JPH03163918A - 適応エンコーダ・適応デコーダ及びエンコーディング方法 - Google Patents
適応エンコーダ・適応デコーダ及びエンコーディング方法Info
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- JPH03163918A JPH03163918A JP2140159A JP14015990A JPH03163918A JP H03163918 A JPH03163918 A JP H03163918A JP 2140159 A JP2140159 A JP 2140159A JP 14015990 A JP14015990 A JP 14015990A JP H03163918 A JPH03163918 A JP H03163918A
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- 102100036514 Amyloid-beta A4 precursor protein-binding family A member 1 Human genes 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/40—Conversion to or from variable length codes, e.g. Shannon-Fano code, Huffman code, Morse code
- H03M7/42—Conversion to or from variable length codes, e.g. Shannon-Fano code, Huffman code, Morse code using table look-up for the coding or decoding process, e.g. using read-only memory
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、信号のコーディングに関し、特にエントロピ
ー・エンコーディング／デコーディングの確率評価器に
関する。
ー・エンコーディング／デコーディングの確率評価器に
関する。
［従来技術］
エントロピー、例えば算術エンコーディング及びデコー
デインクは、エンコードとその後のデコードさるべき記
号の確率評価が必要であることは知られている。算術エ
ンコーディングとデコーデインクでは、精度の高い確率
評価はより大きいデータの圧縮を可能とする。このため
に、確率評価は優先的な記号確率の変化に適応させるこ
とが望ましい。
デインクは、エンコードとその後のデコードさるべき記
号の確率評価が必要であることは知られている。算術エ
ンコーディングとデコーデインクでは、精度の高い確率
評価はより大きいデータの圧縮を可能とする。このため
に、確率評価は優先的な記号確率の変化に適応させるこ
とが望ましい。
従来の既知の確率評価器は、ある適応能力は持っている
が、比較的小さい値の記号確率を評価する必要から使用
される適応速度には制限があった。事実、従来装置の有
効な適応速度は一定であり、評価されている確率の実際
値とは無関係であった。これは確率評価の精度を低め、
記号のエンコーディングとデコーディンクの能率を低下
させていた。
が、比較的小さい値の記号確率を評価する必要から使用
される適応速度には制限があった。事実、従来装置の有
効な適応速度は一定であり、評価されている確率の実際
値とは無関係であった。これは確率評価の精度を低め、
記号のエンコーディングとデコーディンクの能率を低下
させていた。
［発明の概要コ
従来の既知の確率評価器の問題や制限は、本発明の目的
にしたがって、エンコードやデーコードされる記号の評
価確率への適応速度を最適化することによって解決され
る。
にしたがって、エンコードやデーコードされる記号の評
価確率への適応速度を最適化することによって解決され
る。
更に詳細には、もし評価されている確率値が小さくない
ときは“早い”適応速度がそれを作成中に実現され、も
し評価されている確率値が小さいときは必然的に遅い適
応速度がそれを作或中に実現される。
ときは“早い”適応速度がそれを作成中に実現され、も
し評価されている確率値が小さいときは必然的に遅い適
応速度がそれを作或中に実現される。
本実施例では、適応速度は、評価されている実際の確率
値へ、それを理想的に合致させることにより最適化され
る。特に、適応速度は、評価されている最小値の確率に
逆比例して最適化される。これは、一例をあげれば、規
定されたパラメータのセットの少なくとも第１の特性が
、少なくとも第１の限界値を超えるかどうかを最初に決
め、もし少なくとも第１の特性が、少なくとも第１の限
界値を超える場合には規定された方法により規定された
パラメータのセットを調整することにより、達戊される
。
値へ、それを理想的に合致させることにより最適化され
る。特に、適応速度は、評価されている最小値の確率に
逆比例して最適化される。これは、一例をあげれば、規
定されたパラメータのセットの少なくとも第１の特性が
、少なくとも第１の限界値を超えるかどうかを最初に決
め、もし少なくとも第１の特性が、少なくとも第１の限
界値を超える場合には規定された方法により規定された
パラメータのセットを調整することにより、達戊される
。
本実施例では、少なくとも第１の規定された特性は、与
えられた文脈に対する規定されたパラメータのセットの
最小値でありＪ少なくとも第１の限界値は、小さい値、
例えば、８である。規定されたバラメータのセット中の
各要素は受信された信号の文脈感受性の蓄積、即ちカウ
ントの関数である。
えられた文脈に対する規定されたパラメータのセットの
最小値でありＪ少なくとも第１の限界値は、小さい値、
例えば、８である。規定されたバラメータのセット中の
各要素は受信された信号の文脈感受性の蓄積、即ちカウ
ントの関数である。
［実施例の説明コ
第１図は、本発明の目的を含んだエントロピー・エンコ
ーダ１０１の簡単化したブロック・ダイヤグラムを示し
ており、それは、データ記号ｓ （ｋ）を受入れ、これ
らのデータ記号Ｓ （Ｋ）をデータストリームａ （ｉ
）の中へエンコードし、そしてこれらのデータ記号Ｓ
（Ｋ）をインターフェースして伝送媒体１０２へ送り遠
隔のエントロピー・デコーダ１０３へ伝送する。本発明
の目的を含んだエントロビー・デコーダ１０３は、受信
機データストリームを得るために、伝送媒体とインタフ
ェースし、それを伝送された記号ｓ （ｋ）のレプリ
カヘデコードする。
ーダ１０１の簡単化したブロック・ダイヤグラムを示し
ており、それは、データ記号ｓ （ｋ）を受入れ、これ
らのデータ記号Ｓ （Ｋ）をデータストリームａ （ｉ
）の中へエンコードし、そしてこれらのデータ記号Ｓ
（Ｋ）をインターフェースして伝送媒体１０２へ送り遠
隔のエントロピー・デコーダ１０３へ伝送する。本発明
の目的を含んだエントロビー・デコーダ１０３は、受信
機データストリームを得るために、伝送媒体とインタフ
ェースし、それを伝送された記号ｓ （ｋ）のレプリ
カヘデコードする。
記号ｓ （ｋ）はエレメント［○，・・・，Ｓ−１］
、即ち、Ｓ （ｋ） （ ［０，・・・，Ｓ−１］を
含む。このよ９ うに、記号は望まれるような多段又は２進法である。
、即ち、Ｓ （ｋ） （ ［０，・・・，Ｓ−１］を
含む。このよ９ うに、記号は望まれるような多段又は２進法である。
従って、エンコーダ１０１は、この例では、算術エンコ
ーダ・ユニット１０４、文脈抽出器１０５、適応確率推
定器１０６、及びライン・インクフエー→ ス１０７を含んでいる。記号ｓ （ｋ）と確率推定ｐ（
ｋ）は、算術エンコーダ・ユニット１０４へ供給され、
エンコートされたデータストリームａ （ｉ）を作るた
めの周知の方法がそこで用いられる。そのような算術エ
ンコーダ・ユニットは当技術分野では周知である。『算
術コーディングをもつ黒白画像の圧縮Ｊ （ｃｏｍｐ
ｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｂｌａｃｋ−Ｗｈｉｔｅ
Ｉｍａｇｅ ｗｉｔｈ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ
Ｃｏｄｉｎｇ）と題する１９８１年６月発行のＩＥＥ
Ｅ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃ
ａｔｉｏｎｓ ＶＯＬ．ＱＯｍ−２９．Ｐ８５ｇ−８６
７ の文献、又、２進法要素をもつ記号をエンコード
／デコードするための算術エンコーダ／デコーダに関す
る１９８６年１２月３０日発行の米国特許４，６３３，
４９０号、更に多段要素をもつ記号をエンコード／デコ
ードするための算術エンコーダ／デコーダに関する１９
８７年６月発行のＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｒ
ｔｈ１０ ｅ ＡＣＭ第３０巻、第６号、Ｐ． ５２０−５４０の
『データ圧縮のための算術コーディングＪ （Ａｒｉ
ｔｈｍｅｔｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ Ｆｏｒ Ｄａｔ
ａ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）と題する文献などで明
らかである。
ーダ・ユニット１０４、文脈抽出器１０５、適応確率推
定器１０６、及びライン・インクフエー→ ス１０７を含んでいる。記号ｓ （ｋ）と確率推定ｐ（
ｋ）は、算術エンコーダ・ユニット１０４へ供給され、
エンコートされたデータストリームａ （ｉ）を作るた
めの周知の方法がそこで用いられる。そのような算術エ
ンコーダ・ユニットは当技術分野では周知である。『算
術コーディングをもつ黒白画像の圧縮Ｊ （ｃｏｍｐ
ｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｂｌａｃｋ−Ｗｈｉｔｅ
Ｉｍａｇｅ ｗｉｔｈ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ
Ｃｏｄｉｎｇ）と題する１９８１年６月発行のＩＥＥ
Ｅ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃ
ａｔｉｏｎｓ ＶＯＬ．ＱＯｍ−２９．Ｐ８５ｇ−８６
７ の文献、又、２進法要素をもつ記号をエンコード
／デコードするための算術エンコーダ／デコーダに関す
る１９８６年１２月３０日発行の米国特許４，６３３，
４９０号、更に多段要素をもつ記号をエンコード／デコ
ードするための算術エンコーダ／デコーダに関する１９
８７年６月発行のＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｒ
ｔｈ１０ ｅ ＡＣＭ第３０巻、第６号、Ｐ． ５２０−５４０の
『データ圧縮のための算術コーディングＪ （Ａｒｉ
ｔｈｍｅｔｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ Ｆｏｒ Ｄａｔ
ａ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）と題する文献などで明
らかである。
ライン●インタフェース１０７は、エンコードされたデ
ータストリームａ （ｉ）をインタフェースして、伝送
媒体１０２に送り、この伝送媒体１０２は順番に遠隔の
デコーダ１０３に供給する。このためライン・インタフ
ェース１０７は、伝送媒体１０２で用いられている信号
フォーマットにデータストリームをフォーマッティング
するための適切な装置を含んでいる。可能な伝送媒体１
０２の良く知られた例としては、Ｔ一搬送トランク、Ｉ
ＳＤＮ基礎加入者回線、ローカル・エリア・ネットワー
クなどがある。
ータストリームａ （ｉ）をインタフェースして、伝送
媒体１０２に送り、この伝送媒体１０２は順番に遠隔の
デコーダ１０３に供給する。このためライン・インタフ
ェース１０７は、伝送媒体１０２で用いられている信号
フォーマットにデータストリームをフォーマッティング
するための適切な装置を含んでいる。可能な伝送媒体１
０２の良く知られた例としては、Ｔ一搬送トランク、Ｉ
ＳＤＮ基礎加入者回線、ローカル・エリア・ネットワー
クなどがある。
その様なライン◆インタフェースは、この技術分野では
周知である。
周知である。
文脈抽出器１０５は、受信記号ｓ （ｋ）の文脈、ここ
ではｃ （ｋ）ε［０，・・・，Ｃ−１］を得る。即ち
、文脈抽出器１０５は、前に供給された記号を基礎にし
た記号ｓ （ｋ）のための独特の文脈（即ち、１１ 状態）を作る。発明の範囲を制限すると解釈されないよ
うに、画像圧縮システムを例にすれば、記号Ｓ（ｋ）は
エンコードさるべき現在のピクセルの色を表し、文脈ｃ
（ｋ）は上記のごとく前のピクセルの色によって決め
られる。例えば、同じ線の現在のビクセルに隣接し、か
つ前のビクセル（Ｐ）の色と、現在のピクセルの直接上
の前の線のピクセル（Ａ）の色は、２進法適用の記号ｓ
（ｋ）のための文脈Ｃ（ｋ）を作るために用いられる
。このようにして、ピクセルＰとピクセルＡの双方が白
ならばｃ （ｋ）は０であり、ピクセルＰが白でピクセ
ルＡが黒ならばｃ （ｋ）は１であり、ピクセルＰが黒
でピクセルＡが白ならばｃ （ｋ）は２であり、ピクセ
ルＰとピクセルＡの双方が黒ならばｃ （ｋ）は３であ
る。米国特許４，６３３．４９０号には、２進法を用い
た別の文脈抽出器（状態作成器）が示されている。この
技術の当業者にとっては、いかにしてそのような２進法
文脈抽出器が、マルチレベルを適用した文脈を得るため
に拡張されたかは明らかであろう。抽出されて表現され
た文脈ｃ （ｋ）は適応確率評価器１０６へ供１２ 給される。
ではｃ （ｋ）ε［０，・・・，Ｃ−１］を得る。即ち
、文脈抽出器１０５は、前に供給された記号を基礎にし
た記号ｓ （ｋ）のための独特の文脈（即ち、１１ 状態）を作る。発明の範囲を制限すると解釈されないよ
うに、画像圧縮システムを例にすれば、記号Ｓ（ｋ）は
エンコードさるべき現在のピクセルの色を表し、文脈ｃ
（ｋ）は上記のごとく前のピクセルの色によって決め
られる。例えば、同じ線の現在のビクセルに隣接し、か
つ前のビクセル（Ｐ）の色と、現在のピクセルの直接上
の前の線のピクセル（Ａ）の色は、２進法適用の記号ｓ
（ｋ）のための文脈Ｃ（ｋ）を作るために用いられる
。このようにして、ピクセルＰとピクセルＡの双方が白
ならばｃ （ｋ）は０であり、ピクセルＰが白でピクセ
ルＡが黒ならばｃ （ｋ）は１であり、ピクセルＰが黒
でピクセルＡが白ならばｃ （ｋ）は２であり、ピクセ
ルＰとピクセルＡの双方が黒ならばｃ （ｋ）は３であ
る。米国特許４，６３３．４９０号には、２進法を用い
た別の文脈抽出器（状態作成器）が示されている。この
技術の当業者にとっては、いかにしてそのような２進法
文脈抽出器が、マルチレベルを適用した文脈を得るため
に拡張されたかは明らかであろう。抽出されて表現され
た文脈ｃ （ｋ）は適応確率評価器１０６へ供１２ 給される。
適応確率評価器１０６は、人記号ｓ （ｋ） ｅ［０．
，．・，Ｓ−１コと関連文脈ｃ−（ｋ）Ｃ［０，・・・
，Ｃ一１］のための確率評価ブ（ｋ）＝ （６０ （
ｋ） ，・・・へ ｐ，，（ｋ））を作るために用いられる。このため適応
確率評価器１０６は、次元ＳとＣを持つアレイ｛ｎ８．
。｝を最後まで保持する。ここでアレイの各要素ｎｓ，
。は、文脈Ｃの中での記号Ｓの発生の累積、即ち“カウ
ント” であり、ＳとＣはアレイ中のｎＳ，Ｃの場所を
識別するダミー・インデックスである。適応確率評価器
１０６は、コンピュータすなわちディジタル信号プロセ
ッサを適切にプログラミングすることによって容易に実
行されることができる。
，．・，Ｓ−１コと関連文脈ｃ−（ｋ）Ｃ［０，・・・
，Ｃ一１］のための確率評価ブ（ｋ）＝ （６０ （
ｋ） ，・・・へ ｐ，，（ｋ））を作るために用いられる。このため適応
確率評価器１０６は、次元ＳとＣを持つアレイ｛ｎ８．
。｝を最後まで保持する。ここでアレイの各要素ｎｓ，
。は、文脈Ｃの中での記号Ｓの発生の累積、即ち“カウ
ント” であり、ＳとＣはアレイ中のｎＳ，Ｃの場所を
識別するダミー・インデックスである。適応確率評価器
１０６は、コンピュータすなわちディジタル信号プロセ
ッサを適切にプログラミングすることによって容易に実
行されることができる。
しかし実行の優先モードは、半導体チップの高集積（Ｖ
ＬＳＩ）回路の形態にあると想像される。
ＬＳＩ）回路の形態にあると想像される。
第２図のフローチャートは、本発明の目的に従って、エ
ンコードさるべき記号の評価確率への適応速度を最適化
することにより、精度の高い確率評価を作る適応確率評
価器１０６中の要素の動作を示している。適応確率評価
器１０６の動作は、スタート・１３ ステップ２０１から始まる。次に動作ブロック２０２は
、ｋ−０と、ｎＳ，Ｃ−ＮＳ，Ｃとすべきすべてのｓ
（． ［０，−． Ｓ−１コ どＣε ［０，−，
Ｃ−１］に対するｎＳ，Ｃのカウントを初期化する。
ンコードさるべき記号の評価確率への適応速度を最適化
することにより、精度の高い確率評価を作る適応確率評
価器１０６中の要素の動作を示している。適応確率評価
器１０６の動作は、スタート・１３ ステップ２０１から始まる。次に動作ブロック２０２は
、ｋ−０と、ｎＳ，Ｃ−ＮＳ，Ｃとすべきすべてのｓ
（． ［０，−． Ｓ−１コ どＣε ［０，−，
Ｃ−１］に対するｎＳ，Ｃのカウントを初期化する。
ここでＮＳ，Ｃはある所定値である。操作ブロック２０
３は、新しい文脈ｃ （ｋ）を得る。新しい文脈は前に
得た文脈と同じであることが注目される。次に動作ブロ
ック２０４は、すべてのｓＥＥｏ，・・・，Ｓ−１］に
対して得られた文脈ｃ （ｋ）のためのカウントの合計
Ｚを得る。即ち、 動作ブロック２０５は、適応確率評価器１０６（第１図
）に、算術エンコーダ・ユニット１０４（第１図）へ順
番に供給される確率評価を出力させる。この確率評価は
最初の実行なので、初期条件と得られた文脈ｃ （ｋ）
のみを基礎にしている。次の実行では、確率評価は文脈
ｃ （ｋ）のための記号ｓ （ｋ）の発生のカウントの
合計、即ち累積を基礎にする。
３は、新しい文脈ｃ （ｋ）を得る。新しい文脈は前に
得た文脈と同じであることが注目される。次に動作ブロ
ック２０４は、すべてのｓＥＥｏ，・・・，Ｓ−１］に
対して得られた文脈ｃ （ｋ）のためのカウントの合計
Ｚを得る。即ち、 動作ブロック２０５は、適応確率評価器１０６（第１図
）に、算術エンコーダ・ユニット１０４（第１図）へ順
番に供給される確率評価を出力させる。この確率評価は
最初の実行なので、初期条件と得られた文脈ｃ （ｋ）
のみを基礎にしている。次の実行では、確率評価は文脈
ｃ （ｋ）のための記号ｓ （ｋ）の発生のカウントの
合計、即ち累積を基礎にする。
１４
このようにしてステップ２０５は、確率評価を出力させ
る。即ち、 ｐｏ（ｋ）＝ｎｏ，ｃ（ｋ）／Ｚ 動作ブロック２０６は、エンコードされる記号Ｓ（ｋ）
を得る。動作ブロック２０７は、得られた記号ｓ （ｋ
）と文脈ｃ （ｋ）のためのカウントを１で増加させる
。即ち、ｎｓ（ｋ），。（ｋ）は１で増加される。
る。即ち、 ｐｏ（ｋ）＝ｎｏ，ｃ（ｋ）／Ｚ 動作ブロック２０６は、エンコードされる記号Ｓ（ｋ）
を得る。動作ブロック２０７は、得られた記号ｓ （ｋ
）と文脈ｃ （ｋ）のためのカウントを１で増加させる
。即ち、ｎｓ（ｋ），。（ｋ）は１で増加される。
動作ブロック２０８は、パラメータの規定されたセット
の少なくとも第１特性と少なくとも第２特性を得る。こ
の例では、パラメータの規定されたセットの各要素は、
エンコードされる受信記号の文脈に応じる累積、即ちカ
ウントの関数である。即ち、パラメータの所定のセッｌ
・は、文脈ｃ （ｋ）に対する記号ｓ （ｋ）の発生を
“累積される。”発生、即ち、１５ ｎＯ，ｃ（ｋ），”” ｎＳ−１，ｃ（ｋ）である。
の少なくとも第１特性と少なくとも第２特性を得る。こ
の例では、パラメータの規定されたセットの各要素は、
エンコードされる受信記号の文脈に応じる累積、即ちカ
ウントの関数である。即ち、パラメータの所定のセッｌ
・は、文脈ｃ （ｋ）に対する記号ｓ （ｋ）の発生を
“累積される。”発生、即ち、１５ ｎＯ，ｃ（ｋ），”” ｎＳ−１，ｃ（ｋ）である。
この例では、少なくとも第１特性は、文脈ｃ （ｋ）に
対する累積された発生の最小の１っである。即ち、 この例では、少なくとも第２特性は、文脈ｃ （ｋ）に
対する蓄積された発生の最大の１つである。即ち、条件
分岐点２０９は、本発明の目的に従い、少なくとも第１
特性が、少なくとも第１しきい値に等しいか又は大きい
か、即ち、 ＭＩＮ≧Ｔｌ （５） 又は少なくとも第２特性が、少なくとも第２しきい値に
等しいか又は大きいか、即ち、 １６ ＭＡＸ≧Ｔ２ （６） を決めるために試験する。
対する累積された発生の最小の１っである。即ち、 この例では、少なくとも第２特性は、文脈ｃ （ｋ）に
対する蓄積された発生の最大の１つである。即ち、条件
分岐点２０９は、本発明の目的に従い、少なくとも第１
特性が、少なくとも第１しきい値に等しいか又は大きい
か、即ち、 ＭＩＮ≧Ｔｌ （５） 又は少なくとも第２特性が、少なくとも第２しきい値に
等しいか又は大きいか、即ち、 １６ ＭＡＸ≧Ｔ２ （６） を決めるために試験する。
少なくとも第１特性（Ｍ Ｉ Ｎ）の使用は、本発明の
目的に従えば、適応確率評価器１０６（第１図）の適応
速度の最適化を可能にするということが重要である。従
来の装置では、単に最大しきい値のみが用いられた。従
来装置の重大問題は、より小さい値の確率を表すための
大きいしきい値と早い適応を得るための小さいしきい値
のいずれかを使う必要があったことである。しかし、小
さいしきい値は、小さい値の確率を表すことは不可能で
ある。又、大きなしきい値は比較的遅い適応速度を来す
。これらの問題は、本発明の目的に従い、この例では前
述した式（３）のＭＩＮである少なくとも第１の特性と
、本例では８である小さいしきい値Ｔ，を使うことによ
り解決する。このようにして本例では、文脈ｃ （ｋ）
に対する各可能な信号発生、即ち［０，・・，Ｓ−１］
は、式（５）の条件を満たすには少なくとも８回発生し
なければならない。その結果、少なくとも第１１７ 特性ＭＩＮと少なくとも第１限界値Ｔ１＝８の使用は、
評価されている実際の確率値に理想的に適合する適応速
度を作る。この例で本発明の範囲を制限すると解釈され
ないために、２進法の適用と１７２に評価されている確
率を例にとれば、累積された発生は文脈ｃ （ｋ）をほ
ぼ８＋８＝１６回参照された後に調整される。１／４に
評価されている確率に対しては、文脈ｃ （ｋ）をほほ
８＋２４＝３２回参照された後に、累積された発生は調
整され、１／８に評価されている確率に対しては、文脈
ｃ （ｋ）をほほ８＋５６＝６４回参照された後に、累
積された発生は調整される。このようにして適応速度は
、評価されているより大きい小さくない確率値に対して
は早くなり、評価されているより小さい確率値に対して
は必然的に遅くなる。適応速度の調整はステップ２０９
と２１０から明らかである。
目的に従えば、適応確率評価器１０６（第１図）の適応
速度の最適化を可能にするということが重要である。従
来の装置では、単に最大しきい値のみが用いられた。従
来装置の重大問題は、より小さい値の確率を表すための
大きいしきい値と早い適応を得るための小さいしきい値
のいずれかを使う必要があったことである。しかし、小
さいしきい値は、小さい値の確率を表すことは不可能で
ある。又、大きなしきい値は比較的遅い適応速度を来す
。これらの問題は、本発明の目的に従い、この例では前
述した式（３）のＭＩＮである少なくとも第１の特性と
、本例では８である小さいしきい値Ｔ，を使うことによ
り解決する。このようにして本例では、文脈ｃ （ｋ）
に対する各可能な信号発生、即ち［０，・・，Ｓ−１］
は、式（５）の条件を満たすには少なくとも８回発生し
なければならない。その結果、少なくとも第１１７ 特性ＭＩＮと少なくとも第１限界値Ｔ１＝８の使用は、
評価されている実際の確率値に理想的に適合する適応速
度を作る。この例で本発明の範囲を制限すると解釈され
ないために、２進法の適用と１７２に評価されている確
率を例にとれば、累積された発生は文脈ｃ （ｋ）をほ
ぼ８＋８＝１６回参照された後に調整される。１／４に
評価されている確率に対しては、文脈ｃ （ｋ）をほほ
８＋２４＝３２回参照された後に、累積された発生は調
整され、１／８に評価されている確率に対しては、文脈
ｃ （ｋ）をほほ８＋５６＝６４回参照された後に、累
積された発生は調整される。このようにして適応速度は
、評価されているより大きい小さくない確率値に対して
は早くなり、評価されているより小さい確率値に対して
は必然的に遅くなる。適応速度の調整はステップ２０９
と２１０から明らかである。
本例の式（４）のＭＡＸである少なくとも第２の特性は
、少なくとも第２のしきい値Ｔ２と関連して、文脈ｃ
（ｋ）の中の記号ｓ （ｋ）の発生の累積中てのオーバ
ーフローを防くために用いられる。評価さ１８ れている確率が異常に小さい値でさえなければ、ＭＡＸ
はパラメータ調整を要する特性とはならない。
、少なくとも第２のしきい値Ｔ２と関連して、文脈ｃ
（ｋ）の中の記号ｓ （ｋ）の発生の累積中てのオーバ
ーフローを防くために用いられる。評価さ１８ れている確率が異常に小さい値でさえなければ、ＭＡＸ
はパラメータ調整を要する特性とはならない。
一例をあげれば、Ｔ２の値は２０４８である。それはパ
ラメータのセットの別の特性が用いられることを意味す
る。例えばステップ２０４で得られた合計ＺがＭＡＸの
代わりに用いられる。
ラメータのセットの別の特性が用いられることを意味す
る。例えばステップ２０４で得られた合計ＺがＭＡＸの
代わりに用いられる。
このようにして、もし式（５）の条件（ＭＩＮ≧Ｔ１）
、又は式（６）の条件（ＭＡＸ≧７２）のどちらかが満
たされると、ステップ２０９に戻って、動作ブロック２
１０は文脈ｃ （ｋ）中に累積された記号要素の調整を
行う。本例では、適応速度の調整は、調整の原因となる
ステップ２０９と関連してステップ２１０によって実現
され、例えば、すべてのＳε［０，・・・，Ｓ−１１に
対する文脈ｃ （ｋ）のための累積された発生の次式で
セットされたいわゆる半減化により、表示された累積、
即ちカウントを決める。
、又は式（６）の条件（ＭＡＸ≧７２）のどちらかが満
たされると、ステップ２０９に戻って、動作ブロック２
１０は文脈ｃ （ｋ）中に累積された記号要素の調整を
行う。本例では、適応速度の調整は、調整の原因となる
ステップ２０９と関連してステップ２１０によって実現
され、例えば、すべてのＳε［０，・・・，Ｓ−１１に
対する文脈ｃ （ｋ）のための累積された発生の次式で
セットされたいわゆる半減化により、表示された累積、
即ちカウントを決める。
＝（ｎ ＋１）／２ （７）ｎｓ．ｃ（
ｋ） ｓ，ｃ（ｋ） １つ この実施例では、式（５）又は式（６）のどちらかの条
件を満たすときに、カウントは同じ方法で調整されるが
、或種の適用に対しては、カウントを上記条件の夫々に
対して別々に調整したほうが便利であろう。一旦、カウ
ントが調整されると、それが累積された発生の表示とな
ることに注意する必要がある。
ｋ） ｓ，ｃ（ｋ） １つ この実施例では、式（５）又は式（６）のどちらかの条
件を満たすときに、カウントは同じ方法で調整されるが
、或種の適用に対しては、カウントを上記条件の夫々に
対して別々に調整したほうが便利であろう。一旦、カウ
ントが調整されると、それが累積された発生の表示とな
ることに注意する必要がある。
この累積された発生の調整は、確率評価を文脈Ｃ（ｋ）
中のより新しい発生にもっと従属される。上述のごとく
、本発明の目的に従って、式（５）、即ちＭＩＮＴ１に
従って発生する累積された発生の調整を行うことにより
、適応速度は評価されている実際の確率に理想的に合致
する。式（６）、即ちＭＡＸ Ｔ ２に応答して発生す
る文脈ｃ （ｋ）中の記号Ｓ（ｋ）の蓄積された発生の
調整は、非常に小さい確率値が評価されている希な状況
で、可能な算術オーバーフロー条件を保護することであ
る。
中のより新しい発生にもっと従属される。上述のごとく
、本発明の目的に従って、式（５）、即ちＭＩＮＴ１に
従って発生する累積された発生の調整を行うことにより
、適応速度は評価されている実際の確率に理想的に合致
する。式（６）、即ちＭＡＸ Ｔ ２に応答して発生す
る文脈ｃ （ｋ）中の記号Ｓ（ｋ）の蓄積された発生の
調整は、非常に小さい確率値が評価されている希な状況
で、可能な算術オーバーフロー条件を保護することであ
る。
その後、条件分岐点２１１は、記号ｓ （ｋ）がエンコ
ード／デコードする最後の記号かどうかを決めるために
試験する。エンコードされるべき記号の数は通常既知で
ある。もし既知でなければ記号の数の２０ 表示が適応確率評価器１０６へ供給される。もしステッ
プ２１１の試験結果がＹＥＳなら、適応確率評価器１０
６の要素の動作は、ＥＮＤ・ステップ２１２を経て終了
する。もしステップ２１１の試験結果がＮｏなら、制御
はステップ２０３へ戻され、ステップ２１１がＹＥＳに
なるまで、ステップ２０３から２１１への適切な動作が
繰り返される。
ード／デコードする最後の記号かどうかを決めるために
試験する。エンコードされるべき記号の数は通常既知で
ある。もし既知でなければ記号の数の２０ 表示が適応確率評価器１０６へ供給される。もしステッ
プ２１１の試験結果がＹＥＳなら、適応確率評価器１０
６の要素の動作は、ＥＮＤ・ステップ２１２を経て終了
する。もしステップ２１１の試験結果がＮｏなら、制御
はステップ２０３へ戻され、ステップ２１１がＹＥＳに
なるまで、ステップ２０３から２１１への適切な動作が
繰り返される。
ステップ２０９に戻って、もし試験結果がＮｏならば、
制御は記号ｓ （ｋ）がエンコード（又はデコード）さ
れるべき最後の記号かどうかを決めるためにステップ２
１１へ移される。もしステップ２１１の試験結果がＹＥ
Ｓならば、適応確率評価器１０６の要素の動作はＥＮＤ
・ステップ２１２を経て終了する。もしステップ２１１
の試験結果がＮＯならば、ステップ２１３で１を加えた
増分インデックスｋが作られ、制御はステップ２０Ｂに
戻され、ステップ２１１がＹＥＳになるまで、ステップ
２０３から２１１への適切な動作が繰り返される。
制御は記号ｓ （ｋ）がエンコード（又はデコード）さ
れるべき最後の記号かどうかを決めるためにステップ２
１１へ移される。もしステップ２１１の試験結果がＹＥ
Ｓならば、適応確率評価器１０６の要素の動作はＥＮＤ
・ステップ２１２を経て終了する。もしステップ２１１
の試験結果がＮＯならば、ステップ２１３で１を加えた
増分インデックスｋが作られ、制御はステップ２０Ｂに
戻され、ステップ２１１がＹＥＳになるまで、ステップ
２０３から２１１への適切な動作が繰り返される。
デコーダ１０３は、本例では、ライン・インタフェース
１０８、算術デコーダ・ユニット１０９、文２１ 脈抽出器１１０、及び適応確率評価器１１１を含んでい
る。ライン・インタフェース１０ｇはライン・インタフ
ェース１０７の逆の機能を行い、データストリームａ
（ｉ）を得るために、既知の方法で入信号をデフォーマ
ットする。算術デコーダ・ユニット１０９は、算術デコ
ーダ・ユニット１０４の逆の機能を行う。このため、受
信したデータストリームａ（ｉ）と適応確率評価器１１
１からの確率評価？（ｋ）は算術デコーダ・ユニット１
０９へ供給され、記号ｓ （ｋ）を得るために既知の方
法でそこで使われる。そのような算術デコーダ・ユニッ
トはこの技術分野では周知である。これは、前に引用し
た“算術コーディングの圧縮黒白画像” （Ｃｏｍｐ
ｒ ｅ ｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｂｌａｃｋ−Ｗｈｉｔ
ｅ Ｉｍａｇｅ ｗｉｔｈ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉ
ｃ Ｃｏｄｉｎｇ）と題する文献及び２進法適用の米
国特許４，６３３，４９０ 、及び多レベル適用の“デ
ータ圧縮用算術コーディング（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ
ｃｏｄｉｎｇ Ｆｏｒ Ｄａｔａ Ｃｏｍｐｒ
ｅｓｓｉｏｎ）と題する文献に述べられている。文脈抽
出器１１０２２ は構造も動作も１０５と同一なので説明を省く。同様に
、適応確率評価器１１１も１０６と同一なので説明を省
く。
１０８、算術デコーダ・ユニット１０９、文２１ 脈抽出器１１０、及び適応確率評価器１１１を含んでい
る。ライン・インタフェース１０ｇはライン・インタフ
ェース１０７の逆の機能を行い、データストリームａ
（ｉ）を得るために、既知の方法で入信号をデフォーマ
ットする。算術デコーダ・ユニット１０９は、算術デコ
ーダ・ユニット１０４の逆の機能を行う。このため、受
信したデータストリームａ（ｉ）と適応確率評価器１１
１からの確率評価？（ｋ）は算術デコーダ・ユニット１
０９へ供給され、記号ｓ （ｋ）を得るために既知の方
法でそこで使われる。そのような算術デコーダ・ユニッ
トはこの技術分野では周知である。これは、前に引用し
た“算術コーディングの圧縮黒白画像” （Ｃｏｍｐ
ｒ ｅ ｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｂｌａｃｋ−Ｗｈｉｔ
ｅ Ｉｍａｇｅ ｗｉｔｈ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉ
ｃ Ｃｏｄｉｎｇ）と題する文献及び２進法適用の米
国特許４，６３３，４９０ 、及び多レベル適用の“デ
ータ圧縮用算術コーディング（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ
ｃｏｄｉｎｇ Ｆｏｒ Ｄａｔａ Ｃｏｍｐｒ
ｅｓｓｉｏｎ）と題する文献に述べられている。文脈抽
出器１１０２２ は構造も動作も１０５と同一なので説明を省く。同様に
、適応確率評価器１１１も１０６と同一なので説明を省
く。
第１図は、本発明の目的に従ったエンコーダと遠隔のデ
コーダを使った装置の詳細を示す図、第２図は、第１図
に示されたエンコーダとデコーダに用いられた適応確率
評価器の要素の動作を示すフローチャートである。 出 願 人：アメリカン テレフォン アンド２３
コーダを使った装置の詳細を示す図、第２図は、第１図
に示されたエンコーダとデコーダに用いられた適応確率
評価器の要素の動作を示すフローチャートである。 出 願 人：アメリカン テレフォン アンド２３
Claims (16)
- （１）供給される信号源、 前記供給される信号の文脈を抽出する手段と、前記信号
源と前記文脈からの前記信号が供給されて、この供給さ
れた信号の確率評価をつくるための適応確率評価手段と
、 前記信号源からの前記信号が供給され、前記確率評価に
応答して、前記供給された信号のエンコードされた改訂
版を作るためのエントロピー・エンコーディングする手
段と、 伝送媒体への出力として前記エンコードされた改訂版を
インタフェースする手段とを備え、前記適応確率評価手
段は、 前記供給された文脈中の前記供給された信号の個々の記
号値の累積された発生の表示を得るための手段と、 前記累積された発生の表示に応答して、所定の標準に従
って適応確率評価手段の適応速度を調整するための手段
と、 を備えることを特徴とする複数の記号値をもち供給信号
をエンコードするための適応エンコーダ。 - （２）前記蓄積された発生の表示の少なくとも第１の所
定の特性を得る手段と、前記適応速度を調整するために
前記少なくとも第１の所定特性を使用する手段とを有す
る調整手段を有することを特徴とする請求項１に記載の
適応エンコーダ。 - （３）前記少なくとも第１の所定の特性は、前記供給さ
れた文脈中に希に発生した記号値に関連した前記累積さ
れた発生の個々の表示の１つで決められることを特徴と
する請求項２に記載の適応エンコーダ。 - （４）前記少なくとも第１の所定の特性は、前記累積さ
れた発生の個々の表示の最小の１つであることを特徴と
する請求項２に記載の適応エンコーダ。 - （５）前記使用する手段は、前記少なくとも第１の所定
の特性に応答して、前記少なくとも第１の所定の特性が
、前記第１の所定の標準に合致するとき、前記累積され
た発生の個々の表示を調整するための手段を有すること
を特徴とする請求項４に記載の適応エンコーダ。 - （６）前記第１の所定の標準は、第１のしきい値を超え
る前記少なくとも第１の所定の特性を含むことを特徴と
する請求項５に記載の適応エンコーダ。 - （７）前記調整手段は、希にしか発生しない記号値に相
当する前記累積された発生の表示を決める手段と、所定
の標準に従って前記累積された発生の表示を測る手段を
含むことを特徴とする請求項１に記載の適応エンコーダ
。 - （８）圧縮されたデータ信号を得るために伝送媒体にイ
ンタフェースする手段と、 復元さるべき記号のため文脈を決める手段と、復元され
た信号と前記文脈を供給して、復元された信号の確率評
価を作るための適応確率評価手段と、前記圧縮されたデ
ータ信号を供給し、前記確率評価に応答してオリジナル
信号を復元するためのエントロピー・デコーディング手
段とを備え、前記適応確率評価手段は、 前記供給された文脈中の前記供給された信号の個々の記
号値の累積された発生の表示を得るための手段と、 前記累積された発生の表示に応答して、所定の標準に従
って前記適応確率評価手段の適応速度を調整するための
手段と、 を有することを特徴とする複数の記号値をもつオリジナ
ル信号を復元するための適応デコーダ。 - （９）前記蓄積された発生の表示の少なくとも第１の所
定の特性を得る手段と、前記適応速度を調整するために
前記少なくとも第１の所定の特性を用いる手段を含む調
整手段を有することを特徴とする請求項８に記載の適応
デコーダ。 - （１０）前記少なくとも第１の所定の特性は、前記供給
された文脈中に希に発生した記号値に関連した前記累積
された発生の個々の表示の１つで決められることを特徴
とする請求項９に記載の適応デコーダ。 - （１１）前記少なくとも第１の所定の特性は、前記累積
された発生の個々の表示の最小の１つであることを特徴
とする請求項９に記載の適応デコーダ。 - （１２）前記使用する手段は、前記少なくとも第１の所
定の特性に応答して、前記少なくとも第１の所定の特性
が、前記第１の所定の標準に合致するとき、前記累積さ
れた発生の個々の表示を調整するための手段を含むこと
を特徴とする請求項１１に記載の適応デコーダ。 - （１３）前記第１の所定の標準は、第１のしきい値を超
える前記少なくとも第１の所定の特性を含むことを特徴
とする請求項１２に記載の適応デコーダ。 - （１４）前記調整手段は、希にしか発生しない記号値に
相当する前記累積された発生の表示を決める手段と、所
定の標準に従って前記累積された発生の表示を測る手段
を含むことを特徴とする請求項８に記載の適応デコーダ
。 - （１５）信号源から供給される信号を得るステップ、 前記供給された信号の前の信号の形態によって、前記供
給された信号から文脈を抽出するステップ、前記供給さ
れた信号と前記文脈に応答して前記供給された信号の確
率評価を作るステップ、 前記供給された信号のエンコードされた改訂版を作るた
めに、前記供給された信号と前記確率評価に応答して、
前記供給された信号をエントロピー・エンコーディング
するステップ、 伝送媒体へ前記供給された信号の前記エンコードされた
改訂版をインタフェースするステップ、を含む複数の記
号値をもつ供給された信号のエンコーディング方法にお
いて、 確率評価を作る前記ステップは、 前記文脈中の前記供給された信号の個々の記号値の累積
された発生を得ること、及び 所定の標準に従って、累積された発生の前記表示に応答
する前記確率評価を作る適応速度を適応性よく調整する
ことを特徴とするエンコーディング方法。 - （１６）前記調整ステップは、希に発生する信号値に相
当する前記表示を決め、かつ所定の標準に従って累積さ
れた発生の前記表示を測ることを特徴とする請求項１５
に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/359,559 US5025258A (en) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | Adaptive probability estimator for entropy encoding/decoding |
| US359559 | 1999-07-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03163918A true JPH03163918A (ja) | 1991-07-15 |
| JPH0779261B2 JPH0779261B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=23414339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2140159A Expired - Lifetime JPH0779261B2 (ja) | 1989-06-01 | 1990-05-31 | 適応エンコーダ・適応デコーダ及びエンコーディング方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5025258A (ja) |
| EP (1) | EP0400913B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0779261B2 (ja) |
| KR (1) | KR940011437B1 (ja) |
| CA (1) | CA2014549C (ja) |
| DE (1) | DE69029876T2 (ja) |
Families Citing this family (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5414423A (en) * | 1993-04-29 | 1995-05-09 | International Business Machines Corporation | Stabilization of probability estimates by conditioning on prior decisions of a given context |
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| US5710562A (en) * | 1995-08-31 | 1998-01-20 | Ricoh Company Ltd. | Method and apparatus for compressing arbitrary data |
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| JPH09298668A (ja) * | 1996-05-07 | 1997-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | ディジタル情報符号化装置、ディジタル情報復号化装置、ディジタル情報符号化・復号化装置、ディジタル情報符号化方法、及びディジタル情報復号化方法 |
| JP3621512B2 (ja) * | 1996-06-19 | 2005-02-16 | 株式会社ルネサステクノロジ | ディジタル情報符号化装置、ディジタル情報復号化装置、ディジタル情報符号化・復号化装置、ディジタル情報符号化方法、及びディジタル情報復号化方法 |
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