JP2000224423A

JP2000224423A - 画像圧縮装置および画像圧縮方法ならびに符号木生成方法ならびに情報記録媒体

Info

Publication number: JP2000224423A
Application number: JP1867199A
Authority: JP
Inventors: Masaichi Isomura; 政一磯村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】予測符号化において、符号化と局部復号処理を
高速化すること。および、可変長−固定長型エントロピ
ー符号化において、シンボルの出現確率に応じた最適な
符号化テーブルを作成し、圧縮率を向上させると共に、
符号化速度が向上するような符号化テーブルの構成およ
び符号化方法を提供すること。【解決手段】差分の生成と非線型量子化を行う符号化テ
ーブル手段４により、入力信号と予測信号を入力し、テ
ーブル参照により一気に量子化値を得、局部復号テーブ
ル手段５により、量子化値と予測信号を入力し、テーブ
ル参照により一気に復号値を得るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を高速に圧縮
するための装置およびそのための方法に関する。特に、
パーソナルコンピュータ（以下パソコンという）に繋が
れるプリンタで画像等を印刷させる場合に、その印刷速
度を上げるために好適なも装置や方法等に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタで印刷されるパソコンの
画面の解像度は、６４０×４００、６４０×４８０等の
通常のモードや１１２０×７５０や１０２４×７６８の
高解像度が使用されている。このような画面をプリンタ
で印刷する場合、３６０dpi程度の印刷精度で行おうと
すると、ファイル容量が１５ＭＢ程度と高容量となる。

【０００３】最近では、画質を上げるため、画像を４階
調や８階調としたり、解像度を２０４８×１５３６とい
うような高精細にすることも行われている。画像に階調
を付加させるには、今までの２値化データに加え、階調
に関するデータも付加させる必要が生じ、印刷のための
ファイル容量が１５ＭＢ以上となる。また、解像度が２
０４８×１５３６となると、従来の高解像度のものに比
べ単純計算で４倍のファイル容量となってしまう。

【０００４】パソコンに接続されるプリンタでの印刷を
高速化させるため、従来はレンダリングや誤差拡散処理
と呼ばれる技術や、パソコンからプリンタへ高速でデー
タを送る規格等を採用することが行われている。

【０００５】また、画像データを圧縮する技術の１つと
して高能率符号化の技術が知られている。この画像の高
能率符号化を行うための構成は、画像信号を圧縮符号化
しやすいように別な信号系列に変換する画像信号のモデ
ル化部と、このモデル化部で変換された信号系列に、実
際に符号を割り当てて符号化を行うエントロピー符号化
部の２つの大きなブロックからなる。画像信号のモデル
化部で使用される技術としては、ＤＣＴ（離散コサイン
変換）符号化、予測符号化等が知られている。また、エ
ントロピー符号化部の技術としては、ラン・レングス符
号、ハフマン符号、算術符号等が知られている。

【０００６】画像信号のモデル化部のための技術である
予測符号化の中の一つの技術として、隣接したサンプル
間の差分をＰＣＭ符号化するＤＰＣＭ（Differential P
ulseCoding Modulation）方式が知られている。従来の
ＤＰＣＭ不可逆符号器７０を図１４に示す。このＤＰＣ
Ｍ不可逆符号器７０は、入力信号と予測値との差分をと
る減算器７１と、差分が小さい部分では細かく量子化
し、差分が大きい部分では粗く量子化する非線形量子化
部７２と、量子化誤差による復号信号の誤りが蓄積され
るのを防ぐための局部復号部７３とから構成される。

【０００７】局部復号部７３は、量子化された差分値を
元の差分に戻す非線形逆量子化部７４と、戻された差分
と予測値とを加え合わせる加算器７５と、加算器７５か
らの信号を入力し、次の予測値を生成する予測値生成部
７６とから構成される。この予測値生成部７６には、復
号された局部復号値を所定の範囲、たとえば８ビットの
場合０〜２５５の値に制限するリミッタ部７７が設けら
れている。

【０００８】また、エントロピー符号化部の技術である
ハフマン符号等は、一定個数のシンボルに対して可変長
の符号が割り当てられる固定長可変化符号（Fixed-Vari
ableで以下ＦＶ型符号という）となっている。これに対
して、可変長符号でブロック化した情報源に対して固定
長符号を割り当てることで符号量を削減できる可変長固
定長化符号（Variable-to-Fixedで以下ＶＦ型符号とい
う）が知られている（１９９６年画像符号化シンポジウ
ム論文集Ｐ８７、Ｐ８９参照）。

【０００９】この論文で示されるＶＦ型符号の考え方を
図１５に基づいて説明する。情報源は、０,１を出力す
る無記憶２元情報源であるものとする。また、出現確率
であるＰ_０，Ｐ_１が、Ｐ_０＝０.９，Ｐ_１＝０.１
で、シンボルとなる通報の種類の数が４であるとする。

【００１０】最初に、図１５（Ａ）に示すように、根か
ら分岐する２本の枝を作成し、各葉にシンボル０,１を
割り当て、その出現率Ｐ_０，Ｐ_１を記入しておく。次
に、出現確率が高い方の葉から２本の枝を伸ばして新た
な葉を作成し、各葉のシンボル０,１を割り当て、各葉
の出現確率を記入する。ここではＰ_０＞Ｐ_１となるの
で、Ｐ_０ ^２,Ｐ_０Ｐ_１が各葉に記入されることになる。
以下同様に、最も確率の高い葉を分割していく処理を、
葉の数がシンボルとなる通報の種類数と等しくなるまで
繰り返す。これによって、平均通報長が最大となるよう
に情報源系列を区切ることができる。このようにして作
成した通報毎に、図１５（Ｄ）に示すように、固定長符
号を割り当てることでＶＦ型符号の符号化が実現でき
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の誤差拡散処理等
の処理技術は、プリンタ側での印刷速度を上げるもので
ある。また、パソコンからプリンタへデータを高速に送
るものは、データの送信速度を上げるものである。これ
らの技術によって、パソコンに接続されるプリンタでの
印刷速度は、かなり速くなっている。

【００１２】しかし、最近では、４PPM（=１分間に４
枚）等、極めて高速な印刷速度が要求されている。この
ような高速印刷が要求されると、パソコンでの画像圧縮
に時間がかかり過ぎると、たとえプリンタ自体での印刷
速度を速くしたり、データ送信速度を速くしてもその要
求を満足させることができない。

【００１３】また、従来のＤＰＣＭ不可逆符号器７０に
おいては、差分が負の数となる場合もあり、差分の範囲
が２倍に拡大する。しかし、実際には直前の画素値によ
って取りうる範囲は限定される。たとえば８ビットで表
示される画素の場合、直前の画素値が０ならば差分値が
負となることはないし、２５５なら正にはなり得ない。
ところが、このＤＰＣＭ不可逆符号器７０では、差分値
は−２５５から２５５までの計５１１種類となり、エン
トロピー符号化の対象となるシンボル数は、多数とな
り、無駄なものが多く存在することとなる。また、入力
信号と予測値との差を取り、さらにその差分から量子化
された値を取り出す２段階以上のオペレーションが必要
となり、高速化の妨げとなっている。さらには、局部復
号部７３には、局部復号値を所定範囲に制限するリミッ
タ部７７をわざわざ設ける必要が生じている。

【００１４】ハフマン符号等のＦＶ型符号は、ビット操
作を必要とし、ソフトウェアではどうしても実行速度が
遅くなってしまう。このため、ソフトウェアでの実行を
考慮すると、符号を必ずバイト単位で出力するＶＦ型符
号が好ましい。しかし、先に示したＶＦ型符号を多値シ
ンボルに適用しようとした場合、次のような問題が生じ
る。第１は、符号木を作成する過程で、最も出現率が高
い枝を分割する際、無条件にシンボル数分の枝と葉を作
成していた。このため、場合によっては極端に出現確率
の低い葉ができてしまい、これに出力コード（符号）を
割り当てることになるため、符号化効率の低下を招いて
いる点である。第２は、第１の点で示した分割による符
号木では、生成された葉の数が必ずしも出力コード数
（符号数）とは一致せず、未使用のコードが存在するこ
とになる点である。この第２の点に関しても符号化効率
の低下を招いている。

【００１５】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたものであり、画像圧縮、特にパソコン側での画
像圧縮を、改良したＤＰＣＭや改良したＶＦ型符号を使
用することによって高速にて行えるようにした高速画像
圧縮装置およびその方法ならびに符号木生成方法ならび
に情報記録媒体を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の画像圧縮装置は、画像信号を入力し隣接し
た信号間の差分を出力コードとして出力する画像信号の
モデル化部と、このモデル化部からの出力コードを入力
しエントロピー符号化するエントロピー符号化部とを有
する画像圧縮装置において、モデル化部に、入力信号と
予測値とを入力し、それらの値から出力コードを求める
ことができる符号化テーブルを有する符号化テーブル手
段を設けている。

【００１７】このように、モデル化部から出力される出
力コードをいわゆるテーブル・ルック・アップによって
探し、出力しているので符号化効率が向上し、符号化速
度が向上する。

【００１８】また、他の発明の画像圧縮装置は、画像信
号を入力し隣接した信号間の差分を出力コードとして出
力する画像信号のモデル化部と、このモデル化部からの
出力コードを入力しエントロピー符号化するエントロピ
ー符号化部とを有する画像圧縮装置において、モデル化
部に、予測値と上記出力コードとを入力し、それらの値
から新予測値を求めることができる局部復号テーブルを
有する局部復号テーブル手段を設けている。

【００１９】このように、モデル化部内で局部復号され
る新予測値を、いわゆるテーブル・ルック・アップによ
って探し、出力しているので符号化効率が向上し、符号
化速度が向上する。

【００２０】さらに、他の発明の画像圧縮装置は、画像
信号を入力し隣接した信号間の差分を出力コードとして
出力する画像信号のモデル化部と、このモデル化部から
の出力コードを入力しエントロピー符号化するエントロ
ピー符号化部とを有する画像圧縮装置において、モデル
化部に、入力信号と予測値とを入力し、それらの値から
出力コードを求めることができる符号化テーブルを有す
る符号化テーブル手段と、予測値と出力コードとを入力
し、それらの値から新予測値を求めることができる局部
復号テーブルを有する局部復号テーブル手段を設けてい
る。

【００２１】このように、モデル化部から出力される出
力コードを、いわゆるテーブル・ルック・アップによっ
て探し、出力し、モデル化部内で局部復号される新予測
値を、同様にテーブル・ルック・アップによって探し、
出力しているので符号化効率が向上し、符号化速度が向
上する。

【００２２】また、他の発明の画像圧縮装置は、画像信
号を入力し、その画像信号を圧縮符号化しやすいように
別な信号系列に変換する画像信号のモデル化部と、この
モデル化部で変換された信号系列を可変長から固定長に
変換して符号化を行うエントロピー符号化部とを有する
画像圧縮装置において、固定長でかつ所定数の割り当て
コードを付与するための符号木の生成の際、出現確率の
最も高いノードを分割するとき、すでに該当ノードから
派生している子ノードに対応したシンボルを除いたシン
ボルの内で、出現確率の最も高いシンボルのみを新たな
子ノードとして分割するようにした符号木生成手段を設
けている。

【００２３】この結果、最も出現確率の高いノードを分
割する際、入力シンボル数分の葉を作成する必要がなく
なる。このため、出現確率の低い葉が生じず、符号化効
率の低下が生じない。また、未使用のコードが存在しな
くなり、この面でも符号化効率の低下を招くことがな
い。また、さらに、これらによって符号木の構成上の自
由度が高まり、圧縮率を向上させることができる。

【００２４】さらに、他の発明の画像圧縮装置は、上述
の発明に加え、所定の親ノードから分割される子ノード
が、シンボル数をｎとしたとき（ｎ−１）の数だけ発生
した場合、自動的にｎ番目の子ノードを生成するように
している。これにより、これら子ノードの親ノードに対
してコードを割り当てる必要がなくなり、コードが有効
に割り当てられ、圧縮率が向上する。

【００２５】また、他の発明の画像圧縮装置は、画像信
号を入力し、その画像信号を圧縮符号化しやすいように
別な信号系列に変換する画像信号のモデル化部と、この
モデル化部で変換された信号系列を可変長から固定長に
変換して符号化を行うエントロピー符号化部とを有する
画像圧縮装置において、エントロピー符号化部は、固定
長でかつ所定数の割り当てコードを付与するための符号
木から生成されるリスト構造を保存するメモリを有し、
このリスト構造は、入力されるシンボルに、出現確率が
既知でかつその出現確率の順に昇順または降順にモデル
化部から出力される出力コードが与えられ、かつ当該出
力コードがエントロピー符号化部に入力した際に、割り
当てコードを出力するように対応づけられている。

【００２６】このように、予め出現確率が分かっている
入力シンボル（入力信号）を出現確率の順に出力コード
を付与し、しかも符号木から生成されるリスト構造を予
め設けたので、符号化辞書を形成しながら圧縮するのに
比べ、符号化速度が向上する。

【００２７】さらに、他の発明では、上述の画像圧縮装
置に加え、符号木をメモリ上に表現するためのリスト構
造は、ノード毎に１つのエントリーを構成し、少なくと
も１つ以上の子ノードを持つすべての親ノードについて
は、少なくとも、もっとも出現確率の高い子ノードのメ
モリ上の位置を示すアドレスと、上記親ノードから分割
される子ノードの数を示す子ノード数とが記載され、さ
らに、入力シンボル数に満たない子ノードを持つ親ノー
ドについては、割り当てられたコードを示す割り当てコ
ードが記載され、入力シンボル数と等しい子ノードを持
つ親ノードについては、自分から派生したノード（子ノ
ードや孫ノード、ひ孫ノード等）に割り当てられたコー
ドのうち何れか１つを記載している。また、子ノードを
持たないノードは、子ノード数（この場合は０）と割り
当てられたコードのみが記載されている。

【００２８】加えて、他の発明では、上述の画像圧縮装
置に加え、リスト構造は、分割される子ノードのアドレ
スを出現確率の高い昇順または降順に隣接して配置す
る。

【００２９】このように、子ノードのアドレスを配置し
たので、出力コードと子ノードの数を単純比較するだけ
で、子ノードの有無を判断できるようになる。また、確
率が０となったノードに対しても所定の割り当てコード
を付与しているので、最後の入力シンボル（入力信号）
が、その確率０のノードに達したときでも強制的にその
割り当てコードを出力させることができる。この結果、
符号語が迷子になることはない。

【００３０】さらに、他の発明では、上述の各発明の画
像圧縮装置に加え、出力コードを量子化された出力コー
ドとしている。このように、出力コードが量子化されて
いるので、画像の劣化を目立たせないようにして符号化
効率を上げることが可能となる。

【００３１】また、本発明の画像圧縮方法は、画像信号
を入力し隣接した信号間の差分を出力コードとして出力
する画像信号のモデル化工程と、このモデル化工程から
の出力コードを入力しエントロピー符号化するエントロ
ピー符号化工程とを有する画像圧縮方法において、モデ
ル化工程に、入力信号と予測値とを入力し、それらの値
から出力コードを求めることができる符号化テーブルに
よって符号化する工程を設けている。

【００３２】このように、モデル化工程から出力される
出力コードをいわゆるテーブル・ルック・アップによっ
て探し、出力しているので符号化効率が向上し、符号化
速度が向上する。

【００３３】また、他の発明の画像圧縮方法は、画像信
号を入力し隣接した信号間の差分を出力コードとして出
力する画像信号のモデル化工程と、このモデル化工程か
らの出力コードを入力しエントロピー符号化するエント
ロピー符号化工程とを有する画像圧縮方法において、モ
デル化工程に、予測値と出力コードとを入力し、それら
の値から新予測値を求めることができる局部復号テーブ
ルによって局部復号する工程を設けている。

【００３４】このように、モデル化工程内で局部復号さ
れる新予測値を、いわゆるテーブル・ルック・アップに
よって探し、出力しているので符号化効率が向上し、符
号化速度が向上する。

【００３５】さらに、他の発明の画像圧縮方法は、画像
信号を入力し隣接した信号間の差分を出力コードとして
出力する画像信号のモデル化工程と、このモデル化工程
からの出力コードを入力しエントロピー符号化するエン
トロピー符号化工程とを有する画像圧縮方法において、
モデル化工程に、入力信号と予測値とを入力し、それら
の値から出力コードを求めることができる符号化テーブ
ルによって符号化する工程と、予測値と出力コードとを
入力し、それらの値から新予測値を求めることができる
局部復号テーブルによって局部復号する工程を設けてい
る。

【００３６】このように、モデル化工程から出力される
出力コードを、いわゆるテーブル・ルック・アップによ
って探し、出力し、モデル化工程内で局部復号される新
予測値を、同様にテーブル・ルック・アップによって探
し、出力しているので符号化効率が向上し、符号化速度
が向上する。

【００３７】また、他の発明の画像圧縮方法は、画像信
号を入力し、その画像信号を圧縮符号化しやすいように
別な信号系列に変換する画像信号のモデル化工程と、こ
のモデル化工程で変換された信号系列を可変長から固定
長に変換して符号化を行うエントロピー符号化工程とを
有する画像圧縮方法において、固定長でかつ所定数の割
り当てコードを付与するための符号木の生成の際、出現
確率の最も高いノードを分割するとき、すでに該当ノー
ドから派生している子ノードに対応したシンボルを除い
たシンボルの内で、出現確率の最も高いシンボルのみを
新たなノードとして分割するようにした符号木生成工程
を設けている。

【００３８】この結果、最も出現確率の高いノードを分
割する際、入力シンボル数分の葉を作成する必要がなく
なる。このため、出現確率の低い葉が生じず、符号化効
率の低下が生じない。また、未使用のコードが存在しな
くなり、この面でも符号化効率の低下を招くことがな
い。また、さらに、これらによって符号木の構成上の自
由度が高まり、圧縮率を向上させることができる。

【００３９】さらに、他の発明の画像圧縮方法は、画像
信号を入力し、その画像信号を圧縮符号化しやすいよう
に別な信号系列に変換する画像信号のモデル化工程と、
このモデル化工程で変換された信号系列を可変長から固
定長に変換して符号化を行うエントロピー符号化工程と
を有する画像圧縮方法において、エントロピー符号化部
は、固定長でかつ所定数の割り当てコードを付与するた
めの符号木から生成されるリスト構造によって割り当て
コードを出力する出力工程を有し、このリスト構造は、
入力されるシンボルに、出現確率が既知でかつその出現
確率の順に昇順または降順にモデル化工程から出力され
る出力コードが与えられ、かつ当該出力コードがエント
ロピー符号化工程で処理される際に、割り当てコードを
出力するように対応づけられている。

【００４０】このように、予め出現確率が分かっている
入力シンボル（入力信号）を出現確率の順に出力コード
を付与し、しかも、符号木から生成されるリスト構造を
予め設けたので、符号化辞書を形成しながら圧縮するの
に比べ、符号化速度が向上する。

【００４１】また、本発明の符号木生成方法は、固定長
でかつ所定数の割り当て出力コードを付与するための符
号木生成方法において、出現確率の最も高いノードを分
割するとき、すでに該当ノードから派生している子ノー
ドに対応したシンボルを除いたシンボルの内で、出現確
率の最も高いシンボルのみを新たなノードとして分割す
るようにしている。

【００４２】この結果、最も出現確率の高いノードを分
割する際、入力シンボル数分の葉を作成する必要がなく
なる。このため、出現確率の低い葉が生じず、符号化効
率の低下が生じない。また、未使用のコードが存在しな
くなり、この面でも符号化効率の低下を招くことがな
い。また、さらに、これらによって符号木の構成上の自
由度が高まり、圧縮率を向上させることができる。

【００４３】さらに、他の発明では、上述の符号木生成
方法に加え、所定のノードから分割される子ノードが、
シンボル数をｎとしたとき（ｎ−１）の数だけ発生した
場合、自動的にｎ番目の子ノードを生成するようにして
いる。これにより、これら子ノードの親ノードに対して
コードを割り当てる必要がなくなり、コードが有効に割
り当てられ、圧縮率が向上する。

【００４４】上述の各画像圧縮方法に基づく手順をコン
ピュータに処理実行させると、先に示した画像圧縮装置
に関する発明と同様の効果を容易に得ることが可能とな
る。したがって、記載される処理手順をパソコンなどの
ハードウェアを用いて実行することにより、これらのハ
ードウェアと同様な効果を達成できるようになる。

【００４５】しかも、ソフトウェア的に処理することに
よってハードウェアの各種の制限を免れると共に構成が
簡易化される。特に、ＦＶ型符号の採用によって割り当
てコードが必ず固定長の単位で出力されるので、余分な
ビット操作が不要となりソフトウェアでの実行に際して
の速度が向上している。なお、割り当てコードをバイト
単位で出力させるとソフトウェアでの処理上好ましいも
のとなる。

【００４６】また、本発明の情報記録媒体は、画像信号
を入力し隣接した信号間の差分を出力コードとして出力
する画像信号のモデル化ステップ中に、入力信号と予測
値とを入力し、それらの値から出力コードを求めること
ができる符号化テーブルによって符号化するステップを
設け、当該ステップを含むプログラムを記録している。

【００４７】また、他の発明の情報記録媒体は、画像信
号を入力し隣接した信号間の差分を出力コードとして出
力する画像信号のモデル化ステップ中に、予測値と出力
コードとを入力し、それらの値から新予測値を求めるこ
とができる局部復号テーブルによって局部復号するステ
ップを設け、当該ステップを含むプログラムを記録して
いる。

【００４８】さらに、他の発明の情報記録媒体は、画像
信号を入力し隣接した信号間の差分を出力コードとして
出力する画像信号のモデル化ステップ中に、入力信号と
予測値とを入力し、それらの値から出力コードを求める
ことができる符号化テーブルによって符号化するステッ
プと、予測値と出力コードとを入力し、それらの値から
新予測値を求めることができる局部復号テーブルによっ
て局部復号するステップを設け、当該ステップを含むプ
ログラムを記録している。

【００４９】また、他の発明の情報記録媒体は、画像信
号を圧縮符号化しやすいように別な信号系列に変換する
画像信号のモデル化ステップで変換された信号系列を、
可変長から固定長に変換して符号化を行うエントロピー
符号化ステップ中に、固定長でかつ所定数の割り当てコ
ードを付与するための符号木の生成の際、出現確率の最
も高いノードを分割するとき、すでに該当ノードから派
生している子ノードに対応したシンボルを除いたシンボ
ルの内で、出現確率の最も高いシンボルのみを新たな子
ノードとして分割するようにした符号木生成ステップを
設け、当該ステップを含むプログラムを記録している。

【００５０】また、他の発明の情報記録媒体は、画像信
号を圧縮符号化しやすいように別な信号系列に変換する
画像信号のモデル化ステップで変換された信号系列を可
変長から固定長に変換して符号化を行うエントロピー符
号化ステップ中に固定長でかつ所定数の割り当てコード
を付与するための符号木から生成されるリスト構造によ
って割り当てコードを出力する出力ステップを設け、こ
のリスト構造は、入力されるシンボルに、出現確率が既
知でかつその出現確率の順に昇順または降順にモデル化
工程から出力される出力コードが与えられ、かつ当該出
力コードがエントロピー符号化ステップで処理される際
に、割り当てコードを出力するように対応づけられてお
り、この対応づけに基づいて出力ステップを実行できる
ようにしたステップを含むプログラムを記録している。

【００５１】加えて、他の発明の情報記録媒体は、固定
長でかつ所定数の割り当て出力コードを付与するための
符号木生成ステップ中、出現確率の最も高いノードを分
割するとき、すでに該当ノードから派生している子ノー
ドに対応したシンボルを除いたシンボルの内で、出現確
率の最も高いシンボルのみを新たな子ノードとして分割
するようにしたステップを設け、当該ステップを含むプ
ログラムを記録している。

【００５２】上述の情報記録媒体の各発明によれば、情
報記録媒体に含まれるプログラムをコンピュータに読み
込ませることで上述の画像圧縮装置と同様な効果を実現
できる。したがって、情報記録媒体によって、これをソ
フトウェア商品として、装置と独立して容易に配布、販
売することができるようになる。また、パソコンなどの
ハードウェア資源を用いて、このソフトウェアを使用す
ることにより、これらのハードウェアで本発明の技術が
容易に実施できるようになる。

【００５３】すなわち、各発明の情報記録媒体をコンピ
ュータで読み取らせプログラムを実行させると、画像の
高速圧縮に必要とされる所定のモデル化やエントロピー
符号化や符号木生成が実行される。その際、モデル化や
エントロピー符号化等が効率良く行われ、符号化速度が
向上することとなる。

【００５４】これらの情報記録媒体としては、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、デジタルビ
デオディスク、リムーバブルハードディスク、メモリカ
ートリッジ、フラッシュメモリ、磁気テープ等の各種媒
体を採用できる。しかも、ＣＤ−ＲＯＭのようにリード
オンリー（＝読み出し専用）のもの以外に、ＤＶＤ−Ｒ
ＡＭやハードディスク等のように読み書き可能なもので
も良い。さらに、情報記録媒体の形状としては、ディス
ク形状のもの、フラッシュメモリのようにメモリそのも
の、テープ状のもの等各種の形状の媒体が利用できる。
また、プログラムをネットワークを通じて配信するよう
な場合は、配給元のホストコンピュータ等に装備される
ハードディスク等の記憶媒体が、この発明における情報
記録媒体となる。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の画像圧縮装置お
よび画像圧縮方法ならびに符号木生成方法ならびに情報
記録媒体の実施の形態について、図１から図１３に基づ
き説明する。この装置や情報記録媒体は、プリンタが接
続されるパソコンに組み込まれるか、画像を扱う各種の
情報機器に適用することができる。なお、この実施の形
態では、入力信号（入力シンボル）は、８ビットで示さ
れる画素値とされているが、他のビット数としても良
い。また、量子化された出力コードは、１５種類として
いるが、他の種類数としても良い。

【００５６】この画像圧縮装置１は、従来と同様に、画
像信号のモデル化部（以下モデル化部という）２と、符
号化を行うエントロピー符号化部３とから構成される。
モデル化部２は、ＤＰＣＭ符号器となっており、入力信
号と予測値（参照値）とを入力し、所定のコード（符
号）を出力する符号化テーブル手段４と、予測値と出力
されたコードとを入力し、復号部（図示省略）で復号さ
れる信号と同じ信号を復号する局部復号テーブル手段５
と、局部復号テーブル手段５の出力を入力し、予測値を
生成する予測値生成手段６とから構成される。

【００５７】符号化テーブル手段４は、従来のＤＰＣＭ
不可逆符号器７０における差分値生成のための減算器７
１と非線形量子化部７２の両機能を合わせ持つもので、
その内部に両手段に置き換わる符号化テーブル１０を有
するものとなっている。また、局部復号テーブル手段５
は、従来のＤＰＣＭ不可逆符号器７０における非線形逆
量子化部７４と局部復号のための加算器７５の両機能を
合わせ持つもので、その内部に両手段に置き換わる局部
復号テーブル１１を有するものとなっている。

【００５８】符号化テーブル手段４には、メモリが配置
され、そのメモリ中に図２に示す符号化テーブル１０が
保存されている。符号化テーブル手段４に、予測値とし
て８ビットの信号が、また入力信号として８ビットの信
号がそれぞれ入力する。その際、予測値は、上位８ビッ
トの信号として、入力信号は下位８ビットの信号として
符号化テーブル手段４に入力する。

【００５９】符号化テーブル１０は、予測値と入力信号
の各値に対応した出力コードを予め決めた表となってい
る。たとえば、予測値が、“００００００００”で
「０」（黒）とし、入力信号が同様に“０００００００
０”で「０」（黒）であると量子化される前のコードが
「０」となり、４ビットに量子化された出力コードは
「０」で、符号で現すと“００００”となる。また、入
力信号が“１１１１１１１１”で「２５５」（白）であ
ると、量子化される前のコードは“１１１１１１１１”
の「２５５」となり、量子化された出力コードは「１
４」となる。

【００６０】また、予測値が“０１１１１１１１”で
「１２７」とし、入力信号も「１２７」であると、量子
化される前のコードと出力コードを共に「０」とする。
予測値が「１２７」で入力信号が「１２６」であると、
量子化される前のコードと出力コードを「１」とし、予
測値が「１２７」で入力信号が「１２８」であると、量
子化される前にコードと出力コードを共に「２」とす
る。このように予測値と入力信号が同一のとき、量子化
以前のコードを「０」とし、予測値と入力信号の差分が
広がる順に、量子化以前のコードの値を順次大きな値と
していく。

【００６１】この符号化テーブル１０では、量子化され
る前のコードは、０〜２５５の２５６種類となり８ビッ
トで表示できる。このため、従来の場合は、８ビットと
８ビットの差分を取ると、９ビット分必要となるが、こ
の符号化テーブル１０を使用すると、量子化される前の
コード数すなわちシンボル数を削減できる。このため、
量子化の粗さ程度を密なものとすることができる。

【００６２】局部復号テーブル手段５にもメモリが配置
され、そのメモリ中に図３に示す局部復号テーブル１１
が保存されている。局部復号テーブル手段５には、予測
値（参照値）と量子化された出力コードとが入力し、そ
れらの値によって局部復号テーブル１１が参照され、新
予測値が取り出される。なお、このときの出力コード
は、４ビットに量子化されているため、新予測値は、先
程の入力信号とは同一とならない。すなわち、出力コー
ドが小さい場合は、入力信号と同一のものが復号される
が、出力コードが「１４」や「１３」等の大きな値の場
合は、量子化されているため完全な復元はできない。こ
の実施の形態では、出力コードの値が大きい場合は、復
元すべき数値が所定範囲に渡るため、その範囲の略中央
の値を復元値としている。

【００６３】この画像圧縮装置１では、符号化テーブル
１０の採用によって、入力シンボル数に対する制約が小
さくなり、圧縮率をほとんど低下させずに、量子化レベ
ル数を増やし、圧縮画像の品質を大幅に向上させること
が可能となっている。この実施の形態では、いくつかの
量子化テーブルについて検討したが、その代表的な量子
化テーブルを図４に示す。図４ではスケールの都合上、
入力レベルが０〜６０までの範囲しか示していないが、
トータルの量子化レベル数としては、１５，２４、２８
の３種類の場合を示す。

【００６４】符号化テーブル１０と局部復号テーブル１
１を採用し、テーブル・ルックアップ機能とすることに
より、オペレーション数が削減され、従来に比べより高
速な符号化を行うことができる。すなわち、符号化テー
ブル１０の採用により、予測値と入力信号が入力される
と、ただちに量子化された出力コードが出力される。ま
た、局部復号テーブル１１の採用により、予測値と量子
化された出力コードが入力されると、ただちに、新予測
値が出力される。また、従来のＤＰＣＭ符号器７０で使
用されていたリミッタ部７７が不要となり、構造が簡略
化される。

【００６５】次にエントロピー符号化部３で実施される
符号化で採用されているＦＶ型符号について説明する。
なお、この実施の形態では、次に説明する符号木の概念
によって生成されたリスト構造（表）をエントロピー符
号化部３内のメモリに保存しているが、符号木生成手段
によって符号木を生成しながら符号化していくようにし
ても良い。

【００６６】符号化の構成を概念的に説明するものとし
て、先に示したような符号木がある。ここでは、その符
号木をどのようにして生成して行くかについてまず説明
する。実際の符号化では、ここで説明する符号木を表現
したリスト構造（詳細は後述）の配列を用いることとな
る。そのため符号化で利用するテーブルは、余計なオー
バーヘッドなしに効率よく符号木をたどれるようなリス
ト構造が望ましい。このようなリスト構造についても後
述する。

【００６７】さて、ＦＶ型符号では、さまざまな出現確
率を持つ情報シンボルにより構成される系列を適当に区
切り、それらの系列に固定長符号を割り当てるが、個々
の系列範囲に見た出現確率がなるべく等しくなるように
する必要がある。そのための具体的な符号化木の生成方
法を説明する。以下では、説明を簡単にするため、情報
源をＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を出力する無記憶４元情報
源とする。そしてそれらの出現確率をＰ０、Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３とする。そして、出現確率の大小関係をＰ０＞
Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３とすると共に、シンボルＳ０にコード
「０」、Ｓ１に「１」、Ｓ２に「２」、Ｓ３に「３」が
割り当てられているとする。

【００６８】最初に、ルート２０から分岐する４本の枝
を作成し、各葉にシンボルＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を割
り当てる（図５参照）。そして出現確率の最も高い葉を
選び、そこから１本の枝を伸ばし新たな葉を作成する。
この例では出現確率がＰ０＞Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３であるの
で、シンボルＳ０が割り当てられた葉から枝を伸ばすこ
ととなり、新たに生成した葉の出現確率はＰ０×Ｐ０で
与えられ、その親ノード２１の出現確率は、Ｐ０からＰ
０×（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）に変化する。この状態を図６
に示す。

【００６９】ここで符号木におけるノードとは、一般に
１つ以上の子ノードあるいは葉を持つものをいい、葉と
は小ノードや葉を１つも持たない符号木の末端をいう。
しかし、符号化テーブル１０や符号木の説明では、両者
を明確に定義する必要はないので、両者をノードという
言葉で扱う場合もある。

【００７０】続いて、この親ノード２１も含めて再度最
も出現確率の高いノードあるいは葉を選び、同様に枝を
伸ばして行く。たとえばＰ１が最も高い場合は、Ｐ１の
出現確率を持つ葉から新たな枝を伸ばす。図７にこの状
態を示す。この新たな親ノード２２の出現確率は、Ｐ１
からＰ１×（１−Ｐ０）＝Ｐ１×（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）
に変化する。図８のような状態で、新たにＰ０×（Ｐ２
＋Ｐ３）の出現確率を持つ親ノード２１に３本目の枝を
作成すると、親ノード２１の出現確率はシンボルＳ３が
出現した場合の確率そのものになるため、この場合は、
親ノード２１の出現確率を０にし、４本目の枝も自動的
に生成し、図９の状態とする。

【００７１】上述のように最も出現確率の高いノードあ
るいは葉を選び、１本ずつ枝を伸ばしながら新たな葉を
作成して行き、葉や出現確率が０でない親ノードや中間
ノードの数が、所定の出力コードの種類数に達するまで
繰り返す。これによって、コードが割り当てられた葉や
中間ノードの出現確率が、極力等しくなるように、情報
源系列を区切ることができる。

【００７２】次に、上述によって形成された符号木を表
現するリスト構造について説明する。このリスト構造
（表）が、エントロピー符号化部３内のメモリに保存さ
れる。なお、この例では、図９に示した符号木を元に３
ビットのコードを割り当てる場合を示す。図９の符号木
は、出現確率が０でないノードおよび葉の数が合計８つ
あり、それらに３ビットのコードを図１０に示すように
割り当てる。

【００７３】このように割り当てられた符号木および割
り当てコードは、図１１に示す表（＝リスト構造）によ
って表現される。図１１の表において、アドレスはメモ
リ中のアドレスを示す。そして、アドレス０は、ルート
２０を、またそれ以外のアドレスも個々のノードあるい
は葉を表している。また、個々のノードは、たとえば親
ノード２１，２２は自分が持っている子ノードの数とシ
ンボルＳ０の小ノードへのオフセット（ルート２０から
見た距離）を情報として持っている。また、シンボルＳ
０以外の関連する子ノードは、その次のアドレスに順次
配置されている。たとえば、親ノード２１，２２，２
３，２４は、アドレスの「１」から「４」に順次配置さ
れ、小ノード３１〜３４はアドレスの「５」から「８」
に順次配置されている。

【００７４】メモリ上のアドレス「０」には、ルート２
０が保存される。ルート２０から見れば小ノードである
親ノード２１へのアドレス上の距離が「１」であるた
め、オフセットは「１」とされ、小ノードを４つ有して
いるため、小ノード数は「４」とされる。アドレス
「１」には、親ノード２１がメモリされる。このアドレ
スは、オフセット値「１」とシンボルＳ０のコード
「０」とが加えられた値を示す。この親ノード２１は、
４つの小ノード３１〜３４を有しているため、小ノード
数は「４」とされる。各小ノード３１〜３４は、アドレ
ス「５」から始まるため、この「５」からシンボルのＳ
０のコード「０」を加えた値である「５」をオフセット
値としている。なお、この親ノードに対して割り当てら
れるコードは、本来は無いはずであるが、後述する理由
からこの実施の形態では割り当てコード「０」が与えら
れている。

【００７５】アドレス「２」には、親ノード２２がメモ
リされる。アドレスの値は、オフセット値「１」とシン
ボルＳ１のコード「１」が加えられて「２」となってい
る。このノード２２は、割り当てコードとして「４」を
有するためその数値がメモリされている。また、このノ
ード２２のさらなる子ノードは、アドレス「９」に配置
されるためオフセットとして「９」がメモリされてい
る。アドレス「３」は、シンボルＳ２のコード「２」と
オフセット値「１」が加えられて「３」となっており、
ノード２３を示している。このため、割り当てコード
は、図１０に示すように「６」となると共に子ノードが
無いので子ノード数は「０」となる。

【００７６】なお、あるノードからその子ノードをたど
る方法は、まず入力シンボルのコードとカレント・ノー
ドを持つ子ノード数を比較する。これにより、カレント
・ノードが入力シンボルに対応する子ノードを持ってい
るかどうかを簡単に判定できる。つまり、子ノード数よ
り入力シンボルのコードが小さければ、対応する子ノー
ドが存在する。具体的に示せば、シンボル「Ｓ０，Ｓ
１」が入力したとすると、シンボル「Ｓ０」の入力によ
って、アドレス「０」からアドレス「１」へ移行してい
く。このとき子ノード数は、「４」で、しかも次の入力
シンボルが「Ｓ１」でそのコードが「１」となる。この
場合は、子ノード（＝４）＞入力シンボルのコード数
（＝１）となるため、対応する子ノードが存在すること
を示すこととなる。

【００７７】ところで、上述したように、子ノードを持
つノードは、シンボルＳ０の子ノードへのオフセット値
を持っており、シンボルＳ０以外の子ノードもシンボル
Ｓ０の子ノードの次のアドレスに順次配置されている。
したがって、シンボルＳ０のオフセット値に入力シンボ
ルのコードを加算することで、簡単に目的の子ノードを
たどることができる。一方、該当する子ノードが存在し
なかった場合は、カレント・ノードの割り当てコードを
符号語として出力し、再びルート２０に戻りルート２０
から該当する子ノードをたどれば良い。

【００７８】具体的に示すと、入力シンボルとして「Ｓ
０，Ｓ１」が入力してきたときは、子ノード３２に到
り、割り当てコードとして「１」、ビットで現すと“０
０１”を出力する。入力シンボルとして「Ｓ２，Ｓ１，
Ｓ０，Ｓ３」が入力してきたとすると、アドレス「０」
からアドレス「３」へ飛び、シンボル「Ｓ２」に対して
割り当てコードとして「６」を出力した後、ルート２０
に戻り（アドレス「０」に戻り）、次にアドレス「２」
へ飛び、さらにアドレス「９」へ飛ぶ。そして、シンボ
ル「Ｓ１，Ｓ０」に対して割り当てコードとして「５」
を出力する。そして、次の入力シンボルが「Ｓ３」であ
るため、ルート２０に戻り（アドレス「０」に戻り）、
アドレス「４」に飛び、シンボル「Ｓ３］に対して割り
当てコード「７」を出力する。

【００７９】このように、「Ｓ２，Ｓ１，Ｓ０，Ｓ３」
が入力したときは割り当てコードとして「６，５，７」
を順次出力する。それぞれが３ビットの固定長で現され
るので、“１１０”“１０１”“１１１”、すなわち
“１１０１０１１１１”が符号として出力される。

【００８０】ところで、先ほどの図１１には、割り当て
コード「０」が表の１番目と５番目の２つのエントリー
に設定されている。これは符号木をたどっている最中
に、最後の入力シンボルに達したとき、符号語が迷子に
ならないための工夫となっている。つまり、１番目のエ
ントリーのノード、すなわち親ノード２１は、すべての
シンボルに対応した子ノードを持っているため、本来割
り当てコードは不要である。しかし、このノード２１に
も子ノードの割り当てコード（子ノードの割り当てコー
ドならどれでも良い）を設定しておけば、仮に、このノ
ードがカレントのときで、符号化すべき入力シンボルが
無くなった場合でも、強制的にカレント・ノードの割り
当てコードを出力することで対処できることとなる。こ
の結果、最後の入力シンボルに対応する割り当てコード
が無いような状態を防止できると共に符号化終了時の処
理の統一化を図ることができる。

【００８１】以上では、４つのシンボルＳ０，Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３でそれぞれの出現確率Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３
の場合を例にして、符号木とリスト構造を説明すると共
に符号化テーブル１０等の量子化された出力コードを１
５種として説明した。しかし、この実施の形態で示すシ
ンボル、すなわち量子化された出力コードは、先に説明
したように１５種、２４種、２８種のいずれか１つを使
用している。図１２に、この実施の形態で使用する量子
化された出力コードが２４種の場合と２８種の場合の各
シンボルの出現確率を示す。なお、この出現確率は、一
般的な画像を符号化する場合のものとなっている。

【００８２】次に、具体的な符号化の手順を説明する。
なお、これから説明する手順では、画像の１ラスタ毎に
符号化を行うものとなっている。

【００８３】まず、ソースとなる１ラスタのビットマッ
プデータを画像圧縮装置１に入力させる。このとき、画
素毎の属性情報も入力される。符号化テーブル１０、局
部復号テーブル１１および図１１の表は、何れもグロー
バル領域に配置される。ＤＰＣＭ部すなわちモデル化部
２で使用するテーブル１０，１１は、構造体によって定
義される。次に、モデル化部２で、８ビットの予測値
（参照値）と８ビットの入力信号とから０〜１４、０〜
２３または０〜２７の量子化された出力コードが出力さ
れる。

【００８４】量子化された出力コードは、エントロピー
符号化部３に入力する。ここで、符号木は、図１１に示
すようなリスト構造になっており、１つのエントリーが
符号木のノードを表している。ここで、モデル化部２で
形成された量子化された出力コードが、エントロピー符
号化部３におけるシンボルのコードとなっている。そし
て、ルート２０からノードをたどっていって、行き止ま
ったノードの割り当てコードが符号化出力となる。その
行き止まりの判定は、該当するノードから分岐する子ノ
ードの数と、量子化出力コードとを大小比較し、量子化
された出力コードがより小さければ子ノードがあり、量
子化された出力コードが大きいあるいは等しいとき行き
止まりと判断する。

【００８５】ここで、量子化出力コードと子ノードの数
の単純比較で、なぜ子ノードの有無を判定できるかにつ
いて説明する。これは、量子化出力コードに次のような
制約があるためである。つまり、量子化出力コードを出
現確率の高い順から昇順にコードを割り当てる。一方、
符号木およびリスト構造の作成手順では、最も出現確率
の高いノードから子ノードを派生させる。そうすると、
たとえば３個の子ノードを持つノードを例に挙げれば、
その子ノードは量子化出力コードの０，１，２に対して
派生したノードであることは明らかである。また、もし
子ノードの数が０なら、そのノードは子ノードをひとつ
も持たないノード（葉）であることがわかる。したがっ
て、量子化出力コードと子ノードの数の単純比較で、子
ノードの有無が判定可能となる。

【００８６】次に、図１１のリスト構造に基づき該当す
る子ノードがあった場合、その子ノードをたどってい
く。これにはオフセットを用い、オフセット＋量子化出
力コードが示すアドレスが目的の子ノードの位置とな
る。そして、上述したように行き止まったノードの割り
当てコードを符号化信号として出力する。

【００８７】なお、このようにして符号化された信号の
復号は、次のようにして実行される。

【００８８】復号に当たっては、図１３に示すように、
復号テーブル５０が用いられる。たとえば、入力符号が
割り当てコードとして「７３」のとき、まず「７３」で
この復号テーブル５０を引き、対応する復号データが格
納されている番地ａを得る。そしてａを起点として１つ
ずつアドレスをインクリメントしながら、ＥＳＣが現れ
るまで各番地に格納されているデータを復号出力として
出力する。図１３の例では、ｂ、ｃ、ｄを出力する。な
お、このｂ、ｃ、ｄは、画素のＲＧＢからＹＵＶに変換
されたＹ，Ｕ，Ｖの各値となっている。ＥＳＣが現れる
と新たな圧縮コードを入力する。

【００８９】なお、上述の実施の形態の画像圧縮装置１
において、１９２０×１５３６ピクセルの画像をソフト
ウェアにより処理した場合、圧縮率は約３０〜４５％と
なった。また、同様の画像を、従来のＪＰＥＧで行った
場合、約１０秒程の圧縮時間を要するのに対し、上述の
実施の形態のものでは、約３秒となり、大幅な圧縮時間
の短縮を達成している。また、量子化の密度を細かく設
定できるため、ＳＮ比も従来のものに比べ３〜６ｄＢ良
くなっている。

【００９０】以上、本発明を実施の形態例に基づいて具
体的に説明したが、本発明は上記実施の形態例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変
更可能である。たとえば、画像圧縮装置１中に、符号化
テーブル部４と局部復号テーブル部５とを設けている
が、いずれか一方のみを設け、他方は図１４に示す従来
構造としても良い。

【００９１】また、エントロピー符号化部３に使用する
符号をＶＦ型符号としたが、モデル化部２に関する本発
明を採用した場合、エントロピー符号化部３をハフマン
等のＦＶ型符号としたり、算術符号としても良い。ま
た、モデル化部２をＤＰＣＭ符号器としたが、エントロ
ピー符号化部３に関する本発明を採用する場合、モデル
化部２をＤＣＴ（離散コサイン変換）等を使用しても良
い。

【００９２】また、モデル化部２から出力されるコード
を量子化されたものとしているが、量子化しないように
しても良い。すなわち、ロスレス符号化を行う場合は、
量子化しないコードを出力するようにする。さらに、上
述の実施の形態では、モデル化部から出力される出力コ
ードが、出現確率の高いものが小さいコードとなり、低
いものが大きいコードとなる昇順に付与されているが、
出現確率の低いものが小さいコードとなり、高いものが
大きいコードとなる降順に付与するようにしても良い。
同様に、分割される子ノードのアドレスを出現確率の高
いものを小さいアドレスとし、低いものを大きいアドレ
スとする昇順としているが、逆に降順としても良い。

【００９３】また、本発明を実現するためのプログラム
やデータは、パソコン等に対して着脱自在なＣＤ−ＲＯ
Ｍなどのメディアにより提供される形態に限定されな
い。すなわち、予めパソコン等のメモリにプレインスト
ールしてある形態であっても良い。また、本発明を実現
するためのプログラムやデータを、通信回線などを介し
て接続された他の機器から受信してメモリに記録する形
態としても良い。さらには、通信回線などを介して接続
された他の機器側のメモリに上記プログラムやデータを
記録し、このプログラムやデータを通信回線などを介し
て必要時に使用する形態であっても良い。

【００９４】

【発明の効果】本発明の画像圧縮装置、画像圧縮方法お
よび符号木生成方法では、符号化速度が向上する。ま
た、本発明の情報記録媒体は、そのプログラムをコンピ
ュータで実行すると、同様に、画像圧縮の際の符号化速
度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の画像圧縮装置のブロック
図である。

【図２】図１の画像圧縮装置の符号化テーブル手段内の
符号化テーブルの例を示す図である。

【図３】図１の画像圧縮装置の局部復号テーブル手段内
の局部復号テーブルの例を示す図である。

【図４】図１の画像圧縮装置のモデル化部で実行される
量子化の具体例を示す図である。

【図５】図１の画像圧縮装置のエントロピー符号化部で
使用されるＶＦ型符号の生成過程を説明するための図
で、符号木の最初の状態を示す図である。

【図６】図１の画像圧縮装置のエントロピー符号化部で
使用されるＶＦ型符号の生成過程を説明するための図
で、符号木の親ノードから１つの子ノードが分割した状
態を示す図である。

【図７】図１の画像圧縮装置のエントロピー符号化部で
使用されるＶＦ型符号の生成過程を説明するための図
で、符号木の２つ目の親ノードから１つの子ノードが分
割した状態を示す図である。

【図８】図１の画像圧縮装置のエントロピー符号化部で
使用されるＶＦ型符号の生成過程を説明するための図
で、符号木の１つ目の親ノードから入力シンボルの種類
数から１つ少ない数の子ノードが分割した状態を示す図
である。

【図９】図１の画像圧縮装置のエントロピー符号化部で
使用されるＶＦ型符号の生成過程を説明するための図
で、符号木の所定のノードから入力シンボルの種類数の
子ノードが分割した状態を示す図である。

【図１０】図９の状態の符号木の各ノードに、割り当て
コードをそれぞれ付与した状態を示す図で、符号木の完
成状態を示す図である。

【図１１】図１０の符号木に基づいて作成されたリスト
構造（表）を示す図である。

【図１２】図１の画像圧縮装置のモデル化部から出力さ
れる量子化された出力コードの出現確率の例を示す図で
ある。

【図１３】図１の画像圧縮装置で符号化された信号を復
号装置で復号する際の処理方法を説明するための図であ
る。

【図１４】従来のＤＰＣＭ不可逆符号器のブロック図で
ある。

【図１５】従来のＶＦ型符号の生成方法を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１画像圧縮装置２モデル化部３エントロピー符号化部４符号化テーブル手段５局部復号テーブル手段６予測値生成手段１０符号化テーブル１１局部復号テーブル２０ルート２１，２２，２３，２４親ノード３１，３２，３３，３４，４１子ノード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C059 KK32 MA02 MD09 ME02 ME05 ME11 ME13 SS20 SS26 SS28 UA02 UA05 UA39 5C078 BA32 CA02 CA31 DA01 DA02 DA11 DA12 DB07 9A001 BB03 EE04 FF05 HH34 JJ35 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号を入力し隣接した信号間の差分
を出力コードとして出力する画像信号のモデル化部と、
このモデル化部からの出力コードを入力しエントロピー
符号化するエントロピー符号化部とを有する画像圧縮装
置において、上記モデル化部に、入力信号と予測値とを
入力し、それらの値から上記出力コードを求めることが
できる符号化テーブルを有する符号化テーブル手段を設
けたことを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項２】画像信号を入力し隣接した信号間の差分
を出力コードとして出力する画像信号のモデル化部と、
このモデル化部からの出力コードを入力しエントロピー
符号化するエントロピー符号化部とを有する画像圧縮装
置において、上記モデル化部に、予測値と上記出力コー
ドとを入力し、それらの値から新予測値を求めることが
できる局部復号テーブルを有する局部復号テーブル手段
を設けたことを特徴とする画像圧縮装置。
【請求項３】画像信号を入力し隣接した信号間の差分
を出力コードとして出力する画像信号のモデル化部と、
このモデル化部からの出力コードを入力しエントロピー
符号化するエントロピー符号化部とを有する画像圧縮装
置において、上記モデル化部に、入力信号と予測値とを
入力し、それらの値から上記出力コードを求めることが
できる符号化テーブルを有する符号化テーブル手段と、
予測値と上記出力コードとを入力し、それらの値から新
予測値を求めることができる局部復号テーブルを有する
局部復号テーブル手段を設けたことを特徴とする画像圧
縮装置。
【請求項４】画像信号を入力し、その画像信号を圧縮
符号化しやすいように別な信号系列に変換する画像信号
のモデル化部と、このモデル化部で変換された信号系列
を可変長から固定長に変換して符号化を行うエントロピ
ー符号化部とを有する画像圧縮装置において、固定長で
かつ所定数の割り当てコードを付与するための符号木の
生成の際、出現確率の最も高いノードを分割するとき、
すでに該当ノードから派生している子ノードに対応した
シンボルを除いたシンボルの内で、出現確率の最も高い
シンボルのみを新たな子ノードとして分割するようにし
た符号木生成手段を設けたことを特徴とする画像圧縮装
置。
【請求項５】所定のノードから分割される子ノード
が、シンボル数をｎとしたとき（ｎ−１）の数だけ発生
した場合、自動的にｎ番目の子ノードを生成するように
したことを特徴とする請求項４記載の画像圧縮装置。
【請求項６】画像信号を入力し、その画像信号を圧縮
符号化しやすいように別な信号系列に変換する画像信号
のモデル化部と、このモデル化部で変換された信号系列
を可変長から固定長に変換して符号化を行うエントロピ
ー符号化部とを有する画像圧縮装置において、上記エン
トロピー符号化部は、固定長でかつ所定数の割り当てコ
ードを付与するための符号木から生成されるリスト構造
を保存するメモリを有し、このリスト構造は、入力され
るシンボルに、出現確率が既知でかつその出現確率の順
に昇順または降順に上記モデル化部から出力される出力
コードが与えられ、かつ当該出力コードが上記エントロ
ピー符号化部に入力した際に、上記割り当てコードを出
力するように対応づけられていることを特徴とする画像
圧縮装置。
【請求項７】前記リスト構造は、前期符号木の所定の
親ノードから分割される少なくとも１つの子ノード情報
が記載されたメモリ上の位置を示すアドレスと、上記割
り当てられた出力コードを示す割り当てコードと、前記
符号木の所定の親ノードから分割される子ノードの数を
示す子ノード数とから形成されていることを特徴とする
請求項６記載の画像圧縮装置。
【請求項８】前記リスト構造は、前記分割される子ノ
ードのアドレスを出現確率の高い昇順または降順に隣接
して配置すると共に、すべての確率が子ノードに振り分
けられた親ノードに対しても、前記親ノードから派生す
る任意のノードに割り当てられたコードを付与したこと
を特徴とする請求項７記載の画像圧縮装置。
【請求項９】前記出力コードを量子化された出力コー
ドとすることを特徴とする請求項１から８のいずれか１
項記載の画像圧縮装置。
【請求項１０】画像信号を入力し隣接した信号間の差
分を出力コードとして出力する画像信号のモデル化工程
と、このモデル化工程からの出力コードを入力しエント
ロピー符号化するエントロピー符号化工程とを有する画
像圧縮方法において、上記モデル化工程に、入力信号と
予測値とを入力し、それらの値から上記出力コードを求
めることができる符号化テーブルによって符号化する工
程を設けたことを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項１１】画像信号を入力し隣接した信号間の差
分を出力コードとして出力する画像信号のモデル化工程
と、このモデル化工程からの出力コードを入力しエント
ロピー符号化するエントロピー符号化工程とを有する画
像圧縮方法において、上記モデル化工程に、予測値と上
記出力コードとを入力し、それらの値から、新予測値を
求めることができる局部復号テーブルによって局部復号
する工程を設けたことを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項１２】画像信号を入力し隣接した信号間の差
分を出力コードとして出力する画像信号のモデル化工程
と、このモデル化工程からの出力コードを入力しエント
ロピー符号化するエントロピー符号化工程とを有する画
像圧縮方法において、上記モデル化工程に、入力信号と
予測値とを入力し、それらの値から上記出力コードを求
めることができる符号化テーブルによって符号化する工
程と、予測値と上記出力コードとを入力し、それらの値
から新予測値を求めることができる局部復号テーブルに
よって局部復号する工程を設けたことを特徴とする画像
圧縮方法。
【請求項１３】画像信号を入力し、その画像信号を圧
縮符号化しやすいように別な信号系列に変換する画像信
号のモデル化工程と、このモデル化工程で変換された信
号系列を可変長から固定長に変換して符号化を行うエン
トロピー符号化工程とを有する画像圧縮方法において、
固定長でかつ所定数の割り当てコードを付与するための
符号木の生成の際、出現確率の最も高いノードを分割す
るとき、すでに該当ノードから派生している子ノードに
対応したシンボルを除いたシンボルの内で、出現確率の
最も高いシンボルのみを新たな子ノードとして分割する
ようにした符号木生成工程を設けたことを特徴とする画
像圧縮方法。
【請求項１４】画像信号を入力し、その画像信号を圧
縮符号化しやすいように別な信号系列に変換する画像信
号のモデル化工程と、このモデル化工程で変換された信
号系列を可変長から固定長に変換して符号化を行うエン
トロピー符号化工程とを有する画像圧縮方法において、
上記エントロピー符号化部は、固定長でかつ所定数の割
り当てコードを付与するための符号木から生成されるリ
スト構造によって割り当てコードを出力する出力工程を
有し、このリスト構造は、入力されるシンボルに、出現
確率が既知でかつその出現確率の順に昇順または降順に
上記モデル化工程から出力される出力コードが与えら
れ、当該出力コードが上記エントロピー符号化工程で処
理される際に、上記割り当てコードを出力するように対
応づけられていることを特徴とする画像圧縮方法。
【請求項１５】固定長でかつ所定数の割り当て出力コ
ードを付与するための符号木生成方法において、出現確
率の最も高いノードを分割するとき、すでに該当ノード
から派生している子ノードに対応したシンボルを除いた
シンボルの内で、出現確率の最も高いシンボルのみを新
たな子ノードとして分割するようにしたことを特徴とす
る符号木生成方法。
【請求項１６】所定のノードから分割される子ノード
が、シンボル数をｎとしたとき（ｎ−１）の数だけ発生
した場合、自動的にｎ番目の子ノードを生成するように
したことを特徴とする請求項１５記載の符号木生成方
法。
【請求項１７】画像信号を入力し隣接した信号間の差
分を出力コードとして出力する画像信号のモデル化ステ
ップ中に、入力信号と予測値とを入力し、それらの値か
ら上記出力コードを求めることができる符号化テーブル
によって符号化するステップを設け、当該ステップを含
むプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ
読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１８】画像信号を入力し隣接した信号間の差
分を出力コードとして出力する画像信号のモデル化ステ
ップ中に、予測値と上記出力コードとを入力し、それら
の値から新予測値を求めることができる局部復号テーブ
ルによって局部復号するステップを設け、当該ステップ
を含むプログラムを記録したことを特徴とするコンピュ
ータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１９】画像信号を入力し隣接した信号間の差
分を出力コードとして出力する画像信号のモデル化ステ
ップ中に、入力信号と予測値とを入力し、それらの値か
ら上記出力コードを求めることができる符号化テーブル
によって符号化するステップと、予測値と上記出力コー
ドとを入力し、それらの値から新予測値を求めることが
できる局部復号テーブルによって局部復号するステップ
を設け、当該各ステップを含むプログラムを記録したこ
とを特徴とするコンピュータ読み取り可能な情報記録媒
体。
【請求項２０】画像信号を圧縮符号化しやすいように
別な信号系列に変換する画像信号のモデル化ステップで
変換された信号系列を、可変長から固定長に変換して符
号化を行うエントロピー符号化ステップ中に、固定長で
かつ所定数の割り当てコードを付与するための符号木の
生成の際、出現確率の最も高いノードを分割するとき、
すでに該当ノードから派生している子ノードに対応した
シンボルを除いたシンボルの内で、出現確率の最も高い
シンボルのみを新たな子ノードとして分割するようにし
た符号木生成ステップを設け、当該ステップを含むプロ
グラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取
り可能な情報記録媒体。
【請求項２１】画像信号を圧縮符号化しやすいように
別な信号系列に変換する画像信号のモデル化ステップで
変換された信号系列を、可変長から固定長に変換して符
号化を行うエントロピー符号化ステップ中に、固定長で
かつ所定数の割り当てコードを付与するための符号木か
ら生成されるリスト構造によって割り当てコードを出力
する出力ステップを設け、このリスト構造は、入力され
るシンボルに、出現確率が既知でかつその出現確率の順
に昇順または降順に上記モデル化工程から出力される出
力コードが与えられ、かつ当該出力コードが上記エント
ロピー符号化ステップで処理される際に、上記割り当て
コードを出力するように対応づけられており、この対応
づけに基づいて上記出力ステップを実行できるようにし
たステップを含むプログラムを記録したことを特徴とす
るコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項２２】固定長でかつ所定数の割り当て出力コ
ードを付与するための符号木生成ステップ中、出現確率
の最も高いノードを分割するとき出現確率の最も高いシ
ンボルのみを新たなノードとして分割するようにしたス
テップを設け、当該ステップを含むプログラムを記録し
たことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な情報記
録媒体。