DE69224546T2

DE69224546T2 - Kodier- und Dekodiereinrichtungen

Info

Publication number: DE69224546T2
Application number: DE69224546T
Authority: DE
Inventors: Yukiyasu Kawahata; Tomohiro Kimura; Makoto Matsumoto; Fumitaka Ono; Takayoshi Semasa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1992-04-23
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2012-04-24
Also published as: EP0510627B1; EP0510627A3; US5313204A; EP0510627A2; DE69224546D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Codier- und Decodiervorrichtungen und insbesondere auf Codier- und Decodiervorrichtungen, die für ein Faximilegerät verwendet werden, um Bildinformation und ähnliches zu codieren und decodieren.

Beschreibung des Standes der Technik

Für das Codieren einer Markov-Quelle wie beispielsweise einer Bildinformation wurde kürzlich ein Verfahren aufgegriffen zur Vorhersage eines Zeichens, das noch nicht codiert wurde, aufgrund des Wertes eines codierten Zeichens. Dieses besteht aus einem Verfahren zur Vorhersage der Zeichen, die die Objekte der augenblicklichen Codierung sind, aus den Werten von Referenzzeichen, die bereits codiert wurden, in der Ausgangszeichenliste einer Informationsquelle wobei die Vorhersagefehlersignale in mehrere Gruppen eingeteilt werden, gemäß der Prozentzahl von genauen Vorhersagen, die den Werten der Referenzsymbole entsprechen, und zur geeigneten Codierung der Vorhersagefehlersignale in den entsprechenden Gruppen.
Im folgenden wird die Erzeugung der Vorhersagefehlersignale als "Vorhersageumwandlung", die Klassifikation der Vorhersagefehlersignale in mehrere Gruppen "Integration" und die Identifikationsdaten der Gruppe, nämlich der Index, der die Prozentzahl von genauen Vorhersagen anzeigt, als "Grad" bezeichnet werden. Die Vorhersagefehlersignale, die codiert werden sollen, werden als "Vorhersagefehlerzeichen" bezeichnet. Die Werte der Vielzahl von Referenzzeichen werden als "Referenzzeichenmuster" bezeichnet.
Als ein Verfahren zur Vorhersageumwandlung und der Auswahl des Grades ist ein adaptives Verarbeitungsverfahren veröffentlicht (Japanische Patentanmeldung JP-A-2 305 225), das mit einer lokalen Änderung der statistischen Natur einer Informationsquelle umgehen kann.
Bezüglich des Verfahrens zur Codierung der Vorhersagefehlerzeichen ist ein arithmetisches Codierungsverfahren vom Subtraktionstyp offenbart, beispielsweise in "Ein Überblick über die grundlegenden Prinzipien des Q-Codierer Adaptiv-Binären Arithmetischen Codieres" (IBM, Journal of Research and Development. Band 32, Nr. 6, November 1988) und in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. JP-A-2-202267. Dieses Verfahren ist eine Art Codierungsverfahren mit Zahlengeradendarstellungen, bei dem eine Zeichenliste auf einen Zahlenstrahl zwischen 0,0 und 1,0 abgebildet wird und die Koordinaten als Zeichenwörter codiert werden. Das arithmetische Codierverfahren vom Subtraktionstyp ist durch die Tatsache gekennzeichnet, daß, wenn die Zahlengerade in Übereinstimmung mit den erzeugten Zeichen geteilt wird, um die Koordinaten der Teilungen als Zeichenwörter zu verwenden, die Teilung der Zahlengeraden nur durch Addition und Subtraktion ausgeführt wird.
Ein Beispiel eines herkömmlichen Verfahrens der Vorhersageumwandlung, Integration und Codierung wird unter Bezug auf Fig. 25 erläutert werden. Um die Erklärung leicht verständlich zu machen, wird hier angenommen, daß die Informationsquelle aus binären Bildsignalen besteht, daß die Referenzzeichen die zwölf Bildpunkte in der Nachbarschaft des zu codierenden Bildpunktes in Fig. 26, Band 32, sind und daß die Anzahl von Integrationen (d.h. die Zahl der Gruppen) sechzehn beträgt. Mit anderen Worten, es wird angenommen, daß bereits zwölf Bildpunkte codiert wurden und daß ein dreizehnter Bildpunkt jetzt codiert wird.
In Fig. 25 werden Referenzzeichen aus der Liste von Informationsquellenzeichen 101 durch einen Referenzzeichengenerator 1 ausgewählt und wiedergewonnen. In diesem Beispiel werden die codierten zwölf Informationsquellenzeichen als ein Referenzquellenzeichenmuster 102 ausgegeben. Ein Speicher für Grade und vorhergesagte Werte 2 gibt den vorhergesagten Wert 104 und den Grad 103 des Zeichens, das das Objekt des augenblicklichen Codiervorganges ist (dieses Zeichen wird im folgenden als "das Zeichen, das codiert wird" bezeichnet), in Übereinstimmung mit dem Referenzzeichenmuster 102 aus. Eine Vorhersageumwandlungsvorrichtung 3 erzeugt ein Vorhersagefehlerzeichen 105 aufgrund des Wertes des Zeichens, das codiert wird, und des vorhergesagten Wertes 104. Eine Bereichbreitentabelle 4 wandelt den Grad 103 in ein Bereichsbreitensignal 106 um, das den Bereich bestimmt, der für den arithmetischen Code zugelassen ist. Ein arithmetischer Codierer 5 codiert das Vorhersagefehlerzeichen 105 in Übereinstimmung mit dem Bereichsbreitensignal 106 und gibt eine Zeichenbitliste 107 aus. Eine Steuervorrichtung 6 für Grade und vorhergesagte Werte steuert die Lese- und Aktualisierungsvorgänge des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte aufgrund des Vorhersagefehlerzeichens 105.
Da die Anzahl der Referenzzeichen 12 beträgt, benötigt der Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte 2¹² Tabelleneinträge für Grade und vorhergesagte Werte, wie in Fig. 27 gezeigt. Da die Zahl der Gruppen für die Integration 16 beträgt, nimmt der Grad einen Wert zwischen 1 und 16 an, um die Gruppe zu identifizieren. Es wird hier angenommen, daß je höher der Grad ist, desto höher die Prozentzahl von genauen Vorhersagen ist.
Der Betrieb des in Fig. 25 gezeigten herkömmlichen Vorganges wird jetzt erläutert werden. Wenn das Informationszeichen 101 (Bildsignal) von der Informationsquelle (nicht gezeigt) erzeugt wird, speichert der Referenzzeichengenerator 1 die Liste des Symbols 101 und wählt die Signale der letzten zwölf codierten Pixel aus und gibt diese als das Referenzzeichenmuster 102 wie in Fig. 26 gezeigt aus. Der Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte gibt den vorhergesagten Wert 104 und den Grad 103 des Zeichens, das codiert wird, aus der in Fig. 27 gezeigten Tabelle aufgrund des Referenzzeichenmusters 102 aus. Die Information des Grades 103 wird in das Bereichsweitensignal 106 durch die in Fig. 28 gezeigte Bereichsbreitentabelle 4 umgewandelt.
Die Vorhersageumwandlungsvorrichtung 3 erzeugt das EXKLUSIVE ODER des Zeichens 101, das codiert wird, in der Informationsquellenzeichenliste und des vorhergesagten Wertes 104 und erzeugt das Vorhersagefehlerzeichen 105. Das Vorhersagefehlerzeichen 105 ist ein MPS (Wahrscheinlicheres Zeichen), wenn die Vorhersage genau ist, und ein LPS (Geringer wahrscheinliches Zeichen), wenn die Vorhersage falsch ist. Da das Zeichen, das codiert wird, ein binäres Bildsignal ist und das MPS auf "0" und das LPS auf "1" eingestellt ist, wird bei diesem Beispiel ein EX- ODER-Gatter als Vorhersageumwandlungsvorrichtung 3 verwendet, so daß "0" (MPS) ausgegeben wird, wenn die Vorhersage genau ist, und "1" (LPS) ausgegeben wird, wenn die Vorhersage falsch ist.
Der arithmetische Codierer 5 bildet das Vorhersagefehlerzeichen 105 auf die Zahlengerade aufgrund des Bereichsbreitensignals 106 ab, wodurch die Codierung ausgeführt wird.
Wenn ein i-tes Zeichen als a&sub1; in der Vorhersagefehlerzeichenliste dargestellt wird und der Abbildungsbereich (zur Verfügung gestellter Bereich) des LPS durch S dargestellt wird (zugeordneter fester Wert für jede Ordnung) werden der Abbildungsbereich (wirksamer Bereich) Ai der Zeichenliste und die Koordinate Cj seiner unteren Grenze bei dem i-ten Punkt wie folgt aktualisiert, wenn der MPS-Bereich unterhalb des Abbildungsbereiches (wirksamen Bereiches) Ai verwendet wird:
Wenn das Zeichen ai ein MPS ist,
Ai = Ai-1 - S
Ci = Ci-1
Wenn das Symbol ai ein LPS ist,
Ai = S
Ci = Ci-1 + (Ai-1 - S).
Wenn der wirksame Bereich Ai nicht mehr als 1/2 beträgt, wird Ai mit einer m-ten Potenz von 2 multipliziert, um die Genauigkeit zu vergrößern. Zu diesem Zeitpunkt wird der Überlaufteil (der Teil oberhalb des Dezimalpunktes) der Koordinate Cj als eine Vorzeichenbitliste ausgegeben. Der Vorgang der Multiplikation des effektiven Bereiches Ai durch eine m-te Potenz von 2 wird im folgenden als "Normalisierung" bezeichnet, die Normalisierung wird wie folgt dargestellt:
Aktualisiertes Ai = Ai * 2m (1/2 < aktualisiertes Ai ≤ 1)
Aktualisiertes Ci = Ci * 2m
Für die arithmetische Codierung ist es bekannt, daß eine Codierung mit hoher Effizienz realisiert wird, die sehr nahe bei der Entropie der Informationsquelle liegt, durch Einstellung des Abbildungsbereiches (zur Verfügung gestellter Bereiche) S auf die Wahrscheinlichkeit des Auftretens (= Vorhersagefehlerwahrscheinlichkeit) des LPS. Dadurch wird eine arithmetische Codierung mit hoher Wirksamkeit ermöglicht durch die obenbeschriebene Verarbeitung, wenn der S-Wert im Voraus so eingestellt wird, daß er für die Prozentzahl von genauen Vorhersagen, die dem Grad entspricht, geeignet ist.
Fig. 28 zeigt ein Beispiel der Entsprechung von Grad und Bereichsbreite. Jeder Wert in der Tabelle wird durch Multiplikation des Wertes in der obenbeschriebenen Formel mit 2¹&sup6; erhalten.
Die adaptive Verarbeitung der Vorhersage und Integration wird jetzt beschrieben werden.
Die Steuervorrichtung 6 für Grade und vorhergesagte Werte zählt die Anzahl der aufeinanderfolgenden MPS und LPS in der Liste der Vorhersagefehler zeichen 105. Man kann sich überlegen, daß die Vorhersage genauer ist, wenn k MPS erfaßt wurden, und daß die Vorhersage eine hohe Wahrscheinlichkeit besitzt, falsch zu sein, wenn l LPS erfaßt wurden. Daher wird der Inhalt des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte in den folgenden Schritten in den entsprechenden Fällen aktualisiert. Die Werte k und l werden in der Steuervorrichtung 6 für Grade und vorhergesagte Werte im voraus in Übereinstimmung mit jedem Grad eingestellt.
Dies bedeutet, wenn l LPS erfaßt wurden, daß die Vorhersage in dem Referenzzeichenmuster 102 falsch ist.
In diesem Falle zieht der Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte 1 von dem Grad ab, der zu diesem Zeitpunkt dem Referenzzeichenmuster 102 entspricht. Dieser Vorgang wird durchgeführt, um den Grad und vorhergesagten Wert an die Informationsquelle des Zeichens anzupassen, das das Objekt des augenblicklichen Codiervorganges ist, durch Verringerung des Grades, der die Prozentzahl der genauen Vorhersagen anzeigt. Wenn der Grad auf dem niedrigsten Wert ist und eine weitere Subtraktion unmöglich ist, wird der vorhergesagte Wert invertiert. Durch diesen Vorgang wird der vorhergesagte Wert, der eine extrem niedrige Prozentzahl von genauen Vorhersagen aufweist, aktualisiert.
Wenn k MPS erfaßt wurden, bedeutet dies, daß die Vorhersage in dem Referenzzeichenmuster genau ist.
In diesem Falle fügt der Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte eine 1 zu dem Grad hinzu, der dem Referenzzeichenmuster 102 zu diesem Zeitpunkt entspricht. Dieser Vorgang wird ausgeführt, um den Grad und vorhergesagten Wert an die Informationsquelle des Zeichens anzupassen, das das Objekt des augenblicklichen Codiervorganges ist, durch Erhöhung des Grades, der die Prozentzahl der genauen Vorhersagen anzeigt. Wenn der Grad auf seinem höchsten Wert ist, wird keine Addition ausgeführt. Gemäß dieser Betriebsweise ist es möglich, die Bereichsbreite schmäler zu machen und die Menge an Ausgangssignalen von dem arithmetischen Codierer 5 zu unterdrücken indem der Grad erhöht wird, wenn die Vorhersage sehr genau ist. Auf diese Weise aktualisiert die Steuervorrichtung 6 für Grade und vorhergesagte Werte den Inhalt des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte in Übereinstimmung mit der statistischen Natur der Informationsquelle und es wird die arithmetische Codierung mit einer hohen Codiereffizienz realisiert.
Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung wird ein universelles RAM in dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte benötigt, da eine große Kapazität (in diesem Beispiel 2¹² x 5 Bits) erforderlich ist. Bei der arithmetischen Codierung aufgrund eines Markov-Modelles wird die Erzeugung des Referenzzeichenmusters 102, die Wiedergewinnung aus dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte und die Berechnung des Bereiches auf der Zahlengerade für jedes Zeichen durchgeführt, wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist. Da bei einem Standardfaksimilegerät beispielsweise Bildinformation mit einer Auflösung von 8 horizontalen Bildelementen/mm und 7,7 vertikalen Linien/mm codiert wird, werden etwa 1,3 Sekunden benötigt, um die Bildinformation in einer Kopie mit A4-Größe zu codieren. Das heißt, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit der herkömmlichen Vorrichtung aufgrund eines Markov-Modelis viel niedriger ist als diejenige einer Codier- oder Decodiervorrichtung aufgrund eines anderen Codiersystems wie beispielsweise einem MMR-Codiersystems.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung die obenbeschriebenen Probleme im Stand der Technik zu beseitigen und Codier- und Decodiervorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die mit einem Speicher für Grade und vorhergesagte Werte ausgestattet sind, der fähig ist, auf vorbestimmte besondere Referenzzeichenmuster mit einer hohen Geschwindigkeit zuzugreifen, wobei eine wesentliche Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht wird.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Probleme im Stand der Technik zu beseitigen und Codier- und Decodiervorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die fähig sind, die Tabelle für Grade und vorhergesagte Werte für ein Zeichen wiederzugewinnen, das das Ziel des nächsten Codiervorganges sein soll, parallel zu der Berechnung des Bereiches auf der Zahlengerade für das Zeichen als Objekt des laufenden Codiervorganges, wodurch weiterhin eine signifikante Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht wird.
Es ist noch ein weiters Ziel der vorliegenden Erfindung, die obenbeschriebenen Probleme im Stand der Technik zu beseitigen und Codier- und Decodiervorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die zur chargenweisen Verarbeitung der Berechnung des Bereiches auf der Zahlengeraden fähig sind, wenn aufeinanderfolgende Referenzzeichenmuster bestimmt werden, wodurch signifikant die Verarbeitungsgeschwindigkeit vergrößert wird.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine Codiervorrichtung und eine Decodiervorrichtung wie in Anspruch 1 bzw. 10 beschrieben, zur Verfügung gestellt. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf Ausführungsformen.
Die obigen und weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich werden aus der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Struktur einer Ausführungsform einer Codiervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der inneren Struktur eines arithmetischen Codierers in der Codiervorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 ist eine Zeittafel eines Beispiels des Betriebs der Codiervorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 4 ist eine Zeittafel eines weiteren Beispiels des Betriebs der Codiervorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm der Struktur einer Ausführungsform einer Decodiervorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm der inneren Struktur eines arithmetischen Decoders in der Decodiervorrichtung, die in Fig. 5 gezeigt ist;
Fig. 7 ist eine Zeittafel eines Beispiels des Betriebs der Decodiervorrichtung, die in Fig. 5 gezeigt ist;
Fig. 8 ist eine Zeittafel eines weiteren Beispiels des Betriebs der Decodiervorrichtung, die in Fig. 5 gezeigt ist;
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm der Struktur einer Ausführungsform einer Codiervorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm der inneren Struktur eines arithmetischen Codierers in der Codiervorrichtung, die in Fig. 9 gezeigt ist;
Fig. 11 ist eine Zeittafel eines Beispiels des Betriebs der Codiervorrichtung, die in Fig. 9 gezeigt ist;
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm der Struktur einer weiteren Ausführungsform einer Codiervorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm der Struktur einer Ausführungsform einer Decodiervorrichtung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm der inneren Struktur eines arithmetischen Decodierers in der Decodiervorrichtung, die in Fig. 13 gezeigt ist;
Fig. 15 ist eine Zeittafel eines Beispiels des Betriebs der Decodiervorrichtung, die in Fig. 13 gezeigt ist;
Fig. 16 ist ein Blockdiagramm der Struktur einer weiteren Ausführungsform einer Decodiervorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm der Struktur einer Ausführungsform einer Codiervorrichtung gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm der inneren Struktur eines arithmetischen Codierers in der Codiervorrichtung, die in Fig. 17 gezeigt ist;
Fig. 19 ist eine Zeittafel eines Beispiels des Betriebs der Codiervorrichtung, die in Fig. 17 gezeigt ist;
Fig. 20 ist eine Zeittafel eines weiteren Beispiels des Betriebs der Codiervorrichtung, die in Fig. 17 gezeigt ist;
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm der Struktur einer Ausführungsform einer Decodiervorrichtung gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 ist Blockdiagramm der inneren Struktur eines arithmetischen Decodierers in der Decodiervorrichtung, die in Fig. 21 gezeigt ist;
Fig. 23 ist eine Zeittafel eines Beispiels des Betriebs der Decodiervorrichtung, die in Fig. 21 gezeigt ist;
Fig. 24 ist eine Zeittafel eines weiteren Beispiels des Betriebs der Decodiervorrichtung, die in Fig. 21 gezeigt ist;
Fig. 25 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Codiervorrichtung;
Fig. 26 zeigt die Position der Referenzzeichen, die für die Codierung durch die Codiervorrichtung, die in Fig. 25 gezeigt ist, verwendet werden;
Fig. 27 zeigt den Inhalt einer Tabelle für Grade und vorhergesagte Werte in der Codiervorrichtung, die in Fig. 25 gezeigt ist; und
Fig. 28 zeigt den Inhalt einer Bereichsbreitentabelle in der Codiervorrichtung, die in Fig. 25 gezeigt ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsform 1

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Codiervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das charakteristische Merkmal der Codiervorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, verglichen mit der herkömmlichen Codiervorrichtung, die in Fig. 25 gezeigt ist, besteht darin, daß die erstere versehen ist mit einer Erfassungvorrichtung 7 zur Erfassung, ob oder ob nicht sämtliche zwölf Bildelemente des Referenzzeichenmusters 102, das in Fig. 26 gezeigt ist "0" (Weiße Pixel) sind, einem Register 8 für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte zur Speicherung des Grades und des vorhergesagten Wertes, wenn sämtliche 12 Bildelemente "0" sind und einer Auswahlvorrichtung 9 zur Umschaltung zwischen den Ausgängen des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte und den Ausgängen des Registers 8 und dem Aktualisierungssignal zu dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte und dem Aktualisierungssignal zu dem Register 8 für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der inneren Struktur des arithmetischen Codierers 5. In Fig. 2 ist der wirksame Bereich Ai auf der Zahlengeraden in einem A- Register 5a gespeichert und eine MPS-Bereichsbreite 117 wird durch ein Subtraktivelement 5b berechnet. Eine Koordinate 118 der unteren Grenze wird in einem C-Register 5c gespeichert. Der C-Registerwert 119 wird im Falle eines LPS durch einen Addierer 5d berechnet. Ein Vorzeichenregister 5e speichert vorübergehend ein Übertragsausgangssignal 120, das ein Überlauf(Ausschiebe-)Signal des c-Registers 5c ist, und führt einen Übertragungsvorgang zum Zeitpunkt der Aktualisierung des C-Registers 5c durch. Wenn der Inhalt der Vorzeichenbits, die in dem Vorzeichenregister 5e gespeichert sind, 8 aufeinanderfolgende "1" sind, fügt das Vorzeichenregister 5e eine "0" von unterhalb des letzten Bits ein, so daß der Einfluß der nachfolgenden Übertragungsvorgänge auf das eingefügte "0" oder spätere Bits begrenzt ist (diese Verarbeitung wird als "Bitfüllverarbeitung" im folgenden bezeichnet). Eine Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehungen steuert den Betrieb des arithmetischen Codierers 5.
Der Betrieb dieser Ausführungsform wird jetzt beschrieben werden.
Fign. 3 und 4 sind Zeittafeln von Beispielen der Betriebsweise dieser Ausführungsform. Um die Erklärung leicht verständlich zu machen, wird der Fall, in dem sämtliche Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "0" sind, und der Fall, in dem nicht alle Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "0" sind, getrennt erläutert werden.
In dem Falle, in dem nicht alle Pixel des Refe renzzeichenmusters 102 "0" sind, so wie in Fig. 3 gezeigt, wird, wenn ein Zeichen, das codiert wird, in die Codiervorrichtung als das Informationsquellenzeichen 101 eingegeben wird, das Referenzzeichenmuster 102 der zwölf Bildelemente, die bereits durch den Referenzzeichengenerator 1 wie in Fig. 26 gezeigt, verarbeitet wurden, ausgegeben und die Erfassungvorrichtung 7 erfaßt, daß nicht alle Pixel "0" sind. Die Auswahlvorrichtung 9 empfängt das Erfassungssignal 111 von der Erfassungsvorrichtung 7 und gibt den vorhergesagten Wert 113 in dem Referenzzeichenmuster aus, der aus dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte ausgelesen wird, an die Vorhersageumwandlungsvorrichtung 3 bzw. den Grad 111 des vorhergesagten Wertes 113 an die Bereichsbreitentabelle 4. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Zugriffszeit des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte 200 nsec, was zwei Perioden eines Systemtaktes von 10 MHz entspricht.
Das Gradsignal 112 wird in das Bereichsweitensignal 106, wie in Fig. 28 gezeigt, durch die Bereichsweitentabelle 4 umgewandelt. Es wird das exklusive ODER eines vorhergesagten Wertsignales 113 und des augenblicklichen Informationsquellenzeichens 101 durch die Vorhersageumwandlungsvorrichtung 3 berechnet, die ein EX-ODER-Gatter ist und es wird das Vorhersagefehlerzeichen 105 ausgegeben. Danach wird der wirksame Bereich Ai und die Koordinate Ci ihrer unteren Grenze berechnet und der Grad und der vorhergesagte Wert des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte wird wie folgt aktualisiert.
(1) Wenn es weder eine Normalisierung noch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird #1 in Fig. 3 ist), so werden die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze in einem Systemtakt ausgeführt.
(2) Wenn eine Normalisierung aber keine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes auftritt (wenn das Zeichen, das codiert wird # 2 in Fig. 3 ist)
so werden die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate C, der unteren Grenze mit Ausnahme der Normalisierung in einem Systemtakt ausgeführt und die Normalisierung wird in m Takten ausgeführt (wenn die Normalisierung einen Multiplikator von 2m benötigt).
(3) Wenn es keine Normalisierung gibt, jedoch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes (wenn das Zeichen, das codiert wird, # 3 in Fig. 3 ist)
werden die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Schranke in einem Systemtakt durchgeführt und danach wird der Inhalt des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte in zwei Systemtakten aktualisiert.
(4) Wenn sowohl Normalisierung als auch Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes auftreten (wenn das Zeichen, das codiert wird, #4 in Fig. 3 ist),
wird nachdem die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze mit Ausnahme der Normalisierung in einem Systemtakt durchgeführt wurden, die Normalisierung in m Takten ausgeführt (wenn die Normalisierung einen Multiplikator von 2m erfordert). Die Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes wird parallel zu der Normalisierung ausgeführt. Die Verarbeitung des nächsten Zeichens, das codiert wird, wird durchgeführt, nachdem sowohl die Normalisierung als auch die Aktualisierung des Inhalts des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte beendet sind.
Die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze einschließlich der Beurteilung des Vorhersagefehlersignales (LPS oder MPS) werden durch die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehungen des arithmetischen Codierers 5 aufgrund des Vorhersagefehlerzeichens 105 und eines MSB- Signales 116 gesteuert, das von dem A-Register 5a ausgegeben wird. Die Aktualisierung des Inhalts des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte wird durch die Steuervorrichtung 6 für Grade und vorhergesagte Werte gesteuert.
In dem Vorzeichenregister 5e wird die Übertragungsfunktion parallel zu den Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze mit Ausnahme der Normalisierung durchgeführt. Zum Zeitpunkt der Normalisierung wird das Übertragungsausgangssignal des achten und nachfolgender Bits als eine Vorzeichenbitliste 107 in Übereinstimmung mit der Verschiebeoperation des internen Registers ausgegeben. Wenn sämtliche 8 Bits des internen Registers "1" sind, wird ein Biteinschiebesignal 122 an die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehungen gegeben. Die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehungen setzt einen Normalisierungsverschiebetakt 121 aus und verschiebt ein Bit (es wird ein LSB-Einschiebesignal "0" ausgegeben) in dem internen Register innerhalb eines Systemtaktes.
Der Betrieb in dem Falle in dem sämtliche Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "0" sind, ist in Fig. 4 gezeigt. In diesem Falle werden die Ausgangssignale des Registers 8 für Grade und vorhergesagte Werte durch die Auswahlvorrichtung 9 als das Gradsignal 112 anstelle der Ausgangssignale des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte ausgewählt. Diese Verarbeitung ist charakteristisch für diese Ausführungsform. Da lediglich eine Verzögerung (nicht mehr als 10 nsec) in der Auswahlvorrichtung 9 bei dieser Verarbeitung berücksichtigt werden muß, wird ein besonderer Zyklus zum Lesen des Grades und des vorhergesagten Wertes vermieden. Zusätzlich genügt ein Systemtakt zur Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes.
Der Fall, daß sämtliche Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "0" sind, und der Fall, daß nicht sämtliche Pixel in dem Referenzzeichenmuster 102 "0" sind, wurden oben getrennt voneinander erklärt, beide Fälle sind jedoch bei der tatsächlichen Codierung eines Bildsignales vorhanden. Daher ist die Betriebszeitsteuerung für die Codiervorrichtung dieser Ausführungsform eine Kombination aus den Zeitsteuerungen für die entsprechenden Fälle, die in den Fign. 3 und 4 gezeigt wurden.
Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist, wird die Codierverarbeitungszeit T durch die folgende Formel ausgedrückt:
T = 200 * Na + 100 * (Na + Nb) + 100 * Nc + 100 * a (nsec)
wobei Na die Anzahl von Zeichen darstellt, wenn nicht sämtliche Pixel in dem Referenzzeichenmuster "0" sind, Nb die Anzahl von Zeichen, wenn sämtliche Pixel in dem Referenzzeichenmuster "0" sind, Nc die Anzahl von Vorzeichenbits, und a die Anzahl von Takten, die hinzugefügt werden müssen, wenn die Aktualisierungsverarbeitung nicht mit dem Ende der Normalisierungsverarbeitung beendet ist, oder die Anzahl von notwendigen Takten für die Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes, wenn es keine Normalisierungsverarbeitung gibt.
Die Verarbeitungszeit für die Codierung, die zur Codierung der Bildinformation in einer Kopie mit A4- Größe in einem Standardfaximilegerät bei einer Auflösung von acht horizontalen Pixeln/mm und 7,7 vertikalen Linien/mm benötigt wird, wird jetzt berechnet werden. Wenn angenommen wird, daß der Anteil des Falles in dem alle Pixel des Referenzzeichenmuster "0" ist, 2/3 beträgt und das Kompressionsverhältnis 30 beträgt,
Na = 1728 * 2376 * (1/3)
Nb = 1728 * 2376 * (2/3)
Nc = 1728 * 2376 * (1/30).
Die Verarbeitungszeit T für die Codierung beträgt etwa 0,7 sec. Da die Anzahl von Zeichen, die für die Aktualisierung der Grade und der vorhergesagten Werte benötigt werden, zwischen 1/50 und 1/200 aller Zeichen beträgt, ist in diesem Falle der Einfluß von a vernachlässigbar.
Im Gegensatz hierzu gilt in einer herkömmlichen Codiervorrichtung
Na = 1728 * 2376
Nb = 0
Nc = 1728 * 2376 * (1/30).
Die Verarbeitungszeit T zur Codierung beträgt etwa 1,25 sec. Man sieht, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Codierung bei der vorliegenden Erfindung stark erhöht ist.

Ausführungsform 2

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Decodiervorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist eine Decodiervorrichtung zum Decodieren einer Vorzeichenbitliste, die durch die Codiervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung codiert wurde. In Fig. 5 reproduziert ein arithmetischer Decodierer 10 das Vorhersagefehlerzeichen 105 aus der Zeichenbitliste 107 aufgrund des Bereichsbreitensignals 106. Eine Vorhersageumkehrvorrichtung 11 gibt das Informationsquellenzeichen 101 durch die exklusive ODER-Operation des Vorhersagefehlerzeichens 105 und des vorhergesagten Wertes 113 wieder. Die anderen Bereiche sind dieselben wie in der Ausführungform, die in Fig. 1 gezeigt wurde.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm der internen Struktur des arithmetischen Decodierers. Ein A-Register loa speichert den wirksamen Bereich Ai auf der Zahlengeraden. Ein Subtrahierer lob berechnet die MPS- Bereichsbreite 117 und ein C-Register loc speichert die Koordinate von deren unterer Grenze. Ein Subtrahierer bd berechnet den C-Registerwert 119 im Falle eines LPS. Ein Vorzeichenregister be speichert vorübergehend die Vorzeichenbitliste 107 und gibt das Bitsignal der ersten Zone des 9-Bit internen Registers an das C-Register 10c in Übereinstimmung mit dem Normalisierungschiebetakt 121. Wenn die 8 Bits, die in dem Zeichenregister 10e gespeichert sind, acht aufeinanderfolgende "1" sind, nimmt das Vorzeichenregister 10e ein Bit von der Vorzeichenbitliste 107 auf, um eine Addition zu dem letzten Bit des internen 9-Bit-Registers durchzuführen, wodurch das Bitfüllsignal beseitigt wird, das durch den arithmetischen Codierer 5, der in Fig. 1 gezeigt wurde, eingefügt wurde. Der Betrieb des arithmetischen Decodierers 10 wird durch eine Steuervorrichtung 10f für Zeitbeziehungen gesteuert.
Der Betrieb dieser Ausführungsform wird jetzt beschrieben werden. Ein arithmetischer Code wird durch die folgende Operation decodiert. Im folgenden wird angenommen, daß die relative Koordinate, die den Inhalt des C-Registers 10c darstellt, Ci ist und die Bereichsbreite des LPS an der Stelle des i-ten Vorhersagefehlerzeichens ai S ist.
Wenn Ci-1, < (Ai-1, - 5) ist, ist ai ein MPS und daher werden Ai und Ci wie folgt aktualisiert:
Ai = Ai-1, - S
Ci = Ci-1
Wenn Ci-1 ≥ (Ai-1 - S) ist, ist ai ein LPS und Ai und Ci werden wie folgt aktualisiert:
Ai = S
Ci = Ci-1 + (Ai-1, - S).
Wenn der wirksame Bereich Ai nicht mehr als 1/2 beträgt, wird Ai mit einer m-ten Potenz von 2 als Normalisierungsfunktion multipliziert, um die Genauigkeit zu vergrößern. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Übertragseingangssignal 123, das von dem Zeichenregister be ausgegeben wird, in das C-Register 10c von dem letzten Bit von Ci her eingegeben. Durch diesen Vorgang werden Ai und Ci wie folgt aktualisiert.
Aktualisiertes Ai = Ai * 2m (1/2 < aktualisiertes Ai ≤ 1)
Aktualisiertes Ci = Ci * 2m
Fign. 7 und 8 sind Zeittafeln von Beispielen des Betriebs dieser Ausführungsform. Fig. 7 zeigt eine Zeittafel im Falle, daß sämtliche Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "0" sind und Fig. 9 zeigt eine Zeittafel für den Fall, bei dem nicht alle Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "0" sind.
Die Erzeugung des Referenzzeichenmusters 102 und die Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes sind dieselben, wie bei der Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt wurde.
Bei der Erzeugung des Vorhersagefehlerzeichens ai und der Berechnung des wirksamen Bereiches Ai und der relativen Koordinate Ci werden zuerst Ci-1, und (Ai-1, -S) durch die Steuervorrichtung 10f für Zeitbeziehungen verglichen, um zu bestimmen, ob das Zeichen ai ein MPS oder ein LPS ist. Aufgrund des Ergebnisses dieses Vergleiches werden Ai und Ci berechnet und die Ergebnisse werden in dem A-Register 10a bzw. dem C-Register 10c gespeichert. Diese Abfolge der Verarbeitung wird in einem Systemtakt durchgeführt.
Wenn der wirksame Bereich Ai kleiner 1/2 als Ergebnis der Berechnung ist, wird die Normalisierungsverarbeitung in m Takten ausgeführt (wenn die Normalisierung einen Multiplikator von 2m erfordert), wie oben beschrieben. Wenn die 8 Bits, die in dem Vorzeichenregister 10e gespeichert sind, acht aufeinanderfolgende "1" sind, wird zu diesem Zeitpunkt der Normalisierungsschiebetakt 121 abgestellt und das Zeichenregister be nimmt ein Bit von der Vorzeichenbitliste 107 auf, so daß eine Hinzufügung bei dem letzten Bit des internen 9-Bit-Registers ausgeführt wird.
Die Verarbeitungszeit T für die Decodierung wird durch die folgende Formel auf dieselbe Weise wie die Verarbeitungszeit für die Codierung ausgedrückt:
T = 200 * Na + 100 * (Na + Nb) + 100 * Nc + 100 * a (nsec)
Folglich wird eine starke Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit auch durch diese Ausführungsform verglichen mit einer herkömmlichen Decodiervorrichtung erzielt.
Obwohl in dieser Ausführungsform ein besonderes Register verwendet wird, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit lediglich in dem Fall zu erhhen, in dem sämtliche Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "0" sind, kann weiterhin eine Vielzahl von besonderen Registern einschließlich einem besonderen Register für den Fall verwendet werden, in dem alle Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "1" sind.

Ausführungsform 3.1

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform einer Codier vorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Ein charakteristisches Merkmal der Codiervorrichtung, die in Fig. 9 gezeigt ist, verglichen mit der herkömmlichen Codiervorrichtung, die in Fig. 25 gezeigt ist, ist es, daß die Erfassungsvorrichtung 7 das Referenzzeichenmuster 102 beobachtet, das von dem Referenzzeichengenerator 1 ausgegeben wird, und beurteilt, ob oder ob nicht das Referenzzeichenmuster für das Zeichen, das codiert wird, mit dem Referenzzeichenmuster für das Zeichen, das das Objekt des vorhergehenden Codiervorgangs war, übereinstimmt. Ein weiteres charakteristisches Merkmal ist, daß ein Zwischenregister 8 für Grade und vorhergesagte Werte zur vorübergehenden Speicherung des Grades 103 und des vorhergesagten Wertes 104, die von dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben werden, verwendet wird. Das Register 8 zur vorübergehenden Speicherung von Graden und vorhergesagten Werten speichert temporär auch, wenn nötig, ein Aktualisierungssignal 108, das von der Steuervor richtung 6 für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben wird. Das ausgegebene Signal des Zwischenregisters 8 für Grade und vorhergesagte Werte wird in die Bereichsweitentabelle 4 und die Vorhersageumwand lungsvorrichtung 3 eingegeben.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm der internen Struktur des arithmetischen Codierers 5. In Fig. 10 speichert das A-Register 5a den wirksamen Bereich Ai auf der Zahlengerade und der Subtrahierer 5b berechnet die MPS-Bereichsbreite 117. Das C-Register 5c speichert die Koordinate 115 der unteren Grenze. Der Addierer 5d berechnet den C-Registerwert 119 im Falle eines LPS. Das Vorzeichenregister 5e speichert vorübergehend das Übertragsausgangssignal 120, das ein Überlauf(Ausschiebe-)Signal des C-Registers 5c ist, und für eine Übertragungsoperation zum Zeitpunkt der Erneuerung des C-Registers 5c aus. Wenn der Inhalt der Vorzeichenbits, die in dem Vorzeichenregister 5e gespeichert sind, acht aufeinanderfolgende "1" sind, fügt das Vorzeichenregister 5e "0" von unterhalb des letzten Bits ein, so daß der Einfluß der nachfolgenden Übertragsoperation begrenzt ist auf das eingefügte "0" oder nachfolgende Bits (diese Verarbeitung wird als "Bitfüllverarbeitung" im folgenden in derselben Weise wie in Ausführungsform 1 bezeichnet). Die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehungen steuert den Betrieb des arithmetischen Codierers 5.
Der Betrieb dieser Ausführungsform wird jetzt beschrieben werden.
Fig. 11 ist eine Zeittafel eines Beispiels des Betriebs dieser Ausführungsform Wenn ein Zeichen, das codiert wird, in die Codiervorrichtung als Informationsquellenzeichen 101 eingegeben wird, wird das Referenzzeichenmuster 102 der zwölf Bildelemente, die bereits durch den Referenzzeichengenerator 1 verarbeitet wurden, wie in Fig. 26 gezeigt, ausgegeben. Der Grad und der Vorhergesagte Wert in dem Referenzzeichenmuster werden aus dem Speicher 2 für Grade und Vorhergesagte Werte ausgelesen und in dem Zwischenregister 8 für Grade und Vorhergesagte Werte gespeichert.
Die Verarbeitung von der Erzeugung des Referenzzeichenmusters bis zur Speicherung des Grades und des Vorhergesagten Wertes in dem Register 8 zur vorübergehenden Speicherung von Graden und Vorhergesagten Werten wird in 100 nsec ausgeführt, was einer Periode eines 10 MHz-Systemtaktes entspricht.
Das Gradsignal 112, das von dem Zwischenregister 8 für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben wird, wird in das Bereichsbreitensignal 106, das in Fig. 28 gezeigt ist, durch die Bereichsbreitentabelle 4 umgewandelt. Das exklusive ODER des Vorhergesagten Wertesignales 113, das von dem Zwischenregister 8 für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben wird, und des augenblicklichen Informationsquellenzeichens 101 wird durch die Vorhersageumwandlungsvorrichtung 3 erhalten, die ein EX-ODER-Gatter ist, so daß das Vorhersagefehlerzeichen 105 erzeugt wird. Danach werden der wirksame Bereich Ai und die Koordinate Ci der unteren Grenze berechnet und der Grad und vorhergesagte Wert wie folgt aktualisiert.
(1) Wenn es weder eine Normalisierung noch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird, #1 in Fig. 11 ist),
werden die Berechnungen des effektiven Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze in einem Systemtakt ausgeführt.
(2) Wenn es eine Normalisierung gibt, jedoch keine Aktualisierung des Grades und des Vorhergesagten Wertes (wenn das Zeichen, das codiert wird, # 2 in Fig. 11 ist)
werden die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze mit Ausnahme der Normalisierung in einem Systemtakt durchgeführt und die Normalisierung wird in m Takten ausgeführt (wenn die Normalisierung einen Multiplikator von 2m erfordert).
(3) Wenn es keine Normalisierung gibt, aber eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes (wenn das Zeichen, das codiert wird, # 3 in Fig. 11 ist)
werden die Berechnungen des effektiven Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze in einem Systemtakt durchgeführt und danach der Inhalt des Speichers 2 für Grade und Vorhergesagte Werte in Zwei-Systemtakten aktualisiert.
(4) Wenn es sowohl eine Normalisierung als auch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird, # 4 in Fig. 11 ist)
wird nach den Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze mit Ausnahme der Normalisierung, die in einem Systemtakt ausgeführt werden, die Normalisierung in m Takten ausgeführt (wenn die Normalisierung einen Multiplikator von 2m benötigt). Die Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes wird parallel zu der Normalisierung durchgeführt. Die Verarbeitung des nächsten Zeichens, das codiert wird, wird ausgeführt, nachdem sowohl die Normalisierung als auch die Aktualisierung des Inhaltes des Speichers 2 für Grade und Vorhergesagte Werte beendet sind.
Die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze einschließlich der Beurteilung des Vorhersagefehlersignales (LPS oder MPS) werden durch die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehungen des arithmetischen Codierers 5 aufgrund des Vorhersagefehlersignales 105 und des MSB- Signales 116, das von dem A-Register Sa ausgegeben wird, gesteuert. Die Aktualisierung des Inhalts des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte wird durch die Steuervorrichtung 6 für Grade und Vorhergesagte Werte gesteuert.
In dem Vorzeichenregister 5e wird der Übertragsvorgang parallel zu den Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze mit Ausnahme der Normalisierung ausgeführt. Zum Zeitpunkt der Normalisierung wird das Übertragsausgangssignal des achten und der nachfolgenden Bits als eine Vorzeichenbitliste 107 in Übereinstimmung mit der Schiebeoperation des internen Registers ausgegeben. Wenn alle 8 Bits des internen Registers "1" sind, wird ein Bitfüllsignal 122 an die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehungen gegeben. Die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehungen setzt einen Normalisierungsschiebetakt 121 aus und verschiebt ein Bit (es wird ein LSB-Einschiebesignal "0" ausgegeben) in das interne Register in einem Systemtakt.
Der Vorgang des Lesens des Grades und des vorhergesagten Wertes von dem Speicher 2 für Grade und Vorhergesagte Werte und die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze werden herkömmlich seriell durchgeführt, da die Möglichkeit besteht, den Grad und den Vorhergesagten Wert danach zu aktualisieren. Im Gegensatz hierzu wird bei der vorliegenden Erfindung, da eine parallele Verarbeitung der Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze, für das Zeichen, das codiert wird, und der Vorgang des Lesens des Grades und des Vorhergesagten Wertes von dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte für das Zeichen, das das Objekt des nächsten Codiervorganges ist, möglich ist, eine starke Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit im Vergleich zu einer herkömmlichen Codiervorrichtung erzielt.
Insbesondere wird bei dieser Ausführungsform für Grade und vorhergesagte Werte neu verwendet. Wenn das Gradsignal und das Vorhergesagte Wertesignal des Zeichens, das codiert wird, aus dem Zwischenregister 8 für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben wird, wird der Grad und der Vorhergesagte Wert des Zeichens, das das Objekt des nächsten Codiervorganges ist, aus dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte in einem Systemtakt ausgelesen. Die nachfolgende Verarbeitung wird wie folgt ausgeführt.
(1) Wenn es weder eine Normalisierung noch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird, # 1 in Fig. 11 ist),
werden nach den Berechnungen des effektiven Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze die Berechnungen des Bereiches und der Koordinate des Zeichens, daß das Objekt des nächsten Codiervorganges ist, ausgeführt.
(2) Wenn es eine Normalisierung jedoch keine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird, # 2 in Fig. 11 ist)
werden nach der Beendigung der Normalisierung die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze des Zeichens, das das Objekt des nächsten Codiervorganges ist, ausgeführt.
(3) Wenn es keine Normalisierung jedoch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird, # 3 in Fig. 11 ist),
wird der Inhalt des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte aufgrund eines Aktualisierungsreferenzzeichenmusters 190 für das Zeichen, das codiert wird, aktualisiert und es wird das Aktualisierungssignal 108 von der Steuervorrichtung 6 für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben. Das Aktualisierungsreferenzzeichenmuster 190 wird durch Verzögerung des Referenzzeichenmusters 102 um ein Zeichen erzeugt und von der Erfassungsvorrichtung 7 ausgegeben. Wenn das Referenzzeichenmuster 102 (das Signal für das Zeichen, das das Objekt des nächsten Codiervorganges ist) mit dem Aktualisierungsreferenzzeichenrnusters 190 für das Zeichen, das codiert wird, übereinstimmt, wird der Inhalt des Zwischenregisters 8 für Grade und vorhergesagte Werte aufgrund des Erfassungsignales 111 aktualisiert. Die Aktualisierung des Inhalts wird in einem Systemtakt durchgeführt und danach werden die Berechnungen des Bereiches und der Koordinate des Zeichens, das das Objekt des nächsten Codiervorganges ist, ausgeführt.
(4) Wenn es sowohl eine Normalisierung als auch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird #4 in Fig. 11 ist)
werden der Grad und der vorhergesagte Wert auf dieselbe Weise wie im Falle (3) aktualisiert. Danach und nach der Beendigung der Normalisierung werden die Berechnungen des Bereiches und der Koordinate mit Ausnahme der Normalisierung durchgeführt.
Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist, wird die Verarbeitungszeit T der Codierung durch die folgende Formel ausgedrückt:
T = 100 + 100 * Na + 100 * Nc + 100 * a (nsec)
wobei Na die Anzahl der Zeichen, Nc die Anzahl der Vorzeichenbits und a die Anzahl von Takten, die für die Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes im Falle (3) benötigt werden, bezeichnen.
Die Verarbeitungszeit für die Codierung, die zur Codierung der Bildinformation in einer Kopie mit A4- Größe in einem Standardfaksimilegerät bei einer Auflösung von 8 horizontalen Pixeln/mm und 7,7 vertikalen Linien/mm benötigt wird, wird jetzt berechnet werden. Unter der Annahme, daß das Kompressionsverhältnis 30 beträgt,
Na = 1728 * 2376
Nc = 1728 * 2376 * (1/30).
Die Verarbeitungszeit T für die Codierung beträgt etwa 0,4 sec. Da in diesem Falle die Anzahl der Zeichen, die benötigt werden, um die Grade und die vorhergesagten Werte zu aktualisieren, zwischen etwa 1/50 und 1/200 aller Zeichen beträgt und der Fall (3) begrenzt ist auf den Fall, in dem das Ergebnis der Vorhersage ein MPS ist und es keine Normalisierung gibt, ist der Einfluß von a vernachlässigbar.
Im Gegensatz hierzu ist in einer herkömmlichen Codiervorrichtung
T = (100 + 100) * Na + 100 * Nc + 100 * a (nsec)
Wenn die Verarbeitungszeit T für die Codierung unter denselben Bedingungen berechnet wird, beträgt T etwa 0,8 sec. Es ist verständlich, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit für die Codierung bie der vorliegenden Erfindung stark erhöht ist.

Ausführungsform 3.2

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Codiervorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Ein charakteristisches Merkmal dieser Ausführungsform ist, daß ein Aktualisierungsregister für Grade und vorhergesagte Werte verwendet wird. Ein weiteres charakteristisches Merkmal besteht darin, daß eine Auswahlvorrichtung 21 zur Auswahl zwischen den Ausgangssignalen des Zwischenregisters 8 für Grade und vorhergesagte Werte zur Speicherung des Signals, das aus dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte ausgelesen wird, und den Ausgangssignalen des Aktualisierungsregisters 20 für Grade und vorhergesagte Werte verwendet wird.
Bei dieser Ausführungsform speichert das Zwischenregister 8 für Grade und vorhergesagte Werte lediglich das Signal, das aus dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte ausgelesen wird, und das Aktualisierungsregister 20 für Grade und vorhergesagte Werte speichert den Grad und vorhergesagten Wert nach adaptiver Verarbeitung (die aktualisierten Werte, wenn sie aktualisiert werden, und die ausgegebenen Werte der Auswahlvorrichtung 21, wenn sie nicht aktualisiert sind). Wenn die Erfassungsvorrichtung 7 erfaßt, daß das Referenzzeichenmuster für das Zeichen, das codiert wird mit dem Referenzzeichenmuster für das Zeichen, das das Objekt des vorhergehenden Codiervorganges war, übereinstimmt, wird durch die Auswahlvorrichtung 21 der Ausgang des Aktualisierungsregisters 20 für Grade und Vorhergesagte Werte in übereinstimmung mit dem Erfassungssignal 111 ausgewählt. Wenn andererseits das Referenzzeichenmuster für das Zeichen, das codiert wird, von dem Referenzzeichenmuster für das Zeichen, das das Objekt des vorhergehenden Codiervorganges war, verschieden ist, wird der Ausgang des Zwischenregisters 8 für Grade und Vorhergesagte Werte ausgewählt und die Bereichsbreite wird berechnet und die Vorhersage wird aufgrund dieses Ausgangssignales umgewandelt. Die weitere Verarbeitung ist diesselbe wie in der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform. Jedoch wird das Erfassungssignal 111 von der Erfassungsvorrichtung 7 im Vergleich zu der Ausführungsform, die in Fig. 9 gezeigt wurde, um ein Zeichen verzögert.

Ausführungsform 4.1

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Decodiervorrichtung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung. In Fig. 13 gibt ein arithmetischer Decodierer 30 das Vorhersagefehlerzeichen 105 aus der Vorzeichenbitliste 107 aufgrund des Bereichsbreitensignals 106 wieder. Eine Vorhersageumkehrvorrichtung 12, die ein EX-ODER-Gatter ist, gibt das Informationsquellenzeichen 101 durch die exklusive ODER-Operation des Vorhersagefehlerzeichens 105 und des Vorhergesagten Wertes 113 wieder. Der Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte nimmt das Referenzzeichenmuster der 11 Pixel auf, die verschieden sind von dem Referenzpixel A, wie in Fig. 26 gezeigt, und gibt zwei Paare von Graden und Vorhergesagten Wertsignalen 103a, 104a und 103b, 104b für das Pixel A in dem Zustand "1" bzw. das Pixel in dem Zustand A "0" aus. Das Zwischenregister 8 für Grade und vorhergesagte Werte empfängt und speichert zwei Paare von Graden und vorhergesagten Werten. Eine Auswahlvorrichtung 13 wählt eines der Paare von Graden und vorhergesagten Werten aus in Übereinstimmung mit dem vorhergehenden Informationszeichen 101, das durch die Vorhersageumkehrvorrichtung 12 wiedergegeben wurde. Wenn die Auswahlvorrichtung 13 das Aktualisierungssignal 108 von der Steuervorrichtung 6 für Grade und vorhergesagte Werte empfängt, gibt die Auswahlvorrichtung 13 entweder ein erstes Aktualisierungssignal 108a oder ein zweites Aktualisierungssignal 108b aus zur Aktualisierung der Signale 103a, 104a oder der Signale 103b, 104b in dem Speicher 2 für Grade und Vorhergesagte Werte und der Signale 112a und 113a oder 112b, 113b in dem Zwischenregister 8 für Grade und vorhergesagte Werte in Übereinstimmung mit dem wiedergegebenen Informationszeichen 101, nämlich in Abhängigkeit davon, ob das Referenzpixel A in Fig. 26 "1" oder "0" ist. Die anderen Teile sind dieselben wie bei der Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt wurde.
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm der internen Struktur eines arithmetischen Decodierers 30. Ein A Register 30a speichert den wirksamen Bereich Ai auf der Zahlengeraden. Ein Subtrahierer 30b berechnet die MPS-Bereichsbreite 117 und ein C-Register 30c speichert die Koordinate von deren unterer Grenze. Ein Subtrahierer 30d berechnet den C-Registerwert 119 im Falle eines LPS. Ein Vorzeichenregister 30e speichert vorübergehend die Vorzeichenbitliste 107 und gibt das Bitsignal der ersten Zone des 9-Bit internen Registers an das C-Register 30c in Übereinstimmung mit dem Normalisierungsschiebetakt 121. Wenn die 8 Bits, die in dem Vorzeichenregister 30e gespeichert sind, 8 aufeinanderfolgende "1" sind, nimmt das Vorzeichenregister 30e ein Bit von der Vorzeichenbitliste 107 auf, um eine Addition zu dem letzten Bit des internen 9-Bit Registers auszuführen, wodurch das Bitfüllsignal, das durch den arithmetischen Codierer 5, der in Fig. 12 gezeigt wurde, eingefügt wurde, beseitigt wird. Der Betrieb des arithmetischen Decodierers 30 wird durch die Steuervorrichtung 30c für Zeitbeziehungen gesteuert. Der Betrieb dieser Ausführungsform wird jetzt erläutert werden.
Ein arithmetischer Code wird durch die folgenden Schritte decodiert. Im folgenden wird angenommen, daß die relative Koordinate, die den Inhalt des C-Registers loc darstellt, Ci und die Bereichsbreite des LPS an der Stelle des i-ten Vorhersagefehlerzeichens ai S beträgt.
Wenn Ci-1 < (Ai-1 - S) ist, ist ai ein MPS und daher werden Ai und C, wie folgt aktualisiert:
Ai = Ai-1 - S
Ci = Ci-1.
Wenn Ci-1 ≥ (Ai-1 - S) ist , ist ai ein LPS und Ai und Ci werden wie folgt aktualsiert:
Ai = S
Ci = Ci-1 + (Ai-1 - S). Wenn der wirksame Bereich Ai nicht mehr als 1/2 beträgt, wird Ai mit einer m-ten Potenz von 2 als Normalisierungsvorgang multipliziert, um die Genauigkeit zu vergrößern. Zu diesem Zeitpunkt wird das Übertragseingangssignal 123, das von dem Vorzeichenregister 10e ausgegeben wird, in das C-Register 30c von dem letzten Bit her eingegeben. Durch diesen Vorgang werden Ai und C, wie folgt aktualisiert.
Aktualisiertes Ai = Ai * 2m (1/2 < aktualisiertes Ai ≤ 1)
Aktualisiertes Ci = Ci * 2m
Fig. 15 ist eine Zeittafel eines Beispiels der Betriebsweise dieser Ausführungsform.
Es werden zwei Paare von Graden und vorhergesag ten Wertesignalen 103a, 103b und 104a, 104b für das Pixel A im Zustand "1" und bzw. das Pixel A im Zustand "0" aus dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte aufgrund des Referenzzeichenmusters derjenigen elf Pixel ausgelesen, die nicht das Re ferenzpixel Ai das in Fig. 26 gezeigt ist, sind, und in dem Zwischenregister 8 für Grade und Vorhergesagte Werte gespeichert. Diese Verarbeitungen werden in einem Systemtakt durchgeführt. Danach wird ein Paar von Graden und vorhergesagten Werten in Übereinstimmung mit dem Wert von A ausgewählt, der das vorhergehende Informationszeichen 101 ist, das durch die Auswahlvorrichtung 13 wiedergegeben wird, und das Informationszeichen, das decodiert wird, wird erzeugt und der Grad des vorhergesagten Wertes wird aktualisiert.
Bei der Erzeugung des vorhergesagten Fehlerzeichen ai und der Berechnung des wirksamen Bereiches Ai und der relativen Koordinate Ci werden zuerst Ci-1 und (Ai-1 - S) durch die Steuervorrichtung 30c für Zeitbeziehungen verglichen, um zu bestimmen, ob das Zeichen Ai ein MPS oder ein LPS ist. Aufgrund des Ergebnisses dieses Vergleiches werden Ai und Ci wie oben beschrieben berechnet und die Ergebnisse werden in dem A-Register 30a bzw. dem C-Register 30c gespeichert. Diese Abfolge von Verarbeitungsschritten wird in einem Systemtakt ausgeführt.
Wenn der wirksame Bereich Ai kleiner ist als 1/2 als Ergebnis der Berechnung wird die Normalisierungsverarbeitung in m Takten wie oben ausgeführt (wenn die Normalisierung einen Multiplikator von 2m erfordert). Wenn die 8 Bits, die in dem vorzeichenregister 30e gespeichert sind, 8 aufeinanderfolgende "1" sind, wird zu diesem Zeitpunkt der Normalisierungsschiebetakt 121 ausgesetzt und das Vorzeichenregister 30e nimmt ein Bit von der Vorzeichenbitliste 107 auf, um eine Hinzufügung an dem letzten Bit des internen 9-Bit-Registers auszuführen.
Wenn die Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes notwendig ist, wird das Aktualisierungssignal 108 von der Steuervorrichtung 6 für Grade und Vorhergesagte Werte ausgegeben und das erste Aktualisierungssignal 108a oder das zweite Aktualisierungssignal 108b, das dem Referenzpixel A im Zustand "1" oder dem Referenzpixel in dem Zustand "0" entspricht, wird aufgrund des Wertes des vorhergehenden Informationsquellenzeichens erzeugt, das durch die Auswahlvorrichtung 13 wiedergegeben wird, wodurch der Inhalt des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte aktualisiert wird. Wenn das vorhergehende Referenzzeichenmuster 102, das aus dem Speicher für Grade und vorhergesagte Werte ausgelesen wird, mit dem Aktualisierungsreferenz zeichenmuster 190 übereinstimmt, wird gleichzeitig der Inhalt des Zwischenregisters 8 für Grade und Vorhergesagte Werte aktualisiert. Die Aktualisierungsverarbeitung wird in einem Systemtakt ausgeführt, nachdem die Werte in dem A-Register 30a und dem C-Register 30c gespeichert wurden.
Die Verarbeitungszeit T für die Decodierung wird durch die folgende Formel auf dieselbe Art ausgedrückt, wie die Verarbeitungszeit für die Codierung:
T = 100 + 100 * Na + 100 * Nc + 100 * a (nsec)
Folglich wird auch durch diese Ausführungsform verglichen mit einer herkömmlichen Decodierungsvorrichtung eine starke Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielt.

Ausführungsfarm 4.2

Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Decodiervorrichtung gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform un terscheidet sich von der Ausführungsform, die in Fig. 13 gezeigt wurde, dahingehend, daß das Aktualisierungsregister 20 für Grade und vorhergesagte Werte getrennt vom Zwischenregister 8 für Grade und vorhergesagte Werte zur Speicherung des Signals, das aus dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte ausgelesen wird, vorgesehen ist, und die Auswahlvorrichtung 21 auf dieselbe Weise wie bei der Codiervorrichtung, die in Fig. 12 gezeigt wurde, hinzugefügt ist.
Auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungsform, die in Fig. 12 gezeigt ist, wird das Erfassungausgangssignal 111 der Erfassungsvorrichtung 7 um ein Zeichen verglichen mit der Ausführungsform, die in Fig. 13 gezeigt ist, verzögert.
Wie oben beschrieben, wird bei den Ausführungsformen 3 und 4 ein Verfahren zur Steuerung der Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes durch Zählen der Anzahl von LSPs und MSPs verwendet, es kann jedoch auch ein Verfahren zur Steuerung der Aktualisierung lediglich verwendet werden, wenn eine Normalisierung ausgeführt wird, wie es in dem obengenannten "IBM journal of research and development" offenbart ist.

Ausführungsform 5

Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform einer Codiervorrichtung gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung. Ein charakteristisches Merkmal der Codiervorrichtung, die in Fig. 17 gezeigt ist, verglichen mit der herkömmlichen Codiervorrichtung, die in Fig. 25 gezeigt ist, besteht darin, daß die erstere mit der Erfassungsvorrichtung 7 zur Beobachtung der Referenzzeichenmuster 102 versehen ist, um zu beurteilen, ob oder ob nicht sämtliche zwölf Pixel der Referenzzeichenmuster (in Fig. 26) sowohl für die 8 aufeinanderfolgenden Zeichen, die das Objekt der vorhergehenden Codiervorgänge waren, als auch für die Zeichen, die codiert werden, "0" (weiße Pixel) sind. Die Codierungsvorrichtung dieser Ausführungsform weist außerdem das Register 8 für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte zur Speicherung des Grades und des vorhergesagten Wertes, wenn sämtliche zwölf Pixel (das Referenzzeichenmuster 102) "0" sind, auf. Die Codiervorrichtung ist weiterhin mit einer ersten UND- Schaltung 40 versehen, um das UND des Erfassungsausgangssignals 111 der Erfassungsvorrichtung 7, eines Nur "0"-Zustandsgradsignal 130, das anzeigt, daß der Grad, der von dem Register 8 für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben wird, wenn sämtliche zwölf Referenzpixel "0" sind, der maximale Grad, nämlich 16, ist und eines Nur-"0"-Zustands-Vorhergesagte Wertesignal 131, das anzeigt, daß der vorhergesagte Wert, wenn sämtliche Referenzpixel "0" sind, "0" ist, zu erhalten.
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm der internen Struktur des arithmetischen Codierers 5. In Fig. 18 speichert das A-Register 5a den wirksamen Bereich Ai auf der Zahlengeraden und der Subtrahierer 5b berechnet die MPS-Bereichsbreite 117. Das C-Register 5c speichert die Koordinate 115 der unteren Grenze. Der Addierer 5d berechnet den C-Registerwert 119 im Falle eines LPS. Das Vorzeichenregister 5e speichert vorübergehend das Übertragsausgangssignal 120, das ein Überlauf-(Ausschiebe-)Signal des C-Registers 5c ist, und führt eine Übertragsoperation zum Zeitpunkt der Aktualisierung des C-Registers 5c aus. Wenn der Inhalt der Vorzeichenbits, die in dem Vorzeichenregister 5e gespeichert sind, aus acht aufeinanderfolgenden "1" besteht, fügt das Vorzeichenregister 5e "0" von unterhalb des letzten Bits ein, um den Einfluß der nachfolgenden Übertragsoperationen auf das eingefügte "0" oder nachfolgende Bits zu begrenzen (diese Verarbeitung wird im folgenden als "Bitfüllverarbeitung" auf dieselbe Weise wie in Ausführungsform 1 bezeichnet). Die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehung steuert den Betrieb des arithmetischen Codierers 5.
Eine Bereichserfassungsvorrichtung 5g erfaßt, daß das Ausgangssignal des A-Registers 0X1000 + 0X008 überschreitet. Eine zweite UND-Schaltung 5h berechnet das UND des Ausgangssignals der Bereichserfassungsvorrichtung 5g und eines Umschaltesignals 114, das von dem ersten UND-Schaltkreis 40 ausgegeben wird. Ein Schalter 5i multipliziert das Bereichbreitensignal 106 mit 8, wenn das Ausgangssignal des zweiten UND-Schaltkreises 5h "1" ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von einer herkömmlichen Vorrichtung dadurch, daß die Elemente 5g bis 5i hinzugefügt wurden.
Der Betrieb dieser Ausführungsform wird jetzt beschrieben werden.
Fign. 19 und 20 sind Zeittafeln von Beispielen des Betriebs dieser Ausführungsform Um die Erklärung leicht verständlich zu machen, werden der Fall, bei dem nicht sämtliche der Referenzzeichenmuster 102 für die acht aufeinanderfolgenden Pixel, die das Objekt der vorhergehenden Codiervorgänge waren, "0" sind (dieser Zustand wird [Nur-"0"-Zustand] im folgenden genannt), und der Fall, in dem alle Referenzzeichenmuster 102 für die acht aufeinanderfolgenden Pixel, die die Objekte des vorhergehenden Codiervorganges waren, "0" sind, getrennt voneinander erklärt werden.
Wenn in dem NUR-"0"-Zustand ein Zeichen, das codiert wird in die Codiervorrichtung als Informationsquellenzeichen 101 eingegeben wird, werden die Referenzzeichenmuster 102, die jeweils die Werte der zwölf Pixel aufweisen, die bereits durch den Referenzzeichengenerator 1 wie in Fig. 26 gezeigt verarbeitet wurden, ausgegeben und die Erfassungsvorrichtung 7 erfaßt, daß nicht sämtliche Referenzzeichenmuster für die acht aufeinanderfolgenden Zeichen "0" sind. Daher wird "0" als Erfassungssignal 111 ausgegeben. Zeitgleich hierzu gibt der Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte das Gradsignal 103 und das Vorhersagewertsignal 104 für das Referenzzeichenmuster für das Zeichen, das codiert wird, aus. Bei dieser Ausführungsform wird der Lesevorgang des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte in 100 nsec ausgeführt, was einer Periode eines 10 MHz-Systemtaktes entspricht.
Das Gradsignal 112 wird in das Bereichsbreitensignal 106, das in Fig. 28 gezeigt ist, durch die Bereichsbreitentabelle 4 umgewandelt. Das Vorhersagefehlerzeichen 105 wird durch die EXKLUSIVES ODER- Operation des Vorhersagewertesignals 104 und des augenblicklichen Informationsquellenzeichens 101 in der Vorhersageumwandlungsvorrichtung 3, die ein EX ODER- Gatter ist, erzeugt. Danach werden der effektive Bereich Ai und die Koordinate Ci ihrer unteren Grenze berechnet und der Grad und der vorhergesagte Wert werden wie folgt aktualisiert.
(1) Wenn es weder einer Normalisierung noch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird, #1 in Fig. 19 ist)
werden die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze in einem Systemtakt ausgeführt.
(2) Wenn es eine Normalisierung jedoch keine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird, # 2 in Fig. 19 ist),
werden die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze mit Ausnahme der Normalisierung in einem Systemtakt ausgeführt und die Normalisierung wird m Takten (wenn die Normalisierung einen Multiplikator von 2m erfordert) durchgeführt.
(3) Wenn es keine Normalisierung jedoch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird, #3 in Fig. 19 ist),
werden die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze in einem Systemtakt durchgeführt und danach der Inhalt des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte in Zweisystemtakten aktualisiert.
(4) Wenn es sowohl eine Normalisierung als auch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt (wenn das Zeichen, das codiert wird # 4 in Fig. 19 ist),
wird, nachdem die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze mit Ausnahme der Normalisierung in einem Systemtakt ausgeführt wurden, die Normalisierung in rn Takten (wenn die Normalisierung einen Multiplikator von 2m erfordert) durchgeführt. Die Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes wird parallel zu der Normalisierung ausgeführt. Die Verarbeitung des nächsten Zeichens, das codiert wird, wird ausgeführt nachdem sowohl die Normalisierung als auch die Aktualisierung des Inhalts des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte beendet sind.
Wenn der Grad und der vorhergesagte Wert in dem Nur-"0"-Zustand aktualisiert werden, werden auch der Inhalt des Registers 8 für Grade und vorhergesagte Werte zusammen mit dem Inhalt des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte aktualisiert.
Die Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze einschließlich der Beurteilung des Vorhersagefehlersignals (LPS oder MPS) werden durch die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehungen des arithmetischen Codierers 5 aufgrund des Vorhersagefehlerzeichens 105 und des MSB-Signals 116, das von dem A-Register 5a ausgegeben wird, gesteuert. Die Aktualisierung des Inhalts des Speichers 2 für Grade und vorhergesagte Werte wird durch die Steuervorrichtung 6 für Grade und vorhergesagte Werte gesteuert.
In dem Vorzeichenregister 5e wird die Übertragsoperation parallel zu den Berechnungen des wirksamen Bereiches Ai und der Koordinate Ci der unteren Grenze mit Ausnahme der Normalisierung durchgeführt. Zum Zeitpunkt der Normalisierung wird das Übertragsausgangssignal des achten und der nachfolgenden Bits als eine Vorzeichenbitliste 107 in Übereinstimmung mit den Schiebeoperationen des internen Registers ausgegeben. Wenn sämtliche 8 Bits des internen Registers "1" sind, wird das Bitfüllsignal 122 an die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehung gegeben. Die Steuervorrichtung 5f für Zeitbeziehung setzt einen Normalisierungsschiebetakt 121 aus und schiebt ein Bit (ein LSB-Einschiebe-Signal "0" wird ausgegeben) in das interne Register in einem Systemtakt ein.
Im Falle, daß sämtliche Referenzzeichenmuster 102 für die acht aufeinanderfolgenden Zeichen "0" sind, beurteilen die ersten und zweiten UND-Schaltungen 40 und 5h, ob oder ob nicht die arithmetische Operation als chargenweise Verarbeitung ausgeführt wird. Das Ausgangssignal 151 des zweiten UND-Schaltkreises 5h ist "1", wenn alle entsprechenden Zeichen, die codiert werden, "0" sind (das Erfassungssignal 111 ist "1"), der Grad in den NUR-"0"-Zustand 16 ist (das NUR-"0"-Zustandsgradsignal 130 ist "1") und der vorhergesagte Wert in diesem Zustand "0" ist (das Vorhersagewertsignal 131 für den NUR-"0"-Zustand ist "1"). Wenn das Ausgangssignal 151 des zweiten UND- Schaltkreises 5h "0" ist, wird die obenbeschriebene Verarbeitung in Übereinstimmung mit der Zeittafel, die in Fig. 19 gezeigt wird, ausgeführt.
Wenn eine chargenweise Verarbeitung ausgeführt wird, wird das Bereichsbreitensignal 106 mit 8 multipliziert und "0X0008" wird an den Subtrahierer 5b als ein Substraktionseingangssignal 172 für die arithmetische Operation gegeben. Da das vorhergehende A-Registerausgangssignal 116 0X0008 übersteigt, übersteigt das Ergebnis der arithmetischen Operation 0X1000, wodurch eine Normalisierungsverarbeitung vermieden wird. Da es keine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes gibt, schreitet der Prozeß zu der Codierung des Zeichens fort, das das Objekt des nächsten Codiervorganges ist, nämlich zu dem neunten Pixel. Diese Bereichsoperation erfordert lediglich einen Systemtakt in Übereinstimmung mit der Zeittafel, die in Fig. 20 gezeigt ist.
Oben wurde der Fall, bei dem sämtliche aufeinanderfolgenden Referenzzeichenmuster 102 "0" sind, und der Fall, bei dem nicht alle aufeinanderfolgenden Referenzzeichenrnuster 102 "0" sind, getrennt voneinander erläutert, beide Fälle sind jedoch in der tatsächlichen Codierung eines Bildsignales vorhanden. Daher ist die Operationszeitbeziehung für die Codiervorrichtung dieser Ausführungsform eine Kombination der Zeitbeziehung für die in den Fign. 19 und 20 gezeigten entsprechenden Fälle.
Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich ist, wird die Verarbeitungszeit T der Codierung durch die folgende Formel ausgedrückt:
T = 100 (Na/8 + Nb) + 100 * (Na/8 + Nb) + 100 * Nc + 100 * a (nsec)
wobei Na die Anzahl von Zeichen darstellt, die co diert werden, wenn chargenweise Verarbeitung möglich ist, (wenn sämtliche Referenzzeichenmuster für acht aufeinanderfolgende Pixel, die codiert werden, "0" sind, die entsprechenden acht Zeichen, die codiert werden "0" sind, der Grad in dem NUR-"0"-Zustand 16 ist, der vorhergesagte Wert in dem NUR-"0"- Zustand "0" ist und der wirksame Bereich Ai 0X1000 + 0X008 übersteigt), Nb die Anzahl der Zeichen in den anderen Fällen, Nc die Anzahl von Vorzeichenbits und a die Anzahl von Takten bezeichnet, die benötigt werden für die Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes im Falle (3).
Die Verarbeitungszeit für die Codierung, die benötigt wird zur Codierung der Bildinformation in einer Kopie mit einer A4-Größe in einem Standardfaximilegerät mit einer Auflösung von 8 horizontalen Pixeln/mm und 7,7 vertikalen Linien/mm wird jetzt berechnet werden. Wenn angenommen wird, daß das Verhältnis der Fälle, die chargenweise Verarbeitung ermöglichen, 2/3 und das Kompressionsverhältnis 30 beträgt,
Na = 1728 * 2376 * (2/3)
Nb = 1728 * 2376 * (1/3)
Nc = 1728 * 2376 * (1/30).
Die Verarbeitungszeit T für die Codierung beträgt etwa 0,35 sec. Da in diesem Falle die Zeichen, die benötigt werden, um die Grade und vorhergesagten Werte zu aktualisieren, zwischen etwa 1/50 und 1/200 aller Zeichen beträgt, ist der Einfluß von a vernachlässigbar.
Im Gegensatz hierzu gilt bei einer herkömmlichen Codiervorrichtung
Na = O
Nb = 1728 * 2376
Nc = 1728 * 2376 * (1/30).
Die Verarbeitungszeit T zur Codierung beträgt etwa 0,83 sec. Es ist verständlich, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Codierung bei der vorliegenden Erfindung stark erhöht ist.

Ausführungsform 6

Fig. 21 ist Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Decodiervorrichtung gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist eine Decodiervorrichtung zur Decodierung einer Vorzeichenbitliste, die durch die Codiervorrichtung codiert wurde, die in dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wurde. In Fig. 21 gibt der arithmetische Decodierer 10 das Vorhersagefehlerzeichen 105 aus der Vorzeichenbitliste 107 aufgrund des Bereichsbreitensignals 106 wieder. Die Vorhersageumkehrvorrichtung 11 gibt das Informationsquellenzeichen 101 durch die EXKLUSIVE-ODER- Operation des Vorhersagefehlersignals 105 und des vorhergesagten Wertes 104 wieder. Ein Informations zeichenschalter (Auswahlvorrichtung) 60 empfängt ein Entscheidungssignal 161 für die chargenweise Verarbeitung von dem arithmetischen Decodierer 10. Im Falle einer normalen Verarbeitung gibt der Informationszeichenschalter 60 das Ausgangssignal der Vorhersageumkehrvorrichtung 11 so wie es ist aus, während im Falle einer chargenweisen Verarbeitung es acht aufeinanderfolgende "0" ausgibt. Die anderen Bereiche sind dieselben wie bei der Ausführungsform, die in Fig. 17 gezeigt wurde.
Fig. 22 ist ein Blockdiagramm der internen Struktur des arithmetischen Decodierers. Das A-Register loa speichert den wirksamen Bereich Ai auf der Zahlengeraden. Der Subtrahierer 10d berechnet eine MPS-Bereichsbreite 117 und das C-Register 10c speichert die Koordinate von deren unterer Grenze. Der Subtrahierer 10d berechnet den C-Registerwert 119 im Falle eines LPS. Das Vorzeichenregister 10e speichert vorübergehend die Vorzeichenbitliste 107 und gibt das Bitsignal der ersten Zone des 9-Bit internen Registers an das C-Register 10c in Übereinstimmung mit einem Normalisierungsschiebetakt 121. Wenn die 8 Bits, die in dem Vorzeichenregister be gespeichert sind, acht aufeinanderfolgende "1" sind, nimmt das Vorzeichenregister be ein Bit von der Vorzeichenbitliste 107 auf, um eine Hinzufügung an dem letzten Bit des internen 9-Bit-Registers durchzuführen, wodurch das Bitfüllsignal beseitigt wird, das durch den arithmetischen Codierer 5, der in Fig. 17 gezeigt wurde, eingefügt wurde. Der Betrieb des arithmetischen Decodierers 10 wird durch die Steuervorrichtung 10f für Zeitbeziehungen gesteuert. Eine Bereichserfassungsvorrichtung 10g erfaßt, daß das Ausgangssignal des A-Registers 10a 0X1000 + 0X008 übersteigt. Ein zweiter UND-Schaltkreis 10h berechnet das UND des Ausgangssignals der Bereichserfassungsvorrichtung 10g und des Umschaltsignals 140, das von dem ersten UND- Schaltkreis 40 ausgegeben wird. Ein Schalter 101 multipliziert das Bereichsbreitensignal 106 mit 8, wenn das Ausgangssignal des zweiten UND-Schaltkreises 10h "1" ist.
Der Betrieb dieser Ausführungsform wird jetzt erläutert werden.
Ein arithmetischer Code wird durch die folgenden Schritte decodiert. Im folgenden wird angenommen, daß die relative Koordinate, die der Inhalt des C-Registers loc ist, Ci ist und die Bereichsbreite des LPS an der Stelle des i-ten Vorhersagefehlerzeichens ai S ist.
Wenn Ci-1 < (Ai-1 - S) ist, ist ai ein MPS und daher werden Ai und Ci wie folgt aktualisiert:
= Ai-1 - S
Ci = Ci-1.
Wenn Ci-1 ≥ (Ai-1 -S) ist, ist ai ein LPS und Ai und Ci werden wie folgt aktualisiert:
Ai = S
Ci = Ci-1 + (Ai-1 - S).
Wenn der wirksame Bereich Ai nicht größer als 1/2 ist, wird Ai durch eine m-te Potenz von 2 als Normalisierungsoperation multipliziert, um die Genauigkeit zu erhöhen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Übertragseingangssignal 170, das von dem Vorzeichenregister 10e ausgegeben wird, in das C-Register 10c von dem Bit an der letzten Stelle her eingegeben.
Durch diesen Vorgang werden Ai und Ci wie folgt aktualisiert:
Aktualisiertes Ai = Ai * 2m (1/2 aktualisiertes Ai ≤ 1)
Aktualisiertes Ci = Ci * 2m
Fign. 23 und 24 sind Zeittafeln von Beispielen des Betriebs dieser Ausführungsform. Fig. 23 zeigt eine Zeitbeziehung für normale Verarbeitung, wie diejenige, die in Fig. 19 gezeigt wurde, und Fig. 24 zeigt eine Zeitbeziehung für chargenweise Verarbeitung. Die Erzeugung des Referenzzeichenmusters 102 und die Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes sind diesselbe wie bei der Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt wurde.
Die normale Verarbeitung wird zuerst erklärt werden. Bei der Erzeugung des Vorhersagefehlerzeichens ai und der Berechnung des wirksamen Bereiches Ai und der relativen Koordinate Ci werden zuerst Ci-1 und (Ai-1 -S) durch die Steuervorrichtung 10f für Zeitbeziehungen verglichen, um zu bestimmen, ob das Zeichen ai ein MPS oder ein LPS ist. Aufgrund des Ergebnisses dieses Vergleiches werden Ai und C, berechnet und die Ergebnisse werden in dem A-Register 10a bzw. dem C- Register 10c gespeichert. Diese Folge von Verarbeitung wird in einem Systemtakt ausgeführt.
Wenn der wirksame Bereich Ai kleiner als 1/2 ist als Ergebnis der Berechnung, wird die Normalisierungsverarbeitung in m Takten (wenn die Normalisierung einen Multiplikator von 2m erfordert) wie oben beschrieben durchgeführt. Wenn die 8 Bits, die in dem Vorzeichenregister be gespeichert sind, 8 aufeinanderfolgende "1" sind, wird zu diesem Zeitpunkt der Normalisierungsschiebetakt 121 ausgesetzt und das Vorzeichenregister 10e nimmt ein Bit von der Vorzeichenbitliste 107 auf, um eine Hinzufügung an dem letzten Bit des internen 9-Bit-Registers auszuführen.
Jetzt wird die chargenweise Verarbeitung beschrieben werden. Chargenweise Verarbeitung wird ausgeführt, wenn sämtliche Referenzzeichenmuster für acht aufeinanderfolgende Pixel, die decodiert werden, mit Ausnahme eines Pixels, das noch nicht wiedergegeben wurde, "0" sind (das Erfassungssignal 111 "1"), der Grad in dem NUR-"0"-Zustand 16 ist (das Gradsignal 130 des NUR-"0"-Zustands ist "1"), der vorhergesagte Wert in diesem Zustand "0" ist (das Vorhersagewertesignal 131 des NUR-"0"-Zustands ist "1") und der wirksame Bereich Ai 0X1000 + 0X008 übersteigt (das Ausgangssignal 192 der Bereichsbreitenerfassungsvorrichtung 10g ist "1"). In diesem Falle verwendet der Schalter 10i "0X1000" als ein Bereichsbreitensubtraktionssignal 172 auf dieselbe Weise wie in Fig. 18 und die arithmetische Verarbeitung der acht aufeinanderfolgenden Zeichen, die decodiert werden, wird ausgeführt. Diese Verarbeitung wird in einem Systemtakt wie in Fig. 19 durchgeführt. Als die Informationsquellenzeichen 101, die wiedergegeben werden, werden acht aufeinanderfolgende "0" von dem Informationszeichenschalter 60 unabhängig von dem Ausgangssignal der Vorhersageumkehrvorrichtung 11 ausgegeben.
Die Verarbeitungszeit T für die Decodierung wird durch die folgende Formel auf dieselbe Weise wie bei der Verarbeitungszeit für die Codierung ausgedrückt:
T = 100 (Na/8 + Nb) + 100 * (Na/8 + Nb) + 100 * Nc + 100 * a (nsec)
T = 200 * Na + 100 * (Na + Nb) +100 * a (nsec)
Folglich wird durch diese Ausführungsform verglichen mit einer herkömmlichen Decodierungsvorrichtung eine starke Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit erzielt.
Obwohl bei dieser Ausführungsform ein besonderes Register verwendet wird, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit lediglich in dem Fall zu erhöhen, in dem sämtliche Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "0" sind, kann weiterhin eine Vielzahl von besonderen Registern verwendet werden einschließlich eines besonderen Registers für den Fall, in dem sämtliche Pixel des Referenzzeichenmusters 102 "1" sind.
Zusätzlich wird bei dieser Ausführungsform die chargenweise Verarbeitung nur dann ausgeführt, wenn der Grad maximal ist, nämlich 16, aber eine ähnliche chargenweise Verarbeitung kann durchgeführt werden, wenn der Grad einen anderen Wert besitzt. Wenn beispielsweise der Grad 15 beträgt, kann das Kriterium zur Beurteilung der Bereichsbreite durch die Bereichserfassungsvorrichtung log auf 0X1000 + 0x010 eingestellt werden (d.h. die Bereichserfassungsvorrichtung log beurteilt, ob oder ob nicht der wirksame Bereich Ai 0X1000 + 0X010 übersteigt).
Bei dieser Ausführungsform wird der Grad und der vorhergesagte Wert in einem bestimmten Zeichenmuster auch aus dem Speicher 2 für Grade und vorhergesagte Werte ausgelesen, es ist jedoch auch zu bevorzugen, eine Auswahlvorrichtung vorzusehen, um den Grad und den vorhergesagten Wert so umzuschalten, daß wenn sämtliche Pixel des Referenzmusters "0" sind, weder ein Lesen noch eine Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes ausgeführt werden, wie in der Ausführungsform 1.
Obwohl ein Verfahren zur Aktualisierung des Grades und des vorhergesagten Wertes aufgrund der Anzahlen von LPSs und MPSs bei dieser Ausführungsform verwendet wird, kann weiterhin auch ein Verfahren zu deren Aktualisierung wie in dem IBM Journal Of Research And Developrnent, das oben genannt wurde, offenbart wurde, je nachdem ob das Zeichen zu dem Zeitpunkt, an dem eine Normalisierung notwendig ist, ein MPS oder ein LPS ist, angewendet werden.
Wie oben beschrieben, umfassen die Codier- und Decodiervorrichtungen, die bei dem ersten bzw. zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen wurden, einen Speicher für Grade und vorhergesagte Werte zum Speichern des vorhergesagten Wertes und des Grades eines Zeichens, das codiert oder decodiert wird, in Übereinstimmung mit dessen Referenzzeichenmuster, eine Erfassungsvorrichtung zur Erfassung, daß das Referenzzeichenmuster ein bestimmtes Muster ist, ein Register für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte zum Speichern des vorhergesagten Wertes und des Grades des bestimmten Musters und eine Auswahlvorrichtung zum Auswählen entweder des Speichers für Grade und vorhergesagte Werte oder des Registers für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte. Da diese Vorrichtungen nicht den Speicher für Grade und vorhergesagte Werte, sondern das Register für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte mit einer höheren Zugriffsgeschwindigkeit als eine Tabelle für Grade und vorhergesagte Werte verwenden, wird die Codierund Decodiergeschwindigkeit stark erhöht.
Die Codier- und Decodiervorrichtungen, die in dem dritten bzw. vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden, umfassen ein Zwischenregister für Grade und vorhergesagte Werte zum Speichern des vorhergesagten Wertes und des Grades des Zeichens, das codiert oder decodiert wird, die aus dem Speicher für Grade und vorhergesagte Werte ausgelesen werden und wenn notwendig zum Speichern des aktualisierten vorhergesagten Wertes und Grades des Zeichens, das das Objekt des vorhergehenden Codier oder Decodiervorgangs war und eine Erfassungsvorrichtung zur Beurteilung ob oder ob nicht der Wert des Referenzzeichens für das Zeichen, das codiert wird, mit den Referenzzeichen für das Symbol, das das Objekt des vorhergehenden Codiervorganges war, über einstimmt. Da die Wiedergewinnung der Tabelle für Grade und vorhergesagte Werte für das Zeichen, das das Objekt des nächsten Codier- oder Decodiervorganges ist, parallel zu den Berechnungen des Bereiches auf der Zahlengeraden für das Symbol, das codiert oder decodiert wird, ausgeführt wird, wird die Geschwindigkeit der Codierung und Decodierung stark erhöht.
Die Codier- und Decodiervorrichtungen, die in dem fünften bzw. sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden, umfassen einen Speicher für Grade und vorhergesagte Werte zur Sortierung des vorhergesagten Wertes und des Grades eines Zeichens, das codiert oder decodiert wird, in Übereinstimmung mit einem Referenzzeichenmuster, und eine Erfas sungsvorrichtung zum Erfassen, daß ein bestimmtes Referenzmuster starr fortlaufend ist. Da eine chargenweise Verarbeitung einer Vielzahl von Zeichen, die codiert oder decodiert werden, ausgeführt wird, wenn das bestimmte Referenzzeichenmuster starr fortlaufend ist, wird die Geschwindigkeit der Codierung und Decodierung stark erhöht.

Claims

1. Kodiervorrichtung zum Kodieren von Zeichen in einem Ausgabezeichenstrom, der von einer Informationsquelle ausgegeben wird, durch Vorhersage eines Wertes für jedes Zeichen, das kodiert wird, aus Werten einer Vielzahl von Referenzzeichen, die bereits in einem Ausgangszeichenstrom der Informationsquelle kodiert und in vorherbestimmten Positionen in genanntem Ausgangszeichenstrom angeordnet wurden, wodurch sich ein vorhergesagter Wert gemäß einer Tabelle vorhergesagter Werte ergibt und durch Kodierung eines Vorhersagefehlersignals, das einen Unterschied zwischen dem genannten vorhergesagten Wert und dem tatsächlichen Wert des zu kodierenden Zeichens anzeigt, wobei die genannte Kodiervorrichtung umfaßt:

(a) ein Grad- und vorhergesagter Wert-Speicher (2) zur Speicherung des Wertes des genannten Zeichens, das kodiert wird, der aus den Werten der genannten Vielzahl von Referenzzeichen vorhergesagt wird, und eines Gradwertes, der zur Klassifizierung der Vorhersagefehlersignale in mehrere Gruppen gemäß dem Prozentsatz von richtigen Vorhersagen verwendet wird, die den Werten der Referenzzeichen entsprechen und der daher ein Indikator der genannten Prozentzahl an genauen Vorhersagen ist, und zum Ausgeben des Grades und des vorhergesagten Wertes des Zeichens, das kodiert wird;

(b) eine Vorhersageumwandlungs-Vorrichtung (3) zur Ausgabe des Vorhersagefehlersignals, das die Differenz zwischen dem vorhergesagten Wert und dem tatsächlichen Wert des zu kodierenden Zeichens angibt; und

(c) einen arithmetischen Kodierer (5) zur Kodierung des genannten Vorhersagefehlersignals und zur Ausgabe eines Codebitstroms durch Abbildung des Vorhersagefehlersignals auf einen numerischen Wert auf Basis eines Bereichsweitensignals, das aus dem genannten Grad erhalten wird und den numerischen Bereich, der für den genannten Code erlaubt ist, definiert;

dadurch gekennzeichnet, daß

(c) eine Erfassungsvorrichtung (7) für bestimmte Muster zur Verfügung gestellt wird, um die Werte der genannten Vielzahl von Referenzzeichen mit einem bestimmten Muster oder einem aus einer Anzahl von derartigen bestimmten Mustern von Zeichen zu vergleichen;

(e) wenigstens ein Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte zur Verfügung gestellt wird, um einen bestimmten Grad und vorhergesagten Wert zu speichern und auszugeben;

(f) der vorhergesagte Wert und Grad von dem Register (8) für besondere Grade und vorhergesagte Werte in Abhängigkeit von dem Ergebnis des genannten Vergleichs ausgegeben wird; und

(g) die Vorhersageumwandlungs-Vorrichtung (3), das Vorhersagefehlersignal, das den Unterschied zwischen dem vorhergesagten Wert und dem tatsächlichen Wert des zu kodierenden Zeichens angibt, ausgibt und daß der arithmetische Kodierer (5) das genannte Vorhersagefehlersignal kodiert und den Codebitstrom ausgibt, indem er das Vorhersagefehlersignal auf einen numerischen Wert abbildet auf der Basis des ausgegebenen vorhergesagten Wertes und auf der Basis des Bereichsbreitensignals, das aus dem ausgegebenen Grad erhalten wird.

2. Kodierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung für bestimmte Muster erfaßt, ob die Werte der genannten Vielzahl von Referenzzeichen mit einem vorherbestimmten besonderen Muster oder einem aus einer Anzahl von derartigen besonderen Mustern übereinstimmt.

3. Kodierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte und/oder der Speicher für Grade und vorhergesagte Werte wieder beschreibbar sind; und

eine Steuervorrichtung (6) für Grade und vorhergesagte Werte zur Verfügung gestellt wird, um zu erfassen, ob oder ob nicht der genannte tatsächliche Wert des Zeichens, das kodiert wird, mit dem genannten vorhergesagten Wert übereinstimmt und um den genannten vorhergesagten Wert und den genannten Grad, die den Werten der genannten Vielzahl von Referenzzeichen entspricht, in dem genannten Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte und/oder in dem Register (8) für Grade und vorhergesagte Werte zu aktualisieren in Übereinstimmung mit dem Ergebnis der genannten Erfassung.

4. Kodiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

eine Auswahlvorrichtung (9) zur Verfügung gestellt wird zur Auswahl zwischen dem Inhalt des genannten Speichers (2) für Grade und vorhergesagte Werte und dem Inhalt des genannten Registers (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte, um diese auszugeben in Übereinstimmung mit dem Erfassungssignal, das von genannter Erfassungsvorrichtung ausgegeben wird, derart, daß die Auswahlvorrichtung (9) einen Inhalt des Speichers (2) für Grade und vorhergesagte Werte zur Ausgabe auswählt, wenn ein bestimmtes Muster nicht erfaßt wird, und daß die Auswahlvorrichtung (9) einen Inhalt des Registers (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte für die Ausgabe auswählt, wenn ein bestimmtes Muster erfaßt wird.

5. Kodiervorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

der Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte gibt den genannten vorhergesagten Wert und den genannten Grad des genannten Zeichens, das kodiert wird, an das Register (8) für Grade und vorhergesagte Werte ausgibt;

das Register (8) für Grade und vorhergesagte Werte ist wiederbeschreibbar und speichert den geyiannten vorhergesagten Wert und den genannten Grad des genannten Zeichens, das kodiert wird, die durch den genannten Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben werden; und

die Erfassungsvorrichtung erfaßt, ob oder ob nicht die Werte der genannten Vielzahl von Referenzzeichen für das genannte Zeichen, das kodiert wird, mit den Werten für die genannte Vielzahl von Referenzzeichen für das genannte Symbol, das bei dem vorhergehenden Kodiervorgang kodiert wurde, übereinstimmt und gibt ein Erfassungsausgangssignal aus; und

der Inhalt des genannten Registers (8) für Grade und vorhergesagte Werte wird ausgegeben, wenn das Erfassungsausgangssignal einer Nichtübereinstimmung entspricht oder er wird aktualisiert, bevor er ausgegeben wird, mit dem genannten vorhergesagten Wert und dem genannten Grad des genannten Zeichens, das bei dem vorhergehenden Kodiervorgang kodiert wurde, wenn das Erfassungsausgangssignal der Übereinstimmung entspricht, wobei der genannte vorhergesagte Wert und der genannte Grad durch die genannte Steuervorrichtung (6) für Grade und vorhergesagte Werte aktualisiert wird.

6. Kodiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

der Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte den genannten vorhergesagten Wert und den genannten Grad des genannten Zeichens, das kodiert wird, an das Register (8) für Grade und vorhergesagte Werte, das wieder beschreibbar ist, ausgibt;

das Register für (8) für Grade und vorhergesagte Werte speichert den genannten vorhergesagten Wert und den genannten Grad des genannten Zeichens, das kodiert wird, die durch den Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben werden; und

die Erfassungsvorrichtung erfaßt, ob oder ob nicht die Werte der genannten Vielzahl von Referenzzeichen für das genannte Zeichen, das kodiert wird, mit den Werten für die genannte Vielzahl von Referenzzeichen für das genannte Symbol, das bei dem vorhergehenden Kodiervorgang kodiert wurde, übereinstimmt und gibt ein Erfassungsausgangssignal aus;

der Inhalt des genannten Registers (8) für Grade und vorhergesagte Werte wird ausgegeben, wenn das Erfassungsausgangssignal der Nichtübereinstimmung entspricht; und

ein Aktualisierungsregister (20) für Grade und vorhergesagte Werte zur Verfügung gestellt wird, das den aktualisierten Grad und vorhergesagten Wert speichert, die dem Zeichen entsprechen, das bei dem vorhergehenden Vorgang kodiert wurde, und das den aktualisierten Grad und vorhergesagten Wert ausgibt, wenn das Erfassungsausgangssignal der Übereinstimmung entspricht.

7. Kodiervorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

eine Auswahlvorrichtung (21) zur Verfügung gestellt wird, zur Auswahl zwischen dem Inhalt des genannten Registers (8) für Grade und vorhergesagte Werte und dem Inhalt des genannten Aktualisierungsregisters (20) für Grade und vorhergesagte Werte, die in Übereinstimmung mit dem Erfassungsausgangssignal von der genannten Erfassungsvorrichtung ausgegeben wird, derart, daß die Auswahlvorrichtung (21) den Inhalt des Aktualisierungsregisters (8) für Grade und vorhergesagte Werte für die Ausgabe wählt, wenn das Erfassungssignal der Übereinstimmung entspricht, und daß die Auswahlvorrichtung (21) den Inhalt des Registers (8) für Grade und vorhergesagte Werte für die Ausgabe wählt, wenn das Erfassungssignal der Nichtübereinstimmung entspricht.

8. Kodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die Erfassungsvorrichtung (7) erfaßt, ob alle Referenzzeichenmuster für eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeichen, die zuvor kodiert wurden, und das Referenzzeichenmuster des Zeichens, das kodiert wird, übereinstimmen mit dem bestimmten Muster und ein Erfassungssignal (111) ausgibt; und

das Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte den Grad und den vorhergesagten Wert speichert, der dem bestimmten Muster entspricht, und ein Gradsignal und ein Vorhersagewertsignal ausgibt, wenn das Erfassungssignal (111) Übereinstimmung anzeigt.

9. Kodiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

das bestimmte Muster lediglich "0"-Zustands-Zeichen umfaßt;

das Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte ein Gradsignal (130) für Nur-"0"- Zustände ausgibt als Gradsignal und ein Vorhersagewertsignal (131) für Nur-"0"-Zustände als Vorhersagewertsignal; und

ein "UND"-Schaltkreis zur Verfügung gestellt wird, um das "UND" des Erfassungssignals (111), des Gradsignals (130) für Nur-"0"-Zustände und das Vorhersagewertesignal (131) für Nur-"0"-Zustände zu erhalten und ein Signal (140) an den arithmetischen Kodierer (5) auszugeben, um eine Stapelverarbeitung der Vorhersagefehlersignale gemäß dem Ergebnis der "UND"-Operation einzuleiten.

10. Dekodiervorrichtung zur Dekodierung eines Codebitstroms, der durch Kodierung von Zeichen erhalten wird in einem Ausgabezeichenstrom, der von einer Informationsquelle ausgegeben wird, durch Vorhersage eines Wertes für jedes Zeichen, das kodiert wird, aus Werten einer Vielzahl von Referenzzeichen, die bereits in einem Ausgangszeichenstrom der Informationsquelle kodiert und an vorherbestimmten Positionen in dem genannten Ausgangszeichenstrom angeordnet wurden, wobei sich ein vorhergesagter Wert gemäß einer Tabelle vorhergesagter Werte ergibt, und durch Kodierung eines Vorhersagefehlersignals und eines tatsächlichen Wertes des zu kodierenden Zeichens, wobei die genannte Dekodiervorrichtung umfaßt:

(a) einen Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte zur Speicherung und Ausgabe des Wertes des genannten Zeichens, das dekodiert wird, der vorhergesagt wird aus den Werten der genannten Vielzahl von Referenzzeichen und eines Gradwertes, der verwendet wird zur Einteilung der Vorhersagefehlersignale in mehrere Gruppen gemäß dem Prozentanteil an richtigen Vorhersagen, die den Werten der Referenzsignale entsprechen, und der so ein Indikator des genannten Prozentanteils an richtigen Vorhersagen ist;

(b) ein arithmetischer Dekodierer (10) zur Dekodierung eines Codebitstroms auf der Basis eines Bereichsweitensignals, das aus dem Grad erhalten wird und den numerischen Bereich, der für den genannten Code zugelassen ist, definiert, und zur Ausgabe des Vorhersagefehlersignals; und

(c) eine Vorhersageumkehrvorrichtung (11) zur Umwandlung des Vorhersagefehlersignals, das von dem arithmetischen Dekodierer (10) ausgegeben wird, in die Ausgabezeichenliste, die von der Informationsquelle auf der Basis der Information über den vorhergesagten Wert ausgegeben wird;

dadurch gekennzeichnet, daß

(d) eine Erfassungsvorrichtung (7) zur Verfügung gestellt wird, um die Werte der genannten Vielzahl von Referenzzeichen für das genannte Zeichen, das dekodiert wird, mit einem bestimmten Muster oder einem aus einer Anzahl von derartigen bestimmten Mustern von Zeichen zu vergleichen;

(e) ein Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte zur Verfügung gestellt wird zur Speicherung und Ausgabe eines bestimmten vorhergesagten Wertes und Grades;

(f) der vorhergesagte Wert und Grad von dem Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben wird in Abhängigkeit von dem Ergebnis des genannten Vergleiches; und

(g) der arithmetische Dekodierer (10) den Codebitstrom auf der Basis des genannten Bereichsweitensignals, das aus dem ausgegebenen Grad erhalten wird, dekodiert und das Vorhersagefehlersignal ausgibt und das die Vorhersageumkehr-Vorrichtung (11) das Vorhersagefehlersignal in den Ausgangszeichenstrom auf der Basis des ausgegebenen vorhergesagten Wertes umwandelt.

11. Eine Dekodiervorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung (7) für bestimmte Muster erfaßt, ob die Werte der genannten Vielzahl von Referenzzeichen mit einem vorherbestimmten bestimmten Muster oder einem aus einer Anzahl von derartigen bestimmten Mustern übereinstimmt.

12. Dekodiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß

das Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte und/oder der Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte wiederbeschreibbar sind und

eine Steuervorrichtung (6) für Grade und vorhergesagte Werte zur Verfügung gestellt wird zur Erfassung, ob oder ob nicht der genannte tatsächliche Wert des Zeichens, das dekodiert wird, mit dem genannten vorhergesagten Wert übereinstimmt und zur Aktualisierung des genannten vorhergesagten Wertes und des genannten Grades, die den Werten der genannten Vielzahl von Referenzzeichen entsprechen, in dem genannten Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte und/oder in dem genannten Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte gemäß des Ergebnisses der genannten Erfassung.

13. Dekodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswahlvorrichtung (9) zur Verfügung gestellt wird, um zwischen dem Inhalt des genannten Speichers (2) für Grade und vorhergesagte Werte und dem Inhalt des genannten Registers (8) für besondere Grade und vorhergesagte Werte für die Ausgabe auszuwählen in Übereinstimmung mit dem Erfassungssignal, das von der genannten Erfassungsvorrichtung ausgegeben wird, derart, daß die Auswahlvorrichtung (9) einen Inhalt des Speichers (2) für Grade und vorhergesagte Werte zur Ausgabe auswählt, wenn ein bestimmtes Muster nicht erfaßt wird, und daß die Auswahlvorrichtung (9) einen Inhalt des Registers (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte für die Ausgabe auswählt, wenn ein bestimmtes Muster erfaßt wird.

14. Dekodiervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

der Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte den genannten vorhergesagten Wert und den genannten Grad des genannten Zeichens, das dekodiert wird, an das Register (8) für Grade und vorhergesagte Werte ausgibt;

das Register (8) für Grade und vorhergesagte Werte wiederbeschreibbar ist und den genannten vorhergesagten Wert und den genannten Grad die durch den genannten Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben werden, des genannten Symbols, das dekodiert wird, speichert;

die Erfassungsvorrichtung erfaßt, ob oder ob nicht die Werte der genannten Vielzahl von Referenzzeichen für das genannte Zeichen, das dekodiert wird, übereinstimmt mit den Werten der genannten Vielzahl von Referenzzeichen für das genannte Zeichen, das bei dem vorhergehenden Dekodiervorgang dekodiert wurde, und ein Erfassungsausgangssignal ausgibt; und

der Inhalt des genannten Registers (8) für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben wird, wenn das Erfassungsausgangssignal der Nichtübereinstimmung entspricht, oder aktualisiert wird, bevor er ausgegeben wird, mit dem genannten vorhergesagten Wert und dem genannten Grad des genannten Zeichens, das bei dem vorhergegangenen Dekodiervorgang dekodiert wurde, wenn das Erfassungsausgangssignal der Übereinstimmung entspricht, wobei der genannte vorhergesagte Wert und der genannte Grad aktualisiert werden durch die genannte Steuervorrichtung (6) für Grade und vorhergesagte Werte.

15. Dekodiervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

der Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte den genannten vorhergesagten Wert und den genannten Grad des genannten Zeichens, das dekodiert wird, an das Registen (8) für Grade und vorhergesagte Werte, das wiederbeschreibbar ist, ausgibt;

das Register (8) für Grade und vorhergesagte Werte wiederbeschreibbar ist und den genannten vorhergesagten Wert und den genannten Grad die durch den genannten Speicher (2) für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben werden des genannten Zeichens, das dekodiert wird, speichert; und

die Erfassungsvorrichtung erfaßt, ob oder ob nicht die Werte der genannten Vielzahl von Referenzzeichen für das genannte Zeichen, das dekodiert wird, mit den Werten für die genannte Vielzahl von Referenzzeichen für das genannte Zeichen, das bei dem vorhergehenden Dekodiervorgang dekodiert wurde, übereinstimmt, und ein Erfassungsausgangssignal ausgibt;

der Inhalt des genannten Registers (8) für Grade und vorhergesagte Werte ausgegeben wird, wenn das Erfassungsausgangssignal der Nichtübereinstimmung entspricht; und

ein Aktualisierungsregister (20) für Grade und vorhergesagte Werte zur Verfügung gestellt wird, das den aktualisierten Grad und vorhergesagten Wert speichert, die dem Zeichen entsprechen, das bei dem vorhergegangenen Vorgang dekodiert wurde, und den aktualisierten Grad und vorhergesagten Wert ausgibt, wenn das Erfassungsausgangssignal der Übereinstimmung entspricht.

16. Dekodiervorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswahlvorrichtung (21) zur Verfügung gestellt wird zur Auswahl zwischen dem Inhalt des genannten Registers (8) für Grade und vorhergesagte Werte und dem Inhalt des genannten Aktualisierungsregisters (20) für Grade und vorhergesagte Werte für die Ausgabe in Übereinstimmung mit dem Erfassungssignal, das von der genannten Erfassungsvorrichtung ausgegeben wird, derartig, daß die Auswahlvorrichtung (21) den Inhalt des Aktualisierungsregisters (8) für Grade und vorhergesagte Werte für die Ausgabe auswählt, wenn das Erfassungssignal der Übereinstimmung entspricht, und daß die Auswahlvorrichtung (21) den Inhalt des Registers (8) für Grade und vorhergesagte Werte für die Ausgabe auswählt, wenn das Erfassungssignal der Nichtübereinstimmung entspricht.

17. Dekodiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß

die Erfassungsvorrichtung (7) erfaßt, ob alle Referenzzeichenmuster für eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zeichen, die zuvor dekodiert wurden und das Referenzzeichenmuster des Symbols, das dekodiert wird, übereinstimmen mit dem bestimmten Muster, und ein Erfassungssignal (111) ausgibt; und

das Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte den Grad und vorhergesagten Wert speichert, die dem bestimmten Muster entsprechen, und ein Gradsignal und ein Vorhersagewertsignal ausgibt, wenn das Erfassungssignal (111) Übereinstimmung anzeigt.

18. Dekodiervorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß

das bestimmte Muster Nur"0"-Zustandszeichen um-

das Register (8) für bestimmte Grade und vorhergesagte Werte ein Nur-"0"-Zustands-Gradsignal (130) als Gradsignal und ein Nur-"0"-Zustands- Vorhersagewertsignal (131) als Vorhersagewertsignal ausgibt; und

ein "UND"-Schaltkreis zur Verfügung gestellt wird, um das "UND" des Erfassungssignals (111), des Nur-"0"-Zustands-Gradsignals (130) und des Nur-"0"-Zustands-Vorhersagewertsignals (131) zu erhalten und ein Signal (140) an den arithmetischen Dekodierer (5) auszugeben, um Stapelverarbeitung der Vorhersagefehlersignale gemäß dem Ergebnis der "UND"-Operation einzuleiten.