JP3221252B2 - ハフマン復号器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハフマン符号を高速に
復号するハフマン復号器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル化された画像信号は、情報量
が大きいが冗長性が高いため、符号化を行ない、冗長性
を取り除いてから伝送あるいは記録される。種々の符号
化のうちハフマン符号は、出現確率の大きい信号に対し
少ないビットを与えることによって、画像信号の符号量
を削減する方法である。

【０００３】図６は、ハフマン符号化の一例の説明図、
図７は、符号化されるシンボルおよびそのシンボルに与
える符号長の説明図である。いま、符号化されるシンボ
ルをａ，ｂ，ｃ，…で示し、これらのシンボルに対して
ハフマン符号を割り当てる。この時、図６に示した例で
は符号長の短い方に０を与えるように決めるものとす
る。すると、最も出現確率の大きいシンボルａに対し、
符号“００”という最も符号長の短い符号が与えられ
る。次に出現確率の大きいシンボルｂ，ｃ，ｄ，ｅに対
して、シンボルａと識別できる最も小さい数“０１０”
から“１０１”までの３ビットの符号長を有する符号が
与えられる。同様に、シンボルｆ，ｇには、“１１０
０”と“１１０１”の４ビットの符号長を有する符号が
与えられる。以下同様にして、最後のシンボルまで順々
に符号が与えられる。このように各シンボルに対して符
号を与えたとき、その符号長ごとにシンボルをまとめる
と、図７に示すようになる。

【０００４】このように各シンボルに対して符号を与
え、符号化を行なうと、出現確率の大きいシンボルが短
い符号に置き換えられるので、データ量を減少させるこ
とができる。しかしながら、符号化された符号列は、異
なる符号長で構成されているので、復号化の際にはシン
ボルと符号の対応を格納した符号テーブルを用い、各符
号列を符号テーブルと比較しながら復号化する必要があ
る。そのため、復号化に時間がかかるという問題があ
る。

【０００５】この問題を解決する技術として、例えば、
特開昭６１−６０１１３号公報に記載されている復号器
がある。図８は、従来のハフマン復号器の構成の一例を
示すブロック図である。図中、５１はシンボルテーブ
ル、５２は復号テーブル、５３はシフトレジスタ、５４
はカウンタ、５５は符号数レジスタ、５６は最小値レジ
スタ、５７はポインタレジスタ、５８は復号情報取り出
し手段、５９は加算器、６０は比較器、６１はシンボル
位置算出手段である。

【０００６】このような構成の復号器において、シフト
レジスタ５３に符号データが１ビットずつシフト入力さ
れる。シフトレジスタ５３のシフト動作とともに、カウ
ンタ５４の値が１増加する。このカウンタの値がシフト
レジスタ５３の内容のビット列のビット長である。カウ
ンタ５４の値に従って復号情報取り出し手段５８は、対
応する符号長の符号数、最小値、ポインタの情報を復号
テーブル５２から取り出して、それぞれ、符号数レジス
タ５５、最小値レジスタ５６、ポインタレジスタ５７に
セットする。その後、加算器５９は符号数レジスタ５５
と最小値レジスタ５６の値を加算する。この加算の結果
は、現在の符号長における符号が有する最大の値であ
る。この値とシフトレジスタ５３の値を比較器６０で比
較し、シフトレジスタ５３の値が大きければ、符号長は
さらに長いので、上述の動作を繰り返し行なう。

【０００７】比較器６０による比較の結果、シフトレジ
スタ５３の値が加算器５９の出力と等しいあるいは小さ
い場合、シンボル位置算出手段６１はシフトレジスタ５
３と最小値レジスタ５６とポインタレジスタ５７の内容
に基づき、シンボルテーブル５１に保存されているシン
ボルの位置を算出する。そして、算出されたシンボルの
位置によりシンボルテーブル５１からシンボルを取り出
し、出力する。

【０００８】このような構成によって、シンボルテーブ
ル５１と比較する回数を減らし、高速に復号化を行なう
ことができる。しかしながらこの従来の構成では、符号
長ごとに符号数と最小値とポインタを保存するための復
号テーブルが必要になる。そのため、大容量の記憶素子
が必要であり、回路規模を大型化し、コストを上昇させ
るという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、テーブルの容量を減少さ
せ、しかも高速にハフマン符号を復号化することのでき
るハフマン復号器を提供することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、ハフマン符号を復号するハフマン
復号器において、符号の値順に並んだシンボルを保持す
るシンボルテーブルと、各符号長の個数を保存した符号
数テーブルと、符号データを順次入力するシフトレジス
タと、シフト回数を数えるカウンタと、前記符号数テー
ブルから前記カウンタの値に対応する符号数を取り出す
符号数取り出し手段と、該符号数取り出し手段によって
取り出された符号数を保持する符号数レジスタと、オフ
セットレジスタと、ポインタレジスタと、前記符号数レ
ジスタと前記オフセットレジスタの内容を加算する第１
の加算器と、該第１の加算器で加算した結果と前記シフ
トレジスタの内容を比較する比較器と、前記第１の加算
器で加算した結果をシフト演算して前記オフセットレジ
スタに格納するシフト演算器と、前記符号数取り出し手
段によって取り出された符号数と前記ポインタレジスタ
に保持されている値を加算し前記ポインタレジスタに保
持させる第２の加算器と、前記比較器の結果に基づき前
記シフトレジスタの値と前記オフセットレジスタの値と
前記ポインタレジスタの値から前記シンボルテーブル内
の復号シンボルが保存された位置を算出するシンボル位
置算出手段を有することを特徴とするものである。

【００１１】請求項２に記載の発明においては、ハフマ
ン符号を復号するハフマン復号器において、符号の値順
に並んだシンボルを保持するシンボルテーブルと、少な
くともＮビットの符号データを入力するシフトレジスタ
と、符号データのビット長ごとに設けられ該シフトレジ
スタに保持された符号データのうちｎビットの符号デー
タから前記シンボルテーブルの位置を計算するとともに
該位置が有効か否かを示すイネーブル信号を出力する複
数のｎビット位置計算手段と、該複数のｎビット位置計
算手段からのイネーブル信号が有効でありかつ最小の符
号長の前記位置を選択して前記シンボルテーブルに与え
るとともに選択した符号長を出力する選択手段と、該選
択手段からの符号長に基づき前記シフトレジスタのシフ
ト量を制御するシフトレジスタ制御手段を有することを
特徴とするものである。

【００１２】請求項２に記載のハフマン復号器におい
て、請求項３に記載の発明のように、ｎビット位置計算
手段として、ｎビットの符号データに対応する符号長の
個数を保存する符号数保持手段と、前記符号数保持手段
と前段のｎ−１ビット位置計算手段から与えられるｎ−
１ビットのシフト演算値とを加算する第１の加算器と、
該第１の加算器で加算した結果とｎビットの符号データ
を比較しイネーブル信号を出力する比較器と、前記第１
の加算器で加算した結果をシフト演算してｎビットのシ
フト演算値を作成し後段のｎ＋１ビット位置計算手段に
与えるシフト演算器と、前記符号数保持手段に保持され
ている符号数と前段のｎ−１ビット位置計算手段から与
えられるｎ−１ビットまでの符号数とを加算してｎビッ
トまでの符号数を計算する第２の加算器と、ｎビットの
符号データと前段のｎ−１ビット位置計算手段からのシ
フト演算値および符号数とからｎビットの符号データに
対応する前記シンボルテーブル内の復号シンボルが保存
された位置を算出するシンボル位置算出手段を有する構
成とすることができる。

【００１３】また、請求項２に記載のハフマン復号器に
おいて、請求項４に記載の発明のように、ｎビット位置
計算手段として、ｎビットの符号データに対応する符号
参照データを保持する符号参照データ保持手段と、該符
号参照データ保持手段に保持されている符号参照データ
とｎビットの符号データを比較しイネーブル信号を出力
する比較器と、ｎ−１ビットまでのシフト演算値および
符号数に基づき決定される位置参照データを保持する位
置参照データ保持手段と、該位置参照データ保持手段に
保持されている位置参照データに基づきｎビットの符号
データに対応する前記シンボルテーブル内の復号シンボ
ルが保持された位置を算出するシンボル位置算出手段を
有する構成とすることができる。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、シフトレジス
タのシフト動作が順次行なわれるたびに、第１の加算器
の出力をシフト演算してオフセットレジスタに格納する
ことにより、オフセットレジスタには次の符号長の符号
が取りうる最小値がセットされる。また、シフトレジス
タのシフト動作が順次行なわれるたびに、第２の加算器
によってポインタレジスタの値と符号数を加算してポイ
ンタレジスタに格納することによって、ポインタレジス
タには符号数の累積値がセットされる。このように、シ
フトレジスタのシフト動作を順次行なうことによって、
符号長に対応した最小値およびポインタの値がオフセッ
トレジスタおよびポインタレジスタにセットされる。こ
れによって、従来必要であった最小値およびポインタを
格納したテーブルを不要とすることができる。また、シ
ンボルテーブルの参照回数を減少させているので、高速
に復号化することができる。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、例えば、
ハフマン符号の符号長の最大がＮビットの時、Ｎ個のｎ
ビット位置計算手段を設ける。各ｎビット位置計算手段
は、それぞれ別の符号長の処理を行なうようにする。そ
して、各ｎビット位置計算手段において、符号データが
それぞれの符号長の符号の値の取りうる範囲に入ってい
る場合に、イネーブル信号を送出するとともに、シンボ
ルテーブル内のシンボルの位置を計算する。選択手段
は、イネーブル信号を送出したｎビット位置計算手段の
うちから最小の符号長を検出し、そのｎビット位置計算
手段が計算したシンボルの位置をもとにシンボルテーブ
ルからシンボルを取り出す。そして、検出した最小の符
号長の分だけシフトレジスタ制御手段によってシフトレ
ジスタをシフトさせ、次の符号列の処理を開始する。こ
のようにして、複数の符号長の処理を並列に行なうこと
によって、復号化処理を高速に行なうことが可能とな
る。

【００１６】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載のような並列処理を行なう復号器に請求項１に記載の
発明の構成を適用している。すなわち、ｎ−１ビットの
符号長の処理を行なうｎビット位置計算手段を前段、ｎ
＋１ビットの符号長の処理を行なうｎビット位置計算手
段を後段とすれば、シフトレジスタのシフトごとに繰り
返していた動作を、前段からの情報を受け取ってｎビッ
トの符号長の処理を行なうとともに、処理結果を後段に
伝え、以降の符号長の処理に用いるように構成する。第
１の加算器は、符号数保持手段に保持されている符号数
と、前段から与えられる当該符号長の最小値を加算し、
比較器で当該符号長の符号データと比較する。比較の結
果、符号データが当該符号長である場合は、イネーブル
信号を有効とする。また、加算結果をシフト演算して後
段の最小値を作成し、後段に与える。また、符号数保持
手段に保持されている符号数は、第２の加算器で前段ま
での符号数の累積値との加算が行なわれ、後段に送られ
る。このようにして、請求項１に吉舎の発明の構成を、
並列処理に適用することができ、テーブルの容量を減少
させるとともに、復号化処理をさらに高速化することが
できる。

【００１７】請求項４に記載の発明では、比較器で符号
データと比較する値、および、符号数の累積値は、符号
数の列が一意に決定されていれば常に一定となることを
用いている。請求項２に記載の発明のように並列に処理
する構成において、各ｎビット位置計算手段に当該符号
長に対応した、比較器で符号データと比較する値、およ
び、符号数の累積値を、それぞれ、符号参照データ保持
手段および位置参照データ保持手段に保持させておく。
これによって、各値の演算時間を短縮することができ、
さらに、各ｎビット位置計算手段を完全に並列に動作さ
せることができるので、さらに高速な復号化処理を行な
うことができる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明のハフマン復号器の第１の実
施例を示すブロック図である。図中、１はシンボルテー
ブル、２は符号数テーブル、３はシフトレジスタ、４は
カウンタ、５は符号数取り出し手段、６は符号数レジス
タ、７はオフセットレジスタ、８，１４はポインタレジ
スタ、９，１２，１６は加算器、１０は比較器、１１は
シフト演算器、１３はシンボル位置算出部、１５は減算
器である。以降の説明において、本発明で復号されるハ
フマン符号は、図６、図７で説明したように、符号長の
短い方に０を与えるハフマン符号であるものとする。

【００１９】シンボルテーブル１は、各符号に対応した
シンボルを記憶しているテーブルである。ここでは、符
号の小さい順にシンボルが並べられているものとする。
符号数テーブル２は、各符号長に対する符号数を保存し
ている。シフトレジスタ３には、符号データが順次入力
される。カウンタ４は、シフトレジスタ３のシフト動作
ごとに１だけ増加するカウンタである。この動作によっ
て、カウンタ４にはシフトレジスタ３にある符号の有効
ビットが記録される。符号数取り出し手段５は、カウン
タ４の値を符号長として符号数テーブル２から符号数を
取り出す。そして、取り出した符号数を符号数レジスタ
８および加算器１２に与える。符号数レジスタ６は、符
号数取り出し手段５で取り出した符号数を保持する。オ
フセットレジスタ７は、シフト演算器１１の出力を保持
する。オフセットレジスタ７には、有効ビット数を符号
長としたとき、その符号長を有する複数の符号のうち、
最小の符号の値が設定される。ポインタレジスタ８は、
加算器１２の出力を格納するものであり、符号数の累積
値が保持される。すなわち、有効ビット数を符号長とし
たとき、その符号長を有する符号に対応するシンボルが
シンボルテーブルの先頭から何番目以降に格納されてい
るかを示すポインタが保持される。カウンタ４，オフセ
ットレジスタ７，ポインタレジスタ８，１４は、符号が
シンボルに復号化されるごとにリセットされる。

【００２０】加算器９は、符号数レジスタ６の値とオフ
セットレジスタ７の値を加算する。この加算器９の出力
は、有効ビット数を符号長としたとき、対応する符号数
の符号が取りうる値の上限値より１だけ大きい値とな
る。比較器１０は、シフトレジスタ３の値と加算器９の
出力を比較する。もし、シフトレジスタ３の値が加算器
９の出力以上の場合には、シフトレジスタ３に保持され
た符号データはより長い符号長を有することになる。シ
フトレジスタ３の値が加算器９の出力未満である場合に
は、シフトレジスタ３に保持された符号データは復号化
可能な符号長であることを示している。シフト演算器１
１は、加算器９の出力をシフトし、値を２倍にして、オ
フセットレジスタ７に保持させる。加算器１２は、符号
数取り出し手段５から取り出された符号数とポインタレ
ジスタ８の値を加算して、ポインタレジスタ８に保持さ
せる。

【００２１】シンボル位置算出部１３は、比較器１０の
比較結果が復号化可能である場合に、シフトレジスタ３
に保持されている符号データをもとに、オフセットレジ
スタ７、ポインタレジスタ８の値を用いて、符号データ
に対応するシンボルの格納されているシンボルテーブル
１の位置を算出する。ここでは一例として、ポインタレ
ジスタ１４、減算器１５、加算器１６を有する構成を示
している。ポインタレジスタ１４は、ポインタレジスタ
８に保持されていた加算器１２による加算前の符号数の
累積値を保持する。減算器１５は、シフトレジスタ３の
値からオフセットレジスタ７の値を減算し、符号データ
がその符号データと同じ符号長を有する複数の符号のう
ちの何番目の符号かを示す値を作成する。加算器１６
は、減算器２４の値にポインタレジスタ１４の値を加算
する。すなわち、符号データと同じ符号長を有する複数
の符号のうち、最初の符号の位置を示すポインタレジス
タ１４の値と、符号データが複数の符号の何番目かを示
す値を加算することによって、シフトレジスタ３に保持
されている符号データに対応するシンボルの格納された
シンボルテーブル１内の位置を求めることができる。こ
の値を用いてシンボルテーブルを参照することによっ
て、シフトレジスタ３に保持されている符号データに対
応するシンボルを得ることができる。

【００２２】次に、本発明のハフマン復号器の第１の実
施例における動作について説明する。まず符号データか
ら１ビットをシフトレジスタ３に入力し、カウンタ４を
インクリメントさせる。カウンタ４の値は、シフトレジ
スタ３に入力された符号データの有効ビット長を示す。
そして、カウンタ４内の有効ビット長を符号長として用
いて、符号数取り出し手段５は符号数テーブル２から符
号長に対応する符号数を取り出す。取り出した符号数
は、符号数レジスタ６に記録されるとともに、加算器１
２に与えられる。加算器１２では、ポインタレジスタ８
に記録された値と、符号数取り出し手段５から与えられ
る符号数を加算する。加算結果はポインタレジスタ８に
再び格納される。ポインタレジスタ８には、それまでの
符号数が累積される。また、加算器１２による加算前の
ポインタレジスタ８の値は、シンボル位置算出部１３内
のポインタレジスタ１４に格納される。

【００２３】一方、符号数レジスタ６に格納された符号
数は、加算器９においてオフセットレジスタ７の値と加
算される。この加算の結果は、有効ビット数を符号長と
したときの複数の符号のうちの最大の値より１だけ大き
い値である。この加算結果とシフトレジスタ３の値を比
較器１０で比較する。比較の結果、シフトレジスタ３の
値が加算結果以上であれば、符号長はさらに長い。この
時、次の符号長を有する符号のうち最小の値は、加算結
果の末尾に‘０’を付加した値である。そのため、加算
器９による加算結果に対して、シフト演算器１１で左シ
フトにより２倍の値を演算して、オフセットレジスタ７
に格納する。オフセットレジスタ７に格納された値は、
次の符号長の符号の最小値を示している。そして、また
符号データから１ビットをシフトレジスタ３に入力し
て、上述の動作を繰り返し行なう。

【００２４】比較器１０による比較の結果、シフトレジ
スタ３の値が加算器９による加算の結果未満の場合に
は、シフトレジスタ３に保持されている符号データに対
応するシンボルが存在する。このとき、シンボル位置算
出部１３は、シフトレジスタ３に保持されている符号デ
ータに基づき、オフセットレジスタ７の値と、加算器１
２による加算前のポインタレジスタ８の値を用いて、シ
ンボルテーブル１内のシンボルが保持されている位置を
算出する。この動作は、まず、シフトレジスタ３に保持
されている値から、オフセットレジスタ７の値を減算器
１５で減算する。この減算により、シフトレジスタ３に
保持されている符号データが同じ符号長を有する複数の
符号のうちの何番目の符号かを示す値が得られる。この
値と、ポインタレジスタ１４の値を加算器１６で加算す
る。ポインタレジスタ１４には、現在の符号長を有する
複数の符号のうちの最初の符号がシンボルテーブル１内
の何番目に当たるかが格納されており、この加算によっ
てシンボルテーブル１内の位置が求められる。この加算
器１６の加算結果をもとに、シンボルテーブル１からシ
ンボルを取り出して出力する。例えば、位置をアドレス
として用い、シンボルテーブル１に与えることによっ
て、そのアドレスに格納されていたシンボルを取り出す
ことができる。このようにして、復号化されたデータを
得ることができる。

【００２５】以上のように、本発明の第１の実施例によ
れば、シンボルテーブル１と符号数テーブル２だけでハ
フマン符号を復号化することができる。このとき、従来
のように最小値テーブルおよびポインタテーブルは必要
としない。また、シンボルテーブル１の参照は、シンボ
ルテーブルの位置が算出された後に行なわれるだけであ
るから、高速に復号化することができる。

【００２６】図２は、本発明のハフマン復号器の第２の
実施例を示すブロック図である。図中、２１はバレルシ
フトレジスタ、２２は位置計算部、２３はシンボルテー
ブル、２４はバレルシフト制御回路、２５はｎビット位
置計算部、２６は選択部である。バレルシフトレジスタ
２１は、外部よりＭ（≧Ｎ：最大符号長）ビット並列に
符号データが入力される。このとき、バレルシフト制御
回路２４からのロード位置信号、および、位置計算部２
２から出力される符号長に基づき、指定されたロード位
置に符号長分のビット数だけ符号データを入力する。バ
レルシフト制御回路２４は、位置計算部２２から出力さ
れる符号長に基づき、バレルシフトレジスタ２１にある
有効な符号がＮ以上のとき、シフト動作のみ行ない、バ
レルシフトレジスタ２１にある有効な符号がＮ未満のと
き、ソフト動作を行なうとともに、バレルシフトレジス
タ２１に符号データをロ−ドするためのロード位置信号
をバレルシフトレジスタ２１に出力し、外部に次の符号
デ−タの転送を要求する。シンボルテーブル２３は、各
符号に対応したシンボルを記憶しているテーブルであ
る。ここでは、符号の小さい順にシンボルが並べられて
いるものとする。

【００２７】位置計算部２２は、Ｎビットの符号データ
の先頭から、最小の符号長を有する符号を探し出し、そ
の符号の符号長と、その符号に対応するシンボルが保存
されているシンボルテーブル２３の位置を生成する。位
置計算部２２は、符号が取りうる符号長ごとに複数のｎ
ビット位置計算部２５（ｎ≦Ｎ）を有し、また、選択部
２６を有している。各ｎビット位置計算部２５では、符
号データが符号長ｎであるか否かを判定するとともに、
符号データが符号長ｎである場合には、その符号データ
に対応するシンボルの格納されているシンボルテーブル
２３の位置を計算する。選択部２６は、各ｎビット位置
計算部２５における判定結果をもとに、符号データが符
号長ｎであると判定したｎビット位置計算部２５のうち
から符号長が最小のものを選択し、選択したｎビット位
置計算部２５の符号長と、選択したｎビット位置計算部
２５が計算したシンボルテーブル２３の位置を出力す
る。

【００２８】このような構成において、符号長に基づく
シフト動作およびバレルシフト制御回路２４のロード位
置制御によって、バレルシフトレジスタ２１には常に可
変長符号の先頭が、位置計算部２２で使用されるＮビッ
トの符号デ−タの先頭にくるように制御されている。こ
のバレルシフトレジスタ２１の内容からＮビットの符号
データが位置計算部２２に送られる。

【００２９】位置計算部２２では、符号ビット数に応じ
たｎビット位置計算部２５に対して、符号データの先頭
からｎビットの符号データが与えられる。各ｎビット位
置計算部２５は並列的にｎビットの符号データが符号と
して成立するか否かを判定する。そして、ｎビットの符
号であることが判定されたｎビット位置計算部２５は、
その符号に対応するシンボルの格納されているシンボル
テーブル２３の位置を計算する。各ｎビット位置計算部
２５における判定の結果および計算された位置は、選択
部２６に入力される。選択部２６は、符号として成立す
ると判定された符号長のうちから最小の符号長を求め
る。そして、求めた符号長を出力するとともに、その符
号長を処理したｎビット位置計算部２５で計算されたシ
ンボルテーブル２３の位置をもとに、シンボルテーブル
２３を参照し、シンボルを取り出す。例えば、位置をア
ドレスとしてシンボルテーブル２３に与えることによっ
てシンボルを取り出すことができる。このようにして、
１度の処理で１つの符号を復号化することができる。

【００３０】図３は、本発明のハフマン復号器の第２の
実施例における位置計算部の一例を示すブロック図であ
る。図中、３０はｎビット符号数保持部、３１，３５，
３６は加算器、３２はシンボル位置算出部、３３はシフ
ト演算器、３４は比較器、３７は減算器、３８はプライ
オリティエンコーダ、３９はマルチプレクサである。こ
の例では、上述の第１の実施例で説明した繰り返し処理
を行なう構成を、並列的に処理を行なう第２の実施例に
適用した例を示している。図３では、符号長ごとに設け
られるｎビット位置計算部２５のうち、符号長がｎビッ
ト、ｎ＋１ビットの符号データを処理するｎビット位置
計算部およびｎ＋１ビット位置計算部の部分のみを示し
ている。

【００３１】図２におけるｎビット位置計算部２５は、
ｎビット符号数保持部３０、加算器３１，３５、シンボ
ル位置算出部３２、シフト演算器３３、比較器３４等か
ら構成される。また、選択部２６は、プライオリティエ
ンコーダ３８、マルチプレクサ３９等から構成される。

【００３２】ｎビット符号数保持部３０は、符号長がｎ
ビットの符号数を保持している。加算器３１は、ｎ−１
ビット位置計算部のシフト演算器３３の出力と、ｎビッ
ト符号数保持部３０に保持されている符号長がｎビット
の符号数の和を求める。シンボル位置算出部３２は、Ｎ
ビットの符号データのうち上位ｎビットの値をもとに、
ｎー１ビット位置計算部のシフト演算器３３および加算
器３５の出力を用いてシンボルテーブル２３の位置を計
算する。シフト演算器３３は、加算器３１の出力をシフ
トして２倍の値を計算し、符号長がｎ＋１ビットの時の
最小値としてｎ＋１ビット位置計算部に渡す。比較器３
４は、Ｎビットの符号データのうち上位ｎビットの値と
加算器３１の出力とを比較し、ｎビットの符号データが
符号を構成するか否かを判定する。比較結果はプライオ
リティエンコーダ３８に送られる。加算器１５は、ｎビ
ット符号数保持部３０に保持されている符号数と、ｎ−
１ビット位置計算部の加算器３５の出力を加算し、ｎビ
ットまでの符号数の累算を求める。この累算値は、ｎ＋
１ビット位置計算部のシンボル位置算出部３２および加
算器３５に与えられる。

【００３３】シンボル位置算出部３２は、この例では加
算器３６および減算器３７により構成されている。減算
器３７は、Ｎビットの符号データのうち上位ｎビットの
値からｎ−１ビット位置計算部のシフト演算器３２の演
算値を引く。加算器３６は、減算器３７の出力と、ｎ−
１ビット位置計算部の加算器３５の出力であるｎ−１ビ
ットまでの符号数の累算値とを加算する。この加算結果
がシンボルテーブル３２の位置を示す。

【００３４】プライオリティエンコーダ３８は、各ｎビ
ット位置計算部２５の比較器１４からの比較結果をもと
に、符号として有効な最も小さい符号長を選択し、マル
チプレクサ３９に選択信号を出力する。マルチプレクサ
３９は、各ｎビット位置計算部２５の加算器３６の出力
のうちから、プライオリティエンコーダ３８で選択され
た符号長に相当する出力を選んでシンボルテーブル２３
に出力する。

【００３５】次に、この位置計算部２２の一例の動作に
ついて説明する。位置計算部２２が動作を開始すると、
ｎビット符号数保持部３０に保持されている符号数が加
算器３１および加算器３５に入力される。加算器３１に
は、ｎ−１ビット位置計算部から符号の最小値が渡され
るので、この最小値と符号数を加算し、比較器３４に入
力する。それとともに、シフト演算器３３によって加算
結果をシフトして２倍の値とし、ｎ＋１ビット位置計算
部の加算器３１に入力する。最小の符号長を処理するｎ
ビット位置計算部の加算器３１からは、最小の符号長を
有する符号数がそのまま出力される。加算器３１による
加算とシフト演算器３３による２倍の演算の結果が、符
号長が増加する方向に順次渡されることによって、各ｎ
ビット位置計算部の比較器３４には、符号長がｎビット
の符号が取りうる値の最大値に１加えた値が設定され
る。

【００３６】一方、加算器３５には、ｎ−１ビット位置
計算部から符号数の累算値が渡されるので、ｎビット符
号数保持部３０に保持されている符号数との和を計算
し、ｎ＋１ビット位置計算部の加算器３５に渡す。この
動作が各ｎビット位置計算部において行なわれることに
よって、それぞれの符号数までの累算値が設定される。

【００３７】バレルシフトレジスタ２１からＮビットの
符号データが位置計算部２２に送られると、Ｎビットの
符号デ−タのうち先頭からそれぞれの符号長の符号デ−
タが取り出されて、各ｎビット位置計算部２５の比較器
３４およびシンボル位置算出部３２内の減算器３７に入
力される。比較器３４では、ｎビットの符号データと、
加算器３１から出力される符号長がｎビットの符号が取
りうる最大値に１加えた値とを比較する。このとき、加
算器３１の出力がｎビットの符号デ−タ未満のときイネ
−ブル信号を出す。

【００３８】また、シンボル位置算出部３２では、ｎビ
ットの符号データから、ｎ−１ビット位置計算部から与
えられる符号長がｎビットの符号が取りうる最小値を減
算器３７で減算し、さらに、その値とｎ−１ビット位置
計算部から与えられる符号数の累算値とを加算器３６で
加算する。この加算器３６の出力は、比較器３４からイ
ネーブル信号が出力されているとき、ｎビットの符号デ
ータが表わす符号に対するシンボルが格納されているシ
ンボルテ−ブルの位置を示している。

【００３９】各ｎビット位置計算部２５の比較器３４で
比較した結果は、プライオリティエンコーダ３８に入力
され、ここでイネーブル信号を出力しているｎビット位
置計算部のうちから、最も小さい符号長を特定する。こ
れにより、Ｎビットの符号デ−タのうち、先頭から特定
した符号長の符号デ−タが１つの符号として認識された
ことになる。また、特定した符号長を処理しているｎビ
ット位置計算部２５から出力されているシンボルテーブ
ル２３の位置をマルチプレクサ３９で選択し、シンボル
テーブル２３に与えることによって、対応するシンボル
が得られる。このような動作によって、１つの符号を復
号化することができた。

【００４０】復号化された符号データをバレルシフトレ
ジスタ２１から除去し、次のＮビットを取り出して上述
のような処理により、次々に符号を復号化して行く。こ
のように、１つの符号の復号化は各符号長ごとに並列的
に行なわれるので、符号長によらず、高速に復号化する
ことができる。また、この実施例においても、上述の第
１の実施例と同様に、ｎビット符号数保持部３０を各符
号長ごとに有しているだけであり、最小値やポインタ値
を保持しておく必要はない。

【００４１】図４は、本発明のハフマン復号器の第２の
実施例における位置計算部の別の例を示すブロック図で
ある。図中の符号は図３と同様である。この例は、シン
ボル位置算出部３２の構成が違うのみで、他は図３に示
した例と同様である。この例においても、シンボル位置
算出部３２は加算器３６と減算器３７を有するが、図３
に示した例とは配置を逆転させている。すなわち、減算
器３７は符号数の累算値から符号の最小値を減算し、加
算器３６は減算器３７の出力とｎビットの符号データを
加算している。加算器３６から出力される値は、シンボ
ルテーブル２３の位置であることに変わりはない。単に
計算順序を変えているだけである。

【００４２】このような構成にすると、符号デ−タが変
化したとき、減算器３７が出力巣ｒ値には変化はなく、
加算器３６の値しか変化しない。そのため、シンボル位
置算出部３２の動作が高速化され、全体の復号化の速度
を向上させることが可能である。

【００４３】図５は、本発明のハフマン復号器の第２の
実施例における位置計算部のさらに別の例を示すブロッ
ク図である。図中、図４と同様の部分には同じ符号を付
して説明を省略する。４１は符号レファレンスデータ保
持部、４２，４４はマルチプレクサ、４３はアドレスレ
ファレンスデータ保持部である。図３および図４に示し
た例において、加算器３１から比較器３４に入力される
値は、各符号長の符号数が決まれば一意に決まる値であ
る。そのため、符号データが変化しても、この値は変化
しない。さらに、図４に示した例では、減算器３７の出
力する値も符号データの変化には無関係に一定値であ
る。このようなことから、一定値をあらかじめ計算して
格納しておくことによって、回路を非常に簡略化するこ
とが可能である。図５に示した構成では、図３および図
４に示した加算器３１の出力値を符号レファレンスデー
タ保持部４１に保持させ、また、図４に示した減算器３
７の出力値をアドレスレファレンスデータ保持部４３に
保持させている。

【００４４】このような構成において、比較器３４は符
号レファレンスデータ保持部４１に保持されている値
と、ｎビットの符号データを比較し、ｎビットの符号デ
ータの方が小さいとき、イネーブル信号をプライオリテ
ィエンコーダ３８に出力する。また、加算器３６は、ア
ドレスレファレンスデータ保持部４３に保持されている
値と、ｎビットの符号データを加算し、シンボルテーブ
ル２３の位置を算出してマルチプレクサ３９に出力して
いる。

【００４５】このような構成によれば、符号化器を簡略
化するとともに、符号レファレンスデータ保持部４１お
よびアドレスレファレンスデータ保持部４３に保持され
ている値を計算する時間を削減することができるので、
全体の処理時間を高速化することができる。また、この
構成では、符号レファレンスデータ保持部４１とアドレ
スレファレンスデータ保持部４３のための記憶領域が必
要となるが、従来のように符号数、最小値、ポインタの
３つの情報を各符号数ごとに用意する場合に比べ、記憶
容量を減少させることができる。

【００４６】さらに、図５では、複数のシンボルテーブ
ルを切り換えて使用するための構成を示している。すな
わち、符号レファレンスデータ保持部４１およびアドレ
スレファレンスデータ保持部４３を複数用意し、これら
をマルチプレクサ４２，４４で切り換えて使用する。図
３や図４に示した構成では、シンボルテーブルを切り換
えた場合、ｎビット符号数保持部３０を切り換えてすべ
て計算し直さなければならない。しかし、図５に示した
構成では、マルチプレクサ４２，４４の切換のみによっ
てシンボルテーブルの切換を行なうことができ、シンボ
ルテーブルの切換時の遅延を抑えることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、シンボルテーブルを参照する回数を減少さ
せ、高速な復号化処理が行なえるとともに、最小値テー
ブルおよびポインタテーブルを必要としないので、記憶
容量を削減でき、装置を簡略化し、小型化できるととも
に、安価に作成することができる。

【００４８】また、請求項２に記載の発明のように、各
符号長の処理を並列に行なうことによって、符号長によ
らず、高速に復号化処理を行なうことができる。このと
き、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載の
構成を適用することが可能であり、テーブルなどの削減
を行なうことができる。さらに、請求項４に記載の発明
のように、定数部分をあらかじめ計算しておくことによ
って、さらに高速化できるとともに、シンボルテーブル
の切換時にも遅延を発生することなく復号化することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のハフマン復号器の第１の実施例を示
すブロック図である。

【図２】 本発明のハフマン復号器の第２の実施例を示
すブロック図である。

【図３】 本発明のハフマン復号器の第２の実施例にお
ける位置計算部の一例を示すブロック図である。

【図４】 本発明のハフマン復号器の第２の実施例にお
ける位置計算部の別の例を示すブロック図である。

【図５】 本発明のハフマン復号器の第２の実施例にお
ける位置計算部のさらに別の例を示すブロック図であ
る。

【図６】 ハフマン符号化の一例の説明図である。

【図７】 符号化されるシンボルおよびそのシンボルに
与える符号長の説明図である。

【図８】 従来のハフマン復号器の構成の一例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１…シンボルテーブル、２…符号数テーブル、３…シフ
トレジスタ、４…カウンタ、５…符号数取り出し手段、
６…符号数レジスタ、７…オフセットレジスタ、８，１
４…ポインタレジスタ、９，１２，１６…加算器、１０
…比較器、１１…シフト演算器、１５…減算器、２１…
バレルシフトレジスタ、２２…位置計算部、２３…シン
ボルテーブル、２４…バレルシフト制御回路、２５…ｎ
ビット位置計算部、２６…選択部、３０…ｎビット符号
数保持部、３１，３５，３６…加算器、３２…シンボル
位置算出部、３３…シフト演算器、３４…比較器、３７
…減算器、３８…プライオリティエンコーダ、３９…マ
ルチプレクサ、４１…符号レファレンスデータ保持部、
４２，４４…マルチプレクサ、４３…アドレスレファレ
ンスデータ保持部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/40

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハフマン符号を復号するハフマン復号器
   において、符号の値順に並んだシンボルを保持するシン
   ボルテーブルと、各符号長の個数を保存した符号数テー
   ブルと、符号データを順次入力するシフトレジスタと、
   シフト回数を数えるカウンタと、前記符号数テーブルか
   ら前記カウンタの値に対応する符号数を取り出す符号数
   取り出し手段と、該符号数取り出し手段によって取り出
   された符号数を保持する符号数レジスタと、オフセット
   レジスタと、ポインタレジスタと、前記符号数レジスタ
   と前記オフセットレジスタの内容を加算する第１の加算
   器と、該第１の加算器で加算した結果と前記シフトレジ
   スタの内容を比較する比較器と、前記第１の加算器で加
   算した結果をシフト演算して前記オフセットレジスタに
   格納するシフト演算器と、前記符号数取り出し手段によ
   って取り出された符号数と前記ポインタレジスタに保持
   されている値を加算し前記ポインタレジスタに保持させ
   る第２の加算器と、前記比較器の結果に基づき前記オフ
   セットレジスタの値と前記ポインタレジスタの値から前
   記シンボルテーブル内の復号シンボルが保存された位置
   を算出するシンボル位置算出手段を有することを特徴と
   するハフマン復号器。
2. 【請求項２】 ハフマン符号を復号するハフマン復号器
   において、符号の値順に並んだシンボルを保持するシン
   ボルテーブルと、少なくともＮビットの符号データを入
   力するシフトレジスタと、符号データのビット長ごとに
   設けられ該シフトレジスタに保持された符号データのう
   ちｎビットの符号データから前記シンボルテーブルの位
   置を計算するとともに該位置が有効か否かを示すイネー
   ブル信号を出力する複数のｎビット位置計算手段と、該
   複数のｎビット位置計算手段からのイネーブル信号が有
   効でありかつ最小の符号長の前記位置を選択して前記シ
   ンボルテーブルに与えるとともに選択した符号長を出力
   する選択手段と、該選択手段からの符号長に基づき前記
   シフトレジスタのシフト量を制御するシフトレジスタ制
   御手段を有することを特徴とするハフマン符号器。
3. 【請求項３】 ｎビット位置計算手段は、ｎビットの符
   号データに対応する符号長の個数を保存する符号数保持
   手段と、前記符号数保持手段と前段のｎ−１ビット位置
   計算手段から与えられるｎ−１ビットのシフト演算値と
   を加算する第１の加算器と、該第１の加算器で加算した
   結果とｎビットの符号データを比較しイネーブル信号を
   出力する比較器と、前記第１の加算器で加算した結果を
   シフト演算してｎビットのシフト演算値を作成し後段の
   ｎ＋１ビット位置計算手段に与えるシフト演算器と、前
   記符号数保持手段に保持されている符号数と前段のｎ−
   １ビット位置計算手段から与えられるｎ−１ビットまで
   の符号数とを加算してｎビットまでの符号数を計算する
   第２の加算器と、ｎビットの符号データと前段のｎ−１
   ビット位置計算手段からのシフト演算値および符号数と
   からｎビットの符号データに対応する前記シンボルテー
   ブル内の復号シンボルが保存された位置を算出するシン
   ボル位置算出手段を有することを特徴とする請求項２に
   記載のハフマン復号器。
4. 【請求項４】 ｎビット位置計算手段は、ｎビットの符
   号データに対応する符号参照データを保持する符号参照
   データ保持手段と、該符号参照データ保持手段に保持さ
   れている符号参照データとｎビットの符号データを比較
   しイネーブル信号を出力する比較器と、ｎ−１ビットま
   でのシフト演算値および符号数に基づき決定される位置
   参照データを保持する位置参照データ保持手段と、該位
   置参照データ保持手段に保持されている位置参照データ
   に基づきｎビットの符号データに対応する前記シンボル
   テーブル内の復号シンボルが保持された位置を算出する
   シンボル位置算出手段を有することを特徴とする請求項
   ２に記載のハフマン復号器。