JP2002094386A - 符号化装置、復号装置、符号化方法および復号方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １／２のべき乗の確率値のシンボルでは、有
効区間占有率が確率値となるように補正して部分区間を
割り当てることによって符号化効率を向上させる符号化
装置および復号装置、ならびに、符号化方法及び復号方
法を得る。 【解決手段】 学習しながら情報源シンボルの出現確率
を推定し、上記推定出現確率の近似値を適用する第１の
部分区間と残りの第２の部分区間に数直線上の有効区間
を分割し、出現したシンボルに対応した部分区間を新た
な有効区間とする算術符号を適用した符号化及び復号で
あって、推定出現確率が特定値であることを記憶し、当
該特定値を参照して推定出現確率が特定値であることを
判定して、推定出現確率が特定値であることが判定され
たときに、第１及び第２の部分区間の割当てを補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、データを圧縮・
解凍する符号化装置および復号装置ならびに符号化方法
および復号方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の符号化方式の一例として、高い圧
縮率が得られる算術符号化について説明する。具体的に
動作を説明する前に、図１６で２値算術符号化の概念を
説明する。算術符号化は、０．０以上１．０未満の数直
線上の２進小数座標値が符号Ｃとなる。処理過程におい
て、上記数直線上の範囲を有効区間幅Ａとして２値シン
ボルの出現確率に比例して分割し、実際に出現したシン
ボルに対応する部分区間を新たな有効区間として分割を
繰り返す。ＭＰＳ（More Probable Symbol）は出現確率
がより高いデータ値が出たことを示す優勢シンボル、Ｌ
ＰＳ（Less Probable Symbol）は出現確率がより低いデ
ータ値が出たことを示す劣勢シンボルである。最終シン
ボルで更新された有効区間内の１つの座標を符号として
出力する。処理中は、符号Ｃを有効区間の下界値として
計算し、同図において上界値と下界値の差である有効区
間幅とともに更新される。最終的な符号は、座標末尾に
続く０を切り捨てた有効区間内で有効桁数が最小の座標
値を選択することもできる。

【０００３】算術符号化の実用化に当たっては、符号演
算時の有効桁数増加に対処した減算型算術符号化が一般
に用いられる。以下、算術符号は減算型算術符号を指す
ものとする。図１７は、減算型算術符号化と正規化処理
の概念を示す図である。ＬＳＺはＬＰＳに割当てられる
部分区間であり、シンボルの出現確率に基づいて予め用
意されたテーブルから近似値が選択される。ここで、有
効区間が１／２を下回ると２のべき乗倍して１／２以上
に拡大する正規化処理を行う。これにより、計算時の小
数部の桁数は一定に保たれる。このとき、整数部におい
て小数点から続く１とその上位の０となった桁について
は後の座標計算で桁上がりの伝播によって変更されるこ
とあるため値が確定していないが、それより上位桁は桁
上がりの伝播がないため符号器外へ送出してしまうこと
ができる。

【０００４】最も代表的な減算型算術符号化の符号器
（Encoder）・復号器（Decoder）は、ＩＴＵ−Ｔの国際
標準勧告Ｔ．８２に記載されるテーブルおよび処理フロ
ーによって実現できる。以下、この算術符号化をＱＭコ
ーダー（ＱＭ−Ｃｏｄｅｒ）と呼び、符号化対象データ
を２値画像として上記先行技術文献で規定される符号化
および復号の演算処理について説明する。ここで、ＱＭ
コーダー（ＱＭ−Ｃｏｄｅｒ）の符号および復号の演算
処理には、日本国特許第２１２８１１５号に示されるシ
ンボルに対応する部分区間の補正技術が採用されてい
る。これを図１８で説明するが、ここでは数値を１０進
で表現する。同図（ａ）では有効区間が０．６に対し
て、ＬＰＺとして０．２が選択され、全体の１／３を占
める。これは、１／２に満たないのでＬＰＳ、残りの区
間をＭＰＳへ割り当てる。しかし、同図（ｂ）のよう
に、ここではＬＳＺが２／３を占め、１／２を超えると
き、出現確率比と実際の占有率のシンボル対応が逆転す
るため、単純にＭＰＳとＬＰＳで区間を交換することに
より補正し、符号化性能の低下を抑えている。これは
「条件付きＭＰＳ／ＬＰＳ交換」と呼ばれている。

【０００５】符号化および復号の演算処理の動作を説明
するために必要となるＱＭコーダー（ＱＭ−Ｃｏｄｅ
ｒ）の符号器１Ａおよび復号器１Ｂのブロック構成図
を、それぞれ、図１９及び図２０に示す。本従来例で
は、画像メモリ５Ａおよび５Ｂを符号器１Ａ、復号器１
Ｂの内部に配置されるものとして説明する。

【０００６】これらの図１９及び図２０において、２は
コンテクスト（Context）、３は符号化の対象となる画
素（Pixel）、４は符号、５Ａ，５Ｂは画像メモリ、７
は予測値テーブルＭＰＳ、８はステートテーブルＳＴ、
９はＬＰＳ区間幅テーブルＬＳＺ、１０はＭＰＳ状態遷
移先テーブルＮＭＰＳ、１１はＬＰＳ状態遷移先テーブ
ルＮＬＰＳ、１２は予測値反転判定テーブルＳＷＴＣ
Ｈ、１３Ａ，１３Ｂは算術符号器、１４はシンボル、１
５Ａ，１５Ｂは画素シンボル変換器である。

【０００７】動作について説明する。ＱＭ符号器１Ａに
おける画像メモリ５Ａは、入力される画像６を蓄積し、
符号化の対象となる画素（Pixel）３に対してモデルテ
ンプレート（Model Template）で所定の符号化済み画素
を参照し、その生成されたパターンであるコンテクスト
（Context）２と、同時に、符号化対象画素３を出力す
る。

【０００８】一方、ＱＭ復号器１Ｂにおける画像メモリ
５Ｂは、すでに復号された復号画素３を蓄積し、これか
ら復号の対象とする画素に対するコンテクスト２を生成
して出力し、そのコンテクストを使用して復号された復
号対象画素を得て蓄え、画像６を出力する。

【０００９】ＱＭコーダー（ＱＭ−Ｃｏｄｅｒ）では、
符号化／復号対象画素に対する各コンテクストごとに画
素値の予測一致確率を推定し、その変動に伴って学習し
ながら符号化／復号を進める。学習は、コンテクスト２
をインデクスとする２つの変数テーブル７，８を書き換
えることによって行われる。１つは、出現する確率の高
い画素値ＭＰＳを予測値として記憶する各１ビットの予
測値テーブルＭＰＳ７（以下、ＭＰＳテーブル７とす
る）である。もう１つは、予測値の予測一致確率の程度
を総計１１３個の状態（State）に分類した状態番号
（０〜１１２）を記憶する各７ビットのステートテーブ
ルＳＴ８（以下、ＳＴテーブル８とする）である。

【００１０】変数テーブル７，８の他に、符号化／復号
の際に状態番号（ステート）をインデクスとして参照す
る定数テーブル（確率推定テーブル）９〜１２が存在す
る。すなわち、ＬＰＳ区間幅を１６ビットで表すＬＰＳ
区間幅テーブルＬＳＺ９（以下、ＬＳＺテーブル９とす
る）、ＭＰＳ遷移先を７ビットで表すＭＰＳ状態遷移先
テーブルＮＭＰＳ１０（以下、ＮＭＰＳテーブル１０と
する）、ＬＰＳ遷移先を７ビットで表すＬＰＳ状態遷移
先テーブルＮＬＰＳ１１（以下、ＮＬＰＳテーブル１
１）、及び、予測値反転判定を１ビットで表す予測値反
転判定テーブルＳＷＴＣＨ１２（以下、ＳＷＴＣＨテー
ブル１２とする）である（ここで示した英字の変数・定
数テーブル名は、後述の処理フローで用いる配列名とす
る。）。

【００１１】ＬＳＺテーブル９は、算術符号器１３Ａ／
算術復号器１３Ｂ内の演算部で参照され、適応予測の学
習には直接的には関係しない。算術符号器１３Ａ／算術
復号器１３Ｂの内部ではＬＳＺ値を用いて演算が行わ
れ、演算精度が低下した際には正規化処理（Renormaliz
e）を行う。この正規化処理が行われるとき、同時に学
習を行う。

【００１２】正規化処理を発生したときの符号化／復号
シンボル１４が優勢シンボルであればＮＭＰＳ値を、劣
勢シンボルであればＮＬＰＳ値をＳＴテーブル８に書き
込み、状態を更新する。優勢シンボルとは、符号化／復
号対象画素３が予測値ＭＰＳ７と等しいことを示し、劣
勢シンボルとはそれらが等しくないことを示している。
符号化のときは、画素シンボル変換器１５Ａがシンボル
１４を算術符号器１３Ａへ出力し、復号のときは、復号
器１３Ｂがシンボル１４をシンボル画素変換器１５Ｂへ
出力する。

【００１３】また、正規化処理が劣勢シンボルによるも
のであるとき、その予測一致確率が１／２相当であれば
ＭＰＳ値７を反転（演算「１−ＭＰＳ」）させてＭＰＳ
テーブル７に書き込む。一致確率が１／２であるかどう
かは、ＳＷＴＣＨ値１２をフラグとして判定することが
できる。

【００１４】このように、２つの変数テーブルＳＴ８お
よびＭＰＳ７に対して、それぞれ更新処理を行い、個別
に管理しなければならない。

【００１５】図２１に定数テーブルの例を示す。実際の
ＱＭコーダー（ＱＭ−Ｃｏｄｅｒ）の定数テーブルは１
１３個の状態から構成されるが、簡単なモデルで説明す
る。ここでは、１０個の状態から構成され、状態０から
状態９までＬＰＳの出現確率を０．５から０．０５刻み
で小さくなるものとする。状態ｉでＭＰＳ処理時に正規
化が発生したときＮＭＰＳ値を参照し、コンテクストで
記憶される状態番号を（ｉ＋１）へ更新する。ｉ＝９で
あればそれ以上確率の低い状態へは遷移できないため留
まる。また、状態ｉでＬＰＳ処理されたときＮＬＰＳ値
を参照し、（ｉ−１）へ更新する。ｉ＝０であればそれ
以上確率の高い状態へは遷移できないため留まるが、こ
のときＳＷＴＣＨ＝１であるため、コンテクストで記憶
される予測値ＭＰＳを反転値（１−ＭＰＳ）へ更新す
る。ここで、ＬＳＺは確率値とするのが理想であるが、
実際には有効区間幅が０．５から１．０の間に存在する
ため、それらに起因する誤差をできるだけ小さくするよ
うに決定され、実際の確率をテーブルに持つとは限らな
い。同図では、単純に状態ｉと状態（ｉ＋１）の確率の
平均値を記載した。

【００１６】また、符号化および復号の演算処理で使用
される符号化レジスタＣ３０Ａ、復号レジスタＣ３０Ｂ
および区間幅レジスタＡ３１のビット配置を図２２に示
す。符号化レジスタＣ３０Ａにおいて、bit15とbit16の
間に小数点を設定し、小数部"x"（１６ビット）はＬＳ
Ｚ９に基づく演算部Ｃｘ３２であり、キャリがある場合
はより上位の整数部へ伝搬する。整数部において"b"
（８ビット）はバイト出力部Ｃｂ３３、"c"（１ビッ
ト）は桁上がり判定部Ｃｃ３４である。桁上がりは、直
前に出力された符号バイトに伝播され、必要ならばさら
にそれ以前の出力バイトまで波及する。符号化の過程に
おいて、Ｃレジスタ値は符号４として符号化したシンボ
ルに対応させた区間の下界値となるように更新される。

【００１７】復号レジスタＣ３０Ｂにおいて、下位レジ
スタＣＬＯＷ３６と上位レジスタＣＨＩＧＨ３７は、bi
t23とbit24の間に小数点を設定し、"b"（８ビット）は
バイト入力部（ＣＬＯＷレジスタ３５）と同じＣｂ３
６、"x"（１７ビット）はＬＳＺ９に基づく演算部Ｃｘ
（ＣＨＩＧＨレジスタ３７）３８である。復号の過程に
おいて、Ｃレジスタ値は復号したシンボルに対応させた
区間の下界値からその区間内の座標である符号４へのオ
フセット値となるように更新される。

【００１８】Ｃｂにおける符号バイト入出力は、レジス
タ以外の補助変数であるＣＴ５０で正規化処理によるＣ
レジスタ３０Ａ、３０ＢおよびＡレジスタ３１のシフト
数を計数し、値が０となったとき行われる。ＣＴ５０の
初期値、再設定値は８である。先行技術文献（勧告T.8
2）に規定される符号化レジスタは、ＣｘとＣｂの間に
Ｃｓがあるが、説明を簡単にするため省略しているが、
Ｃｓを設けるならばその桁数を変数ＣＴの初期値に加え
る必要がある。また、復号レジスタの整数部bit24は規
定されてはおらず、本従来例においては不要である。Ｃ
ＬＯＷレジスタ３６は１６ビットで規定されるがＣｂよ
り下位８ビットは使用されないため省略している。これ
らの記載変更はいずれも符号化性能に影響するものでは
ない。

【００１９】符号化および復号で共通に使用される区間
幅レジスタＡ３１は、符号化／復号レジスタ３０Ａ，３
０Ｂの小数点に対応して、"x"レジスタ部に合わせて"a"
（１６ビット）が小数部として配置され、初期状態の値
でのみ整数部（bit16）が"1"となる。区間幅（区間サイ
ズともいう）は、Ａ−ＬＳＺ（下方区間幅）またはＬＳ
Ｚ（上方区間幅）に更新され、初期値(整数部＝"１"）
を除いて１／２の重みを示すbit15が"1"となるように正
規化され、１／２以上に保つことによって上方区間幅と
していかなるＬＳＺ９を選択しても下方区間の確保を保
証している。正規化処理では、Ａレジスタ３１、Ｃレジ
スタ３０Ａまたは３０Ｂを同時に拡大する。

【００２０】ＱＭコーダー（ＱＭ−Ｃｏｄｅｒ）では、
状態に対して固定サイズとなる上方区間ＬＳＺ９は通常
ＬＰＳに割り当てられるが、下方区間が上方区間より小
さくなるときにはＭＰＳに割り当てる「条件付きＭＰＳ
／ＬＰＳ交換」を行っている。ＬＰＳを符号化／復号し
たとき、および「条件付きＭＰＳ／ＬＰＳ交換」を適用
してＭＰＳを符号化／復号したときには正規化処理が必
ず行われる。

【００２１】まず、符号化の演算処理を具体的な処理フ
ローに沿って説明する。

【００２２】符号化演算処理の開始時において、Ｃレジ
スタ３０Ａ（図２２）の初期値は０、Ａレジスタ３１の
初期値は0x10000、補助変数ＣＴ５０の初期値は上記Ｃ
レジスタの仕様に基づき８となる。また、すべてのコン
テクスト（参照パターン）ＣＸ２（図１９）に対する予
測値ＭＰＳ［ＣＸ］７および状態ＳＴ［ＣＸ］８の初期
値は０とする。そして、符号化終了時は符号化レジスタ
３０Ａの内容を最終符号４として掃き出す規定の処理を
行う。

【００２３】図２３は、符号化対象画素値３と予測値７
の一致・不一致から呼び出す処理を切り替える符号化処
理（ＥＮＣＯＤＥ）フローである。ステップS１１１で
は画素値ＰＩＸ３と予測値ＭＰＳ［ＣＸ］７の一致・不
一致を判定し、一致ならばＭＰＳ、不一致ならばＬＰＳ
を符号化する。ステップＳ１１２ではＣＯＤＥＬＰＳ
（ＬＰＳ符号化）を呼び出してＬＰＳを、ステップＳ１
１３ではＣＯＤＥＭＰＳ（ＭＰＳ符号化）を呼び出して
ＭＰＳを符号化する。

【００２４】図２４は、符号化対象画素値３と予測値７
が不一致のとき、すなわちＬＰＳを符号化する際に呼び
出されるＣＯＤＥＬＰＳ処理フローである。まず、ステ
ップＳ１２０でＬＳＺをＬＳＺ［ＳＴ［ＣＸ］］とす
る。ステップＳ１２１ではＡレジスタ３１値を一時的に
下方区間幅に更新する。ステップＳ１２２の判定でＬＳ
Ｚ値（上方区間幅）がＡ値（下方区間幅）より大きけれ
ば（Ｙｅｓ）、条件付きＭＰＳ／ＬＰＳ交換が適用さ
れ、Ａレジスタ３１値、Ｃレジスタ３０Ａ値ともそのま
まで有効区間をより小さい下方区間に更新する。ＬＳＺ
（上方区間幅）がＡ（下方区間幅）以下ならば（Ｎ
ｏ）、ステップＳ１２３でＣレジスタ３０Ａに下方区間
幅（現Ａレジスタ３１）を加えた後、ステップＳ１２４
でＡレジスタ３１をＬＳＺとして有効区間をより小さい
上方区間に更新する。ステップＳ１２５の判定で定数Ｓ
ＷＴＣＨ値１２が１ならば、ステップＳ１２６で予測値
７（ＭＰＳテーブル）の反転・更新を行う。ＬＰＳ符号
化では、ステップＳ１２７でＮＬＰＳテーブル１１参照
による状態遷移を行い、ステップＳ１２８でＲＥＮＯＲ
ＭＥを呼び出して正規化処理を行う。

【００２５】図２５は、符号化対象画素値３と予測値７
が一致のとき、すなわちＭＰＳを符号化する際に呼び出
されるＣＯＤＥＭＰＳ処理フローである。まず、ステッ
プＳ１３０でＬＳＺをＬＳＺ［ＳＴ［ＣＸ］］とする。
ステップＳ１３１ではＡレジスタ３１値を一時的に下方
区間幅に更新する。ステップＳ１３２の判定でＡレジス
タ３１値が０ｘ８０００以上ならば（Ｎｏ）、本処理フ
ローを終了する。Ａレジスタ３１値が０ｘ８０００未満
ならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３３の判定でＬＳＺ値
（上方区間幅）がＡ値（下方区間幅）より小さければ
（Ｙｅｓ）、条件付きＭＰＳ／ＬＰＳ交換が適用され、
ステップＳ１３４でＣレジスタ３０Ａに下方区間幅（現
Ａレジスタ３１）を加えた後、ステップＳ１３５でＡレ
ジスタ３１をＬＳＺとして有効区間をより大きい上方区
間に更新する。一方、ステップＳ１３３の判定で、ＬＳ
Ｚ（上方区間幅）がＡ（下方区間幅）以上ならば（Ｎ
ｏ）、Ａレジスタ３１値、Ｃレジスタ３０Ａ値ともその
ままで有効区間をより大きい下方区間に更新する。ＭＰ
Ｓ符号化では、ステップＳ１３６でＮＭＰＳテーブル１
０参照による状態遷移を行い、ステップＳ１３７でＲＥ
ＮＯＲＭＥを呼び出して正規化処理を行う。

【００２６】図２６は、正規化処理を行うＲＥＮＯＲＭ
Ｅ処理フローである。ステップＳ１４１ではＡレジスタ
３１、ステップＳ１４２ではＣレジスタ３０Ａを１ビッ
ト上位へシフトすることによって２倍の乗算と等価な演
算を行う。ステップＳ１４３で変数ＣＴ５０から１を減
じ、ステップＳ１４４で変数ＣＴ５０が０か否か判定
し、判定がＹｅｓならば、ステップＳ１４５でＣレジス
タ３０Ａ（Ｃｂ）から１バイト符号４を出力し、変数Ｃ
Ｔ５０に８を再設定する。ステップＳ１４６の判定は、
正規化処理の終了判定を行っており、Ａレジスタ３１が
０ｘ８０００未満ならばステップＳ１４１からステップ
Ｓ１４５を繰り返し、０ｘ８０００以上となれば区間が
１／２以上となり終了する。

【００２７】ステップＳ１４５において、Ｃｂレジスタ
３３から符号４を１バイト出力するとき、Ｃｃレジスタ
３４によりキャリを判定し、既に出力済みの符号バイト
への伝播を行うことになる。そして、キャリ伝播、符号
バイト出力の後、Ｃｂレジスタ３３およびＣｃレジスタ
３４をクリアする。

【００２８】次に、復号の演算処理を具体的な処理フロ
ーに沿って説明する。

【００２９】復号演算処理の開始時において、Ｃレジス
タ３０Ｂは小数部bit０からbit２３に符号を３バイト入
力して初期値とし、Ａレジスタ３１の初期値は0x10000
である。また、補助変数ＣＴ５０の初期値は８とし、す
べてのコンテクスト（参照パターン）ＣＸ２に対する予
測値ＭＰＳ［ＣＸ］７および状態ＳＴ［ＣＸ］８の初期
値は０とする。

【００３０】図２７は、復号対象画素を復号するＤＥＣ
ＯＤＥ処理（復号処理）フローである。まず、ステップ
Ｓ２２０でＬＳＺをＬＳＺ［ＳＴ［ＣＸ］］とする。ス
テップＳ２２１ではＡレジスタ３１値を一時的に下方区
間幅に更新する。ステップＳ２２２の判定で符号ＣＨＩ
ＧＨレジスタ３７値がＡレジスタ３１値未満ならば（Ｙ
ｅｓ）、下方区間を復号する。次に、ステップＳ２２３
の判定でＡレジスタ３１値が０ｘ８０００未満ならば
（Ｙｅｓ）、ステップＳ２２４でＭＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮ
ＧＥを呼び出し、ステップＳ２２５でＲＥＮＯＲＭＤを
呼び出して正規化処理を行う。一方、ステップＳ２２３
の判定で、Ａレジスタ３１値が０ｘ８０００以上ならば
（Ｎｏ）、正規化処理することなくＭＰＳを復号し、ス
テップＳ２２６で画素値３を予測値７とすることで、Ａ
レジスタ３１値、Ｃレジスタ３０Ｂ値ともそのままで有
効区間をより大きい下方区間に更新する。また、ステッ
プＳ２２２の判定で符号ＣＨＩＧＨレジスタ３７値がＡ
レジスタ３１値以上ならば（Ｎｏ）、上方区間を復号す
る。ステップＳ２２７でＬＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥを呼
び出し、ステップＳ２２８でＲＥＮＯＲＭＤを呼び出し
て正規化処理を行う。ＭＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥ，ＬＰ
Ｓ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥを呼び出す処理経路では、それぞ
れ復号すべき区間は決まっていても区間の大小を比較し
ないと復号対象がＭＰＳかＬＰＳか判断できない。呼び
出した処理フローでそれぞれ復号される画素値３を決定
する。

【００３１】図２８は、上方区間を復号するＬＰＳ＿Ｅ
ＸＣＨＡＮＧＥ処理フローである。ステップＳ２３１の
判定でＬＳＺ値（上方区間幅）がＡ値（下方区間幅）よ
り小さければ（Ｙｅｓ）、条件付きＭＰＳ／ＬＰＳ交換
が適用され、ステップＳ２３２でＣＨＩＧＨレジスタ３
７に下方区間幅（現Ａレジスタ３１）を減じた後、ステ
ップＳ２３３でＡレジスタ３１をＬＳＺとする。このと
き上方区間は下方区間より大きいためＭＰＳを復号し、
ステップＳ２３４で画素値３を予測値７とし、ステップ
Ｓ２３５でＮＭＰＳテーブル１０参照による状態遷移を
行う。ＬＳＺ（上方区間幅）がＡ（下方区間幅）以上な
らば（Ｎｏ）、ステップＳ２３６でＣＨＩＧＨレジスタ
３７に下方区間幅（現Ａレジスタ３１）を減じた後、ス
テップＳ２３７でＡレジスタ３１をＬＳＺとする。この
とき上方区間は下方区間より小さいためＬＰＳを復号
し、ステップＳ２３８で画素値３を非予測値（１−予測
値７）とする。ステップＳ２３９の判定で定数ＳＷＴＣ
Ｈ値１２が１ならば、ステップＳ２４０で予測値７（Ｍ
ＰＳテーブル）の反転・更新を行う。ステップＳ２４１
でＮＬＰＳテーブル１１参照による状態遷移を行う。

【００３２】図２９は、下方区間を復号するＭＰＳ＿Ｅ
ＸＣＨＡＮＧＥ処理フローである。ステップＳ２５１の
判定でＬＳＺ値（上方区間幅）がＡ値（下方区間幅）よ
り小さければ（Ｙｅｓ）、条件付きＭＰＳ／ＬＰＳ交換
が適用され、ＬＰＳを復号し、ステップＳ２５２で画素
値３を非予測値（１−予測値７）とすることで、Ａレジ
スタ３１値、Ｃレジスタ３０Ｂ値ともそのままで有効区
間をより小さい下方区間に更新する。次に、ステップＳ
２５３の判定で定数ＳＷＴＣＨ値１２が１ならば、ステ
ップＳ２５４で予測値７（ＭＰＳテーブル）の反転・更
新を行い、ステップＳ２５５でＮＬＰＳテーブル１１参
照による状態遷移を行う。一方、ステップＳ２５１の判
定で、ＬＳＺ（上方区間幅）がＡ（下方区間幅）以上な
らば（Ｎｏ）、ＭＰＳを復号し、ステップＳ２５６で画
素値３を予測値７とし、ステップＳ２５７でＮＭＰＳテ
ーブル１０参照による状態遷移を行う。

【００３３】図３０は、正規化処理を行うＲＥＮＯＲＭ
Ｄ処理フローである。ステップＳ２６１で変数ＣＴ５０
が０か否か判定し、判定がＹｅｓならばステップＳ２６
２でＣレジスタ３０Ｂ（Ｃｂ）へ１バイト符号４を入力
し、変数ＣＴ５０に８を再設定する。ステップＳ２６３
ではＡレジスタ３１、ステップＳ２６４ではＣレジスタ
３０Ｂを１ビット上位へシフトすることによって２倍の
乗算と等価な演算を行う。ステップＳ２６５で変数ＣＴ
５０から１を減じる。ステップＳ２６６の判定は、正規
化処理の終了判定を行っており、Ａレジスタ３１が0x80
00未満ならばステップＳ２６１からステップＳ２６５を
繰り返す。ステップＳ２６７で変数ＣＴ５０が０か否か
判定し、判定がＹｅｓならばステップＳ２６８でＣレジ
スタ３０Ｂ（Ｃｂ）に１バイト符号４を入力し、変数Ｃ
Ｔ５０に８を再設定する。

【００３４】なお、上記符号化および復号の演算処理フ
ローにおいて、従来例として引用した上述の先行技術文
献（勧告Ｔ．８２）では、上記ステップＳ１２０、Ｓ１
３０、Ｓ２２０は記載されておらず、ＬＳＺテーブル９
の参照形式で各演算式に直接記載されているが、ここで
は、後述の本発明の説明上、処理フローの中でインデク
スＳＴ［ＣＸ］を表記しない（テーブル参照形式でな
い）変数ＬＳＺとして参照できることを明示的に表し
た。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】従来の符号化装置およ
び復号装置ならびに符号化方法および復号方法では、算
術符号化および復号の過程で有効区間を分割するとき、
有効区間幅に関わらず固定近似値を部分区間に割当てる
ので、その占有率とシンボルの推定出現確率の誤差が大
きくなって符号化効率が低下するという問題点があっ
た。

【００３６】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、１／２のべき乗の確率値のシン
ボルでは、有効区間占有率が確率値となるように補正し
て部分区間を割り当てることによって符号化効率を向上
させることが可能な符号化装置及び復号化装置、ならび
に、符号化方法及び復号化方法を得ることを目的とす
る。

【００３７】

【課題を解決するための手段】この発明は、学習しなが
ら情報源シンボルの出現確率を推定し、上記推定出現確
率の近似値を適用する第１の部分区間と残りの第２の部
分区間に数直線上の有効区間を分割し、出現したシンボ
ルに対応した部分区間を新たな有効区間とする算術符号
を適用した符号化装置であって、推定出現確率が特定値
であることを記憶する記憶手段と、記憶手段の特定値を
参照して推定出現確率が特定値であることを判定する判
定手段と、推定出現確率が上記特定値であることが判定
されたときに、第１及び第２の部分区間の割当てを補正
する補正手段とを備えた符号化装置である。

【００３８】また、記憶手段が記憶する特定値の一つを
１／２とし、該当シンボルに対して推定出現確率の推定
対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処理操作を非該
当シンボルの演算処理操作から独立させて構成する。

【００３９】また、該当シンボルに適用される符号化に
おいて、補正手段は上記第１および第２の部分区間を上
記有効区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せ
ず、符号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡
大した後、符号値を演算する手順によって有効区間の表
現精度を最大に保つ正規化手段と、正規化手段による符
号更新後、出力可能な符号を出力する符号出力手段とを
備えている。

【００４０】また、記憶手段が記憶する上記特定値は１
／２のべき乗で表現できる確率値である。

【００４１】また、記憶手段は上記特定値を上記１／２
のべき乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数値
で記憶し、判定手段は上記正整数値に基づいて判定を行
う。

【００４２】また、記憶手段が記憶した正整数値に対し
て、補正手段は上記有効区間を正整数桁だけシフト処理
で縮小した値を第１の部分区間の補正値にする。

【００４３】また、この発明は、学習しながら情報源シ
ンボルの出現確率を推定し、推定出現確率の近似値を適
用する第１の部分区間と残りの第２の部分区間に数直線
上の有効区間を分割し、出現したシンボルに対応した部
分区間を新たな有効区間とする算術符号を適用した復号
装置であって、推定出現確率が特定値であることを記憶
する記憶手段と、記憶手段の特定値を参照して推定出現
確率が特定値であることを判定する判定手段と、推定出
現確率が特定値であることが判定されたときに、第１及
び第２の部分区間の割当てを補正する補正手段とを備え
た復号装置である。

【００４４】また、記憶手段が記憶する特定値の一つを
１／２とし、該当シンボルに対して推定出現確率の推定
対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処理操作を非該
当シンボルの演算処理操作から独立させて構成する。

【００４５】また、該当シンボルに適用される復号にお
いて、補正手段は第１および第２の部分区間を有効区間
と等値とみなして補正し、有効区間は変更せず、符号の
み１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡大した後、
符号値を演算する手順によって有効区間の表現精度を最
大に保つ正規化手段と、正規化手段による符号拡大後
に、以後新たに演算部に取り込まれる符号の入力が必要
であれば予め準備して入力する符号入力手段とを備えて
いる。

【００４６】また、該当シンボルに適用される復号にお
いて、補正手段は上記第１および第２の部分区間を上記
有効区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せ
ず、符号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡
大した後、符号値を演算する手順によって有効区間の表
現精度を最大に保つ正規化手段と、正規化手段による符
号の拡大前に、演算部に取り込まれる符号の入力が必要
であれば入力する符号入力手段とを備えている。

【００４７】また、記憶手段が記憶する特定値は１／２
のべき乗で表現できる確率値である。

【００４８】また、記憶手段は特定値を１／２のべき乗
で表現した場合の２進小数指数部の正の整数値で記憶
し、判定手段は正整数値に基づいて判定を行う。

【００４９】また、記憶手段が記憶した正整数値に対し
て、補正手段は有効区間を正整数桁だけシフト処理で縮
小した値を上記第１の部分区間の補正値にする。

【００５０】また、この発明は、学習しながら情報源シ
ンボルの出現確率を推定し、推定出現確率の近似値を適
用する第１の部分区間と残りの第２の部分区間に数直線
上の有効区間を分割し、出現したシンボルに対応した部
分区間を新たな上記有効区間とする算術符号を適用した
符号化方法であって、推定出現確率が特定値であること
を記憶する記憶ステップと、記憶ステップにおいて記憶
された特定値を参照して推定出現確率が特定値であるこ
とを判定する判定ステップと、推定出現確率が特定値で
あることが判定されたときに、第１及び第２の部分区間
の割当てを補正する補正ステップとを備えた符号化方法
である。

【００５１】また、記憶ステップにおいて記憶された特
定値の一つを１／２とし、該当シンボルに対して推定出
現確率の推定対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処
理操作を非該当シンボルの演算処理操作から独立させて
構成する。

【００５２】また、該当シンボルに適用される符号化に
おいて、補正ステップは第１および第２の部分区間を有
効区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せず、
符号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡大し
た後、符号値を演算する手順によって有効区間の表現精
度を最大に保つ正規化ステップと、正規化ステップによ
る符号更新後、出力可能な符号を出力する符号出力ステ
ップとを備えている。

【００５３】また、記憶ステップにおいて記憶される上
記特定値は１／２のべき乗で表現できる確率値である。

【００５４】また、記憶ステップは特定値を１／２のべ
き乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数値で記
憶し、判定ステップは正整数値に基づいて判定を行う。

【００５５】また、記憶ステップにおいて記憶された正
整数値に対して、補正ステップは有効区間を正整数桁だ
けシフト処理で縮小した値を第１の部分区間の補正値に
する。

【００５６】また、この発明は、学習しながら情報源シ
ンボルの出現確率を推定し、推定出現確率の近似値を適
用する第１の部分区間と残りの第２の部分区間に数直線
上の有効区間を分割し、出現したシンボルに対応した部
分区間を新たな有効区間とする算術符号を適用した復号
方法であって、推定出現確率が特定値であることを記憶
する記憶ステップと、記憶ステップにおいて記憶された
特定値を参照して推定出現確率が特定値であることを判
定する判定ステップと、推定出現確率が特定値であるこ
とが判定されたときに、第１及び第２の部分区間の割当
てを補正する補正ステップとを備えた復号方法である。

【００５７】また、記憶ステップにおいて記憶される特
定値の一つを１／２とし、該当シンボルに対して推定出
現確率の推定対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処
理操作を非該当シンボルの演算処理操作から独立させて
構成する。

【００５８】また、該当シンボルに適用される復号にお
いて、補正ステップは第１および第２の部分区間を有効
区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せず、符
号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡大した
後、符号値を演算する手順によって有効区間の表現精度
を最大に保つ正規化ステップと、正規化ステップによる
符号拡大後に、以後新たに演算部に取り込まれる符号の
入力が必要であれば予め準備して入力する符号入力ステ
ップとを備えている。

【００５９】また、該当シンボルに適用される復号にお
いて、補正ステップは第１および第２の部分区間を上記
有効区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せ
ず、符号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡
大した後、符号値を演算する手順によって有効区間の表
現精度を最大に保つ正規化ステップと、正規化ステップ
による符号の拡大前に、演算部に取り込まれる符号の入
力が必要であれば入力する符号入力ステップとを備えて
いる。

【００６０】また、記憶ステップにおいて記憶される特
定値は１／２のべき乗で表現できる確率値である。

【００６１】また、記憶ステップは特定値を１／２のべ
き乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数値で記
憶し、判定ステップは上記正整数値に基づいて判定を行
う。

【００６２】また、記憶ステップにおいて記憶された正
整数値に対して、補正ステップは有効区間を正整数桁だ
けシフト処理で縮小した値を第１の部分区間の補正値に
する。

【００６３】

【発明の実施の形態】本実施の形態では、減算型算術符
号のシンボルに対応させる部分区間の補正を従来例の簡
易な構成をほぼ保ったまま圧縮性能を向上させる技術に
ついて説明する。

【００６４】実施の形態１．上述の従来例のような減算
型算術符号において、出現推定確率が０．５に近い状態
ではＬＳＺ区間の有効区間に対する占有率は非常に高い
ものとなり、その誤差の大きさが符号化性能の低下の原
因となる。本実施の形態では、従来の定数テーブルのＳ
ＷＴＣＨテーブル１２を予測値反転実行判定にのみ用い
るのではなく、ＬＳＺテーブル９参照以外に部分区間幅
を得るために兼用する。ＳＷＴＣＨテーブル１２は、状
態の推定確率値が０．５であることを示すので、このと
きはＡレジスタ３１値の大小に関わらず、ＬＳＺテーブ
ル９から状態に対する固定値を割り当てるのではなく、
Ａレジスタ３１値の１／２を割り当てるようにし、推定
確率と有効区間に対する占有率の誤差を縮小し、符号化
性能の向上を図る。

【００６５】図１、図２は、本実施の形態における符号
器および復号器の概略構成図を示している。図１９、図
２０に示された従来の概略構成図に対して、算術符号器
１３Ａ、算術復号器１３Ｂが上記ＳＷＴＣＨテーブル値
１２を参照する構成をとっている点が異なり、他の構成
については従来例と同様であるため、ここでは説明を省
略する。

【００６６】符号化および復号の演算処理について、具
体的な処理フローを用いて説明する。本実施の形態にお
いて、図２３のＥＮＣＯＤＥ処理フロー、図２６のＲＥ
ＮＯＲＭＥ処理フロー、図２８のＬＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮ
ＧＥ処理フロー、図２９のＭＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥ処
理フロー、図３０のＲＥＮＯＲＭＤ処理フローは従来の
まま変更せず適用するものとする。

【００６７】図３は、ＬＰＳを符号化するＣＯＤＥＬＰ
Ｓ処理（ＬＰＳ符号化）フローであり、図２４のステッ
プＳ１２０をステップＳ１２０’へ変更したものであ
る。ステップＳ１２０’では、現状態ＳＴ［ＣＸ］に対
する定数ＳＷＴＣＨ１２値が０ならば（ステップＳ１２
０’−１）、従来通りＬＳＺ［ＳＴ［ＣＸ］］を与え
（ステップＳ１２０’−２）、一方、０でなければＡレ
ジスタ３１値の１／２を与える（ステップＳ１２０’−
３）。ここでは、Ａレジスタ３１値をＳＷＴＣＨ１２値
（＝１）桁だけ右シフトすることにより算出している。
このように変数ＬＳＺを設定し、ステップＳ１２１以下
の処理は図２４の処理フローと同一である。

【００６８】図４は、ＭＰＳを符号化するＣＯＤＥＭＰ
Ｓ処理（ＭＰＳ符号化）フローであり、図２５のステッ
プＳ１３０をステップＳ１３０’へ変更したものであ
る。ステップＳ１３０’は、上記図３のＳ１２０’と同
一の処理であり、またＳ１３１以下の処理は図２５の処
理フローと同一である。

【００６９】図５は、復号対象画素を復号するＤＥＣＯ
ＤＥ処理（復号処理）フローであり、図２７のステップ
Ｓ２２０をステップＳ２２０’へ変更したものである。
ステップＳ２２０’は、上記図３のステップＳ１２０’
と同一の処理であり、またステップＳ２２１以下の処理
は図２７の処理フローと同一である。

【００７０】以上のように、本実施の形態における符号
器及び複合器は、学習しながら情報源シンボルの出現確
率を推定し、上記推定出現確率の近似値を適用する第１
の部分区間と残りの第２の部分区間との２つの部分区間
に数直線上の有効区間を分割し、出現したシンボルに対
応した部分区間を新たな上記有効区間とする算術符号を
適用した符号化装置および復号装置であって、推定出現
確率が特定値（ここでは０）であることを記憶する記憶
手段（ＳＷＴＣＨテーブル１２）と、記憶手段を参照し
て推定出現確率が当該特定値であることを判定する判定
手段（ステップＳ１２０’−１）と、推定出現確率が当
該特定値であることが判定されたときに上記第１、第２
の部分区間の割当てを補正する補正手段（ステップＳ１
２０’−３）とを備えて、推定出現確率として特定値を
とるシンボルに対して部分区間の割当てを補正するよう
にしたので、符号化性能が向上するという効果が得られ
る。

【００７１】なお、本実施の形態では、ＳＷＴＣＨ１２
値が１のとき、Ａレジスタ３１値をＳＷＴＣＨ１２値桁
だけ右シフトさせてＬＳＺを算出しているが、直接の整
数値１と記述しても構わない。また、復号処理フローに
おいて、ステップＳ２６７およびステップＳ２６８でＣ
Ｔ５０値が０になった時点で次の符号４をＣＬＯＷレジ
スタ３５に１バイト読み込んでいるが、次のシフト操作
で実際に符号４が必要になるまで待ってステップＳ２６
１およびステップＳ２６２で読み込んでも構わない。そ
の読込みまでＣＬＯＷレジスタ３５は空のままの状態で
復号の演算処理がＣＨＩＧＨレジスタ３７上で進められ
ても問題ない。

【００７２】また、本実施の形態は、出現推定確率がほ
ぼ０．５である状態の符号化および復号について符号化
性能を向上させる効果がある。例えば、２値画像データ
において、特にディザ手法あるいは誤差拡散手法で表現
された疑似中間調画像では学習が進んでも推定確率がほ
とんど偏ることなく０．５に近い状態に留まることが知
られており、文字画像への適用に比較してこの効果がよ
り期待できる。

【００７３】本実施の形態では、分割されたより大きい
区間にＭＰＳを割り当てる条件付きＭＰＳ／ＬＰＳ交換
を行う上記先行技術文献の符号化および復号の演算処理
フローについて説明したが、上記部分区間を交換しない
算術符号化および算術復号においては、さらにＬＳＺ区
間の有効区間に対する占有率は推定確率と大小関係が逆
転することさえあるため、本手法の適用効果がより大き
く得られることはいうまでもない。この効果は、本実施
の形態以降の他の実施の形態についても同様である。

【００７４】実施の形態２．上述の実施の形態１では、
ＬＳＺ値の決定に際してＳＷＴＣＨ１２値の参照を行
い、さらに、図３のＣＯＤＥＬＰＳ処理フロー、従来の
まま適用する図２８のＬＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥ処理フ
ロー、図２９のＭＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥ処理フローに
おいて再度参照を行っており、またＡレジスタ３１値を
１／２とすれば正規化処理により直ちに２倍されること
になり、１ビットのシフトで終了することは明白であっ
ても図２６のＲＥＮＯＲＭＥ処理フロー、図３０のＲＥ
ＮＯＲＭＤ処理フローでは正規化終了判定を形式上行う
点で処理フローに冗長度が大きい。また、Ａレジスタ３
１値が奇数であれば１／２とした時点で桁落ちによる誤
差が発生して厳密な１／２とはならない。つまり、Ａレ
ジスタ３１値（奇数）を１桁シフトして縮小して部分区
間とし、その後その部分区間を正規化処理により１桁シ
フトして拡大しても元のＡレジスタ３１値には戻らない
ということである。ただし、ＬＰＳ区間幅とすべきＬＳ
ＺがＡ−ＬＳＺより１小さくなる点ではシンボルの定義
上では理に適っているといえる。本実施の形態では、Ｓ
ＷＴＣＨ値により処理経路を分離することにより上記冗
長度を改善し、正規化手順の変更により上記桁落ち誤差
を解消する処理フローを提供する。すなわち、本実施の
形態においては、記憶手段が記憶する特定値の一つを１
／２とし、該当シンボルに対して上記推定出現確率の推
定対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処理操作を非
該当シンボルの演算処理操作から独立させて構成する。

【００７５】ここで説明する処理フローにおいて、新し
く加えた処理は破線枠で囲み、破線枠内の処理番号は、
対応する従来の処理番号にダッシュを付けて示してい
る。本実施例において、図２３のＥＮＣＯＤＥ処理フロ
ー、図２６のＲＥＮＯＲＭＥ処理フロー、図３０のＲＥ
ＮＯＲＭＤ処理フローは従来のまま変更せず適用するも
のとする。

【００７６】図６は、ＬＰＳを符号化する本実施の形態
におけるＣＯＤＥＬＰＳ処理（ＬＰＳ符号化）フローで
あり、図２４からステップＳ１２５及びＳ１２６を抜
き、ステップＳ１２０の前に破線で囲まれた処理を加え
たものである。ステップＳ１２５’の判定ではＳＷＴＣ
Ｈ１２値が１のとき破線枠内の処理経路へ切り替える。
ステップＳ１２６’で予測値７（ＭＰＳテーブル）の反
転・更新を行い、ステップＳ１２７’でＮＬＰＳテーブ
ル１１参照による状態遷移を行う。ステップＳ１４２’
は正規化のシフト処理であり、この後、ステップＳ１２
３’でＣレジスタ３０ＡにＡレジスタ３１を加える手順
により桁落ちを防止している。正規化処理のステップＳ
１４３’で変数ＣＴ５０から１を減じ、ステップＳ１４
４’で変数ＣＴ５０が０か否か判定し、判定がＹｅｓな
らばステップＳ１４５’でＣレジスタ３０Ａ（Ｃｂ）か
ら１バイト符号４を出力し、変数ＣＴ５０に８を再設定
する。ＳＷＴＣＨ１２値が１でなければステップＳ１２
０からステップＳ１２８までステップＳ１２５、ステッ
プＳ１２６を除いて図２４の処理フローと同一である。

【００７７】図７は、MＰＳを符号化するＣＯＤＥMＰＳ
処理（ＭＰＳ符号化）フローであり、図２５のステップ
Ｓ１３０の前に破線で囲まれた処理を加えたものであ
る。ステップＳ１３８の判定によりＳＷＴＣＨ１２値が
１のとき破線枠内の処理経路を切り替える。ステップＳ
１３６’でＮＭＰＳテーブル１０参照による状態遷移を
行う。ステップＳ１４２’は正規化のシフト処理であ
る。ステップＳ１４３’で変数ＣＴ５０から１を減じ、
ステップＳ１４４’で変数ＣＴ５０が０か否か判定し、
判定がＹｅｓならばステップＳ１４５’でＣレジスタ３
０Ａ（Ｃｂ）から１バイト符号４を出力し、変数ＣＴ５
０に８を再設定する。ＳＷＴＣＨ１２値が１でなければ
ステップＳ１３０からステップＳ１３７まで図２５の処
理フローと同一である。

【００７８】図８は、復号対象画素を復号するＤＥＣＯ
ＤＥ処理フローであり、図２７のステップＳ２２０の前
に破線で囲まれた処理を加えたものである。ステップＳ
２３９’（ステップＳ２５３’にも相当）の判定により
ＳＷＴＣＨ１２値が１のとき破線枠内の処理経路を切り
替え、Ａ点から後述の図９の処理フローを実行し、Ｂ点
へ戻る。ＳＷＴＣＨ１２値が１でなければステップＳ２
２０からステップＳ２２８まで図２７の処理フローと同
一である。

【００７９】図９は、図８に示しきれなかった部分、す
なわち、図８の（Ａ）から（Ｂ）までのＤＥＣＯＤＥ処
理フローである。ステップＳ２６４’は正規化のシフト
処理であり、ステップＳ２６５’で変数ＣＴ５０から１
を減じる。ステップＳ２２２’の判定で符号ＣＨＩＧＨ
レジスタ３７値がＡレジスタ３１値未満ならば（Ｙｅ
ｓ）、下方区間を復号する。本処理フロー部では、下方
区間幅と上方区間幅は等しいため、下方区間はＭＰＳに
対応する。よって、ステップＳ２５６’で画素値３を予
測値７とし、ステップＳ２５７’でＮＭＰＳテーブル１
０参照による状態遷移を行う。ステップＳ２２２’の判
定で符号ＣＨＩＧＨレジスタ３７値がＡレジスタ３１値
以上ならば（Ｎｏ）、ＬＰＳに対応する上方区間を復号
する。ステップＳ２３６’でＣＨＩＧＨレジスタ３７に
下方区間幅を減じ、ステップＳ２３８’で画素値３を非
予測値（１−予測値７）とする。本処理フロー部ではＳ
ＷＴＣＨ１２値は必ず１であるため、図２８の判定ステ
ップＳ２３９は不要となり、ステップＳ２４０’で予測
値７（ＭＰＳテーブル）の反転・更新を行う。ステップ
Ｓ２４１’でＮＬＰＳテーブル１１参照による状態遷移
を行う。状態遷移後、ステップＳ２６７’で変数ＣＴ５
０が０か否か判定し、判定がＹｅｓならばステップＳ２
６８’でＣレジスタ３０Ｂ（Ｃｂ）に１バイト符号４を
入力し、変数ＣＴ５０に８を再設定する。

【００８０】図１０は、上方区間を復号するＬＰＳ＿Ｅ
ＸＣＨＡＮＧＥ処理（上方区間の復号）フローである。
図８の判定ステップＳ２３９’によって、本処理フロー
はＳＷＴＣＨ１２値が１のシンボルの処理経路ではない
ため、ステップＳ２３９およびＳ２４０は不要となるた
め削除し、それ以外の処理は図２８の処理フローと同一
である。

【００８１】図１１は、下方区間を復号するＭＰＳ＿Ｅ
ＸＣＨＡＮＧＥ処理（下方区間の復号）フローである。
図８の判定ステップＳ２３９’によって、本処理フロー
はＳＷＴＣＨ１２値が１のシンボルの処理経路ではない
ため、ステップＳ２５３およびＳ２５４は不要となるた
め削除し、それ以外の処理は図２９の処理フローと同一
である。

【００８２】本実施の形態は、有効区間の演算後、正規
化処理による拡大を行う従来例に対して、演算と正規化
処理を処理フロー上分けずに拡大後に演算する手順とし
て記述したため、ＳＷＴＣＨ１２値が１のとき、Ａレジ
スタ３１のＭＰＳおよびＬＰＳの部分区間を等分割する
際の表現精度上の制約による桁落ち誤差を防止できる。
ただし、先に正規化のシフト処理を実行してＣＨＩＧＨ
レジスタ３７を演算するため、図２４のＣレジスタ３０
Ｂに整数部１桁(bit24)が必要となる。

【００８３】また、符号化および復号の際にＡレジスタ
３０Ａ、３０Ｂの初期値は従来同様に0x10000とする
が、従来では第２シンボル以降Ａレジスタ値が該初期値
となることはありえないが、本実施例では第１シンボル
から以降のシンボルの処理時もＳＷＴＣＨ１２値が１と
なる限り該初期値のままとり続けることになるが、符号
化および復号で再現性のある処理であるため復号可能性
を保証できる。ただし、符号化および復号の際にＡレジ
スタ３０Ａ、３０Ｂの初期値を併せて変更すれば、第１
シンボルも含めて0x10000となることはなくなる。この
とき、変更値を0xFFFFとすることにより初期値変更によ
る符号化性能の低下（符号長ロス）を最も小さく抑える
ことができる。第１シンボルで分割される２つの部分領
域とも0x7FFF.8（16進小数1桁）となっていずれも0x800
0未満となるため正規化が必要となるが、上記処理フロ
ーに従えば正規化処理に相当する拡大を先に行うため有
効区間の値は0xFFFFのままで処理されることになる。

【００８４】以上のように、本実施の形態においては、
上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、
さらに、テーブルで記憶する特定値の一つを１／２と
し、該当シンボルに対して上記出現確率の推定対象シン
ボル値の更新を伴う一連の演算処理操作を非該当シンボ
ルの演算処理操作から独立させて構成するようにしたの
で、冗長性のない演算処理が可能となる。

【００８５】また、本実施の形態においては、該当シン
ボルに適用される符号化において、上記補正器は上記第
１および第２の部分区間を上記有効区間と等値とみなし
て補正し、上記有効区間は変更せず、符号のみ１桁のシ
フト処理あるいは２倍の乗算で拡大した後、符号値を演
算する手順によって有効区間の表現精度を最大に保つ正
規化処理と、上記正規化手段による符号更新後、出力可
能な符号を出力する符号出力処理とを行うので、符号演
算を正規化に相当する拡大処理後に行うことにより、有
効区間の表現精度を最大に保つことができる。

【００８６】なお、本実施の形態においては、該当シン
ボルに適用される復号において、上記補正器は上記第１
および第２の部分区間を上記有効区間と等値とみなして
補正し、上記有効区間は変更せず、符号のみ１桁のシフ
ト処理あるいは２倍の乗算で拡大した後、符号値を演算
する手順によって有効区間の表現精度を最大に保つ正規
化処理と、正規化手段による符号拡大後または拡大前
に、以後新たに演算部に取り込まれる符号の入力が必要
であれば予め準備して入力する符号入力手段を備えて、
符号演算を正規化に相当する拡大処理後に行うことによ
り、有効区間の表現精度を最大に保つことができる。

【００８７】実施の形態３．本実施の形態では、ＳＷＴ
ＣＨテーブル１２の用途を拡張し、状態の確率が１／２
のべき乗であることを示すフラグとして、その指数ｎを
設定するものとする。一例を図１２に示す。ここでは、
確率１／２以外に１／４の状態のＳＷＴＣＨ値に２を設
定している。このように設定したテーブルを実施例１に
示した符号化および復号の処理フローに適用することに
より、ステップＳ１２０’、Ｓ１３０’、Ｓ２２０’に
おいてＳＷＴＣＨ１２値が１のときＬＳＺはＡレジスタ
３１値をｎ桁だけ右シフトした値が設定され、より誤差
の少ない部分区間の割当てが可能となり、符号化性能が
向上する。

【００８８】上記指数ｎは任意であり、定数テーブルを
再設定して状態数を増減し、それに伴って対応する確率
に１／２のべき乗の状態数が増減しても、同じ確率の状
態が複数存在しても構わない。また、確率が１／２のべ
き乗の状態の一部に確率推定誤差を許容する場合には上
記ＳＷＩＴＣＨ１２値の設定を行わなくても構わない。

【００８９】以上のように、本実施の形態においては、
テーブルが記憶する特定値は１／２のべき乗で表現でき
る確率値であるようにしたので、出現確率が１／２のべ
き乗となるシンボルを他のシンボルと区別できるため、
近似値を適用せずに、より誤差を少なく補正することが
できる。

【００９０】なお、上記特定値を１／２のべき乗で表現
した場合の２進小数指数部の正の整数値で記憶するよう
にしてもよく、これにより、記憶容量の節約が可能にな
るとともに、有効区間を上記正整数桁だけシフト処理で
縮小した値を上記第１の部分区間の補正値にするため、
補正値をシフト処理で容易に算出することが可能とな
る。

【００９１】また、区間幅の更新の際に有効区間を正の
整数値の桁だけシフト処理で縮小した値を上記第１の部
分区間の補正値にするようにしてもよく、この場合に
は、補正値を有効区間幅からシフト処理で容易に算出す
ることが可能になり、処理の簡易化及び高速化を図るこ
とができる。

【００９２】実施の形態４．本実施の形態は、上記実施
の形態２に対して、実施の形態３と同様に１／２のべき
乗の確率に対してその指数部ｎを設定したＳＷＴＣＨテ
ーブル１２を適用する場合について説明する。本実施の
形態において、図２３のＥＮＣＯＤＥ処理フロー、図２
６のＲＥＮＯＲＭＥ処理フロー、図９のＤＥＣＯＤＥ処
理フロー、図１０のＬＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥ処理フロ
ー、図１１のＭＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥ処理フロー、図
３０のＲＥＮＯＲＭＤ処理フローは変更を加えず適用す
るものとする。

【００９３】図１３は、ＬＰＳを符号化するＣＯＤＥＬ
ＰＳ処理フローであり、図６のステップＳ１２０を図３
のステップＳ１２０’に変更したものである。

【００９４】図１４は、ＭＰＳを符号化するＣＯＤＥＭ
ＰＳ処理フローであり、図７のステップＳ１３０を図４
のステップＳ１３０’に変更したものである。

【００９５】図１５は、復号対象画素を復号するＤＥＣ
ＯＤＥ処理フローであり、図８のステップＳ２２０を図
５のステップＳ２２０’に変更したものである。

【００９６】

【発明の効果】この発明は、学習しながら情報源シンボ
ルの出現確率を推定し、上記推定出現確率の近似値を適
用する第１の部分区間と残りの第２の部分区間に数直線
上の有効区間を分割し、出現したシンボルに対応した部
分区間を新たな有効区間とする算術符号を適用した符号
化装置であって、推定出現確率が特定値であることを記
憶する記憶手段と、記憶手段の特定値を参照して推定出
現確率が特定値であることを判定する判定手段と、推定
出現確率が上記特定値であることが判定されたときに、
第１及び第２の部分区間の割当てを補正する補正手段と
を備えた符号化装置であるため、推定出現確率として特
定値をとるシンボルに対して部分区間の割当てを補正す
るので符号化性能が向上するという効果がある。

【００９７】また、記憶手段が記憶する特定値の一つを
１／２とし、該当シンボルに対して推定出現確率の推定
対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処理操作を非該
当シンボルの演算処理操作から独立させて構成するた
め、出現確率の推定対象シンボル値の更新を伴う確率１
／２をとるシンボルの符号化および復号の演算処理を通
常の演算処理から独立させるので、冗長性のない演算処
理が可能となる。

【００９８】また、該当シンボルに適用される符号化に
おいて、補正手段は上記第１および第２の部分区間を上
記有効区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せ
ず、符号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡
大した後、符号値を演算する手順によって有効区間の表
現精度を最大に保つ正規化手段と、正規化手段による符
号更新後、出力可能な符号を出力する符号出力手段とを
備えているので、符号演算を正規化に相当する拡大処理
後に行うため、有効区間の表現精度を最大に保つことが
可能となる。

【００９９】また、記憶手段が記憶する上記特定値は１
／２のべき乗で表現できる確率値であるので、出現確率
が１／２のべき乗となるシンボルを他のシンボルと区別
できるため、近似値を適用せずにより誤差を少なく補正
することが可能となる。

【０１００】また、記憶手段は上記特定値を上記１／２
のべき乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数値
で記憶し、判定手段は上記正整数値に基づいて判定を行
うので、出現確率が１／２のべき乗となるシンボルを２
進小数指数部の正の整数値で記憶するため、記憶容量を
節約することが可能となる。

【０１０１】また、記憶手段が記憶した正整数値に対し
て、補正手段は上記有効区間を正整数桁だけシフト処理
で縮小した値を第１の部分区間の補正値にするので、出
現確率が１／２のべき乗となるシンボルを２進小数指数
部の正の整数値で記憶するため、補正値を有効区間幅か
らシフト処理で容易に算出することが可能となる。

【０１０２】また、この発明は、学習しながら情報源シ
ンボルの出現確率を推定し、推定出現確率の近似値を適
用する第１の部分区間と残りの第２の部分区間に数直線
上の有効区間を分割し、出現したシンボルに対応した部
分区間を新たな有効区間とする算術符号を適用した復号
装置であって、推定出現確率が特定値であることを記憶
する記憶手段と、記憶手段の特定値を参照して推定出現
確率が特定値であることを判定する判定手段と、推定出
現確率が特定値であることが判定されたときに、第１及
び第２の部分区間の割当てを補正する補正手段とを備え
た復号装置であるため、推定出現確率として特定値をと
るシンボルに対して部分区間の割当てを補正するので符
号化性能が向上するという効果がある。

【０１０３】また、記憶手段が記憶する特定値の一つを
１／２とし、該当シンボルに対して推定出現確率の推定
対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処理操作を非該
当シンボルの演算処理操作から独立させて構成するた
め、出現確率の推定対象シンボル値の更新を伴う確率１
／２をとるシンボルの符号化および復号の演算処理を通
常の演算処理から独立させるので、冗長性のない演算処
理が可能となる。

【０１０４】また、該当シンボルに適用される復号にお
いて、補正手段は第１および第２の部分区間を有効区間
と等値とみなして補正し、有効区間は変更せず、符号の
み１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡大した後、
符号値を演算する手順によって有効区間の表現精度を最
大に保つ正規化手段と、正規化手段による符号拡大後
に、以後新たに演算部に取り込まれる符号の入力が必要
であれば予め準備して入力する符号入力手段とを備えて
いるので、符号演算を正規化に相当する拡大処理後に行
うため、有効区間の表現精度を最大に保つことが可能と
なる。

【０１０５】また、該当シンボルに適用される復号にお
いて、補正手段は上記第１および第２の部分区間を上記
有効区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せ
ず、符号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡
大した後、符号値を演算する手順によって有効区間の表
現精度を最大に保つ正規化手段と、正規化手段による符
号の拡大前に、演算部に取り込まれる符号の入力が必要
であれば入力する符号入力手段とを備えているので、符
号演算を正規化に相当する拡大処理後に行うため、有効
区間の表現精度を最大に保つことが可能となる。

【０１０６】また、記憶手段が記憶する特定値は１／２
のべき乗で表現できる確率値であるので、出現確率が１
／２のべき乗となるシンボルを他のシンボルと区別でき
るため、近似値を適用せずにより誤差を少なく補正する
ことが可能となる。

【０１０７】また、記憶手段は特定値を１／２のべき乗
で表現した場合の２進小数指数部の正の整数値で記憶
し、判定手段は正整数値に基づいて判定を行うので、出
現確率が１／２のべき乗となるシンボルを２進小数指数
部の正の整数値で記憶するため、記憶容量を節約するこ
とが可能となる。

【０１０８】また、記憶手段が記憶した正整数値に対し
て、補正手段は有効区間を正整数桁だけシフト処理で縮
小した値を上記第１の部分区間の補正値にするので、出
現確率が１／２のべき乗となるシンボルを２進小数指数
部の正の整数値で記憶するため、補正値を有効区間幅か
らシフト処理で容易に算出することが可能となる。

【０１０９】また、この発明は、学習しながら情報源シ
ンボルの出現確率を推定し、推定出現確率の近似値を適
用する第１の部分区間と残りの第２の部分区間に数直線
上の有効区間を分割し、出現したシンボルに対応した部
分区間を新たな上記有効区間とする算術符号を適用した
符号化方法であって、推定出現確率が特定値であること
を記憶する記憶ステップと、記憶ステップにおいて記憶
された特定値を参照して推定出現確率が特定値であるこ
とを判定する判定ステップと、推定出現確率が特定値で
あることが判定されたときに、第１及び第２の部分区間
の割当てを補正する補正ステップとを備えた符号化方法
であるため、推定出現確率として特定値をとるシンボル
に対して部分区間の割当てを補正するので符号化性能が
向上するという効果がある。

【０１１０】また、記憶ステップにおいて記憶された特
定値の一つを１／２とし、該当シンボルに対して推定出
現確率の推定対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処
理操作を非該当シンボルの演算処理操作から独立させて
構成するため、出現確率の推定対象シンボル値の更新を
伴う確率１／２をとるシンボルの符号化および復号の演
算処理を通常の演算処理から独立させるので、冗長性の
ない演算処理が可能となる。

【０１１１】また、該当シンボルに適用される符号化に
おいて、補正ステップは第１および第２の部分区間を有
効区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せず、
符号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡大し
た後、符号値を演算する手順によって有効区間の表現精
度を最大に保つ正規化ステップと、正規化ステップによ
る符号更新後、出力可能な符号を出力する符号出力ステ
ップとを備えているので、符号演算を正規化に相当する
拡大処理後に行うため、有効区間の表現精度を最大に保
つことが可能となる。

【０１１２】また、記憶ステップにおいて記憶される上
記特定値は１／２のべき乗で表現できる確率値であるの
で、出現確率が１／２のべき乗となるシンボルを他のシ
ンボルと区別できるため、近似値を適用せずにより誤差
を少なく補正することが可能となる。

【０１１３】また、記憶ステップは特定値を１／２のべ
き乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数値で記
憶し、判定ステップは正整数値に基づいて判定を行うの
で、出現確率が１／２のべき乗となるシンボルを２進小
数指数部の正の整数値で記憶するため、記憶容量を節約
することが可能となる。

【０１１４】また、記憶ステップにおいて記憶された正
整数値に対して、補正ステップは有効区間を正整数桁だ
けシフト処理で縮小した値を第１の部分区間の補正値に
するので、出現確率が１／２のべき乗となるシンボルを
２進小数指数部の正の整数値で記憶するため、補正値を
有効区間幅からシフト処理で容易に算出することが可能
となる。

【０１１５】また、この発明は、学習しながら情報源シ
ンボルの出現確率を推定し、推定出現確率の近似値を適
用する第１の部分区間と残りの第２の部分区間に数直線
上の有効区間を分割し、出現したシンボルに対応した部
分区間を新たな有効区間とする算術符号を適用した復号
方法であって、推定出現確率が特定値であることを記憶
する記憶ステップと、記憶ステップにおいて記憶された
特定値を参照して推定出現確率が特定値であることを判
定する判定ステップと、推定出現確率が特定値であるこ
とが判定されたときに、第１及び第２の部分区間の割当
てを補正する補正ステップとを備えた復号方法であるた
め、推定出現確率として特定値をとるシンボルに対して
部分区間の割当てを補正するので符号化性能が向上する
という効果がある。

【０１１６】また、記憶ステップにおいて記憶される特
定値の一つを１／２とし、該当シンボルに対して推定出
現確率の推定対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処
理操作を非該当シンボルの演算処理操作から独立させて
構成するため、出現確率の推定対象シンボル値の更新を
伴う確率１／２をとるシンボルの符号化および復号の演
算処理を通常の演算処理から独立させるので、冗長性の
ない演算処理が可能となる。

【０１１７】また、該当シンボルに適用される復号にお
いて、補正ステップは第１および第２の部分区間を有効
区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せず、符
号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡大した
後、符号値を演算する手順によって有効区間の表現精度
を最大に保つ正規化ステップと、正規化ステップによる
符号拡大後に、以後新たに演算部に取り込まれる符号の
入力が必要であれば予め準備して入力する符号入力ステ
ップとを備えているので、符号演算を正規化に相当する
拡大処理後に行うため、有効区間の表現精度を最大に保
つことが可能となる。

【０１１８】また、該当シンボルに適用される復号にお
いて、補正ステップは第１および第２の部分区間を上記
有効区間と等値とみなして補正し、有効区間は変更せ
ず、符号のみ１桁のシフト処理あるいは２倍の乗算で拡
大した後、符号値を演算する手順によって有効区間の表
現精度を最大に保つ正規化ステップと、正規化ステップ
による符号の拡大前に、演算部に取り込まれる符号の入
力が必要であれば入力する符号入力ステップとを備えて
いるので、符号演算を正規化に相当する拡大処理後に行
うため、有効区間の表現精度を最大に保つことが可能と
なる。

【０１１９】また、記憶ステップにおいて記憶される特
定値は１／２のべき乗で表現できる確率値であるので、
出現確率が１／２のべき乗となるシンボルを他のシンボ
ルと区別できるため、近似値を適用せずにより誤差を少
なく補正することが可能となる。

【０１２０】また、記憶ステップは特定値を１／２のべ
き乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数値で記
憶し、判定ステップは上記正整数値に基づいて判定を行
うので、出現確率が１／２のべき乗となるシンボルを２
進小数指数部の正の整数値で記憶するため、記憶容量を
節約することが可能となる。

【０１２１】また、記憶ステップにおいて記憶された正
整数値に対して、補正ステップは有効区間を正整数桁だ
けシフト処理で縮小した値を第１の部分区間の補正値に
するので、出現確率が１／２のべき乗となるシンボルを
２進小数指数部の正の整数値で記憶するため、補正値を
有効区間幅からシフト処理で容易に算出することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の符号器（符号化装置）の構成を示
したブロック図である。

【図２】 この発明の復号器（復号装置）の構成を示し
たブロック図である。

【図３】 この発明の実施の形態１のＣＯＤＥＬＰＳ処
理フローを示す流れ図である。

【図４】 この発明の実施の形態１のＣＯＤＥＭＰＳ処
理フローを示す流れ図である。

【図５】 この発明の実施の形態１のＤＥＣＯＤＥ処理
フローを示す流れ図である。

【図６】 この発明の実施の形態２のＣＯＤＥＬＰＳ処
理フローを示す流れ図である。

【図７】 この発明の実施の形態２のＣＯＤＥＭＰＳ処
理フローを示す流れ図である。

【図８】 この発明の実施の形態２のＤＥＣＯＤＥ処理
フローを示す流れ図である。

【図９】 この発明の実施の形態２のＤＥＣＯＤＥ処理
フローにおいて図８に続く部分を示す流れ図である。

【図１０】 この発明の実施の形態２のＬＰＳ＿ＥＸＣ
ＨＡＮＧＥ処理フローを示す流れ図である。

【図１１】 この発明の実施の形態２のＭＰＳ＿ＥＸＣ
ＨＡＮＧＥ処理フローを示す流れ図である。

【図１２】 この発明の実施の形態３の定数テーブル値
を示す説明図である。

【図１３】 この発明の実施の形態４のＣＯＤＥＬＰＳ
処理フローを示す流れ図である。

【図１４】 この発明の実施の形態４のＣＯＤＥＭＰＳ
処理フローを示す流れ図である。

【図１５】 この発明の実施の形態４のＤＥＣＯＤＥ処
理フローを示す流れ図である。

【図１６】 ２値算術符号化の概念を示す説明図であ
る。

【図１７】 減算型算術符号化と正規化処理の概念を示
す説明図である。

【図１８】 部分区間の分割補正を示す説明図である。

【図１９】 従来の符号器の概略構成を示すブロック図
である。

【図２０】 従来の復号器の概略構成を示すブロック図
である。

【図２１】 従来の定数テーブル値を示す説明図であ
る。

【図２２】 従来の演算用レジスタ構成を示す説明図で
ある。

【図２３】 従来のＥＮＣＯＤＥ処理フローを示す流れ
図である。

【図２４】 従来のＣＯＤＥＬＰＳ処理フローを示す流
れ図である。

【図２５】 従来のＣＯＤＥＭＰＳ処理フローを示す流
れ図である。

【図２６】 従来のＲＥＮＯＲＭＥ処理フローを示す流
れ図である。

【図２７】 従来のＤＥＣＯＤＥ処理フローを示す流れ
図である。

【図２８】 従来のＬＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥ処理フロ
ーを示す流れ図である。

【図２９】 従来のＭＰＳ＿ＥＸＣＨＡＮＧＥ処理フロ
ーを示す流れ図である。

【図３０】 従来のＲＥＮＯＲＭＤ処理フローを示す流
れ図である。

【符号の説明】

１Ａ ＱＭ符号器、１Ｂ ＱＭ復号器、２ コンテクス
ト、３ 画素、４ 符号、５Ａ、５Ｂ 画像メモリ、６
画像、７ 予測値テーブルＭＰＳおよび変数ＭＰＳ、
８ ステートテーブルＳＴおよび変数ＳＴ、９ ＬＰＳ
区間幅テーブルＬＳＺ、１０ ＭＰＳ状態遷移先テーブ
ルＮＭＰＳ、１１ ＬＰＳ状態遷移先テーブルＮＬＰ
Ｓ、１２ 予測値反転判定テーブルＳＷＴＣＨ、１３Ａ
算術符号器、１３Ｂ 算術復号器、１４ シンボル、
１５Ａ 画素シンボル変換器、１５Ｂ シンボル画素変
換器、１６ 反転器、１７ セレクタ、３０Ａ 符号化
レジスタＣ、３０Ｂ 復号レジスタＣ、３１ 区間幅レ
ジスタＡ、３２ Ｃｘレジスタ、３３ Ｃｂレジスタ、
３４ Ｃｃレジスタ、３５ ＣＬＯＷレジスタ、３６Ｃ
ｂレジスタ、３７ ＣＨＩＧＨレジスタ、３８ Ｃｘレ
ジスタ、５０ ＣＴカウンタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 雅之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 KK00 MA00 TA16 TC01 TD10 TD14 UA33 5C078 BA21 CA00 DA00 DA01 DA02 DA11 DA12 DB00 5J064 AA01 AA02 BA09 BB03 BB13 BC01 BC09 BC25 BD01

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 学習しながら情報源シンボルの出現確率
   を推定し、上記推定出現確率の近似値を適用する第１の
   部分区間と残りの第２の部分区間に数直線上の有効区間
   を分割し、出現したシンボルに対応した部分区間を新た
   な上記有効区間とする算術符号を適用した符号化装置で
   あって、 上記推定出現確率が特定値であることを記憶する記憶手
   段と、 上記記憶手段の上記特定値を参照して上記推定出現確率
   が上記特定値であることを判定する判定手段と、 上記推定出現確率が上記特定値であることが判定された
   ときに、上記第１及び第２の部分区間の割当てを補正す
   る補正手段とを備えたことを特徴とする符号化装置。
2. 【請求項２】 上記記憶手段が記憶する上記特定値の一
   つを１／２とし、該当シンボルに対して上記推定出現確
   率の推定対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処理操
   作を非該当シンボルの演算処理操作から独立させて構成
   することを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
3. 【請求項３】 上記該当シンボルに適用される符号化に
   おいて、 上記補正手段は上記第１および第２の部分区間を上記有
   効区間と等値とみなして補正し、 上記有効区間は変更せず、符号のみ１桁のシフト処理あ
   るいは２倍の乗算で拡大した後、符号値を演算する手順
   によって有効区間の表現精度を最大に保つ正規化手段
   と、 上記正規化手段による符号更新後、出力可能な符号を出
   力する符号出力手段とを備えたことを特徴とする請求項
   ２記載の符号化装置。
4. 【請求項４】 上記記憶手段が記憶する上記特定値は１
   ／２のべき乗で表現できる確率値であることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載の符号化装置。
5. 【請求項５】 上記記憶手段は上記特定値を上記１／２
   のべき乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数値
   で記憶し、 上記判定手段は上記正整数値に基づいて判定を行うこと
   を特徴とする請求項４記載の符号化装置。
6. 【請求項６】 上記記憶手段が記憶した上記正整数値に
   対して、上記補正手段は上記有効区間を上記正整数桁だ
   けシフト処理で縮小した値を上記第１の部分区間の補正
   値にすることを特徴とする請求項５記載の符号化装置。
7. 【請求項７】 学習しながら情報源シンボルの出現確率
   を推定し、上記推定出現確率の近似値を適用する第１の
   部分区間と残りの第２の部分区間に数直線上の有効区間
   を分割し、出現したシンボルに対応した部分区間を新た
   な上記有効区間とする算術符号を適用した復号装置であ
   って、 上記推定出現確率が特定値であることを記憶する記憶手
   段と、 上記記憶手段の上記特定値を参照して上記推定出現確率
   が上記特定値であることを判定する判定手段と、 上記推定出現確率が上記特定値であることが判定された
   ときに、上記第１及び第２の部分区間の割当てを補正す
   る補正手段とを備えたことを特徴とする復号装置。
8. 【請求項８】 上記記憶手段が記憶する上記特定値の一
   つを１／２とし、該当シンボルに対して上記推定出現確
   率の推定対象シンボル値の更新を伴う一連の演算処理操
   作を非該当シンボルの演算処理操作から独立させて構成
   することを特徴とする請求項７記載の復号装置。
9. 【請求項９】 上記該当シンボルに適用される復号にお
   いて、 上記補正手段は上記第１および第２の部分区間を上記有
   効区間と等値とみなして補正し、 上記有効区間は変更せず、符号のみ１桁のシフト処理あ
   るいは２倍の乗算で拡大した後、符号値を演算する手順
   によって有効区間の表現精度を最大に保つ正規化手段
   と、 上記正規化手段による符号拡大後に、以後新たに演算部
   に取り込まれる符号の入力が必要であれば予め準備して
   入力する符号入力手段とを備えたことを特徴とする請求
   項８記載の復号装置。
10. 【請求項１０】 上記該当シンボルに適用される復号に
    おいて、 上記補正手段は上記第１および第２の部分区間を上記有
    効区間と等値とみなして補正し、 上記有効区間は変更せず、符号のみ１桁のシフト処理あ
    るいは２倍の乗算で拡大した後、符号値を演算する手順
    によって有効区間の表現精度を最大に保つ正規化手段
    と、 上記正規化手段による符号の拡大前に、演算部に取り込
    まれる符号の入力が必要であれば入力する符号入力手段
    とを備えたことを特徴とする請求項８記載の復号装置。
11. 【請求項１１】 上記記憶手段が記憶する上記特定値は
    １／２のべき乗で表現できる確率値であることを特徴と
    する請求項７ないし１０のいずれかに記載の復号装置。
12. 【請求項１２】 上記記憶手段は上記特定値を上記１／
    ２のべき乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数
    値で記憶し、 上記判定手段は上記正整数値に基づいて判定を行うこと
    を特徴とする請求項１１記載の復号装置。
13. 【請求項１３】 上記記憶手段が記憶した上記正整数値
    に対して、上記補正手段は上記有効区間を上記正整数桁
    だけシフト処理で縮小した値を上記第１の部分区間の補
    正値にすることを特徴とする請求項１２記載の復号装
    置。
14. 【請求項１４】 学習しながら情報源シンボルの出現確
    率を推定し、上記推定出現確率の近似値を適用する第１
    の部分区間と残りの第２の部分区間に数直線上の有効区
    間を分割し、出現したシンボルに対応した部分区間を新
    たな上記有効区間とする算術符号を適用した符号化方法
    であって、 上記推定出現確率が特定値であることを記憶する記憶ス
    テップと、 上記記憶ステップにおいて記憶された上記特定値を参照
    して上記推定出現確率が上記特定値であることを判定す
    る判定ステップと、 上記推定出現確率が上記特定値であることが判定された
    ときに、上記第１及び第２の部分区間の割当てを補正す
    る補正ステップとを備えたことを特徴とする符号化方
    法。
15. 【請求項１５】 上記記憶ステップにおいて記憶された
    上記特定値の一つを１／２とし、該当シンボルに対して
    上記推定出現確率の推定対象シンボル値の更新を伴う一
    連の演算処理操作を非該当シンボルの演算処理操作から
    独立させて構成することを特徴とする請求項１４記載の
    符号化方法。
16. 【請求項１６】 上記該当シンボルに適用される符号化
    において、 上記補正ステップは上記第１および第２の部分区間を上
    記有効区間と等値とみなして補正し、 上記有効区間は変更せず、符号のみ１桁のシフト処理あ
    るいは２倍の乗算で拡大した後、符号値を演算する手順
    によって有効区間の表現精度を最大に保つ正規化ステッ
    プと、 上記正規化ステップによる符号更新後、出力可能な符号
    を出力する符号出力ステップとを備えたことを特徴とす
    る請求項１５記載の符号化方法。
17. 【請求項１７】 上記記憶ステップにおいて記憶される
    上記特定値は１／２のべき乗で表現できる確率値である
    ことを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれかに記
    載の符号化方法。
18. 【請求項１８】 上記記憶ステップは上記特定値を１／
    ２のべき乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数
    値で記憶し、 上記判定ステップは上記正整数値に基づいて判定を行う
    ことを特徴とする請求項１７記載の符号化方法。
19. 【請求項１９】 上記記憶ステップにおいて記憶された
    上記正整数値に対して、上記補正ステップは上記有効区
    間を上記正整数桁だけシフト処理で縮小した値を上記第
    １の部分区間の補正値にすることを特徴とする請求項１
    ８記載の符号化方法。
20. 【請求項２０】 学習しながら情報源シンボルの出現確
    率を推定し、上記推定出現確率の近似値を適用する第１
    の部分区間と残りの第２の部分区間に数直線上の有効区
    間を分割し、出現したシンボルに対応した部分区間を新
    たな上記有効区間とする算術符号を適用した復号方法で
    あって、 上記推定出現確率が特定値であることを記憶する記憶ス
    テップと、 上記記憶ステップにおいて記憶された上記特定値を参照
    して上記推定出現確率が上記特定値であることを判定す
    る判定ステップと、 上記推定出現確率が上記特定値であることが判定された
    ときに、上記第１及び第２の部分区間の割当てを補正す
    る補正ステップとを備えたことを特徴とする復号方法。
21. 【請求項２１】 上記記憶ステップにおいて記憶される
    上記特定値の一つを１／２とし、該当シンボルに対して
    上記推定出現確率の推定対象シンボル値の更新を伴う一
    連の演算処理操作を非該当シンボルの演算処理操作から
    独立させて構成することを特徴とする請求項２０記載の
    復号方法。
22. 【請求項２２】 上記該当シンボルに適用される復号に
    おいて、 上記補正ステップは上記第１および第２の部分区間を上
    記有効区間と等値とみなして補正し、 上記有効区間は変更せず、符号のみ１桁のシフト処理あ
    るいは２倍の乗算で拡大した後、符号値を演算する手順
    によって有効区間の表現精度を最大に保つ正規化ステッ
    プと、 上記正規化ステップによる符号拡大後に、以後新たに演
    算部に取り込まれる符号の入力が必要であれば予め準備
    して入力する符号入力ステップとを備えたことを特徴と
    する請求項２１記載の復号方法。
23. 【請求項２３】 上記該当シンボルに適用される復号に
    おいて、 上記補正ステップは上記第１および第２の部分区間を上
    記有効区間と等値とみなして補正し、 上記有効区間は変更せず、符号のみ１桁のシフト処理あ
    るいは２倍の乗算で拡大した後、符号値を演算する手順
    によって有効区間の表現精度を最大に保つ正規化ステッ
    プと、 上記正規化ステップによる符号の拡大前に、演算部に取
    り込まれる符号の入力が必要であれば入力する符号入力
    ステップとを備えたことを特徴とする請求項２１記載の
    復号方法。
24. 【請求項２４】 上記記憶ステップにおいて記憶される
    上記特定値は１／２のべき乗で表現できる確率値である
    ことを特徴とする請求項２０ないし２３のいずれかに記
    載の復号方法。
25. 【請求項２５】 上記記憶ステップは上記特定値を１／
    ２のべき乗で表現した場合の２進小数指数部の正の整数
    値で記憶し、 上記判定ステップは上記正整数値に基づいて判定を行う
    ことを特徴とする請求項２４記載の復号方法。
26. 【請求項２６】 上記記憶ステップにおいて記憶された
    上記正整数値に対して、上記補正ステップは上記有効区
    間を上記正整数桁だけシフト処理で縮小した値を上記第
    １の部分区間の補正値にすることを特徴とする請求項２
    ５記載の復号方法。