JP3267504B2

JP3267504B2 - データ圧縮装置およびデータ復元装置

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Publication number: JP3267504B2
Application number: JP07054096A
Authority: JP
Inventors: 茂吉田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 2002-03-18
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JPH09261075A; US5812076A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、さまざまな形態の
データの圧縮および圧縮したデータの復元を行うデータ
圧縮装置およびデータ復元装置に関わり、特に、確率統
計型符号化に分類される符号化によって、データの圧縮
や復元を行うデータ圧縮装置とデータ復元装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年のコンピュータの急速な進歩に伴
い、コンピュータ内で、大容量のデータが取り扱われる
ようになっており、伝送時間を短縮するためや、記憶装
置を効率的に利用するために、データを圧縮することが
行われている。

【０００３】データを圧縮する方法としては、さまざま
なものが知られており、文字コード、ベクトル情報、画
像などといった様々なデータを圧縮できる方法も存在し
ている。このような圧縮方法は、ユニバーサルな圧縮方
法と呼ばれている。ユニバーサルな圧縮方法としては、
辞書型圧縮方法と統計型圧縮方法とが知られている。

【０００４】なお、以下の説明においては、データの１
単位を「文字」と表記し、「文字」が複数個つながった
ものを「文字列」と表記する。辞書型圧縮方法は、デー
タの類似性を利用した方法であり、レンペル−ジブ符号
化とも呼ばれている。辞書型圧縮方法では、入力中の文
字列を以前に現れた同様の文字列の複製として表すこと
によって符号化が行われる。この方法によるデータ圧縮
は、パソコン上でソフトによって実現しても実用的な処
理速度を得ることができるため、実用化が進んでいる。

【０００５】これに対して、統計型圧縮方法では、デー
タ中の文字の出現確率に合わせて一文字ずつ可変長符号
化が行われる。以下、図１７ないし図２２を参照して、
従来行われていた統計型圧縮方法の詳細を説明する。

【０００６】図１７に示したように、統計型圧縮（符号
化）を行うデータ圧縮装置は、統計モデル部３１とエン
トロピー符号化部３２とから構成される。統計モデル部
３１は、圧縮すべき文字と、その直前の文字列（文脈）
を取り込み、直前に現れる文脈別に文字の出現確率（条
件付き確率）を算出する。たとえば、図１８に模式的に
示したように、“ａｂｃ”という順で文字が並んだ原デ
ータが入力された場合、統計モデル部３１は、文脈であ
る“ａｂ”に続いて、符号化対象文字である“ｃ”が現
れる条件付き確率Ｐ（ｃ／ａｂ）を算出する。

【０００７】統計モデル部３１としては、文脈の次数
（文字数）を固定値とするものと、固定しないもの（Bl
ending文脈）が知られている。固定次数文脈を用いた統
計モデル部３１では、Ｎ次の全ての文脈に関するデータ
が収集され、それぞれの文脈に続いて各文字が現れる条
件付き確率が算出される。

【０００８】一般に、文字間の相関が強いデータを対象
とする場合、高次の文脈を用いる程、高圧縮率を得るこ
とができる。しかし、文字間の相関が弱いデータを対象
とした場合、高次の文脈を用いるとかえって圧縮率が低
下してしまうこともある。

【０００９】このような問題を解決するために考案され
た技術がBlending文脈であり、Blending文脈を用いた統
計モデル部３１は、図１８に示したような木構造を用い
て文脈収集を行う。そして、ある文脈が出やすい場合に
は、その文脈に関する次数を上げ、出にくい場合には低
い次数のままといったように、各文脈の次数を入力デー
タに適応させて変更する。

【００１０】エントロピー符号化部３２は、統計モデル
部３１で求められた出現確率に基づき動的に作成した符
号を、各文字に対して割り当てる。エントロピー符号化
部３２としては、動的ハフマン符号化やスプレイ符号化
を行うものや、算術符号化を行うもの静的符号化を行う
ものが知られている。

【００１１】算術符号化を用いたエントロピー符号化部
３２では、０以上、１未満の数直線（以下［０、１）と
記す）が、符号化すべきデータを構成する各文字の生起
確率（出現頻度）に応じて順次狭められていく。そし
て、全ての文字に対する処理が終わったときに、狭めら
れた区間内の１点を表す数値が符号として出力される。

【００１２】たとえば、符号化対象となる文字がａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅの５つであり、それらの文字の生起確率
が、それぞれ、０．２、０．１、０．０５、０．１５、
０．５であった場合、図２０に示したように、各文字に
対して生起確率に応じた区間幅を有する区間が割り当て
られる。

【００１３】そして、符号化すべき文字列が“ａｂｅ”
であった場合には、図２１に模式的に示したように、ま
ず、区間［０、１）は、文字“ａ”に対する区間［０、
０．２）に狭められる。次いで、その区間［０、０．
２）が各文字の生起確率に応じた区間に分割され、次の
文字である“ｂ”に対応する区間［０．０４、０．０
６）が文字列“ａｂ”に対する区間として選択される。
さらに、その区間［０．０４、０．０６）が各文字の生
起確率に応じた区間に分割され、次の文字である“ｅ”
に対応する区間［０．０５、０．０６）が文字列“ａｂ
ｅ”に対する区間として選択される。その後、その区間
内の任意の点（たとえば下限）の位置を２進表示した際
の少数点以下のビット列が符号化結果として出力され
る。

【００１４】算術符号化の特徴は、１文字に対して１ビ
ット以下の符号割付ができることであり、算術符号化に
よれば、既存の可変長符号化方式の中で最も理論限界に
近い圧縮率が得られる。この算術符号化とblending文脈
とを組み合わせると特に高い圧縮率を達成することがで
きる。なお、blending文脈と算術符号化を組み合わせた
圧縮方法は、"Data Compression Using Adaptive Codin
g and Partial StringMatching"( JOHN G.CLEARY et a
l. IEEE Trans. on Commu., Vol.COM-32 No.4APRIL 198
4)に記載されている。

【００１５】ただし、算術符号化は、演算量が多いの
で、処理に時間がかかるといった欠点を有する。このた
め、予め用意した符号表を用いることによって、処理の
高速化を図った静的な符号化方法（圧縮方法）も発表さ
れている。たとえば、"Data Compression Appratus and
Method"(U.S.Patent 4,612,53)には、固定の１次文脈
と静的符号化を組み合わせた圧縮方法が記載されてお
り、"Dependency Data Compression with Self-Organis
ing List"(情報処理学会誌 Vol.35,No.6 June 1994)に
は、複数個の固定文脈（例えば、１次と３次）と静的符
号化を組み合わせた圧縮方法が記載されている。これら
の圧縮方法では、各文脈に繋がる文字がその出現頻度順
に並べられ、静的符号表内の入力文字の順位に応じた符
号が出力される。なお、後者の圧縮方法では、図２２に
示した、γ符号、δ符号等が静的符号として用いられて
いる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
算術符号化では実用的な処理速度を得ることができない
ため、高速な処理が必要とされる場合には、静的符号化
あるいは動的符号化（動的ハフマン符号、スプレイ符
号）が用いられる。しかし、高圧縮率を得るために、こ
れらの符号化方法に対して、高次（例えば、２次以上）
の文脈を適用すると、幾つかの文脈に関して出現確率が
５０％を越える文字が現れてしまい、圧縮率がさほど向
上しない。すなわち、これらの符号化方法では、算術符
号化のように１ビット以下の符号割り付けができないた
め、出現確率が５０％を越える（１ビット以下で符号化
が可能な）文字が存在する文脈を用いた際の符号化効率
が悪くなってしまう。

【００１７】このようなビット単位の符号化時の端数ビ
ットを補償するための情報理論の常道は、文字を複数個
毎にまとめて符号を割り付ける（この操作は、情報源の
拡大と呼ばれている）ことによって、一文字毎の量子化
ビット数を小さくすることである。この情報源の拡大を
行えば、確かに圧縮率を向上させることができるもの
の、その手順によっては、処理速度を低下させることに
なってしまう。

【００１８】そこで、本発明の課題は、実用的な処理速
度で高い圧縮率が実現できるデータ圧縮装置を提供する
ことにある。また、本発明の他の課題は、上記データ圧
縮装置によって圧縮されたデータを復元できるデータ復
元装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のデータ圧
縮装置は、文脈毎に、その文脈に続く文字と符号とを対
応付けた符号表を記憶する記憶手段と、圧縮すべき文字
列から符号化を行う文字である符号化対象文字を取得す
る取得手段と、この取得手段により取得された符号化対
象文字の直前に現れた文脈を特定する文脈特定手段と、
この文脈特定手段により特定された文脈に対して記憶手
段内に記憶されている符号表が出現確率が５０％を越え
ている文字である最頻出文字を含む符号表であった場
合、その符号表を変形して最頻出文字で始まる２文字の
文字列と最頻出文字以外の文字とに符号を対応づける拡
張符号表を作成し、作成した拡張符号表を用いて符号化
対象文字あるいは符号化対象文字とその次の文字とから
なる文字列を符号化する第１符号化手段と、文脈特定手
段により特定された文脈に対して記憶手段内に記憶され
ている符号表が出現確率が５０％を越えている文字であ
る最頻出文字を含まない符号表であった場合、その符号
表を用いて符号化対象文字を符号化する第２符号化手段
とを備える。

【００２０】すなわち、本発明の第１のデータ圧縮装置
では、符号化対象文字の符号化に使用する符号表に出現
確率が５０％を越える文字が含まれていた場合、符号化
対象文字ともう１文字からなる文字列に対して符号が割
り付けられ（情報源が拡大され）、符号化対象文字の符
号化が行われる。また、情報源の拡大は、２つの符号表
を組み合せることによって行われるので、第１のデータ
圧縮装置によれば、高速に高圧縮率でデータ圧縮が実現
できることになる。

【００２１】本発明の第２のデータ圧縮装置は、文脈毎
に、その文脈に続く文字と符号とを対応付けた符号表を
記憶する記憶手段と、圧縮すべき文字列から符号化を行
う文字である符号化対象文字を取得する取得手段と、こ
の取得手段により取得された符号化対象文字の直前に現
れた文脈を特定する文脈特定手段と、この文脈特定手段
により特定された文脈に対して記憶手段内に記憶されて
いる符号表内の各文字のうち、最も出現確率が高い文字
である最頻出文字の出現確率が５０％を越えているか否
かを判定する判定手段と、この判定手段により最頻出文
字の出現確率が５０％以下であると判定されたときに、
文脈に対して記憶手段内に記憶されている符号表中で符
号化対象文字に対応づけられている符号を出力する符号
出力手段と、判定手段により最頻出文字の出現確率が５
０％を越えていると判定されたときに、記憶手段内の１
つの符号表を第１の符号表とし、この第１の符号表と特
定手段により特定された文脈に対する第２の符号表とに
基づき、第２の符号表中の最頻出文字に第１の符号表中
の文字を続けた文字列及び第２の符号表中の最頻出文字
以外の文字に対してそれぞれ符号を対応づけた拡張符号
表を作成する拡張符号表作成手段と、この拡張符号表作
成手段により拡張符号表が作成されたときに、符号化対
象文字が第２の符号表中の最頻出文字でなかった場合に
は、拡張符号表中で符号化対象文字に対応づけられてい
る符号を出力し、符号化対象文字が第２の符号表中の最
頻出文字であった場合には、次に符号化すべき文字を取
得し、拡張符号表中で符号化対象文字とこの取得した文
字とからなる文字列に対応づけられている符号を出力す
る拡張符号出力手段と、符号出力手段または拡張符号出
力手段によって符号化対象文字に対する符号が出力され
たときに、特定手段によって特定された文脈に対する符
号表の内容を、出現確率が大きい文字ほど符号長が短い
符号が対応づけられるように更新する更新手段とを備え
る。

【００２２】すなわち、本発明の第２のデータ圧縮装置
では、動的に符号化が行われる。そして、符号化対象文
字の符号化に使用する符号表に出現確率が５０％を越え
る文字が含まれていた場合、符号化対象文字ともう１文
字からなる文字列に対して符号が割り付けられ（情報源
が拡大され）、符号化対象文字の符号化が行われる。こ
のため、この第２のデータ圧縮装置によれば、高速に高
圧縮率でデータ圧縮が実現できることになる。

【００２３】本発明の第２のデータ圧縮装置には、拡張
符号表作成手段として、最頻出文字で始まる文字列に対
する符号として、その文字列内の最頻出文字に続く文字
に対して第１の符号表中で対応づけられている符号の先
頭のビットをその先頭ビットの値に応じて“０”あるい
は“１０”に置換した符号を用い、第２の符号表中の最
頻出文字以外の文字に対する符号として、第２の符号表
中のその文字に対する符号の先頭のビットを“１１”に
置換した符号を用いて拡張符号表を作成する手段を採用
することができる。

【００２４】なお、この符号表作成手段では、第１の符
号表中の符号の先頭ビットを置換するデータとして、
“０”あるいは“１１”を使用し、第２の符号表中の符
号の先頭ビットを置換するデータとして、“１０”を使
用しても良い。また、第１の符号表中の符号の先頭ビッ
トを置換するデータとして、“１”あるいは“００”を
使用し、第２の符号表中の符号の先頭ビットを置換する
データとして、“０１”を使用しても良く、前者のデー
タとして、“１”あるいは“０１”を使用し、後者のデ
ータとして、“００”を使用しても良い。

【００２５】本発明の第３のデータ圧縮装置は、文脈毎
に、その文脈に続く文字と符号とを対応付ける符号表を
記憶する符号表記憶手段と、文脈毎に、その文脈に対し
て符号表記憶手段に記憶されている符号表中で１ビット
の符号が対応づけられている文字である最頻出文字の出
現確率が５０％を越えているか否かを判定するための判
定用データを記憶する判定用データ記憶手段と、圧縮す
べき文字列から符号化を行う文字である符号化対象文字
を取得する取得手段と、この取得手段により取得された
符号化対象文字の直前に現れた文脈を特定する文脈特定
手段と、この文脈特定手段により特定された文脈に対し
て判定用データ記憶手段内に記憶されている判定用デー
タに基づき、その文脈に関する最頻出文字の出現確率が
５０％を越えているか否かを判定する判定手段と、この
判定手段により最頻出文字の出現確率が５０％以下であ
ると判定されたときに、文脈に対して符号表記憶手段内
に記憶されている符号表中で符号化対象文字に対応づけ
られている符号を出力する符号出力手段と、判定手段に
より最頻出文字の出現確率が５０％を越えていると判定
されたときに、符号表記憶手段内の何れかの符号表を第
１の符号表とし、この第１の符号表と特定手段により特
定された文脈に対する第２の符号表とに基づき、第２の
符号表中の最頻出文字に第１の符号表中の文字を続けた
文字列及び第２の符号表中の最頻出文字以外の文字に対
してそれぞれ符号を対応づけた拡張符号表を作成する拡
張符号表作成手段と、この拡張符号表作成手段により拡
張符号表が作成されたときに、符号化対象文字が第２の
符号表中の最頻出文字でなかった場合には、拡張符号表
中で符号化対象文字に対応づけられている符号を出力
し、符号化対象文字が第２の符号表中の最頻出文字であ
った場合には、次に符号化すべき文字を取得し、拡張符
号表中で符号化対象文字と取得した文字とからなる文字
列に対応づけられている符号を出力する拡張符号出力手
段と、符号出力手段又は拡張符号出力手段によって符号
が出力されたときに、符号化対象文字が特定手段によっ
て特定された文脈に対する符号表中の最頻出文字と一致
しているか否かに応じて、その文脈に関する判定用デー
タ記憶手段内の判定用データの内容を更新する更新手段
とを備える。

【００２６】この第３のデータ圧縮装置によっても、符
号化対象文字の符号化に使用する符号表に出現確率が５
０％を越える文字が含まれていた場合、符号化対象文字
ともう１文字からなる文字列に対して符号が割り付けら
れ（情報源が拡大され）、符号化対象文字の符号化が行
われる。このため、第３のデータ圧縮装置によれば、高
速に高圧縮率でデータ圧縮が実現できることになる。

【００２７】本発明の第３のデータ圧縮装置では、判定
用データ記憶手段として、数値データである判定用デー
タを記憶する手段を用い、判定手段として、判定用デー
タが予め定められた基準値よりも大きい場合に、最頻出
文字の出現確率が５０％を越えていると判定する手段を
用い、更新手段として、符号化対象文字が最頻出文字と
一致している場合には、出現確率用データに所定値を加
算し、符号化対象文字が最頻出文字と一致していない場
合には、出現確率用データから所定値を減算する手段を
用いることができる。

【００２８】また、本発明の第３のデータ圧縮装置で
は、判定用データ記憶手段を、それぞれ、文脈に対応づ
けられた複数のシフトレジスタから構成するとともに、
判定手段として、文脈特定手段によって特定された文脈
に対応するシフトレジスタに予め定められた基準値より
も多い“１”が含まれている場合に、最頻出文字の出現
確率が５０％を越えていると判定する手段を用い、更新
手段は、符号化対象文字が最頻出文字と一致している場
合には、文脈特定手段によって特定された文脈に対応す
るシフトレジスタに、その一方の端から“１”を入力す
るとともに、シフトレジスタの内容を他方の端に向けて
１ビット分シフトさせ、符号化対象文字が最頻出文字と
一致していない場合には、文脈特定手段によって特定さ
れた文脈に対応するシフトレジスタに、他方の端から
“０”を入力するとともに、シフトレジスタの内容を一
方の端に向けて１ビット分シフトさせる手段を用いるこ
とができる。

【００２９】本発明の第１のデータ復元装置は、文脈毎
に、その文脈に続く文字と符号とを対応付けた符号表を
記憶する記憶手段と、符号の復号に使用する文脈を特定
する文脈特定手段と、この文脈特定手段により特定され
た文脈に対して記憶手段内に記憶されている符号表が出
現確率が５０％を越えている文字である最頻出文字を含
む符号表であった場合、その符号表を変形して最頻出文
字で始まる２文字の文字列と最頻出文字以外の文字とに
符号を対応づける拡張符号表を作成し、作成した拡張符
号表を用いて復元すべき符号を復号する第１復号手段
と、文脈特定手段により特定された文脈に対して記憶手
段内に記憶されている符号表が出現確率が５０％を越え
ている文字である最頻出文字を含まない符号表であった
場合、その符号表を用いて復元すべき符号を復号する第
２復号手段とを備える。

【００３０】この第１のデータ復元装置により、第１の
データ圧縮装置が圧縮したデータの復元が行われる。本
発明の第２のデータ復元装置は、文脈毎に、その文脈に
続く文字と符号とを対応付ける符号表を記憶する記憶手
段と、符号の復号に使用する文脈を特定する文脈特定手
段と、この文脈特定手段により特定された文脈に対して
記憶手段内に記憶されている符号表内の文字のうち最も
出現確率が高い文字である最頻出文字の出現確率が５０
％を越えているか否かを判定する判定手段と、この判定
手段により最頻出文字の出現確率が５０％以下であると
判定された場合に、文脈に対して記憶手段内に記憶され
ている符号表中で、復元すべき符号に対応づけられてい
る文字を出力する文字出力手段と、判定手段により最頻
出文字の出現確率が５０％を越えていると判定されたと
きに、記憶手段内の１つの符号表を第１の符号表とし、
この第１の符号表と特定手段により特定された文脈に対
する第２の符号表とに基づき、第２の符号表中の最頻出
文字に第１の符号表中の文字を続けた文字列及び第２の
符号表中の最頻出文字以外の文字に対してそれぞれ符号
を対応づけた拡張符号表を作成する拡張符号表作成手段
と、この拡張符号表作成手段によって作成された拡張符
号表内において、復元すべき符号に対応づけられている
文字あるいは文字列を出力する文字・文字列出力手段
と、文字出力手段又は文字・文字列出力手段によって文
字あるいは文字列が出力されたときに、特定手段によっ
て特定された文脈に関する符号表の内容を、出現確率が
大きい文字ほど符号長が短い符号が対応づけられるよう
に更新する更新手段とを備える。

【００３１】この第２のデータ復元装置により、第２の
データ圧縮装置が圧縮したデータの復元が行われる。第
２のデータ復元装置には、拡張符号表作成手段として、
拡張符号表を作成する際に、最頻出文字で始まる文字列
に対する符号として、その文字列内の最頻出文字に続く
文字に対して第１の符号表中で対応づけられている符号
の先頭のビットをその先頭ビットの値に応じて“０”あ
るいは“１０”に置換した符号を用い、第２の符号表中
の最頻出文字以外の文字に対する符号として、第２の符
号表中のその文字に対する符号の先頭のビットを“１
１”に置換した符号を用いる手段を採用することができ
る。

【００３２】本発明の第３のデータ復元装置は、文脈毎
に、その文脈に続く文字と符号とを対応付ける符号表を
記憶する符号表記憶手段と、文脈毎に、その文脈に対し
て符号表記憶手段に記憶されている符号表中で１ビット
の符号が対応づけられている文字である最頻出文字の出
現確率が５０％を越えているか否かを判定するための判
定用データを記憶する判定用データ記憶手段と、符号の
復号に用いる文脈を特定する文脈特定手段と、この文脈
特定手段により特定された文脈に対して判定用データ記
憶手段内に記憶されている判定用データに基づき、その
文脈に関する最頻出文字の出現確率が５０％を越えてい
るか否かを判定する判定手段と、この判定手段により最
頻出文字の出現確率が５０％以下であると判定されたと
きに、文脈に対して符号表記憶手段内に記憶されている
符号表中で、復元すべき符号に対応づけられている文字
を出力する文字出力手段と、判定手段により最頻出文字
の出現確率が５０％を越えていると判定されたときに、
記憶手段内の１つの符号表を第１の符号表とし、この第
１の符号表と特定手段により特定された文脈に対する第
２の符号表とに基づき、第２の符号表中の最頻出文字に
第１の符号表中の文字を続けた文字列及び第２の符号表
中の最頻出文字以外の文字に対してそれぞれ符号を対応
づけた拡張符号表を作成する拡張符号表作成手段と、こ
の拡張符号表作成手段によって作成された拡張符号表内
において、復元すべき符号に対応づけられている文字あ
るいは文字列を出力する文字・文字列出力手段と、文字
出力手段又は文字・文字列出力手段によって文字あるい
は文字列の出力が行われたときに、その文字あるいは文
字列の先頭の文字が特定手段で特定された文脈に対する
符号表中の最頻出文字と一致しているか否かに応じて、
判定用データ記憶手段内の文脈に関する判定用データの
内容を更新する更新手段とを備える。

【００３３】この第３のデータ復元装置により、第３の
データ圧縮装置が圧縮したデータの復元が行われる。本
発明の第３のデータ復元装置では、判定用データ記憶手
段として、数値データである判定用データを記憶する手
段を用い、判定手段として、判定用データが予め定めら
れた基準値よりも大きい場合に、最頻出文字の出現確率
が５０％を越えていると判定する手段を用い、更新手段
として、出力された文字あるいは出力された文字列の先
頭の文字が最頻出文字と一致している場合には、出現確
率用データに所定値を加算し、それ以外の場合には、出
現確率用データから所定値を減算する手段を用いること
ができる。

【００３４】また、本発明の第３のデータ復元装置で
は、判定用データ記憶手段を、それぞれ、文脈に対応づ
けられた複数のシフトレジスタから構成するとともに、
判定手段として、文脈特定手段によって特定された文脈
に対応するシフトレジスタに予め定められた基準値より
も多い“１”が含まれている場合に、最頻出文字の出現
確率が５０％を越えていると判定する手段を用い、更新
手段として、出力された文字あるいは出力された文字列
の先頭の文字が最頻出文字と一致している場合には、文
脈特定手段によって特定された文脈に対応するシフトレ
ジスタに、その一方の端から“１”を入力するととも
に、シフトレジスタの内容を他方の端に向けて１ビット
分シフトさせ、それ以外の場合には、文脈特定手段によ
って特定された文脈に対応するシフトレジスタに、他方
の端から“０”を入力するとともに、シフトレジスタの
内容を一方の端に向けて１ビット分シフトさせる手段を
用いることもできる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して具
体的に説明する。第１実施形態＜データ圧縮装置＞図１に、第１実施形態のデータ圧縮
装置の構成を示す。図示したように、第１実施形態のデ
ータ圧縮装置は、入出力装置１１とＲＯＭ(read only m
emory)１２とＣＰＵ(central processing unit)１３と
ディスク記憶装置１４とＲＡＭ(random access memory)
１５を主な構成要素として備える。

【００３６】入出力装置１１は、キーボードとＣＲＴ(c
athode ray tube)とその周辺機器から構成されており、
圧縮すべきデータを指示するためなどに用いられる。Ｒ
ＯＭ１２には、ＣＰＵ１３が最初に実行すべきプログラ
ムなどが記憶されている。本装置を起動した際、ＣＰＵ
１３は、ＲＯＭ１２内のそのプログラムに従い、ディス
ク記憶装置１４に記憶されているオペレーションシステ
ムをＲＡＭ１５の所定の記憶領域に読み込む。さらに、
ＣＰＵ１３は、そのオペレーションシステム上で動作す
るデータ圧縮用プログラムを、ＲＡＭ１５の他の記憶領
域に読み込み、読み込んだデータ圧縮用プログラムに従
った動作を開始する。

【００３７】本データ圧縮装置の起動時、ＲＡＭ１５上
には、文脈辞書と、０次文脈（０文字の文脈）に対して
用いられる符号表が用意される。文脈辞書は、文脈別
に、その文脈に続いて現れた文字と、その文字の出現頻
度とを記憶するために用いられる。起動時に用意される
文脈辞書には、０次文脈に関する情報だけが設定されて
いる。当該情報には、圧縮すべきデータ中に含まれるこ
とがある全ての文字と、それぞれの文字の出現頻度の初
期値が含まれている。また、起動時に用意される０次文
脈用の符号表には、０次文脈に続く各文字の出現頻度の
初期値に応じた可変長符号（本装置ではハフマン符号）
が記憶されている。

【００３８】以下、第１実施形態のデータ圧縮装置の動
作を説明する。まず、本データ圧縮装置のデータ圧縮手
順の概要を説明する。本データ圧縮装置では、データ圧
縮の実行中に、新たな文脈と文字の組み合わせが現れる
たびに、文脈辞書にその組み合わせに関する情報が登録
される。この際、文脈辞書には、その新たな文脈後に現
れた文字、それらの文字に関する出現頻度の初期値が登
録される。また、登録された文脈に関する符号表もＲＡ
Ｍ１５上に生成される。そして、ある文字の符号化が終
わった際には、符号化に使用した文脈に対応づけて文脈
辞書内に記憶されているその文字の出現頻度の値が更新
される。また、対応する符号表には、各文字の出現確率
に応じたハフマン符号が設定される。

【００３９】データ圧縮は、ＲＡＭ１５上に存在する符
号表を利用して進められる。その際、符号表で定義され
ている符号を用いることが妥当であるか否かが判断さ
れ、妥当でない場合には、その符号表を拡張した拡張符
号表を用いて符号化が行われる。

【００４０】以下、第１実施形態のデータ圧縮装置によ
るデータ圧縮手順を具体的に説明する。図２に、第１実
施形態のデータ圧縮装置によるデータ圧縮手順を示す。
なお、図示した流れ図は、ＣＰＵの動作を中心として記
述したものであり、上述の各種データがＲＡＭ上に用意
された後に実行される。

【００４１】図示したように、データ圧縮の開始時、Ｃ
ＰＵは、文脈文字列Ｐ₀を空文字列に初期化（ステップ
Ｓ１０１）し、文脈Ｐに文脈文字列Ｐ₀の内容を複写す
る（ステップＳ１０２）。なお、文脈文字列Ｐ₀は、符
号化を行うべき文字の直前に現れた文字をＭ（本装置で
は、Ｍ＝３）個分記憶しておくための文字変数である。
文脈Ｐは、符号化に用いる文脈を決定するために用いら
れる文字変数であり、決定した文脈を記憶するためにも
用いられている。

【００４２】次に、ＣＰＵは、圧縮対象であるデータか
ら符号化を行う一文字Ｋを取得する（ステップＳ１０
３）。その後、ＣＰＵは、文脈辞書に文脈Ｐが登録され
ているか否かを判断し、文脈Ｐが登録されていない場合
（ステップＳ１０４：Ｎ）には、先頭の１文字を取り除
くことによって、文脈Ｐを１文字短縮し（ステップＳ１
０５）、ステップＳ１０４に戻る。

【００４３】文脈辞書に登録されている文脈Ｐを見い出
したとき（ステップＳ１０４；Ｙ）、ＣＰＵは、その文
脈Ｐに続く文字Ｋが文脈辞書に登録されているか否かを
判断する（ステップＳ１０６）。文脈Ｐに続く文字Ｋが
文脈辞書に登録されていた場合（ステップＳ１０６；
Ｙ）、ＣＰＵは、文脈辞書に記憶されている各文字の出
現頻度に基づき、文脈Ｐに続く文字のうち最も出現頻度
が大きい文字（以下、ＭＰＳ:Most Probable Symbol と
記す）の出現確率が５０％を越えているか否かを判断
（ステップＳ１０７）する。

【００４４】ＭＰＳの出現確率が５０％を越えていなか
った場合（ステップＳ１０７；Ｎ）、ＣＰＵは、文脈Ｐ
に関する符号表において、文字Ｋと対応づけられている
符号を出力する（ステップＳ１０８）。次いで、文脈Ｐ
後に文字Ｋが再び現れたことを文脈辞書に記憶する（対
応する出現頻度を増加させる）とともに、各文字に対し
て、その文字の出現確率に逆比例する長さの符号が割り
当てられるように、文脈Ｐに関する符号表の内容を更新
（ステップＳ１１０）する。なお、ステップＳ１０５を
実行していた場合、ＣＰＵは、このステップＳ１１０に
おいて、そのときの文脈Ｐより１次高次の、文字Ｋに関
する文脈Ｐ′と文字Ｋの組み合わせを、文脈辞書に登録
する。また、その文脈Ｐ′に関する符号表を作成し、Ｒ
ＡＭ内に記憶する。

【００４５】その後、ＣＰＵは、符号化を終えた文字Ｋ
を用いて、文脈文字列Ｐ₀の内容を更新（ステップＳ１
１１）する。すなわち、ＣＰＵは、文脈文字列Ｐ₀の次
数が最高次数（本装置では３）であった場合には、文脈
文字列Ｐ₀の末尾に文字Ｋを追加し、文字Ｋを追加した
文字列の先頭から一文字を取り除いくことによって得ら
れた文字列を、新たな文脈文字列Ｐ₀とする。また、文
脈文字列Ｐ₀の次数が最高次数未満であった場合には、
その末尾に文字Ｋを追加した文字列を、新たな文脈文字
列Ｐ₀とする。

【００４６】次いで、ＣＰＵは、圧縮すべき全てのデー
タに対する処理が完了したか否かを判断し、完了してい
ない場合（ステップＳ１１２；Ｎ）には、次の文字の符
号化を行うためにステップＳ１０２に戻る。

【００４７】一方、文脈Ｐに続く文字Ｋが文脈辞書に登
録されていた場合（ステップＳ１０６；Ｙ）において、
ＭＰＳの出現確率が５０％を越えていたとき（ステップ
Ｓ１０７；Ｙ）、ＣＰＵは、拡張符号出力処理（ステッ
プＳ１０９）を実行する。

【００４８】以下、図３ないし図５を用いて、拡張符号
出力処理の詳細を説明する。なお、これらの図のうち、
図３は、拡張符号出力処理時のＣＰＵの動作手順を示し
た流れ図であり、図４および図５は、拡張符号出力処理
時に実行される拡張符号表作成処理の処理内容を符号木
によって示した図である。

【００４９】まず、図４及び図５を用いて、拡張符号出
力処理において最初に実行される処理である拡張符号表
作成処理を説明する。拡張符号表作成処理では、文脈Ｐ
に関する符号表と０次文脈に関する符号表とに基づき、
２文字の文字列と文字とに符号を対応づける拡張符号表
が作成される。本データ圧縮装置内の各符号表に記憶さ
れている符号は、ハフマン符号であるため、拡張符号表
の作成に用いられる文脈Ｐの符号表（ＭＰＳの出現確率
が５０％を越えている符号表）を符号木で表した場合、
図４（１）のように表されることになる。また、０次文
脈に関する符号表は、図４（２）に示した符号木で表さ
れる。

【００５０】拡張符号表作成処理では、図４（３）に示
した符号木（以下、拡張符号木と記す）に相当する符号
表が作成される。図示してあるように、拡張符号木は、
３つの部分木２０′、２１′、２２′を、それぞれ、
“１１”、“１０”、“０”に対応する枝で、根(root)
に接続した構造を有する。部分木２０′は、文脈Ｐに関
する符号木のＭＰＳ以外の文字に関する部分木２０と同
じものである。すなわち、両部分木は、同じ形状を有
し、各葉に対応づけられている文字も等しくなってい
る。部分木２１′は、０次文脈に関する符号木の左部分
木２１と同じ形状を有する。ただし、部分木２１′の各
葉には、部分木２１における対応する葉に割り当てられ
ている文字をＭＰＳに繋げた文字列が割り当てられてい
る。部分木２２′は、０次文脈に関する符号木の右部分
木２２と同じ形状を有する。部分木２２′の各葉には、
部分木２２において対応する葉に割り当てられている文
字をＭＰＳに繋げた文字列が割り当てられている。

【００５１】たとえば、文脈Ｐが対象となったときに、
文脈Ｐに関する符号木及び０次文脈に関する符号木が、
それぞれ、図５（１）及び（２）に示したものであった
場合、図５（３）に示したような拡張符号木に相当する
拡張符号表が作成される。すなわち、｛ａａ、ａｂ、ａ
ｃ、ｂ、ｃ｝＝｛０、１００、１０１、１１０、１１
１｝という拡張符号表が作成される。なお、“ａａ”、
“ａｂ”、“ａｃ”の先頭に含まれる“ａ”が、文脈Ｐ
に関する符号木内の“ａ”に対応し、“ｂ”、“ｃ”
は、文脈Ｐに関する符号木内の“ｂ”、“ｃ”に対応す
る。そして、“ａａ”、“ａｂ”、“ａｃ”の末尾に含
まれる“ａ”、“ｂ”、“ｃ”が、０次文脈に関する符
号木内の“ａ”、“ｂ”、“ｃ”に対応している。

【００５２】このように、拡張符号表作成処理によって
作成される拡張符号表では、ＭＰＳ（図５では、
“ａ”）で始まる文字列（“ａａ”、“ａｂ”、“ａ
ｃ”）に対して、その文字列内の２番目の文字に対して
０次文脈に関する符号表中で割り当てられている符号の
先頭のビットをその先頭ビットの値に応じて“０”
（“ａａ”）あるいは“１０”（“ａｂ”、“ａｃ”）
に置換した符号が割り当てられる。また、文脈Ｐに関す
る符号表中のＭＰＳ以外の文字（“ｂ”、“ｃ”）に対
して、０次文脈の符号表中のその文字に対する符号に
“１”を付加した符号（０次文脈の符号表中のその文字
に対する符号の先頭ビットを“１１”に置換した符号）
が割り当てられる。

【００５３】図３を用いて、拡張符号出力処理におけ
る、拡張符号表を作成した後のＣＰＵの動作を説明す
る。拡張符号表作成処理（ステップＳ２０１）を完了し
た後、ＣＰＵは、符号化対象文字である文字Ｋが、文脈
ＰのＭＰＳと一致しているか否かを判断（ステップＳ２
０２）する。文字ＫとＭＰＳとが一致していなかった場
合（ステップＳ２０２；Ｎ）、ＣＰＵは、作成した拡張
符号表において、文字Ｋと対応づけられている符号を出
力（ステップＳ２０３）し、拡張符号出力処理を終了す
る。

【００５４】一方、文字ＫがＭＰＳと一致していた場合
（ステップＳ２０２；Ｙ）、ＣＰＵは、圧縮対象である
データから、次に符号化すべき文字Ｊを取得（ステップ
Ｓ２０４）する。そして、作成した拡張符号表におい
て、文字Ｋと文字Ｊからなる文字列に対応づけられてい
る符号を出力（ステップＳ２０５）し、拡張符号出力処
理を終了する。

【００５５】図２に戻って、データ圧縮装置の動作説明
を続ける。拡張符号出力処理（ステップＳ１１９）が完
了したとき、ＣＰＵは、ステップＳ１１０に進み、前述
した処理を実行する。

【００５６】また、文脈Ｐは登録されているが、文脈Ｐ
に続く文字Ｋが文脈辞書に登録されていなかった場合
（ステップＳ１０６；Ｎ）、ＣＰＵは、その文脈ＰのＭ
ＰＳの出現確率が、５０％を越えているか否かを判断
（ステップＳ１１３）する。

【００５７】ＭＰＳの出現確率が５０％以下であった場
合（ステップＳ１１３；Ｎ）、ＣＰＵは、ＥＳＣと対応
づけられている符号を出力する（ステップＳ１１４）。
そして、文脈Ｐの先頭の１文字を削除することによっ
て、文脈Ｐを１文字分短縮（ステップＳ１１５）し、ス
テップＳ１０４に戻る。

【００５８】一方、ＭＰＳの出現確率が５０％を越えて
いた場合（ステップＳ１１３；Ｙ）、ＣＰＵは、拡張符
号表作成処理（ステップＳ１１６）を実行する。この拡
張符号表作成処理は、既に説明した、図３のステップＳ
２０１で行われている処理と全く同じものである。そし
て、ＣＰＵは、ステップＳ１１６で作成した拡張符号表
において、文字Ｋに対応づけられている符号を出力（ス
テップＳ１２０）する。

【００５９】ステップＳ１２０後に実行されるステップ
Ｓ１１０では、文脈Ｐと文字Ｋの組み合わせの文脈辞書
への登録や、文脈Ｐに関する符号表への文字Ｋの追加な
どが行われる（ステップＳ１１０）。

【００６０】その後、ＣＰＵは、文脈文字列Ｐ₀を更新
（ステップＳ１１１）し、全データに対する処理が完了
したとき（ステップＳ１１２；Ｙ）に、データ圧縮を終
える。

【００６１】このように構成された第１のデータ圧縮装
置では、たとえば、ある文脈Ｐ_X後に現れた３種の文字
ａ、ｂ、ｃの出現確率Ｐが、Ｐ（ａ）＝７５％、Ｐ
（ｂ）＝１２．５％、Ｐ（ｃ）＝１２．５％であると
き、文脈Ｐ_Xに関して、｛ａ、ｂ、ｃ｝＝｛０、１０、
１１｝といった内容の符号表が作成される。

【００６２】そして、再び、文脈Ｐ_Xが現れたときに
は、ＭＰＳの出現確率が５０％を越えているので、この
符号表と０次の文脈に関する符号表とが組み合わされて
拡張符号表が作成される。たとえば、０次の文脈に関す
る符号表が、｛ａ、ｂ、ｃ｝＝｛０、１０、１１｝であ
った場合には、文脈Ｐ_Xに関する符号表、０次文脈に関
する符号表は、それぞれ、図５（１）、（２）に示した
ものとなるため、図５（３）に示したような、｛ａａ、
ａｂ、ａｃ、ｂ、ｃ｝＝｛０、１００、１０１、１１
０、１１１｝という拡張符号表が作成されることにな
る。

【００６３】この拡張符号表では、図６に模式的に示し
たように、ＭＰＳ（文字“ａ”）で始まる文字列（“ａ
ａ”、“ａｂ”、“ａｃ”）は、２文字単位で符号化さ
れる。このため、この拡張符号表における、符号化対象
文字に対する符号化空間は、上図に示したように、各文
字の実際の出現確率により良く対応したものとなる。従
って、本データ圧縮装置によれば、文字毎に符号を割り
付けた符号表を用いた場合に比して、効率的なデータ圧
縮が実現されることになる。

【００６４】なお、第１実施形態のデータ圧縮装置は、
各種の変形が可能である。たとえば、拡張符号表を作成
する際に、０次文脈用の符号表とは別の符号表が用いら
れるように装置を構成しても良い。また、０次文脈に関
する符号表に符号化対象文字がないときの符号化手順を
定めておくことによって、０次文脈に関する符号表にも
文字が追加できるようにしても良い。さらに、データ圧
縮の開始時に幾つか文脈に関する符号表が用意されるよ
うにしても良い。また、ハフマン符号以外の可変長符号
化方法、たとえば、文字の順位を符号化するような方法
を用いても良いことは当然である。

【００６５】そして、予め静的な符号表を文脈ごとに用
意しておき、それらの符号表内の再頻出文字の出現確率
に応じて拡張符号表による符号化と、通常の符号表によ
る符号化を選択するように装置を構成しても良い。

【００６６】＜データ復元装置＞第１実施形態のデータ
復元装置は、第１実施形態のデータ圧縮装置で圧縮され
たデータを復元する装置である。第１実施形態のデータ
復元装置も、第１実施形態のデータ圧縮装置と同様にＣ
ＰＵを中心として構成されている。また、その起動時、
第１実施形態のデータ復元装置のＲＡＭ上には、第１実
施形態のデータ圧縮装置の起動時にＲＡＭ上に用意され
る文脈辞書、符号表と全く内容が等しい文脈辞書、符号
表が用意される。

【００６７】図７に、第１実施形態のデータ復元装置
（ＣＰＵ）の動作手順を示す。データ復元を開始する
際、ＣＰＵは、まず、文脈文字列Ｐ₀を空文字列に初期
化する（ステップＳ４０１）。次いで、ＣＰＵは、文脈
Ｐに文脈文字列Ｐ₀の内容を複写し（ステップＳ４０
２）、文脈辞書に文脈Ｐが登録されているか否かを判断
（ステップＳ４０３）する。

【００６８】文脈Ｐが登録されていない場合（ステップ
Ｓ４０３；Ｎ）、ＣＰＵは、先頭の１文字を取り除くこ
とによって、文脈Ｐを１文字分短縮し（ステップＳ４０
４）、ステップＳ４０３に戻る。

【００６９】文脈辞書に登録されている文脈Ｐを見い出
した場合（ステップＳ４０３；Ｙ）、ＣＰＵは、文脈Ｐ
に関する各文字の出現頻度に基づき、ＭＰＳの出現確率
が５０％を越えているか否かを判断（ステップＳ４０
５）する。そして、ＭＰＳの出現確率が５０％以下であ
った場合（ステップＳ４０５；Ｎ）、ＣＰＵは、文脈Ｐ
に関する符号表を用いて、符号を復号する（ステップＳ
４０６）。

【００７０】そして、復号された文字がＥＳＣであった
場合（ステップＳ４０７；Ｙ）には、文脈Ｐを１文字分
短縮（ステップＳ４０８）し、ステップＳ４０２に戻
る。一方、復号された文字がＥＳＣでなかった場合（ス
テップＳ４０７；Ｎ）には、その文字を出力（ステップ
Ｓ４０９）し、ステップＳ４１５に進む。なお、ステッ
プＳ４０７において“Ｎ”側への分岐が行われるのは、
図２のステップＳ１０８で出力された符号が復号された
ときである。また、“Ｙ”側への分岐が行われるのは、
図２のステップＳ１１４で出力された符号が復号された
ときである。

【００７１】文脈Ｐに関するＭＰＳの出現確率が５０％
を越えていた場合（ステップＳ４０５；Ｙ）、ＣＰＵ
は、拡張符号表作成処理（ステップＳ４１０）を実行す
る。このステップで行われる拡張符号表作成処理は、第
１実施形態のデータ圧縮装置で行われている拡張符号作
成処理と同じ処理である。

【００７２】その後、ＣＰＵは、作成した拡張符号表を
用いて、符号を復号（ステップＳ４１１）し、復号され
た文字がＥＳＣであった場合（ステップＳ４１２；Ｙ）
には、文脈Ｐを１文字分短縮（ステップＳ４１３）し
て、ステップＳ４０３に戻る。一方、ＣＰＵは、復号さ
れた文字がＥＳＣでなかった場合（ステップＳ４１２；
Ｎ）、には、複合された文字を出力する（ステップＳ４
１４）。なお、ステップＳ４１４が実行されるのは、図
２のステップＳ１０９あるいはＳ１２０において出力さ
れた符号が復号されるときである。

【００７３】その後、ＣＰＵは、行った処理内容に応じ
て、文脈辞書、符号表の内容を更新（ステップＳ４１
５）する。次いで、実際に出力した文字数に応じて文脈
文字列Ｐ₀を更新する（ステップＳ４１６）。

【００７４】その後、ＣＰＵは、全データの復元が完了
したか否かを判断し、完了していない場合（ステップＳ
４１７；Ｎ）には、ステップＳ４０２に戻る。ＣＰＵ
は、ステップＳ４０２ないしＳ４１６の処理を繰返し、
全てのデータに対する処理が完了したとき（ステップＳ
４１７；Ｙ）に、データ復元処理を終了する。

【００７５】第２実施形態＜データ圧縮装置＞図８に、第２実施形態のデータ圧縮
装置の構成を示す。図示したように、第２実施形態のデ
ータ圧縮装置は、第１実施形態のデータ圧縮装置と同様
に、入出力装置１１とＲＯＭ(read only memory)１２と
ＣＰＵ(central processing unit)１３とディスク記憶
装置１４とＲＡＭ(random access memory)１５を主な構
成要素として備える。

【００７６】第２実施形態のデータ圧縮装置の起動時、
ＲＡＭ１５内には、文脈辞書と、出現確率判定表と、０
次文脈に対して用いられる符号表と、１次ないし３次の
文脈に対して用いられる幾つかの符号表が用意される。
文脈辞書は、符号表が用意されている文脈に関する情報
を保持しており、符号表の有無を判定するために用いら
れる。ＲＡＭ１５内の各符号表は、対応する文脈後に現
れることがある全ての文字に符号を対応づけた表であ
り、各文字には、対応する文脈後にその文字が現れる一
般的な出現確率に応じた符号長を有する符号が対応づけ
られている。また、符号表のうち、出現確率が５０％を
越えることがある文字を有する符号表では、その文字
（ＭＰＳ）に対して、１ビットの符号が対応づけられて
いる。

【００７７】出現確率判定表は、文脈毎に、出現確率判
定用データを記憶するための表である。出現確率判定用
データは数値データであり、起動時に用意される出現判
定表内の出現確率判定用データは、全て“０”に初期化
されている。

【００７８】本装置では、文脈の新規登録、符号表の内
容変更は行われず、出現確率判定表内の出現確率判定用
データに基づき、ＭＰＳの出現確率が５０％を越えるか
否かが判定（推定）され、ＭＰＳの出現確率が５０％を
越える場合には、拡張符号表を用いた符号化が行われ
る。

【００７９】以下、図９を用いて、本データ圧縮装置に
よるデータ圧縮手順を詳細に説明する。データ圧縮の開
始時、ＣＰＵは、まず、文脈文字列Ｐ₀を空文字列に初
期化する（ステップＳ５０１）。次いで、文脈Ｐに文脈
文字列Ｐ₀の内容を複写し（ステップＳ５０２）、圧縮
対象であるデータから符号化を行う一文字Ｋを取得する
（ステップＳ５０３）。その後、ＣＰＵは、文脈辞書に
文脈Ｐが登録されているか否かを判断し、文脈Ｐが登録
されていない場合（ステップＳ５０４：Ｎ）には、先頭
の１文字を取り除くことによって、文脈Ｐを１文字分短
縮し（ステップＳ５０５）、ステップＳ５０４に戻る。

【００８０】文脈辞書に登録されている文脈Ｐを見い出
したとき（ステップＳ５０４；Ｙ）、ＣＰＵは、出現確
率判定表に記憶された文脈Ｐに関する出現確率判定用デ
ータに基づき、文脈Ｐに対する符号表内でのＭＰＳの出
現確率が５０％を越えるか否かを判定する（ステップＳ
５０６）。このステップにおける具体的な判定手順につ
いては後述する。

【００８１】ＭＰＳの出現確率が５０％以下であると判
定した場合（ステップＳ５０６；Ｙ）、ＣＰＵは、文脈
Ｐの符号表内で、文字Ｋと対応づけられている符号を出
力（ステップＳ５０７）し、ステップＳ５０９に進む。
一方、ＭＰＳの出現確率が５０％を越えていると判定し
た場合（ステップＳ５０６；Ｎ）、ＣＰＵは、拡張符号
出力処理（ステップＳ５０８）を実行する。

【００８２】図１０に、拡張符号出力処理時のデータ圧
縮装置（ＣＰＵ）の動作手順を示す。図示したように、
拡張符号出力処理の開始時、ＣＰＵは、まず、文脈Ｑ
に、文脈Ｐの末尾にＭＰＳを加えた文字列を設定（ステ
ップＳ６０１）する。次いで、文脈辞書に文脈Ｑが登録
されているか否かを判断し、登録されていない場合（ス
テップＳ６０２；Ｎ）には、先頭１文字を取り除くこと
によって文脈Ｑを１文字分短縮（ステップＳ６０３）
し、ステップＳ６０２に戻る。

【００８３】文脈Ｑを見い出した場合（ステップＳ６０
２；Ｙ）、ＣＰＵは、文脈Ｐと文脈Ｑの符号表を組み合
わせることによって拡張符号表を作成（ステップＳ６０
４）する。このステップおける拡張符号表の作成手順
は、組み合わされる符号表が文脈Ｑの符号表である点を
除けば、第１実施形態のデータ圧縮装置で行われている
拡張符号表の作成手順と同じものである。たとえば、文
脈Ｐ、文脈Ｑの符号表が、それぞれ、図１１（ａ）、
（ｂ）に示したものであった場合、（ｃ）に示したよう
な拡張符号表が作成される。なお、各符号表は、文字の
順位と符号とを対応づける際に良く用いられる符号表で
あり、（ａ）、（ｂ）に示した符号は、それぞれ、Ｕｎ
ａｒｙ符号、Ｇｏｌｏｍｂ符号と呼ばれている。

【００８４】図示したように、これらの符号から既に説
明した手順によって作成される拡張符号表では、I〜I
といった２文字の文字列が、文脈Ｑに関する〜と
いった１文字の符号と同じ長さの符号で表されている。
すなわち、文脈Ｐに関する符号表において１ビットで表
されていた文字Ｉのうち、I〜Iという文字列に含ま
れる文字Iが、この拡張符号表では、１ビット以下で表
されている。このため、本拡張符号表によれば、１文字
毎に符号化を行った場合に比して、高圧縮率が達成され
ることになる。図１２に、各符号表に対応する符号木を
示しておく。

【００８５】拡張符号表の作成後、ＣＰＵは、文脈Ｐの
ＭＰＳが文字Ｋと一致しているか否かを判断し、一致し
ていなかった場合（ステップＳ６０５；Ｎ）には、作成
した拡張符号表を用いて、文字Ｋの符号を出力する（ス
テップＳ６０６）。他方、文脈ＰのＭＰＳが文字Ｋであ
った場合（ステップＳ６０５；Ｙ）、ＣＰＵは、次に符
号化すべき文字Ｊを取得（ステップＳ６０７）し、拡張
符号表内において、文字Ｋ＋文字Ｊという文字列に対応
づけられている符号を出力（ステップＳ６０８）し、拡
張符号出力処理を終了する（図９のステップＳ５０９に
進む）。

【００８６】図９のステップＳ５０９〜Ｓ５１３は、出
現確率判定表を更新するためのステップとなっている。
図示したように、ＣＰＵは、まず、符号化を終えた文字
Ｋが、文脈ＰのＭＰＳと一致しているか否かを判断する
（ステップＳ５０９）。そして、文字ＫがＭＰＳと一致
していた場合（ステップＳ５０９；Ｙ）、ＣＰＵは、文
脈Ｐに関する出現確率判定用データ（図では、判定用デ
ータと略記してある）が“３”であるか否かを判断する
（ステップＳ５１０）。出現確率判定用データが“３”
でなかった場合（ステップＳ５１０；Ｎ）、ＣＰＵは、
その出現確率判定用データに“１”を加算して（ステッ
プＳ５１１）、ステップＳ５１４に進む。他方、出現確
率判定用データが“３”であった場合（ステップＳ５１
０；Ｙ）、ＣＰＵは、出現確率判定用データを更新する
ことなく、ステップＳ５１４に進む。

【００８７】また、文字ＫがＭＰＳと一致していなかっ
た場合（ステップＳ５０２；Ｎ）、ＣＰＵは、出現確率
判定用データが“０”であるか否かを判断する（ステッ
プＳ５１２）。そして、ＣＰＵは、出現確率判定用デー
タが“０”でなかったとき（ステップＳ５１２；Ｎ）に
は、出現確率判定用データから“１”を減算して（ステ
ップＳ５１３）、ステップＳ５１４に進む。他方、出現
確率判定用データが“０”であったとき（ステップＳ５
１２；Ｙ）には、出現確率判定用データを更新すること
なく、ステップＳ５１４に進む。

【００８８】この出現確率表更新手順（ステップＳ５０
９〜Ｓ５１３）によれば、ＭＰＳの出現確率が５０％を
越えている場合、出現確率判定用データに“１”が加算
される回数の方が、出現確率判定用データから“１”が
減算される回数よりも多くなので、出現確率判定用デー
タは３近傍の値を取ることになる。逆に、ＭＰＳの出現
確率が５０％以下であった場合、出現確率判定用データ
に“１”が加算される回数の方が、出現確率判定用デー
タから“１”が減算される回数よりも少なくなるので、
出現確率判定用データは０近傍の値を取ることになる。

【００８９】従って、出現確率判定用データが“２”以
上であった場合には、ＭＰＳの出現確率が５０％を越え
ていると推定できることになり、逆の場合には、ＭＰＳ
の出現確率が５０％以下であると推定できることにな
る。このことに基づき、前述のステップＳ５０６では、
出現確率判定用データが“２”以上であった場合、
“Ｙ”側への分岐を実行させ、“２”未満であった場
合、“Ｎ”側への分岐を実行させている。

【００９０】出現確率判定表更新処理の実行後、ＣＰＵ
は、文脈文字列Ｐ₀を符号化を終えた文字あるいは文字
列を用いて更新する（ステップＳ５１４）。次いで、Ｃ
ＰＵは、全データの処理が完了しているか否かを判断
し、未処理の文字が残っていた場合（ステップＳ５１
５；Ｎ）には、ステップＳ５０２に戻り、次の文字の符
号化を開始する。そして、ＣＰＵは、上述のような一連
の処理を全てのデータに対して行った後に（ステップＳ
５１５；Ｙ）、データ圧縮処理を終了する。

【００９１】このように、第２実施形態のデータ圧縮装
置では、符号化対象文字の符号化に使用する符号表に出
現確率が５０％を越えると推定される文字が含まれてい
た場合、符号化対象文字ともう１文字からなる文字列に
対して符号が割り付けられ（情報源が拡大され）、符号
化対象文字の符号化が行われる。また、情報源の拡大
は、２つの符号表を組み合すことによって行われている
ので、本データ圧縮装置によれば、高速に高圧縮率でデ
ータ圧縮が実現できることになる。

【００９２】なお、第２実施形態のデータ圧縮装置で
は、出現確率判定用データとして数値データを用いた
が、装置内に、各文脈に対応するシフトレジスタを設
け、各シフトレジスタ内に出現確率判定用データを記憶
させることもできる。

【００９３】図１３に、シフトレジスタを用いた場合の
出現確率判定用データ更新手順を示す。この場合、ＭＰ
Ｓと文字Ｋが一致していた場合（ステップＳ７０１；
Ｙ）には、そのときに対象としている文脈のシフトレジ
スタの右端より、“１”が左シリアルシフト−インされ
るようにする（ステップＳ７０２）。逆に、ＭＰＳと文
字Ｋが一致していなかった場合（ステップＳ７０１；
Ｎ）には、シフトレジスタの左端より、“０”が右シリ
アルシフト−インされるようにする（ステップＳ７０
３）。

【００９４】このようにシフトレジスタの内容が更新さ
れるようにすれば、図１４に模式的に示したように、シ
フトレジスタの内部に“０”より“１”が多く記憶され
ている場合には、対応するＭＰＳの出現確率が５０％を
越えていると判定できることになる。このため、図１５
に模式的に示してあるように、シフトレジスタ内に
“１”が多数存在しているか否かを判定させ、存在して
いた場合（ステップＳ９０１；Ｙ）に、ＭＰＳの出現確
率が５０％以上であると推定させる（ステップＳ９０
２）ことができる。そして、シフトレジスタ内に“１”
が多数存在していない場合（ステップＳ９０１；Ｎ）
に、ＭＰＳの出現確率が５０％未満であると推定させる
（ステップＳ９０２）ことができることになる。

【００９５】なお、この構成は、第２実施形態のデータ
圧縮装置を、ＩＣ化する際に特に効果的である。＜データ復元装置＞第２実施形態のデータ復元装置は、
第２実施形態のデータ圧縮装置で圧縮されたデータを復
元する。第２実施形態のデータ復元装置も、第２実施形
態のデータ圧縮装置と同様にＣＰＵを中心として構成さ
れている。また、その起動時、第２実施形態のデータ復
元装置のＲＡＭ上には、第２実施形態のデータ圧縮装置
の起動時にＲＡＭ上に用意される文脈辞書、出現確率判
定表、符号表と全く内容が等しい文脈辞書、出現確率判
定表、符号表が用意される。

【００９６】以下、図１６を用いて、第２実施形態のデ
ータ復元装置（ＣＰＵ）のデータ復元手順を説明する。
データ復元を開始する際、ＣＰＵは、まず、文脈文字列
Ｐ₀を空文字列に初期化する（ステップＳ８０１）。次
いで、ＣＰＵは、文脈Ｐに文脈文字列Ｐ₀の内容を複写
し（ステップＳ８０２）、文脈辞書に文脈Ｐが登録され
ているか否かを判断（ステップＳ８０３）する。

【００９７】文脈Ｐが登録されていない場合（ステップ
Ｓ８０３：Ｎ）、ＣＰＵは、先頭の１文字を取り除くこ
とによって文脈Ｐを１文字短縮し（ステップＳ８０
４）、ステップＳ８０３に戻る。文脈辞書に登録されて
いる文脈Ｐを見い出したとき（ステップＳ８０３；
Ｙ）、ＣＰＵは、出現確率判定表内の文脈Ｐに関する出
現確率判定用データと所定値（＝２）との大小関係を比
較することによって、文脈Ｐに関するＭＰＳの出現確率
が５０％を越えているか否かを判断（ステップＳ８０
５）する。

【００９８】ＭＰＳの出現確率が５０％以下である場合
（ステップＳ８０５；Ｎ）、ＣＰＵは、文脈Ｐに関する
符号表を用いて符号を復号して、復号結果である文字を
出力し（ステップＳ８０６）、ステップＳ８１２に進
む。一方、ＭＰＳの出現確率が一方、ＭＰＳの出現確率
が５０％を越えていた場合（ステップＳ８０５；Ｙ）、
ＣＰＵは、文脈Ｐの末尾にＭＰＳを付加した文字列を、
文脈Ｑに設定（ステップＳ８０７）する。次いで、文脈
辞書に文脈Ｑが登録されていなかった場合（ステップＳ
８０８；Ｎ）には、先頭の１文字を削除することによっ
て、文脈Ｑを１文字分短縮し（ステップＳ８０９）、ス
テップＳ８０８に戻る。

【００９９】文脈辞書に登録されている文脈Ｑを見い出
したとき（ステップＳ８０８；Ｙ）、ＣＰＵは、文脈Ｐ
と文脈Ｑに関する符号表を組み合わせて拡張符号表を作
成（ステップＳ８１０）する。次いで、その拡張符号表
を用いて符号の復号を行い、復号結果である文字あるい
は文字列を出力（ステップＳ８１１）する。

【０１００】その後、ＣＰＵは、拡張符号表更新処理
（ステップＳ８１２）を実行する。このステップでは、
図９のステップＳ５０９〜Ｓ５１３と同じ処理が実行さ
れる。次いで、ＣＰＵは、文脈文字列Ｐ₀を更新（ステ
ップＳ８１３）し、処理すべきデータが残っていた場合
（ステップＳ８１４；Ｎ）には、ステップＳ８０２に戻
る。

【０１０１】ＣＰＵは、ステップＳ８０２〜Ｓ８１３の
処理を繰返し、全てのデータに対する処理が完了したと
きに（ステップＳ８１４；Ｙ）、データ復元処理を終了
する。

【０１０２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
データ圧縮装置によれば、２文字単位での符号化も併用
した形でデータ圧縮が進められるので、高速かつ高圧縮
率のデータ圧縮を実現できる。また、本発明のデータ復
元装置によれば、本発明のデータ圧縮装置によって圧縮
されたデータを高速に復元できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のデータ圧縮装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】第１実施形態のデータ圧縮装置の動作手順を示
す流れ図である。

【図３】第１実施形態のデータ圧縮装置で実行される拡
張符号出力処理の流れ図である。

【図４】第１実施形態のデータ圧縮装置における拡張符
号表の作成手順を模式的に示した説明図である。

【図５】第１実施形態のデータ圧縮装置における拡張符
号表の作成手順を模式的に示した説明図である。

【図６】拡張符号表による符号化空間の分割例を示した
図である。

【図７】第１実施形態のデータ復元装置によるデータ復
元手順を示す流れ図である。

【図８】本発明の第２実施形態のデータ圧縮装置の構成
を示すブロック図である。

【図９】第２実施形態のデータ圧縮装置の動作手順を示
す流れ図である。

【図１０】第２実施形態のデータ圧縮装置で実行される
拡張符号出力処理の流れ図である。

【図１１】第２実施形態のデータ圧縮装置において符号
化に使用される２つの符号表と、それらの符号表から作
成される拡張符号表とを示した図である。

【図１２】第２実施形態のデータ圧縮装置における拡張
符号表の作成手順を模式的に示した説明図である。

【図１３】出現確率判定用データの記憶にシフトレジス
タを用いた際の、出現確率判定用データ更新手順の内容
を示した流れ図である。

【図１４】出現確率判定用データの記憶にシフトレジス
タを用いた際の、シフトレジスタの動作内容を示した説
明図である。

【図１５】出現確率判定用データの記憶にシフトレジス
タを用いた際の、出現確率推定手順を示した流れ図であ
る。

【図１６】本発明の第２実施形態のデータ復元装置によ
るデータ復元手順を示す流れ図である。

【図１７】統計型圧縮を行うデータ圧縮装置の基本構成
を示すブロック図である。

【図１８】統計モデル部の動作を説明するための図であ
る。

【図１９】文脈を収集する際に用いられる木構造の一例
を示した図である。

【図２０】算術符号化における文字の生起確率と区間と
の対応関係を示した図である。

【図２１】算術符号化における符号化手順を示した説明
図である。

【図２２】データ圧縮を行う際に用いられる静的符号を
示した図である。

【符号の説明】

１１入出力部１２ＲＯＭ１３ＣＰＵ１４ディスク記憶装置１５ＲＡＭ２０〜２２部分木３１統計モデル部３２エントロピー符号化部

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−101669（ＪＰ，Ａ) 特開平６−315089（ＪＰ，Ａ) 特開平８−30432（ＪＰ，Ａ) 特開平８−167853（ＪＰ，Ａ) ＪＯＨＮＧ．ＣＬＥＡＲＹｅｔａｌ．，ＤａｔａＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＵｓｉｎｇＡｄａｐｔｉｖｅＣｏｄｉｎｇａｎｄＰａｒｔｉａｌＳｔｒｉｎｇＭａｔｃｈｉｎｇ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，米国，Ｖｏｌ．ＣＯＭ −32 Ｎｏ．４，ｐ396−402 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/42 H03M 7/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】文脈毎に、その文脈に続く文字と符号と
を対応付けた符号表を記憶する記憶手段と、圧縮すべき文字列から符号化を行う文字である符号化対
象文字を取得する取得手段と、この取得手段により取得された符号化対象文字の直前に
現れた文脈を特定する文脈特定手段と、この文脈特定手段により特定された文脈に対して前記記
憶手段内に記憶されている符号表が出現確率が５０％を
越えている文字である最頻出文字を含む符号表であった
場合、その符号表を変形して前記最頻出文字で始まる２
文字の文字列と最頻出文字以外の文字とに符号を対応づ
ける拡張符号表を作成し、作成した拡張符号表を用いて
前記符号化対象文字あるいは前記符号化対象文字とその
次の文字とからなる文字列を符号化する第１符号化手段
と、前記文脈特定手段により特定された文脈に対して前記記
憶手段内に記憶されている符号表が出現確率が５０％を
越えている文字である最頻出文字を含まない符号表であ
った場合、その符号表を用いて前記符号化対象文字を符
号化する第２符号化手段とを備えることを特徴とするデ
ータ圧縮装置。
【請求項２】文脈毎に、その文脈に続く文字と符号と
を対応付けた符号表を記憶する記憶手段と、圧縮すべき文字列から符号化を行う文字である符号化対
象文字を取得する取得手段と、この取得手段により取得された符号化対象文字の直前に
現れた文脈を特定する文脈特定手段と、この文脈特定手段により特定された文脈に対して前記記
憶手段内に記憶されている符号表内の各文字のうち、最
も出現確率が高い文字である最頻出文字の出現確率が５
０％を越えているか否かを判定する判定手段と、この判定手段により最頻出文字の出現確率が５０％以下
であると判定されたときに、前記文脈に対して前記記憶
手段内に記憶されている符号表中で前記符号化対象文字
に対応づけられている符号を出力する符号出力手段と、前記判定手段により最頻出文字の出現確率が５０％を越
えていると判定されたときに、前記記憶手段内の１つの
符号表を第１の符号表とし、この第１の符号表と前記特
定手段により特定された文脈に対する第２の符号表とに
基づき、第２の符号表中の最頻出文字に前記第１の符号
表中の文字を続けた文字列及び第２の符号表中の最頻出
文字以外の文字に対してそれぞれ符号を対応づけた拡張
符号表を作成する拡張符号表作成手段と、この拡張符号表作成手段により拡張符号表が作成された
ときに、前記符号化対象文字が前記第２の符号表中の最
頻出文字でなかった場合には、拡張符号表中で符号化対
象文字に対応づけられている符号を出力し、前記符号化
対象文字が第２の符号表中の最頻出文字であった場合に
は、次に符号化すべき文字を取得し、拡張符号表中で前
記符号化対象文字とこの取得した文字とからなる文字列
に対応づけられている符号を出力する拡張符号出力手段
と、前記符号出力手段または前記拡張符号出力手段によって
符号化対象文字に対する符号が出力されたときに、前記
特定手段によって特定された文脈に対する符号表の内容
を、出現確率が大きい文字ほど符号長が短い符号が対応
づけられるように更新する更新手段とを備えることを特
徴とするデータ圧縮装置。
【請求項３】前記拡張符号表作成手段は、拡張符号表
を作成する際に、最頻出文字で始まる文字列に対する符
号として、その文字列内の最頻出文字に続く文字に対し
て前記第１の符号表中で対応づけられている符号の先頭
のビットをその先頭ビットの値に応じて“０”あるいは
“１０”に置換した符号を用い、第２の符号表中の最頻
出文字以外の文字に対する符号として、第２の符号表中
のその文字に対する符号の先頭のビットを“１１”に置
換した符号を用いることを特徴とする請求項２記載のデ
ータ圧縮装置。
【請求項４】文脈毎に、その文脈に続く文字と符号と
を対応付ける符号表を記憶する符号表記憶手段と、文脈毎に、その文脈に対して前記符号表記憶手段に記憶
されている符号表中で１ビットの符号が対応づけられて
いる文字である最頻出文字の出現確率が５０％を越えて
いるか否かを判定するための判定用データを記憶する判
定用データ記憶手段と、圧縮すべき文字列から符号化を行う文字である符号化対
象文字を取得する取得手段と、この取得手段により取得された符号化対象文字の直前に
現れた文脈を特定する文脈特定手段と、この文脈特定手段により特定された文脈に対して前記判
定用データ記憶手段内に記憶されている判定用データに
基づき、その文脈に関する最頻出文字の出現確率が５０
％を越えているか否かを判定する判定手段と、この判定手段により最頻出文字の出現確率が５０％以下
であると判定されたときに、前記文脈に対して前記符号
表記憶手段内に記憶されている符号表中で前記符号化対
象文字に対応づけられている符号を出力する符号出力手
段と、前記判定手段により最頻出文字の出現確率が５０％を越
えていると判定されたときに、前記符号表記憶手段内の
何れかの符号表を第１の符号表とし、この第１の符号表
と前記特定手段により特定された文脈に対する第２の符
号表とに基づき、第２の符号表中の最頻出文字に前記第
１の符号表中の文字を続けた文字列及び第２の符号表中
の最頻出文字以外の文字に対してそれぞれ符号を対応づ
けた拡張符号表を作成する拡張符号表作成手段と、この拡張符号表作成手段により拡張符号表が作成された
ときに、前記符号化対象文字が前記第２の符号表中の最
頻出文字でなかった場合には、拡張符号表中で符号化対
象文字に対応づけられている符号を出力し、前記符号化
対象文字が第２の符号表中の最頻出文字であった場合に
は、次に符号化すべき文字を取得し、拡張符号表中で前
記符号化対象文字と取得した文字とからなる文字列に対
応づけられている符号を出力する拡張符号出力手段と、前記符号出力手段又は前記拡張符号出力手段によって符
号が出力されたときに、前記符号化対象文字が前記特定
手段によって特定された文脈に対する符号表中の最頻出
文字と一致しているか否かに応じて、その文脈に関する
前記判定用データ記憶手段内の判定用データの内容を更
新する更新手段とを備えることを特徴とするデータ圧縮
装置。
【請求項５】前記判定用データ記憶手段は、数値デー
タである判定用データを記憶し、前記判定手段は、判定用データが予め定められた基準値
よりも大きい場合に、最頻出文字の出現確率が５０％を
越えていると判定し、前記更新手段は、符号化対象文字が最頻出文字と一致し
ていた場合には、出現確率用データに所定値を加算し、
符号化対象文字が最頻出文字と一致していない場合に
は、出現確率用データから前記所定値を減算することを
特徴とする請求項４記載のデータ圧縮装置。
【請求項６】前記判定用データ記憶手段は、それぞ
れ、文脈に対応づけられた複数のシフトレジスタから構
成され、前記判定手段は、前記文脈特定手段によって特定された
文脈に対応する前記シフトレジスタに予め定められた基
準値よりも多い“１”が含まれている場合に、最頻出文
字の出現確率が５０％を越えていると判定し、前記更新手段は、符号化対象文字が最頻出文字と一致し
ていた場合には、前記文脈特定手段によって特定された
文脈に対応するシフトレジスタに、その一方の端から
“１”を入力するとともに、シフトレジスタの内容を他
方の端に向けて１ビット分シフトさせ、符号化対象文字
が最頻出文字と一致していなかった場合には、前記文脈
特定手段によって特定された文脈に対応するシフトレジ
スタに、前記他方の端から“０”を入力するとともに、
シフトレジスタの内容を前記一方の端に向けて１ビット
分シフトさせることを特徴とする請求項４記載のデータ
圧縮装置。
【請求項７】文脈毎に、その文脈に続く文字と符号と
を対応付けた符号表を記憶する記憶手段と、符号の復号に使用する文脈を特定する文脈特定手段と、この文脈特定手段により特定された文脈に対して前記記
憶手段内に記憶されている符号表が出現確率が５０％を
越えている文字である最頻出文字を含む符号表であった
場合、その符号表を変形して前記最頻出文字で始まる２
文字の文字列と最頻出文字以外の文字とに符号を対応づ
ける拡張符号表を作成し、作成した拡張符号表を用いて
復元すべき符号を復号する第１復号手段と、前記文脈特定手段により特定された文脈に対して前記記
憶手段内に記憶されている符号表が出現確率が５０％を
越えている文字である最頻出文字を含まない符号表であ
った場合、その符号表を用いて復元すべき符号を復号す
る第２復号手段とを備えることを特徴とするデータ復元
装置。
【請求項８】文脈毎に、その文脈に続く文字と符号と
を対応付ける符号表を記憶する記憶手段と、符号の復号に使用する文脈を特定する文脈特定手段と、この文脈特定手段により特定された文脈に対して前記記
憶手段内に記憶されている符号表内の文字のうち最も出
現確率が高い文字である最頻出文字の出現確率が５０％
を越えているか否かを判定する判定手段と、この判定手段により最頻出文字の出現確率が５０％以下
であると判定された場合に、前記文脈に対して前記記憶
手段内に記憶されている符号表中で、復元すべき符号に
対応づけられている文字を出力する文字出力手段と、前記判定手段により最頻出文字の出現確率が５０％を越
えていると判定されたときに、前記記憶手段内の１つの
符号表を第１の符号表とし、この第１の符号表と前記特
定手段により特定された文脈に対する第２の符号表とに
基づき、第２の符号表中の最頻出文字に前記第１の符号
表中の文字を続けた文字列及び第２の符号表中の最頻出
文字以外の文字に対してそれぞれ符号を対応づけた拡張
符号表を作成する拡張符号表作成手段と、この拡張符号表作成手段によって作成された拡張符号表
内において、復元すべき符号に対応づけられている文字
あるいは文字列を出力する文字・文字列出力手段と、前記文字出力手段又は文字・文字列出力手段によって文
字あるいは文字列が出力されたときに、前記特定手段に
よって特定された文脈に関する符号表の内容を、出現確
率が大きい文字ほど符号長が短い符号が対応づけられる
ように更新する更新手段とを備えることを特徴とするデ
ータ復元装置。
【請求項９】前記拡張符号表作成手段は、拡張符号表
を作成する際に、最頻出文字で始まる文字列に対する符
号として、その文字列内の最頻出文字に続く文字に対し
て前記第１の符号表中で対応づけられている符号の先頭
のビットをその先頭ビットの値に応じて“０”あるいは
“１０”に置換した符号を用い、第２の符号表中の最頻
出文字以外の文字に対する符号として、第２の符号表中
のその文字に対する符号の先頭のビットを“１１”に置
換した符号を用いることを特徴とする請求項８記載のデ
ータ復元装置。
【請求項１０】文脈毎に、その文脈に続く文字と符号
とを対応付ける符号表を記憶する符号表記憶手段と、文脈毎に、その文脈に対して前記符号表記憶手段に記憶
されている符号表中で１ビットの符号が対応づけられて
いる文字である最頻出文字の出現確率が５０％を越えて
いるか否かを判定するための判定用データを記憶する判
定用データ記憶手段と、符号の復号に用いる文脈を特定する文脈特定手段と、この文脈特定手段により特定された文脈に対して前記判
定用データ記憶手段内に記憶されている判定用データに
基づき、その文脈に関する最頻出文字の出現確率が５０
％を越えているか否かを判定する判定手段と、この判定手段により最頻出文字の出現確率が５０％以下
であると判定されたときに、前記文脈に対して前記符号
表記憶手段内に記憶されている符号表中で、復元すべき
符号に対応づけられている文字を出力する文字出力手段
と、前記判定手段により最頻出文字の出現確率が５０％を越
えていると判定されたときに、前記記憶手段内の１つの
符号表を第１の符号表とし、この第１の符号表と前記特
定手段により特定された文脈に対する第２の符号表とに
基づき、第２の符号表中の最頻出文字に前記第１の符号
表中の文字を続けた文字列及び第２の符号表中の最頻出
文字以外の文字に対してそれぞれ符号を対応づけた拡張
符号表を作成する拡張符号表作成手段と、この拡張符号表作成手段によって作成された拡張符号表
内において、復元すべき符号に対応づけられている文字
あるいは文字列を出力する文字・文字列出力手段と、前記文字出力手段又は前記文字・文字列出力手段によっ
て文字あるいは文字列の出力が行われたときに、その文
字あるいは文字列の先頭の文字が前記特定手段で特定さ
れた文脈に対する符号表中の最頻出文字と一致している
か否かに応じて、前記判定用データ記憶手段内の前記文
脈に関する判定用データの内容を更新する更新手段とを
備えることを特徴とするデータ復元装置。
【請求項１１】前記判定用データ記憶手段は、数値デ
ータである判定用データを記憶し、前記判定手段は、判定用データが予め定められた基準値
よりも大きい場合に、最頻出文字の出現確率が５０％を
越えていると判定し、前記更新手段は、出力された文字あるいは出力された文
字列の先頭の文字が最頻出文字と一致している場合に
は、出現確率用データに所定値を加算し、それ以外の場
合には、出現確率用データから前記所定値を減算するこ
とを特徴とする請求項１０記載のデータ復元装置。
【請求項１２】前記判定用データ記憶手段は、それぞ
れ、文脈に対応づけられた複数のシフトレジスタから構
成され、前記判定手段は、前記文脈特定手段によって特定された
文脈に対応する前記シフトレジスタに予め定められた基
準値よりも多い“１”が含まれている場合に、最頻出文
字の出現確率が５０％を越えていると判定し、前記更新手段は、出力された文字あるいは出力された文
字列の先頭の文字が最頻出文字と一致している場合に
は、前記文脈特定手段によって特定された文脈に対応す
るシフトレジスタに、その一方の端から“１”を入力す
るとともに、シフトレジスタの内容を他方の端に向けて
１ビット分シフトさせ、それ以外の場合には、前記文脈
特定手段によって特定された文脈に対応するシフトレジ
スタに、前記他方の端から“０”を入力するとともに、
シフトレジスタの内容を前記一方の端に向けて１ビット
分シフトさせることを特徴とする請求項１０記載のデー
タ復元装置。