JP2002217740A

JP2002217740A - 圧縮方法及び装置、伸長方法及び装置、圧縮伸長システム、記録媒体

Info

Publication number: JP2002217740A
Application number: JP2001010892A
Authority: JP
Inventors: Yukio Koyanagi; 裕喜生小柳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-08-02
Also published as: EP1365516A1; TW522660B; KR20030005231A; WO2002058244A1; EP1365516A4; US20030133505A1; CN1455987A

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮率の向上と再生データの品質向上との両
方を実現する全く新しい圧縮・伸長方式を提供する。【解決手段】圧縮対象のデータをサンプリングポイン
ト（Ｓ１〜Ｓ２０）ごとに微分し、その絶対値を順次加
算していくことによって微分合計データＤ１〜Ｄ２０を
求め、２つのサンプリングポイントのデータ間で直線補
間を行ったときに元データとの誤差が所望の値以下とな
るサンプリングポイント、つまり直線補間等による伸長
処理だけで各サンプリングポイントのデータを再現して
も元データとの誤差が大きくならないポイントを標本点
として検出し、離散的な標本点間の平均微分値データ、
標本点間の時間間隔を表すタイミングデータ、各サンプ
リングポイントの微分値の極性データ等だけを圧縮デー
タとして得ることにより、高い圧縮率を実現しつつ、伸
長による再生データの品質を向上できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧縮方法及び装置、
伸長方法及び装置、圧縮伸長システム、記録媒体に関
し、特に、連続的なアナログ信号もしくはデジタル信号
の圧縮および伸長方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像信号や音声信号など情報量の
多い信号を伝送したり蓄積したりする場合に、伝送情報
量の削減や、蓄積メディアへの保存可能時間の長時間化
等を目的として、信号を圧縮・伸長することが行われて
いる。一般に、アナログ信号を圧縮する場合、まず所定
のサンプリング周波数に従ってアナログ信号をサンプリ
ングしてデジタル化し、得られたデジタルデータに対し
て圧縮処理を行う。

【０００３】例えば、画像信号や音声信号の圧縮におい
ては、ＤＣＴ（Discreat-Cosine-Transform ）等の時間
軸−周波数軸の変換フィルタを用いて元のデータを加工
した後に、周波数領域で圧縮を行う手法が用いられる。
音声信号の圧縮方式として電話回線で良く用いられるＤ
ＰＣＭ（Differential Pulse Code Modulation）も、こ
の点を意図して使用している。なお、このＤＰＣＭによ
る圧縮方式は、波形をサンプリングするとき隣り合うサ
ンプル値の差分を符号化する方式である。

【０００４】また、時間／周波数変換を行う方式として
は、サブバンドフィルタやＭＤＣＴ(Modified Discrete
Cosine Transform)を用いた方式もあり、このような方
式を用いた符号化方式としてＭＰＥＧ（Moving Picture
Image Coding Experts Group ）オーディオが挙げられ
る。また、最も広く使用されている画像の圧縮システム
も、このＭＰＥＧ規格として一般的に知られている。

【０００５】上述の圧縮方式に従って圧縮されたデータ
の伸長処理は、基本的には同じ圧縮方式の圧縮処理と逆
の操作によって行われる。すなわち、圧縮されたデジタ
ルデータは、周波数／時間変換処理によって周波数領域
の信号から時間領域の信号に変換された後、所定の伸長
処理が施されることにより、元のデジタルデータが再現
される。そして、このようにして求められた元データ
が、必要に応じてデジタル−アナログ変換され、アナロ
グ信号として出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、データの圧縮
・伸長を考える場合には、圧縮率を高めつつ再生データ
の品質もいかに向上させるかが重要な課題となってい
る。ところが、上記従来の圧縮・伸長方式では、画像信
号や音声信号の圧縮率を高めようとすると、圧縮データ
を伸長して再生される画像や音声の品質が劣化してしま
い、逆に、再生画像や再生音声の品質を重視すると、画
像信号や音声信号の圧縮率が低くなってしまうという問
題があった。そのため、圧縮率の向上と再生データの品
質向上との両方を実現することは極めて困難であった。

【０００７】また、上記従来の圧縮・伸長方式では、時
間軸上の信号を周波数軸上の信号に変換して圧縮するよ
うにしているので、圧縮の際の時間／周波数変換および
伸長の際の周波数／時間変換などの処理が必要となる。
そのため、処理が煩雑化するとともに、これを実現する
ための構成が非常に複雑になるという問題があった。こ
れは、圧縮・伸長にかかる処理時間が長くなるだけでな
く、装置の小型化を困難にする要因となっていた。

【０００８】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、圧縮率の向上と再生データの品
質向上との両方を実現する全く新しい圧縮・伸長方式を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の圧縮側においては、例えば、圧縮対象のデ
ータをサンプリングポイントごとに微分し、その微分絶
対値を順次加算していくことによってサンプリングポイ
ントごとに微分合計データを求める。そして、これによ
って得た各サンプリングポイントにおける微分合計デー
タに対して、２つのサンプリングポイントのデータ間で
直線補間を行ったときにおける元データとの誤差が所望
の値以下となるサンプリングポイントを圧縮データの標
本点として順次検出する処理を行うようにしている。

【００１０】また、伸長側においては、例えば、圧縮デ
ータ中に含まれる各標本点における微分合計データと、
標本点間の時間間隔を表すタイミングデータと、各サン
プリングポイントにおける微分値の極性データとに基づ
いて、各サンプリングポイントにおける振幅データを求
める。そして、求めた各サンプリングポイントにおける
振幅データの間を補間する補間演算を行うことによって
伸長データを得るようにしている。

【００１１】本発明の他の態様では、圧縮側において、
２つのサンプリングポイントのデータ間を結ぶ直線上の
各データ値と、その直線上の各データ値と同じサンプリ
ングポイントにおける各微分合計データ値との誤差が全
て所望の値以下となるサンプリングポイントであって、
上記２つのサンプリングポイント間の時間間隔が所定範
囲の中で最も長くなるサンプリングポイントを圧縮デー
タの標本点として順次検出する処理を行うようにしてい
る。

【００１２】本発明のその他の態様では、圧縮側におい
て、２つのサンプリングポイントのデータ間を結ぶ直線
上のデータ値と、その直線上のデータ値と同じサンプリ
ングポイントにおける微分合計データ値との誤差が所望
の値以下となるサンプリングポイントであって、上記誤
差が上記所望の値を超えるサンプリングポイントの直前
のサンプリングポイントを圧縮データの標本点として順
次検出する処理を行うようにしている。

【００１３】本発明のその他の態様では、圧縮データ
は、各標本点における微分合計データと、標本点間の時
間間隔を表すタイミングデータと、各サンプリングポイ
ントにおける微分値の極性データとを含む。本発明のそ
の他の態様では、圧縮データは、各標本点間の時間間隔
を表すタイミングと、標本点間の単位時間当たりの平均
微分値のデータと、各サンプリングポイントにおける微
分値の極性データとを含む。

【００１４】本発明のその他の態様では、圧縮側におい
て、各サンプリングポイントの中の数点における正規の
サンプルデータを圧縮データの一部として採用するよう
にしている。この正規のサンプルデータは、伸長側にお
いて補間処理を行う際に使用される。また、正規データ
点は任意に検出することが可能であり、例えば一定間隔
あるいは不定間隔のサンプリングポイントごとに正規デ
ータ点を検出することが可能である。

【００１５】また、サンプリングポイントごとに微分合
計データを求める過程で、微分合計データの値が所定の
しきい値を超えたサンプリングポイント、あるいは、前
回正規のサンプルデータを採用したサンプリングポイン
トのデータ値と、サンプリングポイントごとに求めた微
分合計データの値との差分が所定のしきい値を超えたサ
ンプリングポイントにおいて、正規のサンプルデータを
圧縮データの一部として採用するようにしても良い。

【００１６】また、サンプリングポイントごとに微分合
計データを求める過程で、２つのサンプリングポイント
のデータ間で直線補間を行ったときにおける元データと
の誤差が所望の値を超えたサンプリングポイントにおい
て正規のサンプルデータを圧縮データの一部として採用
するようにしても良い。

【００１７】本発明のその他の態様では、圧縮対象のデ
ータ中に含まれる２つのサンプルデータ間で直線補間を
行ったときに元データとの誤差が所望の値以下となるサ
ンプリングポイントを標本点として順次検出し、各標本
点の振幅データと各標本点間の時間間隔を表すタイミン
グデータとの組を直線圧縮データとして得るとともに、
直線圧縮データに含まれる各標本点の振幅データとその
間のタイミングデータとを用いて、タイミングデータに
よって示される時間間隔を有する振幅データの間を直線
補間する補間データを求めることによって伸長データを
得るようにし、この伸長データに対して請求項１〜１７
の何れか１項に記載の処理を行うようにしている。

【００１８】本発明は上記技術手段より成るので、伸長
処理の際に標本点間の平均微分値データと微分値の極性
データとから各サンプリングポイントのデータを再現し
ても元データとの誤差が所望の値より大きくならないサ
ンプリングポイントが標本点として検出され、このよう
に検出された離散的な標本点における微分合計データあ
るいは標本点間の単位時間当たりの平均微分値データ、
標本点間の時間間隔を表すタイミングデータ、各サンプ
リングポイントの微分値の極性データ等だけが圧縮デー
タとして生成されることとなり、高い圧縮率を実現しつ
つ、伸長によって再生されるデータの品質を格段に向上
させることが可能となる。

【００１９】また、本発明によれば、各サンプリングポ
イントにおけるサンプルデータそのものに対して上述の
ような誤差判定を行ってデータ圧縮するのではなく、各
サンプルデータを微分してその絶対値を順次加算するこ
とによって生成した微分合計データに対して誤差判定の
処理を行うことにより、周波数の高い信号、つまり近接
するサンプリングポイントにおいてもサンプルデータ値
が比較的大きく変化するような信号を圧縮する場合で
も、検出する標本点の数を極力減らすことが可能とな
り、より高い圧縮率を実現することが可能となる。

【００２０】さらに、本発明によれば、時間軸上の信号
を圧縮する際に、時間／周波数変換を行って周波数軸上
で処理を行うことなく、時間軸上のままで処理を行うこ
とが可能となる。また、このようにして圧縮されたデー
タを伸長する際にも、時間軸上のままで処理を行うこと
が可能となる。特に、伸長側では、平均微分値に極性を
かけて順次加算する処理や補間処理（直線補間などの簡
単なものでも良い）という極めて単純な処理を行うだけ
で、圧縮前の元データとほとんど変わらない高精度な伸
長データを再現することが可能となる。

【００２１】また、本発明の他の特徴によれば、圧縮側
において、２つのサンプリングポイントのデータ間を結
ぶ直線上の各データ値と、その直線上の各データ値と同
じサンプリングポイントにおける各微分合計データ値と
の誤差が全て所望の値以下となるサンプリングポイント
であって、上記２つのサンプリングポイント間の時間間
隔が所定範囲の中で最も長くなるサンプリングポイント
を圧縮データの標本点として順次検出することにより、
個々のタイミングデータの値を所定ビット内に収めるこ
とができ、その分圧縮率を向上させることが可能とな
る。

【００２２】また、本発明のその他の特徴によれば、圧
縮側において、２つのサンプリングポイントのデータ間
を結ぶ直線上のデータ値と、その直線上のデータ値と同
じサンプリングポイントにおける微分合計データ値との
誤差が所望の値以下となるサンプリングポイントであっ
て、上記誤差が上記所望の値を超えるサンプリングポイ
ントの直前のサンプリングポイントを圧縮データの標本
点として順次検出することにより、標本点間の間隔をで
きるだけ長くとって、検出する標本点の数を極力減らす
ことが可能となり、高い圧縮率を実現することが可能と
なる。

【００２３】また、本発明のその他の特徴によれば、圧
縮データとして標本点間の単位時間当たりの平均微分値
データを含むことにより、各標本点における微分合計デ
ータそのものを圧縮データとして持つ場合に比べて、個
々のデータ量を小さくすることが可能となり、圧縮率を
更に高めることが可能となる。また、各標本点における
微分合計データとタイミングデータとから平均微分値デ
ータを算出する処理を伸長側で行う必要がなく、処理の
負荷を軽減することが可能となる。

【００２４】また、本発明のその他の特徴によれば、圧
縮側において、各サンプリングポイントの中の数点にお
ける正規のサンプルデータを圧縮データの一部として採
用することにより、微分合計データから求めた標本点間
の平均微分値データを用いて各サンプリングポイントの
データを再現することによって生じることがある累積誤
差を、所々に挿入した正規のサンプルデータによって断
つことが可能となり、圧縮データから伸長によって再生
される信号の再現性を向上させることが可能となる。

【００２５】この場合において、サンプリングポイント
ごとに微分合計データを求める過程で、微分合計データ
の値が所定のしきい値を超えたサンプリングポイントに
おいて正規のサンプルデータを圧縮データの一部として
採用することにより、圧縮データの一部として含まれる
微分合計データの値が所定のしきい値より大きくならな
いようにすることが可能となり、個々のデータ量を小さ
くして圧縮率を高めることが可能となる。

【００２６】また、２つの微分合計データ間で直線補間
を行ったときにおける元データとの誤差が所望の値を超
えたサンプリングポイントにおいて正規のサンプルデー
タを圧縮データの一部として採用することにより、累積
誤差が発生する可能性のある部分ごとに正規のサンプル
データを挿入して累積誤差の発生を断つことが可能とな
り、圧縮データから伸長によって再生される信号の再現
性を更に向上させることが可能となる。

【００２７】また、本発明のその他の特徴によれば、圧
縮側において、サンプルデータそのものに対して直線圧
縮・伸長処理を行った上で、上述のように微分合計デー
タを求めてデータ圧縮を行うことにより、ノイズの原因
となる不要な高周波成分をあらかじめ除去した上でデー
タ圧縮を行うことが可能となる。これにより、圧縮率を
更に向上させることが可能になるとともに、圧縮データ
に基づき伸長により再生されるデータの品質を更に向上
させることが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の
圧縮方式では、まず、圧縮対象の信号としてアナログ信
号を入力する場合には、その入力したアナログ信号をＡ
／Ｄ変換してデジタルデータに変換する。そして、得ら
れたデジタルデータに対して以下の圧縮処理を行う。ま
た、圧縮対象の信号としてデジタルデータを入力する場
合には、そのデジタルデータに対して以下の圧縮処理を
直接行う。

【００２９】図１および図２は、第１の実施形態による
圧縮処理の基本原理を説明するための図である。図１に
おいて、横軸は時間を表し、縦軸はデータの振幅を表
す。図１中に表した実線の波形は圧縮対象のアナログ信
号の例を示す。また、Ｓ１〜Ｓ２０は、圧縮対象のアナ
ログ信号を所定のサンプリング周波数に基づくクロック
ＣＬＫごとにサンプリングしたデジタルデータの一部で
ある。この図１の例では、サンプルデータＳ１が最初に
採用する基準の標本点のデータである。

【００３０】本実施形態では、個々のサンプリングポイ
ントごとに圧縮対象のデジタルデータ（サンプルデータ
Ｓ１〜Ｓ２０）を微分し、それぞれの絶対値を順次加算
していく。図１中のＤ１〜Ｄ２０は、各サンプリングポ
イントの微分絶対値を順次加算していったときのデータ
値（以下では、これを微分合計データと呼ぶ）を示して
いる。すなわち、２つ目のサンプリングポイントにおけ
る微分合計データＤ２は、最初のサンプリングポイント
における微分絶対値（Ｄ１＝０）にサンプルデータＳ
１，Ｓ２間の微分絶対値Ｄ２を加算した値である。

【００３１】また、３つ目のサンプリングポイントにお
ける微分合計データＤ３は、サンプルデータＳ２，Ｓ３
間の微分絶対値を直前の微分合計データＤ２に加算した
値である。さらに、４つ目のサンプリングポイントにお
ける微分合計データＤ４は、サンプルデータＳ３，Ｓ４
間の微分絶対値を直前の微分合計データＤ３に加算した
値である。以下同様にして各サンプリングポイントの微
分絶対値を順次加算していくことにより、各サンプリン
グポイントごとに微分合計データＤ１〜Ｄ２０を求め
る。

【００３２】そして、このように各サンプリングポイン
トの微分絶対値を加算していく過程で、微分合計データ
値が所定のしきい値を超えた場合は、そのしきい値を超
えたサンプリングポイントについては、微分合計データ
ではなく、正規のサンプルデータを採用する（以下で
は、このサンプリングポイントを正規データ点と呼
ぶ）。図１の例では、１２個目のサンプリングポイント
において微分合計データＤ１２がしきい値を超えたた
め、このサンプリングポイントでは正規のサンプルデー
タＳ１２を採用する。

【００３３】これ以降は、この正規のサンプルデータＳ
１２を起点として各サンプリングポイントの微分絶対値
を順次加算していく。そして、１８個目のサンプリング
ポイントにおいて微分合計データ値Ｄ１８が再度しきい
値を超えたため、このサンプリングポイントでも正規の
サンプルデータＳ１８を採用する。そして、このサンプ
ルデータＳ１８を起点として以下同様の処理を繰り返し
ていく。

【００３４】さらに、このようにして得た各サンプリン
グポイントにおける微分合計データＤ１〜Ｄ２０に対し
て以下に述べる直線圧縮の処理を行う。すなわち、２つ
のサンプリングポイントのデータ間（微分合計データ間
もしくは正規のサンプルデータと微分合計データとの
間）を結ぶ直線上のデータ値と、その直線上のデータ値
と同じサンプリングポイントにおける微分合計データ値
との誤差が所望の値以下となるサンプリングポイントを
標本点として順次検出する。そして、検出した各標本点
における離散的な微分合計データと、各標本点間もしく
は標本点と正規データ点との間の時間間隔を表すタイミ
ングデータ（クロック数）とを求め、これらを圧縮デー
タの一部として伝送または記録する。

【００３５】上記標本点を検出する処理をより具体的に
説明すると、以下の通りである。すなわち、各サンプリ
ングポイントにおける微分合計データもしくは各正規デ
ータ点における正規のサンプルデータの中から、基準と
するデータと、そこからの時間間隔が所定範囲内にある
もう一方のデータとを選ぶ。そして、その２つのデータ
間を結ぶ直線上の各データ値と、その直線上の各データ
値と同じサンプリングポイントにおける各微分合計デー
タ値との誤差が全て所望の値以下となるサンプリングポ
イントであって、上記所定範囲の中で時間間隔が最も長
くなるサンプリングポイントを標本点として検出する。

【００３６】図２は、この動作原理を説明するための図
である。図２において、横軸は時間を表し、縦軸は微分
合計データ等の振幅を表す。図２中に示すＤ１〜Ｄ９
は、図１の処理により求めた微分合計データの一部であ
る。なお、ここでは説明の便宜上、図２に示す微分合計
データＤ１〜Ｄ９の値は図１のそれと厳密には一致して
いないが、実際には図１に示すデータ値に対して以下の
ような処理を実行する。

【００３７】また、ここでは、離散的な標本点を検出す
る際に選ぶ２つのデータ間の時間間隔は、最大で６クロ
ックの範囲としている。なお、タイミングデータ値とし
て３ビットあるいは４ビットを用いる場合、微分合計デ
ータ間の時間間隔は最大で７クロックあるいは１５クロ
ックとすることが可能である。

【００３８】まず、図２（ａ）に示すように、基準の微
分合計データＤ１と、そこからの時間間隔が所定範囲内
で最大となる微分合計データＤ７とを選ぶ。そして、そ
の２つの微分合計データ間を結ぶ直線上にある各サンプ
リングポイントのデータ値Ｄ２’，Ｄ３’，Ｄ４’，Ｄ
５’，Ｄ６’と、その直線上の各データ値Ｄ２’〜Ｄ
６’と同じサンプリングポイントにおける各微分合計デ
ータ値Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６とのそれぞれの誤
差が、全て所望の値以下となるかどうかを判断する。

【００３９】すなわち、２つの微分合計データＤ１−Ｄ
７間を結ぶ直線上のデータ値Ｄ２’，Ｄ３’，Ｄ４’，
Ｄ５’，Ｄ６’と、これに対応する各微分合計データ値
Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６との誤差の全てが、点線
で示す所望の値の範囲内にあるかどうかを判断する。こ
の条件を満たす場合には、微分合計データＤ７のサンプ
リングポイントを標本点として検出する。しかし、この
例では、直線上のデータ値Ｄ４’とそれに対応する微分
合計データ値Ｄ４との誤差が所望の値を超えているの
で、この時点では微分合計データＤ７のサンプリングポ
イントを標本点としては採用せず、処理を先に進める。

【００４０】次に、図２（ｂ）に示すように、基準の微
分合計データＤ１からの時間間隔が微分合計データＤ７
よりも１クロックＣＬＫ短い微分合計データＤ６を選
ぶ。そして、２つの微分合計データＤ１−Ｄ６間を結ぶ
直線上にある各サンプリングポイントのデータ値Ｄ
２”，Ｄ３”，Ｄ４”，Ｄ５”と、その直線上の各デー
タ値Ｄ２”〜Ｄ５”と同じサンプリングポイントにおけ
る各微分合計データ値Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５とのそれ
ぞれの誤差が、全て所望の値以下となるかどうかを判断
する。

【００４１】ここで、全ての誤差が所望の値以下となる
場合は、微分合計データＤ６のサンプリングポイントを
標本点として検出する。この例では、直線上の各データ
値Ｄ２”，Ｄ３”，Ｄ４”，Ｄ５”と各微分合計データ
値Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５との誤差が全て所望の値以下
となるので、この微分合計データＤ６のサンプリングポ
イントを標本点として検出する。

【００４２】なお、Ｄ１−Ｄ７間、Ｄ１−Ｄ６間、…、
Ｄ１−Ｄ３間に結んだそれぞれの直線に関して、全ての
誤差が所望の値以下になるという誤差の条件を何れも満
たさなかった場合は、微分合計データＤ２のサンプリン
グポイントを標本点として検出する。すなわち、サンプ
ルデータＤ１−Ｄ２間には他の微分合計データが存在し
ないので、この区間については上述の誤差演算を行う必
要がない。よって、他の区間に結んだそれぞれの直線に
関して誤差の条件を何れも満たさなかった場合には、現
在基準としている微分合計データＤ１の隣りの微分合計
データＤ２の位置を標本点として検出する。

【００４３】１つの標本点を検出したら、その標本点を
新たに基準の微分合計データとして用い、そこから６ク
ロックの範囲内で以上と同様の処理を行う。今の例で
は、微分合計データＤ６から６クロックの範囲内で全て
の誤差が所望の値以下となり、かつ、微分合計データＤ
６からの時間間隔が最も長くなるサンプリングポイント
を次の標本点として検出する。

【００４４】以下同様にして、複数の標本点を順次検出
していく。このとき、直線を形成する２つのデータの選
択は、ある正規データ点から次の正規データ点までの間
を１つの区切りとして行う。この場合、正規データ点の
サンプルデータ（図１の場合はＳ１２，Ｓ１８）は必ず
基準側のデータとして用いられることになる。

【００４５】そして、このようにして検出した離散的な
各標本点における微分合計データの振幅値と、各標本点
間もしくは正規データ点と標本点との間の時間間隔をク
ロックＣＬＫの数で表すタイミングデータ値との組を、
圧縮データの一部として得る。上述の例では、各標本点
における微分合計データ値（Ｄ１，Ｄ６，…）とタイミ
ングデータ値（５，※，…）との組（Ｄ１，５）、（Ｄ
６，※）…を圧縮データの一部として得る（※はこの例
では未定であることを示す）。また、正規データ点のサ
ンプルデータＳ１２，Ｓ１８も圧縮データの一部を成
す。

【００４６】なお、ここでは、最初に２つのデータ間の
時間間隔が所定範囲内で最大となるサンプリングポイン
ト（図２の例では微分合計データＤ１とＤ７）を選んで
誤差判定を開始し、時間間隔を順次短くしていく方向で
処理を進めていく例について説明したが、標本点探索の
方向はこれに限定されない。

【００４７】例えば、最初に２つの微分合計データ間の
時間間隔が所定範囲内で最小となるサンプリングポイン
ト（図２の例では微分合計データＤ１とＤ３）を選んで
誤差判定を開始し、時間間隔を順次長くしていく方向で
処理を進めていっても良い。また、２つの微分合計デー
タ間の時間間隔が所定範囲内の中央付近となるサンプリ
ングポイント（例えば図２の例で微分合計データＤ１と
Ｄ４）を選んで誤差判定を開始するようにしても良い。

【００４８】以上の図２に示した直線圧縮処理を、図１
の例に沿って説明する。まず、最初の微分合計データＤ
１（＝サンプルデータＳ１）から、１番目の正規データ
点の直前のサンプリングポイントに当たる１１番目の微
分合計データＤ１１までの区間で、図２に示したような
処理を行う。これにより、１以上の標本点を検出し、そ
の標本点における微分合計データ値と標本点間の時間間
隔を表すタイミングデータ値とを得る。

【００４９】次に、１番目の正規データ点である１２番
目のサンプルデータＳ１２から、２番目の正規データ点
の直前のサンプリングポイントに当たる１７番目の微分
合計データＤ１７までの区間で、図２に示したような処
理を行う。これにより、この区間においても同様に１以
上の標本点を検出し、その標本点における微分合計デー
タ値と標本点間の時間間隔を表すタイミングデータ値と
を得る。さらに、２番目の正規データ点である１８番目
のサンプルデータ値Ｓ１８以降についても、同様の処理
を実行する。

【００５０】そして、このようにしてそれぞれの区間に
おいて検出した各標本点における微分合計データと、標
本点間もしくは正規データ点と標本点との間の時間間隔
を表すタイミングデータと、各正規データにおける正規
のサンプルデータと、各サンプリングポイントにおける
微分データの極性を表すデータとを圧縮データとして得
て、これを伝送媒体に伝送し、あるいは記録媒体に記録
する。

【００５１】このように、本実施形態の圧縮方式によれ
ば、圧縮対象のデータにおける各サンプリングポイント
の中から抽出した離散的な標本点における微分合計デー
タ、標本点間等の時間間隔を表すタイミングデータ、離
散的な正規データ点のサンプルデータ、“０”または
“１”の何れかにて単純に表すことが可能な各微分値の
極性データだけを圧縮データとして得るようにしている
ので、高い圧縮率を実現することができる。

【００５２】しかも、ある１つの基準のデータに関して
誤差の条件を満たすサンプリングポイントが所定範囲内
で２つ以上検出される場合には、基準のデータからの時
間間隔が最も長くなるサンプリングポイントを標本点と
して検出するようにしている。このようにすることによ
り、タイミングデータの値を所定ビット内に収めること
ができるとともに、検出する標本点の数を極力減らすこ
とができ、高い圧縮率を実現することができる。

【００５３】また、本実施形態の圧縮方式によれば、各
サンプルデータＳ１〜Ｓ２０そのものに対して図２のよ
うな直線圧縮の処理を行うのではなく、各サンプルデー
タＳ１〜Ｓ２０を微分してその絶対値を順次加算するこ
とによって生成した微分合計データＤ１〜Ｄ２０に対し
て直線圧縮の処理を行っているので、以下の理由から、
各サンプルデータＳ１〜Ｓ２０に対して直線圧縮の処理
を行う場合と比べて圧縮率を更に高めることができる。

【００５４】すなわち、各サンプルデータＳ１〜Ｓ２０
そのものに対して直線圧縮を行う場合は、１２番目のサ
ンプルデータＳ１２以降のように周波数が高い部分（近
接するサンプリングポイントでもサンプルデータ値が比
較的大きく変化するデータ）では殆どのサンプリングポ
イントが標本点として検出されてしまう。そのため、圧
縮データとして比較的情報量の大きい振幅データをサン
プリングポイント毎に持たなくてはならなくなってしま
う。

【００５５】これに対して、微分合計データＤ１〜Ｄ２
０に対して直線補間を行う場合は、１２番目のサンプル
データＳ１２以降のように周波数が高い部分でも標本点
を離散的にとり、検出する標本点の数を極力減らすこと
ができる。したがって、圧縮データとして持つべき標本
点における微分合計データの数をできるだけ少なくする
ことができ、圧縮率を高くすることができるのである。

【００５６】次に、上記のように生成された圧縮データ
を伸長する本実施形態の伸長方式について説明する。伸
長側においては、圧縮側で検出された離散的な標本点間
に存在し得るサンプリングポイントの振幅データ値を、
入力された圧縮データ中に含まれる各標本点における微
分合計データ、標本点間等の時間間隔を表すタイミング
データおよび各微分値の極性データに基づいて求める。

【００５７】具体的には、２つのサンプリングポイント
におけるデータ値の差とタイミングデータとから単位時
間当たりの平均微分値データを求め、求めた平均微分値
データに各サンプリングポイントにおける微分値の極性
データをかけた値を直前の振幅データ値に対して順次加
算していくことによって、各サンプリングポイントにお
ける振幅データ値を求める。

【００５８】そして、上記求めた各サンプリングポイン
トにおける振幅データと、圧縮データ中に含まれる正規
のサンプルデータとの間を補間する補間演算を順次行う
ことにより、個々のデータ間を補間する補間データを生
成する。さらに、生成された補間データを必要に応じて
Ｄ／Ａ変換してアナログ信号に変換し、出力する。

【００５９】図３は、この伸長原理を説明するための図
である。図３において、Ｑ１〜Ｑ２０は伸長された各サ
ンプリングポイントにおける振幅データ値を示す。この
うちＱ１，Ｑ１２，Ｑ１８は正規データ点における正規
のサンプルデータである。また、ここでは図１に示した
処理の結果、微分合計データＤ２，Ｄ６，Ｄ１１，Ｄ１
３，Ｄ１７の５点が標本点として検出されたものとす
る。

【００６０】この場合、圧縮データ中に含まれる最初の
正規のサンプルデータＳ１と最初の標本点における微分
合計データＤ２との間に他のサンプリングポイントは存
在しないので、当該正規のサンプルデータＳ１と微分合
計データＤ２とをそのまま伸長データの振幅データ値Ｑ
１，Ｑ２として採用する。

【００６１】また、最初の標本点における微分合計デー
タＤ２から次の標本点における微分合計データＤ６まで
の間には４つのサンプリングポイントが存在するので、
これらの４つのサンプリングポイントにおける振幅デー
タ値Ｑ３〜Ｑ６を、圧縮データ中に含まれる２つの標本
点における微分合計データＤ２，Ｄ６と、標本点間のタ
イミングデータ（４ＣＬＫ）と、各サンプリングポイン
トの微分値の極性データ（−，＋，＋，−）とに基づい
て求める。

【００６２】すなわち、まず、２つの標本点における微
分合計データ値Ｄ２，Ｄ６の差と、この標本点間のタイ
ミングデータ値（４ＣＬＫ）とから、１クロック当たり
の平均微分データ値（＝（Ｄ６−Ｄ２）／４）を算出す
る。そして、この平均微分データ値に各サンプリングポ
イントにおける微分値の極性データ（−，＋，＋，−）
をかけた値を、直前の振幅データ値Ｑ２に対して順次加
算していくことにより、４つのサンプリングポイントに
おける振幅データ値Ｑ３〜Ｑ６を求める。

【００６３】さらに、２番目の標本点における微分合計
データＤ６から３番目の標本点における微分合計データ
Ｄ１１までの間には５つのサンプリングポイントが存在
するので、これらの５つのサンプリングポイントにおけ
る振幅データ値Ｑ７〜Ｑ１１を、２つの標本点における
微分合計データＤ６，Ｄ１１と、標本点間のタイミング
データ（５ＣＬＫ）と、各サンプリングポイントにおけ
る微分値の極性データ（−，−，＋，＋，＋）とに基づ
いて求める。

【００６４】すなわち、まず、２つの標本点における微
分合計データ値Ｄ６，Ｄ１１の差と、この標本点間のタ
イミングデータ値（５ＣＬＫ）とから、１クロック当た
りの平均微分データ値（＝（Ｄ１１−Ｄ６）／５）を算
出する。そして、この平均微分データ値に各サンプリン
グポイントにおける微分値の極性データ（−，−，＋，
＋，＋）をかけた値を、直前の振幅データ値Ｑ６に対し
て順次加算していくことにより、５つのサンプリングポ
イントにおける振幅データ値Ｑ７〜Ｑ１１を求める。

【００６５】次に、圧縮データ中に含まれる２番目の正
規のサンプルデータＳ１２は、そのまま伸長データの振
幅データ値Ｑ１２として採用する。これ以降についても
以上の同様の処理を行うことにより、各サンプリングポ
イントにおける振幅データ値Ｑ１３〜Ｑ２０を求める。
そして、以上のようにして求めた各サンプリングポイン
トにおける振幅データ値Ｑ１〜Ｑ２０の間を補間（例え
ば直線補間）することにより、図３のような波形の補間
データを得る。さらに、生成された補間データに対して
Ｄ／Ａ変換処理を施し、アナログ信号に変換して出力す
る。

【００６６】このように、本実施形態の伸長方式では、
本実施形態の圧縮方式に従って生成された圧縮データに
含まれる各標本点における微分合計データとタイミング
データとから１クロック当たりの平均微分値データを求
め、これと各サンプリングポイントにおける微分値の極
性データとから各サンプリングポイントの振幅データ値
Ｑ１〜Ｑ２０を求めている。

【００６７】本実施形態の圧縮時には、２つの微分合計
データ間（もしくは正規のサンプルデータと微分合計デ
ータとの間）を直線補間した場合に、当該２つの微分合
計データの間にある他の微分合計データが、補間した直
線とどれだけ誤差が生じるかを見て、直線補間をしても
誤差が大きくならない点を標本点として検出するように
している。したがって、このようにして得た離散的な各
標本点の微分合計データから平均微分値データを算出し
て標本点間の振幅データを求めたとしても、圧縮前の元
データとほぼ同じ波形のデータを再現することができ
る。

【００６８】ただし、圧縮側で誤差判定を行った個々の
区間をミクロ的に見れば当然に元データとの誤差量は少
なくなっているが、複数の区間を処理していくにつれて
そのわずかな誤差が累積していき、全体をマクロ的に見
ると元データとの差が徐々に大きくなってしまうことも
考えられる。しかし、本実施形態では、各サンプリング
ポイントの中の数点における正規のサンプルデータを圧
縮データの一部として採用するようにしているので、所
々に挿入した正規のサンプルデータによって累積誤差を
断つことができ、圧縮データから伸長によって再生され
る信号の元データへの再現性を向上させることができ
る。

【００６９】図４は、上記の圧縮方式を実現する第１の
実施形態による圧縮装置の機能構成例を示すブロック図
である。図４に示す圧縮装置は、例えば、アナログの音
声信号を入力して圧縮する場合に適用可能である。な
お、デジタルの音声信号を入力する場合は、初段のロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）１およびＡ／Ｄ変換部２は不要
である。

【００７０】図４に示すように、本実施形態の圧縮装置
は、ＬＰＦ１と、Ａ／Ｄ変換部２と、Ｄ型フリップフロ
ップ３と、微分部４と、微分合計データ演算部５と、直
線圧縮部６と、ブロック化部７とを備えて構成されてい
る。ＬＰＦ１は、標本点の検出を行いやすくするため
に、圧縮対象として入力されるアナログ信号に対してフ
ィルタリング処理を行うことにより、高周波成分のノイ
ズを除去するものである。

【００７１】Ａ／Ｄ変換部２は、ＬＰＦ１より出力され
るアナログ信号をデジタルデータに変換する。このとき
Ａ／Ｄ変換部２は、基準となる所定周波数ｆｃｋ（例え
ば音声信号の場合、４４．１ＫＨｚ）の入力クロックに
従ってＡ／Ｄ変換処理を実行する。Ｄ型フリップフロッ
プ３は、Ａ／Ｄ変換部２より出力された各サンプリング
ポイントにおけるデジタルデータを基準周波数ｆｃｋの
入力クロックに従って保持する。

【００７２】微分部４は、Ｄ型フリップフロップ３より
出力されるサンプルデータを微分する。このとき微分部
４は、基準周波数ｆｃｋの入力クロックが与えられる毎
に、つまり基準周波数ｆｃｋに基づくサンプリングポイ
ント毎にサンプルデータの微分を行う。微分値は、例え
ば、ある入力クロックのタイミングで取り込んだ現デー
タを時間的に１つ前のクロックのタイミングで取り込ん
だデータから減算することによって求まる。

【００７３】微分合計データ演算部５は、微分部４によ
りサンプリングポイント毎に算出された微分値の絶対値
を求め、それぞれをサンプリングポイント毎に順次加算
していく。このとき、その加算値である微分合計データ
が所定のしきい値を超えた場合には、そのしきい値を超
えたサンプリングポイントについては正規のサンプルデ
ータを採用する。このような処理により、微分合計デー
タ演算部５は、図１の一点鎖線で示すような波形の微分
合計データＤ１〜Ｄ２０を生成する。

【００７４】直線圧縮部６は、微分合計データ演算部５
により生成された微分合計データＤ１〜Ｄ２０に対し
て、図２で説明したような直線圧縮の処理を行う。これ
によって直線圧縮部６は、基準周波数ｆｃｋに基づく各
サンプリングポイントの中から離散的な標本点を検出
し、各標本点における微分合計データの振幅データ値
と、各標本点間等の時間間隔を表すタイミングデータ値
とを求める。

【００７５】ブロック化部７は、微分部４により算出さ
れた各サンプリングポイントにおける微分値の極性を表
すデータと、微分合計データ演算部５により求められた
正規データ点のサンプルデータと、直線圧縮部６により
求められた各標本点における微分合計データおよび各標
本点間等の時間間隔を表すタイミングデータとを適当に
ブロック化し、圧縮データとして出力する。出力された
圧縮データは、例えば伝送媒体に伝送され、あるいは不
揮発性メモリなどの記録媒体に記録される。

【００７６】なお、このブロック化の際に、“０”およ
び“１”の２値にて表される各サンプリングポイントに
おける微分値の極性データを、標本点の区切り毎に別フ
ィールドに分けてブロック化するようにすれば、１つの
フィールド内に含まれる極性データの数によって標本点
間の時間間隔（クロック数）を表すことができる。した
がって、この場合は、圧縮データとしてタイミングデー
タは不要とすることができる。

【００７７】次に、以上に説明した圧縮装置に対応する
伸長装置について説明する。図５は、本実施形態による
伸長装置の機能構成例を示すブロック図である。図５に
示すように、本実施形態の伸長装置は、直線伸長部１１
と、Ｄ型フリップフロップ１２と、補間処理部１３と、
Ｄ／Ａ変換部１４と、ＬＰＦ１５とを備えて構成されて
いる。

【００７８】直線伸長部１１は、入力される圧縮データ
に対して、図３で説明したような直線伸長の処理を行う
ことにより、基準周波数ｆｃｋに基づくサンプリングポ
イント毎に振幅データＱ１〜Ｑ２０を再現する。Ｄ型フ
リップフロップ１２は、直線伸長部１１より出力された
各サンプリングポイントにおける振幅データＱ１〜Ｑ２
０を、６倍周波数６ｆｃｋのクロックに従って保持す
る。これにより、各サンプリングポイントにおけるデジ
タルデータＱ１〜Ｑ２０を６倍にオーバーサンプリング
する。

【００７９】補間処理部１３は、Ｄ型フリップフロップ
１２によりオーバーサンプリングされたデータを用い
て、基準周波数ｆｃｋの各サンプリングポイントにおけ
る振幅データＱ１〜Ｑ２０の間を例えば直線で補間する
演算を行い、図３に示すような波形の補間データを生成
する。Ｄ／Ａ変換部１４は、このようにして生成された
補間データをＤ／Ａ変換してアナログ信号とする。ＬＰ
Ｆ１５は、Ｄ／Ａ変換部１４により変換されたアナログ
信号をフィルタリング処理することによって、高周波成
分のノイズを除去し、再生アナログ信号として出力す
る。

【００８０】以上のような構成により、各標本点の微分
合計データから標本点間の１クロック当たりの平均微分
値データが求められ、更にこれから各サンプリングポイ
ントにおける振幅データが求められる。そして、その振
幅データ間を補間する補間データが伸長データとして出
力される。これから分かるように、伸長側では、直線伸
長処理や直線補間処理という極めて単純な処理を行うだ
けで、圧縮前の元データとほとんど変わらない高精度な
伸長データを再現することができる。

【００８１】上記のように構成した本実施形態による圧
縮装置および伸長装置は、例えば、ＣＰＵあるいはＭＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータシステム
によって構成され、その機能の全部あるいは一部（例え
ば圧縮装置の微分部４、微分合計データ演算部５、直線
圧縮部６およびブロック化部７、伸長装置の直線伸長部
１１および補間処理部１３など）は上述のＲＯＭやＲＡ
Ｍなどに格納されたプログラムが動作することによって
実現される。

【００８２】また、上記のように構成した本実施形態に
よる圧縮装置および伸長装置は、ロジック回路を組み合
わせてハードウェア的に構成することも可能である。な
お、圧縮装置の直線圧縮部６の機能および伸長装置の直
線伸長部１１の機能を実現するためのハードウェア構成
については、本出願人が先に提出した特願２０００−１
６８６２５において詳細に記載している。この特願２０
００−１６８６２５において詳細に記載した構成を本実
施形態に応用することが可能である。

【００８３】以上詳しく説明したように、本実施形態に
おいては、伸長処理の際に平均微分値データと微分値の
極性データとから各サンプリングポイントの振幅データ
を再現しても元データとの誤差が所望の値より大きくな
らないサンプリングポイントを標本点として順次検出し
ていく。そして、このように検出した離散的な標本点に
おける微分合計データと、標本点間等の時間間隔を表す
タイミングデータと、離散的な正規データ点のサンプル
データと、各サンプリングポイントの微分値の極性デー
タだけを圧縮データとして得るようにしている。これに
より、高い圧縮率を実現しつつ、伸長によって再生され
るデータの品質を向上させることができる。

【００８４】特に、本実施形態の圧縮・伸長方式によれ
ば、直線補間により生成される補間データは、圧縮前の
元データと比べてその振幅の誤差が小さいだけでなく、
位相ずれも非常に小さく抑えることができる。圧縮対象
のデータとして音声を用いた場合、位相ずれは音色に大
きく影響してくるが、本実施形態ではこの位相ずれがほ
とんどないため、元データの音色を忠実に再現すること
ができる。

【００８５】また、本実施形態では、各サンプリングポ
イントにおけるサンプルデータそのものに対して直線圧
縮処理を行うのではなく、各サンプルデータを微分して
その絶対値を順次加算することによって生成した微分合
計データに対して直線圧縮処理を行っている。このよう
にすることにより、周波数の高い信号を圧縮する場合で
も、検出する標本点の数を極力減らすことができ、高い
圧縮率を実現することができる。

【００８６】また、本実施形態によれば、圧縮対象とな
るアナログ信号あるいはデジタルデータを時間／周波数
変換することなく、時間軸上でそのまま圧縮・伸長する
ことができるので、処理が複雑にならず、構成を簡素化
することもできる。また、圧縮側から圧縮データを伝送
して伸長側で再生する場合には、時間軸上での非常に簡
単な直線補間演算等によって、入力される圧縮データを
順次に処理して再生することができるので、リアルタイ
ム動作を実現することができる。

【００８７】また、本実施形態では、各サンプリングポ
イント毎に微分合計データを算出する過程で、微分合計
データの値が所定のしきい値を超えた場合には、そのサ
ンプリングポイントについては正規のサンプルデータを
圧縮データの一部として採用するようにしている。もち
ろん、このような処理を行うことなく全てのサンプリン
グポイントにおける微分値を順次加算していき、こうし
て求めた微分合計データに対して所定クロックの範囲内
ごとに誤差判定を行って標本点を順次検出するようにし
ても良い。ただし、所定のしきい値を超える毎に正規の
サンプルデータを採用することにより、累積誤差をその
都度断つことができ、圧縮データから伸長によって再生
されるアナログ信号の再現性を向上させることができ
る。

【００８８】なお、上記第１の実施形態では、各標本点
における微分合計データと、標本点間等の時間間隔を表
すタイミングデータと、各正規データ点における正規の
サンプルデータと、各サンプリングポイントにおける微
分値の極性データとを圧縮データとして求め、この圧縮
データ中に含まれる各標本点における微分合計データと
タイミングデータとから１クロック当たりの平均微分値
データを伸長側において求めるようにしているが、圧縮
側においてこの平均微分値データを求めて圧縮データの
一部とするようにしても良い。

【００８９】この場合の圧縮データとしては、各標本点
における微分合計データは不要となり、その代わりに標
本点間の１クロック当たりの平均微分値データを持てば
良くなる。これにより、微分合計データそのものを圧縮
データとして持つ場合に比べて個々のデータ量を圧縮す
ることができ、全体としての圧縮率を更に高くすること
ができる。また、伸長側においても、平均微分値データ
を求める演算は不要となり、演算負荷を軽減して再生時
間を短縮することができる。

【００９０】また、上記第１の実施形態では、微分合計
データが所定のしきい値を超えた場合に正規のサンプル
データを採用し、それ以降はその正規のサンプルデータ
を起点として微分合計データを求めるようにしている
が、この例に限定されない。例えば、前回正規のサンプ
ルデータを採用したときのサンプリングポイントのデー
タ値と、サンプリングポイントごとに求めた微分合計デ
ータの値との差分が所定のしきい値を超えた場合に、そ
のサンプリングポイントにおいて正規のサンプルデータ
を採用するようにしても良い。

【００９１】このようにする場合は、各サンプリングポ
イントの微分合計データを求める際に、図１のように正
規データ点ごとにデータ値を折り返す必要がなくなる。
よって、最初に各サンプリングポイントの微分絶対値を
単純に全て加算していき、これによって得た微分合計デ
ータに対して、標本点を検出する直線圧縮処理を行いな
がら、上述の差分が所定のしきい値を超える毎に正規の
サンプルデータを採用するようにすることができる。こ
れにより、圧縮側のアルゴリズムを単純化することがで
き、演算負荷を軽減することもできる。

【００９２】なお、この場合は、標本点における微分合
計データ値が後段にいくに従って大きくなり、圧縮率が
低下してしまうが、圧縮データとして平均微分値データ
を用いるようにすれば、高い圧縮率を維持することがで
きる。

【００９３】また、上記第１の実施形態では、補間処理
部１３においてデジタルデータＱ１〜Ｑ２０の間を直線
補間する例について説明したが、補間演算はこの例に限
定されるものではない。例えば、所定の標本化関数を用
いた曲線補間処理を行うようにしても良い。また、本出
願人が先に出願した特願平１１−１７３２４５号等に記
載した補間処理を行っても良い。この場合には、極めて
アナログに近い波形を補間そのもので得ることができる
ので、補間処理部１３の後段のＤ／Ａ変換部１４やＬＰ
Ｆ１５を不要とすることもできる。

【００９４】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態に
よる圧縮処理の基本原理を説明するための図である。図
６において、実線の波形は圧縮対象のアナログ信号の例
を示し、Ｓ１〜Ｓ２０は、圧縮対象のアナログ信号を所
定のサンプリング周波数に基づくクロックＣＬＫごとに
サンプリングしたデジタルデータの一部である。このア
ナログ波形およびサンプルデータＳ１〜Ｓ２０は、図１
に示したものと全く同じである。

【００９５】第２の実施形態において、個々のサンプリ
ングポイントごとに圧縮対象のデジタルデータを微分
し、それぞれの絶対値を順に加算していく点は、図１に
示した第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と
の主な違いは、正規データ点のとり方である。すなわ
ち、第２の実施形態では、各サンプリングポイントの微
分絶対値を加算していく過程で、図２に示したような誤
差判定を行い、その結果に応じて正規データ点を抽出す
る。

【００９６】例えば、２つのサンプリングポイントのデ
ータ間（微分合計データ間もしくは正規のサンプルデー
タと微分合計データとの間）を結ぶ直線上のデータ値
と、その直線上のデータ値と同じサンプリングポイント
における微分合計データ値との誤差が所望の値以下とな
るサンプリングポイントを標本点として順次検出する。
さらに、検出した標本点の直後のサンプリングポイント
については正規のサンプルデータを採用する。

【００９７】これを図６の例に従って具体的に説明する
と、以下の通りである。まず、最初のサンプルデータＳ
１を基準として個々のサンプリングポイントごとに微分
合計データを求めていく。そして、上述の誤差が所望の
値以下となるサンプリングポイントであって、最初のサ
ンプルデータＳ１から所定クロックの範囲内で時間間隔
が最も長くなるサンプリングポイントを求めると、この
例の場合は２番目のサンプリングポイントとなる。よっ
て、この点のサンプルデータＳ２を標本点の振幅データ
として検出するとともに、その次のサンプリングポイン
トにおける正規のサンプルデータＳ３を正規データ点の
サンプルデータとして採用する。

【００９８】次に、この正規のサンプルデータＳ３を基
準として以降のサンプリングポイントごとに微分合計デ
ータを求める。そして、上述の誤差が所望の値以下とな
るサンプリングポイントであって、サンプルデータＳ３
から所定クロックの範囲内で時間間隔が最も長くなるサ
ンプリングポイントを求めると、この例の場合は６番目
のサンプリングポイントとなる。よって、この点のサン
プルデータＳ６を標本点の振幅データとして検出すると
ともに、その次のサンプリングポイントにおける正規の
サンプルデータＳ７を正規データ点のサンプルデータと
して採用する。以下同様の処理を繰り返していく。

【００９９】このような処理を行った場合、ある標本点
の直後のサンプリングポイントは必ず正規データ点とな
り、正規データ点の後には必ず次の標本点が存在するこ
とになる。つまり、圧縮データとして採用する標本点の
微分合計データと正規のサンプルデータとが交互に現れ
ることになる。よって、タイミングデータは、ある正規
データ点とその後の標本点との間の時間間隔を表すこと
になる。

【０１００】第２の実施形態では、このような処理によ
って得た各標本点における離散的な微分合計データと、
各正規データ点における正規のサンプルデータと、その
間の時間間隔を表すタイミングデータと、各サンプリン
グポイントにおける微分値の極性データとを圧縮データ
として得て、これを伝送媒体に伝送し、あるいは記録媒
体に記録する。

【０１０１】一方、上記のように生成された圧縮データ
を伸長する第２の実施形態による伸長方式は、第１の実
施形態で説明した伸長方式とほぼ同じである。すなわ
ち、圧縮データとして採用した各標本点間に存在し得る
サンプリングポイントにおける振幅データ値を、入力さ
れた圧縮データに含まれる各標本点における微分合計デ
ータ、タイミングデータおよび各サンプリングポイント
における微分値の極性データに基づいて求める。

【０１０２】そして、上記求めた各サンプリングポイン
トにおける振幅データと、圧縮データ中に含まれる正規
のサンプルデータとの間を補間する補間演算を順次行う
ことにより、個々のデータ間を補間する補間データを生
成する。さらに、生成された補間データを必要に応じて
Ｄ／Ａ変換してアナログ信号に変換し、出力する。

【０１０３】図７は、第２の実施形態による圧縮方式に
従って生成された圧縮データを伸長した場合の再生デー
タを示す。図７の例においても、Ｑ１〜Ｑ２０は伸長さ
れた各サンプリングポイントにおけるデータ値を示す。
このうちＱ１，Ｑ３，Ｑ７，Ｑ１２，Ｑ１４，Ｑ２０は
正規データ点における正規のサンプルデータ値である。
また、ここでは図６に示した処理の結果、Ｄ２，Ｄ６，
Ｄ１１，Ｄ１３，Ｄ１９の５点が標本点として検出され
ている。

【０１０４】この場合、圧縮データ中に含まれる最初の
正規のサンプルデータＳ１と最初の標本点における微分
合計データＤ２との間に他のサンプリングポイントは存
在しないので、当該正規のサンプルデータＳ１と微分合
計データＤ２とをそのまま伸長データの振幅データ値Ｑ
１，Ｑ２として採用する。また、最初の標本点における
微分合計データＤ２から次の正規のサンプルデータＳ３
までの間にも他のサンプリングポイントは存在しないの
で、当該正規のサンプルデータＳ３をそのまま伸長デー
タの振幅データＱ３として採用する。

【０１０５】次に、この正規のサンプルデータＳ３から
次の標本点における微分合計データＤ６までの間には３
つのサンプリングポイントが存在するので、これらの３
つのサンプリングポイントにおける振幅データ値Ｑ４〜
Ｑ６を、圧縮データ中に含まれる正規のサンプルデータ
Ｓ３および微分合計データＤ６と、その間のタイミング
データ（３ＣＬＫ）と、各サンプリングポイントにおけ
る微分値の極性データ（＋，＋，−）とに基づいて求め
る。

【０１０６】すなわち、まず、正規のサンプルデータＳ
３と標本点における微分合計データＤ６の差と、この間
のタイミングデータ値（３ＣＬＫ）とから、１クロック
当たりの平均微分データ値（＝（Ｄ６−Ｓ３）／３）を
算出する。そして、この平均微分データ値に各サンプリ
ングポイントにおける微分値の極性（＋，＋，−）をか
けた値を、正規のサンプルデータＳ３に対して順次加算
していくことにより、３つのサンプリングポイントにお
ける振幅データ値Ｑ４〜Ｑ６を求める。そして、次のサ
ンプリングポイントにおける正規のサンプルデータＳ７
はそのまま伸長データの振幅データＱ７として採用す
る。

【０１０７】さらに、この正規のサンプルデータＳ７か
ら次の標本点における微分合計データＤ１１までの間に
は４つのサンプリングポイントが存在するので、これら
の４つのサンプリングポイントにおける振幅データ値Ｑ
８〜Ｑ１１を、圧縮データ中に含まれる正規のサンプル
データＳ７および微分合計データＤ１１と、その間のタ
イミングデータ（４ＣＬＫ）と、各サンプリングポイン
トにおける微分値の極性データ（−，＋，＋，＋）とに
基づいて求める。

【０１０８】すなわち、まず、正規のサンプルデータＳ
７と標本点における微分合計データＤ１１の差と、この
間のタイミングデータ値（４ＣＬＫ）とから、１クロッ
ク当たりの平均微分データ値（＝（Ｄ１１−Ｓ７）／
４）を算出する。そして、この平均微分データ値に各サ
ンプリングポイントにおける微分値の極性（−，＋，
＋，＋）をかけた値を、正規のサンプルデータＳ７に対
して順次加算していくことにより、４つのサンプリング
ポイントにおける振幅データ値Ｑ８〜Ｑ１１を求める。
そして、次のサンプリングポイントにおける正規のサン
プルデータＳ１２はそのまま伸長データの振幅データＱ
１２として採用する。

【０１０９】これ以降についても以上の同様の処理を行
うことにより、各サンプリングポイントにおける振幅デ
ータ値Ｑ１３〜Ｑ２０を求める。そして、以上のように
して求めた各サンプリングポイントにおける振幅データ
値Ｑ１〜Ｑ２０の間を補間することにより、図７のよう
な波形の補間データを得る。さらに、生成された補間デ
ータに対してＤ／Ａ変換処理を施し、アナログ信号に変
換して出力する。

【０１１０】図８は、上記の圧縮方式を実現する第２の
実施形態による圧縮装置の機能構成例を示すブロック図
である。なお、図８において、図４に示した符号と同一
の符号を付したものは同一の機能を有するものであるの
で、ここでは重複する説明を省略する。

【０１１１】図８に示すように、第２の実施形態による
圧縮装置では、図４に示した第１の実施形態による圧縮
装置が備える微分合計データ演算部５および直線圧縮部
６の代わりに、微分合計データ演算・直線圧縮部２１を
備えている。

【０１１２】微分合計データ演算・直線圧縮部２１は、
微分部４によりサンプリングポイント毎に算出された微
分値の絶対値を求め、それぞれをサンプリングポイント
毎に順次加算していく。このとき、その加算の過程で図
２に示したような誤差判定を行い、２つのサンプリング
ポイントのデータ間を結ぶ直線上のデータ値と、その直
線上のデータ値と同じサンプリングポイントにおける微
分合計データ値との誤差が所望の値以下となるサンプリ
ングポイントを標本点として順次検出する。さらに、検
出した標本点の直後のサンプリングポイントについて、
正規のサンプルデータを採用する処理を行う。

【０１１３】このような処理により、微分合計データ演
算・直線圧縮部２１は、図６の一点鎖線で示すような波
形のデータＤ１〜Ｄ２０を生成する。これにより、圧縮
データを構成する各標本点における微分合計データ、正
規データ点における正規のサンプルデータ、その間の時
間間隔を表すタイミングデータ、および各サンプリング
ポイントにおける微分値の極性を表すデータを求める。

【０１１４】以上に説明した圧縮装置に対応する伸長装
置の構成は、図５に示したものと同様である。

【０１１５】上記のように構成した第２の実施形態によ
る圧縮装置および伸長装置も、例えば、ＣＰＵあるいは
ＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータシス
テムによって構成され、その機能の全部あるいは一部
（例えば圧縮装置の微分部４、微分合計データ演算・直
線圧縮部２１およびブロック化部７、伸長装置の直線伸
長部１１および補間処理部１３など）は上述のＲＯＭや
ＲＡＭなどに格納されたプログラムが動作することによ
って実現される。また、上記のように構成した本実施形
態による圧縮装置および伸長装置は、ロジック回路を組
み合わせてハードウェア的に構成することも可能であ
る。

【０１１６】以上詳しく説明したように、第２の実施形
態においても第１の実施形態と同様に、高い圧縮率を実
現しつつ、伸長によって再生されるデータの品質を向上
させることができる。また、周波数の高い信号を圧縮す
る場合でも、検出する標本点の数を極力減らすことがで
き、高い圧縮率を実現することができる。また、時間軸
上でそのまま圧縮・伸長することができるので、処理が
複雑にならず、構成を簡素化することもできる。また、
圧縮・伸長のリアルタイム動作を実現することもでき
る。

【０１１７】さらに、第２の実施形態では、微分合計デ
ータについて直線補間を行っても元データとの誤差が所
望の値より大きくならないサンプリングポイントを標本
点として検出し、その直後のサンプリングポイント（元
データとの誤差が所望の値より大きくなるポイント）で
は必ず正規のサンプルデータを採用するようにしてい
る。これにより、第１の実施形態のように微分絶対値を
所定のしきい値まで無条件で加算していく場合と比べ
て、累積誤差をより少なくすることができ、伸長によっ
て再生されるデータの品質を更に向上させることができ
る。

【０１１８】なお、上記第２の実施形態においても、各
標本点における微分合計データと、標本点間等の時間間
隔を表すタイミングデータと、各正規データ点における
正規のサンプルデータと、各サンプリングポイントにお
ける微分値の極性データとを圧縮データとして求め、こ
の圧縮データ中に含まれる各標本点における微分合計デ
ータとタイミングデータとから１クロック当たりの平均
微分値データを伸長側において求めるようにしている
が、圧縮側においてこの平均微分値データを求めて圧縮
データの一部とするようにしても良い。

【０１１９】このようにすれば、微分合計データそのも
のを圧縮データとして持つ場合に比べて個々のデータ量
を圧縮することができ、全体としての圧縮率を更に高く
することができる。また、伸長側においても、平均微分
値データを求める演算は不要となり、演算負荷を軽減し
て再生時間を短縮することができる。

【０１２０】また、上記第２の実施形態では、所定クロ
ックの範囲内ごとに行う誤差判定によって検出した標本
点の次のサンプリングポイントを正規データ点として抽
出するようにしたが、本発明はこの例に限定されるもの
ではない。例えば、離散的な標本点を検出する際に選ぶ
２つのデータ間の時間間隔に所定範囲内という制限を設
けることなく処理を行う。そして、誤差が所望の値を超
えるサンプリングポイントの直前のサンプリングポイン
トを標本点として順次検出するとともに、当該誤差が所
望の値を超えるサンプリングポイントを正規データ点と
して抽出するようにしても良い。

【０１２１】このようにした場合は、正規のサンプルデ
ータの挿入によって累積誤差が大きくなるのを抑えつ
つ、標本点の数を更に少なくすることができ、圧縮率を
更に高くすることができる。

【０１２２】また、上記第２の実施形態では、ある正規
のサンプルデータを求めた後は、その正規のサンプルデ
ータを起点として以降の微分合計データを算出するよう
にしていた（例えば、正規のサンプルデータＳ３を起点
として微分合計データＤ４〜Ｄ６を求め、再び正規のサ
ンプルデータＳ７を求めた後はこれを起点として微分合
計データＤ８〜Ｄ１１を求めるといった具合）。しか
し、本発明はこのようなアルゴリズムに限定されるもの
ではない。

【０１２３】例えば、最初に全てのサンプリングポイン
トにおける微分絶対値を加算して微分合計データを単純
に求める。そして、このようにして求めた微分合計デー
タに対して上述の誤差判定を行って標本点と正規のサン
プルデータとを順に求めていくようにしても良い。この
場合は、図６に示したような正規のサンプルデータへの
折り返しは全く不要となり、圧縮側のアルゴリズムを単
純化して処理負荷を軽減することができる。また、各標
本点における微分合計データの代わりに平均微分値デー
タを圧縮データの一部として用いることにより、高い圧
縮率を維持することができる。

【０１２４】また、上記第２の実施形態でも、補間処理
部１３においてデジタルデータＱ１〜Ｑ２０の間を直線
補間する例について説明したが、補間演算はこの例に限
定されるものではない。例えば、所定の標本化関数を用
いた曲線補間処理を行うようにしても良い。また、本出
願人が先に出願した特願平１１−１７３２４５号等に記
載した補間処理を行っても良い。この場合には、極めて
アナログに近い波形を補間そのもので得ることができる
ので、補間処理部１３の後段のＤ／Ａ変換部１４やＬＰ
Ｆ１５を不要とすることもできる。

【０１２５】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。図９は、第３の実施形態に
よる圧縮装置の機能構成例を示すブロック図である。な
お、図９において、図４および図８に示した符号と同一
の符号を付したものは同一の機能を有するものであるの
で、ここでは重複する説明を省略する。

【０１２６】図９に示すように、第３の実施形態による
圧縮装置では、図５および図８に示したＡ／Ｄ変換部２
およびＤ型フリップフロップ３の代わりにＡ／Ｄ変換部
３２およびＤ型フリップフロップ３３を備えるととも
に、直線圧縮・伸長処理部４１およびダウンサンプリン
グ部４２を備えている。

【０１２７】Ａ／Ｄ変換部３２およびＤ型フリップフロ
ップ３３は、機能的には図５および図８に示したＡ／Ｄ
変換部２およびＤ型フリップフロップ３と同じものであ
る。ただし、基準周波数の６倍の周波数６ｆｃｋのクロ
ックに従って動作する点で異なる。すなわち、第３の実
施形態では、Ａ／Ｄ変換部３２およびＤ型フリップフロ
ップ３３を用いることにより、圧縮対象のデータを６倍
にオーバーサンプリングしている。

【０１２８】直線圧縮・伸長処理部４１は、Ｄ型フリッ
プフロップ３３より出力されるオーバーサンプリングさ
れた各サンプリングポイントのサンプルデータそのもの
に対して、図２に示したアルゴリズムに従って直線圧縮
の処理を行うとともに、それによって得られた圧縮デー
タに対して直線伸長の処理を行うことにより、元のデー
タを再現する。

【０１２９】この場合に得られる圧縮データは、各標本
点における振幅データと、標本点間の時間間隔を表すタ
イミングデータだけで構成される。標本点は、２つのサ
ンプルデータ間を結ぶ直線上の各データ値と、その直線
上の各データ値と同じサンプリングポイントにおける各
サンプルデータ値との誤差が所望の値以下となるサンプ
リングポイントであって、基準とするサンプルデータか
ら所定クロックの範囲内で時間間隔が最も長くなるサン
プリングポイントが検出される。

【０１３０】また、このような圧縮データの直線伸長処
理は、当該圧縮データの各標本点における振幅データの
間を、タイミングデータで示される時間間隔で直線補間
するだけである。すなわち、入力された圧縮データ（振
幅データとタイミングデータとの組）に基づいて、連続
する標本点の振幅データ間を直線的に補間する補間演算
を順次行うことにより、個々の振幅データの間を補間す
る補間データを生成する。

【０１３１】圧縮時には、２つのサンプルデータ間を直
線補間した場合に、当該２つのサンプルデータの間にあ
る他のサンプルデータが、補間した直線とどれだけ誤差
が生じるかを見て、直線補間をしても誤差が大きくなら
ない点を標本点として検出するようにしている。したが
って、このようにして得た離散的な各標本点の振幅デー
タ間を単純に直線補間するだけでも、圧縮前の元データ
とほぼ同じ波形のデータを再現することができる。ま
た、このようにサンプルデータそのものに対して直線圧
縮・伸長の処理を行うことにより、雑音の原因となる不
要な高周波成分を除去することができる。

【０１３２】ダウンサンプリング部４２は、上記直線圧
縮・伸長処理部４１より出力されたデータを元の基準周
波数ｆｃｋのクロックに従ってダウンサンプリングす
る。このように、微分部４による微分処理の前に直線圧
縮・伸長処理を行う際に、６倍周波数にオーバーサンプ
リングしたデータに対して直線圧縮・伸長処理を行い、
その結果を元の周波数にダウンサンプリングすることに
より、圧縮前の元データの波形を殆どくずすことなく、
不要な高周波成分だけを除去することができる。

【０１３３】第３の実施形態では、このダウンサンプリ
ング部４２の次段に無音処理部４３を備えている。無音
処理部４３は、ダウンサンプリング部４２より出力され
た各サンプルデータの絶対値が所定の値（例えば
“４”）よりも小さい場合に、そのサンプルデータを無
音とみなし、データ値を“０”に置き換えて出力する処
理を行う。これによって圧縮率の更なる向上を図ってい
る。

【０１３４】微分合計データ演算部３５は、図６に示し
たような正規のサンプルデータへの折り返しを行うこと
なく、全てのサンプリングポイントにおける微分絶対値
を順次加算していき、各サンプリングポイントにおける
微分合計データを算出する。直線圧縮部３６は、このよ
うにして求めた微分合計データに対して、図２に示した
アルゴリズムに従って誤差判定を行い、標本点と正規デ
ータ点とを順に求めていく。これにより、各正規データ
点における正規のサンプルデータと、正規データ点と標
本点との間の時間間隔を表すタイミングデータと、正規
データ点と標本点との間における１クロック当たりの平
均微分値データとを圧縮データの一部として得る。

【０１３５】ブロック化部３７は、直線圧縮部３６によ
り生成された正規のサンプルデータ、タイミングデータ
および平均微分値データと、微分部４により求められた
各サンプリングポイントにおける微分値の極性データと
を適当にブロック化し、圧縮データとして出力する。出
力された圧縮データは、例えば伝送媒体に伝送され、あ
るいは不揮発性メモリなどの記録媒体に記録される。

【０１３６】以上に説明した第３の実施形態による圧縮
装置に対応する伸長装置の構成は、図５に示したものと
同様である。ただし、直線伸長部１１の演算内容は第１
および第２の実施形態と異なる。すなわち、第１および
第２の実施形態では、圧縮データ中に含まれる微分合計
データを用いて平均微分値データを直線伸長部１１にて
算出していたのに対して、第３の実施形態ではこの平均
微分値データは圧縮装置側で演算されて圧縮データとし
て出力されているので、直線伸長部１１においてこの演
算は不要である。

【０１３７】上記のように構成した第３の実施形態によ
る圧縮装置および伸長装置も、例えば、ＣＰＵあるいは
ＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータシス
テムによって構成され、その機能の全部あるいは一部
（例えば圧縮装置の微分部４、微分合計データ演算部３
５、直線圧縮部３６、直線圧縮・伸長処理部４１および
無音処理部４３、伸長装置の直線伸長部１１および補間
処理部１３など）は上述のＲＯＭやＲＡＭなどに格納さ
れたプログラムが動作することによって実現される。ま
た、上記のように構成した本実施形態による圧縮装置お
よび伸長装置は、ロジック回路を組み合わせてハードウ
ェア的に構成することも可能である。

【０１３８】図１０〜図１２は、あるアナログ信号（人
の声）およびこれに第３の実施形態による圧縮・伸長処
理を適用して再生した再生アナログ信号の波形および特
性を示す図である。このうち図１０は、圧縮前の元のア
ナログ信号（入力データ）と、これを圧縮して伸長した
再生アナログ信号（出力データ）の波形を示す図であ
る。図１１は、図１０に示した波形の一部拡大図であ
る。また、図１２は、入力データと出力データの相関を
示す図である。

【０１３９】図１０に示すように、入力データと出力デ
ータをマクロ的に見ると、両データ間に殆ど違いはない
（そのため図面上では入力データと出力データの波形が
殆ど重なっている）。図１１において一部を拡大して見
ても、入出力データ間のずれはほんのはずかである。ま
た、図１２に示す入出力データの相関図からも分かるよ
うに、入力データと出力データは殆ど一致しており、本
実施形態の圧縮・伸長システムを用いれば元のアナログ
信号をほぼ忠実に再現できている。

【０１４０】すなわち、第３の実施形態においても、第
１および第２の実施形態と同様に、高い圧縮率を実現し
つつ、伸長によって再生されるデータの品質を向上させ
ることができる。また、周波数の高い信号を圧縮する場
合でも、検出する標本点の数を極力減らすことができ、
高い圧縮率を実現することができる。また、時間軸上で
そのまま圧縮・伸長することができるので、処理が複雑
にならず、構成を簡素化することもできる。また、圧縮
・伸長のリアルタイム動作を実現することもできる。

【０１４１】また、第３の実施形態でも、第１の実施形
態のように微分絶対値を所定のしきい値まで無条件で加
算していく場合と比べて、累積誤差をより少なくするこ
とができ、伸長によって再生されるデータの品質を更に
向上させることができる。

【０１４２】さらに、第３の実施形態では、微分合計デ
ータを求める前に、各サンプルデータそのものに対して
図２のような直線圧縮を行い、その圧縮データを直線補
間によって伸長するようにしている。これにより、ノイ
ズの原因となる不要な高周波成分をあらかじめ除去した
上で第１の実施形態あるいは第２の実施形態と同様の処
理を行って圧縮データを求めることができ、圧縮データ
に基づき伸長により再生されるデータの品質を更に向上
させることができる。

【０１４３】なお、上記第３の実施形態では、圧縮側に
おいて平均微分値データを求めてこれを圧縮データの一
部としたが、平均微分値データを伸長側で求めるように
しても良い。また、上記第３の実施形態では、正規デー
タ点において正規のサンプルデータへの折り返しを行う
ことなく、全てのサンプリングポイントにおける微分絶
対値を単純に加算しているが、正規のサンプルデータへ
の折り返しを行うようにしても良い。

【０１４４】また、上記第１〜第３の実施形態では、タ
イミングデータのビット数を３ビットとし、基準のサン
プルデータから６クロックの範囲内で直線を引いて誤差
判定を行うようにしたが、本発明はこの例に限定される
ものではない。例えば、誤差判定を行う際の所定範囲を
７クロックとしても良い。また、タイミングデータのビ
ット数を４ビット以上とし、基準のサンプルデータから
直線を引いて誤差判定を行う際の所定範囲を８クロック
以上としても良い。このようにすれば、圧縮率を更に高
めることが可能である。また、このタイミングデータの
ビット数、あるいは誤差判定を行う際の所定範囲をパラ
メータとして任意に設定できるようにしても良い。

【０１４５】また、誤差の許容値としては、例えば６
４、１２８、２５６、３８４、５１２などを用いること
が可能である。誤差の許容値を小さくすれば再生アナロ
グ信号の再現性を重視した圧縮・伸長を実現することが
できる。また、誤差の許容値を大きくすれば圧縮率を重
視した圧縮・伸長を実現することができる。なお、この
誤差許容値をパラメータとして任意に設定できるように
しても良い。

【０１４６】また、誤差許容値をデータ振幅の関数と
し、例えば振幅の大きいところで誤差許容値を大きく
し、振幅の小さいところで誤差許容値を小さくするよう
にしても良い。振幅の大きいところでは、誤差がある程
度大きくなってもそれが目立つことがなく、音質に大き
な影響を与えることはない。したがって、このように誤
差許容値をデータ振幅の関数として動的に変えるように
すれば、再生データの音質を極めて良好に保ちながら、
圧縮率を更に高めることが可能である。

【０１４７】また、誤差許容値を周波数の関数とし、例
えば周波数の高いところで誤差許容値を大きくし、周波
数の低いところで誤差許容値を小さくするようにしても
良い。圧縮対象として一連に入力される信号で周波数の
高い部分、つまり近接するサンプリングポイントにおい
てもサンプルデータ値が比較的大きく変化するような部
分では、誤差許容値が小さいと検出される標本点の数が
多くなり、高い圧縮率を実現できなくなることがある。
しかし、周波数の高い部分で動的に誤差許容値を大きく
することにより、再生データの音質を全体として極めて
良好に保ちながら、圧縮率を更に高めることが可能であ
る。

【０１４８】もちろん、誤差許容値をデータ振幅および
周波数の両方の関数として動的に変化させるようにして
も良い。

【０１４９】また、上記第１〜第３の実施形態では、伸
長側の補間処理においてデータ値を６倍にオーバーサン
プリングしているが、６倍に限らず、任意倍のオーバー
サンプリングを行うことが可能である。

【０１５０】また、以上に説明した第１〜第３の実施形
態による圧縮・伸長の手法は、上述したように、ハード
ウェア構成、ＤＳＰ、ソフトウェアの何れによっても実
現することが可能である。例えばソフトウェアによって
実現する場合、本実施形態の圧縮装置および伸長装置
は、実際にはコンピュータのＣＰＵあるいはＭＰＵ、Ｒ
ＡＭ、ＲＯＭなどで構成されるものであり、ＲＡＭやＲ
ＯＭに記憶されたプログラムが動作することによって実
現できる。

【０１５１】したがって、コンピュータが上記本実施形
態の機能を果たすように動作させるプログラムを例えば
ＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、コンピュータ
に読み込ませることによって実現できるものである。上
記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ以外に、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードデ
ィスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、Ｄ
ＶＤ、不揮発性メモリカード等を用いることができる。

【０１５２】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現さ
れるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおい
て稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）ある
いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実
施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラ
ムの処理の全てあるいは一部がコンピュータの機能拡張
ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形
態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発
明の実施形態に含まれる。

【０１５３】その他、上記に説明した各実施形態は、何
れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示し
たものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が
限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、
本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱する
ことなく、様々な形で実施することができる。

【０１５４】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、簡単な構成で、圧縮・伸長の処理時間が短く、か
つ、高い圧縮率と再生データの品質向上との両方を実現
することが可能な新しい圧縮・伸長方式を提供すること
ができる。

【０１５５】すなわち、本発明によれば、伸長処理の際
に標本点間の平均微分値データと微分値の極性データと
から各サンプリングポイントのデータを再現しても元デ
ータとの誤差が所望の値より大きくならないサンプリン
グポイントを標本点として検出し、このように検出した
離散的な標本点における微分合計データあるいは標本点
間の単位時間当たりの平均微分値データ、標本点間の時
間間隔を表すタイミングデータ、各サンプリングポイン
トの微分値の極性データ等だけを圧縮データとして得る
ので、高い圧縮率を実現しつつ、伸長によって再生され
るデータの品質を格段に向上させることができる。

【０１５６】また、本発明によれば、各サンプリングポ
イントにおけるサンプルデータそのものに対して上述の
ような誤差判定を行ってデータ圧縮するのではなく、各
サンプルデータを微分してその絶対値を順次加算するこ
とによって生成した微分合計データに対して誤差判定の
処理を行うことにより、周波数の高い信号を圧縮する場
合でも、検出する標本点の数を極力減らすことができ、
より高い圧縮率を実現することができる。

【０１５７】さらに、本発明によれば、時間軸上の信号
を圧縮する際に、時間／周波数変換を行って周波数軸上
で処理を行うことなく、時間軸上のままで処理を行うこ
とができる。また、このようにして圧縮されたデータを
伸長する際にも、時間軸上のままで処理を行うことがで
きる。特に、伸長側では、平均微分値に極性をかけて順
次加算する処理や補間処理という極めて単純な処理を行
うだけで、圧縮前の元データとほとんど変わらない高精
度な伸長データを再現することができる。

【０１５８】また、本発明の他の特徴によれば、圧縮側
において、２つのサンプリングポイントのデータ間を結
ぶ直線上の各データ値と、その直線上の各データ値と同
じサンプリングポイントにおける各微分合計データ値と
の誤差が全て所望の値以下となるサンプリングポイント
であって、上記２つのサンプリングポイント間の時間間
隔が所定範囲の中で最も長くなるサンプリングポイント
を圧縮データの標本点として順次検出することにより、
個々のタイミングデータの値を所定ビット内に収めるこ
とができ、その分圧縮率を向上させることができる。

【０１５９】また、本発明のその他の特徴によれば、圧
縮側において、２つのサンプリングポイントのデータ間
を結ぶ直線上のデータ値と、その直線上のデータ値と同
じサンプリングポイントにおける微分合計データ値との
誤差が所望の値以下となるサンプリングポイントであっ
て、上記誤差が上記所望の値を超えるサンプリングポイ
ントの直前のサンプリングポイントを圧縮データの標本
点として順次検出することにより、標本点間の間隔をで
きるだけ長くとって、検出する標本点の数を極力減らす
ことができ、より高い圧縮率を実現することができる。

【０１６０】また、本発明のその他の特徴によれば、圧
縮データとして標本点間の単位時間当たりの平均微分値
データを含むことにより、各標本点における微分合計デ
ータそのものを圧縮データとして持つ場合に比べて、個
々のデータ量を小さくすることができ、圧縮率を更に高
めることができる。また、各標本点における微分合計デ
ータとタイミングデータとから平均微分値データを算出
する処理を伸長側で行う必要がなく、処理の負荷を軽減
することができる。

【０１６１】また、本発明のその他の特徴によれば、圧
縮側において、各サンプリングポイントの中の数点にお
ける正規のサンプルデータを圧縮データの一部として採
用することにより、微分合計データから求めた標本点間
の平均微分値データを用いて各サンプリングポイントの
データを再現することによって生じることがある累積誤
差を、所々に挿入した正規のサンプルデータによって断
つことができ、圧縮データから伸長によって再生される
信号の再現性を向上させることができる。

【０１６２】また、本発明のその他の特徴によれば、サ
ンプリングポイントごとに微分合計データを求める過程
で、微分合計データの値が所定のしきい値を超えたサン
プリングポイントにおいて正規のサンプルデータを圧縮
データの一部として採用することにより、圧縮データの
一部として含まれる微分合計データの値が所定のしきい
値より大きくならないようにすることができ、個々のデ
ータ量を小さくして圧縮率を高めることができる。

【０１６３】また、本発明のその他の特徴によれば、２
つの微分合計データ間で直線補間を行ったときにおける
元データとの誤差が所望の値を超えたサンプリングポイ
ントにおいて正規のサンプルデータを圧縮データの一部
として採用することにより、累積誤差が発生する可能性
のある部分ごとに正規のサンプルデータを挿入して累積
誤差の発生を断つことができ、圧縮データから伸長によ
って再生される信号の再現性を更に向上させることがで
きる。

【０１６４】また、本発明のその他の特徴によれば、圧
縮側において、サンプルデータそのものに対して直線圧
縮・伸長処理を行った上で、上述のように微分合計デー
タを求めてデータ圧縮を行うことにより、ノイズの原因
となる不要な高周波成分をあらかじめ除去した上でデー
タ圧縮を行うことができる。これにより、圧縮率を更に
向上させることができるとともに、圧縮データに基づき
伸長により再生されるデータの品質を更に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態による圧縮方式の基本原理を説
明するための図である。

【図２】第１の実施形態による圧縮方式の基本原理を説
明するための図である。

【図３】第１の実施形態による伸長方式の基本原理を説
明するための図である。

【図４】第１の実施形態による圧縮装置の機能構成例を
示すブロック図である。

【図５】第１の実施形態による伸長装置の機能構成例を
示すブロック図である。

【図６】第２の実施形態による圧縮方式の基本原理を説
明するための図である。

【図７】第２の実施形態による伸長方式の基本原理を説
明するための図である。

【図８】第２の実施形態による圧縮装置の機能構成例を
示すブロック図である。

【図９】第３の実施形態による圧縮装置の機能構成例を
示すブロック図である。

【図１０】圧縮前の元のアナログ信号（入力データ）
と、これを圧縮して伸長した再生アナログ信号（出力デ
ータ）の波形を示す図である。

【図１１】図１０に示した波形の一部拡大図である。

【図１２】圧縮前の元のアナログ信号（入力データ）
と、これを圧縮して伸長した再生アナログ信号（出力デ
ータ）との相関を示す特性図である。

【符号の説明】

１ＬＰＦ２Ａ／Ｄ変換部３Ｄ型フリップフロップ４微分部５微分合計データ演算部６直線圧縮部７ブロック化部１１直線伸長部１２Ｄ型フリップフロップ１３補間処理部１４Ｄ／Ａ変換部１５ＬＰＦ２１微分合計データ演算・直線圧縮部３２Ａ／Ｄ変換部３３Ｄ型フリップフロップ３５微分合計データ演算部３６直線圧縮部３７ブロック化部４１直線圧縮・伸長処理部４２ダウンサンプリング部４３無音処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮対象のデータをサンプリングポイン
トごとに微分し、その微分絶対値を順次加算していくこ
とによって上記サンプリングポイントごとに微分合計デ
ータを求め、これによって得た各サンプリングポイント
における上記微分合計データに対して、２つのサンプリ
ングポイントのデータ間で直線補間を行ったときにおけ
る元データとの誤差が所望の値以下となるサンプリング
ポイントを圧縮データの標本点として順次検出する処理
を行うようにしたことを特徴とする圧縮方法。
【請求項２】圧縮対象のデータをサンプリングポイン
トごとに微分し、その微分絶対値を順次加算していくこ
とによって上記サンプリングポイントごとに微分合計デ
ータを求め、これによって得た各サンプリングポイント
における上記微分合計データに対して、２つのサンプリ
ングポイントのデータ間を結ぶ直線上のデータ値と、そ
の直線上のデータ値と同じサンプリングポイントにおけ
る微分合計データ値との誤差が所望の値以下となるサン
プリングポイントを圧縮データの標本点として順次検出
する処理を行うようにしたことを特徴とする圧縮方法。
【請求項３】圧縮対象のデータをサンプリングポイン
トごとに微分し、その微分絶対値を順次加算していくこ
とによって上記サンプリングポイントごとに微分合計デ
ータを求め、これによって得た各サンプリングポイント
における上記微分合計データに対して、２つのサンプリ
ングポイントのデータ間を結ぶ直線上の各データ値と、
その直線上の各データ値と同じサンプリングポイントに
おける各微分合計データ値との誤差が全て所望の値以下
となるサンプリングポイントであって、上記２つのサン
プリングポイント間の時間間隔が所定範囲の中で最も長
くなるサンプリングポイントを圧縮データの標本点とし
て順次検出する処理を行うようにしたことを特徴とする
圧縮方法。
【請求項４】上記圧縮データは、上記標本点における
微分合計データと、上記標本点間の時間間隔を表すタイ
ミングデータと、各サンプリングポイントにおける微分
値の極性データとを含むことを特徴とする請求項１〜３
の何れか１項に記載の圧縮方法。
【請求項５】上記圧縮データは、上記標本点間の時間
間隔を表すタイミングデータと、上記標本点間の単位時
間当たりの平均微分値のデータと、各サンプリングポイ
ントにおける微分値の極性データとを含むことを特徴と
する請求項１〜３の何れか１項に記載の圧縮方法。
【請求項６】上記各サンプリングポイントの中の数点
における正規のサンプルデータを上記圧縮データの一部
として採用するようにしたことを特徴とする請求項１〜
５の何れか１項に記載の圧縮方法。
【請求項７】上記サンプリングポイントごとに上記微
分合計データを求める過程で、上記微分合計データの値
が所定のしきい値を超えたサンプリングポイントにおい
ては正規のサンプルデータを上記圧縮データの一部とし
て採用し、この正規データ点以降のサンプリングポイン
トについては上記正規のサンプルデータの値を起点とし
て上記微分合計データを順次求めるようにしたことを特
徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の圧縮方法。
【請求項８】前回正規のサンプルデータを採用したサ
ンプリングポイントのデータ値と、上記サンプリングポ
イントごとに求めた上記微分合計データの値との差分が
所定のしきい値を超えたサンプリングポイントにおいて
は上記正規のサンプルデータを上記圧縮データの一部と
して採用するようにしたことを特徴とする請求項１〜５
の何れか１項に記載の圧縮方法。
【請求項９】上記サンプリングポイントごとに上記微
分合計データを求める過程で、上記２つのサンプリング
ポイントのデータ間で直線補間を行ったときにおける元
データとの誤差が所望の値を超えたサンプリングポイン
トにおいては正規のサンプルデータを上記圧縮データの
一部として採用するようにしたことを特徴とする請求項
１〜５の何れか１項に記載の圧縮方法。
【請求項１０】上記誤差が所望の値を超えたサンプリ
ングポイント以降のサンプリングポイントについては、
上記正規のサンプルデータの値を起点として上記微分合
計データを順次求めるようにしたことを特徴とする請求
項９に記載の圧縮方法。
【請求項１１】上記圧縮データは、上記正規のサンプ
ルデータと、上記標本点における微分合計データと、上
記標本点間もしくは上記標本点と上記正規のサンプルデ
ータを採用した正規データ点との間の時間間隔を表すタ
イミングデータと、各サンプリングポイントにおける微
分値の極性データとを含むことを特徴とする請求項６〜
１０の何れか１項に記載の圧縮方法。
【請求項１２】上記圧縮データは、上記正規のサンプ
ルデータと、上記標本点間もしくは上記標本点と上記正
規のサンプルデータを採用した正規データ点との間の時
間間隔を表すタイミングデータと、上記標本点間の単位
時間当たりの平均微分値データと、各サンプリングポイ
ントにおける微分値の極性データとを含むことを特徴と
する請求項６〜１０の何れか１項に記載の圧縮方法。
【請求項１３】上記標本点の次のサンプリングポイン
トにおいては正規のサンプルデータを上記圧縮データの
一部として採用するようにしたことを特徴とする請求項
３に記載の圧縮方法。
【請求項１４】圧縮対象のデータをサンプリングポイ
ントごとに微分し、その微分絶対値を順次加算していく
ことによって上記サンプリングポイントごとに微分合計
データを求め、これによって得た各サンプリングポイン
トにおける上記微分合計データに対して、２つのサンプ
リングポイントのデータ間を結ぶ直線上のデータ値と、
その直線上のデータ値と同じサンプリングポイントにお
ける微分合計データ値との誤差が所望の値以下となるサ
ンプリングポイントであって、上記誤差が上記所望の値
を超えるサンプリングポイントの直前のサンプリングポ
イントを圧縮データの標本点として順次検出する処理を
行うようにしたことを特徴とする圧縮方法。
【請求項１５】上記誤差が上記所望の値を超えるサン
プリングポイントにおいては正規のサンプルデータを上
記圧縮データの一部として採用するようにしたことを特
徴とする請求項１４に記載の圧縮方法。
【請求項１６】圧縮対象のデータをサンプリングポイ
ントごとに微分し、その微分絶対値を順次加算していく
ことによって上記サンプリングポイントごとに微分合計
データを求めるとともに、上記サンプリングポイントご
とに上記微分合計データを求める過程で、上記微分合計
データの値が所定のしきい値を超えたサンプリングポイ
ントにおいては正規のサンプルデータを圧縮データの一
部として採用し、上記正規のサンプルデータと上記微分合計データとの間
もしくは２つの微分合計データ間を結ぶ直線上のデータ
値と、その直線上のデータ値と同じサンプリングポイン
トにおける微分合計データ値との誤差が所望の値以下と
なるサンプリングポイントを上記圧縮データの標本点と
して順次検出する処理を行うようにしたことを特徴とす
る圧縮方法。
【請求項１７】圧縮対象のデータをサンプリングポイ
ントごとに微分し、その微分絶対値を順次加算していく
ことによって上記サンプリングポイントごとに微分合計
データを求めるとともに、上記サンプリングポイントご
とに上記微分合計データを求める過程で、２つのサンプ
リングポイントのデータ間で直線補間を行ったときにお
ける元データとの誤差が所望の値を超えたサンプリング
ポイントにおいては正規のサンプルデータを圧縮データ
と一部として採用し、上記正規のサンプルデータと上記微分合計データとの間
もしくは２つの微分合計データ間を結ぶ直線上のデータ
値と、その直線上のデータ値と同じサンプリングポイン
トにおける微分合計データ値との誤差が所望の値以下と
なるサンプリングポイントを上記圧縮データの標本点と
して順次検出する処理を行うようにしたことを特徴とす
る圧縮方法。
【請求項１８】圧縮対象のデータ中に含まれる２つの
サンプルデータ間で直線補間を行ったときに元データと
の誤差が所望の値以下となるサンプリングポイントを標
本点として順次検出し、各標本点の振幅データと各標本
点間の時間間隔を表すタイミングデータとの組を直線圧
縮データとして得るとともに、上記直線圧縮データに含
まれる各標本点の振幅データとその間のタイミングデー
タとを用いて、上記タイミングデータによって示される
時間間隔を有する振幅データの間を直線補間する補間デ
ータを求めることによって伸長データを得るようにし、
上記伸長データに対して請求項１〜１７の何れか１項に
記載の処理を行うようにしたことを特徴とする圧縮方
法。
【請求項１９】圧縮対象のデータをサンプリングポイ
ントごとに微分する微分手段と、上記微分手段により求められた微分データの絶対値を順
次加算していくことによって上記サンプリングポイント
ごとに微分合計データを求める微分合計データ演算手段
と、上記微分合計データ演算手段により求められた各サンプ
リングポイントにおける上記微分合計データに対して、
２つのサンプリングポイントのデータ間で直線補間を行
ったときにおける元データとの誤差が所望の値以下とな
るサンプリングポイントを圧縮データの標本点として順
次検出する処理を行う直線圧縮手段とを備えたことを特
徴とする圧縮装置。
【請求項２０】上記直線圧縮手段は、上記各サンプリ
ングポイントにおける上記微分合計データに対して、２
つのサンプリングポイントのデータ間を結ぶ直線上の各
データ値と、その直線上の各データ値と同じサンプリン
グポイントにおける各微分合計データ値との誤差が全て
所望の値以下となるサンプリングポイントであって、上
記２つのサンプリングポイント間の時間間隔が所定範囲
の中で最も長くなるサンプリングポイントを圧縮データ
の標本点として順次検出する処理を行うことを特徴とす
る請求項１９に記載の圧縮装置。
【請求項２１】上記微分合計データ演算手段は、上記
サンプリングポイントごとに上記微分合計データを求め
る過程で、上記微分合計データの値が所定のしきい値を
超えたサンプリングポイントにおいては上記微分合計デ
ータの代わりに正規のサンプルデータを採用し、この正
規データ点以降のサンプリングポイントについては上記
正規のサンプルデータの値を起点として上記微分合計デ
ータを求めることを特徴とする請求項１９または２０に
記載の圧縮装置。
【請求項２２】上記正規のサンプルデータを上記圧縮
データの一部として採用することを特徴とする請求項２
１に記載の圧縮装置。
【請求項２３】前回正規のサンプルデータを採用した
サンプリングポイントのデータ値と、上記サンプリング
ポイントごとに求めた上記微分合計データの値との差分
が所定のしきい値を超えたサンプリングポイントにおい
ては上記正規のサンプルデータを上記圧縮データの一部
として採用することを特徴とする請求項１９または２０
に記載の圧縮装置。
【請求項２４】上記直線圧縮手段は、上記２つのサン
プリングポイントのデータ間で直線補間を行ったときに
おける元データとの誤差が所望の値を超えたサンプリン
グポイントにおいては正規のサンプルデータを上記圧縮
データの一部として採用することを特徴とする請求項１
９または２０に記載の圧縮装置。
【請求項２５】上記微分合計データ演算手段は、上記
誤差が所望の値を超えたサンプリングポイント以降のサ
ンプリングポイントについては、上記正規のサンプルデ
ータの値を起点として上記微分合計データを順次求める
ようにしたことを特徴とする請求項１９または２０に記
載の圧縮装置。
【請求項２６】上記標本点の次のサンプリングポイン
トにおいては正規のサンプルデータを上記圧縮データの
一部として採用するようにしたことを特徴とする請求項
２０に記載の圧縮装置。
【請求項２７】上記圧縮データは、上記正規のサンプ
ルデータと、上記標本点における微分合計データと、上
記標本点間もしくは上記標本点と上記正規のサンプルデ
ータを採用した正規データ点との間の時間間隔を表すタ
イミングデータと、各サンプリングポイントにおける微
分値の極性データとを含むことを特徴とする請求項２１
〜２６の何れか１項に記載の圧縮装置。
【請求項２８】上記圧縮データは、上記正規のサンプ
ルデータと、上記標本点間もしくは上記標本点と上記正
規のサンプルデータを採用した正規データ点との間の時
間間隔を表すタイミングデータと、上記標本点間の単位
時間当たりの平均微分値データと、各サンプリングポイ
ントにおける微分値の極性データとを含むことを特徴と
する請求項２１〜６２の何れか１項に記載の圧縮装置。
【請求項２９】圧縮対象のデータをサンプリングポイ
ントごとに微分する微分手段と、上記微分手段により求められた微分データの絶対値を順
次加算していくことによって上記サンプリングポイント
ごとに微分合計データを求める微分合計データ演算手段
と、２つのサンプリングポイントのデータ間を結ぶ直線上の
データ値と、その直線上のデータ値と同じサンプリング
ポイントにおける微分合計データ値との誤差が所望の値
以下となるサンプリングポイントであって、上記誤差が
上記所望の値を超えるサンプリングポイントの直前のサ
ンプリングポイントを圧縮データの標本点として順次検
出する処理を行う直線圧縮手段とを備えたことを特徴と
する圧縮装置。
【請求項３０】上記誤差が上記所望の値を超えるサン
プリングポイントにおいては正規のサンプルデータを上
記圧縮データの一部として採用するようにしたことを特
徴とする請求項２９に記載の圧縮装置。
【請求項３１】圧縮対象のデータ中に含まれる２つの
サンプルデータ間で直線補間を行ったときに元データと
の誤差が所望の値以下となるサンプリングポイントを標
本点として順次検出し、各標本点の振幅データと各標本
点間の時間間隔を表すタイミングデータとの組を直線圧
縮データとして得るとともに、上記直線圧縮データに含
まれる各標本点の振幅データとその間のタイミングデー
タとを用いて、上記タイミングデータによって示される
時間間隔を有する振幅データの間を直線補間する補間デ
ータを求めることによって伸長データを得る直線圧縮・
伸長手段を備え、上記直線圧縮・伸長手段により求められた伸長データを
上記微分手段に供給するようにしたことを特徴とする請
求項１９〜３０の何れか１項に記載の圧縮装置。
【請求項３２】圧縮対象のデータについてサンプリン
グポイントごとに算出された微分絶対値を順次加算する
ことによって求められた各サンプリングポイントにおけ
る微分合計データのうち、２つの微分合計データ間で直
線補間を行ったときに元データとの誤差が所望の値以下
となる標本点における微分合計データと、上記標本点間
の時間間隔を表すタイミングデータと、上記各サンプリ
ングポイントにおける微分値の極性データとを含む圧縮
データを入力し、上記圧縮データ中に含まれる上記標本点における微分合
計データと、上記タイミングデータと、上記各サンプリ
ングポイントにおける微分値の極性データとに基づい
て、上記各サンプリングポイントにおける振幅データを
求め、上記求めた各サンプリングポイントにおける振幅データ
の間を補間する補間演算を行うことによって伸長データ
を得るようにしたことを特徴とする伸長方法。
【請求項３３】圧縮対象のデータについてサンプリン
グポイントごとに算出された微分絶対値を順次加算する
ことによって求められた各サンプリングポイントにおけ
る微分合計データの値のうち、２つのサンプリングポイ
ントのデータ間で直線補間を行ったときに元データとの
誤差が所望の値以下となる標本点における微分合計デー
タと、上記各サンプリングポイントの中の数点において
採用された正規のサンプルデータと、上記標本点間もし
くは上記標本点と上記正規のサンプルデータが採用され
た正規データ点との間の時間間隔を表すタイミングデー
タと、上記各サンプリングポイントにおける微分値の極
性データとを含む圧縮データを入力し、上記圧縮データ中に含まれる上記標本点における微分合
計データと、上記タイミングデータと、上記各サンプリ
ングポイントにおける微分値の極性データとに基づい
て、上記各サンプリングポイントにおける振幅データを
求め、上記求めた各サンプリングポイントにおける振幅データ
と、上記正規のサンプルデータとの間を補間する補間演
算を行うことによって伸長データを得るようにしたこと
を特徴とする伸長方法。
【請求項３４】上記各サンプリングポイントにおける
振幅データは、２つのサンプリングポイント間の時間間
隔を表す上記タイミングデータと、上記２つのサンプリ
ングポイントにおけるデータ値の差とから単位時間当た
りの平均微分値データを求め、上記平均微分値データに
上記各サンプリングポイントにおける微分値の極性デー
タをかけた値を直前の振幅データ値に対して順次加算し
ていくことによって求めることを特徴とする請求項３２
または３３に記載の伸長方法。
【請求項３５】圧縮対象のデータについてサンプリン
グポイントごとに算出された微分絶対値を順次加算する
ことによって求められた各サンプリングポイントにおけ
る微分合計データに対して、２つの微分合計データ間で
直線補間を行ったときに元データとの誤差が所望の値以
下となる標本点間の時間間隔を表すタイミングデータ
と、上記標本点間の単位時間当たりの平均微分値データ
と、上記各サンプリングポイントにおける微分値の極性
データとを含む圧縮データを入力し、上記圧縮データ中に含まれる上記平均微分値データと、
上記タイミングデータと、上記各サンプリングポイント
における微分値の極性データとに基づいて、上記各サン
プリングポイントにおける振幅データを求め、上記求めた各サンプリングポイントにおける振幅データ
の間を補間する補間演算を行うことによって伸長データ
を得るようにしたことを特徴とする伸長方法。
【請求項３６】圧縮対象のデータについてサンプリン
グポイントごとに算出された微分絶対値を順次加算する
ことによって求められた各サンプリングポイントにおけ
る微分合計データに対して、２つの微分合計データ間で
直線補間を行ったときに元データとの誤差が所望の値以
下となる標本点間の単位時間当たりの平均微分値データ
と、上記各サンプリングポイントの中の数点において採
用された正規のサンプルデータと、上記標本点間もしく
は上記標本点と上記正規のサンプルデータが採用された
正規データ点との間の時間間隔を表すタイミングデータ
と、上記各サンプリングポイントにおける微分値の極性
データとを含む圧縮データを入力し、上記圧縮データ中に含まれる上記平均微分値データと、
上記タイミングデータと、上記各サンプリングポイント
における微分値の極性データとに基づいて、上記各サン
プリングポイントにおける振幅データを求め、上記求めた各サンプリングポイントにおける振幅データ
と、上記正規のサンプルデータとの間を補間する補間演
算を行うことによって伸長データを得るようにしたこと
を特徴とする伸長方法。
【請求項３７】上記各サンプリングポイントにおける
振幅データは、上記平均微分値データに上記各サンプリ
ングポイントにおける微分値の極性データをかけた値を
直前の振幅データ値に対して順次加算していくことによ
って求めることを特徴とする請求項３５または３６に記
載の伸長方法。
【請求項３８】圧縮対象のデータについてサンプリン
グポイントごとに算出された微分絶対値を順次加算する
ことによって求められた各サンプリングポイントにおけ
る微分合計データのうち、２つの微分合計データ間で直
線補間を行ったときに元データとの誤差が所望の値以下
となる標本点における微分合計データと、上記標本点間
の時間間隔を表すタイミングデータと、上記各サンプリ
ングポイントにおける微分値の極性データとを含む圧縮
データを伸長する伸長装置であって、上記圧縮データ中に含まれる上記標本点における微分合
計データと、上記タイミングデータと、上記各サンプリ
ングポイントにおける微分値の極性データとに基づい
て、上記各サンプリングポイントにおける振幅データを
求める振幅データ算出手段と、上記振幅データ算出手段により求められた各サンプリン
グポイントにおける振幅データの間を補間する補間演算
を行うことによって伸長データを得る補間処理手段とを
備えたことを特徴とする伸長装置。
【請求項３９】圧縮対象のデータについてサンプリン
グポイントごとに算出された微分絶対値を順次加算する
ことによって求められた各サンプリングポイントにおけ
る微分合計データの値のうち、２つのサンプリングポイ
ントのデータ間で直線補間を行ったときに元データとの
誤差が所望の値以下となる標本点における微分合計デー
タと、上記各サンプリングポイントの中の数点において
採用された正規のサンプルデータと、上記標本点間もし
くは上記標本点と上記正規のサンプルデータが採用され
た正規データ点との間の時間間隔を表すタイミングデー
タと、上記各サンプリングポイントにおける微分値の極
性データとを含む圧縮データを伸長する伸長装置であっ
て、上記圧縮データ中に含まれる上記標本点における微分合
計データと、上記タイミングデータと、上記各サンプリ
ングポイントにおける微分値の極性データとに基づい
て、上記各サンプリングポイントにおける振幅データを
求める振幅データ算出手段と、上記振幅データ算出手段により求められた各サンプリン
グポイントにおける振幅データと、上記正規のサンプル
データとの間を補間する補間演算を行うことによって伸
長データを得る補間処理手段とを備えたことを特徴とす
る伸長装置。
【請求項４０】上記振幅データ算出手段は、２つのサ
ンプリングポイント間の時間間隔を表す上記タイミング
データと、上記２つのサンプリングポイントにおけるデ
ータ値の差とから単位時間当たりの平均微分値データを
求め、上記平均微分値データに上記各サンプリングポイ
ントにおける微分値の極性データをかけた値を直前の振
幅データ値に対して順次加算していくことによって、上
記各サンプリングポイントにおける振幅データを求める
ことを特徴とする請求項３８または３９に記載の伸長装
置。
【請求項４１】圧縮対象のデータについてサンプリン
グポイントごとに算出された微分絶対値を順次加算する
ことによって求められた各サンプリングポイントにおけ
る微分合計データに対して、２つの微分合計データ間で
直線補間を行ったときに元データとの誤差が所望の値以
下となる標本点間の時間間隔を表すタイミングデータ
と、上記標本点間の単位時間当たりの平均微分値データ
と、上記各サンプリングポイントにおける微分値の極性
データとを含む圧縮データを伸長する伸長装置であっ
て、上記圧縮データ中に含まれる上記平均微分値データと、
上記タイミングデータと、上記各サンプリングポイント
における微分値の極性データとに基づいて、上記各サン
プリングポイントにおける振幅データを求める振幅デー
タ算出手段と、上記振幅データ算出手段により求められた各サンプリン
グポイントにおける振幅データの間を補間する補間演算
を行うことによって伸長データを得る補間処理手段とを
備えたことを特徴とする伸長装置。
【請求項４２】圧縮対象のデータについてサンプリン
グポイントごとに算出された微分絶対値を順次加算する
ことによって求められた各サンプリングポイントにおけ
る微分合計データに対して、２つの微分合計データ間で
直線補間を行ったときに元データとの誤差が所望の値以
下となる標本点間の単位時間当たりの平均微分値データ
と、上記各サンプリングポイントの中の数点において採
用された正規のサンプルデータと、上記標本点間もしく
は上記標本点と上記正規のサンプルデータが採用された
正規データ点との間の時間間隔を表すタイミングデータ
と、上記各サンプリングポイントにおける微分値の極性
データとを含む圧縮データを伸長する伸長装置であっ
て、上記圧縮データ中に含まれる上記平均微分値データと、
上記タイミングデータと、上記各サンプリングポイント
における微分値の極性データとに基づいて、上記各サン
プリングポイントにおける振幅データを求める振幅デー
タ算出手段と、上記振幅データ算出手段により求められた各サンプリン
グポイントにおける振幅データと、上記正規のサンプル
データとの間を補間する補間演算を行うことによって伸
長データを得る補間処理手段とを備えたことを特徴とす
る伸長装置。
【請求項４３】上記振幅データ算出手段は、上記平均
微分値データに上記各サンプリングポイントにおける微
分値の極性データをかけた値を直前の振幅データ値に対
して順次加算していくことによって、上記各サンプリン
グポイントにおける振幅データを求めることを特徴とす
る請求項４１または４２に記載の伸長装置。
【請求項４４】圧縮側において、圧縮対象のデータを
サンプリングポイントごとに微分し、その微分絶対値を
順次加算していくことによって上記サンプリングポイン
トごとに微分合計データを求め、これによって得た各サ
ンプリングポイントにおける上記微分合計データに対し
て、２つのサンプリングポイントのデータ間で直線補間
を行ったときにおける元データとの誤差が所望の値以下
となるサンプリングポイントを圧縮データの標本点とし
て順次検出する処理を行うことによって、各標本点にお
ける微分合計データと、上記標本点間の時間間隔を表す
タイミングデータと、各サンプリングポイントにおける
微分値の極性データとを含む圧縮データを得るように
し、伸長側において、上記圧縮データ中に含まれる上記標本
点における微分合計データと、上記タイミングデータ
と、上記各サンプリングポイントにおける微分値の極性
データとに基づいて、上記各サンプリングポイントにお
ける振幅データを求め、上記求めた各サンプリングポイ
ントにおける振幅データの間を補間する補間演算を行う
ことによって伸長データを得るようにしたことを特徴と
する圧縮伸長システム。
【請求項４５】圧縮側において、圧縮対象のデータを
サンプリングポイントごとに微分し、その微分絶対値を
順次加算していくことによって上記サンプリングポイン
トごとに微分合計データを求め、これによって得た各サ
ンプリングポイントにおける上記微分合計データに対し
て、２つのサンプリングポイントのデータ間で直線補間
を行ったときにおける元データとの誤差が所望の値以下
となるサンプリングポイントを圧縮データの標本点とし
て順次検出するとともに、上記各サンプリングポイント
の中の数点における正規のサンプルデータを採用する処
理を行うことによって、上記正規のサンプルデータと、
各標本点における微分合計データと、上記標本点間もし
くは上記標本点と上記正規のサンプルデータを採用した
正規データ点との間の時間間隔を表すタイミングデータ
と、各サンプリングポイントにおける微分値の極性デー
タとを含む圧縮データを得るようにし、伸長側において、上記圧縮データ中に含まれる上記標本
点における微分合計データと、上記タイミングデータ
と、上記各サンプリングポイントにおける微分値の極性
データとに基づいて、上記各サンプリングポイントにお
ける振幅データを求め、上記求めた各サンプリングポイ
ントにおける振幅データと、上記正規のサンプルデータ
との間を補間する補間演算を行うことによって伸長デー
タを得るようにしたことを特徴とする圧縮伸長システ
ム。
【請求項４６】圧縮側において、圧縮対象のデータを
サンプリングポイントごとに微分し、その微分絶対値を
順次加算していくことによって上記サンプリングポイン
トごとに微分合計データを求め、これによって得た各サ
ンプリングポイントにおける上記微分合計データに対し
て、２つのサンプリングポイントのデータ間で直線補間
を行ったときにおける元データとの誤差が所望の値以下
となるサンプリングポイントを圧縮データの標本点とし
て順次検出する処理を行うことによって、上記標本点間
の時間間隔を表すタイミングデータと、上記標本点間の
単位時間当たりの平均微分値データと、各サンプリング
ポイントにおける微分値の極性データとを含む圧縮デー
タを得るようにし、伸長側において、上記圧縮データ中に含まれる上記平均
微分値データと、上記タイミングデータと、上記各サン
プリングポイントにおける微分値の極性データとに基づ
いて、上記各サンプリングポイントにおける振幅データ
を求め、上記求めた各サンプリングポイントにおける振
幅データの間を補間する補間演算を行うことによって伸
長データを得るようにしたことを特徴とする圧縮伸長シ
ステム。
【請求項４７】圧縮側において、圧縮対象のデータを
サンプリングポイントごとに微分し、その微分絶対値を
順次加算していくことによって上記サンプリングポイン
トごとに微分合計データを求め、これによって得た各サ
ンプリングポイントにおける上記微分合計データに対し
て、２つのサンプリングポイントのデータ間で直線補間
を行ったときにおける元データとの誤差が所望の値以下
となるサンプリングポイントを圧縮データの標本点とし
て順次検出するとともに、上記各サンプリングポイント
の中の数点における正規のサンプルデータを採用する処
理を行うことによって、上記正規のサンプルデータと、
上記標本点間もしくは上記標本点と上記正規のサンプル
データを採用した正規データ点との間の時間間隔を表す
タイミングデータと、上記標本点間の単位時間当たりの
平均微分値データと、各サンプリングポイントにおける
微分値の極性データとを含む圧縮データを得るように
し、伸長側において、上記圧縮データ中に含まれる上記平均
微分値データと、上記タイミングデータと、上記各サン
プリングポイントにおける微分値の極性データとに基づ
いて、上記各サンプリングポイントにおける振幅データ
を求め、上記求めた各サンプリングポイントにおける振
幅データと、上記正規のサンプルデータとの間を補間す
る補間演算を行うことによって伸長データを得るように
したことを特徴とする圧縮伸長システム。
【請求項４８】請求項１〜１８の何れか１項に記載の
圧縮方法の処理手順をコンピュータに実行させるための
プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読
み取り可能な記録媒体。
【請求項４９】請求項３２〜３７の何れか１項に記載
の伸長方法の処理手順をコンピュータに実行させるため
のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ
読み取り可能な記録媒体。
【請求項５０】請求項１９〜３１，３８〜４３の何れ
か１項に記載の各手段としてコンピュータを機能させる
ためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項５１】請求項４４〜４７の何れか１項に記載
の圧縮伸長システムの機能をコンピュータに実現させる
ためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項５２】上記誤差の許容値を、上記圧縮対象の
データの振幅および周波数の少なくとも一方の関数とし
て動的に変化させるようにしたことを特徴とする請求項
１〜１８の何れか１項に記載の圧縮方法。