JPH0472421B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0472421B2 JPH0472421B2 JP56058532A JP5853281A JPH0472421B2 JP H0472421 B2 JPH0472421 B2 JP H0472421B2 JP 56058532 A JP56058532 A JP 56058532A JP 5853281 A JP5853281 A JP 5853281A JP H0472421 B2 JPH0472421 B2 JP H0472421B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compression
- signal
- range
- offset
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G7/00—Volume compression or expansion in amplifiers
- H03G7/007—Volume compression or expansion in amplifiers of digital or coded signals
Landscapes
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
Description
本発明は、PCM信号の記録または伝送におい
て、段階的に圧縮伸張を行なう折線圧縮伸張装置
に関する。 PCM信号の圧縮伸張方法として種々の方法が
提案されているが、一般には設計が容易で、回路
が簡単な折線による方法が主として用いられてい
る。 第１図はその従来の圧縮回路の構成図、第２図
はその５折線の場合の圧縮特性図である。第１図
において、６はシフトレジスタ、３９はレベル検
出回路を示し、従来は該レベル検出回路で入力端
子１の入力データがどのレンジにあるか判断し、
それに応じて入力データをビツトシフトさせると
同時にどのレンジにあるかを示すレンジ信号を出
力端子３８に出力している。即ち入力データがあ
るレベル以上になると量子化ビツト数を減らし、
小レベルでは量子化ステツプを大きくすることに
よつて少ないビツト数でビツト数が多い場合と同
じような効果を得ている。伸張する場合には上記
レンジ信号を用いて行なう。 しかし、このような従来の方法では出力が同じ
でも入力が異なる場合つまり入力信号と圧縮信号
が１対１に対応していない場合があり、この場合
ある圧縮信号に対して入力信号を確立することが
できず正しい伸張ができなくなる。 これを是正するには別にレンジビツトを設けて
入力データがどのレンジにあるかを記憶させてい
る。 しかしこの方法では、複雑な折線圧縮を行なう
場合にはレンジビツトが多く必要となり、また、
全てのデータを効率よく使おうとすれば折線の切
換点が決つてしまう。これらの点は、なるべく少
ない容量で記録又は伝送しようとする場合に問題
となる。 一方、入力レンジ毎にオフセツト量を加算（圧
縮時）、又は減算（伸張時）して、折線を切換点
で連続化することが、例えば特開昭52−67546号
公報に示されている。しかしながら、この公知例
からも明らかなように、切換点が２のべき乗の値
に選ばれるのが通常なので、各レンジでの量子化
精度が等しく、特定のレンジでの量子化精度が上
げられるようにはされてない。すなわち、従来技
術では、制限のあるビツト数内で、総合的に量子
化特性を改善する点について何ら配慮されていな
い。 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、複雑な折線圧縮伸張を少ない容量で効率よ
く記録又は伝送できる折線圧縮伸張装置を提供す
ることにある。 本発明は、入力信号と折線の境界値とを比較し
て前記入力信号がどのレンジにあるかを判別する
比較器と、 前記比較器によつて判別されたレンジに応じて
前記入力信号を圧縮時には圧縮し、伸張時には伸
張する双方向シフトレジスタと、 前記比較器によつて判別されたレンジに応じた
オフセツト値を発生するオフセツト発生器と、 前記オフセツト発生器の出力と前記双方向シフ
トレジスタの出力を加算して出力する加算器を備
え、 前記オフセツト発生器は、圧縮時には前記加算
器の出力が連続になるような第１のオフセツト値
を発生し、伸張時には圧縮時に加算した前記第１
の前記オフセツト値を減ずるための第２のオフセ
ツト値を発生することにある。 以下本発明の実施例を14ビツトのデータを５折
線で13ビツトに圧縮する場合について図面に基づ
き説明する。第３図は本発明による圧縮伸張回路
の一例を示す構成図、第４図はその圧縮特性図で
ある。第３図において１は入力端子、２は出力端
子、３は圧縮−伸張切換信号入力端子、４はマス
タークロツク信号入力端子、５はスタート信号入
力端子、６は双方向シフトレジスタを示し、１
５，１６，１７，１８，１９はそのシリアル、レ
フトシフト、ライトシフト、クロツク、ロード信
号入力端子である。７は加算器、８はラツチ回
路、９はレベル比較回路、１０，１１は記憶回路
（ROM）、１２はカウンタ、１３はAND回路、１
４はインバータ、３３はＤフリツプフロツプであ
る。 次にその動作について説明する。 第３図において圧縮の場合は、Ａ／Ｄ変換器
（図示せず）によつて14ビツト・デジタルデータ
に変換された信号が入力端子１に入力される。そ
の入力データの最上位の符号ビツトはライン３１
を通して出力端子２にそのまま出力される。残り
の下位13ビツトはシフトレジスタ６及びレベル比
較器９に入力される。そしてスタート信号入力端
子５にスタート信号が入力されることによつてシ
フトレジスタ６のロード及びカウンタ１２、フリ
ツプフロツプ３３のクリアが行なわれ動作を開始
する。ROM１０には各レンジの境界の値が、
ROM１１には各レジンに対応したオフセツトの
値があらかじめ記憶されており、マスタークロツ
ク信号入力端子４のマスタークロツク信号をカウ
ンタ１２でカウントして得られるレンジの数つま
りカウンタ１２の出力に応じて出力される。ま
ず、レンジ(1)とレンジ(2)の境界の値がROM１０
より出力され、レベル比較器９で入力端子１の入
力データと比較される。 入力データ２１が大きい場合は比較器９の出力
２３が“High”レベルになりシフトレジスタ６
のデータ（シフトレジスタ６の出力は入力端子１
のデータに対して第２図のようになる）を１ビツ
トシフトさせて次のステツプへ進む。入力データ
２１が小さい場合は入力端子１のデータがレンジ
(1)にあると判断し、比較器９の出力２４が
“High”レベルになり入力データにオフセツト
（レンジ(1)の場合は０）を加算器７で加算した値
（加算器７の出力は入力端子１のデータに対して
第４図のようになる）をラツチ回路８でラツチし
て出力とする。同時にＤフリツプフロツプ３３の
出力３７を“Low”レベルにしてラツチ回路８
が次の信号をラツチしないようにする。 次に、レベル比較器９で入力データとレンジ
(2)、レンジ(3)の境界の値とを比較し、入力データ
が大きい場合にはシフトレジスタ６のデータをさ
らに１ビツトシフトさせ、入力データが小さい場
合には入力端子１のデータがレンジ(2)にあると判
断し、入力データを１ビツトシフトした値にレン
ジ(2)のオフセツト（512）を加えた値が出力され
る。 最後に、入力データは最大レベルと比較され
る。当然入力データの方が小さくなり、入力デー
タを２ビツトシフトした値にレンジ(3)のオフセツ
ト（2048）を加えた値が出力される。このように
して圧縮の動作は完了する。なお、出力は13ビツ
トのうち下位12ビツトに符号ビツトを加えて13ビ
ツトデータとする。表１に圧縮の例を示す。ただ
し、
て、段階的に圧縮伸張を行なう折線圧縮伸張装置
に関する。 PCM信号の圧縮伸張方法として種々の方法が
提案されているが、一般には設計が容易で、回路
が簡単な折線による方法が主として用いられてい
る。 第１図はその従来の圧縮回路の構成図、第２図
はその５折線の場合の圧縮特性図である。第１図
において、６はシフトレジスタ、３９はレベル検
出回路を示し、従来は該レベル検出回路で入力端
子１の入力データがどのレンジにあるか判断し、
それに応じて入力データをビツトシフトさせると
同時にどのレンジにあるかを示すレンジ信号を出
力端子３８に出力している。即ち入力データがあ
るレベル以上になると量子化ビツト数を減らし、
小レベルでは量子化ステツプを大きくすることに
よつて少ないビツト数でビツト数が多い場合と同
じような効果を得ている。伸張する場合には上記
レンジ信号を用いて行なう。 しかし、このような従来の方法では出力が同じ
でも入力が異なる場合つまり入力信号と圧縮信号
が１対１に対応していない場合があり、この場合
ある圧縮信号に対して入力信号を確立することが
できず正しい伸張ができなくなる。 これを是正するには別にレンジビツトを設けて
入力データがどのレンジにあるかを記憶させてい
る。 しかしこの方法では、複雑な折線圧縮を行なう
場合にはレンジビツトが多く必要となり、また、
全てのデータを効率よく使おうとすれば折線の切
換点が決つてしまう。これらの点は、なるべく少
ない容量で記録又は伝送しようとする場合に問題
となる。 一方、入力レンジ毎にオフセツト量を加算（圧
縮時）、又は減算（伸張時）して、折線を切換点
で連続化することが、例えば特開昭52−67546号
公報に示されている。しかしながら、この公知例
からも明らかなように、切換点が２のべき乗の値
に選ばれるのが通常なので、各レンジでの量子化
精度が等しく、特定のレンジでの量子化精度が上
げられるようにはされてない。すなわち、従来技
術では、制限のあるビツト数内で、総合的に量子
化特性を改善する点について何ら配慮されていな
い。 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、複雑な折線圧縮伸張を少ない容量で効率よ
く記録又は伝送できる折線圧縮伸張装置を提供す
ることにある。 本発明は、入力信号と折線の境界値とを比較し
て前記入力信号がどのレンジにあるかを判別する
比較器と、 前記比較器によつて判別されたレンジに応じて
前記入力信号を圧縮時には圧縮し、伸張時には伸
張する双方向シフトレジスタと、 前記比較器によつて判別されたレンジに応じた
オフセツト値を発生するオフセツト発生器と、 前記オフセツト発生器の出力と前記双方向シフ
トレジスタの出力を加算して出力する加算器を備
え、 前記オフセツト発生器は、圧縮時には前記加算
器の出力が連続になるような第１のオフセツト値
を発生し、伸張時には圧縮時に加算した前記第１
の前記オフセツト値を減ずるための第２のオフセ
ツト値を発生することにある。 以下本発明の実施例を14ビツトのデータを５折
線で13ビツトに圧縮する場合について図面に基づ
き説明する。第３図は本発明による圧縮伸張回路
の一例を示す構成図、第４図はその圧縮特性図で
ある。第３図において１は入力端子、２は出力端
子、３は圧縮−伸張切換信号入力端子、４はマス
タークロツク信号入力端子、５はスタート信号入
力端子、６は双方向シフトレジスタを示し、１
５，１６，１７，１８，１９はそのシリアル、レ
フトシフト、ライトシフト、クロツク、ロード信
号入力端子である。７は加算器、８はラツチ回
路、９はレベル比較回路、１０，１１は記憶回路
（ROM）、１２はカウンタ、１３はAND回路、１
４はインバータ、３３はＤフリツプフロツプであ
る。 次にその動作について説明する。 第３図において圧縮の場合は、Ａ／Ｄ変換器
（図示せず）によつて14ビツト・デジタルデータ
に変換された信号が入力端子１に入力される。そ
の入力データの最上位の符号ビツトはライン３１
を通して出力端子２にそのまま出力される。残り
の下位13ビツトはシフトレジスタ６及びレベル比
較器９に入力される。そしてスタート信号入力端
子５にスタート信号が入力されることによつてシ
フトレジスタ６のロード及びカウンタ１２、フリ
ツプフロツプ３３のクリアが行なわれ動作を開始
する。ROM１０には各レンジの境界の値が、
ROM１１には各レジンに対応したオフセツトの
値があらかじめ記憶されており、マスタークロツ
ク信号入力端子４のマスタークロツク信号をカウ
ンタ１２でカウントして得られるレンジの数つま
りカウンタ１２の出力に応じて出力される。ま
ず、レンジ(1)とレンジ(2)の境界の値がROM１０
より出力され、レベル比較器９で入力端子１の入
力データと比較される。 入力データ２１が大きい場合は比較器９の出力
２３が“High”レベルになりシフトレジスタ６
のデータ（シフトレジスタ６の出力は入力端子１
のデータに対して第２図のようになる）を１ビツ
トシフトさせて次のステツプへ進む。入力データ
２１が小さい場合は入力端子１のデータがレンジ
(1)にあると判断し、比較器９の出力２４が
“High”レベルになり入力データにオフセツト
（レンジ(1)の場合は０）を加算器７で加算した値
（加算器７の出力は入力端子１のデータに対して
第４図のようになる）をラツチ回路８でラツチし
て出力とする。同時にＤフリツプフロツプ３３の
出力３７を“Low”レベルにしてラツチ回路８
が次の信号をラツチしないようにする。 次に、レベル比較器９で入力データとレンジ
(2)、レンジ(3)の境界の値とを比較し、入力データ
が大きい場合にはシフトレジスタ６のデータをさ
らに１ビツトシフトさせ、入力データが小さい場
合には入力端子１のデータがレンジ(2)にあると判
断し、入力データを１ビツトシフトした値にレン
ジ(2)のオフセツト（512）を加えた値が出力され
る。 最後に、入力データは最大レベルと比較され
る。当然入力データの方が小さくなり、入力デー
タを２ビツトシフトした値にレンジ(3)のオフセツ
ト（2048）を加えた値が出力される。このように
して圧縮の動作は完了する。なお、出力は13ビツ
トのうち下位12ビツトに符号ビツトを加えて13ビ
ツトデータとする。表１に圧縮の例を示す。ただ
し、
【表】
表１では符号ビツトは無視している。オフセツ
ト量を適当に選ぶことによつて（実施例ではそれ
ぞれ０，512，2048に選定）、圧縮されたデータが
連続につながるようにする。このオフセツト量は
折線の境界が変わればそれに応じて変わる。 第４図の特性図は、概略的なので、その第１象
限のみを正確に（たて軸および横軸に目盛を付け
て）、第５図ａ，ｂに示す。第５図ａはオフセツ
ト加算前、第５図ｂはオフセツト加算後を示す。
従来技術では212＝4096に選ばれた切換点がこの
例では212と213との間の6144に選ばれ、212〜6144
の入力データの量子化精度が一段階向上されてい
る。 圧縮データが連続になつているため、伸張の場
合も圧縮の場合と同じ動作で行なうことができ
る。この場合、圧縮された13ビツトデータのうち
最上位の符号ビツトはそのまま出力され、下位12
ビツトはその上に“０”を１ビツト追加して13ビ
ツトにしてシフトレジスタ６及びレベル比較器９
に入力される。 伸張の場合は、圧縮の場合に比べて各レンジの
境界の値、オフセツトの量及びデータをシフトす
る方向が異なる。これらは、圧縮−伸張切換信号
３の値を換えることによつて変化させている。圧
縮−伸張切換信号は例えば記録、再生スイツチに
連動させればよく、記録（圧縮）時に“High”，
再生（伸張）時に“Low”を入力すればよい。
オフセツトは伸張の時には減算となるが、ROM
１１に反転した値を記憶させておくことによつて
圧縮の場合と同様の動作でオフセツト減算を行な
うことができる。 このように、入力データと圧縮されたデータが
１対１で対応するためにレンジビツトを必要とせ
ず、折線の切換点も任意に設定することができ
る。さらに、圧縮と伸張を同一の回路で行なうこ
とができる。 尚上記実施例では各レンジの境界を１個の比較
器９で検出し、それぞれラツチさせているが、上
記比較器を複数個設けて各レンジの境界をそれぞ
れ別々に検出するようにすれば、ラツチ回路８及
びそれに関連する回路は省略できる。 以上述べたように、本発明はレンジビツトを用
いる必要がなく、かつ折線の切換点を任意に設定
できるので、限られた量子化数内で総合的に効率
よくデータを圧縮できる。さらに、入力信号と折
線の境界値とを比較して前記入力信号がどのレン
ジにあるかを判別する比較器と、レンジに応じて
前記入力信号を圧縮時には圧縮し、伸張時には伸
張する双方向シフトレジスタと、レンジに応じた
オフセツト値を発生するオフセツト発生器と、オ
フセツト発生器の出力と双方向シフトレジスタの
出力を加算して出力する加算器を備え、オフセツ
ト発生器で圧縮時には前記加算器の出力が連続に
なるような第１のオフセツト値を発生し、伸張時
には圧縮時に加算した前記第１の前記オフセツト
値を減ずるための第２のオフセツト値を発生させ
ることにより、圧縮と伸張を同一の回路で行なう
ことができる。
ト量を適当に選ぶことによつて（実施例ではそれ
ぞれ０，512，2048に選定）、圧縮されたデータが
連続につながるようにする。このオフセツト量は
折線の境界が変わればそれに応じて変わる。 第４図の特性図は、概略的なので、その第１象
限のみを正確に（たて軸および横軸に目盛を付け
て）、第５図ａ，ｂに示す。第５図ａはオフセツ
ト加算前、第５図ｂはオフセツト加算後を示す。
従来技術では212＝4096に選ばれた切換点がこの
例では212と213との間の6144に選ばれ、212〜6144
の入力データの量子化精度が一段階向上されてい
る。 圧縮データが連続になつているため、伸張の場
合も圧縮の場合と同じ動作で行なうことができ
る。この場合、圧縮された13ビツトデータのうち
最上位の符号ビツトはそのまま出力され、下位12
ビツトはその上に“０”を１ビツト追加して13ビ
ツトにしてシフトレジスタ６及びレベル比較器９
に入力される。 伸張の場合は、圧縮の場合に比べて各レンジの
境界の値、オフセツトの量及びデータをシフトす
る方向が異なる。これらは、圧縮−伸張切換信号
３の値を換えることによつて変化させている。圧
縮−伸張切換信号は例えば記録、再生スイツチに
連動させればよく、記録（圧縮）時に“High”，
再生（伸張）時に“Low”を入力すればよい。
オフセツトは伸張の時には減算となるが、ROM
１１に反転した値を記憶させておくことによつて
圧縮の場合と同様の動作でオフセツト減算を行な
うことができる。 このように、入力データと圧縮されたデータが
１対１で対応するためにレンジビツトを必要とせ
ず、折線の切換点も任意に設定することができ
る。さらに、圧縮と伸張を同一の回路で行なうこ
とができる。 尚上記実施例では各レンジの境界を１個の比較
器９で検出し、それぞれラツチさせているが、上
記比較器を複数個設けて各レンジの境界をそれぞ
れ別々に検出するようにすれば、ラツチ回路８及
びそれに関連する回路は省略できる。 以上述べたように、本発明はレンジビツトを用
いる必要がなく、かつ折線の切換点を任意に設定
できるので、限られた量子化数内で総合的に効率
よくデータを圧縮できる。さらに、入力信号と折
線の境界値とを比較して前記入力信号がどのレン
ジにあるかを判別する比較器と、レンジに応じて
前記入力信号を圧縮時には圧縮し、伸張時には伸
張する双方向シフトレジスタと、レンジに応じた
オフセツト値を発生するオフセツト発生器と、オ
フセツト発生器の出力と双方向シフトレジスタの
出力を加算して出力する加算器を備え、オフセツ
ト発生器で圧縮時には前記加算器の出力が連続に
なるような第１のオフセツト値を発生し、伸張時
には圧縮時に加算した前記第１の前記オフセツト
値を減ずるための第２のオフセツト値を発生させ
ることにより、圧縮と伸張を同一の回路で行なう
ことができる。
第１図は従来の実施例を示す構成図、第２図は
従来の折線圧縮方式の圧縮特性図、第３図は本発
明の実施例を示す圧縮伸張回路の構成図、第４図
および第５図ａ，ｂはその圧縮特性図である。 ６……双方向シフトレジスタ、７……加算器、
９……レベル比較器、１０，１１……ROM。
従来の折線圧縮方式の圧縮特性図、第３図は本発
明の実施例を示す圧縮伸張回路の構成図、第４図
および第５図ａ，ｂはその圧縮特性図である。 ６……双方向シフトレジスタ、７……加算器、
９……レベル比較器、１０，１１……ROM。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 量子化ビツト数ｍビツトの信号を量子化ビツ
トの信号に圧縮して伝送し、復調時に再びｍビツ
トの信号に伸張する折線圧縮伸張装置において、 入力信号と折線の境界値とを比較して前記入力
信号がどのレンジにあるかを判別する比較器と、 前記比較器によつて判別されたレンジに応じて
前記入力信号を圧縮時には圧縮し、伸張時には伸
張する双方向シフトレジスタと、 前記比較器によつて判別されたレンジに応じた
オフセツト値を発生するオフセツト発生器と、 前記オフセツト発生器の出力と前記双方向シフ
トレジスタの出力を加算して出力する加算器を備
え、 前記オフセツト発生器は、圧縮時には前記加算
器の出力が連続になるような第１のオフセツト値
を発生し、伸張時には圧縮時に加算した前記第１
の前記オフセツト値を減ずるための第２のオフセ
ツト値を発生することを特徴とする折線圧縮伸張
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5853281A JPS57173239A (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Polygonal line compressing and expanding circuit |
| US06/368,868 US4682152A (en) | 1981-04-20 | 1982-04-15 | Digital data companding |
| EP82301972A EP0063485B1 (en) | 1981-04-20 | 1982-04-16 | Digital data companding |
| DE8282301972T DE3279093D1 (de) | 1981-04-20 | 1982-04-16 | Digital data companding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5853281A JPS57173239A (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Polygonal line compressing and expanding circuit |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19791090A Division JPH0372723A (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 折線圧縮伸張回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57173239A JPS57173239A (en) | 1982-10-25 |
| JPH0472421B2 true JPH0472421B2 (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=13087037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5853281A Granted JPS57173239A (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Polygonal line compressing and expanding circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57173239A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6020066U (ja) * | 1983-07-19 | 1985-02-12 | 三洋電機株式会社 | デ−タ圧縮伸長回路 |
| JPH0734291B2 (ja) * | 1986-07-28 | 1995-04-12 | 株式会社日立製作所 | デイジタル信号記録再生システム |
| JP2542864B2 (ja) * | 1987-10-19 | 1996-10-09 | 三洋電機株式会社 | デジタル補正回路 |
| JPH0668882B2 (ja) * | 1988-05-19 | 1994-08-31 | 三洋電機株式会社 | デジタル信号の再生装置 |
| JPH03155220A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | データ圧縮器とデータ伸張器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5841698B2 (ja) * | 1975-12-02 | 1983-09-13 | 松下電器産業株式会社 | アツシンカイロホウシキ |
| JPS5353951A (en) * | 1976-10-27 | 1978-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Polygonal line apporoximation coder |
| JPS5394813A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-19 | Toshiba Corp | Signal process system |
-
1981
- 1981-04-20 JP JP5853281A patent/JPS57173239A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57173239A (en) | 1982-10-25 |
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