JPH06237181A

JPH06237181A - データ圧縮回路

Info

Publication number: JPH06237181A
Application number: JP5022875A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Hagiwara; 基晴萩原; Tadashi Tamura; 匡田村
Original assignee: Aiwa Co Ltd
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-08-23
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JP3192800B2

Abstract

(57)【要約】【目的】データ量を大幅に低減できる圧縮回路を提供す
る。【構成】Ａ／Ｄ変換器１の出力データＤＨを補正手段２
１に供給し、連続３個のデータのうち中央のデータのみ
が異なるときは、中央のデータを前後のデータと同じく
する。補正手段２１の出力データＤＨ１を検出手段２２
に供給し、データＤＨ１の夫々に対して、直前２個のデ
ータより予想値を演算すると共に、その予想値との差を
求める。検出手段２２の出力データＤＨ２を符号ビット
移動手段２３に供給する。データＤＨ２のＭＳＢが論理
１であるとき、２の補数を求めた後に上位ビット側に１
ビットシフトさせ、ＬＳＢに論理１の符号ビットを付加
する。データＤＨ２のＭＳＢが論理０であるとき、上位
ビット側に１ビットシフトさせ、ＬＳＢに論理０の符号
ビットを付加する。移動手段２３の出力データＤＨ３を
共通化手段２４に供給し、有効ビットに基づいて複数の
ビットデータに分類して共通化処理をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ホルターシステム
（長時間心電記録計）に適用して好適なデータ圧縮回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、心電波形測定装置からの心電波形
信号を磁気テープ等にアナログ信号の形式で記録するこ
とが知られている。しかし、ヘッド特性等により再現精
度が良くない等の問題点があった。そこで従来、再現精
度を良くするために心電波形信号を磁気テープ、半導体
メモリ等にディジタル信号の形式で記録することが提案
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ホルターシ
ステムは例えば２４時間分の心電波形信号を連続して記
録するものであり、記録データ量が非常に多く、それに
見合った記録媒体を必要とする等の問題点があった。

【０００４】そこで、この発明では、データ量を大幅に
低減できるデータ圧縮回路を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、入力データ
の連続する３個のデータのうち中央のデータのみが異な
るときは、この中央のデータを前後のデータと同じくす
るデータ補正手段と、このデータ補正手段の出力データ
のそれぞれに対して直前２個のデータを使用して予想値
を演算すると共に、その予想値との差を検出するデータ
差検出手段と、このデータ差検出手段の出力データの最
上位ビットが論理１であるときは２の補数を求めた後に
上位ビット側に１ビットシフトすると共に最下位ビット
に論理１の符号ビットを付加し、上記出力データの最上
位ビットが論理０であるときはそのまま上位ビット側に
１ビットシフトすると共に最下位ビットに論理０の符号
ビットを付加する符号ビット移動手段と、この符号ビッ
ト移動手段の出力データを有効ビットがそれぞれ異なる
複数のビットデータに分類してデータの共通化処理をす
るデータ共通化手段とを備えるものである。

【０００６】

【作用】この発明においては、データ補正手段２１、デ
ータ差検出手段２２および符号ビット移動手段２３でも
って似通ったデータが多くなるように処理された後に、
データ共通化手段２４によって似通ったデータがまとめ
られてデータが共通化されるため、データ量を大幅に低
減し得る。また、データ共通化手段２４より圧縮データ
として似通ったデータが出力されるため、さらにハフマ
ン法やＬＺＷ（Lample-Ziv-Welch）法等の１００％伸張
できる圧縮法を用いてデータ圧縮をする場合には圧縮効
率を大きくし得る。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。本例は心電波形信号をディジタ
ルＶＴＲでもって記録するホルターシステムの記録系に
適用した例である。

【０００８】図１は、ホルターシステムの全体構成を示
すブロック図である。同図において、図示しない心電波
形測定装置より出力されるアナログの心電波形信号ＳＨ
はＡ／Ｄ変換器１に供給され、サンプリング周波数が２
５０Ｈｚ、かつ１サンプル１０ビットでもってディジタ
ル信号に変換される。なお、各サンプルのデータは、以
下の処理では、１６ビットデータとして取り扱われる。

【０００９】Ａ／Ｄ変換器１より出力される心電波形デ
ータＤＨはデータ圧縮回路２でデータ圧縮処理された後
にディジタルＶＴＲ３に供給されて記録される。データ
圧縮回路２はマイクロコンピュータ（以下、「マイコ
ン」という）を有して構成され、データ圧縮処理はマイ
コンでもってソフト的に行なわれる。

【００１０】図２は、データ圧縮回路２の構成を機能ブ
ロックで表わしたものである。図において、Ａ／Ｄ変換
器１より出力される心電波形データＤＨはデータ補正手
段２１に供給される。この補正手段２１では、Ａ／Ｄ変
換器１より出力されるデータＤＨの連続する３個のデー
タのうち中央のデータのみが異なる場合にあっては、中
央のデータを前後のデータと同じくする処理が行なわれ
る。

【００１１】例えば、データＤＨが、０３Ｆ３H ０３Ｆ
４H ０３Ｆ３H と連続するとき、０３Ｆ３H ０３Ｆ３H
０３Ｆ３H とされる。ここで、“H”は１６進表示であ
ることを示している。以下においても同様である。

【００１２】上述したように、Ａ／Ｄ変換器１における
サンプリング周波数を２５０Ｈｚとした場合、周知の標
本化定理より標本化周波数の１／２周波数である１２５
Ｈｚまで完全に復元できる。しかし、心電波形の場合に
は１２５Ｈｚの周波数帯域まで必要とは考えられておら
ず、補正手段２１による上述した処理でもって１２５Ｈ
ｚの周波数成分を除去でき、これにより似通ったデータ
を増やすことができる。

【００１３】次に、補正手段２１より出力されるデータ
ＤＨ１はデータ差検出手段２２に供給される。この検出
手段２２では、データＤＨ１のそれぞれに対して直前２
個のデータを使用して予想値が演算されると共に、その
予想値との差が検出される。

【００１４】例えば、図３に示すようにデータＤＨ１が
ｘ1，ｘ2，ｘ3，ｘ4，ｘ5，・・・と連続するとき、ｘ3
に対しての予想値ｘ3′はｘ1＋２（ｘ2−ｘ1）とされ、
ｘ4に対しての予想値ｘ4′はｘ2＋２（ｘ3−ｘ2）とさ
れ、以下同様にして予想値ｘ5′，ｘ6′，・・・が演算
される。そして、ｘ3に対して差Δｘ3はｘ3′−ｘ3とさ
れ、ｘ4に対して差Δｘ4はｘ4′−ｘ4とされ、以下同様
にして差Δｘ5，Δｘ6，・・・が演算される。なお、上
述した予想値の演算では、直前２個のデータの差を２倍
とする演算が行なわれるが、「２倍」は一例であって、
これに限定されるものではない。

【００１５】検出手段２２からは、差が正のときはその
まま出力される共に、差が負のときは２の補数にして出
力される。

【００１６】次に、検出手段２２より出力されるデータ
ＤＨ２は符号ビット移動手段２３に供給される。この移
動手段２３では、データＤＨ２（ｂ15，ｂ14，・・・，
ｂ0の１６ビットデータ）の最上位ビット（ＭＳＢ）ｂ1
5の論理状態に応じて以下のように処理される。

【００１７】すなわち、データＤＨ２の最上位ビットｂ
15が論理１であるときは、そのデータＤＨ２の２の補数
を求めた後に上位ビット側に１ビットシフトすると共に
最下位ビット（ＬＳＢ）ｂ0に論理１の符号ビットを付
加する。例えば、データＤＨ２が「ＦＦＦＦH」である
とき、ビットｂ15は論理１であり、２の補数を求めると
「０００１H」となり、上位ビット側に１ビットシフト
した後にビットｂ0に論理１の符号ビットを付加すると
「０００３H」となる。

【００１８】一方、データＤＨ２の最上位ビットｂ15が
論理０であるときは、そのまま上位ビット側に１ビット
シフトすると共に最下位ビットｂ0に論理０の符号ビッ
トを付加する。例えば、データＤＨ２が「０００１H」
であるとき、ビットｂ15は論理０であり、上位ビット側
に１ビットシフトした後にビットｂ0に論理０の符号ビ
ットを付加すると「０００２H」となる。

【００１９】図４は、検出手段２２より出力されるデー
タＤＨ２と移動手段２３より出力されるデータＤＨ３と
の対応関係を示している。

【００２０】次に、移動手段２３より出力されるデータ
ＤＨ３はデータ共通化手段２４に供給されて以下の〜
の処理が行なわれる。

【００２１】データＤＨ３が、その有効ビットに基
づいて有効４ビット、有効８ビット、有効１６ビットの
３種類のデータに分類される。例えば、「０００４
H」、「０００５H」等は有効４ビットのデータであり、
「００８０H」、「００９０H」等は有効８ビットのデー
タであり、「０１００H」、「０２００H」等は有効１６
ビットのデータである。この分類が行なわれるとき、そ
れぞれの種類の内容がわかるように、それぞれの種類の
データの前にヘッダが置かれる。

【００２２】ここで、ヘッダは、例えばビットｂ7〜ｂ0
の１バイトデータで構成される。ヘッダには、例えば以
下のような意味を持たせる。すなわち、「ｂ7ｂ6」の２
ビットによってデータの種類が表わされる。例えば、
「００」は有効４ビットデータ、「０１」は有効８ビッ
トデータ、「１０」は有効１６ビットデータを示すもの
とされる。また、「ｂ5〜ｂ0」の６ビットによってビッ
トデータの塊の個数が表わされる。個数は０１H〜３ＦH
（１〜６３）まで表わすことができる。

【００２３】有効４ビットデータは、８ビット単位
とされる。この場合、同一データが連続していないとき
は、ビットｂ15〜ｂ8が除去されて８ビットデータとさ
れる。また、同一データが連続するときは、以下のよう
に８ビットデータ「ｂ7〜ｂ0」が形成される。すなわ
ち、「ｂ7〜ｂ4」の４ビットによって同一データの連続
数が表わされる。ここで、０H〜ＦH（０〜１５）が示さ
れるが、０〜１５は１〜１６を表わすものと考える。ま
た、「ｂ3〜ｂ0」の４ビットによって４ビットデータが
表わされる。

【００２４】例えば、０００４H ０００５H ０００５H
０００５H ０００５H ０００５H ０００６H のデータ
は、０４H ４５H ０６Hとなる。

【００２５】有効８ビットデータは、８ビット単位
とされる。この場合、ビットｂ15〜ｂ8が除去されて８
ビットデータとされる。

【００２６】例えば、００１０H ００２０H ００３０H
００４０H ００５０H ００６０H のデータは、１０H ２
０H ３０H ４０H ５０H ６０Hとなる。

【００２７】このようにデータ共通化手段２４では、
〜の処理が行なわれる。例えば、０００４H ０００５
H ０００５H ０００５H ０００５H ０００５H ０００６
H ００８０H ００９０H ０１００H ０２００H のデータ
は、０３H ０４H ４５H ０６H ４２H ８０H ９０H ８２
H ０１００H ０２００H となる。ここで、０３H ，４２
H ，８２H はヘッダである。

【００２８】次に、共通化手段２４より出力されるデー
タＤＨ４はロスレス（ＬｏｓｓＬｅｓｓ）圧縮手段２５
に供給される。この圧縮手段２５では、従来周知のハフ
マン法やＬＺＷ（Lample-Ziv-Welch）法等の１００％伸
張できる圧縮法を用いてデータ圧縮処理が行なわれる。
この圧縮手段２５より出力されるデータＤＨ５がデータ
圧縮回路２の出力としてディジタルＶＴＲ３に供給され
る。

【００２９】このように本例においては、補正手段２
１、検出手段２２および移動手段２３でもって似通った
データが多くなるように処理された後に、共通化手段２
４によって似通ったデータがまとめられてデータが共通
化されるため、データ量を大幅に低減できる。また、共
通化手段２４より圧縮データとして似通ったデータが出
力されるため、圧縮手段２５におけるハフマン法やＬＺ
Ｗ（Lample-Ziv-Welch）法等の圧縮法によるデータ圧縮
の圧縮効率を大きくできる。

【００３０】例えば、Ａ／Ｄ変換器１の出力データＤＨ
が図５に示すようであるとき、補正手段２１、移動手段
２３および共通化手段２４の出力データＤＨ１，ＤＨ３
およびＤＨ４は、それぞれ図６〜図８に示すようにな
る。この場合、入力７６８バイト（図５参照）が、補正
手段２１〜共通化手段２４の処理によって２７５バイト
（図８参照）となり、２７５／７６８≒１／２．８の圧
縮がされたことになる。なお、図５〜図８および後述す
る図１２、図１３は“H”の記号を付していないが、１
６進表示である。

【００３１】なお、再生系は、図９に示すようにディジ
タルＶＴＲ３の再生データがデータ伸張回路４でデータ
伸張された後Ｄ／Ａ変換器５でアナログ信号とされて出
力される。データ伸張回路４における伸張処理は、図２
の各手段による処理とは逆の処理が行なわれることにな
る。ただし、補正手段２１の逆処理は省略される。

【００３２】また、図１０は本例の圧縮処理を行なった
心電波形信号による心電波形であり、図１１に示す圧縮
処理を行なっていない心電波形信号による心電波形と殆
ど変わらず、圧縮処理によって再現精度にそれほど悪影
響を及ぼすことはない。

【００３３】なお、上述実施例においては、データ圧縮
回路２にデータ補正手段２１を設けているが、これは必
ずしも設ける必要はない。図１２および図１３は、Ａ／
Ｄ変換器１の出力データＤＨが図５に示すようであっ
て、補正手段２１を設けていない場合における移動手段
２３およびデータ共通化手段２４の出力データＤＨ３お
よびＤＨ４を示している。この場合、入力７６８バイト
（図５参照）が、検出手段２２〜データ共通化手段２４
の処理によって３０９バイト（図１３参照）となり、３
０９／７６８≒１／２．５の圧縮がされたことになる。

【００３４】このように、補正手段２１を設けない場合
には、設けた場合に比較して圧縮率が低下する。これ
は、補正手段２１を設けないことから、共通化手段２４
に入力されるデータＤＨ３内において似通ったデータが
少なくなるためと考えられる。

【００３５】なお、上述実施例は、心電波形信号を記録
するホルターシステムに適用したものであるが、この発
明はその他の信号、例えば心電波形信号のようにレベル
変化の少ない部分を多く持つ信号を記録する場合のデー
タ圧縮処理に適用して好適なものとなる。

【００３６】

【発明の効果】この発明によれば、データ補正手段、デ
ータ差検出手段および符号ビット移動手段でもって似通
ったデータが多くなるように処理された後に、データ共
通化手段によって似通ったデータがまとめられてデータ
が共通化されるため、データ量を大幅に低減できる。ま
た、データ共通化手段より圧縮データとして似通ったデ
ータが出力されるため、さらにハフマン法やＬＺＷ（La
mple-Ziv-Welch）法等の１００％伸張できる圧縮法を用
いてデータ圧縮をする場合には圧縮効率を大きくでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の全体構成を示す図であ
る。

【図２】データ圧縮回路の構成を示す機能ブロック図で
ある。

【図３】データ差検出手段の動作を説明するための図で
ある。

【図４】データ差検出手段の出力データＤＨ２と符号ビ
ット移動手段の出力データＤＨ３の対応関係を示す図で
ある。

【図５】Ａ／Ｄ変換器の出力データＤＨの一例を示す図
である。

【図６】データ補正手段の出力データＤＨ１を示す図で
ある。

【図７】符号ビット移動手段の出力データＤＨ３を示す
図である。

【図８】データ共通化手段の出力データＤＨ４を示す図
である。

【図９】再生系の構成を示す図である。

【図１０】圧縮処理を行なったデータによる心電波形を
示す図である。

【図１１】圧縮処理を行なっていないデータによる心電
波形を示す図である。

【図１２】符号ビット移動手段の出力データＤＨ３（デ
ータ補正手段なしの場合）を示す図である。

【図１３】データ共通化手段の出力データＤＨ４（デー
タ補正手段なしの場合）を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ／Ｄ変換器２データ圧縮回路３ディジタルＶＴＲ２１データ補正手段２２データ差検出手段２３符号ビット移動手段２４データ共通化手段２５ロスレス圧縮手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力データの連続する３個のデータのう
ち中央のデータのみが異なるときは、この中央のデータ
を前後のデータと同じくするデータ補正手段と、このデータ補正手段の出力データのそれぞれに対して直
前２個のデータを使用して予想値を演算すると共に、そ
の予想値との差を検出するデータ差検出手段と、このデータ差検出手段の出力データの最上位ビットが論
理１であるときは２の補数を求めた後に上位ビット側に
１ビットシフトすると共に最下位ビットに論理１の符号
ビットを付加し、上記出力データの最上位ビットが論理
０であるときはそのまま上位ビット側に１ビットシフト
すると共に最下位ビットに論理０の符号ビットを付加す
る符号ビット移動手段と、この符号ビット移動手段の出力データを有効ビットがそ
れぞれ異なる複数のビットデータに分類してデータの共
通化処理をするデータ共通化手段とを備えることを特徴
とするデータ圧縮回路。