(57)【要約】【課題】データの圧縮率が高く、伸張した際に高い精度を確保することができる信号処理装置、方法およびプログラムを提供すること。【解決手段】信号処理装置は、複数の離散データを格納する離散データ格納部２０と、離散データ格納部２０に格納された複数の離散データの中から値が極大あるいは極小となるピーク値を抽出するピーク値抽出部３０と、パラメータを可変することにより波形が変更可能な関数を用い、隣接する２つのピーク値の間に存在する離散データとの誤差が最小になるように関数のパラメータを決定するパラメータ決定部４０とを備え、パラメータ決定部４０によって決定したパラメータと、これに対応するピーク値に関する情報とを圧縮データとする。【選択図】図１
2010156793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の離散データを格納する離散データ格納手段と、
前記離散データ格納手段に格納された複数の離散データの中から値が極大あるいは極小となるピーク値を抽出するピーク値抽出手段と、
パラメータを可変することにより波形が変更可能な関数を用い、隣接する２つの前記ピーク値の間に存在する前記離散データとの誤差が最小になるように前記関数のパラメータを決定するパラメータ決定手段と、
を備え、前記パラメータ決定手段によって決定したパラメータと、これに対応する前記ピーク値に関する情報とを圧縮データとすることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記パラメータ決定手段は、１番目のピーク値に対応する前記関数のパラメータとして固定値あるいは既知の値を用い、２番目のピーク値に対応する前記関数のパラメータを決定する動作を、ピーク値を一つずつずらしながら行うことを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記関数は、それぞれが有限台の区分的多項式で表される基本標本化関数および制御標本化関数の線形結合で表されることを特徴とする信号処理装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記基本標本化関数をｆ（ｔ）、前記制御標本化関数をＣ（ｔ）、変更可能なパラメータをαとしたときに、
前記関数は、ｆ（ｔ）＋αＣ（ｔ）により表されることを特徴とする信号処理装置。
【請求項５】
請求項３または４において、
前記基本標本化関数および前記制御標本化関数のそれぞれは、標本位置の区間［−１，１］において１回だけ微分可能な区分的多項式で表されることを特徴とする信号処理装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかにおいて、
標本位置をｔとしたとき、
前記基本標本化関数ｆ（ｔ）は、
【数１】
2010156793.tif 000011
で表され、
前記制御標本化関数をＣ0（ｔ）＝Ｃr（ｔ）＋Ｃr（−ｔ）としたときに、前記Ｃr（ｔ）は、
【数２】
2010156793.tif 000012
で表されることを特徴とする信号処理装置。
【請求項７】
離散データ格納手段に格納された複数の離散データの中から値が極大あるいは極小となるピーク値をピーク値抽出手段によって抽出するピーク値抽出ステップと、
パラメータを可変することにより波形が変更可能な関数を用い、隣接する２つの前記ピーク値の間に存在する前記離散データとの誤差が最小になるように前記関数のパラメータをパラメータ決定手段によって決定するパラメータ決定ステップと、
を有し、前記パラメータ決定手段によって決定したパラメータと、これに対応する前記ピーク値に関する情報とを圧縮データとすることを特徴とする信号処理方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記パラメータ決定手段は、１番目のピーク値に対応する前記関数のパラメータとして固定値あるいは既知の値を用い、２番目のピーク値に対応する前記関数のパラメータを決定する動作を、ピーク値を一つずつずらしながら行うことを特徴とする信号処理方法。
【請求項９】
請求項７または８において、
前記関数は、それぞれが有限台の区分的多項式で表される基本標本化関数および制御標本化関数の線形結合で表されることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記基本標本化関数をｆ（ｔ）、前記制御標本化関数をＣ（ｔ）、変更可能なパラメータをαとしたときに、
前記関数は、ｆ（ｔ）＋αＣ（ｔ）により表されることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１１】
請求項９または１０において、
前記基本標本化関数および前記制御標本化関数のそれぞれは、標本位置の区間［−１，１］において１回だけ微分可能な区分的多項式で表されることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかにおいて、
標本位置をｔとしたとき、
前記基本標本化関数ｆ（ｔ）は、
【数３】
2010156793.tif 000013
で表され、
前記制御標本化関数をＣ0（ｔ）＝Ｃr（ｔ）＋Ｃr（−ｔ）としたときに、前記Ｃr（ｔ）は、
【数４】
2010156793.tif 000014
で表されることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１３】
コンピュータを、
離散データ格納手段に格納された複数の離散データの中から値が極大あるいは極小となるピーク値を抽出するピーク値抽出手段と、
パラメータを可変することにより波形が変更可能な関数を用い、隣接する２つの前記ピーク値の間に存在する前記離散データとの誤差が最小になるように前記関数のパラメータを決定するパラメータ決定手段と、
して機能させ、前記パラメータ決定手段によって決定したパラメータと、これに対応する前記ピーク値に関する情報とを圧縮データとする信号処理プログラム。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記パラメータ決定手段は、１番目のピーク値に対応する前記関数のパラメータとして固定値あるいは既知の値を用い、２番目のピーク値に対応する前記関数のパラメータを決定する動作を、ピーク値を一つずつずらしながら行う信号処理プログラム。
【請求項１５】
請求項１３または１４において、
前記関数は、それぞれが有限台の区分的多項式で表される基本標本化関数および制御標本化関数の線形結合で表される信号処理プログラム。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記基本標本化関数をｆ（ｔ）、前記制御標本化関数をＣ（ｔ）、変更可能なパラメータをαとしたときに、
前記関数は、ｆ（ｔ）＋αＣ（ｔ）により表される信号処理プログラム。
【請求項１７】
請求項１５または１６において、
前記基本標本化関数および前記制御標本化関数のそれぞれは、標本位置の区間［−１，１］において１回だけ微分可能な区分的多項式で表される信号処理プログラム。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれかにおいて、
標本位置をｔとしたとき、
前記基本標本化関数ｆ（ｔ）は、
【数５】
2010156793.tif 000015
で表され、
前記制御標本化関数をＣ0（ｔ）＝Ｃr（ｔ）＋Ｃr（−ｔ）としたときに、前記Ｃr（ｔ）は、
【数６】
2010156793.tif 000016
で表される信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号等を符号化して圧縮する信号処理装置、方法およびプログラムに関する。
【０００２】
なお、本明細書においては、関数値が局所的な領域（標本位置を除く）の全部あるいは一部において０以外の有限の値を有し、それ以外の領域で０となる場合を「有限台」と称して説明を行うものとする。
【背景技術】
【０００３】
従来から、移動体通信等の分野では、限られた通信帯域を有効に利用するために、音声信号に対して高効率符号化が行われている（例えば、特許文献１〜３参照。）。また、高効率符号化が求められる点は、ＩＣレコーダ等における音声のデジタル録音においても同じであり、限られたメモリ容量で長時間録音を行うためには、より高い圧縮率のデータ符号化方式が求められる。
【特許文献１】国際公開第２００５／００４１１３号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−１５１０８２号公報
【特許文献３】特表２００７−５３２９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した各種の従来手法に対しては、符号化に際しての圧縮率の高さだけでなく、伸張の際に高い精度が要求される。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、データの圧縮率が高く、伸張した際に高い精度を確保することができる信号処理装置、方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の信号処理装置は、複数の離散データを格納する離散データ格納手段と、離散データ格納手段に格納された複数の離散データの中から値が極大あるいは極小となるピーク値を抽出するピーク値抽出手段と、パラメータを可変することにより波形が変更可能な関数を用い、隣接する２つのピーク値の間に存在する離散データとの誤差が最小になるように関数のパラメータを決定するパラメータ決定手段とを備え、パラメータ決定手段によって決定したパラメータと、これに対応するピーク値に関する情報とを圧縮データとしている。
【０００７】
また、本発明の信号処理方法は、離散データ格納手段に格納された複数の離散データの中から値が極大あるいは極小となるピーク値をピーク値抽出手段によって抽出するピーク値抽出ステップと、パラメータを可変することにより波形が変更可能な関数を用い、隣接する２つのピーク値の間に存在する離散データとの誤差が最小になるように関数のパラメータをパラメータ決定手段によって決定するパラメータ決定ステップとを有し、パラメータ決定手段によって決定したパラメータと、これに対応するピーク値に関する情報とを圧縮データとしている。
【０００８】
また、本発明の信号処理プログラムは、コンピュータを、離散データ格納手段に格納された複数の離散データの中から値が極大あるいは極小となるピーク値を抽出するピーク値抽出手段と、パラメータを可変することにより波形が変更可能な関数を用い、隣接する２つのピーク値の間に存在する離散データとの誤差が最小になるように関数のパラメータを決定するパラメータ決定手段として機能させ、パラメータ決定手段によって決定したパラメータと、これに対応するピーク値に関する情報とを圧縮データとしている。
【０００９】
また、上述したパラメータ決定手段は、１番目のピーク値に対応する関数のパラメータとして固定値あるいは既知の値を用い、２番目のピーク値に対応する関数のパラメータを決定する動作を、ピーク値を一つずつずらしながら行うことが望ましい。
【００１０】
また、上述した関数は、それぞれが有限台の区分的多項式で表される基本標本化関数および制御標本化関数の線形結合で表されることが望ましい。
【００１１】
一般的に、制御標本化関数をｃk（ｔ）とし、ｃk（ｔ）＝ｃr（ｔ−ｋ）＋ｃr（−ｔ−ｋ）とおくと、離散データの標本位置［−Ｎ，Ｎ］間で標本化関数ｓN（ｔ）が次式で表される。
【００１２】
【数７】
2010156793.tif 000003
【００１３】
なお、αkは可変パラメータを示し、ユーザによって設定可能な任意の値を有する。α1＝α2＝α3・・・のようにｋによって値が可変しないものであってもよい。
【００１４】
また、上述した基本標本化関数をｆ（ｔ）、制御標本化関数をＣ（ｔ）、変更可能なパラメータをαとしたときに、関数は、ｆ（ｔ）＋αＣ（ｔ）により表されることが望ましい。
【００１５】
また、上述した基本標本化関数および制御標本化関数のそれぞれは、標本位置の区間［−１，１］において１回だけ微分可能な区分的多項式で表されることが望ましい。
【００１６】
また、標本位置をｔとしたとき、基本標本化関数ｆ（ｔ）は、
【００１７】
【数８】
2010156793.tif 000004
【００１８】
で表され、
制御標本化関数をＣ0（ｔ）＝Ｃr（ｔ）＋Ｃr（−ｔ）としたときに、Ｃr（ｔ）は、
【００１９】
【数９】
2010156793.tif 000005
【００２０】
で表されることが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、圧縮前の離散データのピーク値のみを抽出してデータの圧縮を行っているため、データの圧縮率を高くすることができる。また、圧縮前の離散データのピーク値を正確に再現することができ、伸張した際に高い精度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した一実施形態の信号処理装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、一実施形態の信号処理装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の信号処理装置は、入力されたアナログ信号をデジタルデータに変換した後圧縮して格納するものであり、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換器１０、離散データ格納部２０、ピーク値抽出部３０、パラメータ決定部４０、圧縮データ格納部５０を含んで構成されている。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器１０は、入力されるアナログ信号（例えば、オーディオ信号）を所定周波数でサンプリングして離散データを出力する。Ａ／Ｄ変換器１０から出力される離散データは離散データ格納部２０に格納される。なお、離散データ格納部２０に予め格納されている離散データを処理対象とする場合には、Ａ／Ｄ変換器１０は省略してもよい。また、アナログ信号の代わりに離散データが入力される場合には、Ａ／Ｄ変換器１０を離散データを取り込むための入出力機器に置き換えるようにしてもよい。
【００２５】
ピーク値抽出部３０は、離散データ格納部２０に格納された離散データに基づいてピーク値を抽出する。パラメータ決定部４０は、ピーク値抽出部３０によって抽出されたピーク値毎に近似関数を設定し、この近似関数を特定するためのパラメータを決定する。ピーク値抽出部３０によって抽出されたピーク値に関する情報とパラメータ決定部４０によって決定されたパラメータとが圧縮データとして圧縮データ格納部５０に格納される。
【００２６】
本実施形態におけるデータ圧縮の原理は、隣接する２つのピーク値間の信号波形を、パラメータを可変することで波形形状が変更可能な関数（標本化関数）を用いて近似し、ピーク値に関する情報とこのパラメータの組合せを圧縮データとするものである。
【００２７】
次に、パラメータを可変することで波形形状が変更可能な標本化関数の具体例について説明する。
【００２８】
図２は、本実施形態において用いられる標本化関数を構成する基本標本化関数ｆ（ｔ）と制御標本化関数ｃ0（ｔ）の波形形状を示す図である。図２において、横軸は離散データの標本位置ｔを、縦軸は各標本化関数値をそれぞれ示している。離散データの標本位置［−２，２］間での基本標本化関数ｆ（ｔ）および制御標本化関数ｃ0（ｔ）からなる標本化関数ｓ2（ｔ）は、次式で表される。
【００２９】
【数１０】
2010156793.tif 000006
【００３０】
一般的に、制御標本化関数をｃk（ｔ）とし、ｃk（ｔ）＝ｃr（ｔ−ｋ）＋ｃr（−ｔ−ｋ）とおくと、離散データの標本位置［−Ｎ，Ｎ］間で標本化関数ｓN（ｔ）が次式で表される。
【００３１】
【数１１】
2010156793.tif 000007
【００３２】
なお、αkは可変パラメータを示し、ユーザによって設定可能な任意の値を有する。α1＝α2＝α3・・・のようにｋによって値が可変しないものであってもよい。
【００３３】
基本標本化関数ｆ（ｔ）は、微分可能性に着目した有限台の区分多項式関数であり、例えば全域において１回だけ微分可能であって、横軸に沿った標本位置ｔが−１から＋１（すなわち、区間［−１，１］）にあるときに０以外の有限な値を有し、他の区間では恒等的に０で表される関数である。具体的には、基本標本化関数ｆ（ｔ）は、区間［−１，１］内を２以上に区分した各小区間においてｎ次多項式関数であって、各小区間の境界で連続（値と傾きのそれぞれが連続）な関数である。この基本標本化関数ｆ（ｔ）は、全範囲でｎ−１回（ｎは２以上の整数）だけ微分可能な凸形状の波形形状を示し、ｔ＝０の標本位置でのみ１になり、ｔ＝±１に向けて０に収束し、ｔ＝±２の標本位置までそのまま０の値を維持するという特徴を有する。
【００３４】
また、この基本標本化関数ｆ（ｔ）は、区間［−１，１］で有限台のインパルス応答波形の関数でもよく、あるいは、標本位置区間の任意の位置で少なくとも１回微分可能で連続なｎ次の区分多項式関数でもよい。
【００３５】
具体例として、２次の区分多項式関数で表した基本標本化関数ｆ（ｔ）は、次式で表される。
【００３６】
【数１２】
2010156793.tif 000008
【００３７】
そして、この基本標本化関数ｆ（ｔ）を用いて各離散データに基づく重ね合わせを行うことにより、離散データ間の任意の点における値を仮補間することができる。
【００３８】
一方、制御標本化関数ｃ0（ｔ）は、微分可能性に着目した有限台の区分多項式関数であり、基本標本化関数と同様にｍ次多項式関数で表される。例えば、全域において１回だけ微分可能であって、横軸に沿った標本位置ｔが−２から＋２（すなわち、区間［−２，２］）にあるときに０以外の有限な値を有し、他の区間では恒等的に０で表される関数である。また、制御標本化関数ｃ0（ｔ）は、全範囲で１回だけ微分可能な波形を示し、ｔ＝０、±１、±２の各標本位置で０なるという特徴を有する。
【００３９】
また、この制御標本化関数ｃ0（ｔ）は、有限台のインパルス応答波形の関数でよく、標本位置区間の任意の位置で少なくとも１回微分可能で連続なｍ次の区分多項式関数で良い。
【００４０】
ここで、制御標本化関数ｃ0（ｔ）は、上述したように制御標本化関数ｃ0（ｔ）＝ｃr（ｔ）＋ｃr（−ｔ）で表される。このｃr（ｔ）は、例えば２次の区分多項式で表現すると、次式で表される。
【００４１】
【数１３】
2010156793.tif 000009
【００４２】
この制御標本化関数ｃ0（ｔ）を用いて各離散データに基づく重ね合わせを行うことにより、離散データ間の値を仮補間することができる。
【００４３】
このようにして、基本標本化関数ｆ（ｔ）に基づいて算出した仮の補間値（以下、これを「基本補間値」と呼ぶ）と、制御標本化関数ｃ0（ｔ）に基づいて算出した仮の補間値（以下、これを「制御補間値」と呼ぶ）とを線形加算することにより、離散データ間の任意の点における値を補間することができる。
【００４４】
因みに、２次の区分多項式関数で表した標本化関数の場合、基本標本化関数ｆ（ｔ）と制御標本化関数ｃ0（ｔ）との線形結合では、下記の６つの条件が成立する。
・第１としては、Ｓ2（０）＝１、Ｓ2（±１）＝Ｓ2（±２）＝０となること。
・第２としては、偶関数、すなわちｙ軸に関して対称となること。
・第３としては、標本位置区間［−∞，−２］、［２，＋∞］で恒等的に０であること。
・第４としては、各区間［ｎ／２，（ｎ＋１）／２］（−４≦ｎ≦３）においては高々二次の多項式であること。
・第５としては、全区間で連続、かつ、一回微分可能であること。
・第６としては、標本位置区間［−１／２，１／２］において、次式で表されること。
【００４５】
【数１４】
2010156793.tif 000010
【００４６】
なお、Ｎ＝２のときの標本化関数ｓ2（ｔ）については、説明の便宜上、単に標本化関数ｓN（ｔ）として、以下の説明を行うものとする。
【００４７】
また、これに加えて、このとき制御標本化関数ｃ0（ｔ）には、任意の数値が設定された可変パラメータαを乗算する。これにより、制御標本化関数ｃ0（ｔ）は、ｔ＝０、±１、±２の標本位置で０としたまま、標本位置−２から＋２までの間で当該可変パラメータαの数値に応じてその波形の振幅を変形することができる。
【００４８】
図３は、可変パラメータαの値を変化させたときの標本化関数ｓN（ｔ）の波形を示す図である。図３に示すように、基本標本化関数ｆ（ｔ）が示す波形と、制御標本化関数ｃ0（ｔ）が示す波形とを合成した標本化関数ｓN（ｔ）の波形は、可変パラメータαの数値によって大きく異なるものとなる。例えば、可変パラメータαを−１．５、−０．２５、１．５の順に変化させてゆくと、−２≦ｔ≦−１の領域と、１≦ｔ≦２の領域とでは、標本化関数ｓN（ｔ）の波長の振幅が次第に高くなり波形の極性が反転することを確認した。一方、−１≦ｔ≦０の領域と、０≦ｔ≦１の領域とでは、標本化関数ｓN（ｔ）の波形の振幅が次第に低くなり波形の極性が反転することを確認した。なお、本実施形態では、上述した標本化関数ｓN（ｔ）の−１≦ｔ≦１の領域の波形が使用される。
【００４９】
上述した離散データ格納部２０が離散データ格納手段に、ピーク値抽出部３０がピーク値抽出手段に、パラメータ決定部４０がパラメータ決定手段にそれぞれ対応する。また、ピーク値抽出部３０による動作がピーク値抽出ステップの動作に、パラメータ決定部４０による動作がパラメータ決定ステップの動作にそれぞれ対応する。
【００５０】
また、上述した信号処理装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータの構成によって実現することができる。この場合に、離散データ格納部２０や圧縮データ格納部５０はハードディスク装置や半導体メモリによって構成することが可能である。ピーク値抽出部３０、パラメータ決定部４０は、ＲＯＭやＲＡＭあるいはハードディスク装置等に格納された所定の画像処理プログラムをＣＰＵで実行することにより実現することができる。
【００５１】
本実施形態の信号処理装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図４は、本実施形態の信号処理装置の動作手順を示す流れ図である。
【００５２】
まず、Ａ／Ｄ変換器１０を用いた離散データの取得および離散データ格納部２０への格納が行われる（ステップ１００）。次に、ピーク値抽出部３０は、離散データ格納部２０に格納された離散データを読み出してピーク値の抽出を行う（ステップ１０１）。
【００５３】
図５は、ピーク値抽出の概要を示す図である。図５において、横軸は時間ｔ（例えば、入力されたアナログ信号に対してサンプリングを行った時間）を、縦軸は各離散データの値を示している。また、図５において●で示された各点が離散データを示している。
【００５４】
ピーク値抽出部３０は、アナログ信号の入力順に、時間ｔ0、ｔ1、ｔ2、・・・のそれぞれに対応する離散データの値Ｙ（ｔ0）、Ｙ（ｔ1）、Ｙ（ｔ2）、・・・を読み出し、極小あるいは極大となる値をピーク値として抽出する。図５に示す例では、時間ｔ0、ｔ3、ｔ8、ｔ13、ｔ17、ｔ21のそれぞれに対応する値Ｙ（ｔ0）、Ｙ（ｔ3）、Ｙ（ｔ8）、Ｙ（ｔ13）、Ｙ（ｔ17）、Ｙ（ｔ21）がピーク値として抽出される。なお、時間ｔ0に対応する離散データの値Ｙ（ｔ0）は極小値ではないが、最初および最後の離散データについてはピーク値に含めるものとする。抽出されたピーク値に関する情報（時間と離散データの値）は圧縮データ格納部５０あるいは作業用メモリ等（図示せず）に格納される。
【００５５】
次に、パラメータ決定部４０は、ピーク値抽出部３０によって抽出されて圧縮データ格納部５０等に格納された各ピーク値の中から、処理に必要な１番目のピーク値に関する情報と２番目のピーク値に関する情報を読み出し（ステップ１０２）、１番目のピーク値に対応する標本化関数の可変パラメータαを設定するとともに（ステップ１０３）、２番目のピーク値に対応する標本化関数の可変パラメータαを決定する（ステップ１０４）。
【００５６】
図６は、最初に読み出された２つのピーク値に対応して可変パラメータαを設定あるいは決定する動作の説明図である。図５に示す例では、最初に読み出された１番目のピーク値は時間ｔ0の離散データの値Ｙ（ｔ0）に対応し、２番目のピーク値は時間ｔ3の離散データの値Ｙ（ｔ3）に対応している。
【００５７】
パラメータ決定部４０は、１番目のピーク値に対応する可変パラメータαとして固定値を設定する。例えば、可変パラメータαとして−０．２５を設定する。図７は、可変パラメータαを−０．２５に設定した場合の標本化関数を示す図である。この標本化関数φ（ｔ）は、以下の式で示される区分多項式であり、補間位置を中心に左右２画素の画素値を用いて補間画素の画素値を算出することができる。
【００５８】
φ（ｔ）＝−１．７５｜ｔ｜2＋１．０                （｜ｔ｜≦０．５）
１．２５｜ｔ｜2−３．０｜ｔ｜＋１．７５  （０．５＜｜ｔ｜≦１．０）
０．７５｜ｔ｜2−２．０｜ｔ｜＋１．２５  （１．０＜｜ｔ｜≦１．５）
−０．２５｜ｔ｜2＋｜ｔ｜−１．０        （１．５＜｜ｔ｜≦２．０）
０                                       （２．０＜｜ｔ｜）
但し、本実施形態では、第１のピーク値に対応する標本化関数として、図７に示す標本化関数の波形の０≦ｔ≦１の領域が使われる。また、この標本化関数は、ｔ＝０の値が第１のピーク値としての値Ｙ（ｔ0）に一致し、ｔ＝１の位置が時間ｔ3に一致するように波形の縦方向および横方向の大きさが調整される。
【００５９】
また、パラメータ決定部４０は、２番目のピーク値に対応する可変パラメータαとして誤差が最小となる値を決定する。具体的には、１番目のピーク値に対応する標本化関数（図６ではＡで示されている）と２番目のピーク値に対応する標本化関数（図６ではＢ１、Ｂ２、Ｂ３で示されている）とを合成（加算）した波形（合成波形）と、これら２つのピーク値の間に存在する離散データの値Ｙ（ｔ1）、Ｙ（ｔ2）との間で誤差を算出し、この誤差が最小となるような可変パラメータαの値を決定する。例えば、各離散データの値Ｙ（ｔ1）、Ｙ（ｔ2）と合成波形の値との差を二乗して加算した二乗誤差の値が最小となる可変パラメータαの値が決定される。
【００６０】
但し、本実施形態では、第２のピーク値に対応する標本化関数として、図３に示す標本化関数の波形の−１≦ｔ≦０の領域が使われる。また、この標本化関数は、ｔ＝０の値が第２のピーク値としての値Ｙ（ｔ3）に一致し、ｔ＝−１の位置が時間ｔ0に一致するように波形の縦方向および横方向の大きさが調整される。
【００６１】
図６に示す例では、可変パラメータαの値が−０．１の標本化関数ｓN（ｔ）を用いたときに上述した二乗誤差が最小になったとすると、この値−０．１が第２のピーク値に対応する可変パラメータαの値として決定される。なお、２番目のピーク値に対応する標本化関数として、図６ではＢ１、Ｂ２、Ｂ３の３つが図示されているが、実際にはαの値を可変して得られる多数の標本化関数が存在し、その中から最適な可変パラメータαの値が決定される。
【００６２】
このようにして決定（あるいは設定）された可変パラメータαが２つのピーク値に関する情報（時間と離散データの値）が圧縮データ格納部５０に格納される（ステップ１０５）。
【００６３】
次に、パラメータ決定部４０は、他にピーク値があるか否かを判定する（ステップ１０６）。他にピーク値がある場合には肯定判断が行われ、パラメータ決定部４０は、処理に必要な次のピーク値に関する情報を圧縮データ格納部５０等から読み出す（ステップ１０７）。その後、ステップ１０４に戻って２番目のピーク値に対応する可変パラメータαの決定動作以降が繰り返される。
【００６４】
図８は、時間ｔ8に対応する新たなピーク値に関する情報が読み出された場合にこのピーク値に対応して可変パラメータαを設定する動作の説明図である。図８に示す１番目のピーク値に対応する可変パラメータα（＝−０．１）の値は、先のステップ１０４の動作において既に決定されている。したがって、時間ｔ8に対応する２番目のピーク値に対応する可変パラメータαの値のみを決定すればよい。
【００６５】
すなわち、パラメータ決定部４０は、２番目のピーク値に対応する可変パラメータαとして誤差が最小となる値を決定する。具体的には、１番目のピーク値に対応する標本化関数（図８ではＢ３で示されている）と２番目のピーク値に対応する標本化関数（図８ではＣ１、Ｃ２、Ｃ３で示されている）とを合成（加算）した波形（合成波形）と、これら２つのピーク値の間に存在する離散データの値Ｙ（ｔ4）、Ｙ（ｔ5）、Ｙ（ｔ6）、Ｙ（ｔ7）との間で誤差を算出し、この誤差が最小となるような可変パラメータαの値を決定する。例えば、各離散データの値Ｙ（ｔ4）、Ｙ（ｔ5）、Ｙ（ｔ6）、Ｙ（ｔ7）と合成波形の値との差を二乗して加算した二乗誤差の値が最小となる可変パラメータαの値が決定される。
【００６６】
このようにして、抽出されたピーク値が一つ追加される毎に、対応する可変パラメータαの値が決定されて、このピーク値に関する情報とともに圧縮データ格納部５０に格納される。
【００６７】
ところで、圧縮データ格納部５０に格納されたピーク値に関する情報と可変パラメータαの値とを読み出すことにより、圧縮前の離散データを容易に復元（伸張）することができる。例えば、図８に示す２つのピーク値に関する情報とそれぞれのピーク値に対応する可変パラメータαの値とを読み出すことにより、一方のピーク値に対応する標本化関数Ｂ３と、他方のピーク値に対応する標本化関数（例えばＣ１）とを決定し、これら２つの標本化関数の波形を合成した波形を得ることができる。したがって、これら２つのピーク値の間に存在する離散データの値Ｙ（ｔ4）、Ｙ（ｔ5）、Ｙ（ｔ6）、Ｙ（ｔ7）を、この合成波形の値を演算することにより復元することができる。また、このようにして伸張された離散データでは、圧縮前の離散データのピーク値を正確に再現することができ、伸張した際に高い精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】一実施形態の信号処理装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態において用いられる標本化関数を構成する基本標本化関数ｆ（ｔ）と制御標本化関数ｃ0（ｔ）の波形形状を示す図である。
【図３】可変パラメータαの値を変化させたときの標本化関数ｓN（ｔ）の波形を示す図である。
【図４】本実施形態の信号処理装置の動作手順を示す流れ図である。
【図５】ピーク値抽出の概要を示す図である。
【図６】最初に読み出された２つのピーク値に対応して可変パラメータαを設定あるいは決定する動作の説明図である。
【図７】可変パラメータαを−０．２５に設定した場合の標本化関数を示す図である。
【図８】新たなピーク値に関する情報が読み出された場合にこのピーク値に対応して可変パラメータαを設定する動作の説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換器
２０  離散データ格納部
３０  ピーク値抽出部
４０  パラメータ決定部
５０  圧縮データ格納部
【図１】
2010156793.tif 000017
【図２】
2010156793.tif 000018
【図３】
2010156793.tif 000019
【図４】
2010156793.tif 000020
【図５】
2010156793.tif 000021
【図６】
2010156793.tif 000022
【図７】
2010156793.tif 000023
【図８】
2010156793.tif 000024