JPH09238083A - データ圧縮方法およびデータ伸張方法 - Google Patents
データ圧縮方法およびデータ伸張方法Info
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- JPH09238083A JPH09238083A JP8042396A JP4239696A JPH09238083A JP H09238083 A JPH09238083 A JP H09238083A JP 8042396 A JP8042396 A JP 8042396A JP 4239696 A JP4239696 A JP 4239696A JP H09238083 A JPH09238083 A JP H09238083A
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Abstract
とができるデータ圧縮方法およびデータ伸張方法を提供
する。 【解決手段】 入力整数値Xを示す14ビットディジタ
ル入力信号を、出力整数値Yを示す12ビットディジタ
ル出力信号に、14−12ビット瞬時データ圧縮する場
合、入力整数値Xと出力整数値Yとを所定の折線関数で
折線近似した特性曲線で表し、1.7をベースとして、
1/(1.7)i-1 (iは1以上の整数)の比率で所定
の折線関数の領域を分割し、2をベースとした場合(折
線数7)よりも所定の折線関数を規定する折線の数を
(折線数9)に増やした。
Description
EC装置において用いられるデータ圧縮方法およびデー
タ伸張方法に関する。
号化部と復号化部とを備えている。そのような音声CO
DEC装置の一例として、国際展示場ATM(Asynchro
nous Transfer Mode:非同期転送モード)−LAN(Lo
cal Area Network:構内通信ネトワーク)向けの15k
Hz音声CODEC装置がある。この15kHz音声C
ODEC装置では、符号化部は40Hz〜15kHzの
周波数範囲のアナログ音声信号を32kHzのサンプリ
ング周波数でサンプリングして、ディジタル音声信号を
得、1チャンネル当たり512kbps(=384kb
ps(音声)+128kbps(同期、制御))で伝送
している。ここで、音声CODEC装置における圧伸則
としては、11折れ線14−12,A−law瞬時圧伸
則などが使用されている。また、音声信号の帯域制限
は、A/D変換器およびD/A変換器に内蔵されている
フィルタを用いて行っている。
圧伸の特性曲線を示す。図2において、横軸は14ビッ
トディジタル入力信号を示す入力整数値Xであり、縦軸
は12ビットディジタル出力信号を示す出力整数値Yで
ある。14ビットディジタル入力信号は214=1638
4ステップに分割されており、また12ビットディジタ
ル出力信号は212=4096ステップに分割されてい
る。入出力信号は正負に各々半分ずつ割り付けられてお
り、図2は代表例として正側のみを示している。負側は
これと点対称となり、特性曲線は全体として、7折線で
構成されている。
〜511の範囲の入力整数値Xは、そのまま、12ビッ
トディジタル出力信号の0〜511の範囲の出力整数値
Yに割り付けられている(領域I)。14ビットディジ
タル入力信号の512〜1535の範囲の入力整数値X
は1/2の比率で圧縮され、12ビットディジタル出力
信号の512〜1023の範囲の出力整数値Yに割り付
けられている(領域II)。14ビットディジタル入力信
号の1536〜3583の範囲の入力整数値Xは1/4
の比率で圧縮されて、12ビットディジタル出力信号の
1024〜1535の範囲の出力整数値Yに割り付けら
れている(領域III )。14ビットディジタル入力信号
の3584〜7679の範囲の入力整数値Xは1/8の
比率で圧縮されて、12ビットディジタル出力信号の1
536〜2047の範囲の出力整数値Yに割り付けられ
ている(領域IV)。そして、14ビットディジタル入力
信号の7680〜8191の範囲の入力整数値Xは、1
2ビットディジタル出力信号の最大の出力整数値Y、す
なわち、2048に保持となっている。
4−12瞬時圧伸則では、14ビットディジタル入力信
号の全範囲の入力に対し、0〜7679の範囲の入力整
数値Xは12ビットディジタル出力信号の出力整数値Y
と一定の関係で対応付けられているが、7680〜81
91の範囲の入力整数値は12ビットディジタル出力信
号の最大出力整数値Yを保持(2048)となってい
る。ここでは、14ビットディジタル入力信号の768
0〜8191の範囲をオーバーフロー範囲と呼ぶことに
する。つまり、オーバーフロー範囲の入力整数値Xはク
リップ状態となっており、このオーバーフロー範囲の入
力整数値Xは圧縮、伸張処理に大きな歪みを生じ、SN
比が悪くなるという問題がある。
88422号公報(以下、先行技術と呼ぶ)には、14
ビットディジタル入力信号の全範囲の入力に対して良好
な圧縮特性、SN比を得るようにした「データ圧縮方
法」が開示されている。この先行技術では、14ビット
直線量子化にてディジタル化され、振幅の大きさ順で、
−8192から+8191までの整数値に割り付けられ
たデータに対し、振幅範囲に応じ、1個または連続した
2個、4個、8個のデータを1単位として、各単位を振
幅順に−2048から+2047までの整数値に割り付
けられた12ビットデータに変換する非線形変換テーブ
ル(ROM等)を有している。
2瞬時圧伸と同等の特性曲線の一例を示す。この特性曲
線に示すように、折線点を任意の位置に取ることにより
上記問題を解決している。すなわち、この先行技術で
は、14ビットディジタル入力信号の入力整数値X(横
軸)の折線点を2のべき乗で表される任意の点とするこ
とにより最適なダイナミックレンジ、SN比を得ようと
している。
入力信号のうち、0〜511の範囲の入力整数値Xをそ
のまま、12ビットディジタル出力信号の0〜511の
範囲の出力整数値Yヘ割り付け(領域I)、512〜2
047の範囲の入力整数値Xを1/2の比率で圧縮し
て、512〜1023の範囲の出力整数値Yへ割り付け
(領域II)、2048〜4095の範囲の入力整数値X
を1/4の比率で圧縮して、1024〜1535の範囲
の出力整数値Yへ割り付け(領域III )、そして409
6〜8191の範囲の入力整数値Xを1/8の比率で圧
縮して、1536〜2047の範囲の出力整数値Yへ割
り付けている(領域IV)。このように先行技術では、2
のべき乗を折線点とし、1,1/2,1/4,1/8の
傾き(比率)で領域の分割を行っているので、コード化
がし易いという利点がある。
術のように、2のべき乗による1,1/2,1/4,1
/8,……の比率で、折線関数の領域を分割したので
は、必ずしも最適なダイナミックレンジ、SN比を得ら
れないという問題がある。
適なダイナミックレンジ、SN比を得ることができるデ
ータ圧縮方法およびデータ伸張方法を提供することにあ
る。
めに本発明に係るデータ圧縮方法は、入力整数値Xを示
すxビットのディジタル入力信号を、出力整数値Yを示
すyビット(y<x)のディジタル出力信号に、x−y
ビット瞬時データ圧縮する方法であって、入力整数値X
と出力整数値Yとは所定の折線関数で折線近似した特性
曲線で表されたデータ圧縮方法において、2より小さい
正の実数χ(2>χ>0)をベースとして、1/χi-1
(iは1以上の整数)の比率で所定の折線関数の領域を
分割することにより、2をベースとした場合よりも所定
の折線関数を規定する折線の数を増やしたことを特徴と
する。
力整数値Yを示すyビットのディジタル入力信号を、出
力整数値Xを示すxビット(y<x)のディジタル出力
信号に、y−xビット瞬時データ伸張する方法であっ
て、入力整数値Yと出力整数値Xとは所定の折線関数で
折線近似した特性曲線で表されたデータ伸張方法におい
て、2より小さい正の実数χ(2>χ>0)をベースと
して、χi-1 (iは1以上の整数)の比率で所定の折線
関数の領域を分割することにより、2をベースとした場
合よりも所定の折線関数を規定する折線の数を増やした
ことを特徴とする。
率によることなく、2より小さい正の実数χ(2>χ>
0)をベースとして1/χi-1 (例えば、χが1.7の
場合は1/(1.7)i-1 )の比率で折線関数の領域を
分割することにより、最適なダイナミックレンジ、SN
比を可能としている。
得たい場合、この比率を2のべき乗で表すと27 =12
8より7段階となる。これを1.7のべき乗で表すと、
(1.7)9 ≒128より9段階が可能となる。
施の形態を詳細に説明する。
圧縮方法を示す動作特性図である。図1において、横軸
は14ビットディジタル入力信号の示す入力整数値X、
縦軸は12ビットディジタル出力信号の示す出力整数値
Yであり、正側のみを示す。14ビットディジタル入力
信号の0〜511の範囲の入力整数値Xを、そのまま、
12ビットディジタル出力信号の0〜511の範囲の出
力整数値Yに割り付ける(領域I)。14ビットディジ
タル入力信号の512〜1667の範囲の入力整数値X
を、1/(1.7)の比率で圧縮して、12ビットディ
ジタル出力信号の512〜895の範囲の出力整数値Y
に割り付ける(領域II)。14ビットディジタル入力信
号の1668〜2834の範囲の入力整数値Xを、1/
(1.7)2 の比率で圧縮して、12ビットディジタル
出力信号の896〜1279の範囲の出力整数値Yに割
り付ける(領域III )。14ビットディジタル入力信号
の2835〜4818の範囲の入力整数値Xを、1/
(1.7)3 の比率で圧縮して、12ビットディジタル
出力信号の1280〜1663の範囲の出力整数値Yに
割り付ける(領域IV)。14ビットディジタル入力信号
の4819〜8191の範囲の入力整数値Xを、1/
(1.7)4 の比率で圧縮して、12ビットディジタル
出力信号の1664〜2047の範囲の出力整数値Yに
割り付ける(領域V)。
ば、14ビットディジタル入力信号の全入力に対してほ
ぼ均等な圧縮特性を実現すると共に、最適なダイナミッ
クレンジ、SN比が得られる。
ジタル入力信号をディジタル出力信号に変換するデータ
圧縮用変換器によって実現できるし、また、データ圧縮
用読出し専用メモリ(ROM)によっても実現できる。
すなわち、データ圧縮用ROMは、ディジタル入力信号
をアドレスとして入力したときに、ディジタル出力信号
をデータとして出力するように、折線近似非線形データ
を予め格納しておけば良い。
て説明したが、本発明は上記実施の形態に限定せず、種
々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施の形態
とは逆の処理を行うことにより、データ伸張方法が容易
に実現できる。このデータ伸張方法も、データ伸張用変
換器やデータ伸張用ROM等な使用することで容易に実
現できる。また、上記実施の形態は14−12瞬時圧伸
の例を説明しているが、図面の縦軸および横軸のスケー
ルを変更することにより、よりその他の圧伸則でも容易
に実現できる。
化にてディジタル化された入力データを、その振幅範囲
に応じて、2のべき乗ではない、2より小さい正の実数
χ(2>χ>0)をベースとした1/χi-1 の比率で領
域を分割した折線近似非線形データに変換しているの
で、折線の数が増えて、より細かな表現が可能である。
また、折線の数が増えて、より細かな領域分割が可能に
なったことにより、最適なダイナミックレンジ、SN比
を得ることができる。
示す動作特性図である。
る。
開示された14−12瞬時圧伸と同等のデータ圧縮方法
を示す動作特性図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 入力整数値Xを示すxビットのディジタ
ル入力信号を、出力整数値Yを示すyビット(y<x)
のディジタル出力信号に、x−yビット瞬時データ圧縮
する方法であって、前記入力整数値Xと前記出力整数値
Yとは所定の折線関数で折線近似した特性曲線で表され
たデータ圧縮方法において、 2より小さい正の実数χ(2>χ>0)をベースとし
て、1/χi-1 (iは1以上の整数)の比率で前記所定
の折線関数の領域を分割することにより、2をベースと
した場合よりも前記所定の折線関数を規定する折線の数
を増やしたことを特徴とするデータ圧縮方法。 - 【請求項2】 前記ディジタル入力信号は、アナログ音
声信号を直線量子化にてディジタル化した信号である、
請求項1に記載のデータ圧縮方法。 - 【請求項3】 前記xが14で、前記yが12である、
請求項1又は2に記載のデータ圧縮方法。 - 【請求項4】 前記実数χが1.7である、請求項3に
記載のデータ圧縮方法。 - 【請求項5】 前記所定の折線関数は、前記ディジタル
入力信号および前記ディジタル出力信号を、正負の値に
対して、正側に対して負側が点対称となるように、半分
ずつ割り付け、全体として9折線で構成され、 前記所定の折線関数は、前記正側において、 14ビットディジタル入力信号の0〜511の範囲の入
力整数値Xを、そのまま、12ビットディジタル出力信
号の0〜511の範囲の出力整数値Yに割り付ける第1
の領域と、 前記14ビットディジタル入力信号の512〜1667
の範囲の入力整数値Xを、1/(1.7)の比率で圧縮
して、前記12ビットディジタル出力信号の512〜8
95の範囲の出力整数値Yに割り付ける第2の領域と、 前記14ビットディジタル入力信号の1668〜283
4の範囲の入力整数値Xを、1/(1.7)2 の比率で
圧縮して、前記12ビットディジタル出力信号の896
〜1279の範囲の出力整数値Yに割り付ける第3の領
域と、 前記14ビットディジタル入力信号の2835〜481
8の範囲の入力整数値Xを、1/(1.7)3 の比率で
圧縮して、前記12ビットディジタル出力信号の128
0〜1663の範囲の出力整数値Yに割り付ける第4の
領域と、 前記14ビットディジタル入力信号の4819〜819
1の範囲の入力整数値Xを、1/(1.7)4 の比率で
圧縮して、前記12ビットディジタル出力信号の166
4〜2047の範囲の出力整数値Yに割り付ける第5の
領域とを有する、請求項4に記載のデータ圧縮方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1つに記載のデ
ータ圧縮方法を実現するデータ圧縮用読出し専用メモリ
であって、前記ディジタル入力信号をアドレスとして入
力したときに、前記ディジタル出力信号をデータとして
出力するように、折線近似非線形データが予め格納され
たデータ圧縮用読出し専用メモリ。 - 【請求項7】 請求項1〜5のいずれか1つに記載のデ
ータ圧縮方法を実現するデータ圧縮用変換器であって、
前記ディジタル入力信号を前記ディジタル出力信号に変
換するデータ圧縮用変換器。 - 【請求項8】 入力整数値Yを示すyビットのディジタ
ル入力信号を、出力整数値Xを示すxビット(y<x)
のディジタル出力信号に、y−xビット瞬時データ伸張
する方法であって、前記入力整数値Yと前記出力整数値
Xとは所定の折線関数で折線近似した特性曲線で表され
たデータ伸張方法において、 2より小さい正の実数χ(2>χ>0)をベースとし
て、χi-1 (iは1以上の整数)の比率で前記所定の折
線関数の領域を分割することにより、2をベースとした
場合よりも前記所定の折線関数を規定する折線の数を増
やしたことを特徴とするデータ伸張方法。 - 【請求項9】 前記ディジタル出力信号は、原アナログ
音声信号を直線量子化して得られるディジタル信号とほ
ぼ同等の信号である、請求項8に記載のデータ伸張方
法。 - 【請求項10】 前記xが14で、前記yが12であ
る、請求項8又は9に記載のデータ伸張方法。 - 【請求項11】 前記実数χが1.7である、請求項1
0に記載のデータ伸張縮方法。 - 【請求項12】 前記所定の折線関数は、前記ディジタ
ル入力信号および前記ディジタル出力信号を、正負の値
に対して、正側に対して負側が点対称となるように、半
分ずつ割り付け、全体として9折線で構成され、 前記所定の折線関数は、前記正側において、 12ビットディジタル入力信号の0〜511の範囲の入
力整数値Yを、そのまま、14ビットディジタル出力信
号の0〜511の範囲の出力整数値Xに割り付ける第1
の領域と、 前記12ビットディジタル入力信号の512〜895の
範囲の入力整数値Yを、1.7の比率で伸張して、前記
14ビットディジタル出力信号の512〜1667の範
囲の出力整数値Xに割り付ける第2の領域と、 前記12ビットディジタル入力信号の896〜1279
の範囲の入力整数値Yを、(1.7)2 の比率で伸張し
て、前記14ビットディジタル出力信号の1668〜2
834の範囲の出力整数値Xに割り付ける第3の領域
と、 前記12ビットディジタル出力信号の1280〜166
3の範囲の入力整数値Yを、(1.7)3 の比率で伸張
して、前記14ビットディジタル出力信号の2835〜
4818の出力整数値Xに割り付ける第4の領域と、 前記12ビットディジタル入力信号の1664〜204
7の範囲の入力整数値Yを、(1.7)4 の比率で伸張
して、前記14ビットディジタル出力信号の4819〜
8191の範囲の出力整数値Xに割り付ける第5の領域
とを有する、請求項11に記載のデータ伸張方法。 - 【請求項13】 請求項8〜12のいずれか1つに記載
のデータ伸張方法を実現するデータ伸張用読出し専用メ
モリであって、前記ディジタル入力信号をアドレスとし
て入力したときに、前記ディジタル出力信号をデータと
して出力するように、折線近似非線形データが予め格納
されたデータ伸張用読出し専用メモリ。 - 【請求項14】 請求項8〜12のいずれか1つに記載
のデータ伸張方法を実現するデータ伸張用変換器であっ
て、前記ディジタル入力信号を前記ディジタル出力信号
に変換するデータ伸張用変換器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04239696A JP3309201B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | データ圧縮方法およびデータ伸張方法 |
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09238083A true JPH09238083A (ja) | 1997-09-09 |
JP3309201B2 JP3309201B2 (ja) | 2002-07-29 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012156736A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | 圧縮符号化信号伝送システム |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP04239696A patent/JP3309201B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2012156736A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | 圧縮符号化信号伝送システム |
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