JP3836997B2 - 符号化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、算術符号化手段を備えた符号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２値画像データの通信時に第３者に対して内容を秘匿しようとする場合、ファクシミリ装置などでは通常、親展通信モードにしてパスワードのわかる者のみがデータを出力できるようにしている。あるいは、傍受を考慮する場合であれば、画像に対してスクランブルをかけ、出力した画像が判別できないようにしている。しかしながら、高い秘匿性を得ようとするとアルゴリズムが複雑化し、その結果、処理速度が遅くなるという問題がある。
【０００３】
特開平８−１０７５０６号公報に示された通信装置は、２値画像符号化方式の国際標準であるＪＢＩＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｂｉ−ｌｅｖｅｌ Ｉｍａｇｅ ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）方式（ＪＩＳ Ｘ４３１１ ：ＩＳＯ／ＩＥＣ １１５４４ ）のうちのプログレッシブモード（復号化時に低解像度の画像から高解像度の画像へと段階的に復元していく符号化方式）に係わる秘匿技術を提供しているが、上記のような問題を解決するために、ＪＢＩＧ方式における最低解像度レイヤに対してだけ暗号化処理を施すようにしている。１段階解像度の高い画像を復元する際、その下の解像度レイヤの復元画像を参照する方式にすることにより、暗号化された最低解像度レイヤを平文化（解読）しなければ一つ上の解像度レイヤの画像も復元できないのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１０７５０６号公報に示された上記の従来技術では、複数の解像度レイヤを備えていないファクシミリ装置などに対しては効果がない。
【０００５】
そこで本発明の解決すべき課題は、上記のような従来技術の問題を解決し、高い秘匿性を得ることができる符号化装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、算術符号化手段を備えた符号化装置において、算術符号化を行う際の初期値を設定する初期設定手段を備え、符号化を開始する際、上記初期設定手段により上記初期値を設定する構成にした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、算術符号化手段を備えた符号化装置において、所定の文字列情報をユーザに操作入力させるための入力手段と、前記入力手段により入力された文字列情報を構成するおのおのの文字をあらわす文字データを、全ての文字について加算し、その加算結果の下位４ビットを特定値として抽出する特定値算出手段と、前記特定値算出手段の算出値を、算術符号化を行う際の初期値として設定する初期設定手段を備えたものである。
【０００８】
また、請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の符号化装置において、初期設定手段の設定する初期値を、算術符号化を行う際に参照する確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスとした。
【０００９】
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の符号化装置において、確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスをモデルテンプレートにより抽出するデータに応じて異なる複数のアドレスにした。
【００１０】
また、請求項５記載の発明では、請求項１または請求項２記載の符号化装置において、初期設定手段の設定する初期値を、算術符号化における領域サイズレジスタ値とした。
【００１１】
また、請求項６記載の発明では、請求項１または請求項２記載の符号化装置において、初期設定手段の設定する初期値として、確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスまたは算術符号化における領域サイズレジスタ値またはその両方という選択肢からいずれかを選択して設定する構成にした。
【００１２】
また、請求項７記載の発明では、請求項１または請求項２記載の発明の符号化装置を備えた情報機器において、特定情報を入力し設定する特定情報設定手段を備えた。
【００１３】
また、請求項８記載の発明では、請求項７記載の情報機器において、設定された特定情報に応じて、設定可能な複数の初期値の内のいずれかを設定する構成にした。
【００１４】
上記のように構成したことにより、請求項１記載の発明では、符号化や復号化を開始する際、算術符号化を行う際の初期値が設定される。
【００１５】
また、請求項２記載の発明では、符号化時のストライプ毎に異なる初期値が設定される。
【００１６】
また、請求項３記載の発明では、符号化や復号化を開始する際などに、確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスが初期値として設定される。
【００１７】
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、モデルテンプレートにより抽出するデータに応じて異なる複数の初期アドレスが初期値として設定される。
【００１８】
また、請求項５記載の発明では、符号化や復号化を開始する際などに、算術符号化における領域サイズレジスタ値が初期値として設定される。
【００１９】
また、請求項６記載の発明では、符号化や復号化を開始する際などに、確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスまたは算術符号化における領域サイズレジスタ値またはその両方という選択肢からいずれかを選択し、初期値として設定することができる。
【００２０】
また、請求項７記載の発明では、請求項１または請求項２記載の発明において、利用者が特定情報を入力し設定することができる。
【００２１】
また、請求項８記載の発明では、請求項７記載の発明において、利用者が入力した特定情報に応じて、設定可能な複数の初期値の内のいずれかが設定されるものである。
【００２２】
また、算術符号化手段を備えた符号化装置において、符号器内部に、ＲＡＭにより構成された確率テーブルＲＡＭを設けるとともに、算術符号化を行う際の初期値を設定する初期設定手段を備え、上記初期設定手段は、符号化を開始する際、上記初期設定手段により上記初期値を設定するとともに、上記符号器初期化時に、上記算術符号化手段に適用する確率テーブルデータを入力して、上記確率テーブルＲＡＭに記憶するように構成したものである。
【００２３】
また、前記確率テーブルデータは、標準値および１つ以上の非標準値が設けられ、前記初期設定手段は、入力される特定情報に基づき、標準値および１つ以上の非標準値から１つを選択して、前記確率テーブルＲＡＭに記憶するようにしたものである。
【００２４】
また、前記非標準値は、前記特定情報に基づいて、前記標準値の所定部分を所定態様に変更することにより作成されるものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２６】
まず、本発明に係わる算術符号化方式について説明しておく。この符号化方式は、シンボル系列（例えば２値画像データ列）を０から１までの直線上にマッピングすることにより、一連のシンボル系列を上記直線上の位置情報として表現することで符号化する方式であり、例えば、図１１に示すように、シンボル系列「０１１００１」は図示の領域Ｒ６( 領域の幅を太線で示している) として０から１までの直線上にマッピングされる。つまり、「０」だけから成るシンボル系列であれば領域Ｒ１にマッピングされ、シンボル系列「０１」はＲ２にマッピングされ、「０１１」はＲ３に、「０１１０」はＲ４に、「０１１００」はＲ５に、「０１１００１」はＲ６にマッピングされるのである。
【００２７】
上記において、マッピングされる領域サイズ（領域幅）は対応するシンボル系列の出現確率が高いほど大きくすると共にその領域を表現するコードのビット数を少なくする。したがって、シンボル系列が長くなるほどシンボル系列の情報量は増大するが、それに対応する符号化後の位置（領域）を示す情報の情報量は上記シンボル系列の出現確率が高ければわずかでよいので、この符号化により情報量が圧縮される。なお、図１１において、各領域の幅はそれぞれのシンボル系列の出現確率に対応している（図示のｐ１，ｐ０ はそれぞれシンボル系列「１」および「０」の出現確率である）。
【００２８】
図９（ａ），（ｂ）に示すようなモデルテンプレート（Ｔｅｍｐｌａｔｅ： 参照画素枠）を用いて注目画素（×印の画素）周辺の参照画素（□印の画素）の画像データから注目画素の画像データ値を予測し、例えば上記画像データ値と実際の画像データ値との差異情報を用いて前処理（符号化）する方法なども用いられている。このような方法では、正しい予測が行われると、１が連続するか（差異無しで１のとき）０が連続するか（差異無しで０のとき）またはそれらに近いシンボル系列になるので、長いシンボル系列であるにもかかわらずその出現確率が高くなり、したがって、この後で算術符号化を行うと、上記のような前処理を行わずに符号化するよりも圧縮率が向上する。
【００２９】
図１０は、本発明が実施される情報機器である例えばファクシミリ装置の構成ブロック図である。図示するように、このファクシミリ装置は、送信画情報を符号化したり受信画情報を復号化したりする本発明による符号化装置１０、プログラムを内蔵したＲＯＭおよび上記プログラムに従って動作するＣＰＵなどを有して装置全体を管理・制御するシステム制御部１１、利用者がファクシミリ装置に指示を与えるためのキーボードおよびファクシミリ装置が利用者にメッセージ等を与えるための表示手段などから成る操作表示部１２、画情報などを一時的に格納しておくＲＡＭ１３、原稿上の画像を読み取るスキャナ１４、復号化された受信画情報を記録紙へ出力するプロッタ１５、公衆電話網を介して遠隔のファクシミリ装置との間に呼を設定したりする網制御装置（ＮＣＵ）１６、Ｇ３伝送制御手順に従ってファクシミリ送受信を行う通信制御部１７、低速モデムおよび高速モデムから成るモデム１９、画情報を蓄積しておく画像メモリ２０などを備えている。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置１８の構成ブロック図であり、データフローを示す矢印は図１（ａ）が符号化時、図１（ｂ）が復号化時を示している。図示したように、この実施の形態の符号化装置は、算術符号化を行う算術符号化エンジン１、算術復号化を行う算術復号化エンジン１ａ、モデルテンプレート２、上記モデルテンプレート２により抽出される可能性のある組み合わせデータのそれぞれの出現確率を求めるための確率テーブル（確率記憶手段）３、特定情報に従ってアドレス変換を行う状態メモリ４、特定情報を記憶しておく特定情報用メモリ５、上記特定情報に基づいて初期値を求め上記初期値を状態メモリ４に設定する初期化手段（初期設定手段）６などを備えている。なお、上記特定情報は非開示の鍵情報であり、例えば特定のＡＳＣＩＩコード列である。また、確率テーブル３および特定情報用メモリ５は例えばＲＯＭなどで構成されている。
【００３１】
図２に、この実施の形態の符号化時の動作フローを示す。以下、図１および図２などにより、第１の実施の形態の符号化時の動作を説明する。
【００３２】
まず、スキャナ１４（図１０参照）などから入力された２値画像データのビット列（シンボル系列）がシステム制御部１１により符号化装置１０に与えられる（Ｓ１）。なお、上記ビット列のそれぞれのビットはそれぞれの画素の２値画像データである。
【００３３】
符号化装置１０は、第１ラインの第１画素の画像データから順次符号化を行うが、例えば図９に符号ｂで示したようなモデルテンプレート２を用いて前処理を行う。つまり、先行する注目画素周辺の画像データから注目画素の値を予測するのである。そのため、順次それぞれの注目画素の周辺データをモデルテンプレート２により抽出する（Ｓ２）。なお、上記周辺データは図９に示したｂのモデルテンプレートでは１０ビットのデータである。
【００３４】
上記周辺データはアドレス値として状態メモリ４に与えられ、上記アドレス値により状態メモリ４がアドレッシングされる。状態メモリ４は例えばＲＡＭにより構成され、図３に示すように構成されている。上記のように周辺データが１０ビットである場合は、１０２４種のデータ値（データ状態）が存在するので、状態メモリ４に与えられる入力アドレスも図示したように１０２４値になる。
【００３５】
また、状態メモリ４のそれぞれのアドレスには出現確率が記憶されている確率テーブル３のそれぞれの参照アドレスが設定されている。従来技術においては、確率テーブル３のアドレス０には例えば出現確率として0.5 が設定され、状態メモリ４のそれぞれの入力アドレスに対応した確率テーブル３の初期アドレス（初期参照アドレス）は０が設定されるが、この実施の形態では確率テーブル３をアドレッシングする参照アドレス（参照テーブルアドレス）の初期値（初期アドレス）を特定情報用メモリ５に予め設定された特定情報に従った値にしている。例えば特定のＡＳＣＩＩコード列を特定情報として設定しておき、初期化手段６が通信開始時に上記ＡＳＣＩＩコードを読み出し、各桁（各バイト）を加算し、その結果の下位４ビットをそれぞれの参照アドレスの初期値（初期アドレス）として状態メモリ４に設定するのである。
【００３６】
このような状態メモリ４を介してアドレス変換を行い、注目画素に対応して順次確率テーブル３をアドレッシングするアドレスを生成し（Ｓ３）、そのアドレスに記憶されている出現確率を出力させる（読み出す）（Ｓ４）。なお、最初に状態メモリ４から出力される初期アドレスが０ではないので、最初の出現確率としては0.5 とは異なる値が読み出される。
【００３７】
確率テーブル３から読み出された、注目画素のデータが例えば１である確率を示す出現確率が算術符号化エンジン１に与えられると、算術符号化エンジン１は上記出現確率が0.5 以上であるとき上記注目画素のデータを１と予測し、システム制御部１１から直接渡された上記注目画素の実際の値と比較し、差異がなければ例えば１と符号化し、差異があれば０と符号化する。このようにして、順次符号化される複数の注目画素について差異がなければ１の連続するシンボル系列または時々０が現れるシンボル系列になる。したがって、これらのシンボル系列を数直線上にマッピングしビット数の少ない符号に符号化してデータを圧縮させる（Ｓ５）。
【００３８】
図示していないが、図３に示した状態メモリ４には、それぞれの入力アドレスに対応付けて、算術符号化エンジン１が１の出現回数および０の出現回数に応じて所定のルールで参照アドレスを更新する。つまり、現実の出現確率が反映されるように確率テーブル３をアドレッシングする参照アドレスを更新するのである。
【００３９】
次に、図１および図４などにより、復号化時の動作を説明する。
【００４０】
図４に示すように、復号化時には、まず、算術復号化エンジン１ａが最初の算術復号化を行う（Ｓ１１）。数直線上にマッピングされた符号データ（符号化されたデータ）を長いシンボル系列に復号化するのである。また、例えば、符号化時に、モデルテンプレート２を用いた前処理が行われているとすれば、モデルテンプレート２を用いて注目画素周辺データを抽出して（Ｓ１２）第２の復号化を行う。
【００４１】
そのため、上記周辺データはアドレス値として状態メモリ４に与えられ、上記アドレス値により状態メモリ４がアドレッシングされる。なお、状態メモリ４は例えば図３に示すように構成されている。
【００４２】
また、状態メモリ４のそれぞれのアドレスには出現確率が記憶されている確率テーブル３をアドレッシングするアドレスが設定されている。従来技術においては、確率テーブル３のアドレス０には例えば出現確率として０．５が設定され、状態メモリ４のそれぞれの入力アドレスに対応した確率テーブル３の初期アドレスは０が設定されるが、この実施の形態では前記の符号化側と同様に、例えば特定のＡＳＣＩＩコード列を特定情報として特定情報用メモリ５に設定しておき、初期化手段６が通信開始時に上記ＡＳＣＩＩコードを読み出し、各桁（各バイト）を加算し、その結果の下位４ビットを確率テーブル３のそれぞれの初期アドレス（初期値）として状態メモリ４に設定する。
【００４３】
このような状態メモリ４を介してアドレス変換を行い、注目画素に対応して順次確率テーブル３をアドレッシングするアドレスを生成し（Ｓ１３）、そのアドレスに記憶されている出現確率を出力させる（読み出す）（Ｓ１４）。なお、最初に状態メモリ４から出力される初期アドレスが０ではないので、最初の出現確率としては0.5 とは異なる値が読み出される。しかし、確率テーブル３の内容は符号化側も復号化側も同じであるし、特定情報を用いて初期化された状態メモリ４の初期アドレスも符号化側と同じであるので、読み出された出現確率は符号化側の同じ位置の注目画素についての出現確率と同じ値になる。
【００４４】
続いて、算術復号化エンジン１ａは確率テーブル３から出力された出現確率が０．５以上であるとき上記注目画素のデータを１と予測し、そうでなければ０と予測する。そして、ステップＳ１１における復号化により得られたシンボル系列の上記注目画素の実際の値が差異なしを示す１であれば上記予測値を復号化データ（復号化されたデータ）とし、差異有りを示す０であれば上記予測値の反転値（予測値が１であれば０、０であれば１）を復号化データとする（Ｓ１５）。
【００４５】
なお、上記復号化データはシステム制御部１１に渡されると共に、先行周辺データとしてモデルテンプレート２へも渡される。また、図３に示した状態メモリ４内の参照アドレスは、符号化側と同様に、現実の出現確率が反映されるように更新される。つまり、初期化手段６により設定された初期値（初期アドレス）に所定のルールに従った演算を施して上記アドレスを更新するのである。これは、学習に基づいた参照アドレスの更新が行われても、符号化側と復号化側とについて注目画素が同じ位置ならば、どの位置でも符号化と復号化とが同じ出現確率で行われることを意味し、したがって、符号化前のデータと復号化後のデータが同じになる。
【００４６】
それに対して、上記初期値（初期アドレス）が符号化側と復号化側との間で異なっていれば、その後、符号化側と復号化側において同じ演算によるアドレス更新を行ったとしても初期値が異なっているので更新されたアドレスも異なってしまい、したがって、同じ位置の注目画素に対する出現確率は初期時だけでなく更新後も一致せず、元のデータに復号化されないという事態になる。つまり、復号化側（ファクシミリ装置の例では画情報受信側）で、この実施の形態によった符号化装置を用いない限り、傍受は不可能であり、高い秘匿性を得ることができる。また、複数の解像度レイヤを備えている場合において、最低解像度レイヤ以外で暗号化が不要であるというのではなく、無条件に暗号化が不要であるので、秘匿性を得るために高速性が失われることもない。
【００４７】
上記の実施の形態において、初期化手段６は、初期アドレスを設定する際、１種類の初期アドレスでなく、モデルテンプレート２により与えられる入力アドレスに対応付けて複数の初期アドレスを設定するようにすることも可能である。例えば、注目画素により近い周辺データが１の場合は１の出現確率が高くなるように上記初期アドレスを設定し、より近い周辺データが０の場合は１の出現確率が低くなるように上記初期アドレスを設定したりするのである。このようにすれば、データ圧縮率が向上するだけでなく、第３者による初期アドレスの解読が困難になるので、より秘匿性が向上する。なお、複数の初期アドレスは、例えば前記のようにして生成した初期アドレス（初期値）に所定値を加えたり減じたりして生成する。
【００４８】
前記の初期化をストライプ（ブロック）毎に行うようにしてもよい。例えば、ストライプを１２８ライン程度に設定し、符号化側および復号化側において、128 ライン毎に前記のような初期化（初期アドレス設定）を行うのである。このような実施の形態ではデータ圧縮率は低下するが、秘匿性が向上するので、秘匿性を重視する用途においては有用である。
【００４９】
ところで、算術符号化方式では、前記のように、シンボル系列に応じて数直線を分割していく操作をくり返し、その際の分割された領域が上記シンボル系列に対応し、上記領域に対応した値が符号化データとされる。なお、算術符号化エンジン１はＡ（Ａｕｇｅｎｄ）レジスタと呼ばれている領域サイズレジスタを備え、このレジスタに演算結果としての領域サイズが設定される。一般には、このＡレジスタに、初期値として、１００００ｈを設定し、その後、生起したシンボル系列に応じて上記初期値に演算を施していく。
【００５０】
それに対して、図５に符号化時の動作フローを示した本発明の第２の実施の形態では、初期化手段６が、１００００ｈではなく、特定情報用メモリ５に予め設定しておいた特定情報またはそれを加工した値を上記初期値として設定する（Ｓ２１）。つまり、第１の実施の形態では、初期化手段６の設定する初期値を確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスとしたが、第２の実施の形態では、領域サイズレジスタ値を初期値とするのである。
【００５１】
そして、その後、符号化が開始されると、算術符号化エンジン１は生起したシンボル系列に応じてＡレジスタに設定された初期値に演算を施して算術符号化を行う（Ｓ２２）。
【００５２】
一方、復号化側では、符号化側と同じ領域サイズレジスタ値が初期値として設定されているならば、上記初期値に基づいて受け取った符号化データに対応したシンボル系列を復号化する。しかし、符号化側とは異なる例えば１００００ｈが初期値として設定されていると、元のシンボル系列とは異なるシンボル系列を生成してしまう。
【００５３】
このようにして、第２の実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果を実現することができる。
【００５４】
図６は、本発明の第３の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。図示するように、この実施の形態の符号化装置は、第１の実施の形態の構成（図１参照）に加え、選択手段７を備え、初期化手段６の設定する初期値として、確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスまたは算術符号化における領域サイズレジスタ値またはその両方という選択肢からいずれかを選択して設定することができる。
【００５５】
つまり、この実施の形態では、初期化手段６が、選択手段７を制御して、確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスを初期値として設定すると、第１の実施の形態と同様に動作する（図２〜図４参照）。また、初期化手段６が、選択手段７を制御して、算術符号化における領域サイズレジスタ値を初期値として設定すると、第２の実施の形態と同様に動作する（図５参照）。また、確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスおよび算術符号化における領域サイズレジスタ値の両方を初期値として設定すると、確率テーブル３のアドレッシングは第１の実施の形態と同様に行われ、Ａレジスタの値は第２の実施の形態のような値を示す。
【００５６】
このように、第３の実施の形態によれば、状況に応じてより適切な秘匿方法を選択することができ、また、２種類の初期化の両方を行うことで、より秘匿性を向上させることもできる。
【００５７】
図７は本発明の第４の実施の形態を示す符号化装置１０などの構成ブロック図である。図示するように、この実施の形態では第１の実施の形態の構成に加え、特定情報設定手段９を備えると共に、特定情報用メモリ５ａをフラッシュメモリやＲＡＭなどで構成する。なお、上記特定情報設定手段９は、例えばこの符号化装置を備えている情報機器が図１０に示したようなファクシミリ装置の場合、システム制御部１１および操作表示部１２から構成される。
【００５８】
このような構成により、利用者は、符号化や復号化に先立ち、特定情報設定手段９を用いてパスワードなど特定情報を入力する。そうすると、システム制御部１１が上記特定情報を取得し、それを特定情報用メモリ５ａに設定する。以下の動作は第１の実施の形態と同様である。
【００５９】
このように、第４の実施の形態によれば、正しいパスワードなど特定情報の正しい値を知っている利用者のみが正しい特定情報を設定することができるので、より秘匿性を高めることができる。
【００６０】
ところで、算術符号化装置において設定される初期値はデータ圧縮率（符号化効率）に影響を与える。特に、確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスにより読み出される出現確率が実際の出現確率と著しく異なっていると、学習効果により実際の出現確率に近づくまでのステップ数が大きくなり、その間は効率の悪い（データ圧縮率の低い）符号化が行われ、符号量が増大してしまう。例えば、一般の文書ならば白の発生率が圧倒的に高いにもかかわらず、黒の発生率が高いような設定になっていた場合、白の発生率が高いという状態まで学習が進むのに大きなステップ数を要するのである。
【００６１】
そこで、本発明の第５の実施の形態では、図８に示すように、第４の実施の形態の構成に加え、初期化情報ＲＯＭ８を備え、例えば白の確率が大きいような確率値（出現確率）からいくつかを抽出し、その出現確率の記憶されているアドレスを初期値（初期アドレス）として上記ＲＯＭ８に書き込んでおく。また、上記複数の初期値から一つを選択する選択手段７ａを備える。
【００６２】
上記のような構成で、符号化や復号化に先立ち、利用者は特定情報設定手段９により特定情報を入力する。そうすると、システム制御部１１が上記特定情報を取得し、それを特定情報用メモリ５ａに設定する。その後、符号化や復号化が開始されると、初期化手段６は特定情報用メモリ５ａに設定されている上記特定情報を取得し、上記特定情報に対応付けて書き込まれている初期値を初期化情報ＲＯＭ８から取得し、第１の実施の形態で示したような初期化を行い、符号化や復号化を行う。
【００６３】
図１２は、本発明のさらに他の実施例にかかる符号化装置を示している。なお、同図において、図１（ａ）と同一部分および相当する部分は、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
この符号化装置は、確率テーブル３ａを書き換え可能なＲＡＭで構成し、この確率テーブル３ａに記憶する確率テーブル値は、書き込み手段２０により、外部から与えられて、記憶される。
【００６５】
また、この書き込み手段２０は、初期化手段２１により、いずれの確率テーブル値を選択するか指定され、また、初期化手段２１は、外部から入力される特定情報に基づいて、書き込み手段２０が確率テーブル３ａに書き込む確率テーブル値を指定あるいは選択する。
【００６６】
ここで、確率テーブル値は、標準値と１つ以上の非標準値が設けられ、標準値を適用する場合には、通常の符号器と同じ内容の符号化処理が実行され、また、非標準値を適用する場合には、通常の符号器とは異なる内容の符号化処理が実行される。
【００６７】
したがって、非標準値の確率テーブル値を用いると、同一確率テーブル値を備えた復号器以外の復号器では、符号を適切に復号化処理することができず、データを秘匿化することができる。
【００６８】
すなわち、通常の通信時には、標準値の確率テーブル値を適用し、秘匿通信が選択された場合には、そのときの通信モードに応じて、特定情報を適用し、対応する非標準値の確率テーブル値を適用するようにすることで、ユーザが秘匿通信を所望する場合、確実に秘匿通信が可能となる。
【００６９】
また、例えば、特定情報の値は、送信側で選択し、受信側へ通知することで、送信側の符号化装置と受信側の復号化装置で同一の特定情報を適用することができ、それにより、送信側の符号化装置と受信側の復号化装置とで同一の確率テーブル値を確率テーブルにダウンロード（記憶）させることができ、その結果、送信側で形成される符号データを、受信側で適切に復号化することができる。
【００７０】
なお、復号化装置については、上述した実施例と同様にして構成することができるので、その図示を省略する。その場合、確率テーブルは、外部から内容が書き換えられるＲＡＭにより構成し、初期化時に、特定情報に応じた確率テーブル値を外部から読み込んで、確率テーブルに記憶するようにするとよい。
【００７１】
ここで、非標準値の確率テーブル値は、全ての要素が標準値の確率テーブル値と異なるものを適用することができるが、そのような場合、符号化圧縮率が極端に悪化するおそれがあるので、算術符号化において符号化初期時に必ず使用される値、すなわち、確率０．５近辺を示す数値の部分を、確率値が０．５から大きく逸脱しない範囲で変更するようにすると、効率的な非標準値の確率テーブル値を得ることができる。
【００７２】
また、この非標準値の確率テーブル値のうち、変更する値の範囲は、特定情報の値に基づいて設定するようにすることができる。このようにすると、書き込み手段２０は、初期化時に、標準値の確率テーブル値に基づいて、リアルタイムに非標準値の確率テーブル値を作成することができるので、柔軟な初期化処理が可能となる。
【００７３】
このようにして、本実施例では、初期化時に、確率テーブルに記憶する確率テーブル値の内容を、外部から与えられる特定情報にしたがって設定するようにしているので、データを秘匿化することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は以下のような優れた効果を奏する。
【００７５】
請求項１記載の発明では、符号化や復号化を開始する際、算術符号化を行う際の初期値が設定されるので、正しい初期値を設定しない復号化側では符号化前と同じデータを復元することができず、したがって、高い秘匿性を得ることができる。また、暗号化が不要であるので、高速処理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a) 及び(b) は本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置の動作フロー図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置要部のデータ構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置の他の動作フロー図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す符号化装置の動作フロー図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。
【図９】本発明の符号化装置で用いられるモデルテンプレートの説明図である。
【図１０】本発明の符号化装置が用いられる情報機器の一実施の形態を示すファクシミリ装置の構成ブロック図である。
【図１１】本発明に係わる算術符号化方式を説明するための説明図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施例にかかる符号化装置を示したブロック図。
【符号の説明】
１ 算術符号化エンジン
２ モデルテンプレート
３，３ａ 確率テーブル
４ 状態メモリ
５ 特定情報用メモリ
６ 初期化手段（初期設定手段）
７ 選択手段
８ 初期化情報ＲＯＭ
９ 特定情報設定手段
１０ 符号化装置
１１ システム制御部
１２ 操作表示部
【発明の属する技術分野】
本発明は、算術符号化手段を備えた符号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２値画像データの通信時に第３者に対して内容を秘匿しようとする場合、ファクシミリ装置などでは通常、親展通信モードにしてパスワードのわかる者のみがデータを出力できるようにしている。あるいは、傍受を考慮する場合であれば、画像に対してスクランブルをかけ、出力した画像が判別できないようにしている。しかしながら、高い秘匿性を得ようとするとアルゴリズムが複雑化し、その結果、処理速度が遅くなるという問題がある。
【０００３】
特開平８−１０７５０６号公報に示された通信装置は、２値画像符号化方式の国際標準であるＪＢＩＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｂｉ−ｌｅｖｅｌ Ｉｍａｇｅ ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）方式（ＪＩＳ Ｘ４３１１ ：ＩＳＯ／ＩＥＣ １１５４４ ）のうちのプログレッシブモード（復号化時に低解像度の画像から高解像度の画像へと段階的に復元していく符号化方式）に係わる秘匿技術を提供しているが、上記のような問題を解決するために、ＪＢＩＧ方式における最低解像度レイヤに対してだけ暗号化処理を施すようにしている。１段階解像度の高い画像を復元する際、その下の解像度レイヤの復元画像を参照する方式にすることにより、暗号化された最低解像度レイヤを平文化（解読）しなければ一つ上の解像度レイヤの画像も復元できないのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１０７５０６号公報に示された上記の従来技術では、複数の解像度レイヤを備えていないファクシミリ装置などに対しては効果がない。
【０００５】
そこで本発明の解決すべき課題は、上記のような従来技術の問題を解決し、高い秘匿性を得ることができる符号化装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、算術符号化手段を備えた符号化装置において、算術符号化を行う際の初期値を設定する初期設定手段を備え、符号化を開始する際、上記初期設定手段により上記初期値を設定する構成にした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、算術符号化手段を備えた符号化装置において、所定の文字列情報をユーザに操作入力させるための入力手段と、前記入力手段により入力された文字列情報を構成するおのおのの文字をあらわす文字データを、全ての文字について加算し、その加算結果の下位４ビットを特定値として抽出する特定値算出手段と、前記特定値算出手段の算出値を、算術符号化を行う際の初期値として設定する初期設定手段を備えたものである。
【０００８】
また、請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の符号化装置において、初期設定手段の設定する初期値を、算術符号化を行う際に参照する確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスとした。
【０００９】
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の符号化装置において、確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスをモデルテンプレートにより抽出するデータに応じて異なる複数のアドレスにした。
【００１０】
また、請求項５記載の発明では、請求項１または請求項２記載の符号化装置において、初期設定手段の設定する初期値を、算術符号化における領域サイズレジスタ値とした。
【００１１】
また、請求項６記載の発明では、請求項１または請求項２記載の符号化装置において、初期設定手段の設定する初期値として、確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスまたは算術符号化における領域サイズレジスタ値またはその両方という選択肢からいずれかを選択して設定する構成にした。
【００１２】
また、請求項７記載の発明では、請求項１または請求項２記載の発明の符号化装置を備えた情報機器において、特定情報を入力し設定する特定情報設定手段を備えた。
【００１３】
また、請求項８記載の発明では、請求項７記載の情報機器において、設定された特定情報に応じて、設定可能な複数の初期値の内のいずれかを設定する構成にした。
【００１４】
上記のように構成したことにより、請求項１記載の発明では、符号化や復号化を開始する際、算術符号化を行う際の初期値が設定される。
【００１５】
また、請求項２記載の発明では、符号化時のストライプ毎に異なる初期値が設定される。
【００１６】
また、請求項３記載の発明では、符号化や復号化を開始する際などに、確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスが初期値として設定される。
【００１７】
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、モデルテンプレートにより抽出するデータに応じて異なる複数の初期アドレスが初期値として設定される。
【００１８】
また、請求項５記載の発明では、符号化や復号化を開始する際などに、算術符号化における領域サイズレジスタ値が初期値として設定される。
【００１９】
また、請求項６記載の発明では、符号化や復号化を開始する際などに、確率記憶手段をアドレッシングする初期アドレスまたは算術符号化における領域サイズレジスタ値またはその両方という選択肢からいずれかを選択し、初期値として設定することができる。
【００２０】
また、請求項７記載の発明では、請求項１または請求項２記載の発明において、利用者が特定情報を入力し設定することができる。
【００２１】
また、請求項８記載の発明では、請求項７記載の発明において、利用者が入力した特定情報に応じて、設定可能な複数の初期値の内のいずれかが設定されるものである。
【００２２】
また、算術符号化手段を備えた符号化装置において、符号器内部に、ＲＡＭにより構成された確率テーブルＲＡＭを設けるとともに、算術符号化を行う際の初期値を設定する初期設定手段を備え、上記初期設定手段は、符号化を開始する際、上記初期設定手段により上記初期値を設定するとともに、上記符号器初期化時に、上記算術符号化手段に適用する確率テーブルデータを入力して、上記確率テーブルＲＡＭに記憶するように構成したものである。
【００２３】
また、前記確率テーブルデータは、標準値および１つ以上の非標準値が設けられ、前記初期設定手段は、入力される特定情報に基づき、標準値および１つ以上の非標準値から１つを選択して、前記確率テーブルＲＡＭに記憶するようにしたものである。
【００２４】
また、前記非標準値は、前記特定情報に基づいて、前記標準値の所定部分を所定態様に変更することにより作成されるものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２６】
まず、本発明に係わる算術符号化方式について説明しておく。この符号化方式は、シンボル系列（例えば２値画像データ列）を０から１までの直線上にマッピングすることにより、一連のシンボル系列を上記直線上の位置情報として表現することで符号化する方式であり、例えば、図１１に示すように、シンボル系列「０１１００１」は図示の領域Ｒ６( 領域の幅を太線で示している) として０から１までの直線上にマッピングされる。つまり、「０」だけから成るシンボル系列であれば領域Ｒ１にマッピングされ、シンボル系列「０１」はＲ２にマッピングされ、「０１１」はＲ３に、「０１１０」はＲ４に、「０１１００」はＲ５に、「０１１００１」はＲ６にマッピングされるのである。
【００２７】
上記において、マッピングされる領域サイズ（領域幅）は対応するシンボル系列の出現確率が高いほど大きくすると共にその領域を表現するコードのビット数を少なくする。したがって、シンボル系列が長くなるほどシンボル系列の情報量は増大するが、それに対応する符号化後の位置（領域）を示す情報の情報量は上記シンボル系列の出現確率が高ければわずかでよいので、この符号化により情報量が圧縮される。なお、図１１において、各領域の幅はそれぞれのシンボル系列の出現確率に対応している（図示のｐ１，ｐ０ はそれぞれシンボル系列「１」および「０」の出現確率である）。
【００２８】
図９（ａ），（ｂ）に示すようなモデルテンプレート（Ｔｅｍｐｌａｔｅ： 参照画素枠）を用いて注目画素（×印の画素）周辺の参照画素（□印の画素）の画像データから注目画素の画像データ値を予測し、例えば上記画像データ値と実際の画像データ値との差異情報を用いて前処理（符号化）する方法なども用いられている。このような方法では、正しい予測が行われると、１が連続するか（差異無しで１のとき）０が連続するか（差異無しで０のとき）またはそれらに近いシンボル系列になるので、長いシンボル系列であるにもかかわらずその出現確率が高くなり、したがって、この後で算術符号化を行うと、上記のような前処理を行わずに符号化するよりも圧縮率が向上する。
【００２９】
図１０は、本発明が実施される情報機器である例えばファクシミリ装置の構成ブロック図である。図示するように、このファクシミリ装置は、送信画情報を符号化したり受信画情報を復号化したりする本発明による符号化装置１０、プログラムを内蔵したＲＯＭおよび上記プログラムに従って動作するＣＰＵなどを有して装置全体を管理・制御するシステム制御部１１、利用者がファクシミリ装置に指示を与えるためのキーボードおよびファクシミリ装置が利用者にメッセージ等を与えるための表示手段などから成る操作表示部１２、画情報などを一時的に格納しておくＲＡＭ１３、原稿上の画像を読み取るスキャナ１４、復号化された受信画情報を記録紙へ出力するプロッタ１５、公衆電話網を介して遠隔のファクシミリ装置との間に呼を設定したりする網制御装置（ＮＣＵ）１６、Ｇ３伝送制御手順に従ってファクシミリ送受信を行う通信制御部１７、低速モデムおよび高速モデムから成るモデム１９、画情報を蓄積しておく画像メモリ２０などを備えている。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置１８の構成ブロック図であり、データフローを示す矢印は図１（ａ）が符号化時、図１（ｂ）が復号化時を示している。図示したように、この実施の形態の符号化装置は、算術符号化を行う算術符号化エンジン１、算術復号化を行う算術復号化エンジン１ａ、モデルテンプレート２、上記モデルテンプレート２により抽出される可能性のある組み合わせデータのそれぞれの出現確率を求めるための確率テーブル（確率記憶手段）３、特定情報に従ってアドレス変換を行う状態メモリ４、特定情報を記憶しておく特定情報用メモリ５、上記特定情報に基づいて初期値を求め上記初期値を状態メモリ４に設定する初期化手段（初期設定手段）６などを備えている。なお、上記特定情報は非開示の鍵情報であり、例えば特定のＡＳＣＩＩコード列である。また、確率テーブル３および特定情報用メモリ５は例えばＲＯＭなどで構成されている。
【００３１】
図２に、この実施の形態の符号化時の動作フローを示す。以下、図１および図２などにより、第１の実施の形態の符号化時の動作を説明する。
【００３２】
まず、スキャナ１４（図１０参照）などから入力された２値画像データのビット列（シンボル系列）がシステム制御部１１により符号化装置１０に与えられる（Ｓ１）。なお、上記ビット列のそれぞれのビットはそれぞれの画素の２値画像データである。
【００３３】
符号化装置１０は、第１ラインの第１画素の画像データから順次符号化を行うが、例えば図９に符号ｂで示したようなモデルテンプレート２を用いて前処理を行う。つまり、先行する注目画素周辺の画像データから注目画素の値を予測するのである。そのため、順次それぞれの注目画素の周辺データをモデルテンプレート２により抽出する（Ｓ２）。なお、上記周辺データは図９に示したｂのモデルテンプレートでは１０ビットのデータである。
【００３４】
上記周辺データはアドレス値として状態メモリ４に与えられ、上記アドレス値により状態メモリ４がアドレッシングされる。状態メモリ４は例えばＲＡＭにより構成され、図３に示すように構成されている。上記のように周辺データが１０ビットである場合は、１０２４種のデータ値（データ状態）が存在するので、状態メモリ４に与えられる入力アドレスも図示したように１０２４値になる。
【００３５】
また、状態メモリ４のそれぞれのアドレスには出現確率が記憶されている確率テーブル３のそれぞれの参照アドレスが設定されている。従来技術においては、確率テーブル３のアドレス０には例えば出現確率として0.5 が設定され、状態メモリ４のそれぞれの入力アドレスに対応した確率テーブル３の初期アドレス（初期参照アドレス）は０が設定されるが、この実施の形態では確率テーブル３をアドレッシングする参照アドレス（参照テーブルアドレス）の初期値（初期アドレス）を特定情報用メモリ５に予め設定された特定情報に従った値にしている。例えば特定のＡＳＣＩＩコード列を特定情報として設定しておき、初期化手段６が通信開始時に上記ＡＳＣＩＩコードを読み出し、各桁（各バイト）を加算し、その結果の下位４ビットをそれぞれの参照アドレスの初期値（初期アドレス）として状態メモリ４に設定するのである。
【００３６】
このような状態メモリ４を介してアドレス変換を行い、注目画素に対応して順次確率テーブル３をアドレッシングするアドレスを生成し（Ｓ３）、そのアドレスに記憶されている出現確率を出力させる（読み出す）（Ｓ４）。なお、最初に状態メモリ４から出力される初期アドレスが０ではないので、最初の出現確率としては0.5 とは異なる値が読み出される。
【００３７】
確率テーブル３から読み出された、注目画素のデータが例えば１である確率を示す出現確率が算術符号化エンジン１に与えられると、算術符号化エンジン１は上記出現確率が0.5 以上であるとき上記注目画素のデータを１と予測し、システム制御部１１から直接渡された上記注目画素の実際の値と比較し、差異がなければ例えば１と符号化し、差異があれば０と符号化する。このようにして、順次符号化される複数の注目画素について差異がなければ１の連続するシンボル系列または時々０が現れるシンボル系列になる。したがって、これらのシンボル系列を数直線上にマッピングしビット数の少ない符号に符号化してデータを圧縮させる（Ｓ５）。
【００３８】
図示していないが、図３に示した状態メモリ４には、それぞれの入力アドレスに対応付けて、算術符号化エンジン１が１の出現回数および０の出現回数に応じて所定のルールで参照アドレスを更新する。つまり、現実の出現確率が反映されるように確率テーブル３をアドレッシングする参照アドレスを更新するのである。
【００３９】
次に、図１および図４などにより、復号化時の動作を説明する。
【００４０】
図４に示すように、復号化時には、まず、算術復号化エンジン１ａが最初の算術復号化を行う（Ｓ１１）。数直線上にマッピングされた符号データ（符号化されたデータ）を長いシンボル系列に復号化するのである。また、例えば、符号化時に、モデルテンプレート２を用いた前処理が行われているとすれば、モデルテンプレート２を用いて注目画素周辺データを抽出して（Ｓ１２）第２の復号化を行う。
【００４１】
そのため、上記周辺データはアドレス値として状態メモリ４に与えられ、上記アドレス値により状態メモリ４がアドレッシングされる。なお、状態メモリ４は例えば図３に示すように構成されている。
【００４２】
また、状態メモリ４のそれぞれのアドレスには出現確率が記憶されている確率テーブル３をアドレッシングするアドレスが設定されている。従来技術においては、確率テーブル３のアドレス０には例えば出現確率として０．５が設定され、状態メモリ４のそれぞれの入力アドレスに対応した確率テーブル３の初期アドレスは０が設定されるが、この実施の形態では前記の符号化側と同様に、例えば特定のＡＳＣＩＩコード列を特定情報として特定情報用メモリ５に設定しておき、初期化手段６が通信開始時に上記ＡＳＣＩＩコードを読み出し、各桁（各バイト）を加算し、その結果の下位４ビットを確率テーブル３のそれぞれの初期アドレス（初期値）として状態メモリ４に設定する。
【００４３】
このような状態メモリ４を介してアドレス変換を行い、注目画素に対応して順次確率テーブル３をアドレッシングするアドレスを生成し（Ｓ１３）、そのアドレスに記憶されている出現確率を出力させる（読み出す）（Ｓ１４）。なお、最初に状態メモリ４から出力される初期アドレスが０ではないので、最初の出現確率としては0.5 とは異なる値が読み出される。しかし、確率テーブル３の内容は符号化側も復号化側も同じであるし、特定情報を用いて初期化された状態メモリ４の初期アドレスも符号化側と同じであるので、読み出された出現確率は符号化側の同じ位置の注目画素についての出現確率と同じ値になる。
【００４４】
続いて、算術復号化エンジン１ａは確率テーブル３から出力された出現確率が０．５以上であるとき上記注目画素のデータを１と予測し、そうでなければ０と予測する。そして、ステップＳ１１における復号化により得られたシンボル系列の上記注目画素の実際の値が差異なしを示す１であれば上記予測値を復号化データ（復号化されたデータ）とし、差異有りを示す０であれば上記予測値の反転値（予測値が１であれば０、０であれば１）を復号化データとする（Ｓ１５）。
【００４５】
なお、上記復号化データはシステム制御部１１に渡されると共に、先行周辺データとしてモデルテンプレート２へも渡される。また、図３に示した状態メモリ４内の参照アドレスは、符号化側と同様に、現実の出現確率が反映されるように更新される。つまり、初期化手段６により設定された初期値（初期アドレス）に所定のルールに従った演算を施して上記アドレスを更新するのである。これは、学習に基づいた参照アドレスの更新が行われても、符号化側と復号化側とについて注目画素が同じ位置ならば、どの位置でも符号化と復号化とが同じ出現確率で行われることを意味し、したがって、符号化前のデータと復号化後のデータが同じになる。
【００４６】
それに対して、上記初期値（初期アドレス）が符号化側と復号化側との間で異なっていれば、その後、符号化側と復号化側において同じ演算によるアドレス更新を行ったとしても初期値が異なっているので更新されたアドレスも異なってしまい、したがって、同じ位置の注目画素に対する出現確率は初期時だけでなく更新後も一致せず、元のデータに復号化されないという事態になる。つまり、復号化側（ファクシミリ装置の例では画情報受信側）で、この実施の形態によった符号化装置を用いない限り、傍受は不可能であり、高い秘匿性を得ることができる。また、複数の解像度レイヤを備えている場合において、最低解像度レイヤ以外で暗号化が不要であるというのではなく、無条件に暗号化が不要であるので、秘匿性を得るために高速性が失われることもない。
【００４７】
上記の実施の形態において、初期化手段６は、初期アドレスを設定する際、１種類の初期アドレスでなく、モデルテンプレート２により与えられる入力アドレスに対応付けて複数の初期アドレスを設定するようにすることも可能である。例えば、注目画素により近い周辺データが１の場合は１の出現確率が高くなるように上記初期アドレスを設定し、より近い周辺データが０の場合は１の出現確率が低くなるように上記初期アドレスを設定したりするのである。このようにすれば、データ圧縮率が向上するだけでなく、第３者による初期アドレスの解読が困難になるので、より秘匿性が向上する。なお、複数の初期アドレスは、例えば前記のようにして生成した初期アドレス（初期値）に所定値を加えたり減じたりして生成する。
【００４８】
前記の初期化をストライプ（ブロック）毎に行うようにしてもよい。例えば、ストライプを１２８ライン程度に設定し、符号化側および復号化側において、128 ライン毎に前記のような初期化（初期アドレス設定）を行うのである。このような実施の形態ではデータ圧縮率は低下するが、秘匿性が向上するので、秘匿性を重視する用途においては有用である。
【００４９】
ところで、算術符号化方式では、前記のように、シンボル系列に応じて数直線を分割していく操作をくり返し、その際の分割された領域が上記シンボル系列に対応し、上記領域に対応した値が符号化データとされる。なお、算術符号化エンジン１はＡ（Ａｕｇｅｎｄ）レジスタと呼ばれている領域サイズレジスタを備え、このレジスタに演算結果としての領域サイズが設定される。一般には、このＡレジスタに、初期値として、１００００ｈを設定し、その後、生起したシンボル系列に応じて上記初期値に演算を施していく。
【００５０】
それに対して、図５に符号化時の動作フローを示した本発明の第２の実施の形態では、初期化手段６が、１００００ｈではなく、特定情報用メモリ５に予め設定しておいた特定情報またはそれを加工した値を上記初期値として設定する（Ｓ２１）。つまり、第１の実施の形態では、初期化手段６の設定する初期値を確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスとしたが、第２の実施の形態では、領域サイズレジスタ値を初期値とするのである。
【００５１】
そして、その後、符号化が開始されると、算術符号化エンジン１は生起したシンボル系列に応じてＡレジスタに設定された初期値に演算を施して算術符号化を行う（Ｓ２２）。
【００５２】
一方、復号化側では、符号化側と同じ領域サイズレジスタ値が初期値として設定されているならば、上記初期値に基づいて受け取った符号化データに対応したシンボル系列を復号化する。しかし、符号化側とは異なる例えば１００００ｈが初期値として設定されていると、元のシンボル系列とは異なるシンボル系列を生成してしまう。
【００５３】
このようにして、第２の実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果を実現することができる。
【００５４】
図６は、本発明の第３の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。図示するように、この実施の形態の符号化装置は、第１の実施の形態の構成（図１参照）に加え、選択手段７を備え、初期化手段６の設定する初期値として、確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスまたは算術符号化における領域サイズレジスタ値またはその両方という選択肢からいずれかを選択して設定することができる。
【００５５】
つまり、この実施の形態では、初期化手段６が、選択手段７を制御して、確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスを初期値として設定すると、第１の実施の形態と同様に動作する（図２〜図４参照）。また、初期化手段６が、選択手段７を制御して、算術符号化における領域サイズレジスタ値を初期値として設定すると、第２の実施の形態と同様に動作する（図５参照）。また、確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスおよび算術符号化における領域サイズレジスタ値の両方を初期値として設定すると、確率テーブル３のアドレッシングは第１の実施の形態と同様に行われ、Ａレジスタの値は第２の実施の形態のような値を示す。
【００５６】
このように、第３の実施の形態によれば、状況に応じてより適切な秘匿方法を選択することができ、また、２種類の初期化の両方を行うことで、より秘匿性を向上させることもできる。
【００５７】
図７は本発明の第４の実施の形態を示す符号化装置１０などの構成ブロック図である。図示するように、この実施の形態では第１の実施の形態の構成に加え、特定情報設定手段９を備えると共に、特定情報用メモリ５ａをフラッシュメモリやＲＡＭなどで構成する。なお、上記特定情報設定手段９は、例えばこの符号化装置を備えている情報機器が図１０に示したようなファクシミリ装置の場合、システム制御部１１および操作表示部１２から構成される。
【００５８】
このような構成により、利用者は、符号化や復号化に先立ち、特定情報設定手段９を用いてパスワードなど特定情報を入力する。そうすると、システム制御部１１が上記特定情報を取得し、それを特定情報用メモリ５ａに設定する。以下の動作は第１の実施の形態と同様である。
【００５９】
このように、第４の実施の形態によれば、正しいパスワードなど特定情報の正しい値を知っている利用者のみが正しい特定情報を設定することができるので、より秘匿性を高めることができる。
【００６０】
ところで、算術符号化装置において設定される初期値はデータ圧縮率（符号化効率）に影響を与える。特に、確率テーブル３をアドレッシングする初期アドレスにより読み出される出現確率が実際の出現確率と著しく異なっていると、学習効果により実際の出現確率に近づくまでのステップ数が大きくなり、その間は効率の悪い（データ圧縮率の低い）符号化が行われ、符号量が増大してしまう。例えば、一般の文書ならば白の発生率が圧倒的に高いにもかかわらず、黒の発生率が高いような設定になっていた場合、白の発生率が高いという状態まで学習が進むのに大きなステップ数を要するのである。
【００６１】
そこで、本発明の第５の実施の形態では、図８に示すように、第４の実施の形態の構成に加え、初期化情報ＲＯＭ８を備え、例えば白の確率が大きいような確率値（出現確率）からいくつかを抽出し、その出現確率の記憶されているアドレスを初期値（初期アドレス）として上記ＲＯＭ８に書き込んでおく。また、上記複数の初期値から一つを選択する選択手段７ａを備える。
【００６２】
上記のような構成で、符号化や復号化に先立ち、利用者は特定情報設定手段９により特定情報を入力する。そうすると、システム制御部１１が上記特定情報を取得し、それを特定情報用メモリ５ａに設定する。その後、符号化や復号化が開始されると、初期化手段６は特定情報用メモリ５ａに設定されている上記特定情報を取得し、上記特定情報に対応付けて書き込まれている初期値を初期化情報ＲＯＭ８から取得し、第１の実施の形態で示したような初期化を行い、符号化や復号化を行う。
【００６３】
図１２は、本発明のさらに他の実施例にかかる符号化装置を示している。なお、同図において、図１（ａ）と同一部分および相当する部分は、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
この符号化装置は、確率テーブル３ａを書き換え可能なＲＡＭで構成し、この確率テーブル３ａに記憶する確率テーブル値は、書き込み手段２０により、外部から与えられて、記憶される。
【００６５】
また、この書き込み手段２０は、初期化手段２１により、いずれの確率テーブル値を選択するか指定され、また、初期化手段２１は、外部から入力される特定情報に基づいて、書き込み手段２０が確率テーブル３ａに書き込む確率テーブル値を指定あるいは選択する。
【００６６】
ここで、確率テーブル値は、標準値と１つ以上の非標準値が設けられ、標準値を適用する場合には、通常の符号器と同じ内容の符号化処理が実行され、また、非標準値を適用する場合には、通常の符号器とは異なる内容の符号化処理が実行される。
【００６７】
したがって、非標準値の確率テーブル値を用いると、同一確率テーブル値を備えた復号器以外の復号器では、符号を適切に復号化処理することができず、データを秘匿化することができる。
【００６８】
すなわち、通常の通信時には、標準値の確率テーブル値を適用し、秘匿通信が選択された場合には、そのときの通信モードに応じて、特定情報を適用し、対応する非標準値の確率テーブル値を適用するようにすることで、ユーザが秘匿通信を所望する場合、確実に秘匿通信が可能となる。
【００６９】
また、例えば、特定情報の値は、送信側で選択し、受信側へ通知することで、送信側の符号化装置と受信側の復号化装置で同一の特定情報を適用することができ、それにより、送信側の符号化装置と受信側の復号化装置とで同一の確率テーブル値を確率テーブルにダウンロード（記憶）させることができ、その結果、送信側で形成される符号データを、受信側で適切に復号化することができる。
【００７０】
なお、復号化装置については、上述した実施例と同様にして構成することができるので、その図示を省略する。その場合、確率テーブルは、外部から内容が書き換えられるＲＡＭにより構成し、初期化時に、特定情報に応じた確率テーブル値を外部から読み込んで、確率テーブルに記憶するようにするとよい。
【００７１】
ここで、非標準値の確率テーブル値は、全ての要素が標準値の確率テーブル値と異なるものを適用することができるが、そのような場合、符号化圧縮率が極端に悪化するおそれがあるので、算術符号化において符号化初期時に必ず使用される値、すなわち、確率０．５近辺を示す数値の部分を、確率値が０．５から大きく逸脱しない範囲で変更するようにすると、効率的な非標準値の確率テーブル値を得ることができる。
【００７２】
また、この非標準値の確率テーブル値のうち、変更する値の範囲は、特定情報の値に基づいて設定するようにすることができる。このようにすると、書き込み手段２０は、初期化時に、標準値の確率テーブル値に基づいて、リアルタイムに非標準値の確率テーブル値を作成することができるので、柔軟な初期化処理が可能となる。
【００７３】
このようにして、本実施例では、初期化時に、確率テーブルに記憶する確率テーブル値の内容を、外部から与えられる特定情報にしたがって設定するようにしているので、データを秘匿化することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は以下のような優れた効果を奏する。
【００７５】
請求項１記載の発明では、符号化や復号化を開始する際、算術符号化を行う際の初期値が設定されるので、正しい初期値を設定しない復号化側では符号化前と同じデータを復元することができず、したがって、高い秘匿性を得ることができる。また、暗号化が不要であるので、高速処理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a) 及び(b) は本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置の動作フロー図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置要部のデータ構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す符号化装置の他の動作フロー図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す符号化装置の動作フロー図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態を示す符号化装置の構成ブロック図である。
【図９】本発明の符号化装置で用いられるモデルテンプレートの説明図である。
【図１０】本発明の符号化装置が用いられる情報機器の一実施の形態を示すファクシミリ装置の構成ブロック図である。
【図１１】本発明に係わる算術符号化方式を説明するための説明図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施例にかかる符号化装置を示したブロック図。
【符号の説明】
１ 算術符号化エンジン
２ モデルテンプレート
３，３ａ 確率テーブル
４ 状態メモリ
５ 特定情報用メモリ
６ 初期化手段（初期設定手段）
７ 選択手段
８ 初期化情報ＲＯＭ
９ 特定情報設定手段
１０ 符号化装置
１１ システム制御部
１２ 操作表示部
Claims (1)
- 算術符号化手段を備えた符号化装置において、
所定の文字列情報をユーザに操作入力させるための入力手段と、
前記入力手段により入力された文字列情報を構成するおのおのの文字をあらわす文字データを、全ての文字について加算し、その加算結果の下位４ビットを特定値として抽出する特定値算出手段と、
前記特定値算出手段の算出値を、算術符号化を行う際の初期値として設定する初期設定手段を備えたことを特徴とする符号化装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP17616099A JP3836997B2 (ja) | 1998-07-09 | 1999-06-23 | 符号化装置 |
Applications Claiming Priority (5)
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|---|---|---|---|
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| JP21040398 | 1998-07-09 | ||
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| JP34784498 | 1998-11-20 | ||
| JP17616099A JP3836997B2 (ja) | 1998-07-09 | 1999-06-23 | 符号化装置 |
Publications (2)
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| JP3836997B2 true JP3836997B2 (ja) | 2006-10-25 |
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Family Applications (1)
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| JP17616099A Expired - Fee Related JP3836997B2 (ja) | 1998-07-09 | 1999-06-23 | 符号化装置 |
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-
1999
- 1999-06-23 JP JP17616099A patent/JP3836997B2/ja not_active Expired - Fee Related
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