压缩和展开方法及装置、压缩展开系统、记录媒体制造方法及图纸

本发明专利技术压缩和展开方法及装置、压缩展开系统、记录媒体，设有偏移附加部，由对压缩对象的附有符号的数字数据附加偏移值以便转换成无符号的数字数据，化整运算部，由对该无符号数字数据进行低位数比特的运算以删减相当于一单字的比特数，计时合成器，以该微分值的极性变化的点的时间间隔采样该化整运算所施加的数字数据，并将在各取样点的离散振幅数据值与表示各取样点间的时间间隔的计时数据值的组做为压缩数据而得，以及压缩处理部，以便在压缩或展开时间轴时，不必转换频率，可以直接在时间轴上处理。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关压缩和展开方法及装置、压缩展开系统、记录媒体，尤其是有关连续性模拟信号或数字信号的压缩与展开方式。
技术介绍
先前，在传送或储存影像信号与音频信号等资讯量多的信号时，为延长储存媒体的可保存时间而进行信号的压缩与展开。通常要压缩模拟信号时，首先依照特定的采样频率将模拟信号采样以数字化，并对所得的数字数据进行压缩处理。例如，在影像信号与音频信号的压缩时，是利用离散余弦转换(Discreat Cosine Transform，DCT)等的时间轴—频率轴的转换滤波器(conversion filter)将原来的数据加工后，在频率区域进行压缩的方法。做为声频信号压缩方式的在电话线路常用的差分脉码调制(Differential Pulse Code Modulation，简称DPCM)也是以此为目的而使用。另外，利用该DPCM的压缩方式为采样波形时将相邻的样品值的差分编码的方式。此外，做为进行时间/频率转换的方式也有利用副频带滤波器或改良离散余弦转换(MDCT)的方式，利用此种方式的编码方式有电影影像编码专家群(简称MPEG)音频系统。另外，最为广泛使用的影像压缩系统也属该MPEG的规格为众所周知。依上述压缩方式所压缩的数据的展开处理基本上是以相同的压缩方法的压缩处理的相反操作法进行。亦即，被压缩的数字数据在由频率/时间转处理由频率区域的信号转换至时间区域的信号后，由施加特定的展开处理，原来的数字数据会重现。而且，如此求得的原来数据必要时可转换为数字—模拟而做模拟信号输出。惟，上述的先前的压缩与展开方法是将时间轴上的信号转换为频率轴上的信号而压缩，因此，必须要有压缩时的时间/频率转换及展开时的频率/时间转换等的处理。因此有处理变得复杂，同时实施的构造变得很复杂的问题。不仅使压缩与展开所需时间变长，而且是使装置小型化变得比较困难的主要因素。此外，通常想要压缩或展开数据时，在提高压缩率的同时如何提升再生数据的品质为一重要的课题。但在上述的压缩或展开方法中，如想提高影像信号与音频信号的压缩率时，压缩数据即被展开而使再生的影像与声音的品质变差；反之，如再现再生影像与再生声音的品质时，则影像信号与音频信号的压缩率有变低的问题。因此，要兼顾压缩率的提升与再生数据的品质的提升极其困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种压缩和展开方法及装置、压缩展开系统、记录媒体，其目的不但可以简化信号的压缩与展开处理并缩短处理时间，而且可以简化实现该处理的构造。另外，本专利技术的另一个目的在提供实现压缩率的提升与再生数据的品质的提升两方的新颖的压缩与展开方法。为解决上述课题，在本专利技术的压缩侧由对压缩对象的无符号数字数据附加补偿值(offset value)以转换成无符号的数字数据，并对该无符号数字数据进行低位数比特的化整运算之后，再将该施加过化整运算的数字数据在该微分值的极性变化的点的时间间隔采样，并将在各采样点的离散的振幅数据与表示各采样点间的时间间隔的计时数据值的组而得压缩数据的值。又在展开侧则由将包含于上述压缩数据中的振幅数据值数倍化在压缩侧被化整运算的比特数的部分后，利用所得的振副数据值与包含于上述压缩数据中的计时数据值求得内插数据以插入具有以上述计时数据所示的时间间隔的振幅数据之间，由该内插数据减去与压缩侧相同的补偿值即得展开数据。在本专利技术的其他形态中，在压缩侧中，由将因附加上述补偿值而产生的无符号数字数据进行随其值而异的处理，以改变数据值以引导至上述化整运算的处理，同时将由上述倍数化处理所产生的振幅数据进行依其值不同的处理，即可改变数据值以引导至上述的内插数据的产生处理中。在本专利技术的其他形态中，在上述采样点间的时间间隔超过分派给上述计时数据的比特数所能表现的值时，也可由多个计时数据的值的总计表示上述采样点间的时间间隔。在本专利技术的其他形态中在压缩侧，由过采样与移动平均运算或折合式运算合成被输入的n个离散数据值相对应的基本波形的数字数据，以求得对上述离散数据的数字的内插值，并以该过采样的数据为基础而得到上述振幅数据与计时数据的组做为压缩数据。本专利技术是由上述技术方法所构成，在压缩时间轴上的信号时，只要进行时间/频率转换而不必在频率轴上进行处理，可以在时间轴上直接进行处理。此外，在展开被如此压缩的数据时，也可以在时间轴上直接进行处理。由此，不但可以简化压缩及展开的处理以缩短处理时间，而且也可以简化处理的构造。另外，在由压缩侧将压缩数据传送至展开侧再生时，也可经由时间轴上的简单补偿运算依次将输入至展开侧的压缩数据处理以供再生，因此，可以实现即时操作(real time operation)。而且，依据本专利技术，由对于附加补偿值而只可为正值的无符号数字数据进行低位数比特的化整运算，即可对1单字将数据长度删减数比特，如此一来，即可大幅删减数据量。此外，由于化整运算，即使对每一单字压缩的数据中，还可以得到仅再压缩采样点的数据，而实现高压缩率。此时，做为化整运算的对象的数字数据是集中出现于可以该比特数表现的全部数据区域之中的一部分数据区域而不大会出现在末端附近的数据区域(要删减的低位数比特的数据区域)，所以即使对此种数据删减其低位数比特，也可以抑制在展开侧再生的数据品质的恶化。依据本专利技术的其他特征，由于在进行化整运算之前进行将输入数据的值与输出数据的值的关系由1对1的关系错开的非线性处理，在数据最常用的数据区域中，可以得到以此进行化整运算的实际数值更小的数值进行化整运算相同的效果，并可以缓和由于化整运算对再生数据的影响。因此，可以进一步抑制再生数据品质的恶化。依据本专利技术的其他特征，采样点间的时间间隔如超过以分派与计时数据的比特数可表现的值时，则由使用多个计时数据值的总计来表示采样点间的时间间隔，即不必配合例外发生的大时间间隔对计时数据分派较多的比特，而可以将经常所必要的相当少的比特数分派与计时数据以提高压缩率。依据本专利技术的其他特征，只要对与被输入的离散数据(相符合的基本波形的数字数据进行过采样与移动平均运算或折合式运算，即可取得对原来的离散数据的连续性内插值，其间如想求得某一内插入值时，则只要考虑有限数字的离散数据的值即可，不致发生截断误差(truncationerror)而可获得正确的内插值，在利用该内插值进行压缩处理时。可对在展开侧再生的数据提升回到压缩前的原来的数据的重现性。附图说明为进一步说明本专利技术的特征以及所能达成的功效，以下结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中图1为表示第1实施例的压缩装置的构造例的方块图；图2为表示补偿附加部的处理例的图；图3为表示非线性化处理部的处理侧的图；图4为表示计时合成器的构造例的方块图；图5为表示在压缩处理部及计时信号合成器的处理例的图；图6为表示展开处理部的处理例的图；图7为表示第1实施例的展开装置的构造例的方块图；图8为表示线性化处理部的处理例的图；图9为表示将图5所示的时刻T1至T2的区间取出以说明本实施例的内插原理的图；图10为表示采样函数例的图；图11为表示离散数据与其间的内插值的关系的图； 图12是用于说明在展开侧的数据内插处理的具体例的内插运算式的图；图13为表示第2实施例的压缩装置的构造例的方块图；图14为表示第2实施例的展开装置的构造例的方块图；图15为表示使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩方法，其特征在于，在将被输入的附带符号的数字数据，或被输入的模拟信号Ｄ／Ａ转换而得的有符号数字数据上附加补偿值，以便转换成无符号数字数据，再对该无符号数字数据的低位比特进行化整运算后，将被化整的数字数据以其微分值的极性变化的点的 时间间隔采样化，并将各采样点的离散振幅数据及表示各采样点间的时间间隔的计时数据的组做为压缩数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小柳裕喜生，
申请(专利权)人：酒井康江，
类型：发明
国别省市：JP[日本]