JP2011521587A - 特有数値でデータを符号化および復号するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
画素当り24ビットを有する720×576(DVDフィルムの標準的な解像度)の画像(トゥルーカラー)は720×576×24=9,953,280ビットまたは1,244,160バイトまたは1.19MB.8ビット=1バイト、1024バイト=1KB(キロバイト)、1024KB=1MB(メガバイト)により表される。
1)冗長の減少:この場合、情報は別の表示に変換され、それによって同じ情報は少ないスペースに記憶されることができる。オリジナル情報は常に損失なしに検索されることができる。
2)入力情報の変更:この場合、例えば情報の無関係の部分、例えば音声の場合の不可聴周波数または画像情報の場合の不可視部は除去され、或いは入力情報は別の方法で変更され、それによって連続的な圧縮ステップはより効率的に動作を開始する。この種のデータの減少の場合には、オリジナル情報は正確に検索されることができない。
a)整数i=0と参照データベースを規定し、
b)i番目の一時的コードリスト(TCL(i))にデータを記憶し、
c)値を含んでいるその各位置において、参照データベースに記憶されているものと同じ対応値の位置を参照するインデックスにより値を置換することによって、i番目の一時的コードリスト(TCL(i))からi番目のホルダ(ホルダ(i))を発生し、
d)一連の新しい一時的コードを発生し、それを(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))に配置し、ここで各新しい一時的コードは常にi番目のホルダ(ホルダ(i))から少なくとも2つの値を組み合わせる予め定められた式Fを使用して計算され、
e)値を含んでいるその各位置において、参照データベースに記憶されているものと同じ対応値の位置を参照するインデックスにより値を置換することによって、(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))から(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))を発生し、
f)(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))と(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))の少なくとも一方が2度以上1以上の値を含むか否かをチェックし、ノーならば動作g)へジャンプし、イエスならばi値を1インクリメントし、動作d)へジャンプし、
g)符号化を終端する。
a)符号化ユニットまたは特有のその参照によって最終的に発生されたi+1番目のホルダ(ホルダ(i+1))を含むエンドコードを受信し、
b)参照データベース中の値を参照するインデックス値として(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))中の値を使用し、
c)その位置に対応するインデックス値を有する参照データベースからの値をi+1番目のホルダ(ホルダ(i+1))の各位置に配置することにより(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))中の値を計算し、
d)復号式を(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))へ適用することによりi番目のホルダ(ホルダ(i))中の値を計算し、その復号式はi番目のホルダ(ホルダ(i))から(i+1)番目の一時的コードリストを計算するために符号化ユニットにより使用されている式の逆公式であり、ここでi番目のホルダ(ホルダ(i))は(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))のN倍もの値を具備し、N≧2であり、
e)参照データベース中の値を参照するインデックス値としてi番目のホルダ(ホルダ(i1))中の値を使用し、
f)i番目のホルダ(ホルダ(i))中の各位置において、その位置に対応するインデックスを有する参照データベースからの値を位置付けることによって、i番目の一時的コードリスト(TDCL(i)中の値を計算し、
g)i値を1だけデクリメントし、i≧0ならば、復号式を(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))へ適用することによりi番目のホルダ(ホルダ(i))中の値を計算し、復号式はi番目のホルダ(ホルダ(i))から(i+1)番目の一時的コードリストを計算するため符号化ユニットにより使用されている式の逆公式であり、ここでi番目のホルダ(ホルダ(i))は(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))のN倍もの値を具備し、N≧2であり、動作e)に戻り、i<0ならば、動作h)にジャンプし、
h)i番目のホルダからオリジナルデータセットを得る。i=0である。
図1は本発明が適用されることができるシステムの通常のセットアップを示している。このシステムは符号化ユニット1を有し、これは送信機の機能を実現することもできる。符号化ユニット1はメモリ7に接続されているプロセッサ5を具備している。プロセッサ5は入力/出力装置(I/O)9とI/O11にも接続されている。I/O9を介して、プロセッサ5は接続13を通してデータを受信できる。接続13はワイヤでもよく、無線で構成されてもよい。本発明では、どのような波長の電磁放射が無線通信で使用されるかは重要ではない。I/O11を介して、プロセッサ5は接続15を介してデータを出力でき、これはワイヤ接続または無線接続に関係することもできる。
コード化プログラムはデジタルデータ(画像、音声、テキスト、文字)をスペースを節約したフォーマットに変換する。デジタルデータは少なくとも画像、音声および/またはテキスト(この場合では、テキストは文字のシーケンスの任意のランダムな形態を意味するものと理解される)を含んでいる。本発明による符号化ステップでは、データの損失が生じる圧縮技術は使用しない。圧縮技術はデータが省略されるか事前処理され、それによってオリジナルデータが検索できなくなる技術である。このような既知の圧縮技術の使用結果はデータ処理前に存在するようなオリジナルデータに関して品質の(何等か)損失を発生する。このような圧縮技術の幾つかは例えばFPEG、MPEG、MP3等の場合に行われる符号化ステップの一部として使用される。これらの既知の符号化技術の他の部分はしかしながら損失がない。
符号化プロセスは幾つかの符号化ラウンドからなり、これは原理的に、ラウンド数に関して、完全に自由に決定されることができる。Hagamenによる従来技術では、符号化ラウンドの最大数は、ただ1つのエンドコードが最後のホルダで発生される瞬間によって決定される。
図2を参照すると、連続的な符号化ラウンドの動作および結果を表示している表が示されている。実施形態では、本発明は一時的コードリストTCL(i)(i=0、1、2、3…I)と共に参照データベースを形成するFi永久コードリストPCL(i)、ホルダ、ホルダ(i)および関数Fiを使用する。実施形態では、第1の一時的コードリストTCL(0)は符号化アルゴリズムの入力に等しく、符号化されるデータセットから得られる。第1の永久コードリストPCL(0)はまた説明するようにオリジナルデータセットから得られる。
符号化ラウンド2では、ホルダ(0)に記憶されるインデックス値は新しい一時的コードリストTCL(1)を構築するために使用される。この場合、新しいコード値は予め定められた関数F1(ホルダ(0))を使用してプロセッサ5により計算される。したがって例えばホルダ(0)からの少なくとも好ましくは2つの連続する値に対して関数F1が適用される。しかしながら本発明はそれに限定されない。図2の表に示されているように、一時的コードリストTCL(1)中に連続する値F1(1;2)、F1(1;1)、F1(3;4)等を生じる。
第1の符号化ラウンドでは、第1の符号化ラウンドで最低の可能な数値である1の数値の4倍がベース値257により符号化される。これは次の特有の数値を与える。
1*2573+1*2572+1*2571+1*2570=17,040,900
この特有の数値はその後、永久コードリストPCL(1)に記憶される。しかしながら1*2573+1*2572+1*2571が前述の符号化結果から減算されるならば、1の数値のみが残る。その場合には、17,040,900の代わりに1だけが永久コードリストPCL(1)に記憶される。
ホルダ(1)に基づいて、プロセッサ5はプロセッサ5がホルダ(1)を生成したのと類似の方法でその後のホルダ(2)を発生する。したがってプロセッサ5は機能F2(ホルダ(1))を適用し、これはホルダ(1)中の2以上の連続するインデックス値を1の新しい値に組み合わせる。ホルダ(1)から発生する組合された値の数は関数F1(ホルダ(0))と同じ数に関することができるだけでなく、そこから異なることもできる。関数F2は原理的に関数F1と異なることができる。しかしながらここで与えられた例では、関数F2(ホルダ(1))は式(1)/(1a)で示されているのと同じ構造を有する。関数F2だけが関数F1のベース値BN1と異なることができるベース値BN2を有する。
符号化ラウンド4では、プロセッサ5は再度一時的コードリストTCL(3)、永久コードリストPCL(3)、ホルダ(3)を発生する。原理的に、これは一時的コードリストTCL(2)、永久コードリストPCL(2)、ホルダ(2)の発生に関して前述した方法と同じ方法で行われる。これに使用される関数F3は再度式(1)/(1a)に類似することができ、ベース値BN3はベース値BN1およびBN2とは異なる。
前述の符号化プロセスの終了後、全ての永久コードリストPCL(i)は共に、各符号化ラウンドからの各特有の数値が一度だけ記憶される参照データベースを形成する。この参照データベースは符号化されたデータからこの方法で構築される。コンテキストでは、参照データベースは自己発生データベースであると考えることができる。
復号ユニット3(図1)はオリジナルデータセットを再構成するために以下のデータを必要とするだけである。
1.エンドコード;本発明の技術的範囲では、これは一時的コードリストTCL(3)、永久コードリストPCL(3)、ホルダ(3)の発生後に、これらのリストがもはや任意の冗長を含まないことをプロセッサ5が確立し、したがってプロセッサ5はその後符号化プロセスを終了して以来の、最後のホルダ(3)に存在する全てのインデックス値のアセンブリである。この場合、エンドコードはしたがって2つの値、即ち“1”と“2”を含んでいる。
[データのバイト符号化]
バイト符号化は任意のいかなる形式、画像、音声又はテキストの全てのデータに適用されることができる。プロセッサ5は符号化ラウンド当りの結果が数値で表され、相互に比較され、特有の数値だけが永久コードリストに一度だけ記憶されるようにバイトレベルで符号化する、このようにして、画像、音声、テキストが同じ符号化/復号プログラムを使用して同時に符号化および復号されることが可能である。さらに、バイト符号化は画像、音声、テキストの符号化の場合に、混合されることを可能にし、絶対的なランダムシーケンスにおいて1および同じ参照データベースからなりさえすればよく、またはこれらからなることができるように使用される。
テキストの符号化/復号の場合、特有の数値で個々の文字、句読点、数字等(文字)の事前の符号化を使用することもまた可能である。そのため例えばHagamen, e.a.[1972]が参照とされる。
その後、数値であるワードのグループはさらに線、文章の部分、文、段落、頁等が一度のみ記憶される特有の数値として表されるように符号化される。
バイト符号化、数符号化または画素コード化の場合、符号化ラウンドあたりの特有の数値は有限であり、その結果最終的な参照データベースが大きさにおいても有限である。全ての符号化の変形では、偶然にも同じ参照データベースが使用されることができる。
オランダ語、他のゲルマン系およびアングロサクソン系言語は全体的に約128の文字、数字、スクリプト符合等を有し、ここで可能な組合せ数は実際に有限である。多数の論理的組合せ、例えば5דf”は連続的には、実際にほとんど生じない。同じことが画像および音声にも適用され、多数の論理的組合せは実際には(ほとんど)生じない。
プロセッサ5はいかなるコードもまだ含まれていない空の参照データベースを開始点として取上げる。符号化されるデータに応じて、プロセッサ5はゼロコードで開始する参照データベース(即ち永久コードリストを有する)を拡張する。それにより、形成される参照データベースは直接符号化データセットに関連される。全ての論理的に可能に生じる数値の組合せが自己発生参照データベースで生じるわけではなく、実際に生じている数値の組合せだけが参照データベースに含まれる。例示により、オランダ語の語彙に生じない文字の組合せはそれ故、自己発生参照データベースでも生じない。自己発生データベースは1又は幾つかのデータセットの符号化に使用されることができる。ただ1つのデータセットの符号化に使用されるならば、自己発生データベースは自主的な参照データベースとも呼ばれる。エンドコードと共に、このような自主的な参照データベースは符号化されたオリジナルデータファイルよりも小さいことができる。この特別なデータベースの送信および記憶では、それ故少ないスペースしか必要とされない。これはある応用では、即ち装置が自由に限定された記憶容量を有する場合には興味がある。それに関して、写真および小さいフィルムの送信用の移動体電話に留意する。自己発生参照データベースが(非常に)多くのデータセットの符号化に使用される場合、このデータセットはユニバーサル参照データベースへ「発展」することができる。
プロセッサ5は符号化の前に、頻繁に生じるコードが既に含まれる最小の標準参照データベースを出発点として採用する。符号化されるデータにしたがって、プロセッサ5は参照データベース(即ち永久コードリスト)を拡張する。それにより、形成される参照データベースは直接的であるが100%ではなく、符号化されたデータに関連される。新しく符号化されるデータの各アイテムは既に利用可能な参照データベースを使用し、これをデータベースにまだ発生していない特有の数値で拡張し、または拡張しない。
データの符号化と、それにかかわりなく、実行される符号化ラウンド数、符号化される数値および符号化ラウンド当たりに使用されるベース値の数を知る前に、参照データベースは例えばソフトウェア計算プログラムによりコンパイルされることができる。その場合、参照データベースは実行される符号化ラウンド当りの全ての「論理的に」最大の可能な発生する特有の数値からなる。データの符号化はこの場合には参照データベースにおける特有の符号化結果の位置を決定するために必要である。自己発生データベースとは対照的に、実際には生じない符号化されるデータの組合せはユニバーサルデータベースに含まれる。ユニバーサル参照データベースは、これが常に新しく符号化されるデータセットに使用されるならば、自己発生データベースから作成されることもできる。先にコンパイルされたユニバーサルデータベースと対照的に、全ての「論理的に」最大に可能な特有の数値が自己発生ユニバーサルデータベースで生じるわけではない。
自己発生参照データベースの場合、および既存の最小の標準データベースに基づく自己発生参照データベースの場合、ただ1つのおよび同じ参照データベースは全ての可能なデータタイプを符号化するとき開始点として取られる必要がある。これは種々のデータファイルの符号化後、さらに多くのデータファイルが符号化されるとき増々少ない特有の符号化結果が参照データベースに付加される必要があるという利点を有する。これらのデータファイルの各符号化の場合に使用される同じ参照データベースが受信者に対して使用可能であるならば、少数の新しい特有の符号化結果だけが特有のエンドコードに加えて受信者へ送信される必要があり、これは既に所有されている参照データベースへ受信者によって付加される必要がある。
符号化されたデータ当りの特有のエンドコードの結果は以下によって得られることができる。
1.1つの特有のエンドコード
全体的な符号化プロセスは1つでも特有の数値がPCL(i)、TCL(i)、ホルダ(i)に残っている限り行われる。ホルダ(i)の特有の数値は関連される符号化されたデータファイルのエンドコードとして考慮されることができる。この場合、ホルダ(i)中の最後のインデックス値は“1”に等しい。このことはこの値“1”が何を指しているかおよび符号化ラウンドが行われる数を正確に知っていない限り、復号期間中に問題を生じる可能性がある。他方で、一時的コードリストTCL(i)、永久コードリストPCL(i)、およびホルダ(i)に冗長がないためにさらに符号化することはが有益ではないので、符号化がすぐに終端するのであれば、関連されるエンドホルダは構成に関しては絶対的に特有である一連のインデックス値からなる。
符号化期間中に、一時的コードリストTCL(i)で、全てのコードが異なる状況が発生するとすぐに、PCL(i)=TCL(i)を保持する。これは符号化プロセスをさらに継続することが符号化された数値の記憶容量に関して有益をもたらさないことを意味している。その後の永久コードリストPCL(i)中の全ての特有の数値も一時的コードリストTCL(i)中のそれぞれのコードと対応する。さらに符号化することに意味はなく、これは記憶容量に関して到達できる有益さを減じる。その場合、永久コードリストPCL(i)または一時的コードリストTCL(i)に関連される最後のホルダ(i)はエンドコードとみなされることができる。
PCL(i)=TCL(i)ならば、関連されるホルダ(i)中の第1の数値と最後の数値も知られている。最後の数値は知られており、関連されるホルダ(i)中のエレメント数もまた知られている。その場合、代りに関連されるホルダ(i)中の最高値はエンドコードとしてみなされることができる。図2の状態では、例えばホルダ(3)がエンドコードとしてみなされることができる。しかしながら代わりに、値“2”、即ちホルダ(3)の最高値がエンドコードとしてみなされることができることができる。特に、復号ユニットがエンドコードとして値“2”を受信したならば、最後に発生されたホルダもまた値“1”を含まなければならないことも知る。
データの符号化および復号は物理的に異なる位置で独立して行われることができる。したがってデータの符号化は中心的な物理位置で行われることができ、復号は世界のどこでもランダムな位置で行われることができる。
エンドコード、参照データベース等の送信はCD、DVD、ブルーレイ、メモリスティックのようなデータキャリア、さらに例えばSMSまたはeメールによって電気通信網を含めた多くの異なる方法で行われることができる。
データの各形式の符号化は一度だけ行われる必要があり、一度符号化されると、データは再度符号化される必要はない。
復号について、「受信者」は復号プログラム、参照データベース、特有のエンドコードをもつ必要がある。
1.復号プログラム、
2.自己発生又はユニバーサルな参照データベース(自主データベースは自己発生データベースの特別な形態である)、
3.行われる符号化ラウンド数、
4.各符号化ラウンドで使用されるベース値、
5.特有のエンドコード。
使用されるベース値はホルダ(i)で符号化されるエレメントの数、または符号化されるホルダ(i)中の最高の数値にしたがう。あるホルダ(i)で、全てのインデックス値が連続的である(即ち常に“1”により値が変化する)ならば、ベース値は最小にエレメント数よりも1高いか、ホルダ(i)中の最大数でなければならない。ベース値は再度プロセッサ5によって毎回、符号化ラウンド毎に自動的に決定されることができる。プロセッサ5はその後、その点についての情報を永久コードリストと共に、受信機へ送信されなければならないデータに付加する。同じベース値がデフォルトによって開始点として取られるならば、後者は必要ではない。これにより復号プログラムは既に知られている。
ユニバーサルデータベースが使用される場合、各符号化ラウンドに使用されるベース値が固定されることができる。
この場合、ホルダ(i)当りの実際のエレメント数または先のホルダ(i)からの最高数値が考慮される。各符号化ラウンド前に、最も最適なベース値の変数が符号化プログラムにより計算されることができる。
参照データベースはこれらがコンパイルされる方法にかかわりなく、受信機への送信が行われる前にコードのサイズにしたがって分類されることができる。最高である最後の数値が開始点として取られるならば、数値間の相互の差が計算されることができる。例えば参照データベースで発生する残りの値を有する差値と同様に、この最高値のみが記憶されることができる。これらの差値はこの最高値と共に、参照データベース中でオリジナル値よりも非常に少数のバイトで登録されることができる。このようにして、情報の損失なしに、記憶およびデータベースの送信においてかなりの効率が実現されることができる。
オリジナルデータが再度検索されるように符号化されたデータを復号することは、復号器が符号化式、ベース値、エンドコードと同様に符号化に使用される符号化ラウンド数と精通しているならば可能である。
符号化プロセス前にオリジナルデータセットで実行されることができる可能な準備ステップを以下述べる(注意:全ての例が損失のない動作ではない)。
1.ビデオ/写真におけるRGBからYUV値への変換、
2.画素自体の平均による画素の置換。右へ、右下へ、下へまたは平均画素値の他の計算方法、
3.量子化、
4.連続するフレーム間の差のみの登録、
5.ディスクリートなコサイン変換、
6.雑音フィルタ、
7.可変のランレングスの符号化、
8.ハフマン符号化、
9.ブルームフィルタ、
10.ハッシュ表、
11.ハッシュ関数、
12.クロマサブサンプリング、
13.バターワースフィルタ、
14.DCTマトリックス(ディスクリートなコサイン変換)、
15.連続的なDCTマトリックスにおけるDCおよび/またはAC値間の差の登録のみ。
永久コードリストにおける可能な事後処理動作を以下述べる。
1.Rar、
2.Zip、
3.デフレート。
図1および2を参照して示された本発明による符号化方法は少なくとも以下の動作を含んでいる。
a)整数値i=0と参照データベースを規定し、
b)i番目の一時的コードリスト(TCL(i))中へデータを記憶し、
c)値を含んでいるその各位置において、参照データベースに記憶されているものと同じ対応する値の位置を参照するインデックスによって値を置換することにより、i番目の一時的コードリスト(TCL(i))からi番目のホルダ(ホルダ(i))を発生し、
d)一連の新しい一時的コードを発生し、i+1番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))中にそれを配置し、それにおいて各新しい一時的コードがi番目のホルダ(ホルダ(i))からの少なくとも2つの値を常に組み合わせる予め定められた式Fを使用して計算され、
e)値を含んでいるその各位置において、参照データベースに記憶されているものと同じ対応する値の位置を参照するインデックスによって値を置換することにより、i+1番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))からi+1番目のホルダ(ホルダ(i+1))を発生し、
f)i+1番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))とi+1番目のホルダ(ホルダ(i+1))の少なくとも一方が2度以上1以上の値を含むか否かをチェックし、ノーであるならば、動作g)にジャンプし、イエスであるならば、iの値を1増加し、動作d)にジャンプし、
g)符号化を終了する。
a)符号化ユニット又はその特有の参照によって最終的に発生された(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))を含むエンドコードを受信し、iの値を受信し、
b)参照データベース中の値を参照するインデックス値として(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))中の値を使用し、
c)i+1番目のホルダ(ホルダ(i+1))中の各位置において、その位置に対応するインデックス値を有する参照データベースからの値を配置することにより、(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))中の値を計算し、
d)(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))へ復号式を適用することによりi番目のホルダ(ホルダ(i))中の値を計算し、復号式は(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))から(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))を計算するための符号化ユニットにより使用されている式の逆公式であり、(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))のN倍の数の値を具備し、N≧2であり、
e)参照データベース中の値を参照するインデックス値としてi番目のホルダ(ホルダ(i))中の値を使用し、
f)i番目のホルダ(ホルダ(i))中の各位置において、その位置に対応するインデックス値を有する参照データベースからの値を配置することにより、i番目の一時的コードリスト(TCL(i))中の値を計算し、
g)iの値を1デクリメントし、i≧0ならば、(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))に復号式を適用することによりi番目のホルダ(ホルダ(i))中の値を計算し、復号式はi番目のホルダ(ホルダ(i))から(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))を計算するための符号化ユニットにより使用されている式の逆公式であり、i番目のホルダ(ホルダ(i))は(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))のN倍の数の値を有し、N≧2であり、動作e)へジャンプして戻り、i<0ならば、動作h)へジャンプし、
h)i番目のホルダからオリジナルデータセットを導出し、i=0である。
本発明の符号化技術により符号化されたオリジナルデータがそれ自体、既にDCT(デジタルコサイン変換)プロセスが使用された符号化の結果である本発明の実施形態を説明する。例えばJPEG符号化プロセスでこのようなDCTプロセスが使用され、量子化動作と組み合わせて使用されるとき損失のある符号化技術である。
1.RGB(赤、緑、青)のデータをYCbCrまたはYUVデータへ変換する。
2.YCbCrまたはYUVデータをサブサンプリングする。
3.ビデオフレームの画素を8*8画素マトリックスへ分割する。
4.DCTプロセスを8*8画素マトリックスへ適用する。
5.0から100の間の値について8*8DCT画素マトリックスの全ての値の量子化を行う。
6.これらのマトリックスにおいて「ジグザグ」読取りパターンを使用して8*8DCT画素マトリックスを64のベクトル値へ変換する。
7.RLE(ランレングス符号化)/ハフマン符号化を使用して64ベクトル値をエントロピー符号化する。
第1の代替例では、表Aの8*8DCT画素マトリックスは前述したようなJPEGプロセスでも使用されるようなジグザグパターンにしたがって読取られる。これは端部において多くのゼロ値を有する64のCDT画素値でベクトルをレンダリングする。
符号化は2つのDCT値のセット、即ち2つの連続的なバイトにおいて図2を参照して説明されているような符号化機構を適用することにより行われる。8ビットの2つのこのようなバイトの可能な異なる特有値の数は2^16=65.536である。したがって、これは第1の符号化ラウンド後に参照データベース1に存在することができる異なる値の最大数でもある。また、キーコードの最大数は第1の符号化ラウンド後65.536である。これらの異なる値のそれぞれは2つのバイトで表されるので、第1の符号化ラウンド後の参照データベース1の最大サイズは128Kbに等しい65.536*2バイト=131.072バイトである。
ファイル(0)からの2つの位置が符号化される。このような各位置は2バイト(第1のラウンドでの符号化を参照)を有し、全部で4バイトが共に符号化される。したがって第2のラウンドの異なる組合せの総数は2^32=4.294.967.296である。これは参照データベース2に記憶される必要がある符号化ラウンド2から生じた値の異なる特有の組合せの最大数である。キーコードの最大数も4.294.967.296である。
・図3乃至図10−2は、例示的なビデオフレームにおける4つの連続的なDCTマトリックスのこれらの符号化ラウンドを説明している(注:これらはJPEGピクチャまたはMP3オーディオファイルから生じることができる)。
DCT符号化 差DCT符号化
参照データベース1 32 23
参照データベース2 32 30
したがって、差DCTマトリックスに基づく符号化を使用するとき、ファイル(0)とファイル(1)中のより多くの位置が同じ値を有する。それ故、例えばハフマン、ランレングス符号化、ZIPまたはウィンラーに基づいた付加的な符号化動作を適用した後、結果的な損失のない圧縮は純粋なDCTマトリックスに基づくよりも良好である。
a)入力データエレメントを受信し、その入力データエレメントは以下のようにして得られる。
I.Mを整数値として、M*Mマトリックスへデータエレメントを分割し、
II.これらのM*MマトリックスへDCTプロセスを適用し、DCTデータエレメントを有するM*MDCTマトリックスをレンダリングし、
III.前記入力データエレメントをレンダリングする予め定められた下限と上限との間の値で前記M*MDCTマトリックスの全ての値を量子化する。
b)少なくとも以下のコンポーネントを有する予め定められた式Fを適用する。
d)値を含むその各位置において、参照データベースに記憶されているのと同じ対応する値の位置を参照するインデックスにより値を置換することによって、第1の一時的コードリスト(TCL(0))から第1のホルダ(ホルダ(0))を発生する。
e)一連の第2の一時的コードを発生し、それを第2の一時的コードリスト(TCL(1))中に配置し、それにおいて各新しい一時的コードはベース値BNの異なる値を使用して、第1のホルダ(ホルダ(0))から少なくとも2つの値を常に組み合わせる前記予め定められた式Fを使用して計算される。
f)値を含むその各位置において、参照データベースに記憶されているのと同じ対応する値の位置を参照するインデックスにより値を置換することによって、第2の一時的コードリスト(TCL(1))から第2のホルダ(ホルダ(1))を発生する。
1.Rar
2.Zip
3.Deflateである。
図3乃至図17−2の例では、2つの符号化ラウンドだけが適用され、第1のラウンドでは、2バイトのセットが符号化され、第2のラウンドでは、それぞれ16ビットを有する2つの値のセットが符号化される。以下さらに別の実施形態を説明する。
さらに別の実施形態では、式(1)または(1a)を使用しながら2以上のデータエレメントを組み合わせる前述の技術が前述のベクトル符号化と組み合わせられる符号化技術が使用される。
2バイト当りの 64値ベクトルの符号化
2つの符号化ラウンド
サイズ;
参照データベース より小さい より大きい
キーコード より大きい より小さい
したがって、式(1)または(1a)を使用しながら2(以上の)データエレメントを共に符号化することはサイズにおいて参照データベースを64値ベクトルの符号化の場合よりも小さくする。しかしながらキーコードのサイズは2(以上の)データエレメントを共に符号化する場合よりも大きい。
1)符号化方法、
2)例えばコンピュータのような、このような符号化方法を行うための装置、
3)使用において前記符号化方法を行うための、このような装置によりロードされることができるコンピュータプログラムプロダクト、
4)データキャリアが物理的なデータキャリアまたは搬送波であることができるこのようなコンピュータプログラムプロダクトを有するデータキャリア、
5)復号方法、
6)例えばコンピュータのようなこのような復号方法を行うための装置、
7)使用において前記復号方法を行うための、このような装置によりロードされることができるコンピュータプログラムプロダクト、
8)データキャリアが物理的なデータキャリアまたは搬送波であることができるこのようなコンピュータプログラムプロダクトを有するデータキャリア、
9)前記符号化および復号方法の両者を含む方法、
10)例えばコンピュータのような前記符号化および復号方法の両者を行う装置、
11)使用において前記符号化および復号方法の両者を行うための、このような装置によりロードされることができるコンピュータプログラムプロダクト、
12)データキャリアが物理的なデータキャリアまたは搬送波であることができるこのようなコンピュータプログラムプロダクトを含むデータキャリア。
Claims (24)
- データセットにおけるデータの符号化方法において、
a)整数値i=0と参照データベースを規定し、
b)i番目の一時的コードリスト(TCL(i))中にデータを記憶し、
c)値を含んでいるその各位置において、前記参照データベースに記憶されているものと同じ対応値の位置を参照するインデックスにより前記値を置換することによって、前記i番目の一時的コードリスト(TCL(i))からi番目のホルダ(ホルダ(i))を発生し、
d)一連の新しい一時的コードを発生し、それを(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))中に配置し、ここで各新しい一時的コードは常に前記i番目のホルダ(ホルダ(i))から少なくとも2つの値を組み合わせる予め定められた式Fを使用して計算され、
e)値を含んでいるその各位置において、前記参照データベースに記憶されているものと同じ対応値の位置を参照するインデックスにより前記値を置換することによって、(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))から(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))を発生し、
f)前記(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))と前記(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))の少なくとも一方が2度以上1以上の値を含むか否かをチェックし、ノーならば動作g)へジャンプし、イエスならばi値を1インクリメントして動作d)へジャンプし、
g)前記符号化を終了する方法。 - 一度のみ前記i番目の一時的コードリスト(TCL(i))からの全ての特有値を含んでいるものだけのリストを生成し、それを前記参照データベースの一部分を形成するi番目の永久コードリスト(PCL(i))に記憶することにより動作c)を開始し、
一度のみ前記(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))からの全ての特有値を含んでいるものだけの後続するリストを生成し、それを前記参照データベースの一部分を形成する(i+1)番目の永久コードリスト(PCL(i+1))に記憶することにより動作e)を開始するステップを含んでいる請求項1記載のデータの符号化方法。 - 前もって設定された完全な又は部分的なユニバーサル参照データベースの使用を含んでいる請求項1記載のデータの符号化方法。
- 前記参照データベースは部分的にユニバーサルであり、前記方法は、
前記i番目の一時的コードリスト(TCL(i))からの値が前記部分的にユニバーサルな参照データベースでまだ発生していないならば、この値を前記部分的にユニバーサルな参照データベースに付加する動作c)の開始と、
前記(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))からの値が前記部分的にユニバーサルな参照データベースでまだ発生していないならば、この値を前記部分的にユニバーサルな参照データベースに付加する動作c)の開始とにより、前記部分的にユニバーサルな参照データベースの拡張を含んでいる請求項3記載のデータの符号化方法。 - 前記参照データベース中の値を参照する前記インデックスは可変ビット符号化方式に従って配置される請求項3記載のデータの符号化方法。
- 損失のない圧縮アルゴリズムが前記参照データベースに適用される請求項2または4記載の方法。
- 各i番目および(i+1)番目の永久コードリストが別々に記憶され、各i番目および(i+1)番目のホルダは最小の可能な整数値でコンパイルされる請求項2記載の方法。
- Nはiの各値について定数値を有している請求項8または9記載の方法。
- Nはiの同じ値についての定数値を有するが、iの異なる値に対しては別の値を有することができる請求項8又は9記載の方法。
- 各ホルダは相互から常に1の値異なる連続的なインデックス値を有し、前記ベース値は前記予め定められた式が適用されるホルダ中の最高のインデックス値よりも少なくとも1高い値を有している請求項8乃至11のいずれか1項記載の方法。
- 動作g)の後、最終的に発生されたホルダ(ホルダ(i+1))又はその参照を含むエンドコードがコンパイルされ、前記エンドコードと、各iおよび(i+1)番目の一時的コードリストの計算に使用される前記式に関するデータとを復号ユニットに対して利用可能にする請求項1乃至12のいずれか1項記載の方法。
- 前記最終的に発生されたホルダ(ホルダ(i+1))は相互から常に1の値異なるインデックス値を含み、前記エンドコードは最高のインデックス値に等しいことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記参照データベースはサイズ順に分類された一連のコードを有し、前記一連のコードからの最大値および前記一連のコードからの最大値と前記一連のコードからの残りのコードとの間の全ての差値のみを含む新しい一連のコードにより前記一連のコードを置換する請求項1乃至14のいずれか1項記載の方法。
- プロセッサおよびメモリを具備し、前記プロセッサに請求項1乃至15のいずれか1項記載の方法を実行する能力を与えるように構成されたメモリデータおよびコンピュータプログラムの命令が記憶されている符号化装置。
- プロセッサにより受信された後、前記プロセッサに請求項1乃至14のいずれか1項記載の方法を実行する能力を与えるように構成されたデータおよび命令を含んでいるコンピュータプログラムプロダクト。
- 請求項17記載のコンピュータプログラムプロダクトが与えられたデータキャリア又は信号。
- a)符号化ユニットまたは特有のその参照によって最終的に発生された(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))を含む前記エンドコードを受信し、前記i値を受信し、
b)参照データベース中の値を参照するインデックス値として(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))中の値を使用し、
c)その位置に対応する前記インデックス値を有する前記参照データベースからの値を(i+1)番目のホルダ(ホルダ(i+1))の各位置に配置することにより(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))中の値を計算し、
d)復号式を前記(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))へ適用することによりi番目のホルダ(ホルダ(i))中の値を計算し、前記復号式は前記(i)番目のホルダ(ホルダ(i))から前記(i+1)番目の一時的コードリストを計算するために前記符号化ユニットにより使用されている式の逆公式であり、ここで前記i番目のホルダ(ホルダ(i))は前記(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))のN倍の値を有し、N≧2であり、
e)前記参照データベース中の値を参照するインデックス値として前記i番目のホルダ(ホルダ(i1))中の前記値を使用し、
f)前記i番目のホルダ(ホルダ(i))中の各位置において、その位置に対応する前記インデックス値を有する前記参照データベースからの値を位置させることによって、i番目の一時的コードリスト(TDCL(i)中の値を計算し、
g)1だけ前記i値をデクリメントし、i≧0ならば、前記復号式を前記(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))へ適用することによりi番目のホルダ(ホルダ(i))中の値を計算し、前記復号式は前記i番目のホルダ(ホルダ(i))から前記(i+1)番目の一時的コードリストを計算するために前記符号化ユニットにより使用されている式の逆公式であり、ここでi番目のホルダ(ホルダ(i))は前記(i+1)番目の一時的コードリスト(TCL(i+1))のN倍の値を有し、N≧2であり、動作e)に戻り、i<0ならば、動作h)にジャンプし、
h)i=0である前記i番目のホルダからオリジナルデータセットを獲得する動作によるエンドコードの復号方法。 - プロセッサおよびメモリを具備し、前記プロセッサに請求項19記載の方法を実行する能力を与えるように構成されたメモリデータおよびコンピュータプログラムの命令が記憶されている復号装置。
- プロセッサにより受信された後、前記プロセッサに請求項19記載の方法を実行する能力を与えるように構成されたデータおよび命令を有しているコンピュータプログラムプロダクト。
- 請求項21記載のコンピュータプログラムプロダクトが与えられているデータキャリア又は信号。
- 請求項16記載の符号化ユニットと請求項20記載の復号ユニットを具備している符号化/復号システム。
- a)入力データエレメントを受信し、その入力データエレメントは、
I.M*Mマトリックスへ前記データエレメントを分割し、Mは整数値であり、
II.これらのM*MマトリックスへDCTプロセスを適用し、DCTデータエレメントを有するM*M DCTマトリックスをレンダリングし、
III.前記入力データエレメントをレンダリングする予め定められた下限と上限との間の値で前記M*M DCTマトリックスの全ての値を量子化することによって得られ、
b)少なくとも以下のコンポーネントを有する予め定められた式Fを適用し、
d)値を含むその各位置において、参照データベースに記憶されているのと同じ対応する値の位置を参照するインデックスにより前記値を置換することによって、前記第1の一時的コードリスト(TCL(0))から第1のホルダ(ホルダ(0))を発生し、
e)一連の第2の一時的コードを発生し、それを第2の一時的コードリスト(TCL(1))中に配置し、それにおいて各新しい一時的コードはベース値BNの異なる値を使用して、前記第1のホルダ(ホルダ(0))から少なくとも2つの値を常に組み合わせる前記予め定められた式Fを使用して計算され、
f)値を含むその各位置において、前記参照データベースに記憶されているのと同じ対応する値の前記位置を参照するインデックスにより前記値を置換することによって、前記第2の一時的コードリスト(TCL(1))から第2のホルダ(ホルダ(1))を発生するステップを含んでいる符号化方法。
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