JP2966437B2 - ラン長符号符号化回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、符号化回路、特に同一情報源シンボルが
連続する長さ（以下ラン長と称す）に対して適当な符号
を割り当てて符号化を行なうラン長符号の符号化回路に
関する。

「従来の技術」 画像符号化伝送装置においては、入力される情報源の
情報量が非常に大きいため、その処理効率、伝送効率を
向上させるため、情報の圧縮符号化が行なわれる。圧縮
符号化技術としては、冗長度抑圧可変長符号化の技術が
ある。

この可変長符号化技術は、情報源から発生する各情報
源シンボルの生起確率が総てのシンボルについて一定で
はなく、各シンボル毎に異なっていること、即ち、各情
報源シンボルが持っている情報量がシンボル毎に異なっ
ていることを利用する。

つまり、各情報源シンボルを、該情報源シンボルの情
報量（生起確率）とほぼ等しい符号長を持った符号語で
置き換えて行くことによって符号化することで、情報源
の冗長度を抑圧しようとするものである。

しかしながら、実際に符号化しようとする情報は、フ
ァクシミリ伝送においては、情報源シンボルが０（白）
と１（黒）の２つの値しかとらないように、情報源シン
ボルの種類が極端に少ない場合や、特定の情報源シンボ
ルの生起確率が他と比べて極端に大きい場合等、可変長
符号化だけでは充分に冗長度抑圧が行えない場合が存在
する。

このような場合には、複数の情報源シンボルを合成し
て新たに１つの情報源シンボルと考えて符号化の対象と
する方法、即ち、元の情報源を組み合わせて新しい情報
源を定義する情報源拡大と呼ばれる方法によって、符号
化対象をより冗長度抑圧符号化し易いものに変換するこ
とが行なわれる。

このような、情報源拡大による符号化方式の代表的な
ものに、ラン長符号化方式がある。ラン長符号化方式
は、ファクシミリ伝送のように、情報源シンボルの種類
が少ない場合には、各シンボルについて、また特定の情
報源シンボルの生起確率のみが非常に大きい場合には情
報源シンボルについて、情報源シンボルの値ではなく、
同一シンボルが連続して発生する長さを符号化対象とす
る方式である。

第３図に従来のラン長符号化回路30の構成例の概略ブ
ロック図を示す。

まず、符号化しようとする情報源シンボルのシンボル
列31は、順にシンボル判定回路32に入力される。シンボ
ル判定回路32では、入力されたシンボルの値に従って、
シンボルの値を符号化対象とするか、あるいはラン長を
計数してラン長を符号化対象とするかが選択される。

ラン長の計数が選択された場合には、ラン長カウンタ
33が１だけカウントアップされる。一方、符号化が選択
された場合には、これまでラン長カウンタ33において計
数されたランの終了であるから、ラン長カウンタ33の計
数値が読み出されて符号化回路34へ送られ符号化され
る。

読み出しが終わると、ラン長カウンタ33は０にリセッ
トされると共に、シンボルの値が符号化回路34へ送られ
る。

符号化回路34は、入力された符号化されるべき情報
（ラン長、又はシンボル値）をアドレスとして、符号表
から符号語を読み出して出力する。マルチプレクサ35
は、符号化回路34への入力をラン長カウンタ33の出力計
数値と入力シンボルの値との間で切り替えるために設け
られる。

タイミング制御回路36は、ラン長符号符号化回路30の
動作に必要なタイミング信号を供給する。

第２図にラン長符号符号化回路に30入力される情報源
シンボル列の一例を示す。同図に示すシンボル列が入力
された場合のラン長符号符号化回路30の動作を説明す
る。

最初、ラン長カウンタ33は０にリセットされている。
入力シンボル列の初めのシンボルが０であるから、シン
ボル判定回路32において、ラン長の計数が選択され、ラ
ン長カウンタ33に対して、カウントアップが指示され
る。引き続く入力シンボルも０であるから、同様にして
ラン長カウンタ33がカウントアップされる。次の入力シ
ンボルは３であるから、シンボル判定回路32において
は、シンボルの符号化が選択される。このとき、シンボ
ル判定回路32からは、まず、前記ラン長カウンタ33に対
する計数値の読み出しが指示され、マルチプレクサ35の
出力、即ち、符号化回路34への入力が、計数値に切り替
えられて、ラン長“2"が符号化される。

次に、マルチプレクサ35の出力が、シンボル値側に切
り替えられ、入力シンボルの値“3"が符号化回路34にお
いて符号化され出力される。このとき、ラン長カウンタ
33は０にリセットされる。

このような処理を入力シンボル毎に繰り返すことによ
って、入力シンボル列は順次符号化されていく。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、ラン長符号符号化回路34においては、
ラン長を計数するための処理及び符号化対象となる情報
（シンボルの値、又はラン長）を符号語に置き換える処
理の２段階の異なる処理を実現する必要があり、回路構
成が複雑になる。

また、上述の符号化対象となる情報を符号語に置き換
える処理において、符号化効率をさらに向上させるため
にラン長情報またはシンボルの値のいづれかを選択して
符号語に符号化する場合、符号語に置き換える処理に加
えて、符号化回路34へ入力された情報源シンボルのラン
長を符号化するか、情報源シンボルの値そのものを符号
化するかを判断するための処理が必要であり、回路構成
がさらに複雑になるという問題点があった。

本発明はかかる点に鑑みなされたものであり、比較的
簡単な回路構成で、ラン長を効率よく符号化することが
できる共に、ラン長あるいはシンボルの値が適当に選択
されて符号化される場合に対しても、容易に適応可能な
ラン長符号化回路を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 上述の課題を解決するため、本発明は、情報源から連
続して発生する同一情報源シンボルを符号化する場合
に、該情報源シンボルの値ではなくて、該情報源シンボ
ルのラン長に対して適当な符号語を割り当てることによ
って情報源シンボルを符号化するラン長符号符号化回路
において、該ラン長符号符号化回路の状態をラッチする
レジスタと、前記レジスタにラッチされた現在のラン長
符号符号化回路の状態と次に入力される情報源シンボル
とから次のラン長符号符号化回路の状態及び入力された
前記情報源シンボルに対応する符号語を生成するための
ROM等によって構成されるテーブルと、前記テーブルが
生成た符号語をラッチして、確定した符号語を順次外部
へ出力していく符号出力手段とを備える。

「作 用」 情報源シンボルがROM等によって構成されるテーブル
に入力されると、前記情報源シンボルを入力したテーブ
ルは、レジスタにラッチされているラン長符号符号化回
路の現在の状態と前記入力した情報源シンボルとに基づ
き、次のラン長符号符号化回路の状態を生成すると共
に、入力した前記情報源シンボルに対応する符号語を同
時に生成する。そして、前記レジスタは生成された前記
次のラン長符号符号化回路の状態をラッチしてその内容
を更新する。また、符号出力手段は、入力する情報源シ
ンボルの連続が終了して確定した符号語をラッチして外
部へ出力する。

以下同様に、新たな情報源シンボルが順次入力される
と、テーブルは新たなラン長符号符号化回路の状態およ
び符号語を順次生成する。レジスタは、テーブルが順次
生成する新たなラン長符号符号化回路の状態をラッチし
て内容を更新すると共に、符号出力手段は、確定した符
号語をラッチして外部に出力する。

「実 施 例」 続いて、この発明に係るラン長符号符号化回路の一例
について、図面を参照して詳細に説明する。

第１図に本発明のラン長符号符号化回路10の構成例の
概略ブロック図を示す。

まず、符号化しようとする入力情報源シンボル列11
は、符号化シーケンス回路12に順に入力される。

符号化シーケンス回路12は状態遷移をもって符号語を
生成する順序論理回路として構成される。すなわち、符
号化シーケンス回路12の状態遷移およびハフマン符号語
等の符号語がテーブルとして格納されたテーブルROM1
3、符号化シーケンス回路の状態をラッチする状態レジ
スタ14、符号化結果である符号語をラッチして出力する
符号レジスタ15とで構成される。ここで、状態レジスタ
14がラッチする符号化シーケンス回路12の状態情報（状
態遷移）は、それまでの入力情報シンボルのラン長が累
積的に反映したものとして生成される。また、テーブル
ROM13に格納された符号語は、同じくテーブルROM13に格
納された符号化シーケンス回路12の状態遷移と、入力さ
れた情報源シンボル列11とにより特定されてテーブルRO
M13から順次出力される。

符号化終了信号は、符号化が終了して適当な符号語が
符号レジスタ15にラッチされたことを示すための信号で
ある。

タイミング制御回路17は、符号化シーケンス回路12の
動作に必要なクロック等のタイミング信号を発生して供
給する。

符号化シーケンス回路12へは、シンボル列が順に入力
され、入力シンボルと状態レジスタ14で示される現在の
状態とは、テーブルROM13のアドレスを生成し、テーブ
ルROM13に格納された状態遷移表に従って、次に遷移す
るべき状態が読み出されると共に、符号語も同時に読み
出されて生成される。すなわち、符号化シーケンス回路
12は、入力されたシンボルと、それまで状態レジスタ14
に格納されていた状態とより特定される新たな状態およ
び符号語を生成する。生成されたこの状態は、状態レジ
スタ14にラッチされる。

このときに、符号語が確定して出力可能であれば、こ
の符号語は符号レジスタ15にラッチされると共に、符号
化終了信号が出力される。第２図にラン長符号符号化回
路に入力されるシンボル列の一例を示す。

第２図のシンボル列が入力された場合のラン長符号符
号化回路10の動作を説明する。

最初、状態レジスタ14は初期状態にリセットされてい
る。入力シンボル列の初めのシンボル０は、状態レジス
タ14で示される値と共に、テーブルROM13のアドレスと
して供給されて、次の状態を読み出し、状態レジスタ14
にラッチされる。この時点では、出力符号語は確定して
いないため、符号化終了信号は出力されない。

引き続く入力シンボルも０であるから、同様にして状
態レジスタ14の値と組み合わされて、テーブルROM13か
ら次の状態が読み出され、この状態がレジスタ14に新た
にラッチされると共に、符号語“001"が生成される。

このようにして、ラン長として符号化されるべき情報
源シンボルに対しては、従来のラン長符号符号化回路30
におけるラン長の計数処理と等価な処理が、符号化シー
ケンス回路12の内部での状態遷移として実現される。す
なわち、符号語は、ラン長が反映されて状態レジスタ14
に格納された符号化シーケンス回路12の状態遷移と、入
力されるシンボルとから特定されたものがテーブルROM1
3が内蔵するテーブルから読み出されて生成される。

次の入力シンボルの値“3"が入力されると、テーブル
ROM13がランの終了を検出する。この検出を受けて、符
号レジスタ15は、前述したラン長“2"に対応する符号語
“001"をラッチする。ここで、ランの終了の検出は、状
態レジスタ14にラッチされた現在の状態（テーブルROM1
3が現在入力する入力シンボル列11の値）と次に入力す
る入力シンボル列11の値とを比較して行う。即ち、テー
ブルROM13は、入力シンボル列11の値をラン長符号符号
化回路の状態を表す値のひとつとして状態レジスタ14に
格納し、新たな入力シンボル列11の値が入力される度に
状態レジスタ14の内容を更新する。そして、次に入力す
る入力シンボル列11の値を状態レジスタ14が格納する現
在の値と比較することにより、入力シンボル列11の値が
変化したことを認識する。例えば、入力シンボル列11の
値“0"のラン長を符号化する場合、この値“0"が連続す
る間、状態レジスタ14はラン長符号符号化回路の状態を
表す値のひとつとして“0"を維持する。次に、入力シン
ボル列11の値“0"の連続が終了して例えば値“3"が次に
入力されると、テーブルROM13は状態レジスタ14がそれ
まで維持する値“0"と次に入力する値“3"とを比較し
て、入力シンボル列11の値の変化を認識し、これにより
ランの終了を検出する。なお、上述の状態レジスタ14が
維持（格納）する値と次に入力する入力シンボル列11の
値との比較は、例えば排他的論理和演算回路のように極
めて小規模な論理回路などの回路的手段を用いて行うこ
とができ、この場合、排他的論理和の値が“1"となった
ときに入力シンボル列11の値が変化したものと認識して
ランの終了を検出する。

次に、テーブルROM13がこのようにしてランの終了を
検出すると、この検出を受けて（ランの終了を検出した
ことを契機として）符号レジスタ15はテーブルROM13が
生成する符号語をラッチすると共に、テーブルROM13が
符号化終了信号を出力し、符号レジスタ15にラッチされ
た符号語が確定されて出力可能であることをこの符号語
を入力する図示しない外部装置に報知して、状態レジス
タ14を初期状態にリセットする、この後、テーブルROM1
3は、入力シンボルの値“3"に対応した符号語“0111"を
生成する。

以下同様に、入力シンボルの“3"に後続するシンボル
列“010002・・・”を順次処理して符号語に符号化す
る。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明のラン長符号符号化回路
は、入力シンボルのラン長を反映させて状態遷移を定
め、この状態遷移と入力シンボルとから符号語を生成す
るように構成したので、入力シンボルのラン長を計数す
るための処理と、符号語に置き換える処理とを同時に行
うことができ、簡易な回路構成で入力シンボルを、ラン
長符号以外の例えばハフマン符号語などの符号語に効率
良く高速に符号化することができる。

また、ラン長情報と情報源シンボルとが混在した情報
列を符号語に符号化する場合であっても、回路構成を変
更することなく、テーブルを書き換えるのみで対応する
ことができる。

さらに、例えば排他的論理和演算回路などの極めて小
規模な回路的手段によりランの終了を検出するので、ラ
ンの終了を認識するためのデータをテーブルの中に予め
定義しておく必要がない。このため、有為な回路規模の
増加を伴うことなく、テーブルに定義すべきデータ量を
最小限に抑えることができる。

その結果、ラン長符号を用いた画像符号化伝送装置等
において、簡単な構成で、処理効率の高い、高速処理の
可能な送信側符号化装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る実施例の構成を示す概略ブロッ
ク図、第２図はラン長符号符号化回路に入力される情報
源シンボル列の一例を示す図、第３図は従来のラン長符
号符号化回路の構成図を示す概略ブロック図である。 10,30……ラン長符号符号化回路 12……符号化シーケンス回路 13……ROMテーブル 14……状態レジスタ 15……符号レジスタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報源から連続して発生する情報源シンボ
   ルを符号化する場合に、該情報源シンボルの値、または
   特定の情報源シンボルのラン長に対して適当な符号語を
   割り当てることによって情報源シンボルを符号化するラ
   ン長符号符号化回路において、 該ラン長符号符号化回路の状態をラッチするレジスタ
   と、 該レジスタにラッチされた現在のラン長符号符号化回路
   の状態と次に入力される情報源シンボルとからランの終
   了を検出すると共に、次のラン長符号符号化回路の状
   態、及び前記特定の情報源シンボルのラン長と入力され
   た情報源シンボルに対応する符号語を生成するためのRO
   M等によって構成されるテーブルと、前記ランの終了を
   検出したことを契機として前記テーブルが生成した前記
   ラン長及び情報源シンボルに対応する符号語をラッチし
   て、確定した符号語を順次外部へ出力していく符号出力
   手段と、 を備えたことを特徴とするラン長符号符号化回路。