【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハッシュによる可変長符号化装置に関し、特に、画像圧縮処理などにおいて、可変長符号テーブルを用いてデータを可変長符号に変換するハッシュによる可変長符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像情報は、非常に情報量が多いので、大量の画像情報をリアルタイムに送信することは、非常に困難である。そのため、画像データを圧縮して送信し、受信側で伸長するという技術が用いられている。画像データの典型的な圧縮方法として、出現頻度の高いビットパターンに短い符号を割り当て、出現頻度の低いビットパターンには長い符号を割り当てるという可変長符号化方法がある。画像データを高能率に符号化する技術として、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：離散コサイン変換）と、可変長符号化を組み合わせた方式が標準化され、広く用いられている。画像圧縮化装置では、動き予測でデータそのものを平坦化し、さらにＤＣＴ処理および量子化処理によって、高周波成分を削減している。圧縮処理の対象となる画像信号には０が多く含まれるので、可変長符号テーブルを用いることにより、効率よく画像信号を圧縮できる。また、テーブルを参照してデータ変換するので、複雑な処理も不要で、高速な符号化処理ができる。
【０００３】
画像データの圧縮方法を一般的に良く知られている動画像符号化標準であるＭＰＥＧ−１（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐｅ）を例に取り、簡単に説明する。画像データを、離散コサイン変換して、周波数成分のデータに変換し、高周波成分を小さくする量子化処理を行う。量子化されたデータは、ＲＵＮデータとＬＥＶＥＬデータとに変換される。ＬＥＶＥＬデータは、０でないデータのレベルを表す。ＲＵＮデータは、０でないデータの後に続く０のデータ数である。高周波成分には０が多く含まれるので、ＲＵＮレングス変換を用いて効率よく圧縮できる。ＲＵＮデータとＬＥＶＥＬデータは、（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ）の形式に変換される。この（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ）データを、可変長符号に変換する。すなわち、ＲＵＮデータおよびＬＥＶＥＬデータをアドレスとして、テーブルをアクセスすることにより、対応する可変長符号とその符号長データを読み出して、可変長符号を生成する。
【０００４】
可変長符号テーブルには、アドレスに対応する可変長符号データが格納されている。可変長符号データの格納領域には、（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ）の組合せに対応する可変長符号を格納する可変長符号領域（１７ビット幅）と、可変長符号領域に格納されている可変長符号の長さを特定する情報を格納する５ビット幅の符号長領域とがある。可変長符号データをアクセスするためのアドレスは、６ビットのＲＵＮ領域と７ビットのＬＥＶＥＬ領域とからなる１３ビットのアドレスである。ＲＵＮデータとＬＥＶＥＬデータからアドレスを生成し、そのアドレスで可変長符号テーブルメモリをアクセスすることにより、対応する可変長符号データを得る。
【０００５】
アドレスのうち、ＲＵＮに６ビット、ＬＥＶＥＬに７ビットが割り当てられているのは、画像符号化標準方式ＭＰＥＧ１（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ １）において、ＲＵＮの範囲が０〜６３であり、ＬＥＶＥＬの範囲が±４１であり、これらを表現するためには、それぞれ６ビットおよび７ビットが必要なためである。可変長符号領域が１７ビットで、符号長領域が５ビットなのは、可変長符号の最大長が１７ビットであるためである。なお、符号長領域が必要なのは、可変長符号の扱いには符号長も必要であり、可変長符号と合わせて、その可変長符号の符号長も出力する必要があるためである。テーブルに記載されていないＲＵＮとＬＥＶＥＬとの組合せは、可変長符号化器と異なる符号化器により別途処理される。
【０００６】
可変長符号は、２ビット〜１７ビットの範囲の符号長を有している。しかし、メモリの可変長符号領域の長さを、任意のビット長とすることは困難である。そのため、最大の符号長に合わせた固定長のフィールドを、一つの可変長符号データに割り付ける必要がある。したがって、１つの可変長符号の情報を格納するためには、２２ビット（可変長符号１７ビット＋符号長データ５ビット）のデータ領域が必要である。この可変長符号テーブルをメモリ上に展開するためには、少なくとも８ｋワード（（１３ビットアドレスのアドレス空間）×（２２ビット））のメモリが必要である。このように、可変長符号テーブルでは、処理されるＲＵＮおよびＬＥＶＥＬの組合せは２５６種程度しかないのに対し、メモリ上にテーブルを展開する場合には、８ｋワードの空間を必要とする。したがって、メモリ空間をより効率的に使用して、より少ないメモリで可変長符号化処理を行う必要がある。
【０００７】
前記ＭＰＥＧ−１は、（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ）で可変長符号に変換するので、２次元ランレングス符号化と呼ばれている。次に、新しい動画像符号化標準のＭＰＥＧ−４（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐｅ）を例に取り説明する。データを可変長符号化するために、ＲＵＮデータとＬＥＶＥＬデータとＬＡＳＴデータにより、（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）で可変長符号（ＶＬＣ： Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｅ）テーブルを参照して、３次元ランレングスにより可変長符号を生成する。ＲＵＮデータは、０でないデータの後ろに続く０のデータ数である。ＬＥＶＥＬデータは、０でないデータのレベルである。ＬＡＳＴは、該当ＬＥＶＥＬがデータの最後かどうかを識別するものである。可変長符号テーブル（ＶＬＣテーブル）を参照する方式としては、一般的には、図１２に示すように、大きなメモリテーブルを用意し、ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴを並べて、ＶＬＣテーブルのアドレスを生成して、ＶＬＣテーブルを参照する。例えば、ＭＰＥＧ−４のＩＮＴＲＡ ＶＬＣを例にとると、図１５に示すように、ＲＵＮは０〜２０の範囲の値を取るので、５ｂｉｔで表現可能であり、ＬＥＶＥＬは、１〜２７の範囲の値を取るので、５ｂｉｔで表現可能であり、ＬＡＳＴは、０〜１の範囲の値を取るので１ｂｉｔで表現可能である。これを並べると、５ｂｉｔ＋５ｂｉｔ＋１ｂｉｔ＝１１ｂｉｔのアドレス空間となる。ＭＰＥＧ−４の可変長符号は、２ビット〜１２ビットの範囲の符号長を有しているので、１つの可変長符号の情報を格納するためには、１６ビット（可変長符号１２ビット＋符号長データ５ビット）のデータ領域が必要である。この可変長符号テーブルをメモリ上に展開するためには、少なくとも２Ｋ×１６ビットのメモリが必要である。このように、可変長符号テーブルでは、処理される（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）の組合せが１０２個程度しかないのに対して、メモリ上にテーブルを展開する場合には、２Ｋワードの空間を必要とし、メモリ空間をより効率的に使用して、より少ないメモリで可変長符号化処理を行う必要がある。
【０００８】
可変長符号テーブルのサイズを削減する方法を説明する。可変長符号の符号語の上位ビットは、同じ符号の繰返しパターンが多いという特徴があることから、可変長符号化装置においては、可変長符号テーブルに格納する符号語を、同じビットが繰り返されるパターンの長さと、残りの符号で表現している。この表現によると、例えばＭＰＥＧ１のＤＣＴ係数の符号を表すためには、繰返し回数の表現のために４ビット、残りのデータのために６ビット使用し、さらに、符号長を表現するために４ビット使用する。１符号あたりの全体の長さは、１４ビットとなっている。テーブルサイズを削減する方法として、特許文献１に開示された「可変長符号テーブルおよび可変長符号化装置」や、特許文献２に開示された「可変長符号化装置」のように、データ（例えばＬＥＶＥＬ）の値の範囲によって、ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬをクラスに分類し、クラスごとにＶＬＣテーブルのアドレスを生成するｂｉｔの割付けを変える方法がある。
【０００９】
係数の値（ＬＥＶＥＬ）の範囲によって、４つのクラスに分類する。係数値０が続く数（ＲＵＮ）とＬＥＶＥＬの組合せに対応する可変長符号テーブルのアドレスを、クラスにより識別されるフラグ領域と、ＲＵＮを表す領域と、ＬＥＶＥＬを表す領域から構成される固定長の領域の数値とする。ＲＵＮとＬＥＶＥＬの領域の大きさは、それぞれのクラスに含まれる最大値を格納するのに必要な最小限の大きさに定めている。例えば、ＭＰＥＧ１のＤＣＴ係数の符号を表すためには、１１ビット使用している。具体的には、アドレスは、クラスにより識別されるフラグ領域と、ＬＡＳＴを表す領域と、ＲＵＮを表す領域と、ＬＥＶＥＬを表す領域により構成されている。全体として固定長でＶＬＣテーブルのアドレスを生成することによって、テーブルサイズを小さくしている。ＭＰＥＧ−４のＩＮＴＲＡ ＶＬＣを例にとると、図１３に示すように、９種類のクラス（クラスＡ〜クラスＩ）に分類し、８ｂｉｔのアドレス空間で表現し、２５６個のテーブルで実現可能である。
【００１０】
特許文献１に開示された「可変長符号テーブルおよび可変長符号化装置」は、可変長符号メモリの容量を小さくするものである。ＭＰＥＧ１のＤＣＴ出力係数の可変長符号テーブルにおいて、ＲＵＮとＬＥＶＥＬとの組合せを、ＬＥＶＥＬの絶対値の大きさによりクラス別に分類する。対応の可変長符号のアドレスを、ＬＥＶＥＬの属するクラスにより、値と長さとがユニークに特定されるフラグ領域と、ＲＵＮデータ領域と、ＬＥＶＥＬデータの領域とを含む固定長とする。ＲＵＮとＬＥＶＥＬとの領域長は、それぞれＬＥＶＥＬのクラスごとに、当該クラスに含まれる組合せのＲＵＮデータの絶対値と、ＬＥＶＥＬデータの絶対値との、それぞれの最大値を格納するのに必要な最小限の大きさに定める。可変長符号を、先頭から連続する０の個数と、残りの符号と、残りの符号の符号長とに分けて、テーブルに格納することもできる。
【００１１】
特許文献２に開示された「可変長符号化装置」は、高速でハードウェア規模の小さい可変長符号化装置である。量子化ＤＣＴ係数をメモリから順に読み出し、可変長符号化する場合には、可変長符号テーブルアドレスを出力し、固定長符号化する場合には、符号語と符号長を出力する。量子化ＤＣＴ係数以外の情報についても、可変長符号化する場合には、可変長符号テーブルアドレスを出力し、固定長符号化する場合には、符号語と符号長を出力する。その際、可変長符号のアドレスを候補群から選択し、固定長符号の符号を候補群から選択する。固定長符号を遅延させ、可変長符号または固定長符号のいずれかを選択する。選択された符号を連ねて、符号列を形成する。
【００１２】
テーブルサイズを削減する別の方法として、特許文献３に開示された「ハッシュテーブル検索方法および装置」のように、演算量が少なくシノニムの発生しないハッシュ演算で、直接ＶＬＣテーブルのアドレスを生成することによって、テーブルサイズを小さくする方法がある。特許文献４に開示された「ハッシュテーブル検索方法および装置」は、テーブルに格納したデータをキー項目により高速に検索し、かつテーブル容量を小さくするものである。キー取得部は、ハッシュ計算部のハッシュ値により、ハッシュ表格納部からキーを取得する。キー一致判定部により、検索キーと比較することにより、検索対象のキーであるかを判定する。不一致の場合は、テーブル未登録と判断する。一致した場合は、シノニムが発生しないので、目的のキーとなる。データ取得部によりデータを取得して、データ格納部に格納する。ハッシュ計算部の演算量が少なく、シノニム対策が不要であるため、検索を高速化できる。また、ハッシュ表格納部の空きエリアを利用して、データそのものを格納しているため、テーブルの容量を小さく抑えられる。
【００１３】
検索キーをもとにテーブルを直接参照して検索する手法としては、検索キーをテーブルのアドレスに変換する写像であるハッシュ関数を利用する方法がある。ハッシュ関数は、検索キーの集合からアドレスの集合への多対１の写像である。検索の手順は、以下のようになる。検索キーＫからＨ（Ｋ）を計算して、アドレスＡを求める。アドレスＡで示されるテーブル中のキー項目が、検索キーＫに対応するものかをどうかを検証する。これは、複数の検索キーが同じアドレスに写像されるシノニムという衝突現象が発生するからである。シノニムが発生していない場合は、アドレスＡで示されるデータ項目が、検索結果のデータとなる。シノニムが発生した場合は、２次検索を行い、目的の検索キーが格納されたアドレスを再び求める。ハッシュ関数において、シノニムの発生を減らすために、テーブルの大きさＮを素数とする。２次検索の方法には、Ｈ（Ｋ）の値が同一のすべての項目をリストでつなぎ、そのリンクをたどって目的の検索キーに対応する項目を求める方法や、目的の検索キーに対応する項目が見つかるまで、アドレスに別のハッシュ値を加算する方法がある。
【００１４】
ハッシュテーブルの検索を高速化する方法として、２分木構造でキー管理を行う方法（特許文献５）や、副次関数を用いて衝突管理を行う方法がある。ハッシュ表管理では、キーの衝突が多数発生しても検索効率が低下しないように、同一のハッシュ値に変換された複数の異なるキーを、２分木構造でチェーンさせてハッシュ表に登録して検索する方式を採っている。特許文献６に開示された「ハッシュ表管理装置」は、ハッシュ表に対する検索処理性能を低下させないようにするものである。ハッシュ表のエントリーに対し、２分木構造でキーを管理する。登録手段は、検索手段によってハッシュ表を検索する。検索手段は、ハッシュ表検索を行うと同時に、２分木検索経路記録手段を作成する。登録手段は、未登録キーの登録時に、２分木バランス手段によって、２分木をバランスさせる。２分木バランス手段は、２分木検索経路記録手段によって、節の入れ換え処理を行い、２分木をバランスさせる。これにより、データの登録順序に関係なく、バランスのとれた２分木を作成する。
【００１５】
図１４を参照しながら、ハッシュテーブルの具体的な検索処理手順を説明する。ＲＵＮとＬＥＶＥＬの範囲チェックを行い、ＬＡＳＴ，ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬをキーとしてハッシュ演算を行い、ＶＬＣハッシュテーブルのアドレスＡを算出する。ハッシュ演算は、例えば、
Ａ＝（ＬＥＶＥＬ＊２３＋ＲＵＮ＊３＋ＬＡＳＴ＊１７）ｍｏｄ ２５６
というものである。アドレスＡで、ＶＬＣハッシュテーブルを参照し、テーブルに格納されたキー部（ＬＡＳＴ，ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ）を取得し、ハッシュ演算に用いたキーと比較する。不一致であれば、可変長符号に定義されていない無効なキーである。一致していれば該当のキーであるので、ＶＬＣコードと長さを取得する。シノニムが発生しないハッシュ演算であるので、該当キーは一意に定まる。ＶＬＣハッシュテーブルは、ハッシュ演算によりアドレスの生成範囲を２５６以内としているので、テーブルの個数は２５６個であり、ＬＡＳＴ（１ｂｉｔ）＋ＲＵＮ（５ｂｉｔ）＋ＬＥＶＥＬ（５ｂｉｔ）＋ＶＬＣ（１２ｂｉｔ）＋コード長（４ｂｉｔ）の合計４ｂｙｔｅ×２５６エントリー＝１０２４ｂｙｔｅで実現可能である。
【００１６】
【特許文献１】
特開平８−７９０９１号公報
【特許文献２】
特開平１０−１９１３３６号公報
【特許文献３】
特開２０００−１０５７７０号公報
【特許文献４】
特開２０００−１０５７７０号公報
【特許文献５】
特開平１０−４０２５５号公報
【特許文献６】
特開平１０−４０２５５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、大きなメモリテーブルを用いる従来手法では、ＶＬＣテーブルが大きいため、回路で実現した場合は、高価な高速メモリを大量に必要とするという問題がある。また、ＤＳＰなどのプロセッサを用いてソフトウェアで実現する場合は、高速なオンチップのメモリ量が少なく、テーブルを格納することができず、低速なメモリに配置することになり、高速に可変長符号化することができないという問題がある。
【００１８】
また、クラスに分類し、固定長のアドレスを生成する従来手法では、クラスに分類し、アドレスを生成する演算量が大きいため、回路で実現した場合は、回路規模の増大を招くという問題がある。また、ＤＳＰなどのプロセッサを用いてソフトウェアで実現した場合は、処理手順が増大し、高速に可変長符号化できないという問題がある。
【００１９】
また、ハッシュを用いてアドレスを生成する従来手法では、アドレスを生成するハッシュ演算量は少ないが、ＶＬＣハッシュテーブルの削減が十分ではなく、回路で実現した場合は、高価な高速メモリを大量に必要とするという問題がある。また、ＤＳＰなどのプロセッサを用いてソフトウェアで実現した場合は、高速なオンチップのメモリ量が少なく、テーブルを格納することができず、低速なメモリに配置することになり、高速に可変長符号化することができないという問題がある。
【００２０】
本発明は、上記の従来の問題を解決して、ＶＬＣテーブルのメモリ量を小さくするとともに、少ない演算量で可変長符号化することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、可変長符号ハッシュテーブルを参照してキーデータを可変長符号に変換する可変長符号化装置に、原データの０の連続数であるＲＵＮ値の範囲をチェックするＲＵＮ範囲チェック手段と、原データの０でない数値のレベルを表すＬＥＶＥＬ値の範囲をチェックするＬＥＶＥＬ範囲チェック手段と、原データの最後か否かを示す識別子であるＬＡＳＴ値とＲＵＮ値とＬＥＶＥＬ値との組であるキーデータに第１のハッシュ演算を施してテーブルアドレスを算出するハッシュ演算手段と、キーデータに第２のハッシュ演算を施して２次キーを算出する２次ハッシュ演算手段と、可変長符号部と２次キー部とを含むテーブル情報を格納した可変長符号ハッシュテーブルと、テーブル情報を個別の情報に分離するテーブル分離手段と、２次キーとテーブル情報中の２次キー部とを比較するキー比較手段とを具備する構成とした。このように構成したことにより、可変長符号ハッシュテーブルにキーデータそのものを格納しなくてよくなり、可変長符号ハッシュテーブルのメモリ量を小さくできる。
【００２２】
また、ＲＵＮ範囲チェック手段とＬＥＶＥＬ範囲チェック手段とハッシュ演算手段と２次ハッシュ演算手段とを２組備え、ＬＡＳＴ値に応じて２組のいずれか１組を選択する切替手段とを備えた。このように構成したことにより、可変長符号ハッシュテーブルのアドレス生成範囲を小さくして、可変長符号ハッシュテーブルのメモリ量を小さくできる。
【００２３】
また、ハッシュ演算手段に、第１のハッシュ演算の結果が所定の上限値以下であることをチェックする上限チェック手段を備え、可変長符号ハッシュテーブルのサイズを上限値に等しくした。このように構成したことにより、可変長符号ハッシュテーブルのアドレス生成範囲を小さくして、可変長符号ハッシュテーブルのメモリ量を小さくできる。
【００２４】
また、制御ビット付可変長符号部と２次キー部とからなるテーブル情報を格納した可変長符号ハッシュテーブルと、制御ビット付可変長符号部からコード長を算出する可変長符号長算出手段とを備えた。このように構成したことにより、可変長符号ハッシュテーブル中のコード長データを不要とし、可変長符号ハッシュテーブルの１エントリーあたりの情報量を減らして、可変長符号ハッシュテーブルのメモリ量を小さくできる。
【００２５】
【本発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１１を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、可変長符号の情報を格納したＶＬＣハッシュテーブルに、キーデータに第２のハッシュ演算を施して求めた２次キー部を格納しておき、キーデータに第１のハッシュ演算を施して求めたテーブルアドレスで、ＶＬＣハッシュテーブルをアクセスして２次キー部を読み出し、キーデータに第２のハッシュ演算を施して求めたハッシュ値と比較して確認する可変長符号化装置である。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施の形態における可変長符号化装置の機能ブロック図である。図１において、ＲＵＮ範囲チェック手段１００は、原データにおいてゼロが連続する数（ＲＵＮ）の範囲をチェックする手段である。ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段１０１は、原データのゼロでない係数値（ＬＥＶＥＬ）の範囲をチェックする手段である。ハッシュ演算手段１０２は、原データのキーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に第１のハッシュ演算を施す手段である。ＶＬＣハッシュテーブル１０３は、可変長符号（ＶＬＣ）の情報（２次キー部（ＫＥＹ２）、ＶＬＣ、コード長（ＬＥＮ））を格納したテーブルである。テーブル分離手段１０４は、ＶＬＣハッシュテーブルから得た情報を、３つの個別のデータに分離する手段である。２次ハッシュ演算手段１０５は、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に第２のハッシュ演算を施す手段である。キー比較手段１０６は、読み出した２次キー部（ＫＥＹ２）と演算で求めた２次キーとの比較を行う手段である。可変長符号化装置は、ＲＵＮ範囲チェック手段１００と、ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段１０１と、ハッシュ演算手段１０２と、ＶＬＣハッシュテーブル１０３と、テーブル分離手段１０４と、２次ハッシュ演算手段１０５と、キー比較手段１０６とから構成されている。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施の形態における可変長符号化装置で用いるハッシュ演算とＶＬＣハッシュテーブルの説明図である。図３は、可変長符号化装置で用いる２次ハッシュ演算とＶＬＣハッシュテーブルの説明図である。図４は、可変長符号化装置の動作手順を示すフロー図である。
【００２９】
上記のように構成された本発明の第１の実施の形態における可変長符号化装置の動作を説明する。ここでは、ＭＰＥＧ−４のＩＮＴＲＡ可変長符号化を例にして説明するが、Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ−２、ＪＰＥＧなどの画像符号化方式にも、本実施の形態で説明する可変長符号化方法を適用することができる。可変長符号化する対象の原データについて、ゼロの連続する数（ＲＵＮ）と、ゼロでない係数値（ＬＥＶＥＬ）と、最後のデータを識別するための識別子（ＬＡＳＴ）の組合せを、図示していない前段の装置から入力して、その組合せに基づいてＶＬＣハッシュテーブルを引き、可変長符号（ＶＬＣ）を求める。ＲＵＮは０〜６３の値をとり、ＬＥＶＥＬは１〜２０４７の値をとり、ＬＡＳＴは０、１の値を取る。しかし、図１５に示すように、ＲＵＮとＬＥＶＥＬとＬＡＳＴの全ての組合せに対して、可変長符号が定義されているわけではない。高い頻度で出現する１０２個の組合せだけについて、可変長符号が定義されている。残りの組合せについては、可変長符号が定義されていない。それ以外のデータの場合は、図示していない手段において、３ ｍｏｄｅ ｅｓｃａｐｅ ｃｏｄｉｎｇにより、エスケープ符号付可変長符号か、エスケープ符号付固定長符号を生成する。
【００３０】
図１を参照しながら、ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴの組合せから、可変長コード（ＶＬＣ）とその長さ（ＬＥＮ）と可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）を求める動作を説明する。（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）の組合せを、キーデータと呼ぶことにする。ＲＵＮ範囲チェック手段１００で、ＲＵＮが定義されているデータ範囲（０〜２０）に入っているか否かをチェックする。範囲内の場合はＯＫを出力し、範囲外の場合はＮＧを出力する。ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段１０１で、ＬＥＶＥＬが定義されているデータ範囲（１〜２７）に入っているか否かをチェックする。範囲内の場合はＯＫを出力し、範囲外の場合はＮＧを出力する。ハッシュ演算手段１０２で、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に第１のハッシュ演算を施し、算出したハッシュ値を、ＶＬＣハッシュテーブル１０３のアドレスＡとする。ＶＬＣハッシュテーブル１０３は、後述するハッシュテーブルの条件を満足するハッシュ演算式に基づいて生成される。生成した時と同じハッシュ演算式で第１のハッシュ演算を行う。２次ハッシュ演算手段１０５で、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に第２のハッシュ演算を施し、２次キーを算出する。アドレスＡによってＶＬＣハッシュテーブル１０３を参照し、テーブル情報（ＫＥＹ２，ＶＬＣ，ＬＥＮ）を得る。テーブル情報（ＫＥＹ２，ＶＬＣ，ＬＥＮ）を、テーブル分離手段１０４で、３つの個別の情報ＫＥＹ２，ＶＬＣ，ＬＥＮに分離する。
【００３１】
キー比較手段１０６で、テーブル分離手段１０４で得られたＫＥＹ２と、２次ハッシュ演算手段１０５で得られた２次キーを比較し、不一致の場合はＮＧを出力する。ＲＵＮ範囲チェック手段１００と、ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段１０１と、キー比較手段１０６から出力されたＮＧ信号は、論理和（ＯＲ）され、可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）の出力信号となる。すなわち、いずれか１つでもＮＧが出力されると、可変長コード生成結果はＮＧとなる。可変長コード（ＶＬＣ）と、その長さ（ＬＥＮ）と、可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）の出力は、入力の制御信号（ＣＴＬ）に一定のＤＥＬＡＹを加えた信号に同期してラッチされて、出力される。ここでは、非同期回路を用いる例を説明したが、同期回路で実現しても良い。
【００３２】
次に、ハッシュ演算手段１０２のハッシュ式について詳細に説明する。ハッシュ演算は、キーの集合から番地の集合への多対１の写像演算である。キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）をＫとし、ＶＬＣハッシュテーブルの大きさをＮとすると、アドレスＡを求めるハッシュ演算の式は、
Ａ＝Ｈａｓｈ（Ｋ） ｍｏｄ Ｎ ・・・ （１）
となる。Ｈａｓｈ（）は、一般のハッシュ関数である。
【００３３】
ハッシュ演算において、異なるキーのハッシュ値が同一になる（衝突する）シノニムの発生を抑えるために、一般的には、テーブルの大きさＮを素数とする。しかし、本実施の形態では、演算量を減らすために、テーブルの大きさＮを２のべき乗にする。すなわち、
Ａ＝Ｈａｓｈ（Ｋ） ａｎｄ （Ｎ−１） ・・・ （２）
のように、Ｎの剰余を求める演算を、論理積によるマスク演算で代用し、演算量を低減している。Ｎが２のべき乗の場合は、式（１）と式（２）は等価である。ａｎｄは、ビットごとの論理積である。
【００３４】
しかし、テーブルの大きさＮが素数でないので、ハッシュ効果が薄れて、シノニムの増大を招く。そこで、本実施の形態では、キーデータを構成するサブキー（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴのそれぞれ）に対して、個別に演算するハッシュ関数を利用する。すなわち、
Ａ＝Ｈａｓｈ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３） ａｎｄ （Ｎ−１） ・・・ （３）
というように、３変数のハッシュ演算を行うことにより、ハッシュ効果の薄れを防いでいる。３変数のハッシュ関数としては、周知のハッシュ関数のうち、演算が簡単なものを適宜選択して利用すればよい。
【００３５】
次に、図２を参照しながら、ＶＬＣハッシュテーブル１０３の構造について詳細に説明する。ハッシュ関数は、多対１の写像であるので、複数のキーのハッシュ値が同一となるシノニム現象が必ず発生する。例えば、ＲＵＮ＝０〜２０、ＬＥＶＥＬ＝１〜２７、ＬＡＳＴ＝０，１の範囲をとるキーの集合２０２を、テーブルサイズＮ＝２５６のハッシュテーブルの集合２０３に写像する場合を考えると、１１３４種類から２５６種類への写像となり、シノニムが多発する。しかし、そのうち可変長符号として定義されているキーの集合２０１の位数（元の数）は僅か１０２である。１０２種類から２５６種類への写像において、シノニムを発生させないことは明らかに可能である。本実施の形態においては、可変長符号に定義されているキーの集合２０１に対して、シノニムの発生しないハッシュ関数を用いる。このハッシュ関数は必ず存在し、具体的な条件に応じて生成することは容易である。可変長符号に定義されていないキーに対しては、シノニムを許している。すなわち、キーＡに対しハッシュ演算を施した結果のハッシュ値Ｐ１と、キーＢに対しハッシュ演算を施した結果のハッシュ値Ｐ２は、必ず異なった値を持つ。しかし、キーＣに対しハッシュ演算を施した結果のハッシュ値Ｐ３は、他のハッシュ値と一致してもよい。
【００３６】
このようなハッシュ関数を用いることにより、シノニム発生時の対策を不要としている。すなわち、ハッシュ演算した結果のハッシュ値が目的のキーのハッシュ値と一致するかどうかを判断するだけで、可変長符号を得ることができる。一般的には、ハッシュテーブルを引いて得たエントリー中のキーと、ハッシュテーブルを引くために用いたキーが一致しているかで判断を行う。しかし、ＶＬＣハッシュテーブル中にキーデータを格納するには、最低でも１１ｂｉｔ（ＲＵＮ＝５ｂｉｔ、ＬＥＶＥＬ＝５ｂｉｔ、ＬＡＳＴ＝１ｂｉｔ）必要となり、ＶＬＣハッシュテーブルが大きくなってしまう。そこで本実施の形態では、ＶＬＣハッシュテーブル中にキーデータそのものを格納するのではなく、２次キーを格納するようにして、ＶＬＣハッシュテーブルを小さくしている。
【００３７】
次に、図３を参照しながら、２次ハッシュ演算手段１０５の第２のハッシュ演算について詳細に説明する。キーの集合３０２に対しハッシュ演算を行った結果、シノニムが発生して同一のハッシュ値となった各々のキーに対し、シノニムを発生させない第２のハッシュ演算を施す。ＶＬＣハッシュテーブルには、キーデータ自体の代わりに、可変長符号として定義されているキーデータの集合３０１に、第２のハッシュ演算を施した結果のハッシュ値を格納する。すなわち、キーＢに対しハッシュ演算した結果のハッシュ値Ｐ２と、キーＣに対しハッシュ演算した結果のハッシュ値Ｐ３が一致して、シノニムが発生している場合、キーＢに対し第２のハッシュ演算を施した結果のハッシュ値ＸＢと、キーＣに対して第２のハッシュ演算を施した結果のハッシュ値ＸＣは一致することはない。したがって、ＶＬＣハッシュテーブルに格納された２次キー部ＸＢと、第２のハッシュ演算結果とを比較することにより、目的のキーかどうか判断できる。本実施の形態では、キーの集合３０２に対する第１のハッシュ演算によるシノニムの発生を、１テーブルあたり８個以内に制限しているので、２次キーは３ｂｉｔで表現できる。第２のハッシュ演算によるシノニムの発生はないので、８個以内の２次キーはすべてユニークとなる。
【００３８】
図４を参照しながら、ソフトウエアで可変長符号化処理を行う場合に、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）から可変長コード（ＶＬＣ）と、その長さ（ＬＥＮ）と、可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）を求める手順を説明する。ステップＳ１００で、ＲＵＮの範囲のチェックを行う。ＲＵＮが定義されているデータ範囲（０〜２０）に入っていれば、ＯＫを出力して、ＬＥＶＥＬの範囲のチェックに進む。範囲外の場合はＮＧを出力して終了する。ステップＳ１０１で、ＬＥＶＥＬの範囲のチェックを行う。ＬＥＶＥＬが定義されているデータ範囲（１〜２７）に入っていればＯＫを出力して、第１のハッシュ演算に進む。範囲外の場合はＮＧを出力して終了する。ステップＳ１０２で、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に第１のハッシュ演算を施して、算出したハッシュ値をＶＬＣハッシュテーブル１０３のアドレスＡとする。ステップＳ１０５で、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に第２のハッシュ演算を施して、２次キーＫを算出する。ステップＳ１０３で、アドレスＡでＶＬＣハッシュテーブルを参照して、テーブル情報（ＫＥＹ２，ＶＬＣ，ＬＥＮ）を取得する。ステップＳ１０４で、テーブル情報を、ＫＥＹ２，ＶＬＣ，ＬＥＮに分離する。ステップＳ１０６で、テーブル情報中のＫＥＹ２と算出した２次キーＫを比較する。一致すればＯＫを出力し、可変長コード（ＶＬＣ）とその長さ（ＬＥＮ）を出力する。不一致ならばＮＧを出力して終了する。この例は、ソフトウエアのみで実現する方法を示したものであるが、ソフトウエア処理に部分的にハードウエア処理を組み合わせて実行することも可能である。その場合、周知の方法で適宜組み合わせることにより実現できることは、当業者には明らかであろう。
【００３９】
このようにして、従来の可変長符号化装置に比べて少ない演算量のハッシュ演算で、ＶＬＣテーブルのアドレスを直接算出することができる。また、第２のハッシュ演算手段を設けることにより、ＶＬＣハッシュテーブルへのキーそのものの格納を不要とし、ＶＬＣハッシュテーブルのメモリ量を小さくできる。従来、ＶＬＣハッシュテーブルでは、キー部（１１ｂｉｔ）＋ＶＬＣコード（１２ｂｉｔ）＋コード長（４ｂｉｔ）の合計４ｂｙｔｅ×２５６エントリー＝１０２４ｂｙｔｅ必要だったものを、ＶＬＣハッシュテーブル中に必要なキー部（１１ｂｉｔ）を２次キー部（３ｂｉｔ）に置き換えることができ、２次キー部（３ｂｉｔ）＋ＶＬＣコード（１２ｂｉｔ）＋コード長（４ｂｉｔ）の合計３ｂｙｔｅ×２５６エントリー＝７６８ｂｙｔｅに縮小することができる。
【００４０】
上記のように、本発明の第１の実施の形態では、可変長符号化装置を、可変長符号の情報を格納したＶＬＣハッシュテーブルに、キーデータに第２のハッシュ演算を施して求めた２次キー部を格納しておき、キーデータに第１のハッシュ演算を施して求めたテーブルアドレスで、ＶＬＣハッシュテーブルをアクセスして２次キー部を読み出し、キーデータに第２のハッシュ演算を施して求めたハッシュ値と比較して確認する構成としたので、ＶＬＣハッシュテーブルにキーデータそのものを格納しなくてよくなり、ＶＬＣハッシュテーブルのメモリ量を小さくできる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、ＲＵＮ範囲チェック手段と、ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段と、第１のハッシュ演算手段と、第２のハッシュ演算手段とを、２組設け、ＬＡＳＴ値に応じていずれか１組を使用して、キーデータに対して異なるＲＵＮ値の範囲のチェックと異なるＬＥＶＥＬ値の範囲のチェックと異なる第１のハッシュ演算処理と異なる第２のハッシュ演算処理とを行うようにし、キーデータに第１のハッシュ演算を施して求めたテーブルアドレスで、ＶＬＣハッシュテーブルをアクセスして２次キー部を読み出し、キーデータに第２のハッシュ演算を施して求めたハッシュ値と比較して確認する可変長符号化装置である。
【００４２】
図５は、本発明の第２の実施の形態における可変長符号化装置のブロック図である。図５において、ＲＵＮ範囲チェック手段４００は、原データにおいてゼロが連続する数（ＲＵＮ）の範囲を、それぞれ異なる基準でチェックする２つのチェック手段である。ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段４０１は、原データのゼロでない係数値（ＬＥＶＥＬ）の範囲を、それぞれ異なる基準でチェックする２つのチェック手段である。ハッシュ演算手段４０２は、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に、それぞれ異なる第１のハッシュ演算を施す２つの演算手段である。ＶＬＣハッシュテーブル４０３は、可変長符号（ＶＬＣ）の情報を格納したテーブルである。２次ハッシュ演算手段４０５は、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に、それぞれ異なる第２のハッシュ演算を施す２つの演算手段である。その他の構成要素に関しては、図１と同じ符号を付与し、個々の説明は省略する。図６は、可変長符号化装置の可変長符号化手順を示すフロー図である。
【００４３】
上記のように構成された本発明の第２の実施の形態における可変長符号化装置の動作を説明する。キーデータを、ＬＡＳＴ＝０のグループと、ＬＡＳＴ＝１のグループに分けて、それぞれ異なる範囲チェックとハッシュ演算を行う。すなわち、２つのＲＵＮ範囲チェック手段４００で、それぞれ異なる基準でＲＵＮの範囲をチェックする。２つのＬＥＶＥＬ範囲チェック手段４０１で、それぞれ異なる基準でＬＥＶＥＬの範囲をチェックする。２つのハッシュ演算手段４０２で、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に異なる第１のハッシュ演算を施す。２つの２次ハッシュ演算手段４０５で、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に異なる第２のハッシュ演算を施す。ＶＬＣハッシュテーブル４０３は、ＬＡＳＴ＝０とＬＡＳＴ＝１にグループ分けしたキーデータに基づいて生成されている。
【００４４】
図５を参照しながら、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）から、可変長コード（ＶＬＣ）とその長さ（ＬＥＮ）と可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）を求める動作を説明する。ＬＡＳＴが０か１に応じて、２組備えたＲＵＮ範囲チェック手段４００とＬＥＶＥＬ範囲チェック手段４０１のいずれか１組に、ＲＵＮとＬＥＶＥＬを入力する。１組目のＲＵＮ範囲チェック手段４００（ＬＡＳＴ＝０用）は、ＲＵＮが定義されているデータ範囲（０〜１４）をチェックする。２組目のＲＵＮ範囲チェック手段４００（ＬＡＳＴ＝１用）は、ＲＵＮが定義されているデータ範囲（０〜２０）をチェックする。範囲外の場合は、ＮＧを出力する。１組目のＬＥＶＥＬ範囲チェック手段４０１（ＬＡＳＴ＝０用）は、ＬＥＶＥＬが定義されているデータ範囲（１〜２７）をチェックする。２組目のＬＥＶＥＬ範囲チェック手段４０１（ＬＡＳＴ＝１用）は、ＬＥＶＥＬが定義されているデータ範囲（１〜８）をチェックする。範囲外の場合は、ＮＧを出力する。
【００４５】
１組目のハッシュ演算手段４０２（ＬＡＳＴ＝０用）は、ＲＵＮとＬＥＶＥＬに、式（４−０）のハッシュ演算を行い、ＶＬＣハッシュテーブル４０３のアドレスＡ１を算出する。他方の２組目（ＬＡＳＴ＝１用）は、ＲＵＮとＬＥＶＥＬに、式（４−１）のハッシュ演算を行い、ＶＬＣハッシュテーブル４０３のアドレスＡ２を算出する。１組目の２次ハッシュ演算手段４０５（ＬＡＳＴ＝０用）は、ＲＵＮとＬＥＶＥＬに、式（５−０）の第２のハッシュ演算を行い、２次キーを算出する。他方の２組目（ＬＡＳＴ＝１用）は、ＲＵＮとＬＥＶＥＬに、式（５−１）の第２のハッシュ演算を行い、２次キーを算出する。
【００４６】
ＶＬＣハッシュテーブル４０３は、ハッシュテーブルの条件を満足するハッシュ関数により生成されており、生成した時と同じハッシュ関数でキーデータにハッシュ演算を行って、アクセスする。アドレスＡ１またはＡ２によって、ＶＬＣハッシュテーブル４０３を引き、テーブル情報を得て、テーブル情報を、テーブル分離手段１０４で、ＫＥＹ２，ＶＬＣ，ＬＥＮに分離する。キー比較手段１０６で、テーブル分離手段１０４で得られたＫＥＹ２と、２次ハッシュ演算手段４０５で得られた２次キーを比較し、不一致の場合はＮＧを出力する。
【００４７】
ＲＵＮ範囲チェック手段４００と、ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段４０１と、キー比較手段１０６のそれぞれから出力されたＮＧ信号は、論理和（ＯＲ）され、可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）として出力される。可変長コード（ＶＬＣ）と、その長さ（ＬＥＮ）と、可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）の出力は、入力の制御信号（ＣＴＬ）に同期して（但し、一定のＤＥＬＡＹを含む）ラッチされて、出力される。これらの回路を非同期回路で構成する例を説明したが、同期回路で実現しても良い。
【００４８】
ハッシュ演算手段４０２とＶＬＣハッシュテーブル４０３のテーブル構成について詳細に説明する。ＬＡＳＴ＝０の場合の可変長符号として定義されているキーの種類は、６７種類であるので、
Ａ１＝（ＲＵＮ＋１１２＋ＬＥＶＥＬ＊１０２）ａｎｄ（１２８−１） ・・・ （４−０）
というハッシュ演算式によりアドレスを算出して、大きさＮ＝１２８のハッシュテーブルに詰め込むことが可能である。また、ＬＡＳＴ＝１の場合の可変長符号として定義されているキーの種類は、３５種類であるので、
Ａ２＝（ＲＵＮ＋ＬＥＶＥＬ＊３１−２５）ａｎｄ（６４−１） ・・・ （４−１）
というハッシュ演算式によりアドレスを算出して、大きさＮ＝６４のハッシュテーブルに詰め込むことが可能である。すなわち、両方を合わせて、ＶＬＣハッシュテーブルの大きさを、Ｎ＝１９２とすることができる。なお、ここで示したハッシュ演算式は一例であり、この条件を満たすものであれば、どんなハッシュ演算式でも良い。
【００４９】
次に、２次ハッシュ演算手段４０５のハッシュ演算式について詳細に説明する。ＬＡＳＴ＝０の場合は、
（ＲＵＮ＞＞１）ａｎｄ（８−１） ・・・ （５−０）
［ただし、＞＞１は、１ビット右シフトを示す］という第２のハッシュ演算式により、最大８個のシノニムの中から該当のキーデータを特定することが可能である。また、ＬＡＳＴ＝１の場合は、
（ＬＥＶＥＬ）ａｎｄ（８−１） ・・・ （５−１）
という第２のハッシュ演算式により、最大８個のシノニムの中から該当のキーデータを特定することが可能である。なお、ここで示した第２のハッシュ演算式は一例であり、この条件を満たすものであれば、どんなハッシュ演算式でも良い。
【００５０】
図６を参照しながら、ソフトウエアで可変長符号化処理を行う場合に、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）から、可変長コード（ＶＬＣ）とその長さ（ＬＥＮ）と可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）を求める手順を説明する。キーデータを、ＬＡＳＴ＝０のグループと、ＬＡＳＴ＝１のグループに分けて、別々に第１と第２のハッシュ演算を行う。ステップＳ９９９で、ＬＡＳＴ＝０またはＬＡＳＴ＝１に応じて分岐を行う。以下、ＬＡＳＴ＝０の手順について説明する。ＬＡＳＴ＝１の場合も同様な手順である。ステップ２００−１で、ＲＵＮの範囲のチェックを行う。ＲＵＮが定義されているデータ範囲（０〜１４）内ならば、ＬＥＶＥＬの範囲のチェックに進む。範囲外ならばＮＧとなり処理を終了する。ステップＳ２０１−１で、ＬＥＶＥＬの範囲のチェックを行う。ＬＥＶＥＬが定義されているデータ範囲（１〜２７）内ならば、第１のハッシュ演算に進む、範囲外ならばＮＧとなり処理を終了する。ステップＳ２０２−１で、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ）に、式（４−０）の第１のハッシュ演算を行い、ＶＬＣハッシュテーブルのアドレスＡ１を算出する。ステップＳ２０５−１で、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ）に、式（５−０）の第２のハッシュ演算を行い、２次キーＫを算出する。ステップＳ２０３−１で、アドレスＡ１でＶＬＣハッシュテーブルを引いて、テーブル情報を得る。ステップＳ１０４で、テーブル情報をＫＥＹ２，ＶＬＣ，ＬＥＮに分離する。ステップＳ１０６で、テーブル中のＫＥＹ２と、算出した２次キーＫを比較する。一致すればＯＫを出力し、可変長コード（ＶＬＣ）とその長さ（ＬＥＮ）を出力する。不一致ならばＮＧを出力して終了する。この例は、ソフトウエアのみで実現する方法を示したものであるが、ソフトウエア処理に部分的にハードウエア処理を組み合わせて実行することも可能である。その場合、周知の方法で適宜組み合わせることにより実現できることは、当業者には明らかであろう。
【００５１】
このようにして、従来の可変長符号化装置に比べて少ない演算量のハッシュ演算でＶＬＣハッシュテーブルのアドレスを直接算出することができる。また、２組のハッシュ演算手段および２次ハッシュ演算手段により、キーデータを複数のグループに分けて別々にハッシュ演算を行い、ＶＬＣハッシュテーブルのアドレス生成範囲を小さくして、ＶＬＣハッシュテーブルのメモリ量を小さくできる。従来、ＶＬＣハッシュテーブルに、キー部（１１ｂｉｔ）＋ＶＬＣコード（１２ｂｉｔ）＋コード長（４ｂｉｔ）の合計４ｂｙｔｅ×２５６エントリー＝１０２４ｂｙｔｅ必要だったものを、１９２エリトリー（ＬＡＳＴ＝０に１２８エントリー、ＬＡＳＴ＝１に６４エントリー）にすることができ、２次キー部（３ｂｉｔ）＋ＶＬＣコード（１２ｂｉｔ）＋コード長（４ｂｉｔ）の合計３ｂｙｔｅ×１９２エントリー＝５７６ｂｙｔｅに縮小することができる。
【００５２】
上記のように、本発明の第２の実施の形態では、可変長符号化装置に、ＲＵＮ範囲チェック手段と、ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段と、第１のハッシュ演算手段と、第２のハッシュ演算手段とを、２組設け、ＬＡＳＴ値に応じていずれか１組を使用して、キーデータに対して異なるＲＵＮ値の範囲のチェックと異なるＬＥＶＥＬ値の範囲のチェックと異なる第１のハッシュ演算処理と異なる第２のハッシュ演算処理とを行うようにし、キーデータに第１のハッシュ演算を施して求めたテーブルアドレスで、ＶＬＣハッシュテーブルをアクセスして２次キー部を読み出し、キーデータに第２のハッシュ演算を施して求めたハッシュ値と比較して確認する構成としたので、ＶＬＣハッシュテーブルのアドレス生成範囲を小さくして、ＶＬＣハッシュテーブルのメモリ量を小さくできる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、キーデータに第１のハッシュ演算を施した結果が所定の上限値以下であることをチェックし、上限値を超えていなければ、第１のハッシュ演算の結果をテーブルアドレスとして、上限値と同じサイズの可変長符号ハッシュテーブルを参照する可変長符号化装置である。
【００５４】
図７は、本発明の第３の実施の形態における可変長符号化装置のブロック図である。図７において、上限チェック付ハッシュ演算手段５０２は、原データのキーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に第１のハッシュ演算を施す手段であり、ハッシュ演算結果の上限をチェックする機能を追加したものである。ＶＬＣハッシュテーブル５０３は、可変長符号（ＶＬＣ）の情報を格納した、上限値と同じサイズのテーブルである。その他の構成要素に関しては、図５と同じ符号を付与し、個々の説明は省略する。図８は、可変長符号化装置の動作手順を示すフロー図である。
【００５５】
上記のように構成された本発明の第３の実施の形態における可変長符号化装置の動作を説明する。図７を参照しながら、ハッシュ演算でハッシュテーブルのアドレスを求める動作を説明する。その他、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）から可変長コード（ＶＬＣ）と、その長さ（ＬＥＮ）と、可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）を求める動作は、第２の実施の形態と同様なので省略する。上限チェック付ハッシュ演算手段５０２の１組目（ＬＡＳＴ＝０用）は、ハッシュ演算結果のアドレスＡ１が１１３以上であれば、ＮＧを出力する。他方の２組目（ＬＡＳＴ＝１用）は、ハッシュ演算結果のアドレスＡ２が４４以上であれば、ＮＧを出力する。
【００５６】
上限チェック付ハッシュ演算手段５０２とＶＬＣハッシュテーブル５０３のテーブル構成について詳細に説明する。図２で説明したように、ハッシュテーブルには、可変長符号として定義されている有効なキーと無効なキーが存在する。ＬＡＳＴ＝０の場合は、可変長符号として定義されている有効なキーの種類は６７種類であり、ハッシュテーブルの大きさは１２８であるので、６１種類は無効なキーである。また、ＬＡＳＴ＝１の場合は、可変長符号として定義されているキーの種類は３５種類であり、ハッシュテーブルの大きさは６４であるので、２９種類は無効なキーである。そこで、テーブルの上部から有効なキーが詰まり、テーブルの下部には無効なキーがまとまるようなハッシュ演算式を用いることにより、ハッシュテーブルの下部を削除することができる。
【００５７】
ＬＡＳＴ＝０の場合は、
Ａ１＝（ＲＵＮ＋１１２＋ＬＥＶＥＬ＊１０２）ａｎｄ（１２８−１） ・・・ （６−０）
［但し、Ａ１＞１１３ならＮＧ］というハッシュ演算により、テーブルの上部１１３以内に有効なキーを詰め込むことができる。また、ＬＡＳＴ＝１の場合は、
Ａ２＝（ＲＵＮ＋ＬＥＶＥＬ＊３１−２５）ａｎｄ（６４−１） ・・・ （６−１）
［但し、Ａ２＞４４ならＮＧ］というハッシュ演算により、テーブルの上部４４以内に有効なキーを詰め込むことができる。すなわち、両方を合わせて、ハッシュテーブルの大きさを、Ｎ＝１１３＋４４＝１５７とすることができる。なお、ここで示したハッシュ演算式は一例であり、この条件を満たすものであればどんなハッシュ演算式でも良い。
【００５８】
図８を参照しながら、ソフトウエアで可変長符号化処理を行う場合に、ハッシュ演算でＶＬＣハッシュテーブルのアドレスを求める動作を説明する。その他、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）から可変長コード（ＶＬＣ）と、その長さ（ＬＥＮ）と、可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）を求める手順は、第２の実施の形態と同様なので、省略する。本実施の形態では、ＶＬＣハッシュテーブルの上部から有効なテーブル情報が埋まり、テーブルの下部に空き領域がまとまるハッシュ演算式を用いることにより、ＶＬＣハッシュテーブルの不要な領域を削減している。ステップＳ２０２−１で、ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬに第１のハッシュ演算を行い、アドレスＡ１を算出する。ステップＳ３１０−１で、アドレスＡ１が上限を超えているかチェックする。上限を超えている場合は、ＮＧとなる。
【００５９】
このようにして、従来の可変長符号化装置に比べて少ない演算量のハッシュ演算でＶＬＣテーブルのアドレスを直接算出することができる。また、ハッシュ演算手段で、有効なハッシュ演算結果がＶＬＣハッシュテーブルの上部のアドレスとなり、下部に空き領域がまとまるようなハッシュ演算を用い、ハッシュ演算結果の上限チェックを行うことにより、ＶＬＣハッシュテーブルのアドレス生成範囲を小さくして、ＶＬＣハッシュテーブルのメモリ量を小さくできる。従来、ＶＬＣハッシュテーブルに、キー部（１１ｂｉｔ）＋ＶＬＣコード（１２ｂｉｔ）＋コード長（４ｂｉｔ）の合計４ｂｙｔｅ×２５６エントリー＝１０２４ｂｙｔｅ必要だったものを、１５７エリトリー（ＬＡＳＴ＝０の１１３エントリーと、ＬＡＳＴ＝１の４４エントリー）にすることができ、２次キー部（３ｂｉｔ）＋ＶＬＣコード（１２ｂｉｔ）＋コード長（４ｂｉｔ）の合計３ｂｙｔｅ×１５７エントリー＝４７１ｂｙｔｅに縮小することができる。
【００６０】
上記のように、本発明の第３の実施の形態では、可変長符号化装置を、キーデータに第１のハッシュ演算を施した結果が所定の上限値以下であることをチェックし、上限値を超えていなければ、第１のハッシュ演算の結果をテーブルアドレスとして、上限値と同じサイズの可変長符号ハッシュテーブルを参照する構成としたので、ＶＬＣハッシュテーブルのアドレス生成範囲を小さくして、ＶＬＣテーブルのメモリ量を小さくできる。
【００６１】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は、ＶＬＣハッシュテーブル中の可変長符号部に制御ビットを付加し、可変長符号部からコード長を算出する可変長符号化装置である。
【００６２】
図９は、本発明の第４の実施の形態における可変長符号化装置のブロック図である。図９において、ＶＬＣハッシュテーブル６０３は、可変長符号（ＶＬＣ）に制御ビットを付加することにより、可変長符号長（ＬＥＮ）を不要としたハッシュテーブルである。コード長算出手段６０７は、可変長符号から符号長を算出する手段である。その他の構成要素に関しては、図７と同じ符号を付与し、個々の説明は省略する。図１０は、可変長符号装置で用いる可変長符号の説明図である。図１１は、可変長符号化装置の動作手順を示すフロー図である。
【００６３】
上記のように構成された本発明の第４の実施の形態における可変長符号化装置の動作を説明する。図９と図１０を参照しながら、コード長算出手段６０７とＶＬＣハッシュテーブル６０３のテーブル構成について詳細に説明する。可変長符号（ＶＬＣ）は最大１２ｂｉｔであり、可変長符号から一意に符号長を求めるために、可変長符号を１３ｂｉｔの中に右詰で格納し、可変長符号のＭＳＢ（最上位桁）に制御ビット‘１’を付加し、その上位に’０’を格納する。（例１）では、ビット位置１０に制御ビット’１’を付加し、ビット位置１３〜１１は’０’を格納する。同様に（例２）では、ビット位置７に制御ビット’１’を付加し、ビット位置１３〜８は’０’を格納する。可変長符号が１２ｂｉｔの場合も同様に、（例３）のように、ビット位置１３に制御ビット’１’を付加する。
【００６４】
コード長を求めるには、１３ｂｉｔ目からビット’１’が初めて現れるまでのカウントをＭとすると、符号長＝１２−Ｍで求めることができる。したがって、ＶＬＣハッシュテーブルには、コード長の４ｂｉｔは必要なく、ＶＬＣコードに１３ｂｉｔあれば十分である。
【００６５】
図１１を参照しながら、ソフトウエアで可変長符号化処理を行う場合に、ハッシュ演算でＶＬＣハッシュテーブルのアドレスを求める動作を説明する。ステップＳ９９９からＳ１０６までは、第３の実施の形態と同じである。図１１に示すステップＳ４１０のＣｏｄｅＬｅｎ（ＶＬＣ）は、可変長符号（ＶＬＣ）に制御ビットを付加することにより、可変長符号長（ＬＥＮ）を不要とした可変長符号から符号長を算出するものである。その他、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）から可変長コード（ＶＬＣ）と、可変長コード生成結果（ＯＫ／ＮＧ）を求める手順は、第３の実施の形態と同様なので省略する。
【００６６】
このようにして、従来の可変長符号化装置に比べて少ない演算量のハッシュ演算でＶＬＣテーブルのアドレスを直接算出することができる。また、制御ビットを付加した可変長符号部からコード長を算出する可変長符号長算出手段を設けることにより、ＶＬＣハッシュテーブル中のコード長を不要とし、ハッシュテーブルの１エントリーあたりの情報量を減らして、ＶＬＣテーブルのメモリ量を小さくできる。従来、ＶＬＣハッシュテーブルに、キー部（１１ｂｉｔ）＋ＶＬＣコード（１２ｂｉｔ）＋コード長（４ｂｉｔ）の合計４ｂｙｔｅ×２５６エントリー＝１０２４ｂｙｔｅ必要だったものを、ＶＬＣコードに１ｂｉｔ付加するだけでコード長データの格納を不要にすることができ、２次キー部（３ｂｉｔ）＋ＶＬＣコード（１３ｂｉｔ）の合計２ｂｙｔｅ×１５７エントリー＝３１４ｂｙｔｅに縮小することができる。
【００６７】
上記のように、本発明の第４の実施の形態では、可変長符号化装置を、ＶＬＣハッシュテーブル中の可変長符号部に制御ビットを付加し、可変長符号部からコード長を算出する構成としたので、ＶＬＣハッシュテーブル中のコード長データを不要とし、ハッシュテーブルの１エントリーあたりの情報量を減らして、ＶＬＣテーブルのメモリ量を小さくできる。
【００６８】
本発明は、プログラムによって実現することも可能である。そのソフトウェアを磁気ディスク等の記録媒体に記録して移送することにより、独立した他のコンピュータ・システムで、このソフトウェアを収めた記録媒体から読み出して、実施することができる。記録媒体としては、磁気ディスクの他に、光ディスク、光磁気ディクス等を用いても同様に行うことができる。また、記録媒体は、これらに限られず、ＩＣカード、ＲＯＭカセット等、プログラムを記録できるものであれば、同様に実施することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、可変長符号化装置に、キーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）に第２のハッシュ演算を施して２次キーを算出する２次ハッシュ演算手段と、可変長符号部と２次キー部とを含むテーブル情報を格納した可変長符号ハッシュテーブルと、テーブル情報を個別の情報に分離するテーブル分離手段と、２次キーとテーブル情報中の２次キー部とを比較するキー比較手段とを具備する構成としたので、ＶＬＣハッシュテーブルにキーデータ（ＲＵＮ，ＬＥＶＥＬ，ＬＡＳＴ）そのものを格納する必要がなくなり、ＶＬＣハッシュテーブルのメモリ量を小さくできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における可変長符号化装置のブロック図、
【図２】本発明の第１の実施の形態における可変長符号化装置で用いるハッシュ演算とハッシュテーブルの説明図、
【図３】本発明の第１の実施の形態における可変長符号化装置で用いる２次ハッシュ演算とハッシュテーブルの説明図、
【図４】本発明の第１の実施の形態における可変長符号化装置の可変長符号化手順を示すフロー図、
【図５】本発明の第２の実施の形態における可変長符号装置のブロック図、
【図６】本発明の第２の実施の形態における可変長符号化装置の可変長符号化手順を示すフロー図、
【図７】本発明の第３の実施の形態における可変長符号装置のブロック図、
【図８】本発明の第３の実施の形態における可変長符号化装置の可変長符号化手順を示すフロー図、
【図９】本発明の第４の実施の形態における可変長符号装置のブロック図、
【図１０】本発明の第４の実施の形態における可変長符号装置で用いる可変長符号の説明図、
【図１１】本発明の第４の実施の形態における可変長符号化装置の可変長符号化手順を示すフロー図、
【図１２】従来の可変長符号テーブルのアクセス方法の説明図、
【図１３】従来のクラス分け可変長符号テーブルのアクセス方法の説明図、
【図１４】従来のハッシュを用いた可変長符号テーブルのアクセス方法の説明図、
【図１５】従来のＭＰＥＧ−４のＩＮＴＡＲ ＶＬＣの説明図である。
【符号の説明】
１００ ＲＵＮ範囲チェック手段
１０１ ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段
１０２ ハッシュ演算手段
１０３ ＶＬＣハッシュテーブル
１０４ テーブル分離手段
１０５ ２次ハッシュ演算手段
１０６ キー比較手段
２０１ 可変長符号として定義されているキー集合
２０２ キーの集合
２０３ ＶＬＣハッシュテーブル集合
３０１ 可変長符号として定義されているキー集合
３０２ キーの集合
３０３ ＶＬＣハッシュテーブル集合
４００ ＲＵＮ範囲チェック手段
４０１ ＬＥＶＥＬ範囲チェック手段
４０２ ハッシュ演算手段
４０３ ＶＬＣハッシュテーブル
４０５ ２次ハッシュ演算手段
５０２ 上限チェック付ハッシュ演算手段
５０３ ＶＬＣハッシュテーブル
６０３ ＶＬＣハッシュテーブル
６０７ コード長算出手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable-length coding device using a hash, and more particularly to a variable-length coding device using a hash that converts data into a variable-length code using a variable-length code table in image compression processing or the like.
[0002]
[Prior art]
Since image information has a very large amount of information, it is very difficult to transmit a large amount of image information in real time. Therefore, a technique of compressing and transmitting image data and decompressing the image data on a receiving side is used. As a typical compression method of image data, there is a variable-length encoding method in which a short code is assigned to a bit pattern with a high frequency of appearance and a long code is assigned to a bit pattern with a low frequency of appearance. As a technique for encoding image data with high efficiency, a method combining DCT (Discrete Cosine Transform) and variable-length coding has been standardized and widely used. In the image compression apparatus, data itself is flattened by motion prediction, and high-frequency components are reduced by DCT processing and quantization processing. Since the image signal to be subjected to the compression processing contains many 0s, the image signal can be efficiently compressed by using the variable length code table. In addition, since data conversion is performed with reference to the table, complicated processing is not required, and high-speed encoding processing can be performed.
[0003]
A method of compressing image data will be briefly described by taking MPEG-1 (Moving Picture Experts Group), which is a well-known moving picture coding standard, as an example. The image data is subjected to a discrete cosine transform, converted into frequency component data, and a quantization process for reducing high frequency components is performed. The quantized data is converted into RUN data and LEVEL data. The LEVEL data indicates a level of data other than 0. RUN data is the number of zero data following non-zero data. Since many high-frequency components contain 0, compression can be performed efficiently using RUN length transformation. The RUN data and the LEVEL data are converted into the format of (RUN, LEVEL). This (RUN, LEVEL) data is converted into a variable length code. That is, by accessing the table using the RUN data and the LEVEL data as addresses, the corresponding variable length code and its code length data are read, and the variable length code is generated.
[0004]
The variable length code table stores variable length code data corresponding to the address. The variable length code data storage area includes a variable length code area (17-bit width) for storing a variable length code corresponding to the combination of (RUN, LEVEL), and a variable length code area stored in the variable length code area. There is a 5-bit code length area for storing information for specifying the length. An address for accessing the variable-length code data is a 13-bit address including a 6-bit RUN area and a 7-bit LEVEL area. An address is generated from the RUN data and the LEVEL data, and the corresponding variable length code data is obtained by accessing the variable length code table memory with the address.
[0005]
Of the addresses, 6 bits are assigned to the RUN and 7 bits are assigned to the LEVEL, in the image coding standard MPEG1 (Moving Picture Experts Group 1), the range of RUN is 0 to 63, and the range of LEVEL is ± 41, because 6 bits and 7 bits are required to express these. The reason why the variable length code area is 17 bits and the code length area is 5 bits is that the maximum length of the variable length code is 17 bits. The reason why the code length area is required is that a variable length code requires a code length, and the code length of the variable length code needs to be output together with the variable length code. Combinations of RUN and LEVEL not described in the table are separately processed by an encoder different from the variable-length encoder.
[0006]
The variable length code has a code length ranging from 2 bits to 17 bits. However, it is difficult to make the length of the variable length code area of the memory an arbitrary bit length. Therefore, it is necessary to allocate a fixed-length field corresponding to the maximum code length to one variable-length code data. Therefore, in order to store information of one variable length code, a data area of 22 bits (17 bits of variable length code + 5 bits of code length data) is required. In order to develop this variable-length code table on a memory, a memory of at least 8 k words ((address space of 13-bit address) × (22 bits)) is required. As described above, in the variable-length code table, only about 256 combinations of RUN and LEVEL are processed. On the other hand, when the table is developed on the memory, a space of 8 k words is required. Therefore, it is necessary to use the memory space more efficiently and perform the variable length encoding process with less memory.
[0007]
MPEG-1 is called two-dimensional run-length encoding because it is converted into a variable length code by (RUN, LEVEL). Next, a new moving picture coding standard, MPEG-4 (Moving Picture Experts Group) will be described as an example. In order to perform variable-length encoding of data, the RUN data, the LEVEL data, and the LAST data are used to refer to a variable-length code (VLC: Variable Length Code) table in (RUN, LEVEL, LAST), and to change the data by a three-dimensional run length. Generate a long code. RUN data is the number of zero data following the non-zero data. LEVEL data is a level of data other than 0. The LAST identifies whether or not the LEVEL is the end of the data. As a method of referring to the variable length code table (VLC table), generally, as shown in FIG. 12, a large memory table is prepared, RUN, LEVEL, and LAST are arranged to generate an address of the VLC table. , VLC table. For example, taking INTRA VLC of MPEG-4 as an example, as shown in FIG. 15, RUN takes a value in the range of 0 to 20, so that it can be expressed by 5 bits, and LEVEL is in the range of 1 to 27. Since a value is taken, it can be represented by 5 bits, and a LAST can be represented by 1 bit since it takes a value in the range of 0-1. When these are arranged, an address space of 5 bits + 5 bits + 1 bit = 11 bits is obtained. Since the variable length code of MPEG-4 has a code length in the range of 2 bits to 12 bits, 16 bits (12 bits of variable length code + code) are required to store information of one variable length code. A data area of 5 bits long data is required. In order to develop this variable length code table on a memory, a memory of at least 2K × 16 bits is required. As described above, in the variable-length code table, only about 102 combinations of (RUN, LEVEL, LAST) are processed. On the other hand, when the table is developed on the memory, a space of 2K words is required. Therefore, it is necessary to use the memory space more efficiently and perform the variable length encoding process with less memory.
[0008]
A method for reducing the size of the variable length code table will be described. Since the high-order bits of the codeword of the variable-length code have a feature that there are many repetition patterns of the same code, the variable-length coding apparatus uses a codeword stored in the variable-length code table as a pattern in which the same bit is repeated. And the remaining code. According to this expression, for example, to represent the code of the DCT coefficient of MPEG1, 4 bits are used to represent the number of repetitions, 6 bits are used for the remaining data, and 4 bits are used to represent the code length. use. The total length per code is 14 bits. As a method of reducing the table size, data (for example, a variable-length code table and a variable-length coding device) disclosed in Patent Document 1 and a variable-length coding device There is a method in which RUN and LEVEL are classified into classes according to the value range of (LEVEL), and the assignment of bits for generating the address of the VLC table is changed for each class.
[0009]
They are classified into four classes according to the range of coefficient values (LEVEL). The address of the variable-length code table corresponding to the combination of the number (RUN) followed by the coefficient value 0 and LEVEL is set to a fixed-length area including a flag area identified by a class, an area representing RUN, and an area representing LEVEL. This is the numerical value of the area. The size of the RUN and LEVEL areas is set to the minimum size necessary to store the maximum value included in each class. For example, 11 bits are used to represent the sign of the MPEG1 DCT coefficient. Specifically, the address includes a flag area identified by a class, an area representing LAST, an area representing RUN, and an area representing LEVEL. By generating the address of the VLC table with a fixed length as a whole, the table size is reduced. Taking the INTRA VLC of MPEG-4 as an example, as shown in FIG. 13, it is classified into nine types of classes (Class A to Class I), expressed in an 8-bit address space, and can be realized with 256 tables. is there.
[0010]
The “variable-length code table and variable-length coding device” disclosed in Patent Literature 1 reduces the capacity of a variable-length code memory. In the variable length code table of the DCT output coefficients of MPEG1, the combination of RUN and LEVEL is classified by class according to the magnitude of the absolute value of LEVEL. The address of the corresponding variable-length code is a fixed length including a flag area whose value and length are uniquely specified by the class to which the LEVEL belongs, a RUN data area, and a LEVEL data area. The area length of RUN and LEVEL is, for each LEVEL class, the minimum length required to store the maximum value of the absolute value of the RUN data and the absolute value of LEVEL data of the combination included in the class. Determine the size of the limit. The variable-length code may be divided into the number of consecutive 0s from the beginning, the remaining codes, and the code lengths of the remaining codes, and stored in the table.
[0011]
The “variable-length coding device” disclosed in Patent Literature 2 is a high-speed variable-length coding device with a small hardware scale. The quantized DCT coefficients are sequentially read from the memory, and a variable length code table address is output when performing variable length coding, and a code word and a code length are output when performing fixed length coding. For information other than the quantized DCT coefficients, a variable length code table address is output when performing variable length coding, and a code word and a code length are output when performing fixed length coding. At this time, the address of the variable length code is selected from the candidate group, and the code of the fixed length code is selected from the candidate group. The fixed length code is delayed, and either the variable length code or the fixed length code is selected. A code string is formed by connecting the selected codes.
[0012]
Another method of reducing the table size is to directly generate the address of the VLC table by a hash operation with a small amount of operation and no generation of synonyms as in “a hash table search method and apparatus” disclosed in Patent Document 3. There is a method of reducing the table size depending on the situation. The “hash table search method and apparatus” disclosed in Patent Literature 4 searches data stored in a table at high speed by using key items and reduces the table capacity. The key acquisition unit acquires a key from the hash table storage unit based on the hash value of the hash calculation unit. The key match determination unit determines whether the key is a search target key by comparing the search key with the search key. If they do not match, it is determined that the table has not been registered. If they match, no synonym is generated, so it is the target key. Data is acquired by the data acquisition unit and stored in the data storage unit. Since the calculation amount of the hash calculation unit is small and no countermeasures against synonyms are required, the search can be speeded up. Further, since the data itself is stored using the free area of the hash table storage unit, the capacity of the table can be reduced.
[0013]
As a method of performing a search by directly referring to a table based on a search key, there is a method of using a hash function which is a mapping for converting the search key into a table address. A hash function is a many-to-one mapping from a set of search keys to a set of addresses. The search procedure is as follows. The address A is obtained by calculating H (K) from the search key K. It is verified whether the key item in the table indicated by the address A corresponds to the search key K. This is because a collision phenomenon called a synonym in which a plurality of search keys are mapped to the same address occurs. If no synonym has occurred, the data item indicated by address A is the data of the search result. If a synonym occurs, a secondary search is performed to find again the address where the target search key is stored. In the hash function, the size N of the table is a prime number in order to reduce the occurrence of synonyms. The secondary search method includes a method of connecting all items having the same value of H (K) in a list and following the link to obtain an item corresponding to the target search key, or a method corresponding to the target search key. There is a way to add another hash value to the address until the item is found.
[0014]
As a method for speeding up the hash table search, there are a method of performing key management using a binary tree structure (Patent Document 5) and a method of performing collision management using a sub-function. In hash table management, a plurality of different keys converted to the same hash value are chained in a binary tree structure and registered in the hash table so that the search efficiency does not decrease even if a large number of key collisions occur. The search method is adopted. The “hash table management device” disclosed in Patent Document 6 is intended to prevent the performance of a hash table from being degraded. Keys are managed in a binary tree structure for entries in the hash table. The registration unit searches the hash table by the search unit. The search means creates a binary tree search path recording means at the same time as performing the hash table search. The registering means balances the binary tree by the binary tree balancing means when the unregistered key is registered. The binary tree balance means performs node replacement processing by the binary tree search path recording means and balances the binary tree. Thus, a balanced binary tree is created regardless of the data registration order.
[0015]
With reference to FIG. 14, a specific search processing procedure of the hash table will be described. The range of RUN and LEVEL is checked, and a hash operation is performed using LAST, RUN, and LEVEL as keys, and the address A of the VLC hash table is calculated. The hash operation is, for example,
A = (LEVEL * 23 + RUN * 3 + LAST * 17) mod 256
That is. With reference to the VLC hash table at the address A, the key part (LAST, RUN, LEVEL) stored in the table is acquired and compared with the key used for the hash calculation. If they do not match, it is an invalid key not defined in the variable length code. If they match, it is the corresponding key, so the VLC code and length are obtained. Since the hash operation does not generate a synonym, the corresponding key is uniquely determined. In the VLC hash table, the address generation range is limited to 256 or less by the hash operation. Therefore, the number of tables is 256, and LAST (1 bit) + RUN (5 bits) + LEVEL (5 bits) + VLC (12 bits) + code length (4 bits) 4 bytes × 256 entries = 1024 bytes.
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-8-79091
[Patent Document 2]
JP-A-10-191336
[Patent Document 3]
JP 2000-105770 A
[Patent Document 4]
JP 2000-105770 A
[Patent Document 5]
JP-A-10-40255
[Patent Document 6]
JP-A-10-40255
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method using a large memory table has a problem that a large amount of expensive high-speed memory is required when implemented by a circuit because the VLC table is large. In the case of realizing by software using a processor such as a DSP, the amount of high-speed on-chip memory is small, a table cannot be stored, and the table is arranged in a low-speed memory. There is a problem that can not be converted.
[0018]
Further, in the conventional method of classifying into classes and generating fixed-length addresses, the amount of calculation for classifying and generating addresses is large, so that when it is realized by a circuit, there is a problem that the circuit scale is increased. . Further, when the processing is realized by software using a processor such as a DSP, there is a problem that a processing procedure is increased and variable-length coding cannot be performed at high speed.
[0019]
In the conventional method of generating an address using a hash, the amount of hash operation for generating the address is small, but the reduction of the VLC hash table is not sufficient, and when implemented by a circuit, a large amount of expensive high-speed memory is required. There is a problem that. Also, when the software is implemented using a processor such as a DSP, the amount of high-speed on-chip memory is small, the table cannot be stored, and the memory is arranged in a low-speed memory. There is a problem that can not be converted.
[0020]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional problems, reduce the amount of memory of a VLC table, and perform variable-length encoding with a small amount of calculation.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, a variable-length encoding device that converts key data into a variable-length code with reference to a variable-length code hash table is provided with a RUN value that is the number of consecutive 0s of the original data. RUN range checking means for checking the range, LEVEL range checking means for checking the range of LEVEL values representing the level of the non-zero numerical value of the original data, LAST value and RUN value as identifiers indicating whether or not the end of the original data Operation means for performing a first hash operation on key data, which is a pair of the key data and the LEVEL value, to calculate a table address, and a secondary hash operation for performing a second hash operation on the key data to calculate a secondary key Means, a variable-length code hash table storing table information including a variable-length code section and a secondary key section, and dividing the table information into individual pieces of information. A table separating means for, has a structure comprising a key comparison means for comparing a second key part in secondary key and table information. With this configuration, it is not necessary to store the key data itself in the variable-length code hash table, and the memory size of the variable-length code hash table can be reduced.
[0022]
Further, two sets of RUN range checking means, LEVEL range checking means, hash calculation means and secondary hash calculation means are provided, and switching means for selecting one of the two sets according to the LAST value is provided. With this configuration, the address generation range of the variable-length code hash table can be reduced, and the memory size of the variable-length code hash table can be reduced.
[0023]
Further, the hash calculation means includes an upper limit check means for checking that the result of the first hash calculation is equal to or less than a predetermined upper limit value, and the size of the variable length code hash table is made equal to the upper limit value. With this configuration, the address generation range of the variable-length code hash table can be reduced, and the memory size of the variable-length code hash table can be reduced.
[0024]
A variable length code hash table storing table information comprising a variable length code portion with control bits and a secondary key portion; and a variable length code length calculation means for calculating a code length from the variable length code portion with control bits. Equipped. With this configuration, the code length data in the variable-length code hash table is not required, the information amount per entry of the variable-length code hash table can be reduced, and the memory size of the variable-length code hash table can be reduced.
[0025]
[Embodiment of the present invention]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0026]
(First Embodiment)
According to the first embodiment of the present invention, a secondary key portion obtained by performing a second hash operation on key data is stored in a VLC hash table storing information of a variable length code, and the key data is stored in the VLC hash table. The VLC hash table is accessed using the table address obtained by performing the first hash calculation, the secondary key portion is read, and the key data is compared with the hash value obtained by performing the second hash calculation to confirm the variable. It is a long encoding device.
[0027]
FIG. 1 is a functional block diagram of the variable length coding device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a RUN range check unit 100 is a unit for checking a range of a number (RUN) in which zeros are consecutive in original data. The LEVEL range checking means 101 is a means for checking the range of the non-zero coefficient value (LEVEL) of the original data. The hash calculation means 102 is a means for performing a first hash calculation on the key data (RUN, LEVEL, LAST) of the original data. The VLC hash table 103 is a table storing variable length code (VLC) information (secondary key part (KEY2), VLC, code length (LEN)). The table separating unit 104 is a unit that separates information obtained from the VLC hash table into three individual data. The secondary hash calculation means 105 is means for performing a second hash calculation on the key data (RUN, LEVEL, LAST). The key comparing means 106 is means for comparing the read secondary key portion (KEY2) with the secondary key obtained by calculation. The variable length encoding device includes a RUN range check unit 100, a LEVEL range check unit 101, a hash calculation unit 102, a VLC hash table 103, a table separation unit 104, a secondary hash calculation unit 105, a key comparison unit 106.
[0028]
FIG. 2 is an explanatory diagram of a hash calculation and a VLC hash table used in the variable length coding device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of a secondary hash calculation and a VLC hash table used in the variable length coding device. FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of the variable length coding device.
[0029]
The operation of the variable length coding device according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described. Here, a description will be given by taking INTRA variable-length encoding of MPEG-4 as an example. 261, H .; The variable-length coding method described in the present embodiment can also be applied to image coding methods such as H.263, MPEG-2, and JPEG. A combination of a continuous number of zeros (RUN), a non-zero coefficient value (LEVEL), and an identifier (LAST) for identifying the last data is not shown for the original data to be subjected to variable length coding. A variable length code (VLC) is obtained by inputting data from the preceding device and drawing a VLC hash table based on the combination. RUN takes a value of 0 to 63, LEVEL takes a value of 1 to 2047, and LAST takes a value of 0 or 1. However, as shown in FIG. 15, variable length codes are not defined for all combinations of RUN, LEVEL, and LAST. Variable length codes are defined for only the 102 combinations that appear with high frequency. No variable length codes are defined for the remaining combinations. In the case of other data, a variable length code with an escape code or a fixed length code with an escape code is generated by means of 3 mode escape coding by means not shown.
[0030]
With reference to FIG. 1, an operation for obtaining a variable length code (VLC), its length (LEN), and a variable length code generation result (OK / NG) from a combination of RUN, LEVEL, and LAST will be described. The combination of (RUN, LEVEL, LAST) will be referred to as key data. The RUN range checking means 100 checks whether the RUN falls within a defined data range (0 to 20). If it is within the range, OK is output, and if it is out of the range, NG is output. The LEVEL range checking means 101 checks whether or not the LEVEL falls within the defined data range (1-27). If it is within the range, OK is output, and if it is out of the range, NG is output. The first hash calculation is performed on the key data (RUN, LEVEL, LAST) by the hash calculation means 102, and the calculated hash value is set as the address A of the VLC hash table 103. The VLC hash table 103 is generated based on a hash operation expression that satisfies a condition of a hash table described later. The first hash calculation is performed using the same hash calculation formula as when it was generated. The secondary hash calculation means 105 performs a second hash calculation on the key data (RUN, LEVEL, LAST) to calculate a secondary key. The VLC hash table 103 is referred to by the address A, and the table information (KEY2, VLC, LEN) is obtained. The table information (KEY2, VLC, LEN) is separated into three individual pieces of information KEY2, VLC, LEN by the table separating means 104.
[0031]
The key comparing means 106 compares KEY2 obtained by the table separating means 104 with the secondary key obtained by the secondary hash calculating means 105, and outputs NG if they do not match. The NG signals output from the RUN range check unit 100, the LEVEL range check unit 101, and the key comparison unit 106 are logically ORed (OR) and output as a variable length code generation result (OK / NG). That is, if any one of the NGs is output, the variable-length code generation result is NG. The output of the variable length code (VLC), its length (LEN), and the variable length code generation result (OK / NG) are latched in synchronization with a signal obtained by adding a fixed DELAY to the input control signal (CTL). Is output. Here, an example in which an asynchronous circuit is used has been described, but the present invention may be implemented with a synchronous circuit.
[0032]
Next, the hash expression of the hash calculation means 102 will be described in detail. The hash operation is a many-to-one mapping operation from a set of keys to a set of addresses. Assuming that the key data (RUN, LEVEL, LAST) is K and the size of the VLC hash table is N, a hash calculation formula for obtaining the address A is as follows.
A = Hash (K) mod N (1)
It becomes. Hash () is a general hash function.
[0033]
In the hash calculation, the size N of the table is generally set to a prime number in order to suppress the occurrence of a synonym in which hash values of different keys become identical (collide). However, in the present embodiment, the size N of the table is set to a power of 2 in order to reduce the amount of calculation. That is,
A = Hash (K) and (N-1) (2)
As described above, the operation for obtaining the remainder of N is substituted by a mask operation based on logical product to reduce the amount of operation. When N is a power of 2, equations (1) and (2) are equivalent. and is a logical product for each bit.
[0034]
However, since the size N of the table is not a prime number, the hash effect is weakened and the synonym is increased. Therefore, in the present embodiment, a hash function that individually calculates sub keys (RUN, LEVEL, and LAST) constituting key data is used. That is,
A = Hash (K1, K2, K3) and (N-1) (3)
As described above, the hash operation of three variables is performed to prevent the hash effect from weakening. As the three-variable hash function, a well-known hash function whose calculation is simple may be appropriately selected and used.
[0035]
Next, the structure of the VLC hash table 103 will be described in detail with reference to FIG. Since the hash function is a many-to-one mapping, a synonym phenomenon in which the hash values of a plurality of keys are the same always occurs. For example, considering a case where a key set 202 having a range of RUN = 0 to 20, LEVEL = 1 to 27, and LAST = 0, 1 is mapped to a hash table set 203 having a table size N = 256, 1134 types are considered. To 256 types, and many synonyms occur. However, the order (original number) of the key set 201 defined as the variable length code is only 102. It is clearly possible that no synonym is generated in the mapping from 102 types to 256 types. In the present embodiment, a hash function that does not generate a synonym is used for a key set 201 defined as a variable-length code. This hash function always exists, and it is easy to generate it according to specific conditions. Synonyms are allowed for keys that are not defined as variable length codes. That is, the hash value P1 obtained by performing the hash operation on the key A and the hash value P2 obtained by performing the hash operation on the key B always have different values. However, the hash value P3 obtained by performing the hash operation on the key C may match another hash value.
[0036]
By using such a hash function, it is not necessary to take measures when a synonym occurs. That is, a variable-length code can be obtained only by determining whether or not the hash value resulting from the hash operation matches the hash value of the target key. Generally, the determination is made based on whether the key in the entry obtained by looking up the hash table matches the key used to look up the hash table. However, storing the key data in the VLC hash table requires at least 11 bits (RUN = 5 bits, LEVEL = 5 bits, LAST = 1 bit), and the VLC hash table becomes large. Therefore, in the present embodiment, the key data itself is not stored in the VLC hash table, but a secondary key is stored, thereby reducing the size of the VLC hash table.
[0037]
Next, the second hash calculation of the secondary hash calculation means 105 will be described in detail with reference to FIG. As a result of performing a hash operation on the set of keys 302, a second hash operation that does not generate a synonym is performed on each key that has a synonym and has the same hash value. In the VLC hash table, instead of the key data itself, a hash value obtained by performing a second hash operation on a key data set 301 defined as a variable length code is stored. That is, if the hash value P2 of the result of the hash operation performed on the key B matches the hash value P3 of the result of the hash operation performed on the key C and a synonym occurs, the second hash operation is performed on the key B. And the hash value XC resulting from performing the second hash operation on the key C do not match. Therefore, by comparing the secondary key portion XB stored in the VLC hash table with the second hash calculation result, it can be determined whether the key is the target key. In the present embodiment, the number of synonyms generated by the first hash operation for the key set 302 is limited to eight per table, so that the secondary key can be represented by three bits. Since no synonym is generated by the second hash operation, all of the secondary keys within eight are unique.
[0038]
Referring to FIG. 4, when performing variable length coding processing by software, a variable length code (VLC) from key data (RUN, LEVEL, LAST), its length (LEN), and variable length code generation are performed. A procedure for obtaining the result (OK / NG) will be described. In step S100, the RUN range is checked. If RUN falls within the defined data range (0 to 20), OK is output, and the process proceeds to check the LEVEL range. If not, NG is output and the processing ends. In step S101, the LEVEL range is checked. If the LEVEL is within the defined data range (1-27), OK is output and the process proceeds to the first hash calculation. If not, NG is output and the processing ends. In step S102, the first hash calculation is performed on the key data (RUN, LEVEL, LAST), and the calculated hash value is set as the address A of the VLC hash table 103. In step S105, a second hash operation is performed on the key data (RUN, LEVEL, LAST) to calculate a secondary key K. In step S103, the table information (KEY2, VLC, LEN) is acquired by referring to the VLC hash table at the address A. In step S104, the table information is separated into KEY2, VLC, and LEN. In step S106, KEY2 in the table information is compared with the calculated secondary key K. If they match, OK is output, and the variable length code (VLC) and its length (LEN) are output. If they do not match, NG is output and the processing ends. This example shows a method of realizing only by software, but it is also possible to execute software by partially combining hardware processing with software processing. In that case, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be realized by appropriately combining known methods.
[0039]
In this way, the address of the VLC table can be directly calculated with a hash operation with a smaller operation amount than that of the conventional variable-length coding device. Further, by providing the second hash calculation means, it is not necessary to store the key itself in the VLC hash table, and the amount of memory of the VLC hash table can be reduced. Conventionally, in the VLC hash table, a key part (11 bits) + VLC code (12 bits) + code length (4 bits), which is required in total of 4 bytes × 256 entries = 1024 bytes, is replaced with a necessary key part (11 bits) in the VLC hash table. It can be replaced with a secondary key part (3 bits) and can be reduced to a total of 3 bytes × 256 entries = 768 bytes of the secondary key part (3 bits) + VLC code (12 bits) + code length (4 bits).
[0040]
As described above, in the first embodiment of the present invention, the variable-length encoding device obtains the VLC hash table storing the information of the variable-length code by performing the second hash operation on the key data. The next key portion is stored, the VLC hash table is accessed with the table address obtained by performing the first hash operation on the key data, the secondary key portion is read, and the second hash operation is performed on the key data. Since the key value itself is not stored in the VLC hash table, the memory amount of the VLC hash table can be reduced.
[0041]
(Second embodiment)
According to the second embodiment of the present invention, two sets of a RUN range check unit, a LEVEL range check unit, a first hash operation unit, and a second hash operation unit are provided. Using the set, the key data is subjected to a different RUN value range check, a different LEVEL value range check, a different first hash calculation process, and a different second hash calculation process, The VLC hash table is accessed to read the secondary key portion using the table address obtained by performing the first hash operation on the key data, and is compared with the hash value obtained by performing the second hash operation on the key data. This is a variable length coding device to be confirmed.
[0042]
FIG. 5 is a block diagram of the variable length coding device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, RUN range checking means 400 is two checking means for checking the range of a number (RUN) of consecutive zeros in the original data using different standards. The LEVEL range checking means 401 is two checking means for checking the range of the non-zero coefficient value (LEVEL) of the original data using different standards. The hash calculation means 402 is two calculation means for performing different first hash calculations on the key data (RUN, LEVEL, LAST). The VLC hash table 403 is a table that stores information on variable length codes (VLC). The secondary hash calculator 405 is two calculators that perform different second hash calculations on the key data (RUN, LEVEL, and LAST). The other components are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description thereof is omitted. FIG. 6 is a flowchart showing a variable length coding procedure of the variable length coding device.
[0043]
The operation of the variable length coding device according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described. The key data is divided into a LAST = 0 group and a LAST = 1 group, and different range checks and hash calculations are performed. That is, the two RUN range checking units 400 check the RUN range based on different criteria. The two LEVEL range checking means 401 check the LEVEL range based on different standards. The two hash calculation units 402 perform different first hash calculations on the key data (RUN, LEVEL, LAST). The two secondary hash calculation means 405 perform different second hash calculations on the key data (RUN, LEVEL, LAST). The VLC hash table 403 is generated based on key data grouped into LAST = 0 and LAST = 1.
[0044]
With reference to FIG. 5, an operation of obtaining a variable length code (VLC), its length (LEN), and a variable length code generation result (OK / NG) from the key data (RUN, LEVEL, LAST) will be described. Depending on whether LAST is 0 or 1, RUN and LEVEL are input to one of the two sets of RUN range check means 400 and LEVEL range check means 401. The first set of RUN range checking means 400 (for LAST = 0) checks a data range (0 to 14) in which RUN is defined. The second set of RUN range checking means 400 (for LAST = 1) checks the data range (0 to 20) in which the RUN is defined. If the value is out of the range, NG is output. The first set of LEVEL range checking means 401 (for LAST = 0) checks the data range (1-27) in which LEVEL is defined. The second set of LEVEL range checking means 401 (for LAST = 1) checks the data range (1 to 8) in which LEVEL is defined. If the value is out of the range, NG is output.
[0045]
The first set of hash calculation means 402 (for LAST = 0) performs a hash calculation of Expression (4-0) on RUN and LEVEL to calculate an address A1 of the VLC hash table 403. The other second set (for LAST = 1) performs a hash operation of Expression (4-1) on RUN and LEVEL to calculate an address A2 of the VLC hash table 403. The first set of secondary hash calculation means 405 (for LAST = 0) performs a second hash calculation of Expression (5-0) on RUN and LEVEL to calculate a secondary key. The other second set (for LAST = 1) performs the second hash operation of Expression (5-1) on RUN and LEVEL to calculate a secondary key.
[0046]
The VLC hash table 403 is generated by a hash function that satisfies the conditions of the hash table. The VLC hash table 403 accesses the key data by performing a hash operation using the same hash function as when the key table was generated. Based on the address A1 or A2, the VLC hash table 403 is obtained to obtain table information, and the table information is separated into KEY2, VLC, and LEN by the table separation means 104. The key comparing means 106 compares KEY2 obtained by the table separating means 104 with the secondary key obtained by the secondary hash calculating means 405, and outputs NG if they do not match.
[0047]
NG signals output from each of the RUN range checking unit 400, the LEVEL range checking unit 401, and the key comparison unit 106 are ORed (OR) and output as a variable length code generation result (OK / NG). The output of the variable length code (VLC), its length (LEN), and the variable length code generation result (OK / NG) are synchronized with the input control signal (CTL) (including a constant DELAY). Latched and output. Although an example has been described in which these circuits are configured by asynchronous circuits, they may be realized by synchronous circuits.
[0048]
The table configuration of the hash calculator 402 and the VLC hash table 403 will be described in detail. Since there are 67 types of keys defined as variable-length codes when LAST = 0,
A1 = (RUN + 112 + LEVEL * 102) and (128-1) (4-0)
It is possible to calculate the address by the hash operation formula described above and pack it in a hash table of size N = 128. Also, since there are 35 types of keys defined as variable length codes when LAST = 1,
A2 = (RUN + LEVEL * 31-25) and (64-1) (4-1)
It is possible to calculate the address by the hash operation formula described above and pack it in a hash table of size N = 64. That is, the size of the VLC hash table can be set to N = 192 by combining both. Note that the hash calculation formula shown here is an example, and any hash calculation formula may be used as long as the condition is satisfied.
[0049]
Next, the hash calculation expression of the secondary hash calculation means 405 will be described in detail. If LAST = 0,
(RUN >> 1) and (8-1) (5-0)
The key data can be specified from a maximum of eight synonyms by the second hash calculation expression [where >> 1 indicates a one-bit right shift]. When LAST = 1,
(LEVEL) and (8-1) (5-1)
By using the second hash expression, it is possible to specify the corresponding key data from a maximum of eight synonyms. The second hash expression shown here is an example, and any hash expression that satisfies this condition may be used.
[0050]
Referring to FIG. 6, when performing variable length encoding processing by software, a variable length code (VLC), its length (LEN), and a variable length code generation result are obtained from key data (RUN, LEVEL, LAST). A procedure for obtaining (OK / NG) will be described. The key data is divided into a LAST = 0 group and a LAST = 1 group, and the first and second hash operations are separately performed. In step S999, branching is performed according to LAST = 0 or LAST = 1. Hereinafter, the procedure of LAST = 0 will be described. The same procedure applies when LAST = 1. In step 200-1, the range of the RUN is checked. If the RUN is within the defined data range (0 to 14), the process proceeds to the level range check. If it is out of the range, it becomes NG and the processing is terminated. In step S201-1, the LEVEL range is checked. If the LEVEL is within the defined data range (1 to 27), the process proceeds to the first hash calculation. In step S202-1, the first hash calculation of Expression (4-0) is performed on the key data (RUN, LEVEL) to calculate the address A1 of the VLC hash table. In step S205-1, the second hash calculation of the equation (5-0) is performed on the key data (RUN, LEVEL) to calculate a secondary key K. In step S203-1, the VLC hash table is looked up at the address A1 to obtain table information. In step S104, the table information is separated into KEY2, VLC, and LEN. In step S106, KEY2 in the table is compared with the calculated secondary key K. If they match, OK is output, and the variable length code (VLC) and its length (LEN) are output. If they do not match, NG is output and the processing ends. This example shows a method of realizing only by software, but it is also possible to execute software by partially combining hardware processing with software processing. In that case, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be realized by appropriately combining known methods.
[0051]
In this way, it is possible to directly calculate the address of the VLC hash table with a hash operation with a smaller operation amount than the conventional variable length coding device. Also, the key data is divided into a plurality of groups and separately hashed by two sets of hashing means and secondary hashing means to reduce the address generation range of the VLC hash table and to reduce the memory capacity of the VLC hash table. Can be reduced. Conventionally, in the VLC hash table, the key part (11 bits) + VLC code (12 bits) + code length (4 bits), which is required for a total of 4 bytes × 256 entries = 1024 bytes, is changed to 192 entries (128 entries for LAST = 0, LAST = 1) 64 entries), and can be reduced to a total of 3 bytes × 192 entries = 576 bytes of secondary key part (3 bits) + VLC code (12 bits) + code length (4 bits).
[0052]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the variable length coding apparatus includes a RUN range check unit, a LEVEL range check unit, a first hash calculation unit, and a second hash calculation unit. Are provided in two sets, and using any one set according to the LAST value, the key data is different from the first hash calculation processing, which is different from the check of the different RUN value range and the different LEVEL value range. The second hash calculation process is performed, the VLC hash table is accessed using the table address obtained by performing the first hash calculation on the key data, the secondary key portion is read, and the second hash value is added to the key data. Since the configuration is such that the comparison is made with the hash value obtained by performing the operation, the address generation range of the VLC hash table is reduced, and the VLC hash Possible to reduce the amount of memory of Buru.
[0053]
(Third embodiment)
The third embodiment of the present invention checks that the result of performing the first hash operation on the key data is equal to or less than a predetermined upper limit, and if the result does not exceed the upper limit, the first hash operation This is a variable-length encoding device that refers to a variable-length code hash table having the same size as the upper limit value using the result as a table address.
[0054]
FIG. 7 is a block diagram of a variable length coding device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 7, a hash calculation unit with upper limit check 502 performs a first hash calculation on key data (RUN, LEVEL, LAST) of original data, and has a function of checking an upper limit of a hash calculation result. It is. The VLC hash table 503 is a table that stores information of a variable length code (VLC) and has the same size as the upper limit value. The other components are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5, and the description thereof is omitted. FIG. 8 is a flowchart showing an operation procedure of the variable length coding device.
[0055]
The operation of the variable length coding device according to the third embodiment of the present invention configured as described above will be described. The operation of obtaining the address of the hash table by the hash calculation will be described with reference to FIG. In addition, the operation of obtaining the variable length code (VLC), its length (LEN), and the variable length code generation result (OK / NG) from the key data (RUN, LEVEL, LAST) is the same as that of the second embodiment. The description is omitted because it is the same. The first set (for LAST = 0) of the hash calculation unit with upper limit check 502 outputs NG if the address A1 of the hash calculation result is 113 or more. The other second set (for LAST = 1) outputs NG if the address A2 of the hash operation result is 44 or more.
[0056]
The table configurations of the hash computation unit with upper limit check 502 and the VLC hash table 503 will be described in detail. As described with reference to FIG. 2, the hash table includes valid keys and invalid keys defined as variable-length codes. When LAST = 0, there are 67 types of valid keys defined as variable-length codes, and the hash table size is 128, so 61 types are invalid keys. When LAST = 1, there are 35 types of keys defined as variable-length codes, and the size of the hash table is 64, so 29 types of keys are invalid. Therefore, the lower part of the hash table can be deleted by using a hash operation expression in which valid keys are packed at the upper part of the table and invalid keys are collected at the lower part of the table.
[0057]
If LAST = 0,
A1 = (RUN + 112 + LEVEL * 102) and (128-1) (6-0)
A valid key can be packed in the upper part 113 of the table by the hash operation [however, if A1> 113 is NG]. When LAST = 1,
A2 = (RUN + LEVEL * 31-25) and (64-1) (6-1)
A valid key can be packed in the upper part 44 of the table by the hash operation [however, if A2> 44, NG]. That is, by combining both, the size of the hash table can be set to N = 113 + 44 = 157. Note that the hash calculation formula shown here is an example, and any hash calculation formula may be used as long as it satisfies this condition.
[0058]
With reference to FIG. 8, an operation for obtaining an address of a VLC hash table by a hash operation when performing variable length encoding processing by software will be described. In addition, the procedure for obtaining the variable length code (VLC), its length (LEN), and the variable length code generation result (OK / NG) from the key data (RUN, LEVEL, LAST) is the same as that of the second embodiment. The description is omitted because it is similar. In the present embodiment, unnecessary area of the VLC hash table is reduced by using a hash operation formula in which valid table information is filled from the top of the VLC hash table and free areas are collected at the bottom of the table. In step S202-1, a first hash calculation is performed on RUN and LEVEL to calculate an address A1. In step S310-1, it is checked whether the address A1 exceeds the upper limit. If the value exceeds the upper limit, the result is NG.
[0059]
In this way, it is possible to directly calculate the address of the VLC table with a hash operation with a smaller operation amount than the conventional variable length encoding device. Further, the hash calculation means uses a hash calculation in which a valid hash calculation result becomes an upper address of the VLC hash table and an empty area is gathered below, and performs an upper limit check of the hash calculation result. By reducing the address generation range, the memory amount of the VLC hash table can be reduced. Conventionally, in the VLC hash table, the key part (11 bits) + VLC code (12 bits) + code length (4 bits), which requires a total of 4 bytes × 256 entries = 1024 bytes, has been changed to 157 entries (113 entries of LAST = 0 and LAST = 1 (44 entries), and can be reduced to a total of 3 bytes × 157 entries = 471 bytes of secondary key part (3 bits) + VLC code (12 bits) + code length (4 bits).
[0060]
As described above, in the third embodiment of the present invention, the variable-length encoding device checks that the result of performing the first hash operation on the key data is equal to or less than a predetermined upper limit, If it does not exceed, the configuration is such that the result of the first hash operation is used as a table address to refer to a variable-length code hash table having the same size as the upper limit value. Table memory size can be reduced.
[0061]
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment of the present invention is a variable-length coding device that adds a control bit to a variable-length code part in a VLC hash table and calculates a code length from the variable-length code part.
[0062]
FIG. 9 is a block diagram of a variable-length coding device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, a VLC hash table 603 is a hash table that does not require a variable length code length (LEN) by adding control bits to a variable length code (VLC). The code length calculation means 607 is a means for calculating a code length from a variable length code. The other components are denoted by the same reference numerals as in FIG. 7, and the description thereof is omitted. FIG. 10 is an explanatory diagram of a variable length code used in the variable length coding device. FIG. 11 is a flowchart showing an operation procedure of the variable length coding device.
[0063]
The operation of the variable length coding device according to the fourth embodiment of the present invention configured as described above will be described. The table configurations of the code length calculation means 607 and the VLC hash table 603 will be described in detail with reference to FIGS. The variable length code (VLC) has a maximum of 12 bits, and in order to uniquely determine the code length from the variable length code, the variable length code is stored right-justified in 13 bits, and is stored in the MSB (most significant digit) of the variable length code. A control bit '1' is added, and '0' is stored in the higher order. In (Example 1), control bit '1' is added to bit position 10, and bit positions 13 to 11 store '0'. Similarly, in (Example 2), control bit '1' is added to bit position 7, and bit positions 13 to 8 store '0'. Similarly, when the variable length code is 12 bits, the control bit '1' is added to the bit position 13 as in (Example 3).
[0064]
To determine the code length, assuming that the count from the 13th bit to the first appearance of the bit '1' is M, the code length can be determined by code length = 12−M. Therefore, the code length of 4 bits is not required for the VLC hash table, and 13 bits for the VLC code is sufficient.
[0065]
With reference to FIG. 11, an operation of obtaining an address of a VLC hash table by hash calculation when performing variable length encoding processing by software will be described. Steps S999 to S106 are the same as in the third embodiment. CodeLen (VLC) in step S410 shown in FIG. 11 calculates a code length from a variable length code that does not require a variable length code length (LEN) by adding a control bit to the variable length code (VLC). is there. In addition, the procedure for obtaining the variable length code (VLC) and the variable length code generation result (OK / NG) from the key data (RUN, LEVEL, LAST) is the same as that of the third embodiment, and thus the description thereof is omitted.
[0066]
In this way, it is possible to directly calculate the address of the VLC table with a hash operation with a smaller operation amount than the conventional variable length encoding device. Also, by providing a variable length code length calculating means for calculating a code length from a variable length code section to which control bits are added, the code length in the VLC hash table becomes unnecessary, and the information amount per entry of the hash table is reduced. Thus, the memory amount of the VLC table can be reduced. Conventionally, the VLC hash table requires a total of 4 bytes × 256 entries = 1024 bytes of a key part (11 bits) + VLC code (12 bits) + code length (4 bits), but stores code length data simply by adding 1 bit to the VLC code. Can be eliminated, and it can be reduced to a total of 2 bytes × 157 entries = 314 bytes of the secondary key part (3 bits) + VLC code (13 bits).
[0067]
As described above, in the fourth embodiment of the present invention, a configuration in which a variable-length encoding device adds a control bit to a variable-length encoding section in a VLC hash table and calculates a code length from the variable-length encoding section. Therefore, the code length data in the VLC hash table is not required, the amount of information per entry of the hash table can be reduced, and the memory amount of the VLC table can be reduced.
[0068]
The present invention can also be realized by a program. By recording and transferring the software on a recording medium such as a magnetic disk, the software can be read from a recording medium containing the software and executed by another independent computer system. As a recording medium, in addition to a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or the like can be used. Further, the recording medium is not limited to these, and any other recording medium such as an IC card, a ROM cassette, or the like can be used in the same manner.
[0069]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the variable-length encoding device performs a second hash operation on the key data (RUN, LEVEL, LAST) to calculate a secondary key, , A variable-length code hash table storing table information including a variable-length code section and a secondary key section, table separating means for separating table information into individual information, a secondary key and a secondary key in the table information Since the configuration is provided with the key comparing means for comparing the key data (RUN, LEVEL, LAST) itself with the configuration, it is possible to reduce the memory amount of the VLC hash table. can get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a variable length coding device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an explanatory diagram of a hash operation and a hash table used in the variable length encoding device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is an explanatory diagram of a secondary hash operation and a hash table used in the variable length encoding device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a flowchart showing a variable length coding procedure of the variable length coding device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a block diagram of a variable-length coding device according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a flowchart showing a variable length coding procedure of the variable length coding device according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a block diagram of a variable-length coding device according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a flowchart showing a variable length coding procedure of the variable length coding device according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a block diagram of a variable length coding device according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 10 is an explanatory diagram of a variable length code used in a variable length code device according to a fourth embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a flowchart showing a variable length coding procedure of the variable length coding device according to the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional variable length code table access method;
FIG. 13 is an explanatory diagram of a conventional method for accessing a classification variable-length code table;
FIG. 14 is an explanatory diagram of a conventional method for accessing a variable-length code table using a hash,
FIG. 15 is an explanatory diagram of a conventional MPEG-4 INTAR VLC.
[Explanation of symbols]
100 RUN range check means
101 LEVEL range checking means
102 Hash operation means
103 VLC hash table
104 table separation means
105 Secondary hash calculation means
106 key comparison means
201 Key set defined as variable length code
Set of 202 keys
203 VLC hash table set
301 Key set defined as variable length code
Set of 302 keys
303 VLC hash table set
400 RUN range checking means
401 LEVEL range checking means
402 hash calculation means
403 VLC hash table
405 Secondary hash calculation means
502 Hash calculation means with upper limit check
503 VLC hash table
603 VLC hash table
607 Code length calculation means
