 3 field, the K + 5 field, the K + 7 field, etc.) are 262 lines.
Only the # n + 5 line is shown. The abscissa represents the number of samples (pixels), which is 429 per line (1H). Here, only samples of m ‥‥‥ m + 4 are representatively shown. The feature of this pattern is that, similarly to the luminance signal, the lines to be transmitted in all the fields have the same relative positional relationship between the non-transmitted samples (samples to be interpolated later) and the transmitted samples (see FIG. 4). ). In all the fields, the color difference signals (BY, R
-Y) is non-transmission alternately for each line. The subsampling pattern changes for each field, and the change completes and covers all sample positions in eight fields (four frames). By sampling this pattern, the information amount of both signals is reduced to 1/4. Here, and means that all the sample interpolation without transmission is possible with the same configuration when configuring the interpolation filter, or that all information before sub-sampling 4 frames for a still picture is transmitted, and This means that the resolution may be increased up to the state before sampling depending on the method. The motion detection circuit 4 thus detected
The motion amount between the previous screen and the current screen from Step 2 and the sub-sampled (decimated) sample from the sub-sampling circuit 43 are supplied to the predictive coding circuit 44, where the predictive coding taking the motion amount into consideration is performed. That is, the motion compensation prediction coding is performed, and the variable length coding circuit 45 performs variable length coding on the prediction residual signal and outputs the result to the output terminal 46. Therefore, greatly reduced information can be obtained at the output terminal 46. For example, when the information applied to the input terminal 42 is 2
Assuming 16 Mbps, the output terminal 46 has 12 Mbps
Information is obtained. Then, the evaluation value of the motion amount and the variable-length coded data are transmitted from the output terminal 46 to the multiplexer 4 (FIG. 1). FIG. 8 shows an example of the image efficient decoding device 27. In FIG. 8, reference numeral 47 denotes data relating to the video signal decoded by the Viterbi decoder 25 (FIG. 2). Is an input terminal supplied via the demultiplexer 26, and this input terminal 47
Is supplied to a variable-length decoding circuit 48, where the variable-length code is decoded, and a predictive decoding circuit 49 performs predictive decoding, that is, motion-compensated predictive decoding using the motion amount evaluation value, and sends the result to an interpolation circuit 50. Supply. The interpolation circuit 50 interpolates the sub-sampled (thinned out) samples using the motion amount evaluation value.
That is, the interpolation circuit 50 weights and adds both the in-field interpolated value generated by the sub-sampled sample and the sample value at the corresponding sample position transmitted in the past in accordance with the amount of motion, and outputs the result to the output terminal 51.
Output to FIG. 9 shows an example of a specific circuit configuration of the interpolation circuit 50. In practice, such a circuit is provided for each of the luminance signal Y, the color difference signals BY and RY. In FIG. 9, reference numeral 52 denotes an input terminal to which a motion amount from the motion detection circuit 42 (FIG. 4) is supplied, and 53 denotes a sub-sampling circuit 4.
3 (FIG. 4) is the input terminal to which the sub-sampled sample is supplied. The sub-sampled sample from the input terminal 53 is supplied to the intra-field interpolation filter 5.
4 and the frame memory 55. The intra-field interpolation filter 54 determines a sample value at a sample position not transmitted from a sample transmitted within the field, that is, obtains an intra-field interpolation value. The frame memory 55 updates only the transmitted sample and outputs a sample of two fields (for a luminance signal) or four fields (for a color difference signal) corresponding to the sample position output by the interpolation filter 54. The interpolation filter 54 and the frame memory 55
Are supplied to multipliers 56 and 57, and input terminals 5
2 is weighted according to the amount of movement. That is, the multiplier 56 has a coefficient K, and the multiplier 57 has a coefficient (1−K). For example, if the motion amount is the same as the coefficient K (0 ≦ K ≦ 1), the larger the K, the larger the interpolation filter 54. , The weight of the output of the frame memory 55, that is, the weight of the sample actually transmitted, increases if K is small. For example, when a completely still screen continues for four or more frames, the value of K becomes 0, and as a result, the multiplier 56
Becomes 0, the output of the multiplier 57 becomes equivalent to the output of the frame memory 55, and these are added by the adder 58 and output to the output terminal 59. As a result, the output terminal 59
Only the output of the frame memory 55 is obtained. At this time, the same resolution as that obtained when no sub-sampling is performed is obtained. As described above, in this embodiment, by digitizing, the information compression technology in the digital stage can be applied, convolutional coding and Viterbi decoding can be applied, and digital modulation / demodulation technology suitable for a communication satellite can be applied. With these combinations, the power required for transmission can be reduced to a fraction of the power required for the FM transmission system. Accordingly, it is possible to reduce the size of the antenna and the size of the power generator, thereby improving the portability of the relay transmitting / receiving station. The improvement in portability leads to a reduction in control in system operation, so that the convenience of the system is also improved. As described above, according to the present invention, a video signal is digitized on the transmission side, and high-efficiency coding is performed by motion-compensated predictive coding and variable-length coding, that is, a large amount of information is reduced. , Perform convolutional coding, perform PSK modulation,
Transmitted to the receiving side via satellite, PSK demodulated on the receiving side, Viterbi decoding is performed, high-efficiency decoding is performed by variable length decoding and motion compensation prediction decoding, and the digitized video signal is restored. As a result, the required power can be reduced to a fraction of the power required by the conventional FM transmission system, making it possible to reduce the size and weight of the devices that make up the system, and to improve the portability and convenience of the devices. it can. Furthermore, according to the present invention, when performing highly efficient coding by motion compensation prediction coding and variable length coding to greatly reduce the amount of information and transmitting data via satellite, Although weaker, the convolutional coding enables strong error correction, so that the data can be transmitted with a reduced data error rate while significantly compressing the bandwidth of the data. This effect is obtained for the first time by the transmitting device of the present invention.
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を示す回路構成図であ
る。
【図2】この発明の一実施形態を示す回路構成図であ
る。
【図3】この発明の動作説明に供するためのデータフォ
ーマットを示す線図である。
【図4】この発明の要部の一部の一例を示す回路構成図
である。
【図5】図4の動作説明に供するための図である。
【図6】図4の動作説明に供するための図である。
【図7】図4の動作説明に供するための図である。
【図8】この発明の他の要部の一例を示す回路構成図で
ある。
【図9】図8の具体的回路の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
2 A/D変換器、3 画像高能率符号化装置、9 た
たみ込み符号器、10PSK変調器、14,20 パラ
ボラアンテナ、24 PSK復調器、25ビタビ復号
器、27 画像高能率復号装置、28 D/A変換器BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a data format for explaining the operation of the present invention. FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing an example of a part of a main part of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of FIG. 4; FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of FIG. 4; FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of FIG. 4; FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of another main part of the present invention. FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of a specific circuit of FIG. 8; [Description of Code] 2 A / D converter, 3 image high efficiency coding device, 9 convolutional coder, 10PSK modulator, 14, 20 parabolic antenna, 24 PSK demodulator, 25 Viterbi decoder, 27 image high efficiency Decoding device, 28 D / A converter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北里 直久 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 小島 雄一 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−79887(JP,A) 特開 昭56−17534(JP,A) 特開 昭62−3583(JP,A) 特開 昭60−167533(JP,A) 「改訂 衛星通信技術」、宮 憲一 監修、昭和60年2月15日、社団法人電子 通信学会発行 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Naohisa Kitasato 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo So Knee Co., Ltd. (72) Inventor Yuichi Kojima 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo So Knee Co., Ltd. (56) References JP-A-60-79887 (JP, A) JP-A-56-17534 (JP, A) JP-A-62-23583 (JP, A) JP-A-60-167533 (JP, A) "Revision Satellite Communication Technology", Kenichi Miya Supervision, February 15, 1985, Electronics Corporation Published by The Telecommunication Society
Claims (1)
率符号化装置と、 受信装置に設けられた第2の電話装置との間で電話音声
の送受信を行う第1の電話装置と、 高能率符号化されたデジタル映像データと、デジタル化
された音声データと、上記第1の電話装置からのデジタ
ル化された電話音声とを多重するマルチプレクサと、 多重化されたデータにたたみ込み符号化を行うたたみ込
み符号器と、 たたみ込み符号化されたデータでPSK変調を行うPS
K変調器と、 該PSK変調器の出力信号を衛星に向けて送信する手段
とを有する送信装置。(57) [Claims] A high-efficiency encoding device for encoding a digitized video signal with high efficiency; a first telephone device for transmitting and receiving telephone voice between a second telephone device provided in the receiving device; A multiplexer for multiplexing the digitized digital video data, the digitized audio data, and the digitized telephone audio from the first telephone device, and performing convolutional encoding on the multiplexed data. Convolutional encoder and PS for performing PSK modulation on convolutionally encoded data
A transmission device comprising: a K modulator; and a means for transmitting an output signal of the PSK modulator to a satellite.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9027088A JP3033702B2 (en) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | Transmission device |
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-
1997
- 1997-02-10 JP JP9027088A patent/JP3033702B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「改訂 衛星通信技術」、宮 憲一 監修、昭和60年2月15日、社団法人電子通信学会発行 |
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| JPH09247664A (en) | 1997-09-19 |
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