專利名稱：壓縮裝置及方法、解壓縮裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮裝置及方法、解壓縮裝置及方法、壓縮/解壓縮系統(tǒng)、程序、記錄媒體，特別涉及對聲音或圖像等連續(xù)式模擬信號或離散式數(shù)字信號進行壓縮及解壓縮的方式。
背景技術(shù)：
通常，傳送或保存圖像信號或聲音信號等信息量多的信號時，為了減少傳送信息量或向儲存媒體的可保存時間的長時間化，需進行信號的壓縮/解壓縮。一般而言，壓縮模擬信號時，首先依給定的取樣頻率對模擬信號取樣而進行數(shù)字化，再對所獲得的數(shù)字數(shù)據(jù)進行壓縮處理。
作為壓縮處理的一例，有例如間拔(decimation)壓縮。間拔壓縮的最簡單方法是放棄全部取樣點之中的給定取樣點的數(shù)據(jù)(反過來說就是，僅采用給定取樣點的數(shù)據(jù))。例如，通過每隔1個對各取樣點的數(shù)據(jù)進行取樣則可達成2倍壓縮率。欲提高壓縮率時采用令各取樣點的數(shù)據(jù)每跳過n個(n＞2)進行取樣即可。
依此方法雖然完全不需進行運算即可壓縮信號，但是解壓縮時原始數(shù)據(jù)的再現(xiàn)性會有問題。也就是說，在解壓縮側(cè)，雖然可通過內(nèi)插運算來算出在壓縮時所采用的取樣點之間的數(shù)據(jù)，但越是通過增大的取樣點的間隔來提升壓縮率，為了正確再現(xiàn)原始數(shù)據(jù)而所需的取樣點的數(shù)據(jù)會被更多放棄，因而會導致原始數(shù)據(jù)的再現(xiàn)性顯著惡化。
因此，為了能兼顧壓縮率提升及原始數(shù)據(jù)的再現(xiàn)性，通常采取對各取樣點的數(shù)據(jù)進行某種運算而間拔信息量。例如，可考慮對鄰接的2個取樣點的數(shù)據(jù)A、B以其平均數(shù)據(jù)(A+B)/2替代的方法。這樣，與完全放棄原始數(shù)據(jù)A、B的某一方不同，采用原始數(shù)據(jù)A、B的雙方被加權(quán)后的數(shù)據(jù)作為壓縮數(shù)據(jù)(間拔數(shù)據(jù))，因而或多或少可提升原始數(shù)據(jù)的再現(xiàn)性。
但是，此種程度的運算無法獲得實用上良好的數(shù)據(jù)再現(xiàn)性，欲提升壓縮率的同時得到實用上良好的數(shù)據(jù)再現(xiàn)性就需要更復雜的運算。
另外，進行間拔壓縮時，會因頻率特性劣化引起所謂反射噪聲，這將成為通過解壓縮而得到的信號質(zhì)量下降的主要原因。
這樣，通過單純的間拔壓縮極難同時實現(xiàn)壓縮率提升及再生數(shù)據(jù)的質(zhì)量提升，因此目前大多不采用單純的間拔壓縮而采用復雜運算的壓縮/解壓縮方式。
例如，在圖像信號或聲音信號壓縮時，采用了DCT(Discreat-Cosine-Transform)等的時間軸-頻率軸的轉(zhuǎn)換濾波器對原始數(shù)據(jù)進行加工之后，再在頻域進行壓縮的方法。
作為聲音信號的壓縮方式，在電話線路中常被使用的DPCM(Differential Pulse Code Modulation)也利用了這一點。另外，該DPCM的壓縮方式，是在對波形進行取樣時對鄰接的取樣值的差分進行編碼的方式。
另外，作為時間/頻率轉(zhuǎn)換的方式，還有使用次能帶(subband)濾波器或MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)的方式，使用這種方式的編碼方式有例如MPEG(Moving Picture Image Coding Experts Group)聲頻。
另外，這種MPEG規(guī)格，眾所周知最廣泛被使用的圖像壓縮系統(tǒng)。
依上述壓縮方式壓縮的數(shù)據(jù)的解壓縮處理基本上以該壓縮處理的逆操作進行。
也就是說，被壓縮的數(shù)據(jù)依頻率/時間轉(zhuǎn)換處理由頻域的信號轉(zhuǎn)換為時域的信號后，進行給定的解壓縮處理，再現(xiàn)原來的數(shù)字數(shù)據(jù)。并且，這樣所求得的原始數(shù)據(jù)，必要時進行數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換，作為模擬信號輸出。
近年來伴隨圖像信號或聲音信號的高精細化使數(shù)據(jù)量也增加，利用攜帶型終端機或網(wǎng)路的信息通信也成為普及，高壓縮率及再生數(shù)據(jù)的高質(zhì)量化的要求有升高的趨勢。但是，使用DCT等的上述現(xiàn)有技術(shù)的壓縮/解壓縮方式，雖被進行改良但在獲得更高壓縮率及高質(zhì)量化的再生數(shù)據(jù)上乃有其極限，難以實現(xiàn)更高壓縮率及更高質(zhì)量化。
另外，在上述現(xiàn)有技術(shù)的壓縮/解壓縮方式中，由于將時間軸上的信號轉(zhuǎn)換成了頻率軸上的信號進行壓縮，所以需要進行壓縮時的時間/頻率轉(zhuǎn)換處理及解壓縮時的頻率/時間轉(zhuǎn)換處理。因此，存在處理復雜且構(gòu)成也極其復雜的問題。這不僅會延長壓縮/解壓縮所需的處理時間，還會使裝置的小型化很困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一種可同時提高壓縮率及再生數(shù)據(jù)的質(zhì)量的全新的壓縮/解壓縮方式。
另外，本發(fā)明的另一目的在于，通過簡化信號的壓縮/解壓縮處理而縮短處理時間的同時，也可簡化實現(xiàn)它的構(gòu)成。
另外，本發(fā)明的又一目的在于，提供提高原數(shù)據(jù)再現(xiàn)性的間拔/內(nèi)插方式。
本發(fā)明的壓縮裝置，具備使序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)依序延遲的多級延遲電路；及對由上述多級延遲電路的各輸出級取出的各個數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便由上述序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)算出間拔數(shù)據(jù)的加/乘法電路。
本發(fā)明的另一方案，是以上述數(shù)級延遲電路及上述加/乘法電路作為1組間拔電路，將多個間拔電路串接。
本發(fā)明的另一方案的壓縮裝置，是針對作為壓縮對象以序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的取樣數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的取樣數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便由上述序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)算出間拔數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方案的壓縮裝置，具備對于注目的取樣點的取樣數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的取樣數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便由上述序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)算出間拔數(shù)據(jù)的間拔部；使用上述間拔部所算出的間拔數(shù)據(jù)，檢測出使連結(jié)2個間拔數(shù)據(jù)間的直線上的數(shù)據(jù)值，與和該直線上的數(shù)據(jù)值為同一取樣點的間拔數(shù)據(jù)值之間的誤差成為所需值以下的取樣點并以其作為取樣點的取樣點檢測部及以上述取樣點檢測部檢測出的各取樣點的離散式振幅數(shù)據(jù)，與表示各取樣點間的時間間隔的時序數(shù)據(jù)的組合作為壓縮數(shù)據(jù)的壓縮數(shù)據(jù)生成部。
本發(fā)明的另一方案的壓縮裝置，具備令作為上述壓縮對象被輸入的取樣數(shù)據(jù)的中絕對值小于給定值的取樣數(shù)據(jù)進行替換為0數(shù)據(jù)的處理的替換部。
本發(fā)明的另一方案的壓縮裝置，具備對各取樣點或各取樣點的振幅數(shù)據(jù)的低位數(shù)比特進行1舍入運算的舍入運算部。
這里，上述舍入運算，是通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算而進行。
本發(fā)明的另一方案的壓縮裝置，具備針對上述舍入運算部算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮部。
本發(fā)明的壓縮方法，是針對作為壓縮對象以序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的取樣數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的取樣數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便由上述序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)算出間拔數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方案的壓縮方法，具備針對作為壓縮對象以序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的取樣數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的取樣數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便由上述序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)算出間拔數(shù)據(jù)的間拔步驟；使用上述間拔步驟所算出的間拔數(shù)據(jù)，檢測出使連結(jié)2個間拔數(shù)據(jù)間的直線上的數(shù)據(jù)值，與和該直線上的數(shù)據(jù)值為同一取樣點的間拔數(shù)據(jù)值之間的誤差成為所需值以下的取樣點并以其作為取樣點的取樣點檢測步驟；及以上述取樣點檢測步驟檢測出的各取樣點的離散式振幅數(shù)據(jù)，與表示各取樣點間的時間間隔的時序數(shù)據(jù)的組合作為壓縮數(shù)據(jù)而獲得的壓縮數(shù)據(jù)生成步驟。
本發(fā)明的另一方案的壓縮方法，具備令作為上述壓縮對象被輸入的取樣數(shù)據(jù)之中絕對值小于給定值的取樣數(shù)據(jù)進行替換為0數(shù)據(jù)的處理的替換步驟。
本發(fā)明的另一方案的壓縮方法，具備對各取樣點或各取樣點的振幅數(shù)據(jù)的低位數(shù)比特進行舍入運算的舍入運算步驟。
這里，上述舍入運算，是通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算而進行。
本發(fā)明的另一方案的壓縮方法，具備針對上述舍入運算部算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮步驟。
本發(fā)明的解壓縮裝置，具備使權(quán)利要求1所述的壓縮裝置所生成的離散式間拔數(shù)據(jù)輸入并依序延遲的多級延遲電路；及對由上述多級延遲電路的各輸出級取出的各個數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便對上述間拔數(shù)據(jù)算出其內(nèi)插數(shù)據(jù)的加/乘法電路。
本發(fā)明的另一方案，是以上述多級延遲電路及上述加/乘法電路為1組的過取樣電路，將多個過取樣電路串接。
本發(fā)明的另一方案，具備平均化電路，用于算出上述加/乘法電路所輸出的鄰接的內(nèi)插數(shù)據(jù)間的平均數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方案，是針對依序輸入的間拔數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的間拔數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的間拔數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便對上述依序輸入的間拔數(shù)據(jù)算出其內(nèi)插數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方案，具備針對權(quán)利要求9所述的壓縮裝置所生成的壓縮數(shù)據(jù)，使用各取樣點的振幅數(shù)據(jù)與時序數(shù)據(jù)，對具有上述時序數(shù)據(jù)所表示時間間隔的振幅數(shù)據(jù)之間進行內(nèi)插的第1內(nèi)插部；及針對上述第1內(nèi)插部算出的第1內(nèi)插數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的內(nèi)插數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的內(nèi)插數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便對上述上述第1內(nèi)插數(shù)據(jù)更進一步算出其第2內(nèi)插數(shù)據(jù)的第2內(nèi)插部。
本發(fā)明的另一方案，具備針對壓縮數(shù)據(jù)中包含的各取樣點或各取樣點的振幅數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反運算的逆舍入運算部；本發(fā)明的另一方案，具備針對權(quán)利要求15所述的壓縮裝置所生成的離散式間拔數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的間拔數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的間拔數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便對上述離散式間拔數(shù)據(jù)算出其內(nèi)插數(shù)據(jù)的內(nèi)插部。
本發(fā)明的另一方案，具備當檢測出-0的值時，僅對與其對應的連續(xù)數(shù)分的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮部。
本發(fā)明的解壓縮方法，是針對離散式間拔數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的間拔數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的間拔數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便對上述離散式間拔數(shù)據(jù)算出其內(nèi)插數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方案，是針對依上述數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算所算出的內(nèi)插數(shù)據(jù)，在鄰接的內(nèi)插數(shù)據(jù)之間進行平均化運算。
本發(fā)明的另一方案，具備使用各取樣點的振幅數(shù)據(jù)與時序數(shù)據(jù)，對具有上述時序數(shù)據(jù)所表示時間間隔的振幅數(shù)據(jù)之間進行內(nèi)插的第1內(nèi)插步驟；及針對上述第1內(nèi)插步驟算出的第1內(nèi)插數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的內(nèi)插數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的內(nèi)插數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便對上述上述第1內(nèi)插數(shù)據(jù)更進一步算出其第2內(nèi)插數(shù)據(jù)的第2內(nèi)插步驟。
本發(fā)明的另一方案，具備針對壓縮數(shù)據(jù)中包含的各取樣點的振幅數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反運算的逆舍入運算步驟。
本發(fā)明的另一方案，具備針對離散式間拔數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的間拔數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的間拔數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便對上述離散式間拔數(shù)據(jù)算出其內(nèi)插數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方案，具備當檢測出-0的值時，僅對與其對應的連續(xù)數(shù)分的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮步驟。
本發(fā)明的程序，是例如作為權(quán)利要求9所述的各部而使計算機發(fā)揮功能的壓縮程序，令計算機執(zhí)行權(quán)利要求24所述的壓縮方法的處理順序的壓縮程序，作為權(quán)利要求66所述的各部而使計算機發(fā)揮功能的解壓縮程序，或者使計算機執(zhí)行權(quán)利要求77所述的解壓縮方法的處理順序的解壓縮程序。
本發(fā)明的計算機可讀取的記錄媒體，是記錄例如作為權(quán)利要求9所述的各部而使計算機發(fā)揮功能的壓縮程序，令計算機執(zhí)行權(quán)利要求24所述的壓縮方法的處理順序的壓縮程序，作為權(quán)利要求66所述的各部而使計算機發(fā)揮功能的解壓縮程序，或者使計算機執(zhí)行權(quán)利要求77所述的解壓縮方法的處理順序的解壓縮程序。
本發(fā)明的壓縮/解壓縮系統(tǒng)，在壓縮側(cè)，是針對作為壓縮對象以序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的取樣數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的取樣數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便由上述序列式輸入的取樣數(shù)據(jù)算出間拔數(shù)據(jù)的同時；在解壓縮側(cè)，針對以序列式輸入的間拔數(shù)據(jù)，對于注目的取樣點的間拔數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的間拔數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便對上述序列式輸入的間拔數(shù)據(jù)算出其內(nèi)插數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方案，是在上述壓縮側(cè)，令作為上述壓縮對象被依序輸入的取樣數(shù)據(jù)的中絕對值小于給定值的取樣數(shù)據(jù)進行替換為0數(shù)據(jù)的處理，對替換后的數(shù)據(jù)依上述數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算以便算出上述間拔數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方案，是在上述壓縮側(cè)，對上述算出的間拔數(shù)據(jù)的低位數(shù)比特進行舍入運算在上述解壓縮側(cè)，針對上述序列式輸入的間拔數(shù)據(jù)進行與上述舍入運算為相反的逆舍入運算，對逆舍入運算后的數(shù)據(jù)，依數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算以便算出上述內(nèi)插數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一方案，是上述壓縮側(cè)的舍入運算，是使逆舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，針對上述算出的舍入運算后的間拔數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)數(shù)的值的組合并輸出。


圖1為實施例1的壓縮裝置(間拔裝置)的構(gòu)成例；圖2為實施例1的解壓縮裝置(內(nèi)插裝置)的構(gòu)成例；圖3為實施例1的間拔及內(nèi)插的原理說明圖；圖4為實施例1～4使用的數(shù)字基本函數(shù)的圖；圖5為在圖2的解壓縮裝置中輸入單位脈沖數(shù)據(jù)時所獲得的過取樣結(jié)果的特性圖；圖6為sinc函數(shù)的說明圖；圖7為圖5④所示取樣函數(shù)的頻率特性；
圖8為實施例1的解壓縮裝置的另一構(gòu)成例；圖9為實施例1的解壓縮裝置的另一構(gòu)成例；圖10為實施例1的解壓縮裝置的另一構(gòu)成例；圖11為實施例2的間拔及內(nèi)插的原理說明圖；圖12為實施例2的壓縮裝置(間拔裝置)的構(gòu)成例；圖13為實施例2的解壓縮裝置(內(nèi)插裝置)的構(gòu)成例；圖14為實施例3的壓縮裝置的構(gòu)成例；圖15為實施例3的線性壓縮的基本原理的說明圖；圖16為實施例3的線性壓縮使用的誤差運算的說明圖；圖17為實施例3的非線性舍入運算處理的一例的說明圖；圖18為實施例3的非線性舍入運算處理的另一例的說明圖；圖19為實施例3的解壓縮裝置的構(gòu)成例；圖20為實施例3的非線性逆舍入運算處理的一例的說明圖；圖21為實施例3的非線性逆舍入運算處理的另一例的說明圖；圖22為對應用實施例3時的壓縮前的原始數(shù)據(jù)與解壓縮后的再生數(shù)據(jù)進行比較的波形圖；圖23為應用實施例3時的壓縮前的原始數(shù)據(jù)與解壓縮后的再生數(shù)據(jù)的輸入輸出特性圖；圖24為在圖19的解壓縮裝置中，輸入用圖14的壓縮裝置所產(chǎn)生的單一壓縮數(shù)據(jù)時所獲得的解壓縮數(shù)據(jù)的頻率特性；圖25為實施例4的壓縮裝置的構(gòu)成例；圖26為在實施例4中被區(qū)塊化的壓縮數(shù)據(jù)的規(guī)格例；圖27為實施例4的解壓縮裝置的構(gòu)成例。
具體實施例方式
(實施例1)以下依

本發(fā)明實施例1。
圖1是實施例1的壓縮裝置(間拔裝置)的構(gòu)成例。圖2是實施例1的解壓縮裝置(內(nèi)插裝置)的構(gòu)成例。圖3是實施例1的間拔及內(nèi)插的原理說明圖，(a)為間拔原理，(b)為內(nèi)插原理。
首先，使用圖3(a)說明本實施例的間拔原理。在圖3(a)所示數(shù)據(jù)構(gòu)造中，橫軸的A、B、C、……表示依每一時鐘依序輸入的各取樣點的取樣數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)值將成為對應數(shù)字基本函數(shù)的系數(shù)。另外，縱軸的a、b、c、……表示通過數(shù)字基本函數(shù)而加工的取樣數(shù)據(jù)的中心位置。
這里所使用的數(shù)字基本函數(shù)，是在進行過取樣的數(shù)據(jù)內(nèi)插時所使用的取樣函數(shù)的基礎(chǔ)，也就是如圖4所示的。該數(shù)字基本函數(shù)，是依每一時鐘令數(shù)據(jù)值變化為-1、1、8、8、1、-1而作成的。
如圖3所示，對取樣數(shù)據(jù)A的數(shù)字基本函數(shù)，是以最初的時鐘位置為先頭令各函數(shù)值依次偏移一時鐘而作成的。另外，對取樣數(shù)據(jù)B的數(shù)字基本函數(shù)，是以較最初的時鐘位置落后2個時鐘的時鐘位置為先頭令各函數(shù)值依次偏移一時鐘而作成的。同樣，對依序輸入的各取樣數(shù)據(jù)C、D、E、F、……的數(shù)字基本函數(shù)，是以依次進一步落后2個時鐘的時鐘位置分別為先頭令各函數(shù)值依次偏移一時鐘而作成的。
在本實施例中，依上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對各取樣點的取樣數(shù)據(jù)A、B、C、……進行1/2的間拔運算。也就是說，在2個鄰接的取樣數(shù)據(jù)(B、C)、(D、E)、(F、G)、……中以給定運算分別進行替換為1個間拔數(shù)據(jù)(B+C)/2、(D+E)/2、(F+G)/2、……的處理。
以下以由2個鄰接的取樣數(shù)據(jù)(B，C)生成1個間拔數(shù)據(jù)(B+C)/2為例進行說明。假設(shè)挾持被數(shù)字基本函數(shù)加工的取樣數(shù)據(jù)B的中心位置b的2行數(shù)據(jù)分別為b1、b2，則b1＝A+8B-C ……(1)b2＝-A+8B+C……(2)由上述式(1)(2)可得b＝(b1+b2)/2＝8B，也就是說B＝b/8 ……(3)同樣地，關(guān)于取樣數(shù)據(jù)C的中心位置c的數(shù)據(jù)，滿足下式關(guān)系，
c1＝B+8C-D ……(4)c2＝-B+8C+D……(5)c＝(c1+c2)/2＝8C，也就是說C＝c/8 ……(6)另外，對2個鄰接的取樣數(shù)據(jù)(B，C)的1個間拔數(shù)據(jù)(B+C)/2，可由數(shù)據(jù)b2與數(shù)據(jù)c1的卷積運算算出。也就是說，由上述式(2)，(3)，(4)，(6)，間拔數(shù)據(jù)可以式(7)表示，(B+C)/2＝(b2+c1)/16＝((-A+8B+C)+(B+8C-D))/16＝(9(B+C)-(A+D))/16……(7)這樣，2個取樣數(shù)據(jù)B，C可以式(7)的1個間拔數(shù)據(jù)(B+C)/2替換。該間拔數(shù)據(jù)，是由所關(guān)心的2個取樣數(shù)據(jù)B，C相加乘上9/1 6倍的值中，減去其兩側(cè)鄰接的2個取樣數(shù)據(jù)A，D相加乘上1/16倍的值。
同樣地，將2個取樣數(shù)據(jù)(D，E)替換為1個間拔數(shù)據(jù)(D+E)/2。以后的取樣數(shù)據(jù)(F，G)也同樣。另外，對于最初的取樣數(shù)據(jù)A，因進行同樣運算的所需數(shù)據(jù)不足，故不進行間拔運算而保持原狀態(tài)。
如上述以1/2間拔的數(shù)據(jù)為基準進行同樣的間拔運算，則可將原始數(shù)據(jù)間拔為1/4。另外，以1/4間拔的數(shù)據(jù)為基準進行同樣的間拔運算，則可將原始數(shù)據(jù)間拔為1/8。就理論而言，重復進行n次同樣的間拔運算則可將原始數(shù)據(jù)壓縮為1/2n倍。
以下以圖3(b)說明本實施例的數(shù)據(jù)內(nèi)插原理。在圖3(b)所示數(shù)據(jù)構(gòu)造中，橫軸的A、B、C、……表示依每一時鐘依序輸入的間拔數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)值為對應數(shù)字基本函數(shù)的系數(shù)。另外，縱軸的a、b、c、……表示通過數(shù)字基本函數(shù)加工的間拔數(shù)據(jù)的中心位置。使用的數(shù)字基本函數(shù)，是如圖4所示。
如圖3(b)所示，對取樣數(shù)據(jù)A的數(shù)字基本函數(shù)，是以最初的時鐘位置為先頭令函數(shù)值(-1，1，8，8，1，-1)1個個時鐘地偏移而作成。另外，對下一間拔數(shù)據(jù)B的數(shù)字基本函數(shù)，是以較最初的時鐘位置落后2個時鐘的時鐘位置為先頭令各函數(shù)值偏移一時。脈而作成。同樣，對依序輸入的各間拔數(shù)據(jù)C，D，E，F(xiàn)，……的數(shù)字基本函數(shù)，是以更落后2個時鐘的時鐘位置分別為先頭令各函數(shù)值偏移一時鐘而作成。
以下說明依上述數(shù)據(jù)構(gòu)造，由1個間拔數(shù)據(jù)B生成2個內(nèi)插數(shù)據(jù)B1，B2的例。假設(shè)挾持被數(shù)字基本函數(shù)加工的間拔數(shù)據(jù)B的中心位置b的2行數(shù)據(jù)分別為b1，b2，考慮對該數(shù)據(jù)b1，b2進行卷積運算。此情況下，2個鄰接的數(shù)據(jù)值b1，b2分別以b1＝A+8B-C ……(8)b2＝-A+8B+C ……(9)表示由上述式(8)(9)可得(b1+b2)＝16B……(10)另外，可變形為B＝(b1/8+b2/8)/2……(11)由式(11)可知，間拔數(shù)據(jù)B相當于2個數(shù)據(jù)b1/8，b2/8的中間值。反過來思考，則1個間拔數(shù)據(jù)B可替換為2個內(nèi)插數(shù)據(jù)B1，B2，該B1，B2可以式(12)，(13)表示，B1＝(A+8B-C)/8 ……(12)B2＝(-A+8B+C)/8……(13)另外，間拔數(shù)據(jù)B的式(11)的關(guān)系在其他的間拔數(shù)據(jù)C，D，E，F(xiàn)，……也同樣成立，也就是說，
C＝(c1/8+c2/8)/2D＝(d1/8+d2/8)/2E＝(e1/8+e2/8)/2F＝(f1/8+f2/8)/2……因此，如下式所示，1個間拔數(shù)據(jù)C，可分別替換為2個內(nèi)插數(shù)據(jù)C1，C2，1個間拔數(shù)據(jù)D，可分別替換為2個內(nèi)插數(shù)據(jù)D1，D2，1個間拔數(shù)據(jù)E，可分別替換為2個內(nèi)插數(shù)據(jù)E1，E2，1個間拔數(shù)據(jù)F，可分別替換為2個內(nèi)插數(shù)據(jù)F1，F(xiàn)2。
C→C1＝(B+8C-D)/8、C2＝(-B+8C+D)/8D→D1＝(C+8D-E)/8、D2＝(-C+8D+E)/8E→E1＝(D+8E-F)/8、E2＝(-D+8E+F)/8F→F1＝(E+8F-G)/8、F2＝(-E+8F+G)/8……如上述對某一取樣點的間拔數(shù)據(jù)(例如B)計算內(nèi)插值時，是令該注目的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上8倍的值，與前后的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上+1倍、-1倍的值相加，令該相加值除以8而得第1內(nèi)插值(例如B1)。另外，令該注目的間拔數(shù)據(jù)乘上8倍的值，與前后的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上+1倍、-1倍的值相加，令該相加值除以8而得第1內(nèi)插值(例如B2)。針對各取樣點的間拔數(shù)據(jù)進行，即可對原間拔數(shù)據(jù)進行過取樣。
另外，以進行2倍過取樣的內(nèi)插數(shù)據(jù)為基準進行同樣的內(nèi)插處理，則可對原間拔數(shù)據(jù)進行4倍的過取樣。另外，以進行4倍過取樣的內(nèi)插數(shù)據(jù)為基準進行同樣的內(nèi)插處理，則可對原間拔數(shù)據(jù)進行8倍的過取樣。就理論而言，重復同樣的內(nèi)插處理n次則可對原間拔數(shù)據(jù)進行2n倍的過取樣。
在壓縮側(cè)重復進行n次間拔運算將原始數(shù)據(jù)壓縮為1/2n倍時，在解壓縮側(cè)重復n次的內(nèi)插運算，則可將輸入的間拔數(shù)據(jù)進行2n倍的過取樣，可使壓縮前的原始數(shù)據(jù)再現(xiàn)。
以下以圖1說明實現(xiàn)上述間拔動作的實施例1的壓縮裝置(間拔裝置)的構(gòu)成。
圖1的壓縮裝置，是令進行1/2倍間拔的電路以3級串接而構(gòu)成；第1～第3級的電路構(gòu)成分別附加符號(-1～-3)予以區(qū)別。主要符號相同，僅附加符號不同的電路構(gòu)成表示具相同機能。
第1級的間拔電路，是依基準頻率(例如44.1KHz)的時鐘8CK動作。4級的D型觸發(fā)器1-1，2-1，3-1，4-1，是令離散式依序輸入的取樣數(shù)據(jù)(例如16比特)依序延遲基準頻率的1時鐘8CK，這種D型觸發(fā)器1-1、2-1、3-1、4-1相當于本發(fā)明之2的4級延遲電路。
加法器5-1，是令由第2級及第3級D型觸發(fā)器2-1、3-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)相加。乘法器6-1是令加法器5-1的輸出數(shù)據(jù)乘上9倍。加法器5-1及乘法器6-1相當于本發(fā)明之3的第1加/乘法電路。
加法器7-1，是令由第1級及第4級D型觸發(fā)器1-1、4-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)相加。乘法器8-1是令加法器7-1的輸出數(shù)據(jù)乘上-1倍。加法器7-1及乘法器8-1相當于本發(fā)明之3的第2加/乘法電路。
加法器9-1，是令上述2個乘法器6-1、乘法器8-1的輸出數(shù)據(jù)相加。乘法器10-1是令加法器9-1的輸出數(shù)據(jù)乘上1/16倍。加法器9-1及乘法器10-1相當于本發(fā)明之3的第3加/乘法電路。
對于上述電路依序輸入圖3(a)所示取樣數(shù)據(jù)A、B、C、……，則由乘法器10-1輸出式(7)所示1/2的間拔數(shù)據(jù)。乘法器10-1的輸出數(shù)據(jù)，被輸入第2級間拔電路的D型觸發(fā)器1-2，執(zhí)行第2級的1/2間拔。第2端間拔電路，除依基準頻率的1/2倍頻率的時鐘4CK動作以外均同第1級的間拔電路。
另外，依圖1的電路，式(7)的間拔數(shù)據(jù)(B+C)/2由乘法器10-1輸出之后，數(shù)據(jù)(C+D)/2被輸出。但是，該數(shù)據(jù)(C+D)/2，因第2級間拔電路依基準頻率的1/2倍頻率的時鐘4CK動作而被忽視，下一輸出數(shù)據(jù)(D+E)/2作為間拔數(shù)據(jù)接著在第2級間拔電路中被處理。
設(shè)在第2級間拔電路最終級的乘法器10-2的輸出數(shù)據(jù)，被輸入第3級間拔電路的D型觸發(fā)器1-3，執(zhí)行第3級的1/2間拔。第3級間拔電路，除依基準頻率的1/4倍頻率的時鐘2CK動作以外均同第1級的間拔電路。由第3級間拔電路輸出的數(shù)據(jù)，依基準頻率的1/8倍頻率的時鐘CK被D型觸發(fā)器11保持后，作為最終的間拔數(shù)據(jù)(壓縮數(shù)據(jù))輸出。
以下以圖2說明實現(xiàn)上述內(nèi)插動作的實施例1的解壓縮裝置(內(nèi)插裝置)的構(gòu)成。
圖2的解壓縮裝置，是令進行2倍的過取樣的電路以3級串接而成，第1～第3級的電路以附加符號(-1～-3)區(qū)別。另外，主要符號相同，僅附加符號不同的電路構(gòu)成表示具相同機能。
第1級的過取樣電路，是依基準頻率的1/8倍頻率(5.5125KHz)時鐘CK動作。3級的D型觸發(fā)器21-1，22-1，23-1，是令離散式依序輸入的間拔數(shù)據(jù)依序延遲1時鐘CK，該D型觸發(fā)器21-1、22-1、23-1相當于本發(fā)明之52的3級延遲電路。
由第1級D型觸發(fā)器21-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)形成例如式(12)(13)的第1項，由第2級D型觸發(fā)器22-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)形成第2項，由第3級D型觸發(fā)器23-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)形成第3項。
第1級D型觸發(fā)器21-1的輸出數(shù)據(jù)，介由-1倍的乘法器24-1(相當于本發(fā)明之53的第1乘法器)輸入AND門(與門)25-1的一方輸入端子的同時，不介由乘法器(相當于+1倍)輸入AND門26-1的一方輸入端子。在AND門25-1的另一方輸入端子輸入通過反相器27-1的反轉(zhuǎn)時鐘CK。在AND門26-1的另一方輸入端子輸入時鐘CK。
上述2個AND門25-1、AND門26-1的輸出數(shù)據(jù)介由OR門(或門)28-1輸出。依此則在時鐘CK為“H”的期間+1倍的間拔數(shù)據(jù)由OR門28-1輸出。另外，在時鐘CK為“L”的期間-1倍的間拔數(shù)據(jù)由OR門28-1輸出。也就是說，在時鐘CK為“H”期間算出式(12)的第1項，在“L”期間算出式(13)的第1項。由2個AND門25-1、AND門26-1、反相器27-1及OR門28-1構(gòu)成本發(fā)明之53的第1切換電路。
第2級D型觸發(fā)器22-1的輸出數(shù)據(jù)，介由8倍的乘法器29-1(相當于本發(fā)明之53的第2乘法器)輸出。如式(12)(13)所示，關(guān)于第2項在兩式并無±符號的變化，故不需要第1項的時鐘CK的符號切換電路。
第3級D型觸發(fā)器23-1的輸出數(shù)據(jù)，介由-1倍的乘法器30-1(相當于本發(fā)明之53的第3乘法器)輸入AND門31-1的一方輸入端子的同時，不介由乘法器(相當于+1倍)而輸入AND門32-1的一方輸入端子。在AND門31-1的另一方輸入端子輸入時鐘CK。在AND門32-1的另一方輸入端子輸入通過反相器33-1的反轉(zhuǎn)時鐘CK。
上述2個AND門31-1、AND門32-1的輸出數(shù)據(jù)介由OR門34-1輸出。依此則在時鐘CK為“H”的期間-1倍的間拔數(shù)據(jù)由OR門34-1輸出。另外，在時鐘CK為“L”的期間+1倍的間拔數(shù)據(jù)由OR門34-1輸出。也就是說，在時鐘CK為“H”期間算出式(12)的第3項，在“L”期間算出式(13)的第3項。由2個AND門31-1、AND門32-1、反相器33-1及OR門34-1構(gòu)成本發(fā)明之53的第2切換電路。
上述OR門28-1的輸出數(shù)據(jù)、8倍乘法器29-1的輸出數(shù)據(jù)、及OR門34-1的輸出數(shù)據(jù)，是由2個加法器35-1、36-1(相當于本發(fā)明之53的加法器)相加。依此則在時鐘CK為“H”期間上述式(12)的運算結(jié)果由加法器36-1輸出。在時鐘CK為“L”期間上述式(13)的運算結(jié)果由加法器36-1輸出。
對上述電路依序輸入圖3(b)所示間拔數(shù)據(jù)A、B、C、……，則可由加法器36-1輸出如A、B1、B2、C1、C2、……被2倍過取樣的內(nèi)插數(shù)據(jù)，另外，在式(12)(13)中數(shù)據(jù)值全體被乘上1/8倍，達成其的電路設(shè)在第1級過取樣電路的最終級。
圖2的數(shù)據(jù)內(nèi)插裝置，由例如1個間拔數(shù)據(jù)B生成2個內(nèi)插數(shù)據(jù)B1、B2時，針對兩內(nèi)插數(shù)據(jù)。共用的式(12)(13)的第2項，是共用1個8倍乘法器29-1形成數(shù)據(jù)，如上述生成2個內(nèi)插數(shù)據(jù)時能共用的電路盡可能共用化，則全體的電路構(gòu)成可簡化。
在上述加法器36-1的輸出級，設(shè)有由D型觸發(fā)器37-1、加法器38-1、1/16倍乘法器39-1構(gòu)成的平均化電路。1/16倍乘法器39-1的1/8倍份，相當于上述式(12)(13)的1/8倍，剩下的1/2倍份構(gòu)成平均化電路的一部分。
D型觸發(fā)器37-1，是依基準頻率的1/4倍頻率的時鐘2CK，使加法器36-1的輸出數(shù)據(jù)延遲1時鐘。加法器38-1，是令加法器36-1的輸出數(shù)據(jù)與D型觸發(fā)器37-1的輸出數(shù)據(jù)相加。1/16倍乘法器39-1是令加法器38-1的輸出數(shù)據(jù)乘上1/16倍。
上述平均化電路的設(shè)置，是為使內(nèi)插處理產(chǎn)生的時鐘的相對位置的偏移回復原位置。例如，由加法器36-1輸出如B1、B2、C1、C2……的內(nèi)插數(shù)據(jù)時，在平均化電路依序執(zhí)行(B1+B2)/2、(B2+C1)/2、(C1+C2)/2、……的運算。該平均化運算的執(zhí)行結(jié)果為，(B1+B2)/2＝{{(A+8B-C)/8}+{(-A+8B+C)/8}}/2＝B(B2+C1)/2＝{{(-A+8B+C)/8}+{(B+8C-D}/8}}/2＝(-A+9B+9C-D)/16……(14)(C1+C2)/2＝{{(B+8C-D)/8}+{(-B+8C+D)/8}}/2＝C……時鐘的相對位置的偏移被修正回原正確位置。通過上述平均化電路的運算，則如后述使用圖7說明的那樣可使獲得的取樣函數(shù)的頻率特性良好。
1/16倍乘法器39-1的輸出數(shù)據(jù)被輸入第2級過取樣電路的D型觸發(fā)器21-2，執(zhí)行第2級的2倍的過取樣。第2級過取樣電路，除依基準頻率的1/4倍頻率的時鐘2CK動作以外均同第1級過取樣電路。
設(shè)在第2級過取樣電路的最終級的1/16倍乘法器39-2的輸出數(shù)據(jù)，倍輸入第3級過取樣電路的D型觸發(fā)器21-3，執(zhí)行第3級的2倍的過取樣。第3級過取樣電路，除依基準頻率的1/2倍頻率的時鐘4CK動作以外均同第1級過取樣電路。
圖5是對上述圖2的解壓縮裝置輸入單位脈沖的數(shù)據(jù)時獲得的過取樣結(jié)果的特性圖。在圖5中，①是單位脈沖的輸入數(shù)據(jù)，②是2倍過取樣的數(shù)據(jù)，③是4倍過取樣的數(shù)據(jù)，④是8倍過取樣的數(shù)據(jù)。④所示過取樣數(shù)據(jù)的波形函數(shù)，在全區(qū)域可進行1次以上微分，而且在有限的取樣位置為收斂于0的有限臺的取樣函數(shù)。
因此；應用本實施例的數(shù)據(jù)內(nèi)插處理時，其結(jié)果就是使用圖5的④所示的取樣函數(shù)進行依離散式各間拔數(shù)據(jù)的重疊，因而使用可微分1次以上的函數(shù)可圓滑地內(nèi)插間拔數(shù)據(jù)間的值。
以內(nèi)插處理提升模擬取樣頻率的周知數(shù)據(jù)內(nèi)插方法，一般使用稱為sinc函數(shù)的取樣函數(shù)。
圖6是sinc函數(shù)的說明圖。sinc函數(shù)，是令狄拉克(Dirac)的δ函數(shù)進行逆傅立葉變換而成，假設(shè)取樣函數(shù)為f時可定義為sinc(πft)/(πft)。該sinc函數(shù)，僅在t＝0的取樣點其值為1，其他所有取樣點的值為0。
使用上述sinc函數(shù)的數(shù)據(jù)內(nèi)插方法，令算出的各內(nèi)插值由取樣保持電路保持生成階梯狀信號波形之后，經(jīng)由低通濾波器輸出圓滑的信號。但是，此方法輸出的連續(xù)信號，會因低通濾波器引起相位特性劣化的問題。
另外，上述sinc函數(shù)，是在±∞收斂于0的函數(shù)，因而為能算出正確的內(nèi)插值，需對全取樣數(shù)據(jù)值對應的sinc函數(shù)值進行計算后、相加。但是，實際上因處理能力或電路規(guī)模的關(guān)系，而限定所考慮的取樣數(shù)據(jù)的范圍后進行卷積運算。因此，獲得的內(nèi)插值會有舍入誤差，無法獲得正確的內(nèi)插值為其問題。
相對于此，圖5④的取樣函數(shù)，在全區(qū)域可進行1次以上微分，沿橫軸的取樣位置僅在有限局部區(qū)域內(nèi)具有0以外的有限值，在其他區(qū)域其值均為0的有限范圍的函數(shù)。
另外，圖5④的取樣函數(shù)，是僅在中央的取樣點為極大值，其他幾個取樣點的值均為0的特征的函數(shù)，為能獲得圓滑的波形信號必要的取樣點需全通過。
因此，取代圖6的周知sinc函數(shù)，改用圖5④的取樣函數(shù)，依各間拔數(shù)據(jù)進行重疊，則對間拔數(shù)據(jù)間的值可使用可微分1次以上的函數(shù)進行圓滑的內(nèi)插。依此則低通濾波器不需要，因而可防止相位特性的劣化。
另外，圖5④的取樣函數(shù)，僅在有限的取樣點收斂于，故僅需考慮該有限范圍內(nèi)的離散式數(shù)據(jù)即可。因此，計算1個內(nèi)插值時僅需考慮有限數(shù)的間拔數(shù)據(jù)的值，可大幅削減處理量。而且，對于該有限范圍外茲間拔數(shù)據(jù)，本來應考慮但不是因為處理量或精確度的關(guān)系予以忽視，而是理論上不須考慮，故而可防止舍位誤差的發(fā)生。
另外，在壓縮側(cè)，例如由2個取樣數(shù)據(jù)B、C計算1個間拔數(shù)據(jù)時，如上述式7所示，不通過僅使用對象取樣數(shù)據(jù)B、C的單純運算，而是通過也考慮其鄰接的取樣數(shù)據(jù)A、D的運算來計算間拔數(shù)據(jù)，此情況下的運算，是依成為不會發(fā)生舍位誤差的取樣函數(shù)的基準的數(shù)字基本函數(shù)進行，故加入至少兩鄰的取樣數(shù)據(jù)A、D的考慮，考慮，如式7所示計算間拔數(shù)據(jù)，則在解壓縮側(cè)可得忠實再現(xiàn)原始數(shù)據(jù)所需間拔數(shù)據(jù)。
圖7是圖5④的取樣函數(shù)的頻率特性。如圖7所示，可得極良好的頻率特性。依此則成為所謂反射噪聲出現(xiàn)的處剛好加入陷波濾波器的形狀；可有效抑制反射噪聲的發(fā)生。
另外，圖2的解壓縮裝置，是實現(xiàn)本發(fā)明的解壓縮方法的電路構(gòu)成的一例，但并不限于此。
例如，分別設(shè)置令由3個D型觸發(fā)器的輸出抽頭取出的各數(shù)據(jù)乘上-1倍、8倍、+1倍之后相加的第1加/乘法電路，及令由3個D型觸發(fā)器的輸出抽頭取出的各數(shù)據(jù)乘上+1倍、8倍、-1倍之后相加的第2加/乘法電路也可。
圖8是此情況下的電路構(gòu)成例。在此僅圖示進行2倍過取樣的電路，但令同樣的電路以n個串接即可進行2n倍的過取樣。另外，省略平均化電路的圖示。
在圖8中，3級的D型觸發(fā)器41、42、43，是令離散式依序輸入的間拔數(shù)據(jù)依序延遲1時鐘CK。第1加/乘法電路，具備令第1級的D型觸發(fā)器4 1的輸出數(shù)據(jù)乘上-1倍的第1乘法器44，及令第2級的D型觸發(fā)器42的輸出數(shù)據(jù)乘上8倍的第2乘法器45，及令第1乘法器44的輸出數(shù)據(jù)、第2乘法器45的輸出數(shù)據(jù)及第3級的D型觸發(fā)器43的輸出數(shù)據(jù)相加的加法器46、47。
另外，第2加/乘法電路，具備令第2級的D型觸發(fā)器42的輸出數(shù)據(jù)乘上8倍的第3乘法器48，及令第3級的D型觸發(fā)器43的輸出數(shù)據(jù)乘上-1倍的第4乘法器49，及令第3乘法器48的輸出數(shù)據(jù)、第4乘法器45的輸出數(shù)據(jù)及第1級的D型觸發(fā)器41的輸出數(shù)據(jù)相加的加法器50、51。
第1加/乘法電路(加法器47)輸出的數(shù)據(jù)，被輸入AND門52的一方輸入端子，在AND門52的另一方輸入端子輸入經(jīng)由反相器53反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)時鐘CK。另外，第2加/乘法電路(加法器51)輸出的數(shù)據(jù)，被輸入AND門54的一方輸入端子，在AND門54的另一方輸入端子輸入時鐘CK。
2個AND門52、54的輸出數(shù)據(jù)，是介由OR門55輸出。依此則在時鐘CK為“H”期間，式(12)所示運算結(jié)果經(jīng)由OR門55輸出，在時鐘CK為“L”期間，式(13)所示運算結(jié)果經(jīng)由OR門55輸出。
另外，如圖9所示，圖8使用2個的8倍乘法器以1個乘法器兼用也可。另外，圖9也僅圖示進行的倍過取樣的電路。將同樣電路n個串接可進行2n倍的過取樣。另外，平均化電路的圖示也省略。
圖9所示解壓縮裝置，具備令依序輸入的間拔數(shù)據(jù)依序延遲1時鐘CK的3級的D型觸發(fā)器61、62、63。另外，具備令第1級的D型觸發(fā)器61的輸出數(shù)據(jù)乘上-1倍的第1乘法器64，及令第2級的D型觸發(fā)器62的輸出數(shù)據(jù)乘上8倍的第2乘法器65，及令第3級的D型觸發(fā)器63的輸出數(shù)據(jù)乘上-1倍的第3乘法器66。
另外，具備令第1乘法器64的輸出數(shù)據(jù)、第2乘法器65的輸出數(shù)據(jù)及第3級的D型觸發(fā)器63的輸出數(shù)據(jù)相加的第1加法器67、68，令第2乘法器65的輸出數(shù)據(jù)、第3乘法器66的輸出數(shù)據(jù)及第1級的D型觸發(fā)器61的輸出數(shù)據(jù)相加的第2加法器69、70。
加法器68輸出的數(shù)據(jù)，被輸入AND門71的一方輸入端子，在AND門71的另一方輸入端子輸入經(jīng)由反相器72反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)時鐘CK。另外，加法器70輸出的數(shù)據(jù)，被輸入AND門73的一方輸入端子，在AND門73的另一方輸入端子輸入時鐘CK。
2個AND門71、73的輸出數(shù)據(jù)，是介由OR門74輸出。依此則在時鐘CK為“H”期間，式(12)所示運算結(jié)果經(jīng)由OR門74輸出，在時鐘CK為“L”期間，式(13)所示運算結(jié)果經(jīng)由OR門74輸出。
上述實施例中，是進行式(12)(13)的運算來進行數(shù)據(jù)內(nèi)插，對算出的內(nèi)插數(shù)據(jù)更進行平均化運算以便補正時鐘的相對位置的偏移。但是也可直接進行式(14)的運算而省略平均化運算。
直接進行式(14)的運算時，對依序輸入的間拔數(shù)據(jù)，是對注目的鄰接2個取樣點的間拔數(shù)據(jù)及其鄰接兩邊的取樣點的間拔數(shù)據(jù)，依上述數(shù)字基本函數(shù)的值進行權(quán)值附加計算，以便依序算出用于內(nèi)插上述2個取樣點的間拔數(shù)據(jù)之間的內(nèi)插數(shù)據(jù)。例如，注目的2個間拔資粹為B，C時，其間的內(nèi)插數(shù)據(jù)(B+C)/2可由式(15)算出，(B+C)/2＝(-A+9B+9C-D)/16……(15)另外，圖10是此情況下的電路構(gòu)成例。在此僅圖示進行的倍過取樣的電路，但令同樣的電路以n個串接即可進行2n倍的過取樣。
圖10所示解壓縮裝置，具備令依序輸入的間拔數(shù)據(jù)依序延遲1時鐘CK的4級的D型觸發(fā)器81、82、83、84。該4級的D型觸發(fā)器81、82、83、84相當于本發(fā)明之59的4級延遲電路。
另外，具備令第1級的D型觸發(fā)器81的輸出數(shù)據(jù)乘上-1倍的第1乘法器85，及令第2級的D型觸發(fā)器82的輸出數(shù)據(jù)乘上9倍的第2乘法器86，及令第3級的D型觸發(fā)器83的輸出數(shù)據(jù)乘上9倍的第3乘法器87，及令第4級的D型觸發(fā)器84的輸出數(shù)據(jù)乘上-1倍的第4乘法器88。
另外，具備令上述第1～第4乘法器85～88的輸出數(shù)據(jù)相加的加法器89、90、91。
加法器91輸出的數(shù)據(jù)，被輸入AND門92的一方輸入端子，在AND門92的另一方輸入端子輸入經(jīng)由反相器93反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)時鐘CK。另外，輸入初級D型觸發(fā)器81的間拔數(shù)據(jù)，是介由僅延遲上述各電路方塊81、91的合計延遲量的延遲電路94被輸入AND門95的一方輸入端子，在AND門95的另一方輸入端子輸入時鐘CK。
2個AND門92、95的輸出數(shù)據(jù)，是介由OR門96輸出。依此則在時鐘CK為“H”期間，輸入的間拔數(shù)據(jù)直接由OR門96輸出，在時鐘CK為“L”期間，式(15)所示運算結(jié)果的內(nèi)插數(shù)據(jù)經(jīng)由OR門96輸出。
另外，圖10是進行式(15)的運算的一例，但并不限于此。例如取代圖10的加/乘法電路85～91，改用以下構(gòu)成也可。也就是說，加/乘法電路由令第1級D型觸發(fā)器81的輸出數(shù)據(jù)與第4級D型觸發(fā)器84的輸出數(shù)據(jù)相加的第1加法器，及令第2級D型觸發(fā)器82的輸出數(shù)據(jù)與第3級D型觸發(fā)器83的輸出數(shù)據(jù)相加的第2加法器，及令上述第1加法器的輸出數(shù)據(jù)乘上-1倍的第1乘法器，及令上述第2加法器的輸出數(shù)據(jù)乘上9倍的第2乘法器，及令上述第1乘法器的輸出數(shù)據(jù)與上述第2乘法器的輸出數(shù)據(jù)相加的第3加法器構(gòu)成。
如上述詳細說明，依實施例1，在壓縮側(cè)，依據(jù)在全區(qū)域成為可微分1次以上的取樣函數(shù)的基準的數(shù)字基本函數(shù)算出間拔數(shù)據(jù)，可達成8倍的壓縮率。另外，在解壓縮側(cè)，使用同一數(shù)字基本函數(shù)算出內(nèi)插數(shù)據(jù)，可忠實再現(xiàn)壓縮前的原始數(shù)據(jù)。此時的間拔數(shù)據(jù)，僅以式(7)的極簡單的四則運算即可算出，內(nèi)插數(shù)據(jù)，僅以式(12)(13)或式(14)的極簡單的四則運算即可算出。
依式(7)(12)(13)(14)，對某一取樣點的離散式數(shù)據(jù)計算間拔數(shù)據(jù)或內(nèi)插數(shù)據(jù)時，僅需考慮注目的取樣點的離散式數(shù)據(jù)及其周邊數(shù)個取樣點的離散式數(shù)據(jù)即可。另外，對壓縮對象的數(shù)據(jù)不須進行時間/頻率轉(zhuǎn)換處理，可在時間軸上直接進行壓縮/解壓縮，處理不復雜，構(gòu)成簡單。
因此，依本實施例，不僅可實現(xiàn)高壓縮率，及再生數(shù)據(jù)的高質(zhì)量化，也可縮短運算時間，同時可簡化運算電路。
另外，上述實施例中，數(shù)字基本函數(shù)是使用依每一時鐘使數(shù)據(jù)值變化為-1、1、8、8、1、-1，此數(shù)值為最佳，但使用以外的數(shù)值(例如相當于兩側(cè)部分的權(quán)值不為-1而設(shè)為1或0，相當于正中間部分的權(quán)值設(shè)為8以外的值等)作為數(shù)字基本函數(shù)也可。
另外，上述實施例1中，是令壓縮裝置及解壓縮裝置組成邏輯電路構(gòu)成硬件，但也可以具備CPU，MPU，ROM，RAM等的計算機系統(tǒng)構(gòu)成，由存在上述ROM或RAM的程序的動作來實現(xiàn)上述壓縮裝置及解壓縮裝置的機能也可。
(實施例2)以下說明本發(fā)明實施例2。在實施例2使用令圖4的數(shù)字基本函數(shù)依每一時鐘偏移相加(平均化)的函數(shù)。
圖11是實施例2的間拔及內(nèi)插的原理說明圖。(a)為間拔原理，(b)為內(nèi)插原理。首先，使用圖11(a)說明本實施例的間拔原理。
在圖11(a)所示數(shù)據(jù)構(gòu)造中，橫軸的A、B、C、……表示依每一時鐘依序輸入的各取樣點的取樣數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)值為對應數(shù)字基本函數(shù)的系數(shù)。另外，縱軸的a、b、c、……表示通過數(shù)字基本函數(shù)加工的取樣數(shù)據(jù)的中心位置。
如圖11(a)所示，對取樣數(shù)據(jù)A的數(shù)字基本函數(shù)，是以最初的時鐘位置為先頭令各函數(shù)值(-1、0、9、16、9、0、-1)偏移一時鐘而作成。另外，對下一取樣數(shù)據(jù)B的數(shù)字基本函數(shù)，是以較最初的時鐘位置落后1個時鐘的時鐘位置為先頭令各函數(shù)值偏移一時鐘而作成。同樣，對依序輸入的各取樣數(shù)據(jù)C，D，E，F(xiàn)……的數(shù)字基本函數(shù)，是以更落后1個時鐘的時鐘位置分別為先頭令各函數(shù)值偏移一時鐘而作成。
實施例2中，依上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對各取樣點的取樣數(shù)據(jù)A、B、C、……進行1/2的間拔運算。在實施例2，數(shù)字基本函數(shù)的中心位置和實施例1不同，重疊在1個數(shù)據(jù)位置上。在此，采用跳躍1個的連續(xù)取樣數(shù)據(jù)，對采用的取樣點，在與其對應的數(shù)字基本函數(shù)的中心位置的行進行令數(shù)據(jù)值替換為卷積運算值的處理。
也就是說，對最初的3個取樣數(shù)據(jù)A、B、C，因運算必要的數(shù)據(jù)不足，無法進行間拔而保持原狀態(tài)。對下一取樣數(shù)據(jù)D，在與其對應的數(shù)字基本函數(shù)的中心位置d的行，如式(16)進行各數(shù)據(jù)值的相加調(diào)整振幅令其結(jié)果作為間拔數(shù)據(jù)，D→(16D+9(C+E)-(A+G))/32……(16)另外，下一取樣數(shù)據(jù)E被放棄，采用更下一取樣數(shù)據(jù)F，在與其對應的數(shù)字基本函數(shù)的中心位置f的行如式(17)進行運算替換為間拔數(shù)據(jù)，F(xiàn)→(16F+9(E+G)-(C+I))/32……(17)以下同樣以跳越1個時鐘位置h、j、l的卷積運算值作為間拔數(shù)據(jù)。
如上述以1/2間拔的數(shù)據(jù)為基準進行同樣的間拔運算，則可將原始數(shù)據(jù)間拔為1/4。另外，以1/4間拔的數(shù)據(jù)為基準進行同樣的間拔運算，則可將原始數(shù)據(jù)間拔為1/8。就理論而言，重復進行n次同樣的間拔運算則可將原始數(shù)據(jù)壓縮為1/2n倍。
以下以圖11(b)說明實施例2的數(shù)據(jù)內(nèi)插原理。在圖11(b)所示數(shù)據(jù)構(gòu)造，橫軸的A、B、C、……表示依每一時鐘依序輸入的間拔數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)值為對應數(shù)字基本函數(shù)的系數(shù)。另外，縱軸的a、b、c、……表示通過數(shù)字基本函數(shù)加工的間拔數(shù)據(jù)的中心位置。
如圖11(b)所示，對取樣數(shù)據(jù)A的數(shù)字基本函數(shù)，是以較最初的時鐘位置超前的時鐘為先頭令各函數(shù)值(-1，0，9，16，9，0，-1)依序偏移1個時鐘而作成。另外，對下一間拔數(shù)據(jù)B的數(shù)字基本函數(shù)，是以最初的時鐘位置為先頭令各函數(shù)值偏移一時鐘而作成。同樣，對依序輸入的各間拔數(shù)據(jù)C，D，E，F(xiàn)……的數(shù)字基本函數(shù)，是以更落后2個時鐘的時鐘位置分別為先頭令各函數(shù)值偏移一時鐘而作成。
依此數(shù)據(jù)構(gòu)造，例如對應間拔數(shù)據(jù)C的值被加工的數(shù)字基本函數(shù)的中心位置c，是和實施例1不同，重疊在1個數(shù)據(jù)位置上。在的實施例2，使用該時鐘位置c的數(shù)據(jù)，及其前后的時鐘位置的數(shù)據(jù)進行卷積運算，則由1個間拔數(shù)據(jù)c可算出2個內(nèi)插數(shù)據(jù)c1、c2。
以時鐘位置c為中心位置的前后3行分的數(shù)據(jù)分別為c-，c，c+，則如下式所示，c-＝-A+9B+9C-D ……(18)c＝16C ……(19)c+＝-B+9C+9D-E ……(20)由式(18)(19)可得，(c-+c)＝(-A+9B+25C-D)……(21)由式(19)(20)可得，(c+c+)＝(-B+25C+9D-E)……(22)依式(21)(22)考慮振幅的調(diào)整分，則1個間拔數(shù)據(jù)C可替換為2個內(nèi)插數(shù)據(jù)C1、C2，其可由式(23)(24)表示，
C1＝(-A+9B+25C-D)/32……(23)C2＝(-B+25C+9D-E)/32……(24)另外，關(guān)于間拔數(shù)據(jù)C，式(23)(24)所示關(guān)系也成立在其他間拔數(shù)據(jù)D、E、F、……。因此，如下式所示，1個間拔數(shù)據(jù)口可以2個內(nèi)插數(shù)據(jù)D1、D2，1個間拔數(shù)據(jù)E可以2個內(nèi)插數(shù)據(jù)E1、E2，1個間拔數(shù)據(jù)F可以2個內(nèi)插數(shù)據(jù)F1、F2分別替換。
D→D1＝(-B+9C+25D-E)/32、D2＝(-C+25D+9E-F)/32E→E1＝(-C+9D+25E-F)/32、E2＝(-D+25E+9F-G)/32F→F1＝(-D+9E+25F-G)/32、F2＝(-E+25F+9G-H)/32……如上述對某一取樣點的間拔數(shù)據(jù)(例如C)計算內(nèi)插值時，是令該注目的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上25倍的值，1個前的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上9倍的值，2個前的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上-1倍的值，及1個后的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上-1倍的值相加，令該相加值除以32而得第1內(nèi)插值(例如C1)。
另外，令該注目的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上25倍的值，1個前的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上-1倍的值，1個后的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上9倍的值，及2個后的取樣點的間拔數(shù)據(jù)乘上-1倍的值相加，令該相加值除以32而得第1內(nèi)插值(例如C2)。
針對各取樣點的間拔數(shù)據(jù)進行，即可對原間拔數(shù)據(jù)進行2倍的過取樣。
另外，以進行2倍過取樣的內(nèi)插數(shù)據(jù)為基準進行同樣的內(nèi)插處理，則可對原間拔數(shù)據(jù)進行4倍的過取樣。另外，以進行4倍過取樣的內(nèi)插數(shù)據(jù)為基準進行同樣的內(nèi)插處理，則可對原間拔數(shù)據(jù)進行8倍的過取樣。就理論而言，重復同樣的內(nèi)插處理n次則可對原間拔數(shù)據(jù)進行2n倍的過取樣。
以下以圖12說明實現(xiàn)上述間拔動作的實施例2的壓縮裝，置(間拔裝置)的構(gòu)成。
圖12的壓縮裝置，是令進行1/2倍間拔的電路以3級串接而構(gòu)成，第1～第3級的電路構(gòu)成分別附加符號(-1～-3)予以區(qū)別。主要符號相同，僅附加符號不同的電路構(gòu)成表示具相同機能。
第1級的間拔電路，是依基準頻率(例如44-1KHz)的時鐘8CK動作。7級的D型觸發(fā)器101-1，102-1，103-1，104-1，105-1，106-1，107-1，是令離散式依序輸入的取樣數(shù)據(jù)(例如16比特)依序延遲基準頻率的1時鐘8CK，該D型觸發(fā)器101-1～107-1相當于本發(fā)明之5的7級延遲電路。
加法器108-1，是令由第1級及第7級D型觸發(fā)器101-1、107-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)相加。乘法器109-1是令加法器108-1的輸出數(shù)據(jù)乘上-1倍。加法器108-1及乘法器109-1相當于本發(fā)明之6的第1加/乘法電路。
加法器110-1，是令由第3級及第5級D型觸發(fā)器103-1、105-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)相加。乘法器111-1是令加法器110-1的輸出數(shù)據(jù)乘上9倍。加法器110-1及乘法器111-1相當于本發(fā)明之6的第2加/乘法電路。
乘法器112-1，是令由第4級D型觸發(fā)器104的輸出抽頭取出的輸出數(shù)據(jù)乘上16倍。
加法器113-1、114-1，是令上述3個乘法器109-1、111-1、112-1的輸出數(shù)據(jù)相加。乘法器115-1是令加法器114-1的輸出數(shù)據(jù)乘上1/32倍。加法器113-1、114-1及乘法器115-1相富在本發(fā)明之6的第3加/乘法電路。
對于上述電路依序輸入圖11(a)所示取樣數(shù)據(jù)A、B、C……，則由乘法器115-1輸出式(16)(17)所示1/2的間拔數(shù)據(jù)。乘法器115-1的輸出數(shù)據(jù)，被輸入第2級間拔電路的D型觸發(fā)器101-2，執(zhí)行第2級的1/2間拔。第2端間拔電路，除依基準頻率的1/2倍頻率的時鐘4CK動作以外均同第1級的間拔電路。
另外，依圖12的電路，取樣數(shù)據(jù)D相關(guān)的式(16)的間拔數(shù)據(jù)由乘法器115-1輸出之后，取樣數(shù)據(jù)E相關(guān)的間拔數(shù)據(jù)被輸出，之后，取樣數(shù)據(jù)F相關(guān)的式(17)的間拔數(shù)據(jù)被輸出。但是，取樣數(shù)據(jù)E相關(guān)的間拔數(shù)據(jù)，因第2級間拔電路是依基準頻率的1/2倍頻率的時鐘4CK動作而被忽視，下一取樣數(shù)據(jù)F相關(guān)的間拔數(shù)據(jù)接續(xù)在第2級間拔電路被處理。
設(shè)在第2級間拔電路最終級的乘法器115-2的輸出數(shù)據(jù)，被輸入第3級間拔電路的D型觸發(fā)器101-3，執(zhí)行第3級的1/2間拔。第3級間拔電路，除依基準頻率的1/4倍頻率的時鐘2CK動作以外均同第1級的間拔電路。由第3級間拔電路輸出的數(shù)據(jù)，依基準頻率的1/8倍頻率的時鐘CK被保持在D型觸發(fā)器116后，作為最終的間拔數(shù)據(jù)(壓縮數(shù)據(jù))輸出。
圖13是的實施例2的解壓縮裝置(內(nèi)插裝置)的構(gòu)成。
圖13的解壓縮裝置，是令進行2倍的過取樣的電路以3級串接而成，第1～第3級的電路以附加符號(-1～-3)區(qū)別。另外，主要符號相同，僅附加符號不同的電路構(gòu)成表示具相同機能。
第1級的過取樣電路，是依基準頻率的1/8倍頻率(5.5125KHz)時鐘CK動作。5級的D型觸發(fā)器121-1，122-1，123-1，124-1，125-1，是令依序輸入的間拔數(shù)據(jù)(例如16比特)依序延遲1時鐘CK，該D型觸發(fā)器121-1～125-1相當于本發(fā)明之63的5級延遲電路。
由第1級D型觸發(fā)器121-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)，被輸入-1倍的乘法器126-1。由第2級D型觸發(fā)器122-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)，被輸入+9倍的乘法器127-1及-1倍的乘法器133-1。
由第3級D型觸發(fā)器123-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)，被輸入25倍的乘法器128-1。由第4級D型觸發(fā)器124-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)，被輸入-1倍的乘法器129-1及+9倍的乘法器134-1。由第5級D型觸發(fā)器125-1的輸出抽頭取出的數(shù)據(jù)，被輸入-1倍的乘法器135-1。
-1倍的乘法器126-1，+9倍的乘法器127-1，25倍的乘法器128-1，及-1倍的乘法器129-1的輸出數(shù)據(jù)由3個加法器130-1、131-1、132-1相加。-1倍的乘法器133-1、25倍的乘法器128-1、+9倍的乘法器134-1及-1倍的乘法器135-1的輸出數(shù)據(jù)，由3個加法器136-1、137-1、138-1相加。
加法器132-1的輸出數(shù)據(jù)被輸入AND門(與門)139-1的一方輸入端子。在AND門139-1的另一方輸入端子輸入時鐘CK。另外，加法器138-1的輸出數(shù)據(jù)被輸入AND門(與門)140-1的一方輸入端子。在AND門140-1的另一方輸入端子輸入通過反相器141-1的反轉(zhuǎn)時鐘CK。
上述2個AND門139-1、140-1的輸出數(shù)據(jù)介由OR門(或門)142-1供至1/32倍的乘法器143-1。依此則在時鐘CK為“H”的期間式(23)所示運算結(jié)果由1/32倍的乘法器143-1輸出。另外，在時鐘CK為“L”的期間式(24)所示運算結(jié)果由1/32倍的乘法器143-1輸出。
對上述電路依序輸入圖11(b)所示間拔數(shù)據(jù)A、B、C……，則可由1/32倍的乘法器143-1輸出如A、B、C1、C2、D1、D2……被2倍過取樣的內(nèi)插數(shù)據(jù)。
1/32倍的乘法器143-1的輸出數(shù)據(jù)被輸入第2級過取樣電路的D型觸發(fā)器121-2，執(zhí)行第2級的2倍的過取樣。第2級過取樣電路，除依基準頻率的1/4倍頻率的時鐘2CK動作以外均同第1級過取樣電路。
設(shè)在第2級過取樣電路的最終級的1/32倍的乘法器143-2的輸出數(shù)據(jù)，被輸入第3級過取樣電路的D型觸發(fā)器121-3，執(zhí)行第3級的2倍的過取樣。第3級過取樣電路，除依基準頻率的1/2倍頻率的時鐘4CK動作以外均同第1級過取樣電路設(shè)在第3級過取樣電路的最終級的1/32倍的乘法器143-3的輸出數(shù)據(jù)，依基準頻率的時鐘8CK保持在D型觸發(fā)器144之后，作為最終的內(nèi)插數(shù)據(jù)(解壓縮數(shù)據(jù))輸出。
另外，對構(gòu)成圖13的解壓縮裝置輸入單位脈沖的數(shù)據(jù)時獲得的取樣函數(shù)，是和圖5所示的略相同。因此，適用實施例2的數(shù)據(jù)內(nèi)插處理時，對于間拔數(shù)據(jù)間的值使用可微分1次以上的函數(shù)可進行圓滑的內(nèi)插。依此則不需要低通濾波器，可防止相位特性的劣化。
另外，計算1個間拔數(shù)據(jù)的內(nèi)插值時僅需考慮有限數(shù)(如上述式(23)(24)所示4個)的間拔數(shù)據(jù)的值，故可大幅削減處理量。而且，對于該有限臺范圍外的各間拔數(shù)據(jù)，本來應考慮但不是因為處理量或精確度的關(guān)系予以忽視，而是理論上不須考慮，故而可防止舍位誤差的發(fā)生。
如上述詳細說明，依的實施例2，和實施例1同樣，不僅可實現(xiàn)高壓縮率，及再生數(shù)據(jù)的高質(zhì)量化，也可縮短運算時間，同時可簡化運算電路。
另外，實施例2中，如圖11所示，是使用令圖4的數(shù)字基本函數(shù)依每一時鐘偏移、相加(平均化)的函數(shù)計算內(nèi)插數(shù)據(jù)，在該函數(shù)內(nèi)已經(jīng)進行平均化運算。因此，進行式(23)(24)的內(nèi)插運算后，不必進行平均化運算，可省略平均化電路。
另外，上述實施例2中，數(shù)字基本函數(shù)是使用依每一時鐘使數(shù)據(jù)值變化為-1、1、8、8、1、-1，此數(shù)值為最佳，但使用以外的數(shù)值(例如相當于兩側(cè)部分的權(quán)值不為-1而設(shè)為1或0，相當于正中間部分的權(quán)值設(shè)為8以外的值等)作為數(shù)字基本函數(shù)也可。
另外，上述的實施例2中，是令壓縮裝置及解壓縮裝置組成邏輯電路構(gòu)成硬件，但也可以具備CPU，MPU，ROM，RAM等的計算機系統(tǒng)構(gòu)成，由存在上述ROM或RAM的程序的動作來實現(xiàn)上述壓縮裝置及解壓縮裝置的機能也可。
(實施例3)以下說明本潑明實施例3。
圖1 4是實施例3的壓縮裝置的構(gòu)成例。如圖14所示，本實施例的壓縮裝置，具備無聲音處理部201，間拔處埋部202，線性壓縮部203，舍入運算部204，及區(qū)塊化部205。
無聲音處理部201，相當于本發(fā)明的替換部，它是令作為壓縮對象而輸入的各取樣數(shù)據(jù)的絕對值進行舍入處理使其僅變小第1給定值(例如“4”)。另外，輸入的取樣數(shù)據(jù)的絕對值小于上述第1給定值，輸入的取樣數(shù)據(jù)的絕對值小于第2給定值(例如“16”)，且微分數(shù)據(jù)的短區(qū)間平均值(短區(qū)間的缺陷值例如為8區(qū)塊)小于第3給定值(例如“8”)時，該取樣數(shù)據(jù)視為無聲音，將數(shù)據(jù)值替換為“0”。
通過上述處理，可修正DC偏壓，除去輸入數(shù)據(jù)中包含的微細雜音成分。
間拔一處理部202，相當于本發(fā)明的間拔部，對無聲音處理部201輸出的取樣數(shù)據(jù)進行實施例1或?qū)嵤├?說明的任一間拔處理，也可選擇性切換，適用任一的間拔處理。令壓縮數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通過該間拔處理部202，可實現(xiàn)最低8倍的壓縮率。
線性壓縮部203，包含本發(fā)明的取樣點檢測部及壓縮數(shù)據(jù)生成部，對間拔處理部202輸出的間拔數(shù)據(jù)進行以下說明的線性壓縮處理。也就是說，由間拔處理部202輸出的各間拔數(shù)據(jù)的取樣點之中，檢測出連結(jié)2個間拔數(shù)據(jù)間的直線上的數(shù)據(jù)值，與該直線上的數(shù)據(jù)值相同的取樣點的間拔數(shù)據(jù)值之間的誤差成為所需值以下的取樣點，以該取樣點為取樣點。之后，計算檢測出的各取樣點的離散式振幅數(shù)據(jù)，及表示各取樣點間的時間間隔的時序數(shù)據(jù)值。
上述取樣點的檢測處理更具體說明如下，也就是說，由間拔數(shù)據(jù)之中，選擇基準的間拔數(shù)據(jù)，及由其起算的時間間隔在給定范圍內(nèi)的另一方的間拔數(shù)據(jù)。以連結(jié)該2個間拔數(shù)據(jù)間的直線上的各數(shù)據(jù)值，與和該直線上的各數(shù)據(jù)值祥的取樣點的各間拔數(shù)據(jù)值的誤差全在所需值以下的取樣點，作為在上述給定范圍中時間間隔變?yōu)樽铋L的取樣點，以其作為取樣點檢測出。
圖15是線性壓縮的基本原理。在圖15，橫軸表時間，縱軸表間拔數(shù)據(jù)的振幅。圖15的D1-D9，是在1時鐘CK的取樣周期由間拔處理部202輸入線性壓縮部203的間拔數(shù)據(jù)的一部分。
圖15的例，以間拔數(shù)據(jù)D1作為最初采用的基準間拔數(shù)據(jù)，另外，取樣點檢測時選擇的2個間拔數(shù)據(jù)間的時間間隔，最大設(shè)為6區(qū)塊的范圍。另外，時序數(shù)據(jù)值使用3比特或4比特時，間拔數(shù)據(jù)間的時間間隔最大可設(shè)為7區(qū)塊或15區(qū)塊。
首先，如圖15(a)所示，選擇基準的間拔數(shù)據(jù)D1，及由其起算時間間隔在給定范圍內(nèi)為最大的間拔數(shù)據(jù)D7。之后，判斷連結(jié)該2個間拔數(shù)據(jù)間的直線上的各取樣點的數(shù)據(jù)值D2′、D3′、D4′、D5′D6′，與和該直線上的各數(shù)據(jù)值D2′～D6′相同的取樣點的各間拔數(shù)據(jù)值D2、D3、D4、D5、D6之間的各個誤差是否全在所需值以下。
也就是說，判斷連結(jié)2個間拔數(shù)據(jù)D1-D7的直線上的各數(shù)據(jù)值D2′、D3′、D4′、D5′、D6′，與各間拔數(shù)據(jù)值D2、D3、D4、D5、D6之間的各個誤差是否全在虛線所示所需值以下。滿足此條件的情況下，以D7的取樣點作為取樣點檢測出。但是，此例中，直線上的數(shù)據(jù)值D4′，與和其對應的間拔數(shù)據(jù)D4之間的誤差大于所需值，故在此時點不采用間拔數(shù)據(jù)D7的取樣點作為取樣點，先進行處理。
之后，如圖15(b)所示，選擇由基準的間拔數(shù)據(jù)D1起算的時間間隔間拔數(shù)據(jù)D7少1時鐘CK的間拔數(shù)據(jù)D6。之后，判斷連結(jié)該2個間拔數(shù)據(jù)D1-D6間的直線上的各取樣點的數(shù)據(jù)值D2″、D3″、D4″、D5″，與和該直線上的各數(shù)據(jù)值D2″～D5″相同的取樣點的各間拔數(shù)據(jù)值D2、D3、D4、D5之間的各個誤差是否全在所需值以下。
各個誤差全在所需值以下時，以該間拔數(shù)據(jù)D6的取樣點為取樣點檢測出。此例中，直線上的各數(shù)據(jù)值D2″、D3″、D4″、D5″，與各間拔數(shù)據(jù)值D2、D3、D4、D5之間的各個誤差全在所需值以下，故以該間拔數(shù)據(jù)D6的取樣點為取樣點檢測出。
另外，關(guān)于D1-D7間、D1-D6間、……、D1-D3間連結(jié)的各個直線，無法滿足各個誤差全在用要值以下的條件時，以間拔數(shù)據(jù)D2的取樣點為取樣點檢測出。也就是說，間拔數(shù)據(jù)D1-D2間無其他間拔數(shù)據(jù)存在，故對該區(qū)間不必進行誤差運算。因此，關(guān)于運結(jié)其他區(qū)間的各個直線無法滿足誤差條件的情況下，以現(xiàn)在基準的間拔數(shù)據(jù)D1的鄰接的間拔數(shù)據(jù)D2的位置作為取樣點檢測出。
檢測出1個取樣點之后，以該取樣點數(shù)據(jù)作為新的基準間拔數(shù)據(jù)，在6區(qū)塊范圍內(nèi)進行以上同樣的處理。依此則由間拔數(shù)據(jù)D6起6區(qū)塊范圍內(nèi)的各個誤差均在所需值以下，且由間拔數(shù)據(jù)D6起算的時間間隔最長的取樣點為下一取樣點倍檢測出。
以下同樣依序檢測出多個取樣點，之后獲得檢測出的各取樣點的離散式振幅數(shù)據(jù)值，與以時鐘數(shù)表示各取樣點間的時間間隔的時序數(shù)據(jù)值的組合，上述例中獲得各取樣點的振幅數(shù)據(jù)值(D1、D6、……)與時序數(shù)據(jù)值(5、※，……)的組合(D1、5)、(D6、※)、……。
另外，上述是選擇最初2個間拔數(shù)據(jù)間的時間間隔在給定范圍內(nèi)成為最大的取樣點(間拔數(shù)據(jù)D1與D7的取樣點)開始進行誤差判斷，依序縮短時間間隔進行處理為例說明，但取樣點檢測方法并不限于此。
例如，選擇最初2個間拔數(shù)據(jù)間的時間間隔在給定范圍內(nèi)成為最小的取樣點(間拔數(shù)據(jù)D1與D3的取樣點)開始進行誤差判斷，依序增長時間間隔進行處理也可。另外，選擇2個間拔數(shù)據(jù)間的時間間隔在給定范圍內(nèi)的中央附近的取樣點(間拔數(shù)據(jù)D1與D4的取樣點)開始進行誤差判斷也可。另外，對給定范圍內(nèi)獲得的全部時間間隔的圖型進行誤差判斷，之后由滿足誤差條件的圖型中選擇時間間隔最長的圖型也可。
但是，由基準間拔數(shù)據(jù)起給定范圍內(nèi)滿足誤差條件的取樣點會有2個以上存在的情況。此情況下，由滿足誤差條件的2個以上取樣點之中，檢測出由基準間拔數(shù)據(jù)起的時間間隔為最長的取樣點作為取樣點。依此則各個時序數(shù)據(jù)值可收斂在給定比特內(nèi)的同時，檢測出的取樣點的數(shù)可減少至最低，可提升壓縮率。
以下依圖16說明連結(jié)2個間拔數(shù)據(jù)間的直線上的各數(shù)據(jù)值，與和該各數(shù)據(jù)值相同的取樣點的間拔數(shù)據(jù)值的誤差的運算方法。圖16(a)是基準間拔數(shù)據(jù)D1，與和其分離2個時鐘的位置的間拔數(shù)據(jù)D3以直線連接情況下的誤差e2的圖。
在圖16(a)，數(shù)據(jù)D1-D3間的某一間拔數(shù)據(jù)D2，與連接數(shù)據(jù)D1-D3間的直線上的數(shù)據(jù)D2′的誤差e2可以式(25)表示，e2＝(D2-D1)-(D3-D1)/22e2＝2D2-2D1-D3+D1＝2D2-D1-D3＝(D2-D1)-(D3-D2)＝D2′-D3′∴e2＝-(D3′-D2′)/2＝-D3″/2 ……(25)但是，在式(25)中，“′”表示1次微分值，“″”表示2次微分值。如式(25)所示，直線的時間間隔為2個時鐘情況下的誤差e2可以間拔數(shù)據(jù)D3的2次微分值表示。因此，假設(shè)容許誤差為δ，在圖14的線性壓縮部203成為判斷是否滿足|e2|≤δ的條件。其中“| |”的符號表示絕對值。
圖16(b)表示基準間拔數(shù)據(jù)D1，與和其分離3個時鐘的位置的間拔數(shù)據(jù)D4以直線連接情況下的2個誤差e2、e3的圖。
在圖16(b)，數(shù)據(jù)D1-D4間的某一間拔數(shù)據(jù)D2、D3，與連接數(shù)據(jù)D1-D4間的直線上的數(shù)據(jù)D2″、D3″的誤差e2、e3分別可以式(26)(27)表示，e2＝(D2-D1)-(D4-D1)/33e2＝3D2-3D1-D4+D1＝3D2-2D1-D4＝2(D2-D1)-(D4-D2)＝2(D2-D1)-(D4-D3)-(D3-D2)＝2D2′-D4′-D3′＝-(D4′-D3′)-2(D3′-D2′)＝-D4″-2D3″∴e2＝-1/3(D4 ″+2D3″)……(26)e3＝(D3-D1)-2(D4-D1)/33e3＝3D3-3D1-2D4+2D1＝3D3-D1-2D4＝-2(D4-D3)+D3-D1＝-2(D4-D3)+(D3-D4)+(D2-D1)＝-2D4′+D3′+D2′＝-2(D4′-D3′)-(D3′-D2′)＝-2D4″-D3″∴e3＝-1/3(2D4″+D3″)……(27)如式(26)(27)所示，直線的時間間隔為3個時鐘情況下的誤差e2、e3均可以取樣數(shù)據(jù)D3、D4的2次微分值表示。此情況下，在圖14的線性壓縮部203成為。判斷是否滿足|e2|≤δ，且|e2|≤δ的條件。另外，先判斷誤差e2、e3之中較大的之后以該較大的判斷是否滿足判斷條件也可。
同樣，直線的時間間隔為4個時鐘情況下的誤差e2、e3、e4可以間拔數(shù)據(jù)D3、D4、D5的2次微分值以式(28)～(30)表示。
e2＝-1/4(D5″+2D4″+3D3″)……(28)e3＝-1/4(2D5″+D4″+2D3″)……(29)e4＝-1/4(3D5″+2D4″+D3″)……(30)此情況下，在圖14的線性壓縮部203成為判斷是否滿足|e2|≤δ、|e2|≤δ、且|e4|≤δ的條件。另外，先判斷誤差e2、e3、e4之中較大的之后以該較大的判斷是否滿足判斷條件也可。
同樣，直線的時間間隔為5個時鐘情況下的誤差e2、e3、e4、e5可以間拔數(shù)據(jù)D3、D4、D5、D6的2次微分值以式(31)～(34)表示。
-e2＝1/5(D6″+2D5″+3D4″+4D3″) ……(31)-e3＝1/5(2D6″+4D5″+6D4″+3D3″) ……(32)-e4＝1/5(3D6″+6D5″+4D4″+2D3″) ……(33)-e3＝1/5(4D6″+3D5″+2D4″+D3″) ……(34)此情況下，在圖14的線性壓縮部203成為判斷是否滿足|e2|≤δ、|e2|≤δ、|e4|≤δ、且|e5|≤δ的條件。另外，先判斷誤差e2、e3、e4、e5之中較大的之后以該較大的判斷是否滿足判斷條件也可。
同樣，直線的時間間隔為6個時鐘情況下的誤差e2、e3、e4、e5、e6可以間拔數(shù)據(jù)D3、D4、D5、D6、D7的2次微分值以式(35)～(39)表示。
e2＝-1/6(D7″+2D6″+3D5″+4D4″+5D3″) ……(35)e3＝-1/6(2D7″+4D6″+6D5″+8D4″+4D3″) ……(36)e4＝-1/6(3D7″+6D6″+9D5″+6D4″+3D3″) ……(37)e5＝-1/6(4D7″+8D6″+6D5″+4D4″+2D3″) ……(38)e6＝-1/6(5D7″+4D6″+3D5″+2D4″+D3″) ……(39)此情況下，在圖14的線性壓縮部203成為判斷是否滿足|e2|≤δ、|e2|≤δ、|e4|≤δ、|e5|≤δ、且|e6|≤δ的條件。另外，先判斷誤差e2、e3、e4、e5、e6之中較大的之后以該較大的判斷是否滿足判斷條件也可。
如上述式(25)～(39)所示，本實施例的線性壓縮處理使用的誤差數(shù)據(jù)，均可用間拔數(shù)據(jù)的2次微分值算出。在線性壓縮部203，是通過間拔數(shù)據(jù)的2次微分值算出誤差數(shù)據(jù)，檢測出滿足誤差條件的取樣點作為取樣點之后，輸出檢測出的取樣點的振幅數(shù)據(jù)及表示各取樣點間的時間間隔的時序數(shù)據(jù)。
舍入運算部204，相當于本發(fā)明的舍入運算部，是對線性壓縮部203輸出的振幅數(shù)據(jù)的低位數(shù)比特進行舍入運算。該舍入運算，例如可令線性壓縮部203的輸出數(shù)據(jù)除以給定值(例如256或512)。通過上述舍入運算，可將1字節(jié)的數(shù)據(jù)長削減數(shù)比特，可大幅減少數(shù)據(jù)量。
輸入舍入運算部204的振幅數(shù)據(jù)，例如為附加符號的16位原始數(shù)據(jù)，可表示32767個大小的數(shù)據(jù)值。但是，可聽音頻的聲音數(shù)據(jù)的情況下，實際使用的數(shù)據(jù)大多為較大值，以16比特表現(xiàn)的全體數(shù)據(jù)區(qū)域(0～32767)之中，數(shù)據(jù)不太出現(xiàn)在較小的數(shù)據(jù)區(qū)域。因此，對具如此較大值的數(shù)據(jù)即使削減低位數(shù)比特，也不致影響再生聲音的質(zhì)量。
另外，舍入運算處理，不以單純的給定值進行除法運算，而使舍入運算部204的輸出數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)的關(guān)系成為非線性關(guān)系般進行數(shù)據(jù)值的舍入運算也可，圖17是此情況下的舍入運算的例。在圖17的例，采用線性壓縮部203的輸入數(shù)據(jù)值的對數(shù)，以該值作為舍入運算部204的輸出數(shù)據(jù)。
另外，如圖18所示，令圖17的對數(shù)曲線以幾個線分的結(jié)合予以近似，使用該近似關(guān)系，依線性壓縮部203輸入的數(shù)據(jù)的振幅來改變輸出數(shù)據(jù)的振幅，據(jù)以使輸入數(shù)據(jù)值與輸出數(shù)據(jù)值成非線性關(guān)系也可。另外，圖18的例，是以5個線分的結(jié)合來近似圖17的對數(shù)曲線，但若以更多線分結(jié)合則精確度更能提升。
如上述依非線性關(guān)系進行舍入運算，則以16比特表現(xiàn)的可聽音頻的聲音數(shù)據(jù)的全體數(shù)據(jù)區(qū)域之中，可使輸入數(shù)據(jù)值集中在大部分數(shù)據(jù)出現(xiàn)的中央附近的數(shù)據(jù)區(qū)域。依此則可緩和舍入運算的影響的同時，振幅較小處的量化噪聲可減低，舍入運算對再生聲音的影響更能減少。
另外，使用圖17的對數(shù)函數(shù)進行舍入運算時，因?qū)?shù)底的值會使再生聲音質(zhì)量稍有變化。因此，以該對數(shù)底的值為參數(shù)任意設(shè)定也可。另外，依對數(shù)化數(shù)據(jù)值的小數(shù)點以下的值的處理，會影響壓縮率及再生聲音的質(zhì)量。重視壓縮率時舍去小數(shù)點以下的數(shù)據(jù)值，但重視再生聲音的質(zhì)量時可作為參數(shù)而任意設(shè)定采用的小數(shù)點以下的數(shù)據(jù)值的幾位數(shù)。
另外，圖14的例，在最初抽出取樣點的振幅數(shù)據(jù)，對抽出的振幅數(shù)據(jù)進行舍入運算，但反的在最初對無聲音處理后的全數(shù)據(jù)或間拔處理后的全間拔數(shù)據(jù)進行舍入運算之后，由被施以舍入運算的振幅數(shù)據(jù)中抽出取樣點的振幅數(shù)據(jù)也可。
區(qū)塊化部205，是對舍入運算部204施以低位數(shù)比特的舍入運算的振幅數(shù)據(jù)，及線性壓縮部203生成的時序數(shù)據(jù)附加標題信息施以區(qū)塊化，作為壓縮數(shù)據(jù)輸出。輸出的壓縮數(shù)據(jù)被傳送在傳送線路，或記錄在記錄媒體。
圖19是相對于圖14的構(gòu)成的壓縮裝置的實施例3的解壓縮裝置的構(gòu)成例。如圖19所示，本實施例的解壓縮裝置，具備逆區(qū)塊化部211，逆舍入運算部212，線性解壓縮部213，及內(nèi)插處理部214。
逆區(qū)塊化部211，是依區(qū)塊化壓縮數(shù)據(jù)中包含的標題信息，由該壓縮數(shù)據(jù)中取出振幅數(shù)據(jù)及時序數(shù)據(jù)。逆舍入運算部212，相當于本發(fā)明的逆舍入運算部，是對逆區(qū)塊化部211取出的振幅數(shù)據(jù)進行與壓縮側(cè)的舍入運算部204相反的逆舍入運算。
也就是說，在圖14的舍入運算部204，單純將數(shù)據(jù)值進行以256或512等給定值除算的處理時，在逆舍入運算部212進行令振幅數(shù)據(jù)乘上256或512倍的處理。另外，在舍入運算部204，使用圖17、18的對數(shù)函數(shù)或其近似函數(shù)的非線性關(guān)系進行舍入運算時，是使用與該函數(shù)具相反關(guān)系的圖20、21所示指數(shù)函數(shù)或其近似函數(shù)進行非線性關(guān)系的逆舍入運算。
另外，使用圖20的指數(shù)函數(shù)進行逆舍入運算時，可以指數(shù)值為參數(shù)任意設(shè)定。另外，雖舍去指數(shù)化數(shù)據(jù)的小數(shù)點以下的數(shù)據(jù)值，但可作為參數(shù)而任意設(shè)定采用的小數(shù)點以下的數(shù)據(jù)值的幾位數(shù)。此情況下，壓縮時舍去小數(shù)點以下，而在解壓縮時通過小數(shù)點以下的數(shù)據(jù)值的采用，可提升壓縮率的同時，提升再生聲音的質(zhì)量。
線性解壓縮部213，相當于本發(fā)明第1內(nèi)插部，是使用逆舍入運算部212輸出的振幅數(shù)據(jù)，與逆區(qū)塊化部211輸出的時序數(shù)據(jù)，依序?qū)B續(xù)的取樣點的振幅數(shù)據(jù)間進行線性內(nèi)插的內(nèi)插運算，據(jù)以生成內(nèi)插各個振幅數(shù)據(jù)值之間的內(nèi)插數(shù)據(jù)。
也就是說，線性解壓縮部213，是由逆區(qū)塊化部211輸入壓縮數(shù)據(jù)中包含的時序數(shù)據(jù)，由輸入時鐘生成與壓縮側(cè)檢測出的取樣點間相同的表示不定的時間間隔的讀出時鐘。之后，依該生成的讀出時鐘，由逆舍入運算部212依序輸入2個逆舍入運算后的振幅數(shù)據(jù)，對該2個振幅數(shù)據(jù)間進行直綿的內(nèi)插運算，生成各取樣點間的內(nèi)插數(shù)據(jù)。
這樣，線性解壓縮處理，是對被施以逆舍入運算的各取樣點的振幅數(shù)據(jù)之間，以時序數(shù)據(jù)表示的時間間隔進行線性內(nèi)插運算的壓縮時，對2個間拔數(shù)據(jù)間進行線性內(nèi)插時，是判斷該2個間拔數(shù)據(jù)間的某一其他間拔數(shù)據(jù)，與內(nèi)插的直線之間將產(chǎn)生多少誤差，以即使進行線性內(nèi)插也不會產(chǎn)生大誤差的點作為取樣點檢測出。因此，即使對上述所 各取樣點的振幅數(shù)據(jù)之間僅進行單純的線性內(nèi)插，也可再現(xiàn)在原始數(shù)據(jù)大略同一波形的數(shù)據(jù)。
內(nèi)插處理部214，相當于本發(fā)明第2內(nèi)插部，是對線性解壓縮部213輸出的離散式第1內(nèi)插數(shù)據(jù)，進行實施例1或?qū)嵤├?說明的任一內(nèi)插處理，據(jù)以生成第2內(nèi)插數(shù)據(jù)。也可選擇性切換、適用任一內(nèi)插處理。上述生成的數(shù)字內(nèi)插數(shù)據(jù)，必要時可經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換部(未圖示)轉(zhuǎn)換為模擬信號，作為再生模擬信號輸出。
上述構(gòu)成的本實施例的壓縮裝置及解壓縮裝置，可由例如具備CPU、MPU、ROM、RAM的計算機系統(tǒng)構(gòu)成，其機能由上述ROM或RAM等儲存的程序的動作來實現(xiàn)。
上述構(gòu)成的本實施例的壓縮裝置及解壓縮裝置，可組合邏輯電路構(gòu)成硬件電路。
圖22是實施例3適用的壓縮前的原始數(shù)據(jù)與解壓縮的再生數(shù)據(jù)的比較波形圖。如圖22所示，原始數(shù)據(jù)的波形與再生數(shù)據(jù)的波形幾乎完全一致，附圖上可看出恰似僅存在1個波形。
圖23是壓縮前的原始數(shù)據(jù)與解壓縮的再生數(shù)據(jù)的輸入輸出特性。由圖23也可知，可得極其良好的輸入輸出特性，原始數(shù)據(jù)與再生數(shù)據(jù)幾乎一致。
圖24是，對圖19的解壓縮裝置，輸入圖14的壓縮裝置生成的單一壓縮數(shù)據(jù)時所得的解壓縮數(shù)據(jù)的頻率特性。如圖24所示，可得極其良好的頻率特性。依此則成為在所謂反射噪聲出現(xiàn)的處正好加入陷波濾波器的形狀，可有效抑制反射噪聲的發(fā)生。
如上述詳細說明般，依實施例3，在壓縮側(cè)的間拔處理部202，在全區(qū)域，依成為可微分1次以上的函數(shù)的有限范圍內(nèi)的取樣函數(shù)的基礎(chǔ)的數(shù)字基本函數(shù)計算間拔數(shù)據(jù)，可達成8倍的壓縮率。
另外，在線性壓縮部203，由間拔處理部202算出的間拔數(shù)據(jù)中，僅取出滿足誤差條件的取樣點的數(shù)據(jù)，獲得其與時序數(shù)據(jù)的組合。另外，在舍入運算部204對線性壓縮部203取出的振幅數(shù)據(jù)的低位數(shù)比特進行舍入運算，對1字節(jié)的數(shù)據(jù)長可削減數(shù)比特，因此，可大幅削減數(shù)據(jù)量。
由上述可知，依本實施例可達成全體極高的壓縮率(約8～數(shù)百)而且，在解壓縮側(cè)的內(nèi)插處理部214，使用和壓縮側(cè)間拔處理部202使用的數(shù)字基本函數(shù)相同的函數(shù)計算內(nèi)插數(shù)據(jù)，可忠實再現(xiàn)壓縮前的原始數(shù)據(jù)。另外，在與線性解壓縮部213對應的線性壓縮部203，在解壓縮處理進行線性內(nèi)插時，以和原始數(shù)據(jù)的誤差在所需值以下的取樣點為取樣點檢測出，故原始數(shù)據(jù)的再現(xiàn)性良好。
特別是線性內(nèi)插生成的取樣點間的內(nèi)插數(shù)據(jù)，和壓縮前的原始數(shù)據(jù)比較，不僅振幅誤差小，相位偏移也可抑制在極小。壓縮對象數(shù)據(jù)使用聲音時，相位偏移對音色會有影響，但本實施例中相位偏移幾乎不存在，可忠實再現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的音色。
另外，在壓縮側(cè)進行舍入運算，被設(shè)為對象的大部分振幅數(shù)據(jù)，集中出現(xiàn)在全區(qū)域中的中央附近的數(shù)據(jù)區(qū)域，端部附近的數(shù)據(jù)區(qū)域幾乎未出現(xiàn)，故即使削減低位數(shù)比特也不至于影響解壓縮側(cè)的再生數(shù)據(jù)質(zhì)量。
而且，本實施例中，該舍入運算的進行，是以舍入運算前的數(shù)據(jù)值與舍入運算后的數(shù)據(jù)值的關(guān)系成為非線性關(guān)系而進行。依此則壓縮對象數(shù)據(jù)使用聲音時，可使輸出數(shù)據(jù)值集中在表示可聽音頻的聲音數(shù)據(jù)的全體數(shù)據(jù)區(qū)域之中，大部分數(shù)據(jù)出現(xiàn)的中央附近的數(shù)據(jù)區(qū)域，可緩和舍入運算的影響，更能抑制對解壓縮側(cè)的再生聲音的質(zhì)量的影響。
另外，依本實施例，對壓縮對象數(shù)據(jù)不需進行時間/頻率轉(zhuǎn)換處理，可在時間軸上直接進行壓縮/解壓縮。而且，間拔或與其對應的內(nèi)插處理可以極其簡單的四則運算實現(xiàn)，線性壓縮或與其對應的線性解壓縮處理，在內(nèi)插處理中也僅進行簡單的線性內(nèi)插運算即可實現(xiàn)。
因此，全體的處理不復雜，處理可高速化的同時，構(gòu)成簡單化。由壓縮側(cè)傳送壓縮數(shù)據(jù)在解壓縮側(cè)再生時，可依直線上極其簡單的線性內(nèi)插運算，依序處理輸入的壓縮數(shù)據(jù)使再生，可實現(xiàn)實時動作。
由上述可知，依本實施例，再生數(shù)據(jù)質(zhì)量可保持極其良好，可達成更高的壓縮率。而且，運算時間可短縮化，運算電路可簡單化。
另外，實施例3中，在解壓縮側(cè)，各取樣點的振幅數(shù)據(jù)之間的內(nèi)插數(shù)據(jù)是以線性內(nèi)插算出，但內(nèi)插運算并不限于此。例如，使用給定的取樣函數(shù)進行曲線內(nèi)插計算也可。另外，也可以本發(fā)明人先前申請的特愿平11-173245號公開的內(nèi)插處理。此情況下，可得極其近似模擬信號波形的內(nèi)插，故內(nèi)插處理后級的D/A轉(zhuǎn)換器或LPF可以不要。
另外，不僅在解壓縮側(cè)，在壓縮側(cè)也使用曲線內(nèi)插，在壓縮對象數(shù)據(jù)中包含的2個間拔數(shù)據(jù)間進行曲線內(nèi)插時，以和原始數(shù)據(jù)的誤差在所需值以下的取樣點為取樣點檢測出也可。此情況下的曲線內(nèi)插較好與解壓縮側(cè)的曲線內(nèi)插為相同的運算。
另外，實施例3中，是將時序數(shù)據(jù)的比特數(shù)設(shè)為3比特，由基準間拔數(shù)據(jù)起6時鐘范圍內(nèi)畫出直線進行誤差判斷，但本發(fā)明并不限于此。例如，進行誤差判斷時的給定范圍設(shè)為7個時鐘也可。另外，時序數(shù)據(jù)的比特數(shù)設(shè)為4比特，由基準間拔數(shù)據(jù)起畫出直線進行誤差判斷的給定范圍設(shè)為8個時鐘以上也可。依此則更能提升壓縮率。另外，該時序數(shù)據(jù)的比特數(shù)，或者進行誤差判斷的給定范圍也可作為參數(shù)予以任意設(shè)定。
另外，實施例3中，檢測取樣點進行誤差判斷時采用的2個間拔數(shù)據(jù)間的時間間隔的采用值為連續(xù)。例如在最大16個時鐘(時序數(shù)據(jù)的比特數(shù)為5比特)的范圍內(nèi)進行誤差判斷時，作為基準間拔數(shù)據(jù)起算的時間間隔可采用的時序數(shù)據(jù)值為2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16中的任一個。
相對于此，在較給定間隔寬的范圍內(nèi)，作為時間間隔可采用的時序數(shù)據(jù)值也可設(shè)為不連續(xù)。例如，在最大16個時鐘范圍內(nèi)進行誤差判斷時、作為基準間拔數(shù)據(jù)起算的時間間隔可采用的時序數(shù)據(jù)值可設(shè)為2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、24等，上述情況下，在不必增加欲檢測1個取樣點而進行的誤差判斷的數(shù)的情況下，可增大作為2個間拔數(shù)據(jù)間的時間間隔采用的最大寬度。依此則振幅變動不大部分，例如無聲音部分，不會導致判斷時間的延遲，取樣點間的間隔可增長采用，取樣點的數(shù)可盡量減少，更能提升壓縮率。
另外，2個間拔數(shù)據(jù)間的時間間隔在較給定間隔窄的范圍內(nèi)(時間間隔為“10”以下的范圍)為連續(xù)，在此部分可進行精確度良好的誤差判斷。一般而言，由基準取樣點起至誤差大于所需值的取樣點止的時間間隔，大多出現(xiàn)在較上述給定間隔載的范圍內(nèi)。在滿足該誤差條件者較多的范圍內(nèi)，以離散式取得時間間隔，則取樣點的數(shù)反而增加。
例如，作為基準間拔數(shù)據(jù)起算的時間間隔取得的時序數(shù)據(jù)值設(shè)為2、4、6、……時，即使本來滿足誤差條件的最大時間間隔為5個時鐘，因未對該5個時鐘進行誤差判斷，故實際采用的時間間隔為4個時鐘。此種狀態(tài)發(fā)生幾次后，取樣點的檢測數(shù)變多。但是，在較上述給定間隔載的范圍內(nèi)探得的時間間隔為連續(xù)時，檢測的取樣點的數(shù)可以盡量減少。
另外，實施例3中，檢測取樣點的誤差判斷，是限定在基準間拔數(shù)據(jù)起算給定時鐘范圍內(nèi)，但本發(fā)明并不限于此。例如，檢測離散式取樣點時選擇的2個數(shù)據(jù)間的時間間隔不設(shè)定在給定范圍內(nèi)也可。另外，也可以誤差大于所需值的取樣點之前的取樣點為取樣點依序檢測出。此情況下，盡可能增長取樣點間的間隔，則更能減少檢測的取樣點的數(shù)，能實現(xiàn)更高的壓縮率。
另外，在實施例3采用的誤差的容許值，可用例如256、384、512等值，但并不限于此。縮小誤差的容許值時，可實現(xiàn)重視再生模擬信號的再現(xiàn)性的壓縮/解壓縮。增大誤差的容許值時，可實現(xiàn)重視壓縮率的壓縮/解壓縮。也可以該誤差的容許值為參數(shù)任意設(shè)定的。
另外，以誤差的容許值為振幅的函數(shù)，例如振幅大的處增大誤差的容許值，振幅小的處縮小誤差的容許值也可。振幅大的處即使某一程度增大誤差也不至于醒目，對音質(zhì)不會有大影響、因此，如上述以誤差的容許值作為數(shù)據(jù)振幅的函數(shù)變動時，誤差即使某一程度增大也不至于醒目，此意味盡可能增長取樣點間的間隔，可以盡量減少檢測的取樣點的數(shù)的同時，在誤差較醒目的處，可使誤差不至于變大。依此則再生數(shù)據(jù)的音質(zhì)可保持極其良好，更能提升壓縮率。
另外，以誤差的容許值為頻率的函數(shù)，例如頻率高的處增大誤差的容許值，頻率低的處縮小誤差的容許值也可。作為壓縮對象被一連串輸入的信號在高頻部分，也就是說即使接近的取樣點其取樣數(shù)據(jù)值也變化較大的部分，當誤差的容許值小時檢測出的取樣點數(shù)變多，無法實現(xiàn)高壓縮率。但是，在高頻部分通過動態(tài)增大誤差的容許值，則可保持再生數(shù)據(jù)的全體音質(zhì)良好，且更能提升壓縮率。
當然，令誤差的容許值作為振幅及頻率雙方的函數(shù)而動態(tài)變化也可。
另外，在實施例3，以非線性關(guān)系進行舍入運算時，舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成對數(shù)函數(shù)的關(guān)系，但若重視一部分的數(shù)據(jù)區(qū)域，則適用對數(shù)函數(shù)以外的關(guān)系也可。
另外，圖14的壓縮裝置的構(gòu)成，無聲音處理部201也可省略。
另外，省略舍入運算部204而適用圖像數(shù)據(jù)的壓縮也可。
(實施例4)以下說明本發(fā)明實施例4。
圖25是實施例4的壓縮裝置的構(gòu)成。在圖25中，與圖14所示同一符號的具有相同機能，并省略重復說明。
如圖25所示，本實施例的壓縮裝置，具備格式轉(zhuǎn)換部301，無聲音處理部201，間拔處理部202，舍入運算部204，0壓縮部302，及區(qū)塊化部303。
格式轉(zhuǎn)換部301，進行將輸入信號的格式轉(zhuǎn)換為本實施例的壓縮裝置適用的格式。例如，輸入的WAV格式的信號轉(zhuǎn)換為TXT(文書)格式的信號。輸入信號為模擬信號時，令該模擬信號進行A/D轉(zhuǎn)換后進行格式轉(zhuǎn)換。
0壓縮部302，相當于本發(fā)明的0壓縮部，針對舍入運算部204的輸出數(shù)據(jù)，當0數(shù)據(jù)連續(xù)n個時鐘以上時，令該連續(xù)的n個以上的0數(shù)據(jù)，替換為-0(H80)與連續(xù)的0數(shù)據(jù)的時鐘數(shù)的組合并輸出的。舍入運算部204使用對數(shù)函數(shù)進行舍入運算時的輸出值可達255，-0(H80)不存在數(shù)據(jù)值，故可以其作為0壓縮的開始標記使用。
由0壓縮狀態(tài)回復時，檢測給定臨限值以上的數(shù)據(jù)連續(xù)m個時鐘以上(例如2個時鐘)，則可由0壓縮狀態(tài)回復至通常動作。
區(qū)塊化部303，是對0壓縮部302進行0壓縮處理的振幅數(shù)據(jù)附加標題信息進行適當?shù)膮^(qū)塊化，作為壓縮數(shù)據(jù)輸出的。輸出的壓縮數(shù)據(jù)被傳送在傳送線路，或記錄在記錄媒體。
圖26是區(qū)塊化的壓縮數(shù)據(jù)的格式例。圖26(a)是壓縮數(shù)據(jù)全體的格式，如圖26(a)所示，壓縮數(shù)據(jù)，是在64比特的標題信息之后，接續(xù)0壓縮部302輸出的壓縮信息。壓縮信息是以9比特為一單位的數(shù)據(jù)。
圖26(b)是壓縮信息的格式。有聲音部(未被0壓縮部302進行替換的數(shù)據(jù))，是由舍入運算部204輸出的壓縮信息構(gòu)成。另外，無聲音部(被0壓縮部302進行替換的數(shù)據(jù))，是由-0(僅符號比特設(shè)為“1”的數(shù)據(jù))，與連續(xù)的0數(shù)據(jù)的時鐘數(shù)的組合構(gòu)成。
圖27是相對于圖25的壓縮裝置的實施例4的解壓縮裝置的構(gòu)成。與圖27，與圖19同一符號的具備同一機能，并省略其重復說明。
如圖27所示，本實施例的解壓縮裝置，是由逆區(qū)塊化部311，逆舍入運算部212，內(nèi)插處理部214，及格式轉(zhuǎn)換部312構(gòu)成。
逆區(qū)塊化部311，是依區(qū)塊化的圖26所示壓縮數(shù)據(jù)中含有的標題信息，由該壓縮數(shù)據(jù)中取出壓縮信息。此時，當檢測出-1(H80)的數(shù)據(jù)時，再生其后接續(xù)記錄的時鐘數(shù)分的0數(shù)據(jù)。如上述逆區(qū)塊化部311，是包含本發(fā)明的0解壓縮部。
格式轉(zhuǎn)換部312，是進行令內(nèi)插處理部214輸出的解壓縮數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換為壓縮前的原來形式的處理。例如，將內(nèi)插處理部214的輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為WAV格式的信號。另外，必要時，對格式轉(zhuǎn)換后的信號進行D/A轉(zhuǎn)換輸出。
上述構(gòu)成的本實施例的壓縮裝置及解壓縮裝置，可由例如具備CPU、MPU、ROM、RAM的計算機系統(tǒng)構(gòu)成，其機能由上述ROM或RAM等儲存的程序的動作來實現(xiàn)。
上述構(gòu)成的本實施例的壓縮裝置及解壓縮裝置的一部分或全部，可組合邏輯電路而以硬件電路構(gòu)成。
如上述詳細說明般，依實施例4，在壓縮側(cè)的間拔處理部202，在全區(qū)域，依成為可微分1次以上的函數(shù)的有限范圍內(nèi)的取樣函數(shù)的基礎(chǔ)的數(shù)字基本函數(shù)計算間拔數(shù)據(jù)，可達成8倍的壓縮率。
另外，在舍入運算部204，對間拔處理部202生成的間拔數(shù)據(jù)(振幅數(shù)據(jù))的低位數(shù)比特進行舍入運算，故1字節(jié)的數(shù)據(jù)長可減少數(shù)比特，數(shù)據(jù)量可大幅減少。
和實施例3比較，因線性壓縮不存在振幅數(shù)據(jù)的削減，但時序數(shù)據(jù)則全不需要。因此，構(gòu)成壓縮信息的一單位的數(shù)據(jù)長可縮短9比特，可削減數(shù)據(jù)量。
另外，取代線性壓縮，改在0壓縮部302進行0壓縮處理，則可將具某一時間間隔的0數(shù)據(jù)壓縮為“-0”與時鐘數(shù)的組合，更能削減數(shù)據(jù)量。而且，在無聲音處理合201預先將絕對值小的數(shù)據(jù)替換為0數(shù)據(jù)，故該0壓縮更能增大數(shù)據(jù)的削減量。
由上述可知，依本實施例可達成全體極高的壓縮率(約8～數(shù)百)。
而且，在解壓縮側(cè)的內(nèi)插處理部214，使用和壓縮側(cè)間拔處理部202使用的數(shù)字基本函數(shù)相同的函數(shù)計算內(nèi)插數(shù)據(jù)，可忠實再現(xiàn)壓縮前的原始數(shù)據(jù)。
另外，雖在壓縮側(cè)進行舍入運算，但被設(shè)為對象的大部分振幅數(shù)據(jù)，集中出現(xiàn)在全區(qū)域中的中央附近的數(shù)據(jù)區(qū)域，端部附近的數(shù)據(jù)區(qū)域幾乎未出現(xiàn)，故即使削減低位數(shù)比特也不至于影響解壓縮側(cè)的再生數(shù)據(jù)質(zhì)量。
而且，本實施例中，該舍入運算的進行，是以舍入運算前的數(shù)據(jù)值與舍入運算后的數(shù)據(jù)值的關(guān)系成為非線性關(guān)系而進行。依此則壓縮對象數(shù)據(jù)使用聲音時，可使輸出數(shù)據(jù)值集中在表示可聽音頻的聲音數(shù)據(jù)的全體數(shù)據(jù)區(qū)域之中，大部分數(shù)據(jù)出現(xiàn)的中央附近的數(shù)據(jù)區(qū)域，可緩和舍入運算的影響，更能抑制對解壓縮側(cè)的再生聲音的質(zhì)量的影響。
另外，依本實施例，對壓縮對象數(shù)據(jù)不需進行時間/頻率轉(zhuǎn)換處理，可在時間軸上直接進行壓縮/解壓縮，而且可以極其簡單的四則運算實現(xiàn)。另外，和實施例3比較，線性壓縮的處理也被省略。因此，全體的處理不復雜，構(gòu)成簡單化。由壓縮側(cè)傳送壓縮數(shù)據(jù)在解壓縮側(cè)再生時，可依直線上極其簡單的線性內(nèi)插運算，依序處理輸入的壓縮數(shù)據(jù)使再生，可實現(xiàn)實時動作。
由上述可知，依本實施例，再生數(shù)據(jù)質(zhì)量可保持極其良好，可達成更高的壓縮率。而且，運算時間可短縮化，運算電路可簡單化。
實施例1～實施例4的壓縮/解壓縮系統(tǒng)，如上述可由硬件構(gòu)成、DSP、軟件的任一予以實現(xiàn)。例如，以軟件實現(xiàn)時，本實施例的壓縮裝置及解壓縮裝置，實際上是以計算機的CPU或MPU、RAM、ROM構(gòu)成，通過RAM或ROM記憶的程序的動作來實現(xiàn)。
因此，計算機執(zhí)行本實施例的機能而動作的程序記錄在例如CD-ROM等記錄媒體，令其讀入在計算機即可實現(xiàn)。記錄上述程序的記錄媒體，除CD-ROM以外，可用例如軟盤、硬盤、磁帶、光盤、光磁盤、DVD、非揮發(fā)性記憶卡等。另外，令上述程序介由網(wǎng)際網(wǎng)路等網(wǎng)路下載在計算機來實現(xiàn)也可。
另外，不經(jīng)由計算機執(zhí)行被供給的程序來實現(xiàn)上述實施例的機能，而改令該程序與使計算機工作的OS(操作系統(tǒng))或其他應用軟件等共同實現(xiàn)上述實施例的機能的情況，或者，令供給的程序的處理的全部或一部分通過計算機的機能擴張板進行而實現(xiàn)上述實施例的機能的情況下，相關(guān)程序也屬于本發(fā)明的實施方式。
另外，上述各實施例，是實施本發(fā)明的具體化的一例，而不是用來限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。也就是說，本發(fā)明，在不脫離其要旨的情況下可做各種變形實施。
依上述說明的本發(fā)明，可實現(xiàn)壓縮率提升與再生數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升的兩方，并且，信號的壓縮/解壓縮處理可簡單化，處理時間可縮短，同時實現(xiàn)它的構(gòu)成也可簡單化。
(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)本發(fā)明提供一種既可實現(xiàn)壓縮率提升又可實現(xiàn)再生數(shù)據(jù)質(zhì)量提高的全新的壓縮/解壓縮方式，可簡化信號的壓縮/解壓縮處理、縮短處理時間的同時，也可簡化其構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種壓縮裝置，具備進行將作為所述壓縮對象而被輸入的取樣數(shù)據(jù)之中的絕對值小于給定值的取樣數(shù)據(jù)替換為0數(shù)據(jù)的處理的替換部；針對所述替換部所輸出的取樣數(shù)據(jù)，通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，進行低位數(shù)比特的舍入運算的舍入運算部；針對所述舍入運算部算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)個數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮部；以及在由所述0壓縮部求得的數(shù)據(jù)上附加標題信息后適當進行區(qū)塊化的區(qū)塊化部。
2.一種壓縮裝置，具備針對作為壓縮對象而被輸入的取樣數(shù)據(jù)，通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，進行低位數(shù)比特的舍入運算的舍入運算部；針對所述舍入運算部算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)個數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮部；以及在由所述0壓縮部求得的數(shù)據(jù)上附加標題信息后適當進行區(qū)塊化的區(qū)塊化部。
3.一種壓縮方法，具備進行將作為所述壓縮對象而被輸入的取樣數(shù)據(jù)之中的絕對值小于給定值的取樣數(shù)據(jù)替換為0數(shù)據(jù)的處理的替換步驟；針對所述替換步驟所算出、依序輸出的取樣數(shù)據(jù)，通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，進行低位數(shù)比特的舍入運算的舍入運算步驟；針對所述舍入運算步驟算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)個數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮步驟；以及在由所述0壓縮步驟求得的數(shù)據(jù)上附加標題信息后適當進行區(qū)塊化的區(qū)塊化步驟。
4.一種壓縮方法，具備針對作為壓縮對象而被輸入的取樣數(shù)據(jù)，通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，進行低位數(shù)比特的舍入運算的舍入運算步驟；針對所述舍入運算步驟算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)個數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮步驟；以及在由所述0壓縮步驟求得的數(shù)據(jù)上附加標題信息后適當進行區(qū)塊化的區(qū)塊化步驟。
5.一種解壓縮裝置，具備根據(jù)由權(quán)利要求1中所述的區(qū)塊化部而被區(qū)塊化的壓縮數(shù)據(jù)中包含的標題信息，從該壓縮數(shù)據(jù)中取出由所述0壓縮部求得的數(shù)據(jù)的逆區(qū)塊化部；針對所述逆區(qū)塊化部取得的數(shù)據(jù)，當檢測出-0的值時，對與其對應的連續(xù)個數(shù)的量的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮部；以及對經(jīng)由所述0解壓縮部進行所述0數(shù)據(jù)的復元后的離散式間拔數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反的運算的逆舍入運算部。
6.一種解壓縮裝置，具備根據(jù)由權(quán)利要求2中所述的區(qū)塊化部而被區(qū)塊化的壓縮數(shù)據(jù)中包含的標題信息，從該壓縮數(shù)據(jù)中取出由所述0壓縮部求得的數(shù)據(jù)的逆區(qū)塊化部；針對所述逆區(qū)塊化部取得的數(shù)據(jù)，當檢測出-0的值時，對與其對應的連續(xù)個數(shù)的量的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮部；以及對經(jīng)由所述0解壓縮部進行所述0數(shù)據(jù)的復元后的離散式間拔數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反的運算的逆舍入運算部。
7.一種解壓縮方法，具備根據(jù)由權(quán)利要求3中所述的區(qū)塊化步驟而被區(qū)塊化的壓縮數(shù)據(jù)中包含的標題信息，從該壓縮數(shù)據(jù)中取出由所述0壓縮步驟求得的數(shù)據(jù)的逆區(qū)塊化步驟；針對所述逆區(qū)塊化步驟取得的數(shù)據(jù)，當檢測出-0的值時，對與其對應的連續(xù)個數(shù)的量的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮步驟；以及對經(jīng)由所述0解壓縮步驟進行所述0數(shù)據(jù)的復元后的離散式間拔數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反的運算的逆舍入運算步驟。
8.一種解壓縮方法，具備根據(jù)由權(quán)利要求4中所述的區(qū)塊化步驟而被區(qū)塊化的壓縮數(shù)據(jù)中包含的標題信息，從該壓縮數(shù)據(jù)中取出由所述0壓縮步驟求得的數(shù)據(jù)的逆區(qū)塊化步驟；針對所述逆區(qū)塊化步驟取得的數(shù)據(jù)，當檢測出-0的值時，對與其對應的連續(xù)個數(shù)的量的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮步驟；以及對經(jīng)由所述0解壓縮步驟進行所述0數(shù)據(jù)的復元后的離散式間拔數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反的運算的逆舍入運算步驟。
9.一種壓縮裝置，具備進行將作為所述壓縮對象而被輸入的取樣數(shù)據(jù)之中的絕對值小于給定值的取樣數(shù)據(jù)替換為0數(shù)據(jù)的處理的替換部；針對所述替換部所輸出的取樣數(shù)據(jù)，通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，進行低位數(shù)比特的舍入運算的舍入運算部；以及針對所述舍入運算部算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)個數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮部。
10.一種壓縮裝置，具備針對作為壓縮對象而被輸入的取樣數(shù)據(jù)，通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，進行低位數(shù)比特的舍入運算的舍入運算部；和針對所述舍入運算部算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)個數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮部。
11.一種壓縮方法，具備進行將作為所述壓縮對象而被輸入的取樣數(shù)據(jù)之中的絕對值小于給定值的取樣數(shù)據(jù)替換為0數(shù)據(jù)的處理的替換步驟；針對所述替換步驟所算出、依序輸出的取樣數(shù)據(jù)，通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，進行低位數(shù)比特的舍入運算的舍入運算步驟；以及針對所述舍入運算步驟算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)個數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮步驟。
12.一種壓縮方法，具備針對作為壓縮對象而被輸入的取樣數(shù)據(jù)，通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，進行低位數(shù)比特的舍入運算的舍入運算步驟；和針對所述舍入運算步驟算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為-0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)個數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮步驟。
13.一種解壓縮裝置，具備針對權(quán)利要求9所述的壓縮裝置所生成的壓縮數(shù)據(jù)，當檢測出-0的值時，對與其對應的連續(xù)個數(shù)的量的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮部；和對經(jīng)由所述0解壓縮部進行所述0數(shù)據(jù)的復元后的離散式間拔數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反的運算的逆舍入運算部。
14.一種解壓縮裝置，具備針對權(quán)利要求10所述的壓縮裝置所生成的壓縮數(shù)據(jù)，當檢測出-0的值時，對與其對應的連續(xù)個數(shù)的量的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮部；和對經(jīng)由所述0解壓縮部進行所述0數(shù)據(jù)的復元后的離散式間拔數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反的運算的逆舍入運算部。
15.一種解壓縮方法，具備針對權(quán)利要求11所述的壓縮方法所生成的壓縮數(shù)據(jù)，當檢測出-0的值時，對與其對應的連續(xù)個數(shù)的量的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮步驟；和對經(jīng)由所述0解壓縮步驟進行所述0數(shù)據(jù)的復元后的離散式間拔數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反的運算的逆舍入運算步驟。
16.一種解壓縮方法，具備針對權(quán)利要求12所述的壓縮方法所生成的壓縮數(shù)據(jù)，當檢測出-0的值時，對與其對應的連續(xù)個數(shù)的量的0數(shù)據(jù)進行復元的0解壓縮步驟；和對經(jīng)由所述0解壓縮步驟進行所述0數(shù)據(jù)的復元后的離散式間拔數(shù)據(jù)，進行與壓縮時進行的舍入運算為相反的運算的逆舍入運算步驟。
全文摘要
一種壓縮裝置，具備進行將作為所述壓縮對象而被輸入的取樣數(shù)據(jù)之中的絕對值小于給定值的取樣數(shù)據(jù)替換為0數(shù)據(jù)的處理的替換部；針對所述替換部所輸出的取樣數(shù)據(jù)，通過使舍入運算前后的數(shù)據(jù)值成為非線性關(guān)系的運算，進行低位數(shù)比特的舍入運算的舍入運算部；針對所述舍入運算部算出的數(shù)據(jù)，當絕對值為0的數(shù)據(jù)連續(xù)給定數(shù)以上時，將其替換為－0的值與代表0數(shù)據(jù)的連續(xù)個數(shù)的值的組合并輸出的0壓縮部；以及在由所述0壓縮部求得的數(shù)據(jù)上附加標題信息后適當進行區(qū)塊化的區(qū)塊化部。
文檔編號G11B20/10GK101026379SQ20061010875
公開日2007年8月29日 申請日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月8日
發(fā)明者小柳裕喜生 申請人:神經(jīng)網(wǎng)路處理有限公司