FR2619269A1

FR2619269A1 - METHOD FOR DIGITAL CODING OF A DATABASE

Info

Publication number: FR2619269A1
Application number: FR8711198A
Authority: FR
Inventors: Christian Dedieu; Georges Attard
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 1987-08-06
Filing date: 1987-08-06
Publication date: 1989-02-10
Anticipated expiration: 2007-08-06
Also published as: GB8818632D0; FR2619269B1; DE3826828A1; BE1002227A4; GB2208580B; GB2208580A

Abstract

Après avoir déterminé les fréquences d'apparition des données, on leur affecte des codes comportant respectivement des nombres de bits augmentant avec la diminution des fréquences. On affecte à au moins certaines des données les plus fréquentes des codes comportant au moins un bit de répétition et on adapte les codes à la statistique d'apparition des données. L'invention s'applique bien à la compression de données représentatives des couleurs d'un système d'imagerie.After having determined the frequencies of appearance of the data, they are assigned codes comprising respectively numbers of bits increasing with the decrease in frequencies. Codes comprising at least one repetition bit are assigned to at least some of the most frequent data and the codes are adapted to the statistics of appearance of the data. The invention is well applicable to the compression of data representative of the colors of an imaging system.

Description

La présente invention concerne un procédé de codageThe present invention relates to a coding method

numérique d'une base de données.digital database.

Lorsqu'on a à coder, en numérique, une quantité finie de données d'une base, le procédé le plus simple et le plus évident consiste à affecter à ces données, comme codes, respectivement les bits représentatifs des nombres binaires correspondant aux nombres de la suite continue des premiers nombres décimaux entiers, en quantité égale à celle des When it is necessary to digitally code a finite quantity of data of a base, the simplest and most obvious method consists in assigning to these data, as codes, respectively the bits representative of the binary numbers corresponding to the numbers of the continuation continues of the first whole decimal numbers, in quantity equal to that of the

données de la base.database data.

Un tel codage, tout d'abord,peut requérir des séparateurs entre les données codées, faute de quoi des ambiguités pourraient surgir au cours de leur lecture ultérieure. En outre, une telle affectation de codes, qui ne tient pas compte des spécificités respectives des données, peut, dans certains cas, engendrer une quantité impressionnante de bits, sans Such coding, first of all, may require separators between the coded data, otherwise ambiguities may arise during their subsequent reading. In addition, such a code assignment, which does not take into account the respective specificities of the data, can, in some cases, generate an impressive amount of bits, without

parler de ceux des séparateurs.talk about those separators.

Il en est ainsi lorsque les données à coder sont des couleurs d'une table exploitée dans un système d'imagerie, par exemple cartographique, notamment géographique, géologique, médicale. La présente invention veut donc proposer un procédé de codage numérique de données d'une base, sans séparateurs entre elles, et comprimées au mieux, la compression visant This is so when the data to be coded are colors of a table operated in an imaging system, for example cartographic, including geographical, geological, medical. The present invention therefore proposes a method of digital coding of data of a base, without separators between them, and compressed at best, compression aimed at

à réduire le nombre de bits.to reduce the number of bits.

On connaît le codage de Huffman, par le document "Digital We know the coding of Huffman, by the document "Digital

Image Processing", de Rafael et al.- Addison-Wesley, 1977. Image Processing ", by Rafael et al. - Addison-Wesley, 1977.

Le codage de Huffman tient déjà compte d'une certaine spéci- The Huffman coding already takes into account a certain

ficité des données, à savoir leur fréquence d'apparition. the data, ie, their frequency of occurrence.

Ainsi, la donnée apparaissant avec la plus grande fréquence est affectée du code constitué d'un bitpar exemple, de Thus, the data appearing with the greatest frequency is assigned code consisting of a bit, for example, of

valeur 0.value 0.

26 1 926926 1 9269

La donnée apparaissant avec la fréquence immédiatement inférieure est affectée du code constitué du même bit de valeur O et d'un deuxième bit, de poids immédiatement supérieur, de valeur 1, et ainsi de suite. Ainsi, la donnée apparaissant avec la fréquence de rang i est affectée du code constitué de (i-l) bits de valeur 1 et d'un dernier bit, de poids le plus faible, de valeur O. Bien que le codage de Huffman n'engendre pas d'ambiguités à la lecture des données, la compression n'est pas parfaite et, de The data appearing with the next lower frequency is assigned the code consisting of the same bit of value O and a second bit, of weight immediately higher, of value 1, and so on. Thus, the data appearing with the frequency of rank i is assigned the code consisting of (il) bits of value 1 and a last bit, of least weight, of value O. Although the coding of Huffman does not generate no ambiguity in reading the data, the compression is not perfect and,

surcroît, c'est un codage assez dégradant. besides, it's a pretty degrading coding.

On connait aussi le codage RLC (run length coding), selon lequel chaque donnée est codée avec certains bits, de valeur O ou 1, suivi par exemple d'un bit de doublement x, de poids le plus faible, x étant égal à 1 si 'la donnée est répétée deux fois de suite, ou doublée, à O si elle est suivie RLC (run length coding) coding is also known, according to which each data is coded with certain bits, of value O or 1, followed for example by a doubling bit x, of the lowest weight, x being equal to 1 if 'the data is repeated twice in a row, or doubled, to O if it is followed

d'une autre donnée.another data.

Pas plus ce dernier codage que la combinaison de celui-ci avec le codage de Huffman ne conduisent à une compression appropriée. La présente invention vise donc à proposer un codage mieux Neither this last coding nor the combination of it with the Huffman coding lead to an appropriate compression. The present invention therefore aims to propose a better coding

comprimé que ceux connus jusqu'ici. tablet than those known so far.

A cet effet, la présente invention concerne un procédé de codage numérique de données d'une base, sans séparateur For this purpose, the present invention relates to a method of digital coding data of a base, without separator

entre elles, dans lequel, après avoir déterminé les fréquen- between them, in which, after determining the frequency

ces d'apparition des données, on leur affecte des codes comportant respectivement des nombres de bits augmentant avec la diminution des fréquences d'apparition, caractérisé par le fait qu'on affecte à au moins certaines des données les plus fréquentes des codes comportant au moins un bit de These data are assigned codes which respectively comprise increasing numbers of bits with the decrease of the frequencies of appearance, characterized by the fact that at least some of the most frequent data of the codes comprising at least a bit of

répétition et qu'on adapte les codes à la statistique d'ap- repetition and that the codes are adapted to the

parition des données.parition of the data.

Avantageusement, on affecte le bit de répétition en tant Advantageously, the repetition bit is assigned as

que bit de poids le plus faible.that bit of the weakest weight.

Avantageusement encore, on affecte à la donnée la plus fréquente l'unique bit de valeur 0. Dans la mise en oeuvre préférée du procédé de l'invention, on répartit les données en groupes de données de fréquences d'apparition sensiblement voisines auxquelles on affecte Advantageously, the most frequent data item is assigned the single bit of value 0. In the preferred implementation of the method of the invention, the data are distributed into groups of data of frequencies of appearance which are substantially similar and which are affected.

des codes d'un même nombre de bits. codes of the same number of bits.

Dans ce cas, les codes d'au moins certains des groupes de fréquence déterminée peuvent comporter autant de bits, de plus que ceux de groupes de fréquence supérieure, qu'en comporte le nombre binaire correspondant au nombre,décimal, In this case, the codes of at least some of the groups of determined frequency can comprise as many bits, more than those of groups of higher frequency, that includes the number binary corresponding to the number, decimal,

de données des groupes considérées. group data.

Dans ce même cas toujours, les codes d'au moins certains des groupes peuvent comporter une série de bits identiques précédant une série de bits en quantité égale à celle desbits qu, comporte le nombre binaire correspondant au nombre, décimal, de données des groupes. Alors, la série de bits identiques des codes d'au moins certains des groupes peut comporter autant de bits, de plus que la série identique de bits de codes de groupes de fréquence supérieure, qu'en comporte le nombre binaire correspondant au nombre, décimal, de In this same case always, the codes of at least some of the groups may comprise a series of identical bits preceding a series of bits in an amount equal to that of the bits that comprises the binary number corresponding to the number, decimal, data group. Then, the series of identical bits of the codes of at least some of the groups can comprise as many bits, more than the identical series of bits of higher frequency group codes, that includes the number corresponding to the number, decimal , from

données des groupes considérés.group data.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description The invention will be better understood from the description

suivante d'une mise en oeuvre préférée du procédé de codage de l'invention, à savoir le codage des couleurs d'une table associées à des pixels, c'est-à-dire des éléments d'image (picture elements), d'un ensemble de cartes géographiques à enregistrer sur un support d'archivage, tel qu'un disque following of a preferred implementation of the coding method of the invention, namely the coding of the colors of a table associated with pixels, that is to say elements of image (picture elements), d a set of maps to record on an archive medium, such as a disk

optique numérique.digital optics.

L'exemple considéré est donc emprunté au domaine de The example considered is therefore borrowed from the domain of

l'imagerie cartographique.cartographic imagery.

Soit, en l'espèce, une table de douze couleurs à coder. In this case, a table of twelve colors to code.

On détermine, pour chaque couleur C, le nombre N de pixels à enregistrer de cette couleur; N est représentatif de la fréquence d'apparition de la couleur C. Aux fréquences d'apparition décroissantes N1, N2,... Nll, N12 correspondent les couleurs C1, C2,... Cll, C12, C1 For each color C, the number N of pixels to be recorded of this color is determined; N is representative of the frequency of appearance of the color C. At the decreasing appearance frequencies N1, N2, ... N11, N12 correspond to the colors C1, C2, ... C1, C12, C1

étant la couleur la plus fréquente, C2 la couleur de fré- being the most common color, C2 the color of

quence immédiatement inférieure, et ainsi de suite. Dans l'exemple considéré, la proportion de pixels de couleur C1 est de 45 5 environ; la proportion de pixels de couleur C2 est de 20 ï0 environ; les pixels de couleurs C3, C4 ou C5 ont respectivement des fréquences d'apparition sensiblement voisines, la proportion de pixels de couleurs C3, C4, C5 immediately lower, and so on. In the example considered, the proportion of color pixels C1 is about 45; the proportion of color pixels C2 is about 20%; the color pixels C3, C4 or C5 respectively have substantially similar appearance frequencies, the proportion of color pixels C3, C4, C5

étant globalement de 25 5 environ; les pixels de couleurs. being roughly 25%; the color pixels.

C6-C ont aussi respectivement des fréquences d'apparition 6 9 sensiblement voisines, la proportion de pixels de couleurs C6, C7, C, C9 étant globalement de 10 X'v environ; les C6-C also have respectively substantially similar appearance frequencies 6 9, the proportion of color pixels C6, C7, C, C9 being approximately 10 X'v; the

pixels de couleurs C 1O-C12 n'apparaissent que très rarement. C 1O-C12 color pixels only appear very rarely.

Ainsi, les codes des couleurs Cl-Cl2 peuvent être répartis en premiers groupes de codes avec le même nombre de bits, en l'espèce six (G1, G2, G3, G4, G5, G6), le code de la couleur C6 étant sorti du groupe G des codes des couleurs Thus, the color codes C1-Cl2 can be divided into first groups of codes with the same number of bits, in this case six (G1, G2, G3, G4, G5, G6), the color code C6 being removed from group G color codes

6 56 5

C7, C8, Cg, pour une raison qui sera expliquée plus loin, C7, C8, Cg, for a reason that will be explained later,

pour former à lui seul le groupe G4. to form group G4 alone.

Le code de la couleur C1, la plus fréquente, forme le groupe G1, celui de la couleur C2, le groupe G2, ceux des couleurs C3, C4, C5, le groupe G3, celui de la couleur C6 donc le groupe G4, ceux des couleurs C7, C8, C9, le groupe G5, et The color code C1, the most frequent, forms the group G1, that of the color C2, the group G2, those of the colors C3, C4, C5, the group G3, that of the color C6, therefore the group G4, those colors C7, C8, C9, group G5, and

ceux des couleurs CO, Cl, Cl2 le dernier groupe G6. those of the colors CO, Cl, Cl2 the last group G6.

Le tableau ci-dessous donne les codes adoptés: The table below gives the codes adopted:

G1 C1G1 C1

G2 C2 1 0 x C 1 1 ' 0 x G3 C4 1 1 0 1 x Ol' Oi0x !G4 C6 1 0 0 1 0 1 x G2 C2 1 0 x C 1 1 '0 x G3 C4 1 1 0 1 x Ol' Oi0x! G4 C6 1 0 0 1 0 1 x

I.- -I.- -

c7 01 10x I G C8 1 i 1 1 0 1 x C9 1 1 1 1;1 0 x i C lo 1 1 1 1 0 0 G6 Cll 1 11 1 i 1 1 c7 01 10x I G C8 1 i 1 1 0 1 x C9 1 1 1 1; 1 0 x i C lo 1 1 1 1 0 0 G6 Cll 1 11 1 i 1 1

C12 1 1 1 1 1 1 0C12 1 1 1 1 1 1 0

La couleur C est affectée du code 0. Le code 1 aurait pu aussi être adopté. La couleur C2 est affectée du code, ici, à 3 bits 10 x. En cas, ici, de doublement de la couleur C2, elle sera codée 101. Si Color C is assigned code 0. Code 1 could also have been adopted. The color C2 is assigned the code, here, 3 bits 10 x. In this case, doubling the color C2, it will be coded 101. If

elle précède une autre couleur, elle sera codée 100. L'en- it precedes another color, it will be coded 100. The

registrement de deux pixels adjacents de cette couleur C2 ne requiert donc que 3 bits, alors que, selon le codage de Huffman, il aurait fallu 4 bits (deux fois 10). Selon le codage de Huffman, deux couleurs ne sont codées que sur trois bits que-s'il s'agit des couleurs C1, C2. Comme la probabilité, que deux pixels adjacents soient de même couleur, est ici supérieure à 0,5, on conçoit donc que le codage de l'invention, statistiquement parlant, et, au niveau de ces registering two adjacent pixels of this color C2 therefore requires only 3 bits, whereas, according to the Huffman coding, it would have taken 4 bits (twice 10). According to the Huffman coding, two colors are only coded on three bits if they are colors C1, C2. Since the probability that two adjacent pixels are of the same color is here greater than 0.5, it is therefore conceivable that the coding of the invention, statistically speaking, and at the level of these

deux couleurs, soit déjà plus performant. two colors, already better.

Les couleurs C3, C4, C5, du groupe G3, sont codées sur cinq bits, avec un bit de doublement x de poids le plus faible. Les codes de ce groupe comportent deux bits de plus que le code lOx de C2, puisque ce groupe comporte trois codes, et que 3 dans le système binaire s'écrit avec The colors C3, C4, C5, of the group G3, are coded on five bits, with a bit of doubling x of the lowest weight. The codes in this group have two more bits than the lOx code of C2, since this group has three codes, and 3 in the binary system is written with

deux bits.two bits.

En outre, les trois codes comportent une série de deux bits identiques 11 précédant une série de deux autres bits In addition, the three codes comprise a series of two identical bits 11 preceding a series of two other bits

et le bit de doublement.and the doubling bit.

Les couleurs C7, C8, C9 du groupe G5 sont codées sur sept The colors C7, C8, C9 of group G5 are coded on seven

bits, avec un bit de doublement x de poids le plus faible. bits, with the lowest bit doubling bit x.

Les codes de ce groupe comportent deux bits de plus que les The codes in this group have two more bits than the

codes du groupe G3, puisque ce groupe comporte trois codes. G3 group codes, since this group has three codes.

Si le code de la couleur C2 avait été intégré à ce groupe, If the color code C2 had been included in this group,

il aurait fallu coder les couleurs sur un bit supplémentai- it would have been necessary to code the colors on an additional bit

re, 4 en binaire s'écrivant avec les trois bits 100. Les codes du groupe G5 comportent une série de quatre bits identiques llll précédant une série de deux autres bits et re, 4 in binary writing with the three bits 100. The codes of the group G5 comprise a series of four identical bits llll preceding a series of two other bits and

le bit de doublement.the doubling bit.

La couleur C6 est affectée du code lOOlOlx. La raison en The color C6 is assigned code lOOlOlx. The reason

est la suivante. Trois pixels adjacents de couleur C2 peu- is the following. Three adjacent pixels of color C2 can

vent être codés 1.01 lO0 ou 100 101. Selon le codage de may be coded 1.01 100 or 100 101. According to the coding of

l'invention, on a volontairement écarté la deuxième solu- the invention, the second solu-

tion qu'on a ainsi réservée à la couleur C6. this has been reserved for color C6.

Les couleurs C l0, Cl C12, du groupe G6 sont codées sur huit bits. Les trois codes de ce groupe comportent une série de six bits identiques 11llllll, soit deux de plus que la série identique de codes du groupe G5, précédant une série de deux autres bits. Compte-tenu de la rareté d'apparition de ces couleurs, leurs codes ne comportent pas de bit de The colors C10, C1, C12, of the group G6 are coded on eight bits. The three codes of this group comprise a series of six identical bits 11llllll, two more than the identical series of codes of the G5 group, preceding a series of two other bits. Given the rarity of appearance of these colors, their codes do not include a bit of

doublement.doubling.

Les codes ainsi proposés seront lus ultérieurement sans The codes thus proposed will be read later without

aucune ambiguité.no ambiguity.

Avec le codage le plus simple, et alors que la table comporte douze couleurs (1100 dans le système binaire), il aurait fallu quatre bits par pixel. Avec le codage de With the simplest coding, and while the table has twelve colors (1100 in the binary system), it would have taken four bits per pixel. With the coding of

l'invention, on a constaté que la quantité de bits à en- the invention, it has been found that the amount of bits to be

registrer n'était plus que de 2,25 par pixel. La compres- register was only 2.25 per pixel. The compres-

sion est donc tout-à-fait notable.sion is therefore quite remarkable.

On a, dans l'exemple décrit ci-dessus, considéré qu'une couleur pouvait être doublée, c'est-à-dire que deux pixels de la même couleur pouvaient se suivre. Il va de soi que la répétition des couleurs, dans le cadre de la présente invention, ne doit pas être limitée à un doublement. Alors, la répétition ne serait plus codée avec un seul bit x, mais avec autant de bits x qu'il faut pour exprimer, en In the example described above, it was considered that a color could be doubled, that is to say that two pixels of the same color could follow each other. It goes without saying that the repetition of colors, in the context of the present invention, should not be limited to a doubling. Then, the repetition would no longer be coded with a single bit x, but with as many bits x that it takes to express, in

binaire, le nombre décimal de répétitions. binary, the decimal number of repetitions.

Claims

claims

1. Method of digital coding of data of a base, without separator between them, in which, after having determined the frequencies of appearance of the data, they are assigned codes respectively comprising numbers of bits increasing with the decrease of the frequencies of occurrence, characterized by assigning at least some of the most frequent data (C2-C9) codes having at least one bit of repetition (x) and

adapts the codes to the statistics of appearance of the data.

The coding method according to claim 1, wherein the bit of repetition (x) is assigned as a bit of

lowest weight.

3. coding method according to one of claims 1 and 2,

in which one assigns to the most frequent data (Cl)

the single bit of value 0.

Coding method according to one of claims 1 to 3,

in which the data in groups (G3, G5, G6) of substantially similar frequency data are distributed

assigned codes of the same number of bits.

The coding method according to claim 4, wherein

codes from at least some of the groups (G3, G5, G6)

carry a series of identical bits (11; 1111; 111111) preceding a series of bits (00; 01; 10) in equal amounts

to that of the bits in the corresponding binary number

number, decimal, of group data.

Coding method according to one of claims 4 and 5,

in which the codes of at least some of the groups (G3, G5) comprise as many bits, more than those of groups (G2, G3) of higher frequency, that includes the binary number corresponding to the number, decimal, of data from

groups considered (G3, G5).

The coding method according to claim 5, wherein the series of identical bits of the codes of at least some of the groups (G3, G5, G6) comprises as many bits, more than the identical series of group code bits. of higher frequency (G2, G3, G5), that includes the binary number corresponding to the number, decimal, of data

groups considered (G3, G5, G6).

Coding method according to one of claims 1 to 7,

in which the base comprises twelve data (C1-C12)

which one affects the codes of the following table:

G1 C1

G2 C2 1 0 x C3 1 1 0 0 x G3 C4 1 1 0 1 x C5 1 1 1 0 x G4 C6 1 0 0 1 0 1 x C7 1 1 1 1 0 0 x G5 Cs 1 1 1 1 0 1 x i9.11 1 1 1 0x C l ll llllO0

C10 1 1 1 1 1 1 0 0

G6 Cil 1 1 1 1 1 0 1 C2 i1 1 1 1 1 1 0