JP3271513B2 - 情報信号処理方法及び情報信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報信号処理方法及
び情報信号処理装置、特に、音響信号、画像信号等のよ
うな情報信号によるＮビットの符号情報を、Ｍ＞Ｎの関
係にあるＭビットの符号情報に変換する情報信号処理方
法及び情報信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】音響信号や画像信号などのデジタル化に
際しては、伝送，記録再生の忠実度、装置の価格、その
他の色々な条件を考慮して定められた規格に従って、所
定のビット数を有するデジタル信号が生成されているこ
とは周知のとおりであり、例えばコンパクトディスクに
は、１６ビットのデジタル信号が記録されている。とこ
ろで、前記したように特定な規格に従った所定のビット
数のデジタル信号が、例えばＮビットのデジタル信号で
あれば、そのデジタル信号はアナログ信号を２のＮ乗分
の１の分解能でデジタル信号に変換されている状態のも
のであるから、通常は、前記した２のＮ乗分の１の分解
能以上の細かさで、微小な信号部分を復元できないこと
は当然であるが、従来からデジタル信号のビット数で定
まる分解能以上の細かさで微小な信号部分を復元させる
ようにすることが望まれており、例えば、特開平５ー３
０４４７４号公報にも開示されているように、Ｎビット
の符号情報を、Ｍ＞Ｎの関係にあるＭビットの符号情報
に変換させるようにするための提案も行なわれて来てい
る。前記した特開平５ー３０４４７４号公報に開示され
ているビット拡大の手法は、微小レベルの信号について
も歪の少ないＤＡ変換が行なわれるように、方形波と対
応するデジタルデータの場合には、デジタルローパスフ
ィルタにより波形を滑らかにして、本来のビット数と対
応して定まる１ＬＳＢ以下のデータまで出力してＤＡ変
換が行なわれるようにしたものである。

【０００３】ところが、前記した既提案のものも含め
て、Ｍ＞Ｎの関係にあるＮビットの符号情報をＭビット
の符号情報に変換させるようにするために提案されてい
る従来技術では、アナログ信号を２のＮ乗分の１の分解
能でデジタル信号に変換して得たＮビットの符号情報に
おける１ＬＳＢの間のデータ値を、前記したＮビットの
符号情報を用いて滑らかにする、というものであったか
ら、波形そのもののリニアリティの改善効果は認められ
るにしても、前記のようにＮビットの符号情報に基づい
て、もとのアナログ信号を推測した場合には、周知のよ
うにＮビットの符号情報には、必らず０.５ＬＳＢの誤
差を含んでいる状態のものになっている。

【０００４】前記のようにＮビットの符号情報が、必ら
ず、０.５ＬＳＢの誤差を含んでいる状態のものになっ
ているという点について、図４を参照して説明すると次
のとおりである。図４は信号処理の対象にされているア
ナログ信号を、２のＮ乗分の１の分解能でデジタル信号
に変換して得たＮビットの符号情報（デジタルデータ）
と、もとのアナログ信号との関係を説明するための図で
あり、図４中においてｔ1，ｔ2，ｔ3…は、順次の標本
化が行なわれる時点であり、また前記した順次の標本化
の時点ｔ1，ｔ2，ｔ3…において隣接している標本化時
点間の時間Ｔｓは標本化周期を示している。

【０００５】そして、図４においてａ〜ｎで示す各点
を、ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ｉ→ｊ→ｋ→ｌ
→ｍ→ｎのように太い実線で結んで示してある曲線Ｓ
は、アナログ信号を特定な標本化周期Ｔｓ（標本化周波
数ｆｓの逆数）毎に、２のＮ乗分の１の分解能、すなわ
ち、Ｎビットの１ＬＳＢの分解能で標本化量子化して得
たデジタル値の変化の状態を例示したものであり、図４
中の曲線Ｓによって示されるようなデジタル値を生じさ
せる原信号のアナログ信号は、前記した曲線Ｓを囲んで
ハッチングを施して示してある領域内に存在していたも
のである。したがって、デジタル信号に変換して得たＮ
ビットの符号情報を得るのに用いられたアナログ信号
と、前記のＮビットの符号情報を復元して得たアナログ
信号との間には、２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢにつ
いて±０.５ＬＳＢ以内の誤差を含んでいるものになっ
ているのであり、前記した従来技術によってはＭ＞Ｎの
関係にあるＮビットの符号情報を高品位なＭビットの符
号情報に変換させることはできなかった。

【０００６】前記の問題点を解決するために、本出願人
会社では先に、次に記載するような解決手段を提案し
た。すなわち、アナログ信号を２のＮ乗分の１の分解能
でデジタル信号に変換して得たＮビットの符号情報を、
Ｍ＞Ｎの関係にあるＭビットの符号情報に変換する際
に、まず、ビット数変換の対象にされていて、１標本化
周期を隔てて時間軸上に順次に現われるそれぞれＮビッ
トの符号情報について、時間軸上で順次に隣接する２個
のＮビットの符号情報の変化態様が、時間軸上で先行し
ているＮビットの符号情報のデジタル値の方が大きい第
１の変化態様であるのか、時間軸上で先行しているＮビ
ットの符号情報のデジタル値の方が小さい第２の変化態
様であるのか、隣接する２個のＮビットの符号情報のデ
ジタル値の大きさが同一な第３の変化態様であるのかに
応じて、それぞれ個別に検出々力を発生させる。

【０００７】次に、前記した符号情報の変化態様の検出
手段から時間軸上に順次に送出されている検出々力の内
で、第１の変化態様に応じて発生した検出々力と、第２
の変化態様に応じて発生した検出々力とが混在した状態
で時間軸上に配列されている検出々力列について、前記
の検出々力列を構成している順次の検出々力をそれぞれ
始端の検出々力として、前記それぞれの始端の検出々力
から時間軸上で連続する４個ずつの検出々力を、それぞ
れ１組の変化点群として設定し、前記の設定された順次
の１組の変化点群内における４個の検出々力が示す変化
態様のパターンを、基準の変化態様として予め定められ
た複数種類のデジタル値の変化態様のパターン［代表的
な変化態様のパターンを図５乃至図１２に示してある］
の内のどの変化態様のパターンに該当するのかを判別す
る。

【０００８】そして、前記した順次の各１組の変化点群
を構成しているＮビットの符号情報群に対して、前記の
各１組の変化点群が該当する基準の変化態様のパターン
と対応して、前記した各１組の変化点群における２番目
のデジタル値の変化点と３番目のデジタル値の変化点と
の間の区間について施すべき直線補間の態様を、前記し
た各１組の変化点群における１番目のデジタル値の変化
点と２番目のデジタル値の変化点との間の区間に施され
ている直線補間の態様と関連させて決定して、前記した
各１組の変化点群毎に前記のようにして決定された直線
補間が、２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号により
行なわれるような演算を行なう。

【０００９】前記したＮビットの符号情報について時間
軸上に次々に現われるデジタル値の変化点における順次
の隣接するデジタル値の変化点間毎に、デジタル値の変
化の大きさが前記した２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢ
と対応するようにして時間軸上に形成させた矩形の面積
と、前記した２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号に
よって示される線と、前記した矩形の辺との間で包囲さ
れる図形の面積とが略々等価となるようにそれぞれ予め
定められている態様での直線補間が前記の所定の区間に
施され［図１３参照］るようにして、前記した２のＭ乗
分の１の分解能のデジタル信号から（Ｍ−Ｎ）ビットの
付加符号情報を得て、前記した（Ｍ−Ｎ）ビットの付加
符号情報をＮビットの符号情報の最下位桁に連続させる
ことによりＭビットの符号情報を生成させるのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述した本出願人会社
による解決手段では、例えば図１５の（ａ）に示されて
いる点ｗ→点ｘ→点ａ→点ｕ→点ｖ→点ｒ→点ｙ→点ｚ
→のように、デジタル値の変化の大きさが２のＮ乗分の
１の分解能１ＬＳＢ（Ｎビットの１ＬＳＢ）である、も
とのデジタル信号について、三角形ａ→ｕ→ｉと、三角
形ｒ→ｖ→ｉとの面積が等しくなるような直線補間を施
した状態で得た２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号
から（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報を得るようにして
いたので、既述した従来のビット数変換技術を適用して
得たデジタル信号に比べて格段と良好な品質の情報信号
を得ることができる。

【００１１】ところが、前記した三角形ａ→ｕ→ｉの面
積と、三角形ｒ→ｖ→ｉの面積とは等しいが、実際に得
られる２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号は、図１
５の（ｂ）中の直線ａ→ｒと対応しているものではな
く、時間軸上で順次の標本化周期毎に得られる離散的な
値のものであるから、前記の三角形ａ→ｕ→ｉは、実際
には、図１５の（ａ）〜（ｃ）中に示してある多角形ｂ
→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ｕとなり、また、前記の三
角形ｒ→ｖ→ｉは、実際には図１５の（ａ）〜（ｃ）中
に示してある多角形ｒ→ｖ→ｉ→ｊ→ｋ→ｌ→ｍ→ｎ→
ｐ→ｑとなる。なお、図１５の（ｂ），（ｃ）は、前記
した図１５の（ａ）の一部の拡大図である。そして、図
１５の（ａ）〜（ｃ）中に示されている前記した２つの
多角形は、明らかに面積を異にしている。それで、前記
した本出願人会社による既提案のビット数変換技術を改
良して、より一層、良好な品質の情報信号を得るように
するための手段が求められた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はアナログ信号を
２のＮ乗分の１の分解能でデジタル信号に変換して得た
Ｎビットの符号情報を、Ｍ＞Ｎの関係にあるＭビットの
符号情報に変換する際に、ビット数変換の対象にされて
いるＮビットの符号情報における時間軸上で順次に発生
しているデジタル値の変化点を検出する手段と、前記し
たＮビットの符号情報について時間軸上で順次に検出さ
れる新たなデジタル値の変化点を含む連続する４個のデ
ジタル値の変化点をそれぞれ１組の変化点群として、順
次の１組の変化点群における順次のデジタル値の変化態
様のパターンが、基準の変化態様として予め定められた
複数種類のデジタル値の変化態様のパターンの内のどの
変化態様のパターンに該当するのかを判別する手段と、
前記した順次の各１組の変化点群を構成しているＮビッ
トの符号情報群に対して、前記の各１組の変化点群が該
当する基準の変化態様のパターンと対応して、前記した
各１組の変化点群における２番目のデジタル値の変化点
と３番目のデジタル値の変化点との間の区間について施
すべき直線補間の態様を、前記した各１組の変化点群に
おける１番目のデジタル値の変化点と２番目のデジタル
値の変化点との間の区間に施されている直線補間の態様
と関連させて決定し、前記した各１組の変化点群毎に前
記のようにして決定された直線補間が、２のＭ乗分の１
の分解能のデジタル信号により行なわれるような演算を
行なって、前記したＮビットの符号情報について時間軸
上に次々に現われるデジタル値の変化点における順次の
隣接するデジタル値の変化点間毎に、デジタル値の変化
の大きさが前記した２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢと
対応するようにして時間軸上に形成させた矩形の面積
と、前記した２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号に
よって示される線と、前記した矩形の辺との間で包囲さ
れる図形の面積とが略々等価となるようにそれぞれ予め
定められている態様での直線補間が前記の所定の区間に
施されるようにする手段と、前記した２のＭ乗分の１の
分解能のデジタル信号から（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号
情報を得る手段と、前記した直線補間された状態の２の
Ｍ乗分の１の分解能のデジタル信号によって示される階
段波形を、標本化周期の２分の１だけ時間軸上でずらし
た状態にさせるオフセット値の発生手段と、前記したオ
フセット値によって（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報を
修正する手段と、前記の修正された（Ｍ−Ｎ）ビットの
付加符号情報をＮビットの符号情報の最下位桁に連続さ
せることによりＭビットの符号情報を生成させるように
した情報信号処理方法、及び情報信号処理装置を提供す
る。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の情報信号
処理方法及び情報信号処理装置の具体的な内容を詳細に
説明する。図１は本発明の情報信号処理方法を適用した
情報信号処理装置の構成例を示すブロック図であり、ま
た、図２は図１中にブロック５として示してある信号波
形の変化態様の検出と変化パターンの判定部５の具体的
な構成例を示す。図１において１は信号処理の対象にさ
れるＮビットの符号情報（Ｎビットのデジタル信号）の
入力端子である。Ｎビットの符号情報が時系列信号であ
る場合には、前記の入力端子１の前段に直並列変換回路
を設けるようにする。図１中の入力端子１に供給された
Ｎビットの符号情報は、遅延部３に供給されるととも
に、信号波形の変化態様の検出と変化パターンの判定部
５（具体的な構成例が図２に例示されている）にも与え
られる。前記の信号波形の変化態様の検出と変化パター
ンの判定部５には、入力端子７からデジタル信号の標本
化周期を有するパルスＰｆｓが供給されている。

【００１４】前記の信号波形の変化態様の検出と変化パ
ターンの判定部５では、信号処理の対象にされているＮ
ビットの符号情報について信号変化パターンの判定を行
なって、判定結果を（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部６に供
給する。前記の（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部６では、前
記した信号波形の変化態様の検出と変化パターンの判定
部５から供給された信号変化パターンの判定結果と対応
して、所定の演算動作を行なって（Ｍ−Ｎ）ビット信号
を発生し、それを加算器２４と切換スイッチ２６の固定
接点ａとに与えるとともに、前記した（Ｍ−Ｎ）ビット
信号を得る際に発生させた直線補間された状態のＭビッ
トのデジタル信号、その他、所要の情報とをオフセット
値発生部２３に供給する。そして、前記したオフセット
値発生部２３では、前記の（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部
６から供給された直線補間された状態のＭビットのデジ
タル信号によって示される階段波形を、標本化周期の２
分の１だけ時間軸上でずらした状態にさせるオフセット
値を発生して、それを加算器２４に与える。

【００１５】前記した加算器２４は、（Ｍ−Ｎ）ビット
信号発生部６から出力された（Ｍ−Ｎ）ビット信号と、
オフセット値発生部２３から出力されたオフセット値と
の加算値出力を、前記した切換スイッチ２６の固定接点
ｂとＮビット１ＬＳＢオーバーフロー検出部２５とに与
える。前記のＮビット１ＬＳＢオーバーフロー検出部２
５は、前記した加算器２４から供給されたデジタル信号
が、Ｎビットの１ＬＳＢよりも大きくなったときに、切
換スイッチ２６の切換制御信号を出力する。前記の切換
制御信号が供給された切換スイッチ２６の可動接点ｖ
は、前記のＮビット１ＬＳＢオーバーフロー検出部２５
から出力された切換制御信号によって固定接点ｂ側から
固定接点ａ側に切換えられる。そして、前記の切換スイ
ッチ２６の可動接点ｖは加算部４に接続されていて、前
記の加算部４では、遅延部３から加算部４に供給されて
いるＮビットの符号情報の最下位桁に引続いて、前記し
た切換スイッチ２６の可動接点ｖを介して供給される
（Ｍ−Ｎ）ビット信号を付加し、その結果として得られ
るＭビットの符号情報を出力端子２に送出する。

【００１６】次に、図３乃至図１６の各図を参照して、
本発明の情報信号処理方法及び情報信号処理装置の構成
原理や動作原理を含めて、具体的な内容について説明す
る。まず、図３の（ａ）は、順次の標本化周期Ｔｓ毎の
各時点ｔ1，ｔ2，ｔ3…における順次のＮビットの符号
情報のデジタル値を波形図的に示した図であって、この
図３に例示してあるＮビットの符号情報のデジタル値の
変化態様は、次のとおりである。まず、時刻ｔ2までは
同一のデジタル値を保持していたが、時刻ｔ3にデジタ
ル値が大きな値となるように変化(時刻ｔ3をデジタル値
の変化点イとする)している。図３中にロ〜ヲとして示
されている各点も、前記した変化点イと同様に、デジタ
ル値が変化している変化点である。そして、イ〜ヲの順
次の変化点における相隣りあう２つの変化点間（例え
ば、変化点イの時刻と変化点ロの時刻との間、変化点ロ
の時刻と変化点ハの時刻との間、変化点ハの時刻と変化
点ニの時刻との間、…変化点ルの時刻と変化点ヲの時刻
との間）におけるデジタル値には変化がない。

【００１７】前記した図３の（ａ）に例示してあるＮビ
ットの符号情報のデジタル値の変化態様は、前記した各
変化点イ〜ヲの内で、時刻ｔ3の変化点イと、時刻ｔ7の
変化点ロと、時刻ｔ14の変化点ハと、時刻ｔ26の変化点
ニと、時刻ｔ53の変化点リと、時刻ｔ56の変化点ヌと、
時刻ｔ59の変化点ル等の各変化点では、それぞれデジタ
ル値が増加するような変化態様（図中では上向きの矢印
で示している）を示して変化しており、また、前記した
各変化点イ〜ヲの内で、時刻ｔ33の変化点ホと、時刻ｔ
38の変化点ヘと、時刻ｔ42の変化点トと、時刻ｔ48の変
化点チと、時刻ｔ64の変化点ヲ等の各変化点では、それ
ぞれデジタル値が減少するような変化態様（図中では下
向きの矢印で示している）を示して変化している。

【００１８】図３の（ｂ）は、既述した図３の（ａ）中
に示されている時間軸上の順次の変化点について、各変
化点毎におけるＮビットの符号情報のデジタル値の変化
態様が、増加状態を示している各変化点イ〜ニ、リ〜ル
等には、上向きの矢印(及びＵの文字）を付し、また、
各変化点毎におけるＮビットの符号情報のデジタル値の
変化態様が、減少状態を示している各変化点ホ〜チ、ヲ
等には、下向きの矢印(及びＤの文字）を付して示した
図である。

【００１９】さらに、図３の（ｃ）は、図３の（ａ），
（ｂ）を参照して既述した時間軸上の順次の各変化点の
内で、各変化点毎におけるＮビットの符号情報のデジタ
ル値の変化態様が、増加状態を示している各変化点イ〜
ニ、リ〜ル等については、各変化点におけるデジタル値
の増加量の多少に拘らずに、同一の所定の１ステップ
（２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢ）だけ信号レベルが
増加する（この状態は、図２を参照して後述されている
信号波形の変化態様の検出動作に関する説明において論
理値「１」であると記載している）ものとし、また、時
間軸上の順次の各変化点の内で、各変化点毎におけるＮ
ビットの符号情報のデジタル値の変化態様が、減少状態
を示している各変化点ホ〜チ、ヲ等については、各変化
点におけるデジタル値の減少量の多少に拘らずに、同一
の所定の１ステップ（２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳ
Ｂ）だけ信号レベルが低下する（この状態は、図２を参
照して後述されている信号波形の変化態様の検出動作に
関する説明において論理値「０」であると記載してい
る）ものとして示している図である。

【００２０】ところで、既述のようにＮビットの符号情
報のデジタル値の変化態様の一例として、順次の標本化
周期Ｔｓ毎の各時点ｔ1，ｔ2，ｔ3…における順次のＮ
ビットの符号情報のデジタル値を、波形図的に示した図
３の（ａ）に示されているＮビットの符号情報のデジタ
ル値の変化態様によって示される波形と、このＮビット
の符号情報のデジタル値を得るのに用いられた原アナロ
グ信号の波形との間には、２のＮ乗分の１の分解能１Ｌ
ＳＢについて±０.５ＬＳＢ以内の誤差を含んでいるも
のとなっていることは、図４を参照して既述してあると
おりであるが、本発明の情報信号処理方法及び情報信号
処理装置では、前記の誤差が極力少なくなるような状態
で、Ｎビットの符号情報を、Ｍ＞Ｎの関係にあるＭビッ
トの符号情報に変換できるように、信号処理の対象にさ
れているアナログ信号が２のＮ乗分の１の分解能でデジ
タル信号に変換された状態のＮビットの符号情報が入力
信号として供給されたときに、ビット数変換の対象にさ
れているＮビットの符号情報における時間軸上で順次に
発生しているデジタル値の変化点を検出し、Ｎビットの
符号情報について時間軸上で順次に検出される新たなデ
ジタル値の変化点を含む連続する４個のデジタル値の変
化点をそれぞれ１組の変化点群として、順次の１組の変
化点群における順次のデジタル値の変化態様のパターン
が、基準の変化態様として予め定められた１６種類のデ
ジタル値の変化態様のパターンの内のどの変化態様のパ
ターンに該当するのかを判別し、判別された各１組の変
化点群が該当する基準の変化態様のパターンと対応し
て、前記した各１組の変化点群における２番目のデジタ
ル値の変化点と３番目のデジタル値の変化点との間の区
間について施すべき直線補間の態様を、前記した各１組
の変化点群における１番目のデジタル値の変化点と２番
目のデジタル値の変化点との間の区間に施されている直
線補間の態様と関連させて決定し、前記した各１組の変
化点群毎に前記のようにして決定された直線補間が、２
のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号により行なわれる
ような演算を行ない、それぞれ予め定められている態様
での直線補間を前記の所定の区間に施し、次いで、前記
したＮビットの符号情報について時間軸上に次々に現わ
れるデジタル値の変化点における順次の隣接するデジタ
ル値の変化点間毎に、デジタル値の変化の大きさが前記
した２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢと対応するように
して時間軸上に形成させた矩形の面積と、前記した２の
Ｍ乗分の１の分解能のデジタル信号によって示される線
と、前記した矩形の辺との間で包囲される図形の面積と
が略々等価となるようにそれぞれ予め定められている態
様での直線補間を前記の所定の区間に施し、前記した２
のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号から（Ｍ−Ｎ）ビ
ットの付加符号情報を得るとともに、前記した直線補間
された状態の２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号に
よって示される階段波形を、標本化周期の２分の１だけ
時間軸上でずらした状態にさせるオフセット値を発生さ
せ、前記したオフセット値によって（Ｍ−Ｎ）ビットの
付加符号情報を修正して、前記の修正された（Ｍ−Ｎ）
ビットの付加符号情報をＮビットの符号情報の最下位桁
に連続させて、Ｎビットの符号情報をＭ＞Ｎの関係にあ
るＭビットの符号情報に変換するようにしている。

【００２１】すなわち、本発明ではビット数変換の対象
にされているＮビットの符号情報における時間軸上で順
次に発生しているデジタル値の変化点｛例えば図３の
（ａ）におけるイ〜ヲによって示されるような変化点｝
を検出し、Ｎビットの符号情報について、時間軸上で順
次に検出される新たなデジタル値の変化点を含む連続す
る４個のデジタル値の変化点をそれぞれ１組の変化点群
として、前記の各１組の変化点群における順次のデジタ
ル値の変化態様のパターンが、基準の変化態様として予
め定められた１６種類のデジタル値の変化態様のパター
ンの内のどの変化態様のパターンに該当するのかを判別
するのであるが、例えば、ビット数変換の対象にされて
いるＮビットの符号情報における時間軸上で順次に発生
しているデジタル値の変化点が、例えば図３の（ａ）に
おけるイ〜ヲによって示されるような変化点であったと
した場合を具体例に挙げて説明すると次のとおりであ
る。

【００２２】Ｎビットの符号情報における時間軸上で順
次に発生しているデジタル値の変化点が、例えば図３の
（ａ）におけるイ〜ヲによって示されるような変化点で
あった場合において、前記した時間軸上で順次に検出さ
れる新たなデジタル値の変化点を含む連続する４個のデ
ジタル値の変化点を、それぞれ１組の変化点群とする順
次の各１組の変化点群についてみると、（１）イ，ロ，
ハ，ニの４個の変化点で構成されている最初の１組の変
化点群を構成している前記の４個の変化点イ，ロ，ハ，
ニにおけるデジタル値の変化の態様は、図３の（ｃ）に
示してあるように、デジタル値が増加［図３の（ｂ）に
おける表示法では、↑またはＵのように示してある］し
ている状態を「１」で表示し、また、デジタル値が減少
［図３の（ｂ）における表示法では、↓またはＤのよう
に示してある］している状態を「０」で表示｛後述の
（２）以下についての記載についても同様｝すると、図
３に示されているイ，ロ，ハ，ニの４個の変化点におけ
るデジタル値の変化の態様は、「１」「１」「１」
「１」により示される。

【００２３】次に、（２）図３の（ａ）において、ロ，
ハ，ニ，ホの４個の変化点で構成されている２番目の１
組の変化点群の４個の変化点ロ，ハ，ニ，ホにおけるデ
ジタル値の変化の態様は、「１」「１」「１」「０」に
より示され、また、（３）ハ，ニ，ホ，ヘの４個の変化
点で構成されている３番目の１組の変化点群のハ，ニ，
ホ，ヘの４個の変化点におけるデジタル値の変化の態様
は「１」「１」「０」「０」で示され、さらに、（４）
ニ，ホ，ヘ，トの４個の変化点で構成されている４番目
の１組の変化点群の４個の変化点ニ，ホ，ヘ，トにおけ
るデジタル値の変化の態様は「１」「０」「０」「０」
で示される。以下、５番目以降の各１組の変化点群につ
いても、前記した１番目〜４番目の各１組の変化点群に
おける４個ずつの変化点のデジタル値の変化態様の表示
の仕方と同様な表示方法によって、それぞれの変化点群
を構成している各４個ずつの変化点のデジタル値の変化
態様が表示できることは、いうまでもない。

【００２４】前記のように、時間軸上に順次に現われる
１組の変化点群の４個の変化点におけるデジタル値の変
化の態様は、００００，０００１，００１０，００１
１，０１００，０１０１，０１１０，０１１１，１００
０，１００１，１０１０，１０１１，１１００，１１０
１，１１１０，１１１１によって示される全部で１６種
類のデジタル値の変化の態様のパターンの内のどれかに
対応しているものになっている。そして、前記した１６
種類のデジタル値の変化の態様のパターンにおけるそれ
ぞれ異なる種類に属する個々の変化パターンについて
は、それぞれ最も適切な直線補間のやり方を定めておく
ことができる。

【００２５】それで本発明では、Ｎビットの符号情報に
おける時間軸上で順次に発生しているデジタル値の変化
点について、時間軸上で順次に検出される新たなデジタ
ル値の変化点を含む連続する４個のデジタル値の変化点
を、それぞれ１組の変化点群とする順次の各１組の変化
点群における各４個の変化点のデジタル値の変化の態様
が、００００，０００１，００１０，００１１，０１０
０，０１０１，０１１０，０１１１，１０００，１００
１，１０１０，１０１１，１１００，１１０１，１１１
０，１１１１からなる１６種類のデジタル値の変化の態
様のパターン（基準の変化態様のパターン）の内のどの
パターンであるのかを判定し、判定された各１組の変化
点群が該当する基準の変化態様のパターンと対応して、
予め定められている直線補間がデジタルデータに施され
るような演算が行なわれるようにする。

【００２６】すなわち、前記した各１組の変化点群にお
ける１番目のデジタル値の変化点と２番目のデジタル値
の変化点との間の区間に既に施されている直線補間の態
様と関連して、前記した各１組の変化点群における２番
目のデジタル値の変化点と３番目のデジタル値の変化点
との間の区間について施すべく予め定められた直線補間
が、２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号により行な
われるような演算を行ない、次に、前記したＮビットの
符号情報について時間軸上に次々に現われるデジタル値
の変化点における順次の隣接するデジタル値の変化点間
毎に、デジタル値の変化の大きさが前記した２のＮ乗分
の１の分解能１ＬＳＢと対応するようにして時間軸上に
形成させた矩形の面積と、前記した２のＭ乗分の１の分
解能のデジタル信号によって示される線と、前記した矩
形の辺との間で包囲される図形の面積とが略々等価とな
るように変形させて（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報を
得て、前記した（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報をＮビ
ットの符号情報の最下位桁に連続させて、Ｍビットの符
号情報を生成させるようにしているのである。

【００２７】前記のようにＮビットの符号情報における
時間軸上で順次に検出される新たなデジタル値の変化点
を含む連続する４個のデジタル値の変化点を、それぞれ
１組の変化点群とする順次の各１組の変化点群における
各４個の変化点のデジタル値の変化の態様が、０００
０，０００１，００１０，００１１，０１００，０１０
１，０１１０，０１１１，１０００，１００１，１０１
０，１０１１，１１００，１１０１，１１１０，１１１
１からなる１６種類のデジタル値の変化の態様のパター
ン（基準の変化態様のパターン）と対応して、前記した
各１組の変化点群における１番目のデジタル値の変化点
と２番目のデジタル値の変化点との間の区間に既に施さ
れている直線補間の態様と関連して、前記した各１組の
変化点群における２番目のデジタル値の変化点と３番目
のデジタル値の変化点との間の区間について施すべく予
め定められている直線補間の形態は、図５至図１２に例
示されている。

【００２８】次に、図２を参照して信号波形の変化態様
の検出と変化パターンの判定部５の具体的な構成態様
と、動作とについて説明する。図２において信号波形の
変化態様の検出と変化パターンの判定部５は、信号波形
変化情報の発生部５１と、信号波形変化態様情報の発生
部５２と、信号波形の変化部分のアドレス発生部５３
と、変化パターンの判定部５４とによって構成されてい
る。そして信号波形の変化態様の検出と変化パターンの
判定部５の入力端子１（図１中の入力端子１と同じ）に
は、情報信号処理の対象にされているＮビットのデジタ
ル信号が供給され、また入力端子７にはクロック信号パ
ルスＰｆsが供給される。前記したクロック信号パルス
Ｐｆsとしては、情報信号処理の対象にされているＮビ
ットのデジタル信号を発生させる際に使用された標本化
周波数ｆｓと同一の繰返し周波数を有するパルスが用い
られるのであり、情報信号処理の対象にされているデジ
タル信号が音響信号の場合には、前記のクロック信号パ
ルスＰｆsとして、例えば４４.１ＫＨｚの繰返し周波数
ｆsのパルスが使用される。

【００２９】信号波形の変化態様の検出と変化パターン
の判定部５の入力端子１を介して信号波形変化情報の発
生部５１に供給された情報信号処理の対象にされている
Ｎビットのデジタル信号は、マグニチュードコンパレー
タ９におけるＡ入力端子と、Ｄ型フリップフロップ８の
データ端子と、比較器１０のＡ入力端子に与えられてお
り、また前記のＤ型フリップフロップ８のクロック端子
には、入力端子７を介してクロック信号Ｐｆｓが与えら
れている。また前記のマグニチュードコンパレータ９に
おけるＢ入力端子には、前記したＤ型フリップフロップ
８のＱ端子出力が供給される。それで、前記したＤ型フ
リップフロップ８は、それのクロック端子へ、入力端子
７を介して標本化周期毎に順次のクロック信号Ｐｆｓが
供給される度毎に、前記したＤ型フリップフロップ８の
Ｑ端子から、１標本化周期前にＤ型フリップフロップ８
のデータ端子に与えられていたＮビットのデジタルデー
タを出力して、それをマグニチュードコンパレータ９に
おけるＢ入力端子に入力させるとともに、比較器１０に
おけるＢ入力端子にも入力させる。

【００３０】前記したマグニチュードコンパレータ９と
しては、それのＡ入力端子に供給されたＮビットのデジ
タルデータＡと、それのＢ入力端子に供給されたＮビッ
トのデジタルデータＢとの大きさを比較して、デジタル
データＡの方がデジタルデータＢよりも大きい場合に
は、出力端子Ａ＞Ｂだけをハイレベルの状態の出力Ｈと
し、他の出力端子Ａ＜Ｂと出力端子Ａ＝Ｂとの双方をロ
ーレベルの状態の出力Ｌとし、また、前記の入力端子
Ａ，Ｂに供給されたＮビットのデジタルデータにおける
デジタルデータＡとデジタルデータＢとが等しい場合に
は、出力端子Ａ＝Ｂだけをハイレベルの状態の出力Ｈと
し、他の出力端子Ａ＞Ｂと出力端子Ａ＜Ｂとの双方をロ
ーレベルの状態の出力Ｌとし、さらに、前記の前記の入
力端子Ａ，Ｂに供給されたＮビットのデジタルデータに
おけるデジタルデータＢの方がデジタルデータＡよりも
大きい場合には、出力端子Ａ＜Ｂだけをハイレベルの状
態の出力Ｈとし、他の出力端子Ａ＞Ｂと出力端子Ａ＝Ｂ
との双方をローレベルの状態の出力Ｌとするような動作
態様のマグニチュードコンパレータ７４ＨＣ８５を使用
することができる。

【００３１】一方、信号波形変化情報の発生部５１にお
ける前記の比較器１０では、それのＡ入力端子に供給さ
れたＮビットのデジタルデータＡと、それのＢ入力端子
に供給されたＮビットのデジタルデータＢとの大きさの
比較結果が、デジタルデータＡの方がデジタルデータＢ
よりも大きい場合、すなわち、例えば図３の（ａ），
（ｂ）を参照して既述した時間軸上の順次の各変化点の
内で、各変化点毎におけるＮビットの符号情報のデジタ
ル値の変化態様が、増加状態を示している各変化点イ〜
ニ、リ〜ル等のような変化点において、前記の各変化点
におけるデジタル値の増加量の多少に拘らずに論理値
「１」の出力を発生して、それを信号波形変化態様情報
の発生部５２におけるＤ型フリップフロップ１４のデー
タ端子に供給する。

【００３２】また、前記した比較器１０のＡ入力端子に
供給されたＮビットのデジタルデータＡと、それのＢ入
力端子に供給されたＮビットのデジタルデータＢとの大
きさの比較結果が、デジタルデータＢの方がデジタルデ
ータＡよりも大きい場合、すなわち例えば図３の
（ａ），（ｂ）を参照して既述した時間軸上の順次の各
変化点の内で、各変化点毎におけるＮビットの符号情報
のデジタル値の変化態様が、減少状態を示している各変
化点ホ〜チ、ヲ等のような変化点において、前記の各変
化点におけるデジタル値の増加量の多少に拘らずに論理
値「０」の出力を発生して、それを信号波形変化態様情
報の発生部５２におけるＤ型フリップフロップ１４のデ
ータ端子に供給する。

【００３３】前記した信号波形変化情報の発生部５１に
おけるマグニチュードコンパレータ９の出力端子Ａ＞Ｂ
からの出力と、出力端子Ａ＜Ｂからの出力とは、オア回
路１１に供給されている。前記したオア回路１１の出力
は、前記したマグニチュードコンパレータ９の出力端子
Ａ＞Ｂからの出力と、出力端子Ａ＜Ｂからの出力との何
れか一方がハイレベルの状態Ｈになった場合にハイレベ
ルの状態Ｈとなる。そして、前記したオア回路１１から
の出力信号は、アンド回路１２に供給されており、ま
た、前記のアンド回路１２にはゲートパルスとしてＰｆ
ｓバーが供給されている。前記のゲートパルスＰｆｓバ
ーは、既述したクロック信号パルスＰｆsと同一の繰返
し周波数でクロック信号パルスＰｆsと１８０度の位相
差を有するパルスである。それで、前記したアンド回路
１２からは、時間軸上でＮビットのデジタル信号の値が
変化した時点毎に、ゲートパルスＰfsバーのタイミング
でクロック信号ＣＬＫが出力される。アンド回路１２か
ら出力されたクロック信号ＣＬＫは、信号波形変化態様
情報の発生部５２におけるＤ型フリップフロップ１４〜
１７のクロック端子と、信号波形の変化部分のアドレス
発生部５３におけるＤ型フリップフロップ１８〜２１の
クロック端子とに供給される。

【００３４】前記した信号波形の変化部分のアドレス発
生部５３におけるＤ型フリップフロップ１８のデータ端
子には、アドレスカウンタ１３から出力されているアド
レス信号（アドレスデータ）が供給されているから、前
記のＤ型フリップフロップ１８には、時間軸上でＮビッ
トのデジタル信号の値が変化した時点（例えば図３中の
イ〜ヲ）毎に、信号波形変化情報の発生部５１における
アンド回路１２から出力されたクロック信号ＣＬＫによ
って、時間軸上でＮビットのデジタル信号の値が変化し
た時点におけるアドレス値が、データ端子から読込まれ
る。

【００３５】それで、信号波形変化態様情報の発生部５
２における各Ｄ型フリップフロップ１４〜１７のそれぞ
れのＱ端子からは、時間軸上でＮビットのデジタル信号
の値が変化した時点（例えば図３中のイ〜ヲ）毎に、順
次の各変化点毎におけるＮビットの符号情報のデジタル
値の時間軸上での増加，減少の変化態様と対応している
論理値「１」，「０」が出力されるから、前記の信号波
形変化態様情報の発生部５２の各Ｄ型フリップフロップ
１４〜１７における各Ｑ端子から変化パターン判定部５
４には、図３を参照して既述したように、時間軸上に順
次に現われる１組の変化点群の４個の変化点におけるデ
ジタル値の変化の態様（００００，０００１，００１
０，００１１，０１００，０１０１，０１１０，０１１
１，１０００，１００１，１０１０，１０１１，１１０
０，１１０１，１１１０，１１１１によって示される全
部で１６種類のデジタル値の変化の態様のパターンの内
のどれか）のデータが与えられ、また、信号波形の変化
部分のアドレス発生部５３のＤ型フリップフロップ１８
〜２１におけるそれぞれのＱ端子からは、時間軸上でＮ
ビットのデジタル信号の値が変化した時点（例えば図３
中のイ〜ヲ）毎に、順次の各変化点と対応しているアド
レス値が前記の変化パターン判定部５４に与えられる。

【００３６】前記した変化パターンの判定部５４には、
既述した時間軸上に順次に現われる１組の変化点群の４
個の変化点におけるデジタル値の変化の態様として考え
られる全ての種類と対応する１６種類の数値（２進数表
示、あるいは１６進表示により００００，０００１，０
０１０，００１１，０１００，０１０１，０１１０，０
１１１，１０００，１００１，１０１０，１０１１，１
１００，１１０１，１１１０，１１１１によって示され
る全部で１６種類のデジタル値）の内の１つずつの数値
が個別に与えられている計１６個の一致回路が設けられ
ていて、前記のように信号波形変化態様情報の発生部５
２の各Ｄ型フリップフロップ１４〜１７のそれぞれのＱ
端子から変化パターン判定部５４に与えられた順次の１
組の変化点群の４個の変化点におけるデジタル値の変化
の態様をそれぞれ表わしている論理値の組合わせで示さ
れる４桁の数値（例えば、図３における４個の変化点イ
〜ニの場合には数値１１１１、また例えば図３における
４個の変化点ヘ〜リの場合には数値０００１）は、１６
個の一致回路によって変化パターンの判定が行なわれ
る。

【００３７】時間軸上で順次に変化点が現われる度毎
に、パターン判定部５４における１６個の一致回路の内
の特定などれか１個からは必らず一致出力が出される。
それでパターン判定部５４では、前記の一致出力を出力
した一致回路と対応して定まっている変化パターンの種
類を示す情報信号（例えば、一致出力を出した一致回路
に設定してある数値であってもよい）と、前記の変化パ
ターンを生じさせた４個の変化点のアドレスデータと
を、信号波形の変化態様の検出と変化パターンの判定部
５の出力端子２２を介して、(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部
６に供給する。

【００３８】（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部６では、既述
のように、Ｎビットの符号情報における時間軸上で順次
に発生しているデジタル値の変化点について、時間軸上
で順次に検出される新たなデジタル値の変化点を含む連
続する４個のデジタル値の変化点を、それぞれ１組の変
化点群とする順次の各１組の変化点群における各４個の
変化点のデジタル値の変化の態様が、００００，０００
１，００１０，００１１，０１００，０１０１，０１１
０，０１１１，１０００，１００１，１０１０，１０１
１，１１００，１１０１，１１１０，１１１１からなる
１６種類のデジタル値の変化の態様のパターン（基準の
変化態様のパターン）の内のどのパターンであるのかに
従って、各１組の変化点群における１番目のデジタル値
の変化点と２番目のデジタル値の変化点との間の区間に
既に施されている直線補間の態様と関連して、前記した
各１組の変化点群における２番目のデジタル値の変化点
と３番目のデジタル値の変化点との間の区間について施
すべく予め定められた直線補間が、２のＭ乗分の１の分
解能のデジタル信号により行なわれるような演算を行な
う。

【００３９】そして、（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部６で
は、次に、前記したＮビットの符号情報について時間軸
上に次々に現われるデジタル値の変化点における順次の
隣接するデジタル値の変化点間毎に、デジタル値の変化
の大きさが前記した２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢと
対応するようにして時間軸上に形成させた矩形の面積
と、前記した２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号に
よって示される線と、前記した矩形の辺との間で包囲さ
れる図形の面積とが略々等価となるように変形させて
（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報を得て、前記した（Ｍ
−Ｎ）ビットの付加符号情報をＮビットの符号情報の最
下位桁に連続させて、Ｍビットの符号情報を生成させる
のである。

【００４０】すなわち、信号波形の変化態様の検出と変
化パターンの判定部５から送出された変化パターンの種
類を示す情報信号と、前記の変化パターンを生じさせた
４個の変化点のアドレスデータとが供給された(Ｍ−Ｎ)
ビット信号発生部６では、まず、前記した変化パターン
の種類を示す情報信号に基づいて、その変化パターンの
種類を示す情報信号を生じさせた４個の変化点からなる
１組の変化点群における１番目のデジタル値の変化点と
２番目のデジタル値の変化点との間の区間に既に施され
ている直線補間の態様と関連して、前記した各１組の変
化点群における２番目のデジタル値の変化点と３番目の
デジタル値の変化点との間の区間について施すべく予め
定められている直線補間の形態を決定するのであるが、
それは例えば前記した前記した変化パターンの種類を示
す情報信号をアドレス信号の一部として構成したアドレ
ス信号を用いてＲＯＭテーブルから、所定の直線補間の
形態を示すデータが得られるようにすることにより容易
に実現できる。

【００４１】図５乃至図１２は、時間軸上で連続する４
個の変化点（１群の変化点群）のデジタル値の変化の態
様と、前記の１組の変化点群における２番目のデジタル
値の変化点と３番目のデジタル値の変化点との間の区間
について施すべき直線補間の態様を、前記した各１組の
変化点群における１番目のデジタル値の変化点と２番目
のデジタル値の変化点との間の区間に施されている直線
補間の態様と関連させてどのように決定してあるのかを
例示した図であって、各図中の変化点の欄における＃
１，＃２，＃３，＃４等の表示は、それぞれ時間軸上で
連続する４個の変化点における１番目の変化点（＃
１）、２番目の変化点（＃２）、３番目の変化点（＃
３）、４番目の変化点（＃４）を表わしており、また、
変化態様の欄における数字の配列は、既述したように時
間軸上に順次に現われる１組の変化点群の４個の変化点
におけるデジタル値の変化の態様を論理値「１」「０」
で示したものである（ただし、「１」は増加，「０」は
減少）。

【００４２】また、＃１＃２間における補間形態の欄、
及び＃２＃３間における補間形態の欄における凸，凹の
表示は、それぞれの該当期間中における補間の形態が
凸，凹であることを示し、また、＃１＃２間における補
間形態の欄、及び＃２＃３間における補間形態の欄にお
ける数字（例えば１〜２、あるいは２.５〜３等の数
字）は、直線補間が行なわれる区間を示しており、さら
に、＃２＃３間における補間形態の欄の記載内容に−の
表示が行なわれている場合は、＃２＃３間に対して何も
補間が行なわれないことを示している。また＃２＃３間
を含む期間について補間が行なわれる場合については、
補間の状態を破線によって図示してあり、さらに＃１＃
２間を含む期間について補間が行なわれる場合について
は、補間の状態を実線によって示してある。

【００４３】ところで、前記の図５乃至図１２の各図に
は、時間軸上で相次ぐ４個の変化点＃１，＃２，＃３，
＃４におけるデジタル値の変化態様（デジタル値の増
加，減少）の組合わせ状態として、１１１１，１１１
０，１１０１，１１００，１０１１，１０１０，１００
０，１００１の８種類しか示されてないが、既述した１
６種類の変化態様は、前記の８種類の変化態様と、前記
の８種類の変化態様を表わしている数字配列における１
と０との数字を逆にした状態の数字配列との双方のもの
を合わせたものであるから、実際には図５至図１２に示
されている８種類の変化態様のデータだけを備えておく
だけで、時間軸上で相次ぐ４個の変化点＃１，＃２，＃
３，＃４におけるデジタル値の変化態様（デジタル値の
増加，減少）の総数の１６種類の変化態様にも対応させ
ることができる。

【００４４】さて、信号波形の変化態様の検出と変化パ
ターンの判定部５から送出された変化パターンの種類を
示す情報信号と、前記の変化パターンを生じさせた４個
の変化点のアドレスデータとが供給された(Ｍ−Ｎ)ビッ
ト信号発生部６では、既述のように前記した変化パター
ンの種類を示す情報信号に基づいて、その変化パターン
の種類を示す情報信号を生じさせた４個の変化点からな
る１組の変化点群における１番目のデジタル値の変化点
と２番目のデジタル値の変化点との間の区間に既に施さ
れている直線補間の態様、すなわち、最新の変化パター
ンの種類を示す情報信号を生じさせた４個の変化点から
なる１組の変化点群の１つ前の変化パターンの種類を示
す情報信号を生じさせた４個の変化点からなる１組の変
化点群における２番目のデジタル値の変化点と３番目の
デジタル値の変化点との間の区間に既に施されている直
線補間の態様が、どうであったのかに応じて、例えば図
５乃至図１２に例示されているようなパターンの直線補
間の形態を決定して、前記した４個の変化点からなる各
１組の変化点群毎に前記のようにして決定された直線補
間が、２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号により行
なわれるような演算を行なう。

【００４５】前記のように、４個の変化点からなる各１
組の変化点群毎における２番目のデジタル値の変化点と
３番目のデジタル値の変化点との間の区間に施すべき直
線補間のパターンが決定されて、そのパターンに従って
直線補間を行なうための演算に当って必要とされる時間
軸上に順次に現われた変化点の間隔のデータは、既述の
ように信号波形の変化態様の検出と変化パターンの判定
部５から、変化パターンの種類を示す情報信号とともに
（Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６に供給された４個の変化
点のアドレスデータの相互間の差を演算すれば求めるこ
とができる。図１３は時間軸上に順次に現われた４個の
デジタル値の変化点からなる１組の変化点群における２
番目のデジタル値の変化点と３番目のデジタル値の変化
点との間の区間に対して施すべき補間直線の決定がどの
ようにして行なわれるものかを説明するための図であ
る。

【００４６】図１３の（ａ）〜（ｄ）は、４個の変化点
からなる各１組の変化点群毎における順次のデジタル値
の変化点でのデジタル値の変化の態様が、異なる３つの
代表的な変化パターンを例示している。すなわち、図１
３の（ａ）は、４個の変化点からなる各１組の変化点群
毎における順次のデジタル値の変化点でのデジタル値
が、単調に増加しているような変化パターンの例であ
り、また、図１３の（ｂ）は、４個の変化点からなる各
１組の変化点群毎における順次のデジタル値の変化点で
のデジタル値が、単調に増加した後に減少に転じている
変化パターンの例であり、さらに図１３の（ｃ）は、４
個の変化点からなる各１組の変化点群毎における順次の
デジタル値の変化点でのデジタル値が、増加した後に減
少に転じて山状を示す変化パターンの例であり、さらに
また図１３の（ｄ）は、４個の変化点からなる各１組の
変化点群毎における順次のデジタル値の変化点でのデジ
タル値が、増加した後に一定値を保持した後に減少に転
じて山状を示す変化パターンの例である。

【００４７】前記した図１３の（ａ）〜（ｄ）に示され
ている各変化パターンについて実施されるべき直線補間
は、各図中に傾斜した実線図示の直線で示されるとおり
のものとなる。図１３の(ａ）〜(ｄ）における＃１，＃
２，＃３，＃４等の表示は、既述した図５乃至図１２中
に＃１，＃２，＃３，＃４等としてそれぞれ示してある
それぞれ時間軸上で連続する４個のデジタル値の変化点
中の１番目の変化点（＃１）、２番目の変化点（＃
２）、３番目の変化点（＃３）、４番目の変化点（＃
４）を表わしており、また各変化点におけるデジタル値
の変化の態様は論理値「１」「０」で示してある。前記
した図１３の（ａ）〜（ｄ）において、時間軸上で連続
する４個のデジタル値の変化点の内で２番目の変化点＃
２におけるａｂ間は、２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢ
と対応しており、また図１３の（ａ），（ｂ）における
３番目の変化点＃３のｃｄ間、及び図１３の（ｃ），
（ｄ）における３番目の変化点＃３のｃｈ間も２のＮ乗
分の１の分解能１ＬＳＢと対応している。

【００４８】まず、図１３の（ａ）における２番目の変
化点＃２と３番目の変化点＃３との間で傾斜直線ｅ→ｇ
→ｆ（ｅ→ｆ）によって行なわれる直線補間は、前記し
た２番目の変化点＃２におけるａｂ間の中点ｅと、３番
目の変化点＃３におけるｃｄ間の中点ｆとを結ぶ直線に
よって行なわれており、前記した２番目の変化点＃２に
おけるａｂ間の中点ｅと、３番目の変化点＃３における
ｃｄ間の中点ｆとの高さの差は２のＮ乗分の１の分解能
１ＬＳＢである。それで、前記した２番目の変化点＃２
と３番目の変化点＃３との間で行なわれる直線補間のた
めに用いられる補間直線ｅ→ｆの勾配は、２番目の変化
点＃２と３番目の変化点＃３との距離ｂｃと、前記した
２番目の変化点＃２におけるａｂ間の中点ｅと、３番目
の変化点＃３におけるｃｄ間の中点ｆとの高さの差とし
て示される２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢとを用い
て、 ［(２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢ)÷(２番目の
変化点＃２と３番目の変化点＃３との距離ｂｃ)］のよ
うな演算式による演算を行なうことにより求められる。
そして、前記した２番目の変化点＃２と３番目の変化点
＃３との距離ｂｃは、前記の２番目の変化点＃２のアド
レス値と、３番目の変化点＃３のアドレス値との差によ
って求められるから前記の演算は容易に実施できる。

【００４９】次に、図１３の（ｂ）における２番目の変
化点＃２と３番目の変化点＃３との間で傾斜直線ｅ→ｇ
によって行なわれる直線補間は、前記した２番目の変化
点＃２におけるａｂ間の中点ｅと、３番目の変化点＃３
におけるｃｄ間の中点ｆとを結ぶ直線の一部によって行
なわれるのであり、既述のように前記した２番目の変化
点＃２におけるａｂ間の中点ｅと、３番目の変化点＃３
におけるｃｄ間の中点ｆとの高さの差は２のＮ乗分の１
の分解能１ＬＳＢであるから、前記した２番目の変化点
＃２と３番目の変化点＃３との間の一部で行なわれる直
線補間のために用いられる補間直線ｅ→ｇの勾配は、２
番目の変化点＃２と３番目の変化点＃３との距離ｂｃ
と、前記した２番目の変化点＃２におけるａｂ間の中点
ｅと、３番目の変化点＃３におけるｃｄ間の中点ｆとの
高さの差として示される２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳ
Ｂとを用いて、 ［(２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢ)
÷(２番目の変化点＃２と３番目の変化点＃３との距離
ｂｃ)］のような演算式による演算を行なうことにより
求められるのであり、前記した２番目の変化点＃２と３
番目の変化点＃３との距離ｂｃは、前記の２番目の変化
点＃２のアドレス値と、３番目の変化点＃３のアドレス
値との差によって求められるから前記の演算は容易に実
施できる。

【００５０】次いで、図１３の（ｃ）に示されている４
個の変化点＃１、＃２、＃３、＃４からなる各１組の変
化点群毎における順次のデジタル値の変化点でのデジタ
ル値が、増加した後に減少に転じて山状を示す変化パタ
ーンの場合における直線ｉ→ｋ→ｍ（直線ｉ→ｍ）の勾
配と、直線ｍ→ｌ→ｊ（直線ｍ→ｊ）の勾配とは、次の
ようにして求められる。まず、図１３の（ｃ）におい
て、矩形ａ→ｂ→ｃ→ｈの面積と、三角形ｉ→ｋ→ｍ→
ｌ→ｊ（三角形ｉ→ｍ→ｊ）の面積とは等しいから、矩
形ａ→ｂ→ｃ→ｈの辺ａ→ｋ→ｂ（辺ａ→ｂ）の長さ
｛または辺ｃ→ｌ→ｈ（辺ｃ→ｈ）の長さ｝をＨｃとす
ると、Ｈｃは次式によって求めることができる。 Ｈｃ＝２×（矩形ａ→ｂ→ｃ→ｈの辺ａ→ｈ）÷｛（ｉ
→ａ）＋（ａ→ｈ）＋（ｈ→ｊ）｝

【００５１】そして、前式中の（ｉ→ａ）は、変化点＃
１と変化点＃２との間隔（ｎ→ａ）の１／２であり、ま
た前式中の（ｈ→ｊ）は、変化点＃３と変化点＃４との
間隔（ｈ→ｏ）の１／２であるから、前記した（ｉ→
ａ）の値は、１番目の変化点＃１のアドレス値と２番目
の変化点＃２とのアドレス値との差の１／２であり、ま
た前記した（ｈ→ｊ）の値は、３番目の変化点＃３のア
ドレス値と４番目の変化点＃４とのアドレス値との差の
１／２であるから、前記のＨｃの値は前記した各変化点
＃１〜＃４のアドレス値が与えられた場合には容易に演
算できる。

【００５２】ところで、前記したＨｃの値としては、
Ｈｃが１に等しいか、１よりも小さい場合、及び、Ｈ
ｃが１よりも大きい場合、との２つの場合が考えられ
る。まずＨｃが１に等しいか、１よりも小さい場合に
おける図１３の（ｃ）中の直線（ｉ→ｋ→ｍ）の勾配
と、直線（ｍ→ｌ→ｊ）の勾配とは、それぞれ次式、 直線（ｉ→ｋ→ｍ）の勾配＝Ｈｃ÷（ａ→ｒ間の標本化
周期Ｔｓの数） 直線（ｍ→ｌ→ｊ）の勾配＝Ｈｃ÷（ｒ→ｈ間の標本化
周期Ｔｓの数） によって求められる。ただし、図１３の（ｃ）中に示さ
れているｒ点は線分ａ→ｈの中点であり、前記の点ｒは
点ｍによって定められる。また、前記の各式における
（ａ→ｒ間の標本化周期Ｔｓの数）や（ｒ→ｈ間の標本
化周期Ｔｓの数）は下記のようにして求められる。 （ａ→ｒ間の標本化周期Ｔｓの数）＝（ａ→ｈ間の標本
化周期Ｔｓの数）×（ｎ→ａ間の標本化周期Ｔｓの数）
÷｛（ｎ→ａ間の標本化周期Ｔｓの数）＋（ｈ→ｏ間の
標本化周期Ｔｓの数）｝ （ｒ→ｈ間の標本化周期Ｔｓの数）＝(ａ→ｈ間の標本
化周期Ｔｓの数）−(ａ→ｒ間の標本化周期Ｔｓの数） （ｉ→ｒ間の標本化周期Ｔｓの数）＝（ｎ→ａ間の標本
化周期Ｔｓの数÷２）＋（ａ→ｒ間の標本化周期Ｔｓの
数） （ｒ→ｊ間の標本化周期Ｔｓの数）＝（ｈ→ｏ間の標本
化周期Ｔｓの数÷２）＋（ｒ→ｈ間の標本化周期Ｔｓの
数）

【００５３】次に、Ｈｃが１よりも大きい場合におけ
る図１３の（ｄ）中の直線（ｉ→ｋ→ｐ）の勾配と、直
線（ｑ→ｌ→ｊ）の勾配とは、それぞれ次式、 直線（ｉ→ｋ→ｐ）の勾配＝１÷（ｉ→ｕ間の標本化周
期Ｔｓの数） 直線（ｑ→ｌ→ｊ）の勾配＝１÷（ｖ→ｊ間の標本化周
期Ｔｓの数） によって求められ、また、ｐ→ｑ間の勾配は０となる。
ただし、図１３の（ｄ）における点ｕと点ｖとは、それ
ぞれ線分ｉａ＝線分ａｕ、線分ｖｈ＝線分ｈｊとなるよ
うに、点ｐ，ｑによって定められている。また、前記の
各式における（ｉ→ｕ間の標本化周期Ｔｓの数）や（ｖ
→ｊ間の標本化周期Ｔｓの数）は下記のようにして求め
られる。 (ｉ→ｕ間の標本化周期Ｔｓの数）＝２×(ｎ→ａ間の標
本化周期Ｔｓの数／２）＝(ｎ→ａ間の標本化周期Ｔｓ
の数） （ｖ→ｊ間の標本化周期Ｔｓの数）＝２×（ｈ→ｏ間の
標本化周期Ｔｓの数÷２）＝（ｈ→ｏ間の標本化周期Ｔ
ｓの数） （ｕ→ｖ間の標本化周期Ｔｓの数）＝（ａ→ｈ間の標本
化周期Ｔｓ）−｛（ｎ→ａ間の標本化周期Ｔｓの数／
２）＋（ｈ→ｏ間の標本化周期Ｔｓの数÷２）｝

【００５４】時間軸上に連続して現われる４個の変化点
＃１，＃２，＃３，＃４において生じるデジタル値の変
化態様は、図５乃至図１２に示した８種類と、図５乃至
図１２に示してあるデジタル値の変化態様の逆の変化態
様の８種類との計１６種類に限られていることは既述の
とおりであるが、前記した１６種類のデジタル値の変化
態様について、時間軸上に連続して現われる４個の変化
点＃１，＃２，＃３，＃４における２番目の変化点＃２
と３番目の変化点＃３との間の区間で行なわれるべき直
線補間のパターンは、前記した２番目の変化点＃２と３
番目の変化点＃３との間の区間の直前の区間、すなわち
１番目の変化点＃１と２番目の変化点＃２との間の区間
における直線補間の状態に応じて、図５乃至図１２にも
例示されているように、それぞれ４種類ずつある。

【００５５】すなわち時間軸上に連続して現われる４個
の変化点＃１，＃２，＃３，＃４において生じうる全部
で１６種類のデジタル値の変化態様における各１種類の
デジタル値の変化態様毎に、それぞれ４種類ずつの直線
補間のパターンがあるから、全部で６４種類の直線補間
のパターンが存在することになるが、前記のように６４
種類の直線補間のパターンがあっても、(Ｍ−Ｎ)ビット
信号発生部６では、図１３の（ａ）〜（ｄ）について既
述したような演算を行なって、前記した４個の変化点か
らなる各１組の変化点群毎に、所定の直線補間が２のＭ
乗分の１の分解能のデジタル信号により行なわれるよう
にすることができる。

【００５６】前記した(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６は、
前記のように時間軸上に連続して現われる４個の変化点
＃１，＃２，＃３，＃４を１群とする４つのデジタル値
の変化態様毎に、それぞれ所定の直線補間のパターンに
よる直線補間が、４個の変化点からなる各１組の変化点
群毎における２番目のデジタル値の変化点と３番目のデ
ジタル値の変化点との間の区間に施されるようにするた
めの演算を行なうために、ランダムアクセスメモリとリ
ードオンリーメモリとマイクロプロセッサとを含んで構
成された制御装置と演算装置とを含んで構成されてい
て、前記したように時間軸上に連続して現われる４個の
変化点＃１，＃２，＃３，＃４において生じうる全部で
１６種類のデジタル値の変化態様における選択された１
種類のデジタル値の変化態様と対応して、順次の４個の
変化点からなる各１組の変化点群毎における２番目のデ
ジタル値の変化点と３番目のデジタル値の変化点との間
の区間について、２のＭ乗分の１の分解能（ただし、Ｍ
＞Ｎ）で直線補間された状態が得られるようにするため
の所定の演算動作を行なう。

【００５７】前記のようにして順次の４個の変化点から
なる各１組の変化点群毎における２番目のデジタル値の
変化点と３番目のデジタル値の変化点との間の区間につ
いてそれぞれ選択された特定な態様の直線補間が、２の
Ｍ乗分の１の分解能（ただし、Ｍ＞Ｎ）で行なわれるよ
うに演算によって求められた直線補間のデータは、順次
にメモリに格納される。それで、前記のメモリには、時
間軸上に順次に現われたデジタルデータの変化点におい
て、２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢの変化で、増加ま
たは減少している状態の波形｛例えば、図３の（ｃ）の
ような波形｝について、図５乃至図１２を参照して既述
したような態様で、２のＭ乗分の１の分解能で直線補間
が施こされた状態のデータが格納されることになる。

【００５８】前記のメモリに格納されたＭビットの直線
補間データを順次に読出して、読出されたＭビットの直
線補間データにおける最上位桁（ＭＳＢ）から（Ｍ−
Ｎ）ビット分のデータを取出して、それを加算器２４に
供給するとともに、切換スイッチ２６の固定接点ａにも
供給する。なお図３の（ｃ）は既述のように時間軸上に
順次に現われたデジタルデータの変化点におけるデジタ
ルデータの変化量が、どのように大きくても、デジタル
データの変化点における変化は、２のＮ乗分の１の分解
能１ＬＳＢの変化で、増加または減少している状態とし
て示したものである[図３の(ａ）の波形と図３の(ｃ）
波形との対応関係に着目されるとよい]。

【００５９】既述のように、ランダムアクセスメモリと
リードオンリーメモリとマイクロプロセッサとを含んで
構成された制御装置と演算装置とを備えた構成態様の
(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６では、前記のように時間軸
上に連続して現われる４個の変化点＃１，＃２，＃３，
＃４を１群とする４つのデジタル値の変化態様毎に、そ
れぞれ所定の直線補間のパターンによる直線補間が、４
個の変化点からなる各１組の変化点群毎における２番目
のデジタル値の変化点と３番目のデジタル値の変化点と
の間の区間について、２のＭ乗分の１の分解能（ただ
し、Ｍ＞Ｎ）で行なわれるように、演算によって求めら
れた直線補間のデータが順次にメモリに格納されてい
る。

【００６０】前記のようにして、(Ｍ−Ｎ)ビット信号発
生部６において演算により求められた２のＭ乗分の１の
分解能（ただし、Ｍ＞Ｎ）を有する直線補間のデータを
格納させてあるメモリには、例えば既述した図１５にお
ける直線ａｒ上の点ａ、点ｃ、点ｅ、点ｇ、点ｉ、点
ｋ、点ｍ、点ｐ、点ｒ等の各点と対応するデジタル値、
時間軸上における順次の標本化位置のデータ、直線ａｒ
の勾配のデータ等が記憶されている。そして、前記のメ
モリに格納されたＭビットの直線補間データを順次に読
出し、前記の読出されたＭビットの直線補間データにお
ける最上位桁（ＭＳＢ）から（Ｍ−Ｎ）ビット分のデー
タが取出されて(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６から出力さ
れる。

【００６１】そして、既提案の情報信号処理装置では、
前記の(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６から出力される２の
Ｍ乗分の１の分解能を有する（Ｍ−Ｎ）ビット分のデー
タを直接に加算部４に供給して、前記した(Ｍ−Ｎ)ビッ
ト信号発生部６から加算部４に供給された（Ｍ−Ｎ）ビ
ットの補間データを、遅延部３において所定の時間遅延
［遅延部３に設定されるべき遅延時間は、入力端子１に
供給されたＮビットのデジタルデータに対して、前記の
Ｎビットのデジタルデータを信号処理して生成された
（Ｍ−Ｎ）ビットのデータが、前記のＮビットのデジタ
ルデータの最下位桁に引続く（Ｍ−Ｎ）ビットのデータ
として連続してＭビットのデジタルデータとされうるよ
うな時間値とされる］が与えられた状態で加算部４に供
給されているＮビットのデジタルデータの最下位桁に引
続く（Ｍ−Ｎ）ビットのデータとして用いて、加算部４
から出力端子２にＭビットのデジタルデータを出力させ
ていたが、図１５を参照して説明した既提案の情報信号
処理装置から出力されていたＭビットのデシタルデータ
によっては、既述のように充分に満足できるような品質
の情報信号を得ることができないので、本発明において
は、(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６において演算により求
められた２のＭ乗分の１の分解能（ただし、Ｍ＞Ｎ）を
有する直線補間のデータに、オフセット値発生部２３で
発生させたオフセット値を加算して、順次の標本化位置
における直線補間のデータを、例えば図１５に示されて
いる状態から図１６に示されている状態に変更するよう
にしているのである。

【００６２】さて、前記した(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部
６に設けられていて、２のＭ乗分の１の分解能（ただ
し、Ｍ＞Ｎ）を有する直線補間のデータを格納させてあ
るメモリには、例えば、既述した図１５における直線ａ
ｒ上の点ａ、点ｃ、点ｅ、点ｇ、点ｉ、点ｋ、点ｍ、点
ｐ、点ｒ等の各点と対応するデジタル値、時間軸上にお
ける順次の標本化位置のデータ、直線ａｒの勾配のデー
タ等を記憶させてある。そこで、図１中のオフセット値
発生部２３では、前記した(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６
のメモリに格納されているデジタルデータ（例えば既述
した図１５における直線ａｒ上の点ａ、点ｃ、点ｅ、点
ｇ、点ｉ、点ｋ、点ｍ、点ｐ、点ｒ等の）各点と対応す
るデジタル値）、時間軸上における順次の標本化位置の
データ（順次の標本化位置のアドレス値）、直線ａｒの
勾配のデータ等を用いて、前記した(Ｍ−Ｎ)ビット信号
発生部６で発生された、直線補間された状態の２のＭ乗
分の１の分解能のデジタル信号によって示される例えば
図１５に示されるような階段波形を、標本化周期の２分
の１だけ時間軸上でずらした状態の階段波形（例えば図
１６に示されているような階段波形）を生じさせうるデ
ジタルデータにさせることができるオフセット値を発生
させる。

【００６３】図１６中に示されている直線ａｒは図１５
中に示されている直線ａｒと対応しており、また図１６
中に示されている直線ａｒと、各標本化位置に示されて
いる垂直な線との交点は、図１５中におけるａ，ｃ，
ｅ，ｇ，ｉ，ｋ，ｍ，ｐと対応している。図１６中にお
いては、図面の記載内容を簡単化するために、図１５と
対比するためのダッシュを付していないアルファベット
の符号は、図１６の（ａ）中にａ，ｂ，ｃ（ダッシュを
付していない符号）だけを示してあるにとどめてある。
そして、図１６中に示されているａ’，ｃ’，ｅ’，
ｇ’，ｉ’，ｋ’，ｍ’，ｐ等の各点の位置で示される
デジタル値は、図１５中に示されているａ，ｃ，ｅ，
ｇ，ｉ，ｋ，ｍ，ｐの各点の位置で示されるデジタル値
に、所定のオフセット値（例えばａ→ａ’、ｃ→ｃ’
…）を与えて得られることを示している。

【００６４】次に、図１６の（ａ）を参照して、オフセ
ット値発生部２３で発生させるべき所定のオフセット値
（例えばａ→ａ’、ｃ→ｃ’…）について説明すると次
のとおりである。すなわち、オフセット値発生部２３で
発生させるべき前記した所定のオフセット値（例えばａ
→ａ’、ｃ→ｃ’…）は、標本化周期Ｔｓの時間々隔で
時間軸上に順次に配列されている標本化位置に関して、
順次の相隣る２つの標本化位置の中間の位置に設定した
垂線と直線ａｒ（図１５中に示されている直線ａｒと対
応している図１６中の直線ａｒ）との交点の高さと、時
間軸上において前記の交点の時間位置の直前の標本化位
置に設定した垂線と前記直線ａｒとの交点の高さとの差
として示される大きさのものである。

【００６５】図１６の（ｃ）は、(Ｍ−Ｎ)ビット信号発
生部６のメモリに記憶されている既述のような各種のデ
ータ、すなわち、図１５における直線ａｒ上の点ａ、点
ｃ、点ｅ、点ｇ、点ｉ、点ｋ、点ｍ、点ｐ、点ｒ等の各
点と対応するデジタル値、時間軸上における順次の標本
化位置のデータ、直線ａｒの勾配のデータ等を用いるこ
とにより、オフセット値発生部２３において容易に所定
のオフセット値が発生できることを説明するための図で
ある。図１６の（ｃ）において、時刻ｔ1，ｔ2，ｔ3…
は、時間軸上に順次に並ぶ標本化位置を示しており、前
記した順次の相隣る２つの標本化位置の間隔Ｔ1，Ｔ2等
は標本化周期（Ｔｓ）である。また、Ｄ1は時刻ｔ1の標
本化位置におけるデジタル値、Ｄ2は時刻ｔ2の標本化位
置におけるデジタル値、Ｄ3は時刻ｔ3の標本化位置にお
けるデジタル値を示しており、前記の各デジタル値Ｄ
1、Ｄ2、Ｄ3等は、前記した(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部
６において演算により求められた２のＭ乗分の１の分解
能（ただし、Ｍ＞Ｎ）を有する直線補間のデータを格納
させてあるメモリに記憶されている順次の標本化位置に
おけるデジタル値(例えば図１５を参照して説明した直
線ａｒ上の点ａ、点ｃ、点ｅ、点ｇ、点ｉ、点ｋ、点
ｍ、点ｐ、点ｒ等の各点と対応するデジタル値)であ
る。

【００６６】図１６の(ｃ）において、Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3の
各点を結ぶ直線Ｌは、図１５及び図１６中に示されてい
る直線ａｒと対応するものとして示す直線である。ま
た、図１６の(ｃ）において時刻ｔ1と時刻ｔ2との中間
の時間位置[ｔ1＋(Ｔ1/2)］と、時刻ｔ2と時刻ｔ3との
中間の時間位置[ｔ2＋(Ｔ2/2)］とには、説明の便利さ
のために垂直な点線を書いてある。図１６の(ｃ)中に示
されている時刻ｔ1の標本化位置におけるデジタル値Ｄ
1'、時刻ｔ2の標本化位置におけるデジタル値Ｄ2'等
は、既述した時刻ｔ1の標本化位置におけるデジタル値
Ｄ1、時刻ｔ2の標本化位置におけるデジタル値Ｄ2に、
所定のオフセット値ｄを加算して得た新たなデジタル値
である。

【００６７】オフセット値発生部２３では、図１６の
(ｃ)中においてｄとして示されているような所定のオフ
セット値ｄを発生させるのであるが、前記の所定のオフ
セット値ｄは、 直線補間された状態の２のＭ乗分の
１の分解能のデジタル信号によって示される直線Ｌの勾
配から求められる角度θと、標本化周期の２分の１の数
値（Ｔ1／２，Ｔ2／２ ← 一般的にはＴｓ／２として表
わされる）とを用いて、ｄ＝（Ｔｓ／２）ｃot θとし
てオフセット値ｄを発生させる。 同一の勾配を示す
直線区間における直線補間された状態の２のＭ乗分の１
の分解能のデジタル信号について、相隣る２つのデジタ
ル信号のデジタル値の差の２分の１の値［例えば、ｄ＝
(Ｄ2−Ｄ1)／２］を所定のオフセット値ｄとする。
同一の勾配を示す直線区間における直線補間された状態
の２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号について、前
記の区間長が標本化周期Ｔｓのｎ倍（ただし、ｎは自然
数）であるときに、２のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢの
２ｎ分の１のデジタル値を所定のオフセット値ｄとする
［例えばｄ＝(Ｎビットの１ＬＳＢ)／２ｎ］。というよ
うな演算を行なうことにより、容易に発生させることが
できる。

【００６８】前記のオフセット値発生部２３から発生さ
れた所定のオフセット値ｄは、加算器２４に供給され
る。加算器２４では(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６から出
力された２のＭ乗分の１の分解能を有する（Ｍ−Ｎ）ビ
ット分のデータと、オフセット値発生部２３から発生さ
れた所定のオフセット値ｄとの加算値を切換スイッチ２
６の固定接点ｂに与えるとともに、Ｎビット １ＬＳＢ
オーバーフロー検出部２５とに供給する。前記のＮビッ
ト １ＬＳＢオーバーフロー検出部２５では、前記した
加算器２４から出力されたデジタルデータが、Ｎビット
の１ＬＳＢを超えた場合に、切換スイッチ２６の可動接
点ｖを固定接点ｂ側から固定接点ａ側に切換えるように
するための切換制御信号を発生することは既述したとお
りである。

【００６９】それで、前記した加算器２４から出力され
たデジタルデータが、Ｎビットの１ＬＳＢを超えない状
態のときには、加算器２４からの出力データ、すなわち
(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６から出力された２のＭ乗分
の１の分解能を有する（Ｍ−Ｎ）ビット分のデータと、
オフセット値発生部２３から発生された所定のオフセッ
ト値ｄとが加算された状態のデジタルデータが、切換ス
イッチ２６の固定接点ｂと可動接点ｖとを介して加算部
４に供給され、また、前記した加算器２４から出力され
たデジタルデータが、Ｎビットの１ＬＳＢを超えている
状態のときには、(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部６から出力
された２のＭ乗分の１の分解能を有する（Ｍ−Ｎ）ビッ
ト分のデータだけが切換スイッチ２６の固定接点ａと可
動接点ｖとを介して加算部４に供給される。

【００７０】前記の加算部４では、切換スイッチ２６の
可動接点ｖを介して供給された２のＭ乗分の１の分解能
のデジタル信号から（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報
を、遅延部３から加算部４に供給されているＮビットの
符号情報の最下位桁に連続させることによりＭビットの
符号情報を生成させるのであるが、本発明の情報信号処
理方法を適用した情報信号処理装置における加算部４か
ら出力端子２に送出されるＭビットのデジタル信号の状
態は図１６の（ａ）に示されるとおりであり、図１５を
参照して既述した既提案の情報信号処理装置における加
算部４から出力端子２に送出されるＭビットのデジタル
信号の状態に比較して、極めて良好な信号品質となって
いることは、図１６の（ｂ）に示されている多角形ａ→
ａ’→ｂ’→ｃ’→ｄ’→ｅ’→ｆ’→ｇ’→ｈ’→ｕ
と、多角形ｒ→ｖ→ｉ’→ｊ’→ｋ’→ｌ’→ｍ’→
ｎ’→ｐ’→ｑ’との２つの多角形の面積の比較結果
と、図１５の(ｃ)に示されている多角形ｂ→ｃ→ｄ→ｅ
→ｆ→ｇ→ｈ→ｕと、多角形ｒ→ｖ→ｉ→ｊ→ｋ→ｌ→
ｍ→ｎ→ｐ→ｑとの２つの多角形の面積の比較結果とを
比べてみれば明らかに理解できる。

【００７１】次に、既述したメモリから読出したＭビッ
トの直線補間データについて、順次に複数標本化周期の
期間にわたる平均値を演算して、Ｍビットの直線補間デ
ータにまるめを施して、まるめを施したＭビットの補間
データにおける最上位桁（ＭＳＢ）から（Ｍ−Ｎ）ビッ
ト分のデータを取出して、それを（Ｍ−Ｎ）ビットの補
間データとして用いる場合について説明する。メモリか
ら読出される順次の標本化周期毎のＭビットの直線補間
データをＤ1，Ｄ2，Ｄ3，Ｄ4，Ｄ5，Ｄ6，Ｄ7…とした
ときに、例えばＭビットの直線補間データＤ2は(Ｄ1＋
Ｄ2＋Ｄ3）／３とし、また、Ｍビットの直線補間データ
Ｄ3は(Ｄ2＋Ｄ3＋Ｄ4）／３とし、Ｍビットの直線補間
データＤ4は(Ｄ3＋Ｄ4＋Ｄ5）／３とし、Ｍビットの直
線補間データＤ5は(Ｄ4＋Ｄ5＋Ｄ6）／３とする、とい
うように、順次の直線補間データとしてそれぞれ３標本
化周期の直線補間データの算術平均値を用いるように、
メモリから読出したＭビットの直線補間データについ
て、順次に複数標本化周期の期間にわたる平均値を演算
して、Ｍビットの直線補間データにまるめを施してか
ら、所定の（Ｍ−Ｎ）ビット分のデータを取出すように
して、直線による補間の状態が曲線による補間による補
間の状態に変更されるようにする。図１４は１例として
順次の４標本化周期における直線補間データ（勾配のデ
ジタルデータ、あるいは勾配のデジタルデータを得るた
めのデジタルデータ）の平均値を、順次の標本化周期に
おける直線補間データとして用いると、もとの直線補間
による補間の状態（図中の実線図示の曲線Ｌｃ）が図中
の点線図示の曲線Ｓｃのような補間の状態に変化する。

【００７２】前記したまるめを施す場合に、補間直線の
勾配の大きさに応じて平均化に用いる標本化周期の個数
を変化させて、例えば補間直線の勾配が小さいときには
平均化に用いる標本化周期の個数を大きくし、また、補
間直線の勾配が小さいときには平均化に用いる標本化周
期の個数を小さくし、さらに補間直線の勾配の向きが変
更（凸，凹の部分）するときには平均化に用いる標本化
周期の個数を大きくする、というように、平均化に用い
る標本化周期の個数を変化させると良い結果が得られ
る。なお、前記のように補間直線の勾配の大きさに応じ
て平均化に用いる標本化周期の個数を変化させた場合に
は、補間直線の勾配の向きが変更（凸，凹の部分）して
いる部分において、補間曲線で包囲される部分の面積
が、Ｎの２乗分の１の分解能１ＬＳＢの直線で包囲され
た凸，凹の部分の矩形の面積よりも小さくなることが生
じるから、図１３の（ｃ），（ｄ）について説明したＨ
ｃの値を、予め大きくした状態において、直線補間が行
なわれるようにしておき、補間直線に対して前記のよう
なまるめが施された状態において、補間曲線で包囲され
る部分の面積と、Ｎの２乗分の１の分解能１ＬＳＢの直
線で包囲された凸，凹の部分の矩形の面積とが等しい状
態になるようにするとよい。

【００７３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように、本発明の情報信号処理方法及び情報信号処理
装置では、信号処理の対象にされているアナログ信号が
２のＮ乗分の１の分解能でデジタル信号に変換された状
態のＮビットの符号情報が入力信号として供給されたと
きに、ビット数変換の対象にされているＮビットの符号
情報における時間軸上で順次に発生しているデジタル値
の変化点を検出し、Ｎビットの符号情報について時間軸
上で順次に検出される新たなデジタル値の変化点を含む
連続する４個のデジタル値の変化点をそれぞれ１組の変
化点群として、順次の１組の変化点群における順次のデ
ジタル値の変化態様のパターンが、基準の変化態様とし
て予め定められた複数種類のデジタル値の変化態様のパ
ターンの内のどの変化態様のパターンに該当するのかを
判別し、判別された各１組の変化点群が該当する基準の
変化態様のパターンと対応して、前記した各１組の変化
点群における２番目のデジタル値の変化点と３番目のデ
ジタル値の変化点との間の区間について施すべき直線補
間の態様を、前記した各１組の変化点群における１番目
のデジタル値の変化点と２番目のデジタル値の変化点と
の間の区間に施されている直線補間の態様と関連させて
決定し、前記した各１組の変化点群毎に前記のようにし
て決定された直線補間が、２のＭ乗分の１の分解能のデ
ジタル信号により行なわれるような演算を行ない、それ
ぞれ予め定められている態様での直線補間を前記の所定
の区間に施し、次いで、前記したＮビットの符号情報に
ついて時間軸上に次々に現われるデジタル値の変化点に
おける順次の隣接するデジタル値の変化点間毎に、デジ
タル値の変化の大きさが前記した２のＮ乗分の１の分解
能１ＬＳＢと対応するようにして時間軸上に形成させた
矩形の面積と、前記した２のＭ乗分の１の分解能のデジ
タル信号によって示される線と、前記した矩形の辺との
間で包囲される図形の面積とが略々等価となるようにそ
れぞれ予め定められている態様での直線補間が前記の所
定の区間に施されるようにする手段と、前記した２のＭ
乗分の１の分解能のデジタル信号から（Ｍ−Ｎ）ビット
の付加符号情報を得る手段と、前記した直線補間された
状態の２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号によって
示される階段波形を、標本化周期の２分の１だけ時間軸
上でずらした状態にさせるオフセット値の発生手段と、
前記したオフセット値によって（Ｍ−Ｎ）ビットの付加
符号情報を修正する手段と、前記の修正された（Ｍ−
Ｎ）ビットの付加符号情報をＮビットの符号情報の最下
位桁に連続させて、Ｎビットの符号情報をＭ＞Ｎの関係
にあるＭビットの符号情報に変換するようにしているか
ら、この本発明の情報信号処理方法及び情報信号処理装
置では、既述した従来法によってビット拡大を行なった
場合に比べて、高い分解能で高品質な音響信号や画像信
号を復元することが容易であることは勿論のこと、既提
案の情報信号処理方法及び情報信号処理装置によって得
られる良好な品質のＭビットのデジタル信号に比べて、
極めて良好な信号品質のＭビットのデジタル信号を容易
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報信号処理方法を適用した情報信号
処理装置の構成例を示すブロック図である。

【図２】信号波形の変化態様の検出と変化パターンの判
定部の具体的な構成例を示すブロック図である。

【図３】Ｎビットの符号情報のデジタル値の変化態様に
関連する事項の説明に用いられる波形図である。

【図４】Ｎビットの符号情報（デジタルデータ）と、も
とのアナログ信号との関係を説明するための図である。

【図５】時間軸上で連続する４個の変化点のデジタル値
の変化態様と前記のデジタル値の変化態様に応じて施さ
れるべき直線補間の態様との関連を例示した図である。

【図６】時間軸上で連続する４個の変化点のデジタル値
の変化態様と前記のデジタル値の変化態様に応じて施さ
れるべき直線補間の態様との関連を例示した図である。

【図７】時間軸上で連続する４個の変化点のデジタル値
の変化態様と前記のデジタル値の変化態様に応じて施さ
れるべき直線補間の態様との関連を例示した図である。

【図８】時間軸上で連続する４個の変化点のデジタル値
の変化態様と前記のデジタル値の変化態様に応じて施さ
れるべき直線補間の態様との関連を例示した図である。

【図９】時間軸上で連続する４個の変化点のデジタル値
の変化態様と前記のデジタル値の変化態様に応じて施さ
れるべき直線補間の態様との関連を例示した図である。

【図１０】時間軸上で連続する４個の変化点のデジタル
値の変化態様と前記のデジタル値の変化態様に応じて施
されるべき直線補間の態様との関連を例示した図であ
る。

【図１１】時間軸上で連続する４個の変化点のデジタル
値の変化態様と前記のデジタル値の変化態様に応じて施
されるべき直線補間の態様との関連を例示した図であ
る。

【図１２】時間軸上で連続する４個の変化点のデジタル
値の変化態様と前記のデジタル値の変化態様に応じて施
されるべき直線補間の態様との関連を例示した図であ
る。

【図１３】時間軸上に順次に現われた４個のデジタル値
の変化点からなる１組の変化点群における２番目のデジ
タル値の変化点と３番目のデジタル値の変化点との間の
区間に対して施すべき補間直線の決定がどのようにして
行なわれるものかを説明するための図である。

【図１４】補間の状態を説明するための曲線図である。

【図１５】既提案の情報信号処理方法を適用した情報信
号処理装置で得られるデジタルデータの状態の説明に用
いられる図である。

【図１６】本発明の情報信号処理方法を適用した情報信
号処理装置で得られるデジタルデータの状態の説明に用
いられる図である。

【符号の説明】

１…信号処理の対象にされるＮビットの符号情報（Ｎビ
ットのデジタル信号）の入力端子、２…出力端子、３…
遅延部、４…加算部、５…信号波形の変化態様の検出と
変化パターンの判定部、６…（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生
部、８，１４〜２１…Ｄ型フリップフロップ、９…マグ
ニチュードコンパレータ、１０…比較器、１１…オア回
路、１２…アンド回路、１３…アドレスカウンタ、２３
…オフセット発生部、２４…加算器、２５…Ｎビット
１ＬＳＢオーバーフロー検出部、２６…切換スイッチ、
５１…信号波形変化情報の発生部、５２…信号波形変化
態様情報の発生部、５３…信号波形の変化部分のアドレ
ス発生部、５４…変化パターンの判定部、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/30 H03M 7/14 H03M 1/08

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アナログ信号を２のＮ乗分の１の分解能
   でデジタル信号に変換して得たＮビットの符号情報を、
   Ｍ＞Ｎの関係にあるＭビットの符号情報に変換する際
   に、ビット数変換の対象にされているＮビットの符号情
   報における時間軸上で順次に発生しているデジタル値の
   変化点を検出する手段と、前記したＮビットの符号情報
   について時間軸上で順次に検出される新たなデジタル値
   の変化点を含む連続する４個のデジタル値の変化点をそ
   れぞれ１組の変化点群として、順次の１組の変化点群に
   おける順次のデジタル値の変化態様のパターンが、基準
   の変化態様として予め定められた複数種類のデジタル値
   の変化態様のパターンの内のどの変化態様のパターンに
   該当するのかを判別する手段と、前記した順次の各１組
   の変化点群を構成しているＮビットの符号情報群に対し
   て、前記の各１組の変化点群が該当する基準の変化態様
   のパターンと対応して、前記した各１組の変化点群にお
   ける２番目のデジタル値の変化点と３番目のデジタル値
   の変化点との間の区間について施すべき直線補間の態様
   を、前記した各１組の変化点群における１番目のデジタ
   ル値の変化点と２番目のデジタル値の変化点との間の区
   間に施されている直線補間の態様と関連させて決定し、
   前記した各１組の変化点群毎に前記のようにして決定さ
   れた直線補間が、２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信
   号により行なわれるような演算を行なって、前記したＮ
   ビットの符号情報について時間軸上に次々に現われるデ
   ジタル値の変化点における順次の隣接するデジタル値の
   変化点間毎に、デジタル値の変化の大きさが前記した２
   のＮ乗分の１の分解能１ＬＳＢと対応するようにして時
   間軸上に形成させた矩形の面積と、前記した２のＭ乗分
   の１の分解能のデジタル信号によって示される線と、前
   記した矩形の辺との間で包囲される図形の面積とが略々
   等価となるようにそれぞれ予め定められている態様での
   直線補間が前記の所定の区間に施されるようにする手段
   と、前記した２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号か
   ら（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報を得る手段と、前記
   した直線補間された状態の２のＭ乗分の１の分解能のデ
   ジタル信号によって示される階段波形を、標本化周期の
   ２分の１だけ時間軸上でずらした状態にさせるオフセッ
   ト値の発生手段と、前記したオフセット値によって（Ｍ
   −Ｎ）ビットの付加符号情報を修正する手段と、前記の
   修正された（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報をＮビット
   の符号情報の最下位桁に連続させることによりＭビット
   の符号情報を生成させるようにした情報信号処理方法。
2. 【請求項２】 アナログ信号を２のＮ乗分の１の分解能
   でデジタル信号に変換して得たＮビットの符号情報を、
   Ｍ＞Ｎの関係にあるＭビットの符号情報に変換する情報
   信号処理装置であって、ビット数変換の対象にされてい
   て、１標本化周期を隔てて時間軸上に順次に現われるそ
   れぞれＮビットの符号情報について、時間軸上で順次に
   隣接する２個のＮビットの符号情報の変化態様が、時間
   軸上で先行しているＮビットの符号情報のデジタル値の
   方が大きい第１の変化態様であるのか、時間軸上で先行
   しているＮビットの符号情報のデジタル値の方が小さい
   第２の変化態様であるのか、隣接する２個のＮビットの
   符号情報のデジタル値の大きさが同一な第３の変化態様
   であるのかに応じて、それぞれ個別に検出々力を発生す
   る符号情報の変化態様の検出手段と、前記した符号情報
   の変化態様の検出手段から時間軸上に順次に送出されて
   いる検出々力の内で、第１の変化態様に応じて発生した
   検出々力と、第２の変化態様に応じて発生した検出々力
   とが混在した状態で時間軸上に配列されている検出々力
   列について、前記の検出々力列を構成している順次の検
   出々力をそれぞれ始端の検出々力として、前記それぞれ
   の始端の検出々力から時間軸上で連続する４個ずつの検
   出々力を、それぞれ１組の変化点群として設定し、前記
   の設定された順次の１組の変化点群内における４個の検
   出々力が示す変化態様のパターンを、基準の変化態様と
   して予め定められた複数種類のデジタル値の変化態様の
   パターンの内のどの変化態様のパターンに該当するのか
   を判別する手段と、前記した順次の各１組の変化点群を
   構成しているＮビットの符号情報群に対して、前記の各
   １組の変化点群が該当している基準の変化態様のパター
   ンと対応して、前記した各１組の変化点群における２番
   目のデジタル値の変化点と３番目のデジタル値の変化点
   との間の区間について施すべき直線補間の態様を、前記
   した各１組の変化点群における１番目のデジタル値の変
   化点と２番目のデジタル値の変化点との間の区間に施さ
   れている直線補間の態様と関連させて決定し、前記した
   各１組の変化点群毎に前記のようにして決定された直線
   補間が、２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号により
   行なわれるような演算を行なって、前記したＮビットの
   符号情報について時間軸上に次々に現われるデジタル値
   の変化点における順次の隣接するデジタル値の変化点間
   毎に、デジタル値の変化の大きさが前記した２のＮ乗分
   の１の分解能１ＬＳＢと対応するようにして時間軸上に
   形成させた矩形の面積と、前記した２のＭ乗分の１の分
   解能のデジタル信号によって示される線と、前記した矩
   形の辺との間で包囲される図形の面積とが略々等価とな
   るようにそれぞれ予め定められている態様での直線補間
   が前記の所定の区間に施されるようにする手段と、前記
   した２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信号から（Ｍ−
   Ｎ）ビットの付加符号情報を得る手段と、前記した直線
   補間された状態の２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信
   号によって示される階段波形を、標本化周期の２分の１
   だけ時間軸上でずらした状態にさせるオフセット値の発
   生手段と、前記したオフセット値によって（Ｍ−Ｎ）ビ
   ットの付加符号情報を修正する手段と、前記の修正され
   た（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報をＮビットの符号情
   報の最下位桁に連続させることによりＭビットの符号情
   報を生成させるようにした手段とを備えた情報信号処理
   装置。
3. 【請求項３】 直線補間された状態の２のＭ乗分の１の
   分解能のデジタル信号によって示される直線の勾配と、
   標本化周期の２分の１の数値とを用いてオフセット値を
   発生させるオフセット値の発生手段を用いた請求項２の
   情報信号処理装置。
4. 【請求項４】 同一の勾配を示す直線区間における直線
   補間された状態の２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信
   号について、相隣る２つのデジタル信号のデジタル値の
   差の２分の１の値をオフセット値とするオフセット値の
   発生手段を用いた請求項２の情報信号処理装置。
5. 【請求項５】 同一の勾配を示す直線区間における直線
   補間された状態の２のＭ乗分の１の分解能のデジタル信
   号について、前記の区間長が標本化周期のｎ倍（ただ
   し、ｎは自然数）であるときに、２のＮ乗分の１の分解
   能１ＬＳＢの２ｎ分の１のデジタル値をオフセット値と
   するオフセット値の発生手段を用いた請求項２の情報信
   号処理装置。