JP4479530B2 - データ圧縮装置、及びデータ復元装置 - Google Patents
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Description
先ず、辞書型符号化方式では、前述のように符号化済みの文字列の中から符号化対象の文字列に最大長に一致する文字部分列を検索し、その文字部分列を複製として符号化を実行する方式であり、高いデータ圧縮率が実現できる。この様なアルゴリズムを実装するには、データの圧縮率をより高めていく構成を採用する必要があると共に、符号化されたデータを利用し易い形式とする必要がある。
また、前記最長一致するデータの探索前、直前の文字データと同一の文字データの連続であるか判定し、文字データと同一の文字データの連続である場合、連長文字圧縮の指示を行う構成である。このように構成することにより、連続文字は連長文字圧縮され、より効率のよい圧縮処理を行うことができる。
また、前記第1の復号手段は、入力データ中出現頻度の高い順に予め所定数特定された高頻出文字コードと、入力データから前記高頻出文字コードを特定するテーブルからなり圧縮データの出力形式を規定する圧縮フォーマットに従って符号化された圧縮データの前記テーブルの情報を読み出し、前記文字コードの検索を行い、前記文字コードを特定する構成である。
(実施形態1)
図1は、本実施形態のデータ圧縮装置のシステム構成図である。
また、第1の圧縮手段を全てバイトデータで取り扱うことにより、第1、第2の圧縮手段共に、全てバイト単位で扱うことができ、ビット操作を極力少なくでき、高速化を図ることができる。
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2について説明する。
(実施形態3)
次に、本発明の実施形態3について説明する。
以上のように、本例によれば第1の圧縮処理を行った後、第2の圧縮処理を行った場合の圧縮データサイズ(圧縮率)を計算し、第1の圧縮処理後の出力データサイズよりデータ量が増加する場合第2の圧縮を行うことなく、第1の圧縮処理の結果よりサイズが増大する圧縮処理を行うことを回避できる。また、無駄な第2の圧縮処理を行わずに済み、効率のよい圧縮処理が可能となる。
(実施形態4)
次に、本発明の実施形態4について説明する。
(実施形態5)
次に、本発明の実施形態5について説明する。
F1テーブルサイズ=(入力データ数+7)/8バイト
F2テーブルサイズ=(Best1〜23の頻度の和+7)/8バイト
F3テーブルサイズ=(Best2〜23の頻度の和+7)/8バイト
F4テーブルサイズ=(Best4〜23の頻度の和+7)/8バイト
F5テーブルサイズ=(Best2〜3の頻度の和+7)/8バイト
F6テーブルサイズ=(Best4〜7の頻度の和+3)/4バイト
F7テーブルサイズ=(Best8〜23の頻度の和+1)/2バイト
F8テーブルサイズ=入力データ数−Best1〜23の頻度の和
次に、上記計算結果から出力データバッファ1(F1テーブル)〜出力データバッファ8(F8テーブル)を圧縮フォーマットに割り当てる(ST11)。また、Best1〜23のコード情報を含むデータを圧縮フォーマットのヘッダ部に出力する(ST12、ST13)。
(実施形態6)
次に、本発明の実施形態6について説明する。
(1)Best1コードとそれ以外のコードの場合、Best1は1bitで、他は9bitで符号化され、
(2)Best1と次のBest2とそれ以外のコードの場合、Best1は2bitで、Best2は3bitで、他は9bitで符号化され、
(3)Best1と次のBest4とそれ以外のコードの場合、Best1は2bitで、Best4は4bitで、他は9bitで符号化され、
(4)Best1と次のBest16とそれ以外のコードの場合、Best1は2bitで、Best16は6bitで、他は9bitで符号化され、
(5)Best1と次のBest2と次のBest4とそれ以外のコードの場合、Best1は2bitで、Best2は4bitで、Best4は5bitで、他は9bitで符号化される。
(7)Best1と次のBest4と次のBest16とそれ以外のコードの場合、Best1は2bitで、Best4は5bitで、Best16は7bitで、他は9bitで符号化され、
(8)Best1と次のBest2と次のBest4と次のBest16とそれ以外のコードの場合、Best1は2bitで、Best2は4bitで、Best4は6bitで、Best16は8bitで、他は9bitで符号化される。
(実施形態7)
次に、本発明の実施形態7について説明する。尚、本例は上記圧縮効率判定部39によって判定された出力形式4(つまり、(4)Best1と次のBest16とそれ以外の場合)を使用したものである。準備処理部35によってBest1〜Best17までの頻度データを作成した場合の例であり、圧縮フォーマットは図16に示す構成である。したがって、前述の実施形態6における出力データバッファ(Fテーブル)に対して、本例においてテーブル番号は一致しない。
(実施形態8)
次に、本発明の実施形態8について説明する。
(実施形態9)
次に、本発明の実施形態9について説明する。
尚、同図に示す他の構成は、前述の図6の構成と同じであり、説明を省略する。そして、出力データバッファ27に格納された圧縮データは、圧縮結果データ出力手段44によって、出力ファイルに順次出力される。
(実施形態10)
次に、本発明の実施形態10について説明する。
(実施形態11)
次に、本発明の実施形態11について説明する。
図22は本例のデータ復元装置を説明する図である。同図において、第1の復元手段51は、前述と同様準適応型(semi-adaptive)確率統計型符号化データの復号処理を行い、第2の復元手段52は適応型の辞書型符号化データ(Lempel-Ziv法)の復号処理を行う。また、同図において、入力切換手段53は前述の実施形態3の処理によって符号化された(圧縮処理された)データ列を入力し、識別データ判定手段54、又は第1の復号手段51、又は第2の復号手段52のいずれかにデータを受け渡す入力データの切り換え手段である。尚、入力切換手段53は初期状態において、識別データ判定手段54に入力データを受け渡す設定が行われている。
(実施形態12)
次に、本発明の実施形態12について説明する。
図23は本例のデータ復元装置を説明する図である。同図において、第1の復元手段51は、前述と同様準適応型(semi-adaptive)確率統計型符号化データの復号処理を行い、第2の復元手段52は適応型の辞書型符号化データ(Lempel-Ziv法)の復号処理を行う。また、同図において、入力切換手段53、識別データ判定手段54は前述の同じ構成であるが、識別データ判定手段54は後述する4種類のマジックナンバーの識別を行う。すなわち、本例は前述の実施形態4の圧縮装置による圧縮データを復元する構成であり、識別データは前述の4種類のマジックナンバー1〜4の判断を行う。
上記構成において、先ず識別データ判定手段54に入力する識別データがマジックナンバー1である場合、識別データ判定手段54は、判定した識別データを除いて、そのまま受け渡されたデータ列をデータエンドまで出力する。
(実施形態13)
次に、本発明の実施形態13について説明する。
(実施形態14)
次に、本発明の実施形態14について説明する。
図25は本実施形態を説明する図である。本例は膨大な入力データを分割して圧縮処理した圧縮データを復元する処理を説明するものである。同図において、原データ分割・入力手段60は、入力ファイル61に記憶された入力データを分割して入力データバッファ63に出力する。このように構成することにより、圧縮データは分割され入力データバッファ63に供給され、以後識別データを識別データ判定手段65によって識別し、第1の復号手段66、第2の復号手段67、又は元データ出力手段68を選択して圧縮データの復号処理を行うことができる。
(実施形態15)
次に、本発明の実施形態15について説明する。
3・・・入力データバッファ
4・・・Pバッファ
5・・・Qバッファ
11、12・・・圧縮手段
13・・・中間データバッファ
14・・・頻度テーブル
20・・・入力バッファ
21、22・・・圧縮手段
23・・・中間データバッファ
24、24a、24b・・・頻度テーブル
25・・・サイズ算出・判定手段
26・・・元データ出力手段
27・・・出力データバッファ
30・・・入力バッファ
31・・・圧縮手段
32・・・統計モデル処理手段
33・・・頻度テーブル
34・・・エントロピー符号化手段
35・・・準備処理部
36・・・エントロピー符号化処理部
37・・・出力処理手段
39・・・圧縮効率判定部
40・・・原データ分割・入力手段
41・・・入力ファイル
43・・・入力データバッファ
44・・・圧縮結果データ出力手段
51、52・・・復元手段
53・・・入力切換手段
54・・・識別データ判定手段
55、55a、55b・・・切換手段
56・・・切換手段、
58・・・出力切換手段
60・・・原データ分割・入力手段
63・・・入力データバッファ
65・・・識別データ判定手段
66、67・・・復号手段
68・・・元データ出力手段
69・・・出力データバッファ
70・・・復号結果データ出力手段
71、72・・・復元手段
73・・・FIFOメモリ
74・・・出力ファイル
Claims (14)
- 入力した符号化対象のデータ列に最大長に一致するデータ部分列を既に符号化済みのデータ列の中から検索し、そのデータ部分列を複製として符号化を実行する辞書型符号化方式によりデータ圧縮処理を行い、前記最長一致するデータ部分列の探索前、直前のデータ列と同一のデータ列の連続であるか判定し、同一のデータ列の連続である場合、連長文字圧縮の指示を行う第1のデータ圧縮手段と、
該第1のデータ圧縮手段によって圧縮されたデータを入力とし、確率統計型符号化方式により圧縮処理する第2のデータ圧縮手段と、
前記第1の圧縮手段のみによる前記入力データの圧縮処理を行った場合の第1の出力データの量と、前記第1の圧縮手段による前記入力データの圧縮処理を行いさらに前記第2の圧縮手段による圧縮処理を行って得られる第2の出力データの量とを求め、該第2の出力データ量が前記第1の出力データ量より増加するか否かを判定するサイズ算出・判定手段とを有し、
前記第1のデータ圧縮手段は、前記第2のデータ圧縮手段への入力となるデータに含まれる同じデータの出現頻度の計数手段を有し、該出現頻度の計数結果を前記第2のデータ圧縮手段のデータ圧縮処理に使用し、
前記第2の圧縮手段は、圧縮処理を行う前に圧縮後のデータサイズを計算し、最も少ないデータサイズとなる出力形式を判断し、該判断結果に従った圧縮データ出力形式に従って圧縮処理する符号化手段を備え、
前記サイズ算出・判定手段により前記第2の出力データ量が前記第1の出力データ量より増加すると判定された場合、前記第2の圧縮手段による前記第2のデータ圧縮処理を行わず前記第1のデータ圧縮手段の圧縮処理結果を採用することを特徴とするデータ圧縮装置。 - 前記サイズ算出・判定手段は、更に前記第2の圧縮手段のみの圧縮処理を行った場合の第3の出力データ量の計算も可能であり、
前記第1の出力データ量が最小となる場合、前記第1の圧縮手段のみによる圧縮処理を行い、
前記第2の出力データ量が最小となる場合、前記第1の圧縮手段、及び第2の圧縮手段による圧縮処理を行い、
前記第3の出力データ量が最小となる場合、前記第2の圧縮手段のみによる圧縮処理を行い、
前記入力データのデータ量が最小となる場合、前記第1の圧縮手段、及び第2の圧縮手段による圧縮処理を行わないことを特徴とする請求項1記載のデータ圧縮装置。 - 前記符号化手段は、出現頻度の高い順に予め所定数特定された高頻出文字コードと、入力データから前記高頻出文字コードを特定するテーブルからなり圧縮データの出力形式を規定する圧縮フォーマットを定義する準備処理手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記載のデータ圧縮装置。
- 前記圧縮フォーマットには、出現頻度の最も高いコードが2ビットで表され、次に高い2個のコードが4ビットで表され、次に高い4個のコードが6ビットで表され、次に高い16個のコードが8ビットで表され、更にその他のコードが9ビットで表されていることを特徴とする請求項3記載のデータ圧縮装置。
- 圧縮されたデータが入力し、確率統計型符号化方法により復号処理を行う第1の復号手段と、
該第1の復号手段によって復号されたデータに対し、辞書型符号化方法により復号処理を行う第2の復号手段と、
前記圧縮データには第1、第2の識別データが含まれるとともに、
前記圧縮データに含まれる識別データの値を判定する判定手段とを備え、
前記第1の復号手段は、入力データ中出現頻度の高い順に予め所定数特定された高頻出文字コードと、入力データから前記高頻出文字コードを特定するテーブルからなり圧縮データの出力形式を規定する圧縮フォーマットに従って符号化された圧縮データの前記テーブルの情報を読み出し、前記文字コードの検索を行い、前記文字コードを特定するとともに、
前記判定手段によって第1の識別データであると判定されたとき、前記第1の復号手段は前記圧縮データを復号処理し、更に前記第2の復号手段は前記第1の復号手段により復号されて得られたデータを復号処理し、
前記判定手段によって第2の識別データであると判定されたとき、前記第1の復号手段は前記圧縮データを復号処理する
ことを特徴とするデータ復元装置。 - 前記判定手段は第3の識別データの判定も可能であり、
該判定手段によって前記第3の識別データであると判定されたとき、前記圧縮データを第2の復号手段のみで復号処理することを特徴とする請求項5記載のデータ復元装置。 - 前記圧縮データが連長文字圧縮である場合、復号対象文字の連続長分の復号処理を行うことを特徴とする請求項5,又は6記載のデータ復元装置。
- 入力した符号化対象のデータ列に最大長に一致するデータ部分列を既に符号化済みのデータ列の中から検索し、そのデータ部分列を複製として符号化を実行する辞書型符号化方式によりデータ圧縮処理を行い、前記最長一致するデータ部分列の探索前、直前のデータ列と同一のデータ列の連続であるか判定し、同一のデータ列の連続である場合、連長文字圧縮を加える第1のデータ圧縮処理と、
該第1のデータ圧縮処理によって圧縮されたデータを、確率統計型符号化方式により圧縮する第2のデータ圧縮処理と、
前記第1のデータ圧縮処理のみを行った場合の第1の出力データの量と、前記第1のデータ圧縮処理によるデータ圧縮処理を行いさらに前記第2の圧縮処理による圧縮処理を行った場合の第2の出力データの量とを予め求めて、該第2の出力データ量が前記第1の出力データ量より増加するか否かを判定するサイズ算出・判定処理とを備え、
前記第1のデータ圧縮処理は、前記第2のデータ圧縮処理への入力となるデータに含まれる同じデータの出現頻度の計数処理を行い、該出現頻度の計数結果を前記第2のデータ圧縮処理に使用し、
前記第2の圧縮処理は、圧縮処理を行う前に圧縮後のデータサイズを計算し、最も少ないデータサイズとなる出力形式を判断し、該判断結果に従った圧縮フォーマットの出力形式とする処理を含み、
前記サイズ算出・判定処理により前記第2の出力データ量が前記第1の出力データ量より増加すると判定されたとき、前記第2の圧縮処理行わずに前記第1のデータ圧縮処理結果を採用することを特徴とするデータ圧縮方法。 - 前記サイズ算出・判定処理は、更に前記第2の圧縮処理のみを行った場合の第3の出力データ量の計算も可能であり、
前記第1の出力データ量が最小となる場合、前記第1の圧縮処理のみを行い、
前記第2の出力データ量が最小となる場合、前記第1の圧縮処理、及び第2の圧縮処理を行い、
前記第3の出力データ量が最小となる場合、前記第2の圧縮処理のみを行い、
前記入力データのデータ量が最小となる場合、前記第1の圧縮処理、及び第2の圧縮処理を行わないことを特徴とする請求項8記載のデータ圧縮方法。 - 前記圧縮フォーマットには、入力データに含まれるコードの中で、出現頻度の高いコードが所定数設定され、出現頻度の高いコードのコード番号と、該コード番号を特定するテーブルが記録されることを特徴とする請求項8又は9記載のデータ圧縮方法。
- 前記圧縮フォーマットには、出現頻度の最も高いコードが2ビットで表され、次に高い2個のコードが4ビットで表され、次に高い4個のコードが6ビットで表され、次に高い16個のコードが8ビットで表され、更にその他のコードが9ビットで表されていることを特徴とする請求項8又は9記載のデータ圧縮方法。
- 圧縮されたデータが入力し、確率統計型符号化方法により復号処理を行う第1の復号処理と、
該第1の復号処理によって復号されたデータに対し、辞書型符号化方法により復号処理を行う第2の復号処理と、
前記圧縮データには第1、第2の識別データが含まれ、該識別データは判定処理によって判定され、
該判定処理によって前記第1の識別データであると判定されたとき、前記圧縮データを第1の復号処理で復号し、更に前記第2の復号処理で復号し、
前記判定処理によって前記第2の識別データであると判定されたとき、前記圧縮データを第1の復号処理のみで復号し、
前記第1の復号処理は、入力データ中出現頻度の高い順に予め所定数特定された高頻出文字コードと、入力データから前記高頻出文字コードを特定するテーブルからなり圧縮データの出力形式を規定する圧縮フォーマットに従って先に符号化された圧縮データの前記テーブルの情報を読み出し、前記文字コードの検索を行い、前記文字コードを特定することを特徴とするデータ復元方法。 - 前記判定処理は第3の識別データの判定も可能であり、
該判定処理によって前記第3の識別データであると判定されたとき、前記圧縮データを第2の復号処理のみで復号することを特徴とする請求項12記載のデータ復元方法。 - 前記圧縮データが連長文字圧縮である場合、復号対象文字の連続長分の復号処理を行うことを特徴とする請求項12又は13記載のデータ復元方法。
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