JP2957671B2

JP2957671B2 - グレイコードの算定方法

Info

Publication number: JP2957671B2
Application number: JP26314090A
Authority: JP
Inventors: 浩桂川; 弘美青柳; 伸二川口; 賢一郎細田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH04140928A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、符号化すべき値Ｖに対するＭビットのグレ
イコードG_vを処理装置上の演算処理によって得るグレイ
コードの算定方法に関するものである。

［従来の技術］グレイコードは別名交番２進コードと呼ばれるもの
で、隣接する値V₁,V₂に対するグレイコードG_v1,G_v2相互
は１ビットしか符号が変わらないという性質を有してい
る。

このような性質は、データを符号化する場合の誤変換
の防止や、データの圧縮に役立てることができ、例え
ば、無線電話機等で音声をディジタル信号化して伝送す
る場合の音声符号化方式であるVSELP音声符号化方式で
は、符号化すべき値Ｖは、一旦グレイコードに変換し、
さらにそれを伝送に適した符号に変換するという手法に
よって、音声データの伝送における高効率化を図ってい
る。

ところで、従来の場合、例えば、符号化装置等におい
てあるデータをグレイコードに変換する場合には、予め
付属の記録装置上に形成した変換テーブルを利用するこ
ととしていた。

第２図は、符号化すべきデータＶを４ビットのグレイ
コードG_vに変換するための変換テーブルを示したもので
ある。

［発明が解決しようとする課題］ところが、グレイコードへの変換に使う変換テーブル
は、得べきグレイコードのビット数がＭであれば、2^M語
の大きさとなり、かなりの記憶容量を必要とする。

このことは、大容量の記憶装置を付属させることので
きる計算機等の場合では特に支障とはならないが、メモ
リ空間が小さいDSP（ディジタル・シグナル・プロセッ
サ）でグレイコードへの変換を行わなけばならないよう
な場合では、グレイコードへの変換の為だけにメモリの
大部分を使うことになってしまい、メモリの容量不足等
の不都合が発生する虞れがあった。

また、前述のVSELP音声符号化方式の場合は計算量が
非常に大きいが、このように計算量が非常に大きい符号
化処理等の場合では、例えば、変換テーブルを用いるこ
となくグレイコードへの変換を可能にして、メモリの占
有率を低下させても、グレイコードの変換に多量の計算
が必要となるようでは、好ましくない。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、変換テ
ーブルを使用せずに処理装置の演算処理によってグレイ
コードを求めることができて、処理装置がメモリ空間の
小さいDSPなどであっても、メモリの容量不足等の不都
合が生じることがなく、しかも、グレイコードを得るた
めの計算量も僅かで済み、処理を高速化することもでき
るグレイコードの算定方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］本発明に係るグレイコードの算定方法は、符号化すべ
き値Ｖに対するＭビットのグレイコードG_vを処理装置上
の演算処理によって得るもので、まず、第１の変数値保
持手段に保持されるパラメータｙの値には２のべき乗を
格納したレジスタ上の2^Mを設定し、第２の変数値保持手
段に保持されるパラメータｘの値にはＶを設定し、第３
の変数値保持手段に保持されるパラメータｉの値には１
を設定する初期設定処理を実行する。

次いで、第１の変数値保持手段に保持されているパラ
メータｙの値に基づいて、第４の変数値保持手段に保持
されているパラメータｚの値をｙ−１に設定するデクリ
メント処理を実行する。

次いで、第１の変数値保持手段に保持されているパラ
メータｙの値を、２のべき乗を格納したレジスタ上の右
に１桁シフトした値に更新するシフト処理を実行する。

次いで、前記第１の変数値保持手段に保持されている
パラメータｙの値と第２の変数値保持手段に保持されて
いるパラメータｘの値とに基づいてｘ＜ｙが成立するか
否かを判断する位置判断処理を実行する。

次いで、前記位置判断処理の結果に基づいて、ｘ＜ｙ
が成立した場合には求めるグレイコードG_vの上位からｉ
番目のビットの符号G_v［Ｍ−ｉ］を０に、ｘ＜ｙが不成
立の場合には前記G_v［Ｍ−ｉ］を１に設定するビット符
号設定処理を実行するとともに、このビット符号設定処
理でG_v［Ｍ−ｉ］を１とした場合には、前記第４の変数
値保持手段に保持されているパラメータｚの値に基づい
て、前記第２の変数値保持手段に保持されるパラメータ
ｘの値をｚ−ｘに更新する符号化値置換処理を実行す
る。

次いで、第３の変数値保持手段に保持されているパラ
メータｉの値とＭとを比較して、ｉ＜Ｍが成立する場合
には、第３の変数値保持手段に保持されているパラメー
タｉの値をｉ＋１に更新するビット更新処理を実行す
る。

以後、第３の変数値保持手段のパラメータｉの値がＭ
に等しくなるまで、前記デクリメント処理、シフト処
理、位置判断処理、ビット符号設定処理、符号化値置換
処理、ビット更新処理を順に繰返すことによって、値Ｖ
に対するＭビットのグレイコードG_vを得る。

［作用］本発明に係るグレイコードの算定方法は、変換テーブ
ルを使用せずに処理装置における演算処理でグレイコー
ドを求めるため、処理装置がメモリ空間の小さいDSPな
どであっても、メモリの容量不足等の不都合が生じな
い。

しかも、レジスタを利用することによって２のべき乗
を計算する手間を省いており、高々Ｍ回のデクリメント
命令、Ｍ回のシフト命令、Ｍ回のアキュムレート命令、
および（Ｍ＋２）回のロード命令だけで、Ｍビットのグ
レイコードG_vを得ることができため、計算量も僅かで済
み、処理を高速化することもできる。

［実施例］本発明に係るグレイコードの算定方法は、グレイコー
ドの変換テーブルを作成する操作を分析し、さらに、記
憶装置への負担を少なくすると同時に計算量も軽減する
ことを目標として、鋭意考究した結果、得たものであ
る。

まず、グレイコードの変換テーブルを作成する操作等
を説明し、その後で、本発明の一実施例を説明する。

グレイコードの変換テーブルは、通常は、まず１ビッ
トの変換テーブルを作成し、次いで、この１ビットの変
換テーブルを利用して２ビットの変換テーブルを作成
し、以下同様に、先に作成した（ｋ−１）ビットの変換
テーブルを利用してｋビットの変換テーブルを作成する
操作を繰り返して、所望のビット長の変換テーブルを得
る。

以下、第３図（ａ）〜（ｄ）に基づいて、具体的に変
換テーブルを作成する操作を説明する。

第３図（ａ）は、１ビットの変換テーブルを示したも
のである。変換すべき値Ｖに対するグレイコードをG_vと
表すとき、１ビットの変換テーブルは、Ｖ＝０に対する
グレイコードG₀と、Ｖ＝１に対するグレイコードG₁との
２行の符号列で構成されている。なお、G₀は０、G₁は１
としている。

第３図（ｂ）は、２ビットの変換テーブルを示したも
のである。２ビットの変換テーブルは、Ｖ＝０に対する
グレイコードG₀と、Ｖ＝１に対するグレイコードG₁と、
Ｖ＝２に対するグレイコードG₂と、Ｖ＝３に対するグレ
イコードG₃との４行の符号列で構成されている。

２ビットの変換テーブルにおける下位ビットの符号
は、G₀＝G₃,G₁＝G₂で、下位ビットの符号配列がG₁とG₂
との間に引いた境界線（図示略）に対して互いに対称に
なっており、しかも、２ビットの変換テーブルにおける
G₀,G₁の下位ビットの符号は、何れも、１ビットの変換
テーブルにおけるG₀,G₁の符号と一致する。

従って、２ビットの変換テーブルにおけるG₀,G₁の下
位ビットの符号は、１ビットの変換テーブルにおける
G₀,G₁の符号配列をそのまま複写することによって得る
ことができ、また、２ビットの変換テーブルにおける
G₂,G₃の下位ビットの符号は、１ビットの変換テーブル
におけるG₀,G₁の符号配列を天地逆にして複写すること
によって得ることができる。

また、２ビットの変換テーブルにおける上位ビットの
符号は、１ビットの変換テーブルの符号配列をそのまま
複写したものに対しては“0"、天地逆にして複写したも
のに対しては“1"とすれば良い。

第３図（ｃ）は、３ビットの変換テーブルを示したも
のである。３ビットの変換テーブルは、G₀〜G₇の８行の
符号列で構成されている。

３ビットの変換テーブルにおけるG₀〜G₃の下位２ビッ
トの符号は、２ビットの変換テーブルにおけるG₀〜G₃の
符号配列をそのまま複写することによって得ることがで
き、また、３ビットの変換テーブルにおけるG₄〜G₇の下
位２ビットの符号は、２ビットの変換テーブルにおける
G₀〜G₃の符号配列を天地逆にして複写することによって
得ることができる。

また、３ビットの変換テーブルにおける最上位ビット
の符号は、２ビットの変換テーブルの符号配列をそのま
ま複写したものに対しては、“0"、天地逆にして複写し
たものに対しては“1"とすれば良い。

第３図（ｄ）は、４ビットの変換テーブルを示したも
のである。４ビットの変換テーブルは、G₁〜G₁₅の2⁴行
の符号列で構成されている。

４ビットの変換テーブルにおけるG₀〜G₇の下位３ビッ
トの符号は、３ビットの変換テーブルにおけるG₀〜G₇の
符号配列をそのまま複写することによって得ることがで
き、また、４ビットの変換テーブルにおけるG₈〜G₁₅の
下位３ビットの符号は、３ビットの変換テーブルにおけ
るG₀〜G₇の符号配列を天地逆にして複写することによっ
て得ることができる。

また、４ビットの変換テーブルにおける最上位ビット
の符号は、３ビットの変換テーブルの符号配列をそのま
ま複写したものに対しては“0"、天地逆にして複写した
ものに対しては“1"とすれば良い。

即ち、符号化すべき値Ｖに対するＭビットのグレイコ
ードG_vは、第４図に示すように、最下位のビットをG
_v［０］、最上位のビットをG_v［Ｍ−１］、最上位から
ｉ番目のビットをG_v［Ｍ−ｉ］とすると、各ビットの符
号について、以下の（Ｉ），（II），（III）が成立す
る。

（Ｉ）Ｖ＜2^M-1の時はG_v［Ｍ−１］＝０、Ｖ≧2^M-1の時
はG_v［Ｍ−１］＝１である。即ち、変換テーブルを上下
に２分した場合に、変換テーブルの上側の半分に含まれ
るか、下側の半分に含まれるかの位置判断によって、最
上位ビットの符号を決定することができる。

（II）変換テーブルを上下に２分する境界線に対して対
称位置に位置するグレイコードG_v,G_w（すなわち、Ｗ＝2
^M−Ｖ−１）においては、最上位のビットを除いた符号
列が、互いに等しくなる（即ち、最上位のビットを除い
た符号列に関しては、G_v＝G_wが成立する）。すなわち、
ある値Ｖに対するグレイコードG_vを求める場合、最上位
のビットを除いた符号列に関しては、代わりに値Ｗ（た
だし、Ｗ＝2^M−Ｖ−１）に対するグレイコードG_wを求め
てもよい。

（III）さらに、変換テーブル上の≦Ｖ＜2^M-1に対する
グレイコードG_vに関しては、Ｖ＜2^M-2の時、G_v［Ｍ−
２］＝０、Ｖ≧2^M-2の時G_v［Ｍ−２］＝１であり、上位
の２ビットを除いた符号列に関して言えば、G_v＝G_u（た
だし、Ｕ＝2^(M-1)−Ｖ−１）が成立する。即ち、前記
（Ｉ），（II）の性質は、順次、下位ビットに対して拡
張することができる。

以上の（Ｉ），（II），（III）から、本願発明者等
は、第５図に示すグレイコードの算定方法を得た。

この第５図の算定方法は、変換テーブル利用せずに、
０≦Ｖ＜2^Mの任意の値Ｖ（ただし、Ｖは、正の整数）に
対するＭビットのグレイコードG_vを求めるもので、グレ
イコードG_vを算出する処理装置には、パラメータｘの値
を保持する第１の変数値保持手段と、パラメータｉの値
を保持する第２の変数値保持手段とを装備しておく。

そして、まず、前記第１の変数値保持手段に保持され
るパラメータｘの値をＶに設定することともに、第２の
変数値保持手段に保持されるパラメータｉの値を１に設
定する初期設定処理を実行する（ステップ101,102）。

次いで、前記第２の変数値保持手段に保持されている
パラメータｉの値と第１の変数値保持手段に保持されて
るパラメータｘの値とに基づいてｘ＜2^M-iが成立するか
否かを判断する位置判断処理を実行する（ステップ10
3）。

次いで、前記位置判断処理の結果に基づいて、ｘ＜2
^M-iが成立した場合には求めるグレイコードG_vの上位か
らｉ番目のビットの符号G_v［Ｍ−ｉ］を０に、ｘ＜2^M-i
が不成立の場合には前記G_v［Ｍ−ｉ］を１に設定するビ
ット符号設定処理を実行する（ステップ104,105）。ま
た、前記ビット符号設定処理でGv［Ｍ−ｉ］を１とした
場合には、前記第１の変数値保持手段に保持されるパラ
メータｘの値を2^M-i+1−１−ｘに更新する符号化値置換
処理を実行する（ステップ106）。

次いで、第２の変数値保持手段に保持されているパラ
メータｉの値とＭとを比較して、ｉ＜Ｍが成立する場合
には、第１の変数値保持手段に保持されているパラメー
タｉの値をｉ＋１に更新するビット更新処理を実行する
（ステップ107,108）。

以後、第２の変数値保持手段のｉがＭに等しくなるま
で、ステップ103〜ステップ108を繰返し実行することに
よって、G_v［Ｍ−１］〜G_V［０］を構成要素としたG_vを
算定をすることができる。

しかし、第５図に示した方法では、一連の処理の中
で、２のべき乗の計算があり、計算量の増大が懸念され
る。

そこで、本願発明者等は、計算量の軽減、処理の高速
化の観点から、第５図の方法を改善し、本発明に係るグ
レイコードの算定方法を得た。

第１図は、本発明の一実施例であるグレイコードの算
定方法による処理を示したものである。

この一実施例のグレイコードの算定方法は、符号化す
べき値Ｖに対するＭビットのグレイコードG_vを処理装置
上の演算処理によって得るもので、前記処理装置は、図
示はしないが、２のべき乗を格納したレジスタと、パラ
メータｙの値を保持する第１の変数値保持手段と、パラ
メータｘの値を保持する第２の変数値保持手段と、パラ
メータｉの値を保持する第３の変数値保持手段と、パラ
メータｚの値を保持する第４の変数値保持手段とを備え
た構成としている。以下、第１図に基づいて、一実施例
による処理手順を説明する。

まず、第１の変数値保持手段に保持されるパラメータ
ｙの値には２のべき乗を格納したレジスタ上の2^Mを設定
し、第２の変数値保持手段に保持されるパラメータｘの
値にはＶを設定し、第３の変数値保持手段に保持される
パラメータｉの値には１を設定する初期設定処理を実行
する（ステップ201,202,203）。

次いで、第１の変数値保持手段に保持されているパラ
メータｙの値に基づいて、第４の変数値保持手段に保持
されているパラメータｚの値をｙ−１に設定するデクリ
メント処理を実行する（ステップ204）。

次いで、第１の変数値保持手段に保持されているパラ
メータｙの値を、２のべき乗を格納したレジスタ上の右
に１桁シフトした値に更新するシフト処理を実行する
（ステップ205）。

次いで、前記第１の変数値保持手段に保持されている
パラメータｙの値と第２の変数値保持手段に保持されて
いるパラメータｘの値とに基づいてｘ＜ｙが成立するか
否かを判断する位置判断処理を実行する（ステップ20
6）。

次いで、前記位置判断処理の結果に基づいて、ｘ＜ｙ
が成立した場合には求めるグレイコードG_vの上位からｉ
番目のビットの符号G_x［Ｍ−ｉ］を０に、ｘ＜ｙが不成
立の場合には前記G_v［Ｍ−ｉ］を１に設定するビット符
号設定処理を実行する（ステップ207,208）。また、こ
のビット符号設定処理でG_v［Ｍ−ｉ］を１とした場合に
は、前記第４の変数値保持手段に保持されているラメー
タｚの値に基づいて、前記第２の変数値保持手段に保持
されるパラメータｘの値をｚ−ｘに更新する符号化値置
換処理を実行する（ステップ209）。

次いで、第３の変数値保持手段に保持されているパラ
メータｉの値とＭとを比較して、ｉ＜Ｍが成立する場合
には、第３の変数値保持手段に保持されているパラメー
タｉの値をｉ＋１に更新するビット更新処理を実行する
（ステップ210,211）。

以後、第３の変数値保持手段のパラメータｉの値がＭ
に等しくなるまで（即ち、ステップ210でｉ＜Ｍが不成
立となるまで）、ステップ204〜ステップ211による処理
（前記デクリメント処理、シフト処理、位置判断処理、
ビット符号設定処理、符号化値置換処理、ビット更新処
理）を順に繰返すことによって、G_v［Ｍ−１］〜G
_v［０］を構成要素としたＭビットのグレイコードG_vを
得る。

第６図は、一実施例における各パラメータの取る値
を、Ｖ＝5,M＝４の場合を例に取って、具体的に示した
ものである。

以上の如き一実施例は、変換テーブルを使用せずに処
理装置における演算処理でグレイコードを求めるため、
処理装置がメモリ空間の小さいDSPなどであっても、メ
モリの容量不足等の不都合が生じない。

しかも、レジスタを利用することによって２のべき乗
を計算する手間を省いており、高々Ｍ回のデクリメント
命令、Ｍ回のシフト命令、Ｍ回のアキュムレート命令、
および（Ｍ＋２）回のロード命令だけで、Ｍビットのグ
レイコードG_vを得ることができるため、計算量も僅かで
済み、処理を高速化することもできる。

従って、計算量の多いVSELP音声符号化方式等におけ
るグレイコードの算出にも、有効に利用するができる。

なお、本発明で使用するパラメータx,y,z,iなどの値
を保持する変数値保持手段としては、一般的には、フリ
ップフロップの集合からなるレジスタやRAMの一領域を
割り当てたレジスタが考えられるが、これら以外の公知
の記憶手段を利用するようにしても良い。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明に係るグレイ
コードの算定方法は、変換テーブルを使用せずに処理装
置における演算処理でグレイコードを求めるため、処理
装置がメモリ空間の小さいDSPなどであっても、メモリ
の容量不足等の不都合が生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の処理手順を示す流れ図、第
２図は変換テーブルの説明図、第３図は変換テーブルを
作成する操作の説明図、第４図はグレイコードのビット
構成図、第５図は本発明に至る前段階におけるグレイコ
ードの算定方法の流れ図、第６図は一実施例における各
パラメータの取る値を具体例で示した図である。Ｖ……符号化すべき値、G_v……値Ｖに対するグレイコー
ド、Ｍ……ビット数。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者細田賢一郎東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内 (56)参考文献特開昭60−213128（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H03M 7/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】符号化すべき値Ｖに対するＭビットのグレ
イコードGvを処理装置上の演算処理によって得るグレイ
コードの算定方法であって、まず、第１の変数値保持手段に保持されるパラメータｙ
の値には２のべき乗を格納したレジスタ上の2^Mを設定
し、第２の変数値保持手段に保持されるパラメータｘの
値にはＶを設定し、第３の変数値保持手段に保持される
パラメータｉの値には１を設定する初期設定処理を実行
し、次いで、第１の変数値保持手段に保持されているパラメ
ータｙの値に基づいて、第４の変数値保持手段に保持さ
れているパラメータｚの値をｙ−１に設定するデクリメ
ント処理を実行し、次いで、第１の変数値保持手段に保持されているパラメ
ータｙの値を、２のべき乗を格納したレジスタ上の右に
１桁シフトした値に更新するシフト処理を実行し、次いで、前記第１の変数値保持手段に保持されているパ
ラメータｙの値と第２の変数値保持手段に保持されてい
るパラメータｘの値とに基づいてｘ＜ｙが成立するか否
かを判断する位置判断処理を実行し、次いで、前記位置判断処理の結果に基づいて、ｘ＜ｙが
成立した場合には求めるグレイコードGvの上位からｉ番
目のビットの符号Gv［Ｍ−ｉ］を０に、ｘ＜ｙが不成立
の場合には前記Gv［Ｍ−ｉ］を１に設定するビット符号
設定処理を実行するとともに、このビット符号設定処理
でGv［Ｍ−ｉ］を１とした場合には、前記第４の変数値
保持手段に保持されているパラメータｚの値に基づい
て、前記第２の変数値保持手段に保持されるパラメータ
ｘの値をｚ−ｘに更新する符号化値置換処理を実行し、次いで、第３の変数値保持手段に保持されているパラメ
ータｉの値とＭとを比較して、ｉ＜Ｍが成立する場合に
は、第３の変数値保持手段に保持されているパラメータ
ｉの値をｉ＋１に更新するビット更新処理を実行し、以後、第３の変数値保持手段のパラメータｉの値がＭに
等しくなるまで、前記デグリメント処理、シフト処理、
位置判断処理、ビット符号設定処理、符号化値置換処
理、ビット更新処理を順に繰り返すことによって、値Ｖ
に対するＭビットのグレイコードGvを得ることを特徴と
したグレイコードの算定方法。