CDソフトを制作する場合にはHDCDエンコードユニット内のA/D変換回路で変換された20bitデータを16bitに切り詰める必要があるが、HDCDでは人間の聴覚感度の低い16kHz以上の帯域にランダムノイズを集中させる“高域集中ディザ”を用いることによって、量子化語長を丸める際のグラニュラーディストーションを抑えた。A/D変換器が逐次比較マルチビット回路であり、量子化語長を丸める際には再量子化ノイズのパワースペクトラムを人間の聴覚感度に合わせて窪ませるノイズシェーピングは用いていないので、人間の耳では敏感な16kHzまでのノイズフロアは平坦とすることができた。オプションの機能である“ピークエクステンション”を用いると、+9dBまでの波形尖塔部をアナログテープレコーダーが有するソフトクリップ特性でコンプすることができる。HDCDエンコード信号を通常のD/A変換ユニットで再生すると、波形尖塔部はソフトクリップ特性のまま再生されるが、HDCD対応D/A変換回路で波形尖塔部を再生すると、非直線量子化で再生することによって元の+9dB波形が復活再生される。また、小さな信号レベルが連続する場合には“ローレベルエクステンド機能”を用いると音量嵩上げ回路が働き、一種のノイズリダクション効果によってシステムノイズを低く高S/Nで音楽を収録再生することができる。一部の説明では、「ピーク エクステンション モードの復元可能で柔軟な制限により、最大 6 db まで信号レベルを上げることで、解像度を高めている」という説明を行なっているが、解像度が高められているのではなく、非直線量子化によって鈍らせた波形尖塔部が元の尖塔波形に復元される。また、ピークエクステンションは、楽曲全体を通じての記録レベルが低めで、ごく短時間のレベルが高まる場合に用いられる。ローレベルエクステンドについても、音楽の傾向によっては向き不向きがあるので、この機能を用いたHDCD盤は極めて少ない。このため、この6dB増幅記録/減衰再生を1bit分の解像度向上として説明することは誤りである。「高度なシステムを使用して、CD でのエンコードに 4 ビット分をプラスする」という説明を行なっている場合があるが、これはHDCDは高域集中ディザを用いてCDの16bitとするという基本的な仕組みを理解していないために、上記のような誤解を生じ易い解説をしていると思われる。これらのHDCD回路動作判別は、隠しコマンド化されてディザ信号の中に記録されている。この隠しコードをHDCDデコード回路で検出することで16bit直線量子化の範囲を超えたダイナミックレンジを確保することができるわけである。HDCDエンコードされたCDの44.1kHz16bit符号をリッピングし、そのデジタル音楽信号をそのままコピーしても判別信号は消失しないが、音量や音質を調整したり標本化周波数を変換すると隠しコードは消失する。
まず、アナログ信号は、4倍オーバーサンプリング・マルチビット逐次比較型A/D変換回路で20bit176.4kHzでデジタル符号化される。 その後標本化周波数は1/2の88.2kHzに間引かれた後で1/4の44.1kHzにデシメーションされる。デシメーション回路ICは20bitだが、インターフェースは24bitに対応している。現在主流の⊿∑変調器を用いた高速標本化低bitA/D変換回路に比較するとノイズフロアが平坦なので、どのようなパワースペクトル密度を有する楽曲でも“キャラクター”が付くことなく自然な音質で収録できるという利点がある。しかし、4倍という低速な標本化周波数であるためにLPFは急峻な減衰特性を要求されるという弱点があるが、この課題に関してHDCDはLPF次数を可変させる回路で対処した。常時入力信号の高域特性を監視し、高域信号が弱い場合にはLPF次数を短くし、減衰特性は比較的緩やかな特性とする。パルシブな信号が入力された時は急峻なLPFが挿入される。コンサートホールで収録するクラシック音楽などでは、元々のアナログ信号の高域エネルギーは小さいので、常時急峻なフィルターを挿入する必要は無いと考えた訳である。
粒子線とは、光子を除く放射線のなかでも電子より重いものをいい、π⁻中間子、陽子線、重粒子線などが含まれる。このうち重粒子線は、ヘリウム原子より重いものと定義されている。X線（γ線）、電子線、中性子線を用いる場合は、表面付近の吸収線量が最も大きく、深さとともに減衰するのに対し、陽子線や重粒子線では、表面付近の吸収線量が小さく、粒子の飛程の終端で最も付与する線量が大きくなるという特徴があり、この線量のピークをブラッグピーク(Bragg peak)という。陽子線ではブラッグピーク以深にはほとんど線量を与えないが、重荷電粒子の場合には、核破砕現象によりブラッグピーク以深にも線量寄与が存在し、これをフラグメンテーションテール(Fragmentation Tail)という。なお、核破砕に伴って放射性同位体が生成され、PET(Positron Emission Tomography)検査で観察することができる。また、陽子線と比較して、質量の大きい重粒子線は、物質内での散乱が小さく、腫瘍組織とその周辺の正常組織に対する線量のコントラストを高めることによる物理学的効果に加え、同じ物理線量の陽子線やその他の放射線と比べると、重粒子線の線エネルギー付与（linear energy transfer: LET）が高く、生物学的効果比(relative biological effectiveness: RBE)（細胞に対する影響）が大きいという特徴がある。この特徴から、脊索腫や直腸癌の局所再発などの通常のX線照射で制御が困難な腫瘍に対しての効果が期待されている。上記の優れた特性から、メスを入れずに、腫瘍組織に選択的に線量を投与できる一方で、近接する正常組織への被曝を抑えることが可能であり、機能・形態の温存や、有害事象の低減が期待される。治療のための照射回数を減らす（寡分割照射）ことができ、早期社会復帰が可能となる、といったクオリティ・オブ・ライフ（生活の質）の面からの長所がある。治療用重粒子線は加速器を用い、重粒子を最大で光のおよそ70%のスピードに加速して体の外から照射し、2、3分で終了する。重粒子線が照射されている間に、痛みや熱感などを感じることはない。照射回数は、それぞれのプロトコールによってきめられている。従来の重粒子線がん治療装置では固定照射装置が標準だったが、患者の負担を軽減し、最適な方向から腫瘍に重粒子線を照射するために360°任意の方向から照射できる装置が必要で回転ガントリーに搭載可能な超伝導電磁石が開発され、これにより普及可能なサイズ(直径11m、長さ13m)の陽子線ガントリーが実現して、3次元スキャニング照射装置とX線呼吸同期装置を搭載することによって、腫瘍周辺の動きを直接観察し、腫瘍に対する正確な照射ができるようになった。