JP3128014B2 - 画像圧縮伸張装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多階調の画像データを
高速に圧縮もしくは伸張処理する画像圧縮伸張装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル画像データを扱う装置では、
符号化装置を利用して画像信号の冗長度を抑圧する画像
圧縮が一般的に行われている。こうした画像圧縮技術と
してよく知られたものに、テキスト原稿を二値化処理し
た画像データを圧縮処理するＣＣＩＴＴ勧告Ｔ．４で規
格化されたＭＨ／ＭＲ符号化方式のようなランレングス
符号化方式、８ビットの自然画像データを圧縮処理する
ＣＣＩＴＴ勧告Ｈ．２６１で規格化されたＡＤＣＴ符号
化方式のような変換符号化方式がある。こうしたディジ
タル画像データを記憶保持するファイリングシステムで
は、さまざまな画像データを扱う必要がある。ところ
が、二値画像データと多値画像データでは画像データの
冗長性が異なっていることから、それらを共に効率的に
圧縮する技術がない。そこで従来では、特開平２−１１
２０７４号公報に見られるように、異なった符号化方式
の画像圧縮装置を複数備え、入力された画像データの種
類に応じて最適な画像圧縮装置を選択するといったこと
が行われている。一方、ディジタル画像データの中に
は、スキャナなどで読み取った８ビットの自然画像デー
タを画像処理装置を通して２〜７ビットへビット数を落
とした多階調画像データもある。このような多階調画像
データを圧縮するには、階調数が多ければＡＤＣＴ符号
化方式を応用すればよい。しかし、ＡＤＣＴ変換符号化
方式は非可逆符号化方式なので、階調数が少なくなって
くると情報量が失われることになる。そこで、低ビット
レートの多階調画像データを符号化するのに有効な手法
として、特開昭６０−２４７７６号公報に開示されてい
る技術がある。これは、多階調画像データを予測処理
し、得られた予測誤差データをビットプレーン単位で平
滑化した上でＭＨ符号化するというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにさまざまな入力画像データに対して、異なった符
号化方式の画像圧縮装置を複数備える方式では、装置が
高価になってしまうといった欠点がある。又、多階調画
像データを予測処理し、得られた予測誤差データをビッ
トプレーン単位で平滑化した上でＭＨ符号化するといっ
た方式では、高速に画像圧縮を行おうとすると、ビット
プレーン毎に符号化装置を用意しなければならず、これ
も装置が高価になるといった欠点がある。こうした従来
技術の欠点は、従来技術により圧縮した画像データを伸
張する画像伸張装置に対しても共通の欠点である。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、安価に、かつ高速に、多階調画像データを圧縮
もしくは伸張処理できる画像圧縮伸張装置を提供するこ
とをその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像圧縮伸
張装置は、上記目的を達成するために、１画素Ｎ（Ｎは
１以上の整数）ビットの画像データを圧縮もしくは伸張
する画像圧縮伸張装置において、Ｋ（Ｋは２以上の整
数）個の画像データをまとめてＭ（Ｍは２以上の整数）
ビットに変換するデータ変換手段と、前記データ手段で
あるＭビットの出力を適応予測してＫ個の画像データに
対するＫ個の予測誤差データに変換もしくはＭビットの
予測誤差データを適応逆予測してＫ個の予測誤差データ
に対するＫ個の画像データに変換する複数個の選択制御
可能な予測器を備えた適応予測／逆予測部と、予測器を
選択制御する予測器選択制御手段とを具備したことを特
徴とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、さまざまなビット数の多階調
画像データを、複数画素を所定のビット数のデータにま
とめて処理するとともに、画像データの構造に応じて使
用する適応予測器を限定して適応予測し、符号化するよ
うにしたので、一つの圧縮装置で二値画像データからＮ
ビット自然画像データまで効率よく圧縮することができ
る。又、画像データを符号化するための前処理や、復号
データを画像データに変換するための後処理に複雑な演
算回路を必要としないので、高速に圧縮処理や復号処理
を行うことができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【０００８】図１は本発明による圧縮伸張装置の構成を
示すブロック図である。

【０００９】システムバス１は、図示しない外部ＣＰＵ
とのインタフェース、及び圧縮された符号データの入出
力を行うための３２ビットのバスである。

【００１０】画像バス２は、画像データの入出力を行う
ための１６ビットのバスである。

【００１１】データ変換部１６は、図示しない外部ＣＰ
Ｕからの画像データ選択制御信号１７によって１ビッ
ト，２ビット，４ビットの３種類の入力画像データの中
から、これから処理すべき画像データを選択するととも
に、複数画素をまとめて１６ビットとした上で、画像バ
ス２へ出力するブロックである。

【００１２】ラインメモリ３は、１ライン分の画像デー
タを記憶する記憶回路で、後述する適応予測／逆予測の
際の参照データを供給する記憶回路である。

【００１３】ピンポンバッファ４，５は、画像データを
圧縮して得られた符号データを一時記憶する記憶回路で
ある。

【００１４】制御部６は、図示しない外部ＣＰＵからの
制御信号に応じて圧縮伸張器の動作モードの規定や、使
用すべき適応予測器をイネーブル状態にしたり、各ブロ
ックの動作を制御するブロックである。

【００１５】画像データ入出力部８は、画像バス２より
圧縮する画像データを入力したり、伸張された画像デー
タを画像バス２へ出力するブロックである。

【００１６】適応予測／逆予測部１１は、圧縮モードで
動作している時、画像データ入出力部８からの入力画像
データを、後述する適応予測アルゴリズムに従って１バ
イト単位で予測誤差データに変換して符号処理部１４に
そのデータを送るブロックである。伸張モードで動作し
ている時は、復号処理部１５で符号データから変換され
た予測誤差データを、１バイト単位で逆予測して画像デ
ータに変換し、画像データ入出力部８へその画像データ
を渡すブロックである。

【００１７】符号処理部１４は、適応予測／逆予測部１
１の出力である予測誤差データをニブル（４ビット）単
位で処理してゼロニブルのラン長を計数し、ゼロニブル
ランのターミネータとその時のラン長を符号化するブロ
ックである。符号については後述する。

【００１８】復号処理部１５は、符号データ入出力部７
からの３２ビット単位の入力符号データを取り込んで復
号し、ゼロニブルラン長とそれに続くターミネータを求
め、予測誤差データをバイト単位で出力するブロックで
ある。

【００１９】符号データ入出力部７は、システムバス１
を介して外部と符号データのやりとりを行うブロックで
ある。

【００２０】ラインメモリ制御部９は、外付けされるラ
インメモリ３の読み出し／書き込み制御を行うブロック
である。

【００２１】ピンポンバッファ制御部１０は、外付けさ
れる２つのピンポンバッファ４，５の読み出し／書き込
み制御を行う。

【００２２】１６ビットアライメント部１２は、１ライ
ン毎に符号処理部１４で生成される可変長符号をピンポ
ンバッファ４，５に書き込むワード長（１６ビット）に
符号データをまとめるブロックである。なお、最終ワー
ドは１６ビット未満でもバッファに書き込まれる。

【００２３】３２ビットアライメント部１３は、ピンポ
ンバッファ４，５から読み出したデータを符号データ入
出力部７に送る際にピンポンバッファの最終ワードの１
６ビット未満の時の余分なデータを除いて符号データ入
出力単位（３２ビットワード）にまとめるブロックであ
る。

【００２４】データ変換部１６について更に詳細に説明
する。

【００２５】図２は、データ変換部１６のブロック図で
ある。１ビット画像データはシフトレジスタ６１によっ
て４ビットパラレルデータに変換されて、マルチプレク
サ６３に入力する。２ビット画像データも同様にシフト
レジスタ６２によって４ビットパラレルデータに変換さ
れて、マルチプレクサ６３に入力する。４ビット画像デ
ータは直接マルチプレクサ６３に入力する。マルチプレ
クサ６３は、画像データ選択制御信号１７によって３種
類の４ビットデータから１つを選んで出力する。このマ
ルチプレクサ６３の出力４ビットデータは、更にシフト
レジスタ６４で１６ビットデータに変換される。なお、
データ変換部１６の出力は、図１の画像データ入出力部
８に直接入力してもよい。

【００２６】次に、本発明に用いた適応予測アルゴリズ
ムについて説明する。

【００２７】本発明における予測器は全部で１６個あ
り、予測対象の画像の性質からテキスト予測器と中間調
予測器に分類される。これらの予測器は適応予測／逆予
測部１１に含まれている。

【００２８】図３はテキスト予測器を示す図である。文
字や線から構成されるテキスト原稿では、任意の画素は
それに隣接する画素と同じ値をとることが多いことか
ら、次の３つを導入した。

【００２９】（１）水平線の予測に適している前ビット
（ＰＢ：previous bit）予測器（同図（ａ）参照）。

【００３０】（２）垂直線の予測に適している直上ビッ
ト（ＢＡ：bit above ）予測器（同図（ｂ）参照）。

【００３１】（３）予測しようとしている４ビット（１
ニブル）の画像データを１ライン前の１バイトの画像デ
ータの統計から決める垂直方向統計量（ＶＳ：vertical
statistics ）予測器（同図（ｃ）参照）。これはニブ
ル単位の垂直方向の予測に適している。

【００３２】なお、図３において、Ｐ，Ｘ_i は予測され
るビット、Ｘ，Ｘ_i ，Ｙ_i は予測の基準になるビットを
示す。

【００３３】図４は中間調予測器を示す図である。代表
的な中間調画像であるディザ画像では、任意のディザ周
期に対応する位置の画素は閾値が同じであることから同
じ値を取り易い。又、多階調画像データの隣接画素は比
較的同じような濃度情報を持つことが多い。従って、多
階調画像データをビットシリアルに並べた上で、１画素
のビット数の整数倍周期で各ビットの状態を調べても対
応ビットは同じ値になりやすいと考えられる。

【００３４】（４）ディザ周期がＰ_D ＝３からＰ_D ＝１
６の範囲（Ｐ_D ＝３〜１０，１２，１４，１５，１６）
の１２個の異なる中間調予測器。これらは着目ビットの
値がＸビット前のビットと同一であるかを予測する。図
４（ａ）は、ディザ周期Ｐ_D ＝５である場合の例を示
す。

【００３５】（５）ニブル単位の水平予測を行う水平方
向統計量（ＨＳ）予測器。ＨＳ予測器は、予測しようと
しているニブルを含んだ画像データバイトに隣接したバ
イトの画像データの統計から決めるもので、予測バイト
に含まれる２ニブルの予測値は同じものを使用する。こ
のＨＳ予測器は、上記１２個の中間調予測器とは別の中
間調予測器として使用される。

【００３６】以上、説明した１６個の予測器を以下に説
明するように適宜組み合せてライン毎に８ビット（１バ
イト）単位で適応予測が行われていく。予測誤差は、予
測画像バイトとその予測値との間で排他的論理和（ＥＯ
Ｒ）を演算することで求める。ここで、予測的中ビット
は‘０’に、予測外れビットは‘１’となり、８ビット
の予測結果ビットが得られる。

【００３７】次に、最適な予測器を選択していくアルゴ
リズムについて説明する。

【００３８】 使用可能な中間調予測器のサブセット
の中から予測するバイトＸｉの３つ前のバイトＸｉ−３
において最も予測誤りの少ない予測器を予測器変数ｎｅ
ｗＨＴに代入する。予測誤りの数が等しい場合は、水平
方向統計量（ＨＳ）予測器を最優先に、以下、空間周波
数の高い方、すなわち、ディザ周期の短い方を選択す
る。

【００３９】 ２つ前のバイトＸｉ−２において、前
のバイトに関する予測器選択プロセスで決定された予測
器変数ＨＴで表される中間調予測器と予測誤りを比較
し、ｎｅｗＨＴの予測誤りがＨＴよりも少なければｎｅ
ｗＨＴで表される予測器を新たなＨＴで表される予測器
に更新する。予測誤りの数が等しい場合はＨＴの更新は
行わない。

【００４０】 予測するバイトＸｉの１つ前のバイト
Ｘｉ−１において、使用可能なテキスト予測器の中から
予測誤りの一番少なかった予測器を予測器変数ｎｏｎＨ
Ｔに代入する。予測誤りの数が等しい場合は直上ビット
（ＢＡ）予測器を優先的に選択する。

【００４１】 とで決定されたＨＴとｎｏｎＨＴ
の双方の予測器についてバイトＸｉ−１において予測誤
りを比較し、誤りの少なかった方を実際にバイトＸｉの
予測に用いる予測器を表す変数Ｆｉｎａｌに代入する。
尚、予測誤りが等しかった場合はバイトＸｉ−１を予測
したときに用いたＦｉｎａｌと同じ種類の予測器をＦｉ
ｎａｌとする。

【００４２】各ラインでの予測開始の初期段階に、幾つ
かの予測器では予測に必要な画像データを画像領域の外
に求めなければならないが、この時、画像領域外のデー
タはすべて白、即ち０という値の画素として処理する。

【００４３】又、各ラインの始めでは上記１６個の予測
器の中のいずれかが初期予測器として選択される。もし
テキスト予測器が使用可能であれば、これが最優先に初
期予測器として選択される。テキスト予測器の中では、
直上ビット（ＢＡ）予測器、垂直方向統計量（ＶＳ）予
測器、前ビット（ＰＢ）予測器の順に優先度が決まって
いる。テキスト予測器が使用可能でない場合は、使用可
能な中間調予測器のサブセットの中で最も空間周波数が
高いものに対応した、即ち、最短パターン長の中間調予
測器が初期予測器として選択される。

【００４４】初期予測器は各ラインの開始毎に選択され
る。この予測器は現在予測に使っている予測器よりも予
測誤差の小さい予測器がでてくるまで使用される。誤差
が等しい時は予測器の変更は行わない。

【００４５】図５に適応予測／逆予測部１１のブロック
図を示す。

【００４６】マルチプレクサ３８は、圧縮動作時には画
像データバイトを、伸張動作時には予測誤差バイトを選
択して適応予測器３５へ入力する。マルチプレクサ３６
は圧縮動作時には画像データバイトを、伸張動作時には
マルチプレクサ３４で選択した適応予測器３５で逆予測
された画像データバイトをレジスタ３１，３２，３３で
構成されるシフトレジスタへ入力する。このシフトレジ
スタの出力はレジスタ３３の入力をＸｉとすると、レジ
スタ３３の出力であるイメージバイトはＸｉ−１に、レ
ジスタ３２の出力はＸｉ−２に、レジスタ３１の出力は
Ｘｉ−３に対応する。

【００４７】中間調予測器群２０、ｎｅｗＨＴ選択回路
２１、中間調予測器選択部１８、レジスタ２２、マルチ
プレクサ２３，２４、比較器２５とから中間調予測器選
択装置が構成される。中間調予測器選択装置を更に詳細
に説明したものが図６である。

【００４８】中間調予測器群２０は、１３組の中間調予
測器４０（ＨＳ予測器を含む）と予測誤差カウンタ４１
から構成されている。予測誤差カウンタ４１は、各予測
器での予測誤差バイトの中に含まれる‘１’の数を計数
するもので、‘１’の数に応じて予測的中率を５レベル
に分類して出力する。

【００４９】（１） ‘１’の数＝０ ．．．出力＝
‘０００’ （２） ‘１’の数＝１ ．．．出力＝‘００１’ （３） ‘１’の数＝２ ．．．出力＝‘０１０’ （４） ‘１’の数≧３ ．．．出力＝‘１００’ （５） 該当する予測器が予測器選択モードワードによ
って選択されていない場合、出力は‘１１１’とする。

【００５０】ここで、予測器選択モードワードは、図７
に示すような１６ビットのワードデータである。各ビッ
トは、それぞれ１６個の予測器を使用するか否かを示
す。なお、図中のたとえばＨｔ１６は、ディザ周期Ｐ_D
＝１６の中間調予測器を意味する。他も同様である。表
１に入力画像データに対して選択すべき予測器を示す。
このワードデータは、図１における３２ビットのシステ
ムバス１から図示しない外部ＣＰＵより書き込まれる。
図５における予測器イネーブル信号は、予測器選択モー
ドワードの内容に等しい。

【００５１】

【表１】 図５に示されるｎｅｗＨＴ選択回路２１は、図６に示さ
れる最小予測誤差検出回路４２とマルチプレクサ４３と
から構成される。又、中間調予測器選択部18はマルチプ
レクサ４４とレジスタ４５とから構成される。

【００５２】最小予測誤差検出回路４２は、１３組の３
ビットの予測的中率データの中から最小値を与えた予測
器に対応したフラグビットを全てアサートする。但し、
予測誤差カウンタ４１の出力が‘１１１’であった、す
なわち、選択されていない予測器に対応したフラグビッ
トはアサートしない。

【００５３】マルチプレクサ４３は、ラインの先頭のバ
イトに対しては初期中間調予測器選択肢で規定される唯
一の予測器に対応したフラグビットをアサートして予測
器変数ｎｅｗＨＴとして出力する。以降、レジスタ２２
に保持された予測器変数ｎｅｗＨＴと最小予測誤差検出
回路４２の出力である中間調予測器選択フラグをマルチ
プレクサ４３で比較して、予測器変数ｎｅｗＨＴのアサ
ートビットが中間調予測器選択フラグでもアサートされ
ていた場合は、レジスタ２２に保持された予測器変数ｎ
ｅｗＨＴを新しい予測器変数ｎｅｗＨＴとして出力す
る。予測器変数ｎｅｗＨＴのアサートビットと中間調予
測器選択フラグのアサートビットが一致していなかった
場合は、中間調予測器選択フラグのアサートビットに対
応した予測器の中で最も優先順位が高い予測器に対応し
たフラグビットだけをアサートし、それを新しい予測器
変数ｎｅｗＨＴとして出力する。こうして選択された新
しい予測器変数ｎｅｗＨＴはレジスタ２２に一時記憶さ
れる。

【００５４】マルチプレクサ２３は、予測誤差カウンタ
４１の出力である１３組の３ビットの予測的中率データ
の中から、レジスタ２２に保持された予測器変数ｎｅｗ
ＨＴのアサートビットに対応した中間調予測器の予測的
中率データを選択する。同様にマルチプレクサ２４は、
レジスタ４５に保持された予測器変数ＨＴのアサートビ
ットに対応した中間調予測器の予測的中率データを選択
する。

【００５５】マルチプレクサ４４はラインの先頭のバイ
トに対しては初期中間調予測器選択肢で規定される唯一
の予測器に対応したフラグビットをアサートして予測器
変数ＨＴとして出力する。以降、レジスタ２２に保持さ
れた予測器変数ｎｅｗＨＴで規定された予測器の予測的
中率データ（マルチプレクサ２３出力）とレジスタ４５
に保持された予測器変数ＨＴで規定された予測器の予測
的中率データ（マルチプレクサ２４出力）の大小を比較
器２５で比較した結果、マルチプレクサ２３出力の方が
小さい場合のみレジスタ２２の出力を新しい予測器変数
ＨＴとして出力する。それ以外の場合はレジスタ４５の
出力を新しい予測器変数ＨＴとして出力する。

【００５６】また、テキスト予測器群２８、ｎｏｎＨＴ
選択回路２７、レジスタ２６とからテキスト予測器選択
部が構成される。ラインメモリ３からの前ラインからの
出力データは、ＶＳ予測器とＢＡ予測器の予測値を与え
る。テキスト予測器選択部を更に詳細に説明したものが
図８である。

【００５７】テキスト予測器群２８は、３組のテキスト
予測器５０と予測誤差カウンタ５１から構成されてい
る。予測誤差カウンタ５１は、中間調予測器群２０の予
測誤差カウンタ４１と同様な動作を行う。

【００５８】ｎｏｎＨＴ選択回路２７は、最小予測誤差
検出回路５２とマルチプレクサ５３とから構成される。

【００５９】最小予測誤差検出回路５２は、３組の３ビ
ットの予測的中率データの中から最小値を与えた予測器
に対応したフラグビットを全てアサートする。但し、予
測誤差カウンタ５１の出力が‘１１１’であった、すな
わち、選択されていない予測器に対応したフラグビット
はアサートしない。

【００６０】マルチプレクサ５３は、ラインの先頭のバ
イトに対しては初期テキスト予測器選択肢で規定される
唯一の予測器に対応したフラグビットをアサートして予
測器変数ｎｏｎＨＴとして出力する。以降、レジスタ２
６に保持された予測器変数ｎｏｎＨＴと最小予測誤差検
出回路５２の出力であるテキスト予測器選択フラグを比
較して、予測器変数ｎｏｎＨＴのアサートビットがテキ
スト予測器選択フラグでもアサートされていた場合は、
レジスタ２６に保持された予測器変数ｎｏｎＨＴを新し
い予測器変数ｎｏｎＨＴとして出力する。予測器変数ｎ
ｏｎＨＴのアサートビットとテキスト予測器選択フラグ
のアサートビットが一致していなかった場合は、テキス
ト予測器選択フラグのアサートビットに対応した予測器
の中で最も優先順位が高い予測器に対応したフラグビッ
トだけをアサートし、それを新しい予測器変数ｎｏｎＨ
Ｔとして出力する。こうして選択された新しい予測器変
数ｎｏｎＨＴはレジスタ２６に一時記憶される。

【００６１】Ｆｉｎａｌ選択部２９は、予測器変数ＨＴ
で規定された中間調予測器の予測誤差データＥＣＨＴと
予測器変数ｎｏｎＨＴで規定されたテキスト予測器の予
測誤差データＥＣｎｏｎＨＴの大小を比較し、小さい予
測誤差データを与える予測器変数を新たな予測器変数Ｆ
ｉｎａｌとして出力する。予測誤差データの大きさが等
しい場合は、以前に予測器変数Ｆｉｎａｌとして選択し
た予測器の属するグループ（中間調予測器かテキスト予
測器）と同じグループの予測器に対する予測器変数を選
択する。レジスタ３０は、このグループ情報を保持する
ものである。Ｆｉｎａｌ選択部２９の出力である予測器
変数Ｆｉｎａｌは、ＶＳ予測器、ＢＡ予測器、ＰＢ予測
器、中間調予測器の対応した４ビットのフラグである。

【００６２】適応予測器３５は、マルチプレクサ３８の
出力に対する予測もしくは逆予測を１６種類の予測器で
同時に行う。１３個の中間調予測器は、予測器変数ＨＴ
で規定された中間調予測器のみが動作して予測もしくは
逆予測を行う。マルチプレクサ３４は、適応予測器３５
の出力から予測器変数Ｆｉｎａｌで規定される予測器に
対する出力を選択する。レジスタ３７は、マルチプレク
サ３４の出力を一時記憶する。

【００６３】次に、本発明における符号について説明す
る。

【００６４】図１に示す適応予測／逆予測部１１で適応
予測して得られた予測誤差データは、１ニブル（４ビッ
ト）づつ逐次符号化していく。符号はイメージバウンダ
リ符号、ラインバウンダリ符号、ラン／ターミネータ符
号、マルチプライヤ符号の４種類から構成されている。
各符号の符号長は４ビット、８ビット、１２ビットのい
ずれかになるようにして、符号化処理と復号化処理を行
い易くしている。

【００６５】表２にイメージバウンダリ符号を示す。イ
メージバウンダリ符号は、１ページの符号化された画像
データの始まりと終わりを表す符号である。

【００６６】

【表２】 表３にラインバウンダリ符号を示す。ラインバウンダリ
符号は、新しいラインの始まりを示すと同時に、それに
続くラインデータがどのように符号化されているかを表
す符号である。

【００６７】

【表３】 ラン／ターミネータ符号は、適応予測して得られた予測
誤差データのビット列を、４ビットが全て‘０’である
ゼロニブルの連続する数（ゼロニブルラン）と、そのゼ
ロニブルランを中断させた非ゼロのニブル（ターミネー
タ）をハフマン符号化したものである。ターミネータ
は、ラン／ターミネータ符号を定義する上で次の２つに
分類される。

【００６８】Ｔ_A ：１ニブル内に一つだけエラービット
を含んだもの。

【００６９】Ｔ_B ：１ニブル内に複数のエラービットを
含んだもの。

【００７０】なお、エラービットとは‘１’の値をとる
ビットである。

【００７１】表４は、Ｔ_A ターミネータに対するラン／
ターミネータ符号を示したものである。

【００７２】

【表４】 表５は、Ｔ_B ターミネータに対するラン／ターミネータ
符号を示したものである。

【００７３】

【表５】 表６は、Ｔ_A ターミネータに関するａａ符号とＴ_B ター
ミネータに関するｂｂｂｂ符号を示したものである。な
お、表４と表５の中で、ｔｔｔｔは非ゼロのターミネー
タの二進数表示したもの、ｒ ｒｒｒｒ，ｒｒ ｒｒｒ
ｒ，ｓｓ ｓｓｓｓはランレングスを二進数表示したも
のである。

【００７４】

【表６】 マルチプライヤ符号は、ラン長６４以上のゼロニブルを
表現するために用いる符号で、６４の整数倍長のランを
表す。ターミネータの出現によりゼロニブルランが途絶
えた時、その時のラン長をＺとし、 Ｚ＝６４×Ｍ＋Ｔ Ｍ≧１、Ｔ≦６３ であったとすると、最初にマルチプライヤ符号でＭを符
号化し、次にラン／ターミネータ符号でＴを符号化す
る。Ｍの二進数表現をｒｒ ｒｒｒｒとすると、Ｍに対
するマルチプライヤ符号は１１ｒｒ ｒｒｒｒ ０００
０で与えられる。但し、 ００ ０００１≦ｒｒ ｒｒｒｒ≦１１ １１１１ Ｍ＝６４、つまりゼロニブルラン長が４０９６に達した
時、ターミネータの出現の有無に依らずマルチプライヤ
符号 １１００ ００００ ００００ （ｒｒ ｒｒｒｒ＝０
０ ００００） が生成される。

【００７５】図１に示す符号処理部１４は、適応予測／
逆予測部１１の出力である予測誤差データを以下の手順
で符号化していく。

【００７６】図９と図１０は、符号処理部１４の符号化
手順を示したフローチャートである。１ラインの符号化
に先立ち、ゼロニブルを計数する１２ビットのニブルカ
ウンタをクリアする（Ｓ６０１）。符号処理を開始する
と、予測誤差データバイトを取り込むと同時に予測誤差
データバイト数（エラーバイト数）をカウントする（Ｓ
６０２，Ｓ６０３）。取り込んだ予測誤差データバイト
は上位ニブルから取り出して（Ｓ６０４）ゼロニブルか
どうか評価する（Ｓ６０５）。取り出したのがゼロニブ
ルの場合はニブルカウンタをインクリメントし（Ｓ６０
７）、次に下位ニブルを取り出して（Ｓ６０９，Ｓ６０
６）再びゼロニブルかどうか評価する。取り出したのが
非ゼロニブルの場合は、そのニブルはターミネータとし
てその時のニブルカウンタの値ＲＬをラン／ターミネー
タ符号化する（Ｓ６１２，Ｓ６１３）。

【００７７】ラン／ターミネータ符号を生成する時は、
ニブルカウンタの値ＲＬの大きさに従って（Ｓ７０１〜
Ｓ７０５）ラン／ターミネータ符号（Ｓ７１１〜Ｓ７１
５）かマルチプライヤ符号（Ｓ７１０）のいずれかを生
成する。ラン／ターミネータ符号を生成する場合は、タ
ーミネータがＴ_A ターミネータかＴ_B ターミネータかを
判別し、その結果に応じて符号を生成する（Ｓ７０６〜
Ｓ７０９）。

【００７８】符号を生成すると、ニブルカウンタをクリ
ア（Ｓ６１７）してＳ６０９に戻り、符号化を継続す
る。下位ニブルを取り出してゼロニブルかどうかの評価
を終了したら、今まで受け取った予測誤差データバイト
数が所定の大きさ（１ラインの画像データ数）に達した
かどうか判定し（Ｓ６１０）、所定の大きさ未満の場合
は次の予測誤差データバイトを取り込む。符号化の途中
でニブルカウンタのインクメント時にキャリーを発生し
た場合 (ステップ６０８）は、拡張マルチプライヤ符号
‘Ｃ００ ＨＥＸ（＝１１００ ００００ ０００
０）’を生成する（Ｓ６１４）。１ラインの最終ニブル
がゼロニブルの場合にターミネータとなるニブルがそれ
以降で発生しないため、その時点のゼロニブルランを符
号化することが出来なくなる。そこで、１ラインのデー
タ数分の予測誤差データを全て処理するとニブルカウン
タの値が０かどうか検査する（Ｓ６１１）。この結果、
ニブルカウンタの値が０でない場合は仮想のターミネー
タを‘１０００’に設定して符号化を行い（Ｓ６１５、
Ｓ６１６）、１ライン分の予測誤差データの符号化を終
了する。ニブルカウンタの値が０であれば、そのまま１
ライン分の予測誤差データの符号化を終了する。

【００７９】符号処理部１４の概略構成例を図１１に、
また、動作タイミングを図１２に示す。適応予測／逆予
測部１１で適応予測された８ビットの予測誤差データ
は、セレクタ１４ａによりニブルクロックに同期して４
ビット（１ニブル）ずつ符号処理部１４へ取り込まれ
る。適応予測／逆予測部１１のデータ処理のサイクル
は、ニブルクロックで２サイクルに付き１バイトのデー
タを処理することになる。符号処理部１４へ取り込んだ
４ビット予測誤差データは、一旦ニブルクロックでレジ
スタ１４ｂにラッチされる。このラッチした予測誤差ニ
ブルを評価して４ビットが全て‘０’のゼロニブルであ
れば、ニブルカウンタ１４ｃのカウンタ動作をイネーブ
ルにしてニブルカウンタ１４ｃはニブルクロックにより
カウントアップされる。評価結果が非ゼロニブルであっ
た時は、そのサイクルでラン／ターミネータ符号の生成
が行われ、次のサイクルでニブルカウンタ１４ｃをクリ
アする。符号の生成は、デコーダ１４ｄにおいて、符号
生成サイクルでラッチされている予測誤差ニブルをター
ミネータとし、その時のニブルカウンタ１４ｃの下位６
ビットを用いて行われる。

【００８０】図１２のタイミングチャートにおいて、ゼ
ロニブルカウント値Ｋの値が６４を超えていた場合は、
ニブルカウンタの上位６ビットを用いてマルチプライヤ
符号を生成し、次いでニブルカウンタの下位６ビットを
用いてラン／ターミネータ符号を生成する。従って、１
つの符号生成サイクルの生成符号量は最大２４ビットと
いうことになる。図１２に示すタイミングチャートの例
では、１符号生成サイクルでの生成符号量を１２ビット
以下にするために、マルチプライヤ符号の生成サイクル
をラン／ターミネータ符号のそれより１ニブルクロック
サイクル早めている。つまり、符号処理部１４へ取り込
んだ時点の予測誤差ニブルが非ゼロニブルであって、そ
の時のニブルカウンタの値に１を加えたものの上位６ビ
ットが０でない場合に、マルチプライヤ符号を生成して
しまう。

【００８１】次に、本発明の画像圧縮伸張装置の圧縮モ
ードでの全体の動作について説明する。

【００８２】圧縮動作に先立ち、システムバス１を介し
て画像圧縮伸張装置の動作モードを制御部６に対して圧
縮モードに設定する。更に、前記表１を参照し、圧縮処
理すべき画像データの１画素当たりのビット数に応じて
使用すべき予測器を選択して、適切な予測器選択モード
ワードを、同じくシステムバス１を介して制御部６に設
定する。圧縮モードでは、圧縮したい画像データは、デ
ータ変換部１６で画像データ選択制御信号１７により１
６ビットに整形された後、画像バス２から画像データ入
出力部８に取り込まれる。取り込まれた画像データは、
ラインメモリ制御部９に送られてラインメモリ３に書き
込むと同時に、同じアドレスに書き込まれた１ライン前
の画像データを読み出して、それぞれを一緒に適応予測
／逆予測部１１へ送る。適応予測／逆予測部１１は、制
御部６により使用すべき予測器が限定された上で、適応
予測モードで動作するように制御される。適応予測／逆
予測部１１で画像バス２から取り込んだ画像データは、
予測誤差データに変換されて符号処理部１４へ渡され
る。符号処理部１４は、逐次予測誤差データをランレン
グス符号化して出力する。その可変長符号に、１６ビッ
トアライメント部１２では、１ページの最初のラインに
対しては先頭に８ビットのＰＢＫラインバウンダリ符号
を、それ以外ではＮＯＲラインバウンダリ符号を付け
る。そして、符号処理部１４から送られてきた符号が１
６ビットになったらピンポンバッファ制御部１０へ送
る。ピンポンバッファ制御部１０は、１ラインの処理が
終了するまで２つのピンポンバッファ４，５のいずれか
一方に１６ビットにまとめられた符号データを書き込み
続ける。この時、もう一方のピンポンバッファからは、
前のラインの符号化の際に書き込まれた符号データを読
み出し続ける。ピンポンバッファ４，５から読み出した
１ライン前の符号データは、３２ビットアライメント部
１３へ送られる。ここでは１ページの符号の先頭にＳＯ
Ｉイメージバウンダリ符号を付ける。それ以降は、任意
のラインの符号とその次のラインの符号の間に符号以外
の余計なデータが入らないようにしながら、符号データ
の転送単位である３２ビットに符号データを再度整形
し、３２ビットになった時点で符号データ入出力部７へ
３２ビットデータを送る。符号データ入出力部７は、外
部に設けられた図示しない符号データ読み出し回路から
の制御信号によって符号データをシステムバス１上に送
り出す。

【００８３】１６ビットアライメント部１２の動作を更
に詳細に説明する。

【００８４】図１３は１６ビットアライメント部１２の
概略回路構或を示したブロック図であり、図１４はその
動作を示したタイミング図である。図中の動作クロック
は、図１２のニブルクロックと同じものである。

【００８５】符号処理部１４で生成される符号の長さ
は、２ビットの二進数‘０１’〜‘１１’で表現するこ
とができる。この２ビットの二進数を、符号長を表す符
号長フラグとする。符号処理部１４からの出力が供給さ
れる１６ビットアライメント部１２は、８個の４ビツト
レジスタ１２ａ−１〜１２ａ−８からなるデータポイン
タが用意され、４，８，１２ビットの符号データは、デ
マルチプレクサ１２ｂを介して上位レジスタ１２ａ−１
側から順次書き込まれていく。符号処理部１４から１６
ビットアライメント部１２へ符号データを送る都度、Ａ
ＬＵ（算術論理ユニット）１２ｃ及びアキュムレータ１
２ｄは、符号長フラグを３ビットの符号長累計値に加算
していく。累計符号長を示すデータは現入力符号長を示
すデータとともにデコーダ１２ｅに供給されシフトレジ
スタ選択信号ＥＮ０〜ＥＮ７を生成する。

【００８６】１６ビットアライメント部１２のデータポ
インタに最初に４ビットの符号Ｄａを書き込む時、その
データはレジスタ１２ａ−１に書き込まれ、その状態で
の符号長フラグ累計値は‘００１’になっている。符号
処理部１４で１２ビットの符号Ｄｂが生成されて１６ビ
ットアライメント部１２へ送られてくると、符号長フラ
グ累計値は‘００１’にＤｂの符号長フラグ‘１１’を
加算して‘１００１’となる。符号長フラグ累計値の最
上位ビットが０から１に変わったということは、データ
ポインタに４ニブル、即ち１６ビットがたまったこと
と、レジスタ１２ａ−４にデータが書き込まれたことを
意昧する。従って、１６ビットアライメント部１２は、
データポインタ内のレジスタ１２ａ−１〜１２ａ−４に
蓄えられた符号ＤａとＤｂを、シーケンサ１２ｆにより
制御されるセレクタ１２ｇにより選択して１６ビットレ
ジスタ１２ｈに書さ込む。こうして符号ＤａとＤｂはピ
ンポンバッファ制御部１０へ送られる。

【００８７】更に１２ビットの符号Ｄｃが生或されて１
６ビツトアライメント部１２に送られてデータポインタ
に取り込むと、符号長フラグ累計値は‘１１１’にな
る。この時の３ニブルのデータはレジスタ１２ａ−５〜
１２ａ−７に書き込まれる。

【００８８】次に８ビットの符号Ｄｄが送られてくる
と、符号長フラグ累計値は‘００１’になる。符号長フ
ラグ累計値の最上位ビットが１から０に変わったという
ことは、レジスタ１２ａ−８にデータが書き込まれたこ
とを意味する。この状態では、レジスタ１２ａ−５〜１
２ａ−７には符号Ｄｃが、レジスタ１２ａ−８には符号
Ｄｄの上位ニブルが、レジスタ１２ａ−１には符号Ｄｄ
の下位ニブルが書き込まれている。データポインタ内の
レジスタ１２ａ−５〜１２ａ−８に蓄えられた符号Ｄｃ
と符号Ｄｄの上位ニブルはセレクタ１２ｇにより選択さ
れてレジスタ１２ｈに書き込まれ、ピンポンバッファ制
御部１０へ送られる。

【００８９】次のニブルクロックサイクルで８ビットの
符号Ｄｅが送られてくると、符号Ｄｅはレジスタ１２ａ
−２と１２ａ−３に書き込まれ、符号長フラグ累計値は
‘０１１’に変わる。

【００９０】８ビットの符号Ｄｆが送られてくると、符
号長フラグ累計値は‘１０１’となって最上位ビットが
０から１に変わる。ここではレジスタ１２ａ−１に蓄え
られた符号Ｄｄの下位ニブルと、レジスタ１２ａ−２と
１２ａ−３に蓄えられた符号Ｄｅと、レジスタ１２ａ−
４に蓄えられた符号Ｄｆの上位ニブルを合わせた１６ビ
ットがセレクタ１２ｇにより選択されてレジスタ１２ｈ
に書き込まれ、ピンポンバッファ制御部１０へ送られ
る。レジスタ１２ａ−５には符号Ｄｆの下位ニブルが残
っている。

【００９１】この動作を繰り返して１ライン分の画像デ
ータに対する符号は１６ビット毎にピンポンバッファ制
御部１０へ送ってピンポンバッファ４，５に書き込まれ
る。尚、１ラインの先頭には８ビットのラインバウンダ
リ符号が予め付加されているので、符号長フラグ累計値
の初期値は‘０１０’である。又、１ラインの最後に生
成した符号を１６ビットアライメント部１２へ送ってデ
ータポインタに符号データが残った場合、その１６ビッ
トに満たない端数もピンポンバッファ制御部１０へ送
る。１ラインの最後の符号を含むデータをピンポンバッ
ファ制御部１０へ送った時点での符号長フラグ累計値の
下位２ビットは、そのデータの有効ニブル数を示し、こ
の情報は次のラインの処理が終了するまでにピンポンバ
ッファに書かれた前のラインの符号データを読み出して
３２ビットアライメント部１３で３２ビットに整形する
際に用いる。

【００９２】図１５は圧縮動作時のデータの流れを示す
図である。画像データ入出力部８に入力した画像データ
８１は、ラインメモリ３に入力すると共に適応予測／逆
予測部１１で予測誤差データに変換した後、符号処理部
１４で符号データ８５に圧縮される。最初のラインの画
像データＬ₁ を処理する時は、ラインバウンダリ符号８
４はＰＢＫラインバウンダリ符号となり、ラインメモリ
３の出力データ８３は強制的に０にして適応予測／逆予
測部１１へ入力される。ラインメモリ３の出力データ８
３は通常は１ライン前の画像データである。例えば２ラ
イン目の画像データＬ₂ を圧縮処理する場合、ラインメ
モリ３の入力データ８２はＬ₂ であって、出力データ８
３はＬ₁ となる。１ライン目の画像データＬ₁ を圧縮し
て得られた符号データＣ₁ はピンポンバッファＡに書き
込まれる。この時のピンポンバッファＡへの出力アドレ
ス８６は書き込みアドレスであって、符号データＣ₁ の
最終データを書き込んだ時点でのアドレスはＡ１であ
る。

【００９３】符号処理部１４で生成された符号データの
ピンポンバッファへの書き込み終了時点のアドレスの値
は、そのラインの符号量を表している。制御部６は、１
ラインの処理が終了する度に符号データを書き込んだピ
ンポンバッファの書き込み終了アドレスを参照すること
により、バウンダリ符号の決定と、それに伴って出力す
べきデータを決定する。

【００９４】図１６は、１ラインの処理終了時点での制
御部６の動作を説明するフローチャートである。

【００９５】１ラインの所定のデータ量を符号処理部１
４で符号化処理し終わると（Ｓ８０１）、読み出し側ピ
ンポンバッファ（説明の便宜上、ピンポンバッファＢと
する）から前ラインに対する符号データの読み出しが終
了したことを確認した上で（Ｓ８０２）、ピンポンバッ
ファ制御部１０のピンポンバッファＡの書き込みアドレ
スカウンタの停止アドレスの値ＷＲＡを制御部６はフェ
ッチする（Ｓ８０３）。この値と、ラインバウンダリ符
号をＮＯＲラインバウンダリ符号とするのかＲＡＷライ
ンバウンダリ符号とするのかを決める判定条件である閾
値ＴＨＲＳと比較する（Ｓ８０４）。

【００９６】停止アドレスの値ＷＲＡが閾値ＴＨＲＳを
越えていなければ、制御部６はピンポンバッファＡを読
み出し側に、ピンポンバッファＢを書き込み側に切り換
える（Ｓ８０５）。新たに書き込み側となったピンポン
バッファＢには、次のラインの符号化処理の開始と同時
に符号データが１６ビットに整形される毎に符号データ
が書き込まれる。また、読み出し側となったピンポンバ
ッファＡからは、符号データ入出力部７からの符号デー
タ読み出し要求の到着によって符号データが読み出され
て３２ビットアライメント部１３に送られて３２ビット
に整形された後、符号データ入出力部７に送られる。

【００９７】停止アドレスの値ＷＲＡが閾値ＴＨＲＳよ
り大きい場合、制御部６は、ピンポンバッファＢを、次
のラインの符号化処理の結果を一時記憶するために書き
込み側に切り換える（Ｓ８０６）。そして、次のライン
の符号化処理の開始とともに、ラインメモリ３から読み
出される最初の画像データ８ビットの先頭にＲＡＷライ
ンバウンダリ符号‘００ ＨＥＸ’を付加して１６ビッ
トデータとした上でピンポンバッファＡに書き込む（Ｓ
８０７）。以降は、ラインメモリ３から読み出された画
像データを１６ビット単位で１ライン分、ピンポンバッ
ファＡに順次書き込んでいく (ステップ８０８）。

【００９８】いずれの場合も、１ライン分の処理が終了
する毎にピンポンバッファの書き込み側と読み出し側を
切り換えながら、１ページ分のライン数の画像データを
処理し続ける (ステップ８０９）。画像データもしくは
符号データが書き込まれているバッファから３２ビット
アライメント部１３へのデータの読み出しは、符号デー
タ入出力部７の符号データ読み出し要求を受けてピンポ
ンバッファ制御部１０が制御する。そして、符号処理部
１４で生成され、１６ビットアライメント部１２で１６
ビットに整形された符号データのもう一方のピンポンバ
ッファへの書き込みは、１６ビットアライメント部１２
が１６ビットのデータを出力する度にピンポンバッファ
制御部１０が制御する。

【００９９】図１５における第１ライン目の処理では、
アドレスＡ１が閾値ＴＨＲＳより小さかったので、２ラ
イン目の画像データＬ₂ を処理する最中にピンポンバッ
ファＡへの出力アドレス８６を読み出しアドレスにし
て、０番地から最終Ａ１番地までピンポンバッファＡの
内容が３２ビットアライメント部１３への入力データ８
８として読み出される。２ライン目で３２ビットアライ
メント部１３へ入力される符号データは、先頭にＰＢＫ
ラインバウンダリ符号を伴った符号データＣ₁ である。

【０１００】２ライン目以降のラインバウンダリ符号８
４は、ＮＯＲラインバウンダリ符号である。２ライン目
の画像データＬ₂ を圧縮処理して得られた符号データＣ
₂ は、今度はピンポンバッファＢに書き込むので、ピン
ポンバッファＢへの出力アドレス８７は書き込みアドレ
スになる。書き込み最終アドレスＢ１を閾値ＴＨＲＳと
比較した結果Ｂ１の方が小さかったので、符号データＣ
₂ は３ライン目の処理中にピンポンバッファＢへの出力
アドレス８７を読み出しアドレスに切り替えて、０番地
から最終Ｂ１番地まで読み出して３２ビットアライメン
ト部１３へと送られる。

【０１０１】３ライン目の画像データＬ₃ を圧縮処理し
て得られた符号データＣ₃ は、ピンポンバッファＡに書
き込む。この時の書き込み最終アドレスＡ２は、閾値Ｔ
ＨＲＳよりも大きかったので、３ライン目の符号データ
は先頭にＲＡＷラインバウンダリ符号を付けて、圧縮処
理して得られた符号データＣ₃ の代わりに圧縮する前の
画像データＬ₃ に置き換えられる。この処理は、４ライ
ン目の画像データＬ₄を圧縮処理する際のラインメモリ
３の出力データ８３がＬ₃ なので、先頭１バイトにＲＡ
Ｗラインバウンダリ符号を付加した上でＬ₃ をピンポン
バッファＡに書き込みながら読み出して３２ビットアラ
イメント部１３へ送る。この時のピンポンバッファＡへ
の出力アドレス８６は、書き込みアドレス／読み出しア
ドレス交互になり、最終アドレスは、１ラインの画像デ
ータ量ＯＢＪＨにＲＡＷラインバウンダリ符号が追加さ
れたのでＯＢＪＨ＋１になる。この間、ピンポンバッフ
ァＢには４ライン目の画像データＬ₄ に対する符号デー
タＣ₄ が書き込まれる。

【０１０２】任意のラインの圧縮処理が終了した時点
で、そのラインの画像データと前のラインの画像データ
が完全に一致しているかが判明するが、完全に一致して
いると判定した場合は、そのラインの画像データに対す
る符号データはＲＰＴラインバウンダリ符号に置き換え
られる。図１５では、６ライン目の画像データＬ₆ を圧
縮処理し終わった時点で５ライン目の画像データとの一
致が確認されたので、ピンポンバッファＢに書き込まれ
た６ライン目の符号データＣ₆ は読み出さず、代わりに
ＲＰＴラインバウンダリ符号が１つだけ３２ビットアラ
イメント部１３へ送られる。

【０１０３】このように、本発明では様々な入力画像デ
ータを複数個まとめて所定の大きさにすれば、単一の圧
縮装置で符号化することが可能になっている。

【０１０４】次に、復号処理部１５の動作について説明
する。

【０１０５】図１７はバウンダリ符号の検出処理を説明
したフローチャートである。復号処理は符号データ入出
力部７から取り込んだ符号データを先頭から１バイトず
つ復号処理部１５へ取り込む（Ｓ９０１）。符号データ
の先頭はＳＯＩイメージバウンダリ符号なので、先ずＳ
ＯＩイメージバウンダリ符号‘７０ ＨＥＸ’の検出を
行う（Ｓ９０２）。復号処理開始の時点でＳＯＩイメー
ジバウンダリ符号を検出したのであれば、次の符号デー
タバイト以降で１ページの画像データの復号を行う（Ｓ
９０８，Ｓ９１０）。１ページの画像データの復号の途
中でＳＯＩイメージバウンダリ符号を検出した場合はエ
ラーとなって処理を中止する（Ｓ９０９）。１ページの
画像データの復号が開始すると、先ずはラインバウンダ
リ符号‘００ ＨＥＸ’〜‘０３ ＨＥＸ’（表３参
照）の検出を行って（Ｓ９０４〜Ｓ９０７）それに続く
符号データの処理モードを決定する（Ｓ９１４，Ｓ９１
５）。バウンダリ符号検出時にＥＯＩイメージバウンダ
リ符号‘７１ ＨＥＸ’を検出した場合、その時点まで
に復号処理したライン数が所定の値ＯＢＪＷに一致した
場合は復号処理を終了し（Ｓ９１２）、一致しなかった
場合はエラーとなって処理を中止する（Ｓ９１１，Ｓ９
１３）。但しこの判定は必要条件ではなく、ＥＯＩイメ
ージバウンダリ符号を検出した時点で復号処理を終了す
る（Ｓ９１２）としても差し支えない。

【０１０６】検出したラインバウンダリ符号に対する処
理モードの違いは、 ＮＯＲラインバウンダリ符号に続く符号データは、
予測誤差データに伸張して適応予測／逆予測部１１に送
り、そこで既に逆予測して復元した画像データとライン
メモリ３の内容を用いて逆予測して画像データ入出力部
８へ送り、出力する。

【０１０７】 ＰＢＫラインバウンダリ符号に続く符
号データは、予測誤差データに伸張して適応予測／逆予
測部１１に送り、そこで既に逆予測した画像データと前
ラインの画像データを強制的に０にしたものを用いて逆
予測して画像データ入出力部８へ送り、出力する。

【０１０８】 ＲＡＷラインバウンダリ符号に続く符
号データは生の画像データなので適応逆予測しないで画
像データ入出力部８へ送り、出力する。この際、ライン
メモリ３の内容をＲＡＷラインバウンダリ符号に続く画
像データで更新する。

【０１０９】 ＲＰＴラインバウンダリ符号に続く符
号はない。この場合はラインメモリ３の内容をそのまま
画像データ入出力部８へ送り、出力する。

【０１１０】図１８と図１９は、１ライン内での復号処
理を説明するフローチャートである。なお、図におい
て、ＮＨは上位ニブル、ＮＣはニブルカウンタ設定値、
ＴＮはターミネータ、Ｄ₁ は符号バイト（ｄ₇ ｄ₆ ｄ₅
ｄ₄ ｄ₃ ｄ₂ ｄ₁ ｄ₀ ）を示す。

【０１１１】検出したラインバウンダリ符号がＮＯＲ又
はＰＢＫラインバウンダリ符号の場合、それに続く符号
データバイトを取り込んで上位ニブルを調べてその符号
の長さを先ず求める（Ｓ９２０〜Ｓ９２６）。上位ニブ
ルが‘１１００（Ｃ ＨＥＸ）’〜‘１１１１（Ｆ Ｈ
ＥＸ）’の範囲にある場合、その符号は１２ビット（３
ニブル）の符号である（Ｓ９２１）。上位ニブルが‘０
０００’〜‘０１１１（７ ＨＥＸ）’の範囲にある場
合、その符号は８ビット（２ニブル）の符号である（Ｓ
９２３）。それ以外の場合は４ビット（１ニブル）の符
号で、この場合は符号の値からゼロニブルランが０でそ
れに続くＴ_A ターミネータが直ちに求まる（Ｓ９２４〜
Ｓ９２６，Ｓ９４３〜Ｓ９４６）。

【０１１２】これから復号する符号データが１２ビット
の符号の場合（Ｓ９２２）、ニブルカウンタに設定すべ
きパラメータは、先ず取り込んだ符号データバイトのビ
ット０からビット５の６ビットである（Ｓ９５１）。と
ころで、１２ビットの符号はラン／ターミネータ符号と
マルチプライヤ符号のいずれかであって、ラン／ターミ
ネータ符号の場合は、先ず取り込んだ符号データバイト
に続く４ビットをターミネータとしターミネートする。
この場合、ゼロニブルランは６３以下であるから、ニブ
ルカウンタへの設定値は、上位６ビットを０として、下
位６ビットにニブルカウンタ設定パラメータを配したも
のとなる。マルチプライヤ符号の場合は、その符号デー
タバイトに続く４ビットは‘００００’であって、ニブ
ルカウンタ設定パラメータはニブルカウンタの上位６ビ
ットに、下位６ビットに０を設定しなければならない。
そこで、一旦ニブルカウンタには仮の値を設定してダウ
ンカウントし、ゼロニブルを発生させた上で更に符号デ
ータバイトを取り込み、その上位ニブルをターミネータ
として調べる（Ｓ９５２〜Ｓ９５５）。

【０１１３】ターミネータがＴ_B ターミネータであっ
て、先に取り込んだ符号データバイトが‘Ｃ０ ＨＥ
Ｘ’もしくは‘Ｃ１ ＨＥＸ’の場合、そうした符号は
符号処理部１４で生成されないので符号エラーとして以
降の復号処理を中止する（Ｓ９５６，Ｓ９６０，Ｓ９６
５）。そうでない場合は、この１２ビットの符号はＴ_B
ターミネータをターミネータとするラン／ターミネータ
符号ということになる。そして、このことが判明した時
点では既にニブルカウンタが動作開始しているので、最
終的に正しいゼロニブルランを生成するようにニブルカ
ウンタ設定値を補正する（Ｓ９６４）。

【０１１４】ターミネータがＴ_A ターミネータであっ
て、ニブルカウンタ設定パラメータの十進表現が２６未
満の場合は、ニブルカウンタへの再設定値はニブルカウ
ンタ設定パラメータに６４を加えた上でそれが判明する
までにニブルカウンタが計数したゼロニブル数を引いた
ものになる（Ｓ９５８，Ｓ９６３）。そうでない場合
は、ニブルカウンタ設定パラメータから既にニブルカウ
ンタが計数したゼロニブル数を引いた値に補正する（Ｓ
９６４）。

【０１１５】ターミネータがゼロニブルの場合（Ｓ９５
７）はマルチプライヤ符号である。この場合は、更にニ
ブルカウンタ設定パラメータの値を調べて拡張マルチプ
ライヤ符号かどうかを調べ、最終的に正しいゼロニブル
ランを生成するようにニブルカウンタ設定パラメータを
補正する（Ｓ９５９，Ｓ９６１，Ｓ９６２）。

【０１１６】これから復号する符号データが８ビットの
符号の場合（Ｓ９２７）、先ず最初に取り込んだ符号バ
イトの値の大きさを調べる（Ｓ９２８）。取り込んだ符
号バイトの値の大きさが‘６８ ＨＥＸ’以上の場合
は、その８ビット符号はＴ_B ターミネータを伴うゼロニ
ブルランが０もしくは１の予測誤差を表したものにな
る。この時のターミネータは取り込んだ符号バイトのビ
ット１からビット４である。そして、ゼロニブルランの
大きさはビット０である（Ｓ９２９〜Ｓ９３４）。取り
込んだ符号バイトの値の大きさが‘６８ ＨＥＸ’未満
の場合、ニブルカウンタ設定パラメータは、下位６ビッ
トに取り込んだ符号バイトのビット２からビット７を割
当て上位６ビットは０にしたものになる（Ｓ９３５）。
この時のターミネータはＴ_A ターミネータで、取り込ん
だ符号バイトのビット１とビット０がその種類を表して
いる（Ｓ９３６〜Ｓ９４２）。

【０１１７】以上のようにニブルカウンタ設定パラメー
タとターミネータを取り込んだ符号データを復号して求
めると、ニブルカウンタにその設定パラメータを設定し
てダウンカウントを行う。ニブルカウンタの動作クロッ
クはニブルクロックである。ニブルカウンタがダウンカ
ウントしている期間、ゼロニブルをニブルクロックに同
期して出力する。そしてニブルカウンタが停止した時点
でターミネータをニブルクロックに同期して出力する。

【０１１８】復号処理部１５の動作タイミングを図２０
に示す。復号処理部１５の動作クロックはニブルクロッ
クである。時刻Ｔ１で取り込んだ最初の復号すべき符号
データバイトはＣ₀ である。Ｃ₀ の上位ニブルをＣ_0Hで
表し、下位ニブルをＣ_0Lで表している。Ｃ₀ を図１８、
図１９で説明した処理を行った結果、Ｃ₀ は８ビットの
符号でニブルカウンタ設定値が０、ターミネータはＴ_B0
となった。Ｃ₀ は１バイトが完全に処理されるのでデー
タワードポインタにはＣ₀ を捨てて新たにＣ₂を取り込
み、結果としてＣ₁ Ｃ₂ がデータワードポインタに蓄え
られたことになる。ニブルカウンタ設定値が０なので、
ニブルカウンタにはその設定値を設定しない。ニブルカ
ウンタのイネーブル信号はネゲート状態でボローを出力
し続けている。ターミネータＴ_B0は次のニブルクロック
サイクル時刻Ｔ２で出力すると共に、Ｃ₁ を復号すべき
符号データバイトとして取り込む。Ｃ₁ の上位ニブルＣ
_1Hが４ビットの符号でニブルカウンタ設定値は０、ター
ミネータはＴ_A1になった。ターミネータＴ_A1は時刻Ｔ３
で出力される。

【０１１９】時刻Ｔ３以降で復号すべき符号データバイ
トはＣ₁ の上位ニブルＣ_1Hだけが処理し終わっているの
で、Ｃ₁ の下位ニブルＣ₁ ＬとＣ₂ の上位ニブルＣ_2Hを
組み合せたデータバイトになる。このデータバイトは８
ビットの符号でニブルカウンタ設定値が０、ターミネー
タはＴ_B1となった。この処理の間にＣ₁ は１バイト完全
に処理されるのでデータワードポインタには新たにＣ₃
を取り込んでデータワードポインタの内容はＣ₂ Ｃ₃ と
なる。

【０１２０】時刻Ｔ４でターミネータＴ_B1を出力し、次
に復号すべき符号データバイトとしてＣ₂ の下位ニブル
Ｃ_2LとＣ₃ の上位ニブルＣ_3Hを組み合せたデータバイト
を取り込む。このデータバイトは８ビットの符号でニブ
ルカウンタ設定値が１、ターミネータはＴ_B2となった。
この時、ニブルカウンタには１を設定すべくロード信号
が入力する。ニブルカウンタはニブルクロックでこの設
定値をロードし、ダウンカウントを開始する。ダウンカ
ウントの開始によりボローはネゲートされる。ニブルカ
ウンタが動作している時刻Ｔ５とＴ６の間はゼロニブル
が出力される。Ｃ₂ の下位ニブルＣ_2Lを処理したことで
データワードポインタには新たにＣ₄ を取り込んでデー
タワードポインタの内容はＣ₃ Ｃ₄ となる。

【０１２１】時刻Ｔ６ではニブルカウンタのダウンカウ
ントが終了するのでボローがアサートされる。これに伴
ってターミネータＴ_B2が出力される。この時点での復号
すべき符号データバイトはＣ₃ の下位ニブルＣ_3LとＣ₄
の上位ニブルＣ_4Hを組み合せたデータバイトである。こ
のデータバイトが１２ビットの符号であることは時刻Ｔ
７までに判明するので、時刻Ｔ７に復号すべき符号デー
タバイトとしてＣ₄ の下位ニブルＣ_4LとＣ₅ の上位ニブ
ルＣ_5Hを組み合せたデータバイトを取り込む。ニブルカ
ウンタ設定パラメータがＫであることも同時に判明する
が、時刻Ｔ７以降で残りの４ビットを参照しなければこ
のニブルカウンタ設定パラメータＫをどのようにニブル
カウンタに設定すべきかが確定できない。そこで、時刻
Ｔ７以降でニブルカウンタを動作させるために仮設定値
を時刻Ｔ７でニブルカウンタにロードする。

【０１２２】時刻Ｔ７から時刻Ｔ８の間でＣ₄ の下位ニ
ブルＣ_4LとＣ₅ の上位ニブルＣ_5Hを組み合せたデータバ
イトを処理して、この符号はターミネータをＴ_A2とする
ラン／ターミーネータ符号であることが判明する。この
間にニブルカウンタは１だけダウンカウントしているの
で、時刻Ｔ８でニブルカウンタに設定すべき値はこの分
を差し引いたＫ−１になる。この動作を繰り返して符号
データの復号が行われる。

【０１２３】尚、復号処理方法は実施例に限定されるも
のではない。例えば、実施例では１２ビット符号を復号
する場合に、１２ビット符号の種類が確定する迄にニブ
ルカウンタに仮設定値を設定して動作させ、確定した時
点でそれまでにニブルカウンタが計数したゼロニブル数
を、本来ニブルカウンタに設定する設定値から差し引い
て設定している。この場合は１２ビットの減算器を特別
に必要とし、ニブルカウンタ設定値の演算時間が必要に
なる。ニブルカウンタの停止条件は、ボローが発生、即
ちニブルカウンタの値が０に一致した時である。そこ
で、１２ビット符号の先頭８ビットを復号して得られる
ニブルカウンタ設定パラメータ（符号データバイトのビ
ット０からビット５の６ビット）をニブルカウンタの下
位６ビットに設定し、その時のニブルカウンタ上位６ビ
ットを０に設定してニブルカウンタを動作させる。次の
ニブルクロックサイクルで１２ビット符号がラン／ター
ミネータ符号と判定された場合は、ニブルカウンタの値
が０になった時点でターミネータを出力する。ターミネ
ータがＴ_A ターミネータで、かつニブルカウンタ設定パ
ラメータが２６未満の場合は、次のニブルクロックサイ
クルでニブルカウンタに対して上位５ビットを０に、下
位６ビットを符号データバイトのビット０からビット５
の６ビットに、そしてニブルカウンタのビット６を１に
再設定して、ニブルカウンタを動作させる。この場合、
ニブルカウンタの値が１になった時点でターミネータを
出力する。マルチプライヤ符号と判定された場合は、次
のニブルクロックサイクルでニブルカウンタには上位６
ビットに符号データバイトのビット０からビット５の６
ビットを、下位６ビットに０を再設定して、ニブルカウ
ンタを動作させる。この場合もニブルカウンタの値が１
になった時点でターミネータを出力する。こうすること
で、１２ビットの減算器は不要になり、ニブルカウンタ
設定値の演算時間もなくなる。

【０１２４】次に、本発明の画像圧縮伸張装置の伸張モ
ードでの全体の動作について説明する。

【０１２５】伸張動作に先立ち、システムバス１を介し
て画像圧縮伸張装置の動作モードを制御部６に対して伸
張モードに設定する。更に、伸張したい符号データの圧
縮処理時に使用した予測器選択モードワードを、システ
ムバス１を介して制御部６に設定する。伸張モードでは
伸張したい符号データをシステムバス１から符号データ
入出力部７に取り込む。取り込まれた符号データは復号
処理部１５に送られてバウンダリ符号の検出が行われ
る。

【０１２６】検出したバウンダリ符号がＮＯＲラインバ
ウンダリ符号又はＰＢＫラインバウンダリ符号であれ
ば、それに続く符号データをランレングス復号して予測
誤差データに戻す。復号した予測誤差データは適応予測
／逆予測部１１へ送られる。適応予測／逆予測部１１
は、制御部６により使用すべき予測器が限定された上
で、適応逆予測モードで動作するように制御される。適
応予測／逆予測部１１では、ラインメモリ３に記憶され
ている１ライン前の逆予測された画像データと、適応予
測／逆予測部１１内部のレジスタに保持されている当該
ラインの逆予測された画像データとから、復号処理部１
５から送られてきた予測誤差データを逆予測して画像デ
ータへの変換を行う。ここで、検出したバウンダリ符号
がＰＢＫラインバウンダリ符号であった時はラインメモ
リ３の出力を強制的に０にして逆予測が行われる。逆予
測して得られた画像データは、画像データ出力部８へ送
ると共に、ラインメモリ制御部９に送られてラインメモ
リ３の内容を更新する。

【０１２７】検出したバウンダリ符号がＲＡＷラインバ
ウンダリ符号であれば、それに続く符号データは復号処
理部１５と適応予測／逆予測部１１では何ら処理せず
に、画像データ入出力部８へ送られると共に、ラインメ
モリ制御部９に送られてラインメモリ３の内容を更新す
る。

【０１２８】検出したバウンダリ符号がＲＰＴラインバ
ウンダリ符号であれば、ラインメモリ制御部９により、
ラインメモリ３の内容を読み出して画像データ入出力部
８へ送る。そのラインの間は復号処理部１５と適応予測
／逆予測部１１は動作しない。

【０１２９】画像データ入出力部８は、外部に設けられ
た図示しない画像データ読み出し回路からの制御信号に
よって画像データを画像バス２上に送り出す。このとき
の画像データは、複数画素をまとめて１６ビットに整形
されたものである。これを画素単位の画像データに変換
するには、シフトレジスタなどを用いて容易に実現する
ことが出来るので、ここでは説明を行わない。

【０１３０】上述の実施例では圧縮処理と伸張処理をま
とめているが、それぞれは独立させることも可能であ
る。図２１は圧縮処理と伸張処理を独立させた例を示し
た図である。同図（ａ）は圧縮処理装置を、同図（ｂ）
は伸張処理装置をそれぞれ示している。図中の記号は図
１の実施例との対応をとるために同じものを用いた。

【０１３１】図２（ａ）の圧縮処理装置において、画像
データ入出力部８は画像バス２から圧縮すべき画像デー
タの入力のみを行い、適応予測／逆予測部１１は適応予
測動作のみを行い、符号データ入出力部７はシステムバ
スに圧縮した結果の符号データの出力のみを行う。同図
（ｂ）の伸張処理装置において、符号データ入出力部７
はシステムバスから伸張すべき符号データの入力のみを
行い、適応予測／逆予測部１１は適応逆予測動作のみを
行い、画像データ入出力部８は画像バスに伸張した結果
の画像データの出力のみを行う。

【０１３２】ここで注目すべき点は、圧縮における前処
理である適応予測と伸張における後処理である適応逆予
測が同一のハードウェアで実現できることである。従っ
て、圧縮処理装置に復号処理部を追加すれば、図１のよ
うな圧縮伸張装置のＬＳＩ化が容易に実現できる。

【０１３３】本発明に係る入力画像データのビット数
は、実施例に示されたものに限定されないことは当然で
ある。重要なことは、１画素Ｎビットの多階調画像デー
タにおける各ビットの相関を利用してビットプレーン毎
の予測を、使用する予測器を限定することで実現したこ
とである。本発明によって圧縮した画像データは、どの
予測器を使用したかを表す予測器選択モードワードが分
からなければ、符号データを元の画像データに伸張する
ことが出来ない。実施例では伸張動作に先立ち、予測器
選択モードワードを外部ＣＰＵから設定するようにした
が、圧縮した結果を符号データとして出力する際に、予
測器選択モードワードをヘッダ情報として最初に付加す
るようにしておけば、伸張時に受け取った符号データの
最初の１６ビットワードが予測器選択モードワードであ
るから、それを取り込めば使用する予測器を限定するこ
とが伸張動作の前に可能となる。

【０１３４】

【発明の効果】以上、説明してきたように本発明によれ
ば、さまざまなビット数の画像データを、複数画素を所
定のビット数のデータにまとめて処理するとともに、画
像データの構造に応じて使用する適応予測器を限定して
適応予測し、符号化するようにしたので、一つの圧縮装
置で二値画像データからＮビット自然画像データまで効
率よく圧縮することができるという効果がある。又、画
像データを符号化するための前処理や、復号データを画
像データに変換するための後処理に複雑な演算回路を必
要としないので、高速に圧縮処理や復号処理を行うこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による圧縮伸張装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】 データ変換部ブロック図である。

【図３】 テキスト予測器を示す図である。

【図４】 中間調予測器を示す図である。

【図５】 適応予測／逆予測部のブロック図である。

【図６】 中間調予測器選択部を説明する図である。

【図７】 予測器選択モードワードを示す図である。

【図８】 テキスト予測器選択部を説明する図である。

【図９】 符号処理部の符号化手順を示したフローチャ
ートの第１の部分である。

【図１０】 符号処理部の符号化手順を示したフローチ
ャートの第２の部分である。

【図１１】 符号処理部のブロック図である。

【図１２】 符号処理部の動作タイミングを示す図であ
る。

【図１３】 １６ビットアライメント部のブロック図で
ある。

【図１４】 １６ビットアライメント部の動作を示した
タイミング図である。

【図１５】 圧縮動作時のデータの流れを示す図であ
る。

【図１６】 １ラインの処理終了時点での制御部の動作
を説明するフローチャートである。

【図１７】 バウンダリ符号の検出処理を説明したフロ
ーチャートである。

【図１８】 １ライン内での復号処理を説明するフロー
チャートの第１の部分である。

【図１９】 １ライン内での復号処理を説明するフロー
チャートの第２の部分である。

【図２０】 復号処理部の動作タイミングを示す図であ
る。

【図２１】 圧縮処理と伸張処理を独立させた例を示す
図である。

【符号の説明】

１…システムバス、２…画像バス、３…ラインメモリ、
４，５…ピンポンバッファ、６…制御部、７…符号デー
タ入出力部、８…画像データ入出力部、９…ラインメモ
リ制御部、１０…ピンポンバッファ制御部、１１…適応
予測／逆予測部、１２…１６ビットアライメント部、１
２ａ−１〜１２ａ−８…レジスタ、１２ｂ…デマルチプ
レクサ、１２ｃ…ＡＬＵ、１２ｄ…アキュムレータ、１
２ｅ…デコーダ、１２ｆ…シーケンサ、１２ｇ…セレク
タ、１２ｈ…レジスタ、１３…３２ビットアライメント
部、１４…符号処理部、１４ａ…セレクタ、１４ｂ…レ
ジスタ、１４ｃ…ニブルカウンタ、１４ｄ…デコーダ、
１５…復号処理部、１６…データ変換部、１７…画像デ
ータ選択制御信号、１８…中間調予測器選択部、２０…
中間調予測器群、２１…ｎｅｗＨＴ選択回路、２２…レ
ジスタ、２３，２４…マルチプレクサ、２５…比較器、
２６…レジスタ、２７…ｎｏｎＨＴ選択回路、２８…テ
キスト予測器群、２９…Ｆｉｎａｌ選択部、３０〜３３
…レジスタ、３４…マルチプレクサ、３５…適応予測
器、３６…マルチプレクサ、３７…レジスタ、３８…マ
ルチプレクサ、４０…中間調予測器、４１…予測誤差カ
ウンタ、４２…最小予測誤差検出回路、４３，４４…マ
ルチプレクサ、４５…レジスタ、５０…テキスト予測
器、５１…予測誤差カウンタ、５２…最小予測誤差検出
回路、５３…マルチプレクサ、６１，６２，６４…シフ
トレジスタ、６３…マルチプレクサ、８１…画像デー
タ、８２…ラインメモリの入力データ、８３…ラインメ
モリの出力データ、８４…ラインバウンダリ符号、８５
…符号データ、８６…ピンポンバッファＡへの出力アド
レス、８７…ピンポンバッファＢへの出力アドレス、８
８…３２ビットアライメント部への入力データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419 G06T 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １画素Ｎ（Ｎは１以上の整数）ビットの
   画像データを圧縮もしくは伸張する画像圧縮伸張装置に
   おいて、Ｋ（Ｋは２以上の整数）個の画像データをまと
   めてＭ（Ｍは２以上の整数）ビットに変換するデータ変
   換手段と、前記データ手段であるＭビットの出力を適応
   予測してＫ個の画像データに対するＫ個の予測誤差デー
   タに変換もしくはＭビットの予測誤差データを適応逆予
   測してＫ個の予測誤差データに対するＫ個の画像データ
   に変換する複数個の選択制御可能な予測器を備えた適応
   予測／逆予測部と、予測器を選択制御する予測器選択制
   御手段とを具備したことを特徴とする画像圧縮伸張装
   置。
2. 【請求項２】 前記予測器選択制御手段が画像データの
   ビット数Ｎに応じて制御されることを特徴とする請求項
   １記載の画像圧縮伸張器。