JP3224127B2 - 画像データ変換処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の変換情報に
従って画像に関するデータの変換処理を行う画像データ
変換処理装置に関し、特に、所定の記憶手段に記憶され
た変換情報を更新しつつ符号化、復号化等の所定の変換
処理を行う適応型の画像データ変換処理装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】人間の視覚によって認識される画像情報
を、コンピュータ等の機械によって認識可能な状態にす
るために種々の画像変換処理が行われる。例えば、画像
情報を電話回線や無線電波等の伝送媒体を介して伝送す
る場合、伝送する画像の情報量を少なくするために、送
信側で伝送すべき画像データの圧縮を行い、受信側では
当該圧縮データを伸長するという技術が一般的に利用さ
れている。図９は、画像データの伝送の様子を概念的に
示す。画像情報源から供給された画像データは、送信側
の符号化装置１０において符号化され、伝送媒体１２に
よって伝送される。受信側に伝送された符号データは、
復号化装置１４によって元の画像データに復号化され
る。

【０００３】画像データを圧縮、伸長する方式として、
現在では種々の符号化及び復号化方式が提案されてい
る。例えば、変換パラメータを用いて入力信号の変換処
理を行うとともに、当該変換パラメータをその時の局所
的性質にマッチするように変更していく適応型の変換処
理方式がある。

【０００４】

【従来技術】図１０は、適応型の画像データ変換処理装
置の一例として、適応型算術符号化方式を採用した従来
の画像符号化装置を示す。ここで、算術符号化とは、符
号化の対象となるシンボル系列の出現確率に応じて確率
数直線を区間分割し、分割された区間内の位置を示す二
進小数値をその系列に対する符号とするものであり、符
号語を算術演算により逐次的に構成していく。このよう
な算術符号化方式は、特にファクシミリによる２値画像
の送受信等に適用される。

【０００５】図１０に示す画像符号化装置は、入力画像
データを２値シンボル列として入力するシンボル系列読
み取り部１００と、シンボル系列読み取り部１００にて
読み取られた２値シンボル列を記憶するシンボル系列記
憶部１０２と、シンボル系列記憶部１０２に記憶されて
いる２値シンボル列の圧縮を行うために、必要な情報と
して、圧縮しようとする符号化対象シンボルに最も相関
の深いシンボルパターン（以下、「テンプレート」と称
する）を２値シンボル列から選択する画像参照シンボル
選択部１０４とを備えている。また、図１１に示す内容
のデータを記憶する状態番号／優勢シンボル記憶部１０
６と、画像参照シンボル選択部１０４にて取り出された
参照シンボルの内容が示す値（以下、「コンテクスト」
あるいは「ＣＸ」と記述する）に基づき、符号化対象シ
ンボルが状態番号／優勢シンボル記憶部１０６に記憶さ
れている推測値（高い確率で出現するシンボル値，優勢
シンボル「ＭＰＳ」）と等しいか否かの情報を出力する
予測変換処理部１０８とを更に備えている。

【０００６】図１０において、符号１１０は、各状態番
号に対して予め定められた劣勢シンボルＬＰＳの確率領
域の大きさ（ＬＳＺ）及び状態番号ＳＴの遷移情報を記
憶した確率推定テーブルである。１１２は、予測変換処
理部１０８の出力と、状態番号／優勢シンボル記憶部１
０６から読み出された状態番号ＳＴとＭＰＳ値と、確率
推定テーブル１１０から読み出されたＬＰＳの出現確率
領域幅の値（ＬＳＺ）及び状態遷移情報を元に、符号化
対象シンボルに対して算術符号化処理を行う算術符号化
部である。

【０００７】上記のような装置によて２値算術符号化処
理を行う場合には、まず、２値算術符号化装置全体の初
期化を行う。すなわち、状態番号／優勢シンボル記憶部
１０６に記憶されている状態番号（ＳＴ）および優勢シ
ンボルＭＰＳの値を全てのコンテクストＣＸに対してゼ
ロにセットする。

【０００８】次に、区間レジスタ（図示せず）によって
示される確率領域のＭＰＳ領域の幅を１００００Ｈｅｘ
にセットし、符号レジスタ（図示せず）によって示され
る確率領域のＭＰＳ領域の幅Ａの下界値を０にセット
し、符号出力のためのシフト数をカウントするカウンタ
（以下、「ＣＴ」と示す）を１１にセットする。次に、
画像参照シンボル選択部１０４は、上述したテンプレー
トを用い、符号化対象シンボル及び符号化するためのコ
ンテクストをシンボル系列記憶部１０２に記憶された２
値シンボル列よりロードする。

【０００９】次に、２値算術符号化処理を開始する。最
初に、予測変換処理部１０８において、符号化対象シン
ボルの値とコンテクストＣＸに対応した状態番号／優勢
シンボル記憶部１０６に記憶されたＭＰＳの値（以後
「ＭＰＳ（ＣＸ）」と示す）とを比較する。符号化対象
シンボルの値とＭＰＳ（ＣＸ）が等しければ符号化対象
シンボルは優勢シンボルＭＰＳということになる。

【００１０】符号化対象シンボルが優勢シンボルＭＰＳ
であった場合、２値算術符号化部１１２においては、コ
ンテクストＣＸの現在の状態をＳＴ（ＣＸ）、その状態
ＳＴ（ＣＸ）においてＬＰＳに対して割り当てられる領
域幅をＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））と表現すると、優勢シン
ボルに対して割り当てられる領域幅はＡ−ＬＳＺ（ＳＴ
（ＣＸ））のように算出される（図１２参照）。そし
て、現在までに符号化したシンボル列の出現確率に対応
した確率領域幅Ａを、次の符号化対象シンボルに対して
期待される劣勢シンボルＬＰＳと優勢シンボルＭＰＳの
出現推定確率で分割し、優勢シンボルＭＰＳの出現推定
確率が劣勢シンボルＬＰＳの出現確率以上であれば、図
１２における確率領域の優勢シンボルＭＰＳの領域が符
号化対象シンボルに割り当てられる。

【００１１】図１２においては、符号化対象シンボルの
出現する確率領域の大きさを示す値はＡ’の値であるた
め、Ａ−ＬＳＺを求めることによって符号化対象シンボ
ルとして優勢シンボルＭＰＳが出現する場合に割り当て
られる確率領域幅を求めることができる。次に、優勢シ
ンボルＭＰＳが出現する場合に割り当てられる確率領域
幅の値を図１３におけるＨａｌｆで示される８０００Ｈ
ｅｘと比較し、８０００Ｈｅｘ以上であれば処理を終了
し、８０００Ｈｅｘ未満であれば正規化処理を行う。

【００１２】正規化処理を行う前処理として、符号化対
象シンボルとして優勢シンボルＭＰＳが出現した場合に
割り当てる確率領域の幅を示すＡ−ＬＳＺの値と符号化
対象シンボルとして劣勢シンボルＬＰＳが出現した場合
に割り当てる確率領域の幅ＬＳＺとを比較し、Ａ−ＬＳ
Ｚの値がＬＳＺの値より小さければ符号化効率の向上を
目的として、優勢シンボルＭＰＳと劣勢シンボルＬＰＳ
に割り当てられる確率領域の意味を入れ換える処理（条
件付き交換処理）を行う（図１３参照）。

【００１３】次に、ＳＴ（ＣＸ）で示される値、すなわ
ちコンテクストＣＸに対応した状態番号ＳＴの次の遷移
状態（以下、「ＮＭＰＳ（ＳＴ（ＣＸ））」と表記す
る）を確率推定テーブル１１０より求め、現在のＳＴ
（ＣＸ）の値を更新する処理を行う。この時、符号化対
象シンボルが優勢シンボルＭＰＳの場合に、次の状態に
おける「ＬＰＳに対して割り当てる確率領域幅」ＬＳＺ
は、現在の状態のＬＳＺよりも必ず小さくなるように確
率推定テーブル１１０が設定されている。例えば、符号
化対象シンボルＭＰＳのみが発生した場合、図１４に示
すように、ＬＰＳ領域幅が大きい場合には（１），
（２），（３）と３回符号化処理を行った時点で１回の
正規化が発生し、１ビットの符号が出力されている。一
方、図１５に示すように、ＬＰＳ領域幅が小さい場合に
は、符号化対象シンボルを６ビット符号化した時点で１
回正規化が起こり、１ビットの符号が出力される。すな
わち、前者（図１４）の場合には圧縮率３分の１であ
り、後者（図１５）の場合には圧縮率が６分の１とな
り、連続して優勢シンボルＭＰＳが発生する場合にはＬ
ＰＳ領域幅が小さい方が圧縮率が良くなる。つまり、優
勢シンボルＭＰＳが生じた場合は、ＬＳＺの値が小さい
ほど同じ入力データ量に対して正規化処理を行う回数が
少なく、また、１回の正規化処理によって出力される符
号も少なくなる。

【００１４】次に、図１３に戻って、正規化処理手順に
ついて説明する。正規化処理では、８０００Ｈｅｘより
小さくなった優勢シンボルＭＰＳの確率領域を８０００
Ｈｅｘより大きくする処理を行う。すなわち、現在まで
に符号化されたシンボル列に対して割り当てられた確率
領域の幅を示す区間レジスタと、現在までに符号化され
たシンボル列に対して割り当てられた確率領域を代表す
る座標を示す符号レジスタの値を各々のレジスタ中にて
最上位ビット方向（ＭＳＢ方向）へシフトすることによ
り、各領域と座標を２倍ずつ拡大する処理を行う。

【００１５】８０００Ｈｅｘは、区間レジスタの採り得
る数直線上での最大領域幅の１／２の値であり、区間レ
ジスタの値が１／２より小さくなった場合に、少なくと
も現在までに符号化されたシンボル列に対して割り当て
られた確率領域を代表する座標を示す符号レジスタ中の
最上位の１ビットの値が数直線上で確定したことを示し
ている。正規化処理におけるシフト中に、符号レジスタ
の最上位ビットから順に符号が出力される。符号の出力
タイミングは、カウンタＣＴによりカウントされてお
り、出力符号が８ビット蓄積されると、ＣＴがゼロにな
って、当該符号がバイト単位で出力される。

【００１６】次に、符号化対象シンボルが劣勢シンボル
ＬＰＳであった場合の２値算術符号化処理手順について
説明する。符号化対象シンボルが優勢シンボルＭＰＳで
あった場合の処理と異なる点は、確率推定テーブル１１
０に予め定められたスイッチビットと呼ばれるビットを
検査する処理があることと、劣勢シンボルＬＰＳが生じ
た場合は必ず正規化処理を行う必要があるということ及
び、正規化処理に伴うＳＴ（ＣＸ）の値の更新が、優勢
シンボルＭＰＳが生じた場合にはＬＳＺ（ＳＴ（Ｃ
Ｘ））が小さくなる方向へ更新されていくのに対し、劣
勢シンボルＬＰＳが生じた場合にはＬＳＺ（ＳＴ（Ｃ
Ｘ））が大きくなる方向へ更新されることである。

【００１７】スイッチビットは、劣勢シンボルＬＰＳが
出現した場合に、状態番号／優勢シンボル記憶部１０６
に記憶された優勢シンボルＭＰＳと劣勢シンボルＬＰＳ
の値を入れ換える処理を行う必要性を判定するものであ
る。優勢シンボルＭＰＳと劣勢シンボルＬＰＳを入れ換
える処理は、符号化効率を高めるために用いられる。す
なわち、符号化装置の初期化処理で状態番号／優勢シン
ボル記憶部１０６に記憶された優勢シンボルＭＰＳの値
は初期値としてゼロにクリアされており、あるコンテク
ストに対する優勢シンボルＭＰＳの値として１が適当で
あった場合、また、２値シンボル列において、ある部位
では優勢シンボルＭＰＳの値として１が適当であり、ま
たある部位では０の値が適当であるというように、ＭＰ
Ｓ値が変化する場合、優勢シンボルＭＰＳの値と劣勢シ
ンボルＬＰＳの値とを２値シンボル列の特性の変化に適
応して入れ替えることによって、符号化効率が向上す
る。劣勢シンボルＬＰＳが生じた場合に必ず正規化処理
を行うのは、劣勢シンボルＬＰＳの値すなわちＬＳＺ
（ＳＴ（ＣＸ））の値は常に８０００Ｈｅｘより小さい
値に設定されており、劣勢シンボルＬＰＳが出現した場
合には区間レジスタの値が必ず８０００Ｈｅｘよりも小
さくなるためである。

【００１８】優勢シンボルＭＰＳにより正規化が行われ
た場合には、ＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））が小さくなる方向
へ状態が更新されていくのに対し、劣勢シンボルＬＰＳ
により正規化が行われた場合にはＬＳＺ（ＳＴ（Ｃ
Ｘ））が大きくなる方向へ状態が更新される理由は以下
の通りである。すなわち、図１６及び図１７に示すよう
に、劣勢シンボルＬＰＳに割り当てられる領域幅が小さ
い場合には、正規化処理におけるレジスタのシフト処
理、すなわち１回の正規化処理において出力される符号
量（シフト動作の回数）が多い。他方、劣勢シンボルＬ
ＰＳの領域幅に割り当てられる領域幅が大きい場合に
は、劣勢シンボルＬＰＳの出現による正規化処理におけ
るレジスタのシフト動作の回数が少なくなる。あるコン
テクストにおいては、劣勢シンボルＬＰＳと判定されて
いたシンボルが出現した場合には、今までの推定確率の
ままでＬＰＳ領域幅を割り当てていると、次に劣勢シン
ボルＬＰＳが出現した場合に符号化効率が低下する。そ
こで、さらに劣勢シンボルＬＰＳが出現しても、多くの
符号を出力しないように、ＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））が大
きくなる方向へ状態遷移を行う。符号化対象のシンボル
列の特性に途中で変化が生じたような場合、例えば文字
を記述したファクシミリ画像の中に写真画像が含まれて
いたような場合には、劣勢シンボルＬＰＳが頻繁に発生
し、特性の変化に追従するよう状態遷移を追う必要があ
る。こうして、劣勢シンボルＬＰＳに割り当てる確率領
域を、状態遷移により適宜選択することにより、圧縮率
を向上させている。

【００１９】図１８は、上記先行技術における２値算術
符号化装置によって符号化された２値シンボル列を復号
する２値算術復号化装置の構成を示す。図１８におい
て、確率推定テーブル１３０は、コンテクストの各状態
において劣勢シンボルＬＰＳに対してどの程度の確率領
域を割り当てるのが最適か、正規化が発生した場合の状
態遷移先としてはどの状態番号ＳＴが適当かを統計的に
求めて作成されたテーブルであり、図１０に示す符号化
装置の確率推定テーブル１２０と同一である。状態番号
／優勢シンボル記憶部１３２は、符号化装置における状
態番号／優勢シンボル記憶部１０６と同様なフォーマッ
トおよびデータを持つ記憶装置である。シンボル系列記
憶部１３３は、逆予測変換処理部１３６から出力される
復号された２値シンボル列を記憶するようになってい
る。

【００２０】画像参照シンボル選択部１３４は、シンボ
ル系列記憶部１３３に記憶されている復号された２値シ
ンボル列から、符号化装置と同様のテンプレートに従っ
て参照シンボルを選択する。逆予測変換処理部１３６
は、状態番号／優勢シンボル記憶部１３２から読み出さ
れたＭＰＳ値と算術復号化部１３８より得られた復号対
象シンボルが、優勢シンボルＭＰＳか劣勢シンボルＬＰ
Ｓかという情報から符号化前の２値シンボル列を出力す
る。算術復号化部１３８は、符号データと、状態番号／
優勢シンボル記憶部１３２から読み出した状態番号とＭ
ＰＳ値と、確率推定テーブル１３０から読み出した劣勢
シンボルＬＰＳの出現確率領域幅の値および状態遷移情
報を元に、復号対象シンボルがそのコンテクストにおい
て優勢シンボルＭＰＳであったか劣勢シンボルＬＰＳで
あったのかを出力すると共に、状態遷移を実行して状態
番号／優勢シンボル記憶部１３２の更新を行う。

【００２１】次に、上記２値算術復号化装置における２
値算術復号化の処理手順について説明する。まず、２値
算術復号化装置全体の初期化を行うために、状態番号／
優勢シンボル記憶部１３２に記憶されている各コンテク
ストに対する遷移状態及び優勢シンボルＭＰＳの値をす
べてのコンテクストに対してゼロにセットする。次に、
確率領域のＭＰＳ領域の下界値（確率領域の代表座標）
を示す符号レジスタ（図示せず）の値をゼロにセット
し、符号をバイト単位で符号レジスタにセットする。そ
の後、符号レジスタを最上位ビット方向（ＭＳＢ方向）
へ８ビットシフトする動作を３度繰り返しすことによっ
て、符号レジスタの初期化を終了する。続いて、優勢シ
ンボルＭＰＳの確率領域を示す区間レジスタ（図示せ
ず）に１００００Ｈｅｘ（最大確率領域幅）をセット
し、復号化装置の初期化処理を完了する。

【００２２】次に、画像参照シンボル選択部１３４にお
いて、符号化装置と同様のテンプレートを用いて参照シ
ンボルを選択して、復号化するためのコンテクストを生
成する。次に、算術復号化部１３８において２値算術復
号化処理を行う際には、画像参照シンボル選択部１３４
より出力された各コンテクストに基づき、そのコンテク
ストに対応した状態番号ＳＴを状態番号／優勢シンボル
記憶部１３２から読み出す。次に、読み出した状態番号
ＳＴに対応する確率領域の幅ＬＳＺを確率推定テーブル
１３０から読み出し、その確率領域の幅ＬＳＺを算術復
号化部１３８へ供給する。算術復号化部１３８では、確
率推定テーブル１３０より供給されたＬＳＺの値を区間
レジスタより減算する。

【００２３】次に、上記減算処理後の区間レジスタの値
と符号レジスタのＭＳＢ側１６ビット（ＣＨＩＧＨ）の
内容とを比較する。区間レジスタには、現在までに復号
されたシンボルによって分割されてきた領域幅が、既に
復号されたシンボル分拡大されている。すなわち、区間
レジスタにはシフトされた回数分拡大された値が入って
いる。符号レジスタのＭＳＢ側１６ビット（ＣＨＩＧ
Ｈ）には、符号化するシンボル列に対して割り当てられ
た確率領域を代表する座標情報（下界の座標）のうち、
まだ入力されない符号分を除いた座標の近似値（下界座
標はすべての符号が復号器に入力された段階で完結す
る）から、既に復号されたシンボルに割り当てられた領
域の下界座標を減算した値が区間レジスタと同じ拡大を
与えられて保持されている。その区間レジスタを、次に
復号するシンボルに対する推定領域幅で分割し、ＣＨＩ
ＧＨレジスタがその分割された領域の境界よりも優勢シ
ンボルＭＰＳ側に属しているか、劣勢シンボルＬＰＳ側
に属しているかによって、復号を行う。すなわち、Ａ−
ＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））とＣＨＩＧＨの大小比較によっ
て復号化処理を行う。

【００２４】復号化対象シンボルが優勢シンボルＭＰＳ
であった場合、区間レジスタの幅が８０００Ｈｅｘ以上
であれば逆予測変換処理部１３６へ処理を継続し、８０
００Ｈｅｘより小さい場合には優勢シンボルＭＰＳの条
件付き交換処理を行った後、正規化処理を行い、逆予測
変換処理部１３６へ処理を継続する。一方、復号化対象
シンボルが劣勢シンボルＬＰＳであった場合、符号化処
理の場合と同様に必ず正規化処理を行い、逆予測変換処
理部１３６へ処理を継続する。

【００２５】２値算術復号化装置における正規化処理手
順は、図１３に示した２値算術符号化処理時における正
規化処理手順とまったく同一である。符号化／復号化処
理時に関わらず、正規化処理では、区間レジスタおよび
符号レジスタの値をレジスタ中にて最上位ビット方向
（ＭＳＢ方向）へシフトし、８０００Ｈｅｘより小さく
なった区間レジスタ内容を８０００Ｈｅｘより大きく
し、符号レジスタ中の符号が不足したら次の符号を符号
レジスタに読み込んで復号を継続する。

【００２６】次に、逆予測変換処理部１３６の動作につ
いて説明する。画像参照シンボル選択部１３４の出力で
あるコンテクストを用いて、算術復号化部１３８はコン
テクストに対応したＭＰＳ値を状態番号／優勢シンボル
記憶部１３２から取り出して、逆予測変換処理部１３６
に供給する。逆予測変換処理部１３６では、２値算術復
号化部１３８より出力された「復号シンボルが優勢シン
ボルＭＰＳか劣勢シンボルＬＰＳか」を示すＭＰＳ／Ｌ
ＰＳ情報と、状態番号／優勢シンボル記憶部１３２から
供給されたＭＰＳ値とを比較することにより、符号化す
る前のシンボルを求めて出力する。以上のように、情報
源の性質に追随して状態番号／優勢シンボル記憶部１０
６，１３２を書き換えていくことにより、高い符号化効
率による算術符号化・復号化装置の実現が可能となる。

【００２７】しかしながら、上記のような従来の装置に
おいては、図１９に示すように、１シンボル毎に、状態
番号／優勢シンボル記憶部（１０６，１３２）の検索
と、確率推定テーブル（１１０，１３０）の検索、
（逆）予測変換処理、領域計算、区間レジスタ更新、座
標計算、符号レジスタ更新と、状態番号／優勢シンボル
記憶部（１０６，１３２）の更新とを行っている。すな
わち、１つの符号化（復号化）対象シンボルに対して、
サイクル１における状態番号／優勢シンボル記憶部（１
０６，１３２）の読み出し、サイクル２における確率推
定テーブル（１１０，１３０）の検索と状態番号／予測
値の更新演算、サイクル３における状態番号／優勢シン
ボル記憶部（１０６，１３２）への書き込みを終了した
後で、次の符号化（復号化）対象シンボルの処理（サイ
クル４，５，６）に移っている。このため、処理速度の
向上に限界があった。

【００２８】そこで、算術符号化・復号化を高速に行う
装置に関する技術が特開平５−６７９７８号公報におい
て提案されている。この公報に開示されている１つの発
明（以下、「発明（１）」と称する）は、各コンテクス
トに対応した状態番号と優勢シンボルを記憶する書き換
え可能なメモリと、コンテクストが１ないし複数個の特
定コンテクストであることを検出する検出器と、この特
定のコンテクストに於ける状態番号と優勢シンボルを記
憶する１ないし複数個のレジスタと、検出器の出力に基
づき、メモリとレジスタ出力を選択する選択器とを備え
ている。そして、コンテクストが特定の状態にある場合
には、状態番号・優勢シンボルの読み出し及び更新にメ
モリを使用せず、アクセススピードの速いレジスタを選
択し、それ以外の状態ではメモリを選択して用いること
で、符号化・復号化速度の向上を図っている。

【００２９】また、上記公報に開示されている他の発明
（以下、「発明（２）」と称する）は、各コンテクスト
に対応した状態番号と優勢シンボルを記憶する書き換え
可能なメモリと、連続する複数個の符号化対象シンボル
に対するコンテクストが全て特定のコンテクストであり
且つ全ての符号化対象シンボルが予測一致することを検
出する検出器と、上記メモリに記憶された優勢シンボル
を基に当該符号化対象シンボルの予測誤差を計算する予
測変換器と、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コンテクストに於ける
上記メモリの状態番号及び優勢シンボルを書き換える制
御回路と、上記メモリに記憶された状態番号を基に、予
測変換器にて計算された予測誤差信号を符号化する算術
符号器とを設けている。これにより、特定のコンテクス
トが連続する場合には、複数個のシンボルに対する算術
演算を一括して行うことで符号化・復号化速度の向上を
図っている。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テキス
ト画像、誤差拡散画像、多値画像における下位ビットプ
レーン／上位ビットプレーンなど、画像の性質は千差万
別である。このため、特開平５−６７９７８に開示され
た発明（１）によると、出現頻度の高い特定のコンテク
ストを推定することが困難となるという不都合がある。
すなわち、符号化の対象となる画像の種類によっては、
符号化・復号化速度の大きな向上を図ることができな
い。

【００３１】また、従来の発明（２）では、特定のコン
テクストが連続する場合に、複数個のシンボルに対する
算術演算を一括して行うことで符号化・復号化速度の向
上を図っているが、従来の発明（１）と同様に、検出す
る出現頻度の高い連続する特定のコンテクストを推定す
ることが困難である。また、たとえ最も出現頻度の高い
連続するコンテクストを推定できたとしても、メモリの
書き換えが頻繁に行われるような場合には、各コンテク
ストの状態遷移が頻繁に行う必要があり、各コンテクス
トに対応した状態番号と優勢シンボルを記憶するメモリ
の書き換え回数が多くなる。すなわち、符号化の対象と
なる画像の種類によっては、符号化・復号化速度の大き
な向上を図ることができない。

【００３２】本発明は、以上のような状況に鑑みてなさ
れたものであり、変換されるべき画像の種類に関わら
ず、変換処理速度の向上を図り得る画像データ変換処理
装置を提供することを第１の目的とする。

【００３３】また、画像の種類に関わらず、符号化処理
速度の向上を図り得る符号化装置を提供することを第２
の目的とする。

【００３４】また、画像の種類に関わらず、復号化処理
速度の向上を図り得る符号化装置を提供することを第３
の目的とする。

【００３５】更に、画像の種類に関わらず、符号化及び
復号化処理の速度向上を図り得る符号化・復号化装置を
提供することを第４の目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段及びその作用】上記のよう
な課題を解決するために、本発明の画像データ変換処理
装置においては、変換処理に用いられる変換情報を記憶
し、当該変換情報の読み出し及び書き込みを同時に実行
可能な記憶手段（２００）と、記憶手段（２００）から
読み出された変換情報を用いて入力データの変換処理を
行うとともに、当該変換情報を必要に応じて更新する手
段（２０２）と、記憶手段（２００）からの変換情報の
読み出し、及び更新された変換情報の記憶手段（２０
０）への書き込みを制御する制御手段（２０４）とを備
えている。

【００３７】上記のような構成の本発明に係る画像デー
タ変換処理装置においては、画像に関する入力データが
入力されると、当該入力データに対応する変換情報を記
憶手段（２００）から読み出す。次に、記憶手段（２０
０）から読み出された変換情報を用いて入力データに対
して所定の変換処理を施すとともに、当該変換情報を必
要に応じて更新する。そして、更新された変換情報を再
び記憶手段（２００）に書き込む。ここで、変換情報を
記憶する記憶装置（２００）が、読み出し及び書き込み
を同時に実行可能に構成され、制御手段（２０４）によ
って、記憶手段（２００）からの変換情報の読み出し及
び更新された変換情報の書き込みを制御しているため、
先に入力された画像データの記憶手段（２００）への書
き込みを待つことなく、次のデータの読み出しを並行し
て行うことが可能となる。その結果、テキスト画像、誤
差拡散画像、多値画像における下位ビットプレーン／上
位ビットプレーンなど、種々の画像に対して変換処理の
速度の向上を図ることができる。

【００３８】本発明の画像データ変換処理装置の第１の
態様である符号化装置は、符号化処理に用いられる所定
の符号化情報を記憶し、当該符号化情報の読み出し及び
書き込みを同時に実行可能な記憶手段（２１６）と、こ
の記憶手段から読み出された符号化情報を用いて入力画
像データを符号化するとともに、当該符号化情報を必要
に応じて更新する手段（２２０）とを備えている。そし
て、制御手段（２１８，２４８他）により、記憶手段
（２１６）からの符号化情報の読み出し、及び更新され
た符号化情報の記憶手段（２１６）への書き込みを制御
する。

【００３９】上記のような符号化装置においては、画像
データが入力されると、当該画像データに対応する符号
化情報を記憶手段（２１６）から読み出す。次に、記憶
手段（２１６）から読み出された符号化情報を用いて入
力画像データを符号化するとともに、当該符号化情報を
必要に応じて更新する。そして、更新された符号化情報
を再び記憶手段（２１６）に書き込む。ここで、符号化
情報を記憶する記憶装置（２１６）が、読み出し及び書
き込みを同時に実行可能に構成され、制御手段（２１
８，２４８他）によって、記憶手段（２１６，３１６）
からの符号化情報の読み出し及び更新された符号化情報
の書き込みを制御しているため、先に入力された画像デ
ータの記憶手段（２１６）への書き込みを待つことな
く、次の画像データの読み出しを並行して行うことが可
能となる。その結果、テキスト画像、誤差拡散画像、多
値画像における下位ビットプレーン／上位ビットプレー
ンなど、種々の画像に対して符号化速度の向上を図るこ
とができる。また、従来のように出現頻度の高い特定の
コンテクストを推定するような設定をする必要が無くな
る。

【００４０】上記のような符号化装置において、好まし
くは、入力画像データを複数保持する入力データ保持手
段（２１２）と、入力データ保持手段（２１２）に保持
された複数の入力画像データを比較する比較手段（２１
４）とを更に備える。そして、制御手段（２１８，２４
８他）は、比較手段（２１４）による比較の結果に基づ
いて、記憶手段（２１６）からの符号化情報の読み出し
及び当該記憶手段（２１６）への符号化情報の書き込み
を制御する。

【００４１】上記のような構成において、例えば、最新
の入力画像データが、データ保持手段（２１２）に保持
されている先に入力された画像データと同じ場合には、
先に入力された画像データについての符号化情報が既に
記憶手段（２１６）から読み出されている。そこで、制
御手段（２１８、２４８他）の制御により、当該最新の
画像データについては記憶手段（２１６）から符号化情
報を読み出さず、既に読み出された符号化情報を用いて
符号化処理を行う。すなわち、先に入力された画像デー
タの記憶手段（２１６）への書き込みを待つことなく、
最新の入力画像データに対する符号化情報を得ることが
できる。更に、比較手段（２１４）の比較結果を用いる
ことにより、同一の符号化情報に対する記憶手段（２１
６）の読み出しと書き込みの同時動作を回避できる。ま
た、全ての画像データに対して記憶手段（２１６）の読
み出し／書込み動作を行うのではなく、必要に応じて読
み出し／書込み動作を行うため、消費電力の低減を図れ
るという派生的な効果も期待できる。

【００４２】なお、記憶手段（２１６）としては、少な
くとも２系統からのアクセスが可能なマルチポートメモ
リを採用することができる。

【００４３】本発明の画像変換処理装置の第２の態様に
かかる復号化装置は、上記第１の態様の符号化装置によ
って符号化された符号データを元の画像データに復号化
するものであり、復号化処理に用いられる所定の復号化
情報を記憶し、当該復号化情報の読み出し及び書き込み
を同時に実行可能な記憶手段（３１６）と、この記憶手
段（３１６）から読み出された復号化情報を用いて符号
データを復号化するとともに、当該復号化情報を必要に
応じて更新する手段（３２０）とを備える。そして、制
御手段（３１８，３４８他）によって、記憶手段（３１
６）からの復号化情報の読み出し、及び更新された復号
化情報の記憶手段（３１６）への書き込みを制御する。

【００４４】上記のような復号化装置において、好まし
くは、復号化された画像データを複数保持するデータ保
持手段（３１２）と、このデータ保持手段（３１２）に
保持された複数の画像データを比較する比較手段（３１
４）とを更に備える。そして、制御手段（３１８，３４
８他）は、比較手段（３１４）による比較の結果に基づ
いて、記憶手段（３１６）からの復号化情報の読み出し
及び当該記憶手段（３１６）への復号化情報の書き込み
を制御する。

【００４５】本発明の第３の態様にかかる符号化・復号
化装置は、第１の態様に係る符号化装置と第２の態様に
係る復号化装置を合わせたものである。なお、本発明の
第２の態様に係る復号化装置及び第３の態様に係る符号
化・復号化装置についても、第１の態様に係る符号化装
置と同様の作用効果が得られる。すなわち、テキスト画
像、誤差拡散画像、多値画像における下位ビットプレー
ン／上位ビットプレーンなど、種々の画像に対して符号
化速度の向上を図ることができる。また、従来のように
出現頻度の高い特定のコンテクストを推定するような設
定をする必要が無い。

【００４６】本発明の第４の態様にかかる符号化装置
は、適応型算術方式の符号化装置であり、情報源のシン
ボル系列の予め定められた位置の複数の参照シンボルを
用い、符号化対象シンボルに対するコンテクストを生成
する手段（２１０）と、読み出し及び書き込みを同時に
行い得る構成を有し、コンテクスト毎に、所定の算術パ
ラメータに関する状態データ（ＳＴ）及び符号化対象シ
ンボルが採り得る予測値（ＭＰＳ）とを記憶する記憶手
段（２１６）と、順次入力される複数の符号化対象シン
ボルに対応する複数のコンテクストを一時的に保持する
保持手段（２１２）と、保持手段（２１２）に保持され
ている複数のコンテクストを比較する第１の比較手段
（２１４）と、記憶手段（２１６）から読み出された符
号化対象シンボルの予測値（ＭＰＳ）と実際の符号化対
象シンボルの値とを比較する第２の比較手段（２２２）
と、記憶手段（２１６）から読み出された情報（ＳＴ，
ＭＰＳ）及び第２の比較手段（２２２）による比較の結
果に基づき、符号化対象シンボルの符号化と、当該符号
化対象シンボルに対するコンテクストの状態データ（Ｓ
Ｔ）及び予測値（ＭＰＳ）の更新とを行う算術符号化手
段（２２０）と、第１の比較手段（２１４）の比較の結
果に基づいて、記憶手段（２１６）に記憶された状態デ
ータ（ＳＴ）及び予測値（ＭＰＳ）の読み出しと、算術
符号化手段（２２０）によって更新された状態データ
（ＳＴ）及び予測値（ＭＰＳ）の書き込みとの制御を行
うメモリアクセス制御手段（２１８，２４８他）を備え
ている。

【００４７】上記のように構成された本発明の第４の態
様に係る算術符号化装置においても、先に説明した本発
明の第１の態様に係る符号化装置と同様の作用効果を得
ることができ、従来技術に比べて大幅な処理速度の向上
を図ることができる。例えば、２００ｄｐｉのＡ４版デ
ィザ画像の圧縮率（＝原画像データ量／符号データ量）
が「２」と仮定すると、状態データ（ＳＴ）／推測値
（ＭＰＳ）の更新回数、すなわち、記憶手段（２１６）
への書込み回数は、全符号化対象シンボル数の数分の１
程度となり、従来技術では無視できない時間になる。こ
れに対し、本発明においては、あるコンテクストの状態
データ（ＳＴ）／推測値（ＭＰＳ）の読み出しと、別の
コンテクストの状態データ（ＳＴ）／推測値（ＭＰＳ）
の書込みとを同時に行えるため、状態データ（ＳＴ）／
推測値（ＭＰＳ）の更新回数を処理時間に考慮する必要
がなくなる。

【００４８】また、上記のような算術符号化装置におい
ては、記憶手段（２１６）に記憶されている各コンテク
スト毎の状態データ（ＳＴ）に対応した確率領域幅（Ｌ
ＳＺ）と、当該状態データ（ＳＴ）の更新後の値を示す
状態遷移先情報（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ）を記憶する第１
の情報テーブル（２２４ａ）を使用することができる。
この場合、算術符号化手段（２２０）は、第１の情報テ
ーブル（２２４ａ）から読み出された確率領域幅（ＬＳ
Ｚ）と、第２の比較手段（２２２）による比較の結果に
基づいて、符号化対象シンボルの符号化と、当該符号化
対象シンボルに対するコンテクストの状態データ（Ｓ
Ｔ）及び予測値（ＭＰＳ）の更新とを行う。

【００４９】また、上記算術符号化装置において、例え
ば、記憶手段（２１６）から読み出された状態データ
（ＳＴ）及び予測値（ＭＰＳ）を保持する第１のレジス
タ（２２８）と、算術符号化手段（２２０）によって更
新された状態データ（ＳＴ）及び予測値（ＭＰＳ）を保
持する第２のレジスタ（２３０）と、第２のレジスタ
（２３０）の出力を保持する第３のレジスタ（２３２）
と、第１の比較手段（２１４）の比較結果に基づいて、
第１、第２又は第３のレジスタ（２３０，２３２）の出
力を選択する第１の選択器（２３８）とを備える。そし
て、第１の選択器（２３８）の出力を第１の情報テーブ
ル（２２４ａ）のアドレスとすることができる。

【００５０】この場合、順次入力される符号化対象シン
ボルのコンテクストに対応した読み出しアドレス値によ
る状態データ（ＳＴ）と予測値（ＭＰＳ）の読み出し
と、別の符号化対象シンボルのコンテクストに対応した
書込みアドレス値による状態データ（ＳＴ）と予測値
（ＭＰＳ）の書込みと、さらに別の符号化対象シンボル
のコンテクストに対する情報テーブル（２２４ａ）の検
索及び状態データ（ＳＴ）の更新演算とを、並行して同
時に実行することができる。

【００５１】更に望ましくは、ｎ番目に入力されたコン
テクスト（ＣＸ_n）の状態データを第１の情報テーブル
（２２４ａ）のアドレスとした場合に、ｎ−１番目のコ
ンテクスト（ＣＸ_n-1）の状態データ（ＳＴ_n-1）を保持
する第４のレジスタ（２３４）と、コンテクスト（ＣＸ
_n-1）の確率領域幅（ＬＳＺ）と状態遷移先情報（ＮＭ
ＰＳ，ＮＬＰＳ）を保持する第５のレジスタ（２３６）
と、第１の情報テーブルと同一の情報を含み、第５のレ
ジスタ（２３６）が保持している状態遷移先情報（ＮＭ
ＰＳ，ＮＬＰＳ）をアドレスとする第２の情報テーブル
（２２４ｂ，２２４ｃ）とを備える。そして、算術符号
化手段（２２０）は、第１の比較手段（２１４）による
比較の結果、ｎ番目とｎ−１番目のコンテクスト（ＣＸ
_nとＣＸ_n-1）とが同一の場合に、第２の情報テーブル
（２２４ｂ，２２４ｃ）の情報を用いてｎ番目のコンテ
クスト（ＣＸ_n）の処理を行う。以上のような構成によ
り、別々の符号化対象シンボルのコンテクストが同一の
場合にも、情報テーブル（２２４ａ，２２４ｂ，２２４
ｃ）の読み出しと状態データ（ＳＴ）の更新演算とを並
行して同時に行える。その結果、適応型の算術符号化処
理の速度が飛躍的に向上する。

【００５２】また、第２の情報テーブルを互いに等しい
内容の情報を記憶した複数の情報テーブル（２２４ｂ，
２２４ｃ）で構成し、第１及び第２の比較手段（２１
４，２２２）の比較結果に基づいて、第２の情報テーブ
ル内の複数の情報テーブル（２２４ｂ，２２４ｃ）と第
１の情報テーブル（２２４ａ）との中で何れのテーブル
をｎ番目のコンテクスト（ＣＸ_n）の処理に利用するか
を選択制御するようにすれば、更に符号化処理速度が向
上する。すなわち、ｎ−１番目のコンテクスト（ＣＸ
_n-1）とｎ番目のコンテクスト（ＣＸ_n）とが等しい場合
には、以下のような手法によって第２の情報テーブル
（２２４ｂ，２２４ｃ）を使い分けることができる。ま
ず、第２の情報テーブルの一方（２２４ｃ）のアドレス
として、符号化対象シンボルが推測値（ＭＰＳ）に等し
い場合における当該コンテクスト（ＣＸ_n-1）の状態番
号（ＳＴ_n-1）の遷移先の状態番号（ＮＭＰＳ）を採用
し、対応する符号化パラメータを予め読み出しておく。
また、第２の情報テーブルの他方（２２４ｂ）のアドレ
スとして、符号化対象シンボルが推測値（ＭＰＳ）に等
しくない場合における当該コンテクスト（ＣＸ_n-1）の
状態番号（ＳＴ_n-1）の遷移先の状態番号（ＮＬＰＳ）
を採用し、対応する符号化パラメータを予め読み出して
おく。

【００５３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明するに
先立ち、本発明の基本概念（適応型画像データ変換処理
装置）を図１を参照して説明する。図１に示す適応型の
画像データ変換処理装置は、画像に関する入力データの
変換処理に用いられる変換パラメータを記憶した記憶部
２００と、記憶部２００より読み出された変換パラメー
タを用いて入力データに対して所定の変換処理を施す変
換処理ユニット２０２と、記憶手段２００に対する変換
パラメータの読み出し及び書き込みを制御する制御部２
０４とを備えている。記憶部２００は、例えば、デュア
ルポートＲＡＭのように、２系統からアクセス可能な構
造を有し、変換パラメータの読み出し及び書き込みを同
時に実行できるようになっている。

【００５４】上記のような構成の変換処理装置におい
て、入力データが読み込まれると、当該入力データに対
応した変換パラメータが記憶部２００から読み出され
る。この時、入力データを記憶部２００のアドレス信号
としても良い。変換処理ユニット２０２は、記憶部２０
０から読み出された変換パラメータに基づき、入力デー
タに対して符号化や復号化等の所定の変換処理を施す。
変換処理ユニット２０２では、上記のような変換処理と
同時に、記憶部２００から読み出された変換パラメータ
を更新し、再び記憶部２００に書き込む。以後、記憶部
２００からの変換パラメータの読み出し、入力画像デー
タの変換処理及び当該パラメータの更新処理を逐次入力
される画像データに対して実行する。制御部２０４は、
順次入力される画像データの状態に基づき、記憶部２０
０からの変換パラメータの読み出し及び、変換処理ユニ
ット２０２によって更新された変換パラメータの記憶手
段２００への書き込みを制御する。

【００５５】

【実施例】次に、本発明について実施例を用いて更に詳
細に説明する。本発明の第１実施例は、２値画像を適応
型算術符号化方式によって符号化する符号化装置に本発
明の技術的思想を適用したものであり、その構成を図２
に示す。本実施例の符号化装置は、入力シンボルデータ
を２値シンボル列として入力するシンボル系列読み取り
部２０６と、シンボル系列読み取り部２０６の出力に接
続されたシンボル系列記憶部２０８と、シンボル系列記
憶部２０８の出力に接続された画像参照シンボル選択部
２１０と、画像参照シンボル選択部２１０の出力に接続
されたコンテクストバッファ２１２と、コンテクストバ
ッファ２１２の出力に接続された検出器２１４と、読み
出し及び書き込み用のアドレス端子ＲＡＤ，ＷＡＤがコ
ンテクストバッファ２１２の出力に接続されたデュアル
ポートメモリ２１６（状態番号／優勢シンボル記憶部）
と、検出器２１４の出力とデュアルポートメモリの制御
端子Ｒ，Ｗとに接続されたリード／ライト制御部２１８
と、検出器２１４の出力に接続されると共に、デュアル
ポートメモリ２１６の読み出し及び書き込み端子ＲＤ
Ｔ，ＷＤＴに接続された算術符号化部２２０と、シンボ
ル系列記憶部２０８の出力と算術符号化部２２０に接続
された予測変換処理部２２２と、算術符号化部２２０に
それぞれ接続された３つの確率推定テーブル２２４ａ，
２２４ｂ，２２４ｃとを備えている。

【００５６】上記のような構成の符号化装置において、
シンボル系列記憶部２０８は、２値シンボル列読み取り
部２０６にて読み取った２値シンボル列を記憶する。画
像参照シンボル選択部２１０は、シンボル系列記憶部２
０８に記憶されている２値シンボル列より符号化対象シ
ンボルに対して予め定めてある位置の複数の参照シンボ
ルを選択してコンテクスト（ＣＸ）を生成する。コンテ
クストバッファ２１２は、画像参照シンボル選択部２１
０から順次出力されるコンテクストデータを保持し、連
続する４つのコンテクストデータをバッファリングす
る。図３に示すように、コンテクストバッファ２１２
は、４段のレジスタ２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ，２
１２ｄによって構成されている。１段目のレジスタ２１
２ａには、最新のコンテクストＣＸが保持され、出力Ｃ
Ｘ１を２段目のレジスタ２１２ｂにシフトする。レジス
タ２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄは、それぞれ最新のコ
ンテクストＣＸの１つ前、２つ前、３つ前のコンテクス
トＣＸ２，ＣＸ３，ＣＸ４を保持する。

【００５７】検出器２１４は、画像参照シンボル選択部
２１０から順次出力されるコンテクストデータ（Ｃ
Ｘ）、及びコンテクストバッファ２１２に保持されてい
るコンテクストデータ（ＣＸ１、ＣＸ２、ＣＸ３、ＣＸ
４）がそれぞれ同一値であるか否かを判定する。ここ
で、検出器２１４によるコンテクストＣＸ１とＣＸ２の
判定結果を出力ＥＱ１２とし、コンテクストＣＸ１とＣ
Ｘ３の判定結果を出力ＥＱ１３とし、コンテクストＣＸ
１とＣＸ４の判定結果を出力ＥＱ１４とし、コンテクス
トＣＸ２とＣＸ３の判定結果を出力ＥＱ２３とし、コン
テクストＣＸ２とＣＸ４の判定結果を出力ＥＱ２４と
し、ＥＱ１４を記憶するレジスタ（図示せず）の出力を
出力ｄ１＿ＥＱ１４とする。各判定結果ＥＱ１２，ＥＱ
１３，ＥＱ１４，ＥＱ２３，ＥＱ２４は、同一値であれ
ば１を、同一値でなければ０を示す。

【００５８】デュアルポートメモリ２１６（状態番号／
優勢シンボル記憶部）は、全ての組み合わせのコンテク
ストの状態番号（ＳＴ）とＭＰＳ（優勢シンボル）値を
記憶する。そして、コンテクストバッファ２１２で保持
されているコンテクストデータの中の最新のコンテクス
トＣＸ１（図３参照）を読み出しアドレスとし、最も過
去に入力されたコンテクストＣＸ４（図３参照）を書込
みアドレスとする。なお、読み出しアドレスＲＡＤに対
するデータの読み出しと、書込みアドレスＷＡＤに対す
るデータ書込みが同時実行可能な構成となっている。デ
ュアルポートメモリ２１６の記憶データは、図１１に示
す通りであり、ＳＴは後に詳述する確率推定テーブル２
２４ａの読み出しアドレスとなる状態番号を示す。

【００５９】リード／ライト制御部２１８は、検出器２
１４の判定結果（ＥＱ１２等）に基づき、デュアルポー
トメモリ２１６の読み出し及び書込みの制御を行う。デ
ュアルポートメモリ２１６からのデータの読み出しに際
し、読み出しアドレスＲＡＤ（＝ＣＸ１）が、コンテク
ストバッファ２１２に保持されている他のコンテクスト
データＣＸ２，ＣＸ３，ＣＸ４の何れとも等しくない
時、すなわち、ＥＱ１２＝ＥＱ１３＝ＥＱ１４＝０の場
合には、読み出し動作を行うためにデュアルポートメモ
リ２１６の読み出し信号Ｒをアクティブにする。一方、
読み出しアドレスＲＡＤ（＝ＣＸ１）が、他のコンテク
ストデータＣＸ２，ＣＸ３，ＣＸ４の何れか１つとでも
等しい場合には、デュアルポートメモリ２１６の読み出
し信号Ｒを非アクティブにする。また、デュアルポート
メモリ２１６へのデータの書込みに際し、書込みアドレ
スＷＡＤ（＝ＣＸ４）が、コンテクストバッファ２１２
に保持されている他のコンテクストデータＣＸ１，ＣＸ
２，ＣＸ３の何れとも等しくない時、すなわち、ＥＱ１
４＝ＥＱ２４＝ＥＱ３４＝０の場合には、書込み動作を
行うためにデュアルポートメモリ２１６の書込み信号Ｗ
をアクティブにする。一方、書込みアドレスＷＡＤ（＝
ＣＸ４）が、他のコンテクストデータＣＸ１，ＣＸ２，
ＣＸ３の何れか１つとでも等しい場合には、デュアルポ
ートメモリ２１６の書込み信号Ｗを非アクティブにす
る。

【００６０】予測変換処理部２２２は、符号化対象シン
ボルがそのコンテクスト内の出現確率が高いと予想され
るシンボル（優勢シンボル：ＭＰＳ）と一致するか否か
を示すデータ（予測誤差：一致すれば０、不一致ならば
１）を出力する。

【００６１】確率推定テーブル２２４ａは、コンテクス
トＣＸの状態を示す状態番号（ＳＴ）に対応して予め定
められたＬＰＳ（劣勢シンボル）の確率領域の大きさ
（ＬＳＺ）と、状態遷移情報（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ，Sw
itch）とを記憶している。ここで、ＬＰＳはコンテクス
ト内の出現確率が低いと予想されるシンボル（劣勢シン
ボル）を示し、ＮＭＰＳは符号化対象シンボルがＭＰＳ
（優勢シンボル）であった場合に次に適用される状態番
号を示し、ＮＬＰＳは符号化対象シンボルがＬＰＳ（劣
勢シンボル）であった場合に次に適用される状態番号を
示し、Switch はＭＰＳ（優勢シンボル）とＬＰＳ（劣
勢シンボル）の交換指令を示すものとする。確率推定テ
ーブル２２４ｂ，２２４ｃは、算術符号化部２２０から
の出力である状態遷移情報（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ）をア
ドレスとするものであり、確率推定テーブル２２４ａと
同じ内容を記憶している。

【００６２】算術符号化部２２０は、符号化対象シンボ
ルの符号出力と、各コンテクストに対する状態番号ＳＴ
とＭＰＳ値の更新演算とを行うものであり、図４にその
詳細を示す。本実施例の算術符号化部２２０は、５つの
レジスタ２２８，２３０，２３２，２３４，２３６と、
４つの選択器（マルチプレクサ）２３８，２４０，２４
２，２４４と、符号出力及び状態番号更新演算部２４６
と、書き込みデータ選択回路２４８と、排他的論理和回
路２５０とを備えている。

【００６３】このような算術符号化部２２０において、
レジスタ２２８の入力端子にはデュアルポートメモリ２
１６の読み出しポートＲＤＴが接続され、当該レジスタ
２２８の出力端子には選択器２３８の入力端子が接続さ
れている。選択器２３８の他の入力端子には、レジスタ
２３２の出力端子と、レジスタ２３０の出力端子と、レ
ジスタ２３４の出力端子とがそれぞれ接続されている。
また、選択器２３８の出力端子には、確率推定テーブル
２２４ａのアドレス端子と、選択器２４２の入力端子と
が接続されている。選択器２４２のもう一方の入力端子
には、選択器２４０の出力端子が接続され、当該選択器
２４２の出力端子にはレジスタ２３４の入力端子がそれ
ぞれ接続されている。レジスタ２３４の出力端子には、
選択器２３８の入力端子の他に、選択器２４０の入力端
子と、予測変換処理部２２２と、排他的論理和回路２５
０の一方の入力端子とが接続されている。

【００６４】ここで、選択器２４０の１つの入力端子に
は、レジスタ２３４の出力信号（ＭＰＳ，ＳＴ）の両方
がそのまま入力されるが、他の１つの入力端子には、レ
ジスタ２３４の出力（ＭＰＳ，ＳＴ）の内のＭＰＳと、
レジスタ２３６の出力信号（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ，ＬＳ
Ｚ，Switch）の内のＮＭＰＳとの合成信号（ＭＰＳ，Ｎ
ＭＰＳ）が供給される。また、選択器２４０の残りの１
つの入力端子には、排他的論理和回路２５０の出力信号
（ＭＰＳ’）と、レジスタ２３６の出力信号（ＮＭＰ
Ｓ，ＮＬＰＳ，ＬＳＺ，Switch）の内のＮＬＰＳとの合
成信号（ＭＰＳ’，ＮＬＰＳ）が供給される。また、選
択器２４０の制御端子には、書き込みデータ選択回路２
４８の出力が接続されている。

【００６５】選択器２４４の３つの入力端子には、確率
推定テーブル２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃの出力がそ
れぞれ接続され、当該選択器２４４の出力端子にはレジ
スタ２３６の入力が接続されている。

【００６６】レジスタ２３６の出力端子には、確率推定
テーブル２２４ｂ，２２４ｃと、上述した選択器２４０
と、符号出力及び状態番号更新演算部２４６と、排他的
論理和回路２５０とが接続されている。ここで、確率推
定テーブル２２４ｂには、レジスタ２３６の出力信号
（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ，ＬＳＺ，Switch）の内のＮＬＰ
Ｓが、確率推定テーブル２２４ｃにはＮＭＰＳが、排他
的論理和回路２５０にはSwitch が、符号出力及び状態
番号更新演算部２４６にはＬＳＺが供給される。

【００６７】次に、本実施例の算術符号化部２２０の各
構成要素の作用（機能）について更に詳細に説明する。
レジスタ２２８はデュアルポートメモリ２１６から読み
出されたデータを保持し、レジスタ２３０はデュアルポ
ートメモリ２１６に書き込まれるデータ、すなわち、コ
ンテクストバッファ２１２に保持されたコンテクストＣ
Ｘ４に対応した更新後の状態番号ＳＴ（ＣＸ４）とＭＰ
Ｓ（ＣＸ４）値を保持する。また、コンテクストバッフ
ァ２１２に保持されているコンテクストＣＸ３の状態番
号ＳＴ（ＣＸ３）とＭＰＳ（ＣＸ３）値は、レジスタ２
３４に保持される。レジスタ２３６は、レジスタ２３４
が保持する状態番号ＳＴに対応した確率推定テーブル２
２４ａ，２２４ｂ又は２２４ｃの内容（ＬＰＳの確率領
域の大きさＬＳＺ及び状態遷移情報ＮＭＰＳ，ＮＬＰ
Ｓ，Switch）を保持する。レジスタ２３６から出力され
るＮＬＰＳ値は、確率推定テーブル２２４ｂのアドレス
として入力され、ＮＭＰＳ値は確率推定テーブル２２４
ｃのアドレスとして入力される。なお、図３、図４中に
示したレジスタは全て同一のシステムクロックで動作す
る。

【００６８】選択器２３８は、検出器２１４の出力に基
づき、レジスタ２２８，２３０，２３２，２３４の出力
を当該選択器２３８の出力として選択する。例えば、検
出器２１４の出力に基づいて生成されるデュアルポート
メモリ２１６の読み出し信号Ｒがアクティブになった次
のシステムクロックサイクルでは、レジスタ２２８の出
力、すなわちデュアルポートメモリ２１６から読み出さ
れたデータを選択する。他方、ＥＱ２３＝１の時、すな
わち、コンテクストデータＣＸ２とＣＸ３が同じ場合に
は、レジスタ２３４の出力を選択する。また、ＥＱ２３
＝０且つＥＱ２４＝１の時、すなわち、コンテクストデ
ータＣＸ２とＣＸ３が異なり、ＣＸ２とＣＸ４が等しい
場合には、レジスタ２３０の出力を選択する。また、Ｅ
Ｑ２３＝０且つＥＱ２４＝０且つｄｌ＿ＥＱ１４＝１の
時、すなわち、コンテクストデータＣＸ２とＣＸ３が異
なり、ＣＸ２とＣＸ４も異なり、ＥＱ１４を記憶するレ
ジスタの出力が１の場合には、レジスタ２３２の出力を
選択する。そして、選択器２３８の出力の状態番号部Ｓ
Ｔ０は、確率推定テーブル２２４ａのアドレス入力とな
る。

【００６９】符号出力及び状態番号更新演算部２４６で
は、レジスタ２３６からのＬＰＳの確率領域幅ＬＳＺと
予測変換処理部２２２からの予測誤差値から、算術符号
化演算を行い符号出力を行うとともに、状態番号の更新
演算を行う。排他的論理和回路２５０は、レジスタ２３
６から出力される Switch 情報が１の時、レジスタ２３
４から出力されるＭＰＳ値を反転する。また、選択器２
４０では、レジスタ２３４から出力されるＭＰＳ値とＳ
Ｔ値の信号（ＭＰＳ，ＳＴ）と、レジスタ２３４から出
力される信号（ＭＰＳ，ＳＴ）の内のＭＰＳ値とレジス
タ２３６から出力されるＮＭＰＳ値を合わせた信号（Ｍ
ＰＳ，ＮＭＰＳ）と、排他的論理和回路２５０から出力
されるＭＰＳ’値とレジスタ２３６から出力されるＮＬ
ＰＳ値を合わせた信号（ＭＰＳ’，ＮＬＰＳ）とから当
該選択器２４０の出力信号を選択する。そして、選択器
２４０において選択されたデータはレジスタ２３０に保
持される。

【００７０】書き込みデータ選択回路２４８では、予測
変換処理部２２２からの予測誤差値と符号出力および状
態番号更新演算部２４６の演算結果に基づき、選択器２
４０の選択信号（ｓｅｌ＿ｗｄｔ）を生成する。例え
ば、予測誤差が０でＡ−ＬＳＺ＜０ｘ８０００ならば
（ＭＰＳ，ＮＭＰＳ）を、予測誤差が０でＡ−ＬＳＺ＞
=０ｘ８０００ならば（ＭＰＳ、ＳＴ）を、予測誤差１
ならば（ＭＰＳ’，ＮＬＰＳ）をそれぞれ選択する。な
お、具体的な算術処理は、従来技術の項で示した方式と
同じ方式のものを適用でき、当該演算処理の詳細な説明
はここでは省略する。

【００７１】選択器２４２においては、選択器２３８の
出力（ＭＰＳ０，ＳＴ０）と、選択器２４０の出力との
一方を選択し、該選択された出力はレジスタ２３４に保
持される。ここで、選択器２４２の選択動作を制御する
選択信号は、検出器２１４の出力信号ＥＱ２３に基づい
て生成される。例えば、ＥＱ２３＝０の時、すなわち、
コンテクストバッファ２１２に保持されているコンテク
ストデータＣＸ２とＣＸ３が等しくない場合、コンテク
ストデータＣＸ２に対応する更新済みの最新の状態番号
はレジスタ２２８，２３０，２３２のいずれかに保持さ
れ、実際のレジスタの選択は選択器２３８で行われてい
るため、選択器２４２は選択器２３８の出力を選択す
る。一方、ＥＱ２３＝１の時、すなわち、コンテクスト
データＣＸ２とＣＸ３が等しい場合、コンテクストデー
タＣＸ２と同一値のコンテクストデータＣＸ３に対する
状態番号ＳＴはレジスタ２３４に保持されており、該状
態番号ＳＴに対応する状態遷移先番号とＭＰＳ値（コン
テクストデータＣＸ２に対する状態番号、ＭＰＳ値）が
ＳＴ，ＮＬＰＳ，ＮＭＰＳの何れになるか選択器２４０
にて選択中である。そこで、選択器２４０の出力を選択
し、コンテクストデータＣＸ３に対する状態番号の更新
と同時に、その更新値をコンテクストデータＣＸ２に対
する状態番号としてレジスタ２３４に保持する。

【００７２】選択器２４４においては、確率推定テーブ
ル２２４ａの出力と、確率推定テーブル２２４ｂの出力
と、確率推定テーブル２２４ｃの出力との中から１つが
選択され、選択されたデータはレジスタ２３６に保持さ
れる。選択器２４４の選択動作を制御する選択信号は、
検出器２１４の出力ＥＱ２３と書込みデータ選択回路２
４８の出力（ｓｅｌ＿ｗｄｔ）に基づいて生成される。
例えば、ＥＱ２３＝０の時、すなわち、コンテクストバ
ッファ２１２に保持されているコンテクストデータＣＸ
２とＣＸ３が等しくない場合には、コンテクストデータ
ＣＸ２に対応する更新済みの最新の状態番号はレジスタ
２２８，２３０，２３２の何れかに保持されており、実
際のレジスタの選択は選択器２３８で行われ、選択器２
３８の出力は確率推定テーブル２２４ａのアドレス入力
となっているため、選択器２４４は確率推定テーブル２
２４ａの出力を選択する。

【００７３】一方、ＥＱ２３＝１の時、すなわち、コン
テクストバッファ２１２に保持されているコンテクスト
データＣＸ２とＣＸ３が等しい場合には、コンテクスト
データＣＸ２と同一値のコンテクストデータＣＸ３に対
する状態番号ＳＴは、レジスタ２３４に保持されてお
り、該状態番号ＳＴに対応する状態遷移先番号（コンテ
クストＣＸ２に対する状態番号）がＳＴ，ＮＬＰＳ，Ｎ
ＭＰＳの何れになるか選択器２４０にて選択中である。
そこで、コンテクストデータＣＸ３の状態遷移先番号の
選択処理に並行して、コンテクストデータＣＸ２の状態
番号に対応したＬＰＳの確率領域の大きさＬＳＺ及び状
態遷移情報を求める。

【００７４】すなわち、コンテクストデータＣＸ２の状
態番号はＳＴ、ＮＬＰＳ、ＮＭＰＳの何れかになるの
で、レジスタ２３４から出力されるＳＴが確率推定テー
ブル２２４ａのアドレス入力となるように選択器２３８
にてレジスタ２３４の出力を選択する。そして、レジス
タ２３６から出力されるＮＬＰＳとＮＭＰＳをそれぞれ
確率推定テーブル２２４ｂと確率推定テーブル２２４ｃ
のアドレス入力とし、確率推定テーブル２２４ａ、確率
推定テーブル２２４ｂ、確率推定テーブル２２４ｃから
の読み出しデータをｓｅｌ＿ｗｄｔ信号に基づいて選択
器２４４にて選択する。最終的に、選択器２４０におい
て（ＭＰＳ，ＳＴ）が選択されると、選択器２４４では
確率推定テーブル２２４ａの出力を選択し、選択器２４
０において（ＭＰＳ’，ＮＬＰＳ）が選択されると、選
択器２４４では確率推定テーブル２２４ｂの出力を選択
し、選択器２４０において（ＭＰＳ，ＮＭＰＳ）が選択
されると、選択器２４４では確率推定テーブル２２４ｃ
の出力を選択する。

【００７５】次に、上記実施例の動作例を、図５に示す
タイミングチャートに沿って説明する。図５において、
ＣＸ１〜ＣＸ４はコンテクストバッファ２１２に保持さ
れているコンテクストデータであり、ＣＸ１はデュアル
ポートメモリ２１６の読み出しアドレス、ＣＸ４はデュ
アルポートメモリ２１６の書込みアドレスとして入力さ
れる。また、読み出し信号Ｒと書込み信号Ｗは、共にＨ
ＩＧＨの状態がアクティブを示す信号である。

【００７６】最初に、コンテクスト＃４に対する処理を
考える。Cycle 1 では、コンテクスト＃４はデュアルポ
ートメモリ２１６の読み出しアドレス（ＣＸ１）になっ
ており、コンテクストバッファ２１２に先に入力された
コンテクスト＃３〜＃１の何れとも異なる（＃４≠＃
３，＃４≠＃２，＃４≠＃１）。すなわち、検出器２１
４の出力において、ＥＱ１２＝ＥＱ１３＝ＥＱ１４＝０
となり、リード／ライト制御部２１８の読み出し信号Ｒ
がアクティブになる。その結果、デュアルポートメモリ
２１６から対応するデータ、すなわち、コンテクスト＃
４の状態番号ＳＴ，ＭＰＳ値が読み出され、Cycle 2 で
レジスタ２２８に保持される。Cycle 2 においては、Ｅ
Ｑ２３＝ＥＱ２４＝ｄｌ＿ＥＱ１４＝０（＃４≠＃３、
＃４≠＃２、＃４≠＃１）なので、選択器２３８はレジ
スタ２２８の出力を選択し、コンテクスト＃４を確率推
定テーブル２２４ａのアドレス入力とする。選択器２４
２も、ＥＱ２３＝０（＃４≠＃３）であるため、選択器
２３８の出力、すなわち、レジスタ２２８の出力を選択
する。選択器２４４もＥＱ２３＝０（＃４≠＃３）であ
るため、確率推定テーブル２２４ａの出力を選択する。

【００７７】次に、Cycle 3 において、選択器２４２の
出力はコンテクスト＃４の状態番号としてレジスタ２３
４に保持される。選択器２４４の出力は、コンテクスト
＃４の状態遷移情報およびＬＰＳの確率領域幅ＬＳＺと
してレジスタ２３６に保持される。そして、符号出力及
び状態番号更新演算部２４６は、これらレジスタ２３
４，２３６が保持するデータに基づき、所定の演算処理
を行うとともに、選択器２４０に対してコンテクスト＃
４の状態番号ＳＴの更新選択を指示する。

【００７８】Cycle 4 では、選択器２４０の出力がコン
テクスト＃４の新しい状態番号／ＭＰＳ値としてレジス
タ２３０に保持される。この時、デュアルポートメモリ
２１６の書込みアドレス（ＣＸ４）としてコンテクスト
＃４が入力されるが、ＥＱ３４＝１、すなわち、コンテ
クスト＃４と同一値のコンテクスト＃５が次の Cycle5
で書込みアドレスとして入力されるため、Cylce 4 では
デュアルポートメモリ２１６へのデータ書込みは行わな
い。

【００７９】次に、コンテクスト＃５に対する処理を考
える。コンテクスト＃５は、Cycle2 でデュアルポート
メモリ２１６の読み出しアドレス（ＣＸ１）になってい
るが、コンテクストバッファ２１２に先に入力されてい
るコンテクスト＃４と同一値である（＃５＝＃４）。す
なわち、検出器２１４の出力において、ＥＱ１２＝１と
なるため、リード／ライト制御部２１８の読み出し信号
Ｒが非アクティブになり、データの読み出しは行われな
い。

【００８０】Cycle 3 では、ＥＱ２３＝１となっている
ため、選択器２３８はコンテクスト＃４の状態番号を保
持しているレジスタ２３４の出力を選択し、選択器２４
２はコンテクスト＃５の状態番号となるコンテクスト＃
４の状態遷移先を選択している選択器２４０の出力を選
択する。選択器２４４は、確率推定テーブル２２４ａの
出力か、確率推定テーブル２２４ｂの出力か、確率推定
テーブル２２４ｃの出力を選択する。何れの出力を選択
するかは、前述したようにコンテクスト＃４の状態遷移
先の決定にリンクする。Cycle 3 では、コンテクスト＃
４の状態遷移先が決定されるため、同時にコンテクスト
＃４と同一値のコンテクスト＃５に対する状態番号と状
態遷移情報、およびＬＰＳの確率領域幅ＬＳＺも決定す
る。

【００８１】Cycle 4 では、Cycle 3 で決定されたコン
テクスト＃５に対する状態番号（選択器２４２の出力）
はレジスタ２３４に、状態遷移情報、およびＬＰＳの確
率領域幅ＬＳＺ（選択器２４４の出力）はレジスタ２３
６に保持される。これらのレジスタ２３４，２３６が保
持するデータに基づき、符号出力及び状態番号更新演算
部２４６は演算処理を行い、選択器２４０にコンテクス
ト＃５の状態番号の更新選択を指示する。

【００８２】Cycle 5 では、選択器２４０の出力がコン
テクスト＃５の新しい状態番号／ＭＰＳ値としてレジス
タ２３０に保持される。このとき、デュアルポートメモ
リ２１６の書込みアドレス（ＣＸ４）としてコンテクス
ト＃５が入力されているが、ＥＱ２４＝１、つまりコン
テクスト＃５と同一値のコンテクスト＃７が２サイクル
後の Cycle 7 で書込みアドレス（ＣＸ４）として入力
されるため、Cycle 5ではデュアルポートメモリ２１６
へのデータ書込みは行わない。

【００８３】次に、コンテクスト＃６に対する処理を考
える。Cycle 3 では、コンテクスト＃６はデュアルポー
トメモリ２１６の読み出しアドレス（ＣＸ１）になって
いるが、コンテクストバッファ２１２に先に入力されて
いるコンテクスト＃３と同一値である（＃６＝＃３、＃
６≠＃５、＃６≠＃４）。すなわち、検出器２１４の出
力において、ＥＱ１４＝１となるため、リード／ライト
制御部２１８の読み出し信号Ｒが非アクティブになり、
デュアルポートメモリ２１６からのデータの読み出しは
行われない。

【００８４】Cycle 4 では、ｄｌ＿ＥＱ１４＝１、ＥＱ
２４＝０となっているため、コンテクスト＃６の状態番
号であるコンテクスト＃３の更新の状態番号（なぜな
ら、＃６＝＃３）を保持しているレジスタ２３２の出力
が選択器２３８によって選択され、確率推定テーブル２
２４ａのアドレス入力となる。ＥＱ２３＝０（＃６≠＃
５）であるため、選択器２４２は選択器２３８の出力、
すなわちレジスタ２３２の出力を選択する。また、ＥＱ
２３＝０（＃６≠＃５）であるため、選択器２４４は確
率推定テーブル２２４ａの出力を選択する。

【００８５】Cycle 5 において、選択器２４２の出力は
コンテクスト＃６の状態番号としてレジスタ２３４に保
持される。選択器２４４の出力は、コンテクスト＃６の
状態遷移情報およびＬＰＳの確率領域幅ＬＳＺとしてレ
ジスタ２３６に保持される。これらのレジスタ２３４，
２３６が保持するデータに基づき、符号出力及び状態番
号更新演算部２４６は演算処理を行い、選択器２４０に
コンテクスト＃６の状態番号の更新選択を指示する。

【００８６】Cycle 6 では、選択器２４０の出力がコン
テクスト＃６の新しい状態番号／ＭＰＳ値としてレジス
タ２３０に保持される。このとき、デュアルポートメモ
リ２１６の書込みアドレス（ＣＸ４）としてコンテクス
ト＃６が入力されるが、ＥＱ２４＝１、すなわち、コン
テクスト＃６と同一値のコンテクスト＃８が２サイクル
後の Cycle 8 で書込みアドレス（ＣＸ４）として入力
されるため、Cycle 6ではデュアルポートメモリ２１６
へのデータ書込みは行われない。

【００８７】次に、コンテクスト＃７に対する処理を考
える。Cycle 4 では、コンテクスト＃７はデュアルポー
トメモリ２１６の読み出しアドレス（ＣＸ１）になって
いるが、コンテクストバッファ２１２に先に入力されて
いるコンテクスト＃５と同一値である（＃７＝＃５，＃
７≠＃６，＃７≠＃４）。すなわち、検出器２１４の出
力において，ＥＱ１３＝１となるため、リード／ライト
制御部２１８の読み出し信号Ｒが非アクティブになり、
デュアルポートメモリ２１６からのデータの読み出しは
行われない。

【００８８】Cycle 5 では、ＥＱ２４＝１、ＥＱ２３＝
０となっているため、コンテクスト＃７の状態番号であ
るコンテクスト＃５の更新後の状態番号（なぜなら、＃
７＝＃５）を保持しているレジスタ２３０の出力が選択
器２３８によって選択され、確率推定テーブル２２４ａ
のアドレス入力となる。ＥＱ２３＝０（＃７≠＃６）で
あるため、選択器２４２は選択器２３８の出力、すなわ
ちレジスタ２３０の出力を選択する。ＥＱ２３＝０（＃
７≠＃６）であるため、選択器２４４は確率推定テーブ
ル２２４ａの出力を選択する。

【００８９】Cycle 6 においては、選択器２４２の出力
がコンテクスト＃７の状態番号としてレジスタ２３４に
保持される。選択器２３６の出力は、コンテクスト＃７
の状態遷移情報およびＬＰＳの確率領域幅ＬＳＺとして
レジスタ２３６に保持される。これらのレジスタ２３
４，２３６が保持するデータに基づき、符号出力及び状
態番号更新演算部２４６は演算処理を行い、選択器２４
０にコンテクスト＃７の状態番号の更新選択を指示す
る。

【００９０】Cycle 7 では、選択器２４０の出力がコン
テクスト＃７の新しい状態番号／ＭＰＳ値としてレジス
タ２３０に保持される。このとき、デュアルポートメモ
リ２１６の書込みアドレス（ＣＸ４）としてコンテクス
ト＃７が入力されるが、ＥＱ２４＝１、すなわち、コン
テクスト＃７と同一値のコンテクスト＃９が２サイクル
後の Cycle 8 で書込みアドレス（ＣＸ４）として入力
されるため、Cycle 6ではデュアルポートメモリ２１６
へのデータの書込みは行われない。

【００９１】デュアルポートメモリ２１６へのデータの
書込みは Cycle 1 で見られるように、書込みアドレス
となっているコンテクストＣＸ４が、コンテクストバッ
ファ２１２に記憶されている他のコンテクストのいずれ
とも異なる時（ＥＱ１４＝ＥＱ２４＝ＥＱ３４＝０）に
行われる。

【００９２】以上に述べたような動作を繰り返しながら
符号化対象シンボルに対応するコンテクストの状態番号
ＳＴとＭＰＳ値を更新しながら符号出力を行う。図５に
示したタイミングチャートを簡略化すると図６のように
なる。図６より分かるように、本実施例においては、別
々の符号化対象シンボルのコンテクストに対して、デュ
アルポートメモリ２１６（状態番号／優勢シンボル記憶
部）の読み出しと、確率推定テーブルの検索、状態番号
／ＭＰＳ値の更新演算と、デュアルポートメモリ２１６
（状態番号／優勢シンボル記憶部）への書込みの処理と
を並行して同時に行うことができる。

【００９３】図７は、本発明の第２実施例にかかる復号
化装置の構成を示す。この復号化装置は、図２に示した
符号化装置に対応するものであり、当該符号化装置によ
って符号化された符号データを元の画像データに復号す
る装置である。本実施例の復号化装置は、シンボル系列
記憶部３０８と、画像参照シンボル選択部３１０と、コ
ンテクストバッファ３１２と、検出器３１４と、デュア
ルポートメモリ（状態番号／優勢シンボル記憶部）３１
６と、リード／ライト制御部３１８と、算術復号化部３
２０と、逆予測変換処理部３２２と、３つの確率推定テ
ーブル３２４ａ，３２４ｂ，３２４ｃとを備えている。
この復号化装置は、図２の符号化装置と殆ど同じ構成で
あり、重複した説明を避けるため、上記実施例の符号化
装置と同一の構成要素についての詳細な説明は省略す
る。

【００９４】確率推定テーブル３２４ａ，３２４ｂ，３
２４ｃは、コンテクストの各状態においてＬＰＳに対し
てどの程度の確率領域を割り当てるのが最適か、正規化
が発生した場合の状態遷移先としてはどの状態番号が適
当かを統計的に求めて作成されたテーブルであり、符号
化装置の確率推定テーブル２２４ａ，２２４ｂ，２２４
ｃと同一である。また、デュアルポートメモリ３１６
は、符号化装置におけるデュアルポートメモリ２１６と
同様なフォーマットおよびデータを持つ記憶装置であ
る。

【００９５】算術復号化部３２０には、入力符号データ
と、デュアルポートメモリ３１６から読み出された状態
番号／ＭＰＳ値と、確率推定テーブル（３２４ａ，３２
４ｂ又は３２４ｃ）から読み出されたＬＰＳの出現確率
領域幅ＬＳＺ／状態遷移情報が供給される。そして、こ
れらの情報に基づき、復号化対象シンボルがそのコンテ
クストにおいてＭＰＳであったかＬＰＳであったかの情
報と、該コンテクストのＭＰＳ値を逆予測変換処理部３
２２に出力すると共に、該コンテクストの状態番号／Ｍ
ＰＳ値の更新を行う。

【００９６】逆予測変換処理部３２２は、算術復号化部
３２０からの出力信号に基づき、復号化シンボルを出力
する。逆予測変換処理部３２２から出力された復号化シ
ンボルは、シンボル系列記憶部３０８に記憶される。

【００９７】図８は、算術復号化部３２０の構成を示
す。本実施例の算術復号化部３２０は、５つのレジスタ
３２８，３３０，３３２，３３４，３３６と、４つの選
択器（マルチプレクサ）３３８，３４０，３４２，３４
４と、符号入力及び状態番号更新演算部３４６と、書き
込みデータ選択回路３４８と、排他的論理和回路３５０
とを備えている。この算術復号化部３２０は、図４の算
術符号化部２２０と殆ど同じ構成であり、重複した説明
を避けるため、上記実施例の算術符号化部２２０と同一
の構成要素についての説明は省略する。図４に示した算
術符号化部２２０と異なるのは、符号入力及び状態番号
更新演算部３４６と書込みデータ選択回路３４８であ
る。

【００９８】書込みデータ選択回路３４８は、符号入力
及び状態番号更新演算部３４６による演算結果に基づい
て、選択器３４０の選択動作の制御用の選択信号を生成
する。各復号化対象シンボルのコンテクストに対する状
態番号とＭＰＳ値の更新動作は、符号化装置の場合の符
号化対象シンボルに対する状態番号とＭＰＳ値の更新動
作と同様である。なお、以上のように示した復号化装置
の算術処理動作は、従来技術の項で示した方式と同じ方
式のものを適用でき、ここでは、算術復号化の演算処理
の詳細については省略する。

【００９９】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に示された本発明の技術的思想とし
ての要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
すなわち、本発明は算術方式の符号化や復号化装置に限
定されるものではなく、画像データに対して所定の変換
処理を行う種々の装置に適用可能である。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像データの種類に関わらず、画像データの変換処理の
速度の向上を図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】図１は、本発明の画像変換処理装置の基本概念
を示すブロック図である。

【図２】図２は、本発明の第１実施例にかかる適応型算
術符号化装置の構成を示すブロック図である。

【図３】図３は、図２に示す第１実施例の要部（コンテ
クストバッファ）の構成を示す概略ブロック図である。

【図４】図４は、第１実施例の要部（算術符号化部）の
詳細な構成を示すブロック図である。

【図５】図５は、第１実施例における詳細な動作を示す
タイミングチャートである。

【図６】図６は、第１実施例の全体的な概略動作を示す
タイムチャートである。

【図７】図７は、本発明の第２実施例にかかる適応型算
術復号化装置の構成を示すブロック図である。

【図８】図８は、第２実施例の要部（算術復号化部）の
詳細な構成を示すブロック図である。

【図９】図９は、本発明の背景技術を示す概略ブロック
図である。

【図１０】図１０は、従来の適応型算術符号化装置の構
成を示すブロック図である。

【図１１】図１１は、図１０に示す従来の適応型算術符
号化装置の状態番号／優勢シンボル記憶部の記憶データ
の内容を示す説明図である。

【図１２】図１２は、算術符号化装置（復号化装置）に
おける確率領域減算処理の概念を示す説明図である。

【図１３】図１３は、算術符号化装置（復号化装置）に
おける条件付き交換処理及び正規化処理の概念を示す説
明図である。

【図１４】図１４は、算術符号化装置（復号化装置）に
おいて、ＭＰＳ（優勢シンボル）が連続して発生した場
合におけるＬＰＳ（劣勢シンボル）の領域幅ＬＳＺが比
較的大きい場合の減算処理及び正規化処理の概念を示す
説明図である。

【図１５】図１５は、算術符号化装置（復号化装置）に
おいて、ＭＰＳ（優勢シンボル）が連続して発生した場
合におけるＬＰＳ（劣勢シンボル）の領域幅ＬＳＺが比
較的小さい場合の減算処理及び正規化処理の概念を示す
説明図である。

【図１６】図１６は、算術符号化装置（復号化装置）に
おいて、ＬＰＳ（劣勢シンボル）が連続して発生した場
合におけるＬＰＳ（劣勢シンボル）の領域幅ＬＳＺが比
較的大きい場合の減算処理及び正規化処理の概念を示す
説明図である。

【図１７】図１７は、算術符号化装置（復号化装置）に
おいて、ＬＰＳ（劣勢シンボル）が連続して発生した場
合におけるＬＰＳ（劣勢シンボル）の領域幅ＬＳＺが比
較的小さい場合の減算処理及び正規化処理の概念を示す
説明図である。

【図１８】図１８は、従来の適応型算術復号化装置の構
成を示すブロック図である。

【図１９】図１９は、図９及び図１８に示す従来の適応
型算術符号化装置（復号化装置）の動作を示すタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

２００・・・記憶部 ２０２・・・変換処理ユニット ２０４・・・制御部 ２１０，３１０・・・画像参照シンボル選択部 ２１２，３１２・・・コンテクストバッファ ２１４，３１４・・・検出器 ２１６，３１６・・・デュアルポートメモリ ２１８，３１８・・・リード／ライト制御部 ２２０・・・算術符号化部 ２２２・・・予測変換処理部 ２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ，３２４ａ，３２４ｂ，
３２４ｃ・・・確率推定テーブル ２２８，２３０，２３２，２３４，２３６，３２８，３
３０，３３２，３３４３，３３６・・・レジスタ ２３８，２４０，２４２，２４４，３３８，３４０，３
４２，３４４・・・選択器 ２４８，３４８・・・書き込みデータ選択回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−311045（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−317226（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−15349（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67978（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419 H03M 7/40

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像データの符号化処理に用いられる所定
   の符号化情報を記憶し、当該符号化情報の読み出し及び
   書き込みを同時に実行可能な記憶手段と； 前記記憶手段から読み出された符号化情報を用いて入力
   画像データを符号化するとともに、当該符号化情報を必
   要に応じて更新する手段と； 前記記憶手段からの前記符号化情報の読み出し、及び更
   新された前記符号化情報の前記記憶手段への書き込みを
   制御する制御手段と； 前記入力画像データを複数保持する入力データ保持手段
   と； 前記入力データ保持手段に保持された複数の入力画像デ
   ータを比較する比較手段とを備え、 前記制御手段は、前記比較手段による比較の結果、最新
   の入力画像データが既に入力されている他の画像データ
   と同じ場合には、前記記憶手段から当該最新の入力画像
   データの符号化情報の読み出しを行わず、既に読み出さ
   れ、必要に応じて更新された符号化情報を用いて算術符
   号化を行うことを特徴とする符号化装置。
2. 【請求項２】前記記憶手段は、少なくとも２系統からア
   クセス可能なマルチポートメモリであることを特徴とす
   る請求項１に記載の符号化装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の符号化装置によって符号
   化された符号データを元の画像データに復号化する復号
   化装置において、 復号化処理に用いられる所定の復号化情報を記憶し、当
   該復号化情報の読み出し及び書き込みを同時に実行可能
   な記憶手段と； 前記記憶手段から読み出された復号化情報を用いて前記
   符号データを復号化するとともに、当該復号化情報を必
   要に応じて更新する手段と； 前記記憶手段からの前記復号化情報の読み出し、及び更
   新された前記復号化情報の前記記憶手段への書き込みを
   制御する制御手段と； 前記復号化された画像データを複数保持するデータ保持
   手段と； 前記データ保持手段に保持された複数の画像データを比
   較する比較手段とを備え、 前記制御手段は、前記比較手段による比較の結果、最新
   の画像データが既に入力されている他の画像データと同
   じ場合には、前記記憶手段から当該最新の画像データの
   復号化情報の読み出しを行わず、既に読み出され、必要
   に応じて更新された復号化情報を用いて算術復号化を行
   うことを特徴とする復号化装置。
4. 【請求項４】前記記憶手段は、少なくとも２系統からア
   クセス可能なマルチポートメモリであることを特徴とす
   る請求項３に記載の復号化装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の符号化装置と請求項３に
   記載の復号化装置を備えたことを特徴とする符号化・復
   号化装置。
6. 【請求項６】情報源のシンボル系列の予め定められた位
   置の複数の参照シンボルを用い、符号化対象シンボルに
   対するコンテクストを生成する手段と； 読み出し及び書き込みを同時に行い得る構成を有し、前
   記コンテクスト毎に、所定の算術パラメータに関する状
   態データ及び前記符号化対象シンボルの予測値とを記憶
   する記憶手段と； 順次入力される複数の符号化対象シンボルに対応する複
   数のコンテクストを一時的に保持する保持手段と； 前記保持手段に保持されている複数のコンテクストを比
   較する第１の比較手段と； 前記記憶手段から読み出された前記符号化対象シンボル
   の予測値と実際の符号化対象シンボルの値とを比較する
   第２の比較手段と； 前記記憶手段から読み出された状態データ及び前記第２
   の比較手段による比較の結果に基づき、前記符号化対象
   シンボルの符号化と、当該符号化対象シンボルに対する
   コンテクストの状態データ及び予測値の更新とを行う算
   術符号化手段と； 前記第１の比較手段の比較の結果に基づいて、前記記憶
   手段に記憶された前記状態データ及び予測値の読み出し
   と、前記算術符号化手段によって更新された前記状態デ
   ータ及び予測値の書き込みとの制御を行うメモリアクセ
   ス制御手段とを備え、 前記メモリアクセス制御手段は、前記第１の比較手段の
   比較の結果、最新の入力画像データが既に入力されてい
   る他の画像データと同じ場合には、前記記憶手段から当
   該最新の入力画像データに対する前記状態データ及び予
   測値の読み出しを行わず、既に読み出され、必要に応じ
   て更新された状態データ及び予測値を用いて符号化処理
   を行うことを特徴とする符号化装置。
7. 【請求項７】前記記憶手段に記憶されている各コンテク
   スト毎の状態データに対応した確率領域幅と、当該状態
   データの更新後の値を示す状態遷移先情報とを記憶する
   第１の情報テーブルを更に備え、 前記算術符号化手段は、前記第１の情報テーブルから読
   み出された確率領域幅及び状態遷移先情報と、前記第２
   の比較手段による比較の結果とに基づいて、前記符号化
   対象シンボルの符号化と、当該符号化対象シンボルに対
   するコンテクストの状態データ及び予測値の更新とを行
   うことを特徴とする請求項６に記載の符号化装置。
8. 【請求項８】前記記憶手段から読み出された状態データ
   及び予測値を保持する第１のレジスタと； 前記算術符号化手段によって更新された状態データ及び
   予測値を保持する第２のレジスタと； 前記第２のレジスタの出力を保持する第３のレジスタ
   と； 前記第１の比較手段の比較結果に基づいて、前記第１，
   第２又は第３のレジスタの出力を選択する第１の選択器
   とを備え、 前記第１の選択器の出力を前記第１の情報テーブルのア
   ドレスとすることを特徴とすることを特徴とする請求項
   ７に記載の符号化装置。
9. 【請求項９】ｎ番目に入力されたコンテクストに対応す
   る状態データを前記第１の情報テーブルのアドレスとし
   た場合に、ｎ−１番目に入力されたコンテクストの状態
   データを保持する第４のレジスタと； 前記ｎ−１番目のコンテクストの確率領域幅と遷移情報
   を保持する第５のレジスタと； 前記第１の情報テーブルと同一の構成を有し、前記第５
   のレジスタが保持している遷移情報をアドレスとする第
   ２の情報テーブルとを更に備え、 前記算術符号化手段は、前記第１の比較手段による比較
   の結果、前記ｎ番目とｎ−１番目のコンテクストとが同
   一の場合に、前記第２の情報テーブルの情報を用いて前
   記ｎ番目のコンテクストの処理を行うことを特徴とする
   請求項７又は８に記載の符号化装置。
10. 【請求項１０】前記第２の情報テーブルは、互いに等し
    い内容の情報を記憶した複数の情報テーブルから成り、 前記制御手段は、前記第１及び第２の比較手段の比較結
    果に基づいて、前記第２の情報テーブル内の複数の情報
    テーブルと前記第１の情報テーブルとの中で何れのテー
    ブルを前記ｎ番目のコンテクストの処理に利用するかを
    選択制御することを特徴とする請求項９に記載の符号化
    装置。