JP3402071B2 - 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。

【０００３】それで、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３０４４７４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Ｄ
Ａ変換が行なわれるようにしたものである。

【０００４】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。

【０００５】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７を参照して説明すると次
のとおりである。図７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７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。

【０００６】そして、図７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７
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。

【０００７】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。

【０００８】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８乃至図１５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。

【０００９】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。

【００１０】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１６参照］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。

【００１１】すなわち、前述した本出願人会社による解
決手段では、例えば図１８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。

【００１２】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
８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１８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１８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１８の（ｂ），（ｃ）は、前記
した図１８の（ａ）の一部の拡大図である。前記の図１
８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点において改善の
余地があったので、本出願人会社では、前記の点を改善
できるように、直線補間された状態で得た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階段波形
を、標本化周期の１／２だけ時間軸上でずらした状態に
させるオフセットセット値で、（Ｍ−Ｎ）ビットの付加
符号情報を修正するようにした情報信号処理装置を提案
した。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既提案
の情報信号処理装置では、ビット数変換の対象にされて
いて、１標本化周期Ｔｓを隔てて時間軸上に順次に現わ
れるそれぞれＮビットの符号情報が、１標本化周期毎に
デジタル値の大きさを変化しているような場合［例えば
図２１の（ａ）を参照］には、既提案の手段では補間動
作が行なわれないために、所期の効果を奏し得ないとい
うことが問題になり、それの改善策が求められた。なお
図２１の（ａ）中に示してあるａ，ｂ，ｃ…ｎ等の図面
符号は図２１の（ｂ）を参照して後述されている説明で
使用されるために表示してあるものである。

【００１４】

【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信号処理装置に関し、信号処理の
対象にされるＮビットの符号情報を、前記Ｎビットの符
号情報の標本化周期をＴｓとしたときに、１／Ｋ（ただ
し、Ｋは２以上の自然数）の標本化周期Ｔｓ／Ｋを有す
るＮビットの符号情報が時間軸上でＫ個連続した状態の
繰返しデータに変換させる繰返しデータの発生部によっ
て、標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビットの符号情報が
時間軸上でＫ個連続した状態の繰返しデータに変換し、
前記した繰返しデータの発生部から順次に出力された標
本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビットの符号情報を、符号
情報の分解能向上用信号処理部において、２のＭ乗分の
１の分解能を有するデジタル信号に変換するとともに、
（Ｍ−Ｎ）ビットの付加符号情報を得て、それを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、前記のＭビットの符号情報を、Ｎビット
の符号情報の標本化周期Ｔｓに対応する標本化周波数に
ついて定まるナイキスト周波数を遮断周波数とするロー
パスフィルタを介して、標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＭ
ビットの符号情報を出力させたり、あるいは前記した標
本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＭビットの符号情報を間引い
て標本化周期がＴｓであるようなＭビットの符号情報を
出力させる情報信号処理装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の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装置の構成例を示すブロッ
ク図であり、また、図２は繰返しデータの発生部の構成
例を示すブロック図、図３は前記の繰返しデータの発生
部の構成原理及び動作原理を説明するための図である。
また、図４は符号情報の分解能向上用信号処理部の構成
例を示すブロック図であり、図５は図４中にブロック１
２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１２の具体的な構成例を示す。

【００１６】本発明の情報信号処理装置の概略構成を示
している図１の（ａ），（ｂ）において、１は信号処理
の対象にされるＮビットの符号情報の入力端子であり、
この入力端子には、信号処理の対象にされているＮビッ
トの符号情報の標本化周期ＴｓのＮビットの符号情報が
供給される。また２は繰返しデータの発生部であり、こ
の繰返しデータの発生部２は、信号処理の対象にされて
いる標本化周期ＴｓのＮビットの符号情報を、前記のＮ
ビットの符号情報の標本化周期Ｔｓ［図３の（ａ）参
照］の１／Ｋ（ただし、Ｋは２以上の自然数）の標本化
周期Ｔｓ／Ｋ［図３の（ｉ）参照…ただし、図３の
（ｉ）はＫ＝２の場合］を有するＮビットの符号情報が
時間軸上でＫ個連続した状態の繰返しデータとして出力
する機能を有するものとして構成されているものであ
り、その具体的な構成例を図２に示してある。以下の設
例においては、図示説明を簡単化するために、前記のＫ
が２であるとされている。

【００１７】図２において２ａは、入力端子１を介して
供給された信号処理の対象にされている標本化周期がＴ
ｓのＮビットの符号情報（Ｎビットのデータ）が供給さ
れる入力端子である。図３の（ｂ）は、標本化周期Ｔｓ
［図３の（ａ）参照］毎に供給されるＮビットの符号情
報（Ｎビットのシリアルなデジタル信号よりなるデジタ
ルデータ）Ｄ１，Ｄ２…を示している。入力端子２ａに
供給される順次のＮビットの符号情報を構成しているＮ
ビットのシリアルなデジタル信号は、入力端子７ａを介
して直列並列変換器７に与えられているビットクロック
Ｂ ＣＬＫ１［図３の（ｃ）参照］によって、順次に直
列並列変換器７に取り込まれる。そして、前記のＮビッ
トのシリアルなデジタル信号よりなるデジタルデータＤ
１（Ｄ２，Ｄ３…についても同じ）が、直列並列変換器
７に取り込まれ終った時点に、前記のデジタルデータＤ
１（Ｄ２，Ｄ３…についても同じ）は、Ｎビットの並列
出力のデジタル信号としてラッチメモリ８に供給される
状態［図３の（ｄ）参照］になる。

【００１８】そして、前記のラッチメモリ８は、前記し
た直列並列変換器７が前記のＮビットのシリアルなデジ
タル信号よりなるデジタルデータＤ１（Ｄ２，Ｄ３…に
ついても同じ）の取り込みを終った時点毎に、入力端子
８ａを介してラッチメモリ８に与えられているラッチク
ロックＬＴ ＣＬＫ［図３の（ｅ）参照］によって、直
列並列変換器７から供給されているＮビットの並列出力
のデジタル信号よりなるデジタルデータＤ１（Ｄ２，Ｄ
３…についても同じ）［図３の（ｄ）参照］をラッチ
（記憶）する。

【００１９】すなわち、前記のラッチメモリ８は、既述
した入力端子１を介して供給された信号処理の対象にさ
れているＮビットの符号情報（Ｎビットのデータ）の標
本化周期Ｔｓと同一の周期Ｔｓを有し、かつ、前記した
直列並列変換器７が、信号処理の対象にされているＮビ
ットの符号情報（Ｎビットのデータ）毎のＮビットのシ
リアルなデジタル信号におけるＮビット目のデジタル信
号を取込んだ時点に、ラッチメモリ８に与えられる前記
のラッチクロックＬＴ ＣＬＫによって、直列並列変換
器７から供給されているＮビットの並列出力のデジタル
信号よりなるデジタルデータＤ１（Ｄ２，Ｄ３…につい
ても同じ）をラッチし、ラッチしたＮビットのデータ
を、次のラッチクロックＬＴ ＣＬＫがラッチメモリ８
に与えられる迄のＴｓの時間にわたって記憶し続ける。
この状態は図３の（ｆ）に例示されている。

【００２０】そして、前記のラッチメモリ８は、それに
ラッチしたＮビットのデータＤ１（Ｄ２，Ｄ３…につい
ても同じ）を、前記した記憶期間Ｔｓの間に２回（Ｋ＝
２の場合）読出して、それを並列直列変換器９に供給す
る。前記の並列直列変換器９は、前記した信号処理の対
象にされているＮビットの符号情報の標本化周期Ｔｓの
１／２（Ｋ＝２の場合）の標本化周期Ｔｓ／２を有する
ロードクロックＬＤＣＬＫ［図３の（ｇ）参照］が供給
される毎に、前記したラッチメモリ８に記憶されている
ＮビットのデータＤ１（Ｄ２，Ｄ３…についても同じ）
をロードする。前記した並列直列変換器９に与えられて
いるビットクロックＢ ＣＬＫ２は、既述した直列並列
変換器７に与えられているビットクロックＢ ＣＬＫ１
の繰返し周期の１／２（Ｋ＝２の場合）の周期のものと
されている。

【００２１】それで前記の並列直列変換器９からは、信
号処理の対象にされているＮビットの符号情報の標本化
周期Ｔｓの１／２（Ｋ＝２の場合）の標本化周期Ｔｓ／
２を有するＮビットのデータＤ１（Ｄ２，Ｄ３…につい
ても同じ）が、前記した信号処理の対象にされているＮ
ビットの符号情報の標本化周期Ｔｓの間に、シリアル信
号形態のＮビットのデジタル信号として２回（Ｋ＝２の
場合）ずつＤ１，Ｄ１（Ｄ２，Ｄ２…の場合も同じ）が
出力されて出力端子２ｂに送出されることになる。この
状態は図３の（ｈ）中で、時間Ｔｓ内に２度繰返して表
わされている同一のシリアル信号（時系列信号）形態の
Ｎビットのデジタル信号によるＮビットのデータＤ１，
Ｄ１（Ｄ２，Ｄ２…の場合も同じ）によって例示されて
いる。

【００２２】なお、繰返しデータの発生部２に後続され
ている符号情報の分解能向上用信号処理部３が、図４に
例示されている符号情報の分解能向上用信号処理部３の
ように、Ｎビットの並列信号形態のＮビットの符号情報
が供給されるものとして構成されている場合には、前記
の出力端子２ｂからは、信号処理の対象にされているＮ
ビットの符号情報の標本化周期Ｔｓの１／２（Ｋ＝２の
場合）の標本化周期Ｔｓ／２を有するＮビットのデータ
Ｄ１（Ｄ２，Ｄ３…についても同じ）が、前記した信号
処理の対象にされているＮビットの符号情報の標本化周
期Ｔｓの間に、Ｎビットの並列信号形態のＮビットのデ
ータが２回（Ｋ＝２の場合）ずつＤ１，Ｄ１（Ｄ２，Ｄ
２…の場合も同じ）が出力されるようにすればよい。

【００２３】繰返しデータの発生部２では、前述のよう
に、信号処理の対象にされている標本化周期ＴｓのＮビ
ットの符号情報を、前記のＮビットの符号情報の標本化
周期Ｔｓの１／２（Ｋ＝２の場合）の標本化周期Ｔｓ／
２（Ｋ＝２の場合）を有するＮビットの符号情報が時間
軸上で２個（Ｋ＝２の場合）連続した状態の繰返しデー
タを出力して、それを後述の符号情報の分解能向上用信
号処理部３に供給するから、符号情報の分解能向上用信
号処理部３での信号処理は、図２１の（ｂ）に例示され
ているように、前記した標本化周期Ｔｓ／２（Ｋ＝２の
場合）を有するＮビットの符号情報が時間軸上で２個
（Ｋ＝２の場合）連続した状態の繰返しデータに対して
行なわれることになる。

【００２４】ところで、図２１の（ｂ）における時間軸
上に順次に並ぶデジタル値の大きさの変化態様は、図２
１の（ａ）に示してある時間軸上に順次に並ぶデジタル
値の大きさの変化態様ａ→ｂ→ｄ→ｆ→ｈ→ｉ→ｋ→ｍ
→ｎと同じであるが、前記した図２１の（ａ）の場合に
は、それの標本化周期Ｔｓ毎のＮビットのデジタルデー
タのデジタル値についてのものであるのに対し、図２１
の（ｂ）の場合には、前記した標本化周期Ｔｓの１／２
であるＴｓ／２の時間毎のＮビットのデジタルデータの
デジタル値についてのもので、時間軸上の各点ａ→ｂ→
イ→ｄ→ロ→ｆ→ハ→ｈ→ニ→ｉ→ホ→ｋ→ヘ→ｍ→ｎ
におけるイ，ロ，ハ，ニ，ホ，ヘの各点のデジタル値
も、前記した各点におけるＮビットのデジタルデータの
デジタル値を示しているものである点において相違して
いる。

【００２５】そのために、図２１（ａ）に示されている
時間軸上に順次に並ぶデジタル値の大きさの変化が、Ｎ
ビットの符号情報の標本化周期Ｔｓ毎に生じている場合
には、符号情報の分解能向上用信号処理部３での信号処
理における補間動作が行なわれ得ないのに対し、図２１
（ｂ）に示されている時間軸上に順次に並ぶデジタル値
が、Ｎビットの符号情報の標本化周期Ｔｓ／２の２倍
（Ｋ＝２の場合）毎に生じている場合には、符号情報の
分解能向上用信号処理部３での信号処理における補間動
作が良好に行なわれることになる。

【００２６】次に、繰返しデータの発生部２において、
前述のように信号処理の対象にされている標本化周期Ｔ
ｓのＮビットの符号情報を、前記のＮビットの符号情報
の標本化周期Ｔｓの１／２（Ｋ＝２の場合）の標本化周
期Ｔｓ／２（Ｋ＝２の場合）を有するＮビットの符号情
報が時間軸上で２個（Ｋ＝２の場合）連続した状態の繰
返しデータに変換された状態のＮビットのデジタルデー
タが供給された符号情報の分解能向上用信号処理部３に
おける図２１の（ｂ）に例示されているような標本化周
期Ｔｓ／２（Ｋ＝２の場合）を有するＮビットの符号情
報が時間軸上で２個（Ｋ＝２の場合）連続した状態の繰
返しデータに対する信号処理動作について説明する。

【００２７】符号情報の分解能向上用信号処理部３の構
成例を示している図４において、３ａは繰返しデータの
発生部２から供給されるＮビットの符号情報、すなわ
ち、図１中の入力端子１に供給された信号処理の対象に
されるＮビットの符号情報を、前記のＮビットの符号情
報の標本化周期Ｔｓの１／Ｋ（ただし、Ｋは２以上の自
然数）の標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビットの符号情
報が時間軸上でＫ個連続した状態の繰返しデータとして
出力する繰返しデータの発生部２からの標本化周期Ｔｓ
／Ｋを有する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。以下の設例においては、入力
端子３ａに供給される標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビ
ットの符号情報は、図１中の入力端子１に供給された信
号処理の対象にされるＮビットの符号情報の標本化周期
Ｔｓの１／２の標本化周期Ｔｓ／２（Ｋ＝２の場合）を
有するＮビットの符号情報であるとされている。

【００２８】図４中の入力端子３ａに供給されたＮビッ
トの符号情報は、遅延部１０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１２
（具体的な構成例が図５に例示されている）の入力端子
１２ａ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１２には、入力端子３８から
この符号情報の分解能向上用信号処理部３において信号
処理の対象にされているデジタル信号の標本化周期Ｔｓ
／２（Ｋ＝２の場合）を有するパルスＰｆｓが供給され
ている。

【００２９】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１２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１３
に供給する。前記の（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部１３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１２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１５と切換スイッチ１
７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１４に供給する。そして、前記した
オフセット値発生部１４では、前記の（Ｍ−Ｎ）ビット
信号発生部１３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Ｔｓ／２（Ｋ＝２の場合）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１５に与える。

【００３０】前記した加算器１５は(Ｍ−Ｎ)ビット信号
発生部１３から出力された（Ｍ−Ｎ）ビット信号と、オ
フセット値発生部１４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１７の固定接点ｂ
とＮビット１ＬＳＢオーバーフロー検出部１６とに与え
る。前記のＮビット１ＬＳＢオーバーフロー検出部１６
は、前記した加算器１５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１７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１７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１６
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１７の可動接点ｖは加算部１１に接続されていて、前
記の加算部１１では、遅延部１０から加算部１１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１７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３ｂに送出する。
図２２は符号情報の分解能向上用信号処理部３の他の構
成例を示しているブロック図であり、この図２２に示す
各構成部分において既述した図４中の各構成部分と同一
の構成部分には図４中で使用した図面符号と同一の図面
符号を付してある。図２２に示す符号情報の分解能向上
用信号処理部３は、（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部１３で
発生された（（Ｍ−Ｎ）ビット信号が、直接に加算部１
１に与えられるような構成態様のものである。

【００３１】次に、図６乃至図１９の各図を参照して、
前記した符号情報の分解能向上用信号処理部３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６の（ａ）は、順次の標本化周期Ｔｓ／２
（Ｋ＝２の場合）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６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
６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。

【００３２】前記した図６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ｔ13の変化点ハと、時刻ｔ25の変化点
ニと、時刻ｔ51の変化点リと、時刻ｔ55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ｔ31の変化点ホと、時刻ｔ
37の変化点ヘと、時刻ｔ41の変化点トと、時刻ｔ47の変
化点チと、時刻ｔ63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。

【００３３】図６の（ｂ）は、既述した図６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。

【００３４】さらに、図６の（ｃ）は、図６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５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５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。

【００３５】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
６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７を参照して既述してあると
おりであるが、符号情報の分解能向上用信号処理部３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。

【００３６】すなわち、符号情報の分解能向上用信号処
理部３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６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６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。

【００３７】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６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６の（ｃ）に
示してあるように、デジタル値が増加［図６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６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
６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。

【００３８】次に、（２）図６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。

【００３９】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。

【００４０】それで、前記した符号情報の分解能向上用
信号処理部では、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，
０００１，００１０，００１１，０１００，０１０１，
０１１０，０１１１，１０００，１００１，１０１０，
１０１１，１１００，１１０１，１１１０，１１１１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。

【００４１】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。

【００４２】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８至図１５に例
示されている。

【００４３】次に、図５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１２の具体的な構成態様
と、動作とについて説明する。図５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１２は、信号波
形変化情報の発生部１２Ａと、信号波形変化態様情報の
発生部１２Ｂと、信号波形の変化部分のアドレス発生部
１２Ｃと、変化パターンの判定部１２Ｄ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１２の入力端子１２ａ（図４中の入力端
子１２ａ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３
８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の２倍の標本化周波数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８８.２ＫＨｚの繰返し周波数ｆsのパル
スが使用される。

【００４４】信号波形の変化態様の検出と変化パターン
の判定部１２の入力端子１２ａを介して信号波形変化情
報の発生部１２Ａ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１９におけるＡ入力端子と、Ｄ型フリップフ
ロップ１８のデータ端子と、比較器２０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１８
のクロック端子には、入力端子３８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１９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１８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１８は、それのク
ロック端子へ、入力端子３８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１８のＱ端子から、１標本化周期
前にＤ型フリップフロップ１８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１９におけるＢ入力端子に入
力させるとともに、比較器２０におけるＢ入力端子にも
入力させる。

【００４５】前記したマグニチュードコンパレータ１９
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。

【００４６】一方、信号波形変化情報の発生部１２Ａに
おける前記の比較器２０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６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１２ＢにおけるＤ型フリップフロップ２４のデ
ータ端子に供給する。

【００４７】また、前記した比較器２０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６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１２ＢにおけるＤ型フリップフロップ２４の
データ端子に供給する。

【００４８】前記した信号波形変化情報の発生部１２Ａ
におけるマグニチュードコンパレータ１９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２１に供給されている。前記したオア回路２１の
出力は、前記したマグニチュードコンパレータ１９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２
１からの出力信号は、アンド回路２２に供給されてお
り、また、前記のアンド回路２２にはゲートパルスとし
てＰｆｓバーが供給されている。前記のゲートパルスＰ
ｆｓ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２２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
２２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１２ＢにおけるＤ型フリップフロッ
プ２４〜２７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１２ＣにおけるＤ型フリップフロップ２
８〜３１のクロック端子とに供給される。

【００４９】前記した信号波形の変化部分のアドレス発
生部１２ＣにおけるＤ型フリップフロップ２８のデータ
端子には、アドレスカウンタ２３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２８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６中
のイ〜ヲ）毎に、信号波形変化情報の発生部１２Ａにお
けるアンド回路２２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。

【００５０】それで、信号波形変化態様情報の発生部１
２Ｂにおける各Ｄ型フリップフロップ２４〜２７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６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１２Ｂの各Ｄ型フリップフロ
ップ２４〜２７における各Ｑ端子から変化パターン判定
部１２Ｄには、図６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（００００，０００１，０
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１２ＣのＤ型フリップフロッ
プ２８〜３１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６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１２Ｄに与え
られる。

【００５１】前記した変化パターンの判定部１２Ｄ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００００，０００
１，００１０，００１１，０１００，０１０１，０１１
０，０１１１，１０００，１００１，１０１０，１０１
１，１１００，１１０１，１１１０，１１１１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１２Ｂの各Ｄ型フリップフロップ２４〜２７のそれ
ぞれのＱ端子から変化パターン判定部１２Ｄ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６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
６における４個の変化点ヘ〜リの場合には数値０００
１）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。

【００５２】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１２Ｄ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１２Ｄ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１２の出力端子１２ｂを介して、(Ｍ−Ｎ)ビット信
号発生部１３に供給する。

【００５３】（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部１３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、００００，００
０１，００１０，００１１，０１００，０１０１，０１
１０，０１１１，１０００，１００１，１０１０，１０
１１，１１００，１１０１，１１１０，１１１１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。

【００５４】そして、（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部１３
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。

【００５５】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１２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１３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。

【００５６】図８乃至図１５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）。

【００５７】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。

【００５８】ところで、前記の図８乃至図１５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８至図１５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。

【００５９】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１２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１３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８乃至図１５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。

【００６０】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１２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１３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１６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。

【００６１】図１６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
６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１６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１６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１６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。

【００６２】前記した図１６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１６の(ａ）〜(ｄ）における＃１，＃
２，＃３，＃４等の表示は、既述した図８乃至図１５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１６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１６の（ａ），（ｂ）における
３番目の変化点＃３のｃｄ間、及び図１６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。

【００６３】まず、図１６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。

【００６４】次に、図１６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。

【００６５】次いで、図１６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１６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）｝

【００６６】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。

【００６７】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１６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１６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）

【００６８】次に、Ｈｃが１よりも大きい場合におけ
る図１６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１６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）｝

【００６９】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８乃至図１５に示した８種類と、図８乃至
図１５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８乃至図１５にも
例示されているように、それぞれ４種類ずつある。

【００７０】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１３では、図１６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。

【００７１】前記した(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部１３
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。

【００７２】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６の（ｃ）の
ような波形｝について、図８乃至図１５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。

【００７３】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１５に
供給するとともに、切換スイッチ１７の固定接点ａにも
供給する。なお図６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６の(ａ）の波形と図６の(ｃ）
波形との対応関係に着目されるとよい]。

【００７４】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１３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。

【００７５】前記のようにして、(Ｍ−Ｎ)ビット信号発
生部１３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１８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１３から出力
される。

【００７６】前述のように前記の符号情報の分解能向上
用信号処理部では、(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部１３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１４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１８に示されている状態から図１９に示されている状
態に変更することができる。

【００７７】さて、前記した(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部
１３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１８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
タ等を記憶させてある。そこで、図４中のオフセット値
発生部１４では、前記した(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部１
３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１８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て、前記した
(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部１３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１８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１９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。

【００７８】図１９中に示されている直線ａｒは、図１
８中に示されている直線ａｒと対応しており、また図１
９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１８中におけるａ，ｃ，
ｅ，ｇ，ｉ，ｋ，ｍ，ｐと対応している。図１９中にお
いては、図面の記載内容を簡単化するために、図１８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１９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１９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１８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。

【００７９】次に、図１９の（ａ）を参照して、オフセ
ット値発生部１４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１４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１８中に示されている直線ａｒと対
応している図１９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。

【００８０】図１９の（ｃ）は、(Ｍ−Ｎ)ビット信号発
生部１３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１８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１４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１９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
１３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１８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。

【００８１】図１９の(ｃ）において、Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3の
各点を結ぶ直線Ｌは、図１８及び図１９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１９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１９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。

【００８２】オフセット値発生部１４では、図１９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の１／２
として表わされる）とを用いて、ｄ＝（Ｔｓ／４）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１
ＬＳＢ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。

【００８３】前記のオフセット値発生部１４から発生さ
れた所定のオフセット値ｄは、加算器１５に供給され
る。加算器１５では(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部１３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１４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
１７の固定接点ｂに与えるとともに、Ｎビット １ＬＳ
Ｂオーバーフロー検出部１６とに供給する。前記のＮビ
ット １ＬＳＢオーバーフロー検出部１６では、前記し
た加算器１５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１７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。

【００８４】それで、前記した加算器１５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１５からの出力データ、すなわち
(Ｍ−Ｎ)ビット信号発生部１３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１４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１７の固定接点ｂと可動接点ｖとを介して加
算部１１に供給され、また、前記した加算器１５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１３
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１７の固定接
点ａと可動接点ｖとを介して加算部１１に供給される。

【００８５】前記の加算部１１では、切換スイッチ１７
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１０から加算部１１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、符号情報の分解
能向上用信号処理部３における加算部１１から出力端子
３ｂに送出されるＭビットのデジタル信号の状態は図１
９の（ａ）に示されるとおりであり、図１８を参照して
既述した既提案の情報信号処理装置で得られる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１９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１８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。

【００８６】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１７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。

【００８７】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１６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。

【００８８】前記した符号情報の分解能向上用信号処理
部３の出力端子３ｂから順次に出力されるＭビットの符
号情報は、既述のように繰返しデータの発生部２で発生
された、信号処理の対象にされている標本化周期Ｔｓの
Ｎビットの符号情報を、前記のＮビットの符号情報の標
本化周期Ｔｓの１／２（Ｋ＝２の場合）の標本化周期Ｔ
ｓ／２（Ｋ＝２の場合）を有するＮビットの符号情報が
時間軸上で２個（Ｋ＝２の場合）連続した状態の繰返し
データが、符号情報の分解能向上用信号処理部３におけ
る前記したような信号処理動作によって、標本化周期Ｔ
ｓ／２（Ｋ＝２の場合）を有するＭビットの符号情報が
時間軸上で２個（Ｋ＝２の場合）連続した状態の繰返し
データであるが、それはローパスフィルタ４に供給され
る。前記のローパスフィルタ４としては、信号処理の対
象にされている標本化周期ＴｓのＮビットの符号情報の
標本化周期Ｔｓに対応する標本化周波数ｆｓ／２につい
て定まるナイキスト周波数ｆｓ／４を遮断周波数とする
ものが使用される。図２０は前記した遮断周数が２４Ｋ
Ｈｚとなるように構成させたデジタルローパスフィルタ
の通過帯域特性例を示している。

【００８９】図１の（ａ）に例示されている本発明の情
報信号処理装置では、前記したローパスフィルタ４から
出力された標本化周期Ｔｓ／２（Ｋ＝２の場合）を有す
るＭビットの符号情報が時間軸上で２個（Ｋ＝２の場
合）連続した状態の繰返しデータが出力端子６に送出さ
れる。また、前記した図１の（ａ）に例示されている本
発明の情報信号処理装置に設けられるフィルタ４、すな
わち、情報信号処理装置において信号処理の対象にされ
ているＮビットの符号情報の標本化周期Ｔｓに対応する
標本化周波数ｆｓ／２（Ｋ＝２の場合）について定まる
ナイキスト周波数ｆｓ／４を遮断周波数とするローパス
フィルタとして、前記した標本化周期Ｔｓ／２（Ｋ＝２
の場合）を有するＭビットの符号情報を間引いて（デシ
メーション）標本化周期がＴｓであるようなＭビットの
符号情報を発生させる機能を備えたものを使用した場合
には、前記したローパスフィルタ４から出力端子６に対
して、標本化周期Ｔｓを有するＭビットの符号情報が出
力される。

【００９０】また、図１の（ｂ）に例示されている本発
明の情報信号処理装置では、前記したローパスフィルタ
４から出力された標本化周期Ｔｓ／２（Ｋ＝２の場合）
を有するＭビットの符号情報が時間軸上で２個（Ｋ＝２
の場合）連続した状態の繰返しデータが、データの間引
き部５を介して出力端子６に送出される。前記したデー
タの間引き部５としては、例えばＦＩＲデジタルフィル
タによるデシメーション・フィルタを用いたり、あるい
はスイッチング回路を用いることができる。そして、前
記の間引き部５から出力端子６に対しては、標本化周期
Ｔｓを有するＭビットの符号情報が出力される。

【００９１】前述のように本発明の情報信号処理装置で
は、情報信号処理装置において信号処理の対象にされ
ているＮビットの符号情報の標本化周期Ｔｓの１／２
（Ｋ＝２の場合）の標本化周期Ｔｓ／２（Ｋ＝２の場
合）を有するＭビットの符号情報が時間軸上で２個（Ｋ
＝２の場合）連続した状態の繰返しデータが出力端子６
に送出させるように構成態様として実施したり、情報
信号処理装置において信号処理の対象にされているＮビ
ットの符号情報の標本化周期Ｔｓを有するＭビットの符
号情報を出力させるように構成態様として実施したりし
ているが、前記ののような構成態様として本発明を実
施した場合には、例えばＤＡＴの符号情報の信号処理
を、ＤＶＤの記録再生装置によって行なわせるような場
合に使用でき、また、前記ののような構成態様として
本発明を実施した場合には、例えばコンパクトディスク
の符号情報の信号処理を、コンパクトディスクの記録再
生装置によって行なわせたりする場合に使用できる。

【００９２】

【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装置では、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
ビットの符号情報を、Ｍ＞Ｎの関係にあるＭビットの符
号情報に変換する信号処理装置に関し、信号処理の対象
にされるＮビットの符号情報を、前記Ｎビットの符号情
報の標本化周期をＴｓとしたときに、１／Ｋ（ただし、
Ｋは２以上の自然数）の標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮ
ビットの符号情報が時間軸上でＫ個連続した状態の繰返
しデータに変換させる繰返しデータの発生部によって、
標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビットの符号情報が時間
軸上でＫ個連続した状態の繰返しデータに変換し、前記
した繰返しデータの発生部から順次に出力された標本化
周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビットの符号情報を、符号情報
の分解能向上用信号処理部において、２のＭ乗分の１の
分解能を有するデジタル信号に変換するとともに、（Ｍ
−Ｎ）ビットの付加符号情報を得て、それを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、前記のＭビットの符号情報を、Ｎビットの符
号情報の標本化周期Ｔｓに対応する標本化周波数につい
て定まるナイキスト周波数を遮断周波数とするローパス
フィルタを介して、標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＭビッ
トの符号情報を出力させたり、あるいは前記した標本化
周期Ｔｓ／Ｋを有するＭビットの符号情報を間引いて標
本化周期がＴｓであるようなＭビットの符号情報を出力
させる情報信号処理装置であるから、この本発明の情報
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装置ではビット数増加の補
正動作が行なわれ得なかったデジタル値の変化状態の場
合についても、良好に補正動作が行なわれて、それによ
り既提案の信号処理装置によって得られるデジタル信号
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装置の構成例を示すブロ
ック図である。

【図２】繰返しデータの発生部の構成例を示すブロック
図である。

【図３】繰返しデータの発生部の構成原理及び動作原理
を説明するための図である。

【図４】情報信号処理装置で使用される符号情報の分解
能向上用信号処理部の構成例を示すブロック図である。

【図５】図４中にブロック１２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の構成例を
示すブロック図である。

【図６】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７】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１４】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１５】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１６】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１７】補間の状態を説明するための曲線図である。

【図１８】既提案の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１９】符号情報の分解能向上用信号処理部で得られ
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２０】ローパスフィルタの通過特性例図である。

【図２１】繰返しデータの発生部を使用しない場合と使
用した場合との差の説明に用いられる図である。

【図２２】情報信号処理装置で使用される符号情報の分
解能向上用信号処理部の構成例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…信号処理の対象にされるＮビットの符号情報の入力
端子、２…繰返しデータの発生部、３…符号情報の分解
能向上用信号処理部、４…ローパスフィルタ、５…デー
タの間引部、６…出力端子、７…直列並列変換器、８…
ラッチメモリ、９…並列直列変換器、１０…遅延部、１
１…加算部、１２…信号波形の変化態様の検出と変化パ
ターンの判定部、１２Ａ…信号波形変化情報の発生部、
１２Ｂ…信号波形変化態様情報の発生部、１２Ｃ…信号
波形の変化部分のアドレス発生部、１２Ｄ…変化パター
ンの判定部、１３…（Ｍ−Ｎ）ビット信号発生部、１４
…オフセット値発生部、１５…加算器、１６…Ｎビット
１ＬＳＢオーバーフロー検出部、１７…切換スイッチ、
１８，２４〜３１…Ｄ型フリップフロップ、１９…マグ
ニチュードコンパレータ、２０…比較器、２１…オア回
路、２２…アンド回路、２３…アドレスカウンタ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/36 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信号
   処理装置であって、信号処理の対象にされるＮビットの
   符号情報を、前記Ｎビットの符号情報の標本化周期をＴ
   ｓとしたときに、１／Ｋ（ただし、Ｋは２以上の自然
   数）の標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビットの符号情報
   が時間軸上でＫ個連続した状態の繰返しデータを発生さ
   せる繰返しデータの発生手段と、前記した繰返しデータ
   の発生手段から順次に出力されたＮビットの符号情報に
   ついて、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、前記した順次の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（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
   報を生成させるビット数増加手段と、前記のビット数増
   加手段から出力されたＭビットの符号情報を、Ｎビット
   の符号情報の標本化周期Ｔｓに対応する標本化周波数に
   ついて定まるナイキスト周波数を遮断周波数とするロー
   パスフィルタを介して、標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＭ
   ビットの符号情報を出力する手段とを備えてなる情報信
   号処理装置。
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信号
   処理装置であって、信号処理の対象にされるＮビットの
   符号情報を、前記Ｎビットの符号情報の標本化周期をＴ
   ｓとしたときに、１／Ｋ（ただし、Ｋは２以上の自然
   数）の標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビットの符号情報
   が時間軸上でＫ個連続した状態の繰返しデータを発生さ
   せる繰返しデータの発生手段と、前記した繰返しデータ
   の発生手段から順次に出力されたＮビットの符号情報に
   ついて、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てＭビットの符号情報
   を生成させるビット数増加手段と、前記のビット数増加
   手段から出力されたＭビットの符号情報を、Ｎビットの
   符号情報の標本化周期Ｔｓに対応する標本化周波数につ
   いて定まるナイキスト周波数を遮断周波数とするローパ
   スフィルタを介して、標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＭビ
   ットの符号情報を出力する手段とを備えてなる情報信号
   処理装置。
3. 【請求項３】 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信号
   処理装置であって、信号処理の対象にされるＮビットの
   符号情報を、前記Ｎビットの符号情報の標本化周期をＴ
   ｓとしたときに、１／Ｋ（ただし、Ｋは２以上の自然
   数）の標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビットの符号情報
   が時間軸上でＫ個連続した状態の繰返しデータを発生さ
   せる繰返しデータの発生手段と、前記した繰返しデータ
   の発生手段から順次に出力されたＮビットの符号情報に
   ついて、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、前記した順次の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（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
   報を生成させるビット数増加手段と、前記のビット数増
   加手段から出力されたＭビットの符号情報を、Ｎビット
   の符号情報の標本化周期Ｔｓに対応する標本化周波数に
   ついて定まるナイキスト周波数を遮断周波数とするロー
   パスフィルタを介して、標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＭ
   ビットの符号情報を出力する手段と、前記した標本化周
   期Ｔｓ／Ｋを有するＭビットの符号情報を間引いて標本
   化周期がＴｓであるようなＭビットの符号情報を発生さ
   せる手段とを備えてなる情報信号処理装置。
4. 【請求項４】 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信号
   処理装置であって、信号処理の対象にされるＮビットの
   符号情報を、前記Ｎビットの符号情報の標本化周期をＴ
   ｓとしたときに、１／Ｋ（ただし、Ｋは２以上の自然
   数）の標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＮビットの符号情報
   が時間軸上でＫ個連続した状態の繰返しデータを発生さ
   せる繰返しデータの発生手段と、前記した繰返しデータ
   の発生手段から順次に出力されたＮビットの符号情報に
   ついて、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てＭビットの符号情報
   を生成させるビット数増加手段と、前記のビット数増加
   手段から出力されたＭビットの符号情報を、Ｎビットの
   符号情報の標本化周期Ｔｓに対応する標本化周波数につ
   いて定まるナイキスト周波数を遮断周波数とするローパ
   スフィルタを介して、標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＭビ
   ットの符号情報出力する手段と、前記した標本化周期Ｔ
   ｓ／Ｋを有するＭビットの符号情報を間引いて標本化周
   期がＴｓであるようなＭビットの符号情報を発生させる
   手段とを備えてなる情報信号処理装置。
5. 【請求項５】 Ｎビットの符号情報の標本化周期Ｔｓに
   対応する標本化周波数について定まるナイキスト周波数
   を遮断周波数とするローパスフィルタとして、標本化周
   期Ｔｓ／Ｋを有するＭビットの符号情報出力する手段
   と、前記した標本化周期Ｔｓ／Ｋを有するＭビットの符
   号情報を間引いて標本化周期がＴｓであるようなＭビッ
   トの符号情報を発生させる機能を備えたものを使用する
   請求項１または２の情報信号処理装置。