JPH06274311A

JPH06274311A - データ圧縮装置及びデータ復元装置

Info

Publication number: JPH06274311A
Application number: JP6002793A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Nakano; 泰彦中野; Yoshiyuki Okada; 佳之岡田; Shigeru Yoshida; 茂吉田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、データ圧縮装置とそのデータ復元装
置に関し、動的辞書型に従うユニバーサル符号化構成を
採るときにあって、高いデータ圧縮を実現できるように
することを目的とする。【構成】登録された辞書番号を使用順に並べて管理する
連結リスト１１ａと、符号化対象の辞書番号が検索され
るときに、この辞書番号を管理する連結リスト１１ａ上
の登録位置番号を特定する特定手段１４ａと、特定手段
１４ａの特定する登録位置番号を新しく使用された辞書
番号に対応付けられるもの程短い符号長となるようにと
可変長符号化する符号手段１６ａとを備えるようにデー
タ圧縮装置を構成し、そして、この逆変換を実行するよ
うにデータ復元装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ユニバーサル符号によ
るデータ圧縮装置と、そのデータ復元装置に関し、特
に、動的辞書型に従うユニバーサル符号化構成を採ると
きにあって、高いデータ圧縮を実現できるデータ圧縮装
置と、そのデータ復元装置に関するものである。

【０００２】近年、文字コードやベクトル情報や画像
等、様々な種類のデータがコンピュータで扱われるよう
になっており、扱われるデータ量も急激に増加しつつあ
る。このような大量のデータを扱うときには、記憶容量
の削減を図り、高速伝送を実現するためにも、データ中
の冗長な部分を省いてデータ量を圧縮していく必要があ
る。

【０００３】データ圧縮の方法としては種々のものが提
案されているが、様々な種類のデータを１つの方式でデ
ータ圧縮できる方法として、ユニバーサル符号が提案さ
れている。このユニバーサル符号の代表的な方法として
ジブーレンペル（Ziv-Lempel）符号があり、このジブー
レンペル符号では、大きく分けてスライド辞書型（ユニ
バーサル型とも称せられている）と、動的辞書型（増分
分解型とも称せられている）という２つのアルゴリズム
が提案されている。そして、この動的辞書型のアルゴリ
ズムの改良として、ＬＺＷ（Lempel-Ziv-Welch）符号が
提案されている。このようなユニバーサル符号を実用的
なものとしていくためには、更に改良を図って、高いデ
ータ圧縮を実現できるようにしていく必要がある。

【０００４】なお、本発明は、文字コードの圧縮に限ら
れずに、様々なデータの圧縮に適用できるものである
が、以下では、情報理論で用いられている呼称を踏襲し
て、データの１ワードを文字と呼び、データが任意ワー
ドつながったものを文字列と呼ぶことにする。

【０００５】

【従来の技術】本発明は、動的辞書型ジブーレンペル符
号と、その改良型であるＬＺＷ符号の改良に関するもの
である。これから、ここでは、動的辞書型ジブーレンペ
ル符号化処理と、その改良型であるＬＺＷ符号化処理の
従来技術について説明する。

【０００６】動的辞書型ジブーレンペル符号は、入力さ
れたデータを互いに異なる文字列に分解し、この文字列
を辞書番号とともに辞書に管理していく構成を採って、
入力中のデータを、辞書登録の最長一致文字列の辞書番
号とその最長一致文字列に続く１文字とを対とする成分
系列に置き換えていくことで、長い文字列を短い辞書番
号で表すことでもって符号化を実行する構成を採るもの
である。なお、以下において、辞書番号を参照番号と称
することがある。

【０００７】具体例で説明するならば、入力データの系
列を、Ｘ＝ａａｂａｂａｂａａ・・・・・・・・とすると、Ｘ＝ａ・ａｂ・ａｂａ・ｂ・ａａ・・・・と増分分解することで、Ｘ＝Ｘ₀Ｘ₁Ｘ₂Ｘ₃Ｘ₄Ｘ₅・・・・・但し、Ｘ₀＝λ（空列），Ｘ₁＝Ｘ₀ａ，Ｘ₂＝Ｘ
₁ｂ，Ｘ₃＝Ｘ₂ａ，Ｘ₄＝Ｘ₀ｂ，Ｘ₅＝Ｘ₁ａ，・
・・という成分系列に置き換えていって、各成分系列Ｘ
_iを、辞書番号を表すｉ番号と次の１文字との組で符号
化していくのである。

【０００８】一方、ＬＺＷ符号は、動的辞書型ジブーレ
ンペル符号の改良を図って、入力データに出現する可能
性のある１文字構成の文字を予め辞書に登録する構成を
採ることで、辞書番号のみで入力データを符号化できる
ようにするものである。

【０００９】図１０に、ＬＺＷ符号による符号化処理の
処理フロー、図１１に、ＬＺＷ符号による復元化処理の
処理フローを図示する。ＬＺＷ符号によるデータ符号化
処理を実行する場合には、図１０の処理フローに示すよ
うに、先ず最初に、ステップ１で、符号化対象となる文
字列に出現する可能性のある全ての単一文字を辞書に登
録し、参照番号の最大値Ｎにその単一文字種類数を設定
する。次に、ステップ２で、符号化対象の入力データの
最初の文字Ｋを入力して、その文字Ｋの参照番号を語頭
文字列ωとして設定する。続いて、ステップ３で、符号
化対象の入力データから次の文字Ｋを読み込み、続くス
テップ４で、参照番号を表す語頭文字列ωとこの読み込
んだ文字Ｋとの組み合わせの文字列ωＫが、辞書に登録
されているか否かを判断する。

【００１０】このステップ４で、文字列ωＫが辞書に登
録されていると判断するときには、ステップ５に進ん
で、この文字列ωＫの参照番号を新たな語頭文字列ωと
して設定し、続くステップ６で、符号化対象の入力デー
タの全文字についての処理が終了したか否かを判断し
て、終了していないことを判断するときには、ステップ
３に戻っていくことで最長一致文字列を検索し、終了し
たことを判断するときには、ステップ８に進んで、語頭
文字列ωの参照番号を出力して処理を終了する。

【００１１】一方、ステップ４で、文字列ωＫが辞書に
登録されていないと判断するときには、語頭文字列ωの
示す文字列が最長一致文字列であることに対応して、ス
テップ７に進んで、語頭文字列ωの参照番号を出力する
とともに、この文字列ωＫを参照番号を付加して辞書に
登録する。そして、それまでの語頭文字列ωに続く１文
字Ｋの参照番号を新たな語頭文字列ωとして設定すると
ともに、参照番号の最大値を１つインクリメントしてか
らステップ６に進んでいくことで、次の最長一致文字列
の検索に入っていく。

【００１２】図１２に従って、この処理フローによるＬ
ＺＷ符号生成について具体的に説明すると、ステップ１
の処理に従って、文字ａが参照番号１、文字ｂが参照番
号２、文字ｃが参照番号３とともに辞書に登録される。
次に、ステップ２の処理に従って、入力データの先頭文
字ａが読み出されて、その参照番号１が語頭文字列ωと
して設定される。

【００１３】続いて、ステップ３の処理に従って、入力
データの第２番目の文字ｂが読み出され、ステップ４の
処理に従って、文字列１ｂ（＝ａｂ）が辞書に登録され
ていないことが判断されて、ステップ７の処理に従っ
て、語頭文字列ωの参照番号１が出力されるとともに、
文字列１ｂが参照番号４とともに辞書に登録され、更
に、この文字ｂの参照番号２が新たな語頭文字列ωとし
て設定される。

【００１４】続いて、ステップ３の処理に従って、入力
データの第３番目の文字ａが読み出され、ステップ４の
処理に従って、文字列２ａ（＝ｂａ）が辞書に登録され
ていないことが判断されて、ステップ７の処理に従っ
て、語頭文字列ωの参照番号２が出力されるとともに、
文字列２ａが参照番号５とともに辞書に登録され、更
に、この文字ａの参照番号１が新たな語頭文字列ωとし
て設定される。

【００１５】続いて、ステップ３の処理に従って、入力
データの第４番目の文字ｂが読み出され、ステップ４の
処理に従って、文字列１ｂが辞書に登録されていること
が判断されて、ステップ５の処理に従って、この文字列
１ｂの参照番号４が新たな語頭文字列ωとして設定され
る。

【００１６】続いて、ステップ３の処理に従って、入力
データの第５番目の文字ｃが読み出され、ステップ４の
処理に従って、文字列４ｃ（＝ａｂｃ）が辞書に登録さ
れていないことが判断されて、ステップ７の処理に従っ
て、語頭文字列ωの参照番号４が出力されるとともに、
文字列４ｃが参照番号６とともに辞書に登録され、更
に、この文字ｃの参照番号３が新たな語頭文字列ωとし
て設定される。

【００１７】以下同様の処理を繰り返していくことで、
図１２に示すような符号化が実行されていくことにな
る。図１３に、このときの辞書登録構成を図示する。一
方、ＬＺＷ符号によるデータ復元化処理を実行する場合
には、図１１の処理フローに示すように、先ず最初に、
ステップ１で、復元される文字列に出現する可能性のあ
る全ての単一文字を辞書に登録し、参照番号の最大値Ｎ
にその単一文字種類数を設定する。次に、ステップ２
で、復元対象となる入力データ（参照番号列である）の
最初の符号（CODE）を読み込み、OLDcode として設定す
るとともに、辞書を検索して、このCODEの指す文字Ｋを
探し出して出力する。ここで、出力した文字Ｋは、後の
例外処理のためにcharにセットしていく。

【００１８】続いて、ステップ３で、復元対象となる入
力データから次の符号（CODE）を読み込み、NEWcode と
して設定する。続いて、ステップ４で、ステップ３で読
み込んだCODEが辞書に登録されているか否かをチェック
する。このステップ４で、CODEが辞書に登録されている
ことを判断すると、ステップ５に進んで、このCODEの指
す文字列ωＫを辞書から読み出し、続くステップ６で、
この文字列ωＫの文字Ｋをスタックに格納するととも
に、この文字列ωＫの参照番号ωを新たなCODEとして設
定してステップ５の処理に戻っていく。

【００１９】このステップ５及びステップ６の処理を再
帰的に実行していくことで、CODEが１文字を指す状態に
達することを判断すると、ステップ７に進んで、ステッ
プ６でスタックした文字列をＬＩＬＯ（Last In Fast O
ut）形式でポップアップして出力するとともに、OLDcod
e に設定される前回使用した参照番号ωと、今回復元し
た文字列の先頭の１文字との組み合わせからなる文字列
ωＫを参照番号を付加して辞書に登録する。そして、復
元文字列の先頭の１文字を後の例外処理のためにcharに
セットし、NEWcode のCODEをOLDcode として設定すると
ともに、参照番号の最大値を１つインクリメントする。

【００２０】ステップ７の処理を終了すると、ステップ
８に進んで、復元対象となる入力データの全符号につい
ての処理が終了したか否かを判断して、終了していない
ことを判断するときには、ステップ３に戻っていくこと
で次の符号の復元処理を実行し、終了したことを判断す
るときには処理を終了する。

【００２１】そして、ステップ４で、ステップ３で読み
込んだCODEが辞書に登録されていないことを判断すると
きには、ステップ９に進んで、以下の例外処理を実行す
る。ここで、このような状態は、符号化において直前の
参照番号を参照する場合に起こることになる。これか
ら、ステップ９では、charを出力し、OLDcode をCODEと
して設定するとともに、OLDcode とcharとの組み合わせ
をNEWcode として設定して、ステップ５に進んでいく処
理を実行することになる。

【００２２】図１４に従って、この処理フローによるＬ
ＺＷ符号の復号化処理について具体的に説明すると、ス
テップ１の処理に従って、文字ａが参照番号１、文字ｂ
が参照番号２、文字ｃが参照番号３とともに辞書に登録
される。次に、ステップ２の処理に従って、入力データ
の先頭符号１が読み出されて、その符号１の指す文字ａ
が出力される。

【００２３】続いて、ステップ３の処理に従って、入力
データの第２番目の符号２が読み出され、ステップ５な
いしステップ７の処理に従って、その符号２の指す文字
ｂが出力されるとともに、前回処理した符号１と今回復
元した文字列の先頭の１文字ｂとの組み合わせの文字列
１ｂが参照番号４とともに辞書に登録される。

【００２４】続いて、ステップ３の処理に従って、入力
符号列の第３番目の符号４が読み出され、ステップ５な
いしステップ７の処理に従って、その符号４の指す文字
列ａｂが出力されるとともに、前回処理した符号２と今
回復元した文字列の先頭の１文字ａとの組み合わせの文
字列２ａが参照番号５とともに辞書に登録される。

【００２５】以下同様の処理を繰り返していくことで、
図１４に示すような符号化が実行されていくことになる
が、入力データの第６番目の符号８が読み出されるとき
には、符号８はこの復元時には辞書に登録されていな
い。これから、ステップ９の処理に従って例外処理が実
行されて、前回処理した符号５に前回復元した文字列ｂ
ａの先頭文字ｂを加えた文字列５ｂが求められ、これを
復元していくことで符号８の指す文字列ｂａｂが求めら
れて出力されるとともに、前回処理した符号５に今回復
元した文字列の先頭文字ｂを加えた文字列５ｂが参照番
号８とともに辞書に登録されることになるのである。

【００２６】この構成を採るときにあって、従来の動的
辞書型ジブーレンペル符号やＬＺＷ符号では、出現順に
割り付けた辞書番号をそのまま変更することなく用い
て、同一の符号語長を割り当てていくという構成を採っ
ている。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】図１５に示すような辞
書の木に登録された各節点の文字列について、内部節点
の文字列も葉の文字列を同じ確率で出現するならば、従
来のように、各辞書番号に対して同一の符号語長を割り
当てていくという方法を採っていても何ら問題はない。

【００２８】しかるに、実際には、辞書に登録されるだ
けで使われない葉の文字列もある。また、符号化が進ん
だときに、多くの子供を持つ内部節点の文字列は出にく
くなり、図１５中に示すように、全く最長一致文字列と
ならない内部節点の文字列も出てくる。このように、各
文字列の出現頻度は異なっているものである。これか
ら、従来のように、各辞書番号に対して同一の符号語長
を割り当てていたのでは、高いデータ圧縮を実現できな
いという問題点があった。

【００２９】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、動的辞書型に従うユニバーサル符号化構成を
採るときにあって、高いデータ圧縮を実現できる新たな
データ圧縮装置と、そのデータ復元装置の提供を目的と
する。

【００３０】

【課題を解決するための手段】図１（イ）に本発明のデ
ータ圧縮装置の原理構成、図１（ロ）にそのデータ復元
装置の原理構成を図示する。

【００３１】また、図２（イ）に本発明の他のデータ圧
縮装置の原理構成、図２（ロ）にそのデータ復元装置の
原理構成を図示する。図１（イ）に原理構成を図示する
データ圧縮装置１は、入力データから分解される互いに
異なる文字列を辞書番号とともに格納する辞書１０ａ
と、辞書１０ａに登録された辞書番号を使用順に並べて
管理する連結リスト１１ａと、入力データから辞書登録
の最長一致文字列を切り出してそれが持つ辞書番号を検
索する検索手段１２ａと、検索手段１２ａの検索する辞
書番号とそれに続く１文字からなる文字列を辞書１０ａ
に登録する登録手段１３ａと、辞書番号が与えられると
きに連結リスト１１ａ上の登録位置番号を特定する特定
手段１４ａと、連結リスト１１ａの辞書番号が使用順に
なるようにと並び変える変更手段１５ａと、特定手段１
４ａの特定する登録位置番号を用いて入力データを符号
化する符号手段１６ａとを備える。

【００３２】図１（ロ）に原理構成を図示するデータ復
元装置２は、復元データから分解される互いに異なる文
字列を辞書番号とともに格納する辞書２０ａと、辞書２
０ａに登録された辞書番号を使用順に並べて管理する連
結リスト２１ａと、符号語を復号することで連結リスト
２１ａ上の登録位置番号を得る復号手段２２ａと、復号
手段２２ａの復号する登録位置番号を用いてデータを復
元する復元手段２３ａと、連結リスト２１ａの辞書番号
が使用順になるようにと並び変える変更手段２４ａと、
復元手段２３ａの復元する文字列とそれに続く１文字と
からなる文字列を辞書２０ａに登録する登録手段２５ａ
とを備える。

【００３３】図２（イ）に原理構成を図示するデータ圧
縮装置１は、入力データから分解される互いに異なる文
字列を辞書番号とともに格納する辞書１０ｂと、使用さ
れたことのある辞書番号を使用順に並べて管理する連結
リスト１１ｂと、入力データから辞書登録の最長一致文
字列を切り出してそれが持つ辞書番号を検索する検索手
段１２ｂと、検索手段１２ｂの検索する辞書番号とそれ
に続く１文字からなる文字列を辞書１０ｂに登録する登
録手段１３ｂと、辞書番号が与えられるときに連結リス
ト１１ｂ上の登録位置番号を特定する特定手段１４ｂ
と、連結リスト１１ｂに辞書番号を登録する登録手段１
５ｂと、連結リスト１１ｂの辞書番号が使用順になるよ
うにと並び変える変更手段１６ｂと、特定手段１１ｂの
特定する登録位置番号を可変長符号化する符号手段１７
ｂと、入力データの符号語を生成して出力する符号手段
１８ｂとを備える。

【００３４】図２（ロ）に原理構成を図示するデータ復
元装置２は、復元データから分解される互いに異なる文
字列を辞書番号とともに格納する辞書２０ｂと、使用さ
れたことのある辞書番号を使用順に並べて管理する連結
リスト２１ｂと、符号語に付加される識別符号を参照す
ることで、符号語が辞書番号を表示するものなのか、連
結リスト２１ｂ上の登録位置番号を表示するものなのか
を検出する検出手段２２ｂと、検出手段２２ｂにより符
号語が連結リスト２１ｂ上の登録位置番号を表示するも
のと検出されるときに、符号語を復号することでその登
録位置番号を得る復号手段２３ｂと、データを復元する
復元手段２４ｂと、連結リスト２１ｂに辞書番号を登録
する登録手段２５ｂと、連結リスト２１ｂの辞書番号が
使用順になるようにと並び変える変更手段２６ｂと、復
元手段２４ｂの復元する文字列とそれに続く１文字とか
らなる文字列を辞書２０ｂに登録する登録手段２７ｂと
を備える。

【００３５】

【作用】図１（イ）のデータ圧縮装置１では、登録手段
１３ａは、文字列／辞書番号を辞書１０ａに登録すると
きに、その辞書番号を連結リスト１１ａの例えば最後段
に連結し、一方、変更手段１５ａは、検索手段１２ａに
より検索された辞書番号の符号化処理が終了する度毎
に、その辞書番号を連結リスト１１ａの最前段に連結し
直していくことで、連結リスト１１ａが辞書１０ａに登
録された辞書番号を使用順に並べて管理することになる
ように動作する。

【００３６】このようにして、連結リスト１１ａが辞書
１０ａに登録された辞書番号を使用順に並べて管理する
ときにあって、特定手段１４ａは、検索手段１２ａの検
索した辞書番号を管理する連結リスト１１ａ上の登録位
置番号を特定し、符号手段１６ａは、この特定された登
録位置番号を新しく使用された辞書番号に対応付けられ
るもの程短い符号長となるようにと可変長符号化するこ
とで符号語を生成して出力する。

【００３７】このように、図１（イ）のデータ圧縮装置
１は、動的辞書型ジブーレンペル符号やＬＺＷ符号等に
従って、入力されたデータを互いに異なる文字列に分解
し、この文字列を辞書番号とともに辞書１０ａに管理し
ていく構成を採って、入力中のデータを辞書１０ａに登
録される最長一致文字列の辞書番号を用いて符号化する
構成を採るときにあって、最近使用された使用頻度の高
い辞書番号に対してより短い符号長を割り付けていくこ
とから、使用頻度に応じたデータ圧縮が実現できてデー
タ圧縮の効率を高められるようになる。

【００３８】図１（ロ）のデータ復元装置２では、登録
手段２５ａは、文字列／辞書番号を辞書２０ａに登録す
るときに、連結リスト２１ａの例えば最後段にその辞書
番号を連結し、一方、変更手段２４ａは、復元手段２３
ａにより辞書番号の復元処理が終了する度毎に、その辞
書番号を連結リスト２１ａの最前段に連結し直していく
ことで、連結リスト２１ａが辞書２０ａに登録された辞
書番号を使用順に並べて管理することになるように動作
する。

【００３９】このようにして、連結リスト２１ａが辞書
２０ａに登録された辞書番号を使用順に並べて管理する
ときにあって、復号手段２２ａは、符号語を復号するこ
とで連結リスト２１ａ上の登録位置番号を得て、復元手
段２３ａは、この得られた登録位置番号に管理される連
結リスト２１ａの辞書番号を特定して、この特定した辞
書番号の指す文字列を辞書２０ａから読み出していくこ
とでデータを復元して出力する。

【００４０】このように、図１（ロ）のデータ復元装置
２は、図１（イ）のデータ圧縮装置１の逆変換処理を実
行することで、このデータ圧縮装置１の生成する符号語
を復元していくのである。

【００４１】図２（イ）のデータ圧縮装置１では、登録
手段１５ｂは、検索手段１２ｂにより検索されたそれま
でに使用されたことのない辞書番号の符号化処理が終了
するときに、その辞書番号を連結リスト１１ｂの最前段
に連結し、一方、変更手段１６ｂは、検索手段１２ｂに
より検索されたそれまでに使用されたことのある辞書番
号の符号化処理が終了する度毎に、その辞書番号を連結
リスト１１ｂの最前段に連結し直していくことで、連結
リスト１１ｂが使用されたことのある辞書番号を使用順
に並べて管理することになるように動作する。

【００４２】このようにして、連結リスト１１ｂが符号
化処理に使用されたことのある辞書番号を使用順に並べ
て管理するときにあって、特定手段１４ｂは、検索手段
１２ｂの検索した辞書番号が連結リスト１１ｂに登録さ
れているか否かを判断して、登録されていると判断する
ときには、その辞書番号を管理する連結リスト１１ｂ上
の登録位置番号を特定し、符号手段１７ｂは、この特定
された登録位置番号を新しく使用された辞書番号に対応
付けられるもの程短い符号長となるようにと可変長符号
化することで符号語を生成する。

【００４３】そして、出力手段１８ｂは、特定手段１４
ｂにより登録されていないと判断されるときには、符号
化対象の辞書番号をその旨の識別符号を付加しつつその
まま出力するとともに、特定手段１４ｂにより登録され
ていると判断されるときには、符号手段１７ｂの生成す
る符号語をその旨の識別符号を付加しつつ出力する。す
なわち、出力手段１８ｂは、何度も使用される可能性の
ある一度使用されたことのある辞書番号については、連
結リスト１１ｂ上の登録位置番号の可変長符号を出力
し、それまでに使用されたことのない辞書番号について
は、その辞書番号をそのまま出力していくよう処理する
のである。

【００４４】このように、図２（イ）のデータ圧縮装置
１は、動的辞書型ジブーレンペル符号やＬＺＷ符号等に
従って、入力されたデータを互いに異なる文字列に分解
し、この文字列を辞書番号とともに辞書１０ｂに管理し
ていく構成を採って、入力中のデータを辞書１０ｂに登
録される最長一致文字列の辞書番号を用いて符号化する
構成を採るときにあって、一度使用されたことのある辞
書番号を特定して、これらの辞書番号に対して最近使用
された使用頻度の高いもの程短い符号長を割り付けてい
くことから、使用頻度に応じたデータ圧縮が実現できて
データ圧縮の効率を高められるようになる。

【００４５】図２（ロ）のデータ復元装置２では、登録
手段２５ｂは、復元手段２４ｂによりそれまでに使用さ
れたことのない辞書番号の復元化処理が終了するとき
に、その辞書番号を連結リスト２１ｂの最前段に連結
し、一方、変更手段２６ｂは、復元手段２４ｂによりそ
れまでに使用されたことのある辞書番号の復元化処理が
終了する度毎に、その辞書番号を連結リスト２１ｂの最
前段に連結し直していくことで、連結リスト２１ｂが使
用されたことのある辞書番号を使用順に並べて管理する
ことになるように動作する。

【００４６】このようにして、連結リスト２１ｂが復元
化処理に使用されたことのある辞書番号を使用順に並べ
て管理するときにあって、検出手段２２ｂは、符号語に
付加される識別符号を参照することで、符号語が辞書番
号を表示するものなのか、連結リスト２１ｂ上の登録位
置番号を表示するものなのかを検出し、復号手段２３ｂ
は、符号語が連結リスト２１ｂ上の登録位置番号を表示
するものと検出されるときに、符号語を復号することで
その登録位置番号を復号する。

【００４７】そして、復元手段２４ｂは、検出手段２２
ｂにより辞書番号を表示するものと検出されるときに
は、その辞書番号の指す文字列を辞書２０ｂから読み出
して出力するとともに、検出手段２２ｂにより連結リス
ト２１ｂ上の登録位置番号を表示するものと検出される
ときには、復号手段２３ｂの復号する登録位置番号に管
理される連結リスト２１ｂの辞書番号を特定して、この
特定した辞書番号の指す文字列を辞書２０ｂから読み出
すことでデータを復元して出力する。

【００４８】このように、図２（ロ）のデータ復元装置
２は、図２（イ）のデータ圧縮装置１の逆変換処理を実
行することで、このデータ圧縮装置１の生成する符号語
を復元していくのである。

【００４９】

【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図１及び図２で説明したように、本発明では、動的
辞書型に従うユニバーサル符号化構成を採るときにあっ
て、辞書番号をそのまま符号化するのではなくて、使用
頻度の高いもの程短い符号長の符号を割り付ける構成を
採ることで、データ圧縮の改善を図るものである。

【００５０】この辞書番号変換を実現するために、図１
（イ）のデータ圧縮装置１では、辞書登録された辞書番
号を使用順に並べて管理する連結リスト１１ａ（例え
ば、使用頻度の高いもの程小さな登録位置番号が割り当
てられる）を用意し、検索した最長一致文字列の辞書番
号をこの連結リスト１１ａの登録位置番号に変換して、
その登録位置番号を可変長符号化することで、使用頻度
の高いもの程短い符号長の符号を割り付ける構成を採る
ものである。

【００５１】一方、この辞書番号変換を実現するため
に、図２（イ）のデータ圧縮装置１では、符号化処理に
使用されたことのある辞書番号を使用順に並べて管理す
る連結リスト１１ｂ（例えば、使用頻度の高いもの程小
さな登録位置番号が割り当てられる）を用意し、検索し
た最長一致文字列の辞書番号をこの連結リスト１１ａの
登録位置番号に変換して、その登録位置番号を可変長符
号化することで、使用頻度の高いもの程短い符号長の符
号を割り付ける構成を採るものである。

【００５２】すなわち、図１（イ）のデータ圧縮装置１
では、図３に示すように、符号化処理の使用の有無に関
係なく、辞書１０ａに新たな辞書番号を登録する時点
で、この辞書登録と同期させて、辞書登録する辞書番号
を連結リスト１１ａの例えば最後段に連結していくとと
もに、最長一致文字列の辞書番号を検索してその符号化
処理が終了する度毎に、その符号化処理に使用した辞書
番号を連結リスト１１ａの最前段に連結し直していく構
成を採ることで、辞書登録された辞書番号を使用順に並
べて管理する連結リスト１１ａを用意する構成を採っ
て、検索した最長一致文字列の辞書番号をこの連結リス
ト１１ａの登録位置番号に変換して、その登録位置番号
を可変長符号化することで、使用頻度の高いもの程短い
符号長の符号を割り付ける構成を採るものである。

【００５３】ここで、ＬＺＷ符号を用いる場合には、入
力データに出現する可能性のある１文字構成の文字を予
め辞書１０ａに登録する構成を採ることから、この初期
登録する文字の辞書番号を連結リスト１１ａに初期登録
しておくことになる。

【００５４】一方、図２（イ）のデータ圧縮装置１で
は、図４に示すように、辞書登録とは同期させずに、そ
れまでに使用したことのない最長一致文字列の辞書番号
を検索してその符号化処理が終了する時点で、その新規
使用の辞書番号を連結リスト１１ｂの最前段に連結する
とともに、それまでに使用したことのある最長一致文字
列の辞書番号を検索してその符号化処理が終了する度毎
に、その既使用の辞書番号を連結リスト１１ｂの最前段
に連結し直していく構成を採ることで、符号化処理に使
用されたことのある辞書番号を使用順に並べて管理する
連結リスト１１ｂを用意する構成を採って、検索した最
長一致文字列の辞書番号をこの連結リスト１１ｂの登録
位置番号に変換して、その登録位置番号を可変長符号化
することで、使用頻度の高いもの程短い符号長の符号を
割り付ける構成を採るものである。

【００５５】ここで、この図２（イ）のデータ圧縮装置
１では、符号語が辞書番号を表示するものであるのか、
連結リスト１１ｂ上の登録位置番号を表示するものであ
るのか識別できるようにするために、図５に示すよう
に、符号語の先頭ビットに、どちらであるのかを表示す
る識別フラグを付けることになる。

【００５６】図６に、図１（イ）のデータ圧縮装置１の
実行するデータ圧縮処理フローの一実施例、図７に、図
１（ロ）のデータ復元装置２の実行するデータ復元処理
フローの一実施例、図８に、図２（イ）のデータ圧縮装
置１の実行するデータ圧縮処理フローの一実施例、図９
に、図２（ロ）のデータ復元装置２の実行するデータ復
元処理フローの一実施例を図示する。

【００５７】次に、これらの処理フローに従って、本発
明のデータ圧縮／データ復元処理について詳細に説明す
る。図１（イ）のデータ圧縮装置１は、図６の処理フロ
ーに示すように、先ず最初に、ステップ１で、入力ファ
イルから圧縮対象の入力データを受け取ると、次に、ス
テップ２で、辞書１０ａを検索することで、入力データ
から辞書登録の最長一致文字列を切り出して、その最長
一致文字列の持つ辞書番号を特定する。

【００５８】続いて、ステップ３で、連結リスト１１ａ
を検索することで、ステップ２で特定した辞書番号の連
結リスト１１ａ上の登録位置番号を特定して、この登録
位置番号を新しく使用された辞書番号に対応付けられる
もの程短い符号長となるようにと可変長符号化して出力
する。

【００５９】続いて、ステップ４で、符号化処理に用い
た辞書番号を連結リスト１１ａの先頭に移動すること
で、連結リスト１１ａが辞書１０ａに登録された辞書番
号を使用順に並べて管理するように処理してからステッ
プ１に戻っていく。

【００６０】このように、図１（イ）のデータ圧縮装置
１は、動的辞書型ジブーレンペル符号やＬＺＷ符号等に
従って、入力されたデータを互いに異なる文字列に分解
し、この文字列を辞書番号とともに辞書１０ａに管理し
ていく構成を採って、入力中のデータを辞書１０ａに登
録される最長一致文字列の辞書番号を用いて符号化する
構成を採るときにあって、最近使用された使用頻度の高
い辞書番号に対してより短い符号長を割り付けていくよ
う処理するのである。

【００６１】図１（ロ）のデータ復元装置２は、図７の
処理フローに示すように、先ず最初に、ステップ１で、
入力ファイルから復元対象の入力データ（符号語）を受
け取ると、次に、ステップ２で、この符号語を復号する
ことで連結リスト２１ａ上の登録位置番号をデコードす
る。

【００６２】続いて、ステップ３で、ステップ２でデコ
ードした登録位置番号に管理される連結リスト２１ａの
辞書番号を特定して、この辞書番号の指す文字列を辞書
２０ａから読み出していくことでデータを復元する。

【００６３】続いて、ステップ４で、復元処理に用いた
辞書番号を連結リスト２１ａの先頭に移動することで、
連結リスト２１ａが辞書２０ａに登録された辞書番号を
使用順に並べて管理するように処理してからステップ１
に戻っていく。

【００６４】このように、図１（ロ）のデータ復元装置
２は、図１（イ）のデータ圧縮装置１の符号化処理の逆
変換処理を実行することで、図１（イ）のデータ圧縮装
置１の生成する符号語を復元していくのである。

【００６５】図２（イ）のデータ圧縮装置１は、図８の
処理フローに示すように、先ず最初に、ステップ１で、
入力ファイルから圧縮対象の入力データを受け取ると、
次に、ステップ２で、辞書１０ｂを検索することで、入
力データから辞書登録の最長一致文字列を切り出して、
その最長一致文字列の持つ辞書番号を特定する。

【００６６】続いて、ステップ３で、連結リスト１１ｂ
を検索することで、ステップ２で特定した辞書番号が連
結リスト１１ｂに登録されているか否かを判断して、登
録されていないと判断するときには、ステップ４に進ん
で、図５で説明した識別フラグに“０”をセットする。
そして、続くステップ５で、ステップ２で特定した辞書
番号をそのまま出力し、続くステップ６で、その辞書番
号を連結リスト１１ｂの先頭に登録することで、連結リ
スト１１ｂが使用されたことのある辞書番号を使用順に
並べて管理するように処理してからステップ１に戻って
いく。

【００６７】一方、ステップ３で、ステップ２で特定し
た辞書番号が連結リスト１１ｂに登録されていると判断
するときには、ステップ７に進んで、上述の識別フラグ
に“１”をセットする。そして、続くステップ８で、ス
テップ２で特定した辞書番号の連結リスト１１ｂ上の登
録位置番号を特定して、この特定した登録位置番号を新
しく使用された辞書番号に対応付けられるもの程短い符
号長となるようにと可変長符号化して出力し、続くステ
ップ９で、その辞書番号を連結リスト１１ｂの先頭に移
動することで、連結リスト１１ｂが使用されたことのあ
る辞書番号を使用順に並べて管理するように処理してか
らステップ１に戻っていく。

【００６８】このように、図２（イ）のデータ圧縮装置
１は、動的辞書型ジブーレンペル符号やＬＺＷ符号等に
従って、入力されたデータを互いに異なる文字列に分解
し、この文字列を辞書番号とともに辞書１０ｂに管理し
ていく構成を採って、入力中のデータを辞書１０ｂに登
録される最長一致文字列の辞書番号を用いて符号化する
構成を採るときにあって、一度使用されたことのある辞
書番号を特定して、これらの辞書番号に対して最近使用
された使用頻度の高いもの程短い符号長を割り付けてい
くよう処理するのである。

【００６９】図２（ロ）のデータ復元装置２は、図９の
処理フローに示すように、先ず最初に、ステップ１で、
入力ファイルから復元対象の入力データ（符号語）を受
け取ると、次に、ステップ２で、この符号語に付加され
る上述の識別フラグに“０”がセットされているか否か
を判断する。

【００７０】このステップ２の判断で識別フラグに
“０”がセットされていると判断するときには、ステッ
プ３に進んで、符号語である辞書番号の指す文字列を辞
書２０ｂから読み出していくことでデータを復元する。
そして、続くステップ４で、この辞書番号を連結リスト
２１ｂの先頭に登録することで、連結リスト２１ｂが使
用されたことのある辞書番号を使用順に並べて管理する
ように処理してからステップ１に戻っていく。

【００７１】一方、ステップ２の判断で識別フラグに
“１”がセットされていると判断するときには、ステッ
プ５に進んで、符号語を復号することで連結リスト２０
ｂ上の登録位置番号をデコードし、続くステップ６で、
この登録位置番号に管理される連結リスト２０ｂの辞書
番号を特定して、この辞書番号の指す文字列を辞書２０
ｂから読み出していくことでデータを復元する。そし
て、続くステップ７で、この辞書番号を連結リスト２１
ｂの先頭に移動することで、連結リスト２１ｂが使用さ
れたことのある辞書番号を使用順に並べて管理するよう
に処理してからステップ１に戻っていく。

【００７２】このように、図２（ロ）のデータ復元装置
２は、図２（イ）のデータ圧縮装置１の符号化処理の逆
変換処理を実行することで、図２（イ）のデータ圧縮装
置１の生成する符号語を復元していくのである。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のデータ圧
縮装置によれば、動的辞書型ジブーレンペル符号やＬＺ
Ｗ符号等に従って、入力されたデータを互いに異なる文
字列に分解し、この文字列を辞書番号とともに辞書に管
理していく構成を採って、入力中のデータを辞書に登録
される最長一致文字列の辞書番号を用いて符号化する構
成を採るときにあって、使用頻度に応じたデータ圧縮を
実現できるようになることから、データ圧縮の効率を高
められるようになる。

【００７４】そして、本発明のデータ復元装置を用いる
ことで、この本発明のデータ圧縮装置の生成する符号語
を復元することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の原理構成図である。

【図３】本発明の符号化処理の説明図である。

【図４】本発明の符号化処理の説明図である。

【図５】識別フラグの説明図である。

【図６】本発明のデータ圧縮装置の実行する処理フロー
の一実施例である。

【図７】本発明のデータ復元装置の実行する処理フロー
の一実施例である。

【図８】本発明のデータ圧縮装置の実行する処理フロー
の一実施例である。

【図９】本発明のデータ復元装置の実行する処理フロー
の一実施例である。

【図１０】ＬＺＷ符号によるデータ符号化処理の説明図
である。

【図１１】ＬＺＷ符号によるデータ復元化処理の説明図
である。

【図１２】ＬＺＷ符号によるデータ符号化処理の説明図
である。

【図１３】ＬＺＷ符号における辞書登録構成の説明図で
ある。

【図１４】ＬＺＷ符号によるデータ復元化処理の説明図
である。

【図１５】辞書の木の説明図である。

【符号の説明】

１データ圧縮装置２データ復元装置１０ａ辞書１１ａ連結リスト１２ａ検索手段１３ａ登録手段１４ａ特定手段１５ａ変更手段１６ａ符号手段２０ａ辞書２１ａ連結リスト２２ａ復号手段２３ａ復元手段２４ａ変更手段２５ａ登録手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力されたデータを互いに異なる文字列
に分解し、該文字列を辞書番号とともに辞書に管理して
いく構成を採って、入力中のデータを辞書登録の最長一
致文字列の辞書番号を用いて符号化する構成を採るデー
タ圧縮装置において、辞書登録された辞書番号を使用順に並べて管理する連結
リスト(11a) と、符号化対象となる最長一致文字列の辞書番号が検索され
るときに、該辞書番号を管理する上記連結リスト(11a)
上の登録位置番号を特定する特定手段(14a) と、上記特定手段(14a) の特定する登録位置番号を、新しく
使用された辞書番号に対応付けられるもの程短い符号長
となるようにと可変長符号化して出力する符号手段(16
a) とを備えることを、特徴とするデータ圧縮装置。
【請求項２】復元されたデータを互いに異なる文字列
に分解し、該文字列を辞書番号とともに辞書に管理し
て、符号語の指定する辞書番号から該辞書中の対応する
文字列を特定していく構成を採って、入力中の符号語を
この特定する文字列に置き換えていくことで復元化する
構成を採るデータ復元装置において、辞書登録された辞書番号を使用順に並べて管理する連結
リスト(21a) と、符号語を復号することで上記連結リスト(21a) 上の登録
位置番号を得る復号手段(22a) と、上記復号手段(22a) により復号される登録位置番号の指
す上記連結リスト(21a) の辞書番号を特定して、この特
定した辞書番号の指す辞書中の文字列を検索して出力す
る復元手段(23a) とを備えることを、特徴とするデータ復元装置。
【請求項３】入力されたデータを互いに異なる文字列
に分解し、該文字列を辞書番号とともに辞書に管理して
いく構成を採って、入力中のデータを辞書登録の最長一
致文字列の辞書番号を用いて符号化する構成を採るデー
タ圧縮装置において、使用されたことのある辞書番号を使用順に並べて管理す
る連結リスト(11b) と、符号化対象となる最長一致文字列の辞書番号が検索され
るときに、該辞書番号が上記連結リスト(11b) に登録さ
れているか否かを判断するとともに、登録されていると
判断するときには、該辞書番号を管理する上記連結リス
ト(11b) 上の登録位置番号を特定する特定手段(14b)
と、上記特定手段(14b) の特定する登録位置番号を、新しく
使用された辞書番号に対応付けられるもの程短い符号長
となるようにと可変長符号化して出力する符号手段(17
b) と、上記特定手段(14b) により登録されていないと判断され
るときには、符号化対象の辞書番号をその旨の識別符号
を付加しつつ出力するとともに、上記特定手段(14b) に
より登録されていると判断されるときには、上記符号手
段(17b) の生成する符号をその旨の識別符号を付加しつ
つ出力する出力手段(18b) とを備えることを、特徴とするデータ圧縮装置。
【請求項４】復元されたデータを互いに異なる文字列
に分解し、該文字列を辞書番号とともに辞書に管理し
て、符号語の指定する辞書番号から該辞書中の対応する
文字列を特定していく構成を採って、入力中の符号語を
この特定する文字列に置き換えていくことで復元化する
構成を採るデータ復元装置において、使用されたことのある辞書番号を使用順に並べて管理す
る連結リスト(21b) と、符号語に付加される識別符号を参照することで、該符号
語が辞書番号を表示するものなのか、上記連結リスト(2
1b) 上の登録位置番号を表示するものなのかを検出する
検出手段(22b) と、上記検出手段(22b) により登録位置番号を表示するもの
と検出されるときに、符号語を復号することで該登録位
置番号を復号する復号手段(23b) と、上記検出手段(22b) により辞書番号を表示するものと検
出されるときには、該辞書番号の指す辞書中の文字列を
検索して出力するとともに、上記検出手段(22b) により
登録位置番号を表示するものと検出されるときには、上
記復号手段(23b) の復号する登録位置番号の指す上記連
結リスト(21b) の辞書番号を特定して、この特定した辞
書番号の指す辞書中の文字列を検索して出力する復元手
段(24b)とを備えることを、特徴とするデータ復元装置。