JP3522331B2 - データ圧縮方法 - Google Patents

データ圧縮方法

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JP3522331B2
JP3522331B2 JP10783794A JP10783794A JP3522331B2 JP 3522331 B2 JP3522331 B2 JP 3522331B2 JP 10783794 A JP10783794 A JP 10783794A JP 10783794 A JP10783794 A JP 10783794A JP 3522331 B2 JP3522331 B2 JP 3522331B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はデータ圧縮方法に係り、
特にゲーム機のキャラクタジェネレータ等に好適な辞書
方式・LossLess型のデータ圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、データ処理システムにおける
記憶装置の容量を低減化し、またデータ伝送効率を向上
させるために各種のデータ圧縮方法が開発されている
が、それらを符号化／復号化における可逆性の観点から
はLossy型とLossLess型に大別することができる。ここ
に、Lossy型のデータ圧縮方法は不可逆符号化方式であ
り、カラー静止画の圧縮方式であるＪＰＥＧ(Joint Pho
tographic Coding Experts Group)や、動画対応の圧縮
方式であるＭＰＥＧ(Moving Picture Image Coding Exp
erts Group)や、テレビ会議/電話用符号化方式のＨ.２
６１等の国際標準方式があるが、情報量の損失を伴うも
のの、約1/50〜1/1000という高い圧縮率を実現できる。
【０００３】一方、LossLess型のデータ圧縮方法は可逆
符号化方式であり、一般的には圧縮率が約1/2程度でLos
sy型のような高い圧縮率を実現できないが、元データの
損失を伴わないで符号化／復号化が可能になるという大
きな利点を有しており、ランレングス(Run Length)符号
化、ハフマン(Huffman)符号化、算術符号化、ＬＺ(Lemp
el-Ziv)方式等がある。 (1) ランレングス符号化方式は最も単純な圧縮方式で
あり、ランレングスの値によって出現確率が異なること
を利用し、確率の高いランレングスに短い符号を割り当
てることによりデータ圧縮を図る。この方式は、ＣＤ-
Ｉ(Compact Disc-Interactive)やマルチメディアＯＳの
Video for Windows等で使用されている。 (2) ハフマン符号化方式は主に画像処理分野で用いら
れている圧縮方式であり、Ｇ３ファクシミリのＭＨ(Mod
ified Huffman)符号等がその方式を応用している。尚、
前記のＪＰＥＧやＭＰＥＧやＨ.２６１もハフマン符号
化方式を用いるが、前処理段階でＤＣＴ(Discrete Cosi
ne Transfer)を使用しているためにLossy型となる。 (3) 算術符号化方式はファクシミリの次世代符号化方
式であるＪＢＩＧ(JointBi-level Image Coding Expert
s Group)に使用されており、ハフマン符号化方式では扱
えない冗長なデータストリームをストリングの生起確率
に基づいて一括圧縮し、情報エントロピの点で最適なデ
ータ圧縮を実現する。
【０００４】(4) ＬＺ方式は、一般にストリングの繰
返しを検出してデータ圧縮を行う方式であり、パーソナ
ルコンピュータのデータ圧縮ツールや、バックアップ用
のカートリッジ・テープ装置等の製品に適用されてい
る。そして、このＬＺ方式はＬＺ77［参考文献；Ziv,J.
and Lempel,A., “A Universal Algorithm for Sequent
ial Data Compression," IEE Transaction on Informat
ion Theory, vol.IT-23, no.3, pp.337-343., Sep.197
7］及びＬＺ78［参考文献；Ziv,J.and Lempel,A., “Co
mpression of Individual Sequences via Variable Rat
e Coding," IEE Transaction on Information Theory,
vol.IT-24, no.5, pp,530-536., Sep.1978］の２系統に
大別されるが、前者の対応特許としては米国特許第5,00
3,307号及び第5,016,009号等があり、後者の対応特許と
しては米国特許第4,558,302号及び第4,814,746号等があ
る。ＬＺ77とＬＺ78は現在処理対象となっているストリ
ングと過去に処理したストリングを比較して一致する最
長のストリングを求める点で共通するが、ＬＺ77では過
去に処理したストリングをバッファに格納しておき、符
号化処理の進行に伴いそのバッファを恰も入力データス
トリーム上をスライドさせるような手段を用い、ＬＺ78
では過去に処理したストリングに専用のコードを割り当
てて辞書形式で登録する手段を用いている。その結果、
機能面でＬＺ77とＬＺ78を比較した場合に、圧縮率の点
ではＬＺ77が優り、データ処理速度の点ではＬＺ78が優
るという特徴がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ゲーム機の
分野においても高度な映像表現が求められるようにな
り、既に業務用ゲーム機では３次元ＣＧ(Computer Grap
hics)を駆使した映像表現が行われているが、最近では
家庭用テレビ・ゲーム機やマルチメディアシステムでも
そのような映像表現が可能なデータ処理システムの開発
が進行している。そして、映像表現が複雑になると、そ
れだけデータ量が大きくなり、高い圧縮率で且つ高速で
の符号化／復号化が可能なLossLess型のデータ圧縮方法
が求められる。
【０００６】特に、ゲーム機の場合には、ユーザがコン
トロール・パッドのボタンを押してから1/60〜1/30秒(カ
ラー・テレビ信号の１〜２フィールドの表示時間に相当)
後には表示画面上で反応が発生しなければゲーム自体の
面白さが失われるため、圧縮率の高さと共に高速での符
号化／復号化と画面展開が不可欠とされる。その意味
で、前記のＬＺ方式(特にＬＺ78)や、同方式とハフマン
符号化方式を組合せたＬＨＡ方式は、ゲーム機における
データ圧縮方法として好適なデータ圧縮方法であるとい
える。
【０００７】しかしながら、ＬＺ方式では圧縮対象とさ
れる個々のストリングが可変長であり、またその圧縮／
伸長アルゴリズムも複雑であることから、データ処理手
順が多くなると共に、ハードウェアの構成も複雑化す
る。また、ゲーム機のキャラクタジェネレータでは比較
的小さなデータブロックを取り扱うが、従来のデータ圧
縮方法では６４バイト程度のデータブロックに対して
は、圧縮が不可能か、又は十分な圧縮率が得られない。
【０００８】一方、ゲーム機のキャラクタジェネレータ
で取り扱うデータブロックは、その性質上、同一ストリ
ングの生起確率が高く、且つキャラクタの変化態様に対
応した各データブロックで同一ストリングの個数が大き
く変化しないという傾向がある。そこで、本発明は、高
速での圧縮／伸長が可能であり、データブロックの大き
さを問わずに高い圧縮率が実現できるLossLess型のデー
タ圧縮方法を提供することを目的として創作された。
尚、本発明は、前記の理由からゲーム機のキャラクタジ
ェネレータに最適であるが、コンピュータや通信機器で
取り扱う一般のデータに対しても有効なデータ圧縮方法
を与える。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、ディジタ
ル入力信号のデータストリームを第１記憶手段に記憶さ
せ、そのデータストリーム中に出現したストリングを第
２記憶手段の辞書に登録しながら前記データストリーム
を圧縮するデータ圧縮方法において、第１記憶手段に記
憶せしめられた元データストリームの総データ容量をＳ
＊Ｎビット;[但し、Ｓは２以上の整数、Ｎは３以上の整
数]、第２記憶手段の辞書の最大登録件数をＤ;[但し、
Ｄは２のＳ乗]として、後記の第３手順から第５手順ま
での繰返し実行回数Ｒ;[但し、ＲはＤ以下の整数]を指
定する第１手順と、第１記憶手段の元データストリーム
をＳビット長の元ストリング毎に分割し、各々の元スト
リングを１ビットの非圧縮識別ビットが付加された(Ｓ
＋１)ビット長の作業用ストリングに変換して作業用デ
ータストリームを作成する第２手順と、作業用データス
トリームにおける連続する２個の作業用ストリングの組
合せ[以下、「組合せストリング」という]の内で、その出
現頻度の大きいものからＤ／Ｒ番目以内のものであっ
て、且つ出現頻度が３以上の組合せストリングを検出す
る第３手順と、前記第３手順で検出した各組合せストリ
ングに対応させて、各辞書番号と圧縮識別ビットからな
る(Ｓ＋１)ビット長の圧縮用辞書データを第２記憶手段
に登録する第４手順と、 作業用データストリームにお
ける組合せストリングの内で、第２記憶手段に登録され
ている組合せストリングと同一のものを、第２記憶手段
でその組合せストリングに対応せしめられている各圧縮
用辞書データへ書換える第５手順とからなり、前記第５
手順で書換えられたデータストリームを前記第３手順に
おける作業用データストリームとして、前記第３手順か
ら前記第５手順までをＲ回繰返し、その時点で第１記憶
手段が記憶しているデータストリームと第２記憶手段に
登録されている全ての組合せストリングと圧縮用辞書デ
ータを圧縮データとすることを特徴としたデータ圧縮方
法に係る。
【００１０】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、Ｒ＝１とした場合に、第２手順では元ストリングに
非圧縮識別ビットを付加せずに元ストリングをそのまま
作業用ストリングとした作業用データストリームを作成
し、第４手順では圧縮用辞書データを辞書番号のみのＳ
ビット長とすることとしたデータ圧縮方法に係る。
【００１１】
【作用】第１の発明について；第１手順では、第３手順
から第５手順の繰返し実行回数Ｒを指定するが、この指
定回数は第２記憶手段に作成される辞書の最大登録件数
Ｄ以下の範囲で、所望のデータ圧縮率が得られる回数と
して指定される。第２手順は、前置処理手順であり、第
１記憶手段に格納されている元データストリームの各元
ストリング(Ｓビット)に非圧縮識別ビット(１ビット)を
付加して(Ｓ＋１)ビット長の作業用ストリングで構成さ
れた作業用データストリームを作成し、後の第５手順で
書換えられない作業用ストリングが非圧縮状態にあるこ
とを識別できるようにする。
【００１２】そして、辞書作成とデータ圧縮処理は第３
手順から第５手順で実行される。辞書作成は作業用デー
タストリーム中で連続した２個の作業用ストリングの組
合せ[２＊(Ｓ＋１)ビット]を単位として行われる。先
ず、第３手順で出現頻度が３以上の組合せストリングが
検出され、第４手順で前記の組合せストリングに対応さ
せて圧縮用辞書データを第２記憶手段の辞書へ登録す
る。ここに、圧縮用辞書データは各辞書番号と圧縮識別
ビットからなる(Ｓ＋１)ビット長とされ、作業用ストリ
ングと同一のビット長である。
【００１３】そして、第５手順では前記の辞書を用いた
圧縮を行い、作業用データストリームの組合せストリン
グの内で、辞書の組合せストリングと同一のものを辞書
でその組合せストリングに対応した各圧縮用辞書データ
に書換える。その結果、個々の書換え対象となった作業
用データストリームの組合せストリングについてみる
と、２＊(Ｓ＋１)ビットが(Ｓ＋１)ビットへ変換される
ことになるが、辞書側の各組合せストリングは作業用デ
ータストリーム中での出現頻度が３以上のものであるた
め、辞書側の１件の登録について３＊(Ｓ＋１)ビット分
以上のデータが削減されることになる。一方、前記の作
業用データストリーム側のデータ圧縮に対して、辞書側
では１件の登録によって３＊(Ｓ＋１)ビット分だけデー
タ量が増加する。従って、そのデータの増減を相殺する
と、作業用データストリーム中で辞書の各組合せストリ
ングの出現頻度が３の場合には同一のデータ量になる
が、４以上であればデータ圧縮がなされる。
【００１４】そして、前記の第３手順から第５手順は、
第１手順で指定されたＲ回だけ繰返して実行されるが、
その度に第５手順で書換えられたデータストリームは第
３手順における作業用データストリームとして取り扱わ
れる。従って、２回目以降の辞書作成・圧縮手順では、
作業用データストリーム中に非圧縮状態の作業用ストリ
ングと圧縮用辞書データが混在しており、第３手順及び
第４手順ではその作業用データストリームを対象として
出現頻度が３以上の組合せストリングを新たな圧縮用辞
書データと対応させて辞書に登録し、第５手順で作業用
データストリーム中のその組合せストリングが新たな圧
縮用辞書データに書換えられることになる。その結果、
第３手順から第５手順の繰返しが進行することによって
高い圧縮率が得られてゆく。尚、前記のように、出現頻
度が３の組合せストリングについては、その時点での圧
縮処理段階で実効性を有していないことになるが、それ
以降の辞書作成・圧縮手順の繰返し段階で圧縮に寄与す
る。
【００１５】一方、圧縮データの伸長過程では、第３手
順から第５手順の繰返しによって得られたデータストリ
ームと辞書登録されたデータがあれば、辞書を用いなが
ら前記とは逆のアルゴリズムで元データストリームを再
生することができる。即ち、各作業用ストリングの圧縮
／非圧縮識別ビットを検出しながら、圧縮識別ビットで
あればその作業用ストリングを辞書で対応付けられた組
合せストリングに書換え、非圧縮識別ビットであればそ
のままにして次の作業用ストリングを検出する処理を繰
返し、最終的に得られた作業用データストリームから非
圧縮ビットを除去して元データストリームを得る。
【００１６】ところで、第３手順においては、検出する
組合せストリングが「出現頻度の大きいものからＤ／Ｒ
番目以内のもの」という制限を課して、組合せストリン
グの検出個数の上限を設けている。これは、初期の第３
手順から第５手順の繰返し段階においては、第３手順で
検出される組合せストリングの個数が辞書の最大登録件
数を超えてしまうような場合が生じるためであり、前記
の制限によって指定した繰返し回数Ｒが確保できるよう
にしている。
【００１７】第２の発明について；この発明は、第１の
発明において、第３手順から第５手順を繰返さない場合
(Ｒ＝１の場合)の特殊な処理に関する。その場合には、
辞書において圧縮対象となる連続した２個の元ストリン
グと辞書番号が対応付けられていれば伸長処理が可能で
ある。
【００１８】そこで、１回の辞書作成・圧縮手順の実効
過程で、第２手順では元ストリングに非圧縮識別ビット
を付加せずに元ストリングをそのままＳビット長の作業
用ストリングとし作業用データストリームを作成し、ま
た第４手順でも圧縮用辞書データを辞書番号のみのＳビ
ット長で構成する。元データストリームの内容等によっ
ては圧縮率よりも圧縮／伸長処理の高速性を要求される
ことがあり、この発明はそのような場合に用いられる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明のデータ圧縮方法の実施例を図
面を用いて詳細に説明する。図１はデータ圧縮を実行す
るためのシステム回路図であり、1はデータストリーム
を格納するためのＲＡＭ、2は辞書登録データを格納す
るためのＲＡＭ、3はデータ圧縮プログラムを格納した
ＲＯＭ、4はＣＰＵを示し、ＣＰＵ4が受信した元データ
ストリームをＲＯＭ3のプログラムに基づいてＲＡＭ1,2
を使用しながらソフトウェア的にデータ圧縮を行う。
尚、同図では独立したメモリとしてＲＡＭ1,2を用いて
いるが、単一のＲＡＭのメモリ領域を区分してデータス
トリームと辞書登録データを格納させるようにしてもよ
い。
【００２０】次に、図２から図４に示されるフローチャ
ート、及び図５から図１３に示されるの実際のデータス
トリームと辞書登録データの内容を参照しながら、本実
施例のデータ圧縮方法を説明する。先ず、ホスト側から
圧縮手順の繰返し回数;Ｒが指定されると、ＣＰＵ4はそ
の回数データをセーブし、元データストリームを受信す
るとそれをＲＡＭ1に格納する(図２;P1,P2)。そして、
受信した元データストリームがＮ個の元ストリング[Ｓ
ビット長]で構成されているとした場合に、ＣＰＵ4はＲ
ＡＭ1に格納した元データストリームをＳビット単位に
分割し、各元ストリングをその先頭に非圧縮識別ビット
“０"を付加した各作業用ストリングに変換し、Ｎ個の
作業用ストリング[(Ｓ＋１)ビット長]で構成された作業
用データストリームを作成する(図２;P3)。
【００２１】この作業用データストリームの実例を図５
に示す。図５の作業用データストリームは、５１２個の
７ビット長の元ストリングで構成された元データストリ
ームから作成されたものであり、５１２個の８ビット長
の作業用ストリングをそれぞれ１６進数で示してある。
そして、各作業用ストリングは１６進数で００〜３ｄの
範囲内で表現されており、全ての作業用ストリングのＭ
ＳＢが非圧縮識別ビットとして“０"に設定されてい
る。尚、この実例では、元データストリームの全ての元
ストリングが２進数で“００００００"から“１１１１
０１"までの６ビット長で表現が可能なデータ内容であ
ったために作業用データストリームの各作業用ストリン
グが００〜３ｄの範囲内で表現され、各作業用ストリン
グにおける第２ビット目も“０"になっているが、元ス
トリングが７ビット長で表現されるデータであっても支
障がないことは当然である。
【００２２】次に、ＣＰＵ4は、ＲＡＭ1に格納されてい
る作業用データストリームから連続した２個の作業用ス
トリング(組合せストリング)を先頭アドレスから順次読
出し、その読出しの度にその組合せストリングが過去に
読出した組合せストリングか否かをＲＡＭ2の登録内容
を確認して判別し、もし新規な組合せストリングであれ
ば、出現頻度データ「１」とその組合せストリングをＲＡ
Ｍ2へ登録し、既に読出して登録されている組合せスト
リングであれば、ＲＡＭ2のその組合せストリングに対
応した出現頻度データを＋１インクリメントする(図３;
P4〜P10)。従って、ＲＡＭ1の作業用データストリーム
全体について前記の手順が実行されると、作業用データ
ストリームの組合せストリングの全ての種類と各組合せ
ストリングの出現頻度データが対応登録される。
【００２３】ここで、ＣＰＵ4はＲＡＭ2に登録された組
合せストリングの内で、［出現頻度データの大きいも
のからＤ／Ｒ番目以内(但し、Ｄは２のＳ乗)のものであ
ること］、及び［出現頻度データが３以上であるこ
と］という２つの条件を満たす組合せストリングのみを
残し、それらの組合せストリングに圧縮識別ビット
“１"と辞書番号とからなる各圧縮用辞書データを確定
登録させる(図３;P11)。前記の条件は、Ｄが辞書の最
大登録件数を、Ｒが後述の圧縮手順の指定繰返し回数を
示していることから、各回の圧縮手順における登録件数
の上限を平均値;Ｄ／Ｒとして設定している。これは、
作業用データストリームの内容にもよるが、初期の圧縮
手順では条件を満たす組合せストリングが膨大な数に
なる場合が多く、前記の指定繰返し回数を確保できなく
なることを防止するためである。尚、前記の条件の必
要性に関しては、後述の圧縮手順において説明する。
【００２４】ところで、図５の作業用データストリーム
に関して、前記の辞書作成手順で得られる辞書登録デー
タは図６に示すような内容となる。同図において、１６
進数で８０〜９ａで示されるデータが圧縮用辞書データ
であり、各圧縮用辞書データに対応付けられているデー
タが前記の条件及びを満たした組合せストリングに
相当し、２７件分の登録件数が得られている。そして、
前記の圧縮用辞書データは１６進数で８０から始まるも
のであることから、そのＭＳＢは全て“１"で与えら
れ、同ビットが圧縮識別ビットを表現すると共に、それ
以降の７ビットで１２８個(＝Ｄ;辞書の最大登録件数)
の辞書番号が表現される。尚、この実例では指定繰返し
回数が４回(Ｒ＝４)とされ、Ｄ／Ｒ＝３２であることか
ら、条件が定める上限を超えていなかった。
【００２５】次に、ＣＰＵ4は前記の辞書登録データを
用いて作業用データストリームの圧縮手順へ移行する。
この圧縮手順では、先ずＲＡＭ1に格納されている作業
用データストリームの組合せストリングを先頭アドレス
側から読出し、その読出した組合せストリングとＲＡＭ
2に登録されている各組合せストリングを比較する(図
４;P12,P13)。そして、ＲＡＭ2に同一の組合せストリン
グがあれば、ＲＡＭ1の読出した組合せストリングをＲ
ＡＭ2でその組合せストリングに対応して登録されてい
る圧縮用辞書データに書換える(図４;P14,P15)。即ち、
この段階で、２＊(Ｓ＋１)ビット長の組合せストリング
が(Ｓ＋１)ビット長の圧縮用辞書データに置換されるこ
とになる。また、ＣＰＵ4は前記の書換えが実行された
場合には、書換え対象となった組合せストリングより後
の作業用データストリームを、その先頭データが圧縮用
辞書データの次のアドレスに位置するように移動させる
(図４;P16)。即ち、(Ｓ＋１)ビット分だけデータ圧縮が
なされたために、そのビット分だけデータを移動させて
ＲＡＭ1内での作業用ストリームの連続性を確保する。
【００２６】一方、前記の比較段階で、ＲＡＭ2に同一
の組合せストリングが存在しなかった場合には(図４;P1
3,P14)、読出したＲＡＭ1の組合せストリングはそのま
まにして、次の組合せストリングを比較対象とする。従
って、ＲＡＭ1の組合せストリングが圧縮用辞書データ
に書換えられた場合には、読出しアドレスを(S+1)だけ
進めて次の組合せストリングを読出し(P17)、組合せス
トリングの書換えがなかった場合には、読出しアドレス
を２＊(Ｓ＋１)だけ進めて次の組合せストリングを読出
す(P18)。
【００２７】そして、個々の組合せストリングに関する
以上の圧縮手順(図４;P13〜P18)は、ＲＡＭ1の作業用デ
ータストリーム全体について実行され(図４;P19)、第１
回目の辞書作成・圧縮手順が完了する。ところで、前記
の圧縮手順で圧縮用辞書データへの書換え対象となった
組合せストリングは前記の条件を満たしていることか
ら、作業用データストリーム全体で少なくとも３個存在
しており、作業用データストリームに関してみれば、１
件の辞書登録データを用いて３＊(Ｓ＋１)ビット以上の
データ圧縮がなされる。一方、１件の辞書登録データ
は、(Ｓ＋１)ビットの圧縮用辞書データと２＊(Ｓ＋１)
ビットの組合せストリングからなり、３＊(Ｓ＋１)ビッ
トのデータ容量となる。従って、辞書登録データと作業
用データストリームの総データ容量についてみれば、出
現頻度;Ｆが３の組合せストリングに関しては第１回目
の辞書作成・圧縮手順でデータ圧縮に寄与していない
が、出現頻度;Ｆが４以上のものについては(Ｆ−３)＊
(Ｓ＋１)ビット分だけデータ圧縮を実現していることに
なる。尚、出現頻度;Ｆが３の組合せストリングについ
ても、２＊(Ｓ＋１)ビット長の組合せストリングを(Ｓ
＋１)ビット長の圧縮用辞書データに書換える役割を果
たしており、第２回目以降の辞書作成・圧縮手順でデー
タ圧縮の効率化に寄与する。
【００２８】ここで、図５の作業用データストリームに
対して図６の各辞書登録データを用いた第１回目の辞書
作成・圧縮手順(図３,図４;P12〜P19)を実行すると、図
７に示すような作業用データストリームが得られる。こ
の第１回目の辞書作成・圧縮手順では、元データストリ
ームの総容量が４４８バイトであり、図６の辞書登録デ
ータと図７の作業用ストリームの総容量が４０８バイト
(＝８１バイト＋３２７バイト)であることから、圧縮率
で約９１.１％のデータ圧縮がなされたことになる。
【００２９】以降、第１回目の圧縮手順で得られた作業
用データストリームを新たな圧縮対象として、図３及び
図４に示された辞書作成・圧縮手順(P4〜P19)を指定繰返
し回数;Ｒだけ繰返す(図４;P20→図３;P4)。尚、繰返さ
れる辞書作成・圧縮手順において、圧縮対象となる作業
用データストリームは前回の圧縮手順で得られているも
のであり、当然にその作業用データストリームには非圧
縮のままの作業用ストリングと圧縮用辞書データが混在
している。
【００３０】前記の実例で見ると、第１回目の辞書作成
・圧縮手順で得られた作業用データストリーム(図７)を
対象として作成された辞書登録データは図８に示される
ような内容となる。同図から明らかなように、圧縮用辞
書データとして９ｂ〜９ｆが各組合せストリングに対応
して追加登録されており、それらの追加登録された辞書
登録データを用いて圧縮された作業用データストリーム
は図９に示される。そして、この第２回目の辞書作成・
圧縮手順では、図８の辞書登録データと図９の作業用デ
ータストリームの総容量が３６２バイト(＝９６バイト
＋２６６バイト)であることから、圧縮率で約８０.８％
になっている。更に、同様にして、第３回目の辞書作成
・圧縮手順では、図１０の辞書登録データと図１１の作
業用データストリームが得られ、それらの総容量が３５
３バイトであることから、圧縮率で約７８.８％とな
り、第４回の辞書作成・圧縮手順では、図１２の辞書登
録データと図１３の作業用データストリームが得られ、
それらの総容量が３５２バイトであることから、圧縮率
で約７８.６％となる。
【００３１】そして、このようにして指定繰返し回数で
あるＲ回の辞書作成・圧縮手順が完了すると、ＣＰＵ4は
ＲＡＭ2の全ての辞書登録データとＲＡＭ1の圧縮された
作業用データストリームを読出してホスト側へ転送する
(図４;P21)。一方、転送された圧縮データは次のような
手順で伸長再生される。先ず、圧縮された作業用データ
ストリームの先頭から(Ｓ＋１)ビット単位で作業用スト
リングを検出し、そのＭＳＢが“１"であれば圧縮用辞
書データに置換されているストリングであるため、辞書
登録データを用いてその圧縮用辞書データに対応した組
合せストリングへ書換え、逆にＭＳＢが“０"であれば
元ストリングであるため、そのままにして次の作業用ス
トリングの検出へ移行する。そして、その手順を作業用
データストリーム全体について実行して第１回目の伸長
された作業用データストリームを得るが、同様の手順を
Ｒ回繰返し、最終的に圧縮前の作業用データストリーム
を再生する。但し、最終的に得られた作業用データスト
リームの各作業用ストリングにはＭＳＢに非圧縮識別ビ
ット“０"が付加されているため、各作業用ストリング
のＭＳＢを除去して元データストリームを得る。尚、こ
の実施例では、ＲＡＭ2に圧縮識別ビット“１"と辞書番
号とからなる圧縮用辞書データを登録させているが、実
際のシステム上でのハードウェアやソフトウェアの都合
により、圧縮／非圧縮識別ビットのストリームを別のメ
モリ領域に格納させておいてもよい。
【００３２】ところで、以上の実施例では指定繰返し回
数;Ｒに基づいて、その回数だけ辞書作成・圧縮手順を繰
返しているが、Ｒ＝１の場合、即ち辞書作成・圧縮手順
を１回だけ行う方が都合の良い場合がある。例えば、元
データストリームの内容によっては、１回の圧縮手順の
みで比較的高い圧縮率が得られ、伸長再生側で高速性が
要求される場合がある。
【００３３】そこで、ＣＰＵ4が指定回数;「１」を確認し
た場合には、図２の作業用データストリームの作成手順
では各元ストリングに対する非圧縮識別ビット“０"の
付加を実行せず、それに応じて図３の辞書作成手順では
圧縮用辞書データを辞書番号のみのＳビット長で登録
し、図４の圧縮手順でも作業用ストリングをＳビット長
として取扱うようにする。そして、この場合には、最終
的に得られる辞書登録データと圧縮されたデータストリ
ームの総容量を低減化することができ、また１回の圧縮
手順だけであるため、圧縮識別ビットが付加されていな
くても、伸長再生側ではＲＡＭ2に登録されている組合
せストリング自体から圧縮／非圧縮の識別が可能であ
る。従って、データ転送時間と伸長再生時間が大幅に短
縮され、映像データ等の場合には高速での画面展開が可
能になる。尚、圧縮手順が１回だけであるために高い圧
縮率を期待することができないが、既存のランレングス
法等のアルゴリズムを組合せることでその不利を解消さ
せることもできる。
【００３４】
【発明の効果】本発明のデータ圧縮方法は、以上の構成
を有していることにより、次のような効果を奏する。請
求項１の発明は、辞書方式によるLossLess型のデータ圧
縮方法において、圧縮／非圧縮識別ビットを付加しなが
ら、データストリーム中で連続的又は離散的に存在する
固定長の組合せストリングをその半分のビット長の固定
長ストリングで書換えてデータ圧縮を行う方法を採用し
ている。従って、その圧縮／伸長アルゴリズムの簡易性
によって高速な圧縮／伸長処理が可能になる。また、ソ
フトウェア処理だけでデータ圧縮を実行するため、通常
のＲＡＭとＣＰＵ等からなる簡単なシステム構成で実現
できる。特に、作業用ストリングを１バイトとし、作業
用データストリームや辞書登録データの処理単位である
組合ストリングを２バイトとすると、従来のデータ圧縮
方法では不可能であった６４バイト程度の小さなデータ
ブロックも効率的に圧縮でき、ゲーム機のキャラクタジ
ェネレータに最適なデータ圧縮方法を提供する。請求項
２の発明は、高い圧縮率は期待できないが、データスト
リームの内容に応じてデータ転送時間と圧縮／伸長に要
する時間を短縮でき、ゲーム機等で高速な画面展開が必
要とされる場合に適応的に利用できるデータ圧縮方法を
提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】データ圧縮装置のシステム回路図である。
【図２】作業用データストリームの作成手順に係るフロ
ーチャートである。
【図３】辞書作成手順に係るフローチャートである。
【図４】圧縮手順に係るフローチャートである。
【図５】元データストリームから作成された作業用デー
タストリームの実例を示す図である。
【図６】第１回目の辞書作成手順で作成された辞書登録
データを示す図である。
【図７】第１回目の圧縮手順で得られた作業用データス
トリームを示す図である。
【図８】第２回目の辞書作成手順で作成された辞書登録
データを示す図である。
【図９】第２回目の圧縮手順で得られた作業用データス
トリームを示す図である。
【図１０】第３回目の辞書作成手順で作成された辞書登
録データを示す図である。
【図１１】第３回目の圧縮手順で得られた作業用データ
ストリームを示す図である。
【図１２】第４回目の辞書作成手順で作成された辞書登
録データを示す図である。
【図１３】第４回目の圧縮手順で得られた作業用データ
ストリームを示す図である。
【符号の説明】
1…ＲＡＭ(データストリーム格納用)、2…ＲＡＭ(辞書
登録データ格納用)、3…ＲＯＭ、4…ＣＰＵ。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディジタル入力信号のデータストリーム
    を第１記憶手段に記憶させ、そのデータストリーム中に
    出現したストリングを第２記憶手段の辞書に登録しなが
    ら前記データストリームを圧縮するデータ圧縮方法にお
    いて、第１記憶手段に記憶せしめられた元データストリ
    ームの総データ容量をＳ＊Ｎビット;[但し、Ｓは２以上
    の整数、Ｎは３以上の整数]、第２記憶手段の辞書の最
    大登録件数をＤ;[但し、Ｄは２のＳ乗]として、後記の
    第３手順から第５手順までの繰返し実行回数Ｒ;[但し、
    ＲはＤ以下の整数]を指定する第１手順と、第１記憶手
    段の元データストリームをＳビット長の元ストリング毎
    に分割し、各々の元ストリングを１ビットの非圧縮識別
    ビットが付加された(Ｓ＋１)ビット長の作業用ストリン
    グに変換して作業用データストリームを作成する第２手
    順と、作業用データストリームにおける連続する２個の
    作業用ストリングの組合せ[以下、「組合せストリング」
    という]の内で、その出現頻度の大きいものからＤ／Ｒ
    番目以内のものであって、且つ出現頻度が３以上の組合
    せストリングを検出する第３手順と、前記第３手順で検
    出した各組合せストリングに対応させて、各辞書番号と
    圧縮識別ビットからなる(Ｓ＋１)ビット長の圧縮用辞書
    データを第２記憶手段に登録する第４手順と、 作業用
    データストリームにおける組合せストリングの内で、第
    ２記憶手段に登録されている組合せストリングと同一の
    ものを、第２記憶手段でその組合せストリングに対応せ
    しめられている各圧縮用辞書データへ書換える第５手順
    とからなり、前記第５手順で書換えられたデータストリ
    ームを前記第３手順における作業用データストリームと
    して、前記第３手順から前記第５手順までをＲ回繰返
    し、その時点で第１記憶手段が記憶しているデータスト
    リームと第２記憶手段に登録されている全ての組合せス
    トリングと圧縮用辞書データを圧縮データとすることを
    特徴としたデータ圧縮方法。
  2. 【請求項２】 請求項１のデータ圧縮方法において、Ｒ
    ＝１とした場合に、第２手順では元ストリングに非圧縮
    識別ビットを付加せずに元ストリングをそのまま作業用
    ストリングとした作業用データストリームを作成し、第
    ４手順では圧縮用辞書データを辞書番号のみのＳビット
    長とすることとしたデータ圧縮方法。
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