JP3119025B2 - Encoding device and decoding device - Google Patents

Encoding device and decoding device

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JP3119025B2
JP3119025B2 JP05094278A JP9427893A JP3119025B2 JP 3119025 B2 JP3119025 B2 JP 3119025B2 JP 05094278 A JP05094278 A JP 05094278A JP 9427893 A JP9427893 A JP 9427893A JP 3119025 B2 JP3119025 B2 JP 3119025B2
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、符号化・復号化装置、
特に画像情報などの符号化・復号化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an encoding / decoding device,
In particular, the present invention relates to an apparatus for encoding and decoding image information and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】マルコフ情報源の符号化においては、情
報源の出力シンボル系列に対し、既に符号化済みのシン
ボルである参照シンボルにより符号化対象シンボルを予
測し、その予測誤差信号を参照シンボルパターンにより
予測的中率に応じて各予測誤差信号をいくつかの群に分
類し、それぞれに適した符号を用いて符号化が行われて
いる。ここで、以下この予測誤差信号の作成のことを、
予測変換、群に分類することを統合、群の識別子のこと
を次数と呼ぶ。また、符号化されるべき予測誤差信号の
ことを予測誤差シンボルと呼ぶことにする。
2. Description of the Related Art In coding a Markov information source, a symbol to be coded is predicted by a reference symbol which is a coded symbol for an output symbol sequence of the information source, and the prediction error signal is referred to as a reference symbol pattern. , Each prediction error signal is classified into several groups according to the predictive accuracy, and coding is performed using codes suitable for the respective groups. Here, the creation of the prediction error signal will be described below.
Predictive transformation and classification into groups are called integration, and group identifiers are called orders. Also, a prediction error signal to be encoded is referred to as a prediction error symbol.

【0003】この予測変換及び次数選択方法としては、
情報源の統計的性質の局所的変化に対応するため、適応
処理を行う技術が特開平2−305225号公報に開示
されている。予測誤差シンボルの符号化手法について
は、減算型算術符号化法が、IBM研究開発情報198
8年11月、第32巻第6号(IBM Journal
of Reserch and Developmen
t,Vol.32,No.6,Nov,1988)の
「Q−コーダ対応2元演算符号器の基礎的原理の外観」
(An overview of the basic
principle of the Q−Coder
adaptive−binary arith−me
tic coder)や特公平2−58811号公報な
どに開示されている。これらはシンボル系列を数直線上
で0.0から1.0までの間に写像し、その座標を符号
語として符号化する数直線表示符号化方式の一種で、生
起したシンボルに応じて数直線を分割する際に、加減算
のみで行うものである。
[0003] The prediction conversion and order selection method include the following:
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-305225 discloses a technique for performing an adaptive process in order to cope with a local change in the statistical property of an information source. Regarding the encoding method of the prediction error symbol, the subtraction type arithmetic encoding method uses the IBM R & D information 198
November 2008, Volume 32, Issue 6 (IBM Journal)
of Research and Developmentmen
t, Vol. 32, no. 6, Nov., 1988) "Appearance of the basic principle of a binary arithmetic encoder for Q-coder".
(An overview of the basic
principal of the Q-Coder
adaptive-binary arith-me
Tic coder) and Japanese Patent Publication No. 2-58811. These are a type of number line display encoding method that maps a symbol sequence between 0.0 and 1.0 on a number line and encodes the coordinates as a code word. Is divided only by addition and subtraction.

【0004】以下、図に従って従来の技術による予測変
換、統合及び符号化の過程を説明する。図14は従来の
技術による符号化装置のブロック図であり、図15はこ
の内の算術符号器の内部構成図である。簡単のため、情
報源は2値画像信号とし、参照シンボルは図16の12
画素、統合数は16とする。
[0004] Hereinafter, the process of prediction conversion, integration and encoding according to the prior art will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a block diagram of a conventional encoding device, and FIG. 15 is an internal configuration diagram of an arithmetic encoder therein. For simplicity, the information source is a binary image signal, and the reference symbol is 12 in FIG.
The number of pixels and the number of integration are 16.

【0005】図14で、1は情報源シンボル101の系
列から参照シンボルを選択出力する参照シンボル作成
器、2はこの出力である参照シンボルパターン102よ
り対象シンボルの次数103と予測値104を出力する
次数・予測値メモリ、3は後述の次数・予測値レジスタ
8で選択・記憶された予測値112をもとに予測誤差シ
ンボル105を作成する予測変換器、4は後述の次数・
予測値レジスタ8で選択・記憶された次数111をもと
に算術符号の領域幅106を出力する領域幅テーブル、
5は算術符号器、6は次数・予測値メモリの読み出しと
更新を制御する次数・予測値制御回路、7は参照シンボ
ルパターン102から直前の符号化対象シンボルに対す
る参照シンボルパターンと符号化対象シンボルに対する
参照シンボルパターンが一致しているか否かを検出する
検出器、8は次数・予測値メモリ2からの次数103及
び予測値出力104ないしは、次数・予測値制御回路6
からの更新信号108一時記憶する次数・予測値レジ
スタである。ここで、参照シンボル数を12としたこと
より、次数・予測値テーブル(次数・予測値メモリの内
容)は図17に示す様に212種必要となる。次数値につ
いては統合を16の群としたことからこれを識別するも
のとなる。ここでは予測的中率の高い程次数が高いもの
とする。
In FIG. 14, reference numeral 1 denotes a reference symbol creator for selecting and outputting a reference symbol from a sequence of information source symbols 101, and 2 outputs an order 103 and a predicted value 104 of a target symbol from a reference symbol pattern 102 which is the output. The order / predicted value memory 3 is a prediction converter that creates the prediction error symbol 105 based on the predicted value 112 selected and stored in the order / predicted value register 8 described later.
An area width table for outputting the area width 106 of the arithmetic code based on the degree 111 selected and stored in the predicted value register 8;
5 is an arithmetic encoder, 6 is an order / predicted value control circuit that controls reading and updating of the order / predicted value memory, and 7 is a reference symbol pattern from the reference symbol pattern 102 to the immediately preceding symbol to be encoded and a symbol to be encoded. A detector 8 for detecting whether or not the reference symbol patterns match each other. Reference numeral 8 denotes an order 103 and a predicted value output 104 from the order / predicted value memory 2 or an order / predicted value control circuit 6.
Is an order / predicted value register for temporarily storing the update signal 108 from the CPU. Here, since the number of reference symbols is set to 12, the order / predicted value table (contents of the order / predicted value memory) requires 2 12 types as shown in FIG. The next numerical value is to be identified because the integration is made into 16 groups. Here, it is assumed that the higher the predictive accuracy is, the higher the order is.

【0006】図15は、算術符号器5の内部構成を示す
ブロック構成図である。図において、5aは数直線上の
有効領域Ai を記憶するAレジスタ、5bはMPS領域
幅114を計算する減算器、5cはLPSの領域幅とM
PSの領域幅を選択してAレジスタ5aの入力とする選
択器、5dは下界値座標116を記憶するCレジスタ、
5eはLPSの場合のCレジスタ値117を計算する加
算器、5fはCレジスタのオーバーフロー(シフトアウ
ト)信号であるキャリー出力118を一時記憶し、Cレ
ジスタ5d更新時に桁上がりの処理を行い最終的な符号
系列を作成するための符号レジスタ、5gはこの算術符
号器5の動きを制御するタイミング制御回路である。
FIG. 15 is a block diagram showing the internal configuration of the arithmetic encoder 5. In the figure, 5a is an A register for storing the effective area Ai on the number line, 5b is a subtractor for calculating the MPS area width 114, 5c is an LPS area width and M
A selector for selecting the area width of the PS and inputting it to the A register 5a; 5d, a C register for storing the lower bound value coordinates 116;
5e is an adder for calculating the C register value 117 in the case of LPS, 5f temporarily stores a carry output 118 which is an overflow (shift-out) signal of the C register, carries out a carry process when updating the C register 5d, and finally performs A code register 5g for creating a proper code sequence is a timing control circuit for controlling the operation of the arithmetic encoder 5.

【0007】次に図14についてその動作を説明する。
情報源から発生したシンボル101(画像信号)は参照
シンボル作成器1でその系列が記憶されると共に、図1
6に示す12画素の信号が選択されて参照シンボルパタ
ーン102として出力される。次数・予測値メモリ2で
はこれを基に図17に示すテーブル内容から、対象シン
ボルの予測値104と次数103が出力され、次数10
3情報は図18に示す領域幅テーブル4で領域幅106
として変換出力される。一方、発生シンボル101は予
測変換器3で予測値112と排他的論理和がとられ予測
誤差シンボル105が作成される。この予測誤差シンボ
ルは符号化対象が2値画像信号であるため、予測一致の
場合に0(MPS:More Probable Sy
mbol)、不一致の場合に1(LPS:Less P
robable Symbol)となる。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
The sequence of the symbol 101 (image signal) generated from the information source is stored in the reference symbol creator 1 and FIG.
6 are selected and output as the reference symbol pattern 102. The order / predicted value memory 2 outputs the predicted value 104 and the order 103 of the target symbol from the table contents shown in FIG.
3 information is the area width 106 in the area width table 4 shown in FIG.
Is converted and output. On the other hand, the generated symbol 101 is exclusive-ORed with the predicted value 112 by the predictive converter 3 to generate the predicted error symbol 105. Since the encoding target of this prediction error symbol is a binary image signal, 0 (MPS: More Probable Sy
mbol), 1 in case of mismatch (LPS: Less P)
(robable Symbol).

【0008】算術符号器5では領域幅106信号を基
に、予測誤差シンボル105を数直線上に写像してゆき
符号化が実行される。すなわち、予測誤差シンボル系列
において第i番目のシンボルをai 、第i時点でのLP
Sの写像範囲(割当領域)をSとすると、MPS領域を
有効領域の下側に取るとすれば、第i時点でのシンボル
系列の写像範囲(有効領域)Ai とその下界値座標Ci
は、シンボルai がMPSのとき、 Ai = Ai-1 − S Ci = Ci-1 シンボルai がLPSのとき Ai = S Ci = Ci-1 + (Ai-1 − S) とする。
In the arithmetic encoder 5, the prediction error symbol 105 is mapped on a number line based on the area width 106 signal, and coding is executed. That is, the i-th symbol in the prediction error symbol sequence is a i , and the LP at the i-th time is
Assuming that the mapping range (assigned area) of S is S, and the MPS area is below the effective area, the mapping range (effective area) Ai of the symbol series at the i-th time point and its lower-bound value coordinate Ci
Is Ai = Ai-1−S Ci = Ci−1 when the symbol a i is MPS, and Ai = S Ci = Ci−1 + (Ai−1−S) when the symbol a i is LPS.

【0009】ここで有効領域Ai が1/2以下になった
場合には、演算制度を上げるため2のべき乗倍する。こ
のとき座標Ci のオーバーフロー(小数点以上の部分)
分が符号ビット系列として出力される。以下このべき乗
処理を正規化と呼ぶ。 Ai 更新値 = Ai * 2m (1/2<
Ai 更新値≦1) Ci 更新値 = Ci * 2m
If the effective area Ai becomes less than 1/2, the power is multiplied by 2 to increase the arithmetic precision. At this time, the overflow of the coordinate Ci (part beyond the decimal point)
The minute is output as a code bit sequence. Hereinafter, this exponentiation process is referred to as normalization. Ai update value = Ai * 2m (1/2 <
Ai update value ≦ 1) Ci update value = Ci * 2 m

【0010】算術符号に於いては,SをLPSの出現確
率(=予測誤り確率)とすることで、情報源エントロピ
に極めて近い高効率の符号化ができることが知られてい
る。よって、次数に対応した予測的中率に適したS値を
選択することで上記処理により算術符号化を行うことが
できる。図18は次数と領域幅Sとの対応表の一例であ
る。表中の値は、上記式中の数値を216倍したものを記
してある。この例では、数直線上の領域計算は16ビッ
ト精度で行うものであり、Aレジスタ、Cレジスタはそ
れぞれ小数以下16ビットの構成となる。
In arithmetic codes, it is known that by setting S as the appearance probability of LPS (= prediction error probability), highly efficient coding very close to the information source entropy can be performed. Therefore, arithmetic coding can be performed by the above processing by selecting an S value suitable for the predictive accuracy corresponding to the order. FIG. 18 is an example of a correspondence table between the order and the area width S. The value in the table, are shows information about those 2 16 times the numerical value in the above formula. In this example, the area calculation on the number line is performed with 16-bit precision, and the A register and the C register each have a structure of 16 bits to the decimal.

【0011】次に予測及び統合の適応処理について説明
する。この適応処理方法としては、出力シンボル系列か
ら連続するMPSとLPSの数を計数して制御する方式
と、上記正規化が生起したときのシンボルがMPSかL
PSによって制御する方式がある。ここでは後者の方式
を例にとって説明する。次数・予測値制御回路6は正規
化時に予測変換器3の出力シンボルがMPSあるいは
PSであるかを判定する。
Next, adaptive processing of prediction and integration will be described. As the adaptive processing method, a method of counting and controlling the number of consecutive MPSs and LPSs from an output symbol sequence, and a method in which the symbol when the above-mentioned normalization occurs is MPS or L
There is a method of controlling by PS. Here, the latter method will be described as an example. There degree and predicted value controller 6 with MPS output symbols of the prediction converter 3 during normalization L
It is determined whether it is PS.

【0012】LPSの場合 次数・予測値メモリ2において、その時の参照シンボル
パターンに対応する次数の値を1だけ減算する。たとえ
ば、図17(a)に示すように符号化対象シンボルXの
参照シンボルパターンA〜Lに対する次数が4、予測値
が1であった場合、図17(b)に示すように、次数を
3にする。これは、当該参照シンボル状態に於ける予測
が外れたため、予測の的中度を示す次数を下げることに
よって、現在の符号化対象となっている情報源に対し、
次数・予測値を適応させる動作である。次数が最低次数
に達しそれ以上次数を減じることが出来なくなると、予
測値を反転させる。この動作により的中率が極端に悪い
予測値は書き換えられる。
In the case of LPS, the order / predicted value memory 2 subtracts 1 from the value of the order corresponding to the reference symbol pattern at that time. For example, if the order of the encoding target symbol X with respect to the reference symbol patterns A to L is 4 and the prediction value is 1 as shown in FIG. 17A, the order is 3 as shown in FIG. To This is because the prediction in the reference symbol state is deviated, and by lowering the order indicating the accuracy of the prediction, the information source that is the current encoding target is
This is the operation of adapting the order / predicted value. When the order reaches the lowest order and cannot be reduced any more, the predicted value is inverted. With this operation, a predicted value having an extremely poor hit rate is rewritten.

【0013】MPSの場合 次数・予測値メモリ2において、その時の参照シンボル
パターンに対応する次数の値を1だけ加算する。たとえ
ば、図17(a)に示すように符号化対象シンボルXの
参照シンボルパターンA〜Lに対する次数が4であった
場合、図17(c)に示すように、次数を5にする。こ
れは、当該参照シンボル状態に於ける予測が的中したた
め、予測の的中度を示す次数を上げることによって、現
在の符号化対象となっている情報源に対し、次数・予測
値を適応させる動作である。次数がすでに最高次数に達
している場合には加算は実行されない。この動作により
予測が極めてよく的中する場合には、次数を上げること
によりS値が小さくなり、算術符号器5から出力される
符号量を抑えることができる。
In the case of MPS, the order / predicted value memory 2 adds 1 to the value of the order corresponding to the reference symbol pattern at that time. For example, when the order of the encoding target symbol X with respect to the reference symbol patterns A to L is 4 as shown in FIG. 17A, the order is set to 5 as shown in FIG. 17C. This is because the prediction in the reference symbol state is correct, and the order / prediction value is adapted to the information source which is the current encoding target by increasing the order indicating the prediction accuracy. Operation. If the order has already reached the highest order, no addition is performed. When the prediction is very good due to this operation, the S value is reduced by increasing the order, and the code amount output from the arithmetic encoder 5 can be suppressed.

【0014】以上の適応処理の動作により次数・予測値
制御回路6は、情報源の性質に追従して次数・予測値テ
ーブルを書き換えてゆき、高い符号化効率による算術符
号化が実現できる。
By the operation of the above adaptive processing, the order / predicted value control circuit 6 rewrites the order / predicted value table according to the nature of the information source, and can realize arithmetic coding with high coding efficiency.

【0015】ここでこの符号化装置の1シンボル毎の処
理動作を図19を用いて詳述する。図19においてC
1、C2、C3、・・・はシステムクロック1周期を示
している。また、図において#1、#2、#3・・・は
符号化する対象シンボルを示している。ただし、図19
の中の#1、#2、#3は対象シンボルそのものを意味
するのではなく、図中左側に記載された各種パターンや
出力が対象シンボルに対応するものであることを示して
いる。例えば、対象シンボルパターン102において#
1、#2、#3・・・とあるのは対象シンボル#1に対
応する参照シンボルパターンの出力を示しており、同様
に#2は対象シンボル#2に対応する参照シンボルパタ
ーンの出力を示している。
Here, the processing operation of the encoding apparatus for each symbol will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 19, C
, 1, C2, C3,... Indicate one cycle of the system clock. Also, in the figure, # 1, # 2, # 3... Indicate target symbols to be encoded. However, FIG.
# 1, # 2, and # 3 in the parentheses do not mean the target symbol itself, but indicate that various patterns and outputs described on the left side of the figure correspond to the target symbol. For example, in the target symbol pattern 102, #
.. Indicate the output of the reference symbol pattern corresponding to the target symbol # 1, and similarly, # 2 indicates the output of the reference symbol pattern corresponding to the target symbol # 2. ing.

【0016】図19に示すように、システムクロックC
1において情報源シンボル101を入力し、参照シンボ
ル作成器1から参照シンボルパターン102を出力す
る。同時にシステムクロックC1において、次数・予測
値メモリ2から次数103及び予測値104を出力す
る。また、システムクロックC2において、次数・予測
値レジスタ8から当該符号化対象シンボルの次数信号1
11及び予測値信号112が出力され、次数・予測値メ
モリ2において次の符号化対象シンボルに対する次数1
03及び予測値104をシステムクロック1周期を用い
て読み出す。また、システムクロックC3においては、
算術符号器5により当該シンボル符号化の為の出力が行
われ、AレジスタとCレジスタからの符号の出力が行わ
れるのと平行して、次の符号化対象シンボルの次数信号
111及び予測値信号112が次数・予測値レジスタ8
から出力され、また、更に次の符号化対象シンボルに対
する次数103及び予測値104を、次数・予測値メモ
リ2から読み出す。このように符号化装置は、処理をパ
イプライン的に行うように構成されている。
As shown in FIG. 19, the system clock C
1, an information source symbol 101 is input, and a reference symbol pattern 102 is output from the reference symbol creator 1. At the same time, the order 103 and the predicted value 104 are output from the order / predicted value memory 2 at the system clock C1. Further, at the system clock C2, the order / predicted value register 8 outputs the order signal 1 of the encoding target symbol.
11 and the predicted value signal 112 are output, and the degree / predicted value memory 2 stores the order 1 for the next symbol to be encoded.
03 and the predicted value 104 are read using one cycle of the system clock. In the system clock C3,
The output for the symbol encoding is performed by the arithmetic encoder 5, and in parallel with the output of the codes from the A register and the C register, the order signal 111 and the prediction signal of the next symbol to be encoded are output. 112 is the order / predicted value register 8
And the order 103 and the predicted value 104 for the next encoding target symbol are read out from the order / predicted value memory 2. Thus, the encoding device is configured to perform the processing in a pipeline manner.

【0017】次に、対象シンボルを符号化した場合に正
規化及び次数・予測値の更新が無い場合と、有る場合に
ついて説明する。 (1)正規化及び次数・予測値の更新がない場合 例えば、図19の#1、#3、#4、#6の場合のよう
に、上記領域と座標の演算後、次符号化対象シンボルの
領域・座標演算に移る。 (2)正規化及び次数・予測値の更新がある場合 例えば、図19の#2、#5の場合のように、上記領域
と座標の演算を1クロックで行った後、以下の更新・正
規化を行う。
Next, a description will be given of a case where normalization and an update of the order / predicted value are not performed when the target symbol is coded, and a case where there is the update. (1) Case where normalization and degree / prediction value update are not performed. For example, as in the case of # 1, # 3, # 4, and # 6 in FIG. Move to the area / coordinate calculation of. (2) Case where normalization and degree / predicted value update are performed For example, as in the case of # 2 and # 5 in FIG. Perform the conversion.

【0018】次数・予測値メモリ2の内容の更新は、検
出器7から出力される当該シンボルに対する参照パター
ン109(参照シンボルパターン102を1シンボル分
遅らせたもの)、次数・予測値制御回路6からの更新信
号108をもとに行う。この時、参照シンボルパターン
102(次の符号化対象シンボルに対する信号)と当該
符号化対象シンボルに対する参照パターン109が一致
する場合は、次数・予測値レジスタの内容についても更
新を行う。これら内容更新はシステムクロック1周期で
処理する。
The contents of the order / predicted value memory 2 are updated by the reference pattern 109 (the reference symbol pattern 102 delayed by one symbol) for the symbol output from the detector 7 and the order / predicted value control circuit 6. Is performed based on the update signal 108 of FIG. At this time, if the reference symbol pattern 102 (the signal for the next encoding target symbol) matches the reference pattern 109 for the encoding target symbol, the contents of the order / predicted value register are also updated. These contents are updated in one cycle of the system clock.

【0019】正規化についてはこの更新動作と並行して
左シフトにより1ビット当たり1システムクロック周期
で行う。この正規化及び次数・予測値の更新がある場合
の具体例について説明する。システムクロックC3にお
いて、符号化対象シンボル#2に対する領域・座標演算
が行われる。演算の結果有効領域が1/2以下なった場
合には正規化処理が行われる。同様に、前述した適応処
理が行われる。即ち、正規化処理を行う為にシステムク
ロックC4においてAレジスタとCレジスタを1ビット
シフトし、符号が出力される。また、適応処理について
は、図17(b)、(c)に示したように、符号化対象
シンボル#2が参照した参照シンボルパターンに対応す
る次数が変更される。あるいは予測値が変更される。こ
のようにして次数・予測値メモリ2の符号化対象シンボ
ル#2が参照した次数及び予測値が更新されたものを図
19においては#2´として示している。
The normalization is carried out in one system clock cycle per bit by left shifting in parallel with this updating operation. A specific example in the case where the normalization and the update of the degree / predicted value are performed will be described. In the system clock C3, a region / coordinate calculation is performed on the encoding target symbol # 2. When the effective area is reduced to 2 or less as a result of the calculation, normalization processing is performed. Similarly, the above-described adaptive processing is performed. That is, in order to perform the normalization processing, the A register and the C register are shifted by one bit in the system clock C4, and the sign is output. In the adaptive processing, as shown in FIGS. 17B and 17C, the order corresponding to the reference symbol pattern referred to by the encoding target symbol # 2 is changed. Alternatively, the predicted value is changed. The order and prediction value referred to by the encoding target symbol # 2 in the degree / prediction value memory 2 thus updated are shown as # 2 'in FIG.

【0020】そしてこの両動作の完了を待って、次の符
号化対象シンボルの領域・座標演算に移る。システムク
ロックC5においては、次の符号化対象シンボルの演算
が行われることになるが、次の符号化対象シンボル#3
に用いられる次数及び予測値は、符号化対象シンボル#
2と符号化対象シンボル#3の参照シンボルパターンが
不一致の場合には、符号化対象シンボル#3の参照シン
ボルパターンから求められた次数と予測値を用いる。一
方符号化対象シンボル#2と符号化対象シンボル#3の
参照シンボルパターンが一致した場合には、前述した適
応処理により更新された次数及び予測値(図中、次数・
予測値メモリ出力の#2´で示す)を用いる。
After completion of these two operations, the operation proceeds to the calculation of the area and coordinates of the next symbol to be encoded. In the system clock C5, the calculation of the next symbol to be encoded is performed, but the next symbol to be encoded # 3
Are used as the encoding target symbol #
If the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 3 does not match the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 3, the order and the prediction value obtained from the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 3 are used. On the other hand, when the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 2 matches the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 3, the order and the prediction value updated by the above-described adaptive processing (in FIG.
Predicted value memory output # 2 ′) is used.

【0021】また、符号化対象シンボル#5の場合には
システムクロックC7の演算の結果、正規化処理の為に
2ビットシフトが行われる為、システムクロックC8と
C9において、2ビットシフトの正規化処理が行われ
る。また、次に符号化される符号化対象シンボル#6の
次数及び予測値についても、符号化対象シンボル#5と
符号化対象シンボル#6の参照シンボルパターンが不一
致の場合には、そのままシステムクロックC7で得られ
た次数と予測値をシステムクロックC10において用い
ることになるが、符号化対象シンボル#5と符号化対象
シンボル#6の参照シンボルパターンが一致する場合に
は、符号化対象シンボル#5の適応処理により、次数・
予測値メモリ2の内容の更新が行われているため、更新
後の次数及び予測値(図中、次数・予測値メモリ出力の
#5´で示す)をシステムクロックC10において用い
る。以上のように正規化処理を行い、1ビットの符号が
出力される度に追加のシステムクロック1周期を用いる
ことになる。この追加のシステムクロックの数は符号ビ
ット数と等しくなる。
In the case of the symbol to be encoded # 5, as a result of the operation of the system clock C7, a two-bit shift is performed for normalization processing. Therefore, the two-bit shift normalization is performed in the system clocks C8 and C9. Processing is performed. Also, regarding the order and prediction value of the encoding target symbol # 6 to be encoded next, when the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 5 and the encoding target symbol # 6 do not match, the system clock C7 remains unchanged. Are used in the system clock C10. If the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 5 and the encoding target symbol # 6 match, the order and the prediction value of the encoding target symbol # 5 are used. The order processing
Since the contents of the predicted value memory 2 have been updated, the updated order and predicted value (indicated by # 5 ′ of the order / predicted value memory output in the figure) are used in the system clock C10. The normalization process is performed as described above, and one additional cycle of the system clock is used every time a 1-bit code is output. The number of this additional system clock will be equal to the number of sign bits.

【0022】以上の説明より明らかなようにこの符号化
装置の符号化処理時間Tは、全シンボル数をNa、符号
ビット数をNcとすると、システムクロックが10MH
Zの場合、 T=100+100*Na+100*Nc (nse
c) となる。上の式の第1項目の100は図19のシステム
クロックC1の時間を示している。また、第2項目の1
00×Naは1シンボル当たり100nsecかかるた
め全シンボルを処理する時間を示している。また、第3
項目の100×Ncは図19中の正規化処理、即ち符号
ビットを出力する処理に要する追加の時間を示してい
る。例えば、図19においてはシステムクロックC4と
C8とC9の3回のシフト処理が行われている為、3つ
の符号ビットが出力されており、この例では100×3
=300nsecとなる。そこで、標準的な解像度水平
8画素/mm、垂直7.7ライン/mmのA4判原稿と
して、圧縮率を30と仮定すると Na=1728*2376 Nc=1728*2376*(1/30) となり、符号化処理時間Tは約0.4秒となる。
As is clear from the above description, the encoding processing time T of this encoding apparatus is as follows: when the total number of symbols is Na and the number of code bits is Nc, the system clock is 10 MHz.
In the case of Z, T = 100 + 100 * Na + 100 * Nc (nse
c) The first item 100 in the above equation indicates the time of the system clock C1 in FIG. In addition, 1 of the second item
Since 00 × Na takes 100 nsec per symbol, it indicates the time for processing all symbols. Also, the third
The item 100 × Nc indicates the additional time required for the normalization process in FIG. 19, that is, the process of outputting the sign bit. For example, in FIG. 19, three shifts of the system clocks C4, C8, and C9 are performed, so three code bits are output. In this example, 100 × 3
= 300 nsec. Therefore, assuming that the compression rate is 30 as an A4 size original having a standard resolution of 8 pixels / mm in horizontal direction and 7.7 lines / mm in vertical direction, Na = 1728 * 2376 Nc = 1728 * 2376 * (1/30) The encoding processing time T is about 0.4 seconds.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
装置に於いては、全シンボルにおいて参照シンボルパタ
ーンの作成と、次数・予測値テーブルの検索、数直線の
領域計算を行うが、条件により更に、次数・予測値テー
ブルの更新、正規化を行うこととなり、画像信号の性質
により符号化・復号処理が遅くなるという問題点があっ
た。特に組織的ディザ画像や誤差拡散法により2値化さ
れた疑似中間調画像などではA4判原稿を水平8画素/
mm、垂直7.7ライン/mmの解像度で符号化する場
合0.7〜1秒程度と、通常の文字画像などに比べ処理
時間が2倍程度となっている。
As described above, in the conventional apparatus, reference symbol patterns are created for all symbols, the order / predicted value table is searched, and the area of the number line is calculated. As a result, the order / predicted value table is updated and normalized, and the encoding / decoding process is slowed down due to the nature of the image signal. In particular, in an organized dither image or a pseudo halftone image binarized by an error diffusion method, an A4 size original is horizontally 8 pixels / pixel.
mm, the encoding time is about 0.7 to 1 second when encoding at a resolution of 7.7 lines / mm, which is about twice as long as a normal character image.

【0024】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、大幅な処理高速化が可能な符号
化・復号化装置を得ることを目的にしている。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an encoding / decoding device capable of greatly increasing the processing speed.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】この第1の発明に係わる
符号化装置は、情報源の出力シンボル系列からそのシン
ボル出現確率を推定して、それに応じた有効領域分割を
行ってこのシンボル系列を算術符号化する際に、数直線
上の有効領域を記憶する第1のレジスタと、MPSの領
域幅を計算する第1の演算手段と、数直線上の有効領域
の境界値を記憶する第2のレジスタと、LPSに対応す
る領域とMPSの領域の境界値を計算する第2の演算手
段と、発生シンボルがMPSかLPSかによって新たな
有効領域幅を選択する第1の選択手段と、同じく新たな
有効領域の境界値を選択する第2の選択手段と、第1の
選択手段出力を受けて最上位の“1”あるいは“0”の
位置を検出するビット位置検出手段と、この検出手段出
力に応じて第1の選択手段出力をシフトして第1のレジ
スタ入力値を出力する第1のシフタと、同じく第2の選
択手段出力を受けて第2のレジスタ入力値及び第2のレ
ジスタからのオーバーフローしたデータを出力する第2
のシフタと、この第2のシフタからの第2のレジスタか
らオーバーフローしたデータ出力を受けて符号出力を生
成する符号生成手段を備えたものである。
The encoding apparatus according to the first aspect of the present invention estimates the symbol appearance probability from the output symbol sequence of the information source, performs effective area division according to the estimation, and divides this symbol sequence. In arithmetic coding, a first register for storing an effective area on a number line, a first arithmetic unit for calculating an area width of the MPS, and a second register for storing a boundary value of the effective area on the number line A second calculating means for calculating a boundary value between the area corresponding to the LPS and the MPS area, and a first selecting means for selecting a new effective area width depending on whether the generated symbol is the MPS or the LPS. Second selection means for selecting a boundary value of a new effective area; bit position detection means for receiving the output of the first selection means and detecting the position of the most significant "1" or "0"; The first according to the output A first sheet cover for outputting a first register input value shifts the-option means outputs, likewise the overflowed data from the second selecting means receives the output second register input value and the second register Output second
And sheet lid, those having a code generating means for generating a code output by receiving the data output overflowed from the second register from the second sheet cover.

【0026】この第2の発明に係わる符号化装置は、F
IFOメモリを有する符号生成手段を備えたものであ
る。
The encoding apparatus according to the second invention has an F
It has code generation means having an IFO memory.

【0027】この第3の発明に係わる復号化装置は、情
報源の出力シンボル系列からそのシンボル出現確率を推
定して、それに応じた有効領域分割を行ってこのシンボ
ル系列を算術符号化した符号ビット系列を復号する際
に、数直線上の有効領域を記憶する第1のレジスタと、
発生頻度が大きいと想定されるシンボル(優性シンボ
ル:MPS)の領域幅を計算する第1の演算手段と、数
直線上の有効領域の境界値を記憶する第2のレジスタ
と、第2のレジスタ出力から発生頻度が小さいと想定さ
れるシンボル(劣性シンボル:LPS)の領域とMPS
領域との境界値を減算して当該シンボルがMPSかLP
Sかを判定する第2の演算手段と、当該シンボルがMP
SかLPSかによって新たな有効領域幅を選択する第1
の選択手段と、同じく新たな有効領域の境界値を選択す
る第2の選択手段と、第1の選択手段出力を受けて最上
位の“1”あるいは“0”の位置を検出するビット位置
検出手段と、この検出手段出力に応じて第1の選択手段
出力をシフトして第1のレジスタ入力値として出力する
第1のシフタと、同じく第2の選択手段出力及び後述の
符号読み出し手段出力を受けて第2のレジスタ入力値を
出力する第2のシフタと、入力した符号データ系列を受
けて、必要なビット数の符号系列を第2のレジスタの下
位ビット信号として第2のシフタに出力する符号読み出
し手段を備えたものである。
The decoding apparatus according to the third aspect of the present invention estimates the symbol appearance probability from the output symbol sequence of the information source, performs effective area division in accordance with the estimation, and arithmetically codes the symbol sequence. A first register for storing an effective area on a number line when decoding a sequence;
First calculating means for calculating an area width of a symbol (dominant symbol: MPS) which is assumed to occur at a high frequency, a second register for storing a boundary value of an effective area on a number line, and a second register A region of a symbol (recessive symbol: LPS) which is assumed to have a low occurrence frequency from the output and the MPS
By subtracting the boundary value from the area, the symbol is MPS or LP
S, and the symbol is MP
First to select a new effective area width depending on whether it is S or LPS
Selecting means, a second selecting means for also selecting a new effective area boundary value, and a bit position detection for detecting the position of the most significant "1" or "0" in response to the output of the first selecting means. means and includes a first sheet cover to be output as the first register input value by shifting the first selection means output in accordance with the detection means output, likewise the second selection means output and the code reading means outputs the later a second sheet cover for outputting a second register input value undergoing receives the entered code data sequence, a second sheet cover the code sequence number of necessary bits as a lower bit signal of the second register And a code reading means for outputting the data to the device.

【0028】この第4の発明に係わる復号化装置は、F
IFOメモリを有する符号読み出し手段を備えたもので
ある。
The decoding apparatus according to the fourth aspect of the present invention
A code reading means having an IFO memory is provided.

【0029】この第5の発明に係わる符号化装置は、情
報源の出力シンボル系列の予め定めておいた位置の複数
の参照シンボルの状態から符号化対象シンボルの予測を
行ってその予測誤差信号を符号化する際に、参照シンボ
ルの各状態における上記符号化対象シンボルの予測値と
予測一致率によって分類される群の識別子である次数と
を記憶する読みだし書き込み同時動作可能なメモリと、
符号化対象シンボルが予測一致しているか否かを検査し
その結果に応じて該参照シンボル状態における予測値及
び次数を書き換える次数・予測値制御回路と、このメモ
リから読み出された当該符号化対象シンボルの予測値及
び次数信号、ないしは、直前の符号化対象シンボルに対
する、書き換え処理後の予測値及び次数を記憶する次数
・予測値レジスタと、符号化対象シンボルに対する参照
シンボル状態と直前のシンボルに対する参照シンボル状
態とが一致しているか否かを検出する検出器と、上記次
数・予測値レジスタより出力された予測値・次数情報を
もとに予測誤差信号を符号化する算術符号器とを備えた
ものである。
The encoding apparatus according to the fifth aspect of the present invention predicts a symbol to be encoded from states of a plurality of reference symbols at predetermined positions of an output symbol sequence of an information source, and generates a prediction error signal. when encoding, and write simultaneously operable memory read stores a degree which is an identifier of the group are classified predicted value of the coding target symbol in each state of the reference symbol and the predictive coincidence rate,
An order / predicted value control circuit for checking whether or not the encoding target symbol matches the prediction and rewriting the predicted value and the order in the reference symbol state according to the result; and the encoding target read out from the memory. An order / predicted value register for storing the predicted value and the order signal of the symbol or the predicted value and the order after the rewriting process for the immediately preceding encoding target symbol; a reference symbol state for the encoding target symbol and a reference for the immediately preceding symbol; A detector for detecting whether or not the symbol state matches, and an arithmetic encoder for encoding a prediction error signal based on the predicted value / order information output from the degree / predicted value register. Things.

【0030】この第の発明に係わる復号化装置は、情
報源の出力シンボル系列の予め定めておいた位置の複数
の参照シンボルの状態から復号化対象シンボルの予測を
行ってその予測誤差信号を符号化した符号ビット系列を
復号化する際に、参照シンボルの状態から復号化対象シ
ンボルの予測値と予測一致率によって分類される群の識
別子である次数とを記憶する同時書き込み読みだし可能
なメモリと、上記復号化対象シンボルが予測一致してい
るか否かを検査しその結果に応じて該参照シンボル状態
における予測値及び次数を書き換える次数・予測値制御
回路と、先行する復号化対象シンボルの再生信号値によ
って、複数個の状態に対するメモリ出力のうちの1組の
予測値及び次数を選択出力する選択器と、このメモリか
らの予測値及び次数、ないしは、直前の復号化対象シン
ボルに対する更新後の予測値及び次数を記憶するレジス
タと、復号化対象シンボルに対する参照シンボル状態と
直前のシンボルに対する参照シンボル状態とが一致して
いるか否かを検出する検出器と、選択された予測値・次
数情報をもとに符号ビット系列を復号化する算術復号器
とを備えたものである。
The decoding apparatus according to the sixth aspect of the present invention predicts a symbol to be decoded from states of a plurality of reference symbols at predetermined positions of an output symbol sequence of an information source, and outputs a prediction error signal. Simultaneous writing and reading that stores the predicted value of the decoding target symbol and the order that is the identifier of the group classified based on the prediction matching rate from the state of the reference symbol when decoding the encoded code bit sequence
Such a memory, and the order and prediction value control circuit for rewriting the predicted value and degree of the reference symbol state in response to the decoded symbol to inspect whether the match prediction result, decoded preceding A selector for selecting and outputting a set of predicted values and orders from memory outputs for a plurality of states according to a reproduced signal value of a symbol; and a predicted value and orders from the memory, or a selector for the immediately preceding symbol to be decoded. A register for storing the updated predicted value and degree, a detector for detecting whether a reference symbol state for the symbol to be decoded matches the reference symbol state for the immediately preceding symbol, and a detector for detecting whether the selected predicted value An arithmetic decoder for decoding the code bit sequence based on the degree information.

【0031】[0031]

【作用】この第1の発明に係わる符号化装置は、第1及
び第2のシフタを用いて正規化動作を高速化することに
より、符号化速度を向上させるものである。
[Action] coding apparatus according to the first invention, by the speed of the normalization operation by using the first and second sheet cover, and improves the encoding rate.

【0032】この第2の発明に係わる符号化装置は、符
号生成手段にFIFOを用いて符号出力時の緩衝を行っ
て符号出力に関わる符号化動作の中断を減少させること
により、符号化速度を向上させるものである。
The encoding apparatus according to the second aspect of the present invention reduces the interruption of the encoding operation related to the code output by buffering the code output by using the FIFO for the code generation means to reduce the encoding speed. It is to improve.

【0033】この第3の発明に係わる復号化装置は、第
1及び第2のシフタを用いて正規化動作を高速化するこ
とにより、復号化速度を向上させるものである。
The decoding apparatus according to the third invention, by the speed of the normalization operation by using the first and second sheet cover, is intended to improve the decoding speed.

【0034】この第4の発明に係わる復号化装置は、符
号読み出し手段にFIFOを用いて符号入力時の緩衝を
行って符号入力に関わる復号化動作の中断を減少させる
ことにより、復号化速度を向上させるものである。
The decoding apparatus according to the fourth aspect of the present invention reduces the interruption of the decoding operation related to the code input by buffering the code input by using the FIFO for the code reading means to reduce the decoding speed. It is to improve.

【0035】この第5の発明に係わる符号化装置は、次
数・予測値格納用のメモリを複数ポートの構成とし、読
みだし書き込み動作を同時に行わせることにより、符号
化速度を向上させるものである。
The encoding device according to the fifth aspect of the present invention improves the encoding speed by configuring the memory for storing the order / predicted value with a plurality of ports and performing the reading and writing operations simultaneously. .

【0036】この第6の発明に係わる復号化装置は、次
数・予測値格納用のメモリを複数ポートの構成とし、読
みだし書き込み動作を同時に行わせることにより、復号
化速度を向上させるものである。
The decoding device according to the sixth aspect of the present invention improves the decoding speed by configuring the memory for storing the order / predicted value with a plurality of ports and performing the reading and writing operations simultaneously. .

【0037】[0037]

【実施例】実施例1.以下、本発明を図示実施例の基づ
いて説明する。本実施例の符号化装置ブロック構成は、
図14の従来の装置と同様であるが、相違点としては、
次数・予測値メモリ2が高速なものとなり、システムク
ロックの前半の周期で書き込み動作が可能であり、後半
の周期で読み出しが可能なものとなっている点及び算術
符号器5の内部構成が異なっている点である。
[Embodiment 1] Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated embodiments. The encoding device block configuration of the present embodiment includes:
14 is the same as the conventional device of FIG.
The order / predicted value memory 2 has a high speed, a write operation can be performed in the first half cycle of the system clock, and a read operation can be performed in the second half cycle, and the internal configuration of the arithmetic encoder 5 is different. That is the point.

【0038】図1は本実施例に於ける算術符号器5の内
部構成を示すブロック構成図で、図15の従来の符号化
装置の算術符号器との相違点は、LPS領域幅とMPS
領域幅の選択器5cの出力を受けて最上位の1の位置を
検出するビット位置検出器5hと、この出力である正規
化ビット数信号120に応じたビット数だけ選択器5c
の出力を左シフトしてAレジスタ5aに入力121する
第1のバレルシフタ5iと、Cレジスタ5d出力116
とLPSの場合のCレジスタ値117を切り替える選択
器5jと、正規化ビット数信号120に応じたビット数
だけ選択器5jの出力122を左シフトしてオーバーフ
ロー分124を符号レジスタ5fに出力するとともに下
位ビット123をCレジスタ5dに入力する第2のバレ
ルシフタ5kが付加されたこと、及び、符号レジスタ5
fの入力として従来の1ビットのキャリ出力に替えて、
第2のバレルシフタ5kからのオーバーフロー信号12
4及びビット位置検出器5hからの正規化ビット数信号
120が入力されていることである。
FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the arithmetic encoder 5 in the present embodiment. The difference from the arithmetic encoder of the conventional encoder shown in FIG.
A bit position detector 5h for receiving the output of the area width selector 5c to detect the position of the most significant 1 and a selector 5c for the number of bits corresponding to the output normalized bit number signal 120.
The first barrel shifter 5i that shifts the output to the left and inputs 121 to the A register 5a, and the C register 5d output 116
And a selector 5j for switching the C register value 117 in the case of LPS and an output 122 of the selector 5j is shifted leftward by the number of bits corresponding to the normalized bit number signal 120, and an overflow 124 is output to the code register 5f. The addition of the second barrel shifter 5k for inputting the lower bit 123 to the C register 5d;
Instead of the conventional 1-bit carry output as f input,
Overflow signal 12 from second barrel shifter 5k
4 and that the normalized bit number signal 120 from the bit position detector 5h is input.

【0039】図2は符号レジスタ5fの内部構成を示す
図で、5f1はオーバーフロー信号を所定ビット数だけ
シフトするためのバレルシフタ、5f2は正規化ビット
数信号120を受け、オーバーフロ信号をシフト加算す
るビット数126を制御する桁制御回路、5f3はオー
バーフロ信号を先行したビット系列の下位に付加・加算
するための加算器、5f4はオーバーフロー信号系列を
バイトに詰めるためのバイトパック用レジスタ、5f5
はバイトパック用レジスタ5f4からの桁上がり130
を検出するオーバーフロー検出器、5f6はバイトパッ
ク用レジスタ5f4の出力129から16進数で“0x
ff”を検出・計数するffパターン検出・計数器、5
f7はバイトパック用レジスタ5f4からの出力129
を一時記憶するとともに、オーバーフロー検出器5f5
からのオーバーフローがあった場合には記憶しているデ
ータに1を加算するバッファレジスタ、5f8は16進
数で“0xff”を出力するffデータ発生器、5f9
は同じく“0x00”を出力する00データ発生器、5
f10はバッファレジスタ5f7とffデータ発生器5
f8、00データ発生器5f9からのデータを選択して
符号データ系列をつくるための選択器である。
FIG. 2 is a diagram showing the internal structure of the code register 5f. 5f1 is a barrel shifter for shifting the overflow signal by a predetermined number of bits, 5f2 receives the normalized bit number signal 120, and shift-adds the overflow signal. A digit control circuit for controlling the number of bits 126, 5f3 is an adder for adding and adding an overflow signal to the lower part of the preceding bit sequence, and 5f4 is a byte pack register for packing the overflow signal sequence into bytes, 5f5.
Is the carry 130 from the byte pack register 5f4.
The overflow detector 5f6 detects "0x" in hexadecimal notation from the output 129 of the byte pack register 5f4.
ff pattern detection / counter for detecting and counting ff ″, 5
f7 is the output 129 from the byte pack register 5f4
Is temporarily stored, and the overflow detector 5f5
5f8 is a ff data generator that outputs "0xff" in hexadecimal notation.
Is a 00 data generator that also outputs “0x00”, 5
f10 is the buffer register 5f7 and the ff data generator 5
f8,00 This is a selector for selecting data from the data generator 5f9 to create a code data sequence.

【0040】次に、本実施例の動作について図3を用い
て説明する。図3において従来と大きく異なる点は、次
数・予測値メモリ2が高速になっているため次数・予測
値メモリからの読みだしがシステムクロックの後半で可
能な点である。例えば、符号化対象シンボル#1を次数
・予測値メモリ2から読み出す場合には、システムクロ
ックC1の後半を用いて読み出す。同様に符号化対象シ
ンボル#2を読み出す場合も、システムクロックC2の
後半部分を用いて読み出す。もし、演算の結果、正規化
処理と次数・予測値の変更処理が生じた場合にはシステ
ムクロックの前半部分を用いて次数・予測値メモリへの
更新処理を行うことが可能である。例えば、システムク
ロックC3において符号化対象シンボル#2の演算処理
を行った結果、1ビットシフトの正規化処理が生じ、次
数・予測値の更新が生じた場合には、システムクロック
C4の前半部分を用いて次数・予測値メモリ2に対して
更新処理を行うことが可能である。また同様にシステム
クロックC6において、符号化対象シンボル#5の演算
処理の結果2ビットシフトの正規化処理及び次数・予測
値の更新処理が発生した場合にはシステムクロックC7
の前半部分において次数・予測値メモリ2に対する更新
処理を行うことが可能である。今、次数・予測値レジス
タ8から当該符号化対象シンボルの次数信号111及び
予測値信号112が出力されたとすると、以下に示す当
該シンボル符号化のための処理を行うのと並行して、次
数・予測値メモリ2において次の符号化対象シンボルに
対する次数及び予測値をシステムクロックの後半の周期
を用いて読み出す。 (1)正規化及び次数・予測値の更新がない場合 例えば図3の#1、#3、#4、#6の場合のように、
上記領域と座標の演算後、次符号化対象シンボルの領域
・座標演算に移る。 (2)正規化と次数・予測値の更新がある場合 例えば図3の#2、#5の場合ように、上記領域及び座
標の演算及び正規化までの処理を1クロックで行った
後、次のシンボルの処理の移る。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 3 is that the order / predicted value memory 2 has a high speed, so that reading from the order / predicted value memory is possible in the latter half of the system clock. For example, when reading the encoding target symbol # 1 from the order / predicted value memory 2, the reading is performed using the latter half of the system clock C1. Similarly, when reading the encoding target symbol # 2, the symbol is read using the latter half of the system clock C2. If the calculation results in a normalization process and an order / predicted value changing process, the order / predicted value memory can be updated using the first half of the system clock. For example, as a result of performing the arithmetic processing of the encoding target symbol # 2 at the system clock C3, the 1-bit shift normalization processing occurs, and the order / prediction value is updated, the first half of the system clock C4 is updated. The order / predicted value memory 2 can be used to perform an update process. Similarly, when the normalization process of the 2-bit shift and the update process of the degree / predicted value occur in the system clock C6 as a result of the arithmetic process of the encoding target symbol # 5, the system clock C7
Can be updated in the order / predicted value memory 2 in the first half of the process. Now, assuming that the degree signal 111 and the predicted value signal 112 of the encoding target symbol are output from the degree / predicted value register 8, the degree / predicted value signal 112 is output in parallel with the processing for the symbol encoding described below. In the predicted value memory 2, the order and predicted value for the next symbol to be encoded are read using the second half cycle of the system clock. (1) When there is no update of the normalization and the order / predicted value For example, as in the case of # 1, # 3, # 4, and # 6 in FIG.
After the calculation of the area and the coordinates, the process proceeds to the area / coordinate calculation of the next encoding target symbol. (2) When the normalization and the update of the order / predicted value are performed For example, as in the case of # 2 and # 5 in FIG. Let's move on to the symbol processing.

【0041】バレルシフタは複数ビットのシフト処理を
1クロックで行うことが可能なため、複数ビットのシフ
ト処理を行う正規化処理の場合でも1クロックで正規化
処理を終了することができる。この正規化処理の動作に
ついては後述する。次数・予測値メモリ2の内容の更新
は、次数・予測値制御回路6及び検出器7により、次の
シンボルの領域と座標計算を行っているサイクルのシス
テムクロック前半の周期で行われる。
Since the barrel shifter can perform the shift processing of a plurality of bits in one clock, even in the case of the normalization processing in which the shift processing of a plurality of bits is performed, the normalization processing can be completed in one clock. The operation of this normalization processing will be described later. The update of the contents of the order / predicted value memory 2 is performed by the order / predicted value control circuit 6 and the detector 7 in the first half of the cycle of the system clock of the cycle in which the next symbol area and coordinate calculation are performed.

【0042】次に図3を用いて具体的動作について説明
する。システムクロックC3において、符号化対象シン
ボル#2の演算処理が行われた結果、正規化処理及び次
数・予測値更新処理(適応処理)が有りと判断された場
合には、システムクロックC4の前半部分を用いて次数
・予測値メモリへの更新処理が行われる。システムクロ
ックC4においては符号化対象シンボル#3の次数及び
予測値を決定するに当たり、符号化対象シンボル#2と
符号化対象シンボル#3の参照シンボルパターンが一致
する場合としない場合が考えられる。符号化対象シンボ
ル#2と符号化対象シンボル#3の参照シンボルパター
ンが不一致の場合には、システムクロックC3の時点で
次数・予測値メモリ2から読み出された符号化対象シン
ボル#3の次数及び予測値を、システムクロックC4に
おいて、符号化対象シンボル#3の次数及び予測値とし
て出力する。一方、符号化対象シンボル#2と符号化対
象シンボル#3の参照シンボルパターンが一致した場合
には、符号化対象シンボル#2の演算処理後に正規化処
理及び次数・予測値の更新処理が発生しているため、更
新後の次数及び予測値を用いなければならない。此の次
数及び予測値の更新処理はシステムクロックC4の前半
部分で行われている。従って次数・予測値レジスタ8か
らの次数及び予測値は、システムクロックC4の前半部
分で更新された次数及び予測値を符号化対象シンボルの
次数及び予測値として用いる。システムクロックC4の
前半部分における次数・予測値メモリ2への更新と同時
に次数・予測値レジスタ8の更新も並行して行うことに
より、システムクロックC4の前半部分で次数・予測値
レジスタ8の符号化対象シンボル#2の次数及び予測値
も同時に更新することができる。システムクロックC4
においては、次数・予測値レジスタ8の更新された次数
及び予測値を符号化対象シンボル#3の次数及び予測値
として用いる事により、新たに更新された次数及び予測
値を正しく用いることが出来る。
Next, a specific operation will be described with reference to FIG. If it is determined in the system clock C3 that the normalization process and the order / prediction value update process (adaptive process) are performed as a result of the calculation process of the encoding target symbol # 2, the first half of the system clock C4 is performed. Is used to update the order / predicted value memory. In the system clock C4, when determining the order and prediction value of the encoding target symbol # 3, there may be cases where the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 3 match or not. If the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 3 do not match, the order of the encoding target symbol # 3 read from the order / predicted value memory 2 at the time of the system clock C3 and The prediction value is output as the order and prediction value of the encoding target symbol # 3 at the system clock C4. On the other hand, when the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 2 matches the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 3, the normalization processing and the order / prediction value update processing occur after the encoding processing of the encoding target symbol # 2. Therefore, the updated order and predicted value must be used. The process of updating the order and the predicted value is performed in the first half of the system clock C4. Therefore, as the order and predicted value from the order / predicted value register 8, the order and predicted value updated in the first half of the system clock C4 are used as the order and predicted value of the encoding target symbol. The degree / predicted value register 8 is updated in parallel with the updating of the degree / predicted value memory 2 in the first half of the system clock C4, thereby encoding the degree / predicted value register 8 in the first half of the system clock C4. The order and prediction value of the target symbol # 2 can be updated at the same time. System clock C4
In, by using the updated order and predicted value of the order / predicted value register 8 as the order and predicted value of the encoding target symbol # 3, the newly updated order and predicted value can be used correctly.

【0043】また、符号化対象シンボル#5において、
2ビットの正規化処理及び次数・予測値の変更処理が生
じた場合にも前述した符号化対象シンボル#2と同様な
正規化処理及び次数・予測値の更新処理が行われる。さ
らに符号化対象シンボル#6に対する次数及び予測値を
決定する場合にも前述したように符号化対象シンボル#
2と#3の参照シンボルパターンの一致または不一致に
より、一致する場合には更新された新たな次数及び予測
値を用い、不一致の場合には符号化対象シンボル#6の
ために読み出された次数及び予測値がそのまま用いられ
る。
In the symbol to be encoded # 5,
Even when 2-bit normalization processing and degree / prediction value change processing occur, the same normalization processing and degree / prediction value update processing as in the above-described encoding target symbol # 2 are performed. Further, when determining the order and prediction value for the encoding target symbol # 6, as described above, the encoding target symbol # 6
If the reference symbol patterns of # 2 and # 3 match or do not match, the updated new order and predicted value are used if they match, and if they do not match, the order read for encoding target symbol # 6 And the predicted value are used as they are.

【0044】以上のように、この実施例においては次数
・予測値メモリ2が従来に比べて高速なものになったお
かげで、システムクロックの前半と後半を用いて書き込
み及び読みだしが行うことが出来ることが大きな特徴で
ある。また、正規化時のシフト処理においてバレルシフ
タを用いて複数ビットの処理が有る場合でも1クロック
で行えることが大きな特徴である。このように従来の装
置においてはシフト処理を行うためにシステムクロック
を必要としていたのに対して、この実施例ではシフトビ
ット数が複数の場合でも1クロックで終了することが可
能であり、正規化処理の為に他のパイプライン的に構成
された処理を遅延させる必要が無くなる。また正規化処
理及び次数・予測値の更新処理がパイプライン的に構成
された装置の算術符号器という後段の部分においてなさ
れるため、次数及び予測値が更新されるかどうかが判断
され、その更新された新たな次数及び予測値を次に符号
化する符号化対象シンボルに反映させるために次数・予
測値メモリ2を高速にアクセス可能にしたものである。
As described above, in this embodiment, the order / predicted value memory 2 is faster than in the prior art, so that writing and reading can be performed using the first and second halves of the system clock. A big feature is what you can do. Also, a great feature is that even when there are a plurality of bits of processing using a barrel shifter in the shift processing at the time of normalization, it can be performed with one clock. As described above, in the conventional apparatus, the system clock is required for performing the shift processing. On the other hand, in this embodiment, even when the number of shift bits is plural, it is possible to complete the processing in one clock, and the normalization is performed. There is no need to delay other pipelined processing for processing. In addition, since the normalization process and the order / predicted value updating process are performed in the latter part of the arithmetic encoder of the pipelined apparatus, it is determined whether or not the order and the predicted value are updated. The order / predicted value memory 2 can be accessed at a high speed in order to reflect the new order and predicted value obtained on the encoding target symbol to be encoded next.

【0045】次に図1に基づいて算術符号器5の動作に
ついて説明する。算術符号器5は領域幅106と予測誤
差シンボル105を入力して符号107を出力する。予
測誤差シンボル105はLPS(1)/MPS(0)の
いずれかであり、LPSの場合に選択器5cはS1とS
3を接続する。及び選択器5jはS6とS4を選択す
る。一方、予測誤差シンボル105がMPSの場合には
選択器5cはS2とS3を接続する。また選択器5jは
S5とS6を接続する。選択器5cがS1とS3を接続
した場合には領域幅106を入力し、第1のバレルシフ
タ5iへ出力する。一方S2とS3が接続された場合に
はAレジスタ5aにある領域幅から領域幅106を減算
した残りのMPS領域幅114を第1のバレルシフタ5
iへ出力する。
Next, the operation of the arithmetic encoder 5 will be described with reference to FIG. Arithmetic encoder 5 receives region width 106 and prediction error symbol 105 and outputs code 107. The prediction error symbol 105 is one of LPS (1) / MPS (0), and in the case of LPS, the selector 5c
3 is connected. And the selector 5j selects S6 and S4. On the other hand, when the prediction error symbol 105 is the MPS, the selector 5c connects S2 and S3. The selector 5j connects S5 and S6. When the selector 5c connects S1 and S3, the area width 106 is input and output to the first barrel shifter 5i. On the other hand, when S2 and S3 are connected, the remaining MPS area width 114 obtained by subtracting the area width 106 from the area width in the A register 5a is used as the first barrel shifter 5
Output to i.

【0046】ビット位置検出器5hは選択器からの出力
115を監視し、出力115の最上位ビット位置を検出
する。例えば、ビット“1”が2桁目に検出された場合
には正規化ビット数信号として1を出力する。またビッ
ト1が3桁目に検出された場合には正規化ビット数信号
として2を出力する。正規化ビット数信号が1を表わす
場合にはシフト数が1であることを示し、正規化ビット
数信号が2である場合にはシフト数が2であることを示
している。この正規化ビット数信号120は第1のバレ
ルシフタ5iと第2のバレルシフタ5kに入力され、選
択器5c及び選択器5jから出力される信号をシフトす
る。このようにして正規化処理が1クロックで終了す
る。選択器5jにおいてS4とS6が接続された場合に
は、Cレジスタ5dにある値にMPS領域幅114を加
算して新たなLPSCレジスタ値を計算し、これを第2
のバレルシフタ5kに出力する。一方選択器5jがS5
とS6を接続した場合にはCレジスタ5dから出力され
るCレジスタ出力116を選択して、第2のバレルシフ
タ5kに出力する。
The bit position detector 5h monitors the output 115 from the selector and detects the most significant bit position of the output 115. For example, when bit “1” is detected in the second digit, 1 is output as a normalized bit number signal. When bit 1 is detected in the third digit, 2 is output as a normalized bit number signal. When the normalized bit number signal indicates 1, the shift number is 1, and when the normalized bit number signal is 2, the shift number is 2. The normalized bit number signal 120 is input to the first barrel shifter 5i and the second barrel shifter 5k, and shifts the signals output from the selectors 5c and 5j. Thus, the normalization process is completed in one clock. If S4 and S6 are connected in the selector 5j, the MPS area width 114 is added to the value in the C register 5d to calculate a new LPSC register value, and this is calculated as the second LPSC register value.
To the barrel shifter 5k. On the other hand, if the selector 5j is S5
When S6 and S6 are connected, the C register output 116 output from the C register 5d is selected and output to the second barrel shifter 5k.

【0047】次に図2を用いて符号レジスタ5fの動作
について説明する。符号レジスタ5fは第2のバレルシ
フタ5kからのオーバーフロー信号124を入力し、符
号107を出力する。このオーバーフロー信号124か
ら符号107を出力するにあたっては正規化ビット信号
120を入力すると共に、符号化停止信号125を出力
し、符号化のタイミングを調整する。前述したように、
オーバーフロー信号124が2ビット入力される場合に
は正規化ビット数信号120はシフトすべきビット数と
して2を入力する。桁制御回路5f2は正規化ビット数
信号120の値に基づいてバレルシフタ5f1をシフト
させオーバーフロー信号124を取り込む。もしバレル
シフタ5f1が正規化ビット数信号120に基づくビッ
ト数だけシフトすることができない場合には、桁制御回
路5f2は符号化停止信号125を出力する。符号化停
止信号125は図1に示すタイミング制御回路5gに入
力される。タイミング制御回路5gは符号化停止信号1
25が入力されると算術符号器5の符号化動作を一時停
止させる。符号化停止信号125を出力した桁制御回路
は、算術符号器5が次の動作を停止している間にバレル
シフタ5f1の残りのシフト動作を行う事により、符号
レジスタ5f内において次のオーバーフロー信号124
を入力することが可能になるまで符号レジスタ5fの動
作を続行する。
Next, the operation of the code register 5f will be described with reference to FIG. The sign register 5f receives the overflow signal 124 from the second barrel shifter 5k and outputs a sign 107. In outputting the code 107 from the overflow signal 124, the normalized bit signal 120 is input, and the encoding stop signal 125 is output to adjust the encoding timing. As previously mentioned,
When 2 bits of the overflow signal 124 are input, the normalized bit number signal 120 inputs 2 as the number of bits to be shifted. The digit control circuit 5f2 shifts the barrel shifter 5f1 based on the value of the normalized bit number signal 120 and takes in the overflow signal 124. If the barrel shifter 5f1 cannot shift by the number of bits based on the normalized bit number signal 120, the digit control circuit 5f2 outputs an encoding stop signal 125. The encoding stop signal 125 is input to the timing control circuit 5g shown in FIG. The timing control circuit 5g outputs the encoding stop signal 1
When 25 is input, the encoding operation of the arithmetic encoder 5 is temporarily stopped. The digit control circuit that has output the encoding stop signal 125 performs the remaining shift operation of the barrel shifter 5f1 while the arithmetic encoder 5 has stopped the next operation, so that the next overflow signal 124 in the code register 5f is output.
The operation of the sign register 5f is continued until it becomes possible to input.

【0048】正規化時の符号レジスタ5fの動作は、以
下の通りである。 (a)Cレジスタ5dからのオーバーフロ信号124
は、既に処理済みの直前のオーバーフロー信号の直下の
位置に加算する。ただしオーバーフロ信号が正規化ビッ
ト数より大きい場合(最大1ビットのみ)には、最上位
のビットは直前のオーバーフロー信号の最下位のビット
に加算されることとなる。 (b)オーバーフロー信号がバイトパック用レジスタに
一度に加算できないときは下記(c)のバイトパック用
レジスタからの出力を行って、最下位ビットまでバイト
パック用レジスタに格納されるまで同様の加算動作を繰
り返す。 (c)バイトパック用レジスタ5f4にバイト境界まで
データが格納されると、ffパターン検出・計数器5f
6により以下の処理を行う。 (c−1)バイトパック用レジスタ5f4のデータが
“0xff”を越える場合 (オーバーフロー検出器により検出される)すでに格納
済みのバッファレジスタ5f7の内容に1を加算し、そ
れを選択器5f10を介して符号出力としたのち、“0
xff”の計数値の数分だけ00データ発生器5f9に
より“0x00”を符号出力する。その後バイトパック
用レジスタ5f4の下位8ビットを読み出し、バッファ
レジスタ5f7に出力する。 (c−2)バイトパック用レジスタ5f4のデータが
“0xff”の場合 “0xff”の計数値を1加算する。 (c−3)バイトパック用レジスタ5f4のデータが
“0xff”未満の場合すでに格納済みのバッファレジ
スタ5f7の内容を選択器5f10を介して符号出力と
したのち、“0xff”の計数値の数分だけffデータ
発生器5f8により“0xff”を符号出力する。その
後バイトパック用レジスタ5f4を読み出し、バッファ
レジスタ5f7に出力する。 これらの処理により、いわゆるpure output
の符号生成処理が行われることになる。
The operation of the sign register 5f during normalization is as follows. (A) Overflow signal 124 from C register 5d
Is added to the position immediately below the already processed overflow signal. However, when the overflow signal is larger than the number of normalized bits (only one bit at maximum), the most significant bit is added to the least significant bit of the immediately preceding overflow signal. (B) When the overflow signal cannot be added to the byte pack register at once, the output from the byte pack register shown in (c) below is performed, and the same addition operation is performed until the least significant bit is stored in the byte pack register. repeat. (C) When data is stored in the byte pack register 5f4 up to the byte boundary, the ff pattern detection / counter 5f
6, the following processing is performed. (C-1) When the data of the byte pack register 5f4 exceeds “0xff”: 1 is added to the content of the buffer register 5f7 which has been already stored (detected by the overflow detector), and is added via the selector 5f10. After the code output, "0
"0x00" is sign-output by the 00 data generator 5f9 by the number of count values of "xff". Thereafter, the lower 8 bits of the byte pack register 5f4 are read and output to the buffer register 5f7. When the data of the register 5f4 is "0xff", the count value of "0xff" is incremented by 1. (c-3) When the data of the byte pack register 5f4 is less than "0xff" Contents of the buffer register 5f7 already stored. Is output as a code through the selector 5f10, and then "0xff" is code-output by the ff data generator 5f8 by the number of counts of "0xff" .Then, the byte pack register 5f4 is read out and stored in the buffer register 5f7. By these processes, so-called pure output is output.
Is performed.

【0049】以上の説明より明らかなようにこの符号化
装置の符号化処理時間Tは、全シンボル数をNa、符号
ビット数をNcとすると、システムクロックが10MH
Zの場合、 T=100+100*Na+α (nse
c) となる。ここでαはCレジスタ5dから送られてくる複
数ビットのオーバーフロー信号124を符号レジスタ5
fにおいて、8ビットに詰めて出力する間に次のオーバ
ーフロー信号が生成されたためつぎの符号化シンボルの
領域計算が待たされたことによる時間である。オーバフ
ロー信号124が8ビットを越えた場合に発生すること
となる。そこで標準的な解像度水平8画素/mm、垂直
7.7ライン/mmのA4判原稿として、圧縮率を30
と仮定すると、符号化処理時間Tは約0.4秒、誤差拡
散画像のような極めて複雑な画像で圧縮率が1.5でも
同じく約0.4秒となる。ここでαは α=100*Nc*(1/16) とした。
As is clear from the above description, the encoding processing time T of this encoding apparatus is such that when the total number of symbols is Na and the number of code bits is Nc, the system clock is 10 MHz.
In the case of Z, T = 100 + 100 * Na + α (nse
c) Here, α represents the overflow signal 124 of a plurality of bits sent from the C register 5d.
At the time f, the next overflow signal is generated while the data is packed into 8 bits and output, so that the calculation of the area of the next coded symbol is awaited. This occurs when the overflow signal 124 exceeds 8 bits. Therefore, a standard resolution of 8 pixels / mm (horizontal) and 7.7 lines / mm (vertical) for an A4 size original with a compression ratio of 30
Assuming that, the encoding processing time T is about 0.4 seconds, and also about 0.4 seconds for an extremely complicated image such as an error diffusion image even if the compression ratio is 1.5. Here, α is α = 100 * Nc * (1/16).

【0050】これに対し、図14の従来の装置では、圧
縮率が1.5とすると約0.7秒となる。
On the other hand, in the conventional apparatus of FIG. 14, when the compression ratio is 1.5, it takes about 0.7 seconds.

【0051】実施例2.次に、図4は本発明の他の実施
例である符号化装置の算術符号器のブロック構成を示し
ている。本実施例と図1の実施例との違いは、符号レジ
スタ5fの初段にオーバーフロー信号124及び正規化
ビット数信号120を記憶するFIFOが付加されてい
る点である。
Embodiment 2 FIG. Next, FIG. 4 shows a block configuration of an arithmetic encoder of an encoding apparatus according to another embodiment of the present invention. The difference between this embodiment and the embodiment of FIG. 1 is that a FIFO for storing the overflow signal 124 and the normalized bit number signal 120 is added to the first stage of the code register 5f.

【0052】算術符号化によれば、情報源の性質に合わ
せた符号化が行われるため、過渡的な部分をのぞき圧縮
率が1を越えること、及び、符号レジスタ5fの処理は
(時間遅れを除けば)1クロックで8ビット分の処理が
できることから16段程度のFIFOにより、領域計算
の停止は不要になり(すなわちα=0となり)ディジタ
ル複写機などで必要となる超高速・一定速度の符号器が
実現できる。
According to the arithmetic coding, since the coding according to the nature of the information source is performed, the compression ratio exceeds 1 except for the transitional part, and the processing of the code register 5f requires a time lag. Since the processing of 8 bits can be performed in one clock, the stop of the area calculation is not required by the FIFO of about 16 stages (that is, α = 0), and the ultra-high speed / constant speed required for the digital copying machine or the like is required. An encoder can be realized.

【0053】実施例3.次に、図5は本発明の他の実施
例である符号化装置のブロック構成を示している。図
で、上記した実施例でのブロック図との違いは、次数・
予測値メモリ2が2ポート構成になったこと、及び検出
器7の替わりに参照シンボルパターン102と更新用参
照シンボルパターン信号109とを監視し、更新信号1
08が発生した時に、両パターンが一致した場合は次の
シンボルに対する次数・予測値メモリのアクセスを中止
するための2ポート制御部9、アクセス禁止回路10が
付加されたことである。
Embodiment 3 FIG. Next, FIG. 5 shows a block configuration of an encoding apparatus according to another embodiment of the present invention. In the drawing, the difference from the block diagram in the above-described embodiment is that
The predicted value memory 2 has a two-port configuration, and the reference symbol pattern 102 and the update reference symbol pattern signal 109 are monitored in place of the detector 7, and the update signal 1
If both patterns match when 08 occurs, a two-port control unit 9 and an access prohibition circuit 10 for stopping access to the order / predicted value memory for the next symbol are added.

【0054】図6に本実施例での符号化動作例を示す。
ここで算術符号器は図1のものを用いるものとした。ア
クセス速度の1/2の2ポートメモリにより上記同様の
処理が可能となる。
FIG. 6 shows an example of the encoding operation in this embodiment.
Here, the arithmetic encoder shown in FIG. 1 is used. The same processing as described above can be performed by a two-port memory having half the access speed.

【0055】次にこの具体例について図6を用いて説明
する。システムクロックC3において符号化対象シンボ
ル#2の演算処理の結果、正規化処理及び次数・予測値
更新処理(適応処理)が行われる。システムクロックC
4においては次数・予測値の更新の為に符号化対象シン
ボル#2に用いた次数及び予測値を更新しようとする。
次数・予測値メモリ2への書き込み動作は、同じくシス
テムクロックC4における次数・予測値メモリの符号化
対象シンボル#4の為の読みだしと並行して行われる。
ただし、符号化対象シンボル#2と符号化対象シンボル
#4の参照シンボルパターンが同一の場合には、次数・
予測値メモリ2への書き込みと読み込みが競合するた
め、次数・予測値メモリ2が2ポートメモリである場合
でもいずれか一方のアクセスを禁止しなければならな
い。2ポート制御部9は符号化対象シンボル#2と符号
化対象シンボル#4の参照シンボルパターンが同一の場
合には、アクセス禁止回路10に対してアクセス禁止を
命令する。アクセス禁止回路10は符号化対象シンボル
#4に対する次数・予測値メモリの読みだしを禁止す
る。符号化対象シンボル#4に対する次数及び予測値メ
モリの読みだしが禁止された場合であっても、符号化対
象シンボル#2による次数及び予測値の更新が行われる
ため次数・予測値メモリ2と次数・予測値レジスタ8の
符号化対象シンボル#2(即ち符号化対象シンボル#
4)の参照シンボルパターンは更新された新たな値とし
て使用することが可能になる。
Next, this specific example will be described with reference to FIG. As a result of the arithmetic processing of the encoding target symbol # 2 at the system clock C3, the normalization processing and the order / prediction value update processing (adaptive processing) are performed. System clock C
In No. 4, the order and the prediction value used for the encoding target symbol # 2 are updated in order to update the degree and the prediction value.
The write operation to the order / predicted value memory 2 is performed in parallel with the reading of the order / predicted value memory for the encoding target symbol # 4 at the system clock C4.
However, if the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 4 are the same, the order
Since writing to and reading from the predicted value memory 2 compete with each other, even when the order / predicted value memory 2 is a two-port memory, one of the accesses must be prohibited. The two-port control unit 9 instructs the access prohibition circuit 10 to prohibit access when the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 4 are the same. The access prohibition circuit 10 prohibits reading of the order / predicted value memory for the encoding target symbol # 4. Even when the reading of the order and prediction value memory for the encoding target symbol # 4 is prohibited, the order and prediction value are updated by the encoding target symbol # 2, so that the order and prediction value memory 2 and the order The encoding target symbol # 2 of the prediction value register 8 (that is, the encoding target symbol #
The reference symbol pattern of 4) can be used as an updated new value.

【0056】システムクロックC4において符号化対象
シンボル#2と符号化対象シンボル#4の参照シンボル
パターンが不一致の場合には、次数・予測値メモリへの
書き込み処理と読みだし処理が異なるアドレスで行われ
るため同時に並行して読みだしと書き込みが行われる。
システムクロックC5においては符号化対象シンボル#
4の次数及び予測値としてシステムクロックC4におい
て、次数・予測値レジスタ8に設定された次数及び予測
値を用いる。即ち、符号化対象シンボル#2と符号化対
象シンボル#4が不一致の場合には、次数・予測値メモ
リ2から読み出された次数及び予測値が符号化対象シン
ボル#4の次数及び予測値として用いられる。一方、符
号化対象シンボル#2と符号化対象シンボル#4の参照
シンボルパターンが一致した場合にはアクセス禁止回路
10によりアクセスが禁止されたため、次数及び予測値
メモリからの読みだしは行われず、次数・予測値制御回
路6により更新された新たな次数及び予測値が符号化対
象シンボル#4の次数及び予測値として用いられる。
When the reference symbol patterns of the symbol to be encoded # 2 and the symbol to be encoded # 4 do not match at the system clock C4, the writing process to the degree / predicted value memory and the reading process are performed at different addresses. Therefore, reading and writing are performed simultaneously in parallel.
In the system clock C5, the encoding target symbol #
The order and predicted value set in the order / predicted value register 8 are used in the system clock C4 as the order and predicted value of 4. That is, when the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 4 do not match, the order and prediction value read from the order / prediction value memory 2 are used as the order and prediction value of the encoding target symbol # 4. Used. On the other hand, when the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 2 matches the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 4, the access is prohibited by the access prohibition circuit 10, so that reading from the order and prediction value memories is not performed, and the order The new order and predicted value updated by the predicted value control circuit 6 are used as the order and predicted value of the encoding target symbol # 4.

【0057】また、符号化対象シンボル#5において正
規化処理及び次数・予測値への更新処理が発生した場合
にも前述したような処理により符号化対象シンボル#7
の次数及び予測値が決定される。
When the normalization processing and the update processing to the degree / predicted value occur in the encoding target symbol # 5, the encoding target symbol # 7 is also processed by the above-described processing.
Is determined and the predicted value is determined.

【0058】実施例4.次に、図7は本発明の他の実施
例である復号化装置のブロック構成を示している。図
で、11は符号ビット系列107より領域幅信号106
を基に予測誤差シンボル105を再生する算術復号器、
12はこの予測誤差シンボル105と予測値112との
排他的論理和演算を行って情報源シンボル101を再生
する予測逆変換器である。また2は図16の参照画素の
うちAを除いた11画素の参照シンボルパターンを入力
しAが1及び0の2種類の状態に対する次数及び予測値
信号(それぞれ103a、104aと103b、104
bの2種類)を出力する次数・予測値メモリであり、8
もこの出力を受け、同じく2種類の次数・予測値を記憶
するレジスタである。また13は予測逆変換器12で再
生された直前の情報源シンボル101に応じて2種類の
次数及び予測値のいずれかを選択する選択器であり、ま
た次数・予測値制御回路6からの更新信号108を受
け、再生された情報源シンボルに応じて図16の参照画
素Aが1あるいは0のいずれかの次数・予測値メモリ2
の内容及び次数・予測値レジスタ8の内容を更新するた
めの第1選択更新信号108a及び第2選択更新信号1
08bを作成する機能を有している。
Embodiment 4 FIG. Next, FIG. 7 shows a block configuration of a decoding apparatus according to another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes an area width signal
Arithmetic decoder that reproduces the prediction error symbol 105 based on
Reference numeral 12 denotes a prediction inverse transformer that performs an exclusive OR operation of the prediction error symbol 105 and the prediction value 112 to reproduce the information source symbol 101. Reference numeral 2 denotes a reference symbol pattern of 11 pixels excluding A among the reference pixels shown in FIG. 16, and the order and prediction value signals (103a, 104a, 103b, and 104, respectively) for two states where A is 1 and 0
b) is an order / predicted value memory that outputs
Is a register that receives this output and stores two types of order and prediction values. A selector 13 selects one of two types of order and a predicted value in accordance with the immediately preceding information source symbol 101 reproduced by the predictive inverse converter 12, and updates from the order / predicted value control circuit 6. Upon receiving the signal 108, the reference pixel A shown in FIG. 16 stores an order / predicted value memory 2 of either 1 or 0 according to the reproduced information source symbol.
Selection update signal 108a and second selection update signal 1 for updating the contents of
08b is created.

【0059】図8はこの算術復号器11の内部構成を示
すブロック構成図で、11aは数直線上の有効領域Ai
を記憶するAレジスタ、11bはMPS領域幅114を
計算する減算器、11cはLPS領域幅106とMPS
領域幅114を選択する選択器、11dはこの選択器出
力115を受けて最上位の1の位置を検出するビット位
置検出器、11eはこの出力120に応じたビット数だ
け選択器11c出力115を左シフトする第1のバレル
シフタ、11fは下界値座標を記憶するCレジスタ、1
1gはLPSの場合のCレジスタ値117を計算する減
算器、11hはLPSの場合のCレジスタ値117とC
レジスタ出力116を選択する選択器、11iはこの切
り替え器出力122の下位に後述の符号レジスタ11j
からの下位ビット入力140を付加する第2のバレルシ
フタ、11jはバイト単位に送られてくる符号データ1
07を所定ビットずつ第2のバレルシフタ11iを介し
てCレジスタ11fに入力するための符号レジスタ、1
1kはこの算術復号器11の動きを制御するタイミング
制御回路である。
FIG. 8 is a block diagram showing the internal configuration of the arithmetic decoder 11, wherein reference numeral 11a denotes an effective area Ai on a number line.
A, 11b is a subtractor for calculating the MPS area width 114, 11c is an LPS area width 106 and the MPS
A selector for selecting the area width 114, a bit position detector 11d for receiving the selector output 115 and detecting the position of the most significant 1 and a selector 11e for selecting the output 115 of the selector 11c by the number of bits corresponding to the output 120. A first barrel shifter that shifts to the left, 11f is a C register for storing lower bound value coordinates,
1g is a subtractor for calculating a C register value 117 in the case of LPS, and 11h is a subtractor for calculating the C register value 117 and C in the case of LPS.
A selector 11i for selecting a register output 116 is provided below a sign register 11j below this switch output 122.
The second barrel shifter 11j for adding the lower bit input 140 from the code data 1 sent from the
Code register for inputting 07 to the C register 11f via the second barrel shifter 11i by predetermined bits,
1k is a timing control circuit for controlling the operation of the arithmetic decoder 11.

【0060】図9はこの符号レジスタ11jの内部構成
を示す構成図で、11j1〜11j3は符号データを一
時記憶するバッファレジスタで、11j4はこれら符号
レジスタ出力からCレジスタのに入力する下位ビット1
40を作成するためのバレルシフタ、11j5このバレ
ルシフタでシフトするビット数126を制御する桁制御
回路である。
FIG. 9 is a block diagram showing the internal structure of the code register 11j. 11j1 to 11j3 are buffer registers for temporarily storing code data, and 11j4 is the lower bit 1 input from the code register output to the C register.
The barrel shifter 11j5 is a digit control circuit for controlling the number of bits 126 to be shifted by the barrel shifter.

【0061】次に本実施例の動作について説明する。算
術符号の復号化においては、Cレジスタの内容である相
対座標をCi、第i番目の予測誤差シンボルai 時点で
のLPSの領域幅をSとすると、 Ci-1 < (Ai-1 − S)ならばai はMPS Ai = Ai-1 − S Ci = Ci-1 Ci-1 ≧ (Ai-1 − S)ならばai はLPS Ai = S Ci = Ci-1 − (Ai-1 − S) とする。
Next, the operation of this embodiment will be described. In arithmetic code decoding, Ci-1 <(Ai-1-S), where Ci is the relative coordinate, which is the content of the C register, and S is the area width of the LPS at the i-th prediction error symbol ai. ) if a i is MPS Ai = Ai-1 - S Ci = Ci-1 Ci-1 ≧ (Ai-1 - S) if a i is LPS Ai = S Ci = Ci- 1 - (Ai-1 - S)

【0062】ここで有効領域Aiが1/2以下になった
場合には、演算精度を上げるために正規化処理として2
のべき乗倍する。このときCiの最下位にnビットの符
号データを符号レジスタ11jから入力する。 Ai更新値 = Ai * 2m (1/2<A
i更新値≦1) Ci更新値 = Ci * 2m
Here, when the effective area Ai is reduced to 以下 or less, the normalization processing is performed in order to increase the calculation accuracy.
To the power of. At this time, n-bit code data is input from the code register 11j at the least significant position of Ci. Ai update value = Ai * 2 m (1/2 <A
i update value ≦ 1) Ci update value = Ci * 2 m

【0063】図10は本実施例の動作例を示すタイミン
グ図である。まず各システムクロックにおいて、復号化
対象シンボルに対し、図16の参照画素のうちAを除い
た11画素の参照シンボルパターンを基に、Aが1及び
0の2種類の状態に対する次数103a、103b及び
予測値104a、104bをメモリ2から読み出しレジ
スタ8に記憶する。これらの処理はシステムクロック1
周期の時間に行う。その後、直前に再生された情報源シ
ンボルであるAの値によりこの2種類の次数及び予測値
の一方を選択して当該情報源シンボルの再生及び次数・
予測値の更新を行う。
FIG. 10 is a timing chart showing an operation example of this embodiment. First, in each system clock, the orders 103a, 103b, and 103 for two states where A is 1 and 0 based on the reference symbol pattern of 11 pixels excluding A among the reference pixels in FIG. The predicted values 104a and 104b are read from the memory 2 and stored in the register 8. These processes are performed on the system clock 1
Perform at the time of the cycle. Thereafter, one of the two types of order and the predicted value is selected based on the value of A, which is the information source symbol reproduced immediately before, and the reproduction of the information source symbol and the order
Update the predicted value.

【0064】予測誤差シンボルai の再生及び有効領域
Ai、相対座標Ciの演算及び次数・予測値の更新は以
下の動作で行われる。 (1)まず算術復号器11内部のタイミング制御回路1
1kにおいてLPSCレジスタ値信号117の極性によ
り、上記の様にCi−1と(Ai −1−S)の比較を行
ってシンボルai を(MPSあるいはLPS)決定す
る。 (2)正規化及び次数・予測値の更新がない場合 図10の復号化対象シンボル#1、#3、#4、#6の
場合のように、AiとCiを計算してAレジスタ11a
及びCレジスタ11fに設定する。(1)と(2)の一
連の処理はシステムクロック1周期で行う。 (3)正規化及び次数・予測値の更新がある場合 図10に示すように復号化対象シンボル#2、#5、#
7の場合のように、AiとCiの演算の結果、有効領域
Aiが1/2未満になる場合、ビット位置検出器11d
で示されるビット数分に対応した正規化の処理を行う。
ここで、バレルシフタ11e、11iによるビットシフ
ト・正規化動作は(1)の処理と同一のクロック周期内
で行い、次のシンボルの処理に移る。 尚、この実施例においても次数・予測値メモリ2は従来
のものに比べて高速な処理が可能であるものを使用して
いるものとする。
The reproduction of the prediction error symbol a i , the calculation of the effective area Ai and the relative coordinates Ci, and the update of the order / predicted value are performed by the following operations. (1) First, the timing control circuit 1 inside the arithmetic decoder 11
At 1k, according to the polarity of the LPSC register value signal 117, the symbol ai is determined (MPS or LPS) by comparing Ci-1 and (Ai-1-S) as described above. (2) When Normalization and Degree / Update of Predicted Value are not Performed As in the case of decoding target symbols # 1, # 3, # 4, and # 6 in FIG. 10, Ai and Ci are calculated and the A register 11a is calculated.
And the C register 11f. A series of processes (1) and (2) are performed in one cycle of the system clock. (3) When Normalization and Degree / Predicted Value Update are Performed As shown in FIG. 10, decoding target symbols # 2, # 5, and #
In the case where the effective area Ai is less than の as a result of the calculation of Ai and Ci as in the case of 7, the bit position detector 11d
The normalization process corresponding to the number of bits indicated by is performed.
Here, the bit shift / normalization operation by the barrel shifters 11e and 11i is performed within the same clock cycle as the process (1), and the process proceeds to the next symbol. In this embodiment, it is also assumed that the order / predicted value memory 2 is capable of processing at a higher speed than the conventional one.

【0065】次数・予測値メモリの更新は、図10のシ
ステムクロックC3、C6、C8に示すように、次数・
予測値制御回路6及び検出器7によりシステムクロック
の前半の周期で行う。このように、この復号装置は、バ
レルシフタを用いることにより正規化処理を1システム
クロック内で行えることが大きな特徴である。またバレ
ルシフタを用いる事により正規化動作が1クロック周期
内で実行出来るため、次数・予測値メモリへの更新も高
速に行うようにしたことが大きな特徴である。この例で
は、システムクロックの前半部分で次数・予測値メモリ
2への書き込みを行い、システムクロックの後半部分
で、次数・予測値メモリ2からの読みだしを行う例を示
している。
The order / predicted value memory is updated as shown by the system clocks C3, C6 and C8 in FIG.
This is performed by the predicted value control circuit 6 and the detector 7 in the first half cycle of the system clock. As described above, this decoding apparatus is characterized in that the normalization processing can be performed within one system clock by using the barrel shifter. Also, since the normalization operation can be performed within one clock cycle by using the barrel shifter, the update of the order / predicted value memory is performed at a high speed. In this example, an example is shown in which writing to the order / predicted value memory 2 is performed in the first half of the system clock, and reading from the order / predicted value memory 2 is performed in the second half of the system clock.

【0066】次数・予測値の更新時は、次数・予測値制
御回路6より更新信号が出され、選択器13で直前に再
生された情報源シンボルの値に基づき参照画素Aが1な
いし0に対応する選択更新信号(108a、108b)
を生成し、次数・予測値メモリ2の内容を更新する。ま
た、このとき直前に読み出された次数・予測値メモリ2
の参照パターン102が更新用参照シンボルパターン1
09と一致する場合は、次数・予測値レジスタ8の内容
も同時に更新する。
When the order / predicted value is updated, an update signal is output from the order / predicted value control circuit 6, and the selector 13 changes the reference pixel A to 1 to 0 based on the value of the information source symbol reproduced immediately before. Corresponding selection update signal (108a, 108b)
Is generated, and the contents of the order / predicted value memory 2 are updated. At this time, the order / predicted value memory 2 read immediately before
Is the reference symbol pattern 1 for updating.
If the value matches with 09, the contents of the degree / predicted value register 8 are updated at the same time.

【0067】正規化時の符号レジスタ11jの動作は、
以下の通りである。 (a)既にバレルシフタ11j4の最上位からの位置に
示されている未処理の符号ビット系列から、正規化ビッ
ト数分だけ読み出されバレルシフタ11iを介してCレ
ジスタ11fの下位にデータをセットする。 (b)この読み出しの結果第3のバッファレジスタ11
j3に未処理の符号ビットがなくなれば新たな符号デー
タを入力し、第1のバッファレジスタ11j1に格納す
るとともに、第1、第2のバッファレジスタ11j2、
11j3の内容をそれぞれ第2、第3のバッファレジス
タ11j3、11j4に転送する。 (c)第2、第3のバッファレジスタ11j2、11j
3共に未処理の符号ビットがなくなれば、同様にさらに
もう1バイトの符号データを入力することとなる。
The operation of the sign register 11j at the time of normalization is as follows.
It is as follows. (A) From the unprocessed code bit sequence already shown at the position from the top of the barrel shifter 11j4, the data is read out by the number of normalized bits and set to the lower order of the C register 11f via the barrel shifter 11i. (B) As a result of this reading, the third buffer register 11
When j3 has no unprocessed code bits, new code data is input and stored in the first buffer register 11j1, and the first and second buffer registers 11j2, 11j2,.
The contents of 11j3 are transferred to the second and third buffer registers 11j3 and 11j4, respectively. (C) Second and third buffer registers 11j2, 11j
If there are no more unprocessed code bits in 3, another one byte of code data will be input similarly.

【0068】そこで、復号化処理時間Tは符号化時同様 T=100+100*Na+α (nse
c) となり、本実施例においても、従来技術による復号化装
置に比べ大幅な向上が実現できる。
Therefore, the decoding processing time T is T = 100 + 100 * Na + α (nse
c) In this embodiment, a great improvement can be realized as compared with the decoding device according to the prior art.

【0069】実施例5.また、図11は他の実施例であ
る算術復号器の符号レジスタ11jのブロック構成を示
している。本実施例では図9の実施例との違いは、バイ
ト単位で入力される符号データを2バイト毎まとめてワ
ード構成にするワード変換器11j6、及びこれを一時
記憶するFIFOメモリ11j7が追加されたこと及び
第1第2のバッファレジスタが削除されて第3のバッフ
ァレジスタ11j3がワード構成となったことである。
Embodiment 5 FIG. FIG. 11 shows a block configuration of a code register 11j of an arithmetic decoder according to another embodiment. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 9 in that a word converter 11j6 for forming code data input in units of bytes for every two bytes into a word structure and a FIFO memory 11j7 for temporarily storing the same are added. That is, the first and second buffer registers have been deleted and the third buffer register 11j3 has a word configuration.

【0070】このように構成することにより、正規化に
必要な符号ビット(最大16ビット)をバッファレジス
タ11j3から読み出した時点で次の16ビットのデー
タを用意できるため、超高速・一定速の復号器が実現で
きる。
With this configuration, the next 16-bit data can be prepared when the code bits (maximum 16 bits) required for normalization are read from the buffer register 11j3, so that ultra-high speed / constant speed decoding can be performed. Vessel can be realized.

【0071】実施例6.次に、図12は本発明の他の実
施例である復号化装置のブロック構成を示している。図
で、図7の実施例との違いは、次数・予測値メモリ2が
2ポート構成になったこと、及び検出器7の替わりに参
照シンボルパターン102と更新用の同信号109を監
視し、更新信号108が発生したときに参照シンボルパ
ターン102が(図16のAを除き)一致する場合は、
並列でアクセスしている参照シンボルパターン102に
対応するアクセスの内更新用のシンボルパターンと一致
するもののアクセスを中止するための2ポート制御部1
4、アクセス禁止回路15が付加されている点である。
Embodiment 6 FIG. Next, FIG. 12 shows a block configuration of a decoding device according to another embodiment of the present invention. The difference from the embodiment of FIG. 7 is that the order / predicted value memory 2 has a two-port configuration, and that the reference symbol pattern 102 and the same signal 109 for updating are monitored instead of the detector 7, If the reference symbol patterns 102 match (except A in FIG. 16) when the update signal 108 is generated,
Two-port control unit 1 for canceling an access that matches a symbol pattern for updating among accesses corresponding to reference symbol patterns 102 accessed in parallel
Fourth, an access prohibition circuit 15 is added.

【0072】図13に本実施例での復号化動作例を示
す。ここで算術復号器は図8のものを用いた。アクセス
時間100nsecの2ポートメモリにより上記同様の
処理が可能になる。
FIG. 13 shows an example of the decoding operation in this embodiment. Here, the arithmetic decoder shown in FIG. 8 was used. The same processing as described above can be performed by a two-port memory having an access time of 100 nsec.

【0073】上記実施例では算術符号化としてLPSと
MPS算定方法は有効領域幅によらず単一の方法とした
が、特開平3−247123号のようにMPSのLPS
の有効範囲の大小関係が逆転するときは、MPSとLP
Sの割当を逆転する方式や、特開平2−202267号
のように、MPS領域幅が1/2を下回る場合にLPS
の領域の一部をMPSに振り分ける方式などでも同様の
効果を奏す。また、MPSの領域を数直線上の上位に位
置させる方法でも同様である。
In the above-described embodiment, the LPS and the MPS calculation method for arithmetic coding is a single method irrespective of the effective area width, but as described in JP-A-3-247123, the LPS and MPS
MPS and LP when the magnitude relation of the effective range of
The method of reversing the assignment of S, or the method of LPS when the width of the MPS region is less than 1/2, as in JP-A-2-202267.
A similar effect can be obtained by a method of distributing a part of the region to the MPS. The same applies to a method in which the MPS region is positioned at a higher position on the number line.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、情報
源シンボルの算術符号化あるいは復号化の際に、LPS
あるいはMPSに応じた新たな有効領域幅及び領域の境
界値を所定ビット数シフトすることにより、符号化ある
いは復号化速度を大幅に向上できる符号化装置あるいは
復号化装置を実現することができる。
As described above, according to the present invention, when arithmetic coding or decoding of an information source symbol, LPS
Alternatively , encoding is performed by shifting the new effective area width and area boundary value according to the MPS by a predetermined number of bits.
Or an encoding device that can greatly improve the decoding speed or
A decoding device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による符号化装置の算術符号
器のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an arithmetic encoder of an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例おける符号レジスタの内部構成を
示すブロック構成図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a code register in the embodiment of FIG. 1;

【図3】本実施例による動作例を示すタイミング図であ
る。
FIG. 3 is a timing chart showing an operation example according to the embodiment.

【図4】本発明の他の実施例による符号化装置の算術符
号器の符号レジスタのブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram of a code register of an arithmetic encoder of an encoding apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例を示す符号化装置のブロッ
ク構成図である。
FIG. 5 is a block diagram of an encoding apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図6】図5の実施例による動作例を示すタイミング図
である。
FIG. 6 is a timing chart showing an operation example according to the embodiment of FIG. 5;

【図7】本発明の他の実施例を示す復号化装置のブロッ
ク構成図である。
FIG. 7 is a block diagram of a decoding apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図8】図7の実施例における算術復号器の内部構成を
示すブロック構成図である。
FIG. 8 is a block diagram showing the internal configuration of the arithmetic decoder in the embodiment of FIG. 7;

【図9】図8の算術復号器の符号レジスタの内部構成を
示すブロック構成図である。
9 is a block diagram showing an internal configuration of a code register of the arithmetic decoder shown in FIG. 8;

【図10】図7の実施例による動作例を示すタイミング
図である。
FIG. 10 is a timing chart showing an operation example according to the embodiment of FIG. 7;

【図11】本発明の他の実施例を示す算術復号器の符号
レジスタのブロック構成図である。
FIG. 11 is a block diagram of a code register of an arithmetic decoder showing another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施例を示す算術復号器のブロ
ック構成図である。
FIG. 12 is a block diagram of an arithmetic decoder showing another embodiment of the present invention.

【図13】図12の実施例による動作例を示すタイミン
グ図である。
FIG. 13 is a timing chart showing an operation example according to the embodiment of FIG. 12;

【図14】従来の技術による符号化装置のブロック構成
図である。
FIG. 14 is a block diagram of a conventional encoding device.

【図15】図14の符号化装置における算術符号器の内
部構成を示すブロック構成図である。
FIG. 15 is a block diagram showing an internal configuration of an arithmetic encoder in the encoding device of FIG. 14;

【図16】符号化に利用される参照シンボルの位置を示
す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating positions of reference symbols used for encoding.

【図17】次数・予測値テーブルの内容を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram showing contents of an order / predicted value table.

【図18】領域幅テーブルの内容を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing contents of an area width table.

【図19】図14の符号化装置における動作例を示すタ
イミング図である。
19 is a timing chart showing an operation example in the encoding device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 次数・予測値メモリ 5 算術符号器 6 次数・予測値制御回路 7 検出器 8 次数・予測値レジスタ 11 算術復号器 13 選択器 5a 第1のレジスタ 5b 第1の演算手段 5d 第2のレジスタ 5e 第2の演算手段 5c 第1の選択手段 5j 第2の選択手段 5h ビット位置検出手段 5i 第1のバレルシフタ 5k 第2のバレルシフタ 5f 符号生成手段 5f11 FIFO 11a 第1のレジスタ 11b 第1の演算手段 11f 第2のレジスタ 11g 第2の演算手段 11c 第1の選択手段 11h 第2の選択手段 11d ビット位置検出手段 11e 第1のバレルシフタ 11i 第2のバレルシフタ 11j 符号読みだし手段 11j4 FIFO 2 order / predicted value memory 5 arithmetic encoder 6 order / predicted value control circuit 7 detector 8 order / predicted value register 11 arithmetic decoder 13 selector 5a first register 5b first arithmetic unit 5d second register 5e Second calculation means 5c First selection means 5j Second selection means 5h Bit position detection means 5i First barrel shifter 5k Second barrel shifter 5f Code generation means 5f11 FIFO 11a First register 11b First calculation means 11f Second register 11g Second operation means 11c First selection means 11h Second selection means 11d Bit position detection means 11e First barrel shifter 11i Second barrel shifter 11j Code reading means 11j4 FIFO

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−79333(JP,A) 特開 昭60−196014(JP,A) 特開 昭62−43222(JP,A) 特開 平1−286526(JP,A) 特開 平3−247123(JP,A) 特開 平5−64007(JP,A) 特開 平5−298063(JP,A) 特開 平2−305225(JP,A) 特開 平5−67978(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/40 Continuation of the front page (56) References JP-A-56-79333 (JP, A) JP-A-60-196014 (JP, A) JP-A-62-43222 (JP, A) JP-A-1-286526 (JP) JP-A-3-247123 (JP, A) JP-A-5-64007 (JP, A) JP-A-5-298063 (JP, A) JP-A-2-305225 (JP, A) 5-67978 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03M 7/40

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 情報源の出力シンボル系列からそのシン
ボル出現確率を推定して、数直線上でそれに応じた有効
領域分割を行ってこのシンボル系列を算術符号化する符
号化装置において、 数直線上の有効領域幅を記憶する第1のレジスタと、 発生頻度が大きいと想定されるシンボル(優性シンボ
ル:MPS)の領域幅を計算する第1の演算手段と、 数直線上の有効領域の境界値を記憶する第2のレジスタ
と、 発生頻度が小さいと想定されるシンボル(劣性シンボ
ル:LPS)に対応する領域とMPSの領域の境界値を
計算する第2の演算手段と、 発生シンボルがMPSかLPSかによって新たな有効領
域幅を選択する第1の選択手段と、 発生シンボルがMPSかLPSかによって新たな有効領
域の境界値を選択する第2の選択手段と、 第1の選択手段からの新たな有効領域幅を受けて最上位
の“1”あるいは“0”の位置を検出するビット位置検
出手段と、 ビット位置検出手段からの出力に応じて第1の選択手段
からの新たな有効領域幅をシフトして第1のレジスタへ
出力する第1のシフタと、 ビット位置検出手段からの出力に応じて第2の選択手段
からの新たな有効領域の境界値をシフトして第2のレジ
スタに出力するとともにオーバーフローしたデータを出
力する第2のシフタと、 この第2のシフタからのオーバーフローしたデータ出力
を受けて符号出力を生成する符号生成手段を備えたこと
を特徴とする符号化装置。
1. An encoding apparatus for estimating a symbol appearance probability from an output symbol sequence of an information source, performing effective area division on the number line, and arithmetically encoding the symbol sequence, comprising: A first register for storing an effective area width of the first area, first calculating means for calculating an area width of a symbol (dominant symbol: MPS) which is assumed to have a high frequency of occurrence, and a boundary value of the effective area on a number line A second register for storing a boundary value between a region corresponding to a symbol whose occurrence frequency is assumed to be low (recessive symbol: LPS) and a region of MPS; First selecting means for selecting a new effective area width depending on whether the symbol is LPS, second selecting means for selecting a boundary value of a new effective area depending on whether the generated symbol is MPS or LPS, Bit position detecting means for detecting the position of the most significant "1" or "0" in response to the new effective area width from the selecting means, and from the first selecting means in response to the output from the bit position detecting means. shifting a first sheet cover to be output to the first register by shifting a new effective region width, the boundary value of a new effective region from the second selecting means in accordance with the output from the bit position detection means further comprising a second sheet lid outputs an overflow data, the code generating means for generating a code output by receiving overflowed data output from the second sheet cover and outputs in the second register An encoding device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 符号生成手段は、FIFOメモリを備え
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の符号化
装置。
2. The encoding apparatus according to claim 1, wherein said code generation means includes a FIFO memory.
【請求項3】 情報源の出力シンボル系列からそのシン
ボル出現確率を推定して、数直線上でそれに応じた有効
領域分割を行ってこのシンボル系列を算術符号化した符
号ビット系列を復号する復号化装置において、 数直線上の有効領域幅を記憶する第1のレジスタと、 発生頻度が大きいと想定されるシンボル(優性シンボ
ル:MPS)の領域幅を計算する第1の演算手段と、 数直線上の有効領域の境界値を記憶する第2のレジスタ
と、 第2のレジスタ出力から発生頻度が小さいと想定される
シンボル(劣性シンボル:LPS)の領域とMPS領域
との境界値を演算して当該シンボルがMPSかLPSか
を判定する第2の演算手段と、 当該シンボルがMPSかLPSかによって新たな有効領
域幅を選択する第1の選択手段と、 当該シンボルがMPSかLPSかによって新たな有効領
域の境界値を選択する第2の選択手段と、 第1の選択手段からの新たな有効領域幅を受けて最上位
の“1”あるいは“0”の位置を検出するビット位置検
出手段と、 符号データ系列を入力して、ビット位置検出手段からの
出力に応じて必要なビット数の符号データ系列を出力す
る符号読み出し手段と、 ビット位置検出手段からの出力に応じて第1の選択手段
からの新たな有効領域幅をシフトして第1のレジスタへ
出力する第1のシフタと、 ビット位置検出手段からの出力に応じて第2の選択手段
からの新たな有効領域の境界値及び符号読み出し手段か
らの出力をシフトして第2のレジスタへ出力する第2
フタを備えたことを特徴とする復号化装置。
3. A decoding method for estimating the symbol appearance probability from an output symbol sequence of an information source, dividing an effective area on a number line, and decoding a code bit sequence obtained by arithmetically encoding the symbol sequence. A first register for storing an effective area width on a number line; first calculating means for calculating an area width of a symbol (dominant symbol: MPS) which is assumed to have a high frequency of occurrence; A second register for storing a boundary value of an effective area of the symbol, and a boundary value between an area of a symbol (recessive symbol: LPS), which is assumed to have a low frequency of occurrence from the output of the second register, and an MPS area. A second calculating means for determining whether the symbol is MPS or LPS, a first selecting means for selecting a new effective area width depending on whether the symbol is MPS or LPS, A second selecting means for selecting a new effective area boundary value depending on whether it is MPS or LPS, and receiving the new effective area width from the first selecting means, and determining the position of the highest "1" or "0" A bit position detecting means for detecting, a code reading means for inputting a code data sequence and outputting a code data sequence of a required number of bits according to an output from the bit position detecting means, and an output from the bit position detecting means. depending first and first sheet lid order to shift the new effective area width from the selection means to the first register, the new from the second selecting means in accordance with the output from the bit position detecting means such boundary value of the effective region and to shift the output from the code reading means second output to the second register
Decoding apparatus characterized by comprising a sheet cover.
【請求項4】 符号読み出し手段はFIFOメモリを備
えたことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の復号
化装置。
4. The decoding device according to claim 3, wherein said code reading means comprises a FIFO memory.
【請求項5】 情報源の出力シンボル系列の予め定めて
おいた位置の複数の参照シンボルの状態から符号化対象
シンボルの予測を行ってその予測誤差信号を符号化する
符号化装置において、 参照シンボルの各状態における上記符号化対象シンボル
の予測値と予測一致率によって分類される群の識別子で
ある次数とを記憶する読みだし書き込み同時動作可能
モリと、 符号化対象シンボルが予測一致しているか否かを検査し
その結果に応じて該参照シンボル状態における予測値及
び次数を書き換える次数・予測値制御回路と、 モリから読み出された当該符号化対象シンボルの予測
値及び次数、ないしは、直前の符号化対象シンボルに対
する、書き換え処理後の予測値及び次数を記憶する次数
・予測値レジスタと、 符号化対象シンボルに対する参照シンボル状態と直前の
シンボルに対する参照シンボル状態とが一致しているか
否かを検出する検出器と、 上記次数・予測値レジスタより出力された予測値・次数
をもとに予測誤差信号を符号化する算術符号器とを備
え、 直前のシンボルに対する予測値あるいは次数の更新があ
る場合、直前のシンボルに対する予測値・次数の書換処
理と符号化対象シンボルに対する予測値・次数の読みだ
し処理を並行して行わせるとともに、符号化に用いる予
測値及び次数として、符号化対象シンボルに対する参照
シンボル状態と直前の符号化対象シンボルに対する参照
シンボル状態とが一致しているか否かにより、書き換え
処理後の予測値及び次数、または、メモリに格納された
次数・予測値を選択して用いることを特徴とする符号化
装置。
5. An encoding apparatus for predicting an encoding target symbol from a state of a plurality of reference symbols at a predetermined position of an output symbol sequence of an information source and encoding a prediction error signal, comprising: The read / write simultaneous operation that stores the predicted value of the above-mentioned encoding target symbol in each state and the order that is the identifier of the group classified by the prediction coincidence rate is possible .
And memory, and the order and prediction value control circuit for rewriting the predicted value and degree of the reference symbol state in accordance with coded symbols examines whether they match the prediction result, read from the memory An order / predicted value register for storing the predicted value and the order of the encoding target symbol or the predicted value and the order after the rewriting process for the immediately preceding encoding target symbol, and the reference symbol state and the immediately preceding A detector for detecting whether or not the reference symbol state for the symbol matches; and an arithmetic encoder for encoding a prediction error signal based on the predicted value / order output from the order / predicted value register. If the prediction value or order for the previous symbol is updated, the rewriting process of the prediction value / order for the previous symbol and the encoding target The prediction value and the order of the symbol are read in parallel, and the reference symbol state for the encoding target symbol and the reference symbol state for the immediately preceding encoding target symbol are one as the prediction value and the order used for encoding. We by whether rewriting the predicted value and degree of post-treatment, or the encoding apparatus characterized by selectively using degree and predicted value stored in the memory.
【請求項6】 情報源の出力シンボル系列の予め定めて
おいた位置の複数の参照シンボルの状態から復号化対象
シンボルの予測を行ってその予測誤差信号を符号化した
符号ビット系列を復号化する復号化装置において、 参照シンボルの状態から復号化対象シンボルの予測値と
予測一致率によって分類される群の識別子である次数と
を記憶するとともに、復号される可能性のある複数のシ
ンボルに対応する次数及び予測値を組として複数出力す
る同時書き込み読みだし可能なメモリと、 上記復号化対象シンボルが予測一致しているか否かを検
査しその結果に応じて該参照シンボル状態における予測
値及び次数を書き換える次数・予測値制御回路と、 先行する復号化対象シンボルの再生信号値によって、メ
モリから出力される複数組の予測値及び次数のうちの1
組の予測値及び次数を選択出力する選択器と、 モリからの予測値及び次数、ないしは、直前の復号化
対象シンボルに対する更新後の予測値及び次数を記憶す
るレジスタと、 復号化対象シンボルに対する参照シンボル状態と直前の
シンボルに対する参照シンボル状態とが一致しているか
否かを検出する検出器と、 選択された予測値・次数をもとに符号ビット系列を復号
化する算術復号器とを備え、 直前のシンボルに対する予測値あるいは次数の更新があ
る場合、直前のシンボルに対する予測値・次数の書換処
理と復号化対象シンボルに対する予測値あるいは次数の
読みだし処理を並行して行わせるとともに、復号化に用
いる予測値及び次数として、復号化対象シンボルに対す
る参照シンボル状態と直前のシンボルに対する参照シン
ボル状態とが一致しているか否かにより、直前の復号化
対象シンボルの書き換え後の予測値及び次数、または
モリに格納された予測値及び次数を選択して用いるこ
とを特徴とする復号化装置。
6. A decoding target symbol is predicted from states of a plurality of reference symbols at predetermined positions of an output symbol sequence of an information source, and a code bit sequence obtained by encoding the prediction error signal is decoded. The decoding device stores a predicted value of a decoding target symbol and an order which is an identifier of a group classified based on a prediction coincidence rate from a state of a reference symbol, and corresponds to a plurality of symbols that may be decoded. and memory that can be read write simultaneously to multiple outputs order and predicted value as a set, the decoded symbol is examined whether or not the match predicted prediction value and the order of the reference symbol state according to the result and degree and predicted value controller for rewriting, by the reproduction signal values of decoded symbols preceding a plurality of sets of prediction values output from the main <br/> memory One of the fine the next number
A set of predicted values and the selector for selecting and outputting the order, the prediction value and the order of the memory, or a register for storing the predicted value and the order of the updated for the immediate decoded symbols, for decoded symbol A detector for detecting whether the reference symbol state matches the reference symbol state for the immediately preceding symbol; and an arithmetic decoder for decoding a code bit sequence based on the selected predicted value / order. If there is an update of the predicted value or order for the immediately preceding symbol, the process of rewriting the predicted value or order for the immediately preceding symbol and the process of reading the predicted value or order for the symbol to be decoded are performed in parallel, and decoding is performed. The reference symbol state for the decoding target symbol and the reference symbol state for the immediately preceding symbol as the prediction value and order used for There by whether they match, the predicted value and degree after rewriting the decoded symbol of the immediately preceding or,
Decoding apparatus characterized by selectively using prediction values and orders stored in the memory.
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