JP3269359B2 - データ符号化装置およびその方法ならびにデータ復号化装置およびその方法 - 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、データ符号化装置
およびその方法ならびにデータ復号化装置およびその方
法に関し、特にカラー画素データを符号化および復号化
する装置ならびにそれらの方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データは、情報量が多いため、その
ままの形で処理すると、メモリ容量が大きくなり、また
通信速度も遅くなり実用的でない。したがって、画像デ
ータの圧縮技術は極めて重要なものとなる。このため、
従来より各種のデータの圧縮技術が開発、実用化されて
いる。

【０００３】近年、データ圧縮の手法の一つとして、エ
ントロピー符号器および復号器を用いた技術が注目され
ている。このエントロピー符号化および復号化技術の一
つとして、例えば、算術符号化および復号化技術を用い
たものがある。この技術の概要は、例えば、特開昭６２
−１８５４１３号公報、特開昭６３−７４３２４号公
報、特開昭６３−７６５２５号公報等に記載されてい
る。

【０００４】図１１に、このような技術を用いた従来の
データ符号化システム５０およびデータ復号化システム
６０を示す。

【０００５】このデータ符号化システム５０は、ライン
バッファ５１と、エントロピー符号器５２とを含むもの
である。入力されるカラー画素データ１００Ａは、ライ
ンバッファ５１およびエントロピー符号器５２へ入力さ
れる。前記カラー画像データ１００Ａは、図１２に示す
ように、いずれも水平走査順に順次画素データとして入
力される。

【０００６】前記ラインバッファ５１は、参照画素生成
手段として、既に入力された画像データ１００Ａから、
符号化対象画素Ｘｎに対する参照画素データａｎ，ｂ
ｎ，ｃｎ，ｄｎを作成する。すなわち、ラインバッファ
５１は、画像をスキャンするときにｎライン分の履歴を
記憶しておく。そして、符号化対象画素Ｘｎのカラー画
素データ１００Ａが入力されるごとに、この直前の画素
ｄｎと、周辺の画素ａｎ，ｂｎ，ｃｎとからなる一連の
画素データを参照画素データ１１０としてエントロピー
符号器５２へ向けて出力する。

【０００７】このエントロピー符号器５２は、例えば、
算術符号化またはハフマン符号化などの手法を用いて形
成される。そして、参照画素データ１１０を状態信号と
して用い、対象カラー画素データ１００Ａを符号化デー
タ２００に変換出力する。

【０００８】前記データ復号化システム６０は、ライン
バッファ６１とエントロピー復号器６２を含んで構成さ
れる。ここにおいて、前記ラインバッファ６１とエント
ロピー復号器６２は、入力される符号化データ２００を
データ符号化システム５０のラインバッファ５１、エン
トロピー符号器５２とは全く逆の手順で復号化出力する
ように形成されている。

【０００９】このようにして、前記データ符号化システ
ム５０と、データ復号化システム６０とは、互いに全く
逆のアルゴリズムを用いて、カラー画素データ１００Ａ
を符号化データ２００に符号化し、さらにこの符号化デ
ータ２００をカラー画素データ１００Ｂに復号化して出
力することができる。したがって、前記システムは、各
種用途に幅広く用いることができる。

【００１０】このようなシステムでは、参照画素像デー
タ１１０を、エントロピー符号器５２、エントロピー復
号器６２の状態信号として使用している。したがって、
その状態数、すなわち、参照画素数を多くとれば、その
データ圧縮率は向上する。すなわち、算術符号化または
ハフマン符号化などの手法を用いてエントロピー符号器
５２および復号器６２を構成する場合には、０または１
のシンボルの発生確率に大きな偏りがあると、データの
圧縮率を高めることができる。これは、エントロピー符
号化技術では、発生確率の高い入力データには短い符号
化データを割り当て、発生率の低い入力データには相対
的に長い符号化データを割り当てるからである。

【００１１】シンボル発生確率の大きな偏りを得るため
に、従来より、入力データをいくつかの状態に分類して
符号化することが行われている。分類をしないと、良い
圧縮率は得られないからである。例えば、図１１に示す
従来の手法では、ラインバファ５１，６１を用い、参照
画素データを作成し、これを分類用の状態信号としてエ
ントロピー符号器５２およびエントロピー復号器６２へ
入力している。そして、これらエントロピー符号器５２
およびエントロピー復号器６２は、前記状態信号を用い
ることにより入力データを分類し、符号化および復号化
を行っている。すなわち、参照画素データの各状態の発
生確率を計算し、その発生確率の高い組み合わせのもの
に短い符号化データを割り当てている。これによりデー
タの圧縮率を高めている。

【００１２】しかし、前記エントロピー符号器５２およ
びエントロピー復号器６２では、参照画素データの状態
数に対応した数の符号化パラメータテーブルが必要とな
る。このため、圧縮率を高めるために参照画素数を大き
くとればとるほど、符号化パラメータテーブルが大きく
なる。このため、エントロピー符号器５２およびエント
ロピー復号器６２が大型化かつ高価となってしまうとい
う問題がある。

【００１３】例えば、カラー画素データが１画素当たり
４ビットデータで構成され、しかも参照画素データ１１
０の画素数が４である場合を想定する。この場合には、
符号化および復号化パラメータテーブルの状態数は、４
画素×４ビット＝１６ビット分の状態数、すなわち２
^１６ の状態数をとる。このため、２ ^１６ ＝６５５３６通
りのパラメータテーブルを用意しなければならない。こ
のことからも、参照画素を１つ増やすごとに、その分、
符号化および復号化パラメータテーブルが極めて大きく
なり、エントロピー符号器５２およびエントロピー復号
器６２を構成するハードウェアが大型化してしまうこと
が理解される。しかも、対象画素も４ビット、すなわ
ち、４プレーンで構成され、各プレーンに１ビットずつ
の信号が割り当てられ、結果として４ビットで１６通り
の値（色）をとるので、パラメータテーブルは６５５３
６×１６の大きさを持つテーブルとなる。（図１３参
照）。

【００１４】このような問題に対し、対象画素のカラー
シンボルの出現頻度の偏りを計算し、出現頻度の高いも
のに短い符号化データを割り当て、さらに、圧縮率を高
める方法がある（特開平６−２７６０４１号公報参
照）。また、この公開公報には、エントロピー符号器５
２およびエントロピー復号器６２の中に縮退した状態数
に応じてパラメータテーブルを小さくさせる技術も開示
されている。

【００１５】この特開平６−２７６０４１号公報に示さ
れている状態数を縮退するシステムの特徴は、図１４に
示すように、従来のデータ符号化システム５０やデータ
復号化システム６０と同様にエントロピー符号器５２お
よびエントロピー復号器６２に参照画素データ１１０を
状態信号として入力するわけであるが、その入力に際
し、その状態信号１４０をラインバファ５１，６１から
出力される参照画素データ１１０を縮退する状態縮退器
５３，６３によって生成する点にある。

【００１６】この状態縮退５３、６３は、入力される参
照画素データ１１０を、より少ないビット数の状態信号
１４０に縮退し、対応するエントロピー符号器５２およ
びエントロピー復号器６２へ向け出力するように構成さ
れている。なお、予測器５４、６４は、それぞれカラー
シンボルの出現頻度に基づいてカラー画素データを色順
位に変換するためおよびその逆を行なうための色順位デ
ーブル（詳細は特開平６−２７６０４１号公報参照）を
そのメモリーに保有しているものである。

【００１７】なお、縮退とは、縮退後の状態数に、元の
状態を分類する操作である。この分類は、分類後のエン
トロピー（１つのシンボルを表示するための平均情報
量）が最少となるように、その組み合わせを選択して行
う。そして、縮退後の状態数、すなわち、分類された後
の状態数に対して識別ビットを付加する。これが状態信
号１４０である。

【００１８】ところで、前記状態縮退器５３，６３に用
いる縮退テーブルとしては、参照画素データ１１０のカ
ラーシンボルの組み合わせパターンと、縮退データとの
関係を特定する縮退テーブルを設定し、この縮退テーブ
ルを用い、入力される参照画素データ１１０のカラーシ
ンボルの組み合わせパターンを、縮退データに変換出力
する方法がある。

【００１９】図１５には、このような手法を用いて行わ
れる縮退動作の一例が示されている。ここでは、説明を
簡単にするために、図１５（Ａ）に示すよう、符号化対
象画素Ｘに対し、Ａ，Ｂ，Ｃの３つの画素から形成され
るマルコフモデルを参照画素パターンとして用いる場合
を例にとり説明する。

【００２０】参照画素が、図１５（Ａ）に示すように、
３つの画素から構成される場合には、そのカラーシンボ
ルの組み合わせパターンは、図１５（Ｂ）に示すように
５通りとなる。すなわち、３つに画素のカラーシンボル
が全て一致するパターンと、２つのカラーシンボルのみ
が一致する場合に該当する３つのパターンと、全ての画
像のカラーシンボルが異なるパターンの計５つのパター
ンに分類される。

【００２１】したがって、図１５（Ｂ）に示すテーブル
を状態縮退５３、６３の縮退テーブルとして用いること
により、本来３つの画素の組み合わせが取りうる２ ^１２
パターンの状態を、図１５（Ｂ）に示す５つの状態Ｓ１
〜Ｓ５に縮退することができる。このようにすることに
よって、参照画素データ１１０を効果的に縮退し、エン
トロピー符号器５２の状態を大幅に少なくすることがで
きる。

【００２２】ところで、このような算術符号化および復
号化の一般的な手法は、既に１画像符号化標準ＪＢＩＧ
（インターナショナルスタンダードＩＳＯ／ＩＥＣ１１
５４４）のｐ２６〜４４およびｐ４４〜ｐ５０に詳細に
述べられているが、ここでは後述する本発明の前提技術
として簡単に説明する。

【００２３】図１１に用いられる算術符号型のエントロ
ピー符号器５２の一例を図１６に示す。なお、算術復号
型のエントロピー復号器６２の構成は、符号器５２の構
成と実質的に同一であるので、ここではその説明は省略
する。

【００２４】このエントロピー符号器５２は、算術演算
部５５と、状態記憶器として機能するＲＡＭ５６とを含
んで構成される。このＲＡＭ５６内には、符号化に必要
なシンボル発生確率を決定するために必要な状態パラメ
ータテーブルが書き込まれている。上記の状態パラメー
タは、入力される状態信号によって特定される。そし
て、この状態信号によって特定された状態パラメータの
テーブルに対し、算術演算部５５は、演算パラメータ更
新時のデータを、読み出しアドレスとして出力し、これ
により特定される前記ＲＡＭのデータが算術演算部５５
へ向けて出力される。算術演算部５５は、このようにし
て出力されるデータに基づき、入力される色順位データ
１２０を符号化データ２００に変換出力する。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の技術
は、圧縮率が相当高くなっているが、データの発生確率
の偏りをまだ十分とらえていないものであるため、理論
的圧縮率と比べるとまだかなり低いものとなっている。
また、縮退も相当行われているため、パラメータテーブ
ルも小さくなり、エントロピー符号器５２やエントロピ
ー復号器６２も小型化しているが、それらは全て参照画
素を対象としており、対象画素については予測のための
状態分けをしていない。このため、復号化に当たって対
象画素が確定するまで、すなわち、対象画素の各ビット
が割り当てられる各プレーンの最後の値が決まるまでの
時間は予測作業に使われず、復号速度が悪くなってい
る。

【００２６】加えて、圧縮や伸長を行う際、ＲＡＭやＲ
ＯＭによる計算時間が長く、配線の遅延も含めるとデー
タの入力に対し、復号化が間に合わない状況が起こりが
ちとなっている。このため、高価でかつ高速なＲＯＭや
ＲＡＭが必要となり、エントロピー復号器６２等も依然
として大型化かつ高額となっている。

【００２７】本発明は、以上のような問題に対処してな
されたものであり、データの圧縮率を一層高めることが
でき、かつハードウェアを小型化できるデータ符号化装
置およびその方法ならびにデータ復号化装置およびその
方法を提供することを目的とする。

【００２８】また、本発明は、データを復号化する速度
を高めることができ、かつハードウェアを小型にしたり
低価格にできるデータ復号化装置およびその方法を提供
することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、入力される対象カラー画素データを符号化データに
符号化し、出力するデータ符号化装置において、上記対
象カラー画素データを複数のプレーンに相当する複数の
ビットからなる１個のパラレルデータで構成し、前記パ
ラレルデータに対して色順位変換を行う色順位変換部
と、前記色順位変換がなされたパラレルデータの前記プ
レーンに相当する各ビットを連続して生成するパラレル
・シリアル変換手段と、この変換手段から生成されるそ
のシリアルデータ列の各ビットが確定され、出力される
ごとに、予め記憶した各ビットの値と第１の状態信号と
の関係に基づいて第１の状態信号を発生する第１の状態
信号発生手段と、変換対象画素と対応する複数の参照画
素とを比較し、比較結果および予め記憶した参照画素状
態に基づいて、第２の状態信号を発生する第２の状態信
号発生手段と、前記第１の状態信号の値および前記第２
の状態信号の値に対応づけて次に入力されるビットに対
して場合分けし、予測した二つのデータを出力する予測
手段と、この予測手段の二つのデータのうち実際に入力
されたビットに対応するデータを用いて、上記カラー画
素データを符号化データに変換し出力する算術演算部
と、を設けたことを特徴としている。

【００３０】このため、符号化される対象画素の各ビッ
ト、すなわち各プレーンの発生の確率の偏りの存在によ
り、対象画素を符号化するに際しての圧縮率を従来以上
に高めることができる。この結果、ハードウェアを小型
化できると共に、データを送伝する際には、その送信時
間を短縮させることができる。

【００３１】また、入力される対象符号化データを、複
数のプレーンに相当する複数のビットから構成されるカ
ラー画素データに復号化し、出力するデータ復号化装置
において、上記対象符号化データを構成するビットから
なるシリアルデータ列を入力し、複数のプレーンに相当
する複数ビットからなる１個のパラレルデータに変換す
るシリアル・パラレル変換手段と、前記パラレルデータ
に対して色順位変換を行う色順位変換部と、前記対象符
号化データの各ビットがシリアル・パラレル変換手段に
入力されるごとに、予め記憶した前記各ビットの値と第
１の状態信号との関係に基づいて第１の状態信号を発生
する第１の状態信号発生手段と、変換対象画素と対応す
る複数の参照画素とを比較し、比較結果および予め記憶
した参照画素の状態に基づいて第２の状態信号を発生す
る第２の状態信号発生手段と、前記第１の状態信号の値
および前記第２の状態信号の値に対応づけて次に入力さ
れるビットに対して場合分けし、予測した二つのデータ
を出力する予測手段と、この予測手段の二つのデータの
うち実際に入力されたビットに対応するデータを用い
て、上記対象符号化データを前記カラー画素データに変
換し出力する算術演算部と、を設けたことを特徴として
いる。

【００３２】このため、入力される対象符号化データの
各ビットの発生確率の偏りを利用することにより、対象
画素を復号化するに際しての伸長効率を従来以上に高め
ることができる。この結果、ハードウェアを小型化でき
ると共に画像データの再現速度を高めることができる。

【００３３】また、入力される対象カラー画素データを
符号化データに符号化し、出力するデータ符号化方法に
おいて、上記対象カラー画素データを複数のプレーンに
相当する複数のビットからなる１個のパラレルデータで
構成し、前記パラレルデータに対して色順位変換を行
い、前記色順位変換がなされたパラレルデータをシリア
ルデータに変換するためパラレル・シリアル変換手段に
入力する工程と、前記プレーンに相当する各ビットの入
力ごとに予め記憶した前記プレーンに相当する各ビット
の値と第１の状態信号との関係に基づいて第１の状態信
号を出力する工程と、変換対象画素と対応する複数の参
照画素とを比較し、比較結果および予め記憶した参照画
素の状態に基づいて第２の状態信号を出力する工程と、
前記第１の状態信号の値および前記第２の状態信号の値
に対応づけて次に入力されるビットに対して場合分け
し、予測した二つのデータを出力する工程と、この場合
分け工程による二つのデータのうち実際に入力されたビ
ットに対応するデータを用いて、上記対象カラー画素デ
ータを符号化データに変換し、出力するエントロピー符
号化工程とを有することを特徴としている。

【００３４】このため、符号化される対象画素の各ビッ
トの発生確率の偏りを利用でき、対象画素を符号化する
に際して、圧縮率を従来以上に高めることが可能とな
る。この結果、この方法を利用したハードウェアは、小
型化すると共にこの方法で圧縮されたデータは短時間で
他の機器等に送信することが可能となる。

【００３５】また、入力される対象符号化データを複数
のプレーンに相当する複数のビットから構成されるカラ
ー画素データに復号し、出力するデータ復号化方法にお
いて、前記対象符号化データの各ビットを、複数のプレ
ーンに相当する複数ビットからなる１個のパラレルデー
タに変換するシリアル・パラレル変換部にシリアルに入
力する工程と、前記パラレルデータに対して色順位変換
を行う工程と、前記対象符号化データを構成する各ビッ
トの入力ごとに、予め記憶した各ビットの値と第１の状
態信号との関係に基づいて第１の状態信号を出力する工
程と、変換対象画素と対応する複数の参照画素とを比較
し、比較結果および予め記憶した参照画素の状態に基づ
いて第２の状態信号を出力する工程と、前記第１の状態
信号の値および前記第２の状態信号の値に対応づけて次
に入力されるビットに対して場合分けし、予測した二つ
のデータを出力する予測工程と、この予測工程の二つの
データのうち実際に入力されたビットに対応するデータ
を用いて上記対象符号化データをカラー画素データに変
換し出力するエントロピー復号化工程とを有することを
特徴としている。

【００３６】このため、入力される対象符号化データの
各ビットの発生確率の偏りを利用でき、対象画素を復号
化するに際して、伸長効率を従来以上に高めることがで
きる。この結果、画素データの再現速度を高めることが
できると共に、この方法を利用したハードウェアを小型
化できる。

【００３７】また、入力される対象符号化データをエン
トロピー復号化手段で、複数のプレーンに相当する複数
ビットで構成されるカラー画素データに復号化し出力す
るデータ復号化装置において、上記エントロピー復号化
手段は、上記対象符号化データが入力され、前記対象符
号化データを構成する“１”または“０”の信号を復号
化する算術演算部と、前記算術演算部からの信号が入力
され、この信号に色順位変換を行って前記カラー画素デ
ータとして出力する色順位変換部と、前記算術演算部か
らの信号を入力し、この信号に基づき決定される状態信
号に関し、次の復号化信号が“１”および“０”の両方
の場合の計算命令を行うＲＡＭと、このＲＡＭの命令に
より複数のＲＯＭアドレス計算を並列にて行うＲＯＭア
ドレス計算部と、このＲＯＭアドレス計算部の計算結果
に基づきそれぞれアクセスされ、上記の次の復号化信号
が特定されたとき、その信号によって決定される結果を
上記算術演算部に伝えるＲＯＭと、を有することを特徴
としている。

【００３８】また、入力される対象符号化データをエン
トロピー復号化工程で複数のプレーンに相当する複数の
ビットからなるカラー画素データに復号化し、出力する
データ復号化方法において、エントロピー復号化工程
は、算術演算部からの前記対象符号化データを構成する
“１”または“０”の復号化信号により決定される第１
の状態信号を発生する工程と、変換対象画素と対応する
複数の参照画素とを比較し、比較結果および予め記憶し
た参照画素の状態に基づいて第２の状態信号を発生する
工程と、前記第１の状態信号の値および前記第２の状態
信号の値に基づきＲＡＭのアドレスにアクセスし、次の
復号化信号が“１”および“０”のときのそれぞれの場
合についてのＲＯＭのアドレス演算を行わせる工程と、
その演算結果に基づきＲＯＭにアクセスする工程と、上
記復号化信号を構成する次のビットの信号が特定された
とき、その特定された信号によって決定されるＲＯＭア
クセス結果を上記算術演算部に入力し、上記の次の複号
化信号に続いて入力される対象符号化データの復号化に
用いてデータを復号化する工程と、復号化されたデータ
の色順位変換を行って前記カラー画素データとして出力
する工程と、を有することを特徴としている。

【００３９】このように、請求項５および６に記載の発
明では、ＲＯＭは、ビットが確定する以前に予想される
結果を並列処理により複数用意しておくので、ビットが
確定するとすぐに算術演算部はＲＯＭからその結果を入
手できる。この結果、併行処理が可能となり、データ復
号化の速度が向上する。このため、復号化される画像デ
ータの質が向上すると共に高価でかつ高速なＲＯＭやＲ
ＡＭを特に必要としなくなり、普通のＲＡＭやＲＯＭで
ハードを構成できるものとなる。

【００４０】また、入力される対象符号化データを複数
のプレーンに相当する複数のビットから構成されるカラ
ー画素データに復号化し、出力するデータ復号化装置に
おいて、前記対象符号化データを構成する複数のビット
をシリアルデータ列から複数のプレーンに相当する複数
ビットで構成される１個のパラレルデータに変換するシ
リアル・パラレル変換手段と、前記パラレルデータに対
して色順位変換を行う色順位変換部と、このシリアル・
パラレル変換手段に入力されるシリアルデータ列を構成
する各ビットの入力ごとに、予め記憶した各ビットの値
と第１の状態信号との関係に基づいて第１の状態信号を
発生する第１状態信号発生手段と、パラレルデータに復
号される画素データの、少なくとも直前の画素データを
含む周辺の画素を参照画素として入力し、前記復号され
る画素データに相当する画素と対応する複数の参照画素
とを比較し、比較結果および予め記憶した参照画素の状
態に基づいて状態分けして第２の状態信号を発生する第
２状態信号発生手段と、上記第１の状態信号の値と上記
第２の状態信号の値との組み合わせから、上記第１の状
態信号の発生確率が低い部分に対応する上記第２の状態
信号部分を１つの状態に簡略化した縮退状態表を格納す
る予測手段と、を有することを特徴としている。

【００４１】このように、復号化される画素データを複
数ビットで構成し、その各ビットの情報とまわりの参照
画素のデータとを利用して伸長しているため、伸長速度
を速くすることができる。しかも、縮退された状態表を
使用するので、パラメータテーブルは小さくなり、デー
タ復号化装置は小型化すると共に低価格となる。

【００４２】この場合において、上記対象符号化データ
が入力され、“１”または“０”の信号を復号化する算
術演算部と、前記算出演算部からの信号が入力され、こ
の信号に色順位変換を行って前記カラー画素データとし
て出力する色順位変換部と、前記算術演算部からの信号
を入力し、この信号によって決定される上記縮退状態表
のアドレスに基づき、次の復号化信号が“１”および
“０”の両方の場合の計算命令を行うＲＡＭと、このＲ
ＡＭの命令により複数のＲＯＭアドレス計算を行うＲＯ
Ｍアドレス計算部と、このＲＯＭアドレス計算部により
アクセスされ、そのアクセス結果のうち、上記の次の復
号化信号の確定値に対応した結果を上記算術演算部に伝
えるＲＯＭとを有するようにしてもよい。

【００４３】このように、縮退した状態表を使用して予
めＲＯＭで結果を引き出しておくので、伸長率が向上す
ると共に処理速度が向上し、ＲＡＭも大型化しない。

【００４４】さらに上記縮退状態表は、各カラー画表デ
ータの最初のビットを復号化するために必要な第１の状
態信号に対応する第２の状態信号を場合分けしない部分
を有するように構成してもよい。

【００４５】このため、直前の参照画素の第２の状態信
号が確定していなくても、第１の状態信号に対応して所
定のものに確定させるため、直前の参照画素が復元され
ていない場合でも予めのＲＯＭ計算が可能となり、並列
処理を利用した併行処理が広い範囲で可能となる。この
ため、処理速度が上がると共に、高価で高速なＲＯＭや
ＲＡＭを使用する必要がなくなり、低価格なデータ復号
化装置となる。

【００４６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１から図
１０に基づき説明する。

【００４７】図１は、カラー画素データ１を符号化デー
タ２に圧縮変換するデータ符号化装置を示している。こ
のデータ符号化装置は、カラー画素データ１を入力し、
色の出現頻度で並び替えし、良く出る色には小さい番号
を与え、出現頻度が低い色には大きい番号を与えること
により、色順位変換する色順位変換部３と、その変換さ
れたカラー画素コードデータ１ａを入力し、シリアルデ
ータに変換するパラレル・シリアル変換部４と、カラー
画素データ１を入力するラインバッファ５と、パラレル
・シリアル変換部４でシリアルデータ１ｂに変換された
ビット信号が入るたびに第１の状態信号ＰＢＰを発生す
る第１状態信号発生手段６と、この第１の状態信号ＰＢ
Ｐが入力するＲＡＭ７と、ラインバッファ５からの参照
画素データ１ｃを入力する第２状態信号発生手段となる
参照画素縮退器８と、ＲＡＭ７内の予測手段９およびＲ
ＯＭアドレス計算部１０の処理結果に基づきアクセスさ
れるＲＯＭ１１と、変換されたカラー画素コードデータ
１ａを入力すると共にＲＯＭ１１の結果を利用して、そ
のカラー画素コードデータ１ａを符号化データに変換す
る算術演算部１２とからなる。

【００４８】一方、図２は、データ復号化装置で、符号
化された符号化データ２をカラー画素データ３０に復元
するデータ復号化装置を示している。なお、このデータ
復号化装置は、図１で示したデータ符号化装置の圧縮の
ためのアルゴリズムと若干異なる方法で伸長している。
しかし、図１の装置で行うアルゴリズムと全く逆のアル
ゴリズムを動作させるデータ復号化装置としても良い。

【００４９】このデータ復号化装置は、符号化データ２
を入力する算術演算部２１と、この算術演算部２１で変
換された“０″または“１″の復号化信号２ａを入力す
るＲＡＭ２２と、このＲＡＭ２２内の予測手段２３なら
びに第１ＲＯＭアドレス計算部３２および第２ＲＯＭア
ドレス計算部３３の処理結果に基づきアクセスされ、そ
の結果を後述するラッチ回路部３４を介して算術演算部
２１に伝える２つのＲＯＭ２４，２５と、復号化信号２
ａの入力により第１ＲＯＭ２４と第２ＲＯＭからそれぞ
れのアクセス結果を導入し保持すると共に復号信号２ａ
の値によって一方のアクセス結果を算術演算部２１に伝
えるラッチ回路部３４と、復号化信号２ａを入力し、パ
ラレルデータ２ｂに変換するシリアル・パラレル変換部
２６と、このシリアル・パラレル変換部２６にシリアル
データで復号化信号２ａが入るたびに第１の状態信号Ｐ
ＢＰを発生する第１状態信号発生手段２７と、パラレル
データ２ｂを先の色順位変換部３と同様なアルゴリズム
で色順位変換し、カラー画素データ３０を復号する色順
位変換部２８と、そのカラー画素データ３０を入力し、
参照画素データを生成するラインバッファ２９と、この
ラインバッファ２９の参照画素データを入力して第２の
状態信号ＳＸを発生する第２状態信号発生手段となる参
照画素縮退器３１とから構成されている。

【００５０】次に、このように構成されるデータ符号化
装置およびデータ復号化装置の動作について説明する
が、まず、カラー画素データ１を圧縮し、符号化データ
２とする場合について、図１等を参照しながら説明す
る。なお、ここで使用されるカラー画素データ１は、１
画素４ビットで構成されている。この入力されるカラー
画素データ１は図３（Ａ）に示すように、１番から１６
番までの色がランダムな確率をもって入力されてくる。
このように入力されてくるカラー画素データ１を、色順
位変換部３で色順位変換をする。この色順位変換は、図
３（Ｂ）に示すように、良く出る色を番号の小さいデー
タ、すなわちデータ量の小さいデータとし、あまり出現
しない色を番号の大きなデータ、すなわちデータ量の大
きいデータというふうに番号の入れ替えをするものであ
る。なお、この入れ替えの基準は固定されるものではな
く、入力されてくるカラー画素データ１の各色の出現頻
度を学習することにより、常時変更されている。このよ
うに、この色順位変換は一種のデータ圧縮となってい
る。この学習の方法は、種々あるがこの実施の形態で
は、最新に発生した色を最上位（＝０番）にもってき
て、他の色を１つずつ次の順位にシフトさせる方法を採
用している。

【００５１】この色順位変換されたカラー画素コードデ
ータ１ａは、パラレル・シリアル変換部４へ入る。

【００５２】パラレル・シリアル変換部４は、４ビット
のパラレルデータであるカラー画素コードデータ１ａを
後述する演算に必要な１ビット単位のシリアルデータ１
ｂに変換するものである。このパラレルデータ１ａをシ
リアルデータ１ｂに変換するというのは、４ビットのデ
ータを４つのプレーンに割り当てることをいう。すなわ
ち、例えば４ビットのカラー画素データＸが「００１
１」で構成されているとすると、図４に示すように、プ
レーン１のに相当する部分に「０」を、プレーン２の
に相当する部分に「０」を、プレーン３のに相当す
る部分に「１」を、プレーン４のに相当する部分に
「１」を割り当てることをいう。続く４ビットのカラー
画素データＹについても同様に〜 に「０」または
「１」を割り当てる。このように割り当てる作業をパラ
レル・シリアル変換部４で行う。

【００５３】しかし、単にこの作業を行うのであればデ
ータを圧縮することはできない。この実施の形態では、
シリアルデータの各ビットを出力するごとに、第１の状
態信号であるＰＢＰを第１状態信号発生手段６で発生さ
せている。すなわち、図５に示すように、直前のカラー
画素データ１のプレーン４の値が決まると、第１の状態
信号は「１４」となる。この状態は、圧縮しようとする
対象のカラー画素データ１の４つのビットはすべて不定
で状況としては「０」（＝０ ＳＴＡＴＥ）である。そ
の後、プレーン１の信号が確定し、その確定信号が
“０”であると、ＰＢＰ出力は「６」となり、“１”で
あるとＰＢＰ出力は「１３」となる。このように第１の
状態信号ＰＢＰが各プレーンの信号が決まるごとに図５
に基づき出力される。

【００５４】このＰＢＰは、ＲＡＭ７の予測手段９に入
力され、次のプレーンの信号を確定する際の場合分けに
利用される。例えば、プレーン２の信号を確定するに際
しては、プレーン１の確定信号によるＰＢＰ、図５では
「６」または「１３」を予測手段９に入力する。そし
て、その「６」または「１３」に対応した場合分けを
し、次にくるプレーン２の信号を符号化データ２に変換
する際の圧縮率を高めている。同様にプレーン３の信号
を確定する際は、プレーン１および２で決まってくる４
つの状態“００”“０１”“１０”“１１”に対してそ
れぞれＰＢＰが「２」「５」「９」「１２」と対応して
おり、仮にプレーン１および２が“１０”であるとする
とＰＢＰは「９」となる。このＰＢＰを予測手段９に入
力し、次にくるプレーン３のビット信号を符号化データ
に変換する際に利用している。

【００５５】一方、ラインバッファ５は、図１１に示さ
れるラインバッファ５１と同様な機能を有し、参照画素
生成手段として機能するものである。すなわち、カラー
画素データ１を入力し、例えば図１２に示すような従来
公知のマルコフモデルを作成し、これを参照画素データ
１ｃとして出力している。なお、この実施の形態では、
図６に示すように、参照画素としては、周辺の３画素を
参照している。

【００５６】この３つの参照画素の参照画素データ１ｃ
は、第２状態信号発生手段となる参照画素縮退器８に入
り、第２の状態信号ＳＸとして出力される。この参照画
素縮退器８は、図７に示すように、本来なら２ ^１２ （＝
２ ^４ ×２ ^４ ×２ ^４ ）通りの参照画素状態を５通りの状態
（ＳＸ０〜ＳＸ４）に縮退しているものである。この信
号ＳＸはＲＡＭ７の予測手段９に入力され、第１の状態
信号ＰＢＰと協同して、計７５（１５×５）の状態に分
けられる状態表を作成する。この状態表は、ＲＡＭ７内
の予測手段９の中に作成されており、ＲＡＭ７のアドレ
スに相当する。

【００５７】予測手段９に第１の状態信号ＰＢＰと第２
の状態信号ＳＸが入力し、すなわちＲＡＭ７のアドレス
が指定されると、その指定されたアドレスに対応するＲ
ＡＭ７内のメモリには、そのアドレスに対応するＲＯＭ
１１のアドレスと、算術演算部１２でデータを圧縮する
際のパラメータとが書き込まれているため、それらの内
容を取り出す作業をＲＯＭアドレス計算部１０で行うこ
とになる。そして、その作業結果に基づき、ＲＯＭ１１
にアクセスする。ＲＯＭ１１は、その内部に蓄えられた
データをそのアクセスに基づいて算術演算部１２に出力
する。なお、ＲＯＭ１１は、通常、数百のアドレスを有
しているが、この実施の形態では約５０個程度に簡略化
されたものとなっている。但し、従来のものを使用する
こともさしつかえない。また，ＲＡＭ７の各アドレス内
にメモリされているＲＯＭ１１のアドレスは、最新のＲ
ＯＭアドレス結果を反映して学習的に書き換えられる。
すなわち、次にＲＡＭ７の同じアドレスが指定された場
合、ＲＯＭ１１のアドレスは他の番号となっている。こ
うすることにより、一層データの偏りを把握でき、圧縮
率を高めることができるのである。なお、同じビット
（“０”または“１”）が連続すると、ある時点から同
じアドレスにアクセスするようになる。

【００５８】この算術演算部１２は、従来公知のハフマ
ン型や算術符号型に使用される算術演算部と同様となっ
ている。すなわち，ＲＯＭ１１から入力されるデータと
ＲＡＭ７内に保持されていた圧縮に関するパラメータに
基づき、パラレル・シリアル変換部４から入力されるシ
リアルデータ１ｂを符号化データ２に変換出力してい
る。この符号化データを作成するに当たり、先に示した
状態表に基づくＲＯＭ１１内の情報が利用されるのであ
るが、それは同じ状態である過去の状態のときのビット
と今回の状態のときのビットとが関係づけられるため、
その関係づけを利用することで、圧縮率の向上を果たし
ているのである。

【００５９】このようにして、符号化された符号化デー
タ２の伸長は、図２等で示されるデータ復号化装置で復
号される。すなわち、符号化データ２は、まず算術演算
部２１に入る。ここで、“０”または“１”の復号化信
号２ａに変換し、ＲＡＭ２２の予測手段２３に入れる訳
であるが、通常なら、この信号の確定により、先に述べ
た状態表の場所、すなわちＲＡＭ２２のアドレスが決定
され、その決定に基づいてＲＯＭアドレスの計算を行
い、その後ＲＯＭをアクセスし、その出力を基に算術演
算部２１で次の符号化データ２に対する“０”または
“１”の信号を復号し、再度ＲＡＭ２２に入れるという
動作を行う。

【００６０】以上のような動作でも、高価格、高容量な
ＲＡＭやＲＯＭを使用する場合なら十分使用に耐える
が、本実施の形態ではその処理を一層高速に行うため、
図２に示すように、第１ＲＯＭ２４と第２ＲＯＭ２５の
２つのＲＯＭを使用して並列処理を行うと共に併行処理
を採用し、その処理速度を高めている。また、この並列
処理および併行処理を行うために、図８から図１０に示
すようにデータ符号化の際に使用した第１の状態信号Ｐ
ＢＰと第２の状態信号ＳＸからなる状態表を縮退して使
用している。

【００６１】このデータ復号化装置は、符号化データ２
が入力される以前に、２つのＲＯＭ２４，２５でその変
換された符号化データ２ａが“０”と“１”となる場合
の処理結果を予め出しておき、その算術演算部２１によ
る変換データ２ａが決まった時点で、その“０”または
“１”に対応した処理結果をＲＯＭ２４，２５の一方か
ら取り出し、次の符号化データ２に備え、算術演算部２
１に入力させるものである。この処理は見掛け上、先に
示した通常の処理動作と同じである。しかし、通常の処
理では、ＲＡＭ２２から始まり、再度ＲＡＭ２２に入力
されるまでの時間がかかりすぎ、符号化データ２の入力
に処理が間に合わないということが生ずる装置でも、こ
の併行処理では、予め計算しておいた結果を取り出すだ
けで良いので、処理時間が大幅に短縮され、十分使用に
耐えるものとなる。

【００６２】次に、このような併行処理を具体的にどの
ように行うかについて詳細に述べる。

【００６３】復号化しようとする符号化データ２が入る
前に、算術演算部２１から直前に変換された復号化信号
２ａが、シリアル・パラレル変換部２６に入力してい
る。そのシリアル・パラレル変換部２６にはその復号化
信号２ａ（＝シリアルデータ）が入るたびに第１の状態
信号を発生する第１状態信号発生手段２７が接続されて
おり、その発生した第１の状態信号ＰＢＰはＲＡＭ２２
の予測手段２３に入力している。なお、算術演算部２１
からの復号化信号２ａを破線に示すように直接第１状態
信号手段２７に入るようにしても良い。

【００６４】ここで、第１の状態信号ＰＢＰは、図５に
示す表から形成されるデータ符号化の際の第１の状態信
号ＰＢＰと比較し、図８および図９に示すような形で縮
退されたものとなっている。そして、後述する第２の状
態信号ＳＸの縮退と相俟って、図１０に示す縮退状態表
とされている。すなわち、まず、「０」状況（＝０ＳＴ
ＡＴＥ）の状態信号ＰＢＰは、図５と同様に「１４」と
し、新ＰＢＰは「７」とする。また、「１」状況（＝１
ＳＴＡＴＥ）の“０”に対してのＰＢＰは「６」から
「１０」に変更され、新ＰＢＰは「５」とし、“１”に
対してのＰＢＰは「１３」から「１１」となり、新ＰＢ
Ｐは「５」としている。この図８に示す表を整理する
と、図９に示す表となる。このように、第１の状態信号
ＰＢＰは８種に縮退されている。すなわち、ここでは、
１つの状態信号に対して、最新の復号化信号が“０″と
“１″の２つの場合を割り当て、後述する２つのＲＯＭ
２４，２５へのアクセスを１つの信号で行えるように
し、メモリの容量を削減すると共にアクセス速度を高め
ているのである。そして、この図９に示す表に基づい
て、後述する並列処理を行っている。

【００６５】一方、シリアル・パラレル変換部２６で変
換されたパラレルデータ２ｂは、先に示した色順位変換
部３と同様な機能を有する色順位変換部２８に入力さ
れ、カラー画素データ３０として出力されると共にライ
ンバッファ２９に入力される。このラインバッファ２９
は、図１のラインバッファ５や図１１のラインバッファ
５１と同様な機能を有するもので、図６で示す参照画素
の生成手段として機能するものである。

【００６６】このラインバッファ２９から取り出された
参照画素は、図７に示す原理に基づき参照画素縮退器３
１にて、５状態に縮退される。この参照画素縮退器３１
は、第２状態信号発生手段として機能し、第２の状態信
号ＳＸをＲＡＭ２２の予測手段２３に入力する。

【００６７】この予測手段２３の内部には、図１０に示
す縮退状態表が作成され、ＲＡＭ２２のアドレスを形成
している。この縮退状態表は、先に示したデータ符号化
における状態表が計７５（５×１５）に場合分けされて
いるのに対し、３１に場合分けされており、５０％以上
の縮退が行われている。なお、このとき、ＲＡＭ２２の
アドレス計算では、表に示されるＣＸを「ＰＢＰ×２＋
０」と「ＰＢＰ×２＋１」の計算式を使うことにより導
き出している。この区分けに基づき、前者のアドレスへ
の対応は第１ＲＯＭ２４が担当し、後者に対しては第２
ＲＯＭ２５が担当している。

【００６８】ここで、この縮退状態表の特徴は、重要度
の高い部分、すなわち第１の状態信号ＰＢＰから計算さ
れるＣＸが０〜３の場合だけ、第２の状態信号ＳＸを通
常の５状態に場合分けしている点と、第２の状態信号Ｓ
Ｘを場合分けしない部分に第１の状態信号ＰＢＰが
「７」の場合、すなわち各プレーンの値がすべて未定で
ある場合をもってきている点である。なお、ＳＸの５状
態分け部分は、ＣＸが０〜３の場合ではなく、０〜７と
かの他の例も採用できる。ただし、一般的には、図３
（Ｂ）に示すように、順位コードの上位４色程度の出現
頻度が大部分を占めることにより、プレーン１とプレー
ン２との構成が“００″となるものが圧倒的に多くな
る。すなわち、ＣＸで言うと「０」「１」「２」が圧倒
的に多くなる。なお、この実施の形態では、並列処理を
する関係上、ＣＸが「３」になる場合をＣＸが「２」に
なる場合と対応させ“＊＊０１″の信号としている。そ
して、この信号に関するＰＢＰをＣＸが「２」のときと
同一の値「１」となるようにしている。また、前画素の
プレーン４の信号を復号中である場合の第１の状態信号
を最下欄の値「７」としているが、第２の状態信号ＳＸ
を場合分けしない部分であれば他の部分にもってきても
良い。

【００６９】この重要度が高い部分、すなわち圧縮率を
高くできる部分だけを場合分けし、重要度が低い部分、
すなわち圧縮率に影響がない部分は場合分けしない方法
を取ることにより、圧縮率度合を維持する一方、ＲＡＭ
２２のアドレス部分を小さくできメモリが小さくなり、
しかもゲート数も減少するので、ＲＡＭ２２が小型化
し、その動作スピードが速くなる。

【００７０】また、第１の状態信号ＰＢＰが「７」、す
なわち、プレーン１のビット信号を復号する際に利用す
る処理結果を２つのＲＯＭ２４，２５のいずれかまたは
両者に用意しておくようにする。すなわち、併行処理を
行うためには、復号化しようとするデータが算術演算部
２１に入る前に、復号化されるデータが“０”と“１”
のときの処理結果を事前に引き出しておく必要がある。
しかし、プレーン１のデータを復号化する場合は、今、
復号しようとする画素の１つ前の参照画素自体が復号中
となるため、第２の状態信号ＳＸと第１の状態信号ＰＢ
Ｐが求まらず、計７５に処理した状態表であると、アド
レスが決まらずプレーン１のためのデータ変換に利用す
る処理結果を事前に用意することができない。しかし、
この図１０に示す縮退状態表では、その１つ前の参照画
素が復号中であっても、プレーン１のための事前の計算
では、第１の状態信号は「７」でＣＸは「Ｅ」に決定さ
れ、しかも第２の状態信号ＳＸの如何に係わらずＲＡＭ
２２のアドレスは“１Ｅ”の１つだけとなる。このた
め、プレーン１の事前処理は予測手段２３内のこの“１
Ｅ”のアドレスを使用してその処理を第１ＲＯＭ２４お
よび第２ＲＯＭ２５の両者で行うことができる。

【００７１】具体的には、このアドレス「１Ｅ」が決定
されると、１つ前の参照画素のプレーン４の信号が復号
中（図９において０ ＳＴＡＴＥを示し、１つ前の参照
画素のプレーン１から３の値は確定し、プレーン４が不
定の状態）でも、第１ＲＯＭ２４と第２ＲＯＭ２５はこ
の「１Ｅ」に相当する処理結果を用意できる。すなわ
ち、予測手段２３内の縮退状態表により決定されたアド
レス「１Ｅ」に基づき、第１ＲＯＭアドレス計算部３２
は第１ＲＯＭ２４にアクセスし、その処理結果を用意す
る。なお、このアクセスは、先のデータ符号化装置と同
様に行われる。すなわち、ＲＡＭ２２はアドレス「１
Ｅ」に対応する第１ＲＯＭ２４のアドレスと、算術演算
部２１でデータを伸長する際のパラメータとをそのメモ
リ内に保有しており、その第１ＲＯＭ２４のアドレスを
取り出し、第１ＲＯＭ２４にアクセスするのである。ま
た、第２ＲＯＭアドレス計算部３３も同様に第２ＲＯＭ
２５にアクセスし、同じ結果を用意する。そして、１つ
前の参照画素のプレーン４の復号化信号２ａが確定する
と、その値いかんに関わらず用意した「１Ｅ」に相当す
る処理結果をラッチ回路部３４に入力し、保持する。そ
れと同時にその結果を算術演算部２１に入力する。そし
て、プレーン１の符号化データ２が算術演算部２１に入
ると、先の縮退状態表のプレーン１に対してのアドレス
「１Ｅ」に対する処理結果、すなわち、ＲＡＭ２１内の
「１Ｅ」内にメモリされていたパラメータと第１ＲＯＭ
２４または第２ＲＯＭ２５から引き出した結果を利用し
て、算術演算部２１は復号化信号２ａを出力する。

【００７２】この符号化データ２の入力から復号化信号
２ａの出力までの変換作業と併行して、ＲＡＭ２２や第
１ＲＯＭ２４、第２ＲＯＭ２５は並列処理を行って、プ
レーン１の復号化信号２ａが“０”のときと“１”のと
きのそれぞれの処理結果を準備する作業を行う。すなわ
ち、“０”の場合については、第１の状態信号ＰＢＰが
「５」でＣＸは「Ａ」となり、ＲＡＭ２２のアドレスが
「１Ａ」となる。このアドレス「１Ａ」に基づくＲＯＭ
アクセスを行うため、第１ＲＯＭアドレス計算部３２で
第１ＲＯＭ２４のアドレス計算をする。そして、その結
果に基づき、第１ＲＯＭ２４にアクセスする。この結
果、第１ＲＯＭ２４からＲＡＭ２２のアドレス「１Ａ」
に相当する処理結果が引き出され準備される。一方、
“１”の場合の準備は、次のとおりとなる。すなわち第
１の状態信号ＰＢＰは同様に「５」であるがＣＸは
「Ｂ」となり、ＲＡＭ２２のアドレスは、「１Ｂ」とな
る。このため、このアドレス「１Ｂ」に基づくＲＯＭア
クセスを行うため、第２ＲＯＭアドレス計算部３３で第
２ＲＯＭ２５のアドレス計算をし、第２ＲＯＭ２５にア
クセスする。この結果、第２ＲＯＭ２５からアドレス
「１Ｂ」に相当する処理結果が引き出され準備される。
そして、プレーン１の復号化信号２ａが確定すると、そ
の信号２ａがラッチ回路部３４へ入力され、第１ＲＯＭ
２４と第２ＲＯＭ２５のアクセス結果をラッチ回路部３
４へ入力させ、そこでその値を保持する。それと共に、
その２つの値の一方、すなわち確定した復号化信号２ａ
に対応した処理を行った側の結果を算術演算部２１へ入
力させる。すなわち“０”であると、第１ＲＯＭ２４で
行った処理結果を取り出し、復号化信号２ａが“１”で
あると第２ＲＯＭ２５で行った処理結果を取り出す。そ
して、次のプレーン２の信号を処理するためのデータを
確定させる。例えば、復号化信号２ａが仮に“０”であ
ると、算術演算部２１はアドレス「１Ａ」に基づく処理
結果を第１ＲＯＭ２４から取り出し、その情報とＲＡＭ
２１内の「１Ａ」に対応するパラメータデータを利用し
てプレーン２の信号を効率良く復元する。一方、プレー
ン１の復号化信号２ａが確定すると、次回にアクセスす
るＲＯＭのアドレスが書き換えられる。すなわち、先の
例で言うとプレーン１の復号信号が“０”であると、ア
ドレス「１Ａ」内のメモリに記録されているＲＯＭのア
ドレスが学習的に書き換えられる。すなわち次に「１
Ａ」が指定されたときは、一層伸長率の良いＲＯＭのア
ドレスが取り出されることになる。

【００７３】このプレーン２の復元処理の間、すなわち
プレーン２の符号化データ２が算術演算部２１に入り復
元される間に、ＲＡＭ２２とＲＯＭ２２，２４は、この
プレーン２の変換された復号化信号２ａが“０”のとき
と“１”のときのそれぞれの処理結果を第１ＲＯＭ２４
と第２ＲＯＭ２５に準備する作業を行っている。そし
て、プレーン２の復号化信号２ａが仮に“１”の場合
は、その“１”に確定するや否や算術演算部２１はその
“１”に対応する結果を有する第２ＲＯＭ２５からその
結果をラッチ回路部３４を介して受け取る。この際のア
ドレスは、図８から図１０に示されるように、第２の状
態信号ＳＸによって区分され、「３」「７」「Ｂ」
「Ｆ」「１３」のいずれかとなる。これは、プレーン１
とプレーン２とで［＊＊０１］の状態となっており、第
１の状態信号は「１」でＣＸは「３」となるためであ
る。このアドレスに基づく処理結果は、直ちに算術演算
部２１に入り、次のプレーン３の信号処理に利用され
る。なお、プレーン２の復号化信号２ａが仮に“０”で
あると第１の状態信号は「１」でＣＸは「２」となり、
第２の状態信号ＳＸによってそのアドレスは「２」
「６」「Ａ」「Ｅ」「１２」のいずれかとなる。そして
この結果に基づき、第１のＲＯＭ２４はアクセスされ
る。

【００７４】このように、このデータ復号化装置は、符
号化データ２をシリアルな復号化信号２ａに変換する
際、通常はＲＡＭ２２から始まり１つのＲＯＭと算術演
算部２１を利用して符号化データ２を復号化して再度Ｒ
ＡＭ２２のメモリを書き換えるという１サイクルを行っ
ており、その処理に時間がかかっていたのに対し、ＲＡ
Ｍ２２の予測手段２３からＲＯＭに至る処理を並列処理
化し、かつその並列処理をしている間に算術演算部２１
で復号化処理をするという併行処理を行うことにより、
実際的に半サイクル程度の時間で処理できるようになっ
たものである。すなわち、第１ＲＯＭアドレス計算部３
２および第２ＲＯＭアドレス計算部３３ならびに第１Ｒ
ＯＭ２４および第２ＲＯＭ２５を使用する並列処理を有
効活用することにより算術演算部２１の復号化信号２ａ
が“０”のときと“１”のときのそれぞれのアドレスに
基づく処理結果を２つのＲＯＭ２４、２５で事前に用意
することにより処理時間を短縮させている。

【００７５】なお、上述の実施の形態は、本発明の好適
な実施の形態の例であるが、これに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変
形実施可能である。例えば、カラー画素の１画素を４ビ
ット１６色ではなく、８ビット２５６色としたりその他
の複数ビットとすることができる。また、このデータ符
号化およびデータ復号化の対象となるデータは、カラー
画素データが最も好ましいが、他のデータ、例えば、白
黒の画素データ等他のデータにも使用できる。また、参
照画素は周辺の３画素ではなく、直前の１つ、周辺の２
つ、さらには図１２のような４つや他の画素数を取るこ
とができるが、小型化および圧縮率を考慮すると上述の
実施の形態で説明した３画素が好ましい。

【００７６】なお、上述の実施の形態では、データ復号
化装置において、第１ＲＯＭ２４と第２ＲＯＭ２５の２
つのＲＯＭを使用したが、１つのＲＯＭの内部を区分け
して使うようにしても良い。また、このＲＯＭは、色順
位変換部３，２８と同様に学習することによりその内容
が変更されたり、ユーザーや使われる機器に合った内容
を書き込める書き換え可能なタイプとしても良い。ま
た、この書き換え可能なＲＯＭを外付け可能にしたり、
通常のＲＯＭと並列的に予め設けておく等各種の変形適
用が可能である。

【００７７】また、データ符号化装置として、上述の実
施の形態で説明したデータ復号化装置と逆のアルゴリズ
ムのものを使用しても良く、その場合、データ符号化装
置はデータ復号化装置と同様メモリが少なく小型化した
装置とすることができる。一方、データ復号化装置とし
て、上述の実施の形態で説明したデータ符号化装置と逆
のアルゴリズムのものを使用しても良い。なお、データ
復号化装置をハンディタイプとする場合は、上述の実施
の形態で説明したデータ復号化装置が好ましい。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、データ符号化装置
では、複数のビットを複数のプレーンに割り当て、符号
化される対象画素の各ビット、すなわち各プレーンの発
生の確率の偏りの存在を利用することにより、対象画素
を符号化するに際しての圧縮率を従来以上に高めること
ができる。この結果、ハードウェアを小型化できると共
に、データを送伝する際にはその送信時間を短縮させる
ことができる。

【００７９】また、入力される対象符号化データの各ビ
ットの発生確率の偏りを利用することにより、対象画素
を復号化するに際しての伸長効率を従来以上に高めるこ
とができる。この結果、ハードウェアを小型化できると
共に画像データ速度を高めることができる。

【００８０】さらに、符号化される対象画素の各ビット
の発生確率の偏りを利用でき、対象画素を符号化するに
際して、圧縮率を従来以上に高めることが可能となる。
この結果、この方法を利用したハードウェアは、小型化
すると共にこの方法で圧縮されたデータは短時間で他の
機器等に送信することが可能となる。

【００８１】また、入力される対象符号化データの各ビ
ットの発生確率の偏りを利用でき、対象画素を復号化す
るに際して、伸長効率を従来以上に高めることができ
る。この結果、画素データの再現速度を高めることがで
きると共に、この方法を利用したハードウェアを小型化
できる。

【００８２】また、ＲＯＭは、ビットが確定する以前に
予想される計算結果を並列処理により複数用意しておく
ことにより、ビットが確定するとすぐに算術演算部はＲ
ＯＭから計算結果を入手できるので、データ復号化の速
度が向上する。このため、復号化される画像データの質
が向上すると共に高価でかつ高速なＲＯＭやＲＡＭを特
に必要としなくなり、普通のＲＡＭやＲＯＭでハードを
構成できるものとなる。

【００８３】さらに、縮退された状態表を使用すること
により、パラメータテーブルは小さくなり、データ復号
化装置は小型化すると共に低価格となる。

【００８４】また、縮退した状態表を使用して予めＲＯ
Ｍで結果を引き出しておくことにより、伸長率が向上す
ると共に処理速度が向上し、ＲＡＭも大型化しない。

【００８５】また、直前の第２の状態信号が確定してい
なくても、第１の状態信号に対応して所定のものに確定
させることにより、直前の参照画素が復元されていない
場合でも予めのＲＯＭ計算が可能となり、並列処理が広
い範囲で可能となる。このため、処理速度が上がると共
に、高価で高速なＲＯＭやＲＡＭを使用する必要がなく
なり、低価格なデータ復号化装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ符号化装置の実施の形態を示す
ブロック図である。

【図２】本発明のデータ復号化装置の実施の形態を示す
ブロック図である。

【図３】本発明に使用される色順位変換を説明するため
の図で、（Ａ）は、色順位変換前を、（Ｂ）は、色順位
変換後をそれぞれ示している。

【図４】本発明に使用される画素の分割の方法を説明す
るための図である。

【図５】本発明に使用される第１の状態信号を説明する
ための表である。

【図６】本発明に使用される第２の状態信号を生成する
ための参照画素を説明するための図である。

【図７】本発明に使用される第２の状態信号を説明する
ための図である。

【図８】本発明の縮退状態表に使用される第１の状態信
号の縮退を説明するための図である。

【図９】本発明の縮退状態表に使用される第１の状態信
号を説明するための図である。

【図１０】本発明に使用される縮退状態表を示した図で
ある。

【図１１】従来のデータ符号化システムおよびデータ復
号化システムのブロック図である。

【図１２】従来の符号化対象画素データに対する参照画
素データの説明図である。

【図１３】従来のパラメータテーブルを示す図である。

【図１４】状態縮退器を有する従来のデータ符号化シス
テムおよびデータ復号化システムのブロック図である。

【図１５】従来の縮退テーブルの一例を示す図である。

【図１６】従来の算術符号型のエントロピー符号器およ
びエントロピー復号器の説明図である。

【符号の説明】

１ カラー画素データ ２ 符号化データ ３ 色順位変換部 ４ パラレル・シリアル変換手段 ５ ラインバッファ ６ 第１状態信号発生手段 ７ ＲＡＭ ８ 参照画素宿退器（第２状態信号発生手段） ９ 予測手段 １０ ＲＯＭアドレス計算部 １１ ＲＯＭ １２ 算術演算部 ２１ 算術演算部 ２２ ＲＡＭ ２３ 予測手段 ２４ 第１ＲＯＭ ２５ 第２ＲＯＭ ２６ シリアル・パラレル変換手段 ２７ 第１状態信号発生手段 ２８ 色順位変換部 ２９ ラインバッファ ３０ カラー画素データ ３１ 参照画素縮退器（第２状態信号発生手段） ３２ 第１ＲＯＭアドレス計算部 ３３ 第２ＲＯＭアドレス計算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−261214（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−177357（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−170413（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 11/00 - 11/22 H04N 7/24 - 7/68

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力される対象カラー画素データを符号化
   データに符号化し、出力するデータ符号化装置におい
   て、 上記対象カラー画素データを複数のプレーンに相当する
   複数のビットからなる１個のパラレルデータで構成し、
   前記パラレルデータに対して色順位変換を行う色順位変
   換部と、 前記色順位変換がなされたパラレルデータの前記プレー
   ンに相当する各ビットを連続して生成するパラレル・シ
   リアル変換手段と、 この変換手段から生成されるそのシリアルデータ列の各
   ビットが確定され、出力されるごとに、予め記憶した各
   ビットの値と第１の状態信号との関係に基づいて第１の
   状態信号を発生する第１の状態信号発生手段と、 変換対象画素と対応する複数の参照画素とを比較し、比
   較結果および予め記憶した参照画素状態に基づいて、第
   ２の状態信号を発生する第２の状態信号発生手段と、 前記第１の状態信号の値および前記第２の状態信号の値
   に対応づけて次に入力されるビットに対して場合分け
   し、予測した二つのデータを出力する予測手段と、 この予測手段の二つのデータのうち実際に入力されたビ
   ットに対応するデータを用いて、上記カラー画素データ
   を符号化データに変換し出力する算術演算部と、 を設けたことを特徴とするデータ符号化装置。
2. 【請求項２】入力される対象符号化データを、複数のプ
   レーンに相当する複数のビットから構成されるカラー画
   素データに復号化し、出力するデータ復号化装置におい
   て、 上記対象符号化データを構成するビットからなるシリア
   ルデータ列を入力し、複数のプレーンに相当する複数ビ
   ットからなる１個のパラレルデータに変換するシリアル
   ・パラレル変換手段と、 前記パラレルデータに対して色順位変換を行う色順位変
   換部と、 前記対象符号化データの各ビットがシリアル・パラレル
   変換手段に入力されるごとに予め記憶した前記各ビット
   の値と第１の状態信号との関係に基づいて第１の状態信
   号を発生する第１の状態信号発生手段と、 変換対象画素と対応する複数の参照画素とを比較し、比
   較結果および予め記憶した参照画素の状態に基づいて第
   ２の状態信号を発生する第２の状態信号発生手段と、 前記第１の状態信号の値および前記第２の状態信号の値
   に対応づけて次に入力されるビットに対して場合分け
   し、予測した二つのデータを出力する予測手段と、 この予測手段の二つのデータのうち実際に入力されたビ
   ットに対応するデータを用いて、上記対象符号化データ
   を前記カラー画素データに変換し出力する算術演算部
   と、 を設けたことを特徴とするデータ復号化装置。
3. 【請求項３】入力される対象カラー画素データを符号化
   データに符号化し、出力するデータ符号化方法におい
   て、 上記対象カラー画素データを複数のプレーンに相当する
   複数のビットからなる１個のパラレルデータで構成し、 前記パラレルデータに対して色順位変換を行い、 前記色順位変換がなされたパラレルデータをシリアルデ
   ータに変換するためパラレル・シリアル変換手段に入力
   する工程と、 前記プレーンに相当する各ビットの入力ごとに予め記憶
   した前記プレーンに相当する各ビットの値と第１の状態
   信号との関係に基づいて第１の状態信号を出力する工程
   と、 変換対象画素と対応する複数の参照画素とを比較し、比
   較結果および予め記憶した参照画素の状態に基づいて第
   ２の状態信号を出力する工程と、 前記第１の状態信号の値および前記第２の状態信号の値
   に対応づけて次に入力されるビットに対して場合分け
   し、予測した二つのデータを出力する工程と、 この場合分け工程による二つのデータのうち実際に入力
   されたビットに対応するデータを用いて、上記対象カラ
   ー画素データを符号化データに変換し、出力するエント
   ロピー符号化工程とを有することを特徴とするデータ符
   号化方法。
4. 【請求項４】入力される対象符号化データを複数のプレ
   ーンに相当する複数のビットから構成されるカラー画素
   データに復号し、出力するデータ復号化方法において、 前記対象符号化データの各ビットを、複数のプレーンに
   相当する複数ビットからなる１個のパラレルデータに変
   換するシリアル・パラレル変換部にシリアルに入力する
   工程と、 前記パラレルデータに対して色順位変換を行う工程と、 前記対象符号化データを構成する各ビットの入力ごとに
   予め記憶した各ビットの値と第１の状態信号との関係に
   基づいて第１の状態信号を出力する工程と、 変換対象画素と対応する複数の参照画素とを比較し、比
   較結果および予め記憶した参照画素の状態に基づいて第
   ２の状態信号を出力する工程と、 前記第１の状態信号の値および前記第２の状態信号の値
   に対応づけて次に入力されるビットに対して場合分け
   し、予測した二つのデータを出力する予測工程と、 この予測工程の二つのデータのうち実際に入力されたビ
   ットに対応するデータを用いて上記対象符号化データを
   カラー画素データに変換し出力するエントロピー復号化
   工程とを有することを特徴とするデータ復号化方法。
5. 【請求項５】入力される対象符号化データをエントロピ
   ー復号化手段で、複数のプレーンに相当する複数ビット
   で構成されるカラー画素データに復号化し出力するデー
   タ復号化装置において、 上記エントロピー復号化手段は、上記対象符号化データ
   が入力され、前記対象符号化データを構成する“１”ま
   たは“０”の信号を復号化する算術演算部と、 前記算術演算部からの信号が入力され、この信号に色順
   位変換を行って前記カラー画素データとして出力する色
   順位変換部と、 前記算術演算部からの信号を入力し、この信号に基づき
   決定される状態信号に関し、次の復号化信号が“１”お
   よび“０”の両方の場合の計算命令を行うＲＡＭと、 このＲＡＭの命令により複数のＲＯＭアドレス計算を並
   列にて行うＲＯＭアドレス計算部と、 このＲＯＭアドレス計算部の計算結果に基づきそれぞれ
   アクセスされ、上記の次の復号化信号が特定されたと
   き、その信号によって決定される結果を上記算術演算部
   に伝えるＲＯＭと、 を有することを特徴とするデータ復号化装置。
6. 【請求項６】入力される対象符号化データをエントロピ
   ー復号化工程で複数のプレーンに相当する複数のビット
   からなるカラー画素データに復号化し、出力するデータ
   復号化方法において、 エントロピー復号化工程は、算術演算部からの前記対象
   符号化データを構成する“１”または“０”の復号化信
   号により決定される第１の状態信号を発生する工程と、 変換対象画素と対応する複数の参照画素とを比較し、比
   較結果および予め記憶した参照画素の状態に基づいて第
   ２の状態信号を発生する工程と、 前記第１の状態信号の値および前記第２の状態信号の値
   に基づきＲＡＭのアドレスにアクセスし、次の復号化信
   号が“１”および“０”のときのそれぞれの場合につい
   てのＲＯＭのアドレス演算を行わせる工程と、 その演算結果に基づきＲＯＭにアクセスする工程と、 上記復号化信号を構成する次のビットの信号が特定され
   たとき、その特定された信号によって決定されるＲＯＭ
   アクセス結果を上記算術演算部に入力し、上記の次の複
   号化信号に続いて入力される対象符号化データの復号化
   に用いてデータを復号化する工程と、 復号化されたデータの色順位変換を行って前記カラー画
   素データとして出力する工程と、 を有することを特徴とするデータ復号化方法。
7. 【請求項７】入力される対象符号化データを複数のプレ
   ーンに相当する複数のビットから構成されるカラー画素
   データに復号化し、出力するデータ復号化装置におい
   て、 前記対象符号化データを構成する複数のビットをシリア
   ルデータ列から複数のプレーンに相当する複数ビットで
   構成される１個のパラレルデータに変換するシリアル・
   パラレル変換手段と、 前記パラレルデータに対して色順位変換を行う色順位変
   換部と、 このシリアル・パラレル変換手段に入力されるシリアル
   データ列を構成する各ビットの入力ごとに、予め記憶し
   た各ビットの値と第１の状態信号との関係に基づいて第
   １の状態信号を発生する第１状態信号発生手段と、 パラレルデータに復号される画素データの、少なくとも
   直前の画素データを含む周辺の画素を参照画素として入
   力し、前記復号される画素データに相当する画素と対応
   する複数の参照画素とを比較し、比較結果および予め記
   憶した参照画素の状態に基づいて状態分けして第２の状
   態信号を発生する第２状態信号発生手段と、 上記第１の状態信号の値と上記第２の状態信号の値との
   組み合わせから、上記第１の状態信号の発生確率が低い
   部分に対応する上記第２の状態信号部分を１つの状態に
   簡略化した縮退状態表を格納する予測手段と、 を有することを特徴とするデータ復号化装置。
8. 【請求項８】上記対象符号化データが入力され、“１”
   または“０”の信号を復号化する算術演算部と、 前記算出演算部からの信号が入力され、この信号に色順
   位変換を行って前記カラー画素データとして出力する色
   順位変換部と、 前記算術演算部からの信号を入力し、この信号によって
   決定される上記縮退状態表のアドレスに基づき、次の復
   号化信号が“１”および“０”の両方の場合の計算命令
   を行うＲＡＭと、 このＲＡＭの命令により複数のＲＯＭアドレス計算を行
   うＲＯＭアドレス計算部と、このＲＯＭアドレス計算部
   によりアクセスされ、そのアクセス結果のうち、上記の
   次の復号化信号の確定値に対応した結果を上記算術演算
   部に伝えるＲＯＭと を有することを特徴とする請求項７記載のデータ復号化
   装置。
9. 【請求項９】上記縮退状態表は、各カラー画表データの
   最初のビットを復号化するために必要な第１の状態信号
   に対応する第２の状態信号を場合分けしない部分を有す
   るように構成されたことを特徴とする請求項８記載のデ
   ータ復号化装置。