JP2956636B2 - 波形処埋装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波形処理装置に関
し、特に波形デ−タを圧縮して少ないデータ量の圧縮デ
ータによって当該波形データを表すことができるように
した波形処理装置、および当該波形処理装置によって得
られた圧縮データを伸張して元の波形データを得ること
ができるようにした波形処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の波形処理装置は、特開平８−１６
０９９９号公報に示されるように、波形データを固定の
サイズでブロック化し、ブロック内の処理対象のアドレ
スの波形データの前後アドレスの波形データを補間して
処理対象のアドレスの波形データとの差データを用いる
ことにより波形データを圧縮している。従来の波形処理
装置はまた、圧縮データを指数と仮数に基づいて浮動小
数点化して表現する。

【０００３】図１０（ａ）は、従来の波形処理装置の構
成を示すブロック図である。図において従来の波形処理
装置は、１０標本（この「１０」は１６進数であり１０
進数では「１６」となる）毎にブロック化するブロック
化手段１２と、ブロック化手段１２によりブロック化さ
れた波形データから差データを取得する二進差分処理手
段１４と、各ブロック内に共通の指数を決定する指数決
定手段１６と、指数決定手段１６によって決定された指
数に基づき差データを得る再差分処理手段１８と、指数
と差データとにより圧縮データを生成して出力する圧縮
データ生成送出手段２０と、次回の処理のためにブロッ
ク内の量子化された最終データを記憶して二進差分処理
手段１４に供給するブロック最終データ記憶手段２２と
を有している。

【０００４】以上の構成において、圧縮対象の波形デー
タが入力されると、ブロック化手段１２により当該波形
データがブロック化される。即ち、当該波形データを１
０標本分記憶し、当該波形データを１０標本毎にブロッ
ク化して、１０標本で１ブロックの処理対象を構成す
る。そして、ブロック化した１０標本のデータをそれぞ
れａ（１）〜ａ（１０）とする。ブロック化の処理が終
了すると、二進差分処理手段１４によって二進差分処理
を行う。二進差分処理においては、処理対象のブロック
の直前のブロックの量子化された最終デ−タをａ（０）
とし、これを用いる。そして、ａ（０）〜ａ（１０）か
ら、ｂ（１）〜ｂ（１０）を次の演算を行って決定す
る。 ｂ（８）＝ａ（８） ｂ（１０）＝ａ（１０） ｂ（４）＝ａ（４）−（ａ（０）＋ａ（８））／２ ｂ（ｃ）＝ａ（ｃ）−（ａ（８）＋ａ（１０））／２ ｂ（２）＝ａ（２）−（ａ（０）＋ａ（４））／２ ｂ（６）＝ａ（６）−（ａ（４）＋ａ（８））／２ ｂ（ａ）＝ａ（ａ）−（ａ（８）＋ａ（ｃ））／２ ｂ（ｅ）＝ａ（ｅ）−（ａ（ｃ）＋ａ（１０））／２ ｂ（１）＝ａ（１）−（ａ（０）＋ａ（２））／２ ｂ（３）＝ａ（３）−（ａ（２）＋ａ（４））／２ ｂ（５）＝ａ（５）−（ａ（４）＋ａ（６））／２ ｂ（７）＝ａ（７）−（ａ（６）＋ａ（８））／２ ｂ（９）＝ａ（９）−（ａ（８）＋ａ（ａ））／２ ｂ（ｂ）＝ａ（ｂ）−（ａ（ａ）＋ａ（ｃ））／２ ｂ（ｄ）＝ａ（ｄ）−（ａ（ｃ）＋ａ（ｅ））／２ ｂ（ｆ）＝ａ（ｆ）−（ａ（ｅ）＋ａ（１０））／２ 以上のように、ｂ（８）ならびにｂ（１０）に関して
は、元のデータたるａ（８）ならびにａ（１０）をそれ
ぞれそのまま用い、その他のデータに関しては、サンプ
ル点の値と当該サンプル点の前後の所定のサンプル数だ
け離れたサンプル点の相加平均との差としている。

【０００５】二進差分処理を終了すると、指数決定手段
１６において指数を決定する。即ち、二進差分処理で求
めたｂ（１）〜ｂ（１０）をより短いデ−タ量で表すた
めに、ブロック毎に共通の指数を設けて浮動小数点によ
り表すための処理を行う。指数決定手段１６により指数
が決定されると、再差分処理手段１８によって、データ
伸張時の再現性を計算しながら、差を取り直すものであ
る。つまり、ｂ（８）ならびにｂ（１０）を指数決定手
段１６において決定した指数に基づいて量子化し、量子
化データをそれぞれｂ＿（８）ならびにｂ＿（１０）と
する。この「量子化」とは、指数に対応する分だけ下位
ビットを０で埋め、さらに０で埋めたビットの最上位の
ビットに１を加算することによってラウンディングする
ことを意味する。そして、ａ（８）ならびにａ（１０）
に代えてｂ＿（８）ならびにｂ＿（１０）を用いて二進
差分処理を行い、ｂ（１）〜ｂ（１０）を求め直す。

【０００６】再差分処理を終了すると、圧縮データ生成
送出手段２０により、指数と仮数データｄ（１）〜ｄ
（１０）を、例えば、図１０（ｂ）に示すように等長な
データ上に配置して、１ブロック分の圧縮データを形成
し、メモリなどの記憶手段へ送出して記憶させるととも
に、次のブロックの処理に備えて、ｂ＿（１０）を新た
なａ（０）として、ブロック最終データ記憶手段２２に
記憶してブロック化手段１２へ戻り、上記した処理を繰
り返す。図１２（ａ）は従来の波形処理装置により、図
５（ａ）に示す波形データを約４５％に圧縮してそれを
伸張したものであり、矢印で示した部分に許容できない
ような歪みが認められる。

【０００７】従来の他の波形処理装置は、特開平８−１
２３４９８号公報に示されるように、該波形データの標
本数と同じ長さのビットストリングを複数個用意し、各
ビットストリングの左端のビットから順に時系列順に各
標本に対応させ、求めるデータ圧縮率と同じ割合でビッ
トをランダムに選択して、選択したビットを、該当する
標本を便用することを表す第１のビット値に、他のビッ
トは該当する標本を使用しないことを表す第２のビット
値に設定する第１の段階と、各ビットストリングの第１
のビット値に対応する標本を直線で結んで波形を復元
し、当該波形の評価値をその使用標本数とその波形の全
長に依存させて計算する第２の段階と、第１、第２段階
を所定の回数実行したかどうかの終了条件を判定する第
３の段階と、終了条件が満たされなければ、ビットスト
リング群に遺伝的アルゴリズムを適用して、ビットスト
リングに淘汰をかけ、評価値が比較的高いビットストリ
ング同士のペアを作って交叉を行い、各ビットストリン
グに突然変異を与え、第２の段階に戻る第４の段階と、
終了条件が満たされた場合、ビットストリング群の中
で、求める圧縮率と同じ割合で第２のビット値のビット
を持つビットストリングを選択し、選択したビットスト
リングが持つ情報を元にデータファイルを作製する第５
の段階を有する。

【０００８】図１１（ａ）は、従来の他の波形処理装置
のフローチャートである。まず、元の標本数と同じ長さ
のビットストリングをＮ個用意し、各ビットストリング
に対し、求めるデータ圧縮率と同じ割合で、ランダムに
ビットを選択して値を”０”にし、その他のビットの値
を”１”にする。それぞれのビットストリングは、求め
る最適標本の集合の候補を示すものとする。各ビット
は、左端から時系列順の各標本に対応し、ビット値”
０”はその標本を使用しない、ビット値”１”はその標
本を使用することを表すものとする。つまり、ビット
値”１”に対応する標本の集合が求めているものであ
る。ビットストリング上の各ビットと標本との対応関係
は、ビットストリング上の左端のビットから順番に、時
系列順の各標本に対応し、ビット値”０”がその標本を
使用しない、ビット値”１”がその標本を使用すること
をそれぞれ表す。以後、これらのビットストリングを個
体と呼ぶ。

【０００９】次に、ステップ２０１で、各波形の良さを
計算して、各個体に評価値を付ける。次に、ステップ２
０３で、計算を終了するか否かの判断を行う。その終了
条件として、通常は計算する世代数（ステップ２０１〜
２０６のループ）を予め決定している。終了条件を満た
している場合、ステップ１０７で、個体群の中で求める
圧縮率と同じ割合で値”０”のビットを持つ個体を選択
し、ステップ１０８で、その個体が持つ情報を元にデー
タファイルを作製する。

【００１０】図１１（ｂ）は、データファイルのフォー
マットを示すものである。一番上に適用した個体が示す
ビットストリングをそのまま書き込む。そして、改行
し、そのビットストリングでビット値”１”のアドレス
に対応する標本の番号を時系列に書き込んでいく。この
作製されたファイルを読みとる際は、標本から波形を復
元する。

【００１１】図１２（ｂ）は従来の他の波形処理装置に
より、図５（ａ）に示す波形データを約２９％に圧縮し
てそれを伸張したものであり、矢印で示した部分に許容
できないような歪みが認められる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の波形処
理装置では、下記のような問題点があった。 （１）前述した特開平８−１６０９９９号公報に記載さ
れた従来の波形処理装置においては、圧縮率を上げるた
めには１ブロック当たりの標本数を多くとるとともに、
圧縮データ中の各仮数データのビット数を少なく割り当
てる必要があるため、同一ブロック内に変化の大きな波
形と変化の小さな波形が共存すると、指数値が変化の大
きい波形で決められ、変化の小さい波形はその影響で大
きく歪んでしまい、また、前述した特開平８−１２３４
９８号公報に記載された従来の他の波形処理装置におい
ては、該波形データの標本数と同じ長さのビットストリ
ングを固定的に圧縮データとして出力するため、変化の
少ない波形のなだらかな部分での圧縮率がビットストリ
ングの影響であまり高くならず、結果的に全体の圧縮率
も制限を受けてしまい、ある程度以上の圧縮率を得よう
とすると急激に波形が歪んでしまう。

【００１３】そのため、従来の技術において、高い圧縮
率を得ようとすると、波形上の重要で微妙な部分が失わ
れてしまう危険性が高い。 （２）前述した特開平８−１６０９９９号公報に記載さ
れた従来の波形処理装置においては、再差分処理手段に
よって、データの再現性を計算しながら、差分を取り直
す必要があり、また、前述した特開平８−１２３４９８
号公報に記載された従来の他の波形処理装置において
は、ビットストリング群に遺伝的アルゴリズムを適用し
て、ビットストリングに淘汰をかけ、評価値が比較的高
いビットストリング同士のペアを作って交叉を行い、各
ビットストリングに突然変異を与え、終了条件が満たさ
れるまでそれを繰り返す必要がある。

【００１４】そのため、従来の技術においては、複雑で
多くの処理を実施する必要があり、回路またはプログラ
ムが複雑かつ大規模化し、それに伴って処理時間も多く
かかってしまう。

【００１５】本発明の目的は、波形上の重要で微妙な部
分の欠損および歪みの発生を抑えた上で、高い圧縮率を
得ることのできる波形処理装置を提供することである。

【００１６】本発明の他の目的は、上記目的を達成する
ための処理を単純化することにより、回路またはプログ
ラムが簡易かつ小規模ですみ、少ない処理時間で処理を
行うことを可能とする波形処理装置を提供することであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の波形処理装置は、原波形データを格納する
メモリと、指定されたアドレスに記憶されている原波形
データを前記メモリから読み出し格納するとともに第１
の標本値として出力する第１の記憶手段と、指定された
アドレスに記憶されている原波形データを前記メモリか
ら読み出し格納するとともに第２の標本値として出力す
る第２の記憶手段と、前記第１の標本値のアドレスと前
記第２の標本値のアドレスとの間のアドレスの波形デー
タを前記第１の標本値と前記第２の標本値とＮ値とから
補間処理により推測して推測波形デ−タとして出力する
補間手段と、前記補間手段から出力された推測波形デー
タと前記メモリ内の原波形データとの差が予め定められ
た誤差制限値を超えるとその旨を出力する誤差比較手段
と、前記第１の標本値のアドレスと前記第２の標本値の
アドレスとの間のアドレスに記憶されている原波形デー
タを前記メモリから読み出し、読み出された原波形デー
タに予め定められたピーク検出感度以上のピークを検出
するとその旨を出力するピーク検出手段と、初期状態で
は１を前記Ｎ値として出力し、カウントアップの指示を
入力すると現在のＮ値に１を加えた値を新しいＮ値と
し、カウントダウンの指示を入力すると現在のＮ値が０
の場合を除き現在のＮ値から１を減じた値を新しいＮ値
として出力するカウンタと、前記第１の標本値と前記カ
ウンタから出力されたＮ値とを合成して圧縮データとし
て出力するデータ合成手段と、前記メモリに記憶されて
いる原波形データから読み出すべき原波形データのアド
レスを前記第１の記憶手段に指示し、前記第１の記憶手
段に指定したアドレスから２のＮ乗だけ先のアドレスを
前記第２の記憶手段に指示し、前記ピーク検出手段から
ピークを検出した旨または前記誤差比較手段から推測波
形データと原波形データとの差が誤差制限値を越えた旨
が伝達されなければ前記カウンタにカウントアップの指
示を出力し前記カウンタから新しく出力されたＮ値に基
づいたアドレスを前記第２の記憶手段に指示し、前記ピ
ーク検出手段からピークを検出した旨または前記誤差比
較手段から推測波形データと原波形データとの差が誤差
制限値を越えた旨が伝達されると前記カウンタにカウン
トダウンの指示を出力するとともに前記データ合成手段
に圧縮データ出力の指示を伝達する制御回路とを有す
る。

【００１８】本発明は、メモリに記憶された原波形デー
タのうちあるアドレスに記憶されているデータを第１の
標本値とし、第１の標本値のアドレスとサンプリング周
期で２のＮ（Ｎ≧０の整数）乗倍離れたアドレスに記憶
されているデータを第２の標本値とし、第１の標本値の
アドレスと第２の標本値のアドレスとの間のアドレスの
波形データに予め定められた値を越える山または谷（ピ
ーク）が存在せず、かつ、第１の標本値のアドレスと第
２の標本値のアドレスとの間のアドレスの波形データを
前記第１の標本値と第２の標本値とＮ値とから補間処理
により推測し、その推測データと原波形データとの差が
予め定められた誤差制限値を越えない最大のＮ値を求
め、その時の第１の標本値とＮ値とを組み合わせ圧縮デ
ータとするようにしたものである。

【００１９】したがって、予め定められた値を越える山
または谷の有無が存在しない最大のＮ値を求めることに
より、波形上の重要で微妙な部分が失われることを防
ぎ、推測データと原波形データとの差が予め定められた
誤差制限値を越えない最大のＮ値を求めることにより、
原波形データから圧縮データとして取り出すデータ数を
大幅に削減し、また、データのアドレスを２のＮ乗に限
定したことにより、最適な標本値を選択するための処理
回数を少なくし少ないビット数で圧縮デ−タのアドレス
を表すことができるとともに、データのアドレスによる
除算をシフト処理で行うことができ複雑な回路が不要と
なる。そのため、波形上で微妙な部分の欠損および歪み
の発生を抑えつつ高い圧縮率を簡易な処理で得ることが
できる。

【００２０】また、本発明の波形処理装置は、原波形デ
ータを格納するメモリと、指定されたアドレスに記憶さ
れている原波形データを前記メモリから読み出し格納す
るとともに第１の標本値として出力する第１の記憶手段
と、指定されたアドレスに記憶されている原波形データ
を前記メモリから読み出し格納するとともに第２の標本
値として出力する第２の記憶手段と、前記第１の標本値
のアドレスと前記第２の標本値のアドレスとの間のアド
レスの波形データを前記第１の標本値と前記第２の標本
値とＮ値とから補間処理により推測して推測波形デ−タ
として出力する補間手段と、前記補間手段から出力され
た推測波形データと前記メモリ内の原波形データとの差
が予め定められた誤差制限値を超えるとその旨を出力す
る誤差比較手段と、初期状態では１を前記Ｎ値として出
力し、カウントアップの指示を入力すると現在のＮ値に
１を加えた値を新しいＮ値とし、カウントダウンの指示
を入力すると現在のＮ値が０の場合を除き現在のＮ値か
ら１を減じた値を新しいＮ値として出力するカウンタ
と、前記第１の標本値と前記カウンタから出力されたＮ
値とを合成して圧縮データとして出力するデータ合成手
段と、前記メモリに記憶されている原波形データから読
み出すべき原波形データのアドレスを前記第１の記憶手
段に指示し、前記第１の記憶手段に指定したアドレスか
ら２のＮ乗だけ先のアドレスを前記第２の記憶手段に指
示し、前記誤差比較手段から推測波形データと原波形デ
ータとの差が誤差制限値を越えた旨が伝達されなければ
前記カウンタにカウントアップの指示を出力し前記カウ
ンタから新しく出力されたＮ値に基づいたアドレスを前
記第２の記憶手段に指示し、前記誤差比較手段から推測
波形データと原波形データとの差が誤差制限値を越えた
旨が伝達されると前記カウンタにカウントダウンの指示
を出力するとともに前記データ合成手段に圧縮データ出
力の指示を伝達する制御回路とを有する。

【００２１】本発明は、第１の標本値のアドレスと第２
の標本値のアドレスとの間のアドレスの波形データに予
め定められた値を越える山または谷（ピーク）が存在の
するかどうかを考慮せずに、第１の標本値のアドレスと
第２の標本値のアドレスとの間のアドレスの波形データ
を前記第１の標本値と第２の標本値から補間処理により
推測し、その推測データと原波形データとの差が予め定
められた誤差制限値を越えない最大のＮ値を求めるよう
にしたものである。

【００２２】したがって、伸長波形の再現性を多少犠牲
にすることにより圧縮率をさらに高くするとともに回路
構成またはプログラムを簡易にすることができる。

【００２３】本発明の実施態様によれば、前記誤差制限
値を前記第１の標本値と前記第２の標本値との差から求
める。

【００２４】本発明は、誤差制限値を第１の標本値と第
２の標本値との差から求めるようにしたものである。し
たがって、誤差が多めに許容できる波形の変化の激しい
部分での誤差制限値を大きくすることにより許容誤差を
広げ、さらに高い圧縮率を得ることができる。

【００２５】また、本発明の波形処理装置は、波形デー
タを圧縮することにより作成され標本値とＮ値とからな
る圧縮データを伸張して、伸長データとして出力する波
形処理装置において、入力された前記圧縮データ中の標
本値を指示されたタイミングで格納し出力する第１の標
本値記憶手段と、前記第１の標本値記憶手段の出力を指
示されたタイミングで格納し出力する第２の標本値記憶
手段と、前記圧縮データ中のＮ値を指示されたタイミン
グで格納し出力する第１のＮ値記憶手段と、前記第１の
Ｎ値記憶手段の出力を指示されたタイミングで格納し出
力する第２のＮ値記憶手段と、前記第１の標本値記憶手
段の出力、前記第２の標本値記憶手段の出力および前記
第２のＮ値記憶手段の出力を指示されたタイミングで補
間処理して伸長データとして出力する補間手段と、前記
第１の標本値記憶手段、前記第２の標本値記憶手段、前
記第１のＮ値記憶手段および、前記第２のＮ値記憶手段
に標本値またはＮ値を格納するタイミングを指示し、前
記補間手段に補間処理を行うタイミングを指示する制御
回路とから構成されることを特徴とする。

【００２６】本発明は、圧縮データ中の連続した２組の
標本値とＮ値の組み合わせを格納し、格納された２組の
標本値と先に読み出された１つのＮ値とからの補間処理
により伸長データを作成するようにしたものである。し
たがって、簡易な回路またはプログラムにより圧縮デー
タを伸張することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。

【００２８】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態の波形処理装置のブロック図、図２は図１の波
形処理装置の動作を示すフローチャートである。

【００２９】図１を参照すると本実施形態の波形処理装
置は、原波形データを格納するメモリ１と、制御回路９
から指定されたアドレスに記憶されている原波形データ
をメモリ１から読み出し格納するとともに第１の標本値
として出力するレジスタ２と、制御回路９から指定され
たアドレスに記憶されている原波形データをメモリ１か
ら読み出し格納するとともに第２の標本値として出力す
るレジスタ３と、第１の標本値のアドレスと第２の標本
値のアドレスとの間のアドレスにある波形データを第１
の標本値と第２の標本値とＮ値とから補間処理により推
測して推測波形デ−タとして出力する補間回路５と、補
間回路５から出力された推測波形データとメモリ１内の
原波形データとの差が予め定められた誤差制限値を超え
るとその旨を制御回路９に伝達する誤差比較回路６と、
第１の標本値のアドレスと第２の標本値のアドレスとの
間のアドレスに記憶されている原波形データをメモリ１
から読み出し、読み出された原波形データに予め定めら
れたピーク検出感度値以上のピークを検出するとその旨
を制御回路９に伝達するピーク検出回路８と、初期状態
では１をＮ値として出力し、制御回路９からカウントア
ップの指示を入力すると現在のＮ値に１を加えた値を新
しいＮ値とし、制御回路９からカウントダウンの指示を
入力すると現在のＮ値が０の場合を除き現在のＮ値から
１を減じた値を新しいＮ値として出力するカウンタ４
と、レジスタ２から出力された第１の標本値とカウンタ
４から出力されたＮ値とを合成して圧縮データとして出
力するデータ合成回路７と、メモリ１に記憶されている
原波形データから読み出すべき原波形データのアドレス
をレジスタ２に指示し、レジスタ２に指定したアドレス
から２のＮ乗だけ先のアドレスをレジスタ３に指示し、
ピーク検出回路８からピークを検出した旨または誤差比
較回路６から推測波形データと原波形データとの差が誤
差制限値を越えた旨が伝達されなければカウンタ４にカ
ウントアップの指示を出力しカウンタ４から新しく出力
されたＮ値に基づいたアドレスをレジスタ３に指示し、
ピーク検出回路８からピークを検出した旨または誤差比
較回路６から推測波形データと原波形データとの差が誤
差制限値を越えた旨が伝達されるとカウンタ４にカウン
トダウンの指示を出力するとともにデータ合成回路７に
圧縮データ出力の指示を伝達する制御回路９とから構成
される。

【００３０】ここで、カウンタ４から出力されるＮ値は
初期状態の１から１つずつカウントアップまたはカウン
トダウンされ、Ｎ値が０だとそれ以上カウントダウンさ
れないためＮ値は０以上の整数となる。

【００３１】次に、本発明の実施形態の動作について図
２のフローチャートをを参照して詳細に説明する。

【００３２】ここで、原波形データは既にメモリ１内に
格納されているものとする。まず、メモリ１内の先頭の
アドレスに記憶されているデータを読み出してレジスタ
２へ第１の標本値として格納する（ステップ１０１）。
次にカウンタ４の値Ｎを１にプリセットする（ステップ
１０２）。続いて、第１の標本値のアドレスから２のＮ
乗先までのアドレスのデータを順次読み出し、その間に
ピーク検出感度値を超える山または谷（ピーク）が存在
するか否かをピーク検出回路８によりチェックし（ステ
ップ１０３）、ピークが存在しなかった場合（ステップ
１０４）、第１の標本値のアドレスから２のＮ乗先のア
ドレスのデータをメモリ１から読み出して、レジスタ３
に第２の標本値として格納する（ステップ１０５）。そ
して、補間回路５により第１の標本値と第２の標本値と
の間のアドレスのデータを第１の標本値と第２の標本値
即ちレジスタ２およびレジスタ３に格納されている値と
Ｎ値とから補間により推測する（ステップ１０６）。

【００３３】補間の計算式は例えば、Ｎ＝２、第１の標
本値をＳ（０）、第２の標本値をＳ（４）、第１の標本
値と第２の標本値との間のアドレスのデータの推測値を
それぞれＳ（１）、Ｓ（２）、Ｓ（３）とし、直線補間
により計算したとすると、 Ｓ（１）＝Ｓ（０）＋（Ｓ（４）−Ｓ（０））／（２のＮ乗） Ｓ（２）＝Ｓ（１）＋（Ｓ（４）−Ｓ（０））／（２のＮ乗） Ｓ（３）＝Ｓ（２）＋（Ｓ（４）−Ｓ（０））／（２のＮ乗） で求められる。

【００３４】以上の補間方法は一例を示したにすぎず、
同じ直線補間でも様々な方法が適用でき、また、スプラ
イン補間のような曲線補間によることもできる。また、
ここで２のＮ乗の数による除算はシフト処理で行うこと
ができる。

【００３５】次に、ステップ１０６で推測した推測波形
データと、メモリ１の対応するアドレスに記憶されてい
る原波形データとを比較し（ステップ１０７）、推測波
形データの原波形データに対する誤差が予め定められた
誤差制限値を超えたか否かを誤差比較回路６により調べ
（ステップ１０８）、誤差が制限値を超えなかった場
合、第２の標本値のアドレスをもっと先にできる可能性
が有るので、制御回路９はカウンタ４にカウントアップ
の指示を出力しＮ値を１つカウントアップさせ、ステッ
プ１０３からの処理を繰り返す（ステップ１０９）。

【００３６】ステップ１０４においてピークが存在した
場合またはステップ１０８で誤差が制限値を超えた場
合、制御回路９は、カウンタ４にカウントダウンの指示
を出力しＮ値を１つカウントダウンさせる（ステップ１
１０）。そして、制御回路９からの指示によりデータ合
成回路７はレジスタ２に格納されている第１の標本値と
Ｎ値を合成し、圧縮データとして出力する（ステップ１
１１）。次に、第２の標本値を新たな第１の標本値とし
てレジスタ２に格納し、ステップ１０２に戻り上記の処
理を繰り返す（ステップ１１２）。

【００３７】次に本実施形態の波形処理装置を用いて８
ビット×１６０＝１２８０ビットの波形データを実際に
処理した例を図３、図４および図５を用いて説明する。

【００３８】図３は８ビット波形データの処理状況を数
値で示した図、図４は図３の処理により出力された圧縮
データを示した図、図５は図３の原波形データをグラフ
で表した図（図５（ａ））および図３の伸張データをグ
ラフで表した図（図５（ｂ））である。

【００３９】ここで、図３のアドレスはメモリ１のアド
レス即ち原波形データの順番を示し、原データは原波形
データ、選択データは第１の標本値、伸張デー夕は選択
データの値とＮ値から直線補間により求めたもの、伸張
誤差は原データと伸張データを比較しその誤差を値で求
めたものである。また図４を参照すると、本実施形態に
より１２８０ビットの原データが、（８ビット（選択デ
ータ）＋３ビット（Ｎ値））×３４＝３７４ビット即ち
１２８０ビットの原波形データから２９％に圧縮されて
いることがわかる。

【００４０】また、図５（ａ）の原波形データをグラフ
で表した図と図５（ｂ）の伸長データをグラフで表した
図を比較してみると、本実施形態は原波形データが８ビ
ットデータであるという悪条件にもかかわらず２９％と
いう高圧縮率を極めて再現性良く実現していることがわ
かる。

【００４１】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について図面を参照して説明する。

【００４２】図６は、本発明の第２の実施形態の波形処
理装置のブロック図である。

【００４３】本実施形態の波形処理装置は、上記第１の
実施形態に対して誤差制御回路１０を追加したものであ
る。

【００４４】誤差制御回路１０は、レジスタ２の出力と
レジスタ３の出力との差を求め、その差がある一定値以
上の場合、その差に一定の係数を乗じた値を誤差制限値
として出力し、その差がある一定値以下の場合、予め定
められた値を誤差制限値として出力する。

【００４５】第１の実施形態では固定的に定めていた誤
差制限値を、本実施形態ではレジスタ２およびレジスタ
３の値に応じて可変的に求めるようにしたものである。

【００４６】本実施形態は、レジスタ２の出力とレジス
タ３の出力の差を求め、この差に予め定めた係数を乗じ
た値を誤差制限値とすることにより、波形の変化が大き
いところでは誤差の制限が緩くなり、波形の変化の小さ
いところでは誤差の制限が厳しくなるよう働く。なお、
波形の変化がある程度以下になった場合、誤差の制限が
厳しくなりすぎるので予め定めた一定値以下にならない
よう制限する。

【００４７】本実施形態では、レジスタ２に格納されて
いる第１の標本値とレジスタ３に格納されている第２の
標本値との差が大きい場合すなわち波形の変化が大きい
場合には誤差制限値を大きくするようにしたものであ
る。しかし、波形の変化が大きい場合には誤差が多少大
きくても歪みが目立たないため実用上問題は少ない。

【００４８】したがって、波形の変化の大きい部分でも
圧縮率を高くすることができ、第１の実施形態よりさら
に圧縮率を高めることができる。

【００４９】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について図面を参照して説明する。

【００５０】図７は、本発明の第３の実施形態の波形処
理装置のブロック図である。

【００５１】本実施形態の波形処理装置は、図１の第１
の実施形態に対してピ−ク検出回路８を削除したもので
ある。つまり本実施形態は、機能的には図１の第１の実
施形態においてピーク検出回路８へのピーク検出感度値
を無限大にしたものと等価である。

【００５２】本実施形態の波形処理装置は、波形上の微
妙な変化を失う可能性が高い反面、回路量が少なくてす
むとともに圧縮率をさらに高めることが可能である。し
たがって、波形上の微妙な変化が重要でないような用途
に向いている。

【００５３】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態について図面を参照して説明する。

【００５４】図８は、本発明の第４の実施形態の波形処
理装置のブロック図である。

【００５５】本実施形態の波形処理装置は、図６の第２
の実施形態に対してピーク検出回路８を削除したもので
ある。つまり本実施形態は、機能的には図６の第２の実
施形態においてピーク検出回路８へのピーク検出感度値
を無限大にしたものと等価である。

【００５６】本実施形態の波形処理装置は、上記第３の
実施形態と同様に、波形上の微妙な変化を失う可能性が
高い反面、回路量が少なくてすむとともに圧縮率をさら
に高めることが可能である。したがって、波形上の微妙
な変化が重要でないような用途に向いている。

【００５７】（第５の実施形態）次に、本発明の第５の
実施形態について図面を参照して説明する。

【００５８】図９は、本発明の第５の実施形態の波形処
理装置のブロック図である。

【００５９】本実施形態は、上記第１〜４の実施形態に
おいて出力された圧縮データを伸長して伸長データとし
て出力するものである。

【００６０】本実施形態の波形処理装置は、入力された
圧縮データ中の標本値を制御回路３６から指示されたタ
イミングで格納し出力する標本レジスタ３１と、標本レ
ジスタ３１の出力を制御回路３６から指示されたタイミ
ングで格納し出力する標本レジスタ３３と、圧縮データ
中のＮ値を制御回路３６から指示されたタイミングで格
納し出力するＮレジスタ３２と、Ｎレジスタ３２の出力
を制御回路３６から指示されたタイミングで格納し出力
するＮレジスタ３４と、標本レジスタ３１の出力、標本
レジスタ３３の出力およびＮレジスタ３４の出力を制御
回路３６から指示されたタイミングで補間処理して伸長
データとして出力する補間回路３５と、標本レジスタ３
１、標本レジスタ３３、Ｎレジスタ３および、Ｎレジス
タ３４に標本値またはＮ値を格納するタイミングを指示
し、補間回路３５に補間処理を行うタイミングを指示す
る制御回路３６とから構成される。

【００６１】次に、本実施形態の動作について図９を参
照して説明する。

【００６２】まず最初に制御回路３６から指示されたタ
イミングで、入力された圧縮データの内の標本値部分は
標本レジスタ３１に、Ｎ値部分はＮレジスタ３２にそれ
ぞれ格納され、次に制御回路３６により指示されたタイ
ミングで、標本レジスタ３１の内容とＮレジスタ３２の
内容がそれぞれ標本レジスタ３３およびＮレジスタ３４
にそれぞれ格納され、同時に次の圧縮データが同様に標
本レジスタ３１およびＮレジスタ３２にそれぞれ格納さ
れる。そして、補間回路３５では、標本レジスタ３１の
値（Ｂとする）および標本レジスタ３３の値（Ａとす
る）およびＮレジスタ３４の値（Ｎとする）とから補間
処理により伸張デ−タを生成する。

【００６３】以下に、補間処理を直線補間、Ｎ＝２、伸
張データをＤ（０）〜（３）としたときの処理の一例を
あげる。 Ｄ（０）＝Ａ Ｄ（１）＝Ｄ（０）＋（（Ｂ−Ａ）／（２のＮ乗）） Ｄ（２）＝Ｄ（１）＋（（Ｂ−Ａ）／（２のＮ乗）） Ｄ（３）＝Ｄ（２）＋（（Ｂ−Ａ）／（２のＮ乗）） 以上の補間方法は一例を示したにすぎず、同じ直線補間
でも様々な方法が適用でき、また、スプライン補間のよ
うな曲線補間によることもできる。

【００６４】以上の処理によって１標本分の伸張処理が
終わると、標本レジスタ３１の内容とＮレジスタ３２の
内容がそれぞれ標本レジスタ３３およびＮレジスタ３４
にそれぞれ格納され、同時に次の圧縮データが同様に標
本レジスタ３１およびＮレジスタ３２にそれぞれ格納さ
れ同様の処理が繰り返される。

【００６５】上記に説明したように本実施形態は、簡易
な回路構成で圧縮データを伸長することができる。

【００６６】上記第１〜第５の実施形態の波形処理装置
では、各構成要素をハード回路により構成したが各構成
要素の動作をソフトウェアにより実現してもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、下記の
ような効果を有する。 （１）第１の標本値とサンプリング周期で２のＮ（Ｎ≧
０の整数）乗倍離れたアドレスに記憶されているデータ
を第２の標本値とし、推測データと原波形データとの差
が予め定められた誤差制限値を越えず、かつ、第１の標
本値のアドレスと第２の標本値のアドレスとの間のアド
レスの波形データに予め定められた値を越える山または
谷（ピーク）の有無が存在しない最大のＮ値を求め圧縮
データを作成することにより、波形上の重要で微妙な部
分の欠損および歪みの発生を抑えた上で、高い圧縮率を
得ることができる。 （２）標本値として選択するデータのアドレスを２のＮ
乗に限定したため、標本値を選択する処理回数が少なく
てすむので、回路またはプログラムを簡易にすることが
できる。 （３）請求項４に記載された発明は、簡易な回路または
プログラムにより圧縮データを伸長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の波形処理装置のブロ
ック図である。

【図２】図１の波形処理装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図３】図１の波形処理装置における８ビット波形デー
タの処理状況を数値で示した図である。

【図４】図３の処理により出力された圧縮データを示し
た図である。

【図５】図３の原波形データをグラフで表した図（図５
（ａ））および図３の伸張データをグラフで表した図
（図５（ｂ））である。

【図６】本発明の第２の実施形態の波形処理装置のブロ
ック図である。

【図７】本発明の第３の実施形態の波形処理装置のブロ
ック図である。

【図８】本発明の第４の実施形態の波形処理装置のブロ
ック図である。

【図９】本発明の第５の実施形態の波形処理装置のブロ
ック図である。

【図１０】従来の波形処理装置を示すブロック図（図１
０（ａ））および従来の波形処理装置による圧縮データ
の一例を示す図（図１０（ｂ））である。

【図１１】従来の他の波形処理装置の動作を示すを示す
フローチャート（図１１（ａ））および従来の他の波形
処理装置による圧縮データの一例を示す図（図１１
（ｂ））である。

【図１２】従来の波形処理装置による伸張データをグラ
フで示した図（図１２（ａ））および従来の他の波形処
理装置による伸張データをグラフで示した（図１２
（ｂ））である。

【符号の説明】

１ メモリ ２ レジスタ ３ レジスタ ４ カウンタ ５ 補間回路 ６ 誤差比較回路 ７ デ−タ合成回路 ８ ピーク検出回路 ９ 制御回路 １０ 誤差制御回路 １２ ブロック化手段 １４ 二進差分処理手段 １６ 指数決定手段 １８ 再差分処理手段 ２０ 圧縮データ生成送出手段 ２２ ブロック最終データ記憶手段 ３１ 標本レジスタ ３２ Ｎレジスタ ３３ 標本レジスタ ３４ Ｎレジスタ ３５ 補間回路 ３６ 制御回路 １０１〜１１２ ステップ ２００〜２０８ ステップ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原波形データを格納するメモリと、 指定されたアドレスに記憶されている原波形データを前
   記メモリから読み出し格納するとともに第１の標本値と
   して出力する第１の記憶手段と、 指定されたアドレスに記憶されている原波形データを前
   記メモリから読み出し格納するとともに第２の標本値と
   して出力する第２の記憶手段と、 前記第１の標本値のアドレスと前記第２の標本値のアド
   レスとの間のアドレスの波形データを前記第１の標本値
   と前記第２の標本値とＮ値とから補間処理により推測し
   て推測波形デ−タとして出力する補間手段と、 前記補間手段から出力された推測波形データと前記メモ
   リ内の原波形データとの差が予め定められた誤差制限値
   を超えるとその旨を出力する誤差比較手段と、 前記第１の標本値のアドレスと前記第２の標本値のアド
   レスとの間のアドレスに記憶されている原波形データを
   前記メモリから読み出し、読み出された原波形データに
   予め定められたピーク検出感度以上のピークを検出する
   とその旨を出力するピーク検出手段と、 初期状態では１を前記Ｎ値として出力し、カウントアッ
   プの指示を入力すると現在のＮ値に１を加えた値を新し
   いＮ値とし、カウントダウンの指示を入力すると現在の
   Ｎ値が０の場合を除き現在のＮ値から１を減じた値を新
   しいＮ値として出力するカウンタと、 前記第１の標本値と前記カウンタから出力されたＮ値と
   を合成して圧縮データとして出力するデータ合成手段
   と、 前記メモリに記憶されている原波形データから読み出す
   べき原波形データのアドレスを前記第１の記憶手段に指
   示し、前記第１の記憶手段に指定したアドレスから２の
   Ｎ乗だけ先のアドレスを前記第２の記憶手段に指示し、
   前記ピーク検出手段からピークを検出した旨または前記
   誤差比較手段から推測波形データと原波形データとの差
   が誤差制限値を越えた旨が伝達されなければ前記カウン
   タにカウントアップの指示を出力し前記カウンタから新
   しく出力されたＮ値に基づいたアドレスを前記第２の記
   憶手段に指示し、前記ピーク検出手段からピークを検出
   した旨または前記誤差比較手段から推測波形データと原
   波形データとの差が誤差制限値を越えた旨が伝達される
   と前記カウンタにカウントダウンの指示を出力するとと
   もに前記データ合成手段に圧縮データ出力の指示を伝達
   する制御回路とを有する波形処理装置。
2. 【請求項２】 原波形データを格納するメモリと、 指定されたアドレスに記憶されている原波形データを前
   記メモリから読み出し格納するとともに第１の標本値と
   して出力する第１の記憶手段と、 指定されたアドレスに記憶されている原波形データを前
   記メモリから読み出し格納するとともに第２の標本値と
   して出力する第２の記憶手段と、 前記第１の標本値のアドレスと前記第２の標本値のアド
   レスとの間のアドレスの波形データを前記第１の標本値
   と前記第２の標本値とＮ値とから補間処理により推測し
   て推測波形デ−タとして出力する補間手段と、 前記補間手段から出力された推測波形データと前記メモ
   リ内の原波形データとの差が予め定められた誤差制限値
   を超えるとその旨を出力する誤差比較手段と、 初期状態では１を前記Ｎ値として出力し、カウントアッ
   プの指示を入力すると現在のＮ値に１を加えた値を新し
   いＮ値とし、カウントダウンの指示を入力すると現在の
   Ｎ値が０の場合を除き現在のＮ値から１を減じた値を新
   しいＮ値として出力するカウンタと、 前記第１の標本値と前記カウンタから出力されたＮ値と
   を合成して圧縮データとして出力するデータ合成手段
   と、 前記メモリに記憶されている原波形データから読み出す
   べき原波形データのアドレスを前記第１の記憶手段に指
   示し、前記第１の記憶手段に指定したアドレスから２の
   Ｎ乗だけ先のアドレスを前記第２の記憶手段に指示し、
   前記誤差比較手段から推測波形データと原波形データと
   の差が誤差制限値を越えた旨が伝達されなければ前記カ
   ウンタにカウントアップの指示を出力し前記カウンタか
   ら新しく出力されたＮ値に基づいたアドレスを前記第２
   の記憶手段に指示し、前記誤差比較手段から推測波形デ
   ータと原波形データとの差が誤差制限値を越えた旨が伝
   達されると前記カウンタにカウントダウンの指示を出力
   するとともに前記データ合成手段に圧縮データ出力の指
   示を伝達する制御回路とを有する波形処理装置。
3. 【請求項３】 前記誤差制限値を前記第１の標本値と前
   記第２の標本値との差から求める請求項１または請求項
   ２記載の波形処理装置。
4. 【請求項４】 波形データを圧縮することにより作成さ
   れ標本値とＮ値とからなる圧縮データを伸張して、伸長
   データとして出力する波形処理装置において、 入力された前記圧縮データ中の標本値を指示されたタイ
   ミングで格納し出力する第１の標本値記憶手段と、 前記第１の標本値記憶手段の出力を指示されたタイミン
   グで格納し出力する第２の標本値記憶手段と、 前記圧縮データ中のＮ値を指示されたタイミングで格納
   し出力する第１のＮ値記憶手段と、 前記第１のＮ値記憶手段の出力を指示されたタイミング
   で格納し出力する第２のＮ値記憶手段と、 前記第１の標本値記憶手段の出力、前記第２の標本値記
   憶手段の出力および前記第２のＮ値記憶手段の出力を指
   示されたタイミングで補間処理して伸長データとして出
   力する補間手段と、 前記第１の標本値記憶手段、前記第２の標本値記憶手
   段、前記第１のＮ値記憶手段および、前記第２のＮ値記
   憶手段に標本値またはＮ値を格納するタイミングを指示
   し、前記補間手段に補間処理を行うタイミングを指示す
   る制御回路とから構成されることを特徴とする波形処理
   装置。