JPS5992616A - デイジタル・デ−タ圧縮の方法および装置 - Google Patents

デイジタル・デ−タ圧縮の方法および装置

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JPS5992616A
JPS5992616A JP19260882A JP19260882A JPS5992616A JP S5992616 A JPS5992616 A JP S5992616A JP 19260882 A JP19260882 A JP 19260882A JP 19260882 A JP19260882 A JP 19260882A JP S5992616 A JPS5992616 A JP S5992616A
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digital
signal
signals
logic unit
filter means
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JP19260882A
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English (en)
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チヤ−ルズ・シンクレア−・ウエ−ヴア−
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SRI International Inc
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Stanford Research Institute
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  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の始−1−リ− 政府は、契約第No/ −MS −3−23,22号に
したがってこの発明における権利を有する。
−発−明−p−背」1 心電図的(ECG)データの如き生理上のデータは、処
理および分析のために中央設備に伝送されることがしば
しば行われる。例えば、このような伝送されたデータは
、そのコンピュータによる分析のタメ、コンピュータに
対して直接的に供給されうるものである。リアル・タイ
ムでの分析のためには、医務室からコンピュータへのE
CG波形の電話による伝送は、所要の伝送速度を与える
ものとなる。現在、ECG波形の電話伝送による伝送に
ついて最も普通に用いられている方法は、FM副搬送波
の使用によるものである。(例えば、米国特許第3、/
タタ、りOと号を参照)。これらの方式が良く設計され
、適正に維持されているときは、相当程度の品質の波形
が伝送されることができる。しかしながら、医務室また
は病院に装置されたそれら(/3) のユニットは、その適正な操作のために要求される所要
のサービスを余り受けることがない。この欠点のあるこ
とから、アナログ形式のECG波形を第1にディジタル
形式に変換させて、データをディジタル的に伝送さ°せ
る方法を探索するという結果が生じた。
ベクトルECG (即ち、3チヤンネルでのECG )
が分析のために伝送されるというととは極めて望ましい
ところである。しかしながら、在来の電話伝送回路のバ
ンド巾は、データの減少なしにベクトルECGに適応さ
せるのには充分に広いものではない。この発明により、
アナログ−ディジタル変換されたベクトルECGの平均
ビット・レートは、グレードの低いダイアル・アップ式
の電話線を介して、そのディジタル伝送が許容されるよ
うに充分に減少されるものである。ノ1フマン・タイプ
のエンコーダによって追従される2次ディジタル圧縮フ
ィルタの使用によってディジタル化されたECG信号の
平均ビット・レートを減少させる方法は、IEE Tr
ansactions On BiomedicalE
ngineering。
(/lI−) ■o I 、 BME −、:2乙、No、//、PP
、ly/3−乙ノ3、Nov、/り7りの、” Com
pression of the ECG by Pr
ediction orInterpolaHon a
nd Entropy Encoding ’なる標題
の、U−E、RuttimanおよびH,V、Pipb
ergenによる論炉に開示されている。また、コーl
♂化され、ディジタル化されたECG信号の記録につい
ては、Pμ勘ニーCampu−t、 Cardi−ol
−、PP、 l/13ター’A’lj、/り7乙の、“
A Computer System for Cap
turing TransientElectroca
rdiographic Data ”なる標題の、K
、L、RipleyおよびJ、R,Cox、Jrによる
論文中に開示されている。
そこでは、ディジタル化されたECG信号はコンピュー
タ・ソフトウェアを用いてノ次的な差がとられ、2次的
な差の値は再びコンピュータ・ソフトウェアを用いてノ
・フマン式にコード化され、そして、順次的なビット・
ストリームがディスク蓄積手段上に蓄積されるものであ
る。
発明の一要−約− この発明には、3個のアナログECG信号が3個の入力
信号チャンネルを用いて処理されるデータ収集方式が含
まれており、そのチャンネル内各々にはアナログ信号を
ディジタル的な固定長サンプル信号に変換させるための
アナログ−ディジタル・コンバータが含捷れている。チ
ャンネル内のディジタル圧縮フィルタで、サンプル信号
とその評価値との間の差に関連するディジタル的な差信
号が発生される。マルチプレクサは、3個のディジタル
化され、圧縮されたECG信号を、それをコード化する
だめのエンコーダに接続させる。コード化された信号は
、標準的な電話伝送線を介して遠隔の受信機に伝送され
ることができる。受信機におけるデコーダは該信号をデ
コードし、デマルチプレクサは、次いで、デコードされ
た出力を3個の受信機のチャンネルに接続させる。その
チャンネルの各々には、ディゾタル王縮解除フィルタが
含まれており、それらのフィルタから、固定長のサンプ
ル信号が回復される。所望により、ディジタルECG信
号は3個のデコーダ出力に応答する3個のディクタルー
アナログ・コンバータの使用によってアナログ形式に変
換されることができる。安定な圧縮−圧縮解除フィルタ
の組合せが開示されており、とれによれば、伝送のピッ
ト・ストリーム・エラーのあとでの再初期化が必要とさ
れることはない。
この発明は、添付図面に即して考察されたとき、以下の
説明から、より良く理解されうるものである。図面中で
、同様々参照記号はいくつかの図面の中での同様な部分
が参照されるものである。
先ず第1A図を参照すると、とこには、アナログ入力信
号f(t)のディジタル形式への変換のだめのアナロク
ーティジタル・コンバータ(A/lコンバータ)、20
を含む方式の送信ユニットが示されておす、アナログ−
ディジタル・コンバータ20からのn番目のサンプルは
fnとして識別されている。
第2図のAにおいて、アナログ−ディジタル・コンバー
タツノに対する入力を含むアナログ信号22が示されて
いる。アナログ−ディジタル・コンバータの出力の形式
は第2図のBに示されている。そこでは、サンプルfn
−1〜fn+iの等しい長さを含んでいるのコンバータ
の出力が示されている。アナログ−ディジタル・コンバ
ータ20は、(/7) 送信機タイミング・ライン2乙を介して供給されるタイ
ミングおよびコントロール・ユニッ)、!、4’からの
コントロール信号によって達成されるサンプリング・レ
ートで操作される。ここで採用されているように、タイ
ミングおよびコントロール・ユニット、2t゛からのラ
イン認乙は複数個のタイミング回路の出力を表わしてお
り、その7個またはそれより多くのものは、システムの
適正なタイミングおよびコントロールのために、システ
ムの要素に対して供給される。入力は、また、詳細に後
述される態様で、諸種の別異のシステムの要素からの信
号によるそのコントロールのために、ライン2gを介し
てタイミングおよびコントロール・ユニットに供給され
る。この目的のために、いコンバータ20は、固定的な
サンプリング・レートおよび固定的外ワード長の出力を
もって、通常の態様で操作されることが理解される。
のコンバータ20からの出力は、説明の目的でのみ、エ
スチメータ32および減算手段3tを含むように示され
ているディジタル圧縮フィルタ(7g) 30に対して供給される。エスチメータ3.2は、見積
もられるべきサンプルfnの前後の双方において生起す
る実際のサンプルに基づいて、ここではこのような見積
もりの値舎を供給するだめの一一チメータは、言うまで
もなく、良く知られているものである。差信号Δ。は、
以下のように、実際の信号人力fnと、減算手段3≠に
おける実際の値から見積もりの値を減算することによる
見積もられた信号の値Qとの間の差を含んでいる圧縮フ
ィルタ30によって生成される。
Δ=、−介          (1)n      
n      n 第2図のCで示される、圧縮フィルタ出力のグラフ的な
信号表現において、差の信号Δ。、Δn+1゜。+2 
’  n+3 ’  n+4 ’・・Δ、、は、例示の
ためのみの、Δ    Δ    Δ 記号下部の括弧内に示されている実際の差の信号の値を
もって示されている。
差の信号の値Δは、切捨て式のハフマン・コードを用い
て、同様のものをコード化するためにエンコーダ≠0に
対して供給される。ハフマンのコード化については、P
roceedings of the IRE、Vol
、4’O*10り♂頁、/9j2年7月、′最少冗長度
のコードの構成のための方法”なる、D、A、ハフマン
による論文中で記述されている。切捨て式のハフマン式
コード化も、また、例えば上述のこの発明の背景におい
て記述された論文で開示されているように知られている
ものである。簡単に言えば、ハフマン式のコード化技術
にあっては、圧縮フィルタ30は相異なる生起の確率を
有する差信号出力Δを有するという事実が使用され、ま
た、この事実は、入力信号についてのコード化された信
号におけるビットの総体数の減少を達成させるために用
いられるものである。単一のコード・ワードはまれに生
起する差信号に対して指定され、実際の差信号の値Δの
だめのラベルとして供給される。
■ 第1八図において、エンコーダ1l−0の出力11H(
Δn)が指定され、また、第2図のDにおいて、値H(
Δ)、 H(Jn+、)等は、Δ。、Δn−N等のコー
ド化された値を表わす。最もひんばんに生起する九の値
(ここではO)は、最短のコード・ワードを用いてコー
ド化される。切捨て式のノーフマン式コードは、これも
詳細に後述される簡単なエンコーダおよびデコーダを用
いて容易に実施されるものとして以下に開示される。こ
の目的のため、エンコーダll−0の出力には、最もひ
んばんに生起するΔの値のためのコード・ワードが、組
合わされたコード・ワード・ラベルおよびそれ程ひんば
んには生起しないΔ7の値のだめの差信号Δゎの実際の
値と共に含まれている。例示の目的のため、差信号の値
が+3をこえたときには、実際の差信号Δが、コード・
ワード・ラベルと共に、エンコーダの出力に生成される
ものとする。第2図のDにおいては、ここではコード化
された差の値が示されており、Δn+2のだめのコード
化された値には、まれに生起するΔn+2の差の値、こ
こでは乙、のためのラベルおよび実際の差の信号Δn+
2が含まれていることが認められる。
エンコーダ≠Oからのコード化された信号は遠隔の受信
機に対して送信され、および/または記録される。遠隔
の受信機に対する送信のため、工(,2/’) ンコーダの出力はスイッチ4tfを通じてバッファ・メ
モリjOに接続され、そして、伝送ラインよ≠を介して
の送信のためにディジタル・モデムタ2に接続される。
スイッチ11.トを点線にょる別異の位置にすると、エ
ンコーダ出力は、コード化された差信号およびラベルの
付されたΔ信号の記録のために、記録ユニット乙Oに供
給される。
電話伝送が用いられるときは、例えば、コード化信号は
、第1B図に示されている受信機におけるディジタル・
モデム70に対してラインtpによって伝送される。モ
デムの出力はバッファ・メモリ72によってバッファさ
れ、バッファ・メモリの出力は、切捨て式のハフマン式
コード化信号をデコードするために、スイッチ7≠を通
してデコーダざOに供給される。デコーダgoにおいて
、ハフマン式のコード・ワードは元の差信号Δに変換さ
れる。ハフマン式のコード・ワードにラベルの付された
実際の差信号が含まれているときには、該ラベルがそれ
から取られて、ラベルのない実際の差信号がデコーダの
出力に供給される。この発(22) 明で用いられるコード化およびデコード化手段は、より
詳細に後述される。
デコーダgoからの差信号Δ。は、小型の、/ワードの
バッファ・メモリトクを通して、再構成または圧縮解除
のフィルタ90に供給される。明らかにされるように、
デコーダの出力信号は変動するレートで生成されるもの
であり、小型のバッファ・メモリど≠は再構成フィルタ
90の入力レートの要求を調整するために含まれている
。差信号の値から、全てのサンプルのだめの実際の信号
値f は再構成フィルタタ0において決定される。新規
な圧縮フィルタ、再構成フィルタの組合せは、より詳細
に後述されるが、この組合せは安定なものであって、こ
れにより、ピット・ストリームのエラーによって生成さ
れるデコーダの出力における過渡的なものは、精密なビ
ット回復の計画の必要なしに、少数のエラー・フリー信
号が伝送されたあとで実質的に消失する。ディジタル−
アナログ・コンバータ(D/Aコンバータ)?、4は、
ディジタル再構成フィルタタ0からの実際の信号サンゾ
ルfnをアナログ形式に変換させ、また、アナログ信号
についてのいかなる所望の使用でもなされる。受信機の
タイミングおよびコントロール・ユニット70グは、受
信操作の適正なタイミングのために、ライン/θ乙によ
って諸種の受信機の要素に対するタイミング信号を供給
する。また、ユニット10II−のためのコントロール
信号は、より詳細に後述される態様で、そのコントロー
ルのために受信機の諸種の要素からライン70どによっ
て供給される。
第1A図の記録ユニット乙0において記録されたような
、記録されたコード化ディジタル信号は、デコードおよ
び後続の処理のためにデコーダ♂0に対して供給されつ
るものである。スイッチ7グが点線の信性にあるとき、
信号は再生ユニット/θ0からデコーダ♂0に対して供
給される。
第1A図についての説明において上記されたように、デ
ィソタル圧縮フィルタ30には、評価されるべきサンプ
ルfnの前後において生起する実際のサンプルfn−1
およびfn+1に基づく評価されたす〜ゾ・・値fを含
む出力を有する−へチメータ32が含まれている。しば
しば用いられる先行技術のエスチメータにあっては、以
下の出力を与えるものが用いられる。
△ fn ”” a1fn+1 十a2fn−1(2)ここ
に、係数a1およびa2は差Δ。の2乗平均エラーを最
小にするために選択されるものであり、Δは、式(1)
で上記されたように、Δ−f −J’であn     
n    n る。例えば、ECG信号の圧縮のために、係数a1およ
びa2はそれらが0.夕に等しいときに実質的に最適の
ものである。その結果、!L1−&2−0、夕のために
、等式(1)および(2)は次式を与えるように組合わ
される。
Δ。=0.!; [fn+1−jfn+fn、 )−o
、st   −t  +o、5tn−1(3)n+1 
    n その括弧内の量はf の2次差であり、そして、サンゾ
ル・レートはナイキスト・レートよりは大きいものであ
ることから、2次差は2次導関数に等しいものであるこ
とが認められる。このような2垂蓋圧縮フィルタを用(
2j) いるディジタル・データ圧縮方式には、このような2重
差信号をデコードするだめの、受信機ユニットにおける
2重積分タイプの再構成フィルタが含壕れている。かく
して、先行技術の2垂蓋タイプの圧縮フィルタ30が該
方式で用いられるときには、関連された2重積分タイプ
の再構成フィルタタ0がそれと共に用いられる。このよ
うな場合、再構成フィルタ90は、次の式を利用するよ
うに操作される。
等式(5)から、これは再生されたものであるが、Δ。
の値と共に2個の隣接値が、その解のために必要とされ
ることは明らかである。そのあと、Δ。の値のみが必要
とされる。同様なアルゴリズムは、いかなる数の係数の
ためにも導かれうるものである。
上述された先行技術の1重差−2重積分フィルタの組合
せは不安定なものであって、圧縮および(2乙) 再構成フィルタの間のデータの伝送におけるビット・エ
ラーは、ビット・エラーに続く信号に対して加えられる
再構成フィルタからのランダム・ランプが結果として生
じる。エラー・フリー伝送またはエラー回復手段の使用
は、このような圧縮−再構成フィルタの適正な操作のた
めに必要とされる。(安定で、この発明において用いら
れる、変形された圧縮−再構成フィルタについては後述
される。) この発明で用いられる、切捨て式のハフマン式コードは
、第3図のテーブルに示されている。差信号Δであって
、最もひんばんに生起するものはコード・ワードに指定
されている。方式に対する入力にはディジタル化された
ECG信号が含壕れ、」二連されたタイプのディジタル
圧縮フィルタが用いられているときは、+3と−3との
間の値を含んでいるΔの確率はおよそ、9gである。こ
れらの差信号は、最もひんばんに生起する差信号は最短
のコード・ワードに指定されて、相異なる長さのコード
・ワードに指定されている。+3の範囲外の全ての別異
の差信号はテーブルにおいてその他として識別されてお
り、そして、これらは第2図に関して上述されたように
実際の値Δのためのラベルを含むコード・ワードが指定
されており、前記の値Δ。は後続して記録および/また
は伝送されるものである。この方式によると、実際のΔ
の値の伝送は記号毎の平均に対しておよそ0. /乙ビ
ットの寄与(約70%)をする。しかしながら、これは
切捨てられていないハフマン式のコードのビット・レー
トに70係の付加をされたものではない。その理由は、
切捨式のコードにおけるその他を構成するΔ。に対して
指定される後者のコードにおけるコード・ワードは、そ
の他が切捨式のコード内に生起したことを指示するワー
ドではないからである。
第3図において、差信号Δ。の生起の近似的な確率は、
最大0. ll−乙7から最小0.0//の範囲で示さ
れている。特有なコード・ワードのセットには、最下位
ビット位置に/のビットが含まれている。
別異のいかなるビット位置にも、0のビ、ットが含まれ
ている。明らかにされるように、簡単なコード化および
デコード化のハードウェアが、コードを充足させるとき
に用いられる。デコーダは、第3図に含1れているトリ
ーによって表わされるものであり、ここに左のブランチ
は0を表わし、右のブランチは/を表わしている。乙の
場合には全て/である最終のブランチは、デコードされ
たワードを示している。開始ビットはトリーの底部にお
いて入り、ブランチは最終のブランチに達するまで従続
され、次いで、トリーは再び底部において入るととと々
る。
ここで第7図を参照すると、ディジタル圧縮フィルタ3
0が示されており、そのタイプは、第1A図に例示され
ている方式の伝送および/または記録セクションに含ま
れているものである。該圧縮フィルタにハ、イコンパー
タ20からの連続的なサンプル信号がシフトされる一連
のシフト・レジスタ202..20’lおよび、20乙
が含まれている。第を図においては、説明の目的のため
に、レジスタ、202、.20’lおよび、20乙は、
夫々に、(2り) サンプルf   、f  およびf。−1を含むように
示さn+1    n れている。gビットのサンプルのためには、gビットの
レジスタが用いられる。レジスタの出力は、演算論理ユ
ニッ) (ALU) 2 / 0に対するサンプル信号
の選択的な接続のだめに、ディジタル・マルチプレクサ
、20gに結合されている。マルチプレクサ、20gお
よびALU 、2 / 0の双方は、タイミンクオヨヒ
コントロール・ユニット、217)コントロールの下に
ある。
等式(3)は、差信号Δ。の発生において例示された圧
縮フィルタによって用いられる。サンプルfnの評価値
舎は、f のいずれかの側のす〜シー、即ちfn−1お
よび’n+1を用いて作成されるが、fn自体を用いる
ことはない。サンプルを0.夕によって乗算することに
は、ビットを最下位ビットに向けてシフトさせることが
単に含まれている。ユニット、24Lのコントロールの
下に、ワードfn−1およびfn+1は、マルチプレク
サ20gを通してALU210に移動され、そして加算
される。その和は/ビットだけ右にシフトされて、所要
の割算をしく30) て評価値ζかえられるようにされる。実際のサンプルf
rlは、次いで、マルチプレクサ、20gを通し”r 
AT、U 、2 / OK移動さゎ、介カ、減x−g、
F、、−c、ALU 2 / 0の出力において差信号
値Δ。かえられるようにされる。これは、次いで、エン
コーダ11.0(第1八図)に対して供給される。AL
U 、?/ 0における演算は、丸めのエラーにならな
いこと確実なものにするだめ、A/Dコンバータ、20
からのサンプルのワード長よりも少なくとも/ビット長
いワード長で行われる。
Δの発生において、全ての必要な乗算はシフト作用によ
って行われることが注意される。とれは、言う寸でもな
く、高速で行われるものである。必要な乗算を遂行する
ために、乗算器は必要とされない。乗算器はおそいレー
トで操作されるので、この方式においてそれを用いるこ
とは、本質的に、その企図された目的のためには該方式
を使用できないようにされるものである。即ち、狭帯域
の伝送ラインおよび/または最少の蓄積スは−スを用い
て短期間に大量の情報の伝送および/または蓄積をする
ことでは、該方式を使用することができないようにされ
ることとなる。等式(3)は、単に、ディジタル・デー
タ圧縮フィルタの操作において用いられる等式の一般的
なタイプを例示するものであることが注意さ°れるとこ
ろであり、この発明のこの局面についてはより詳細に後
述される。
差信号Δ。がディジタル圧縮フィルタ30かう供給され
るエンコーダグ0は第5図に示されている。
そこでは、該エンコーダは、第≠図のALU 2 / 
0からの差信号Δ。がアドレス入力として供給されるリ
ード・オンリ・メモリ、ROM、2jOを含むものとし
て示されている。ROMには以下のgビット・ワードが
蓄積される。
oooooooi 000θ0010 00000100 00001000 00010000 0010000θ 01000000 10000000 これらの出力は、また、同じものを生成する差信号Δの
入力に隣接して、第3図に示されたテーブルに含まれて
いる。例えば、λの入力は00001000が蓄積され
ている位置をアドレスする。ここで、±3の範囲外のそ
の他のカテゴリイにあるいずれの3人力でも、0010
0000が蓄積されている位置をアドレスする。
ROMの出力は、カウンタ、2Jlからの出力によって
アドレスされるg二/マルチゾレクサ2j2に対する入
力として供給される。該カウンタは、タイミングおよび
コントロール・ユニット2グ(第≠図)からのクロック
・ノ9ルスによって駆動され、また、インバータ2夕乙
を通してマルチプレクサの出力からそれに対して供給さ
れる信号の印加によってクリアされる。上述の例におい
ては、λのΔ信号がROMからの0000/ 000の
出力を与えるときに、データ・ラインDB3はノ・イ(
H)であり、その他はロウ(L)である。ビットはマル
チプレクサ、252の操作によってROM 、2 t 
Oから切換えられ、この例においてはデータ・ライン(
33) DB3に第1の/の出力が到達するまで行われるもので
あり、この時点で、クリア信号がインバータ2夕乙を通
してカウンタ、25弘に加えられて、これをクリアさせ
る。インバータ2夕乙からのタイミングおよびコントロ
ール・ユニット2≠に対スる別異の出力は、エンコーダ
に対する次のΔ。信号まで、カウンタに対するクロック
入力を停止させる。マルチプレクサの出力は、また、ス
イッチ25gを通してシフト・レジスタ2乙Oにも供給
され、これによって、ROM、?50の出力は第1の/
が現われるまでシフト・レジスタ2乙Oに対して順次的
に切換えられる。この例においては、シフト・レジスタ
2乙Oには、レジスタに対する左シフト11次入力を用
いて、コード・ワードoooiがロードされる。本質的
には、このマルチプレクサの操作で、第1の/よりも高
いビット位置にあるビットのROM出力を除去するよう
に作用される。
レジスタ2乙0に入力されたコード・ワードは、伝送お
よび/または記録のためにシフトして出力される。
(34t) 先に注意されたように、ここでは±3の範囲外にある、
その他のカテゴリイにおけるいずれの差信号Δでも、o
oioooooが蓄積されている位置をアドレスするも
のであり、ここで、データ・ラインDB3はHであり、
その他はしてある。ラインDBJ−は、ライン、2gを
通して、タイミングおよびコントロール・ユニット21
1−(第を図)に結合サレテイる。コントロール・ユニ
ット、211−に対するこの入力をもって、スイッチ、
2夕1は、シフト・レジスタノ乙0の入力の、並列−直
列変換レジスタ2乙≠を通してデータ圧縮フィルタ出力
に対する接続のために操作される。ここで、実際の差信
号Δは、レジスタの左シフト順次入力を再び用いて、レ
ジスタノ乙Oに入力される。上述されたように、その他
のためのコード・ワードは、デコードのために同じもの
を同定するべく、実際の差信号Δのだめのラベルとして
の役割を果す。
コード化された差信号の伝送または再生のあとで、H(
Δ)は、第を図において詳細に示されるデコーダどθに
よって、実際の差信号の値Δ。に変換される。そこで、
ライン、29乙におけるデータ・ス) IJ−ム(第2
図のDで示される)は、同期カウンタ300に対するリ
セット信号として供給される。ライン10乙におけるタ
イミングおよびコントロール・ユニット10tlからの
クロック・ノぐルスは、同じものをクロックするために
カウンタ入力に供給される。データ・ストリームおよび
クロックは同じレートで操作される。カウント操作は、
データ入力がしてある限りは進行される。入力データ・
ライン、!9乙がHになったとき、カウンタ300はリ
セットされる。
カウンタ300からの出力はリード・オンリ・メモリ(
ROM) 302に供給されて、それのアドレスをする
。ROM 302はホフマン式のコード化すれた差信号
H(7!In)をデコードするだめのコード・コンバー
タとしての役割を果す。ここで、H(Δn)はデータ・
ストリームにおける/によってリセットされるのに先立
つ、てカウンタ300でカウントされるθの数で表わさ
れている。第3図において例示されたコードをもって、
ROM 302は、カウンタ300によってカウントさ
れた/の間の0の数に依存して、差信号の値−3,−2
,−7,0゜/1.2および3を発生させる。数−≠は
、′その他“の記号がデータ・ストリーム内に存在する
とき、即ち/の間で5個の0がカウントされたときに発
生される。カウンタ300からのg個の相異なるカウン
ト、および、ROM30.2からのg個のデコードされ
た値を表わすために、3個のビットが必要とされること
は明らかである。
ROM 302は、ライン10乙上でタイミングおヨヒ
コントロール・ユニット10≠からそれに供給される可
能化信号の印加により、カウンタ300のリセットの直
前に可能化される。可能化されたとき、3個のビット出
力はシフト・レジスタ30りの下位3ビツト入力に供給
される。ディノタル再構成フィルタ90(第1A図で、
寸だ、第7図で詳細に示される)において実行される演
算は、丸めエラーを防止するためにタビットで行われる
したがって、6個の先行するOが3ビツトのROM出力
に加えられて、ディノタル・フィルタのため(37) のタビットの入力を形成するようにされる。シフト・レ
ジスタ30≠は、6個の上位ビット入力を00ソースに
、ここでは接地に接続させることによって必要な0を供
給する。タビットのレジスタ出カバ、データ・セレクタ
・スイッチ306の7個の入力に供給される。数−tが
ROM 302によって発生されない限り、レジスタ3
0グからの出力は、データ・スイッチ30乙を通してバ
ッファ増巾器どl/L(第1B図)に、また、それから
ディジタル再構成フィルタタOに接続される。
ROMの出力は、また、ディジタル比較器30Kにも供
給されることが認められる。デコードされたラベル′そ
の他”、ここでは−グ、は比較器に対する第2の入力と
して供給される。ROMの出力が一≠であるとき、比較
器の出力はHになって、フリップ・フロップ310をセ
ットし、そこでフリップ・フロップからのQ(その他)
出力はHになる。フリップ・フロップからのH出力はラ
イン3/2上でレジスタ3041の可能化端子に接続さ
れて、レジスタからの出力を不可能化させる。そ(3g
) の結果、デコードされたラベルはレジスタ3011−か
らの出力においては現われない。その代りに、データ入
力ライン2り乙におけるΔの実際の値は、ライン3/乙
上でシフト・レジスタ3/llにシフトして入力される
シフト・レジスタ37≠のためのクロック・ノぐルスは
、ライン3/g上でクロック入力ライン10乙からAN
Dダート32.0を通してそれに供給されるが、該ゲー
トはフリップ・クロック310からのHのQ出力によっ
て可能化される。レジスタ3/’lにシフトして入力さ
れるビットの数は、言う寸でもなく、ANDダートを通
してそれに供給されるクロック・パルスの数によって決
定される。
実際の差信号Δ□がレジスタ37≠にシフトして入力さ
れたとき、フリップ・クロック3.20 ハIJ −1
!ツトされて、ケゝ−ト3.20を不可能化させる。例
示された配列においては、フリップ・クロックは、ライ
ン32≠上で同期カウンタ322から、そのクロック入
力に対する信号の印加によってリセットされる。カウン
タ3.2.2はプロゲラ1マブル・タイプのものであり
、ライン3ノ乙上でそのプリセット入力において、フリ
ップ・フロラ7°310のQ出力からのHを受入れると
ともに、値りにセットされる。カウンタ入力におけるク
ロック・ノfルスは、ここで、カウンタを7からOにカ
ウント・ダウンさせる。カウンタ出力がOになったとき
、フリップ・クロック310は、クロック・パルス入力
の時点において、そのD入力に対するしの印加とともに
リセットされる。この態様で、タデータ・ビットはレジ
スタ3/’l−に対してシフトして入力される。レジス
タ3/弘は3状態のデバイスであり、それからの出力は
、フリップ・クロック310からそれの可能化出力端子
に対するLの印加によって可能化される。フリップ・フ
ロップ310のQ出力からのHは、ライン32r上でデ
ータ・セレクタ・スイッチ30乙に対して供給され、シ
フト・レジスタ3/弘の出力の該スイッチの出力ライン
330に対する通過のために、該スイッチをコントロー
ルするようにされる。第1B図において認められ、また
上述されたように、第4図に詳細に示されているデコー
ダIOからの出力は、バッファ・メモリと≠を通して、
第7図に詳細に示されているディジタル再構成フィルタ
90に対して供給される。
等式(5)を実施するだめのディジタル再構成フ1ルタ
タθは第7図に示されており、その図に対する参照はこ
こでなされる。先に注意されたように、この等式は再帰
性のものであって、その解のためには関連された差信号
の値Δ。とともに2個の隣接した実際の値が必要とされ
、そのあとではΔ。の値めみが必要とされるものである
。例示された再構成フィルタタOには、デコーダどOか
らの差信号Δ。がバッファ・メモリg≠を通して供給さ
れる7個の入力≠02を有する3−/ディジタル・マル
チプレクサ≠00が含まれている。マルチプレクサ≠θ
θに対する2個の別異の入力は、シフト・レジスタ1l
−0乙および1i−o♂に直列接続されることによって
供給されており、これらのレジスタには、夫々に、f 
およびfn−1の値が含捷れている。
マルチプレクサ1I−00に対する入力におけるΔ 。
(l/L/) fnおよびfn−1の値は、該マルチプレクサを通して
演算論理ユニッ) (ALU)≠70に供給され、ここ
で、等式(5)の解のために必要なシフトによる乗算、
加算および減算が、全て、第7図に示されているタイミ
ングおよびコントロール・ユニットIO’l−のコント
ロールの下に行われる。ALU≠IOによって算出され
たfn+1の値を含む、再構成フィルタからの出力は、
アナログ形式への変換のために、ディジタル−アナログ
・コンバータ7乙(第1B図)に供給される。算出され
たfn+1の値はライン≠72上でレジスタブ0乙にシ
フトして入力され、一方、レジスタ11.0乙に含まれ
ていたfnO値は同時にレジスタブOKにシフトして入
力される。ここで、ライン≠02におけるΔ。の次の値
について、次の実際の信号の値を算出するために、上述
のプロセスがくり返される。先に注意されたように、等
式(5)の実施において、ALUにおける演算は、丸め
エラーを防止するために7ビツトで行われる。
再構成フィルタ90による等式(5)の実施では、(≠
2) ’n+1のだめの値を算出することが可能となる前に、
レジスタ1l−0乙およびII−ogを実際のサンプル
値でロードすることが必要とされる。フィルタ90を含
む圧縮−子線解除フィルタの組合せは不安定なものであ
り、ビット・エラーに続く再初期化が必要とされる。ピ
ット・エラーが実質的に生起しない状態の下では、例え
ば、その伝送なしの信号の記録および再生においては、
圧縮フィルタ30゜再構成フィルタタ0の組合せを用い
て等式(3)および(5)を実施する操作は満足される
ものである。修正された圧縮−再構成フ1ルタの組合せ
であって安定なものは、3 ECG信号を伝送するため
の方式の説明にしたがって後述される。
医務室および病院からコンピュータ・センタに対して自
動的な分析および蓄積のためにECG信号の伝送をする
ため、それを使用することを含めて、この発明のデータ
圧縮の方法および装置について多くの適用がなされる。
ECGのコンピュータによる分析では、最も実際的には
ディジタル伝送によってえられるECGの忠実度が必要
とされる。しかしながら、標準的な電話線にあっては、
データ圧縮なしに、ディジタル形式で3線式の→伝送を
許容するに充分なバンド巾がない。この発明を用いるこ
とにより、通常の電話線で、3本のECG線を同時に伝
送することが可能である。通常の電話線で3線式のEC
G伝送のための送信および受信ユニットは、夫々に、第
どA図および第18図に示されている。第どへ図におい
て、3個のECGアナログ信号は個別的なアナログ−デ
ィジタルいコンバータ、20−/ 、20−.2および
20−3に供給されるように示されており、これらのコ
ンバータは、例えば、gビットの出力を有し1.230
ビット/秒のサンプル・レートで操作されている。該の
コンバータからのディジタル化された出力は、ディジタ
ル圧縮フィルタ30−/ 、30−.2および30−3
に供給されるものであり、これらのフィルタは第を図で
示され、かつ上述されたディジタル圧縮フィルタ30と
同様なタイプのものである。
ディジタル圧縮フィルタ30−7.30−2および30
−3からの差信号へ1.Δ2.Δ3は、夫夫に、3−/
ディジタル・マルチプレクサjOOのコントロールの下
にエンコーダtoに対して切換えられるものであり、こ
のエンコーダは第5図に示され、上述されたものと同様
なタイプのものである。該差信号は、第3図に示されて
いる切捨テ式ノハフマン・タイプ・コードを用いて順次
的にコード化される。その他の信号である00000/
がエンコーダ≠0によって生成されたときは何時でも、
実際の差信号の値九がエンコーダから要求されているこ
とを示す、ライン2gでのタイミングおよびコントロー
ル・ユニット2’/−Aに対スル信号が供給され、ここ
でエンコーダはコン)o−ルされて、エンコーダ出力に
おいて実際の差信号の値Δを供給するようにされる。こ
の場合、エンコーダ出力には、そのだめのラベルとして
のその他のだめのコード・ワードとともに、実際の差信
号の値が含壕れている。第gへ図において、分離サレタ
マルチテレクサ・コントロール・ユニットjθノは、マ
ルチプレクサjOOをアドレスする( 4’j ) ために示されており、該コントロール・ユニットには、
単に、タイミングおよびコントロール・ユニット、!≠
Aの一部分が含まれていてもよい。エンコーダ≠0から
のコード化された差信号の出力は第どA図に示されてお
り、ことでΔへのだめのコード・ワードはH(Δ1)で
示されている。
3チヤンネルの情報からの信号を識別するために、チャ
ンネル・マーカ・シンデルCが、Δ1のだめのコード・
ワードに先立って周期的に伝送される。第gA図におい
て、エンコーダの出力はスイッチjO乙を通してライン
soI/Lに供給される。
該スイッチハマルチプレクサ・コントロール・ユニット
タ0.2からの出力のコントロールの下にある。例示さ
れているスイッチ位置において、コード化された差信号
は該スイッチを通してラインjO≠に通される。反対の
スイッチ位置においては、チャンネル・マーカ・ユニッ
トjOgからの出力がラインタOI/Lに供給される。
チャンネル・マーカ・ユニットjOgは、これもまたマ
ルチプレクサ・コントロール・ユニットノコントロール
(4’乙) の下にあり、00000000 /の如きチャンネル・
マーカ・ワードCを、Δ1のだめのコード・ワードに先
立って周期的に伝送する。例示されている配列において
は、チャンネル・マーカcHマルチプレクサj00の操
作の3,2番目のザイクル毎にそう人されることが示さ
れている。例示されているチャンネル・マーカ・ワード
には、Δ。ニー3のためのコード・ワードよりも/側光
行する0が含まれており、別異のコード・ワードと同様
な態様で容易にデコードされることが認められる。
ラインjOtから、コード化されたECGディジタル・
データはスイッチ≠gを通してバッファ・メモIJ 3
0 Aに接続され、次いで、第ど8図に示されている受
信機への伝送のために、通常の電話伝送線tVで、ディ
ジタル・モデムj、2Aへト接続される。これに代えて
、スイッチ≠gが反対のスイッチ位置にあるとき、信号
は記録手段乙OAによって記録されうるものである。バ
ッファ・メモリ30fi、 、ディジタル・モデムj2
Aおよび記録ユニット乙OAは、第1八図において示さ
れ、かつ上述されたものと同じタイプのものである。
第gB図に示されている受信機には、第1B図に示され
、上述されたタイプと同じのディジタル・モデム70.
バッファ・メモリ7.2およびスイッチ7≠が含まれて
いる。再生ユニット100は、また、記録されたECG
信号の再生のために含まれている。スイッチ7グから、
コード化されたディノタル信号は、第乙図に示されてい
るデコーダ♂0と同様な一般的なタイプのデコーダgO
Aに供給されるが、これはチャンネル・マーカCに適応
するように修正されている。(チャンネル・マーカとと
もに用いるためには、デコーダに含まれているROM 
30.2にはチャンネル・マーカの記号の蓄積が含腫れ
ている。これはチャンネル・マーカCがデコーダ入力に
存在するときは何時でも、デコーダ出力を通過するよう
にされる。また、デコーダにおけるカウンタ300は0
−gの間をカウントすることを要求され、カウンタから
の付加的な出力ラインは付加的な場所に適応することを
必要とされる。) 第gB図で認められるように、デコーダ出力は小型のバ
ッファ・メモリど4I−Aを通して/−3ディソタル・
デマルチプレクサ乙OOおよびチャンネル・マーカ・デ
テクタ乙0.2に供給される。デマルチプレクサの出力
は、第7図に示され、上述されたと同じタイプのもので
あるディジタル圧縮解除フィルタ90−7 、90−.
2および”?0−3に接続される。デコードされたチャ
ンネル・マーカの検出とともに、チャンネル・マーカ・
デテクタ乙0.2は、同じものを再同期化するために、
同期化信号ヲマルチフレクサ・コントロール・ユニット
乙0≠に伝送する。デコードされたチャンネル・マーカ
は、ディジタル圧縮解除フィルタ90−/、90−2お
よびり0−3に入ることを防止される。ディジタル圧縮
解除フィルタ90−/。
りθ−ノおよび90−3からの出力は、夫々に、ディジ
タル化された信号をアナログ形式に変換するために、デ
ィジタル−アナログ・コンバータタ乙−/、り乙−!お
よび7乙−3に供給される。
いかなる所望の使用でも、ディジタル−アナログ・(l
l−’i;’) コンバータからのベクトルECGについてなされうるも
のである。
先に注意されたように、等式(5)は初期条件としてf
nの2個の連続する値を必要とする。7個またはそれよ
り多くのビット・エラーのあとで、あるΔ。がなくなっ
たとき、等式(5)によって算出されたような再構成さ
れたf は、知られていないスローゾの傾斜によって、
真のf とは異なっている。伝送ライン内の過渡性に起
因するエラーのようなビット・エラーに対して方式が支
配されないときには、このような圧縮−王縮解除フィル
タの組合せの使用は受入れられるものである。乙の発明
の変形された形式のものにおいて、安定な圧縮−圧縮解
除フィルタの組合せが使用されるものであり、このよう
な安定な組合せについて以下に説明される。
2重差等式、Δ。−0,5(fn+1−2fn十fn−
1)の2−変形。前記の等式(3)は次のようになる。
(jO) −〇、夕Z(/ −,2z ”−4−2−2)等式(6
)について、以下の変形が考えられる。
= 0.3 (Z−,2a+a2Z ” )     
 (7)対応する差の等式は次のようになる。
Δ、 = 0.夕(fn、、−,2afn+a2f  
)    (8)n−に 〇”n+1  ’n”−m−’[H’+”fn−1、’
−fn−1+、2−2m−1fn−1 ここに°a=/−,2” m=整数〉0 適正々タイミングおよびコントロールをもって第3図に
示され、上述されたディジタル圧縮フィルタ30は、等
式(8)を実施するために用いられうろことは明らかで
ある。第≠図に示されている装置をもって、等式(3)
についての実施と同様な態様で、等式(8)はシフトお
よび加算操作によって簡単に実施される。等式(8)か
ら、サンプル信号は2−rnlおよび、2−mによって
乗算されることが認められる。これは、指示されたサン
プル信号−m−1および−mのスペースを、夫々に、最
下位ビット位置に向けてシフトすることにより、ALU
内で簡単に行われる。fn+1 ” nおよびfn−1
信号は、指示されたスペース数を簡単にシフトされ、そ
して、指示された加算および減算は差信号Δ。の発生に
おいて行われる。
等式(8)の逆は次のようになる。
そして、対応する差の等式は次のようになる。
yn−2Δ。+ayn−1−2Δ。十yn、 −2”y
nl   叫fn=yn−1−Bfnj=Y、+fn、
 −2”f、 、   αカyn−1 ””  n−2
n−1’であることから、初めの等式は次のようになる
y3=jΔ3−af2+af1 、       (#
f−y+af201 5 以下のことが示される。
a (/であるとき、flおよびf2の不正確な値によ
るエラーはanよりも早く減衰する。mの適正な選択で
、これは迅速にされる。mの値は例えば2ないし乙の間
が好適である。
演算ワード長が2m+!ビットで、入力ワード長よりも
長いときは、丸めのエラーはない。等式◇祷および0→
において、flおよびf2の不正確な値が再構成フィル
タに供給されたとき、先行技術の2重積分器(a=/)
でランダムな傾斜を加える理由が明らかにされる。先行
技術およびこの発明でのフィルタの組合せの双方につい
て、伝送エラーがないときには、圧縮解除フィルタタ0
からの出力は圧縮フィルタ30に対する入力に等しい。
その結果、エラー・フリーの伝送条件の下に、伝送(j
3) は歪みなしでなされる。mを大にすることにより、この
発明の圧縮−圧縮解除フィルタの組合せは、2重差、2
重積分の考えと、所望されたものに近い機能を果すよう
にされる。
等式叫およびα力を実施するだめの新規なディジタル再
構成フィルタは第り図に示されており、ここではこの図
面が参照される。参照文字90kによって同定される、
例示の再構成フィルタには、差信号Δ。がデコーダgo
から供給される7個の入カフ02を有する≠−/ディソ
タル・マルチプレクサ700が含まれている。(第2図
におけるE全参照)。マルチプレクサ700からの出力
は演算論理ユニッ) 、 ALU 、 70≠に供給さ
れ、ここで、全てタイミングおよびコントロール・ユニ
ット101I−Aのコントロールの下に、シフト、加算
および減算による所要の乗算がなされる。
ALU 70 lI−からの出力は、/−2デイジタル
・デマルチゾレクサ70乙の入力に接続される。デマル
チゾレクサ70乙の7個の出力は、ライン7/lI−で
、/対の直列に接続されたシフト・レゾ(J! ) スタフ10および7/2の7個のレジスタに接続される
。デマルチプレクサの別異の出力は、ライン7/乙で、
単一のシフト・レジスタ7/とに接続されている。AL
Uによって決定されたyの値はレジスタ710にロード
され、一方、ynの先行の値はレジスタ710からレジ
スタ7/2へとシフトされる。第3のレジスタ77Iに
u 、ALU 70≠によって算出されたサンプル値f
 が供給される。
レジスタ710.77.2および7/♂からの出力は、
マルチプレクサ700を通して、ALU70≠に対する
入力として供給される。使用されたとき、レジスタ7/
♂に蓄積された値にはfn−1が含まれている。等式(
11から、値yは、ライン70.2で用いられる、壕だ
レジスタ710からの、ALU 70 ’1に対するΔ
。およびyn−1人力を用いて算出されることが認めら
れる。等式αηから、サンゾル値fば、夫々にレジスタ
710および7重gからのynおよび’n−1人力を用
いて算出されることが認められる。先に注意されたよう
に、演算ワード長が、2rn+xビツトで所要の入力ワ
ード長より大きいときは、このデコーダによる丸めエラ
ーはない。例えば、所要の入力ワード長のとおよびm=
夕をもって、!+2×!;+2=、20なるワード長が
フィルタ90fi、において用いられる。等式αOおよ
び01)を実施するための、第9図に例示されたディジ
タル再構成フィルタ9OAにより、フィルタの初期化。
再初期化のいずれも必要とされない。いかなる過渡性の
ものでも、エラー・ビットに続く比較的少数のサンプル
のあとで実質的に消失される。
等式(7)で与えられる圧縮フィルタの伝達関数には、
2平面の実数軸上で2個のOが含まれており、また、対
応する再構成フィルタの伝達関数には実数軸の同一点に
配されたノ極が含まれている。0がともに配されていな
いときでも、実効的な圧縮は達成される。即ち、圧縮フ
ィルタの伝達関数における2重のOは必ずしも必要とさ
れない。Oは実数軸上の別異の点にあってもよい。0の
配置に等しい点で、再構成フィルタの伝達関数に極がな
ければならない。
このような圧縮フィルタのための差の等式は次のとおり
である。
y  =0.、ff−〇、タfn、+2−町−1fn 
−+    (lfe九−yn−yn1+、2−m2y
n、         0η再構成フイルタのための差
の等式は次のとおりである。
y =)Δ。+yn−1−、?”1yn−10→fn−
yn+’r1−+  ’−m2fn−1       
  (1!Jここに、mlおよびm2は正の整数である
この後者の再構成フィルタのバンド巾は、等価の圧縮お
よび回復時間のために等式(9)においてその伝達関数
が与えられたフィルタのバンド巾と同じものにされる。
良好外効率は、また、圧縮フィルタの伝達関数における
2個の複素0をもって達成される。そして差の等式は次
のようになる。
Δ。== fn−,2fn、 +2−町+1fn−1+
fn−2翰 対応する再構成フィルタのための等式は次のよ(j7) うになる。
f =Δ+、2f   −2−町+1fn−1’n−2
nn−j +2−m1+’f  +2−2町fn2    01)
−2 ここに、mlおよびm2は再び正の整数である。
等式0・、 c′I)およびa樟は第5図に示された圧
縮フィルタ30を用いて、また、等弐〇→、0呻および
Q旬は第7図に示された再構成フィルタ70Aを用いで
、各々に指示された操作を行うための適正なタイミング
およびコントロールをもって実施されることが認められ
る。
この発明は特許法の定めにしたがって詳細に説明された
が、諸種の別異の変化および修正は当業者には示唆され
るととるであり、このような変化および修正は特許請求
の範囲の記載によって規定されるこの発明の精神および
範囲に入ることが意味されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1Aおよび第1B図は、ともにこの発明を具体化させ
るディジタル送受信方式のブロック図を(jざ) 示すものであって、第1A図においてはディジタル送信
機ユニットが、また、第1B図においては受信機ユニッ
トが示されている。 第2図は、第1Aおよび第1B図で示される方式におけ
る各種の部位で現われる信号の波形およびグラフ的な表
示を示すものである。 第3図は、この方式で用いる切捨て式のホフマン式コー
ドを示すテーブルである。 第7図は、第1A図で示されたユニットにおいて用いら
れるタイプの新規な圧縮フィルタの詳細を示すブロック
図である。 第5図は、第1A図で示されたユニットにおいて用いら
れるタイプの切捨て式のホフマン式エンコーダの詳細を
示すブロック図である。 第を図は、第1B図で示されたユニットにおいて用いら
れるタイプのデコーダの詳細を示すブロック図である。 第7図は、第1B図で示されたユニットにおいて用いら
れるタイプの新規な再構成フィルタの詳細を示すブロッ
ク図である。 第gkおよび第、!i’B図は、ともに、標準的な電話
伝送線を介して3線式の心電図的な信号をディジタル的
に伝送するだめの、ディジタル伝送方式のブロック図で
ある。そして、 第7図は、この発明を具体化させる再構成フィルタの修
正された形式の詳細を示すブロック図である。 20−/〜20−3・・・〜勺コンバータ、30−/〜
30−3・・・ディジタル圧縮フィルタ、≠O・・・エ
ンコーダ、り00・・・マルチフレフサ1.!i’OA
・・・デコーダ、乙OO・・・デマルチプレクサ、90
−7〜り0−3・・・ディジタル圧縮解除フィルタ。 出 願 人  代理人 川原1)−穂 手続補正書(自発) 昭和39年2月3日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 l、事件の表示 特願昭!;7−/92乙Or号 2発明の名称 ディジタル・データ圧縮の方法 および装置 3、補正をする者 レイヴンズウッド・アヴエニウ333 4代 理 人 郵便番号    105 住 所   東京都港区愛宕1丁目2番2号第9森ビル
8階(電話434−2951〜3)5、       
日付   自発 6、補正により増加する発明の数  2補正の内容 10本願明細書を次の如く訂正する。 /)第13頁2乃至を行「政府は・・−・・有する。」
を削除。 2)第57頁9行 「−〇−5fn+1−fn−1−21−fn−Fo・5
fo−1(1fo−0」とあるを、 r−0,!;fn+、−fn+=21.、−1−Q、、
!tf、 1−x’w、−工Jと訂正。 3)第3g頁3行 ・+1l−3 r+、21fn2+、2−2”f   11)Jとある
を、 「−1−211+1fn−3−2−2r″1fn−2−
2−212f0−一〇」と訂正。 l)第sr頁j行「5頁」を「グ頁」に訂正。 ■0本願特許請求の範囲を別紙の通り訂正。 以  上 特許請求の範囲 (1) 請求範範囲第1項に記載のシステム。 (,2) (5)前記複数の同時に発生するアナログ信号はシステ
ム。 を有し、 ここに、 出力、 れは演算装置からなる特許請求の範囲第を項に記(11
)  ディジタル標本(サンプル)信号fnがらディジ
タル差信号Δ□を順次生成するディジタル圧縮フィルタ
装置であって、 演算装置と、 (サンプル)信号’n+l、fnおよび’n−1を供給
する装置と、 等式、 Δn5−yn−Oj5参yn−1+、21鵞y□−1。 ここに、 02)mtおよびmtは−と6との間の整数である、特
許請求の範囲第1/項に記載のディジタル圧縮フィルタ
装置。 ([1)  mlとmtは等しいものである、特許請求
の範囲第12項見記載のディジタル圧縮フィルタ装!0 04)  ディジタル−゛   ン 」信号fからディ
ジタル差信号Δ註順次発生させZ>fKジタル圧縮フィ
ルター1であって、 演算装置と、 前記演算翌1に対してディジタ上豊王エヱ之プ2ユ信号
fn+1、fnおよびfn−1を供給すmおよU 等式、 Δ。−fn−2fn−0−F−,211+1fn−0十
fn−2う11+1fn−2+−2−2rn1fn−2
(夕) +2 ””fn 2 。 ルタ装置。 (ロ) mlおよびmlは−と乙との間の整数である、
特許請求の範囲第14’項記載のディジタル圧縮フィル
タ装置。 06)  mlとmtは等しいものである、特許請求の
範囲第1j項記載のディジタル圧縮フィルタ装置。 α乃 以下の等式、 Δ=O,!;−+、−1,+O−!;f、−1にしたが
って生成されたディジタル差信号Δ。から、ル圧縮解除
フィルタ装置であって、 ディジタル信号fnおよびfn−1を夫々に記憶するた
めの、第1および第2の直列に接続されたシフ演算装置
と、 (乙) スタに与え、一方、前記第1のレジスタの内容を前記第
2のレジスタに転送する装置と、前記第1および第2の
シフトレジスタからのディジタル信号fnとf n−1
、および、ディジタル差信号Δを、前記演算装置に供給
する装置、および、n               
 □          −一一一一一一一にしたがっ
てディジタル信号’n+1を懸させるために、前記供給
装置および前記演算装置を操作する装置と が含まれている、前記ディジタル圧縮解除フィルタ装置
。 08)以下の等式、 Δ。= yn−yn1+2”Vn−1+ここに yn=OJfn−()Jf、 1+J””’  f、 
1 。 また、mlおよびmtは正の整数、 にしたがって生成されたディジタル差信号Δ から縮解
除フィルタ装雪であって、 以下の等式にしたがって、前記ディジタル差信号Δ。が
、ディジタル信号fnの前記!!からの伝達のために供
給される演算装置と が含まれている、ディジタル圧縮解除フィルタ装置。 ’ n ” yn+fn 1−21” n−1tここに
、 ynW jΔn−)−yn−0−沖1yn−0・また、
mlおよびmtは、前記ディジタル差信号Δの生成に用
いられた同じ正の整数。 (19)  msおよびmtはコと乙との間の整数であ
る、特許請求の範囲第1ざ項記載のディジタル圧縮解除
フィルタ装置。 に) m4とmtは等しいものである、特許請求の範囲
第1q項記載のディジタル圧縮解除フィルタ装置。 00  以下の等式、 Δ1−ynlh外、−1+a21”y、−1gここに、 yn=(1)Jfn−oJf、 1匂11  f、 、
 。 また、町およびm2は正の整数、 にしたがって生成されたディジタル差信号Δ。からディ
ジタル信号f を順次発生させるディジタル圧n   
     □      □ 縮解除フィルタ装置であって、 ディジタル信号ynおよびyn+:Lを記憶するための
第1および第2の直列に接続されたシフーLトジスタと
、 ディジタル信号fn−1を記憶するための第3のレジス
タと、 演算装置と、 夫々に前記第1.第2および第3のレジスタからのディ
ジタル信号yn、yn+、およびf   およn−1′
1 び、ディジタル差信号Δ。を前記演算装置に供給する装
置と、 ディジタル信号yおよびfnを壓させるために、であっ
て、前記ディジタル信号は、以下の等式、y −2Δ+
y  −2m 1 y n−0nn−1 にしたがって生成され、 (q、) また、前記ディジタル信引。は、以下の等式、rn−y
n+fn−1−,2””!、−1、ここに、rnlおよ
びm2は前記ディジタル差信号Δ。 の生成において用いられる同じ正の整数、にしたがって
生成されるものである、前記の操作装置と、前記演算装
置によって生成されたディジタル信号yおよびf を、
夫々に、前記第1および第3の11        n レジスタに供給する装置、および 該ディジタル信号yが前記演算装置から前記第n   
             □lのレジスタに供給され
るときに、前記第1のレジスタの内容を前記第2のレジ
スタに転送する装置と が含まれている、前記ディジタル圧縮解除フィルタ装置
。 (社) mlおよびm2は2と6との間の整数である、
特許請求の範囲第21項記載のディジタル圧縮解除フィ
ルタ装置。 (ハ) mlとm2は等しいものである、特許請求の範
囲第22項記載のディジタル圧縮解除フィルタ装置。 ch (ハ)以下の等式、 Δ−f−2f−1−211+1fn−1+fn−8n 
   n    nl 211  fn−2+a2−2I′rl”n−2+1 −1−2−2”f、−2t ここに、mlおよびm2は正の整数、 にしたがって生成されたディジタル差信号Δ。 からディジタル信号fnを順久圭成させ工!イジタル圧
縮解除フィルタ装置であって、 演算装置と、 ディジタル信号f n−0およびfn−2、および、デ
ィジタル差信号Δを前記演算装置に供給する装置、n 
                         
            □および 以下の等式、 f 冒Δ−1−2f   −,211−1f   −f
n  n  n−1n−:L  n−2+J””1+1
fn−2%−,2−2m1fn−2%−r””f、2に
したがってディジタル信号fnを生成するために、前記
信号供給装置および前記演算装置を操作する装置と が含まれている、前記ディジタル圧縮解除フィルタ装置
。 (ハ) mlおよびm2は2と乙との間の整数である、
特許請求の範囲第2’1項記載のディジタル圧縮解除フ
ィルタ装置。 に) mlとm2は等しいものである、特許請求の範囲
第23項記載のディジタル圧縮解除フィルタ装置。 該デマルチプレキシング装置からの差信号流にそれぞれ
応答して該差信号流を固定長の標本(す(ハ)前記のデ
ィジタル圧縮フィルタ装置のそれ出力、又、 −)−,2−2m1f2−2m1fn−2−1−2−2
を有し、ここに 出力であり、又、町及びm2は正の整数である特装前と
、 する装置を包含する特許請求の範囲第37項にることと
、 方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  複数個の同時に生起するアナログ信号を処理
    するだめの方式において、 個別的なアナログ信号に応答してそれらを固定長のディ
    ジタル・サンゾル信号に変換させるための複数個のアナ
    ログ−ディジタル・コンバータ手段、 前記アナログ−ディ・ソタル・コンバータ手段力らの出
    力に個別的に応答して、それに対するサンプル入力信号
    とそれの評価された値との間の差に関連した複数個の差
    信号を発生させるだめの複数個のディノタル圧縮フィル
    タ手段、 ディジタル・エンコーダ手段、および 前言1ディジタル圧縮フィルタ手段からの前記差信号を
    前=aエンコーダ手段に対して順次的に接続させ、前記
    差信号を順次的にコード化して、ディジタル的にコード
    化された差信号の順次ストリームを提供するだめのディ
    ジタル信号マルチゾレクサ手段、 が含まれている、前記の方式。 (2)前記ディジタル・エンコーダ手段からの順次スト
    リームを遠隔受信手段への伝送のために電話伝送ライン
    に接続させるだめの手段が含まれている、特許請求の範
    囲第1項記載の方式。 (3)電話伝送ラインを介して前記ディジタル・エンコ
    ーダ手段から受入れられた順次ストリームをデコードす
    るだめのデコード手段、 該デコード手段からのデコードされた順次ストリームに
    応答して、複数の差信号ストリームを提供するためのデ
    ィジタル信号デマルチゾレクシング手段、および 前記デマルチゾレクシング手段からの差信号に個別的に
    応答して、前記差信号を固定長のサンプル信号に変換す
    るための複数個のディジタル圧縮解除フィルタ、 が含まれている遠隔受信手段を含んでなる、特許請求の
    範囲第2項記載の方式。 (4)前記複数個のディジタル圧縮フィルタ手段および
    前記複数個のディジタル圧縮解除フィルタ手段には、複
    数個の安定な圧縮−圧縮解除フィルタの組合せが含まれ
    、前記ディジタル・エンコーダ手段から前記遠隔受信手
    段への順次ス) IJ−ムにおけるエラー・ビットに追
    従する過渡性が消失するようにされている、特許請求の
    範囲第3項記載の方式。 (5)前記複数個の同時に生起するアナログ信号にはE
    CG信号が含まれている、特許請求の範囲第1項記載の
    方式。 (6)前記ECG信号にはベクトルECGが含まれてい
    る、特許請求の範囲第5項記載の方式。 (7)前記ディジタル・エンコーダ手段には、切捨てタ
    イプの・・フマン式コードを充足するだめの・・フマン
    式エンコーダが含まれている、特許請求の範囲第1項記
    載の方式。 (8)前記ディジタル圧縮フィルタ手段の各々は以下の
    伝達関数を有するようにされている、特許請求の範囲第
    1項記載の方式。 Δ。=yn−0.Iyn−1+=2−m2yn−1ここ
    に、 y n=0.!; f nOJ f n* 十−i! 
    ”1−1 f nqまた、mおよびm2は正の整数。 (9)前記ディジタル圧縮フィルタの各々には演算論理
    ユニットが含まれている、特許請求の範囲第g項記載の
    方式。 (1[)  前記ディジタル圧縮フィルタ手段の各々は
    以下の伝達関数を有するようにされている、特許請求の
    範囲第1項記載の方式。 Δ。−fn−2fn−1+、2−m1+1fn−4十f
    n−2−、?’7%1fn、+2−2m1fn、、+2
    .2m2f、 2ここに、mおよびm2は正の整数。 01)  ディジタル・サンプル信号fnからディジタ
    ル差信号Δ。を順次的に生成させるためのディジタル圧
    縮フィルタ手段であって、 演算論理ユニット2、 前記演算論理ユニットに対して、ディジタル・サンプル
    信号f、n+1、fnおよびfn−1を供給するための
    手段、 以下の等式にしたがってディジタルに差信号を生成させ
    るために前記演算論理ユニットを操作させるだめの手段
    、 Δ =y  −0,夕y   +2−m2yn1nn−
    1 ここに: y  =0.夕t  −0Jtn 、+2 ”?’ f
    n 。 また、mlおよびm2は正の整数。 が含まれている、前記ディジタル圧縮フィルタ手段。 α′4m、およびm2は2と乙との間の整数である、特
    許請求の範囲第1/項記載のディジタル圧縮フィルタ手
    段。 (J3  mlとm2は等しいものである、特許請求の
    範囲第1−2項記載のディジタル圧縮フィルタ手段。 04  ディジタル・サンプル信号fnからディジタル
    差信号Δ。を順次的に生成させるためのディジタル圧縮
    )、ルタ手段であって、 演算論理ユニット、 前記演算論理ユニットに対してディジタル・す(j) ンゾル信号fn+1、fnおよびfn−1を供給するた
    めの手段、および 以下の等式にしたがってディジタル差信号を生成させる
    ために前記演算論理ユニットを操作させるための手段、 Δ=f−2f+2−m1+1fn−1 n    n     n−1 +f  −J−m1+’f  −1−1!−2m1 f
    n−2−2n−2 +ノ  ”n−2 ここに、m およびm2は正の整数 が含まれている、前記ディジタル圧縮フィルタ手段。 α→ mlおよびm2は2と乙との間の整数である、特
    許請求の範囲第1≠項記載のディジタル圧縮フィルタ。 α→ mlとm2は等しいものである、特許請求の範囲
    第73項記載のディジタル圧縮フィルタ手段。 αη 以下の等式、 Δ=0.Jfn+1−fn十〇、jfn−1(乙) にしたがって生成されたディジタル差信号Δから、ディ
    ・ソタル信号fn 4−1を順次的に生成させるための
    ディジタル圧縮解除フィルタ手段であって、ディジタル
    信号fnおよびfn−1を夫々に含むための、第1およ
    び第!の直列に接続されたシフト・レジスタ、 演算論理ユニット、 該演算論理ユニットからの出力を前記第1のシフト・レ
    ジスタにシフトし、一方、前記第1のレジスタの内容を
    前記第2のレジスタにシフトスルだめの手段、 前記第1および第2のシフト・レジスタからのディジタ
    ル信号fnとfn−1’および、ディジタル差信号Δ。 を、前記演算論理ユニットに供給するだめの手段、およ
    び、 以下の等式、 にしたがってディジタル信号fn+1を生成させるため
    に、前記供給手段および前記演算論理ユニットを操作さ
    せるだめの手段、 が含まれている、前記ディジタル圧縮解除フィルタ手段
    。 α枠 以下の等式、 Δ =y  −0,夕yn−1’+2T”2yn−4n
          n ここに y=0.夕、f  −0Jf   +、2 ”1.1f
    n、 。 −1 また、mlおよびm2は正の整数。 にしたがって生成されたディジタル差信号Δ。からディ
    ジタル信号fnを順次的に生成させるだめのディジタル
    圧縮解除フィルタ手段であって、以下の等式にしたがっ
    て、前記ディジタル差信号Δ が、ディジタル信号fn
    の前記ユニットからの伝達のために供給される演算論理
    ユニット、が含まれている、ディジタル圧縮解除フィル
    タ手段。 fn−yn+fn−1−2−m2fn−1・ここに、 yn−2Δ。+Yn−1’町)’n−1’また、mlお
    よびm2は、前記ディジタル差信号Δ。の生成に用いら
    れた同じ正の整数。 0→ m、およびm2は2と乙との間の整数である、特
    許請求の範囲第1g項記載のディジタル圧縮解除フィル
    タ手段。 翰m、とm2は等しいものである、特許請求の範囲第1
    り項記載のディジタル圧縮解除フィルタ手段。 (ハ)以下の等式、 Δ。= yn−OJynl +2−m2)’n−1ここ
    に、 −y  =0.jt  −0,3;fn−1+2−町 
    −”n−1また、m、およびm2は正の整数、 にしたがって生成されたディジタル差信号Δ。からディ
    ジタル信号fnを順次的に生成させるためのディジタル
    圧縮解除フィルタ手段であって、ディジタル信号ynお
    よびyn+1を含ませるため、第1および第2の直列に
    接続されたシフト・レジスタ、 ディジタル信号fn−1を含ませるための第3のレジス
    タ、 (り) 演算論理ユニット、 夫々に前記第1.第2および第3のレジスタからのディ
    ジタル信号y 、y  および’n−1’およn   
       n+1 び、ディジタル差信号Δ。を前記演算論理ユニットに供
    給するための手段、 ディジタル信号ynおよびfnを生成させるために、前
    記供給手段および前記演算論理ユニットを操作させるだ
    めの手段であって、前記ディジタル信号は、以下の等式
    、 ynニー2Δ。+yn−1−2m1y叶1〜にしたがっ
    て生成され、 また、前記ディジタル信号fnは、以下の等式、fn=
    yn+fn−4−2−m2fn−1、ここに、m、およ
    びm2は前記ディジタル差信号Δ。の生成において用い
    られる同じ正の整数、にしたがって生成されるものであ
    る、前記の操作させるための手段、 該演算論理ユニットによって生成されたディジタル信号
    y およびfnを、夫々に、前記第1および第3のレジ
    スタに供給するための手段、および(10) 該ディジタル信号ynが前記演算論理ユニットから前記
    第1のレジスタに供給されるときに、前記第1のレジス
    タの内容を前記第2のレジスタにシフトするだめの手段
    、 が含1れている、前記ディジタル圧縮解除フィルタ手段
    。 (22)  mlおよびm2はノと乙との間の整数であ
    る、特許請求の範囲第、:27項記載のディジタル圧縮
    解除フィルタ手段。 (23)  mlとm2は等しいものである、特許請求
    の範囲第、22項記載のディジタル圧縮解除フィルタ手
    段。 (24)以下の等式、 Δ。=fn−2fn−1+21 fn−1+fn−2−
    ,21f   +2  2in、、、2−2 +2−2m2fn−2 ここに、mlおよびm2は正の整数、 にしたがって生成されたディジタル差信号Δ。 からディジタル信号fnを順次的に生成させるためのデ
    ィジタル圧縮解除フィルタ手段であって、演算論理ユニ
    ット、 ディジタル信号fn−1およびfn−2’および、ディ
    ジタル差信号Δ。を前記演算論理ユニットに対して供給
    するだめの手段、および 以下の等式、 f =Δ+、2f   −2”+  1fn、−fn、
    。 n     n      n −1 +−2−m1+1fn−2+2−2m1fn−2+2−
    2m2fn−2にしたがってディジタル信号fnを生成
    させるために、前記供給手段および前記演算論理ユニッ
    トを操作させるだめの手段、 が含まれている、前記ディジタル圧縮解除フィルタ手段
    。 (ハ) m、およびm2はlと乙との間の整数である、
    特許請求の範囲第、2II−項記載のディジタル圧縮解
    除フィルタ手段。 (ハ) mlとm2は等しいものである、特許請求の範
    囲第2j項記載のディジタル圧縮解除フィルタ手段。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985005514A1 (en) * 1984-05-22 1985-12-05 Kabushiki Kaisya Advance Kaihatsu Kenkyujo Signal processing system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53110338A (en) * 1977-03-04 1978-09-27 Ibm Encoder

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