JPS6062243A - デジタルデ−タ伸長回路 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、音声信号（アナログ信号）をＰＣＭ変調する
際、ビット転送レートを下げるために瞬時圧縮（あるい
は準瞬時圧縮）操作が行われたサンプルデータが磁気テ
ープあるいはディスク等に記録されたもの、あるいは電
波等の伝送媒体を通して伝送されてきたものから、圧縮
されたサンプルデータを再生し、その圧縮されたサンプ
ルデータから、元のＰＣＭ変調されたサンプルデータに
伸長する回路方式に関するものである。

（ロ）発明の背景 ＰＣＭの原理について、第１図を用いて簡単に説明する
。音声信号（アナログ信号）は、一定時間間隔Ｔ８でサ
ンプリングされ、サンプリング信号は、Ａ／Ｄ変換器に
よってそのレベル値に応じ−で、第２図に示すＮ（量子
化ビット数）ビットの２進コードに変換される。それぞ
れのサンプリング点で、Ｎビットの２進コードに変換さ
れたサンプルデータはビット転送レートを下げるために
、必要に応じて圧縮操作が行われる。第６図に例として
、テレビジョン衛星放送の音声伏込方式に採用された、
量子化ビット数１４ビットのサンプルデータを１０ビツ
ト、５レンジに圧縮する方式について述べる。第６図に
は、量子化ビット数１４ビツトで直線址子化されたサン
プルデータを１０ビツトに圧縮する方式が示されている
。１サンプルデータ１４ビツトの内、ＭＳＢ（最上位ビ
ット）を正又は頁のレベルを表わす符号と考えると、残
り１６ビツトが絶対値レベルを表わすことになる。この
絶対値レベルを、第３図に示す様に２９から２　までの
５レンジに分け、それぞれレンジ番号を付けている。こ
の時、元の１４ビツトサンプルデータを２ＩＳコンブリ
メントで表わされた２進コードとすると、１０ビツトに
圧縮する方法は第３図に示す様に、入力レベルに応じて
レンジビット６ビツトを決定し、そのサンプルデータの
上位から９ビツトを取り出し、その先頭に正又は負のレ
ベルを表わす元のＭＳＢを１ビツト付加するものである
。第４図に、１４ビツトのサンプルデータを１０ビツト
に圧縮する例を示す。データは２′Ｓコンブリメントと
する。第４図の例では、元サンプルデータはＭＳＢよシ
数えて第６ビツト目以下に絶対値レベルを表わすビット
情報があるので、第６図からレンジ番号は１となシ、レ
ンジビットは（００１）となる。例では、１０ビツトに
圧縮されたサンプルデータはＭＳＢよシ数えて第１２ビ
ツト目以下が切シ捨てられることになる。テレビジョン
衛星放送に採用された圧縮方式は準瞬時圧縮方式であシ
、複数個のサンプルデータに対して、レンジビットの情
報が１個伝送されるものである。従って、準瞬時圧縮方
式では、レンジビットの情報は複数個のサンプルデータ
の中で最もレベルの高いレンジビットに決定される。

この決定されたレンジビットを使用して、圧縮操作が行
われる。一方、瞬時圧縮方式では、レンジビットの情報
は１サンプルデータに対して付加される方式であるので
、例えば第４図の例では元の１４ビツトのサンプルデー
タは、１３ビツトに圧縮されることになる。

（ハ）発明の目的 本発明の目的は、圧縮されて伝送されたデータを元のビ
ット数に伸長する為の回路を、比較的簡単な回路にて構
成せんとするものである。

に）発明の構成 Ｎビットの２進コード（２’ｓコンブリメント）にて表
現されたデータに於いて、この２進コードのＭＳＢを先
頭にして、その後に２進コードのうち絶対値レベルを表
わすビットの最初のビットから連続して（Ｍ−１）ビッ
ト取出して付加することによＪＭビットの圧縮データを
得ると共に、絶対値レベルに対応したレンジ情報ビット
を得るものとする。斯様にして得られた情報が伝送され
たとき、仁の圧縮データとレンジ情報に基いて元のＮビ
ットの２進コードに伸長するに際して、本発明は次のよ
うに構成する。

伝送された圧縮データを鰭、込む為のＮビットのシフト
レジスタと、伝送されたレンジ情報がプリセットされる
カウンタを設け、シフトレジスタに圧縮データビットの
ＭＳＢを所定個数だけ読込むと共にカラ／りにレンジ情
報をプリセットし、その後シフトレジスタに圧縮データ
ビットを順次読込むと共にこの読込み動作に応答してカ
ウンタをアップカウントさせ、カウンタが所定値まで計
数したときシフトレジスタの読込み動作を停止し、以っ
てシフトレジスタよｆｉＮビットに伸長された元の２進
コードを得る構成とするものである。

（ホ）実施例 １４ビツトのデータを１０ビツトに圧縮し、且つレンジ
情報が第６図に示す通り５レンジ（５ビツト）である場
合について説明する。例えば、元の１４ビツトのデータ
（第４図イ）は、第４図ｏ１ｃ示す通り、１０ビツトの
データに圧縮され伝送される。この場合、レンジ番号１
−＋、’１’、レンジビットは、’ｏＯ−ｉ’である。

さて、伝送された圧縮データを第５図（イ）に示す通９
とする。

この場合に於いて、このデータのレンジ番号が・０・（
従ってレンジビットが１０００１）の場合、第５図（＋
１）に示す如く伸長された１４ビツトのデータを得れば
良い。このとぎ、下位の３ビツトの空白部分にはデータ
長を合せる為に１１１又は０＃を埋めれば良い。このこ
とにより下位の６ビツトは必ずしも元通りの状態に復元
でキ碌いことになるが、下位ビットであるが故に大きな
誤差とは在らない。

レンジ番号が％１１（レンジビットが１００１１）の」
場合は第５図（ハ）に示す如く伸長されたデータを得れ
ば良い。このとき、ＭＳＢとＢ２の間の空白部分には、
絶対値レベルを表わす情報でないビットを挿入すれば良
い訳であるが　２／Ｓコンブリメントデータの場合、こ
のビットはＭＳＢと同じビットとなる（第４図イ、口参
照）。

以下、同様にして、レンジ番号が４″（レンジビットが
・１００’）の場合は第５図（へ）に示す如く伸長され
たデータを得れば良い。

斯かるデータの伸長は、第６図に示す回路にて実現する
ことができる。１４ビツトのシフトレジスタ（１）には
圧縮データ（第７図Ｃ）が取込まれる。

カウンタ（２）には圧縮データ（ｅ）　Ｋ同期したクロ
ック（第７図ｂ）が印加され、これが計数される。フリ
ップ・フロップ（３）は第１のデータゲート信号（第７
図ｄ）を作成する為の（ものである。

先づ、ロード信号（第７図ａに示す負パルス）が生じる
と７リツプ・フロップ（３）がセットされ、そのＱ出力
がＨレベルとなる。このＱ出力は第１データゲート信号
（ｄ）となってお）、アンドゲート（４）及び（５）の
入力側に印加される。一方、１０ビツトの圧縮データ＜
ｃ）と同じ巾を有する第２データゲート信号（８７図ｅ
）はアンドゲート（４）の入力側に印加されている。以
ってアンドゲート（４）及び（５）は共に駆動状態にら
シ、圧縮データ（ｅ）はこのアンドゲート］４）を通過
してシフトレジスタ（１）に印加され、また、クロック
（ｂ）はアンドゲート（５比通過してシフトレジスタ（
１）及びカウンタ（２）に印加されている。カウンタ（
２）が′１４′を計数したとき、その出力はインバータ
（６）を介して、フリップ・フロップ（３）に印加され
、これをリセットする。

さて、ロード信号（ａ）はシフトレジスタ（１）及びカ
ウンタ（２）にも印加される。このロード信号（ａ）に
より、シフトレジスタ（１）には、圧縮データ（ｅ）の
ＭＳＢが下位の方から４ビツト取込まれる。即ち、下位
の４ビツトが全て圧縮データ（Ｃ）のＭＳＢと同一のコ
ード（１１１又は５０１）となるように取込まれる。一
方、カウンタ（２）には、レンジビットがプリセットさ
れる。例えば、圧縮データ（ｅ）が第４図（イ）に示す
データで必るとすれば、このデータのレンジ番号は１１
′であり、従ってそのレンジビット（ｏｏｌ）がカウン
タ（２）にプリセットされ、カウンタ（２）はこの値１
１＃よシ計数を開始することになる。

さて、この状態よシクロツク中）の立上シに同期して、
圧縮データ（Ｃ）のＭＳＢ以下１０ビットが順次シフト
レジスタ（１）に取込まれると共に、このクロック（ｂ
）の個数はカウンタ（２）にて計数される。１０ビツト
の圧縮データ（Ｃ）が全てシフトレジスタ（１）に取込
まれると〔このとき、カウンタｆ２１の値は１１ビ（１
＋１０）である〕、それ以降第２データゲート信号（ｅ
）はＬレベルとなる為、アンドゲート（４）は閉成され
る。しかし、クロック中）はカウンタ（２）が’１４”
ｒ計数するまでシフトレジスタ（１）に印加されるので
、結局、残９６ビツト分は、′０！がシフトレジスタ（
１）に取込まれる０その後フリップ・フロップ（３）が
リセットされ、第１データゲート信号（ｄ）がレベルと
なって１サイクルが終了する。斯様にして、シフトレジ
スタ（１）の内容は、この例では第５図（ハ）の状態と
なる。即ち、元の１４ビツトのデータに伸長されたので
ある（もちろん、伸長された１４ビツトのデータの下位
６ビツト分は前述した通り元通りであるとは限らない）
。

レンジ番号が１４＃のデータについて伸長する場合には
、最初に’１ｏｏ’即ち値１４１がカウンタ（２）にプ
リセットされ、この値から１１４１を計数する−まで（
即ち１０ビット分）シフトレジスタ（１ンは駆動される
ことになるから、結局ＭＳＢ以下１０ビットの圧縮デー
タ（ｅ）を丁度読込んだとき、シフトレジスタ（１）は
停止される。このとき、シフトレジスタ（１）の内容は
１Ｍ５図（へ）に示す状態となり−Ｃいることは、これ
までの説明から明らかである。もちろん、第５図（へ）
の空白部分には、ＭＳＢと同一コードが入っている。

以上の説明は、ロード信号によシ、４ビツト分のＭＳＢ
を取込んだ後、１０ビツトの圧縮データを取込んだ場合
でめったが、最初に５ビツト分のＩＷ、Ｓ　Ｂを取込ん
だ後、ＭＳＢを除く９ビツトの圧縮データを取込んでも
全く同じことでろる。但し、この場合にはカウンタ（２
）が１１６１を計数したとき、フリップ・７０ツブ（３
）をリセットすることになる。

尚、瞬時圧縮方式の場合は、一つの圧縮データ毎にその
データに対応するレンジビットがカラｙり（２）にプリ
セットされるが、準瞬時圧縮方式の場合は、複数の圧縮
データに対して同一のレンジビットがプリセットされる
ことになる。

（へ）発明の効果 以上述べた本発明に依れば、簡単な構成にてデータの伸
長回路を構成することができる。そして、圧縮データの
ビット数、レンジ“ビットのビット数等に応じて、シフ
トレジスタのビット数、初期のＭＳＨの取込み個数、カ
ウンタへのプリセットの値、クリップ・７０ツグをリセ
ットするときのカウンタの値等を適宜設定すれば良いの
で、汎用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はＰＣＭの原理を示す図、第２図はデータの構成
を示す図、第６図は圧縮方式の説明に供する図、第４図
はデータの圧縮の様子を示す図、第５図はデータの伸長
の様子を示す図、第６図は本発明に係る伸長回路を示す
図、第７図はその動作波形図である。 （１）はシフトレジスタ、（２）はカラ／り。 第１図 第２図 Ｎｃ、ト 第３２図 （ａ）（ｂ） 入エカレσル ３図 （Ｙ （〕 （才 い

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１１　アナログ信号をサンプリングし、Ｎビットを１
   組として２′Ｓコンブリメントで表わしｆｃ２進コード
   に変換し、この２進コードのＭＳＢ（最上位ビット）を
   先頭にしてその後に、前記２進コードのうちその絶対値
   レベルを表わすビットの最初のビットから連続して（Ｍ
   −１）ビット（但しＮ）Ｍ）取出して付加することによ
   りＭビットの圧縮データを得ると共に、前記絶対値レベ
   ルに対応したレンジ情報ビットを得、斯様にして得られ
   た情報が伝送されたとき、この伝送された圧縮データ及
   びレンジ情報に基いて圧縮データを元のＮビットの２進
   コードに伸長する回路であって、前記伝送された圧縮デ
   ータを読込む為のＮビットのシフトレジスタと、前記伝
   送されたレンジ情報がプリセットされるカウンタを設け
   、前記シフトレジスタに前記圧縮データビットのＭＳＢ
   を所定個数だけ読込むと共に前記カウンタにレンジ情報
   をプリセットし、その後前記シフトレジスタに前記圧縮
   データビットを順次読込むと共にこの読込み動作に応答
   して前記カウンタを前記プリセット値よりアップカウン
   トさせ、前記カラ、ンタが所定値まで計数したとき前記
   シフトレジスタの読込み動作を停止し、以って前記シフ
   トレジスタよシＮビットに伸長された元の２進コードを
   得る構成としたデジタルデータ伸長回路。