JP3231663B2

JP3231663B2 - データ圧縮方法

Info

Publication number: JP3231663B2
Application number: JP15206597A
Authority: JP
Inventors: マティアスヨッシ; センクサヒナルプスレイマン
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JPH1065551A; US5703581A; IL121034A0

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データの圧縮およ
び圧縮されたデータの復元に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ圧縮方式では、ディジタル
データのストリーム（流れ）を圧縮された符号ストリー
ムに符号化し、圧縮された符号ストリームを対応するも
とのデータストリームに復号化する。符号ストリームが
「圧縮されている」と呼ばれるのは、一般に符号ストリ
ームはもとのデータストリームに含まれる記号よりも少
ない個数の符号から構成されるためである。これらの少
数の符号は、もとのデータの場合よりも少ない量のメモ
リに格納されることが可能となる。さらに、圧縮された
符号ストリームは、圧縮されていないもとのデータの場
合よりも短い時間で、有線、無線または光ファイバシス
テムの受信器へ伝送されることが可能となる。

【０００３】従来の圧縮技術を２つのクラスに分ける
と、特殊目的の技術と汎用の技術に分けられる。特殊目
的の圧縮技術は、特殊なタイプのデータを圧縮するため
に設計され、実装は安価であることが多い。特殊目的の
圧縮技術の例としては、ランレングス符号化、ゼロ抑制
符号化、ヌル抑制符号化およびパターン置換がある。こ
れらの圧縮方法は一般に共通の特性および冗長性を有す
るデータを圧縮するので、一般的に、圧縮率は比較的小
さい。圧縮率とは、圧縮された符号の長さの、もとのデ
ータの長さに対する比である。しかし、特殊目的の圧縮
方法は、そのような方法が利用する共通の特性を有しな
いさらに一般的な性質のデータを圧縮する際には有効で
はなくなる。

【０００４】汎用の圧縮技術は、１つのタイプのデータ
を特別に圧縮するために設計されたものではなく、圧縮
プロセス中でさまざまなタイプのデータに適応する。こ
の種のデータ圧縮技術には、Huffman法、Lemple-Ziv-78
（ＬＺ−７８）法およびLempel-Ziv-Welch（ＬＺＷ）法
がある。これらは、それぞれ、D. A. Huffman, "A Meth
od for the Construction of Minimum Redundancy Code
s", Proceedings IRE,Vol.40, No.10, pp.1098-1100
（１９５２年９月）、J. Ziv and A. Lempel, "Compres
sion of Individual Sequences Via Variable-Rate Cod
ing", IEEE Trans. on Info. Theory, Vol.IT-24, No.
5, pp.530-536（１９７８年９月）、および、米国特許
第４，５５８，３０２号に記載されている。Huffman符
号化法は、固定長のディジタルデータ系列を可変長の２
進（バイナリ）ワードに写像する。しかし、この圧縮方
法は、この方法が一度に処理する固定系列長よりも長い
ディジタルデータの系列に冗長性が存在するときに非効
率的になる。また、Huffman符号化法は、受信しながら
データストリームの記号を圧縮することができないとい
う点で不利である。この方法は、圧縮されるすべてのデ
ータ記号が処理時に利用可能であることを必要とする。

【０００５】これに対して、ＬＺ−７８圧縮法は、入力
データキャラクタのストリームを解析し、この圧縮法の
実行中に生成される適応的に成長するルックアップテー
ブルあるいは辞書に基づいて、符号化された値に変換す
る。一般にはさらに小さい圧縮率を有するＬＺ−７８法
の変形がＬＺＷ法である。ＬＺ−７８法およびＬＺＷ法
はいずれも、ストリング（文字列）テーブルの生成およ
び使用に基づいており、入力キャラクタのストリングを
固定長符号に写像する。さらに具体的には、これらの方
法は、キャラクタストリームをキャラクタの順に検索し
て、以前にテーブルに格納されているストリングのうち
できるだけ長いストリングに一致する遭遇した記号の系
列に基づいて符号を生成することによって、データキャ
ラクタのストリームを、圧縮された符号のストリームへ
と圧縮する。一致があり符号記号が生成されるごとに、
プロセスは、データストリーム中で一致した系列に、デ
ータストリーム中で遭遇した次のキャラクタ記号を付加
したものからなる新たなストリングエントリを辞書に格
納する。

【０００６】それぞれの新たなテーブルエントリの結果
として、テーブルに保持されるストリングは、あらゆる
ストリングが、同じくテーブルのエントリである語頭(p
refix)ストリングを有するという性質を有する。このよ
うにして、テーブルエントリはデータストリーム中の冗
長性に適応する。その理由は、圧縮された符号信号の生
成のために後でマッチングを行うために使用されるテー
ブル内のストリングは、データストリームに基づいてい
るからである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＬＺ−７８法およびＬ
ＺＷ法は有効なデータ圧縮を実現してはいるが、必要な
記憶領域および伝送時間を削減するためにさらに小さい
圧縮率が求められている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、適応的なルッ
クアップテーブルを使用するとともに、「先読み」に基
づく現在の系列の符号化のためのデータストリーム中の
系列長を決定し、対応する次の系列の符号化可能長を推
定することによって、比較的小さい圧縮率が実現される
という発見に基づく。さらに具体的には、現在の系列を
処理する際に、本発明は、現在の系列に対するルックア
ップテーブル内のストリングに一致する最長系列を用い
たほうがより多くの記号が圧縮されるか、それとも、そ
れより短い一致系列を用いることによりデータストリー
ム内の次の系列に対応する符号が合わせてより多くの記
号を圧縮することになるかを判断する。この圧縮法は、
全体の圧縮比の縮小を達成するために、現在の系列に対
して、テーブルからの最長一致系列より短い系列に対応
する圧縮符号を使用したほうが有利な状況を識別する。

【０００９】さらに、系列が符号化のために処理される
と、新たなストリングがルックアップテーブルに格納す
るためにデータストリームから識別される。その後、そ
のようなエントリは、データストリームからさらに系列
を符号化するために使用される。本発明は、以前にテー
ブルに格納されたストリングに基づいて、符号化系列長
の決定を行う。しかし、そのような決定の後、符号化系
列長の決定がルックアップテーブル内の増加したエント
リに基づいて後続の系列内の記号に対しても繰り返され
るように、現在の系列は圧縮される。

【００１０】この有効な圧縮法は、特定の特性を有する
適応ルックアップテーブルを使用する際に、データ圧縮
の系列長決定のために、および、ルックアップテーブル
の新たなストリングエントリを識別するために、データ
ストリームの別個の解析を実行することができるという
認識に基づく。このような別個の解析により、本発明の
「先読み」動作が可能となる。特に、ルックアップテー
ブルは、テーブル内の各記号ストリングは語頭ストリン
グの記号と拡張記号を含むという特性を有する。語頭記
号ストリングはテーブルに以前に追加されたストリング
に対応する。拡張記号は、データストリーム中で以前に
遭遇した記号または最初に遭遇した記号とすることが可
能である。さらに、テーブル内の各ストリングには、圧
縮符号出力系列においてそのストリングを表すために使
用する圧縮符号が対応する。

【００１１】本発明によって生成される圧縮データスト
リームは、復号のために「先読み」動作を用いる本発明
の対応する伸長法によって伸長される。具体的には、本
発明の伸長法は、圧縮符号ストリーム内の符号を復号
し、その結果得られる拡張伸長記号ストリームに基づい
て適応的にルックアップテーブルを構成する。一般に、
動作時には、この伸長法は、テーブルに以前に追加され
たストリングに対応する圧縮符号に遭遇する。しかし、
場合によっては、伸長したストリングがまだテーブルに
追加されていないような圧縮符号に遭遇する。圧縮法の
性質により、このように遭遇する圧縮符号は、テーブル
に追加されることになる次のエントリに対応する。「先
読み」を行いこの次の符号の伸長記号を決定するため
に、本発明の方法は、本発明の方法の最終反復中にテー
ブルに追加された復号記号ストリングを、復号系列の終
端に少なくとも１回追加して、次のテーブルエントリを
決定する。こうして、本発明の伸長法は、この新たなテ
ーブルエントリに基づいて圧縮符号を復号する。

【００１２】本発明の圧縮法によれば、ＬＺＷ法によっ
て達成されるよりも一般に１０％〜１５％低い圧縮率を
達成する。特に、本発明は、有線、無線もしくは光伝送
ネットワークまたはネットワークの集合（例えばインタ
ーネット）を通じて伝送される情報のデータ圧縮・伸長
や、磁気読み取り可能ディスクを含む磁気媒体やＣＤ−
ＲＯＭを含む光読み取り可能媒体のような記録媒体上に
情報を記録するためのデータの圧縮に適している。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、適応ルックアップテー
ブルを用いたデータ圧縮アルゴリズムが「先読み」を行
い、最長一致系列またはそれより短い一致系列のいずれ
を用いることによりデータ記号ストリーム中の現在の記
号系列を圧縮した場合の圧縮率が全体的に低下するかを
判定することができるという発見に基づく。この判定
は、現在の系列に対する異なる長さの使用に基づいて次
の系列の記号系列長を調べることによってなされる。こ
こで、データ記号ストリームとは、連続する記号のスト
リング（系列）のことであり、例えば、ＡＳＣＩＩテキ
ストファイル、実行可能プログラム、グラフィックファ
イル、あるいは、ビデオまたはオーディオ情報を含むフ
ァイルを表すことが可能である。

【００１４】データを圧縮する際に、本発明は、実質的
にデータストリームを２度解析する。解析とは、記号か
らなるデータストリームから処理のために少なくとも１
つの記号からなる系列を分割することである。第１の解
析は、ストリングをルックアップテーブルに追加するた
めに実行される。第２の解析は、第１の解析とほとんど
同時にあるいは交錯して実行することが可能であるが、
対応する圧縮符号ストリームの生成のために前記の分割
識別を実行する。

【００１５】本発明の「先読み」の特徴は、特定の特性
を有するルックアップテーブルを用いることによって実
現される。ルックアップテーブルでは、各記号ストリン
グは、語頭記号ストリングと拡張記号を含む特定の特性
を有する。語頭記号ストリングは以前にテーブルに追加
されたストリングに対応する。拡張記号は、データスト
リーム中で以前に遭遇した記号、または、最初に遭遇し
た記号であることが可能である。

【００１６】さまざまなハードウェアおよびソフトウェ
アの構成が本発明の方法を実行可能である。図面ととも
に以下で説明する実施例の構成は単なる例示であり、本
発明を限定するものではない。図１に、本発明によるデ
ータ圧縮器５および伸長器２５を用いた例示的なシステ
ム１を示す。システム１は、有線、無線または光ファイ
バのような伝送媒体を通じて情報を送受信するのに用い
ることができる。このような構成では、データ記号およ
び対応する圧縮符号は、電気信号、磁気信号または光信
号によって表すことが可能である。

【００１７】あるいは、システム１は、コンピュータの
ディスクドライブのような磁気媒体や、ＣＤ−ＲＯＭの
ような光読み取り可能媒体に情報を記録するとともに、
そのような媒体から情報を読み出すために用いることも
可能である。その結果、データ圧縮・伸長方法は、例え
ばディスクドライブコントローラやＣＤ−ＲＯＭドライ
ブのデータ読み出し部のような付属のメモリコントロー
ラにおいて実行可能である。

【００１８】図１において、記号からなるデータストリ
ームの形式の情報DATA（例えば、ＡＳＣＩＩフォーマッ
トのデータ、あるいは、グラフィックまたはビデオのデ
ィジタルデータ）が、本発明により圧縮器５によって圧
縮され、圧縮符号ストリーム情報COMP_CODESを生成す
る。情報DATAは、記録または伝送されるデータの量を縮
小するために圧縮される。圧縮された情報COMP_CODES
は、次に、チャネル符号器１０によって符号化され、チ
ャネル符号化情報CHAN_CODESが生成される。チャネル符
号化は、読み出しプロセスにおいて誤り検出・訂正を可
能にするための情報を圧縮情報に追加する。従来のチャ
ネル符号化法には、S. Lin and D. J. Costello, "Erro
r Control Coding", Prentice-Hall, Englewood Cliff
s, NJ, U.S.A.(1983)に記載されたリード・ソロモン符
号化法がある。リード・ソロモン符号化された情報は、
各記号が１ビット以上のデータビットによって表現され
た記号ストリングを含む。次に、これらの記号は符号器
１５によって変調符号化され、伝送チャネル２０を通じ
て（媒体２０に）伝送（記録）されるチャネル系列を定
義するＮ記号の符号語MOD_CODESが生成される。

【００１９】ノイズおよび干渉がしばしば伝送チャネル
または媒体２０に導入される。変調復号器３５およびチ
ャネル復号器３０は、ノイズを有する変調符号化情報を
受信し、チャネル符号器１０および変調符号器１５の符
号化プロセスの逆を行う。チャネル復号器３０によって
生成される復号情報は、圧縮器５によって生成された圧
縮情報COMP_CODESに対応する。復号された情報COMP_COD
ESは、次に、本発明の方法（詳細は図６および図７とと
もに後述）によって伸長され、圧縮器５によって受信さ
れたもとの情報DATAが生成される。

【００２０】システム１の機能ブロック（例えば、圧縮
器ブロック５）は、そのブロックによって実行されるプ
ロセスを表し、このようなプロセスは、共用または専用
のハードウェアによって実行可能である。このようなハ
ードウェアには、ソフトウェア命令コードを実行可能な
ハードウェアが含まれるが、それに限定されるものでは
ない。例えば、本発明の圧縮・伸長法を、特定用途向け
ＩＣ（ＡＳＩＣ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳ
Ｐ）およびプログラマブルロジックアレイのような回路
によって、あるいは、メモリに存在するソフトウェア命
令コードを実行するマイクロプロセッサ、マイクロコン
トローラ、コンピュータなどの計算装置によって、実現
することができる。システム１の構成は単なる例示であ
り、本発明の限定を意味するものではない。本発明のデ
ータ圧縮・伸長法は、チャネル符号化および変調符号化
の一方または両方なしで、あるいは他の符号化法ととも
に、使用することが可能である。

【００２１】図１の例示的なデータストリームDATAの記
号１０５を図２に示す。データストリームDATA内の記号
１０５は、ＡＳＣＩＩフォーマットのテキストのような
英数字を表すディジタル信号であることが可能である。
ＡＳＣＩＩフォーマットの情報は一般に８個のディジタ
ル情報ビットを用いて２５６個の記号（文字）を表す。
あるいは、記号１０５は、画像もしくはオーディオデー
タまたはその他のタイプのデータのような非英数字情報
を表すことも可能である。さらに、このような記号はデ
ィジタルフォーマットである必要はなく、例えば音声、
グラフィックまたはビデオの情報を表すアナログ信号で
あることも可能である。

【００２２】図示したデータストリームDATAにおいて、
記号１０５は、図１の圧縮器５によって受信される順
に、あるいは、処理される順に、ページの左から右へ配
列されている。ストリームDATA内での記号１０５の位置
は、説明を簡単にするために、位置番号１１０によって
示されている。この説明を通して、データストリームDA
TA内の特定の記号系列をDATA[x:y]で表すことにする。
ここで、xおよびyの値は系列の開始位置および終了位置
を表す。例えば、DATA[0:2]は、データストリームDATA
内の位置０から位置２までの系列、すなわち系列"aba"
を表す。便宜的に、表現DATA[x:x]あるいはDATA[x]で、
データストリームDATA内の位置xにある単一記号を表
す。

【００２３】図示したデータストリームDATAにおける１
６個の記号は、本発明によって、図２の例示的な圧縮符
号ストリームCOMP_CODESに示した７ビットに圧縮され
る。この圧縮符号ストリームCOMP_CODESは、上記の従来
のＬＺＷ圧縮法によって生成される８個の記号よりも１
２．５％小さい。このような圧縮改善は、例えばキロビ
ットあるいはメガビットのオーダーの情報のような大量
の情報を圧縮する際には重要である。

【００２４】本発明の実施例の圧縮法２００を図３に示
す。この方法は、図１の圧縮器５が、例示したデータス
トリームDATAを対応する圧縮ストリームへと圧縮するた
めに使用することができる。図３において、まずステッ
プ２０５でルックアップテーブルが初期化され、ステッ
プ２１０でポインタＩ、Ｊ、Ｊ′、およびＭが初期化さ
れる。ルックアップテーブルは、圧縮器５に付属するメ
モリ装置に保持することができる。ポインタＩ、Ｊ、
Ｊ′、およびＭは、この圧縮法の動作中にデータストリ
ームDATA内の記号位置を指すために用いられる。テーブ
ル初期化ステップ２０５は、例えば、データストリーム
DATAが生成された既知の記号集合を含む複数の初期エン
トリを有するテーブルを設定することが可能である。例
えば、データストリームDATAを生成するのに用いられる
可能な記号集合はａおよびｂである。このような２記号
集合は、説明を簡単にするという目的のためだけに使用
するものであり、さらに多くの記号を含む記号集合に対
して生成されるデータストリームも同様に本発明によっ
て圧縮することができる。動作時には、圧縮法２００
は、新たなストリングをこのテーブルに追加する。

【００２５】ルックアップテーブルおよびポインタをス
テップ２０５および２１０で初期化した後、方法２００
は、ステップ２１５で、データストリームを解析し、デ
ータストリーム中で、テーブル３００に含まれ、ポイン
タＩとＪの間の位置の記号から始まる系列で最後に遭遇
した記号まで延びる系列DATA[L:K]を識別する。記号位
置ＬおよびＫは、それぞれ、識別される系列の系列開始
位置および系列終了位置に対応する。実際には、ステッ
プ２１５は、データストリーム中の位置Ｉから始まる現
在のできるだけ長い系列の符号化を、Ｉ＋１からＪまで
の位置から始まる次のできるだけ長い系列の符号化と
を、テーブルに以前に格納されたストリングに基づいて
比較する。このような比較により、比較的少数の符号化
記号を用いて比較的多数の記号を符号化することが可能
な分割配置を決定することができる。ステップ２１５の
詳細は、図２のデータストリームDATAの圧縮に関して後
述する。

【００２６】ステップ２１５で系列DATA[L:K]が識別さ
れた後、ステップ２２０および２２５で、MAXKおよびMA
XLの値を、位置ＫおよびＬの値とする。これらは、それ
ぞれ、系列中で最後および最初に遭遇した記号に対応す
る。次に、ステップ２３０で、ポインタＩがデータスト
リームDATA内で値MAXLより前に遭遇した記号位置（すな
わち、より小さい位置の値）を指している場合、方法２
００はステップ２３５に進み、それ以外の場合、ステッ
プ２５０へ進む。ステップ２３５で、系列DATA[I:MAXL-
1]に対応するテーブル内のストリングを表す識別子符号
を取得し、ステップ２４０で、取得した符号を圧縮出力
系列COMP_CODESに追加する。

【００２７】ステップ２３０における評価は、識別され
た系列DATA[L:K]あるいはDATA[MAXL:K]が現在の系列
（すなわち、データストリームDATA内の位置Ｉから始ま
る系列）または位置Ｉの後に遭遇した記号位置から始ま
る次の系列に対応するかどうか判断する。識別された系
列DATA[L:K]が次の系列である場合、ステップ２３５お
よび２４０で、DATA[I:MAXL-1]の対応する現在の系列に
対する符号を取得し、圧縮出力系列COMP_CODESに追加す
る。その後、ステップ２４５で、ポインタＩを、ステッ
プ２３５および２４０で符号化された系列の最終記号の
直後の記号であるMAXLの位置を指すように更新する。

【００２８】次に、ステップ２５０で、ポインタＩおよ
びＪが０に等しくない場合、方法２００はステップ２５
５に進み、それ以外の場合、方法２００はステップ２６
０へ進む。ステップ２５５で、データストリームDATA内
のポインタＪ′とＭの間の系列をルックアップテーブル
にエントリとして追加する。このルックアップテーブル
追加の詳細は図５に関して後述する。次に、ステップ２
６０で、ポインタＭをポインタＪの位置にセットする。
次に、ステップ２６５および２７０は、データストリー
ム内で位置Ｊから始まりルックアップテーブルにない最
短の系列DATA[J:M]を判定する。データストリームを生
成するのに用いられる記号集合はテーブルに含まれてい
るため、データストリームで遭遇する最短の系列は、テ
ーブルに以前に追加されたストリングに対応する少なく
とも１個の記号の語頭ストリングと、拡張記号とを含
む。次に、ステップ２７５で、ポインタＪ′およびＪ
を、それぞれポインタＪおよびＭの位置に更新し、方法
２００はステップ２１５に戻って、データストリーム内
の次の系列の識別および処理を行う。

【００２９】方法２００のステップは、データストリー
ムの長さにわたって次々と実行され、圧縮出力符号スト
リームが生成される。ステップ２１５〜２４５の連続実
行により、データストリームを符号化する第１の解析が
生成され、ステップ２５０〜２７５の連続実行により、
第１の解析と同時にあるいは交錯して第２の解析が生成
され、データストリーム内で遭遇した記号に基づいてル
ックアップテーブルにエントリが適応的に追加される。
この第２の解析中に、ステップ２５０および２５５は、
方法２００の反復においてテーブルに追加するために識
別されたストリングが、方法２００の次の反復までテー
ブルに追加されないように、ルックアップテーブルへの
ストリングの追加を遅延させる。このようなプロセスの
理由は、以下の例から明らかとなるであろう。

【００３０】方法２００の連続実行について、図２のデ
ータストリームDATAを、同じく図２に示したストリーム
COMP_CODESの７個の圧縮出力符号へと圧縮することに関
して説明する。各ポインタの値、テーブルエントリおよ
び方法２００の連続実行中に生成される圧縮出力符号を
図５に示す。まず、ステップ２０５で、ルックアップテ
ーブルを初期化する。図２のデータストリームDATAに対
する例の初期化したテーブル３００を図４に示す。ルッ
クアップテーブル３００は、ａおよびｂのテーブルエン
トリ３０５、ならびに、圧縮符号ストリームCOMP_CODES
を生成するために用いられることになる対応する識別子
符号３１０を有する。識別子符号３１０をテーブル３０
０に示したが、このような符号は、対応するストリング
エントリのテーブルアドレスを用いて、またはその他の
処理法によって決定することも可能である。

【００３１】次に、ステップ２１０で、ポインタＩ、
Ｊ、Ｊ′およびＭを記号位置０にセットする。これは図
２の記号ａに対応する。ポインタＩおよびＪを図２に示
す。下付き添字「₁」は、方法２００の最初の反復にお
けるポインタ位置を表す。ポインタＪ′は、方法２００
の最初の反復の後におけるポインタＪの直前の値に対応
するので、示されていない。ステップ２１５で、Ｌ＝Ｉ
〜Ｊ（ここではＬ＝Ｉ＝０からＪ＝０まで）に対して最
後に遭遇した（最も後の）記号まで延びるデータストリ
ーム系列DATA[L:K]が識別される。これは、換言すれ
ば、位置０の記号ａから開始して、データストリームDA
TAにおいてテーブル３００内のストリングに一致する最
長の系列である。テーブル内でａで始まる唯一のストリ
ングはエントリ「０」すなわちａであるため、ステップ
２１５で系列DATA[L:K]はDATA[0:0]となり、ステップ２
２０および２２５で、MAXKおよびMAXLの値はいずれも０
にセットされる。次に、ステップ２３０で、ポインタＩ
の値はMAXLの値より小さくないため、方法２００はステ
ップ２５０に進む。

【００３２】ステップ２５０で、ポインタＩおよびＪ配
置０に等しいため、方法２００はステップ２６０に進
み、ポインタＭがポインタＪの位置（すなわち０）にセ
ットされる。次に、ステップ２６０および２６５は、デ
ータストリームDATAにおいて、位置DATA[J:M]から始ま
りテーブル３００内にない最短の系列を決定する。ステ
ップ２５５および２６０の最初の反復では、系列DATA
[0:0]配置０における記号ａであり、テーブル３００内
のエントリ「０」に対応する。次の反復では、方法２０
０は、ａｂという系列DATA[0:1]はテーブル３００内に
ないことを判定する。この識別されたストリングａｂ
は、方法２００の次の反復におけるステップ２５０およ
び２５５の次の実行までテーブルに追加されない。次
に、ポインタＪ′およびＪはそれぞれＪおよびＭの位置
（０および１）に更新される。従って、方法２００の最
初の反復の終わりには、図５のＡに示すように、圧縮出
力符号は生成されておらず、テーブルに追加するための
ストリングが識別されてはいるが、同じく図５のＡに示
すように、実際には新たなエントリはテーブル３００に
追加されていない。

【００３３】次の反復では、ステップ２１５で、ポイン
タＪ′およびＪはそれぞれ位置０および１にセットさ
れ、ポインタＩは依然として位置０にセットされる。こ
の反復でのポインタＪを図２に示す。下付き添字「₂」
は、第２の反復でのポインタＪの位置を表す。ステップ
２１５で、Ｌ＝０および１に対して最後に遭遇した（最
も後の）記号まで延びる系列DATA[L:K]が決定される。
Ｌ＝０に対しては、テーブル内の最長ストリングはDATA
[0:0]に対する第１エントリａであり、Ｌ＝１に対して
は、テーブル内の最長一致ストリングはDATA[1:1]に対
する第２エントリｂである。系列DATA[1:1]は、位置０
で終わるDATA[0:0]という系列に比べて後に遭遇する
（すなわち記号位置１）記号であるため、ステップ２１
５で、系列DATA[1:1]が識別され、ステップ２２０およ
び２２５でMAXKおよびMAXLの値はそれぞれ１および０に
セットされる。ステップ２３０で、ポインタＩは０に等
しく、これはMAXLの値１より小さいため、方法はステッ
プ２３５に進む。

【００３４】方法２００は、ステップ２３５で、テーブ
ル３００から、DATA[I:MAXL-1]に等しいエントリ（DATA
[0:(1-1)]=DATA[0:0]=ａすなわちルックアップテーブル
内のエントリ「０」）に対応する符号を取得する。次
に、ステップ２４０で、符号「０」が、図５のＢに示す
ように、圧縮符号ストリームCOMP_CODESの一部として生
成される。次に、ステップ２４５で、ポインタＩがMAXL
の値すなわち１にセットされる。ステップ２５０におい
て、ポインタＩおよびＪの値はいずれも１であり０では
ないため、方法２００はステップ２５５に進み、系列DA
TA[J':m]すなわちDATA[0:1]="ab"が図５のＢに示すよう
にエントリ「２」としてテーブル３００に追加される。
次に、ステップ２６０で、ポインタＭはポインタＪの値
に更新された後、ステップ２６５および２７０は、デー
タストリームDATAにおいて、位置１から始まりテーブル
３００内にない最短の遭遇した系列すなわちDATA[J:M]=
DATA[1:2]="ba"を決定する。次に、ポインタＪ′および
ＪはそれぞれＪおよびＭの位置（１および２）に更新さ
れる。従って、第２の反復の終わりには、エントリ
「２」がテーブル３００に追加され、圧縮出力符号COMP
_CODES記号「０」が図５に示すように生成されている。

【００３５】方法２００の第３の反復は、ポインタをＩ
＝１、Ｊ＝２、Ｊ′＝１およびＭ＝２として同様に実行
される。第３の反復のポインタＩおよびＪは図２では下
付き添字「₃」で表されている。この反復では、ステッ
プ２１５は、Ｌ＝１および２に対して系列DATA[L:K]を
評価する。その後、この反復は、データストリーム位置
１における記号ｂの符号化に対応する圧縮出力符号
「１」を生成する。この圧縮符号は、図５のＣに示した
ように圧縮符号系列COMP_CODESに追加される。第２の反
復で識別されたストリングDATA[1:2]="ba"がエントリ
「３」としてテーブル３００に追加され、系列DATA[2:
4]="aba"が、方法２００の次の反復中に図５のＣに示す
ようにテーブル３００に追加するために識別される。

【００３６】方法２００の第４の反復は、ポインタをＩ
＝２、Ｊ＝４、Ｊ′＝２およびＭ＝４として第２および
第３の反復と同様に実行される。第４の反復のポインタ
ＩおよびＪは図２では下付き添字「₄」で表されてい
る。第４の反復は、データストリーム系列DATA[2:3]の
記号ａｂの符号化に対応する圧縮出力符号「２」を生成
する。この圧縮符号は、図５のＤに示したように圧縮符
号系列COMP_CODESに追加される。第３の反復で識別され
たストリングDATA[2:4]="aba"がエントリ「４」として
テーブル３００に追加され、系列DATA[4:7]="abaa"が、
次の反復中に図５のＤに示すようにテーブル３００に追
加するために識別される。

【００３７】方法２００の第５の反復は、ポインタをＩ
＝４、Ｊ＝７、Ｊ′＝４およびＭ＝７として第４の反復
と同様に実行される。第５の反復のポインタＩおよびＪ
は図２では下付き添字「₅」で表されている。第５の反
復は、データストリーム系列DATA[4:6]の記号ａｂａの
符号化に対応する圧縮出力符号「４」を生成する。この
圧縮符号は、図５のＥに示したように圧縮符号系列COMP
_CODESに追加される。第４の反復で識別されたストリン
グDATA[4:7]="abaa"がエントリ「５」としてテーブル３
００に追加され、系列DATA[7:11]="abaab"が、次の反復
中に図５のＥに示すようにテーブル３００に追加するた
めに識別される。

【００３８】方法２００の第６の反復は、ポインタをＩ
＝７、Ｊ＝１１、Ｊ′＝７およびＭ＝１１として第５の
反復と同様に実行される。第６の反復のポインタＩおよ
びＪは図２では下付き添字「₆」で表されている。第６
の反復は、データストリーム系列DATA[7:9]の記号ａｂ
ａの符号化に対応する圧縮出力符号であるもう１つの
「４」を生成し、この圧縮符号は、図５のＦに示したよ
うに圧縮符号系列COMP_CODESに追加される。第５の反復
で識別されたストリングDATA[7:11]="abaab"がエントリ
「６」としてテーブル３００に追加され、系列DATA[11:
13]="baa"が、次の反復中に図５のＦに示すようにテー
ブル３００に追加するために識別される。

【００３９】第７の反復では、ポインタの値はＩ＝１
０、Ｊ＝１３、Ｊ′＝１１およびＭ＝１３である。第７
の反復のポインタＩおよびＪは図２では下付き添
字「₇」で表されている。第７の反復中のステップ２１
５で、Ｌ＝Ｉ〜Ｊ（すなわちＬ＝１０，１１，１２およ
び１３）に対して最後に遭遇した（最も後の）記号まで
延びる系列DATA[L:K]が決定される。Ｌ＝１０に対して
は、テーブル３００内のストリングに対応する最長系列
はDATA[10:13]すなわち"abaa"であり、Ｌ＝１１に対し
ては、テーブル３００内のストリングに対応する最長系
列はDATA[11:12]すなわち"ba"であり、Ｌ＝１２に対し
ては、テーブル３００内のストリングに対応する最長系
列はDATA[12:12]すなわち"a"であり、Ｌ＝１３に対して
は、テーブル３００内のストリングに対応する最長系列
はDATA[13:14]すなわち"ba"である。従って、位置Ｌ＝
１０および１３から始まる対応する系列はいずれも位置
１３まで延びる。本発明によれば、最も前に遭遇する位
置（すなわちこの例では位置１０）のストリングが方法
２００で用いられる。従って、ステップ２２０および２
２５では、MAXKおよびMAXLはそれぞれ１３および１０に
セットされる。

【００４０】次に、ステップ２３０で、ＩとMAXLが等し
いため、この方法はステップ２３５および２４０におけ
る対応する圧縮出力符号の生成を迂回して、テーブル構
成ステップ２５０〜２６５に直接進む。これらのステッ
プ中に、第６の反復で識別されたストリングDATA[11:1
3]="baa"がエントリ「７」としてテーブル３００に追加
され、系列DATA[13:14]="aa"が、第８の反復中に図５の
Ｇに示すようにテーブル３００に追加するために識別さ
れる。

【００４１】第８の反復中に、ポインタの値はＩ＝１
０、Ｊ＝１４、Ｊ′＝１３およびＭ＝１４にセットされ
る。第８の反復のポインタＩおよびＪは図２では下付き
添字「₈」で表されている。この反復中のステップ２１
５で、Ｌ＝Ｉ〜Ｊ（すなわちＬ＝１０，１１，１２，１
３および１４）に対して最後に遭遇した（最も後の）記
号まで延びる系列DATA[L:K]が決定される。Ｌ＝１０〜
１３に対する対応する最長系列は以前の反復で列挙され
ており、Ｌ＝１３に対しては位置１４である。Ｌ＝１４
から始まる最長系列は、位置１５で終わる"ab"である。
従って、最後に遭遇した記号まで延びるテーブル３００
内のストリングに対応するストリングはDATA[14:15]="a
b"である。従って、ステップ２２０および２２５では、
MAXKおよびMAXLはそれぞれ１５および１４にセットされ
る。

【００４２】次に、ステップ２３０で、Ｉ＝１０はMAXL
＝１４よりも値が小さいため、この方法は、図５のＨに
示すように、データストリーム系列DATA[10:13]="abaa"
に対する対応する一致する圧縮出力符号「５」を生成す
る。その結果、本発明の圧縮法は、テーブル３００内の
ストリングに対応する遭遇したできるだけ長い系列に基
づくのではなく、「先読み」を行いデータストリームDA
TA内の可能な次の系列の対応する長さを検査して、より
短い系列を符号化することにより圧縮率を低くすること
ができるかどうかを判断することによって、圧縮出力符
号を生成する。

【００４３】次に、第８の反復は、前の反復について既
に説明したのと同様にしてテーブル構成ステップ２５０
〜２６５を実行する。さらに、第９、第１０および第１
１の反復も同様に実行し、図２に示した圧縮出力符号CO
MP_CODESを生成する。結果として得られる圧縮出力スト
リームCOMP_CODESは、データストリームDATAのもとの１
６ビットに比べて短い７個の記号を含むことになる。

【００４４】テーブルの構成と圧縮出力ストリームの生
成のために別個にデータストリームを解析することによ
り、本発明の方法は、「先読み」を行い、符号化可能な
次の系列の長さに基づいて現在の系列に適した系列長が
いずれであるかを判定することができる。

【００４５】図３の方法２００は、ステップ２１５で相
対的に最も後に遭遇した記号まで延びる系列を識別した
が、本発明の別の実施例では、方法２００は、ステップ
２１５で評価される別の系列のうちの少なくとも１つに
比べて、さらに後に遭遇する記号まで延びる系列を識別
することも可能である。このような識別された系列は、
必ずしも相対的に最も後に遭遇した記号である必要はな
い。このようにして、本発明は、前記のＬＺ法およびＬ
ＺＷ法によって達成可能なものより低く、図３の方法２
００によって達成されるのと同程度に低い圧縮率を達成
する。

【００４６】本発明による伸長法は、同様の「先読み」
動作を用いて、本発明のデータ圧縮法によって生成され
た圧縮符号ストリームを反復的に復号する。本発明の伸
長法は、圧縮符号ストリーム中の符号を順次復号し、生
成された伸長系列中の対応する生成したばかりの記号に
基づいて適応的にルックアップテーブルを構成する。一
般に、圧縮符号ストリームを復号する際に、本発明の方
法は、テーブルに以前に格納したエントリに対応する圧
縮符号に遭遇する。

【００４７】しかし、ある場合には、テーブルに以前に
追加されていない符号に遭遇することがある。それにも
かかわらず、本発明による圧縮符号ストリームの性質に
よって、この符号に対応する欠けているストリングエン
トリは、テーブルに追加されるべき次のストリングエン
トリである。このような場合、本発明の伸長法は「先読
み」を行い、テーブルエントリの次のストリングを決定
する。この次のテーブルエントリを決定するために、本
発明によれば、この「先読み」決定は、本発明の方法の
最後の反復で識別された特定の復号系列を、少なくとも
１度、現在の復号記号系列の終端に追加することによっ
て実現される。ルックアップテーブルの前記の特性によ
り、このような「先読み」決定が可能となる。

【００４８】図３の方法２００によって生成された圧縮
符号を復号するための、本発明による例示的な伸長法５
００を図６に示す。方法５００において、方法５００の
ステップ５１５〜５６５は、圧縮符号系列COMP_CODES中
の圧縮符号の反復伸長に関係し、ステップ５７０〜５９
５は、ルックアップテーブルの構成に関する。テーブル
構成ステップ５７０〜５９５は、図３のデータ圧縮法２
００のステップ２６５〜２７０のものと同様である。本
発明のデータ圧縮法および伸長法によって生成されるル
ックアップテーブルは、１つの非圧縮系列の対応する符
号化および復号に対して同一である。

【００４９】伸長ステップ５１５〜５６５は、圧縮符号
系列COMP_CODES中の符号を順次処理し、与えられた符号
に対するエントリがルックアップテーブル内に存在する
場合には、方法５００は伸長記号を取得し、それを対応
する伸長出力系列DCOMP_SEQに連結する。しかし、ある
場合には、テーブル内に対応するエントリがないことが
ある。そのような場合、本発明の圧縮法の特性によっ
て、この空エントリは常に、テーブルに追加されるべき
次のエントリである。方法５００は「先読み」を行い、
伸長系列DCOMP_SEQに追加する最後のストリングを一時
的に連結することによってこの次のストリングを決定す
る。その後、ステップ５７５〜５８５は、この拡張系列
DCOMP_SEQに基づいてテーブルエントリを決定する。そ
の後、ステップ５１５〜５６５の次の反復で、一時的に
追加されたストリングはステップ５４５で除去され、正
しいテーブルエントリが存在することになるため、ステ
ップ５５５および５６０でそれを取得し伸長系列DCOMP_
SEQに追加することができる。

【００５０】さらに具体的には、まず、方法５００は、
圧縮法２００の初期化ステップ２０５によって生成され
る図４の初期化テーブル３００のように、ルックアップ
テーブルを初期化する。ルックアップテーブルは、圧縮
符号ストリームが形成されたもとの記号ストリームの構
成に用いられる記号集合に対応するエントリを有するよ
うに初期化することが可能である。次に、ステップ５１
０で、ポインタ、フラグおよびストリングを初期化す
る。特に、ポインタＩ、ＪおよびＫを位置０にセット
し、フラグFLAGをFALSE（偽）にセットし、ストリングS
UFFIXおよび伸長出力ストリームDCOMP_SEQを空ストリン
グにセットする。次に、ステップ５１５で、Ｍの値を、
圧縮符号系列COMP_CODES中の位置Ｉにおける符号にセッ
トする。

【００５１】次に、ステップ５２０で、符号Ｍに対する
エントリがルックアップテーブル内に存在しない場合、
方法５００はステップ５２５に進む。ステップ５２５
で、ストリングSUFFIXを記号系列DCOMP_SEQ[J:END]に連
結して、新たなストリングSUFFIXを形成する。位置END
は、生成される系列DCOMP_SEQの最後の記号を指す。次
に、ステップ５３０および５３５で、新たなストリング
SUFFIXを伸長系列DCOMP_SEQの終端に連結し、フラグFLA
GをTRUE（真）にセットした後、方法５００はステップ
５７０に進む。

【００５２】しかし、ステップ５２０で、方法５００
は、値Ｍに対するエントリがルックアップテーブル内に
存在すると判定した場合、ステップ５４０に進む。ステ
ップ５４０で、フラグFLAGがTRUEにセット方法５００は
ステップ５４５に進み、そうでない場合、ステップ５５
５へ進む。ステップ５４５で、伸長系列DCOMP_SEQの終
端に以前に追加された、ストリングSUFFIXに対応する記
号の系列を削除する。次に、ステップ５４７で、ストリ
ングSUFFIXを空ストリングにリセットし、ステップ５５
０で、フラグFLAGをFALSEにリセットする。

【００５３】次に、ステップ５５５で、テーブルからの
伸長ストリングを、圧縮符号系列COMP_CODESの遭遇した
記号位置Ｉの値に対応するテーブル位置から取得する。
次に、ステップ５６０で、取得したストリングを伸長出
力系列DCOMP_SEQに追加する。次に、ステップ５６５
で、ポインタＩをインクリメントした後、方法５００は
ステップ５７０に進む。

【００５４】ステップ５７０で、ポインタＫをポインタ
Ｊの値にセットする。次に、ステップ５７５〜５８５
で、伸長出力系列DCOMP_SEQにおいて位置Ｊから始まり
ルックアップテーブル内にない最短の系列を決定する。
この決定は、図２のステップ２６５および２７０に関し
て前に説明したのとほぼ同一とすることが可能である。
伸長出力系列において遭遇する可能な記号集合はルック
アップテーブルに含まれているため、系列において遭遇
する最短の系列は、テーブルに以前に追加されたストリ
ングに対応する少なくとも１つの記号の語頭ストリング
と拡張記号とを含む。

【００５５】次に、ステップ５９０において、ステップ
５７５で識別されたストリングがルックアップテーブル
に新たなエントリとして追加される。次に、ステップ５
９５で、ポインタＪはポインタＫの値にセットされ、方
法５００はステップ５１５に進み、圧縮ストリングCOMP
_CODES中の次の値を処理する。しかし、伸長系列におい
てルックアップテーブル内にない最短系列を識別する際
のステップ５７５〜５８５による決定の間に、ステップ
５８０で、方法５００が、ポインタＫが系列DCOMP_SEQ
中の最後の記号にあると判定した場合、この方法は、ス
テップ５９０でテーブルエントリの追加をせずにステッ
プ５１５に戻る。この場合、ポインタＪと系列DCOMP_SE
Qの終端の間の系列はテーブルに含まれるエントリに対
応するため、最短系列は識別されない。

【００５６】次に、伸長法５００の動作を、図２の特定
の圧縮符号系列COMP_CODESの復号に関して説明する。方
法５００の動作中の対応するポインタ値および系列を図
７に示す。まず、ステップ５０５で、ルックアップテー
ブルを、もとの非圧縮データストリームを生成するのに
用いた記号集合で初期化する。このような初期化テーブ
ルは図４に示されており、記号ａおよびｂはそれぞれエ
ントリ「０」および「１」に対応する。ステップ５１０
で、ポインタＪおよびＫを位置０にセットし、ストリン
グSUFFIXおよびDCOMP_SEQを空ストリングにセットす
る。ポインタＪおよびＫは伸長出力系列DCOMP_SEQ内の
位置に対応し、ポインタＩは圧縮符号系列COMP_CODES内
の位置に対応する。

【００５７】次に、ステップ５１５で、Ｍの値を、圧縮
符号系列COMP_CODESの位置Ｉ（すなわち位置０）の符号
（「０」）にセットする。テーブル内に、符号「０」に
対応するエントリ（記号ａ）が存在し、フラグFLAGはFA
LSEであるため、方法５００はステップ５５５に進む。
ステップ５５５で、符号Ｍに対応するテーブル内の伸長
系列エントリを取得し、ステップ５６０で、取得した系
列を、図７のＡに示すように、伸長DCOMP_SEQに追加す
る。次に、ステップ５６５で、ポインタＩをインクリメ
ントする。次に、ステップ５７０〜５８０で、伸長系列
DCOMP_SEQ中でポインタＪから始まり終端までの系列
（すなわち記号ａ）をルックアップテーブル内のエント
リである。従って、方法５００は、ルックアップテーブ
ルに系列を追加せずに、次の反復のためにステップ５１
５に戻る。

【００５８】第２の反復は、第１の反復とほぼ同様に実
行される。ステップ５１５で、ポインタＩは図２の圧縮
符号系列COMP_CODES内の位置１にあるため、Ｍの値は符
号「１」である。この符号「１」に対応するエントリ
（すなわち記号ｂ）がルックアップテーブル内に存在
し、フラグFLAGは依然としてFALSEであるため、方法５
００はステップ５５５および５６０に進み、ルックアッ
プテーブル内の伸長エントリｂを取得し、図７のＢのよ
うに、伸長系列DCOMP_SEQに連結する。次に、ステップ
５７０〜５９０で、伸長系列DCOMP_SEQ[J:K]において位
置Ｊ（すなわち位置０）から始まりルックアップテーブ
ル内のエントリではない最短の系列を識別し、新たなエ
ントリとしてルックアップテーブルに追加する。識別さ
れる最短系列はDCOMP_SEQ[1:2]="ab"であり、これは、
同じく図７のＢに示すように、エントリ「２」としてテ
ーブルに追加される。次に、ステップ５９５で、ポイン
タＪをポインタＫの値にセットする。

【００５９】第３の反復は、第１および第２の反復とほ
ぼ同様に実行される。第３の反復のポインタＩおよびＪ
はそれぞれ系列位置２および１である。圧縮符号系列CO
MP_CODESの位置Ｉの符号は「２」である。符号「２」に
対応するエントリ（すなわち"ab"）がテーブル内に存在
し、これは図７のＣに示すように伸長系列DCOMP_SEQの
終端に連結される。さらに、ポインタＪ＝１からの伸長
ストリングDCOMP_SEQ（すなわち"ba"）から新たなテー
ブルエントリが識別され、同じく図７のＣに示すよう
に、エントリ「３」としてテーブルに追加される。次
に、ステップ５９５で、ポインタＪはポインタＫ＝２の
伸長系列位置にセットされる。

【００６０】第４の反復で、Ｍの値は系列COMP_CODES内
の位置Ｉ＝３の符号すなわち符号「４」とされる。符号
「４」に対応するエントリはルックアップテーブル内に
存在しない。テーブルに最後に追加されたストリングは
符号「３」に対応する。従って、方法５００はステップ
５２５に進み、ストリングSUFFIXは、図７のＣに示す現
在の伸長系列に基づいて、DCOMP_SEQ[J:END]（Ｊ＝２）
にセットされる。系列DCOMP_SEQの終端は位置３にある
ため、ストリングSUFFIX=SUFFIX||DCOMP_SEQ[J:END]=
{空ストリング}||DCOMP_SEQ[2:3]="ab"となる。次に、
ステップ５３０で、ストリングSUFFIXを系列DCOMP_SEQ
の終端に連結し、図７のＤに示すように、拡張系列DCOM
P_SEQ||SUFFIX="abab"||"ab"="ababab"が生成される。
次に、ステップ５３５で、フラグFLAGをTRUEにセット
し、方法５００はステップ５７０〜５９５に進み、拡張
された伸長系列DCOMP_SEQに基づいて新たなエントリを
識別しルックアップテーブルに追加する。従って、伸長
系列DCOMP_SEQで位置Ｊ＝２から始まる最短系列はDCOMP
_SEQ[2:4]="aba"となり、図７のＤに示すように、テー
ブルの符号「４」に対応するエントリ位置に追加され
る。

【００６１】第５の反復で、ポインタＪは４であり、ポ
インタＩ配置３のままである。その結果、ステップ５１
５においてＭの値は、第４の反復中に代入されたのと同
じ符号「４」すなわちDCOMP_SEQ[3]にセットされる。し
かし、この反復では、符号「４」に対するテーブルエン
トリが存在するため、方法５００はステップ５２０から
ステップ５４０に進む。次に、フラグFLAGがTRUEにセッ
トされているため、方法５００はさらにステップ５４５
に進む。ステップ５４５で、系列DCOMP_SEQは、前の反
復のステップ５３０の間にストリングSUFFIXの連結によ
って追加された系列の終端の記号を取り除くように修正
される。これらの一時的に追加された記号は、次のテー
ブルエントリを識別するための「先読み」を実行するた
めに系列DCOMP_SEQに追加されたものであり、今の伸長
ステップでは不要である。ステップ５４５で系列DCOMP_
SEQを修正した後、ステップ５５０で、フラグFLAGをFAL
SEにリセットする。

【００６２】次に、ルックアップテーブル内の新たなエ
ントリ、すなわち、符号「４」に対応する系列"aba"を
取得し、図７のＥに示したように、前の反復で説明した
のと同様にして伸長系列DCOMP_SEQに追加する。次に、
同様にして、方法５００は、伸長系列DCOMP_SEQにおい
て位置Ｊ＝４から始まりルックアップテーブル内のエン
トリではない最短系列を識別しようと試みる。しかし、
位置Ｊ＝４から始まる系列すなわちａはテーブル内にあ
るため、方法５００は、図７のＥに示すように、ルック
アップテーブルにエントリを追加せずに次の反復のため
にステップ５１５に戻る。

【００６３】第６の反復は、第１および第３の反復とほ
ぼ同様に実行される。第６の反復のポインタＩおよびＪ
はそれぞれ系列位置４および４である。圧縮符号系列CO
MP_CODESの位置Ｉの符号も「４」である。符号「４」に
対するテーブル内のエントリは"aba"であり、図７のＦ
に示すように、伸長出力系列DCOMP_SEQの終端に連結さ
れる。さらに、ポインタＪ＝４から始まる系列DCOMP_SE
Qから新たなテーブルエントリ"abaa"が識別され、同じ
く図７のＦに示すように、エントリ「５」としてテーブ
ルに追加される。次に、ステップ５９５で、ポインタＪ
をポインタＫ＝７の伸長系列位置にセットした後、方法
５００の次の反復を開始する。

【００６４】第７および第８の反復は第６の反復とほぼ
同様に実行され、伸長符号系列DCOMP_SEQ="abababaabaa
baaab"が生成される。これは、図２のもとの記号ストリ
ームDATAに正確に対応する。

【００６５】ステップ５４５は、一時的に追加されたス
トリングSUFFIXを伸長系列DCOMP_SEQから取り除き、そ
の後、ステップ５６０は、連結された後置ストリングSU
FFIXを用いて生成されたばかりのテーブルエントリを伸
長系列DCOMP_SEQに追加するが、これは単なる例示であ
る。その代わりに、それらのステップを組み合わせて、
伸長系列DCOMP_SEQの終端に連結されたストリングSUFFI
Xをそのまま残し、追加すべき新たなテーブルストリン
グの残りの部分を構成する欠けている記号のみを追加す
ることも可能である。例えば、第４の反復で追加された
ストリングSUFFIXは"ab"であり、対応する新たなテーブ
ルエントリは"aba"であったから、伸長系列DCOMP_SEQの
終端にストリングSUFFIXを残すことにより、所望のテー
ブルエントリを系列DCOMP_SEQに追加するためには記号
ａのみを追加すればよい。

【００６６】以上、本発明の実施例について詳細に説明
したが、さまざまな変形例が可能である。例えば、本発
明の圧縮法および伸長法の「先読み」の特徴は、ルック
アップテーブル内の各ストリングが、語頭記号ストリン
グの少なくとも２個の要素と拡張記号とを含むという特
性によっても実現される。

【００６７】従って、このようなルックアップテーブル
を生成するために選択される特定の方法は本発明を実施
する際に重要ではない。テーブルは、図２および図６に
関して上記で説明したように生成することも可能であ
り、また、ＬＺ−７８圧縮法やＬＺＷ圧縮法で用いられ
るもののような他の方法を用いることによっても可能で
ある。さらに、他のテーブル構成法として、例えば、D.
Lelewer and D. Hirschberg, "Data Compression", AC
M Computer Surveys (1987)に記載されている方法のよ
うな、算術符号化法による方法も可能である。

【００６８】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、適
応的なルックアップテーブルを使用するとともに、「先
読み」に基づく現在の系列の符号化のためのデータスト
リーム中の系列長を決定し、対応する次の系列の符号化
可能長を推定することによって、比較的小さい圧縮率が
実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるデータ圧縮器および伸長器を用い
たシステムの例の概略ブロック図である。

【図２】非圧縮データストリームと、図１のデータ圧縮
器によって本発明に従って符号化された対応する圧縮符
号ストリームの例の図である。

【図３】図１のデータ圧縮器により使用可能な、本発明
によるデータ圧縮法の実施例の流れ図である。

【図４】図３の圧縮法とともに用いられる初期化された
ルックアップテーブルの例の図である。

【図５】図２の非圧縮データストリームに基づいて図３
の方法の動作中に得られる反復ポインタおよび圧縮デー
タ値の例の図である。

【図６】図１の伸長器により使用可能な、本発明による
データ伸長法の実施例の流れ図である。

【図７】図２の圧縮符号ストリームに対する図６の方法
の動作中に得られる反復ポインタおよび伸長値の例の図
である。

【符号の説明】

１システム５圧縮器１０チャネル符号器１５変調符号器２０チャネル／媒体２５伸長器３０チャネル復号器３５変調復号器３００ルックアップテーブル３０５テーブルエントリ３１０識別子符号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 596077259 600 ＭｏｕｎｔａｉｎＡｖｅｎｕｅ, ＭｕｒｒａｙＨｉｌｌ，ＮｅｗＪｅｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者スレイマンセンクサヒナルプアメリカ合衆国，20740 メリーランド, グリーンベルト，リッジロード 414 (56)参考文献特開昭60−116228（ＪＰ，Ａ) 特開平４−185118（ＪＰ，Ａ) 特開平５−113869（ＪＰ，Ａ) 特開平７−297728（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/46 H03M 7/42

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】データ記号ストリームを処理して可変長
圧縮符号ストリームを生成するデータ圧縮方法におい
て、前記記号ストリームを解析して、テーブルに格納された
記号ストリングに対応する語頭記号ストリングと拡張記
号とを含む複数の記号からなる前記記号ストリーム内で
遭遇した各記号ストリングに符号を対応させて該テーブ
ルに格納する第１解析ステップと、前記記号ストリーム内の現在の記号系列に対する前記テ
ーブル内のエントリに複数の異なる長さの記号系列が対
応する場合に、前記記号ストリームにおいて前記テーブ
ル内の記号ストリングに対応し前記記号ストリーム内の
前記複数の異なる長さの記号系列の後の記号位置から始
まる次の記号系列の最終遭遇記号位置を決定することに
基づいて、前記記号ストリームにおける現在の記号系列
の記号系列長を決定することにより前記記号ストリーム
を順次分割し、各分割に対する記号ストリングに対応す
るテーブル内の符号を識別する第２解析ステップと、前記第２解析ステップで識別した符号を前記圧縮符号ス
トリームとして出力するステップとからなることを特徴
とするデータ圧縮方法。
【請求項２】前記現在の記号系列の最初の記号位置
は、前記第２解析ステップの前に前記第１解析ステップ
によって解析されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】前記第１および第２解析ステップはほぼ
同時に実行されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項４】前記第１解析ステップは前記第２解析ス
テップと交錯して実行されることを特徴とする請求項３
の方法。
【請求項５】前記現在の記号系列に対して圧縮符号ス
トリームとして出力される符号は、前記記号ストリーム
内の対応する次の記号系列の最終記号が、異なる長さを
有する現在の記号系列に対応する次の記号系列の少なく
とも１つの最終記号よりも後に遭遇する記号ストリーム
位置にあると判定されることに基づいて出力されること
を特徴とする請求項１の方法。
【請求項６】前記現在の記号系列に対して圧縮符号ス
トリームとして出力される符号は、前記記号ストリーム
内の対応する次の記号系列の最終記号が、相対的に最後
に遭遇する記号ストリーム位置にあると判定されること
に基づいて出力されることを特徴とする請求項５の方
法。
【請求項７】前記データ記号ストリームが生成された
記号集合を含むように前記テーブルを初期化するステッ
プをさらに有することを特徴とする請求項１の方法。
【請求項８】前記第１解析ステップはLempel-Ziv-78
法に従って実行されることを特徴とする請求項１の方
法。
【請求項９】前記第１解析ステップはLempel-Ziv-Wel
ch法に従って実行されることを特徴とする請求項１の方
法。
【請求項１０】データ記号ストリームを処理して可変
長圧縮符号ストリームを生成するデータ圧縮方法におい
て、該方法は、前記記号ストリームを解析して、テーブルに格納された
記号ストリングに対応する語頭記号ストリングと拡張記
号とを含む複数の記号からなる前記記号ストリーム内で
遭遇した各記号ストリングに符号を対応させて該テーブ
ルに格納する第１解析ステップと、ｉ≦ｊとして、前記第１解析ステップが前記記号ストリ
ームのｊ番目の記号の後の記号に遭遇した後または遭遇
すると同時に前記記号ストリームのｉ番目の記号に遭遇
するように前記記号ストリームを解析する第２解析ステ
ップとからなり、該第２解析ステップは、ｉ番目の記号とｊ番目の記号の間のｋ番目の記号から始
まり前記テーブル内に以前に格納された記号ストリング
に対応する記号系列であって、ｉ番目の記号とｊ番目の
記号の間でｋ番目の記号とは異なる記号から始まり前記
テーブル内に以前に格納された記号ストリングに対応す
る少なくとも１つの他の記号系列よりも前記記号ストリ
ームにおいて相対的に後で遭遇する記号まで延びる記号
系列を識別する第１識別ステップと、前記テーブルにおいて、ｉ番目の記号から、識別された
ｋ番目の記号の直前の記号までの記号系列に対応する符
号を識別する第２識別ステップと、識別した符号を前記圧縮符号ストリームの一部として出
力するステップとからなることを特徴とするデータ圧縮
方法。
【請求項１１】前記第１識別ステップは、前記記号ス
トリームにおいて相対的に最後に遭遇する記号まで延び
る記号系列を識別することを特徴とする請求項１０の方
法。
【請求項１２】前記第１および第２解析ステップはほ
ぼ同時に実行されることを特徴とする請求項１０の方
法。
【請求項１３】前記第１解析ステップは前記第２解析
ステップと交錯して実行されることを特徴とする請求項
１２の方法。
【請求項１４】前記第１識別ステップは、前記ｊ番目
の記号が前記第１解析ステップによって処理された直後
に実行されることを特徴とする請求項１３の方法。
【請求項１５】前記第１解析ステップはLempel-Ziv-W
elch法に従って実行されることを特徴とする請求項１０
の方法。
【請求項１６】前記データ記号ストリームが生成され
た記号集合を含むように前記テーブルを初期化するステ
ップをさらに有することを特徴とする請求項１０の方
法。
【請求項１７】記号ストリームを解析して、テーブル
に格納された記号ストリングに対応する語頭記号ストリ
ングと拡張記号とを含む前記記号ストリーム内で遭遇し
た各記号ストリングに符号を対応させて該テーブルに格
納する第１解析ステップと、ｉ≦ｊとして、前記第１解析ステップが前記記号ストリ
ームのｊ番目の記号の後の記号に遭遇した後または遭遇
すると同時に前記記号ストリームのｉ番目の記号に遭遇
するように前記記号ストリームを解析する第２解析ステ
ップと、圧縮符号ストリームの符号を表す記録信号を記憶媒体に
記録するステップとからなる方法によって製造される記
憶媒体において、前記第２解析ステップは、ｉ番目の記号とｊ番目の記号の間のｋ番目の記号から始
まり前記テーブル内に以前に格納された記号ストリング
に対応する記号系列であって、ｉ番目の記号とｊ番目の
記号の間でｋ番目の記号とは異なる記号から始まり前記
テーブル内に以前に格納された記号ストリングに対応す
る少なくとも１つの他の記号系列よりも前記記号ストリ
ームにおいて相対的に後で遭遇する記号まで延びる記号
系列を識別する第１識別ステップと、前記テーブルにおいて、ｉ番目の記号から、識別された
ｋ番目の記号の直前の記号までの記号系列に対応する符
号を識別する第２識別ステップと、識別した符号を前記圧縮符号ストリームの一部として出
力するステップとからなることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１８】ＣＤ−ＲＯＭであることを特徴とする
請求項１７の記憶媒体。
【請求項１９】磁気フロッピーディスクであることを
特徴とする請求項１７の記憶媒体。
【請求項２０】圧縮符号ストリームを処理することに
よってデータ記号ストリームを復元する方法において、
該方法は、前記圧縮符号ストリームにおいて遭遇する符
号を順次処理するステップからなり、各符号の処理は、前記記号ストリームを生成するのに用いられる記号集合
を初期記号ストリングエントリとして有するとともに各
記号ストリングエントリにはそれぞれの符号が対応する
テーブルに、前記符号に対する記号ストリングエントリ
が存在するかどうかを識別するステップと、前記記号ストリングエントリが前記テーブルに存在する
場合、ａ．前記符号に対応する記号ストリングエントリを前記
テーブルから取得し、ｂ．取得した記号ストリングを前記記号ストリームに連
結し、ｃ．生成された記号ストリーム内で前記テーブル内に存
在しない最短の記号系列に対応する新たな記号ストリン
グエントリに符号を対応させて前記テーブルに格納する
ステップと、前記記号ストリングエントリが前記テーブルに存在しな
い場合、ａ．直前に取得した記号ストリングを前記記号ストリー
ムの終端に少なくとも１度連結して拡張記号ストリーム
を生成し、ｂ．生成された拡張記号ストリーム内で前記テーブル内
に存在しない最短の記号系列を識別し、ｃ．識別した最短の記号系列に対応する新たな記号スト
リングエントリに符号を対応させて前記テーブルに格納
し、ｄ．前記テーブルに追加された新たな記号ストリングエ
ントリを連結する前の記号ストリームからなるように前
記拡張記号ストリームを修正するステップとからなるこ
とを特徴とする、圧縮符号ストリームを処理することに
よってデータ記号ストリームを復元する方法。
【請求項２１】前記データ記号ストリームが生成され
た記号集合を含むように前記テーブルを初期化するステ
ップをさらに有することを特徴とする請求項２０の方
法。