JPH06232914A - 準静的データを圧縮し展開する方法 - Google Patents

準静的データを圧縮し展開する方法

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JPH06232914A
JPH06232914A JP5301992A JP30199293A JPH06232914A JP H06232914 A JPH06232914 A JP H06232914A JP 5301992 A JP5301992 A JP 5301992A JP 30199293 A JP30199293 A JP 30199293A JP H06232914 A JPH06232914 A JP H06232914A
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    • H03M7/3084—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction using adaptive string matching, e.g. the Lempel-Ziv method
    • H03M7/3088—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction using adaptive string matching, e.g. the Lempel-Ziv method employing the use of a dictionary, e.g. LZ78

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Abstract

(57)【要約】 【目的】本願発明の目的は、送信域と受信域でのデータ
伝送のコンピュータ処理量の削減とデータ伝送速度を向
上することにある。 【構成】本願発明によれば、適応Ｚｉｖ−Ｌｅｍｐｅｌ
（ＡＺＬ）処理と静的Ｚｉｖ−Ｌｅｍｐｅｌ（ＳＺＬ）
処理の切替信号は、凍結信号の発生に対応して発生し、
レコード中に挿入され圧縮され受信域に伝送される。そ
れぞれの受信域は、その受信圧縮レコードからＡＺＬ辞
書を生成し、現状のＡＺＬ辞書を凍結するための切替信
号を使用し、更に、ＳＺＬ辞書としてそれを使用する
（この時ＡＺＬ辞書のようにＳＺＬ辞書は修正されな
い）。ＡＺＬからＳＺＬ辞書への選択置換処理は、ＳＺ
Ｌ辞書として凍結ＡＺＬ辞書を（複写保存後に）再構築
するために使用される。ＳＺＬ処理は入力順次データが
終了するか解凍信号が発生するまで続けられる。ＳＺＬ
からＡＺＬへの切替信号は、ＡＺＬ処理へ切戻るための
解凍信号に応じて生成される。この場合、保存されてい
た凍結ＡＺＬ辞書が再び援用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、コンピュータ・デー
タを圧縮したり展開したりするＺｉｖ−Ｌｅｍｐｅｌ
（ＺＬ）処理の準静的な使用方法に関連する。
【０００２】
【従来の技術】適応Ｚｉｖ−Ｌｅｍｐｅｌ（ＡＺＬ）処
理は、現在多くの市販のコンピュータ・システムでデー
タ・ファイルから要求された記憶域を復元するために使
用されている。ＡＺＬ処理は、米国特許番号４８１４７
４６号のような、重要な特許に記載されている。その特
許では、ＺＬ辞書が新しい入力データ文字ストリングを
適応させるために未使用の登録簿を用いる時に、圧縮さ
れた新しい入力データ・ストリングにその辞書を適応
（修正）し続けるためにＬＲＵ（直前使用）返還技術を
使用するＺＬ圧縮辞書が記載されている。
【０００３】ＺＬデータ圧縮処理は、最長の一致した入
力ストリングを示す辞書登録簿を指定するために辞書中
の各々の登録簿をトレースし、更に、これらの登録簿の
辞書索引を圧縮データ・ストリームとして出力するため
に、入力順に文字を比較する。前記の索引は、バッファ
リングされ、次に、圧縮レコード若しくはメッセージの
伝送効率を最大にするために索引バーストに伝送され
る。
【０００４】ＡＺＬ処理は、データ・ファイル中若しく
は伝送されたコンピュータ・セッション中の入力文字で
あるデータ文字のそれぞれ分割した入力順次のために辞
書を修正する。ＡＺＬ処理は、データを圧縮中は常にＡ
ＺＬ辞書を構築し修正し続ける。ＡＺＬ辞書は、圧縮さ
れたデータの入力ストリーム中の各々の新しい文字スト
リングによって常時変更される。ＡＺＬ辞書が一杯にな
った時には、その有効なストリング登録簿の一つが、消
され、入力された各々の新しい文字ストリングの指示に
置き換わる。
【０００５】ＺＬ処理の圧縮された出力は、入力ストー
ム内で見い出される文字ストリングを示す辞書索引の順
次によって示される。それぞれの索引は、ストリング登
録簿と索引のアクセスと転換命令の中のストリング中に
ある文字を示す登録簿をアクセスするためのポインタの
使用によって示されるストリング内の文字に展開され
る。なぜならば、ＬＲＵ登録簿が、ＡＺＬ辞書内で置き
換えられ、異常な文字ストリングの索引指示は、まるで
登録簿が前記辞書内で古くなり、後に、ストリングが入
力ストリーム内で再び見い出された時に辞書内の異なる
索引領域で登録簿が戻されるような変更をすることにな
る。
【０００６】もし、ＡＺＬ処理で圧縮されたデータが伝
送されていれば、そのＡＺＬ辞書は伝送されない。その
代わり、同一のＡＺＬ辞書（展開用に使用される）は、
送信域での同一のＡＺＬ圧縮辞書の構築と同期して受信
域で受信圧縮データ（索引）から作られる。ＡＺＬ辞書
の構築における同期した同一性は、受信圧縮データをオ
リジナル非圧縮データと同じ非圧縮データに展開するた
めには、送信と受信両域で必須のこととなる。
【０００７】これ故に、ＡＺＬ処理は、順次に入力スト
リングを新たに入力する毎にＡＺＬ辞書を変更し続ける
ことによってＡＺＬ辞書を「動的に適応」する。このこ
とは、ＡＺＬ辞書が「動的」若しくは「適応」辞書とし
て知られている所以である。
【０００８】ＡＺＬ処理は、同じ領域か又はデータ伝送
によって接続された二つの異なった領域で、圧縮機能と
展開機能が使用される。同じ領域で圧縮と展開が機能す
る場合は単一の辞書のみ使用されるが、ある領域で圧縮
が行われ異なる別の領域で展開が行われる場合には分離
した同一の辞書が必要となる。
【０００９】即ち、ＡＺＬ処理は、データが圧縮される
ために入力されている間中ＡＺＬ辞書を生成し、同じ領
域かデータ伝送によって接続された二つの異なる領域か
の何れかで圧縮と展開を行う。
【００１０】ＡＺＬ辞書の構成が、データ・ベースから
の入力レコードの順次性に本質的に全て依存する為に、
ＡＺＬ辞書は、データ・ベースから順次にアクセスする
レコードのみを処理することができる。ＡＺＬ処理は、
このＡＺＬ辞書の現在の構成を使用するレコードとは異
なる命令によるデータ・ベースからランダムにアクセス
されるレコードの展開はできない。
【００１１】このように、ＡＺＬ処理は、圧縮のために
入力される現状の文字の順次関係に全て依存する。例え
ば、もし同じレコード・セットが同一のＺＬ処理により
圧縮のために二つの異なる順次で入力された場合、それ
ぞれの順次により異なる辞書が生成され、おそらく、同
一の非圧縮レコードから二つの順次を持つ異なった索引
セットを含む圧縮レコードが生成されることになる。こ
の様に、ＡＺＬ辞書が圧縮のために非圧縮データが入力
されている間中生成されることにより、ＡＺＬ処理は、
「入力レコード命令依存」を持つことになる。
【００１２】ＡＺＬ処理の入力ストリームがデータ・ベ
ースの中のランダム・アクセスの小レコード若しくはラ
ンダム決定の小メッセージのようなランダム獲得データ
から成る場合には、コンピュータは、ＡＺＬ処理中は非
効率的に稼働する。ＡＺＬ処理は、ランダム獲得データ
若しくは入力メッセージの順次毎に新たなＡＺＬ辞書を
作らなければならない。これは、レコード（若しくはメ
ッセージ）のランダム獲得順次の入力中のＡＺＬ辞書の
作成においてこの辞書をこの特定の順次に拘束するため
である。そして、この作成は、別のレコードのランダム
獲得順次と共には効率的に使用できない。このことは、
あるランダム獲得データのために生成されたＡＺＬ辞書
を他のランダム獲得データと共に使用することから妨げ
ることとなる。
【００１３】データ・ベースからレコードをランダムに
獲得する場合のコンピュータ効率の問題は、「文字デー
タを圧縮し圧縮済みデータを展開するための静的辞書構
造を提供する方法及び手段」という名称の発明の米国特
許出願番号９６８６３１号に記載されている静的Ｚｉｖ
−Ｌｅｍｐｅｌ（ＳＺＬ）処理によって解決される。
【００１４】ＳＺＬ処理は、データ・ベース中のレコー
ドを圧縮若しくは展開するためにＳＺＬ辞書を使用する
前（同時ではない）にＳＺＬ辞書を作成する。ＳＺＬ辞
書は、データ・ベースの全ての非圧縮レコードから生成
される。圧縮レコードの結果は、非圧縮データベースの
記憶域のほんの僅かな部分のみの占有で済むデータ・ベ
ースの圧縮型を供給するために蓄積される。
【００１５】ＳＺＬ処理は、データ・ベース中の個々の
レコード（圧縮、非圧縮を問わず）が他のレコードから
独立してランダム・アクセスされ展開されることと、変
更なしに（辞書を生成し変更するためにコンピュータ処
理を使用することをせずに）ＳＺＬ辞書を使用すること
を許可する。圧縮レコードは、同一の領域で展開される
か、若しくは、展開が行なわれる他の領域に伝送され
る。
【００１６】データ・ベースの使用に先立って全ての非
圧縮データ・ベースからＳＺＬ辞書を生成することによ
って、後で獲得されたレコード中の命令にも拘らず、同
一の圧縮レコード（同一の索引）が獲得される。従っ
て、ＡＺＬ処理と違い、データ・ベースの圧縮型に影響
されず後からデータ・ベースからレコードがランダムに
獲得される。
【００１７】従って、ＳＺＬ処理は、データ・ベースの
レコードの範囲内でストリングの全てを指示できる「Ｓ
ＺＬ辞書」を生成する。（「レコード」という言い方
は、例えばデータ・ベースからアクセスされたメッセー
ジに見うけられるような文字の記録された順次を含む一
般的な意味で使われる。）
【００１８】米国特許出願番号９６８６３１号の発明に
は、同じ文字ストリングを示すために同じ索引を使用す
る限りは、圧縮に使用されるＳＺＬ辞書と展開に使用さ
れるＳＺＬ辞書とが完全に一致する必要がないことが記
載されている。これは、同じ索引で対応する登録簿のた
めに、ＳＺＬ辞書登録簿の内容が、圧縮と展開とに分離
している辞書で異なっていることを示す。これらの一組
のＳＺＬ圧縮と展開の辞書は、完全に一致するかどうか
は別にして対応辞書として関連付けられている。
【００１９】同一の辞書よりも分離した対応ＳＺＬ圧縮
辞書と展開辞書を使用することによってコンピュータ効
率が増加する。対応ＳＺＬ圧縮辞書と展開辞書は同一の
領域で使用されるか、データ伝送によって結合された異
なる領域で使用されることになる。
【００２０】もし展開処理が圧縮処理と異なる領域で行
われたならば、他の領域で必要な全てのＳＺＬ対応辞書
が、非圧縮データ・ベースを持つある領域で作成される
ことになる。そして、ＳＺＬ辞書が必要とされる全ての
領域に伝送される。又は、もし非圧縮データ・ベースと
同一のコピーが複数の領域に存在していると、対応辞書
は必要とされる領域で作られることになる。
【００２１】データ伝送環境において、送信域で非圧縮
データ・ベース全体からＳＺＬ辞書が作られた後ＳＺＬ
辞書が使用される前に、ＳＺＬ辞書は受信域に伝送され
る。ＳＺＬ辞書は、受信域が同じ非圧縮レコードを持
ち、完全に同一な入力順次でのＳＺＬ処理にそのレコー
ドを入力する場合にのみ受信域で作成され、送信域でＳ
ＺＬ辞書を生成するのに使用される。
【００２２】「データ・ベースの圧縮化」は、ＳＺＬ辞
書の生成と同時に行われる。データ・ベースの圧縮化
は、圧縮型のデータ・ベース中のレコードのランダム獲
得か順次獲得に使用される。
【００２３】その後は、圧縮型のレコードを伝送する領
域でランダムに獲得されるレコードが非圧縮か圧縮とか
に拘らずデータ・ベースのランダム・アクセス処理中は
ＳＺＬ辞書は生成されない。このことは、ある領域でラ
ンダムに獲得されるレコード若しくはメッセージの圧縮
及び展開に事前に生成したＳＺＬ辞書を使用することが
できることを示す。
【００２４】更に、ＳＺＬ処理では、ＳＺＬ辞書の生成
後は非圧縮データ・ベース中の、新しい若しくは変更さ
れたレコードやメッセージを常に圧縮し展開することが
できる。そのような新しい若しくは変更されたレコード
に含まれる新しい文字ストリングは、辞書中に表されて
いる現状の一つ若しくはそれ以上のより小さな文字スト
リングを含んで圧縮され展開される。
【００２５】ＳＺＬ処理は、同じ領域で圧縮され展開さ
れる必要のある若しくはある領域で圧縮されそのレコー
ドを展開する別の領域に伝送する必要のあるランダムに
獲得された小圧縮レコード又はメッセージを効率よく処
理するためにあてがわれる。
【００２６】前に、ＡＺＬ処理でその入力データにＡＺ
Ｌ辞書を適合させることが続行できない場合、Ｚｉｖ−
Ｌｅｍｐｅｌ処理では不十分なデータ圧縮しかできない
と仮定した。このことは、データ・ベースが大量に変更
しない限りはＳＺＬ処理の場合には見受けられないこと
である。従って、過度の変更がデータ・ベース上で行わ
れない限りは、ＳＺＬ処理は、データ・ベースからラン
ダムにアクセスしたレコードを効率的に圧縮すると言え
る。
【００２７】従って、ＳＺＬ処理では、新しく辞書を構
成したり変更したりせずに大きなデータ・ベース中にラ
ンダムに獲得されたレコードやメッセージの順次で既存
のＳＺＬ辞書を使用することを許可する。このことは、
レコード順次の圧縮と展開でのＡＺＬ処理の使用中にあ
らゆる処理がＳＺＬ辞書構造の変更に費やされることが
ないことを意味する。言いかえれば、ランダムに獲得さ
れたレコードのそれぞれの順次を適応するために行うＡ
ＺＬ辞書の修正のためにＡＺＬ処理では、大量のコンピ
ュータ処理を要求する。その結果、ランダムに獲得され
た少ないレコードとメッセージの新しい順次を使用する
時には、ＡＺＬ処理はＳＺＬ処理より効率が悪くなる。
【００２８】ＳＺＬ処理が使用されている間、古い非圧
縮レコードは修正され、新しい非圧縮レコードが、デー
タ・ベースが構築されている中枢域で対応非圧縮データ
・ベースに加えられる。しかし、既存のＳＺＬ辞書とこ
の領域と他の領域で必要とされる対応辞書は、ＳＺＬ辞
書が変更されない限り、データ・ベースに新しいレコー
ドや修正されたレコードを圧縮したり使用したりする目
的でこれらの辞書を使用するためには修正されない。
【００２９】コンピュータ処理能力は、（ＡＺＬ処理以
前の技術を含む）コンピュータ・システムのためさらに
重要な能力増加を獲得するとして米国特許出願番号９６
８６３１号に記載されているＳＺＬ辞書の登録簿のため
の新しい構成を使うことによってさらに拡張される。こ
の新しいＳＺＬ登録簿構成は、辞書登録簿の範囲内で文
字ストリング対象を決定することにより定形的なＡＺＬ
辞書に要求するよりも、ＳＺＬ辞書により少ないアクセ
スで済むことを可能にした。辞書の修正のための処理を
費やさないために加えられたメモリ内の辞書登録簿のた
めの記憶域アクセスの相対的な回数の縮小によって、同
じ命令実行速度を持つコンピュータの使用ではＡＺＬ処
理よりもＳＺＬ処理の方がより高速に処理できる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】本願発明の目的は、送
信域と受信域でのデータ伝送のコンピュータ処理量の削
減とデータ伝送速度を向上することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】本願発明は、伝送レコー
ド（含メッセージ）の順次構成手段である。これらのデ
ータは大きなデータ・ベースから獲得される。レコード
順次は、人間によって生み出され、伝送される。レコー
ド（メッセージ）は、コンピュータ・システムに人間に
よって順次に出されるコマンドによって、離れた領域の
非圧縮又は圧縮データ・ベースからランダムに選択され
る。コンピュタ・システムは次々にその順次でレコード
を人間に伝送する。その順次は、たとえ順次内のデータ
やメッセージがとても少なくとも、文字総量という重要
な意味を持っている。
【００３２】本願発明は、レコード又はメッセージの順
次データを伝送すしデータを検索し圧縮する送信域と受
信圧縮データを展開する受信域の両域でのＡＺＬ処理の
使用のために事前に要求される量を越えたコンピュータ
処理量を削減する。
【００３３】本願発明は、また、ＳＺＬ処理によって除
去された（ＡＺＬ処理では要求されていた）コンピュー
タ処理のための伝送割込なしに、非圧縮データやメッセ
ージの順次のデータ伝送に有意義な速度の向上をする。
【００３４】更に、本願発明は、ＳＺＬ処理の幾つかの
利点を得るために、完全なデータ・ベースのためのＳＺ
Ｌ辞書を事前に生成しない。
【００３５】その上、本願発明は、データ・ベースから
獲得されたランダム獲得レコード又はメッセージの初期
サブセットのみから限定的なＳＺＬ辞書を生成するため
にＡＺＬ処理を使用し、そして伝送されているレコード
順次の次のレコードの圧縮と展開を制御するために前記
限定ＳＺＬ辞書を使用可能にする。ＡＺＬ辞書を凍結
し、各々の新しい入力ストリングのための辞書修正の処
理周期の除去のためにＳＺＬ辞書としてそれを使用する
ことによって能力効率が増加する。その除去された処理
周期は、ＳＺＬ辞書がＡＺＬ辞書によって変更され更に
新しいストリングで修正された後、新しいストリングが
意味のある数まで入力されＳＺＬ辞書からなくなるま
で、システム処理効率を増加する。
【００３６】本願発明はさらに、切替制御によるＡＺＬ
とＳＺＬ処理の結合によって、データ伝送に使用するた
めに準静的Ｚｉｖ−Ｌｅｍｐｅｌ処理を準備する。
【００３７】本願発明は、圧縮操作がＳＺＬ処理により
さらに効率的に行われる時、切替が認められるまでは、
レコードやメッセージの入力順次の初期部分の圧縮にＡ
ＺＬ処理が使用されることによって開始する。ＡＺＬか
らＳＺＬへの切替時は、ＡＺＬ処理が終了し、切替がＳ
ＺＬ処理に発生する時である。操作上のＡＺＬからＳＺ
Ｌ辞書への置換処理は、米国特許出願番号９６８６３１
号で考えられている型にＳＺＬ辞書を再構築するために
使用され、そして、ＡＺＬ辞書の凍結型が保存される。
ＳＺＬ処理は、それから入力順次が終了するか、ＳＺＬ
からＡＺＬへの切替信号が生成されるまで使用される。
この場合、保存されたＡＺＬ辞書が復活し、ＡＺＬ処理
が再び実施される。
【００３８】このように、入力ストリーム中に過大な量
の新いストリングが発生することによって、ＳＺＬ辞書
が修正される時には圧縮効率を維持するためにいつでも
ＳＺＬからＡＺＬへの切替が実施される。もしＡＺＬか
らＳＺＬ辞書への置換がＡＺＬからＳＺＬへの切替で行
われても、ＡＺＬ辞書の最終版が保存されていれば、Ｓ
ＺＬからＡＺＬへの切替は、辞書置換処理を必要としな
い。なぜならば、最終ＡＺＬ辞書は、現状のＳＺＬ辞書
に表されているのと同じデータ・ストリングを表してい
るからである。
【００３９】幾つかの異なる方法のうちの一つは、辞書
の凍結する時期と解凍の時期の発生を決定するために使
用される。凍結と解凍の時期を見出す一つの方法とし
て、入力ストリームのための文字数やレコード数が予め
決められた数に達した時に信号を出す方法がある。凍結
時期は、解凍時期とは異なる計数によって信号される。
計数技術は、簡潔で操作性があるが、もっとも圧縮効率
のよい方法ではない。より正確な方法は、例え複雑な方
法でも、現状の圧縮処理によって生成される各々の圧縮
レコードの圧縮比率をモニターすることである。凍結時
期は、圧縮比率がＡＺＬからＳＺＬへの予め決められた
値に達した時に決定される。そして、解凍時期は、次の
レコードが予め決められたＳＺＬからＡＺＬへの切替値
以上の圧縮比率になった時に決定される。ＳＺＬからＡ
ＺＬへの値は、不必要な切替を最小限とするために、Ａ
ＺＬからＳＺＬへの値を含めた値より大きい。
【００４０】圧縮レコードを他の領域に伝送するある領
域での凍結時期の発生時は、伝送域がその各々の受信域
に切替信号を送る。伝送域と各々の受信域がＳＺＬ処理
を実施するためにそのＡＺＬ辞書を凍結した時に、各々
の領域では任意に、システム能力をさらに増加すること
を可能にするＳＺＬ辞書を生成するためにＡＺＬからＳ
ＺＬへの辞書置換処理を行う。例えば、全ての領域が置
換を行う場合、伝送域のみが行い受信域が行わない場
合、全ての領域で置換を行わない場合などである。ＡＺ
ＬからＳＺＬへの辞書置換で得られる能力効率の最大の
増加は、伝送域でのデータ圧縮時に得られ、受信域での
データ展開時が最小の増加となる。
【００４１】その上、本願発明は、任意のＡＺＬからＳ
ＺＬへの辞書置換処理を含んでいる。より効率的なＳＺ
Ｌ辞書内で（ＳＺＬ辞書を作成した）凍結ＡＺＬ辞書の
変更のため本願発明が使用される。
【００４２】本願発明は更に、ＡＺＬ辞書型に切り戻せ
るようにＡＺＬ辞書を保存してからは、ＳＺＬ辞書置換
が行われた時最後に保存されたＡＺＬ辞書の使用を単に
実施することによってＳＺＬからＡＺＬへの切替を可能
にする。それから、保存ＡＺＬ辞書は、文字入力ストリ
ームにその後に現れた新しいストリングによって再び修
正され始める。
【００４３】入力文字ストリングが終わるまで準静止処
理がＡＺＬとＳＺＬ処理間の切替を代替し続ける。
【００４４】このように、ＡＺＬとＳＺＬ処理間での切
替が処理効率を有効に向上できる時、ＡＺＬ辞書の凍結
期や解凍期が動的に決定される。このように、ＡＺＬ処
理と関連するコンピュータ処理のオーバーヘッドは、Ｓ
ＺＬ処理が使用されている間は除去される。
【００４５】切替信号は、例えば伝送されている圧縮レ
コード中又はその間にエスケープ文字として仮決定特殊
索引の伝送手段のような幾つかの異なった方法のうちの
ある方法で、（圧縮データを示めす）索引の伝送ストリ
ーム中に用意される。エスケープ文字は、ＡＺＬ処理と
ＳＺＬ処理との同期と送信と受信両域での辞書状態を継
続するために各々の受信域で切替の種類を指示する仮決
定された数の（一つ若しくは複数の）文字に直ちに続
く。
【００４６】ＳＺＬ辞書置換処理は、米国特許出願番号
９６８６３１号に記載されているＳＺＬ辞書を獲得す
る。これは、辞書登録簿中に子文字や兄弟文字を含むこ
とによってＳＺＬ圧縮処理の速度を向上させ、子辞書登
録簿中に先祖文字を含むことによってＳＺＬ展開処理の
速度を向上させる。ＳＺＬ置換処理は、一つ若しくは二
つの（圧縮と展開に）分割したＳＺＬ辞書の両方に凍結
ＡＺＬ辞書を転換する。ＳＺＬ置換処理は、圧縮と展開
の実行のために単一の辞書にＡＺＬ辞書を転換する。
【００４７】ＳＺＬ辞書置換処理は、結果として対応凍
結ＡＺＬ辞書よりも多くの登録簿をＳＺＬ辞書に持たす
ことになる。この結果、ＳＺＬ辞書は、対応ＡＺＬ辞書
にはみられない子、兄弟、先祖登録簿を含む。
【００４８】
【実施例】図１と図２は、ＡＺＬ処理の使用を開始した
準静的圧縮処理を示す。ＳＺＬ処理は、その処理後切替
信号が発生するまで休止状態で残存する。
【００４９】文字ストリーム（レコード又はメッセージ
の順次を圧縮した）は、図１の処理への入力としてステ
ップ１１に表されている。ステップ１１は、入力ストリ
ームが終わりかどうかテストする。もし、ステップ１１
で入力ストリームの終了が確認されたら、ＹＥＳ出口よ
り圧縮処理を終了する。
【００５０】ステップ１１で入力ストリームの終了が確
認されなかった場合、ＮＯ経路からステップ１２に移行
する。ステップ１２では、伝統的な方法でＡＺＬ索引を
生成し、バッファに蓄える。ステップ１３では、バッフ
ァが一杯になるかステップ１１で入力ストリームの終了
が確認された時にバッファ内に蓄積されていた索引を伝
送する。伝送された索引は、（伝送された索引によって
指示される）圧縮データを展開する受信域に伝送手段
（電話線や光ファイバ等）によって送られる。
【００５１】受信域は、伝統的な方法で受信索引からＡ
ＺＬ辞書を構築する。これは、送信域で対応ＡＺＬ辞書
の構築と平行して行われる。従って、伝送された索引
は、送信域で構築されたＡＺＬ辞書と同一のＡＺＬ辞書
を構築するために受信域で直ちに使用される。二つの領
域のＡＺＬ辞書は、（伝送時間のみ介在する）実質上同
時に同じ登録簿を構築している。従って、他方と同じ状
態に同調して構築されるように考慮されている。
【００５２】ステップ１４で伝送域での凍結信号の発生
が認識されるまでステップ１２と１３の処理が繰り返さ
れる。ステップ１４では、凍結信号は、図３と図５で示
されるように補助処理で作られる。凍結信号によって、
ＡＺＬ辞書の現状が凍結される。それにより、ＡＺＬ辞
書はＳＺＬ辞書になり、その後入力レコード・ストリー
ム中の受信された新しい入力ストリングに適合させるこ
となく静的状態で使用される。
【００５３】ステップ１４での凍結信号は、伝送域で生
成される。その時にＡＺＬ辞書の現状が凍結され、ＳＺ
Ｌ辞書となる。
【００５４】凍結信号の選択型は、全ての使用可能な索
引から得られる異なる値である伝送圧縮ストリーム中の
特殊な索引のような値の使用である。凍結信号の伝送時
期は、全ての受信域のＡＺＬ辞書が領域間の信号方法手
段の時間経過に依存せず伝送域のＡＺＬ辞書と同調でき
るようにする。有効な索引値とは違った索引ストリーム
中の特殊値の使用によって、特殊値は、全てのＡＺＬ辞
書の構成が同調する伝送圧縮ストリーム中の索引ポイン
トを示す。
【００５５】次に、ステップ１６は、伝送域で実行され
る。なぜならば、凍結ＳＺＬ辞書のＳＺＬ置換は、伝送
域でのデータ圧縮の最大の効率増加を獲得するからであ
る。このＳＺＬ辞書は、米国特許出願番号９６８６３１
号に記載されているＳＺＬ辞書に置き換えられる。ＡＺ
Ｌ辞書の凍結型は、それからメモリに蓄積される。
【００５６】このように、ステップ１６での置換処理
は、米国特許出願番号９６８６３１号に記載されている
型のＳＺＬ辞書の中に凍結ＡＺＬ型からＡＺＬ辞書を置
換する。この伝送が正当なものであれば、送信域はデー
タ圧縮を行うためにのみ必要となり、各々の受信域はデ
ータ展開を行うためにのみ必要となる。もし伝送が不当
なものであれば、分離した辞書は、各々の領域で送信と
受信とに使用される。
【００５７】ステップ１６のＳＺＬ置換処理の間、ＡＺ
Ｌ辞書は、現状のままコンピュータ・メモリに蓄えられ
る。そこで、ＡＺＬ辞書はステップ２６で解凍信号によ
り再び必要とされるまで休止状態にされる。（ステップ
２１からのＹＥＳ経路が解凍信号の発生前にＳＺＬ処理
の終了を示すように、ステップ２６での解凍信号の発生
前に入力ストリームを終えることができる。）
【００５８】伝送域でステップ１６の置換処理の圧縮上
では、置換ＳＺＬ辞書は伝送域のみで任意に使用され
る。ＳＺＬ辞書の凍結ＡＺＬタイプは各々の受信域で使
用される。それからは、置換ＳＺＬ辞書は、他の領域に
は伝送されない。しかし、受信域は、その凍結辞書によ
りその効率を向上させるためにＳＺＬ置換操作を任意に
実行する。
【００５９】更に、どの領域も（伝送だろうが受信だろ
うが）置換ＳＺＬ辞書を使用せず、全ての領域で凍結Ａ
ＺＬ辞書をＳＺＬ辞書として使用する選択ができる。
【００６０】ステップ１７は、ステップ１６でその置換
操作の完了した伝送域で行われる。（もし置換ステップ
１６が実行されない場合には、ステップ１７は直接ステ
ップ１４から入ってくることになる。）それから、伝送
域は、ＡＺＬからＳＺＬへの切替信号を生成し、全ての
受信域へ送り出す。全ての受信域は、受信した切替信号
を使ってＳＺＬ辞書の選択した型によりＳＺＬ処理を使
用開始する。もし、ある受信域がＳＺＬ辞書の置換型の
使用を要求した場合には、ＳＺＬ辞書の使用前に置換処
理を最初に実行できる。全ての領域は、伝送索引ストリ
ーム中の切替文字からＳＺＬ辞書を、同調して使用しな
ければならない。
【００６１】それから、ステップ１６で得られたＳＺＬ
辞書は、ステップ１７での切替後伝送域で入力文字スト
リームの圧縮のためにＡＺＬ辞書の代わりとして使用さ
れる。そして、それから各々の受信域は、受信した圧縮
データの展開にＳＺＬ辞書を使用し始める。
【００６２】図１のステップ１７は図２のステップ２１
へ続く。ステップ２１では、ＳＺＬ圧縮処理に入力され
た現レコード順次の入力が終了かどうかをテストする。
ステップ２１ではステップ１１と同様なことが行われ
る。（ＡＺＬ処理からＳＺＬ処理への代替操作を除
く）。もしまだ入力終了でないならば、ＮＯ経路からス
テップ２２へ進む。ステップ２２では、ＳＺＬ処理は、
この中で予め決められた方法で（ＡＺＬ辞書を使用する
代わりに）入力文字ストリームの圧縮を続けるためにＳ
ＺＬ辞書を使用する。
【００６３】ステップ２３では、対応ＭＳＩ（最小サイ
ズ索引）にＳＺＬ処理によって生成された各々のＳＺＬ
索引を置換する。（現在蓄積されている）対応ＡＺＬ辞
書の索引は、ＭＳＩ型の中にある。索引置換は、対応Ｍ
ＳＩにＳＺＬ辞書の索引を置換させるために行われ、そ
のＭＳＩは、各々のストリングを展開するためにその辞
書の中に現状の索引を見出だすために（置換辞書を持た
ない）ある受信域を活動可能状態にする同一の入力スト
リングに対応する。また、ＭＳＩ索引の使用は、圧縮デ
ータのための伝送ビット数を減らしデータ伝送の速度を
向上させる。このことは、ＡＺＬ辞書は、ＳＺＬ辞書よ
りもより少ない索引で済むことを意味する。なぜなら
ば、重複する子、兄弟及び先祖文字（これらは、ＡＺＬ
辞書内では重複しない）をサポートするためにＳＺＬ辞
書登録簿の文字が重複するからである。ＳＺＬ辞書の重
複文字が対応ＡＺＬ辞書よりも多い索引を引き起こして
も、ＳＺＬ辞書は、これらの重複文字によってより速い
処理を可能にする。ＡＺＬ辞書中のより少ない索引は、
各々の索引がＳＺＬ辞書の対応索引よりも少ないビット
位置で表せることを可能にする。この判断基準は、ＳＺ
Ｌ辞書内の索引当たりのビット位置数がＡＺＬ辞書内の
索引当たりのビット位置数の発生要求の２倍以上かどう
かで判断する。例えば、もしＡＺＬ辞書が４０９６個の
索引（それぞれの索引当たり１１ビットの要求で）以下
の要求で、ＳＺＬ辞書が４０９６個の索引（それぞれの
索引当たり１２ビットの要求で）以上の要求のような、
１ビット位置少ないＭＳＩセット中の使用で、伝送率が
約８パーセント速度アップする。
【００６４】ステップ２３では、ＳＺＬ処理のために準
備されたＭＳＩ索引は、バッファに一時的に蓄積され
る。このバッファは、前にステップ１２で使用したバッ
ファと同じものである。ステップ２４では、バッファが
一杯になった時、ステップ２１からのＹＥＳ経路信号に
よる入力ストリームの終了が検知された時、又は、次の
ステップ２６で解凍信号が準備された時にバッファの中
身が伝送される。
【００６５】ステップ２６では、解凍信号発生のための
ＳＺＬ処理によるレコードの受信が行われる。ステップ
２６でのこの処理は、ＳＺＬ処理の効率が設定値以下に
落ち込んだ場合に行われる。例えば、図４や図６に示さ
れているような処理である。もしＳＺＬ処理の効率が現
に設定値以上であればステップ２６からのＮＯ経路の処
理を行う。
【００６６】もし、ステップ２６でＳＺＬ処理の効率が
設定値以下の場合にはＹＥＳ経路によりステップ２７へ
進む。ステップ２７では、ＡＺＬ切替信号を生成し、そ
の信号を伝送バッファへ蓄積しそれぞれの受信域へ伝送
する。その信号によって、伝送域での切替と同調した圧
縮データ・ストリーム中の対応する切替文字によるＡＺ
Ｌ処理への切替が実行される。図１のステップ１１へ戻
ることによって、各々の領域での切替作業では、凍結対
応ＡＺＬ辞書をストレージから回復し、ＡＺＬ処理を再
始動させる。図１と図２で示された処理は、ステップ１
１若しくはステップ２１で入力レコード・ストリームの
終了が起こるまで前述の方法で続けられる。
【００６７】ステップ２６とステップ２７での解凍補助
処理のための切替は、ＳＺＬ辞書置換が起こる時のステ
ップ１４とステップ１６とステップ１７での凍結補助処
理のものよりも単純である。なぜならば、解凍補助処理
は、単にストレージから凍結ＡＺＬ辞書を回復するため
に最後の凍結ＡＺＬ辞書を活動化させるだけだからであ
る。
【００６８】凍結と解凍発生の計数−図３と図４ 図３と図４は、各々図１のステップ１４の凍結補助処理
と図２のステップ２６の解凍補助処理の一つの実行タイ
プを示している。
【００６９】図３のスッテプ１４−１では、図１のＡＺ
Ｌ処理の圧縮のための入力文字数を計数する補助処理を
示す。
【００７０】ＡＺＬ文字計数は、ステップ１４かステッ
プ２６での凍結信号か解凍信号の発生時にゼロにリセッ
トされる。現ＡＺＬ処理での入力文字計数が設定値Ｎに
なった時凍結信号が準備される。ステップ１４でのこの
文字計数は、入力文字を受信し入力ストリームの終了を
検知する図１中のステップ１１で行われる入力レコード
文字処理に関連して行われる。
【００７１】図４中のステップ２６−１では、図２で示
したＳＺＬ処理での圧縮のために準備された入力レコー
ド文字数の計数を同様な処理で行っている。ＳＺＬ文字
計数は、ステップ１４かステップ２６での凍結信号か解
凍信号の発生時にゼロにリセットされる。ＳＺＬ処理で
の入力文字計数が設定値Ｍになった時、ＡＺＬ処理を解
凍するために解凍信号が準備される。この文字計数は、
入力文字を受信し入力ストリームの終了を検知する図２
中のステップ２１で行われる処理に関連して行われる。
【００７２】図３と図４では、入力レコード計数がＡＺ
Ｌ処理でＮになった時、ＳＺＬ処理がＡＺＬ処理よりも
効率よくなるポイント仮定している。図３と図４では、
更に次の入力レコード計数がＳＺＬ処理でＭになった
時、新しい文字ストリングの仮定したある数が先に累積
したＮ個のレコードではなくこのＭ個のレコード中にあ
るため、ＳＺＬ処理がＡＺＬ処理よりも効率が低下する
と仮定する。
【００７３】凍結と解凍の発生率−図５と図６ 図５のステップ１４−２と図６のステップ２６−２で
は、各々図３と図４で示されているステップ１４−１と
ステップ２６−１の実行タイプとは非常に異なる処理が
示されている。図５と図６の補助処理は、図３と図４で
使われている単純な計数検知技術よりもより有効で複雑
なものである。
【００７４】図５では、ＡＺＬ圧縮処理に入力された各
々のレコードのために圧縮率が生成され監視される。こ
の処理では、入力レコード文字計数を得るために各々の
入力レコード内の入力文字数を計数し、更に、出力レコ
ード索引計数を得るために出力された索引（索引シンボ
ル）の数を計数する。レコード圧縮率は、ＡＺＬ処理の
ための出力レコード索引計数を入力レコード文字計数で
除して得られる。
【００７５】また、ＡＺＬからＳＺＬへの切替値は、事
前に決めておく。ＡＺＬ処理のレコード圧縮率が、ＡＺ
ＬからＳＺＬへの切替値に下がった時にはステップ１４
で凍結信号が生成され受信域に伝送される。
【００７６】切替がＳＺＬ処理に作られた後、そのレコ
ード圧縮率は、同様に出力レコード索引計数を入力レコ
ード文字計数で除して得られる。そして、ＳＺＬからＡ
ＺＬへの切替値を更に事前に決めておく。ＳＺＬ処理中
のレコード圧縮率がＳＺＬからＡＺＬへの切替値へ下が
った時、ステップ２６で解凍信号が生成される。
【００７７】ＡＺＬからＳＺＬへの切替値は、ＳＺＬか
らＡＺＬへの切替値とおよそ等しい。しかしながら、Ａ
ＺＬからＳＺＬへの切替値は、ＳＺＬからＡＺＬへの切
替値以内にするのが望ましい。これは、システム効率を
下げるような過多な切替を防止するためである。
【００７８】発生圧縮率の平均値−図５と図６ 前述のレコード圧縮率は平均圧縮率で置き換えることが
できる。平均圧縮率とは、入力レコードの最後のＲ番の
もののレコード圧縮率の最後のＲ番の移動平均をいう。
平均圧縮率は、各々の新しい入力レコードの後に計算さ
れる。
【００７９】平均圧縮率は、ＡＺＬ処理中はＡＺＬから
ＳＺＬへの切替値に対して比較し、ＳＺＬ処理中はＳＺ
ＬからＡＺＬへの切替値に対して比較して、レコード圧
縮率（レコードの最初のＲ番を受信後に）として同じ方
法で使用される。
【００８０】レコード圧縮率の代わりに平均圧縮率を使
用することは、より安定した切替制御を得、不必要な凍
結信号と解凍信号の発生を抑えシステム効率を向上させ
る。
【００８１】そして同様に、ＳＺＬからＡＺＬへの値
は、不必要な切替を最小にするために、ＡＺＬからＳＺ
Ｌへの値と同じかそれ以下にする。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、送信域と受信域でのデータ伝送のコンピュータ処理
量を削減しデータ伝送速度が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明を具体化したフロー・チャートを示
す。
【図２】本願発明を具体化したフロー・チャートを示
す。
【図３】図１中のステップ１４の文字計数実行を表して
いる。
【図４】図２中のステップ２６の文字計数実行を表して
いる。
【図５】図１中のステップ１４の圧縮率境界実行を表し
ている。
【図６】図２中のステップ２６の圧縮率境界実行を表し
ている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テレサ・アニー・メリウェザー アメリカ合衆国ノースカロライナ州キャリ ー、カンバーランド・グリーン・ドライブ 138 (72)発明者 エルトン・ブチャナン・シャーウィン、ジ ュニア アメリカ合衆国コネチカット州スタンフォ ード、ドッグウッド・レーン26 (72)発明者 バスカー・シーハ アメリカ合衆国マナサス州ボックスフォー ド、アナース・ウェイ41

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Ｚｉｖ−Ｌｅｍｐｅｌ（ＺＬ）圧縮アルゴ
    リズムと展開アルゴリズムを使用して圧縮データを伝送
    する方法において、 適応Ｚｉｖ−Ｌｅｍｐｅｌ（ＡＺＬ）辞書にない各々の
    入力文字ストリングのために渡された索引を登録簿に書
    き込むことによってコンピュータ・ストレージにＡＺＬ
    辞書を生成し、前記辞書中の各々の入力文字ストリング
    のために前記辞書中に索引を見つけだし、伝送された圧
    縮レコードを示すためにレコード順次中の入力文字スト
    リングのために渡され見つけだされた索引を受信域に伝
    送して、データを圧縮するために伝送域で適応Ｚｉｖ−
    Ｌｅｍｐｅｌ（ＡＺＬ）処理にデータの文字を含むレコ
    ードの順次を入力するステップと、 伝送圧縮レコードの受信された索引から受信域で対応Ａ
    ＺＬ辞書を生成するステップと、 ＡＺＬ辞書が静的Ｚｉｖ−Ｌｅｍｐｅｌ（ＳＺＬ）処理
    （この処理は静的ＺＬ辞書（ＳＺＬ辞書）を変更しな
    い）を活動可能にするために完成状態に生成された時、
    ＳＺＬ辞書を供給するために伝送域でＡＺＬ辞書を凍結
    するステップと、 伝送圧縮レコードの順次中の同期ポイントを示し、受信
    域を活動可能し、ＳＺＬ処理を活動可能にするために対
    応ＡＺＬ辞書を凍結し、伝送圧縮レコード中の同期ポイ
    ントに伴うデータを展開するために伝送域によって受信
    域に切替信号を送るステップとを含む圧縮データ伝送方
    法。
  2. 【請求項２】対応ＳＺＬ辞書内の子登録簿が圧縮レコー
    ドのためＳＺＬ処理の速度を向上させ拡張文字がストレ
    ージ・アクセスを元の状態に戻すために登録簿に各々の
    拡張文字の子文字をコピーすることによって、凍結ＡＺ
    Ｌ辞書を伝送域でより処理効率の良い対応ＳＺＬ辞書に
    移行するステップを含む請求項１に記載の圧縮データ伝
    送方法。
  3. 【請求項３】凍結ＡＺＬ辞書の同一文字ストリングのた
    めにＳＺＬ辞書内の各々の索引を対応する索引に転換す
    るステップと、 凍結ＳＺＬ辞書を受信域で圧縮レコード中のデータを展
    開するのに使用可能とするために伝送圧縮レコードとし
    て転換された索引を受信域に伝送するステップとを含む
    請求項２に記載の圧縮データ伝送方法。
  4. 【請求項４】圧縮データを受信域に伝送する準備として
    伝送域で伝送バッファに索引と切替信号を蓄えるステッ
    プを含む請求項１に記載の圧縮データ伝送方法。
  5. 【請求項５】凍結ＡＺＬ辞書中の索引として使用しない
    ように予め決められた値として切替信号を生成するステ
    ップを含む請求項１に記載の圧縮データ伝送方法。
  6. 【請求項６】圧縮のために入力されたレコード順次の終
    了を検知しＡＺＬ処理とＳＺＬ処理を終了させるステッ
    プを含む請求項１に記載の圧縮データ伝送方法。
  7. 【請求項７】凍結信号が供給された時にプロセッサ記憶
    域に凍結ＡＺＬ辞書を蓄えるステップを含む請求項１に
    記載の圧縮データ伝送方法。
  8. 【請求項８】ＳＺＬ処理からＡＺＬ処理へ切り替わるこ
    とによってより大きなデータの圧縮が可能になる事の検
    知によって伝送域で解凍信号を供給するステップを含む
    請求項１に記載の圧縮データ伝送方法。
  9. 【請求項９】解凍信号に対応して伝送域でストレージか
    ら蓄えられていたＡＺＬ辞書を戻すステップを含む請求
    項８に記載の圧縮データ伝送方法。
  10. 【請求項１０】解凍信号に対応して伝送域で切替信号を
    生成するステップを含む請求項９に記載の圧縮データ伝
    送方法。
  11. 【請求項１１】各々の受信域に伝送するために伝送バッ
    ファに伝送索引と切替信号をバッファリングするステッ
    プと、 伝送域での切替とともに各々の受信域で凍結ＡＺＬ辞書
    を使用するＡＺＬ処理と同期するために各々の受信域に
    切替信号を伝送するステップと、 各々の領域でＡＺＬ処理を援用するステップとを含む請
    求項１０に記載の圧縮データ伝送方法。
  12. 【請求項１２】ＡＺＬ処理で供給された入力レコード中
    の文字数を計数するステップと、 入力レコードから生成された圧縮レコード中の文字数を
    計数するステップと、 圧縮レコード中の文字数を入力レコード中の文字数で割
    ってレコード圧縮率を得るステップと、 前記レコード圧縮率がＳＺＬ処理に切替を起こす設定値
    になった時、凍結信号を生成するステップとを含む請求
    項１０に記載の圧縮データ伝送方法。
  13. 【請求項１３】ＳＺＬ処理で供給された入力レコード中
    の文字数を計数するステップと、 入力レコードから生成された圧縮レコード中の文字数を
    計数するステップと、 圧縮レコード中の文字数を入力レコード中の文字数で割
    ってレコード圧縮率を得るステップと、 前記レコード圧縮率がＡＺＬ処理に切替を起こす設定値
    になった時、解凍信号を生成するステップとを含む請求
    項１０に記載の圧縮データ伝送方法。
  14. 【請求項１４】ＡＺＬ処理で供給された入力レコード中
    の文字数を計数するステップと、 入力レコードから生成された圧縮レコード中の文字数を
    計数するステップと、 圧縮レコード中の文字数を入力レコード中の文字数で割
    ってレコード圧縮率を得るステップと、 平均圧縮率を得るために入力レコード順次から生成され
    るレコード圧縮率の最終数を平均化するステップと前記
    平均圧縮率がＳＺＬ処理に切替を起こす設定値になった
    時、凍結信号を生成するステップとを含む請求項１０に
    記載の圧縮データ伝送方法。
  15. 【請求項１５】ＳＺＬ処理で供給された入力レコード中
    の文字数を計数するステップと、 入力レコードから生成された圧縮レコード中の文字数を
    計数するステップと、 圧縮レコード中の文字数を入力レコード中の文字数で割
    ってレコード圧縮率を得るステップと、 平均圧縮率を得るために入力レコード順次から生成され
    るレコード圧縮率の最終数を平均化するステップと前記
    平均圧縮率がＡＺＬ処理に切替を起こす設定値になった
    時、解凍信号を生成するステップとを含む請求項１０に
    記載の圧縮データ伝送方法。
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