JP2002344316A - 非線形量子化装置および非線形量子化方法、並びに非線形量子化プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路規模の大型化を抑制すると共に処理を高
速化する。 【解決手段】 仮数および底と小数の指数とに基づき累
乗計算を行って解を求める累乗計算手段２，３を備える
と共に、該累乗計算手段２，３を少なくとも一部の処理
に利用してアナログ信号Ｘを離散信号Ｉに変換する非線
形量子化装置１において、累乗計算手段２，３は、仮数
および底と指数とから演算用仮数を求める演算用仮数算
出手段４，５と、仮数および底と指数とから整数の演算
用指数を求める演算用指数算出手段６，７と、演算用仮
数および演算用指数を利用して解を求める演算手段８，
９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非線形量子化装置お
よび非線形量子化方法、並びに非線形量子化プログラム
に関する。さらに詳しくは、本発明は、小数の指数を利
用した累乗計算を行うことによりアナログ信号をデジタ
ル信号である離散信号に変換するための非線形量子化装
置および非線形量子化方法、並びに非線形量子化プログ
ラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ２等でのオーディオ信号圧縮の
ようにアナログ量をデジタル符号化する場合には、アナ
ログ量を非線形量子化して離散値に変換する。例えばＭ
Ｐ３における非線形量子化は、数式１のようにアナログ
信号Ｘをデジタルの離散信号Ｉに変換する。

【数１】 ここで、Ｑは量子化ステップであり、数式２により定義
される。

【数２】Ｑ＝２^ｑ／４ ｑ：整数

【０００３】数式１により離散信号Ｉを算出するために
は、指数が小数の累乗計算を２回行う場合があるので、
演算を迅速化するためにニュートン法、テイラー展開、
直線近似法等の近似法を使用することが一般的である。
例えばニュートン法によりＸ ^０．７５を計算する場合
は、数式３の両辺を４乗して数式４を得る。

【数３】Ｙ＝Ｘ^０．７５

【数４】Ｙ^４＝Ｘ^３

【０００４】そして、数式４の両辺の差から数式５の関
数を得る。

【数５】ｆ（Ｙ）＝Ｙ^４−Ｘ^３ これをＹで微分すると数式６の関数を得る。

【数６】ｆ’（Ｙ）＝４×Ｙ^３ よって、数式７の近似式を得ることができる。

【数７】 Ｙ_ｎ＋１＝Ｙ_ｎ＋（−Ｙ_ｎ＋（（Ｘ／Ｙ_ｎ）^３））／４

【０００５】ここで、Ｙ_ｎ＋１はＹの（ｎ＋１）回目の
近似を意味すると共に、Ｙ_ｎはｎ回目の近似を意味して
いる。そして、Ｙ_０に近い値を代入して近似を何回か繰
り返すことで精度が向上する。Ｙ_０の初期値としては直
線近似による近似値を使うことが多い。

【０００６】ところが、ニュートン法による近似法で
は、仮に初期値を固定値にして３回の反復計算を行うと
すると、１回の反復ごとに割算１回、掛算４回（固定値
０．２５との積を含む）、加算２回の演算が必要である
から、合計で割算４回、掛算１２回、加算６回の計算が
必要となる。そして、多くのマイクロプロセッサでは割
算は１５クロック、掛算および加算は４クロック程度を
要するので、上述した量子化演算の前処理のために１０
０クロック相当の時間が必要となってしまう。しかも、
実際には初期値を得るために近似処理を行うので、更に
時間が掛かっていた。

【０００７】仮にアナログ信号Ｘをデジタルの離散信号
Ｉに変換するためにエンコーダによりこの近似処理を実
施したとすると、エンコーダの実行時間の９０％以上は
量子化の時間になってしまう。

【０００８】このため、出現頻度の高いデータに相当す
る部分については予め作成したテーブルを参照して算出
すると共に、それ以外の部分についてはニュートン法を
適用するようにして、全体のスピードアップを図るよう
にしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たテーブル索引とニュートン法とを併用する量子化演算
では、これをハードウェアで実施しようとするとテーブ
ル索引回路およびニュートン法回路の両方が必要になる
ので回路規模が大きくなってしまう。また、ニュートン
法の処理を行うためには、浮動小数点除算回路および浮
動小数点乗算回路が必要であると共にこれらの回路は規
模が大きいので、ハードウェア全体の規模が大きくなっ
てしまう。さらに、回路規模が大きければ処理の高速化
は困難である。

【００１０】そこで、本発明は、回路規模の大型化を抑
制すると共に処理を高速化できる非線形量子化装置およ
び非線形量子化方法、並びに非線形量子化プログラムを
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、仮数および底と小数の指数
とに基づき累乗計算を行って解を求める累乗計算手段を
備えると共に、該累乗計算手段を少なくとも一部の処理
に利用してアナログ信号を離散信号に変換する非線形量
子化装置において、累乗計算手段は、仮数および底と指
数とから演算用仮数を求める演算用仮数算出手段と、仮
数および底と指数とから整数の演算用指数を求める演算
用指数算出手段と、演算用仮数および演算用指数を利用
して解を求める演算手段とを備えるようにしている。

【００１２】したがって、整数の演算用指数を利用して
累乗計算を行って解を求めているので、小数の指数の累
乗計算を行う場合に比べて回路規模を小さくすることが
できる。また、小数の指数の累乗計算を行う場合に比べ
て計算工程を少なくすることができるので、非線形量子
化装置の処理速度を速めることができる。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、仮数および
底と小数の指数とに基づき累乗計算を行って解を求める
累乗計算工程を備えると共に、該累乗計算工程を少なく
とも一部の処理に利用してアナログ信号を離散信号に変
換する非線形量子化方法において、累乗計算工程は、仮
数および底と指数とから演算用仮数を求める演算用仮数
算出工程と、仮数および底と指数とから整数の演算用指
数を求める演算用指数算出工程と、演算用仮数および演
算用指数を利用して解を求める演算工程とを備えるよう
にしている。

【００１４】さらに、請求項７記載の非線形量子化プロ
グラムは、仮数および底と小数の指数とに基づき累乗計
算を行って解を求める累乗計算処理を少なくとも一部に
利用してアナログ信号を離散信号に変換するためにコン
ピュータを、仮数および底と指数とから演算用仮数を求
める演算用仮数算出手段と、仮数および底と指数とから
整数の演算用指数を求める演算用指数算出手段と、演算
用仮数および演算用指数を利用して解を求める演算手段
として機能させるようにしている。

【００１５】したがって、整数の演算用指数を利用して
累乗計算を行って解を求めているので、小数の指数の累
乗計算を行うために複雑な累乗演算サブルーチンや累乗
演算サブルーチンを行う場合に比べて計算工程を少なく
することができるので、非線形量子化の処理速度を速め
ることができる。

【００１６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の非線形量子化装置において、演算用仮数算出手段
は、演算用仮数を仮数および底と指数とに相関関係を設
けて格納した仮数テーブルと、該仮数テーブルに仮数お
よび底と指数とを当てはめて演算用仮数を求める算出部
とを備えるようにしている。そして、請求項５記載の発
明は、請求項４記載の非線形量子化方法において、演算
用仮数算出工程は、演算用仮数を仮数および底と指数と
に相関関係を設けて格納した仮数テーブルに仮数および
底と指数とを当てはめて演算用仮数を求めるものである
ようにしている。

【００１７】したがって、仮数テーブルの利用により仮
数および底と指数とから演算用仮数を求めているので、
計算工程が不要になって回路規模の縮小化と処理の高速
化に貢献できる。

【００１８】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
または２記載の非線形量子化装置において、演算用指数
算出手段は、演算用指数補正値を仮数および底と指数と
に相関関係を設けて格納した指数補正値テーブルと、該
指数補正値テーブルに仮数および底と指数とを当てはめ
て演算用指数補正値を求める演算用指数補正値算出部
と、仮数および底と指数とから算出した基礎演算用指数
を演算用指数補正値により補正して演算用指数を求める
算出部とを備えるようにしている。また、請求項６記載
の発明は、請求項４または５記載の非線形量子化方法に
おいて、演算用指数算出工程は、演算用指数補正値を仮
数および底と指数とに相関関係を設けて格納した指数補
正値テーブルに仮数および底と指数とを当てはめて演算
用指数補正値を求めて、仮数および底と指数とから算出
した基礎演算用指数を演算用指数補正値により補正して
演算用指数を求めるものであるようにしている。

【００１９】したがって、指数補正値テーブルの利用に
より仮数および底と指数とから演算用指数補正値を求め
ているので、計算工程が不要になって回路規模の縮小化
と処理の高速化に貢献できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
一実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１および図
２に本発明の非線形量子化装置１の実施形態の一例を示
す。この非線形量子化装置１は、仮数および底と小数の
指数とに基づき累乗計算を行って解を求める累乗計算手
段２，３を備えると共に、該累乗計算手段２，３を少な
くとも一部の処理に利用してアナログ信号Ｘを離散信号
Ｉに変換するものである。そして、累乗計算手段２，３
は、仮数および底と指数とから演算用仮数Ｘｆ，Ｙｆを
求める演算用仮数算出手段４，５と、仮数および底と指
数とから整数の演算用指数Ｘｅ，Ｙｅを求める演算用指
数算出手段６，７と、演算用仮数Ｘｆ，Ｙｆおよび演算
用指数Ｘｅ，Ｙｅを利用して解Ｘ／Ｑ，Ｉを求める演算
手段８，９とを備えるようにしている。このため、整数
の演算用指数Ｘｅ，Ｙｅを利用して累乗計算を行って解
Ｘ／Ｑ，Ｉを求めているので、小数の指数の累乗計算を
行う場合に比べて回路規模を小さくすることができる。
また、小数の指数の累乗計算を行う場合に比べて計算工
程を少なくすることができるので、非線形量子化装置１
の処理速度を速めることができる。

【００２１】演算用仮数算出手段４，５は、演算用仮数
Ｘｆ，Ｙｆを仮数および底と指数とに相関関係を設けて
格納した仮数テーブル１０，１１と、該仮数テーブル１
０，１１に仮数および底と指数とを当てはめて演算用仮
数Ｘｆ，Ｙｆを求める算出部１２，１３とを備えてい
る。演算用指数算出手段６，７は、演算用指数補正値ｒ
１，ｒ２を仮数および底と指数とに相関関係を設けて格
納した指数補正値テーブル１４，１５と、該指数補正値
テーブル１４，１５に仮数および底と指数とを当てはめ
て演算用指数補正値ｒ１，ｒ２を求める演算用指数補正
値算出部１６，１７と、仮数および底と指数とから算出
した基礎演算用指数Ｘｅ’，Ｙｅ’を演算用指数補正値
により補正して演算用指数Ｘｅ，Ｙｅを求める算出部１
８，１９とを備えている。このため、演算用仮数Ｘｆ，
Ｙｆおよび演算用指数補正値ｒ１，ｒ２を各テーブル１
０，１１，１４，１５の利用により求めているので、計
算工程を少なくして回路規模の縮小化と処理の高速化に
貢献できる。

【００２２】本実施形態の非線形量子化装置１は、ＭＰ
３用のエンコーダとしている。そして、数式８に示す非
線形量子化の処理を２進浮動小数点形式で行うものとし
ている。また、本明細書では２進浮動小数点形式として
ＩＥＥＥ７５４単精度浮動小数点形式を利用している
が、これには限られず２進数により指数部と仮数部とを
表現する全ての形式に適用可能である。

【数８】

【００２３】非線形量子化装置１にはアナログ信号Ｘと
量子化ステップＱとが入力される。ここでの量子化ステ
ップＱは数式９により定義される。

【数９】Ｑ＝２^ｑ／４ ｑ：整数

【００２４】この非線形量子化装置１では２つの累乗計
算手段２，３を備えている。各累乗計算手段２，３は直
列に接続されている。そして、第１の累乗計算手段２は
量子化ステップＱを調整してＸ／Ｑを出力し、第２の累
乗計算手段３は０．７５乗を行うと共に量子化を実現し
て整数の離散信号Ｉを出力する。

【００２５】第１の累乗計算手段２では、アナログ信号
Ｘと整数の量子化ステップパラメータｑとを受けてＸ／
Ｑを算出する。

【００２６】ここで、アナログ信号Ｘおよび量子化ステ
ップパラメータｑからＸ／Ｑを２進浮動小数点形式で算
出する演算手順の一例を説明する。アナログ信号Ｘを２
進浮動小数点形式で表現すると数式１０で示される。

【数１０】Ｘ＝Ｘ１×２^Ｘ２ ここで、Ｘ１はＸの仮数部分であり０．５以上１．０未
満の値となる。Ｘ２はＸの指数部分であり整数値であ
る。そして、Ｘ／Ｑは数式１１で示される。

【数１１】 量子化ステップパラメータｑが４の倍数であれば、指数
部分（Ｘ２−ｑ／４）を加算回路だけで算出できる。そ
して、仮数部分と指数部分とを２進数として結合処理す
ればＸ／Ｑを得ることができる。

【００２７】また、量子化ステップパラメータｑが４の
倍数でないときは、数式１１は数式１２のように表され
る。

【数１２】 ここで、≪ｎ≫はｎの整数部分を意味し、『ｎ』はｎの
端数部分を意味する。『ｑ／４』はｑが正の場合には
０，０．２５，０．５０，０．７５のいずれかの値とな
る。

【００２８】そして、−『ｑ／４』を指数とする項は、
数式１３または数式１４のように変形できる。

【数１３】 ２^{−『ｑ／４』}＝２^{（１＋（−１−『ｑ／４』））} ＝２^１×２^{（−１−『ｑ／４』）}

【数１４】 ２^{−『ｑ／４』}＝２^{（−１＋（１−『ｑ／４』））} ＝２^−１×２^{（１−『ｑ／４』）}

【００２９】これら数式１３または数式１４を利用する
と、『ｑ／４』≠０のときは、Ｘ／Ｑは数式１５または
数式１６のように表される。

【数１５】

【数１６】

【００３０】さらに、ｑ／４の小数点以下２ビットのみ
を取り出して、整数部分の全ビットを０または１に固定
することで、数式１７により補正値ｑ１、数式１８によ
り補正値ｑ２を導くことができる。

【数１７】

【数１８】

【００３１】ここで、数式１７でｑ＜０のときの『ｑ／
４』＝０の場合、および数式１８でｑ＞０のときの『ｑ
／４』＝０の場合では補正を要する。すなわち、数式１
７ではｑ＜０のときに『ｑ／４』＝０であればｑ１＝
１．０になり、また数式１８ではｑ＞０のときに『ｑ／
４』＝０であればｑ２＝−１．０になり、これらｑ１、
ｑ２の値を用いて計算すれば正しい値を得ることができ
る。しかし、本実施形態ではｑ／４の小数点以下２ビッ
トのみを取り出して計算しているため、ｑ１＝１．０あ
るいはｑ２＝−１．０とならずに、いずれも０になって
しまう。そこで、数式１７に関しては、 ｑ≧０かつ『ｑ／４』＝０のとき、ｑ１＝０ ｑ＜０かつ『ｑ／４』＝０のとき、ｑ１＝１．０ と補正すると共に、数式１８に関しては、 ｑ＞０かつ『ｑ／４』＝０のとき、ｑ２＝−１．０ ｑ≦０かつ『ｑ／４』＝０のとき、ｑ２＝０ と補正する。

【００３２】これらの補正値ｑ１，ｑ２を利用して数式
１５および数式１６を書き換えると、数式１９および数
式２０となる。

【数１９】

【数２０】

【００３３】２進整数値を２の補数表現で表すと、表現
形式の最上位のビットが１のときに負の値であることを
判別できる。このため、数式１９および数式２０のうち
で、ｑが０若しくは正であることとｑが負であることと
で区別している数式２０の方が容易に扱えることが分か
る。そこで、以下、数式２０を用いて説明する。但し、
ｑの扱いを考慮すれば数式１９でも良いのは勿論であ
る。

【００３４】数式２０において、指数部の加減算とｑ１
を求めるためのビット切り出し回路はデジタル回路で容
易に実現することができる。また、『ｑ／４』はデジタ
ル回路ではｑの２ビットビットシフトで算出できるの
で、回路規模としては小さなものと成る。

【００３５】これに対し、仮数部のＸ１×２^−ｑ１の計
算は乗算が必要であるので、デジタル回路での実現は大
規模なものになる。しかし、ｑ１＝０の場合には仮数部
はＸ１になることと、ｑ１の変形自体が４ケースしかな
いことを考えると、この乗算を容易に定数テーブルの索
引で代替することができる。そこで、演算結果として必
要な精度の分だけの演算をＸ１、Ｘ１×２^０．２５、Ｘ
１×２^０．５０、Ｘ１×２^０．７５に対して予め行い、
Ｘ１の有効ビットを切り出してｑ１×４の値と合わせ
て、その合わせた値から索引する仮数テーブル１０を用
意することで、１回の仮数テーブル索引でＸ１×２
^−ｑ１の値（演算用仮数Ｘｆ）を求めることができる。

【００３６】ところが、ここで得られた結果は、０．５
≦Ｘ１×２^−ｑ１＜１．０を必ずしも満たさないので、
Ｘ／Ｑを求めるための浮動小数点仮数部としては使用で
きない。その一方で、１．１８＜２^０．２５＜２
^０．７５＜１．６９であることは既知である。このこと
と０．５≦Ｘ１＜１であることとを合わせて考えると、
０．５≦Ｘ１×２^−ｑ１＜１を満たすようにするために
指数部に加えるべき補正値は１で足りることが分かる。
そこで、仮数テーブル１０からの出力値Ｘｆが１．０以
上になる場合は、仮数テーブル１０からの出力値Ｘｆを
予め２．０で割った値が出力されるように出力値Ｘｆを
補正しておく。これにより、仮数テーブル１０からの出
力値Ｘｆが浮動小数点形式として適切な値になる。さら
に、Ｘ１とｑ１の値に応じて、指数部の補正値ｒ１を格
納する指数補正値テーブル１４を用意して、指数補正値
テーブル１４を索引した結果の補正値ｒ１を指数部に加
えて、整数の演算用指数Ｘｅを求める。

【００３７】このようにして求められた演算用仮数Ｘｆ
および演算用指数Ｘｅを用いて、数式２１によりＸ／Ｑ
を算出することができる。

【数２１】Ｘ／Ｑ＝Ｘｆ×２^Ｘｅ

【００３８】第１の累乗計算手段２を使用するときは、
アナログ信号Ｘと量子化ステップパラメータｑとを演算
用仮数算出手段４および演算用指数算出手段６にそれぞ
れ入力する。ここでは、数式８および数式９により、仮
数はアナログ信号Ｘ、底は２、指数は−ｑ／４になる。
このため、テーブル１０，１４は底を２に固定して形成
しておく。

【００３９】演算用仮数算出手段４では、算出部１２が
アナログ信号Ｘと量子化ステップパラメータｑとを処理
すると共に仮数テーブル１０を参照して演算用仮数Ｘｆ
を求める。

【００４０】また、演算用指数算出手段６では、演算用
指数補正値算出部１６がアナログ信号Ｘと量子化ステッ
プパラメータｑとを処理すると共に指数補正値テーブル
１４を参照して演算用指数補正値ｒ１を求める。そし
て、演算用指数算出手段６の算出部１８は、アナログ信
号Ｘと量子化ステップパラメータｑとから基礎演算用指
数Ｘｅ’を算出して、この基礎演算用指数Ｘｅ’を演算
用指数補正値ｒ１により補正して整数の演算用指数Ｘｅ
を求める。

【００４１】さらに、演算手段８では、演算用仮数算出
手段４で求められた演算用仮数Ｘｆと演算用指数算出手
段６で求められた演算用指数Ｘｅとが入力されて、２進
浮動小数点形式でＸ／Ｑが算出されて出力される。

【００４２】一方、第２の累乗計算手段３では、第１の
累乗計算手段２から出力されたＸ／Ｑの入力を受けて離
散信号Ｉを出力する。

【００４３】ここで、Ｘ／Ｑ＝Ｙと置き、ＹからＹ
^０．７５を２進浮動小数点形式で算出する演算手順の一
例を説明する。Ｙを２進浮動小数点形式で表現すると数
式２２で示される。

【数２２】Ｙ＝Ｙ１×２^Ｙ２

【００４４】ここで、Ｙ１はＹの仮数部分であり０．５
以上１．０未満の値となる。Ｙ２はＹの指数部分であり
整数値である。そして、Ｙ^０．７５＝Ｚと置くと数式２
３のように表される。

【数２３】Ｚ＝Ｙ１^０．７５×２^{Ｙ２×０．７５} ここで、指数部については数式２４で表される。

【数２４】Ｙ２×０．７５＝Ｙ２−Ｙ２／４ よって、指数部はＹ２をシフトしたもの（Ｙ２／４）を
Ｙ２から減算することで算出できる。

【００４５】特にＹ２が４の倍数のときはシフト後の小
数部分は０であるので、仮数部分への補正は必要ない。
また、このときの仮数部分は０．５≦Ｙ１^０．７５＜
１．０であり、本演算での指数部分への補正なしに第１
の累乗計算手段２のように仮数テーブル１１を用意して
演算器の代わりにすることができる。

【００４６】また、Ｙ２が４の倍数でないときは、Ｚは
数式２５のように算出され、２の累乗の補正処理が必要
になる。

【数２５】Ｚ＝Ｙ１^０．７５×２
^{（Ｙ２−≪Ｙ２／４≫）}×２^{−『Ｙ２／４』} この２の累乗の補正処理は、第１の累乗計算手段２にお
ける数式１２のものと同様である。

【００４７】第２の累乗計算手段３では、仮数テーブル
１１を用意することで１回の仮数テーブル索引でＹ１
^０．７５の値（演算用仮数Ｙｆ）を求めることができ
る。また、Ｙ１の値に応じて、指数部の補正値ｒ２を格
納する指数補正値テーブル１５を用意して、指数補正値
テーブル１５を索引した結果の補正値ｒ２を指数部に加
えて、整数の演算用指数Ｙｅを求める。このようにして
求められた演算用仮数Ｙｆおよび演算用指数Ｙｅを用い
て、数式２６によりＺ＝Ｙ^０．７５を算出することがで
きる。

【数２６】Ｙ^０．７５＝Ｙｆ×２^Ｙｅ

【００４８】第２の累乗計算手段３を使用するときは、
第１の累乗計算手段２から出力されたＸ／Ｑを演算用仮
数算出手段５および演算用指数算出手段７にそれぞれ入
力する。ここでは、数式９により、仮数は１、底はＸ／
Ｑ、指数は０．７５になる。このため、テーブル１１，
１５は仮数を１、指数を０．７５に固定して形成してお
く。

【００４９】演算用仮数算出手段５では、算出部１３が
Ｘ／Ｑを処理すると共に仮数テーブル１１を参照して演
算用仮数Ｙｆを求める。

【００５０】また、演算用指数算出手段７では、演算用
指数補正値算出部１７がＸ／Ｑを処理すると共に指数補
正値テーブル１５を参照して演算用指数補正値ｒ２を求
める。そして、演算用指数算出手段７の算出部１９は、
Ｘ／Ｑから基礎演算用指数Ｙｅ’を算出して、この基礎
演算用指数Ｙｅ’を演算用指数補正値ｒ２により補正し
て整数の演算用指数Ｙｅを求める。

【００５１】さらに、演算手段９では、演算用仮数算出
手段５で求められた演算用仮数Ｙｆと演算用指数算出手
段７で求められた演算用指数Ｙｅとが入力されて、２進
浮動小数点形式で離散信号Ｉが算出されて出力される。

【００５２】また、この非線形量子化装置１は、図２に
示すように２つの累乗計算手段２，３を構成する電気回
路を有するエンコーダ本体２０と、テーブル１０，１４
を記憶した第１のＲＯＭ２１と、テーブル１１，１５を
記憶した第１のＲＯＭ２２とを備えている。各テーブル
１０，１１，１４，１５の値は、設計段階で入力される
アナログ信号Ｘの大きさや近似式の各数値等を考慮して
最良の近似を得られるように決定しておく。なお、テー
ブル１０，１１，１４，１５の値を変更するときはＲＯ
Ｍ２１，２２を交換するようにする。本実施形態ではテ
ーブル１０，１１，１４，１５を２つのＲＯＭ２１，２
２に書き込んでいるが、これには限られず１つのＲＯＭ
としたり、あるいはＲＡＭやハードディスク等の記憶装
置に書き込むようにしても良い。

【００５３】上述した非線形量子化装置１を利用してア
ナログ信号Ｘおよび量子化ステップＱから離散信号Ｉを
算出する非線形量子化方法について、図３に示すフロー
チャートに基づいて説明する。この非線形量子化方法
は、仮数および底と小数の指数とに基づき累乗計算を行
って解を求める累乗計算工程２３，２４を備えると共
に、アナログ信号Ｘおよび量子化ステップＱから離散信
号Ｉを算出するために累乗計算工程２３，２４を少なく
とも一部の処理に利用している。

【００５４】各累乗計算工程２３，２４は、仮数および
底と指数とから演算用仮数Ｘｆ，Ｙｆを求める演算用仮
数算出工程と、仮数および底と指数とから整数の演算用
指数Ｘｅ，Ｙｅを求める演算用指数算出工程と、演算用
仮数Ｘｆ，Ｙｆおよび演算用指数Ｘｅ，Ｙｅを利用して
解Ｘ／Ｑ，Ｉを求める演算工程とを備えている。また、
本実施形態の非線形量子化方法では、累乗計算工程２
３，２４を２回実行するようにしている。すなわち、１
回目の累乗計算工程２３においてアナログ信号Ｘおよび
量子化ステップＱからＸ／Ｑを算出し、２回目の累乗計
算工程２４においてＸ／Ｑから離散信号Ｉを算出する。

【００５５】非線形量子化装置１にアナログ信号Ｘおよ
び量子化ステップパラメータｑが入力されると（ステッ
プ１）、仮数をアナログ信号Ｘ、底を２、指数を−ｑ／
４として１回目の累乗計算工程２３が開始される。

【００５６】演算用仮数算出工程で、アナログ信号Ｘと
量子化ステップパラメータｑとを処理すると共に仮数テ
ーブル１０を参照して演算用仮数Ｘｆを求める（ステッ
プ２）。同時に演算用指数算出工程で、アナログ信号Ｘ
と量子化ステップパラメータｑとを処理すると共に指数
補正値テーブル１４を参照して演算用指数補正値ｒ１を
求め、またアナログ信号Ｘと量子化ステップパラメータ
ｑとから算出した基礎演算用指数Ｘｅ’を演算用指数補
正値ｒ１により補正して整数の演算用指数Ｘｅを求める
（ステップ３）。さらに、演算工程で、演算用仮数Ｘｆ
と演算用指数Ｘｅとを２進浮動小数点形式で処理してＸ
／Ｑを出力する（ステップ４）。

【００５７】このＸ／Ｑに対して２回目の累乗計算工程
２４が開始される。この累乗計算工程２４では、仮数を
１、底をＸ／Ｑ、指数を０．７５として処理する。

【００５８】演算用仮数算出工程で、Ｘ／Ｑを処理する
と共に仮数テーブル１１を参照して演算用仮数Ｙｆを求
める（ステップ５）。演算用指数算出工程で、Ｘ／Ｑを
処理すると共に指数補正値テーブル１５を参照して演算
用指数補正値ｒ２を求め、またＸ／Ｑから算出した基礎
演算用指数Ｙｅ’を演算用指数補正値ｒ２により補正し
て整数の演算用指数Ｙｅを求める（ステップ６）。さら
に、演算工程で、演算用仮数Ｙｆと演算用指数Ｙｅとを
２進浮動小数点形式で処理して離散信号Ｉを出力する
（ステップ７）。

【００５９】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態では非線形量子化のために２
回の累乗計算を必要とする数式８の近似式を採用してい
るので非線形量子化装置１は２つの累乗計算手段２，３
を備えているが、これには限られず１つの累乗計算手段
が１回の累乗計算に対応することから累乗計算手段の個
数は非線形量子化に必要な累乗の回数に合わせて設定す
れば良い。

【００６０】また、本実施形態では累乗計算手段２，３
を直接接続しているが、これには限られず図４に示すよ
うに累乗計算手段２，３の間にステージレジスタ４０を
設けるようにしても良い。このステージレジスタ４０
は、第１の累乗計算手段２から出力されたデータを格納
して第２の累乗計算手段３に出力する。このため、第２
の累乗計算手段３は第１の累乗計算手段２とは別の処理
を実行することができるようになるので、各累乗計算手
段２，３を互いに独立して同時に動作させることができ
る。すなわち、各累乗計算手段２，３のパイプライン処
理が可能になる。よって、非線形量子化装置１の処理速
度を更に速めることができる。なお、図４に示す実施形
態ではステージレジスタ４０を累乗計算手段２，３の間
に設けているが、これには限られず例えばいずれかの累
乗計算手段２，３の演算手段８，９の前または後に設け
ても良い。あるいは、１つの非線形量子化装置１に複数
のステージレジスタを設けるようにしても良い。この場
合、並列できる処理数を増やして処理の更なる高速化を
図ることができる。

【００６１】また、本実施形態では非線形量子化の処理
を２進浮動小数点形式で行うものとしているが、これに
は限られず例えば１０進浮動小数点形式等の他の浮動小
数点形式で行っても良い。２進浮動小数点形式であるか
否かによらず、いずれの浮動小数点形式であっても累乗
計算手段２，３で解を求める際に整数の演算用指数Ｘ
ｅ，Ｙｅによる累乗計算を行うようにできるので、小数
の指数の累乗計算を行う場合に比べて回路規模を小さく
できると共に非線形量子化装置１の処理速度を速めるこ
とができる。

【００６２】さらに、本実施形態では非線形量子化の手
法として数式２７により離散信号Ｉを算出しているが、
これには限られない。

【数２７】 すなわち、この数式での０．７５と０．０９４６とＱ＝
２^{（ｑ／４）}は具体例に過ぎず、これを数式２８のよう
に一般化しても良い。

【数２８】

【００６３】この場合、数式２８から展開される数式
は、ｔおよびＱの値により上述したものと異なったもの
となる。しかし、指数部分ｓが小数点以下の値を含むと
きに、数式２９に示すように指数部分ｓを整数部Ｓと小
数部ｕとに分けて、整数部Ｓに関してはそのまま指数計
算を行うと共に、小数部ｕに関しては仮数部をＲＯＭの
テーブル索引により求めるようにして、最終的には整数
の累乗計算のみで高速計算することは上述した手順と同
様である。

【数２９】Ｙ^ｓ＝Ｙ^Ｓ×Ｙ^ｕ

【００６４】さらに、本実施形態では非線形量子化装置
１をＭＰ３用エンコーダとしているが、用途としてはこ
れに限られず、他の形式のオーディオ信号圧縮用エンコ
ーダとしたり、あるいは静止画や動画の画像データ圧縮
用エンコーダとして利用することもできる。この場合、
非線形量子化の演算に０．２５（＝１／４）の倍数乗を
利用するものでは、その累乗計算について上述した累乗
計算手段での累乗計算手法をそのまま利用して整数の指
数による累乗計算に変換して計算を行うことができる。
また、非線形量子化の演算に１／８や１／１６等の１／
２^ｎの倍数乗を利用するものでは、上述した累乗計算手
段での累乗計算手法を基にして整数の指数による累乗計
算に変換して計算を行うことができる。よって、いずれ
の場合でも小数の指数の累乗計算を整数の指数による累
乗計算に変換しているので、非線形量子化装置１の回路
規模を小さくできると共に処理速度を速めることができ
る。

【００６５】そして、本実施形態では非線形量子化装置
１の累乗計算手段２，３が電気回路により構成されると
共にテーブルがＲＯＭ２１，２２に記録されているが、
これには限られず非線形量子化装置１の全体をコンピュ
ータにより実現するようにしても良い。この場合、非線
形量子化装置１は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、累乗計
算手段２，３をＣＰＵに制御させるプログラムおよび各
テーブルが記憶されたＲＯＭやＲＡＭやハードディスク
等の記憶装置と、アナログ信号Ｘが入力されると共に離
散信号Ｉを出力する入出力装置とを備えるコンピュータ
から成るものとする。

【００６６】

【実施例】（実施例１）非線形量子化装置１の回路構成
の実施例を図４および図５に示す。第１の累乗計算手段
２，３を図４に、第２の累乗計算手段２，３を図５にそ
れぞれ示す。

【００６７】第１の累乗計算手段２の演算用仮数算出手
段４の算出部１２は、第１のビット切り出し回路２５
と、第２のビット切り出し回路２６と、ビット合成回路
２７と、第３のビット切り出し回路２８とから構成され
ている。第１のビット切り出し回路２５は、３２ビット
浮動小数点数値のアナログ信号Ｘの第１５ビット〜第２
２ビットを切り出して演算用仮数Ｘｆを求めるためのＸ
１とすると共に、第２３ビット〜第３０ビットを切り出
して演算用指数Ｘｅを求めるためのＸ２とする。第２の
ビット切り出し回路２６は、量子化ステップパラメータ
ｑの下位２ビットを切り出して演算用指数補正値ｒ１を
求めるためのｑ１とする。ビット合成回路２７は、ｑ１
とＸ１とをつなげて１０ビットの値にしてＲＯＭ２１に
送信する。第３のビット切り出し回路２８は、ＲＯＭ２
１から得られた８ビットの値の第０ビット〜第６ビット
を切り出して演算用仮数Ｘｆとすると共に第７ビットを
切り出して演算用指数補正値ｒ１とする。

【００６８】このため、演算用仮数算出手段４にアナロ
グ信号Ｘおよび量子化ステップパラメータｑが入力され
ると、第１のビット切り出し回路２５でアナログ信号Ｘ
からＸ１が切り出されると共に第２のビット切り出し回
路２６で量子化ステップパラメータｑからｑ１が切り出
される。そして、これらＸ１とｑ１とがビット合成回路
２７で１つの値にされてＲＯＭ２１に送信される。ＲＯ
Ｍ２１ではＸ１とｑ１とに基づいて各テーブル１０，１
４を参照して演算用仮数Ｘｆおよび演算用指数補正値ｒ
１を求める。これら演算用仮数Ｘｆおよび演算用指数補
正値ｒ１は１つの値として出力されるが、第３のビット
切り出し回路２８により演算用仮数Ｘｆが切り出されて
演算用仮数算出手段４の出力になる。

【００６９】また、第１の累乗計算手段２の演算用指数
算出手段６の演算用指数補正値算出部１６は、演算用仮
数算出手段４の算出部１２と共用されており、第３のビ
ット切り出し回路２８により切り出された演算用指数補
正値ｒ１を出力としている。そして、この演算用指数算
出手段６の算出部１８は、第１のビット切り出し回路２
５と、除算回路２９と、加算回路３０と、第１の補正回
路３１と、第２の補正回路３２とから構成されている。
除算回路２９は、量子化ステップパラメータｑから−≪
ｑ／４≫を算出する。加算回路３０は、Ｘ２と−≪ｑ／
４≫とを加算する。第１の補正回路３１は、ｑが０以上
であれば補正値として０を出力すると共にｑが０未満で
あれば補正値として１を出力する。この補正値は加算回
路３０の出力に加算されて整数の基礎演算用指数Ｘｅ’
とされる。第２の補正回路３２は、基礎演算用指数Ｘ
ｅ’に演算用指数補正値ｒ１を加えて整数の演算用指数
Ｘｅとする。

【００７０】このため、演算用指数算出手段６にアナロ
グ信号Ｘおよび量子化ステップパラメータｑが入力され
ると、第１のビット切り出し回路２５でアナログ信号Ｘ
からＸ１およびＸ２が切り出されると共に第２のビット
切り出し回路２６で量子化ステップパラメータｑからｑ
１が切り出される。そして、これらＸ１とｑ１とがビッ
ト合成回路２７で１つの値にされてＲＯＭ２１に送信さ
れる。ＲＯＭ２１ではＸ１とｑ１とに基づいて各テーブ
ル１０，１４を参照して演算用仮数Ｘｆおよび演算用指
数補正値ｒ１を求める。これら演算用仮数Ｘｆおよび演
算用指数補正値ｒ１は１つの値として出力されるが、第
３のビット切り出し回路２８により演算用指数補正値ｒ
１が切り出される。一方、除算回路２９では量子化ステ
ップパラメータｑから−≪ｑ／４≫が算出されて、加算
回路３０でＸ２に加えられる。得られたＸ２−≪ｑ／４
≫は第１の補正回路３１からの補正値に加えられて整数
の基礎演算用指数Ｘｅ’が得られる。第２の補正回路３
２で、基礎演算用指数Ｘｅ’に演算用指数補正値ｒ１を
加えて整数の演算用指数Ｘｅが得られて演算用指数算出
手段６の出力となる。

【００７１】さらに、第１の累乗計算手段２の演算手段
８は、演算用仮数Ｘｆおよび演算用指数Ｘｅをつなげて
１６ビット浮動小数点数値のＸ／Ｑを算出する回路から
成る。なお、アナログ信号Ｘの入力部分には、Ｘ＝０の
場合に０を返す０弁別回路（図示せず）が設けられてい
る。また、図５中、符号３３は浮動小数点数の下駄はき
２の補数を通常の２の補数に変換するためのバイアス回
路である。

【００７２】次に、第２の累乗計算手段３の演算用仮数
算出手段５の算出部１３は、図５に示すように第４のビ
ット切り出し回路３４と、第５のビット切り出し回路３
５とから構成されている。第４のビット切り出し回路３
４は、１６ビット浮動小数点数値のＸ／Ｑの第０ビット
〜第９ビットを切り出して演算用仮数Ｙｆを求めるため
のＹ１とすると共に、第８ビット〜第１５ビットを切り
出して演算用指数Ｙｅを求めるためのＹ２とする。第５
のビット切り出し回路３５は、ＲＯＭ２２から得られた
８ビットの値の第０ビット〜第６ビットを切り出して演
算用仮数Ｙｆとすると共に第７ビットを切り出して正負
を反転させて演算用指数補正値ｒ２とする。

【００７３】このため、演算用仮数算出手段５にＸ／Ｑ
が入力されると、第４のビット切り出し回路３４でＸ／
ＱからＹ１が切り出されてＲＯＭ２２に送信される。Ｒ
ＯＭ２２ではＹ１に基づいて各テーブル１１，１５を参
照して演算用仮数Ｙｆおよび演算用指数補正値ｒ２を求
める。これら演算用仮数Ｙｆおよび演算用指数補正値ｒ
２は１つの値として出力されるが、第５のビット切り出
し回路３５により演算用仮数Ｙｆが切り出されて演算用
仮数算出手段５の出力になる。

【００７４】また、第２の累乗計算手段３の演算用指数
算出手段７の演算用指数補正値算出部１７は、演算用仮
数算出手段５の算出部１３と共用されており、第５のビ
ット切り出し回路３５により切り出された演算用指数補
正値ｒ２を出力としている。そして、この演算用指数算
出手段７の算出部１９は、第４のビット切り出し回路３
４と、除算回路３６と、第３の補正回路３７とから構成
されている。除算回路３６は、Ｙ２から−≪Ｙ２／４≫
を算出する。第３の補正回路３７は、基礎演算用指数Ｙ
ｅ’に演算用指数補正値ｒ２を加えて整数の演算用指数
Ｙｅとする。

【００７５】このため、演算用指数算出手段７にＸ／Ｑ
が入力されると、第４のビット切り出し回路３４でＸ／
ＱからＹ１およびＹ２が切り出される。そして、Ｙ１は
ＲＯＭ２２に送信される。ＲＯＭ２２ではＹ１に基づい
て各テーブル１１，１５を参照して演算用仮数Ｙｆおよ
び演算用指数補正値ｒ２を求める。これら演算用仮数Ｙ
ｆおよび演算用指数補正値ｒ２は１つの値として出力さ
れるが、第５のビット切り出し回路３５により演算用指
数補正値ｒ２が切り出される。一方、除算回路３６では
Ｙ２から−≪Ｙ２／４≫が算出されて、Ｙ２に加えられ
る。得られたＹ２−≪ｑ／４≫は整数の基礎演算用指数
Ｙｅ’となる。第３の補正回路３７で、基礎演算用指数
Ｙｅ’に演算用指数補正値ｒ２を加えて整数の演算用指
数Ｙｅが得られて演算用指数算出手段７の出力となる。

【００７６】さらに、第２の累乗計算手段３の演算手段
９は、バレルシフタ回路３８と最終処理回路３９とから
成る。バレルシフタ回路３８は、演算用仮数Ｙｆおよび
演算用指数Ｙｅをシフトしながらつなげて１７ビットの
値を出力する。最終処理回路３９は、入力された１７ビ
ットの値から１６ビット整数の離散信号Ｉを出力する。

【００７７】この実施例によれば、量子化においてマイ
クロプロセッサでの演算は一切必要とされず、本実施例
の量子化回路により量子化を行うための動作を数クロッ
クに抑えることができる。よって、極めて迅速な処理を
実現できる。

【００７８】（実施例２）図５に示す第１の累乗計算手
段２をＣ言語で実現したプログラム４４のリストの例を
図７に示す。このプログラム４４は、pow20（ｘ，ｑｕ
ａ）＝ｘ／（２^{ｑ ｕａ／４}）を実行するものである。こ
のプログラム４４は、初期化部４１と、テーブル作成部
４２と、演算処理部４３とを備えている。初期化部４１
は各種の変数の初期化や定義を行う。ここで、第１の累
乗計算手段２と本プログラム４４との変数の対応を表１
に示す。

【表１】

【００７９】また、テーブル作成部４２は、仮数テーブ
ル１０および指数補正値テーブル１４を作成する。演算
処理部４３は、入力されたｘとｑｕａに基づいてａｆと
ａを算出し、Ｘ／Ｑ＝pow20（ｘ，ｑｕａ）の値を求め
る。このプログラム４４の演算処理部４３は、コンピュ
ータを第１の演算用仮数算出手段４として機能させる演
算用仮数算出部４９と、第１の演算用指数算出手段６と
して機能させる演算用指数算出部５０と、第１の演算手
段８として機能させる演算部５１とを備えている。ま
た、この演算処理部４３では、『ｑ／４』が０であるか
否かで分けること無く全ての量子化ステップパラメータ
ｑの値に対応するパラメータｊを定義して（符号５２部
分）、該パラメータｊによりテーブル１０，１４を索引
している。

【００８０】このプログラム４４を実行すると、初期化
部４１において各種の変数の初期化や定義がなされて、
続いてテーブル作成部４２で仮数テーブル１０および指
数補正値テーブル１４が作成される。そして、演算処理
部４３の符号５２部分で量子化ステップパラメータｑに
対応するパラメータｊを定義する。さらに、演算用仮数
算出部４９によりコンピュータが第１の演算用仮数算出
手段４として機能して演算用仮数Ｘｆを算出する。ま
た、演算処理部４３の演算用指数算出部５０によりコン
ピュータが第１の演算用指数算出手段６として機能して
演算用指数Ｘｅを算出する。さらに、演算処理部４３の
演算部５１によりコンピュータが第１の演算手段８とし
て機能してＸ／Ｑを算出する。得られたＸ／Ｑの値はpo
w20（ｘ，ｑｕａ）の関数の演算結果として返される。

【００８１】（実施例３）図５に示す第１の累乗計算手
段２をＣ言語で実現したプログラム４４’のリストの他
の例を図８に示す。このプログラム４４’は、図７に示
すプログラム４４と同じくpow20（ｘ，ｑｕａ）＝ｘ／
（２^{ｑｕａ／４}）を実行するものである。このプログラ
ム４４’では、演算処理部４３においてａｘ＝『ｑ／
４』を求めて（符号５３部分）、『ｑ／４』＝０の場合
（符号５４部分）と『ｑ／４』≠０の場合（符号５５部
分）とで演算用仮数算出部４９および演算用指数算出部
５０を異ならせている。なお、『ｑ／４』が０であるか
否かで処理を異ならせる以外の各部の機能は図７に示す
プログラム４４と同様であるので、符号を同じくして詳
細な説明は省略する。

【００８２】（実施例４）図５に示す第１の累乗計算手
段２および図６に示す第２の累乗計算手段３を備えた非
線形量子化装置１をＣ言語で実現したプログラム４５の
リストの例を図９に示す。このプログラム４５は、図７
または図８に示すプログラム４５で定義された関数pow2
0を用いて得られたＸ／Ｑを利用して離散信号Ｉを求め
る。このプログラム４５は、初期化部４６と、テーブル
作成部４７と、演算処理部４８とを備えている。初期化
部４６は各種の変数の初期化や定義を行う。ここで、非
線形量子化装置１と本プログラムリスト４５との変数の
対応を表２に示す。

【表２】

【００８３】また、テーブル作成部４７は、仮数テーブ
ル１１および指数補正値テーブル１５を作成する。演算
処理部４８は、入力されたｘとｑｕａに基づいて離散信
号Ｉの値を求める。このプログラム４４の演算処理部４
８は、コンピュータを第２の演算用仮数算出手段５とし
て機能させる演算用仮数算出部４９’と、第２の演算用
指数算出手段７として機能させる演算用指数算出部５
０’と、第２の演算手段９として機能させる演算部５
１’、５６とを備えている。さらに、このプログラムで
は、ＭＰ３で要求される１フレームのデータ５７６個を
量子化するために、１フレームあたり５７６回の量子化
を行うようにしている。

【００８４】このプログラム４５を実行すると、初期化
部４６において各種の変数の初期化や定義がなされて、
続いてテーブル作成部４７で仮数テーブル１１および指
数補正値テーブル１５が作成される。そして、演算処理
部４８において、関数pow20を用いてＸ／Ｑ（＝temp）
が得られる。さらに、演算用仮数算出部４９’によりコ
ンピュータが第２の演算用仮数算出手段５として機能し
て演算用仮数Ｙｆを算出する。また、演算処理部４８の
演算用指数算出部５０’によりコンピュータが第２の演
算用指数算出手段７として機能して演算用指数Ｙｅを算
出する。さらに、演算処理部４８の演算部５１’、５６
によりコンピュータが第２の演算手段９として機能して
離散信号Ｉを算出する。

【００８５】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載の非線形量子化装置によれば、整数の演算用指数
を利用して累乗計算を行って解を求めているので、整数
演算器およびメモリから成る簡易で安価な回路で実現で
きるようになり、小数の指数の累乗計算を行う場合に比
べて回路規模を小さくすることができる。また、小数の
指数の累乗計算を行う場合に比べて計算工程を少なくす
ることができるので、非線形量子化装置の処理速度を速
めることができる。このため、特にポータブル型ＭＰ３
録音器などに適したＭＰ３エンコーダ回路を得ることが
できる。

【００８６】また、請求項４記載の非線形量子化方法お
よび請求項７記載の非線形量子化プログラムによれば、
整数の演算用指数を利用して累乗計算を行って解を求め
ているので、小数の指数の累乗計算を行うために複雑な
累乗演算サブルーチンや累乗演算サブルーチンを行う場
合に比べて計算工程を少なくすることができるので、非
線形量子化の処理速度を速めることができる。

【００８７】また、請求項２記載の非線形量子化装置お
よび請求項５記載の非線形量子化方法によれば、仮数テ
ーブルの利用により仮数および底と指数とから演算用仮
数を求めているので、計算工程が不要になって回路規模
の縮小化と処理の高速化に貢献できる。

【００８８】さらに、請求項３記載の非線形量子化装置
および請求項６記載の非線形量子化方法によれば、指数
補正値テーブルの利用により仮数および底と指数とから
演算用指数補正値を求めているので、計算工程が不要に
なって回路規模の縮小化と処理の高速化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る非線形量子化装置を示すブロック
図である。

【図２】非線形量子化装置を示すブロック図である。

【図３】非線形量子化方法による処理手順を示すフロー
チャートである。

【図４】非線形量子化装置の他の実施形態を示すブロッ
ク図である。

【図５】第１の累乗計算手段の実施例を示すブロック図
である。

【図６】第２の累乗計算手段の実施例を示すブロック図
である。

【図７】第１の累乗計算手段をＣ言語により実現した実
施例を示すプログラムリストである。

【図８】第１の累乗計算手段をＣ言語により実現した他
の実施例を示すプログラムリストである。

【図９】非線形量子化装置をＣ言語により実現した実施
例を示すプログラムリストである。

【符号の説明】

１ 非線形量子化装置 ２，３ 累乗計算手段 ４，５ 演算用仮数算出手段 ６，７ 演算用指数算出手段 ８，９ 演算手段 １０，１１ 仮数テーブル １２，１３ 算出部 １４，１５ 指数補正値テーブル １６，１７ 演算用指数補正値算出部 １８，１９ 算出部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮数および底と小数の指数とに基づき累
   乗計算を行って解を求める累乗計算手段を備えると共
   に、該累乗計算手段を少なくとも一部の処理に利用して
   アナログ信号を離散信号に変換する非線形量子化装置に
   おいて、前記累乗計算手段は、前記仮数および前記底と
   前記指数とから演算用仮数を求める演算用仮数算出手段
   と、前記仮数および前記底と前記指数とから整数の演算
   用指数を求める演算用指数算出手段と、前記演算用仮数
   および前記演算用指数を利用して前記解を求める演算手
   段とを備えることを特徴とする非線形量子化装置。
2. 【請求項２】 前記演算用仮数算出手段は、前記演算用
   仮数を前記仮数および前記底と前記指数とに相関関係を
   設けて格納した仮数テーブルと、該仮数テーブルに前記
   仮数および前記底と前記指数とを当てはめて前記演算用
   仮数を求める算出部とを備えることを特徴とする請求項
   １記載の非線形量子化装置。
3. 【請求項３】 前記演算用指数算出手段は、演算用指数
   補正値を前記仮数および前記底と前記指数とに相関関係
   を設けて格納した指数補正値テーブルと、該指数補正値
   テーブルに前記仮数および前記底と前記指数とを当ては
   めて前記演算用指数補正値を求める演算用指数補正値算
   出部と、前記仮数および前記底と前記指数とから算出し
   た基礎演算用指数を前記演算用指数補正値により補正し
   て前記演算用指数を求める算出部とを備えることを特徴
   とする請求項１または２記載の非線形量子化装置。
4. 【請求項４】 仮数および底と小数の指数とに基づき累
   乗計算を行って解を求める累乗計算工程を備えると共
   に、該累乗計算工程を少なくとも一部の処理に利用して
   アナログ信号を離散信号に変換する非線形量子化方法に
   おいて、前記累乗計算工程は、前記仮数および前記底と
   前記指数とから演算用仮数を求める演算用仮数算出工程
   と、前記仮数および前記底と前記指数とから整数の演算
   用指数を求める演算用指数算出工程と、前記演算用仮数
   および前記演算用指数を利用して前記解を求める演算工
   程とを備えることを特徴とする非線形量子化方法。
5. 【請求項５】 前記演算用仮数算出工程は、前記演算用
   仮数を前記仮数および前記底と前記指数とに相関関係を
   設けて格納した仮数テーブルに前記仮数および前記底と
   前記指数とを当てはめて前記演算用仮数を求めるもので
   あることを特徴とする請求項４記載の非線形量子化方
   法。
6. 【請求項６】 前記演算用指数算出工程は、演算用指数
   補正値を前記仮数および前記底と前記指数とに相関関係
   を設けて格納した指数補正値テーブルに前記仮数および
   前記底と前記指数とを当てはめて前記演算用指数補正値
   を求めて、前記仮数および前記底と前記指数とから算出
   した基礎演算用指数を前記演算用指数補正値により補正
   して前記演算用指数を求めるものであることを特徴とす
   る請求項４または５記載の非線形量子化方法。
7. 【請求項７】 仮数および底と小数の指数とに基づき累
   乗計算を行って解を求める累乗計算処理を少なくとも一
   部に利用してアナログ信号を離散信号に変換するために
   コンピュータを、前記仮数および前記底と前記指数とか
   ら演算用仮数を求める演算用仮数算出手段と、前記仮数
   および前記底と前記指数とから整数の演算用指数を求め
   る演算用指数算出手段と、前記演算用仮数および前記演
   算用指数を利用して前記解を求める演算手段として機能
   させることを特徴とする非線形量子化プログラム。