JPH02202267A - 符号化装置及び符号化方法 - Google Patents

符号化装置及び符号化方法

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JPH02202267A
JPH02202267A JP1021672A JP2167289A JPH02202267A JP H02202267 A JPH02202267 A JP H02202267A JP 1021672 A JP1021672 A JP 1021672A JP 2167289 A JP2167289 A JP 2167289A JP H02202267 A JPH02202267 A JP H02202267A
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茂徳 木野
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    • H03M7/4006—Conversion to or from arithmetic code

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は画像情報などの符号化に関するものである。
〔従来の技術〕
マルコフ情報源の符号化についてはシンボル系列を数直
線上で０．０から１．０迄の間に写像しその座標を例え
ば２迄表示したものを符号語として符号化する数直線表
示符号化方式が知られている。
第２図はその概念図であり、簡単のために２値情報源と
しシンボル°１°の出現確率をｒ、°０゛の出現確率を
１１とした無記憶情報源を示している。
出力系列長を３とすると、右端のＣ（０００）〜Ｃ（１
１１）のそれぞれの座標を２進表示し、区別のつく桁迄
で打切ってそれぞれの符号語とすれば受信側では送信側
と同様の過程を終ることにより復号が可能である。
このような系列では第１時点でのシンボル系列のマツピ
ング範囲Ａｉ、その小さい方の座標Ｃｉは出力シンボル
ａｉが０の時（優勢シンボル：以下ＭＰＳという） Ａｉ　＝（１−ｒ）Ａｉ　Ｉ Ｃ１＝Ｃｉ−１ 出力シンボルａｉが１の時（劣勢シンボル：以下ＬＰＳ
という） Ａｉ＝ｒＡｉ−１ Ｃｉ　＝ＣＢ−１＋　（］ゴ）／Ｊ−１となる。
また、Ａｎ　ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂａｓ
ｉｃ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆｔｈｅ　Ｑ　−Ｃｏ
ｄｅｒ　ａｄａｐｔｉｖｅｂｉｎａｒｙ　ａｒｉｔｈｍ
ｅｔｉｃ　ｃｏｄｅｒ　（ＩＢＭｊｏｕｎａｌ　ｏｆ　
Ｒｅ５ｅｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｖ
ＯＬ、３２　Ｎｏ、　６ＮＯＶ、１９８８　　）に記載
されているように、掛算等の演算回数を減らすために、
ｒＡ　ｉ−１を必ずしも演算せずに、複数個の固定値を
用意しその中からある値を選択することが考えられてい
る。
すなわち、前述の式のｒＡｉ−１をＳとおくと３４＝＋
１の時 Ａｉ＝ＡＨ−１−５ Ｃｉ＝Ｃｉ−１ ｂｉ＝１の時 Ａｉ＝Ｓ Ｃｉ　＝　Ｃｉ　−１＋　（Ａｉ　−Ｉ　　Ｓ　）とな
る。
ただし、この場合Ａ１−１は遂次小さ（なってゆくので
Ｓも遂次小さくする必要があり、演算精度を保つために
Ａ１−１　　を２のべき乗倍する（以下正規化するとい
う）ことが必要となり、実際の符号語では、上記固定値
は常に同じであるものとし、演算時に２のべき乗分の１
（即ち２進数のシフト）することで処理している。
〔発明が解決しようとする課題〕
さて、上記したようにＳとして一定値を用いると特にＳ
が太き（、正規化されたＡｌ−１が相対的に小さいとき
には問題があった。
以下にその例を示す。Ａ１−１が０．５を若干越えてい
たとするとａｌがＭＰＳの時のＡｉは極めて小さくなり
ａｉがＬＰＳの時のＡｉよりはるかに小さ（なる。
即ち本来ＭＰＳの方の出現確率の方が高いにもか−わら
ずＭＰＳに割り当てられる領域がり、ＰＳに割り当てら
れる領域より小さ（なるわけでありこれは符号化効率の
低下につながる。仮に必ずＭＰＳに割り当てられる領域
がＬＰＳに割り当てられる領域より大であるようにする
とＡｉ−ｔ＞０．５よりＳは０．２５以下とする必要が
生じる。従ってＡｉ　　ｌがｉ、　ｏの時はｒ　＝　０
．２５となり、Ａｌ−１が０．５に近い時はｒ＝０．５
となるため、結局、符号化の上ではＬＰＳの出現比率が
１／４から１／２の間で変動すると考えていることにな
りこの変動幅を少な（できれば出現比率に応じた領域割
当ができ符号化効率の向上が期待できる。本発明は上記
のような問題点を解消するためになされたもので特にＬ
ＰＳ　（劣勢シンボル）の出現比率が１／２に近い場合
に効率向上が著しい。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は優勢シンボルに与えられ範囲が正規化数直線
上で０．５を下回る場合には優勢シンボルの割当範囲が
０．５を下回る分についてその半分を劣勢シンボルの範
囲から優勢シンボルの範囲に移すことにより劣勢シンボ
ルの出現比率に即した符号化を行えるようにしたもので
ある。
〔作用〕
この発明にわける上記の手段はＳ　８　Ａ１−１の値に
よっては若干変化させることにより逆にｒを安定させ劣
勢シンボルの出現比率に応じた符号化を行なわせる。特
にｒが１／２の時は本発明によりＡ１−１によらず常に
１／２とみなした符号化が行なえ高い効率が期待できる
。
〔発明の実施例〕
第１図はこの発明の一実施例を示すものである。
（１）は加算器であり直前のオフセット演算部（３）の
出力に、入力されるＳの値を加えてＬＰＳの上位アドレ
スを算出する。この値を０．５と比較するのが（２）の
比較器である。もし０．５以下であり発生シンボルが優
勢シンボル（ＭＰＳ）であれば（３）のオフセット演算
部の処理は上記Ｓの加算でとどまる。同様に（２）の比
較器で０．５以下と判断され、発生シンボルが劣勢シン
ボル（ＬＰＳ）であれば（４）でベース演算を行いベー
ス座標を符号として出力する。またＳの値から正規化す
る（有効範囲ヲ０．５〜１．０　にする）ために必要な
倍数（２”倍）を求めそれをシフト桁数として出力する
のが（５）のシフト桁数演算部である。
次に（２）の比較器で０．５　（１０進）をこえると判
断された時は（６）のＬＰＳ上位アドレス補正器でＬＰ
Ｓの上位アドレスが補正されＭＰＳ或はＬＰＳであるか
に基いて（４）でベース演算、（６）でシフト桁数演算
を行い、ベース座標とシフト桁数を出力する。尚、出力
°された符号語は加算レジスタにおいて加算されて符号
語となる。またシフト桁数は次に出力される符号語を加
える位置を同相シフトするかを示している。上記の処理
をより正確に表現するために第３図及び第４図に符号化
と復号化のフローチャートを掲げる。いずれもＳを１／
２のべき乗に選んだ場ｆｒを示している。
次に具体的な符号化例を示す。第５図で座標は２進表示
されているとするＳはｌ／８もしくは１／４とする。マ
ルコフ情報源でマルコフ状態から量初Ｓ＝１／８が知ら
れているとする。この時、０００から、００１に１　（
ＬＰＳ）がわりあてられ、００１から１．０００にｏ（
ＭＰＳ）がわりあてられる。さて０シンボルが発生した
とすると、００１から１　、（１００に範囲が限定され
る。この時オフセットは、００１となる。次のシンボル
についてはｌの出現確率からＳ＝１／４を用いることが
送受信共に知られているで、００１から、０１１に１が
割りあてられる。ここで０が出現すると数直線の範囲は
、０１１か６１．０００に変化する。次にＳ＝１／４と
するとＬＰＳの割当範囲の上限が、０１１　＋　、ｎｌ
＝、１０１で１１．１（１０進で０．５）をこえるので
ｏ、１をこえた分を半分にする補正を行うと、１（１０
１となる。ここでＬＰＳが出現しておりＬＰＳの領域の
大きさは、１００１−００１１＝、００１１であるので
次に２２倍すれば（１，１（１０進で（’１．５　）　
（？こえる。
従ってシフト桁数は２となる。ベースは、１００１−．
０１　＝　、０１０１でありこの値を符号語として出す
。新しいオフセットは、０１１−１（１１０１＝　、０
（１０１を２桁シフトするので０．０１となる。次にＳ
＝１／８として、０１＋　、＋１０１　＝　、０１１が
０と１の境めとなる。ここで０が発生するとオフセット
は、Ｏｌｌに上がる。ここでＳ＝−とすると、０１１＋
、０１．：０．１０１）ｒｌ、１で０．１．をこえるの
で０．１をこえた分を半分にすると、１（１０１となる
。シンボルが０であると０の領域は０．１　を割るので
ベース値、１０００に対応する１０００を符号４語出力
として出して２倍に正規化する必要がある。
、１０００がベースなので新しいオフセットは（０，１
００１−０，１）の２１倍で０．（１（１１となる。次
の状態はＳ＝　−でありＭＰＳが出現したとするとオフ
セットは０．（１０１＋０．００１　＝ｎ、（１１０と
なる。更に次の状態はＳ＝−とすると１（ＬＰＳ）が出
現すればオフセット値、０１００が符号語として出力さ
れる。
最終的な符号語としては以上用された符号語とシフト桁
をもとに演算されたものとなる。（第５図下に示す） なおＳの値としては１／２　、１／４　、１／８など１
／２のべき乗となる値のセットから選択するようにする
とＭＰＳの割当領域が正規化数直線上で０．５を下回る
場合の修正によりＳの値が変動しても正規化のための２
のべき乗倍数は不変であるので都合が良い。
さて、上記した方式に従い・Ｏ（ＭＰＳ）と１（ＬＰＳ
）に領域を与えるとＳの値とＳが決まった時のＬＰＳの
想定出現比率ｒの関係は また　Ｓ＝１／４なら１≦　＜１である一方従米通りＳ
を固定とするとＬＰＳの想定出現比率ｒは Ｓ：＝１ならＳ　”　ｒ　＜　１ Ｓ＝１なら１　＜　ｒ〈１となる 即ちｒの変動範囲は従来方式の方が大きいため本提案方
式の方が効率が良いこととなる。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば数直線符号化に於いてＬ
ＰＳに割当てられる領域をよりＬＰＳの出現確率に応じ
て選択できるためより効率の良い符号化を実現できる効
果がある。
なお、多値情報源はツリー展開により容易に２値情報源
に変換できるので、本発明が多値情報源に適用できるこ
とはいう迄もない。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例による符号化装置を示す図
、第２図は数直線符号化の概念を示す従来図、第３図は
本発明の一実施例における符号化フローチャート図、第
４図は本発明の一実施例にわける復号化フローチャート
、第５図は本発明の一実施例にどける動作例である。 （１）は加算器でありＬＰＳの上位アドレスを算出する
。（２１は（１）で求めたＬＰＳの上位アドレスが０．
５（１０進）をこえているかを判定する比較器、（３）
はオフセット演算装置、（４月よベース演算装置、（旬
はシフト桁数演算装置、（６目よＬＰＳの上位アドレス
補正装置である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）２値マルコフ情報源の符号化にあたり情報源の出
    力シンボル系列を数直線上のある範囲に対応させ、その
    数直線上の位置情報を２進表現した値を用いて送信する
    ことにより符号化圧縮を実現する符号化方式において、
    各マルコフ状態毎に劣勢シンボル（より出現度の低いシ
    ンボル）の値を記憶する手段、各状態の劣勢シンボルの
    出現確率或はそれに対応する指標を一定精度で記憶する
    手段、数直線上での有効範囲が数直線範囲の１／２以下
    になるたびに当該有効範囲を含む数直線上の範囲を２の
    べき乗倍に拡大した上で演算することで常に等価的に必
    要演算精度を保つ正規化処理を行う手段、劣勢シンボル
    には通常はその出現確率をもとに一定範囲Ｓを与え、優
    勢シンボル（出現頻度の高い方のシンボル）にはその残
    る範囲を与えるが優勢シンボルに与えられる範囲が、正
    規化数直線上で０．５を下回る場合には優勢シンボルの
    割当範囲が０．５を下回る分についてその半分を劣勢シ
    ンボルの範囲から優勢シンボルの範囲に移すことを特徴
    とする符号化方式。
  2. （２）劣勢シンボルに与える一定範囲Ｓを１／２のべき
    乗に制限したもののセットから選択することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の符号化方式。
  3. （３）正規化後の有効範囲が、１／２以上１以下となる
    ため、１に満たない部分をオフセットとし、下限からオ
    フセットを引いたベース位置を算出し正規化前にベース
    位置を符号化し、正規化後のオフセット情報を演算する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の符号化方
    式。
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