JPH07212241A - 実時間デジタル音声圧縮解凍システム - Google Patents

実時間デジタル音声圧縮解凍システム

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JPH07212241A
JPH07212241A JP6311427A JP31142794A JPH07212241A JP H07212241 A JPH07212241 A JP H07212241A JP 6311427 A JP6311427 A JP 6311427A JP 31142794 A JP31142794 A JP 31142794A JP H07212241 A JPH07212241 A JP H07212241A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 数値化された音声情報を無損失で圧縮しかつ
解凍するシステムを提供する。 【構成】 数値化音声信号から最初の音声サンプルを検
索し、その全体を非圧縮形態で記憶する。第２の音声サ
ンプルと検索し、最初のサンプルとの間の符号付きの差
の値を算出する。この差の値が、第２の音声サンプルを
表すよりも少ないデータ・セグメントで表せる場合ば、
この差の値の方を記憶する。そうでない場合は、第２の
音声サンプルを記憶する。圧縮データ・ストリームを解
凍するときは、記憶されたサンプルを検索し、それが差
の値であるか又はそれに続くデータがコード化振幅値で
あることを示すフラグ値であるかを調べる。差の値であ
れば、それを先行する値に加算し（符号を考慮）、その
和を出力データ・ストリームへ挿入する。この和は次の
出力値もまた差の値である場合の算出のために保存され
る。フラグ値である場合は、それは破棄され、それに続
くサンプルが取り出されて出力データ・ストリームへ挿
入される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】音声信号は、通常、パルス符号変
調（ＰＣＭ）技術を用いて数値化される。ＰＣＭは、ア
ナログ音声信号を一定の周期で、例えば２０ｋＨｚでサ
ンプリングし、パルス・サンプルのストリームを生成す
ることによって行われる。そして、各サンプルに対して
その振幅を表わすデジタル値を割当てる。
【０００２】
【従来の技術】ＰＣＭ音声を圧縮することが試みられて
きたが、一般的にこれらの試みにおいては、既存のコン
ピュータ装置に対して特別な圧縮／解凍装置を付加する
ことが必要とされた。この装置は、通常、音声システム
からＰＣＭ音声信号を受信し、これらの信号を圧縮し、
さらに圧縮された信号をデータとしてコンピュータへ渡
し、そしてコンピュータがそのデータを記憶する。これ
らの信号を再生するために、圧縮されたデータを検索す
る装置もまた、その特別な圧縮・解凍装置を必ず備えて
いなければならない。
【０００３】付加される特別な圧縮／解凍装置は、それ
を採用するいずれのシステムにとってもコストと複雑さ
を増大させることになる。加えて、一般的に圧縮／解凍
装置は、独自の方法でＰＣＩ音声信号を圧縮しているた
めに、その特別な装置と互換性のある装置をもつシステ
ムのみが圧縮された信号を利用することができる。
【０００４】ある種の圧縮／解凍システムは、特別な圧
縮／解凍装置を必要としない。しかしながら、これらの
システムでは、実時間、無損失圧縮、及び高品質ＰＣＭ
音声の解凍を実現できない。これらのシステムは、ＰＣ
Ｍ信号をオフラインで記憶しかつ圧縮することを必要と
することがある。すなわち、１秒の音声信号が、１秒以
上の処理時間を必要とするということである。さらにこ
れらのシステムは、実時間動作を実現するためには損失
的圧縮を行うこともある。損失的圧縮とは、単純にいえ
ば、各サンプルを表すために必要なディジット数を減ら
すために信号のデータの一部が捨てられることを意味す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上により、本発明の
目的は、特別な圧縮／解凍装置の必要性を排除した方法
によって、数値化音声信号をコンピュータ・システムへ
の記憶のために圧縮しかつ解凍することである。
【０００６】さらに、本発明の目的は、実時間、無損失
圧縮及び高品質数値化音声信号の解凍を可能とするに十
分な効率で、コンピュータのために数値化音声信号を圧
縮しかつ解凍することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例では、
数値化音声情報が、数値化音声信号からの第１の音声サ
ンプルを検索しかつそれをその完全な非圧縮形態で記憶
することによって圧縮される。その後、第２の音声サン
プルが検索され、第１の音声サンプル値と第２の音声サ
ンプル値との間の顕かな差が計算される。もしこの差
が、第２の音声信号を表すために必要なデータ・セグメ
ントよりも少ないデータ・セグメントで表せる場合は、
第２の音声サンプルの値を記憶せずにこの差の値を記憶
する。そうでない場合は、第２の音声サンプルが記憶さ
れる。そしてさらにその次の（第３の）音声サンプルが
検索され、その前の（第２の）音声サンプルとの顕かな
差の値が計算される。そしてこの差の値の方がより少な
い記憶空間を占める場合は、この差の値が記憶される。
そうでない場合は、第３の音声サンプルの値が、独自の
フラグ又はキーとともに記憶される。このフラグ又はキ
ーは、そのサンプル値が非圧縮形態で記憶されているこ
とを示すものである。本発明は、ＰＣＭ音声信号全体が
圧縮されかつ記憶されるべくこの方式をさらに前進させ
たものである。
【０００８】連続的な音声サンプルは比較的振幅が類似
している傾向があるので、１つのサンプルから別のサン
プルへの振幅の変化は、後者のサンプルのデジタル・コ
ード化された振幅よりもはるかに少ない記憶空間を費や
すだけであることが多い。従って、圧縮されたデータの
うち、異なる値として記憶されるものの割合が高くな
る。しかしながら、概して、いくつかのサンプルがコー
ド化された振幅として記憶されてしまうことが常であ
る。このことは、デジタル・データが、固定化された大
きさのユニットで記憶されかつ検索されることに起因す
るものであり、そのため、２つの連続するサンプル間の
振幅差の方がコード化振幅よりも小さい場合であっても
サンプルのコード化振幅の方が記憶されてしまうのであ
る。例えば、音声信号は、通常１６ビットのサンプルで
数値化されるが、デジタル値は通常８ビットからなるバ
イトで記憶される。その結果、もし２つのサンプル振幅
間の差が１バイトで表現できるよりも大きいならば、そ
の差がより小さい記憶空間を占めることにはならないた
めに後者のサンプルの振幅値が記憶されることになるの
である。さらに、記憶された値が非圧縮サンプルである
ことを示すためにフラグも記憶される。これに対して、
もし振幅の差が１バイトで表現できるならば、それはコ
ード化振幅よりも少ない記憶空間を占めることであり、
そのサンプルに対して記憶される値は１バイトを占め
る。
【０００９】結果的に、サンプル振幅が、差の値として
ではなくコード化振幅として記憶されるときには、その
圧縮されたデータ・ストリームの中に「フラグ」が挿入
され、そのフラグがそれに続く値が差の値ではなく振幅
値であることを指定する。例えば、振幅値をコード化す
るために２バイトが使用される場合には、そのフラグ
は、それに続く２バイトがコード化振幅値を表現するこ
とを指定する（ただしフラグは、最初のサンプルには用
いられない）。
【００１０】本発明の別の実施例においては、出力デー
タ・ストリームを発生するために、圧縮データ・ストリ
ームが、記憶された第１のサンプルを例えば記憶装置か
ら検索することによって解凍される。第１のサンプル
は、常にコード化振幅サンプルであり、出力データ・ス
トリームに直接挿入される。第２のサンプルは、検索さ
れた後、それが差の値であるかもしくはそれに続くデー
タがコード化振幅値であることを示すフラグであるかを
確かめるべく検査される。もしそのサンプルが差の値で
あれば、デジタル的にその前の値に（符号を考慮して）
加算され、その和が出力データ・ストリームへ挿入され
る。この和の値は、もし次のサンプルもまた差の値であ
る場合に次の出力値を計算するために保持される。これ
に対して、もし第２のサンプルがフラグ値であれば、そ
れは捨てられ、さらに次のサンプルが検索されて出力デ
ータ・ストリームへ挿入される。記憶された圧縮データ
が全て解凍されるまで、このような方法で動作が続けら
れる。
【００１１】
【実施例】図１は、ネットワーク１２を介してコンピュ
ータ・システム１４及び他の付加的なコンピュータと通
信するマルチメディア・コンピュータ・システム１０を
示している。ネットワーク１２の詳細な特性は、本発明
による動作にとって重要ではない。例えば、ネットワー
ク１２は、様々な物理的媒体のいずれか１つによって実
現することができ、また星状や環状のトポロジー等様々
なトポロジーのいずれを呈してもよく、さらにローカル
・エリア・ネットワーク又はワイド・エリア・ネットワ
ークのいずれであってもよい。コンピュータ・システム
１０、１４及び１６は、ネットワーク１２を通し、文字
情報、グラフィック情報又はデジタル音声情報を表現す
るデジタル・データの形で互いの間で情報を転送する。
【００１２】図示のマルチメディア・コンピュータ・シ
ステム１０は、汎用的な音声入力装置１８（マイクロフ
ォン等）、汎用的な音声出力装置２０（スピーカ等）、
及び周知のＰＣＭ音声コード化装置２２を備えている。
装置２２は、コンピュータ２６の内部バスへの直接的通
信機構をもつ独立ユニットでも差込みカードでもよい。
記憶装置２４もまた、コンピュータ・システム１０に接
続されており、コンピュータ２６に一体化された一部で
あっても独立した記憶システムであってもよい。
【００１３】同様に、記憶装置２８もまた、コンピュー
タ１３に一体化された一部であっても独立した装置であ
ってもよい。図示されていないが、コンピュータ・シス
テム１４も、コンピュータ・システム１０に関して図示
されている１８、２０及び２２と同様にＰＣＭ音声コー
ド化装置、音声入力装置及び音声出力装置を備えていて
もよい。別の例として、コンピュータ・システム１４は
サーバとして動作してもよい。例えば、ネットワーク１
２へ接続された多数のコンピュータのための記憶場所を
提供するに十分な容量をもつ記憶装置２８上にデータを
記憶したり検索したりするサーバである。
【００１４】動作において、汎用的なＰＣＭ音声コード
化装置２２は、入力装置１８からアナログ音声信号を受
信する。アナログ音声信号は、一定の周期で、例えば２
０ｋＨｚでサンプリングされ、変動するアナログ振幅を
もつサンプルのストリームを生成する。その後、各パル
スの振幅は量子化され、その量子化された値が２進コー
ドへコード化される。最終的なＰＣＭ２進データ・スト
リームが、コンピュータ２６を通して記憶装置２４へ送
られる。別の例では、コンピュータ・システム１０がネ
ットワーク１２を介し、記憶ユニット２８に遠隔記憶す
るためにデジタル・データをコンピュータ・システム１
４へ、あるいは別の処理をするために他のコンピュータ
１６へ送ってもよい。
【００１５】本発明による圧縮方法は、コンピュータ２
６上で実行されるソフトウェアによって行うことができ
るし、又コンピュータ２６に配置された専用のハードウ
ェアによっても行うこともできる。いずれの場合でも、
ＰＣＭ音声装置２２から受信されるＰＣＭデジタル信号
は、コンピュータ２６により受信されかつ圧縮された
後、記憶装置２４に記憶されるか又はネットワーク１２
を介して伝送される。これとは反対に、本発明による解
凍方法は、コンピュータ２６と関連して動作し、記憶装
置２４に記憶された音声データ又はネットワーク１２を
介して記憶装置２８から伝送された音声データを検索し
かつ解凍してＰＣＭデジタル・データ・ストリームを生
成する。コンピュータ２６は、このＰＣＭデジタル・デ
ータ・ストリームをＰＣＭ音声装置２２へ転送し、そこ
でこのデジタル・ストリームをアナログ音声信号へ変換
してから出力装置２０へ伝送する。ここで、他のＰＣＭ
データ低減システムと対照的に、本発明では、ＰＣＭデ
ジタル音声データをＰＣＭ音声コード化装置２２又はネ
ットワーク１２へ与えるために生成することを注記する
（もちろん、本発明では、圧縮されたサンプルをネット
ワークへ与えることもできる）。その結果、マルチメデ
ィア・コンピュータ音声システム１０又は他のコンピュ
ータ・システム１４や１６とともに使用する特別なデジ
タル音声装置が不要となる。
【００１６】図２乃至図４は、本発明によるＰＣＭ音声
圧縮方式の動作を示す流れ図を構成する。この実施例で
は、数値化された音声サンプルが８ビットからなるバイ
トとして記憶され、各サンプルが１６ビットすなわち２
バイト幅であるとしている。この動作はステップ２００
で開始され、ステップ２１０において、出力バイト・ポ
インタ変数ｐＯｕｔ及び入力バイト・ポインタ変数ｐＩ
ｎが初期化される。これらのポインタは、処理中に数値
化音声サンプルを保持するデータ記憶装置内の記憶場所
又はデータを転送するために用いるストリーム・バッフ
ァ内の場所を指示する。第１の入力サンプルの値は、
「次の」入力サンプルを表す保持変数（ＩｎＳａｍｐ）
へ転送される。
【００１７】次に、ステップ２１２において、（ＩｎＳ
ａｍｐ内に記憶されている）次の入力サンプルがその数
値化音声信号の第１の入力サンプルであるか否かを判断
する。もしこのサンプルがその信号の第１の入力サンプ
ルであるならば、本発明はステップ２１４へ進み、次サ
ンプル変数ＩｎＳａｍｐに保持されている値を、「現在
の」サンプル値のために確保されている記憶場所（ＳＣ
ｕｒ）に複写する。その現在のサンプル値は、後述する
が、現サンプルと次サンプルとの間の差の値を判断する
ために用いられる。
【００１８】次に、ステップ２１６へ進み、次の入力サ
ンプルの場所を示すために入力ポインタ（ｐＩｎ）が増
分される。ステップ２１６に示すように、入力ポインタ
は２つ増分される。なぜなら各サンプルが２バイトから
なるためである。ステップ２１８へ進み、次サンプル変
数の値が、出力データ・ストリームへ指示する出力ポイ
ンタ（ｐＯｕｔ）によって示される記憶場所に記憶され
る。ステップ２２０において、出力ポインタが再び２つ
増分されることにより、２バイトが出力データ・ストリ
ームへ転送されたことを示す。
【００１９】次にステップ２２２（図４）へ進み、数値
化音声信号中に別のサンプルがあるか否かを判断する。
もし更なるサンプルがなければ、このルーチンはステッ
プ２２４へ進み終了する。
【００２０】ステップ２２２において、もし処理される
べき別の数値化音声入力サンプルがあれば、ルーチンは
ステップ２２６へ進み、入力ポインタ（ｐＩｎ）により
識別される記憶場所の内容を次サンプル保持変数ＩｎＳ
ａｍｐへ転送することによって次の入力サンプルを検索
する。次にこのルーチンはステップ２２８へ進み、入力
ポインタが２つ増分されることにより、入力ポインタは
次のサンプルを指示する。
【００２１】その後、ルーチンはステップ２１２へ進
み、次サンプル変数ＩｎＳａｍｐに記憶された値が第１
の入力サンプルか否かが判断される。もし次のサンプル
が第１の入力サンプルでなければ、ルーチンはステップ
２３０へ進み、変数ＩｎＳａｍｐに格納された「次の」
サンプル値と変数ＳＣｕｒに記憶された現サンプルの値
との間の差が計算される。この差の値が、変数ＳＤｉｆ
ｆに記憶される。この時点で、キャラクタ出力バッファ
ｃｈＯｕｔがクリアされる（「０」にセットされる）。
【００２２】その後、ルーチンはステップ２３２に進
み、次サンプル変数ＩｎＳａｍｐに記憶されている値を
転送することによって変数ＳＣｕｒに記憶されている現
在サンプル値を更新する。ステップ２３４において、次
サンプル値と現在サンプルとの間の差ＳＤｉｆｆが負で
あるか否かを判断する。もし差が負（すなわち振幅が減
少している）ならば、ステップ２３６においてキャラク
タ出力バッファｃｈＯｕｔ内の高位ビットを「１」にセ
ットする（キャラクタ出力バッファに１０００００００
すなわちｈｅｘ８０（以降、「ｈｅｘ」付の数値は１６
進数を表す）をロードする）ことにより、差が負である
ことを示す。
【００２３】一方、ステップ２３４において、計算され
た差ＳＤｉｆｆがゼロ又は正であれば、ステップ２３４
から直接ステップ２３８へ進み、ステップ２３６は飛ば
す。従って高位ビットは「０」のままである（ステップ
２３０において「０」にクリアされているからであ
る）。ステップ２３８において、ＳＤｉｆｆの記憶場所
に差ＳＤｉｆｆの絶対値を記憶する（この差の符号は、
この時点においてｃｈＯｕｔの高位ビットによって示さ
れている）。
【００２４】ステップ２４０において、次の２つの状
態、（ａ）計算された差ＳＤｉｆｆの絶対値が１つの符
号のバイトに記憶された最大の正値（０１１１１１１１
すなわちｈｅｘ７Ｆ）よりも大きいか、又は（ｂ）差Ｓ
Ｄｉｆｆの絶対値が、保存フラグ値（キャラクタ出力バ
ッファの高位バイトｃｈＯｕｔ＝ｈｅｘ８０であるとき
０１１１１１１１すなわちｈｅｘ７Ｆ）に等しいかのい
ずれが真であるかを判断する。
【００２５】もしいずれの状態も真でなければ、次の入
力サンプルと現在の入力サンプルとの間の差ＳＤｉｆｆ
を単一のバイトに記憶することができる。そして本発明
の原理に従い、この差の値が、実際のサンプル値に代っ
て出力データ・ストリームに記憶される。よって、ステ
ップ２５０に進み、差の値ＳＤｉｆｆとキャラクタ出力
バッファの内容とのオア（ＯＲ）をとることによってキ
ャラクタ出力バッファ（高位ビットをセットされている
こともある）に差の値をロードする。
【００２６】ステップ２５２において、キャラクタ出力
バッファｃｈＯｕｔの内容が、出力ポインタｐＯｕｔに
より指示された出力データ・ストリームの場所へ転送さ
れる。ステップ２５４において、出力ポインタｐＯｕｔ
を１だけ増分することにより、１バイトが転送されたこ
とを示す。
【００２７】ステップ２４０に戻って、もし、次サンプ
ル値と現在サンプル値との間の計算された差の大きさ
が、最大値（ｈｅｘ７Ｆ）よりも大きいか又はｃｈＯｕ
ｔがｈｅｘ８０であるとき７Ｆに等しいのいずれかであ
れば、次サンプル値と現在サンプル値との間の差を１つ
のバイトに記憶することはできない。よって、本発明の
原理に従い、次サンプルの実際の値が出力データ・スト
リームに記憶されることになる。
【００２８】従って、ルーチンはステップ２４２（図
４）に進み、フラグ値（ｈｅｘＦＦ）が、出力ポインタ
ｐＯｕｔにより示される出力データ・ストリームの場所
に書込まれる。フラグ値ｈｅｘＦＦは、データ・ストリ
ーム中の次の２つの値が圧縮されていないＰＣＭ音声サ
ンプル値をもつことを示している。ステップ２４４にお
いて、フラグ値の分につき出力ポインタｐＯｕｔを１だ
け増分する。そしてステップ２４６において、変数Ｉｎ
Ｓａｍｐ内の次サンプル値である２バイトが、出力ポイ
ンタｐＯｕｔにより示される出力データ・ストリームの
場所に転送される。その後、ステップ２４８において、
出力ポインタｐＯｕｔが２だけ増分されることにより２
バイトが転送されたことを示す。
【００２９】次に、ステップ２２２へ進み、処理すべき
入力サンプルがさらにあるか否かを判断する。もしある
ならば、ステップ２２６へ進んでさらにサンプルを処理
し、なければステップ２２４において終了する。
【００３０】図５乃至図７は、解凍ルーチンにおけるス
テップを詳細に示す流れ図を形成する。本発明による解
凍プロセスはステップ３００で開始され、ステップ３１
０において、出力ポインタｐＯｕｔ、入力ポインタｐＩ
ｎを初期化し、圧縮データの最初のサンプルを次サンプ
ル変数ＩｎＳａｍｐへ転送する。ステップ３１２におい
て、次のサンプルが圧縮データの最初のサンプルである
か否かを判断する。もしそれが最初のサンプルであれ
ば、ステップ３１４へ進み、変数ＩｎＳａｍｐに入れら
れた値を現在サンプル変数ＳＣｕｒへ複写する。ステッ
プ３１５において、最初のサンプルの２バイト分につ
き、入力ポインタｐＩｎが２だけ増分される。
【００３１】ステップ３１６において、ＩｎＳａｍｐの
場所に入れられた値を、出力ポインタｐＯｕｔによって
指示された出力ストリームの場所へ転送する。ステップ
３１８において、出力ポインタｐＯｕｔが２だけ増分さ
れ、２バイトが出力されたことを示す。その後、ステッ
プ３２０（図７）において、さらに入力サンプルがある
か否かを判断する。もしさらに入力サンプルがなけれ
ば、ステップ３２２において終了する。
【００３２】もしさらに入力サンプルがあれば、ステッ
プ３２４において、入力ポインタｐＩｎにより指示され
る場所に記憶された次の圧縮サンプルが入力バッファｃ
ｈＫｅｙに読込まれることにより、そのバイトがフラグ
値であるか否かを判断することができる。ステップ３２
６において、読込んだバイトの分につき入力ポインタｐ
Ｉｎが１だけ増分される。
【００３３】ステップ３１２において、最初のサンプル
ではないと判断されたならば、ステップ３２８に進み、
出力キャラクタバッファｃｈＯｕｔをクリアし、ステッ
プ３３０へ進む。ステップ３３０（図６）において、入
力バッファｃｈＫｅｙの内容がフラグ値ｈｅｘＦＦに等
しいか否かを判断する。もしｃｈＫｅｙの内容がｈｅｘ
ＦＦに等しければ、入力データ・ストリームの次の２バ
イトは、非圧縮ＰＣＭサンプルからなっている。結果と
して、ステップ３３２において、ポインタｐＩｎにより
指示される入力データ・ストリームからの次の入力サン
プル値が次サンプル変数ＩｎＳａｍｐへ転送され、ステ
ップ３３４において、そのサンプルの分につき入力ポイ
ンタｐＩｎが２だけ増分される。
【００３４】ステップ３３０において、入力バッファｃ
ｈＫｅｙ内の値がフラグ値でなければ、それは差の値で
あるので、ステップ３３６へ進む。ステップ３３６にお
いて、その差の値の高位ビットが、入力バッファｃｈＫ
ｅｙの内容と１００００００（ｈｅｘ８０）とのアンド
（ＡＮＤ）をとることにより検査され、その結果がゼロ
に等しいか否かが判断される。前述のように、高位ビッ
トは、その圧縮サンプルがその前のサンプル値に対して
加算されるべきか減算されるべきか判断するためのもの
である。
【００３５】もしアンド処理の結果がゼロでなければ、
その高位ビットがセットされておりかつその差が負であ
ってＳＣｕｒ内の現サンプル値から減算されるべきであ
ることを示しており、よってルーチンはステップ３３８
へ進み、ｃｈＫｅｙの内容と０１１１１１１（ｈｅｘ７
Ｆ）とのアンドをとることによってｃｈＫｅｙ内の高位
ビットがクリアされる（すなわち「０」にセットされ
る）。ステップ３４０において、ｃｈＫｅｙ内の差の値
が、ＳＣｕｒ内の現サンプル値から減算される。その結
果が、次サンプル変数ＩｎＳａｍｐへ転送される。
【００３６】もしステップ３３６における結果がゼロで
なければ、高位ビットはクリアであり、すなわち差の値
が正でありかつ現在値に加算されるべきであることを示
す。従って、ステップ３４２において、ＳＣｕｒ内の現
サンプル値が、ｃｈＫｅｙ内の差の値を加算され、そし
てその和が次サンプル変数ＩｎＳａｍｐへ転送される。
【００３７】ステップ３４０、３４２又は３３４のいず
れかの後に、ステップ３４４に進み、変数ＩｎＳａｍｐ
内の次サンプル値を出力ポインタｐＯｕｔにより指示さ
れる場所へ複写し、それによって解凍されたサンプルを
出力データ・ストリームに入れる。ステップ３４６にお
いて、出力ポインタｐＯｕｔが２バイトだけ増分され、
ステップ３４８において、変数ＩｎＳａｍｐ内の値が現
在サンプル変数ＳＣｕｒへ複写されて次のサンプルを処
理するための準備をする。
【００３８】ステップ３４８に続いて、前述のステップ
３２０に進み、さらにサンプルがあるか否かを判断す
る。この判断に基づいて、更なるサンプルが処理される
か、もしくは、全てのサンプルが処理されたならばルー
チンは終了する。
【００３９】まとめとして、本発明の構成を以下のよう
に開示する。
【００４０】（１）コード化デジタル・データ・サンプ
ルのストリームを圧縮する装置において、前記ストリー
ム内の第１のデータ・サンプル値及びそれに続く第２の
データ・サンプル値に対応して、該第１のデータ・サン
プル値と該第２のデータ・サンプル値との間の差の値を
形成する比較装置と、前記差の値及び前記第２のデータ
・サンプルに対応して、該差の値が該第２のデータ・サ
ンプルよりも小さい記憶空間を占めるときには、該第２
のデータ・サンプルの代りに該差の値を圧縮データ・ス
トリームに挿入することにより該圧縮データ・ストリー
ムを形成する出力装置とを有するデジタル・データ・サ
ンプルの圧縮装置。 （２）前記差の値及び前記第２のデータ・サンプルに対
応して、該第２のデータ・サンプルが該第２のデータ・
サンプルを表現するために占める数値の数と同じだけの
数を該差の値が使用する場合には、前記圧縮データ・ス
トリームへ予め設定されたフラグ値を挿入するフラグ装
置を有する上記（１）に記載のデジタル・データ・サン
プルの圧縮装置。 （３）前記データ・サンプルの各々が第１のデータ・バ
イト数からなり、かつ前記比較装置が前記第１のデータ
・サンプル値と前記第２のデータ・サンプル値との間の
デジタルによる差の値を形成する装置を有し、該デジタ
ルによる差の値が第２のデータ・バイト数からなってい
る上記（１）に記載のデジタル・データ・サンプルの圧
縮装置。 （４）前記第２のデータ・バイト数が前記第１のデータ
・バイト数よりも小さい場合には、前記差の値を前記第
２のデータ・サンプルの代りに前記圧縮されたデータ・
ストリームへ挿入する装置を有する上記（３）に記載の
デジタル・データ・サンプルの圧縮装置。 （５）前記差の値が、該差の値が正であるか負であるか
を示す符号値を含む上記（１）に記載の装置。 （６）圧縮されたコード化デジタル・データ・サンプル
のストリームを解凍するための装置において、前記圧縮
データ・ストリームに対応して、予め設定されたフラグ
値を検出する検出装置と、前記検出装置と協同して、前
記フラグ値が検出されない場合に、圧縮データ・サンプ
ルから非圧縮データ・サンプルを復元する復元装置と、
前記フラグ値が検出された場合に、次に続くデータ・サ
ンプルを解凍データ・ストリームへ挿入し、前記フラグ
値が検出されない場合に、前記復元された非圧縮データ
・サンプルを該解凍データ・ストリームへ挿入すること
により該解凍データ・ストリームを形成する出力装置と
を有する圧縮デジタル・データ・サンプルの解凍装置。 （７）圧縮データ・サンプルを記憶するための記憶機構
を有し、前記フラグ値が検出されない場合に、前記出力
装置が、前記次に続くデータ・サンプルと前記記憶され
たデータ・サンプルとの符号付き加算値を前記解凍デー
タ・ストリームへ挿入する上記（６）に記載の圧縮デジ
タル・データ・サンプルの解凍装置。 （８）前記圧縮データ・サンプルの各々が第１のデータ
・バイト数からなり、前記差の値が第２のデータ・バイ
ト数からなり、かつ前記記憶機構が一時的に該第１のデ
ータ・バイト数を記憶する上記（７）に記載の圧縮デジ
タル・データ・サンプルの解凍装置。 （９）前記フラグ値が検出された場合には、前記出力装
置が、前記第１のデータ・バイト数だけ連続するデータ
・バイトを解凍データ・ストリームへ挿入し、前記フラ
グ値が検出されない場合には、前記出力装置が、前記第
２のデータ・バイト数のデータ・バイトと前記記憶され
たデータ・バイトとの結合結果を前記解凍データ・スト
リームへ挿入する上記（８）に記載の圧縮デジタル・デ
ータ・サンプルの解凍装置。 （１０）各々のサンプルが所定の第１のデータ・バイト
数からなるコード化されたデジタル・データ・サンプル
のストリームに対して用いるデータ圧縮システムにおい
て、第１のデータ・サンプル値及びそれに引続く第２の
データ・サンプル値に対応して、該第１のサンプル値と
該第２のサンプル値との間の符号付きの差の値であって
第２のデータ・バイト数からなる該差の値を算出する算
出装置と、前記差の値に対応して、前記第２のデータ・
バイト数が前記第１のデータ・バイト数よりも小さい場
合には、前記差の値を圧縮データ・ストリームへ挿入
し、前記第２のデータ・バイト数が前記第１のデータ・
バイト数と等しいか又は大きい場合には、前記第２のデ
ータ・サンプル値を該圧縮データ・ストリームへ挿入す
る、圧縮データ・ストリームを生成する出力装置とを有
するデータ圧縮システム。 （１１）前記第２のデータ・バイト数が前記第１のデー
タ・バイト数に等しいか又は大きい場合に、前記第２の
データ・サンプル値を前記圧縮データ・ストリームへ挿
入するに先立って、予め設定されたフラグ値を該圧縮デ
ータ・ストリームへ挿入するための手段を有する上記
（１０）に記載のデータ圧縮システム。 （１２）各データ・サンプルをデジタル・データ・スト
リームに一時的に記憶するための記憶機構を有する上記
（１０）に記載のデータ圧縮システム。 （１３）前記算出装置が、前記記憶機構に記憶されたデ
ータ・サンプル値及びそれに引続く第２のデータ・サン
プル値に対応して該記憶されたデータ・サンプル値と第
２のデータ・サンプル値との間の符号付きの差の値を算
出する上記（１２）に記載のデータ圧縮システム。 （１４）圧縮されたコード化デジタル・データ・サンプ
ルのストリームを解凍するためのデータ解凍システムに
おいて、各圧縮データ・サンプルを記憶する記憶手段
と、前記記憶されたデータ・サンプルに対応して、予め
設定されたフラグ値を検出する検出装置と、前記検出装
置と協同して、前記フラグ値が検出されない場合に、前
記記憶されたデータ・サンプル及びそれに引続く圧縮デ
ータ・サンプルから非圧縮データ・サンプルを復元する
復元装置と、前記フラグ値が検出された場合には、次に
続くデータ・サンプルを解凍データ・ストリームへ挿入
し、前記フラグ値が検出されない場合には、前記復元さ
れた非圧縮データ・サンプルを該解凍データ・ストリー
ムへ挿入する、該解凍データ・ストリームを形成する出
力装置とを有するデータ解凍システム。 （１５）前記復元装置が、非圧縮データ・サンプルを復
元するべく、前記記憶されたデータ・サンプルを引続く
圧縮データ・サンプルにデジタル的に加算するための機
構を含む上記（１４）に記載のデータ解凍システム。 （１６）各圧縮データ・サンプルが第１のデータ・バイ
ト数からなり、前記差の値が第２のデータ・バイト数か
らなり、かつ前記記憶機構が該第１のデータ・バイト数
を一時的に記憶する上記（１５）に記載のデータ解凍シ
ステム。 （１７）前記フラグ値が検出された場合には、前記出力
装置が、前記第１のデータ・バイト数だけ連続するデー
タ・バイトを前記解凍データ・ストリームに挿入し、前
記フラグ値が検出されない場合には、前記出力装置が、
前記第２のデータ・バイト数のデータ・バイトと前記記
憶されたデータ・バイトとの符号付き加算値を前記解凍
データ・ストリームへ挿入する上記（１６）に記載のデ
ータ解凍システム。 （１８）コード化デジタル・データ・サンプルのストリ
ームを圧縮するための方法であって、Ａ）第１のデータ
・サンプル値と第２のデータ・サンプル値との間の差の
値を形成するステップと、Ｂ）前記差の値を前記第２の
データ・サンプル値に対して比較するステップと、Ｃ）
前記差の値が前記第２のデータ・サンプル値よりも小さ
い記憶空間を占める場合には、該第２のデータ・サンプ
ル値の代りに該差の値を圧縮データ・ストリームへ挿入
することにより、該圧縮データ・ストリームを形成する
ステップとを有するデジタル・データ・サンプルの圧縮
方法。 （１９）Ｄ）前記差の値が、前記第２のデータ・サンプ
ルと少なくとも同じ量の記憶空間を占める場合には、予
め設定されたフラグ値を前記圧縮データ・ストリームへ
挿入するステップを含む上記（１８）に記載のデジタル
・データ・サンプルの圧縮方法。 （２０）前記データ・サンプルの各々が第１のデータ・
バイト数からなり、前記のステップＡ）が、Ａ１）第１
のデータ・サンプル値と第２のデータ・サンプル値との
間のデジタルによる差の値を、第２のデータ・バイト数
からなるように形成するステップを含む上記（１８）に
記載のデジタル・データ・サンプルの圧縮方法。 （２１）前記ステップＣ）が、Ｃ１）前記第２のデータ
・バイト数が、前記第１のデータ・バイト数よりも小さ
い場合には、前記第２のデータ・サンプル値の代りに前
記差の値を前記圧縮データ・ストリームに挿入するステ
ップを含む上記（２０）に記載のデジタル・データ・サ
ンプルの圧縮方法。 （２２）前記ステップＡ）が、Ａ２）前記差の値が正で
あるか又は負であるかを示す符号値を含むように該差の
値を形成するステップを含む上記（１８）に記載のデジ
タル・データ・サンプルの圧縮方法。 （２３）圧縮されたコード化デジタル・データ・サンプ
ルのストリームを解凍するための方法であって、Ａ）前
記圧縮データ・サンプル・ストリームの中の予め設定さ
れたフラグ値をモニタするステップと、Ｂ）前記フラグ
値が検出されない場合には、圧縮データ・サンプルから
非圧縮データ・サンプルを復元するステップと、Ｃ）前
記フラグ値が検出された場合には、次に引続くデータ・
サンプルを解凍データ・ストリームに挿入し、かつ前記
フラグ値が検出されない場合には、前記復元された非圧
縮データ・サンプルを該解凍データ・ストリームへ挿入
することによって、該解凍データ・ストリームを形成す
るステップとを有するデジタル・データ・サンプルの解
凍方法。 （２４）Ｄ）圧縮データ・サンプルを記憶し、かつ前記
ステップＣ）が、Ｃ１）前記フラグ値が検出されない場
合に、前記次に引続くデータ・サンプルと前記記憶され
たデータ・サンプル値との符号付き加算値を解凍データ
・ストリームへ挿入するステップを含む上記（２３）に
記載のデジタル・データ・サンプルの解凍方法。 （２５）前記圧縮・データ・サンプルの各々が第１のデ
ータ・バイト数からなり、前記差の値が第２のデータ・
バイト数からなり、かつ前記ステップＤ）が、Ｄ１）記
憶機構に前記第１のデータ・バイト数を記憶するステッ
プを含む上記（２４に記載のデジタル・データ・サンプ
ルの解凍方法。
【００４１】
【発明の効果】以上の記述から明らかなように、圧縮形
態における信号を表すために必要な桁数が少ないにも拘
らず、本発明による圧縮及び解凍プロセスは、元の数値
化信号に含まれている全ての情報を記憶しかつ検索する
ものである。すなわち、捨てられてしまう情報がない。
これは、無損失圧縮／解凍プロセスといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する、ネットワーク化されたマル
チメディア・コンピュータ・システムを示す図である。
【図２】図３及び図４とともに、本発明による数値化音
声圧縮方法を示す流れ図を形成する図である。
【図３】図２及び図４とともに、本発明による数値化音
声圧縮方法を示す流れ図を形成する図である。
【図４】図２及び図３とともに、本発明による数値化音
声圧縮方法を示す流れ図を形成する図である。
【図５】図６及び図７とともに、図２乃至図４に示した
方法で圧縮された音声データを解凍する本発明による方
法を示す流れ図を形成する図である。
【図６】図５及び図７とともに、図２乃至図４に示した
方法で圧縮された音声データを解凍する本発明による方
法を示す流れ図を形成する図である。
【図７】図５及び図６とともに、図２乃至図４に示した
方法で圧縮された音声データを解凍する本発明による方
法を示す流れ図を形成する図である。
【符号の説明】
１０、１４、１６ コンピュータ・システム １２ ネットワーク １３、２６ コンピュータ １８ 音声入力装置 ２０ 音声出力装置 ２２ ＰＣＭ音声コード化装置 ２４、２８ 記憶装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド・ヘンリー・ジョーンズ、ジュニ ア アメリカ合衆国33445 フロリダ州、デル レイ・ビーチ、ビルディング・エフワンゼ ロワン、ホームウッド・ブールバード 1130

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コード化デジタル・データ・サンプルのス
    トリームを圧縮する装置において、 前記ストリーム内の第１のデータ・サンプル値及びそれ
    に続く第２のデータ・サンプル値に対応して、該第１の
    データ・サンプル値と該第２のデータ・サンプル値との
    間の差の値を形成する比較装置と、 前記差の値及び前記第２のデータ・サンプルに対応し
    て、該差の値が該第２のデータ・サンプルよりも小さい
    記憶空間を占めるときには、該第２のデータ・サンプル
    の代りに該差の値を圧縮データ・ストリームに挿入する
    ことにより該圧縮データ・ストリームを形成する出力装
    置とを有するデジタル・データ・サンプルの圧縮装置。
  2. 【請求項２】前記差の値及び前記第２のデータ・サンプ
    ルに対応して、該第２のデータ・サンプルが該第２のデ
    ータ・サンプルを表現するために占める数値の数と同じ
    だけの数を該差の値が使用する場合には、前記圧縮デー
    タ・ストリームへ予め設定されたフラグ値を挿入するフ
    ラグ装置を有する請求項１に記載のデジタル・データ・
    サンプルの圧縮装置。
  3. 【請求項３】前記データ・サンプルの各々が第１のデー
    タ・バイト数からなり、かつ前記比較装置が前記第１の
    データ・サンプル値と前記第２のデータ・サンプル値と
    の間のデジタルによる差の値を形成する装置を有し、該
    デジタルによる差の値が第２のデータ・バイト数からな
    っている請求項１に記載のデジタル・データ・サンプル
    の圧縮装置。
  4. 【請求項４】前記第２のデータ・バイト数が前記第１の
    データ・バイト数よりも小さい場合には、前記差の値を
    前記第２のデータ・サンプルの代りに前記圧縮されたデ
    ータ・ストリームへ挿入する装置を有する請求項３に記
    載のデジタル・データ・サンプルの圧縮装置。
  5. 【請求項５】前記差の値が、該差の値が正であるか負で
    あるかを示す符号値を含む請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】圧縮されたコード化デジタル・データ・サ
    ンプルのストリームを解凍するための装置において、 前記圧縮データ・ストリームに対応して、予め設定され
    たフラグ値を検出する検出装置と、 前記検出装置と協同して、前記フラグ値が検出されない
    場合に、圧縮データ・サンプルから非圧縮データ・サン
    プルを復元する復元装置と、 前記フラグ値が検出された場合に、次に続くデータ・サ
    ンプルを解凍データ・ストリームへ挿入し、前記フラグ
    値が検出されない場合に、前記復元された非圧縮データ
    ・サンプルを該解凍データ・ストリームへ挿入すること
    により該解凍データ・ストリームを形成する出力装置と
    を有する圧縮デジタル・データ・サンプルの解凍装置。
  7. 【請求項７】圧縮データ・サンプルを記憶するための記
    憶機構を有し、前記フラグ値が検出されない場合に、前
    記出力装置が、前記次に続くデータ・サンプルと前記記
    憶されたデータ・サンプルとの符号付き加算値を前記解
    凍データ・ストリームへ挿入する請求項６に記載の圧縮
    デジタル・データ・サンプルの解凍装置。
  8. 【請求項８】前記圧縮データ・サンプルの各々が第１の
    データ・バイト数からなり、前記差の値が第２のデータ
    ・バイト数からなり、かつ前記記憶機構が一時的に該第
    １のデータ・バイト数を記憶する請求項７に記載の圧縮
    デジタル・データ・サンプルの解凍装置。
  9. 【請求項９】前記フラグ値が検出された場合には、前記
    出力装置が、前記第１のデータ・バイト数だけ連続する
    データ・バイトを解凍データ・ストリームへ挿入し、前
    記フラグ値が検出されない場合には、前記出力装置が、
    前記第２のデータ・バイト数のデータ・バイトと前記記
    憶されたデータ・バイトとの結合結果を前記解凍データ
    ・ストリームへ挿入する請求項８に記載の圧縮デジタル
    ・データ・サンプルの解凍装置。
  10. 【請求項１０】各々のサンプルが所定の第１のデータ・
    バイト数からなるコード化されたデジタル・データ・サ
    ンプルのストリームに対して用いるデータ圧縮システム
    において、 第１のデータ・サンプル値及びそれに引続く第２のデー
    タ・サンプル値に対応して、該第１のサンプル値と該第
    ２のサンプル値との間の符号付きの差の値であって第２
    のデータ・バイト数からなる該差の値を算出する算出装
    置と、 前記差の値に対応して、前記第２のデータ・バイト数が
    前記第１のデータ・バイト数よりも小さい場合には、前
    記差の値を圧縮データ・ストリームへ挿入し、前記第２
    のデータ・バイト数が前記第１のデータ・バイト数と等
    しいか又は大きい場合には、前記第２のデータ・サンプ
    ル値を該圧縮データ・ストリームへ挿入する、圧縮デー
    タ・ストリームを生成する出力装置とを有するデータ圧
    縮システム。
  11. 【請求項１１】前記第２のデータ・バイト数が前記第１
    のデータ・バイト数に等しいか又は大きい場合に、前記
    第２のデータ・サンプル値を前記圧縮データ・ストリー
    ムへ挿入するに先立って、予め設定されたフラグ値を該
    圧縮データ・ストリームへ挿入するための手段を有する
    請求項１０に記載のデータ圧縮システム。
  12. 【請求項１２】各データ・サンプルをデジタル・データ
    ・ストリームに一時的に記憶するための記憶機構を有す
    る請求項１０に記載のデータ圧縮システム。
  13. 【請求項１３】前記算出装置が、前記記憶機構に記憶さ
    れたデータ・サンプル値及びそれに引続く第２のデータ
    ・サンプル値に対応して該記憶されたデータ・サンプル
    値と第２のデータ・サンプル値との間の符号付きの差の
    値を算出する請求項１２に記載のデータ圧縮システム。
  14. 【請求項１４】圧縮されたコード化デジタル・データ・
    サンプルのストリームを解凍するためのデータ解凍シス
    テムにおいて、 各圧縮データ・サンプルを記憶する記憶手段と、 前記記憶されたデータ・サンプルに対応して、予め設定
    されたフラグ値を検出する検出装置と、 前記検出装置と協同して、前記フラグ値が検出されない
    場合に、前記記憶されたデータ・サンプル及びそれに引
    続く圧縮データ・サンプルから非圧縮データ・サンプル
    を復元する復元装置と、 前記フラグ値が検出された場合には、次に続くデータ・
    サンプルを解凍データ・ストリームへ挿入し、前記フラ
    グ値が検出されない場合には、前記復元された非圧縮デ
    ータ・サンプルを該解凍データ・ストリームへ挿入す
    る、該解凍データ・ストリームを形成する出力装置とを
    有するデータ解凍システム。
  15. 【請求項１５】前記復元装置が、非圧縮データ・サンプ
    ルを復元するべく、前記記憶されたデータ・サンプルを
    引続く圧縮データ・サンプルにデジタル的に加算するた
    めの機構を含む請求項１４に記載のデータ解凍システ
    ム。
  16. 【請求項１６】各圧縮データ・サンプルが第１のデータ
    ・バイト数からなり、前記差の値が第２のデータ・バイ
    ト数からなり、かつ前記記憶機構が該第１のデータ・バ
    イト数を一時的に記憶する請求項１５に記載のデータ解
    凍システム。
  17. 【請求項１７】前記フラグ値が検出された場合には、前
    記出力装置が、前記第１のデータ・バイト数だけ連続す
    るデータ・バイトを前記解凍データ・ストリームに挿入
    し、前記フラグ値が検出されない場合には、前記出力装
    置が、前記第２のデータ・バイト数のデータ・バイトと
    前記記憶されたデータ・バイトとの符号付き加算値を前
    記解凍データ・ストリームへ挿入する請求項１６に記載
    のデータ解凍システム。
  18. 【請求項１８】コード化デジタル・データ・サンプルの
    ストリームを圧縮するための方法であって、 Ａ）第１のデータ・サンプル値と第２のデータ・サンプ
    ル値との間の差の値を形成するステップと、 Ｂ）前記差の値を前記第２のデータ・サンプル値に対し
    て比較するステップと、 Ｃ）前記差の値が前記第２のデータ・サンプル値よりも
    小さい記憶空間を占める場合には、該第２のデータ・サ
    ンプル値の代りに該差の値を圧縮データ・ストリームへ
    挿入することにより、該圧縮データ・ストリームを形成
    するステップとを有するデジタル・データ・サンプルの
    圧縮方法。
  19. 【請求項１９】Ｄ）前記差の値が、前記第２のデータ・
    サンプルと少なくとも同じ量の記憶空間を占める場合に
    は、予め設定されたフラグ値を前記圧縮データ・ストリ
    ームへ挿入するステップを含む請求項１８に記載のデジ
    タル・データ・サンプルの圧縮方法。
  20. 【請求項２０】前記データ・サンプルの各々が第１のデ
    ータ・バイト数からなり、前記のステップＡ）が、 Ａ１）第１のデータ・サンプル値と第２のデータ・サン
    プル値との間のデジタルによる差の値を、第２のデータ
    ・バイト数からなるように形成するステップを含む請求
    項１８に記載のデジタル・データ・サンプルの圧縮方
    法。
  21. 【請求項２１】前記ステップＣ）が、 Ｃ１）前記第２のデータ・バイト数が、前記第１のデー
    タ・バイト数よりも小さい場合には、前記第２のデータ
    ・サンプル値の代りに前記差の値を前記圧縮データ・ス
    トリームに挿入するステップを含む請求項２０に記載の
    デジタル・データ・サンプルの圧縮方法。
  22. 【請求項２２】前記ステップＡ）が、 Ａ２）前記差の値が正であるか又は負であるかを示す符
    号値を含むように該差の値を形成するステップを含む請
    求項１８に記載のデジタル・データ・サンプルの圧縮方
    法。
  23. 【請求項２３】圧縮されたコード化デジタル・データ・
    サンプルのストリームを解凍するための方法であって、 Ａ）前記圧縮データ・サンプル・ストリームの中の予め
    設定されたフラグ値をモニタするステップと、 Ｂ）前記フラグ値が検出されない場合には、圧縮データ
    ・サンプルから非圧縮データ・サンプルを復元するステ
    ップと、 Ｃ）前記フラグ値が検出された場合には、次に引続くデ
    ータ・サンプルを解凍データ・ストリームに挿入し、か
    つ前記フラグ値が検出されない場合には、前記復元され
    た非圧縮データ・サンプルを該解凍データ・ストリーム
    へ挿入することによって、該解凍データ・ストリームを
    形成するステップとを有するデジタル・データ・サンプ
    ルの解凍方法。
  24. 【請求項２４】Ｄ）圧縮データ・サンプルを記憶し、か
    つ前記ステップＣ）が、 Ｃ１）前記フラグ値が検出されない場合に、前記次に引
    続くデータ・サンプルと前記記憶されたデータ・サンプ
    ル値との符号付き加算値を解凍データ・ストリームへ挿
    入するステップを含む請求項２３に記載のデジタル・デ
    ータ・サンプルの解凍方法。
  25. 【請求項２５】前記圧縮・データ・サンプルの各々が第
    １のデータ・バイト数からなり、前記差の値が第２のデ
    ータ・バイト数からなり、かつ前記ステップＤ）が、 Ｄ１）記憶機構に前記第１のデータ・バイト数を記憶す
    るステップを含む請求項２４に記載のデジタル・データ
    ・サンプルの解凍方法。
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