JP3005384B2 - ハフマン復号化回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ハフマン符号化方式
により符号化されたハフマン符号を復号するためのハフ
マン復号化回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データは非常に多くの情報量を含ん
でいる。そのため、画像データをそのままの形で処理す
るのは、メモリ容量および通信速度の点で実用的ではな
い。そこで、画像データ圧縮技術が重要となる。

【０００３】画像データ圧縮の国際標準の１つとしてＪ
ＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘ
ｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）がある。非可逆符号化を行なう
ＤＣＴ（離散コサイン変換）方式と、二次元空間でＤＰ
ＣＭ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＰＣＭ）を行なう可
逆符号化方式が採用されている。以下、ＤＣＴ方式の画
像データ圧縮を説明する。

【０００４】図４は、ＤＣＴ方式を実行するためのシス
テムの基本構成を示すブロック図である。

【０００５】符号化側では、ＤＣＴ装置１００が、入力
される原画像データにＤＣＴ変換を行ない、ＤＣＴ係数
を出力する。量子化器２００は、量子化テーブル４００
を参照してＤＣＴ係数に量子化処理を行ない、量子化さ
れたＤＣＴ係数（以下、量子化ＤＣＴ係数と呼ぶ）を出
力する。エントロピー符号化器３００は、符号化テーブ
ル５００を参照して量子化ＤＣＴ係数にエントロピー符
号化処理を行ない、圧縮データを出力する。エントロピ
ー符号化の方式としてハフマン符号化方式が用いられ
る。

【０００６】復号化側では、エントロピー復号器６００
が、符号化テーブル５００を参照して圧縮データにエン
トロピー復号化処理を行ない、量子化ＤＣＴ係数を出力
する。逆量子化器７００は、量子化テーブル４００を参
照して量子化ＤＣＴ係数に逆量子化処理を行ない、ＤＣ
Ｔ係数を出力する。逆ＤＣＴ装置８００は、ＤＣＴ係数
に逆ＤＣＴ変換を行ない、再生画像データを出力する。

【０００７】図５に示すように、各圧縮データ（符号デ
ータ）は可変長のハフマン符号および可変長の付加ビッ
トからなる。ハフマン符号の符号長および付加ビットの
符号長は各圧縮データによって異なる。

【０００８】図６は、従来のハフマン復号化回路の主要
部の構成を示すブロック図である。ハフマンテーブル１
は、２^m ワードの記憶容量を有するメモリ回路からな
る。ここで、ｍはハフマン符号の最大符号長を表す。メ
モリ回路としては、スタティックランダムアクセスメモ
リ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ
（ＤＲＡＭ）等が用いられる。

【０００９】ハフマンテーブル１のアドレス入力端子Ａ
Ｄには、圧縮データの先頭のｍビットがアドレス信号と
して与えられる。ハフマンテーブル１内の各アドレスに
は、そのアドレスが表すハフマン符号に対応する復号デ
ータが格納される。

【００１０】たとえば、ハフマン符号の最大符号長ｍを
１６とすると、１６ビット長のハフマン符号“１１１１
１１１１１１１１０１０１”に対応する復号データは、
アドレス“１１１１１１１１１１１１０１０１”に格納
される。１５ビット長のハフマン符号“１１１１１１１
１１００００１０”に対応する復号データは、２つのア
ドレス“１１１１１１１１１００００１０Ｘ”に格納さ
れる。ここで、Ｘは０および１を表す。また、２ビット
長のハフマン符号“０１”に対応する復号データは、２
¹⁴個のアドレス“０１ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸ”
に格納される。

【００１１】このように、ハフマンテーブル１には、最
大符号長に相当する１６ビットの圧縮データがアドレス
信号として与えられるので、最大符号長よりも短いハフ
マン符号に対応する復号データは、複数のアドレスに格
納しておく必要がある。

【００１２】たとえば、圧縮データが２ビットのハフマ
ン符号“０１”を含む場合には、ハフマンテーブル１に
は、１６ビットの圧縮データ“０１…”がアドレス信号
として与えられる。それにより、アドレス“０１…”に
格納された復号データが読み出され、データ出力端子Ｄ
Ｏから出力される。このようにして、圧縮データに含ま
れるハフマン符号が復号される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
ハフマン復号化回路では、ハフマン符号の最大符号長ｍ
に相当するビット数の圧縮データがアドレス信号として
ハフマンテーブル１に与えられるので、ハフマンテーブ
ル１を構成するメモリ回路の記憶容量は２^m ワード必要
となる。この場合、最大符号長ｍよりも短いハフマン符
号に対応する復号データは複数のアドレスに格納され
る。ハフマン符号の数をｎとすると、メモリ回路の利用
効率はｎ／２^m となる。

【００１４】このように、従来のハフマン復号化回路で
は、ハフマン符号の数よりもはるかに多くの数のアドレ
スに余分な復号データを書き込む必要があり、メモリ回
路の利用効率が非常に低い。その結果、ハフマン復号化
回路の回路規模が大きくなり、かつ処理の高速化を図る
ことが困難となる。

【００１５】この発明の目的は、小さい回路規模で高速
にハフマン復号化処理を行なうことができるハフマン復
号化回路を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】（１）第１の発明 第１の発明に係るハフマン復号化回路は、任意の符号長
を有するハフマン符号を復号するためのハフマン復号化
回路であって、復号データ記憶手段、複数のハフマン符
号記憶手段、複数のフィルタ手段、複数の一致検出手
段、および選択手段を備える。

【００１７】復号データ記憶手段は、複数のハフマン符
号にそれぞれ対応する複数の復号データを記憶する。複
数のハフマン符号記憶手段は、複数のハフマン符号に対
応して設けられ、各々が対応するハフマン符号を記憶す
る。

【００１８】複数のフィルタ手段は、複数のハフマン符
号に対応して設けられ、各々が復号されるべきハフマン
符号を含む符号データを受け、符号データのうち対応す
るハフマン符号の符号長に相当する部分を通過させる。

【００１９】複数の一致検出手段は、複数のハフマン符
号に対応して設けられ、各々が対応するハフマン符号記
憶手段に記憶されるハフマン符号と対応するフィルタ手
段の出力データとの一致を検出する。選択手段は、複数
の一致検出手段の出力信号に応答して復号データ記憶手
段に記憶された複数の復号データのいずれかを選択して
出力する。

【００２０】（２）第２の発明 第２の発明に係るハフマン復号化回路においては、複数
のフィルタ手段の各々が、フィルタデータ記憶手段およ
び論理ゲート手段を含む。

【００２１】フィルタデータ記憶手段は、対応するハフ
マン符号の符号長に相当するビット長を有するフィルタ
データを記憶する。論理ゲート手段は、符号データおよ
び対応するフィルタデータ記憶手段から出力されるフィ
ルタデータを受け、符号データのうちフィルタデータに
相当する部分を出力する。

【００２２】（３）第３の発明 第３の発明に係るハフマン復号化回路においては、ハフ
マン符号記憶手段が、複数のハフマン符号に対応する複
数のレジスタを含む。

【００２３】

【作用】第１ないし第３の発明に係るハフマン復号化回
路においては、復号されるべきハフマン符号を含む符号
データが複数のフィルタ手段に与えられる。各フィルタ
手段は、その符号データのうち対応するハフマン符号の
符号長に相当する部分を通過させる。一致検出手段は、
対応するフィルタ手段の出力データを対応するハフマン
符号記憶手段に記憶されるハフマン符号と比較し、それ
らが一致しているか否かを検出する。選択手段は、複数
の一致検出手段の比較結果に基づいて、復号データ記憶
手段に記憶される複数の復号データのいずれかを選択す
る。

【００２４】このハフマン復号化回路においては、復号
データ記憶手段は、ハフマン符号の数と同じ数の復号デ
ータを記憶すれば足りるので、復号データ記憶手段の記
憶容量が小さくなる。そのため、復号データ記憶手段を
レジスタにより構成することが可能となる。その結果、
処理速度が高速化される。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の一実施例によるハフマン復
号化回路を図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２６】図１は、この実施例のハフマン復号化回路
の構成を示すブロック図である。このハフマン復号化回
路は、例えば、ＤＣハフマン符号を復号するために用い
られる。この実施例では、ハフマン符号の数をｎとし、
ハフマン符号の最大符号長をｍとする。

【００２７】図１のハフマン復号化回路は、メモリ回路
からなるハフマンテーブル１０、ｎ個のハフマン符号レ
ジスタ２１，…，２ｎ、ｎ個のフィルタ回路３１，３
２，…，３ｎおよびｎ個の一致検出回路４１，４２，
…，４ｎを含む。

【００２８】ハフマン符号レジスタ２１，２２，…，２
ｎはｎ個のハフマン符号にそれぞれ対応して設けられ
る。各ハフマン符号レジスタには対応するハフマン符号
が格納される。

【００２９】ｎ個のフィルタ回路３１，３２，…，３ｎ
はｎ個のハフマン符号にそれぞれ対応して設けられる。
フィルタ回路３１は符号フィルタレジスタ５１およびＡ
ＮＤゲート６１を含む。フィルタ回路３２は符号フィル
タレジスタ５２およびＡＮＤゲート６２を含む。同様
に、フィルタ回路３ｎは符号フィルタレジスタ５ｎおよ
びＡＮＤゲート６ｎを含む。

【００３０】各符号フィルタレジスタには、対応するハ
フマン符号の符号長に相当するビット長のフィルタデー
タが格納される。ＡＮＤゲート６１の一方の入力端子に
はｍビットの圧縮データ（符号データ）が与えられ、他
方の入力端子には符号フィルタレジスタ５１の出力デー
タが与えられる。ＡＮＤゲート６２の一方の入力端子に
はｍビットの圧縮データが与えられ、他方の入力端子に
は符号フィルタレジスタ５２の出力データが与えられ
る。同様に、ＡＮＤゲート６ｎの一方の入力端子にはｍ
ビットの圧縮データが与えられ、他方の入力端子には符
号フィルタレジスタ５ｎの出力データが与えられる。

【００３１】ＡＮＤゲート６１は、ｍビットの圧縮デー
タのうち符号フィルタレジスタ５１に格納されるフィル
タデータに相当する部分を出力する。ＡＮＤゲート６２
は、ｍビットの圧縮データのうち符号フィルタレジスタ
５２に格納されるフィルタデータに相当する部分を出力
する。同様に、ＡＮＤゲート６ｎは、ｍビットの圧縮デ
ータのうち符号フィルタレジスタ５ｎに格納されるフィ
ルタデータに相当する部分を出力する。

【００３２】ｎ個の一致検出回路４１，４２，…，４ｎ
はｎ個のハフマン符号に対応して設けられる。一致検出
回路４１は、ＡＮＤゲート６１の出力データとハフマン
符号レジスタ２１の出力データとを比較し、それらが一
致したときに出力信号Ａ１を発生する。一致検出回路４
２は、ＡＮＤゲート６２の出力データとハフマン符号レ
ジスタ２２の出力データとを比較し、それらが一致した
ときに出力信号Ａ２を発生する。同様に、一致検出回路
４ｎは、ＡＮＤゲート６ｎの出力データとハフマン符号
レジスタ２ｎの出力データとを比較し、それらが一致し
たときに出力信号Ａｎを発生する。

【００３３】一致検出回路４１，４２，…，４ｎの出力
信号はアドレス信号としてハフマンテーブル１０のアド
レス入力端子ＡＤに与えられる。ハフマンテーブル１０
には、ｎ個のハフマン符号にそれぞれ対応するｎ個の復
号データが格納される。一致検出回路４１の出力信号Ａ
１により指定されるアドレスには、ハフマン符号レジス
タ２１に格納されるハフマン符号に対応する復号データ
が格納される。一致検出回路４２の出力信号Ａ２により
指定されるアドレスには、ハフマン符号レジスタ２２に
格納されるハフマン符号に対応する復号データが格納さ
れる。同様に、一致検出回路４ｎの出力信号Ａｎにより
指定されるアドレスには、ハフマン符号レジスタ２ｎに
格納されるハフマン符号に対応する復号データが格納さ
れる。

【００３４】ハフマンテーブル１０のアドレス入力端子
ＡＤに出力信号Ａ１，Ａ２，…，Ａｎのいずれかが与え
られると、その出力信号により指定されるアドレスから
復号データが読み出され、データ出力端子ＤＯから出力
される。

【００３５】次に、図２を参照しながら図１のハフマン
復号化回路の動作の一例を説明する。図２には、ハフマ
ン符号レジスタ２ｉ、符号フィルタレジスタ５ｉ、ＡＮ
Ｄゲート６ｉおよび一致検出回路４ｉが示される。ここ
で、ｉは１〜ｎのいずれかを表す。また、図２の例で
は、ハフマン符号の最大符号長ｍを１６とする。

【００３６】この場合、ハフマン符号レジスタ２ｉは１
６ビット長を有し、符号フィルタレジスタ５ｉも１６ビ
ット長を有する。図２に示すように、ハフマン符号レジ
スタ２ｉに５ビット長のハフマン符号“１１０１１”が
格納される。ハフマン符号レジスタ２ｉの残りの１１ビ
ットには０が格納される。符号フィルタレジスタ５ｉに
は５ビット長のフィルタデータ“１１１１１”が格納さ
れる。符号フィルタレジスタ５ｉの残りの１１ビットに
は０が格納される。

【００３７】ＡＮＤゲート６ｉの一方の入力端子に、５
ビット長のハフマン符号“１１０１１”を含む１６ビッ
トの圧縮データが与えられると、ＡＮＤゲート６ｉの出
力データは“１１０１１０００００００００００”とな
る。一致検出回路４ｉは、ＡＮＤゲート６ｉの出力デー
タ“１１０１１０００００００００００”とハフマン符
号レジスタ２ｉの出力データ“１１０１１００００００
０００００”とを比較する。

【００３８】この場合、両者は一致するので、一致検出
回路４ｉは出力信号Ａｉを発生する。出力信号Ａｉは、
図１に示されるハフマンテーブル１０のアドレス入力端
子ＡＤに与えられる。その結果、ハフマンテーブル１０
において、出力信号Ａｉにより指定されたアドレスから
復号データが読み出される。

【００３９】図３は、ハフマンテーブル１０の構成の一
例を示すブロック図である。このハフマンテーブル１０
は、ｎ個のハフマン符号に対応するｎ個のレジスタ１０
１，１０２，…，１０ｎおよび組合せ回路１１０を含
む。

【００４０】レジスタ１０１には、図１のハフマン符号
レジスタ２１に格納されたハフマン符号に対応する復号
データが格納される。レジスタ１０２には、図１のハフ
マン符号レジスタ２２に格納されたハフマン符号に対応
する復号データが格納される。同様に、レジスタ１０ｎ
には、図１のハフマン符号レジスタ２ｎに格納されたハ
フマン符号に対応する復号データが格納される。

【００４１】組合せ回路１１０には、アドレス入力端子
ＡＤを介して図１の一致検出回路４１，４２，…，４ｎ
の出力信号が与えられる。組合せ回路１１０は、与えら
れる出力信号に応答して、レジスタ１０１，１０２，
…，１０ｎのうちいずれか一つを選択する。それによ
り、選択されたレジスタから復号データが出力される。

【００４２】たとえば、組合せ回路１１０は、図１の出
力信号Ａ１に応答してレジスタ１０１を選択する。また
図１の出力信号Ａ２に応答してレジスタ１０２を選択す
る。同様に、図１の出力信号Ａｎに応答してレジスタ１
０ｎを選択する。

【００４３】図１の実施例においては、ハフマンテーブ
ル１０にはｎ個のハフマン符号に対応するｎ個の復号デ
ータを格納すれば足りるので、ハフマンテーブル１０の
記憶容量が小さくなる。また、ハフマンテーブル１０の
利用効率が１００％に向上される。その結果、ハフマン
テーブル１０に要するハードウエア構成が簡素化され、
回路規模も大幅に削減される。

【００４４】また、図３に示したように、ハフマンテー
ブル１０を複数のレジスタおよび組合せ回路によりＩＣ
上に構成することができる。それにより、処理速度の高
速化を容易に実現することができる。

【００４５】なお、上記実施例では、各フィルタ回路を
符号フィルタレジスタおよびＡＮＤゲートにより構成し
ているが、各フィルタ回路は、与えられるｍビットの圧
縮データのうち対応するハフマン符号の符号長に相当す
るビットのみを通過させる機能を有すれば、他の回路構
成を用いてもよい。

【００４６】また、上記実施例では、ハフマンテーブル
をレジスタおよび組合せ回路により構成しているが、ハ
フマンテーブルはメモリセル選択回路を含むメモリで構
成してもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、復号
データ記憶手段にはハフマン符号の数と同じ数の復号デ
ータを格納すれば足りるので、復号データ記憶手段の記
憶容量および回路規模が小さくなる。

【００４８】また、復号データ記憶手段の記憶容量が小
さくてよいので、復号データ記憶手段をレジスタにより
構成することが可能となる。それにより、処理速度が高
速化される。

【００４９】その結果、高速動作が可能で、かつ回路規
模が小さいハフマン復号化回路が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のハフマン復号化回路の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１のハフマン復号化回路の動作の一例を説明
するための図である。

【図３】図１のハフマン復号化回路に含まれるハフマン
テーブルの構成の一例を示すブロック図である。

【図４】ＤＣＴ方式の画像データ圧縮システムの基本構
成を示すブロック図である。

【図５】圧縮データの構成を示す図である。

【図６】従来のハフマン復号化回路の主要部の構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１０ ハフマンテーブル ２１，２２，２ｎ ハフマン符号レジスタ ３１，３２，３ｎ フィルタ回路 ４１，４２，４ｎ 一致検出回路 ５１，５２，５ｎ 符号フィルタレジスタ ６１，６２，６ｎ ＡＮＤゲート １０１，１０２，１０ｎ レジスタ １１０ 組合せ回路 Ａ１，Ａ２，Ａｎ 出力信号 ＡＤ アドレス入力端子 ＤＯ データ出力端子 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の符号長を有するハフマン符号を復
   号するためのハフマン復号化回路であって、 複数のハフマン符号にそれぞれ対応する複数の復号デー
   タを記憶する復号データ記憶手段と、 前記複数のハフマン符号に対応して設けられ、各々が対
   応するハフマン符号を記憶する複数のハフマン符号記憶
   手段と、 前記複数のハフマン符号に対応して設けられ、各々が復
   号されるべきハフマン符号を含む符号データを受け、前
   記符号データのうち対応するハフマン符号の符号長に相
   当する部分を通過させる複数のフィルタ手段と、 前記複数のハフマン符号に対応して設けられ、各々が対
   応するハフマン符号記憶手段に記憶されるハフマン符号
   と対応するフィルタ手段の出力データとの一致を検出す
   る複数の一致検出手段と、 前記複数の一致検出手段の出力信号に応答して前記復号
   データ記憶手段に記憶された前記複数の復号データのい
   ずれかを選択して出力する選択手段とを備えた、ハフマ
   ン復号化回路。
2. 【請求項２】 前記複数のフィルタ手段の各々は、 対応するハフマン符号の符号長に相当するビット長を有
   するフィルタデータを記憶するフィルタデータ記憶手段
   と、 前記符号データおよび対応するフィルタデータ記憶手段
   から出力されるフィルタデータを受け、前記符号データ
   のうち前記フィルタデータに相当する部分を出力する論
   理ゲート手段とを含む、請求項１に記載のハフマン復号
   化回路。
3. 【請求項３】 前記ハフマン符号記憶手段は、前記複数
   のハフマン符号に対応する複数のレジスタを含む、請求
   項１に記載のハフマン復号化回路。