JP4005918B2 - Ｍｐｅｇ−７および他のｘｍｌベースの内容記述のバイナリ表現における機能を改善する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ＸＭＬベースで構造化された文書の符号化および復号に関し、ここでこの文書は例えばＭＰＥＧ−７において使用される。ＸＭＬ（extensibel markup language）は文書構造を定義するための規格であり、構造化されたデータをテキストファイルで表すために使用され、例えばＸＨＭＴＬ言語に対するベースを成している。このＸＭＬベースで構造化された文書は、構造化された要素の集合（以下では「スキーマ」（=schema)とも称する）に基づいており、これは例えば、文書型定義（ＤＴＤ），ＸＭＬスキーマまたはマルチメディア記述スキーマ（ＤＳ）を用いて指定することが可能である。
【０００２】
文献[１]から例えばＭＰＥＧ−７ファイルのバイナリ形式データおよびツリーブランチコードテーブルを用いてナビゲーションパスを構成することが公知である。
【０００３】
本発明は、構造化されたＸＭＬ文書の符号化を最適化することに関する。本発明の基礎とする課題とは、ＸＭＬベースの内容記述、例えばＭＰＥＧ−７文書のバイナリ表現における機能を改善する方法を提供して、伝送すべきデータ量を可能な限りに小さくし、符号化された文書内でのサーチプロセスならびに符号化された文書の処理をできるだけ容易にすることである。
【０００４】
この課題は、本発明により、請求項１の特徴部分に記載した特徴的構成によって解決される。その他の請求項には本発明の有利な発展形態が記載されている。
【０００５】
上記のＩＳＯ/ＩＥＣドラフト[１]からわかるのは、例えば、ＸＭＬ文書の構造をデータツリーとして捉えられることであり、ここで記述の各要素は、このツリーのノードに相応する。ノードの構造は、この文書の基礎をなすスキーマにおける定義によって決定される。例えば、チャイルド要素の型および個数がこれによって定義されるのである。このようなノードのプロトタイプは、例えば文献[１]の第１９頁に記載されている。このツリー構造ノードは、要素の名前または複合型の型、チャイルド要素を参照するのに使用される符号語ＴＢＣ（Tree Branch Code）を有するフィールド、相応するチャイルド要素への参照を表すツリーブランチからなる。文献[１]から同様にわかるのは、上記のＴＢＣが２つのコンポーネント、すなわちスキーマブランチと、ポジション情報とに分割できることであり、ここでスキーマ情報は、このスキーマにおいてチャイルド要素として出現する要素から導出され、これに対してポジション情報は、何回も出現することのできる要素に対するポジション情報を含んでいる。ここでチャイルド要素の使用可能な種類は、それ自体がチャイルド要素を含むことができる複合型（Complex Type）の要素か、またはチャイルド要素を含むことのできない単純型（Simple Type）要素ないしは属性である。フィールド#positionの長さは、スキーマで指定される該当する要素の最大数（"maxOccurs"）によって決定される。
【０００６】
文書において移動するためにＴＢＣ、すなわちSchemaBranchCodeおよび場合によってはPositionCodeが相前後して並べられ、これによって文書内でパスが得られる。所望の要素に達すると、最後の符号が表に挿入される。所望の要素がさらなるチャイルドを有することができない場合、すなわち属性または単純型の場合、上記の終端符号は不要であり、送信されない。この場合、引き続いてこの属性または単純型要素は符号化されて伝送される。本発明の実質は、使用され得る内容が正規表現[４]によって指定されかつ例えばツリー構造として表すことのできるストリングベースのデータ型、すなわちストリングのデータ型によって間接的または直接導出されるデータ型を符号化して、可変長の符号のオプション部分および／または長さ情報に対する信号ビット（フラグ）が、一般的な方法にしたがい、決まった順番で、形成されるビートストリームの先頭部に置かれるようにし、これにより、まず内容についての事前情報（Vorabinformation）によってこのデータ型に含まれる情報の処理を容易にすることができ、ならびに選別およびビットマスク判定（Bitmaskabfrage）によってデータのサーチを加速することができる。さらに本発明は#positionフィールドの効率的な符号化に関しており、ここでこれは、データ型の定義に相応して要素のグルーピング毎に所定のコードフラグメントを付与することによって行われる。
【０００７】
本発明を以下、図面に示した実施例に基づいて詳しく説明する。ここで、
図１は、ストリングベースのデータ型を定義する、入れ子になった複数のオプション部分を有する正規表現を示しており、
図２は、図１に示した正規表現の第１の表現と、形成される所属のビットストリームとをストリングベースのデータ型に対して示しており、
図３は、本発明を説明するため、図１に示した正規表現の別の表現と、形成される所属のビットストリームとをストリングベースのデータ型に対して示しており、
図４は、本発明による符号化効率の改善を説明するための正規表現の表現を示している。
【０００８】
図１には正規表現によって示される、ストリングベースのデータ型の記述が示されており、これはオプションで設けられている部分を有する。データ型の定義に含まれている正規表現は、例えば文献[４]に詳しく指定されている。正規表現の下には、オプションで設けられている単純な部分１，４および５ならびに入れ子になったオプション部分２，２．１，２．１．１ないしは３，３．１，３．１．１，３．１．１．１，３．１．１．１．１が相応する点線で示されている。
【０００９】
図２には、図１の正規表現Ｓによって指定されるストリングベースのデータ型Ｔ(Ｓ)に対して、１つの表現ＲＲＡ１(Ｔ(Ｓ))が示されており、ここでこれは、オプション部分に相応して番号付けされたフラグを用いて示されている。この例ではこれまで文献[２]にしたがって通例であるように、各フラグの直後にこのフラグの相応する判定ならびにオプションで含まれる情報データが続いている。表現ＲＲＡ１(Ｔ(Ｓ))に横並びに、上から下に向かってビットストリームＢＳ１が、行毎にビット数でそれぞれ示されている。上の例に示したように、クラス、例えば、以下ではデータフィールドとも称される＼ｄ｛２｝（認められた記号である）は、この場合、指定されたバイナリ表現で符号化される。可変長のデータフィールド、例えば"＼ｄ+"は、ここで可変長の符号で符号化され、この際に所定のビット、例えば９番目毎のビットにより、さらなるビット、例えば９つのビットが続くか否かがシグナリングされる。
【００１０】
ストリングベースのデータ型を符号化する既存の方法では正規表現を利用して、インスタンス化の構造を符号化する。しかしながらこのデータ型の符号化されたデータを評価するためには、ビットストリーム全体を読み込んで、受信側に関連する部分、すなわち相応するデータフィールドがこのデータストリームに含まれているか否かおよびどこに含まれているかを決定できるようにしなければならない。さらに復号器は、これらのデータフィールドの復号および記憶に必要な資源を前もって決めて予約しておくことはできず、これをビットストリームの復号と歩調を合わせて行わなければならないのである。
【００１１】
ストリングベースのデータ型の正規表現に対する表現は、決定によって相応する符号器ないしは復号器に既知であるか、またはこれらに相応にシグナリングされる必要がある。
【００１２】
図３には、本発明にしたがって変更した、正規表現Ｓに対する表現ＲＲＡ２(Ｔ(Ｓ))と、相応する別のビットストリームＢＳ２とが示されている。この実施例では、まずオプション部分に対するフラグＳＯＰが、文献[２]に記載された符号化原理にしたがって記憶されるが、ここではビットストリームＢＳ２の先頭部に記憶され、これに引き続いて可変長データの長さ情報ＬＶＬＣが記憶される。
【００１３】
ここでこの長さ情報は、例えば、つぎのように符号化することができる。すなわち１と等しい連続するビットの数が、可変長の相応するデータ表現に対して使用されたデータブロックの数を表すように符号化することができるのである。上の実施例のようにデータブロックが８つのビットからなる場合、例えばバイナリ符号「１１１０」は２４ビットのデータ長を指定し、これに対してバイナリ符号「１０」は８ビットの長さを指定する。このように計算されるデータ長は、この実施例において「８＊ＶＬＣ＿Ｘ」で表される。
【００１４】
本発明においてオプション部分に対するフラグないしはシグナリングビットおよび／または可変長の符号の長さ情報が決まった順番でビットストリームの先頭部に置かれることによって、データのサーチを加速することができる。それは第１のフラグにより、該当するデータが、サーチが行なわれる正規表現の部分を含み得るか否かがシグナリングされるからであり、このためにビットストリームＢＳ２全体を読み込む必要がないからである。さらに使用したデータフィールドおよびその長さについての情報がビットストリームの先頭部にあることにより、サーチのために残りのビットストリームＲＢＳと、前もって決定され得るビットパターンとを比較することができるのである。
【００１５】
図４には符号化すべき複合型のデータ型Ｔに対する定義の表し形が、各スキーマブランチコードＳＢＣと、各ポジションコード#posとに横並びに示されており、相応するツリーブランチテーブルがどのような構造を有するかがわかる。複合型の要素タイプの要素にはＳＢＣが割り当てられ、ここでこれは、例えば、この定義においてこれが出現する順番で行われ、またどのようにグルーピングされているか、またはどの程度の深さで入れ子になっているかに無関係に行われる。同じ型および／または同じ名前の要素が、複合型の指定部内の２つまたはそれ以上の別個のグループにおいて出現する場合にも別個の符号が割り当てられる。このスキーマブランチコードＳＢＣによって一義的に決まるのは、入れ子になっていることもあるどのグルーピング内のどの要素を符号化するかである。グルーピングの入れ子に相応して、この要素に割り当てられるポジションコード#posを合成することができる。この際に、符号化すべき要素の父親であるグルーピング毎に、決まった順番で、例えば最も外側のものからはじめて、コードフラグメント、例えばＣＦを付与する。この際に最大出現可能数に依存してこれらのグルーピングのグルーピング毎に固定のビット長をそれぞれ使用する。しかしながら、定義に相応して可変のビット長を使用して、ポジションコードを符号化することも可能である。
【００１６】
図４の実施例において要素ａ〜ｃにはその出現の順番でスキーマブランチコードＳＢＣが割り当てられる。要素ａはここでは２回出現し、この際に２回目の出現時には「００１」ではなく別の符号「１００」が割り当てられる。ポジションコード#posに対するフィールドはここではつぎのようなコンポーネントないしはコードフラグメントから合成される。すなわち、
外側のSequence括弧内でポジションを決定する３ビットのＸＸＸ；
Choice括弧内でポジションを決定する複数の４ビットのＹＹＹＹ；
要素ｃ以下のポジションを決定する複数の４ビットのＺＺＺＺである。
【００１７】
本発明の方法は文献[３]に記載された方法に対してつぎのような利点を有する。すなわち、該当する要素をスキーマ定義にしたがってポジションニングすることもできるポジションだけを符号化ないしはアドレッシングすればよいという利点を有する。さらに多重にインスタンス化され得る要素だけに対して、ポジションコードも伝送すればよい。これによって記述構造の効率的な符号化を達成することができる。さらにつぎのような重要な利点が得られる。すなわち、文書を付加的な要素分だけ任意の入れ子の深さで拡張することができるという利点が得られる。これは文献[３]による方法では、シーケンシャルに付与されるポジションコードに起因してできないことが多いのである。
【００１８】
ここではつぎの刊行物を引用した。
【００１９】

【００２０】
【外１】

【００２１】
[４] インターネット：http://www.w3.org/TR/xmlschema-2/#regexs

【図面の簡単な説明】
【図１】 ストリングベースのデータ型を定義する、入れ子になった複数のオプション部分を有する正規表現を示す図である。
【図２】 図１に示した正規表現の第１の表現と、形成される所属のビットストリームとをストリングベースのデータ型に対して示す図である。
【図３】 本発明を説明するため、図１に示した正規表現の別の表現と、形成される所属のビットストリームとをストリングベースのデータ型に対して示す図である。
【図４】 本発明による符号化効率の改善を説明するための正規表現の表現を示す図である。

Claims (4)

1. ＸＭＬベースの内容記述のバイナリ表現における機能を改善する方法において、
   正規表現（ＲＲＡ２(Ｔ(Ｓ))）によって定まるストリングベースのデータ型（Ｔ(Ｓ)）を再構成して、オプション部分に対するシグナリングビット（ＳＯＰ）および／または可変長の符号の長さ情報（ＬＶＬＣ）を、前記正規表現から導出される決まった順番で、前記ストリングベースのデータ型のインスタンス化に対するビットストリーム（ＢＳ２）の先頭部に置くことを特徴とする、
   ＸＭＬベースの内容記述のバイナリ表現における機能を改善する方法。
2. 少なくとも１つのインスタンス化にて前記のビットストリームのデータをサーチして、前記データが正規表現の所定のオプション部分を含むか否かについてまずシグナリングビットをチェックする、
   請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも１つのインスタンス化にて前記のビットストリームのデータをサーチし、まずシグナリングビットを利用し、前もって復号器にて相応する資源を準備して、前記ビットストリームに含まれているデータフィールドを処理および／または記憶する、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記シグナリングビット（ＳＯＰ）および長さ情報（ＬＶＬＣ）を除く残りのビットストリーム（ＲＢＳ）におけるサーチに対し、前記長さ情報を用いてビットパターンを形成する、
   請求項２または３に記載の方法。

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