JPH05183445A - ランレングス１／ｎ圧縮フローティング符号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力レベルの広い範囲において、復号化後の
瞬時ＳＮ比が聴覚検知限界４８ｄＢ以上となる圧縮デー
タを得る符号装置を提供する。 【構成】 圧縮手段３はメモリで構成されており、元デ
ータの上位ランレングスを１／ｎに圧縮して格納するシ
フトメモリと、ランレングスを圧縮する時の圧縮剰余デ
ータを記憶するメモリから順次読み出して、フローティ
ング符号データを出力する。ランレングスが小さい時、
指数部語長は小さいので仮数部語長が大きくできて表現
精度を高められる。ランレングスが大きい時、指数部語
長は大きいのでレンジを細かく表現できて入力レベルの
範囲すなわちダイナミックレンジが広がる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイメージデータの高品質
な記録伝送に用いる符号圧縮装置であって、特に広い入
力範囲に渡って瞬時Ｓ／Ｎ比特性が良好なランレングス
１／ｎ圧縮フローティング符号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の衛星ＰＣＭ放送やデジタル・オー
ディオ・テープレコーダ（以下、ＤＡＴと略す）におい
ては、圧縮による品質劣化を抑えながらハードウェア量
とのトレードオフを考慮し、比較的軽い圧縮率を採用し
ている。これらの例としては折れ線符号があり、ＤＡＴ
においては１２ビットの１３折れ線符号が用いられてい
る。詳細な技術規格は日本電子機械工業会発行の「ＥＩ
ＡＪ ＣＰ−２３０５ＤＡＴ Ｃａｓｓｅｔｔｅ Ｓｙ
ｓｔｅｍ Ｐａｒｔ１： Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｎｄ
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ」に示されている。

【０００３】図１９（ｂ）はＤＡＴに使用されている１
３折れ線符号（１２ビット）の変換方法を説明する図で
あり、正の範囲を示す。図中の枠内において（）内の数
字は１０進数、それ以外の数字は２進数である。２進数
の最上位ビット（以下、ＭＳＢという）は極性ビットＰ
であり、正の範囲では「０」、負の範囲では「１」であ
る。図中の「ＡＢＣＤＥＦＧＨ」は「０００００００
０」から「１１１１１１１１」までの値であり、「＊」
は任意の２進数である。また、Ｌ０は元データの極性ビ
ットを除いた上位で「０」が連続する連続データＱ０の
ランレングスである。

【０００４】以上のような符号方法について、以下その
手順について説明する。図１９（ｂ）は符号化と復号化
の変換を具体的に示す図である。

【０００５】先ず、１３折れ線符号（１２ビット）の符
号化の方法および装置について説明する。１６ビットの
領域を正の範囲で７分割し、それぞれの領域に応じてシ
フト量を操作する。同図より明らかな通り、領域分割は
ＭＳＢ側から見て初めに「１」のある位置により行え
る。言い換えると、極性ビットを除いた「０」の連続デ
ータのランレングスＬ０で決定できる。ランレングスＬ
０を「０」から「７以上」までの８通りとし、Ｌ０の補
数をレンジデータとして指数表現する。例えば、元デー
タが「１２１６（１０進）」すなわち「０００００１０
０１１００００００（２進）」の場合、連続データＱ０
のランレングスＬ０は「４」となる。レンジデータＱ２
は「１００」を反転した「０１１」である。また、「Ａ
ＢＣＤＥＦＧＨ」は「００１１００００」である。従っ
て、出力データは「００１１００１１００００」とな
る。図１９（ａ）は上記の概念を図式化して示した図で
ある。出力データは極性ビットＰと、領域を表すレンジ
データＱ２と、シフトした仮数データＤ２とを合成して
１２ビットにする。レンジデータＱ２は固定語長であ
り、３ビットである。元データが２’Ｓ（トゥーズ）コ
ンプリメンタリである場合には、負の範囲はＰ以下のビ
ットを全てビット反転させることにより、正の範囲と全
く同様の符号化ができる。このように、負の範囲でビッ
ト反転させた符号を折り返し２進符号と呼ぶ。以下の説
明は特に断らない限り、折り返し２進符号を用いること
にするが、２’Ｓコンプリメンタリとの変換は相互に可
能である。

【０００６】次に、１３折れ線符号（１２ビット）の復
号化の方法および装置について説明する。

【０００７】復号化は、折れ線符号のレンジデータＱ２
の位置が既知であるので、極性ビットＰの以降３ビット
をみて、指数部すなわちレンジを再生する。仮数データ
Ｄ２の位置も既知であるので、レンジデータＱ２によっ
て直線符号（１６ビット）のランレングスＬ０を復元
し、反転ビットＴ０と、その後に仮数データＤ２を付け
る。元データの符号長Ｗ０に満たない時は、固定値を充
てる。このような手順に従って、復号化の処理を行う。

【０００８】以上説明した符号化および復号化を行う
と、情報の丸めにより表現精度が変更される。情報の丸
めはシフト操作により発生する。ランレングスＬ０が
「６」と「７以上」では同じとするので、シフトは７種
類となる。よって、正と負で１４種類となるが、中心の
領域では正と負で同じシフト操作をするので、全領域の
入出力特性は１３種類の折れ線で表すことができる。

【０００９】図１９（ｂ）のそれぞれの領域において、
表現精度すなわち分解能はランレングスＬ０によって変
化する。ランレングスＬ０が「０」ないし「６」の時、
分解能は語長換算のビット数で１０ビットないし１６ビ
ットである。

【００１０】以上説明した内容を（表１）にまとめて示
す。

【００１１】

【表１】

【００１２】図２０は従来の折れ線符号を用いた符号装
置の圧縮符号を復号装置で復号して伸長した復元符号の
特性図である。同図の横軸に入力レベル、縦軸に瞬時Ｓ
／Ｎ比を示す。ただし、瞬時Ｓ／Ｎ比は矩形波のＳ／Ｎ
比向上分の約２ｄＢを、簡単のため省略している。同図
において、Ｚ１は１３折れ線符号（１２ビット）の特性
を示すものである。Ｚ１について説明する。入力レベル
０ｄＢは符号で表現できる最大の正弦波の振幅を基準に
する。直線符号の「Ｐ１１１１１１１１１１１１１１
１」がこれに相当する。入力レベル０ｄＢないし−６ｄ
Ｂの範囲では直線符号で「Ｐ１＊＊＊・・・」となり、
（表１）よりランレングスＬ０が「０」であるので分解
能は１０ビットである。１０ビットデータの量子化ノイ
ズは１ビット当り−６ｄＢとして−６０ｄＢになる。従
って、入力レベル０ｄＢないし−６ｄＢの瞬時Ｓ／Ｎ比
は６０ｄＢないし５４ｄＢとなる。

【００１３】次に、入力レベル−６ｄＢないし−１２ｄ
Ｂの範囲では直線符号で「Ｐ０１＊＊＊・・・」とな
り、（表１）よりランレングスＬ０が「１」であるので
分解能は１１ビットである。１１ビットデータの量子化
ノイズは−６６ｄＢになる。従って、瞬時Ｓ／Ｎ比は６
０ｄＢないし５４ｄＢとなる。以下同様に、−９６ｄＢ
までの領域で瞬時Ｓ／Ｎ比を求め、特性曲線にしたのが
Ｚ１である。ここで、入力レベル−３６ｄＢ以下では直
線符号（１６ビット）の特性曲線と同じになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の装置では、瞬時Ｓ／Ｎ比が最良でも６０ｄＢしかな
く、さらに微小な入力レベルでは直線符号（１６ビッ
ト）と同様に瞬時Ｓ／Ｎ比が低下する。過大入力に対す
るマージン（ヘッドルーム）確保が要求される業務用の
デジタル記録再生装置では、平均入力レベルを低く設定
して記録するので、実質的に利用するダイナミックレン
ジが狭くなること、および、入力レベルのかなりの範囲
で瞬時Ｓ／Ｎ比が不十分となるので、増幅・減衰を繰り
返す編集では劣化が増大するといった問題を有してい
る。前述の通り、この問題は直線符号（１６ビット）で
あっても同様である。

【００１５】好ましくは、聴覚検知限界約４８ｄＢ以上
の瞬時Ｓ／Ｎ比特性を入力レベル０ないし−９６ｄＢの
広い範囲において満たすことが要求される。

【００１６】そのための改良方法として、従来の１３折
れ線符号（１２ビット）を１６ビットに拡張する方法が
容易に考えられる。（表２）は直線符号（２０ビット）
から折れ線符号（１６ビット）に変換する方法について
示すものである。（表２）において、仮数データＤ２の
語長が１２になるので、全体に分解能が４ビット増加す
る。

【００１７】

【表２】

【００１８】（表２）に示す折れ線符号（１６ビット）
を用いて圧縮符号を復号して伸長する復元符号の特性図
は図２０中のＺ２のようになる。この改良された方法に
よる装置では瞬時Ｓ／Ｎ比が全領域で２４ｄＢだけ向上
するが、入力レベル−７２ｄＢないし−９６ｄＢの範囲
では瞬時Ｓ／Ｎ比が４８ｄＢ以下であり不十分である。
従って、この信号を増幅器で増幅すれば、その量子化ノ
イズが聴覚検知されるという問題を有している。

【００１９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、入力レベル０ないし−９６ｄＢの広い範囲におい
て、瞬時Ｓ／Ｎ比の聴覚検知限界である約４８ｄＢ以上
を確保することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のランレングス1/ｎ圧縮フローティング符号装
置は、上位で所定論理のビットが連続する連続データＱ
０とＱ０の連続性をブレークする反転ビットＴ０および
Ｔ０以降の下位データＤ０で構成される直線符号を入力
する入力部と、Ｑ０のランレングスを１／ｎに圧縮した
Ｑ１を格納するとともにＱ１の連続性をブレークする反
転ビットＴ１とＤ０を丸めた仮数データＤ１を格納する
圧縮手段と、Ｑ０のランレングスを１／ｎに圧縮する時
に生じる剰余Ｆ１を表す圧縮剰余データＣ１を記憶する
Ｃ１メモリと、圧縮手段から圧縮連続データＱ１および
反転ビットＴ１を読み出し、Ｃ１メモリから圧縮剰余デ
ータＣ１を読み出し、圧縮手段から仮数データＤ１を読
み出して圧縮データを出力する出力部とを備えている。

【００２１】ただし、連続データＱ０のランレングスを
Ｌ０、圧縮連続データＱ１のランレングスをＬ１、ｎを
２以上の整数とするとき、 Ｌ１＝ｉｎｔ（Ｌ０／ｎ） Ｆ１＝Ｌ０ ｍｏｄ ｎ とする。

【００２２】

【作用】本発明は上記した装置により、入力部から取り
込んだ元データの冗長なランレングスＬ０を約１／ｎに
圧縮して圧縮手段に格納する。同時にＣ１メモリは圧縮
時に生じる剰余Ｆ１を表す圧縮剰余データＣ１を記憶す
る。出力部は圧縮手段から圧縮したデータを、そして圧
縮剰余データＣ１メモリから圧縮剰余データＣ１を読み
出して圧縮データを出力する。

【００２３】圧縮データは圧縮連続データと反転ビット
と圧縮剰余データとで指数部すなわちレンジを構成す
る。指数部すなわちレンジは元データのランレングスに
応じて変化する。すなわち、元データのランレングスが
小さい時は指数部すなわちレンジを少ないビット数で特
定し、ランレングスが大きくなるとビット数をさらに割
り当てて指数部すなわちレンジを特定する。また、符号
全体の語長が有限で所定の値とする場合、仮数部へ割り
当てるビット数がランレングスに応じて変更される。こ
れらの作用により、出力部から出力する圧縮符号の表現
する空間が拡張され、また表現精度を最大にできる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２５】図１は本発明の第１の実施例におけるラン
レングス１／２圧縮フローティング符号装置の構成を示
す概略ブロック図である。図面とともに動作を説明す
る。

【００２６】２’Ｓコンプリメントで表現されるＭＳＢ
ファーストのシリアルデータが入力部１へ入力される。
入力部１で２’Ｓコンプリメントから折り返し２進符号
へ変換する。折り返し２進符号へ変換するのは以降の処
理が簡単になるためである。入力部１において、極性ビ
ットであるＭＳＢをＭＳＢメモリ２に格納しておき、格
納されたＭＳＢでＭＳＢ以下のビットを反転して変換す
る。折り返し２進符号は圧縮手段３へ供給するととも
に、Ｃ１メモリ４へも供給する。圧縮手段３はシフトイ
ネーブル機能付きのシフトレジスタで構成する。すなわ
ち、入力データのうちランレングスの部分についてはシ
フトのイネーブルを１つおきにすることにより、ランレ
ングスを２／ｎに圧縮して圧縮手段３の内部へ格納す
る。Ｃ１メモリ４は圧縮手段３で１つおきに間引く際の
剰余をタイミング生成部６のカウンタ値をデコードする
ことにより得てメモリに格納する。これらのデータを出
力部５で多重化した後、逆変換した２’Ｓコンプリメン
トの出力データとして出力する。タイミング生成部６は
各部にそれぞれのタイミング信号を供給する。

【００２７】図２は第１の実施例における概略の動作タ
イミング図である。入力データの形式は前記したように
２’Ｓコンプリメントで表現されるＭＳＢファーストの
シリアルデータであり、２８ビットデータを前詰めにし
て入力される。ＳＦＣＫはそのビットクロックでありサ
ンプリング周波数の６４倍のクロックであり、Ｌチャン
ネルとＲチャンネルを多重しているのでＬチャンネルだ
けでは３２クロック分の時間が割り当てられる。ＬＲＣ
ＫはＬチャンネルとＲチャンネルを識別するクロックで
ある。後ろの４ビットはゼロデータで埋められる。この
ような入力データのＬチャンネル分を次のＲチャンネル
の入力タイミングで出力する。圧縮してビット数を１６
にした出力データはＳＦＣＫの２周期で１ビットを出力
する。他の方法としてはＳＦＣＫの１周期で１ビットを
出力し入力データと同様に前詰めとしてもよい。Ｒチャ
ンネルのデータを圧縮するには図１の符号装置８を２つ
配置して並列処理する。図３はＬチャンネルとＲチャン
ネルを圧縮する符号装置のブロック図である。図３にお
いて、符号装置８Ａと符号装置８Ｂは同じ装置であり、
ＬＲＣＫの表と裏でそれぞれ動作するよう入力８０２Ｂ
の前にインバータ９０を入れる。出力データ８０４Ａと
出力データ８０４Ｂはマルチプレクサ９１で多重して多
重出力データ９０４を出力データＣＭＰＤとして出力す
る。

【００２８】以下さらに詳細に説明する。図４は圧縮手
段３の具体回路図である。圧縮手段は２種類１４個のシ
フトレジスタで構成される。シフトレジスタ３０１は非
同期セット付き同期イネーブル型シフトレジスタであ
り、シフトレジスタ３０２ないし３１４は非同期リセッ
ト付き同期イネーブル型シフトレジスタである。これら
を順次シリアルに接続し、共通のクロックＳＦＣＫと、
共通のイネーブル信号ＳＦＥＮと、共通の非同期ロード
信号ＮＬ０Ｔを供給する。同図において、入力データＳ
ＩＤＴはイネーブル信号ＳＦＥＮが論理「Ｈ」の時クロ
ックＳＦＣＫの立ち上がりでシフトレジスタ３０１にラ
ッチされ、同時に内部データは順次右側へシフトする。
非同期ロード信号ＮＬ０Ｔを供給すると、ダイレクトに
データ”１００・・・０”が内部にロードされる。図５
（ａ）および図５（ｂ）はそれぞれシフトレジスタ３０
１，シフトレジスタ３０２ないし３１４の内部回路図で
ある。基本回路であるので動作説明は省略する。

【００２９】図６はＭＳＢメモリ２の具体回路図であ
る。入力データＡＤＤＡＴを端子２０１から入力し、セ
レクタ２１とＤ型フリップフロップ（以下、ＤＦＦとい
う）２２で構成する同期イネーブル付きＤＦＦでＭＳＢ
をラッチする。ＭＳＢファーストのデータであるのでＬ
チャンネルの最初のビットスロットで論理「Ｌ」になる
ＮＬ０Ｔでイネーブルにする。ラッチしたデータは次の
Ｌチャンネルデータがくるまで保持される。

【００３０】図７はＣ１メモリ４の具体回路図である。
４１はＪＫ型フリップフロップ（以下、ＪＫＦＦとい
う）である。折り返し２進符号にした入力データＳＩＤ
ＴのＭＳＢを除いたデータを入力端子Ｋへ供給し、最初
に現れる論理「Ｈ」で出力端子Ｑを論理「Ｈ」に保持す
る。また、Ｌ２７ＴとオアをとっているのでＬチャンネ
ルの第２７ビット以降のタイミングでは必ず出力端子Ｑ
が論理「Ｈ」に保持される。この出力端子Ｑのデータを
ＬＤＡＴ０とする。セレクタ４２とＤＦＦ４３からなる
同期イネーブル付きＤＦＦの入力データとしてＢＩＴＡ
Ｄ０を供給する。ＢＩＴＡＤ０はＬチャンネルのビット
スロットの番号をアドレスデータとするもののＬＳＢで
ある。したがって、ビットスロットの番号の奇遇を表
す。イネーブルデータはＬＤＡＴ０を供給する。ただ
し、イネーブルデータが論理「Ｌ」の時データラッチ
し、論理「Ｈ」のときデータを保持する。したがって、
ＬＤＡＴ０が論理「Ｈ」になるとその時のＢＩＴＡＤ０
すなわちビットスロットの番号の奇遇をラッチして以降
これを保持する。この保持したデータをＬＣ１として出
力する。なお、ＪＫＦＦ４１はＬチャンネルの初期にＮ
Ｌ０Ｔで初期化される。

【００３１】図８はタイミング生成部６の具体回路図で
ある。内部の動作説明については省略し、出力の信号に
ついて説明する。

【００３２】ＬＳＲＥＮＤはＬチャンネルの初期に論理
「Ｌ」にし、ＬチャンネルのＥＳＲ１４の論理「Ｈ」で
論理「Ｈ」を保持する。すなわち、圧縮手段３にロード
した”１００００・・・０”のデータが順次シフトして
シフトレジスタ３０１の”１”がＥＳＲ１４に到達した
らＬＳＲＥＮＤが論理「Ｈ」を保持する。

【００３３】ＳＦＥＮは圧縮手段３のシフトイネーブル
を制御するのに使うので、ＳＩＤＴのシフトインと圧縮
データのシフトアウトで切り換えている。

【００３４】ＳＩＤＴのシフトイン時には、ＮＬ０Ｔが
論理「Ｈ」で、ＬＳＲＥＮＤが論理で、ＬＤＡＴ０が論
理「Ｈ」なら論理「Ｈ」を出力する。また、ＮＬ０Ｔが
論理「Ｈ」で、ＬＳＲＥＮＤが論理「Ｌ」で、ＬＤＡＴ
０が論理「Ｌ」ならＢＩＴＡＤ０が論理「Ｌ」の時に論
理「Ｈ」を出力する。

【００３５】圧縮データのシフトアウト時には、ＥＳＲ
１４から圧縮されたランレングスの直後にある反転ビッ
トＴ０を検出してＲＳＲＴ０を論理「Ｈ」に保持する。
このＲＳＲＴ０をＳＦＣＫで遅延させＲＳＲＴ０Ｄ，Ｒ
ＳＲＴ０ＤＤ，ＲＳＲＴ０ＲＤＤＤを生成する。これら
より圧縮データを出力する時に圧縮剰余データＣ１の位
置でシフトイネーブルをマスクするＬＣ１ＭＳＫおよび
出力部５で圧縮剰余データＣ１を選択するための切り換
え信号ＬＣ１Ｔをそれぞれ生成する。これらを用いてＳ
ＦＥＮはＢＩＴＡＤ０が論理「Ｈ」，ＬＣ１ＭＳＫが論
理「Ｌ」の時に論理「Ｈ」を出力する。

【００３６】ＬＣ１Ｔは前述した通り、出力部５で圧縮
剰余データＣ１を選択するための切り換え信号である。

【００３７】ＬＭＳＢＴは同じく出力部５でＭＳＢデー
タを選択するための切り換え信号である。

【００３８】図９（ａ）および（ｂ）はそれぞれ入力部
１および出力部５の具体回路図である。詳細な説明は省
略するが、出力部５でＤＦＦを２段介して出力している
のは、セレクタ出力にハザードを生じるのでこれを整形
するのと、圧縮手段３の出力タイミングを調整するため
である。

【００３９】以上説明した第１の実施例について、次に
タイミングチャートとともに動作を説明する。図１０な
いし図１３は圧縮手段３の入出力データおよびタイミン
グ生成部６のタイミング処理を説明する図である。入力
データのランレングスに応じてそれぞれ、図１０はラン
レングスが０の場合、図１１はランレングスが１の場
合、図１２はランレングスが２０の場合、図１３はラン
レングスが２６の場合のタイミングチャートである。入
力データＳＩＤＴは折り返し２進符号であり、極性ビッ
トを除けばランレングスＬ０の部分はデータ”０”が連
なる。入力データをシフトレジスタ３０１ないしシフト
レジスタ３１４に順次シフト入力する。ＥＳＲ１ないし
ＥＳＲ１４はシフトレジスタ３０１ないしシフトレジス
タ３１４の内部出力データである。圧縮手段３への入力
過程では初期化パルスＮＬ０Ｔで初期化した後、ランレ
ングスに応じてタイミング生成部６で生成するＬＤＡＴ
０を基にシフト動作を制御する。反転ビットＴ０と残り
部分のデータＤ０をシフト入力し、全部で１４ビットの
データを取り込んだらタイミング生成部６でＬＳＲＥＮ
Ｄを立て、これを基にシフト入力を止める。シフト動作
を直接制御するのはＳＦＥＮである。

【００４０】例えば図１２において入力データは、ＭＳ
Ｂ、２０個の”０”、反転ビットＴ０の”１”、残り部
分のデータＤ０”ＡＢＣ・・・”である。ランレングス
２０の”０”の間はＬＤＡＴ０が論理「Ｌ」であるの
で、０を除く偶数毎にＳＦＥＮを論理「Ｈ」にしてシフ
トイネーブルにする。図１２において、ランレングス２
０の”０”の間はＬＤＡＴ０が論理「Ｌ」であるので、
０を除く偶数毎にＳＦＥＮを論理「Ｈ」にしてシフトイ
ネーブルにする。したがって、ランレングスは１つおき
に間引かれて１０になってシフト入力される。その後、
反転ビットＴ０以降はＳＦＥＮを論理「Ｈ」にして連続
してシフトイネーブルにする。反転ビットＴ０と残り部
分のデータＤ０すなわち”１ＡＢＣ”がシフト入力さ
れ、全体で１４ビットをシフト入力するとＬＳＲＥＮＤ
を立て、ＳＦＥＮを論理「Ｌ」にしてシフト動作をとめ
る。

【００４１】なお、圧縮剰余データＣ１は、Ｃ１メモリ
４において、ＬＤＡＴ０の立ち上がりタイミングで、Ｂ
ＩＴＡＤ０をラッチして得られる。ＬＤＡＴ０の立ち上
がりタイミングにおいて、ビットスロットの奇遇を表す
ＢＩＴＡＤ０はＭＳＢの１とランレングスの２０で２１
となるため”１”である。すなわち、ランレングス２０
を２で除算した剰余”０”の補数”１”がＣ１メモリ４
にラッチして格納される。

【００４２】このようにして圧縮データを生成する。次
に、Ｌチャンネルの入力データの圧縮データをＲチャン
ネルの入力データタイミングに取り出す過程について説
明する。

【００４３】図１２において、ＬＲＣＫの立ち上がり時
には圧縮手段３にＭＳＢデータと圧縮剰余データＣ１を
除く圧縮データが用意されている。圧縮データの取り出
しは出力データタイミングに合わせるため、ＳＦＣＫの
２倍周期で行う。そのため、シフトイネーブルＳＦＥＮ
を１つおきに論理「Ｈ」にする。ランレングスＬ１は１
０であるので１０個の”０”をシフト出力した後、反転
ビットＴ０”１”を出力すると、タイミング生成部６の
ＲＳＲＴ０が論理「Ｈ」となる。ＲＳＲＴ０を遅延した
ＲＳＲＴ０Ｄ，ＲＳＲＴ０ＤＤ，ＲＳＲＴ０ＤＤＤから
生成したＬＣ１ＭＳＫでＳＦＥＮをマスクしてその間だ
け論理「Ｌ」にする。したがって、反転ビットＴ０はそ
の間伸びる。これは圧縮剰余データＣ１を出力するスロ
ットを作るためである。以降は、残り部分のデータＤ
０”ＡＢＣ”を順次出力する。このようにして圧縮デー
タを取り出す。

【００４４】次に、図１３はランレングスが２６の場合
であるが、図１２と動作が異なるのは、以下の点であ
る。ランレングスの大きい場合にこれを打ち切るため固
定のタイミングでＬＤＡＴ０を論理「Ｈ」にする。その
ため、タイミング生成部６でＬ２７Ｔを生成しＬＤＡＴ
０に反映させる。したがって、反転ビットＴ０の有無に
かかわらず、Ｌ２７ＴのタイミングでＬＤＡＴ０を論理
「Ｈ」にする。また、ＲＳＲＴ０をＲ２４Ｔのタイミン
グで強制的に論理「Ｈ」にして圧縮剰余データＣ１を出
力するスロットを作る。図１０および図１１はランレン
グスが０および１の場合であるが、動作としては以上の
説明と同じになるので、省略する。

【００４５】このようにして得られる圧縮データについ
て、その符号構成のいくつかの例とその符号の持つ特性
について説明する。

【００４６】図１４（ａ）は本発明の実施例におけるラ
ンレングス１／２圧縮フローティング符号の構成を示す
概念図であり、図１４（ｂ）は直線符号（３０ビット）
をランレングス１／２圧縮フローティング符号（１６ビ
ット）に圧縮する符号変換を説明するための図である。
図中、従来例と同様部分には同一記号を付与している。

【００４７】以下、図に従って、まず圧縮（符号化）の
手順について説明する。圧縮連続データＱ１は連続デー
タＱ０のランレングスＬ０を２で除算して整数化したラ
ンレングスＬ１の長さを有する連続データである。すな
わち、 Ｌ１＝ｉｎｔ（Ｌ０／２） である。また、整数除算の剰余項を圧縮剰余Ｆ１とする
と、 Ｆ１＝Ｌ０ ｍｏｄ ２ である。

【００４８】反転ビットＴ１は圧縮連続データＱ１のラ
ンをブレークする反転ビットである。圧縮剰余データＣ
１は圧縮剰余Ｆ１を補数表現したものである。また、仮
数データＤ１はデータＤ０の上位の部分データである。
ランレングス１／２圧縮フローティング符号は、極性ビ
ットＰ、圧縮連続データＱ１、反転ビットＴ１、圧縮剰
余データＣ１、仮数データＤ１の順に配置する。

【００４９】以下、図１４（ｂ）に基づいてランレング
スＬ０が「０」ないし「２８」の場合について説明す
る。

【００５０】Ｌ０＝０の時、Ｌ１，Ｆ１は、 Ｌ１＝ｉｎｔ（０／２）＝０ Ｆ１＝０ ｍｏｄ ２ ＝０ である。

【００５１】ランレングスＬ１が「０」であるので圧縮
連続データＱ１は無い。圧縮剰余データＣ１は「１」で
ある。データＤ０は３０ビットで、その内の上位１３ビ
ット「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」が仮数データＤ１
である。ランレングス１／２圧縮フローティング符号は
極性ビットＰ、反転ビットＴ１、圧縮剰余データＣ１お
よび仮数データＤ１をこの順に配置して、「Ｐ１１ＡＢ
ＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」である。

【００５２】同様にして以下を求める。Ｌ０＝１の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（１／２）＝０ Ｆ１＝１ ｍｏｄ ２ ＝１ より、圧縮連続データＱ１は無く、圧縮剰余データＣ１
は「０」である。データＤ０の上位１３ビット「ＡＢＣ
ＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」が仮数データＤ１である。ラン
レングス１／２圧縮フローティング符号は「Ｐ１０ＡＢ
ＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」である。

【００５３】Ｌ０＝２の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（２／２）＝１ Ｆ１＝２ ｍｏｄ ２ ＝０ より、連続データＱ１は「０」であり、圧縮剰余データ
Ｃ１は「１」である。データＤ０の上位１２ビット「Ａ
ＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」が仮数データＤ１である。ラ
ンレングス１／２圧縮フローティング符号は「Ｐ０１１
ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」である。

【００５４】Ｌ０＝３の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（３／２）＝１ Ｆ１＝３ ｍｏｄ ２ ＝１ より、連続データＱ１は「０」であり、圧縮剰余データ
Ｃ１は「０」である。データＤ０の上位１２ビット「Ａ
ＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」が仮数データＤ１である。ラ
ンレングス１／２圧縮フローティング符号は「Ｐ０１０
ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」である。

【００５５】また、Ｌ０＝２０の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（２０／２）＝１０ Ｆ１＝２０ ｍｏｄ ２ ＝０ より、連続データＱ１は「００００００００００」であ
り、圧縮剰余データＣ１は「１」である。データＤ０の
上位３ビット「ＡＢＣ」が仮数データＤ１である。従っ
て、ランレングス１／２圧縮フローティング符号は「Ｐ
００００００００００１１ＡＢＣ」である。

【００５６】さらに、Ｌ０＝２８の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（２８／２）＝１４ Ｆ１＝２８ ｍｏｄ ２ ＝０ より、連続データＱ１は「０００００００００００００
０」であり、圧縮剰余データＣ１は「１」である。デー
タＤ０はなく、仮数データＤ１もない。従って、ランレ
ングス１／２圧縮フローティング符号は「Ｐ０００００
０００００００００１」である。

【００５７】このようにして、直線符号（３０ビット）
をランレングス１／２圧縮フローティング符号（１６ビ
ット）に圧縮する。

【００５８】次に、伸長（復号化）の手順について説明
する。復号化の手順は、圧縮データから極性ビットＰを
除き、圧縮連続データＱ１と反転ビットＴ１からランレ
ングスＬ１を得る。また、反転ビットＴ１の直後にある
圧縮剰余データＣ１（１ビット）と仮数データＤ１を得
る。圧縮剰余データＣ１を反転した圧縮剰余Ｆ１を得
る。

【００５９】これらより、元データの連続データＱ０の
ランレングスＬ０は、 Ｌ０＝２＊Ｌ１＋Ｆ１ から求める。

【００６０】連続データＱ０はランレングスＬ０の長さ
の「０」を連ねて復元する。連続データＱ０の後に反転
ビットＴ０を付け、その後に仮数データＤ１を付加す
る。極性ビットＰを先頭に付けて元データとするが、こ
の符号長がＷ０に満たない時は仮数データＤ１の下位に
固定値を充てて符号長をＷ０にする。この手順に従っ
て、復号化の処理を行う。

【００６１】以下に、図１４（ｂ）を参照しながらラン
レングスＬ１のいくつかの場合について具体的に説明す
る。

【００６２】Ｌ１＝０かつＦ１＝０の時、 Ｌ０＝２＊０＋０＝０ であるから、連続データＱ０は無い。仮数データＤ１は
１３ビットで「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬＭ」である。
このとき、元データは、極性ビットＰ、反転ビットＴ０
および仮数データＤ１をならべて、「Ｐ１ＡＢＣＤＥＦ
ＧＨＩＪＫＬＭ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊」とな
る。なお、「＊＊＊・・・」は固定値「０１１・・・」
を充てるものとする。

【００６３】以下同様に、Ｌ１＝１０かつＦ１＝０の
時、 Ｌ０＝２＊１０＋０＝２０ であるから、連続データＱ０は「００００００００００
００００００００００」、また仮数データＤ１は「ＡＢ
Ｃ」である。このとき、元データは、極性ビットＰ、連
続データＱ０、反転ビットＴ０および仮数データＤ１を
ならべて、「Ｐ００００００００００００００００００
００１ＡＢＣ＊＊＊＊＊」となる。

【００６４】このようにして、ランレングス１／２圧縮
フローティング符号（１６ビット）から直線符号（３０
ビット）を復号化して伸長する。

【００６５】以上と同様にして、全ての場合についてま
とめた結果を（表３）に示す。

【００６６】

【表３】

【００６７】（表３）において、直線符号（２８ビッ
ト）は折り返し２進符号であり、フローティング符号は
折り返し型のランレングス１／２圧縮フローティング符
号である。ランレングスＬ０、ランレングスＬ１および
分解能の欄は１０進数である。

【００６８】圧縮符号を復号して伸長した復元符号の表
現精度すなわち分解能は、直線符号における直線符号の
丸め精度で決定され、ランレングスＬ０によって変化す
る。（表３）より、最高２８ビットないし１５ビットの
精度が得られる。

【００６９】ここで、直線符号を入力として、ランレン
グス１／２圧縮フローティング符号を用いて圧縮符号化
し、この符号を復号して伸長した復元符号を出力する場
合の瞬時Ｓ／Ｎ比について説明する。ただし、簡単のた
め瞬時Ｓ／Ｎ比は矩形波のＳ／Ｎ比向上分（約２ｄＢ）
を省略する。入力レベルは符号で表現できる最大の正弦
波の振幅を基準（０ｄＢ）にする。直線符号の「Ｐ１１
１１・・・」がこれに相当する。

【００７０】入力レベル０ｄＢないし−６ｄＢの範囲
は、直線符号で「Ｐ１ＡＢＣ・・・」であり、（表３）
より分解能は１５ビットである。１５ビットデータの量
子化ノイズは１ビット当り−６ｄＢとして−９０ｄＢに
なる。従って、入力レベル０ｄＢないし−６ｄＢの領域
で瞬時Ｓ／Ｎ比は９０ｄＢないし８４ｄＢとなる。

【００７１】入力レベル−６ｄＢないし−１８ｄＢの範
囲では直線符号で「Ｐ０１ＡＢＣ・・・」または「Ｐ０
０１ＡＢＣ・・・」となり、（表３）より分解能は１６
ビットである。１６ビットデータの量子化ノイズは−９
６ｄＢであるので、瞬時Ｓ／Ｎ比は９０ｄＢないし７８
ｄＢとなる。

【００７２】入力レベル−１８ｄＢないし−３０ｄＢの
範囲では直線符号で「Ｐ０００１ＡＢＣ・・・」または
「Ｐ００００１ＡＢＣ・・・」となり、（表３）より分
解能は１７ビットである。１７ビットデータの量子化ノ
イズは−１０２ｄＢであるので、瞬時Ｓ／Ｎ比は８４ｄ
Ｂないし７２ｄＢとなる。

【００７３】以下同様に、−１８０ｄＢまでの入力レベ
ル領域で瞬時Ｓ／Ｎ比を求める。図１６はランレングス
１／２圧縮フローティング符号を用いた圧縮符号を復号
して伸長した復元符号の瞬時Ｓ／Ｎ比特性図である。同
図の横軸に入力レベル、縦軸に瞬時Ｓ／Ｎ比を示す。同
図の特性曲線Ｘ１は（表３）に示すランレングス１／２
圧縮フローティング符号の瞬時Ｓ／Ｎ比を表すものであ
る。図より特性曲線Ｘ１は、入力レベル０ｄＢないし−
９６ｄＢの範囲で瞬時Ｓ／Ｎ比の聴覚検知限界４８ｄＢ
をほぼ上回っていると言える。

【００７４】従来の直線符号（１６ビット）に比べ、入
力レベル−９６ｄＢのところで約４２ｄＢもの瞬時Ｓ／
Ｎ比改善が達成される。瞬時Ｓ／Ｎ比の改善は入力レベ
ル−１８ｄＢから−１８０ｄＢの広範囲にわたり作用す
る。入力レベル０ｄＢから−６ｄＢの範囲で瞬時Ｓ／Ｎ
比が劣化するが、高々６ｄＢの劣化であり、なお９０ｄ
Ｂないし８４ｄＢの瞬時Ｓ／Ｎ比を有する。この領域は
マージンとして留保し、通常は殆ど使用しない範囲であ
るので、全く問題とならない。

【００７５】また、図２０の特性曲線Ｚ２に示す折れ線
符号（１６ビット）との比較においても、入力レベル０
ｄＢから−１２ｄＢの範囲で６ｄＢの改善があり、しか
も−９６ｄＢでは１８ｄＢの改善が得られる。

【００７６】このように微小レベルの信号を増幅して
も、入力レベル−９６ｄＢまでの広い範囲にわたって量
子化ノイズを聴覚検知限より小さくすることができる。
従って、十分にヘッドルームを確保して録音レベルを設
定でき、後の編集で任意に増幅できる。また、微小レベ
ルの信号に発生する固有スペクトルの量子化ノイズの問
題を改善するために、白色雑音（ディザ）を付加してノ
イズスペクトルを分散させるなどの処理を無くすことが
できる。

【００７７】現在の技術では入力レベル０ｄＢから−１
８０ｄＢもの広範囲な信号を増幅したり、ＡＤ変換器で
デジタル化することは困難であるが、高温超伝導を利用
する機能素子や回路技術の将来の発展により、本発明の
効果が最大限に発揮できるようになる。

【００７８】なお、（表３）においてランレングス１／
２圧縮フローティング符号の増加特性を考察する。実施
例では圧縮剰余データＣ１を圧縮剰余Ｆ１の補数とした
ことにより、レンジの境界では上位のレンジの数値の方
が下位のレンジよりも必ず大きい。従って、この符号は
単調増加特性を有する。仮に圧縮データを直線符号（１
６ビット）と誤って再生することがあっても、単調増加
特性であればレベルの逆転やジャンプを起こさないので
有利である。この作用は、圧縮剰余データＣ１を圧縮剰
余Ｆ１の補数としたことによるが、必ずしも補数とする
必要は無く他の表現であってもよい。

【００７９】前述したように、現在の技術では入力レベ
ル０ｄＢから−１８０ｄＢもの広範囲な信号を増幅した
り、ＡＤ変換器でデジタル化することは困難である。そ
こで、直線符号を３０ビット用意することができない場
合、第１の実施例のように直線符号の短縮を行っても良
い。（表４）は直線符号（２８ビット）をランレングス
１／２圧縮フローティング符号（１６ビット）に圧縮伸
長する符号復号装置について表すものである。

【００８０】

【表４】

【００８１】この場合、ランレングスＬ０を最大２６で
打ち切る。ランレングスＬ０＝２６の時、反転ビットＴ
０を省略し、残り部分のデータをＤ０とする。符号化は
同様にするが、圧縮剰余データＣ１を省略してその代わ
りに仮数データＤ１すなわちＤ０を配置する。ランレン
グスＬ０の打ち切りによって、瞬時Ｓ／Ｎ比特性は図１
６における特性曲線Ｘ２となる。入力レベル−１６２ｄ
Ｂから０ｄＢの範囲では同図のＸ１と同一である。

【００８２】また、全く同様に、直線符号を２４ビット
に短縮を行っても良い。（表５）は直線符号（２４ビッ
ト）をランレングス１／２圧縮フローティング符号（１
６ビット）に圧縮伸長する符号復号方法について表すも
のである。

【００８３】

【表５】

【００８４】この場合、ランレングスＬ０を最大「１
８」で打ち切る。ランレングスＬ０＝１８の時、反転ビ
ットＴ０を省略し、残り部分のデータをＤ０とする。符
号化は同様にするが、ランレングスＬ１は最大値が
「９」であることが判っているので、反転ビットＴ１は
何であっても良い。さらに、圧縮剰余データＣ１を省略
してその代わりに仮数データＤ１すなわちＤ０を配置す
る。ランレングスＬ０の打ち切りによって、瞬時Ｓ／Ｎ
比特性は図１６における特性曲線Ｘ３となる。入力レベ
ル−１１４ｄＢから０ｄＢの範囲では同図のＸ１と同一
である。以上述べた特性曲線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の何れで
あっても、入力レベル０ｄＢから−９６ｄＢまでの範囲
で瞬時Ｓ／Ｎ比の聴覚検知限界をほぼクリアできる。

【００８５】次に、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１５（ａ）は本発明の第
２の実施例におけるランレングス１／４圧縮フローティ
ング符号の構成を示す概念図であり、図１５（ｂ）は変
換処理を説明するための具体例を表す図である。図中、
従来例と同様部分には同一記号を付与している。

【００８６】以下、図に従って、まず圧縮（符号化）の
手順について説明する。第２の実施例は直線符号（３２
ビット）をランレングス１／４圧縮フローティング符号
（１６ビット）に圧縮伸長する符号装置である。

【００８７】圧縮連続データＱ１は連続データＱ０のラ
ンレングスＬ０を「４」で除算して整数化したランレン
グスＬ１の長さを有する連続データである。

【００８８】Ｌ１＝ｉｎｔ（Ｌ０／４） また、整数除算の剰余項を圧縮剰余Ｆ１とすると、 Ｆ１＝Ｌ０ ｍｏｄ ４ である。

【００８９】反転ビットＴ１は圧縮連続データＱ１のラ
ンレングスをブレークする反転ビットである。圧縮剰余
データＣ１は圧縮剰余Ｆ１を補数表現するものである。
また、仮数データＤ１はデータＤ０の上位側の部分デー
タである。ランレングス１／４圧縮フローティング符号
は、極性ビットＰ、圧縮連続データＱ１、反転ビットＴ
１、圧縮剰余データＣ１、仮数データＤ１の順に配置す
る。

【００９０】以下、図１５（ｂ）に基づいてランレング
スＬ０が「０」ないし「２８」の場合について説明す
る。

【００９１】Ｌ０＝０の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（０／４）＝０ Ｆ１＝０ ｍｏｄ ４ ＝０ より、ランレングスＬ１が「０」であるので、圧縮連続
データＱ１は無い。圧縮剰余データＣ１は「１１」であ
る。データＤ０は３０ビットで、その内の上位１２ビッ
ト「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」が仮数データＤ１であ
る。ランレングス１／４圧縮フローティング符号は極性
ビットＰ、反転ビットＴ１、圧縮剰余データＣ１および
仮数データＤ１をこの順に配置して、「Ｐ１１１ＡＢＣ
ＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」である。

【００９２】以下同様に、Ｌ０＝１の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（１／４）＝０ Ｆ１＝１ ｍｏｄ ４ ＝１ より、圧縮連続データＱ１は無く、圧縮剰余データＣ１
は「１０」である。データＤ０の上位１２ビット「ＡＢ
ＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」が仮数データＤ１である。ラン
レングス１／４圧縮フローティング符号は「Ｐ１１０Ａ
ＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」である。

【００９３】Ｌ０＝３の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（３／４）＝０ Ｆ１＝３ ｍｏｄ ４ ＝３ より、連続データＱ１は「０」であり、圧縮剰余データ
Ｃ１は「００」である。データＤ０の上位１２ビット
「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」が仮数データＤ１であ
る。ランレングス１／４圧縮フローティング符号は「Ｐ
１００ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」である。

【００９４】また、Ｌ０＝２０の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（２０／４）＝５ Ｆ１＝２０ ｍｏｄ ４ ＝０ より、連続データＱ１は「０００００」であり、圧縮剰
余データＣ１は「１１」である。データＤ０の上位７ビ
ット「ＡＢＣＤＥＦＧ」が仮数データＤ１である。従っ
て、ランレングス１／４圧縮フローティング符号は「Ｐ
０００００１１１ＡＢＣＤＥＦＧ」である。

【００９５】さらに、Ｌ０＝２３の時、 Ｌ１＝ｉｎｔ（２３／４）＝５ Ｆ１＝２３ ｍｏｄ ４ ＝３ より、連続データＱ１は「０００００」であり、圧縮剰
余データＣ１は「００」である。データＤ０の上位７ビ
ット「ＡＢＣＤＥＦＧ」が仮数データＤ１である。従っ
て、ランレングス１／４圧縮フローティング符号は「Ｐ
０００００１００ＡＢＣＤＥＦＧ」である。

【００９６】このようにして、直線符号（３２ビット）
をランレングス１／４圧縮フローティング符号（１６ビ
ット）に圧縮する。

【００９７】次に、伸長（復号化）の手順について説明
する。復号化の手順は、圧縮データから極性ビットＰを
除き、圧縮連続データＱ１と反転ビットＴ１からランレ
ングスＬ１を得る。また、反転ビットＴ１の直後にある
圧縮剰余データＣ１（２ビット）と仮数データＤ１を得
る。圧縮剰余データＣ１を反転した圧縮剰余Ｆ１を得
る。

【００９８】これらより、元データの連続データＱ０の
ランレングスＬ０は、 Ｌ０＝４＊Ｌ１＋Ｆ１ から求める。連続データＱ０はランレングスＬ０の長さ
の「０」を連ねて復元する。連続データＱ０の後に反転
ビットＴ０を付け、その後に仮数データＤ１を付加す
る。極性ビットＰを先頭に付けて元データとするが、こ
の符号長がＷ０に満たない時は仮数データＤ１の下位に
固定値を充てて符号長をＷ０にする。この手順に従っ
て、復号化の処理を行う。

【００９９】以下に、図１５（ｂ）を参照しながらラン
レングスＬ１のいくつかの場合について具体的に説明す
る。

【０１００】Ｌ１＝０かつＦ１＝０の時、 Ｌ０＝４＊０＋０＝０ であるから、連続データＱ０は無い。仮数データＤ１は
１２ビットで「ＡＢＣＤＥＦＧＨＩＪＫＬ」である。こ
のとき、元データは、極性ビットＰ、反転ビットＴ０お
よび仮数データＤ１をならべて、「Ｐ１ＡＢＣＤＥＦＧ
ＨＩＪＫＬ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊」となる。
なお、「＊＊＊・・・」は固定値「１０００・・・」を
充てるものとする。

【０１０１】以下同様に、Ｌ１＝５かつＦ１＝０の時、 Ｌ０＝４＊５＋０＝２０ であるから、連続データＱ０は「００００００００００
００００００００００」、また仮数データＤ１は「ＡＢ
ＣＤＥＦＧ」である。このとき、元データは、極性ビッ
トＰ、連続データＱ０、反転ビットＴ０および仮数デー
タＤ１をならべて、「Ｐ００００００００００００００
００００００１ＡＢＣＤＥＦＧ＊＊＊」となる。

【０１０２】このようにして、ランレングス１／４圧縮
フローティング符号（１６ビット）から直線符号（３２
ビット）を復号化して伸長する。

【０１０３】以上と同様にして、全ての場合についてま
とめた結果を（表６）に示す。

【０１０４】

【表６】

【０１０５】（表６）より、本実施例によれば最高３２
ビットないし１４ビットの精度が得られる。

【０１０６】ここで、直線符号を入力として、ランレン
グス１／４圧縮フローティング符号を用いて圧縮符号化
し、この符号を復号して伸長した復元符号を出力する場
合の瞬時Ｓ／Ｎ比について説明する。

【０１０７】入力レベル０ｄＢないし−６ｄＢの範囲
は、直線符号で「Ｐ１ＡＢＣ・・・」であり、（表６）
より分解能は１４ビットである。１４ビットデータの量
子化ノイズは１ビット当り−６ｄＢとして−８４ｄＢに
なる。従って、入力レベル０ｄＢないし−６ｄＢの領域
で、瞬時Ｓ／Ｎ比は８４ｄＢないし７８ｄＢとなる。

【０１０８】入力レベル−６ｄＢないし−１２ｄＢの範
囲では直線符号で「Ｐ０１ＡＢＣ・・・」であり、（表
６）より分解能は１５ビットである。１５ビットデータ
の量子化ノイズは−９０ｄＢであるので、瞬時Ｓ／Ｎ比
は８４ｄＢないし７８ｄＢとなる。

【０１０９】入力レベル−１２ｄＢないし−１８ｄＢの
範囲では直線符号で「Ｐ００１ＡＢＣ・・・」であり、
（表６）より分解能は１６ビットである。１６ビットデ
ータの量子化ノイズは−９６ｄＢであるので、瞬時Ｓ／
Ｎ比は８４ｄＢないし７８ｄＢとなる。

【０１１０】入力レベル−１８ｄＢないし−３０ｄＢの
範囲では直線符号で「Ｐ０００１ＡＢＣ・・・」または
「Ｐ００００１ＡＢＣ・・・」となり、（表６）より分
解能は１７ビットである。１７ビットデータの量子化ノ
イズは−１０２ｄＢであるので、瞬時Ｓ／Ｎ比は８４ｄ
Ｂないし７２ｄＢとなる。

【０１１１】以下同様に、−１８０ｄＢまでの入力レベ
ル領域で瞬時Ｓ／Ｎ比を求める。図１７はランレングス
１／４圧縮フローティング符号を用いた圧縮符号を復号
して伸長した復元符号の瞬時Ｓ／Ｎ比特性図である。同
図の横軸に入力レベル、縦軸に瞬時Ｓ／Ｎ比を示す。同
図の特性曲線Ｙ１は（表６）に示すランレングス１／４
圧縮フローティング符号の瞬時Ｓ／Ｎ比を表すものであ
る。図より明らかに特性曲線Ｙ１は、入力レベル０ｄＢ
ないし−９６ｄＢの範囲で瞬時Ｓ／Ｎ比の聴覚検知限界
４８ｄＢを上回っている。

【０１１２】従来の直線符号（１６ビット）に比べ入力
レベル−９６ｄＢのところで約６０ｄＢもの瞬時Ｓ／Ｎ
比改善が達成される。瞬時Ｓ／Ｎ比の改善は入力レベル
−１８ｄＢから−１９６ｄＢの広範囲にわたり作用す
る。入力レベル０ｄＢから−１２ｄＢの範囲で瞬時Ｓ／
Ｎ比が劣化するが、高々１２ｄＢの劣化であり、なお、
８４ｄＢないし７８ｄＢの瞬時Ｓ／Ｎ比を有する。この
領域はマージンとして通常はあまり使用しない範囲であ
るので、全く問題とならない。

【０１１３】また、図２０の特性曲線Ｚ２に示す折れ線
符号（１６ビット）との比較においても、入力レベル−
５４ｄＢから−１９６ｄＢの範囲で改善があり、−９６
ｄＢでは３６ｄＢの改善が得られる。

【０１１４】このように第２の実施例によれば、第１の
実施例よりもさらに微小な入力レベル−１４４ｄＢの信
号を増幅しても、量子化ノイズを聴覚検知することが全
く無くなる。従って、十分にヘッドルームを確保して録
音レベルを設定でき、後の編集で任意に増幅できる。

【０１１５】（表７）は直線符号（２９ビット）をラン
レングス１／４圧縮フローティング符号（１６ビット）
に圧縮伸長する符号復号方法について表すものである。

【０１１６】

【表７】

【０１１７】この場合ランレングスＬ０を最大「２０」
で打ち切る。ランレングスＬ０＝２０の時、反転ビット
Ｔ０を省略し、残り部分のデータをＤ０とする。符号化
は同様にするが、ランレングスＬ１は最大値が「５」で
あることが判っているので、反転ビットＴ１を省略す
る。また、圧縮剰余データＣ１は何であっても良い。ラ
ンレングスＬ０の打ち切りによって、瞬時Ｓ／Ｎ比特性
は図１７における特性曲線Ｙ２となる。入力レベル−１
２６ｄＢから０ｄＢの範囲では同図のＹ１と同一であ
る。

【０１１８】また、全く同様に、直線符号を２６ビット
に短縮を行っても良い。（表８）は直線符号（２６ビッ
ト）をランレングス１／４圧縮フローティング符号（１
６ビット）に圧縮伸長する符号復号方法について表すも
のである。

【０１１９】

【表８】

【０１２０】この場合、ランレングスＬ０を最大「１
６」で打ち切る。ランレングスＬ０＝１６の時、反転ビ
ットＴ０を省略し、残り部分のデータをＤ０とする。符
号化は同様にするが、ランレングスＬ１は最大値が４で
あることが判っているので、反転ビットＴ１を省略す
る。さらに、圧縮剰余データＣ１は何であっても良い。
ランレングスＬ０の打ち切りによって、瞬時Ｓ／Ｎ比特
性は図１７における特性曲線Ｙ３となる。入力レベル−
１０２ｄＢから０ｄＢの範囲では同図のＹ１と同一であ
る。以上述べた特性曲線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３の何れであっ
ても、入力レベル０ｄＢから−９６ｄＢまでの範囲で瞬
時Ｓ／Ｎ比の聴覚検知限界を完全にクリアできる。

【０１２１】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。第３の実施例は直線符号（２４ビット）をランレ
ングス１／４圧縮フローティング符号（８ビット）に圧
縮伸長する符号方法である。すなわち、第２の実施例の
符号のビット数を変更したものである。従って、圧縮
（符号化）および伸長（復号化）の手順については第２
の実施例と同様であるので説明を略す。

【０１２２】全ての指数部すなわちレンジの場合につい
てまとめた結果を（表９）に示す。

【０１２３】

【表９】

【０１２４】（表９）より、本実施例によれば最高２４
ビットないし６ビットの精度が得られる。

【０１２５】図１８は第３の実施例のランレングス１／
４圧縮フローティング符号を用いた圧縮符号を復号して
伸長した復元符号の瞬時Ｓ／Ｎ比特性図である。同図の
横軸に入力レベル、縦軸に瞬時Ｓ／Ｎ比を示す。同図の
特性曲線Ｖ１は（表９）に示すランレングス１／４圧縮
フローティング符号の瞬時Ｓ／Ｎ比を表すものである。
図より明らかに特性曲線Ｙ１は直線符号（８ビット）に
比較してはるかに広大な入力レベル範囲で略フラットな
瞬時Ｓ／Ｎ比の特性を示している。このままでは瞬時Ｓ
／Ｎ比の聴覚検知限界４８ｄＢに満たないけれども、差
分符号などと組み合わせることによって、広大な入力レ
ベル範囲と高分解能を活かすことができる。イメージデ
ータのサンプル間相関性を利用する冗長圧縮などに活用
できる。

【０１２６】なお、以上説明した第１ないし第３の実施
例では、直線符号は折り返し２進符号としたが、２’Ｓ
コンプリメンタリ符号やオフセットバイナリ符号など他
の直線符号であっても、相互に変換するかまたは所定の
論理値を変更するだけで、全く同様に適用できる。ま
た、ｎは「２」と「４」の場合だけについて説明した
が、ｎは「２以上」の整数であれば何でもよい。この場
合、ｎの値に応じて圧縮剰余の場合の数が変わるので、
圧縮剰余データの語長を変更し、シフトイネーブルの制
御を変えればよいことは言うまでもない。また、実施例
ではシフトレジスタを用いた回路構成としたが、同様の
データ変換を行う、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッ
サー）のハードウェアおよびソフトウェアで構成しても
よい。

【０１２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、元データの上位
ランレングスを約１／ｎに圧縮して得られる圧縮連続デ
ータと反転ビットとランレングスを圧縮する時派生する
剰余データとで指数部すなわちレンジを構成する符号を
発生するものである。指数部すなわちレンジの語長は元
データのランレングスに応じて変化する。この作用によ
り、ランレングスが小さい時は指数部すなわちレンジを
小さい語長で構成し、仮数部の語長を大きくするので表
現精度を最大限とすることができる。また、ランレング
スが大きい時は指数部すなわちレンジを大きい語長で構
成するので、指数部すなわちレンジの種類を細分化して
表現して入力レベルの範囲を広くでき、圧縮符号の表現
する空間が拡張される。これにより、精度と入力レベル
範囲の両方を所定の特性以上に保つので、特に業務編集
用のデジタル記録再生装置などに適用すると、増幅減衰
を伴うミキシングやダビングを繰り返しても、量子化ノ
イズが聴覚検知されることが無くなり、入力レベル０な
いし−９６ｄＢの広い範囲において、瞬時Ｓ／Ｎ比の聴
覚検知限界である約４８ｄＢ以上を確保することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるランレングス１
／２圧縮フローティング符号装置の構成を示す概略ブロ
ック図

【図２】同第１の実施例における概略の動作タイミング
図

【図３】ＬチャンネルとＲチャンネルを圧縮する符号装
置のブロック図

【図４】図１における圧縮手段３の具体回路図

【図５】（ａ）は図４におけるシフトレジスタ３０１の
内部回路図 （ｂ）は図４におけるシフトレジスタ３０２ないし３１
４の内部回路図

【図６】図１におけるＭＳＢメモリ２の具体回路図

【図７】図１におけるＣ１メモリ４の具体回路図

【図８】図１におけるタイミング生成部６の具体回路図

【図９】（ａ）は図１における入力部１の具体回路図 （ｂ）は図１における出力部５の具体回路図

【図１０】図１における圧縮手段３の入出力データおよ
びタイミング生成部６のタイミング処理を説明する波形
図

【図１１】図１における圧縮手段３の入出力データおよ
びタイミング生成部６のタイミング処理を説明する波形
図

【図１２】図１における圧縮手段３の入出力データおよ
びタイミング生成部６のタイミング処理を説明する波形
図

【図１３】図１における圧縮手段３の入出力データおよ
びタイミング生成部６のタイミング処理を説明する波形
図

【図１４】（ａ）は本発明の第１の実施例におけるラン
レングス１／２圧縮フローティング符号の構成を示す概
念図 （ｂ）は同じく変換処理を説明するための説明図

【図１５】（ａ）は本発明の第２の実施例におけるラン
レングス１／４圧縮フローティング符号の構成を示す概
念図 （ｂ）は同じく変換処理を説明するための具体例を表す
説明図

【図１６】本発明の第１の実施例におけるランレングス
１／２圧縮フローティング符号を用いた圧縮符号を復号
して伸長した復元符号の瞬時Ｓ／Ｎ比特性図

【図１７】本発明の第２の実施例におけるランレングス
１／４圧縮フローティング符号を用いた圧縮符号を復号
して伸長した復元符号の瞬時Ｓ／Ｎ比特性図

【図１８】本発明の第３の実施例におけるランレングス
１／４圧縮フローティング符号を用いた圧縮符号を復号
して伸長した復元符号の瞬時Ｓ／Ｎ比特性図

【図１９】（ａ）は従来の１３折れ線符号（１２ビッ
ト）の構成を示す概念図 （ｂ）は同じく変換方法を説明するための具体例を表す
説明図

【図２０】従来の折れ線符号を用いた圧縮符号を復号し
て伸長した復元符号の特性図

【符号の説明】

１ 入力部 ２ ＭＳＢメモリ ３ 圧縮手段 ４ Ｃ１メモリ ５ 出力部 ６ タイミング生成部 Ｐ 極性ビット Ｑ０ 連続データ Ｑ１ 圧縮連続データ Ｑ２ レンジデータ Ｌ０ 連続データＱ０のランレングス Ｌ１ 圧縮連続データＱ１のランレングス Ｌ２ レンジデータＱ２のランレングス Ｔ０，Ｔ１ 反転ビット Ｄ０ 残り部分のデータ Ｄ１，Ｄ２ 仮数データ Ｗ０ 元データの符号長 Ｗ１，Ｗ２ 圧縮データの符号長

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上位で所定論理のビットが連続する連続
   データＱ０とＱ０の連続性をブレークする反転ビットＴ
   ０およびＴ０以降の下位データＤ０で構成される直線符
   号を入力する入力部と、 前記Ｑ０のランレングスを１／ｎに圧縮したＱ１を格納
   するとともに、Ｑ１の連続性をブレークする反転ビット
   Ｔ１と前記Ｄ０を丸めた仮数データＤ１を格納する圧縮
   手段と、 前記Ｑ０のランレングスを１／ｎに圧縮する時に生じる
   剰余Ｆ１を表す圧縮剰余データＣ１を記憶するＣ１メモ
   リと、 前記圧縮手段から圧縮連続データＱ１および前記反転ビ
   ットＴ１を読み出し、前記Ｃ１メモリから前記圧縮剰余
   データＣ１を読み出し、前記圧縮手段から前記仮数デー
   タＤ１を読み出して圧縮データを出力する出力部とを備
   えることを特徴とするランレングス１／ｎ圧縮フローテ
   ィング符号装置。ただし、前記連続データＱ０のランレ
   ングスをＬ０、前記圧縮連続データＱ１のランレングス
   をＬ１、ｎを２以上の整数とするとき、 Ｌ１＝ｉｎｔ（Ｌ０／ｎ） Ｆ１＝Ｌ０ ｍｏｄ ｎ とする。
2. 【請求項２】 出力部は上位から、圧縮連続データＱ
   １、反転ビットＴ１、圧縮剰余データＣ１、仮数データ
   Ｄ１の順に配置して圧縮データを出力する請求項１に記
   載のランレングス１／ｎ圧縮フローティング符号方法。
3. 【請求項３】 極性ビットＰとＰを除く上位で所定論理
   のビットが連続する連続データＱ０とＱ０の連続性をブ
   レークする反転ビットＴ０およびＴ０以降の下位データ
   Ｄ０で構成される直線符号を入力する入力部と、 前記Ｑ０のランレングスを１／ｎに圧縮したＱ１を格納
   するとともに、Ｑ１の連続性をブレークする反転ビット
   Ｔ１と前記Ｄ０を丸めた仮数データＤ１を格納する圧縮
   手段と、 １／ｎに圧縮する時に生じる剰余Ｆ１を表す圧縮剰余デ
   ータＣ１を記憶するＣ１メモリと、 前記極性ビットＰを記憶するＭＳＢメモリと、 前記ＭＳＢメモリから前記極性ビットＰを読み出し、前
   記圧縮手段から前記圧縮連続データＱ１および前記反転
   ビットＴ１を読み出し、さらに前記Ｃ１メモリから前記
   圧縮剰余データＣ１を読み出し、前記圧縮手段から前記
   仮数データＤ１を読み出して圧縮データを出力する出力
   部とを備えることを特徴とするランレングス１／ｎ圧縮
   フローティング符号装置。ただし、前記連続データＱ０
   のランレングスをＬ０、前記圧縮連続データＱ１のラン
   レングスをＬ１、ｎを２以上の整数とするとき、 Ｌ１＝ｉｎｔ（Ｌ０／ｎ） Ｆ１＝Ｌ０ ｍｏｄ ｎ とする。
4. 【請求項４】 Ｃ１メモリに格納する圧縮剰余データＣ
   １は圧縮剰余Ｆ１の補数である請求項１または３に記載
   のランレングス１／ｎ圧縮フローティング符号装置。
5. 【請求項５】 出力部は圧縮データが所定の符号長Ｗ１
   となるようにデータＤ１の下位ビットを削除する請求項
   １または３に記載のランレングス１／ｎ圧縮フローティ
   ング符号装置。
6. 【請求項６】 圧縮手段およびＣ１メモリは、所定の制
   限長ＬＳとランレングスＬ０の小さい方をＬｍｉｎとす
   るとき、Ｌ１およびＦ１が、 Ｌ１＝ｉｎｔ（Ｌｍｉｎ／ｎ） Ｆ１＝Ｌｍｉｎ ｍｏｄ ｎ となるようにした請求項１または３に記載のランレング
   ス１／ｎ圧縮フローティング符号装置。
7. 【請求項７】 出力部は上位から、極性ビットＰ、圧縮
   連続データＱ１、反転ビットＴ１、圧縮剰余データＣ
   １、仮数データＤ１の順に配置して圧縮データを出力す
   る請求項３に記載のランレングス１／ｎ圧縮フローティ
   ング符号方法。
8. 【請求項８】 圧縮手段およびＣ１メモリは、所定の制
   限長ＬＳとランレングスＬ０の小さい方をＬｍｉｎとす
   るとき、Ｌ１およびＦ１が、 Ｌ１＝ｉｎｔ（Ｌｍｉｎ／ｎ） Ｆ１＝Ｌｍｉｎ ｍｏｄ ｎ であり、かつ、ランレングスＬ０が前記制限長ＬＳより
   大なるときは反転ビットＴ０および反転ビットＴ１を省
   略した請求項６に記載のランレングス１／ｎ圧縮フロー
   ティング符号装置。
9. 【請求項９】 圧縮手段およびＣ１メモリは、所定の制
   限長ＬＳとランレングスＬ０の小さい方をＬｍｉｎとす
   るとき、Ｌ１およびＦ１が、 Ｌ１＝ｉｎｔ（Ｌｍｉｎ／ｎ） Ｆ１＝Ｌｍｉｎ ｍｏｄ ｎ であり、かつ、ランレングスＬ０が前記制限長ＬＳより
   大なるときは反転ビットＴ０および反転ビットＴ１を省
   略し、圧縮剰余Ｆ１を表す圧縮剰余データＣ１を所定値
   にした請求項６に記載のランレングス１／ｎ圧縮フロー
   ティング符号装置。