JPS5939135A - 信号伝送方式 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はアナログ信号をテイジタル化して伝送路、変／
復調系、記録／再生系等の伝送系に与え、この伝送系か
ら伝送信号を受信してアナログ信号に戻す信号伝送方式
に関′ｊ″るもσ）である。

〔発明の技術的背景〕

アナログ信号−ｉＰｃＭ（パルス符号変調）によってデ
ィジタル化して伝送系により伝送（この場合、「伝送」
とは伝送路による伝送′＃：けでなく、変／ゆ制光、記
録／再生系等を通すことも自む広義の「伝送」全意味し
ている。）し・これを受信してアナログ信号に戻す場イ
１、アナログ信号のＰＣＭ変換時において量子化ノイズ
が発生する。この量子化ノイズを低減するにはＰＣＭ変
換におけるディジタル化にあたってのテイジタル信号の
ビット数を多くとること以外には適当な方法がないとす
るのが一般的である。

これに対し、伝送されるアナログ信号か例えばオーティ
第１ｇ号の場合、ノイズか聴感上気にならなくなれば実
質的にノイズか低減さね、たとみなすことができるとい
う考え方から、従来より知られているアナログ１ｇ号用
のノイズリダクション方式２ＰＣＭ伝送システムの前後
に適用する方式がある。

すなわち第１図に示すように、入力端子ＡＩに与えられ
るオーティメ人力社ノイズリダクションエンコーダ１で
エンコーダ側ｉ”　、このエンコードされた信号がＡ／
ｌ）（アナログーテイジタル）コンバータ２でテイジタ
ル仕さｔｌ、、送信側信号処理回路３で符号誤り検出・
引止用の処理、データ圧縮岬の必要な処理が施された後
、伝送路、ｖ／復調系、記録／再生系等の伝送系に送出
される。伝送系から辻ら力てきたＰ　ＣＭ信号は受信側
処理回路４で符号誤り＝ｒ　、＋Ｅ処理、圧縮されたデ
ータの伸張イに光処理等の処理が施されＤ／　Ａ　（デ
ィジタル−アナログ）コンバータ５でアナログ化された
後上記ノイズリダクションエンコーダ３に対応するノ・
１ズリダクシヨンデコーダ６でデコードされ出力端子へ
〇からオーディオ出力として出力さノ１．スピーカ等か
らの再生に供される。

量子化ノイズ２聴感上少なく１−るためＶこｅユＡ　、
／　Ｄコンバータ２に人力されるアナログ１６号がＡ／
Ｄコンバータ２で級うことのできる最大値以下であって
、核最大鉋に近いｔｌど好ましい（該最大価を越えるア
ナログ信号がＡ／Ｄコンバータ２に入力されると信号が
クリップされ°Ｃしまいクリッピング歪が発生する。）
０すなわち、Ａ／Ｄコンバータ２の入力イｇ号がほぼ一
定価で且つ上記最大値以下の該最大価に充分近い値にな
っていることが望ましい。

これに対して、従来のアナログシステム用ノイズリダク
ション方式を適用した場合法のような問題を生ずる。

（イフ　従来の一般的なノイズリダクション方式の原理
は信号レベルの変化を少なくは１−るものの、デコード
ｆ　ｑｌ能と丁小ためエンコード側のアナログ出力レベ
ルを変化分の残った形にとどめておく必昇がある。丁な
わぢ、従来のノイズリダクション方式では記録媒体など
伝送系内で発生するノイズよシ信号が大きくなるように
して伝送（８己録竹ンするわけであるが、この場合エン
コード１４１１では大信号はそのまま一小倍号はレベル
を上げ、デコード側で小信号會また元に戻す。このとき
伝送ｔＷ＠はダイナミックレンジを圧縮した信号のみで
あるので、デコードはその伝送信号のレベルにもとづい
て行なう。このため、エンコード時に小信号のレベル全
土げる際にも大信号よりは小さくなるようにしなければ
ならない。したがって、エンコードした信号１ｋＡ　／
　１．）コンバータに与える場合にも、Ａ／Ｉ）コンバ
ータの入カレペルをほぼ一定とすることはできない。こ
のような理由で、従来のノイズリダクション方式では量
子化ノイズの影Ｉ＃全充分に低減することはできない。

（口］　デコーダ側はエンコードさＩた信号すなわちデ
コーダに入力される信号のレベルの大小によって制御情
軸を得ているため制御時定数を大きくしておかねばなら
ない。例数ならは例えばオーディオ信号の場合、５Ｊ聴
周波数の下限佃においても制御信号にリップルを生ずる
ことなく正しい信号レベルケ得るためにはこのような低
周波に対しても充分な値の時定数を持つ必要があシ、エ
ンコーダ側の時定数もこれに合せて定められている。こ
のように制御時定数が太きいと例えばピアノの音などの
ようにアタックが急な信号の場合エンコーダ側の制御が
間に合わずＡ／Ｄコンバータに過大レベル信号が印加さ
れクリッピング歪を発生する。

（ハ）上記（ロ）の原因によシエンコーダ側あるいり、
伝送系でクリップが生ずると、レベルの大小関係が正し
く伝送できないことになり、デコーダ側でクリップした
波形が再生されるのみならず、多くの場合クリップして
いない部分までレベルが狂ってしまう。こｔはクリップ
現象によりデコーダ側で正しい制御電圧が得られなくな
ることに起因しており、ピアノのアタックなど音質上等
の問題が生ずる。

そこで、本発明者線アナログ倍号ｒティジタル化して伝
送しもとのアナログ信号に戻す信号伝送にあたり、ＰＣ
Ｍ伝送にともな９′１＃子化ノィズ等のノイズ成分を効
果的に低減し得る信号伝送方式として次のような方式を
先に提案した（％願昭５７−１３０６２０　）。

すなわち、その方式とは、アナログ信号をテイジタル値
に変換し且つ最終的なティジタル価がほぼ一定の値とな
るように第１のレベル可変制御を施して第１のティジタ
ル官号すなわち王データを得るとともに上記第１のレベ
ル可変制御における制御情報（「゛スケール情報」と呼
ぶことにする）を上記第１のディジタル信号よシも少な
いビット数のティジタル領からなる第２のテイジタル信
号すなわちスケ−／Ｌ、　ｔｔｖ報テーデーし、これら
主データおよびスフ−ル情報データをスケール情報デー
タが主データに対して充分に少なくなるようなデータ数
の割合で合成して伝送系に与え、伝送系からこの合成信
号ケ受は上記主データと上記スケール情報データと奮分
離抽出し、抽出された主チータケアナログ化するととも
に抽出されたスケール情報データに基づき実質的に上記
第１のレベルβ」笈制伽と悪の特性を有する第２のレベ
ル可変制御ケ施してもとのアナログ信号を復元すること
全特徴とする信号伝送方式である。

そして、この信号伝送方式紮具体的に実施するにあたっ
ては上記第１および第２のし／ベル可変制御をティジタ
ル的に行なう方式が現実的で且つ好ましいと考えられ、
上記先の提案ではそのような方式の一例として第２図に
示すような構成を提示した。

この場合、送信側は例えばオーテイオイｇ号からなる入
力アナログ４Ｎ号全Ａ／Ｄコンバータ７で充分なビット
数例えば１５ビツトのテイジタル予備変換データに予定
時間隔で変換した後、ディジタルレベル検出手段８でテ
イジタル的に予定肋間内の最大レベルまたはそれにほぼ
相当するレベルを検出し、例えば４ビツトのスケール情
報データを得、そしてテイジタルレベル司変制御十段９
では上記スケール情報データに基づいて上記Ａ／Ｄコン
バータ７の出力予備変換データをテイジタル的にレベル
コントロールしてデータ圧縮し例えば８ビツトの王デー
タ葡得て、この主データと上記スケール情報データとを
合成手段１０にて多数の主データに１個のスケール情報
データが対応するようにして伝送系に送出する。一方、
受イぎ１Ｉｌｌは分離手段１１で伝送系から受信した伝
送信号から主データとスケール情報データとを分離抽出
し、ティジタルレベル可変制御手段１２で上記主データ
全上記スケール情報データに基づいて送信側とは逆の制
御特性でティジタル的なレベル可変制御（データ伸長）
’に行ない１）／Ａコンバータノ３でアナログ化して出
力アナログ信号を得る。

そして、上記テイジタルレベル検出手段８におけるテイ
ジタルレベル検出は、予備変伸データ中の有効ビット数
すなわち有効ビットのうち符号ビラトラ除いたものの最
上位のビット位ＩＷを検出することにより行ない、上記
ティジタルレベル可変制６’ｌｌ１手段９におけるテ１
ジタルレベル可変制御は上記、最上位有効ビット位置に
はは対応するビット位ｉｔ部分會上記予１７ｉｉ！変換
テータより取り出して王データ會作ることにより行なう
のが現実的で且つ有効であると思われる。この場合、例
えば第３図（ａ）〜（Ｃ）に示すように１５ビツトの予
備変換データ中斜線を力也しｌこ部分が有効ビットであ
るとすれば、同図（＝ｌ）の場合有効ビットが予備変換
データのうち６ビツトヲ占有しており、８ビツトの主デ
ータをとるｔては、下位８ビツトヲそのまま生データと
すればよい。

このとき主データをとる位置は最上位から数えて８ビツ
ト目以下の８ビツトであるので、予備変換データを左へ
（上位へ）７ビツトシフトして上位８ビツトのみを取り
出したことに相当し、このときの制御レベルすなわちス
ケール情報は上記シフ）ＩＬｒ７Ｊとなる。この例から
れかるようにシフト１は７ビツトが最大であるので有効
ビット数が８以下のときはスケール情報は一律に「７」
を選定する。またｌａＪ図（ｂ）の場合有効ビット数が
９ビツトであるので、図から明らかなようにスケール情
報は１６」となυ主データとして８ビツトをとれば最下
位有効ビット丁なわち予備変換データの最下位ピッ）　
（１，８Ｂ）は無視され、この部分は誤差となお。同図
（Ｃ）の場合は有効ビット数が１５ビツトであり、スケ
ール情報は「０」となり、この場合は予備変換データの
下位８ビツトが無視される。このようにして有効ビット
数が多い場合に無視され切捨てられる有効ビットは誤差
となるが、主データの値に対して充分に小さな値である
。この場合、スケール情報のレベルは最大８（＝２”）
種類であるのでスケール情報データは３ピツトで済む。

現実にはスケ−ル情報データは多数の子１７ｆｔｉ変換
データ毎に１つのデータを対ｔＨ，させるσ）で、予め
対応する多数の予備変換データ中の最大イ１９．　を測
定あるいは予測するなどしてスケールを青’４２に検出
設定し、該対応する多数の予備ｆ：換データについて共
通のスケール情報（シフト計）とし、このスケール情報
ｒ上記多数の予備変換データ毎に検出更新する。

なお、上述では主データは予備変換データからビットシ
フトにより取り出したテ・−夕のみで構成したが、これ
は取扱うアナログ信号が正負の一方のみの単極性の信号
で、予備変換データ中に符号ピットが含まれない場合ま
たは符号ピットが含まれていてもそれを伝送する必要が
ない場合である。これに対し入力アナログ信号がオーデ
ィオ信号のように正、負両方の混在する双両性の信号で
は予備変換データ自体に符号ビットまたはそれに相当す
るビットが通常少なくとも最上位ビット（Ｍ２Ｒ）とし
て含まれ、これも実質的には重要な有効ビットであるの
で、この符号ビット１ビツトと上記ビットシフトによ少
得らね、るデータとを王データとすることはもちろんで
ある。すなわち主データが８ビツトの場合そのうちの１
ビツトを符号ピットとするので、この符号ピットとビッ
トシフトによシ得られる７ビツトのデータで王データ奮
構成する。

ところで、このようにした場合、受信側のテイジタルレ
ベル可変制御手段９では伝送備考から分離された王デー
タ企同様に分離されたスケール情報データの示すシフト
量で送信側とは逆方向にビットシフトして予備変換デー
タと等しいビット数の再生データ會得ることになるわす
なわち第３図（ａ）に示した例の場合、８ビツトの主デ
ータを右に（下位に）７ビツトシフトしてもとの予備変
換データと等しい１５ビツトの再生データ′に得る。Ｉ
ＮＮ図（ｂ）の例では同様ｖｃ８ビットの主データ？６
ビツトシフトして下位に１ビツトの付加データ？加え１
５ビツトの再生データを作勺、同図（Ｃ）の例でμ８ビ
ットの主データの下位に６ビツトの付加データを加え１
５ビツトの再生データ全作る。ここで、下位に付加する
データｌ−［一般的Ｋ　ｔｊ　”０”　、　”ｏｏｏｏ
ｏｏ”等）０　データが用いられることになるであろう
。

しかしながら、このように付加データとして０データを
用いると有効ビットが多い場合には常にＦ位ピット會切
捨てることになり、もとのアナログ信号のレベルが高い
（振幅か大きい）場合には′帛にそノ１．よりレベルの
低い１ぎ号音再生することになり、微小信号時以外は常
に人力アナログ信号より再生アナログ信号が小さいこと
になって、所定時間におけるエネルギの伝送損失は無視
できない値となるおそれがある。また、同様の理由によ
り、急峻な波形の立上りに対して再生側が常に立上りが
小さくしかも時間的な遅れを伴なうため、伝送による波
形の劣化を生ずる。特にオーディオ信号等のごとく波形
および信号エネルギの忠実な再現を要求される信号を伝
送する場合には上述の問題は無視できなくなる。さらに
、スケール情報が変化した場合、下位付加ビット数（送
信時の切捨てビット数）がそれに伴って変動し、誤差量
がスケール情報変化に伴なって大きく変動することにな
シ、波形伝送の上での忠実度の上で大きなｙ＞　ｑｑ＝
がある。

これらの問題は具体的には例えけオーディオ信号の低音
域成分岬の伝送に顕著な悪彰臀を及はす。

〔発明の目的〕

本発明はアナログ信号音ティジタル化して伝送しもとの
アナログ信号に戻す倍号伝迭にあたＪ、ＰＧＭ伝送にと
もなう搦子化ノイズ葡効果的に低減して、しかも原信号
の波形およびエネルギの再現忠実度の高い信号伝送方式
？提供することを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明に係る第１の発明は、アナログ信号を予定時間間
隔でテイジタルデータに変換して予備変換データを得、
この予備変換データの一部を取り出して主データを作る
際の抽出ビット位置を決定するスケール情報ｔ１上記予
定時間間隔より充分に長い時間間隔で該尚時点近傍の上
記予備変換データの有効ビット数にほぼ対応するように
設定更新し、上記予備変換データの上記スケール情報に
対比・するビット位置から予定ビット数のデータ會逐次
取り出して、上記予備変換データの上位有効ビットがお
おむね優先さ７’した、該予備変換データより少ないビ
ット数の主データを得るとともに、上記スケール情報を
上記主データより少ないビット数のテイジタルデータか
らなるスケール＋＊剰φデータとし、上ｄ己設定史新毎
のスケール情報データケ多数の主データの間に挿入して
伝送系に与え、伝送系からこの伝送信号を受けて上記生
データと上記スケール情報データとを分離し、上記主デ
ータ全上記スケール情報データに基づいてビットシフト
し、このビットシフトの結果として生ずる有効ビットの
存在しない下位ビット部分に、当該ビット数で表現可能
なすべての個のうちそれらの値の平均値に相当する予定
データをあてはめて一上記予備変俟データと等しいビッ
ト数の再生データ′を得、この再生データをアナログ信
号に変換して再生アナログ信号を得ることを特徴とする
信号伝送方式である。

また、本発明に係る第２の発明は、アナログ信号を予定
時間間隔でディジタルデータに変換して予備変換データ
を得、この予備変換データの一部を取り出して主データ
を作る際の抽出ビット位ｔ＃ｌｌ決定するスケール情報
音、上記予定時間間隔より充分に長い時間間隔で、核当
時点近傍の上記予備変換データの有効ビット数にほぼ対
応するように設定更新し、上記予備変換データの上記ス
ケール情報に対応するビット位置から予定ビット数のデ
ータを逐仄取り出すとともに取り出した残りの下位残余
データから同ビット数の予定データ會減算し、得られた
データを逐次累稍加舅し、該累積値の絶対値が予定の値
を越えた場合に上記取り出した予定ビット数のデータに
所定値を加減ａし且つ上記スケール情報が変化する毎に
上記累積値ｔ−ＩＪ上セツトて、上記予備変換データの
上位有効ピットがおおむね優先された、該予備ｆ換デー
タよシ少ないビット数の主データ？得るとともに、上記
スケールｔｙｔａ’ｅ上記王データより少ないピッ１５
のディジタルデータからなるスケール情報データとし、
上記設定更新毎のスケール情報データケ多数の主データ
の間に挿入して伝送系に与え、伝送系からこの伝送信号
を受けて上記主データと上記スケール情報データと部分
離し、上記王データ會上記スケール情報データに基づい
てビットシフトしこの結果化じる有効ビットの存在しな
い下位ビット部分に上記予定データ１にあてはめて上記
予備変換データと等しいビット数の再生データを得、こ
の再生データ全アナログ信号に変換して再生アナログ信
号奮得ること全特徴とする信号伝送方式である。

そして、本発明に係る第３の発明は、アナログ信号を予
定時間間隔でディジタルデータに変換して予備変換デー
タを得、この予備変換データの一部を取シ出して主デー
タを作る際の抽出ビット位置を決定するスケール情報゛
報を、上記予定時間間隔よシ充分に長い時間間隔で、該
゛肖時点近傍の上記予備変換データの有効ビット数にｔ
氏は対応するように設定更新し、実η的に上記予備変換
データの上記スケール情報に対応するビット位置から予
定ビット数のデータに逐次取υ出丁とともにその下位残
余データから同ビット数の予定データｒ減算し、得られ
たデータを後続の予備変換データに加算して、上記予備
変換データの上位有効ピットがお訃むね後先された、該
予備変換データより少ないビット数の主データを得ると
ともに、上＾己スケール情報全上起生データより少ない
ビット数のテイジタルデータからなるスケールを前軸デ
ータとし、上ａ己設定央新毎のスケール情報テ〜り紮多
数の主データの間に押入して伝送系に与え、伝送系から
この伝送イイ号ｒ受けて上記主データと上鷺１スケール
情報テータと髪分離し、上記主データを上記スケール情
報データに基づいてビットシフトしこの結果中じる有効
ビットの存在しない下位ビット部分に上記予定データｔ
”あてはめて、上記予備変換データと等しいビット数の
再生データを得、この再生データをアナログ信号に変換
して再生アナログ信号を得ること全特徴とする信号伝送
方式である。

〔発明の実施例〕

シ まず、本発明のｍ１実施例について第４図全参照して説
明する。この実施例は上記第１の発明の実施例１である
。

すなわち、送信側でアナログ信号をＡ／Ｄ変換して得た
例えは１５ビツトの予沸変徘データが例えは第４図（ａ
）のようなデータであったとする。これに基づいて８ビ
ツトの王データを送信する場合（ここでは符号ビットは
考慮しない場合を考えている）、図示のように有効ビッ
トの上位８ビツトが主データとして抽出され、下位４ビ
ツトは切捨てられる。この切捨てられる分は４ビツトで
あるので、このような形で切捨てられるデータの最大ｆ
１〜はＩＩ　１１１１１＋であり、最小値はｏｏｏｏ”
である。したがって切捨てられるデータの平均値はＩＩ
　０１１１　ＩＩである、受信側では上記主データを受
け、予備変換データ中の上記８ビツトの主データを取り
出したビット付着に応じたスケール悄’Ｍ　ＶＣ＊つて
上記王データをビットシフトして１５ビツトの再生デー
タ全作る。このとき／ｌ’ｉｉ別な処置をしなければ通
常第４図（ｂ）のように下位４ビツトに”ｏｏｏｏ″が
あてはめられるのであるが、本発明では第４図（ｅ）の
ように上記下位４ビツトに４ビツトデータの平均値であ
る０１　ｉ　１　”なるデータをあてはめる。したがっ
て、原データとの誤差も少なくなり、波形伝送上の誤差
、エネルギ伝送上の誤差も少なくなる。

このことは本伝送方式のように、スケール情報に従って
受信側でスケール（ビット位置）を切換える場合におい
ては特に重要である。すなわち、予備データ中の主デー
タ會構成する８ビツトのビット位置（スケール）會迭信
側で切換えるわけであるが、このときデータ枡縮に伴な
って切捨てられるデータの平均（山は必ず”　０１１１
・・・”（２桁では０１”、３桁では”０１１″、４桁
では０１１１　”・・・）となっている。従ってどのよ
うにスケールが変動しても受信側の伺加データとして上
記″０１１１・・・１′なる平均ａ自データ會付加する
ようにすれば、スケールｖＩ−用いたデータ圧縮に起因
する誤差を最小とｆることができる。

なお、上述では符号ピッ）　會Ｊ應しない場合について
説明したが、符号ビットを考慮する場合は主データのう
ち１ビツトを符号ビットとし、他のデータについて上述
と同様の処理會行なうようにすれはよく、予備変換デー
タ（ぞ）生データ）や主データのビット数が変化しても
それに応じて上述と同主旨の処理１行なえばよい。また
、ビット数に応じた平均値データは通常の２進符号では
”０１１１・・・＋１なる彰になるが、特殊なテイジタ
ル符号では他の師になることもあり、いずれにしてもそ
のビット数であられされるデータの平均値またＦｉｔよ
ｔｒ平均（、々を用い力１ばよい。

ところで、上述の＠１の実施例のごとき方式を採用した
場合、送信時のデータ圧縮に際しての切捨て部がすべて
平均１６．で置換されるため、連続するデータの累積誤
差が低減さ力、エネルギの平均的な角現性、という廓で
はかなりの向上があるものの、上記累積誤差の低減は充
分とり二いえず波形の再埃忠笑度という点では一１ｉ’
、・の向上が実現できるにすぎず、オーテイオ信号等の
波形の尚忠実度再現の要求される（０号ケタ・↑Ｗとす
る場合充分とはいえない。特に連続１４）ラータの累積
誤差が大きく彰臀する低周波（オーディオイぎ号の低音
域成分等）信号の忠実度については大きな問題が残って
しまう。

次に説明する本発明の第２の実施例はこのような問題に
対処するもＧ）であって、上記第２の発明の実施例であ
る。

今、仮に、上記第１の実＠例のごとく再生側で付加ビッ
トとして予定データ、例えば”０１１１・・・ｎ全付加
するならば（この第２の発明、第２の実施例では再生側
の伺加ビットデータは平均値データが望ましいことはも
ちろんであるが、仮に平均値データでな・くとも円牛供
１の付加ビットデータが予め定められた予定データであ
れは充分な効果が得られる）、送信側１１では主データ
を予備変換データから取り出した際に切り捨てられたデ
ータと上記予定データとの％ゲ引算すれば（切り捨てら
れたデータが大ならば正、小ならば負として差音算出す
る）、受信（Ｉｌｌでどれだけ誤差が生ずるか予測する
ことができる。そして、この誤差分會累稍し、この累積
ｆ泊の絶対値が予定の値以上となった場合にはそれにシ
Ｃ５、じた餉例えば１または一１會予備変換データカ・
ら取り出した値に加遭−（つまＶ例えは１を加減清、）
して主データとし、これを伝送することによって受信再
生側の累積誤差を小さくすることができる。ここで、上
記切捨て分と予定データの差の′＄積（ｔｉ！Ｊが、伝
道情報の最小単位（主データの１、ｓｎ　）の１／２以
上になったときに予備変換データから取り出したデータ
に１全加減許したデータを主データとすることが望せし
いが、この累積イーが幾つ以上の場合に幾つ加減奪して
生データとするかは適宜設定することができる。

ここで、このような第２の実施例について一層具体的に
第５図を参照して説明する。ここでは累積（ｉｔＡの絶
対ｆ的が生データのＪ、８　Ｂの］／２を越えたときに
主データに反映させるようにするものとする。

第５図において、１４は再生側１では付加される付加デ
ータに対応するオフセットデータが格納されるオフセッ
トｆ山レジスタであり、この場合例えは上記付加データ
の最大桁つまり７桁の平均値データ″０１１１１１１”
　’に保持している。１５は送信側での上記王データの
作成の際に予備変換データ中の下位の有効ビットの切捨
てられたデータつまシ切捨データを上記オフセットデー
タとＭＳＢが一致するようにビットシフト（この場合ビ
ットシフトで生ずる下位ビットにはＯデータを付加する
。）して、このデータから上記オフセットデータを減許
し差分データを得る７ビツトの減勢器である。１６は上
記オフセット値レジススＪ４から与えられるオフセット
データを初回データとして上記減勢器１５の出力差分デ
ータ１に累積加算する７ビツトの加舞器であυ、この加
？７．器Ｊ６はスケール情報の更や［毎に上記オフセッ
トデータにリセットさＩる。この加＄　器１６のキャリ
ーおよびボロー出力？上ｎＣ：予備変換データから敗り
出さｊた８ヒツトのデータのＬ８Ｂ　［それぞれ加算お
よび減算し、Ａ主データとする。

このような構成において、お初にリセットパルスが加泗
器１６に与えられ、加掬器１６の累ｋｍがオフセット餉
レジスタＪ４から与えられる７桁（１）：ｌｒ７＊ット
テ−タ”０１１１１１１１１ＫＩＪセツトされる。そし
て減算器１５では、各サンプル毎に予備変換データから
切捨てられた切捨データが上記オフセット値レジスタ１
４の１１７であるオフセットデータと比較され、差分仙
が算出され、この差分データが加譜器１６で累積加算さ
れる。この場合において切捨データはＭＳＢ位置かオフ
セットデータ”０１１１１１１”のＭＳＢと一致するよ
うにビットシフトされ（下位には０テータが付加され）
て減算器１５での差分計算が行なわれる。ここで加算器
１６により累積が行なわれる期間はスケール値が変化丁
４）までの期間である。スケール価が変化、つ壕りスケ
ール情報データ（汐１１えば３ビツト）の（ｉＩ！Ｉが
変化すると加算器１６にリセットパルスが馬見うれ、加
ｐ、器１６は再びオフセットデータ″０１１１１１１”
。

にリセットされ、同一スケール１ｂ内で州枠値を再生側
に正しく送る一連の動作が終了（−２、次のスケールｆ
的ｅこ関しての動作に移行する。イして累執計算中に加
１４．器１６にキャリー出力が生ずれば予備変換データ
から王データを作るべく取υ出したデータにｌｋ加算し
、ホロー出カが牛ずれは同データから１紫減詐して主デ
ータとして送出する。原データである予備変換データが
１５ビツトであり、主データが８ビツトであれば切捨デ
ータは７ビツト以下であり、上述ではこの７ビツトヲ用
いて計ａしている。

なお、上述では貯叩の便宜上ハードウェア的な構成を示
したが、同様の処理をｒ往子ｉｉ１掬轡によるソフトウ
ェア処理で行なってもよいことはもちろんである。

このようにすれば第１の実施例よりも￥に忠実な信号伝
送が実現できる。

なお、切捨データを得てからｆＷ、　’？？結平による
キャリー、ボロー出力が主データにカ１１減興さノする
までのタイミングのずれは、Ｊ１１１想的には０すなわ
ち切捨データによるキャリー、ボローケその切捨データ
′に得たときの抽出データに反映させるようにするのが
望ましいか、ｊｌｌ］常１ザングル（１データ）榔度の
遅れはやむを得ないと考えられ、数サンプル柳度遅れて
も光分な効果が得られる。そして、このようなある柳１
１（−の遅れを許容すれは装置をローコストで構成でき
るという利点が生ずる。

さらに本発明の第３の￥ＭｆＩＩは上記第２の実施例を
さらに改善し得るもので比較的ｆＦｒｌ車な処理で大き
な効果が得られ、る。この第３の実施例は上記第３の発
明の実施例である、 上記第２の実施例ではスケール情報の値すなわちスケー
ル値が変化した場合、その都度加温器１６をリセットし
累積師全オフセットデータに戻すようにしたが、ここで
峠明する第３の実施例によｉＬはリセットの必要がな（
ｐＨえば１５ビツトの予備変換データを例えば８ビツト
の主データによる伝送であシながら受信側に極めて忠実
に再現性よく伝送することができる。この場合、もちろ
ん１５ビツトの精度の情報が１回の８ビツト王テータの
伝送で実現できるわけはなく、被数（ロ）の８ビツト主
データの伝送によって送られ受信ド）生されるデータの
累檀仙が送信側の原データ（予備変換データ）の累積ｆ
的ど一致するような送イ＾を行なうのである。この結果
例えはオーディオ信号の低音域部等の低周波成分を極め
て高精度に伝送できるなど忠実度の高い伝送が実現でき
る。これは累ｎＩ値が送生信間で等しくなるため受信書
生データの平均イ１自は送信側のデータとはは等しく、
長い周期でゆつくシと変イ１ツする低い周波数の信号に
関し７てはほぼ原データをそのまま送ったのと等しい精
度となるためである。

このよりなｌ＠３の実施例について第６図（ａ）〜（ｐ
）を参照して説明する。この場合、データが２’Ｓ：１
７ブリメント（ｔｗｏ’　ｓ　ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ　
〜２の補数）であられされているものとし、予１１ｉ　
ｙ　換データ（原データ）のデータ長が１５ビツト、主
データのデータ長が８ビツトとし、主データのＭＳＢは
符号ビット（従つで主データは予１１内衆換テータから
杓号ビットを除く７ビツト會取り出しそれに符号ビット
會加えて構成する。）とする。

予め、第６図（ａ）に示すように予備変換データのデー
タ長に相当する１５ビツトのレジスタ會用意（予めリセ
ットされて内部が０になっているものとする）する。こ
のレジスタに第１回目の□サンプリング（νＤ変準）に
よって得られた同図（ｂ）のような第１の原データ（予
励変換データ）をレジスタに入れる（加算する）。同図
（Ｃ）のようにレジスタに格納さね、た原データからス
ケール情報に従って８ビツトの王テータｒ作り送信する
。すなわち、同図（Ｃ）の原データの符号ビットを除く
有効ビット数に基づいて胃（与定さｊ。

たスケール情報に従って７ビツトのデータを取り出しこ
のデータの最上位に符号ビット會付加して８ビツトの主
データとする。こいヨ１声合、２進コードとして２／　
Ｓコンブリメントｔ　Ｉｔｆｉ用しているので最初の有
効ビットがあられれるまでは符号ビットが連続している
と考える（すなわち正の場合符号ビットがａｌ＋で最上
位の］″から下位が有効ビットとなり、負の場合符号ビ
ットが１１１１で最上位のＩＩ□１から下位が有効ビッ
トとなる）ことができ、スケール情報ｆ報によ−っでル
定される最上位ビットの１ビツト上位のビットγＭＳＢ
としこれから下位へ８ビツトのデータを取り出して王デ
ータとする。この王チータケレジスタから取り出して送
信すると、同図（ｄ）のようにレジスタ内部には切捨て
られた部分すなわち切捨データのみが残る。この切捨デ
ータから受信側で付加さｎ、る付加データに相当する同
図（ｅ）に示すような予定データ”０１１１１”全滅Ｎ
−して受信側の再生データとの誤差を求め、その結果を
同図（りのようにレジスタに入れる。すなわち送受４３
間の誤差を求める。次に第２のサンプリングによる同図
（ｇ）のような第２の原データをレジスタに加泗し同図
（ｈ）のようにその結果？レジスタに入れる。この場合
上述の加算の結果切捨て部に対応する下５桁の誤差部か
ら桁上りが生じ第２の原データの主データに対応する部
分の最下位に１を加算した値が主データとなる。このよ
うに誤差分ケ逐次累計しその累百１″結果を主データに
反映させて伝送するのが本実施例の最大の特徴であり、
この結果？ａ、鞘度（歪が少ないすなわち波形の再現性
の高い）伝送が行なえる。

すなわち、２サンプル（２テータ）についての平均値は
王データを９ビツトとした９ビツト伝送と同等の誤差範
囲内にあり・　４サン７′ルでＪＯビットと同等、８サ
ンプルで１１ビツトと同婢、１６サンプルで１２ビツト
と同等・・・と多くのサンプル数？考えた場合には極め
てセ１精度となる。

そして、同図（りのように第２のサンプリングに対【ｔ
、する主データの送信後に残った切捨データから同図（
ｊ）に示す予定データ”０１１１１”　’を減算し、そ
の結果得られた同図（ｈ）のデータ（負のデータとなっ
ている。）に第３０ザングリングによる同図（りの第３
の原データを加算しその結果を同図（ｍ）のようにレジ
スタに入れる。ここでスケール情報が変化し送信子チー
タケ敗９出丁ビット位置が図示のように上位（ｆｌｌ＋
に１ビツトだけビットシフトされ切捨データが６ビツト
となる。

主データ全敗り出した結果として残った同図（ｎ）のよ
うなデータからこんどは同図（０）のように６ビツトの
予定データ”０１ｌｌｌｌ”ｋ減算しその結果紮同図（
ｐ）σ）ようにレジスタに入れ以下逐次同様の処理を行
なう。同図（（ロ）かられかるようにスケール情報が変
化すればそれに応じて主データを取り出す位置を変化さ
せる。

このように第３の実施例では原データ牙１ビットたりと
も捨てるわけではなく、？５信時に一旦切捨てられたデ
ータもレジスタに保存され次のサンプルσ）原データに
逐次加算さｔｌｌ、送受信間の累積誤差は小さくなる。

従って、多数のデータについての平均的な誤差はデータ
数が多け４げ多いほど無限に小さくなる。

なお、上述では受信側１で付加される付加データつまυ
予定データ〔第６図（ｅ）　、　（ｊ）　、　（０）　
）としては、”０１１１・・・”なる当該ビット数の平
均イ＋ｉデータを用いるようにしており、このように平
均イＩデータもしくはそれに準じたチータケ用いるのが
望ましいのはもちろんでめるが、上述のように誤差分を
累積して主データに反映きぜる集会は予定データの値そ
のものはあ凍り１豐でなく予め設定した値であれはどの
ようなイ１０でもよい。例えば上記予定データ’ｋＯデ
ータっま夛”　ｏｏｏ・・・”としてもよく、この場合
には送信側の減温等の処理演算が簡単になりまた受偏や
１１の処理も簡単で済む。これは第３の実施例に限らず
第２の実施例等においても同様である。

また、上記第３の実７ｉｌｌ！ｉ世１におけるデータの
加算処理、王データの送信処理、滅、算処理の順序は適
宜変デすることができ、要は予備変俟データの下位ビッ
ト（切捨データ）全捨て宏ることなく受信骨１で付加さ
れるはずの予定データと比較しその誤差金累積し累積値
が予定個１丸ヒとなったとき主データに加減算して送出
すノ１ばよい。

また、上記第２、第３の実施例のように平均値が少ない
誤差で送られている場合には９悟側で伝送データの平均
化を図るためにディエンファシス回路ケ挿入するほうが
良好な結果が回持できる。このように受信側にティエン
ファシス回路を挿入する場合は送信側においてプリエン
ファシス音節こすようにすれば史に良い結果が得られる
。

さらに、データに使用するティジタル符号は自然２進符
号、２／　Ｓゴングリメントの他、オフセットバイナリ
−等いかなる符号としてもよく、その符号の特性に合せ
て主データを作る際に予備変換データから取り出すビッ
ト位置全変更すればよい。

また、上記第２、第３の実楠例におけるデータ格納用レ
ジスタおよび演讐器等の構成は一例を示すものであり、
各々並列的に多数甲意してＩＩＦＩｍ処理したり、ビッ
ト位置で処理系を分けたり、時分割的に処理したりして
もよく、ソフトウェアによる処理を一部また１全部に用
いてもよい。

さらに、受信ｆｌｌ＋の処理は、再生データを得るまで
すべてディジタル処理で行なうかわりに例えば主データ
ｉ　＋）／Ａ変換する際の利得會スケール情報に従って
アナログ的に口ｊ変制御したり、王データｔｌ−Ｄ／Ａ
変換したものｔスケール情報に応じてアナログ的にレベ
ル可変制御することもできる。

この他本発明はその要旨を変更しないｌｉ＞曲内で神々
変形して実施することができる１゜〔発明の効果Ｊ 本発明によれば、アナログ信号葡テ・１ジタル化しても
とのアナログイぎ号に戻す信号伝送にあたり、ＰＣＭ伝
送にともなう験子化ノイズ全効果的に低減して、しかも
原信号の波”ｊｆ？、　％−よびエネルギの再現忠実度
の高い信号伝送方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方式の一例の檜敢を示すブロック図、第２
図は本発明方式のｌＪ按となる方式の一例の構成を示す
ブロック図、第３１ｇ＋（＋す〜（Ｃ）はＮ例における
信号処理を説明するための図、第４図（−）〜（ｅ）は
本発明の第１の実施側音説明するための図、第５図は本
発明の第２の実施例を説明するための図、第６図（−）
〜（ｐ）は本発明の第３の実施例全説明するための図で
ある。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第５園 第６区 （ｅ）　　　　　　　　　　Ｖｏ〒〒−１−「ＩＬ−一
−−Ｊ （ｊ）　　　　　　　　　　　　＋０１１１１＋Ｌ　　
　　　　−Ｊ （ｐ）　　区α剪区Ｉ［戸■口 手続補正書 、５１１０　”’＃　１１Ｍ”　８ 特許庁長官　若杉和夫　　殿 １、事件の表示 特願昭５７−１５０２０８号 ２、発明の名称 信号伝送方式 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （２４０）山水電気株式会社 ４、代理人 住所　東京都港区虎ノ門１丁目妬番５号　第１７森ピル
〒１０５　　　電話０３　（５０２）　３１８１　（大
代Ｉり（ｉ、補【１三のり・］象 明細書１図面 ７、補正の内容 明ＩＩＢ書の浄書（内８に変更なし） 図面の浄１（内容に変更なし）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　アナログ信号ケ予定時間間隔でティジタルデ
   ータに変換して予備変換データを得、この予備変換デー
   タの一部を取り出して主データを作る際の抽出ビット位
   置を決定するスケール情報を、上記予定時間間隔より充
   分に長い時間間隔で、該当時点近傍の上記予備変換デー
   タの有効ビット数にほぼ対応するように設定更新し、上
   記予備変換データの上記スケール情報に対応するビット
   位置から予定ビット数のデータを逐次取勺出して、上記
   予備変換データの上位有効ビットがおおむね優先された
   、核子４１ｔｔ＋に換データより少ないビット数の主デ
   ータを得るとともに、上記スケール情報葡上記王データ
   より少ないビット数のテイジタルデータからなるスケー
   ル情報データとし、上記設定更新毎のスケールｔｆｔ報
   データを多数の王データの間に挿入して伝送系に与え、
   伝送系からこの伝送イぎ号を受けて上記王データと上記
   スケール情報データとを分離し、上記主データを上記ス
   ケール情報データに基づいてビットシフトし、このビッ
   トシフトの結果として生ずる有効ビットの存在しない下
   位ビット部分に、当該ビット数で表Ｑ、　ｎＪ龍なすべ
   ての仙のうちそれらの値の平均（ｔｒｉに和尚する予定
   データ會あてはめて、上記予ｇ／Ｒ変換データと郷しい
   ビット数の再生データケ得、この再生データをアテログ
   信号に変換して再生アナログ信号を得ることを特徴とす
   る信号伝送方式、
2. （２）　アナログ信号？予定時間間隔でティジタルデー
   タに変換して予備変換データケ得、この予備変換データ
   の一部紮取ｐ出して主データを作る際の抽出ビット位ｔ
   ｔ？１″決定するスケール情報音、上記予定時間間隔よ
   り充分に長い時間間隔で、該当時点近傍の上記予備変換
   データの有効ビット数にｔｌは対らするように設定更新
   し、上記予備変換データの上記スケール情報に対応する
   ビット位置から予定ビット数のデータを逐次取り出すと
   ともに取り出した残りの下位残余データから同ビット数
   の予定データを減算し、得られたデータ會逐次累積加若
   し、該累ｆｊｉ師の絶対仙か予定の４１を越えた場合に
   上記取り出した予定ビット数のデータに所定値を加減許
   し且つ上記スケール情報が変化する毎に上記累積ｔ４　
   ｋリセットして、上記予備変換データの上位有効ビット
   がおおむね優先された、骸予備変換データより少ないビ
   ット数の主データを得るとともに、上記スケール情報を
   上記主データより少ないビット数のテイジタルデータか
   らなるスケール情報データとし、上記設定更新毎のスケ
   ール情報データ會多数の主データの間に挿入して伝送系
   に与え、伝送系からこの伝送信号全党けて上記生データ
   と上記スケール情報データとを分離し、上記主データを
   上＾己スケール情報データに基づいてビットシフトしこ
   の結果生じる有効ビットの存在しない下位ビット部分に
   上記予定データ會あてはめて、上記予備変換データと等
   しいビット数の再生データ全得、この再生データをアナ
   ログ信号に変換して再生アナログ信号會得ることＴＩ−
   特徴とする信号伝送方式。
3. （３）アナログ信号を予定時間間隔でティジタルデータ
   に変換して予備変換データを得、この予備変換データの
   一部を取り出して王データを作る際の抽出ビット位置を
   決定するスケール情報を、上記予定時間間隔より充分に
   長い時間間隔で、該当時点近傍の上記予備変換データの
   有効ビット数にほぼ対しで１、するように設定更新し、
   実質的に上記予備変換データの上記スケール情報に対応
   するビット位置から予定ビット数のデータを逐次取り出
   すとともにその下位残余データから同ビット数の予定デ
   ータ會減算し、得られたデータ葡彼続の予備変換データ
   に加舅して、上記予備変換データの上位有効ビットがお
   おむね優先さｉｌ、た、該予備変換データより少ないビ
   ット数の王データ會得るとともに、上記スケールすＨ報
   全上記王データよシ少ないビット数のテイジタルデータ
   からなるスケール情報データとし、上記設定更新毎のス
   ケール情報データ？多数の王データの間に押入して伝送
   系に与え、伝送系からこの伝送傷号？受けて上記主デー
   タと上記スケール情報データとを分離し、上記主データ
   を上記スケール情報データに基づいてビットシフトしこ
   の結果生じる有効ビットσ）存在しない下位ビット部分
   に上記予定データをあてはめて、上記予備変換データと
   等しいビット数の再生データを得、この再生データｔア
   ナログ信号に変換して再生アナログ佃号會得ることを特
   徴とする信号伝送方式。