JPH0865171A

JPH0865171A - データ伸長装置、データ伸長方法、デコーディング装置、デコーディング方法、リアルタイムビデオ装置、エンコーディング装置、及びエントロピー・デコーダ

Info

Publication number: JPH0865171A
Application number: JP19509094A
Authority: JP
Inventors: Eru Shiyuwarutsu Edowaado; エルシュワルツエドワード; Dei Aren Jieimusu; ディアレンジェイムス; Pii Booritsuku Maatein; ピィボーリックマーティン
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1996-03-08
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JP3230933B2

Abstract

(57)【要約】【構成】チャネル・コントロール２２１によりコード
化データストリームはコンテキスト・ビン別の複数のデ
ータストリームに再編成される。各ストリームはビット
ストリーム・ジェネレータ（ＢＧ）２２２，２２３，２
２４．．．へ入力される。ＢＧ２２２と確率推定モジュ
ール（ＰＥＭ）２２５の組、ＢＧ２２３とＰＥＭ２２６
の組、ＢＧ２２４とＰＥＴ２２７の組等々が、それぞれ
独立して特定のコンテキスト・ビンのデータストリーム
のデコードを行ない、並列デコーディングを実現する。
コンテキスト・モデル（ＣＭ）は、適切な順序でＰＥＭ
２２５，２２６，２２７，．．．からのデコードデータ
を選択して伸長データストリームを出力する。【効果】並列化により高速デコーディングが可能にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ圧縮／伸長装置
の分野に係り、特に、圧縮／伸長装置においてデータの
並列エンコーディング及びデコーディングのための方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】データ圧縮は、大量のデータの記憶及び
伝送のために非常に有用なツールである。例えば、圧縮
を利用してイメージ再現に必要なビット数を減らすこと
によって、文書のファクシミリ伝送のようなイメージ伝
送に要する時間は飛躍的に減少する。

【０００３】従来から非常に様々なデータ圧縮手法があ
る。圧縮手法は、損失性コーディングと非損失性コーデ
ィングに大分類される。損失性コーディングは、コーデ
ィングによって情報が失われるので、オリジナル画像の
完全な再現は保証されない。損失性コーディングの目標
は、オリジナル画像に対する変化を、問題にならない、
あるいは気付かれない程度にすることである。非損失性
圧縮においては、全ての情報が保存され、データは完全
に復元できるように圧縮される。

【０００４】非損失性圧縮の場合、入力シンボルは出力
符号語に変換される。圧縮がうまくいったときは、符号
語は入力シンボルより少ないビット数で表現される。非
損失性コーディング法には、辞書コーディング法（例え
ばＬenpel-Ｚiv）、ランレングス・コーディング、計数
(enumerative）コーディング、及びエントロピー・コー
ディングがある。ランレングス・コーディングの詳細に
ついては『Ｈ.Ｍeyr，Ｈ.Ｇ.Ｒoskolsky，and Ｔ.Ｓ.Ｈ
uang，”Ｏptimum Ｒun Ｌength Ｃodes”,ＩＥＥＥＴ
ransactions on Ｃommunications, Ｖol．ＣＯＭ-２
２，Ｎo．６，Ｊune １９７４，pp.８２６-８３５』、
『Ｇ．Ｇ．Ｌangdon，Ｊr.，”ＡnＡdaptive Ｒun-Ｌen
gth Ｃoding Ａlgorithm”, ＩＢＭＴechnicalＤisclo
sure Ｂulletin, Ｖol.２６，Ｎo.７Ｂ，Ｄecember １
９８３, pp.３７８３-３７８５』（ダイナミックに変化
するｋ値のR2(k)コードを使用するコーディング方式は
Ｌangdonによる)、『Ｓ.Ｗ.Ｇolomb，”Ｒun-Ｌength
Ｅncoding,” ＩＥＥＥＴrans., ＩＴ-１２，（Ｊuly
１９６６），pp.３９９』を参照されたい。ランレング
ス・コードとそのファクシミリ伝送に関連した利用に関
する詳細については『Ｍ．Ｔakagi and Ｔ．Ｔsuda，”
ＡＨighly Ｅfficient Ｒun-Ｌength Ｃoding Ｓcheme
Ｆor Ｆacsimile Ｔransmission”Ｅlectronics andＣ
ommunications in Ｊapan，Ｖol.５８-Ａ，Ｎo.２，１
９７５２pp.３０-３８』を参照されたい。また１９８２
年４月１３日発行米国特許第４,３２５,０８５号「Ｍet
hod and Ａpparatus for Ａdaptive Ｆacsimile Ｃompr
ession Ｕsinga Ｔwo Ｄimensional Ｍaximum Ｌikelyh
ood Ｐredictor（Ｒ．Ｐ．Ｇooch）」も参照されたい。

【０００５】エントロピー・コーディングは、なんらか
の非損失性（したがって完全な再現が可能な）コーディ
ング法により、既知又は推定のシンボル確率を用いてデ
ータをエントロピー限界近くまで圧縮を試みるようにし
てなるものである。エントロピー・コードには、ハフマ
ン・コード、算術コード及びバイナリ・エントロピー・
コードが含まれる。ハフマン・コーディングは、各シン
ボルに対し整数個のビットを生成する固定長−可変長コ
ードを用いる。しかし、ハフマン・コーディングは１ビ
ット未満ではシンボルを符号化できないので、確率が５
０％を超える単一シンボルを効率的に符号化できない。
算術コードは、無限精度浮動小数点数を必要とする理論
的コーディング手法を基礎としている。しかしながら、
算術コーダは有限精度の演算によってしか実現できない
のであるから、符号化効率は理論的な最大効率より下が
る。実際的な算術コーダ、例えばＩＢＭ社のＱコーダ
は、付加的な手法を用いることにより、圧縮効率を犠牲
にして、ソフトウエアを高速化し、あるいはハードウエ
アを減らしている。Ｑコーダはバイナリ算術コーダで、
乗算は加算に置き換えられ、確率値は離散値に制限さ
れ、確率推定値はビット出力時に更新される。

【０００６】バイナリ・エントロピー・コーダは非損失
性の（つまり完全な再現が可能な）符号器であり、最高
確率のシンボル（ＭＰＳ）及び最低確率のシンボル（Ｌ
ＰＳ）として表現されることの多いバイナリ（ｙｅｓ／
ｎｏ）デシジョンしか扱えない。バイナリ・エントロピ
ー・コーダの例には、ＩＢＭ社のＱコーダと、Ｂコーダ
と呼ばれるコーダがある。このＢコーダは、圧縮のため
に有限状態マシンを利用するバイナリ・エントロピー・
コーダである。Ｂコーダについての詳細については、係
属中の米国特許出願０７／９３１，１５６号（１９９２
年８月１７日受理、” Ｍethod and Ａpparatus Ｆor
Ｅntropy Ｃoding”）を参照されたい。

【０００７】図１はバイナリ・エントロピー・コーダを
用いた従来の圧縮／伸長システムのブロック図を示す。
コーディングの場合、データはコンテキスト（contex
t）モデル（ＣＭ）１０１に入力される。ＣＭ１０１は
入力データをバイナリ・デシジョンの集合または系列に
変換し、かつ各デシジョンに対するコンテキスト・ビン
（context bin）を提供する。バイナリ・デシジョンの
系列とそれらに関連したコンテキスト・ビンの両方がＣ
Ｍ１０１から確率推定モジュール（ＰＥＭ）１０２へ出
力される。ＰＥＭ１０２は各コンテキスト・ビンを受け
取って、各バイナリ・デシジョンの確率推定値を生成す
る。実際的な確率推定値は、通常、Ｐクラスと呼ばれる
クラスによって表現される。各Ｐクラスは、ある範囲
（range）の確率に用いられる。ＰＥＭ１０２はまた、
バイナリ・デシジョン（結果）がその高確率の状態であ
るか否か（すなわち、そのデシジョンがＭＰＳに相当す
るか否か）の判定もする。ビットストリーム・ジェネレ
ータ（ＢＧ）モジュール１０３は、その入力として、確
率推定値（すなわちＰクラス）と、バイナリ・デシジョ
ンの確率が高いか否かの判定結果とを受け取る。そし
て、ＢＧモジュール１０３は、オリジナル入力データを
表わす圧縮データ、すなわち０または１個以上のビット
を出力する。

【０００８】デコーディングの場合、ＣＭ１０４はコン
テキスト・ビンをＰＥＭに与え、ＰＥＭは該コンテキス
ト・ビンに基づき確率クラス（Ｐクラス）をＢＧモジュ
ール１０６に与える。ＢＧモジュール１０６は、その確
率クラスを受け取るように接続されている。この確率ク
ラスに応じて、ＢＧモジュール１０６はバイナリ・デシ
ジョン（すなわちイベント）がその最高確率の状態であ
るか否かを示す１ビットを返す。ＰＥＭ１０５は、この
ビットを受け取り、同ビットに基づいて確率推定値を更
新し、その結果をＣＭ１０４へ返す。ＣＭ１０４は、こ
の返されたビットを受け取り、それを用いてオリジナル
データを生成し、かつ次のバイナリ・デシジョンのため
のコンテキスト・ビンを更新する。

【０００９】コンテキスト・モデルは通常、特定用途向
けである。どのような種類のデータもビットに分解でき
るので、バイナリ・エントロピー・コーダは、適当なコ
ンテキスト・モデルを用いることにより、どのようなデ
ータにも利用できる。コンテキスト・モデルの一例は、
ＪＢＩＧ規格により与えられる（ＩＳＯ／ＩＥＣＩnter
national Ｓtandard,”Ｃoded Ｒepresentation of Ｐi
cture and ＡudioＩnformation-Ｐrogressive Ｂi-leve
l Ｉmage Ｃompresion Ｓtandard”）。

【００１０】「モデル・テンプレートは、コード化しよ
うとする画素の周辺を定義する。これら周辺の画素の値
と、微分レイヤの空間位相とで、一つのコンテキストを
定義する。」コンテキスト・モデルのもう一つの例はＪＰＥＧ規格に
より与えられる（Ｄigital Ｃompression and Ｃoding of Ｃontinuous
-tone Ｓtill Ｉmages．ＩＳＯ／ＩＥＣ internationa
l Ｓtandard）。

【００１１】コンテキスト・モデルは特定用途向けであ
るので、汎用のコーダは確率推定モジュールとビットス
トリーム・ジェネレータだけを考慮して作られる。ある
種の確率推定モジュールとビットストリーム・モジュー
ルとは代替可能である。別の確率推定モジュールは、あ
る特定のビットストリーム・ジェネレータにのみ格別に
依存する。例えば、ＩＢＭ社のＱコーダは確率推定モジ
ュールとビットストリーム・ジェネレータとを組み合わ
せたものである。Ｂコーダはビットストリーム・ジェネ
レータにすぎない。したがって、Ｂコーダは任意の確率
推定モジュールと一緒に使用できる。

【００１２】ＩＢＭ社のＱコーダやＢコーダのような、
バイナリ・エントロピー・コードを用いるデコーダの問
題点は、ハードウエアで実現したとしても速度が遅いこ
とである。それらの動作には、単一の大きな低速フィー
ドバックループが必要になる。デコーディング・プロセ
スを書き直すために、コンテキスト・モデルは過去のデ
コードしたデータを用いてコンテキストを生成する。確
率推定モジュールは、このコンテキストを用いて確率ク
ラスを生成する。ビットストリーム・ジェネレータは、
この確率クラスと圧縮データを用いて、次のビットが、
ありそうな結果であるか、ありそうでない結果であるか
（likely or unlikely result）を判定する。確率推定
モジュールは、この「ありそうな／ありそうでない結
果」を用いて結果ビットを生成し（かつ、コンテキスト
に対する確率推定を更新する）。この結果ビットは、コ
ンテキスト・モデルによって、その過去のデータの履歴
を更新するために用いられる。これらのステップがすべ
て、１ビットのデコーディングのために必要とされる。
コンテキスト・モデルは結果ビットの履歴を更新するま
では次のコンテキストを提供できないので、次ビットの
デコーディングは待たなければならない。そのため、従
来は、単一のコードデータストリームの並列デコーディ
ングは行なわれていない。圧縮データのデコーディング
速度を上げるには、データを並列にデコードすることが
望まれる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の主た
る目的は、高速デコーディングを実現することである
が、この目的及び他の多くの目的の詳細は以下の実施例
に関連した説明によって明白になろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、コード化デー
タのデコーディングに並列化を導入する。本発明の一態
様によれば、デコーディング装置は複数のコンテキスト
・ビンを並列処理する構成を持ち、コード化データスト
リームはコンテキスト・ビンに対応した複数のデータス
トリームに再編成され、独立して動作する複数組のビッ
トストリーム・ジェネレータと確率推定モジュールの組
合せに送られる。本発明のもう一つの態様によれば、デ
コーディング装置は、別々の確率クラスに対応付けられ
た複数のビットストリーム・ジェネレータにより、確率
クラスに従ってコード化データストリームが並列処理さ
れる構成とされる。

【００１５】なお、課題を解決するための本発明の上記
ならびに他の手段については、実施例に関連した記述中
において詳細に説明する。

【００１６】

【作用】コード化データストリームが並列処理によって
デコードされるため、従来に比べデコーディング速度を
飛躍的に増加させることができる。

【００１７】なお、本発明の上記作用及び他の作用につ
いては、実施例に関連した記述中において詳細に説明す
る。

【００１８】

【実施例】本発明はデータを並列にエンコード及びデコ
ードするための方法及び装置を提供する。本発明は、複
数ビットからなるデータストリームを圧縮する装置を提
供する。この装置は、データストリームを受け取る入力
チャネルを有する。この装置はまた、データストリーム
の各ビットをデコードするデコーダを有し、データスト
リーム中の符号語の少なくとも２語が同時にデコードさ
れることにより、データストリームは並列にデコードさ
れる。

【００１９】本発明は、一態様においてはコンテキスト
・ビンを並列に処理し、もう一つの態様では確率クラス
を並列に処理する。

【００２０】本発明において、コード化されたデータは
多数のビットストリーム・ジェネレータに与えられる。
一態様では、多数のチャネルが用いられる。もう一つの
態様では単一の非インターリーブ（non-interleaved）
チャネルが用いられる。別の態様では単一のインターリ
ーブ（interleaved）チャネルが用いられる。

【００２１】本発明は、本発明の並列デコーディング／
エンコーディング装置に関連したＲコーダの利用法を提
供する。本発明のＲコーダは、少なくとも１種類のＲn
(k)コードと一緒にＲ2(k)コードを使用する。ただしｎ
は自然数である。本発明のＲコーダは、一態様におい
て、Ｒ2(k)コードとＲ3(k)コードを使用する。

【００２２】さて、データの並列エンコーディング／デ
コーディング方法及び装置について述べる。以下の説明
において、特定のビット数、コーダ数、確率、データの
種類といった様々な具体例を提示するが、これは本発明
の好適な実施例の理解を深めるためのものである。当業
者には、これらの具体例によらずに本発明を具体化でき
ることは明白であろう。また、本発明を無用に難解にす
ることを回避するため、周知の回路については詳細には
示さずブロック図の形で示した。

【００２３】〈並列デコーディングの概要〉本発明は、
エンコードされたデータを並列に非損失でデコードする
装置を提供する。本発明は、殆どのエントロピー圧縮装
置でコンテキスト・モデルとデコーダとの間のフィード
バックループがネックになっているとの認識に基づいて
いる。本発明においては、複数のコーダをある一つのコ
ンテキスト・ビンに専念させることによって、このフィ
ードバックループを分解する。その結果、コンテキスト
・モデル内のより小さな、より高速のフィードバックル
ープ及び装置に対する符号語の入力速度のみによって装
置の速度が決まってくる。本発明は、コンテキスト・モ
デルが実質的にコード化データストリームを各コンテキ
スト・ビンにつき１個ずつの、いくつかの異なったデー
タストリームに再編成することを考えることにより、複
数のコーダとコンテキスト・モデルとの間のデカップリ
ング（decoupling）を実現する。コード化データを、本
来のデータストリームの順序ではなくコンテキスト・ビ
ンの順序で取得することによって、複数のコーダはコン
テキスト・モデルからのフィードバックを待たずにコー
ド化データの任意のものまたは全部をデコードすること
ができる（これらストリームは、コンテキスト・ビン単
位で生成されるが、確率クラス毎に生成してもよい）。

【００２４】ここで、従来技術と対比して、本発明の並
列デコーディングにつき説明する。図２は、入力バッフ
ァ２０１がコード化データとデコーダ２０２からのフィ
ードバック信号を受け取るように接続された従来のデコ
ーダを示している。入力バッファ２０１は、フィードバ
ック信号を通じてデコーダより出される要求に応答して
コード化データをデコーダ２０２へ送る。デコーダ２０
２はコード化データを、そのコンテキストと確率推定値
に従ってデコードし、デコードデータをコンテキスト・
モデル２０３へ供給し、このコンテキスト・モデル２０
３はデコードデータを出力する。デコーダ２０２がデコ
ードデータをコンテキスト・モデルへ送ったならば、コ
ンテキスト・モデル２０３はコンテキストを更新し、次
のビットのデコーディングを開始するために必要な情報
をフィードバック信号によりデコーダ２０２へ送ること
ができる。そして、デコーダ２０２はフィードバック信
号を用いて入力バッファ２０１に対してコード化データ
を要求する。このように、２つのフィードバックループ
がシーケンシャルに動作してコード化データストリーム
をデコードする。

【００２５】図３は、従来の低速フィードバックループ
のない、本発明のデコーダを示している。図２における
と同様、入力バッファ２０４はコード化データ（すなわ
ち符号語）とデコーダ２０５からのフィードバック信号
を受け取り、コード化データをコンテキスト・ビン順に
本発明のデコーダ２０５へ供給し、このデコーダ２０５
はコード化データをデコードする。デコーダ２５０は、
各コンテキスト・ビンに対して１個ずつの、複数個のデ
コーダ２０５Ａ，２０５Ｂ，２０５Ｃ，...からなる。
デコーダ２０５中の複数のデコーダ２０５Ａ，２０５
Ｂ，２０５Ｃ，... のそれぞれは、その対応したコンテ
キスト・ビンのコード化データを入力バッファ２０４よ
り供給される。各デコーダ２０５Ａ，２０５Ｂ，２０５
Ｃ，...は、そのコンテキスト・ビンのデコードデータ
を送出する。コンテキスト・モデルは、コード化データ
と特定のコンテキスト・ビンとを関連付ける必要がな
い。デコーダデータは、デコーダ２０５によってデコー
ドデータメモリ２０７（２０７Ａ，２０７Ｂ，２０７
Ｃ，...）へ送られる。

【００２６】コンテキスト・モデル２０６は、独立に動
作しつつ、フィードバック信号をデコードデータメモリ
２０７（２０７Ａ，２０７Ｂ，２０７Ｃ，...）へ送出
し、この信号に応答してデコードデータメモリ２０７
（２０７Ａ，２０７Ｂ，２０７Ｃ，...）より出る既に
デコードされたデータを受け取るように接続されてい
る。したがって、２つの独立したフィードバックループ
がある。一つはデコーダ２０５と入力バッファ２０４の
間のもので、もう一つはコンテキスト・モデル２０６と
デコードデータメモリ２０７の間のものである。大きな
フィードバックループをなくしたため、デコーダ２０５
内の複数のデコーダ２０５Ａ，２０５Ｂ，２０５
Ｃ，...は、それぞれの関連する符号語を入力バッファ
２０４より受け取って直ぐにデコードすることができ
る。

【００２７】コンテキスト・モデルはコーディング装置
のメモリ部を提供し、このメモリに基づいてデータの集
合（例えば画像）を種々のカテゴリ（例えばコンテキス
ト・ビン）に分割する。本発明において、コンテキスト
・ビンは独立したデータ集合と考えられる。ある実施例
では、各コンテキスト・ビンは、それ独自の確率推定モ
デルを持つ。よって、各コンテキスト・ビンは異なった
確率推定モデル及び／またはビットストリーム・ジェネ
レータを使用できる。別の実施例では、確率推定モデル
が共用され、各コンテキスト・ビンは固有の状態（stat
e）を持つことができる。

【００２８】本発明において、コンテキスト・モデルは
データ（例えば画像）をいくつかのデータストリームに
分割する。言い換えれば、コンテキスト・モデルはデー
タの集合または画像を、各コンテキスト・ビン毎に一つ
ずつの、複数のデータストリームに再編成する。ある実
施例では、各コーダは、ある特定のコンテキスト・ビン
に対し専用とされる。

【００２９】コーダをある特定のコンテキスト・ビンの
専用にすることにより、コンテキスト・モデルとコーダ
との間のフィードバックループを除去できる。なお、フ
ィードバックループが除去される理由は、前のビットは
次のビットと同一ビンのもので、したがって同一コンテ
キストであるので、各コーダは次のビットをデコードす
る前に前のビットのコンテキストの指示を受け取る必要
がないためである。換言すれば、次のビットのデコード
が可能になる前に完了させなければならないコンテキス
ト・フィードバックはない。

【００３０】本発明は各コンテキスト・ビンより、個々
のコード化データストリームを並列に送出させるので、
全てのコンテキスト・ビンのビットがビットストリーム
・ジェネレータに並列に受け取られる。ビットストリー
ム・ジェネレータのそれぞれはバイナリ・デシジョンが
その確率の高い状態であるか否かを示す１ビットを返
し、確率推定モジュールはこのビットを用いてデコード
されたビット（すなわちバイナリ・デシジョン）を返
す。コンテキスト・モデルは、ビットストリーム・ジェ
ネレータからのデコードされたビットを適当な順序で選
択してデコードデータのストリームを出力することによ
り、オリジナルデータを再生する。すなわち、コンテキ
スト・モデルは、異なったコードストリームから、マル
チプレクサと同様の方法でデコード結果を選ぶだけであ
る。したがって、コード化データを、特殊な順序（例え
ばラスタースキャン順）でなく、コンテキスト・ビン
（またはクラス）による順序で取得することにより、コ
ーダは、コンテキスト・モデルからのフィードバックを
待つことなく、一部あるいは全部のコンテキスト・ビン
に対応したコード化データをデコードすることができ
る。なお、確率推定モデルは本発明によって除去されな
いので、確率推定値のフィードバックループは残る。

【００３１】本発明の並列デコーディング装置は多様な
実施方法が存在する。ある実施例では、複数のコンテキ
スト・ビンに対応したコード化データストリームを、様
々なコーダの要求に合わせて順序付けられた一つのスト
リームにインターリーブすることができる。本発明の現
時点での好適実施例では、コード化データは、それがシ
リアルにデコーダに送られる場合であっても、各コーダ
にコンスタントにデータが供給されるように順序付けら
れる。

【００３２】集積回路で安価に複製可能な、小さな単純
なコーダを使用して、コード化データを素早く並列にデ
コードすることができる。ある実施例では、フィールド
・プログラマブル・ゲートアレイ（field programmable
gate array，ＦＰＧＡ）チップまたは標準セル特定用
途向け集積回路（ＡＳＩＣ）チップを使用し、ハードウ
エアでコーダが実現される。並列化と単純なビットスト
リーム・ジェネレータの組合せによって、従来のデコー
ディング装置の圧縮効率を維持しつつ、コード化データ
のデコーディングを、従来のデコーダ以上の速度で行な
うことを可能にする。

【００３３】バイナリ・エントロピー・コードは複数の
コンテキスト・ビンと確率推定状態（クラス）を用い
る。本発明の方法及び装置は、並列化によって、コンテ
キスト・ビンの並列処理、または確率クラスの並列処理
を可能にする。コンテキスト・ビンを並列処理する時に
は、各ビットストリーム・ジェネレータに一つの確率推
定モジュールが関係付けられる。確率推定モジュール
は、関係したビットストリーム・ジェネレータに対し
て、入力符号語からデータストリームを生成するために
どのコードを使用するかを指示する。かかる装置の一例
が図４に示されており、この図では、コード化データが
チャネル・コントロール２２１に入力される。チャネル
・コントロール２２１はコード化データを受け取って、
複数のビットストリーム・ジェネレータ（ＢＧ２２２，
ＢＧ２２３，ＢＧ２２４，...）のそれぞれに送る。こ
れらビットストリーム・ジェネレータのそれぞれは、コ
ード化データを受け取り、符号語が高確率の状態である
か否かの結果を、関係付けられた確率推定モジュールに
対し、その確率推定モジュール（ＰＥＭ）により与えら
れた確率クラスに応じて提供するように接続されてい
る。ＰＥＭ２２５，２２６，２２７，...は、ＢＧ２２
２，２２３，２２４，...にそれぞれ接続されている。
各ビットストリーム・ジェネレータは、互いに独立に動
作できるが、それは常に同じコンテキスト・ビンを持つ
コード化データをデコードしているからである。コンテ
キスト・モデル２２８は、確率推定モジュールのそれぞ
れに接続され、アプリケーションによっ決まった順序で
デコードデータを得られるように確率推定モジュールを
選択する。このようにして、コンテキスト・ビンを並列
処理することによりデコードデータが生成される。

【００３４】他方、確率クラスを並列に処理する時に
は、コンテキスト・モデルと確率推定モデルとが組み合
わされる。この場合、各ビットストリーム・ジェネレー
タは、ある特定の確率クラスに割り当てられ、その結果
の情報を受け取る。確率クラスを並列に処理する装置の
一例が図５に示されている。図５において、コード化デ
ータはチャネルコントロール２３１に入力され、それを
受け取るように接続された複数のビットストリーム・ジ
ェネレータ（ＢＧ２３２，ＢＧ２３３，ＢＧ２３
４，...）の一つへ送られる。ビットストリーム・ジェ
ネレータのそれぞれはＰＥＭ２３５に接続されている。
ＰＥＭ２３５はＣＭ２３６にも接続されている。この構
成において、ビットストリーム・ジェネレータのそれぞ
れがコード化データをデコードし、デコーディングの結
果はＰＥＭ２３５によって（ＣＭ２３６によるのではな
い）選択される。ビットストリーム・ジェネレータのそ
れぞれは、ある確率クラスに関係するソースからコード
化データを受け取る（すなわち、ここでは、コード化デ
ータを任意のコンテキスト・ビンから受け取ることが可
能である）。ＰＥＭ２３５は確率クラスを用いてビット
ストリーム・ジェネレータを選択する。確率クラスは、
それに対してＣＭ２３６により与えられたコンテキスト
・ビンによって指示される。このようにして、確率クラ
スの並列処理によりデコードデータが生成される。

【００３５】コンテキスト及び確率クラスを並列処理す
ることにより、従来のデコーダのようにコードストリー
ムをシリアルに並べる必要がなくなる。

【００３６】なお、本発明は、画像データを含む、あら
ゆる種類のデータに適用できることに注意されたい。

【００３７】〈並列デコーディング用のコード種類とビ
ットストリーム・ジェネレータ〉本発明は、Ｑコーダや
Ｂコーダといった既存のコーダを、並列構成のビットス
トリーム生成要素として使用することができる。しか
し、他のコード及びコーダを使用してもよい。本発明に
採用されるコーダとそのコードは、単純なものである。

【００３８】本発明においては、複雑なコードではな
く、Ｑコーダに用いられている算術コードやＢコーダに
用いられているマルチステート（multi-state）コード
のような単純なコードのビットストリーム・ジェネレー
タを使用して、効果をもたらす。単純なコードの利点
は、複雑なコードに比べ、ハードウエアが非常に高速・
単純になり、かつシリコンが少なくて済むことである。
もう一つの利点は、デコーディング効率を向上できるこ
とである。有限量の状態情報を用いるコードは、あらゆ
る確率に対しシャノンのエントロピー限界を完全には満
たすことはできない。単一のビットストリーム・ジェネ
レータで複数の確率またはコンテキストを扱うことを可
能にするコードは、符号化効率を下げるよう制限しなけ
ればならない。この複数のコンテキストまたは確率クラ
スのために必要な制限を取り除くならば、シャノンのエ
ントロピー限界をほぼ満足するコードを使用可能にな
る。

【００３９】本発明の並列デコーディング方式に利用で
きる２つのコードが、ＲコードとＡコードである。

【００４０】〈Ｒコード〉本発明の現時点の好適な実施
例に採用されるコード（及びコーダ）は、Ｒコードと呼
ばれる。Ｒコードは、Ｇolombのランレングスコード
（すなわちＲ2(k)コード）を含む適応的コードである。
現時点での好適実施例においては、多くの異なる確率を
一つのデコーダ・デザインにより扱うことができるよう
に、Ｒコードのパラメータが決められている。さらに、
本発明のＲコードは単純・高速のハードウエアによって
デコードできる。

【００４１】本発明においては、ＲコードがＲコーダに
よってエンコーディングまたはデコーディングを行なう
ために用いられる。現時点の好適実施例においては、Ｒ
コーダはビットストリーム・ジェネレータと確率推定モ
ジュールを組合せたものである。例えば図１において言
うならば、Ｒコーダは、確率推定モジュール１０２とビ
ットストリーム・ジェネレータ１０３の組合せ、及び、
確率推定モジュール１０５とビットストリーム・ジェネ
レータ１０６の組合せから構成することができよう。

【００４２】符号語は最高確率のシンボル（ＭＰＳ）の
ランを表わす。ＭＰＳは確率が５０％を超えるバイナリ
デシジョンの結果を表わす。他方、最低確率のシンボル
（ＬＰＳ）は確率が５０％未満のバイナリデシジョンの
結果を表わす。なお、２つの結果が同じ確率である時に
は、ＭＰＳに指定するかＬＰＳに指定するかは重要では
ないが、エンコーダとデコーダの両方で同一の指定をす
る。ＭＡＸＲＵＮと呼ばれる一定のパラメータに対し、
圧縮ファイル中に結果として得られるビットシーケンス
を表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】エンコードをする場合、一つのラン中のＭ
ＰＳの個数が単純なカウンタによってカウントされる。
このカウント値がＭＵＸＲＵＮカウント値に等しい場
合、０の符号語がコードストリーム中に送出され、カウ
ンタはリセットされる。ＬＰＳに出会うと、ＬＳＰの前
のＭＰＳシンボル個数のユニークな記述である、１にビ
ット群Ｎを続けたものが、コードストリーム中に送出さ
れる。（なお、ランレングスを記述するためのＮビット
群の割り当て方は色々とある。）再度、カウンタはリ
セットされる。なお、Ｎの必要ビット数はＭＡＸＲＵＮ
の値に依存する。また、符号語の１の補数を用いること
もできる。

【００４５】デコードする場合、コードストリームの最
初のビットが０のときに、ＭＵＸＲＵＮの値がＭＰＳカ
ウンタに入れられ、ＬＰＳ指示がクリアされる。そし
て、その０のビットが捨てられる。最初のビットが１の
ときは、ビット群Ｎを抽出すべく、後続ビット群が調べ
られ、適当なカウント値（Ｎ）がＭＰＳカウンタに入れ
られ、ＬＳＰ指示がセットされる。そして、１Ｎの符号
語を含むコードストリームのビット群が捨てられる。

【００４６】Ｒコードは表１のルールによって生成され
る。ある特定のＲコードＲx(k)の定義は、ＭＡＸＲＵＮ
によって決定されることに注意されたい。例えばＭＵＸＲＵＮ for Ｒx(k) ＝ｘ＊２^k-1 である。よって、ＭＵＸＲＵＮ for Ｒ2(k) ＝２＊２^k-1 ＭＵＸＲＵＮ for Ｒ3(k) ＝２＊２^k-1 等々である。

【００４７】なお、ＲコードはＧolombのコードの拡張
であることに注意されたい。Ｇolombコードは、Ｒ2(・)
コードしか使わない。本発明のＲコードはＲ2(k)コード
とＲ3(k)コードの両方を使用でき、必要ならば他のＲn
(k)コードも使うことができる。ある実施例では、Ｒ2
(k)コードとＲ3(k)コードが使用される。なお、Ｒnは、
ｎ＝２及びｎ＝任意の奇数に対して存在する（例えば、
Ｒ２，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ９，Ｒ１１，Ｒ１３，Ｒ１
５）。ある実施例では、Ｒ2(k)コードの場合、ランのカ
ウント値ｒがＮにデコードされ、ランカウント値ｒがｋ
ビットで記述され、したがって、１Ｎはｋ＋１ビットで
表現される。また、ある実施例では、Ｒ3(k)コードの場
合、ビット群Ｎは、ｎ＜２^(k-1)であるかｎ≧２^(k-1)で
あるかを示すための１のビットを含めることができ、か
つ、ランカウント値を示すためのｋ−１ビットまたはｋ
ビットを含めることができ、したがって変数Ｎは合計ｋ
ビットまたはｋ＋１ビットで表現される。他の実施例で
は、Ｎの１の補数が符号語に用いられる。この場合、Ｍ
ＰＳは０の多いコードストリームを生成する傾向があ
り、ＬＰＳは１の多いコードストリームを生成する傾向
がある。

【００４８】表２、表３、表４及び表５は、本発明の現
時点の好適実施例のために用いられる効率的なＲコード
を示している。なお、他のランレングスコードも本発明
において使用できる。Ｒ2(k)のための他の使用可能なラ
ンレングスコードの例が表６に示されている。

【００４９】

【表２】

【００５０】

【表３】

【００５１】

【表４】

【００５２】

【表５】

【００５３】

【表６】

【００５４】〈Ｒコード用確率推定モデル〉本発明の現
時点の好適実施例において、Ｒ2(0)コードはコーディン
グを行なわない。すなわち、入力の０は０に、入力の１
は１に、それぞれエンコードされ（その逆も同様）、こ
れは確率が５０％の場合に最適である。現時点の好適実
施例において、Ｒ3(0)コードは使用されない。現時点の
好適実施例においては、Ｒ2(1)コードは確率が０.７０
７（つまり７０.７％）の場合に最適であり、Ｒ3(1)は
確率が０.７９４（７９.４％）の場合に最適である。Ｒ
2(2)コードは０.８４１（８４.１％）の確率に対して最
適である。下の表７はほぼ最適なＧolombのコードを示
すが、ここでは確率スキューは次の式によって定義され
る。確率スキュー＝−ｌｏｇ₂（ＬＰＳ）

【００５５】

【表７】

【００５６】なお、最適確率が高いｋ値においては低い
ｋ値における程にはばらつかないけれども、確率スキュ
ーによって示される確率レンジがほぼ均一に確率空間を
カバーしているという点で、このコードはほぼ最適であ
る。

【００５７】ある一定のｋに対するＲ2(k)はＧolombの
ランレングスコードと呼ばれる。しかし、ある一定のｋ
は、ある一定の確率に対してほぼ最適であるに過ぎな
い。最適確率でコーディングする時に、本発明によるＲ
コードは０符号語と１Ｎ符号語とを同じ頻度で使用する
ことに注意されたい。言い換えれば、本発明のＲコーダ
は、半分の時間に一方のコードを出力し、別の半分の時
間に他方のコードを出力する。０符号語と１Ｎ符号語の
個数を調べることによって、最適なコードが使用されて
いるか否かの判定をすることができる。つまり、ＩＮ符
号語の出力数が多過ぎるときはランレングスが長過ぎ、
他方、０符号語の出力数が多過ぎるときはランレングス
が短過ぎる。

【００５８】Ｌangdonによって用いられた確率推定モデ
ルは、ソース（source）確率が現在の推定値より高いか
低いかを判定するために各符号語の最初のビットを調べ
る。この判定結果に基づき、ｋが増減させられる。例え
ば、ＭＰＳを示す符号語が現われるときは、確率推定値
は低過ぎる。したがって、Ｌangdonによれば、各０符号
語ごとにｋは１ずつ増やされる。ＭＵＸＲＵＮＭＰＳ
未満を示す符号語にＬＰＳが続いたものが現われるとき
は、確率推定値は高過ぎる。したがって、Ｌangdonによ
れば、各１Ｎ符号語ごとにｋは１ずつ減らされる。

【００５９】本発明は、符号語ごとにｋを単純に１ずつ
増減させる方法よりも複雑な確率推定を可能にする。本
発明は、使用するコードを決定する、確率推定モジュー
ルの状態を含む。同一のコードを多くの状態で使用して
もよい。状態テーブルまたは状態マシンを利用してコー
ドが状態に割り当てられる。

【００６０】本発明においては、符号語の出力ごとに確
率推定値は状態を変える。よって、本発明においては、
確率推定モジュールは、符号語が０で始まるか１で始ま
るかによって確率推定値を増加または減少させる。たと
えば、”０”符号語が出力されるときは、ＭＰＳ確率の
推定値の増加が起こる。他方、”１”符号語が出力され
るときは、ＭＰＳ確率の推定値が減少する。

【００６１】従来のＬangdonコーダは、Ｒ2(k)コードを
使用し、各符号語ごとにｋを増減させたに過ぎない。こ
れに対し、本発明は、調整速度をアプリケーションに合
わせるため、Ｒ2(k)コードとＲ3(k)コードを状態テーブ
ルまたは状態マシンと組み合わせて使用する。すなわ
ち、少量の固定データがある場合には、最適なコーディ
ングをするためには調整は素早くなければならないが、
大量の固定データがある場合には、データの残り部分に
ついて圧縮率を良くすべくコーディングを選べるように
調整時間を増加させても構わない。なお、状態変化の発
生回数が可変の場合、個々のアプリケーションの性質に
よっても調整速度は影響される。Ｒコードの性質上、Ｒ
コードの推定は、非常で強力であるにもかかわらず、単
純でハードウエアが少なくてすむ。

【００６２】Ｒ3(k)コードを組み入れることによって、
より広い確率空間をより高い分解能でカバーできるよう
になる。本発明による確率推定状態テーブルの例が図６
に示されている。図６を参照する。この確率推定状態テ
ーブルは、状態カウンタと、テーブル中の各状態に関係
付けられたコードからなる。なお、このテーブルには正
の状態と負の状態を両方含んであることに注意された
い。このテーブルは、図示のように、０の状態を含め、
３７個の正の状態と３７個の負の状態を持つ。負の状態
は、その正の状態とは違うＭＰＳ状態を意味する。ある
実施例では、ＭＰＳが１の時に負の状態を、ＭＰＳが０
の時に正の状態を、それぞれ使用することができ、ある
いはその逆に使用することができる。なお、図６に示し
たテーブルは一例にすぎず、状態数を増減しかつ状態割
り当ての違うテーブルを使用してもよい。

【００６３】最初、コーダは状態０であり、この状態０
は確率推定値が０．５０の場合のためのＲ2(0)コード
（すなわち、無コード）である。各符号語の処理後、状
態カウンタは、その符号語の先頭ビットに応じてインク
リメントまたはデクリメントされる。現時点の最適実施
例においては、０の符号語は状態カウンタの値を増加さ
せ、１で始まる符号語は状態カウンタの値を減少させ
る。したがって、すべての符号語は、状態カウンタによ
り状態を変化させる。別の言い方をするならば、確率推
定モジュールは状態を変える。しかしながら、連続した
状態を同一コードに関係付けることができる。この場
合、符号語ごとにコードを変化させずに、確率推定が行
なわれる。換言すると、状態は毎サイクル変化するが、
ある時間間隔で同一の確率にマッピングされる。例え
ば、状態５〜状態−５はすべてＲ2(0)コードを使用する
が、状態６〜状態１１及び状態−６〜状態−１１はＲ2
(1)コードを使用する。本発明の状態テーブルを利用す
ることにより、同一のコーダで非線形的な確率推定が可
能である。

【００６４】注意すべきは、低確率に対しては、同一の
Ｒコードを持つより多くの状態が含まれる。こうする理
由は、低確率で誤ったコードを使用すると効率のロスが
大きいからである。ランレングス・コード・テーブルの
性質は、各符号語の後で状態が切り換わることである。
状態変化のたびにコードが変化するように設計された状
態テーブルにおいて、低い確率での状態切り換わり時
に、コードは、エントロピー効率限界に非常に近いコー
ドとエントロピー効率限界から遠いコードとの間を行っ
たり来たりする。よって、不利益（コード化データのビ
ット数の観点における不利益）は、状態の遷移に帰着す
る。Ｌangdonの確率推定モジュールのような従来の確率
推定モジュールが十分な性能は発揮しないのは、この不
利益が原因である。

【００６５】高い確率のランレングスコードにおいて
は、コードの誤りによる不利益はそれほど大きくない。
したがって、本発明では、低い確率に状態を追加し、２
つの正しい状態間にまたがる変化を増加させることによ
って、コーディング効率の悪化を抑える。図７は、この
ような符号化効率（エントロピーに関し正規化されたコ
ード長）対ＭＰＳ確率のグラフを示す。図７は、本発明
のＲコードのいくつかが確率空間をカバーする様子を表
わしている。一例として、図７から、ＭＰＳ確率が約
０.５５の場合、Ｒ2(0)コードの効率がエントロピー限
界の１.０１倍であること（つまり、エントロピー限界
より１％だけ悪いこと）が分かる。これに対し、Ｒ2(1)
コードの効率はエントロピー限界の１.０９倍である
（エントロピー限界より９％悪い）。この例は、このよ
うな低い確率に対し間違ったコードを使用すると、コー
ディング効率を８％低下させることを示している。

【００６６】なお、ある実施例では、コーダに初期確率
推定状態を持たせてもよい。換言すれば、コーダを、状
態中の予め決めた状態、例えば状態１８よりスタートさ
せてもよい。ある実施例では、初めのいくつかのシンボ
ルに対して、ある状態テーブルを使用することにより、
素早い調整を可能にするいくつかの状態が用いられるよ
うにし、残りのシンボルに対しては、もう一つの低速調
整用の状態テーブルを用いて、確率推定の精密な調整を
可能にする。このようにして、コーダは、コーディング
・プロセスにおいて、より最適なコードをより素早く使
用することが可能になる。他の実施例では、コードスト
リームでコンテキスト毎に初期確率推定値を指定でき
る。ある実施例においては、インクリメント及びデクリ
メントは一定数（例えば１）ずつ為されるのではない。
既に出会ったデータの量またはデータの変化量（安定
性）に応じた可変数だけ、確率推定状態がインクリメン
トされる。

【００６７】図６に例示したテーブルのように、状態テ
ーブルが対称のときは、その半分（０状態を含む）だけ
記憶すれば間に合う。ある実施例では、この対称性を活
用するため、状態番号は符号付きの１の補数の形で格納
される。このようにすると、１の補数の絶対値をとって
状態を判断し、かつ、符号を調べてＭＰＳが１であるか
０であるかを判断することによって、このテーブルを利
用することができる。こうすれば、状態の絶対値を用い
てテーブルを索引することができ、また１の補数の絶対
値の計算は簡単であることから、状態のインクリメント
またはデクリメントのために必要なハードウエアを減ら
すことができる。別の実施例においては、ハードウエア
効率を向上させるため、状態テーブルが布線論理の状態
マシンまたはプログラマブルな状態マシンに置き換えら
れる。

【００６８】〈ハードウエア構成の例〉図８はＲコード
を使用するデコーディング装置のブロック図を示す。図
８において、Ｒコード・デコーダ５０１はコード化入力
データと接続され、ランレングスと、ＬＰＳが出現した
か否か（例えば１Ｎコード）の指示を出力する。ラン・
カウンタ５０２は、Ｒコード・デコーダ５０１よりラン
レングスとＬＰＳ指示を受け取るように接続され、再現
したオリジナルデータを出力する。ラン・カウンタ５０
２は、次のカウント値を要求する信号も出力する（この
信号を受け取るようにＲコード・デコーダ５０１は接続
されている）。

【００６９】Ｒコードを使用するため、デコーダ５０１
はコード化データ入力として受け取った符号語を調べ
て、現符号語のランレングスを判定する。Ｒコード・デ
コーダ５０１は、ランの最後にＬＳＰがあるかの判定も
する。ランレングス（すなわちラン・カウント値）とＬ
ＰＳの判定結果に応じて、ラン・カウンタ５０２はラン
・カウント値と同じ数だけＭＰＳを出力し、また、デコ
ーダ５０１が指示するときにはＬＳＰを出力する。ＬＰ
Ｓの判定結果として”ｎｏ”がラン・カウンタ５０２に
出力された時は、ラン・カウンタ５０２はＭＰＳだけを
出力する（なお、Ｑコーダにおいてはビットを出力する
ために演算が必要になるが、本発明においてはカウンタ
だけで足りることに注意されたい）。

【００７０】ラン・カウンタ５０２は実際にはビット群
を出力する。ラン・カウンタ５０２は、部分的に図３の
デコードデータメモリ２０７として働くことに注意すべ
きである。ある実施例においては、ラン・カウンタ５０
２は必要数のＭＰＳビットを出力し、必要ならば、それ
に続けてＬＳＢビットを出力する。ラン・カウンタ５０
２は、符号語が終わったことを指示するための信号（ne
xt count request）を出力して次の符号語を要求する。
このように、ラン・カウンタ５０２は簡単かつ高速であ
る。Ｒコード・デコーダ５０１は、ラン・カウンタ５０
２からの信号を受けると次の符号語のために１ビットの
シフトを行なう。Ｒコード・デコーダ５０１は確率推定
モジュールの状態の更新も行なう。

【００７１】図９は本発明のＲコーダの他の実施例を示
すブロック図である。図９において、Ｒコーダ６００は
シフト・ブロック６０１、デコード・ブロック６０２、
ラン・カウンタ６０３及びＰＥＭ６０４から構成されて
いる。シフト・ブロック６０１は符号語のコード化デー
タ入力ストリームに接続される。シフト・ブロック６０
１はまた、ＰＥＭ６０４から現符号語の長さ（すなわち
シフトすべき量）を示すフィードバック信号を受け取る
ように接続されている。シフト・ブロック６０１は信号
（適当に整列されたコード化データ）を出力し、この信
号はデコード・ブロック６０２の入力に接続される。デ
コード・ブロック６０２はまた、ＰＥＭ６０４から現コ
ードを指示するためのフィードバック信号を受け取るよ
うに接続されている。ＰＥＭ６０４もデコード・ブロッ
ク６０２からの信号に接続されている。デコード・ブロ
ック６０２は、現ランレングスと、ランの最後にＬＰＳ
があるかを判断する。デコード・ブロック６０２は２つ
の信号、すなわち、ランレングス（ＲＬ）とＬＳＰ指示
とを出力し、両信号はカウンタ６０３の入力に接続され
る。カウンタ６０３はＰＥＭ６０４への信号出力にも接
続される。カウンタ６０３は再生データを発生する。カ
ウンタ６０３は、ランカウント・カウンタ（run count
counter）とＬＰＳを送出すべきかであるかを管理す
る。カウンタ６０３はまた、デコードデータを送出し、
かつ、次の符号語を処理する時点を指示する。ＰＥＭ６
０４は、カウンタ６０３より、次の符号語の処理時点の
指示（次カウント値要求）を受け取るように接続されて
いる。

【００７２】ＰＥＭ６０４は、シフト・ブロック６０１
の次データを処理するためのシフト量、デコード・ブロ
ックのための現コード、内部状態を更新するための次の
状態及びＭＰＳを決定する。現コードの形態は、デコー
ド・ブロック６０２に現符号語のビットだけをデコード
させるためのビット・マスクである。これら機能はそれ
ぞれ、別々のフィードバック線によって必須ブロック
（つまりシフト・ブロック６０１、デコード・ブロック
６０２及びカウンタ６０３）へ指示される。

【００７３】Ｒコーダ６００の動作が開始すると、コー
ドが、最初に処理すべきビット位置よりＲコーダ６００
へ与えらる。シフト・ブロック６０１は、コード化デー
タを受け取り、それをデコード・ブロック６０２へ供給
する。ある実施例では、シフト・ブロック６０１はバレ
ルシフタ（barrel shifter）からなる。ある実施例で
は、シフト・ブロック６０１はコード化データを並列に
デコード・ブロック６０２へ供給する。

【００７４】デコード・ブロック６０２は、最初のビッ
トに基づき、符号語の種類を判定する。ある実施例で
は、符号語の種類の判定は、ランの最後にＬＳＰがある
か確認することによる。別の実施例においては、符号語
の種類判定に、第２ビットが１であるか２であるかの確
認も含まれる。この第２ビットを確認することは、１Ｎ
のＮビットの数が第２ビットで分かるような場合に重要
である（例えばＲ3(1)では、１に続くビットの数は１ビ
ットまたは２ビットである）。

【００７５】ある実施例では、デコード・ブロック６０
２は、ランレングスがＭＵＸＲＵＮであるか、あるい
は、１の後のＮビットにランレングスがエンコードされ
ているか（例えば１Ｎの場合）の判定をする。ＰＥＭ６
０４は、１Ｎ符号語のビット数を指示するため現コード
を現コード信号線へ送る。このビット数が指示されるの
は、コードが長いと必要なビット数が増加するからであ
る。

【００７６】符号語の種類の判定結果は符号語種類信号
によってＰＥＭ６０４へ指示される。ＰＥＭ６０４は、
現コードと符号語種類を用いて、符号語長を判断する。
この符号語長はシフト・ブロック６０１へ接続される。
シフト・ブロック６０１は、符号語長を用いて次の符号
語のためのデータを調整する。

【００７７】ＰＥＭ６０４は、符号語の種類を用いて確
率推定モジュールの状態を更新する。更新後の確率推定
モジュールの状態は、デコード・ブロック６０２により
後に使用される新しい現コードを決めるために使用され
る。カウンタ６０３は、図８のラン・カウンタと同じ方
法でデコードデータを生成する。

【００７８】コードは可変長であるので、あるコードの
長さが３ならば、次の符号語は４ビットだけ離れた位置
にある。したがって、シフト・ブロック６０１は、コー
ドストリーム中の４ビットだけ後方の位置へシフトし、
その位置トよりデータをデコード・ブロック６０２へ送
る。ある実施例では、デコード・ブロック６０２が現符
号語について終了したことを通知するための信号がＰＥ
Ｍ６０４よりシフト・ブロック６０１に入力することに
よって、シフト・ブロック６０１にシフトを行なわせ
る。ラン・カウンタ６０３は、デコードデータを出力し
た後、Ｒコード・デコーダ５００に次のカウント値を要
求する。その後、デコーディング、確率推定モジュール
及びシフトのプロセス全体が繰り返される。

【００７９】圧縮が有効な時には、殆どの符号語は複数
ビットにデコードされる。複数のＲコード・デコーダを
持つ装置ならば、使用頻度の少ないシフタ・モジュー
ル、デコーディング・モジュール及びフィードバック・
モジュールを、いくつかのカウンタ・モジュールで共用
できる。このような装置の例は後述する。

【００８０】したがって、本発明は、Ｒ2(k)コード及び
Ｒ3(k)コードを状態テーブル／マシンＰＥＭとともに用
いることにより、ほぼ最高の圧縮率でデコーディングを
行なうことができる。また、本発明は、状態テーブルＰ
ＥＭを採用することによって、少ないハードウエアコス
トと高速のハードウエアで単純な確率推定モジュールを
実現できる。

【００８１】〈ＦＰＧＡによるＲデコーダのハードウエ
ア構成例〉単純なＲコーダの構成が図１０に示されてい
る。このＲコーダはＣoncurrentＬogic社（Ｓunnyval
e，Ｃalifornia）のＣＬｉ６００５というブランドのＦ
ＰＧＡを用いて設計された。図１０のＲコーダに関係す
る確率推定モデルが下に示されている。

【００８２】

【表８】

【００８３】この例においては、Ｒ2コードだけがサポ
ートされており、Ｒ2(7)コードが最長ランレングスコー
ドである。

【００８４】図１０を参照する。シフトレジスタ７０１
は８ビットバスによりメモリからコード化データを受け
取るように接続されている。シフトレジスタ７０１はコ
ード化データを１ビットずつ出力し、このビットはコン
トロール７０３とシフトレジスタ７０２に接続される。
シフトレジスタ７０２はマルチプレクサ７０４に接続さ
れている。アップ／ダウン・シフトレジスタ７０８のロ
ーディングは、論理１の入力によって行なわれる。シフ
トレジスタ７０８はアップ／ダウン・シフトレジスタ７
０９に接続され、同シフトレジスタ７０９には論理０が
入力されている。シフトレジスタ７０９の出力は、エン
コーダ７１０及びマルチプレクサ７０４に入力として接
続されている。マルチプレクサ７０４の出力はコンパレ
ータ７０６の一方の入力に接続されている。コンパレー
タ７０６のもう一方の入力は、カウンタ７０５の出力に
接続されている。カウンタ７０５はカウンタ７１１に接
続されている。カウンタ７１１はコンパレータ７１２の
一方の入力に接続されている。コンパレータ７１２のも
う一方の入力は、エンコーダ７１０の出力と接続されて
いる。コンパレータ７１２の出力はコントロール７０３
に接続されているが、コンパレータ７０６の出力も同様
である。コントロール７０３の出力は、シフトレジスタ
７０７の入力に接続されるデータとなる。このシフトレ
ジスタ７０７はデータを直列的に受けとって並列に出力
する。なお、コントロール７０３は他のブロックに接続
され、それらを制御する。

【００８５】図１０の回路は、図９に関して述べたと同
様に動作する。この実施例の場合、シフトレジスタ７０
１，７０２は図９のシフト・ブロックに対応する。アッ
プ／ダウン・シフトレジスタ７０８，７０９とエンコー
ダ７１０の組合せ、カウンタ７１１及びコンパレータ７
１２は図９中のＲコーダの確率推定モジュールを提供す
る。Ｒコーダのデコード・ブロックはマルチプレクサ７
０４によって実現されるが、ラン・カウンタはカウンタ
７０５とコンパレータ７０６を用いて実現される。

【００８６】図１０の回路構成例が図１１乃至図１３に
示されている。図１１は、図１０のＲデコーダのコント
ロール・ロジックの回路図である。図１２は確率推定モ
ジュールの回路図である。図１３は図１０のＲデコーダ
のシフタ、デコーダ及びカウンタの回路図である。回路
図に示された各回路の動作は従来からよく知られてい
る。なお、図１１乃至図１３において、図１０中の特定
のブロックと同じ要素は、括弧で括られた参照番号によ
り明示されている。括弧で括った参照番号の付されてい
ない他のブロックはすべて、従来より動作が周知のコン
トロール回路である。

【００８７】〈Ａコード〉本発明のＡコードは、ある一
つの確率に対して最適化された可変長−可変長コード
（variable length to variable length code）であ
る。換言すれば、本発明のＡコードは適応的でない。本
発明のＡコードは、別々の確率クラスの並列デコーディ
ングを行なう装置に使用できる。Ａコードの一例はＡ１
コードである。このＡ１コードを下に示す。００ → ００１ → １０１ → １１本発明のＡ１コードは、約０.７１（７１％）のＭＰＳ
確率に対し効率がよい。

【００８８】Ａコードのもう一つの例は、Ａ２コードで
ある。本発明のＡ２コードを下に示す。００００ → ００００１ → １０００００１０ → １００１００１１ → １１１１１０１０ → １０１０１１ → １１１０１１００ → １１０１０１ → １１１１０１１ → １１１００Ａコードは、様々な確率に対応するためカスケードにす
る（cascaded）ことができる。Ａコードの場合、一つの
可変長コードがビルディング・ブロックとして使用さ
れ、このビルディング・ブロックは別の確率に関するコ
ードを生成するために可変長コードと直列的にカスケー
ドにすることができる。実際には、ある確率のコードが
別のコーダに通されることにより、別の確率のコードス
トリームが生成される。例えば、上記のＡ１コードの出
力がもう一つのＡ１デコーダに入力されることにより、
一つのカスケードされたＡ１コードが得られる。同様
に、Ａ２デコーダの出力をＡ１デコーダに入力すること
ができる。

【００８９】Ａ１コーダを使用し、多段にカスケードさ
れたコードを得る構成も実現できる。ある実施例では、
装置は複数の確率クラスを並列に処理するが、それぞれ
の確率をＡコーダのチェーンの別々の部分に入力するこ
ともできる。すなわち、Ａコーダのそれぞれは前段のＡ
コーダの出力及びあるコンテキスト・ビンのためのデー
タに対応した確率クラスを受け取り、その両方が入力し
た時に別の確率のコードが生成される。

【００９０】本発明のＡコードは、ハードウエアで簡単
に実現できるコードである。複数のＡコーダをカスケー
ドにすることによって、装置を実現するために必要なハ
ードウエア量が少なくなる。

【００９１】本発明のＡコードは、小量の布線論理ある
いは小さなルックアップ・テーブルにより、高速動作で
デコードすることができる。Ａコードは外部の確率推定
モジュールの使用を可能にするので、エントロピー・コ
ーディング装置で任意のＰＥＭを使用できる。

【００９２】〈並列デコーディング装置〉非インターリーブ並列デコーディング装置本発明は、バイナリ・エントロピー・コーダのコーディ
ング速度を上げるために非インターリーブチャネルまた
は多チャネルのコーダを並列に用いる。ＩＢＭ社のＱコ
ーダやＢコーダのようなバイナリ・エントロピー・コー
ダは、デコーダとコンテキスト・モデルの間に単一の大
きなフィードバック・ループを必要とすることは前述の
とおりである。適当なコード化データの伝送方法と複数
のデコーダを用いることにより、コンテキスト・モデル
のフィードバック・ループは分離される。コンテキスト
・モデルのフィードバック・ループを分離することによ
り、コンテキスト・モデルを、デコード結果の選択に変
えることができる。

【００９３】本発明においては、コンテキスト・モデル
とコーダの機能を分離することにより、並列化の採用を
可能にする。現時点の好適実施例においては、確率推定
モジュールは、コンテキスト・モデル（Ｂコーダの場
合）またはビットストリーム・ジェネレータ（Ｑコーダ
の場合）と結合される。各ビットストリーム・ジェネレ
ータはコードデータの一つのサブセットに割り当てられ
る。各サブセットはコンテキスト・ビンまたは確率クラ
スのいずれに関連付けてもよく、そのいずれであるかは
設計次第である。換言すると、ある実施例においては、
一群のビットストリーム・ジェネレータのそれぞれは、
一つのコンテキストあるいはコンテキスト・ビンのクラ
スに対応したコード化入力データを受け取り、また、他
の実施例では、ビットストリーム・ジェネレータのそれ
ぞれは、一つの確率クラスに対応したコード化入力デー
タを受け取る。なお、コンテキスト・、ビンの個数がコ
ーダの個数より多い場合、複数のコンテキスト・ビンの
クラスを一つのビットストリーム・ジェネレータに関連
付けてもよい。

【００９４】コンテキスト・モデル及びビットストリー
ム・ジェネレータをパイプライン化することにより、デ
コーダの速度が上昇し、それら２つの動作の合計時間で
はなく、遅いほうの動作の完了に必要な時間のみによっ
て速度が制限される。ビットストリーム・ジェネレータ
はコンテキスト・モデルとは独立に動作するので、速度
を上げるため複数のビットストリーム・ジェネレータを
並列に用いることができる。

【００９５】本発明は、パイプライン技法を利用して実
施し得る。なお、本発明において、ビットストリーム・
ジェネレータの部分もパイプラインにすることができ
る。図９を再度参照する。デコード・ブロック６０２か
らラン・カウンタ６０３へデータが送られる間に入力デ
ータをＲコード・デコーダへ入力してもよい。同様に、
Ｒコード・デコーダとラン・カウンタ６０３の間にパイ
プライン技法を採用してもよい。Ｒコード・デコーダ内
部のデコード・ブロック６０２とＰＥＭ６０４の部分に
もパイプライン技法を利用してもよい。

【００９６】したがって、本発明は、コンテキスト・モ
デルと同程度の速度で（デコード結果の選択時には、簡
単なマルチプレクサ動作を行なうために必要な時間をコ
ンテキスト・モデルの時間に加えた速度で）動作可能な
装置を提供する。

【００９７】本発明においては、コード化データは多数
のビットストリーム・ジェネレータに供給される。ある
実施例では、複数のチャネルが使用される。他の実施例
では、単一の非インターリーブチャネルが使用される。
別の実施例では、単一のインターリーブチャネルが使用
される。

【００９８】多チャネル・コーダ本発明は、圧縮入力データの並列デコーディングを行な
う多チャネル・コーダを提供する。ある実施例の多チャ
ネル・コーダにおいては、各ビットストリーム・ジェネ
レータは一つのコンテキスト・ビンまたは一群のコンテ
キスト・ビンに割り当てられる。この多チャネル・コー
ダを実現するには、コンテキスト・ビン毎に独立のチャ
ネルが用意される。このように、各コンテキスト・ビン
は、ある特定のコンテキスト・ビンのビットをデコード
するための、専用のビットストリーム・ジェネレータ及
び確率推定モジュールに入力される、一つの独立したチ
ャネルを持つ。他の実施例は、確率クラス（Ｐクラス）
毎に一つの独立したチャネルを持つ。図１４は、本発明
による並列確率クラス用多チャネル・コーダ装置の一実
施例のブロック図である。

【００９９】図１４において、オリジナルデータはエン
コーダ１１０１に入力される。ある実施例では、エンコ
ーダ１１０１はデータを受け取り、コード化データファ
イルにエンコードする。データのデコーディングは、デ
コーダ１１１１によって行なわれる。デコーダ１１１１
は、ビットストリーム・ジェネレータ１１０２〜１１０
５と、統合されたＰＥＭ／ＣＭ１１０６からなる。デー
タのデコーディング時には、各確率クラス（Ｐクラス）
に関連したデータが、別々のチャネルを介して一群のビ
ットストリーム・ジェネレータに受け取られる。Ｐクラ
ス１に対応したコード化データは、チャネル１１０７に
より送られる。チャネル１１０７は、ビットストリーム
・ジェネレータ１１０２の一つの入力に接続される。Ｐ
クラス２対応のコード化データはチャネル１１０８によ
り送られる。チャネル１１０８はビットストリーム・ジ
ェネレータ１１０３の一つの入力に接続される。Ｐクラ
ス３対応のコード化データはチャネル１１０９により送
られる。チャネル１１０９はビットストリーム・ジェネ
レータ１１０４の一つの入力に接続される。Ｐクラス４
対応のコード化データはチャネル１１１０により送られ
る。チャネル１１１０はビットストリーム・ジェネレー
タ１１０５の一つの入力に接続される。なお、図１４に
はチャネルとビットストリーム・ジェネレータが４個し
か示されていないが、それらの実際の個数は特定のアプ
リケーションによって決まるもので、４個より増加させ
ても減少させてもかまわない。

【０１００】確率推定モジュール（ＰＥＭ）／コンテキ
スト・モデル（ＣＭ）１１０６は、ビットストリーム・
ジェネレータ１１０２〜１１０５のそれぞれの出力を受
け取るように接続され、そして、デコードデータ出力を
生成する。なお、エンコーダ１１０５は、圧縮／伸長装
置のデータパス全体を説明するために示されているにす
ぎない。デコーダ１１１１は、デコードされるデータが
予めエンコードされ記憶されている場合に、例えば、ビ
デオディスプレイ装置でグラフィック画像がメモリに格
納されている場合に、動作が可能である。

【０１０１】デコーダ１１１１が圧縮データをデコード
する時には、ＰＥＭ／ＣＭ１１０６はビットストリーム
・ジェネレータ１１０２〜１１０５のデータ出力を選択
する。ＰＥＭ／ＣＭ１１０６が、デコードビットとして
ビットストリーム・ジェネレータの一つを選択する時
に、データはすぐに間に合う。よって、ＰＥＭ／ＣＭ１
１０６は、既にデコードされた結果を選ぶにすぎない。
ＰＥＭ／ＣＭ１１０６がビットストリーム・ジェネレー
タの一つを選んでいる間、他の選択されないビットスト
リーム・ジェネレータは、それらに専用のチャネルによ
り受け取ったデータをデコーディング中である。したが
って、ＰＥＭ／ＣＭ１１０６が次の結果を選択した時
に、データは（適当な順番で）用意されている。

【０１０２】この適当な順番は、自由に設計されるの
で、ＰＥＭ／ＣＭ１１０６側で分かっている。ＰＥＭ／
ＣＭ１１０６は、この適当な順番でビンからのデータを
選択する。例えば、データが画像データであるならば、
ＰＥＭ／ＣＭ１１０６は画像順（つまりラスタースキャ
ン順）にビットストリーム・ジェネレータのそれぞれの
出力データをアクセスする。すなわち、ラスタースキャ
ンによって、ＰＥＭ／ＣＭ１１０６の使用する順番の意
味が与えられる。

【０１０３】独立したチャネル１１０７〜１１１０がビ
ットストリーム・ジェネレータ１１０２〜１１０５に新
しいデータを絶えず供給するため、ビットストリーム・
ジェネレータ１１０２〜１１０５は全く遊ぶことがない
（常に、デコードするデータがある）。

【０１０４】図１５は、コンテキスト・ビンを並列に処
理する、本発明による多チャネル・デコーダの一実施例
のブロック図を示す。図１５において、データはエンコ
ーダ１２１５に入力されてエンコードされる。エンコー
ダ１２１５は各チャネル１２０１〜１２０４に接続され
ている。各チャネル１２０１〜１２０４は、コンテキス
ト・ビン１〜４に対応したコード化データをそれぞれ伝
達するもので、ビットストリーム・ジェネレータ１２０
５〜１２０８の入力にそれぞれ接続されている。ビット
ストリーム・ジェネレータ１２０５〜１２０８の出力
は、確率推定モジュール（ＰＥＭ）１２０９〜１２１２
の入力にそれぞれ接続されている。ＰＥＭ１２０９〜１
２１２のそれぞれより出力されるデコードデータはコン
テキスト・モデル１２１３に接続され、コンテキスト・
モデル１２１３はＰＥＭ１２０９〜１２１２全ての出力
を順序付ける。なお、図１５はデータフロー図にすぎな
い。本発明を難解にしないために、動作に必要な他の信
号は示されていない。これらの信号とその働きは、当業
者には明白であろう。

【０１０５】デコーダ１２１４の動作は、ＰＥＭ１２０
９〜１２１２を別にすれば、図１４に示したデコーダ１
１１１と同様である。デコーダ１２１４においては、Ｐ
ＥＭ１２０９〜１２１２のそれぞれが別々のビットスト
リーム・ジェネレータの専用とされる。例えば、ＰＥＭ
１２０９は、ビットストリーム・ジェネレータ１２０５
との関連でのみ動作する。この場合、確率推定モジュー
ルは、コンテキスト・モデル１２０３からのデータ・リ
クエスト信号に応答して、デコード済みデータビットを
コンテキスト・モデル１２１３へ送る。コンテキスト・
モデル１２１３は随時動作する。コンテキスト・モデル
１２１３があるコンテキストのデータを要求している
間、他のコンテキスト・ビンに関するデータのデコード
中であるので、データは並列処理される。したがって、
すべてのビンが専用のチャネル、ビットストリーム・ジ
ェネレータ及び確率推定モジュールを持つ多チャネル構
成において、並列化を利用できる。

【０１０６】データを並列にデコードする多チャネル・
コーダは、大きなバンド幅が必要となるため高コストで
ある。このバンド幅は、一つのビンだけが使用される場
合には無駄になる。

【０１０７】非インターリーブチャネル・コーダ本発明は、単一のチャネルを使用して、各コンテキスト
・ビン（またはクラス）に対応したコード化データを複
数のビットストリーム・ジェネレータに供給する装置を
提供する。この単一チャネル構成を実現するために、非
インターリーブチャネルが使用される。このように、本
発明において、非インターリーブチャネルめコーダが使
用されるならば、チャネルを１つだけ使用して、ビット
ストリーム・ジェネレータをコンテキスト・ビン（また
はクラス）から独立させることができる。

【０１０８】図１６は、確率クラスを並列に処理するた
めの、本発明による非インターリーブチャネル・コーダ
の一実施例を示す。図１６において、エンコーダ１３０
０はオリジナルデータを受け取ってエンコードする。デ
コーダ１３０１は、コード化データを受け取ってオリジ
ナルデータを再現する。デコーダ１３０１は、メモリ・
メモリコントロール１３０３、ビットストリーム・ジェ
ネレータ１３０４〜１３０７、及び確率推定モジュール
（ＰＥＭ）／コンテキスト・モデル（ＣＭ）１３０８か
らなる。メモリ・メモリコントロール１３０３は、コー
ド化データストリームを受け取り、各確率クラス（Ｐク
ラス）のデータを出力するように接続されている。ビッ
トストリーム・ジェネレータ１３０４〜１３０７は、メ
モリの単一ポートより個々の確率クラスのためのコード
化データを受け取るように接続されている。ビットスト
リーム・ジェネレータ１３０４〜１３０７それぞれの出
力は、ＰＥＭ／ＣＭ１３０８に接続される。

【０１０９】ビットストリーム・ジェネレータ１３０４
〜１３０７とＰＥＭ／ＣＭ１３０８は、図１４のビット
ストリーム・ジェネレータ及びＰＥＭ／ＣＭと同様に動
作する。しかしながら、デコーダ１３０１は、様々なＰ
クラスのコードストリームを結合する単一のチャネルよ
り、コード化データを受け取る。

【０１１０】現時点の好適実施例では、単一チャネルに
より伝送されるコード化データは、各Ｐクラスのデータ
に対するポインタのリスト（並列にコンテキスト・ビン
を処理する場合は各コンテキスト・ビンのデータに対す
るポインタのリスト）を含み、その後に各ビンのデータ
が続く。コード化データは全て、メモリ・メモリコント
ロール１３０３に受け取られて記憶される。現時点の好
適実施例では、コード化データは順次に記憶される。こ
のメモリコントロール・ユニットは、ポインタを利用し
て適当なＰクラスのデータを対応のビットストリーム・
ジェネレータに供給する。

【０１１１】ＰＥＭ／ＣＭ１３０８は、ビットストリー
ム・ジェネレータ１３０４〜１３０７の一つにデコード
・データを要求する。ビットストリーム・ジェネレータ
１３０４〜１３０７はそれぞれ、ＰＥＭ／ＣＭ１３０８
に要求されることになる次の符号語を持っていないない
時に、メモリコントロール１３０３に符号語を要求す
る。これらの動作の両方が同一速度で起こるならば、メ
モリ１３０３に対する要求は一度に一つしか起こりえな
い。しかし、ＰＥＭ／ＣＭ１３０３のほうが高速に動作
すると、１メモリアクセス時間内にメモリ１３０３に対
し複数の要求が発生することがある。どのビットストリ
ーム・ジェネレータにメモリを使用する資格を与えるか
決定するために、調停方式を使用してもよい。なお、こ
の装置において、ＰＥＭ／ＣＭ１３０８は、メモリ・メ
モリコントロール１３０３に対して、その動作を指示し
ない−ビットストリーム・ジェネレータは必要な時にメ
モリアクセスを要求する。

【０１１２】図１７は、コンテキスト・ビンを並列処理
するための非インターリーブ単一チャネル・デコーダ１
４１１の一実施例のブロック図を示す。図１７に示す装
置は、データを受け取ってコード化データを送出するエ
ンコーダ１４１２と、チャネルよりコード化データを受
け取るデコーダ１４１１からなる。デコーダ１４１１
は、メモリ・メモリコントロール１４０１、ビットスト
リーム・ジェネレータ１４０２〜１４０５、確率推定モ
ジュール１４０６〜１４０９、コンテキスト・モデル１
４１０から構成されている。ビットストリーム・ジェネ
レータ１４０２〜１４０２、確率推定モジュール１４０
６〜１４０９及びコンテキスト・モデル１４１０の接続
及び動作は、図１５に関連して述べたビットストリーム
・ジェネレータ、確率推定モジュール及びコンテキスト
・モデルと同様である。メモリ・メモリコントロール１
４０１は、図１６に関連して述べたメモリ・メモリコン
トロールと同じように、ビットストリーム・ジェネレー
タ１４０２〜１４０５及びコード化入力データと接続さ
れ、動作する。繰り返しになるが、各コンテキスト・ビ
ンは専用のチャネル、ビットストリーム・ジェネレータ
及び確率推定モジュールを持つ。

【０１１３】図１８は、全てのビンのデータを含む連結
（concatinated）コードストリームの一例を示してい
る。この単一チャネル用連結コードストリームは、ヘッ
ダと、各コンテキスト・ビンのコード化データからな
る。ヘッダは、コードストリーム中の各コンテキスト・
ビンのコード化データの始まりを指すポインタからな
る。例えば、このコードストリーム中のコード化データ
１５０１は、コンテキスト・ビン１のコード化データに
対するポインタに相当する。このコードストリーム中の
コード化データ１５０２は、コンテキスト・ビン２のデ
ータに対するポインタに相当する。このコードストリー
ム中のデータ１５０３は、コンテキスト・ビン３のコー
ド化データに対するポインタに相当する。現時点の好適
実施例においては、各コンテキスト・ビンのコード化デ
ータは、順にコードストリーム中に格納される。例え
ば、図１８において、コンテキスト・ビン１のコード化
データ１５０４がコードストリームのポインタ部分の後
に続く。その後にコンテキスト・ビン２のデータ１５０
５が続き、さらにコンテキスト・ビン３のコード化デー
タが続く、等々である。なお、コード化データ・セクシ
ョン（１５０４〜１５０６）それぞれのコード化データ
量は異なってもよい。

【０１１４】図１６に戻る。デコーダ１３０１が単一チ
ャネルより圧縮データをすべてメモリ１３０３に取り込
み終わると、データそれぞれのスタート位置を識別する
ことができ、データをビットストリーム・ジェネレータ
へ、それより要求された時に送ることができる。

【０１１５】本発明において、エンコーダは、デコーダ
１３０８に要求されるフォーマットでデータストリーム
を生成しなければならない。これを達成する一つの方法
は、コンピュータを使用して、各コンテキスト・ビンの
データをエンコードし、各コンテキスト・ビンのデータ
を別々のファイルに格納する方法である。別々のコンテ
キスト・ビンのコード化データのエンコードを完了する
と、各ファイルの長さが決まる。この長さ情報は、ポイ
ンタ用の適当なフォーマットに変換されてチャネルに入
力される。つぎに、エンコードされたデータの各ファイ
ルが順にチャネルに入力される。

【０１１６】非インターリーブチャネル・コーダは多数
のビットストリーム・ジェネレータを使用するので、ハ
ードウエアコストの小さなビットストリーム・ジェネレ
ータを許容するようなコードを用いるのが有利である。
ある実施例では、非インターリーブチャネル・コーダ
が、図９に示すようなＲコーダを用いて実現される。な
お、本発明の非インターリーブチャネルは、多くの他の
コードを使用して実現することも可能である。

【０１１７】コンテキスト・モデル１３０８がメモリ１
３０３のアクセス可能な速度より遅いと仮定すれば、デ
コーダ１３０１はパイプラインで動作し、データを並列
にデコードすることができる。あるビットストリーム・
ジェネレータがコード化データを取り込んでいる最中
に、コンテキスト・モデル１３０８によって、他のコー
ド化データのランレングスがデコードされ、ＬＰＳが判
定され、さらに別のデコードデータの選択が行なわれ、
これらが全て同時になされる。ある実施例では、メモリ
サイクル毎に１ビットが出力される。

【０１１８】図１９は、本発明のＲコーダを使用した非
インターリーブ単一チャネル並列デコーディング・アー
キテクチャの一実施例のブロック図を示す。図１９にお
いて、エンコーダ１６０９はデータを受け取ってエンコ
ードするように接続されている。コード化データはチャ
ネルよりデコーダ１６００に受け取られる。デコーダ１
６００はメモリ１６０１、デコーダ１６０２、アドレス
・ジェネレータ１６０３、カウンタ１６０４〜１６０
７、コンテキスト・モデル１６０８より構成されてい
る。メモリ１６０１は、チャネルよりコード化データ
を、アドレス・ジェネレータ１６０３よりアドレスを、
それぞれ受け取るように接続されている。メモリ１６０
１はコード化データを記憶し、それをデコーダ１６０２
に出力する。デコーダ１６０２はメモリ１６０１からコ
ード化データを受け取る。デコーダ１６０２はカウンタ
１６０４〜１６０７の指定された一つにカウント値を出
力する。カウンタ１６０４〜１６０７はデコーダ１６０
２の出力を受け取り、カウントデータをコンテキスト・
モデル１６０８へ出力するように接続されている。コン
テキスト・モデル１６０８は、カウンタ１６０４〜１６
０７に接続されており、デコードデータを出力する。な
お、カウンタは４個だけ示されているが、カウンタの実
際の個数は、コンテキスト・ビンの個数に応じて、それ
より多いことも少ないこともある。

【０１１９】なお、デコーダ１６００の並列動作を必要
とする部分はカウンタ部分だけである。デコーダ１６０
０の残りの部分（つまりシフタ、Ｒコード・デコーダ、
確率推定モジュール）は、全カウンタで共用でき、また
単一のメモリ１６０１をアクセスできる。

【０１２０】メモリ１６０１はデコーダ１６０２に接続
され、デコーダ１６０２にデータを供給する。メモリ１
６０１とデコーダ１６０２の間の接続線の本数は、最大
の符号語のビット数以上である。言い換えると、メモリ
幅はランレングス符号語の最大ビット数以上である。な
お、デコーダ１６０２がメモリバンド幅及び確率推定モ
ジュールと同じような速度で動作する場合には、複数の
ビットストリーム・ジェネレータは必要でない。その場
合でも、コンテキスト・モデル１６０８にデータを供給
するため、複数のカウンタ（たとえばカウンタ１６０４
〜１６０７）が利用される。

【０１２１】カウンタ１６０４〜１６０７はデコードさ
れたデータを出力する。本発明においては、カウンタ１
６０４〜１６０７は停止しないので、常にデコードデー
タがコンテキスト・モデル１６０８に与えられる。アド
レス・ジェネレータ１６０３によって生成されるメモリ
アドレスが分かっていさえすれば、デコーダ１６００全
体をパイプライン化することができる。コンテキスト・
モデル１６０８によって、あるカウンタが選択されたな
らば、そのカウント値は用済みにしてよい。コンテキス
ト・モデル１６０８は、一つのカウンタを３回続けて選
択し、そのカウンタにデコーダ１６０２を３回連続して
選択させることができる。現時点の好適実施例にあって
は、コンテキスト・モデル１６０８からの要求は１サイ
クルにつき１回だけであり、デコーディング動作は１サ
イクルに１回だけ行なわれ、メモリアクセスも１サイク
ルに１回だけ生じる。よって、本発明のコーダがカウン
ト値の予備をＦＩＦＯに保有しているならば（すなわ
ち、各カウンタが少なくとも２つのカウント値を持って
いる）、コンテキスト・モデル１６０８が休止させられ
ることは絶対にない。

【０１２２】コンテキスト・モデル１６０８の無休止を
確実にするため、本発明は、初めに、デコーダ内のそれ
ぞれのカウンタに対し、何個かのランレングス、例えば
３個のランレングスのデコーディングを行なう。こうす
ることにより、メモリアドレス・ジェネレータ１６０３
はパイプラインのためのデータの取得を開始できる。こ
の動作を完了すると、その時点までに、いくつかのラン
・カウント値が得られているので、コンテキスト・モデ
ル１６０８はカウンタ選択動作を開始する。上記の初期
カウント値を使い切る時点までに、ほかのカウント値が
デコードされている。このようにして、コンテキスト・
モデル１６０８は決して休止しない。

【０１２３】コンテキスト・モデルのリクエストは１サ
イクルに１回であるから、最終コンテキスト・アクセス
はメモリ１６０１及びデコーダ１６０２をアクセスする
ことができる。１個または２個のラッチを、カウンタの
入力のバッファリングのための小さなＦＩＦＯ（先入れ
／先出し）として利用すると、メモリアクセス及びデコ
ーディングをパイプラインにすることができるため、速
度制限がなくなる。

【０１２４】非インターリーブチャネル・デコーダで並
列化を利用すると、ビットストリーム・ジェネレータの
パイプラインステージのオーバーヘッドが減少し、装置
全体の速度制限がなくなる。これに比べ、並列カウンタ
を利用しない装置の場合、現カウント値を記憶するため
各ビンごとに１つのメモリワードが必要とにる。メモリ
速度に制限があるので、カウント値のリード−モディフ
ァイ−ライト（read-modify-write）のための時間が、
装置全体の速度にマイナスの影響を及ぼすことになる。

【０１２５】装置全体の速度は、コンテキスト・モデル
及び／またはコード化データ格納のためのメモリアクセ
ス時間によって制限される。並列化を十二分に利用して
装置速度を上げるためには、少なくともコンテキスト・
モデル、それに多分、デコーダ全体も、並列に動作させ
なければならない。しかし、ここで述べたビットストリ
ーム・ジェネレータの並列化によって、現在の技術水準
より高速のコーダを実現可能である。

【０１２６】インターリーブ並列デコーディング装置本発明はまた、圧縮データを並列にデコーディングする
ためのインターリーブ・デコーディング装置も提供す
る。データはコンテキスト・ビン別、コンテキスト・ク
ラス別または確率クラス別に独立したストリームに分割
された後、前述のようにコード化される。これらのスト
リームは、デコーダに対して、確率クラス別に並列に分
配することができ（前述の多チャネル・コーダの場合と
同様）、あるいは、完全な連結ファイルとして分配する
ことができる（非インターリーブチャネル・コーダの場
合と同様）。しかし、並列デコーダは、これらのストリ
ームのデータを連続した、必然的順序で必要とすること
に注意されたい。デコーダがコード化データを必要とす
る順序は単純ではないが、でたらめではない。他の方法
と同様、デコーダではなくエンコーダで、この順序に符
号語を並べることにより、コード化データを単一のスト
リームにインターリーブすることができる。

【０１２７】なお、このインターリーブ順序付けを可変
長の符号語について行なうと、コードストリームを、正
しいビット数だけデコーダにシフトアウトする単一のシ
フタに入力しなければならない。これには、おそらく低
速のフィードバックループが必要となろう。それを避け
るために、（例えば各コンテキスト毎の）各コード化デ
ータストリームの符号語が固定長ワードにパックされ
る。しかして、各デコーダは単一のコード化データスト
リームの固定長ワード全体を受け取る。可変長符号語は
各デコーダにおいてシフトアウトされるので、デコーデ
ィングは並列に行なわれる。

【０１２８】インターリーブ並列アーキテクチャが図２
０に示されている。図２０において、このインターリー
ブ並列アーキテクチャは、データを受け取ってコード化
データを生成するエンコーダ１７１３、ＦＩＦＯ１７０
１、デコーダ１７１１及びコンテキスト・モデル１７１
０からなる。ＦＩＦＯ１７０１の入力はエンコードされ
た入力データと接続されている。ＦＩＦＯ１７０１の出
力は、デコーダ１７１１のビットストリーム・ジェネレ
ータ１７０２〜１７０５に接続されている。ビットスト
リーム・ジェネレータ１７０２〜１７０５は確率推定モ
ジュール（ＰＥＭ）１７０６〜１７０９にそれぞれ接続
されている。ＰＥＭ１７０６〜１７０９のそれぞれは、
デコードされた出力データを送出するコンテキスト・モ
デル１７１０に接続されている。コンテキスト・モデル
１７１０よりデコーダ１７１１に対して、リクエスト信
号１７１２が出力される。リクエスト信号１７１３もデ
コーダ１７１１より出力され、同信号は次のエンコード
データを要求するためにＦＩＦＯ１７０１へ接続され
る。

【０１２９】コード化データはＦＩＦＯ１７０１にバッ
ファリングされる。本発明においては、ＦＩＦＯ１７０
１のサイズは任意でよい。現時点の好適実施例では、Ｆ
ＩＦＯ１７０１はコード化ファイル全体より小さい。Ｆ
ＩＦＯ１７０１の出力は、ビットストリーム・ジェネレ
ータと確率推定マシンからなるデコーダへ送られる。Ｆ
ＩＦＯ１７０１は、リクエスト信号１７１３により、デ
ータの送出を要求される。しかし、ＦＩＦＯ１７０１
は、どのビットストリーム・ジェネレータがデータを要
求したかを予め知っているわけではない−データが要求
したビットストリーム・ジェネレータへ与えられるにす
ぎない。コンテキスト・モデル１７１０は、ＰＥＭ１７
０６〜１７０９を介して、ある既知の順番で、ビットス
トリーム・ジェネレータ１７０２〜１７０５に対してデ
コードデータを要求する。その結果、ビットストリーム
・データ１７０２〜１７０５が必然的順番でコード化デ
ータを要求する。

【０１３０】なお、ＣＭ１７１０がＦＩＦＯ１７０１の
データ供給速度より高速に動作するならば、ＦＩＦＯ１
７０１はビットストリーム・ジェネレータへのデータを
供給するために複数の（つまり並列的な）要求に適応で
きなければならない。並列的な要求を扱うためには、Ｆ
ＩＦＯ１７０１は、複数の要求を受け付けることを要請
され、かつ、要求されたデータが正しいビットストリー
ム・ジェネレータへ確実に送られるように要求元を管理
することを要請される。

【０１３１】現時点の好適実施例では、コンテキスト・
モデル１７１０はＦＩＦＯ１７０１より高速に動作す
る。ＦＩＦＯが空になると、エンコーダ全体及びコンテ
キスト・モデルは、次のデータが到着するまで停止す
る。

【０１３２】図２１は、確率クラスを並列に処理するイ
ンターリーブ並列アーキテクチャのブロック図である。
図２１において、このインターリーブ並列アーキテクチ
ャは、データを受け取ってエンコードするエンコーダ１
８０８、ＦＩＦＯ１８０１、デコーダ１８００からな
る。デコーダ１８００はビットストリーム・ジェネレー
タ１８０２〜１８０５と、確率推定モジュール（ＰＥ
Ｍ）／コンテキスト・モジュール１８０６とからなる。
ＦＩＦＯ１８０１の入力はエンコードされた入力データ
と接続される。ＦＩＦＯ１８０１の出力は、デコーダ１
８００のビットストリーム・ジェネレータ１８０２〜１
８０５に接続されている。ビットストリーム・ジェネレ
ータ１８０２〜１８０５は、デコードされた出力データ
を送出するＰＥＭ／ＣＭ１８０６に接続されている。リ
クエスト信号１８０７がデコーダ１８００より出力さ
れ、これは、次のエンコードデータを要求するためにＦ
ＩＦＯ１８０１に接続される。なお、ビットストリーム
・ジェネレータの実際の個数は増減する。

【０１３３】コード化データは、ＦＩＦＯ１８０１にバ
ッファリングされ、図２０中のＦＩＦＯ１７０１の場合
と同じように、リクエスト信号１８０７に応じてビット
ストリーム・ジェネレータ１８０２〜１８０５へ供給さ
れる。ビットストリーム・ジェネレータ１８０２〜１８
０５は、そのコード化データをデコードする。ＰＥＭ／
ＣＭ１８０６は、確率クラスに従った既知の順序で、ビ
ットストリーム・ジェネレータ１８０２〜１８０５に対
してデコードデータを要求し、その結果、ビットストリ
ーム・ジェネレータ１８０２〜１８０５は必然的順序で
データを要求する。ＰＥＭ／ＣＭ１８０６は、図１６中
のＰＥＭ／ＣＭと同じように動作をする。

【０１３４】コンテキスト・モデルの動作速度を活かす
ため、ＦＩＦＯに対立するものとして、レジスタのシリ
ーズを、ビットストリーム・ジェネレータへデータを供
給するために使用できる。そのような方式の一実施例が
図２２に示されている。図２２において、データを受け
取ってエンコードするエンコーダ１９１２が示されてい
る。コード化データはチャネル分配部（channel delive
ry）１９１１に受け取られる。ＦＩＦＯ１９０１はコー
ド化データ入力を受け取るよう接続される。ＦＩＦＯ１
９０１はコントロールロジック（図示されていない）に
より制御される。ＦＩＦＯ１９０１はコード化データを
直列接続されたレジスタ１９０２〜１９０５に供給す
る。ＦＩＦＯ１９０１より出力されたコード化データは
レジスタ１９０２の一入力に接続される。レジスタ１９
０２はレジスタ１９０３及びビットストリーム・ジェネ
レータ１９０９の両方に出力される。レジスタ１９０３
は、レジスタ１９０２より出力されたコード化データを
受け取り、それをレジスタ１９０４及びビットストリー
ム・ジェネレータ１９０８へ出力するように接続されて
いる。レジスタ１９０４はレジスタ１９０３よりコード
化データを受け取り、それをレジスタ１９０５及びビッ
トストリーム・ジェネレータ１９０７へ出力するように
接続されている。レジスタ１９０５は、コード化データ
をビットストリーム・ジェネレータ１９０６へ出力す
る。ビットストリーム・ジェネレータ１９０６〜１９０
９は、デコードデータを出力する確率推定モジュール
（ＰＥＭ）／コンテキスト・モデル（ＣＭ）１９１０に
接続されている。ビットストリーム・ジェネレータ１９
０６〜１９０９のそれぞれは、レジスタ１９０５〜１９
０２にも接続されている。すなわち、レジスタ１９０２
〜１９０５のそれぞれは、そのビットストリーム・ジェ
ネレータに対し、それからのリクエスト信号に応答して
コード化データを供給する。なお、ビットストリーム・
ジェネレータ１９０６〜１９０９及びＰＥＭ／ＣＭは図
２０中のいくつかのコンポーネントと同じように動作す
る。

【０１３５】ＦＩＦＯ１９０１は、レジスタ１９０２〜
１９０５を介してコード化データをビットストリーム・
ジェネレータ１９０６〜１９０９へ供給する。しかし、
レジスタ１９０２〜１９０５は直列に接続されているの
で、データはレジスタ１９０２からレジスタ１９０５へ
向かって順に供給される。あるレジスタ内のコード化デ
ータが使用される時に、それより下のレジスタから出力
されるコード化データが次のコード化データを与える。
コンテキスト・モデルが、ＦＩＦＯがデータを供給でき
る速度より高速にデコード・データを要求できる場合、
複数のビットストリーム・ジェネレータが同一メモリサ
イクル中にデータを要求するかもしれない。図２２に示
したレジスタ方式は、コード化データに対する複数の要
求に同時に応じることができる。例えば、レジスタ１９
０４及びレジスタ１９０５のデータが使用済みになった
時に、レジスタ１９０３及びレジスタ１９０２のコード
化データが（要求された時に）上側にシフトされ、次に
ビットストリーム・ジェネレータ１９０６，１９０７に
よりデコードされるべきコード化データとなる。また、
新しいデータがＦＩＦＯ１９０１よりレジスタ１９０
３，１９０２に取り込まれる。

【０１３６】なお、そのような構成下では、コード化デ
ータが正しいビットストリーム・ジェネレータに関係付
けられたレジスタへシフトインされる必然的な順序が存
在する。したがって、コード化データが使用される順序
に並べられることによって、つぎのデータに対する各要
求の後にレジスタ１９０２〜１９０５すべてにコード化
データが入っている。この種の構成によって、Ｎサイク
ル毎に同時にＮ個のアクセスを発生させることができ
る。例えば、２個のビットストリーム・ジェネレータは
２サイクル毎に同時にアクセスすることができ、４個の
ビットストリーム・ジェネレータは４サイクル毎に同時
にアクセスすることができる。

【０１３７】このようなインターリーブ装置に関して付
追加される制御は、どのビットストリーム・ジェネレー
タが次のコード化データを要求したかを判断し、各メモ
リ（すなわちＦＩＦＯ）サイクル後にレジスタ１９０２
〜１９０５のそれぞれにデータが入っているように、シ
フトする量を判断し、かつシフトを止める位置を判断す
る制御である。なお、レジスタ１９０２〜１９０５のそ
れぞれをＦＩＦＯにすることも可能であるが、この場合
には付加的な制御回路が必要になろう。

【０１３８】〈インターリーブ装置用エンコーディン
グ〉エンコーダとデコーダの主要な違いは、エンコーダ
は、一つのランのデータをカウントしている間、そのラ
ンの終わりまで、コードの送出を待たなければならない
ことである。デコーダは、ランの初めに符号語を必要と
し、その後にデコードと有効ビットの送出が可能にな
る。このようなデコーダの要求とエンコーダの能力との
間のずれは、コンテキスト・ビンが１個ならば問題には
ならない。コンテキスト・ビンが複数個の場合、データ
ストリームは多数のコンテキスト・ビンのデータストリ
ームに分割される。ストリーム毎にデータのエンコーデ
ィング速度が異なる。これが単一のストリームへと結合
された時には、上記のずれをエンコーダで幾分は修正し
なければならない。例えば、コンテキスト・ビンが１個
のエンコーダが非常に長いランの始まりの１ビットに出
会ったとすると、このランの最終的に生成する符号語
は、デコーダが次に必要とするコードである。しかし、
当該コンテキスト・ビンの当該ランが終わる前に、他の
コンテキスト・ビンのコーダによって多数の他の符号語
が生成されるかもしれない。これらの他の符号語を、最
初のコンテキスト・ビンのランが終わってコーダが符号
語を送出するまで、記憶しておかなければならない。

【０１３９】他のコーダにより生成される符号語を記憶
するために必要なメモリ量が分からないという問題が持
ち上がる。したがって、装置はメモリによって制約を受
ける。非リアルタイムのソフトウエアにより実現する場
合、コンピュータのメモリは通常大きいので、問題にな
ることは少ない。図２３では、このメモリ記憶はビット
パッキング（bit packing）と結合されたバッファとし
て示されている。なお、これはバッファを１個だけ用い
て、あるいは他のメモリ構成を用いて、実現することが
できる。

【０１４０】前述したように、各コンテキスト・ビンの
可変長符号語は一定のワードサイズにパックされる。そ
うでないと、デコーダは符号語長を調べるためにフィー
ドバックループを持たざるを得ず、これは並列アーキテ
クチャの目的にそぐわない。もう一つの問題は、正しい
順番を決定するための状態マシンを作ることである。デ
ータをデコードすべき順番の決定は複雑で、様々な方法
が存在する。この順番を決めるための一つの方法は、デ
コーダのコピー（”スヌーパー”（snooper）デコー
ダ）をエンコーダ内に備える方法である。この”スヌー
パー”デコーダは、エンコーディング直後にデータをデ
コードする。したがって、この”スヌーパー”デコーダ
から出る符号語要求は、チャネルの他方の端にある実際
のデコーダの場合と全く同一である。

【０１４１】本発明において、エンコーダは全てのデー
タをエンコードし、コンテキスト・ビンはビット・パッ
クされる。それから、デコーダが、ある順序で符号語を
要求するが、この順序はコード化データストリームを正
しく生成するために使用される。

【０１４２】図１６には、エンコーダ・ブロックの詳細
は示されていない。エンコーダはオリジナルデータをコ
ンテキスト・ビンにアレンジして各ビンをエンコード
し、出力を適当な順序に並べる。本発明のエンコーダの
一実施例が図２３に示されている。現在、エンコーディ
ングは、非リアルタイム、シリアルストリーム、メモリ
中心のやり方で、ソフトウエアにより実行されるが、同
じブロック構成をハードウエアによる構成により説明す
ることができる。

【０１４３】図２３を参照する。エンコーダ２０００は
コンテキスト・モデル２００１、エンコード／確率推定
モジュール２００２〜２００５、ビットパック（bit pa
ck）バッファ２００６〜２００９、及び順序ブロック２
０１０から構成される。コンテキスト・モデル２００１
は、データ入力ストリームを受け取り、コンテキスト・
ビンによるデータをエンコード／確率推定モジュール２
００２〜２００５へ出力するように接続されている。エ
ンコード／確率推定モジュール２００２〜２００５のそ
れぞれは、別々のコンテキストデータストリームを受け
取ってエンコードするように接続されている。エンコー
ド／確率推定モジュール２００２〜２００５の出力は、
ビットパック・バッファ２００６〜２００９にそれぞれ
接続され、そこにエンコードデータが格納される。ビッ
トパック・バッファ２００６〜２００９の出力は順序ブ
ロック２０１０に接続され、順序ブロック２０１０は順
序付けられた圧縮コードストリームを出力する。

【０１４４】図２４は、図２３に示した順序ブロックを
実現する、本発明のスヌーパー・デコーダのブロック図
を示す。図２４において、スヌーパー・デコーダ２１０
０は、ビットパック・バッファ２１０１〜２１０３に接
続されるように示されている。ビットパック・バッファ
は３個しか示されていないが、それより多い、または少
ないビットパック・バッファを使用してもよい。ビット
パック・バッファ２１０１〜２１０３は、エンコードデ
ータをスヌーパー・デコーダへ出力する。

【０１４５】現時点の好適実施例では、スヌーパー・デ
コーダはデコーダデータ要求調停部（arbitrator）２１
０４、デコーダ２１０５〜２１０７、コンテキスト・モ
デル２１０８からなる。なお、デコーダは３個だけ示さ
れているが、任意個数のデコーダを用いることができ
る。ビットパック・バッファ２１０１〜２１０３の出力
はデコーダデータ要求調停部２１０４に接続される。デ
コーダ２１０５〜２１０７は、調停部２１０４にデータ
を要求するように接続されている。要求されたデータ
は、順序付けられた圧縮コードストリームとしても、調
停部２１０４より出力される。デコーダ２１０５〜２１
０７はコンテキスト・モデル２１０８に接続され、この
コンテキスト・モデル２１０８はデコーダ２１０５〜２
１０７に対して要求すべきデータを指示する。コンテキ
スト・モデル２１０８はデコードデータを出力するが、
これは使用されない。

【０１４６】コンテキスト・モデル２１０８はデコーダ
２１０５〜２１０７にデータを要求し、これによってビ
ットパック・バッファよりデータが取り込まれる。調停
部２１０４は、二重の要求を調停し、デコーダ２１０５
〜２１０７の一つにデータが送られた時に、順序付けら
れた圧縮データとしてデータを出力する。なお、スヌー
パー・デコーダ２１００は、デコーダ２１０５〜２１０
７の２つ以上で同時にデータが無くなった（コンテキス
ト・モデルより並列に出力された）時に、どのデコーダ
が最初にデータを受け取るべきか決定するために調停部
２１０４を備えている。また、コンテキスト・モデル
は、コンテキスト・ストリームをオリジナルデータのス
トリームに再統合し、そして順序を決定する。

【０１４７】ファクシミリ装置のような二重システムの
場合、デコーダはシステムの必須部分であるので、スヌ
ーパー・デコーダの機能のためにハードウエアを殆どま
たは全く追加する必要がない。

【０１４８】本発明のエンコーダの他の実施例が図２５
に示されている。図２５において、エンコーダ２２００
はコンテキスト・モデル（ＣＭ）／確率推定モジュール
（ＰＥＭ）２２０１、ビットパック・バッファ２２０２
〜２２０５、順序ジェネレータ２２０６からなる。ＣＭ
／ＰＥＭ２２０１は、データ入力ストリームを受け取
り、確率クラス（Ｐクラス）によるデータをビットパッ
ク・バッファ２２０２〜２２０５へ出力するように接続
され、ビットパック・バッファはそのエンコードデータ
を記憶する。ビットパック・バッファ２２０２〜２２０
５は、エンコードデータを記憶し、そのデータを順序ジ
ェネレータ２２０６へ、それからの要求に応答して出力
する。順序ジェネレータ２２０６は、ビットパック・バ
ッファ２２０２〜２２０６からデータを受け取り、順序
付けた圧縮コードストリームを出力するように接続され
ている。

【０１４９】〈装置の応用〉全ての圧縮装置により得ら
れる効果の一つは、データの集合のために必要な記憶容
量の削減である。非損失性バイナリコーディング装置が
現在利用されているあらゆる用途に、本発明の並列装置
を使用することができる。このような用途としては、フ
ァクシミリ圧縮、データベース圧縮、ビットマップグラ
フィックイメージの圧縮、ＪＰＥＧやＭＰＥＧといった
画像圧縮規格における変換係数の圧縮がある。本発明
は、小量効率的なハードウエアにより実現することもソ
フトウエアにより相当高速に実現することも可能であ
り、高速性を必要としない用途においても本発明は効果
的である。

【０１５０】本発明の真の効果は、従来技術を超えて、
特にデコーディングの場合に非常に高速な動作が可能で
あることである。したがって、本発明は、高速コンピュ
ータネットワーク、衛星放送チャネル、地上放送チャネ
ルといった広域高速チャネルを十二分に活用することが
できる。図２６は、そのようなシステムを示しており、
放送データまたは高速コンピュータネットワークのデー
タがデコーディング装置２３０１に与えられ、このデコ
ーディング装置はそのデータを並列にデコードして出力
データを送出する。現在のハードウエアによるエントロ
ピー・コーダ（例えばＱコーダ）では、これらのシステ
ムのスループットを低下させてしまう。これらシステム
は全て、高バンド幅を得るために非常に高コストの設計
である。デコーダによりスループットを低下させたまま
にしておくのは非生産的である。本発明の並列装置は、
これらの高バンド幅に対応できるが、実はそれだけでは
なく、データを圧縮した形で伝送できるので実効バンド
幅を増加させる。

【０１５１】本発明の並列装置は、ＩＳＤＮ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ＳＣＳＩのような中速度チャネルから、より高い
実効バンド幅を得るためにも利用できる。このようなバ
ンド幅マッチングシステムが図２７に示されている。Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ、イーサネット（Ethernet）、小型コンピュ
ータ標準インターフェイス（ＳＣＳＩ）、その他同様の
ソースからのデータはデコーディング装置２４０１に接
続され、デコーディング装置２４０１はそのデータを受
け取ってデコードし出力する。これらのチャネルは、現
在のある種のコーダより高速である。これらのチャネル
は、それ自体のバンド幅より高いバンド幅を必要とする
データソースのサービスのために使用されることも多
い。例えば、リアルタイム・ビデオシステムやコンピュ
ータベースのマルチメディアシステムである。本発明の
装置は、バンド幅マッチングの役割を果たすことができ
る。

【０１５２】本発明の装置は、最新の高品位テレビジョ
ン（ＨＤＴＶ）やＭＰＥＧビデオ規格のようなリアルタ
イム・ビデオシステムのエントロピー・コーダ部に最適
である。かかるシステムが図２８に示されている。図２
８において、このリアルタイム・ビデオシステムは、デ
コーディング装置２５０１が圧縮画像データに接続され
る。デコーディング装置２５０１は、そのデータをデコ
ードして損失性デコーダ２５０２へ出力する。損失性デ
コーダ２５０２は、例えばＨＤＴＶまたはＭＰＥＧデコ
ーダの変換、色変換及びサブサンプリングの部分であ
る。モニタ２５０３はテレビジョンまたはビデオモニタ
である。

【０１５３】

【発明の効果】以上の詳細な説明から明らかなように、
本発明によれば、並列処理によって極めて高速のデコー
ディングが可能になる。複数のコンテキスト・ビンの並
列処理によって高速にデコーディングを行なう方法及び
装置を実現できる。複数の確率クラスの並列処理によつ
て高速にデコーディングを行なう方法及び装置を実現で
きる。集積回路で安価に複製可能な単純なデコーダを用
い並列処理により高速デコーディングを行なうことが可
能になる。従来のデコーディング装置の高速化のネック
の一つであった大きな低速フィードバックループを排除
することができる。単純なコードを使用し、デコーディ
ング効率を向上させ、かつ、デコーディング装置のハー
ドウエアを単純化・高速化することができる。確率推定
モジュールのハードウエアコストの削減が可能になる。
パイプライン技法を導入した高速デコーディング装置を
実現できる。並列処理による高速のエンコーディングを
行なう方法及び装置を実現できる。可変長符号語を一定
のワードサイズにパックしたコード化ストリームを生成
する、並列デコーディングの目的に好適なエンコーディ
ング装置を実現できる。スヌーパー・デコーダを備える
ことにより、デコーダ側で要求される順序に従ってコン
テキスト・ビンの符号語を並べたコード化データストリ
ームを高速に生成する、並列デコーディングの目的に好
適なエンコーディグ装置を実現できる。ファクシミリの
ような二重システムで使用するに好適なエンコーディン
グ装置を実現できる。高速コンピュータネットワーク等
での使用に最適なデコーディング装置を実現できる。リ
アルタイム・ビデオシステムのエントロピー・コーダ部
に最適なデコーディング装置を実現できる、等々の多く
の効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のバイナリエントロピー・エンコーダ及び
デコーダを示すブロック図である。

【図２】従来のデコーダのブロック図である。

【図３】本発明のデコーダのブロック図である。

【図４】コンテキスト・ビンを並列処理する本発明のデ
コーダのブロック図である。

【図５】確率クラスを並列処理する本発明のデコーダの
ブロック図である。

【図６】本発明のＲコーダのための確率推定テーブル及
びビットストリーム・ジェネレータの一例を示す図であ
る。

【図７】符号化効率対ＭＰＳ確率のグラフである。

【図８】本発明のＲコーダ伸長装置のブロック図であ
る。

【図９】本発明のＲコーダの一例のブロック図である。

【図１０】本発明における一つのＲコーダのブロック図
である。

【図１１】本発明のＲコーダの制御論理の回路構成の一
例を示す回路図である。

【図１２】ＲコーダのためのＰＥＭの回路構成の一例を
示す回路図である。

【図１３】Ｒコーダのシフタ、デコーダ及びカウンタの
回路構成の一例を示す回路図である。

【図１４】非インターリーブ・多チャネル並列アーキテ
クチャを示すブロック図である。

【図１５】非インターリーブ・多チャネル並列デコーデ
ィング・アーキテクチャを示すブロック図である。

【図１６】は非インターリーブ・単一チャネル並列アー
キテクチャを示すブロック図である。

【図１７】非インターリーブ・単一チャネル並列デコー
ディング・アーキテクチャを示すブロック図である。

【図１８】本発明において使用される連結コードストリ
ームの一例を示す図である。

【図１９】Ｒコーダを使用する非インターリーブ・単一
チャネル並列デコーディング・アーキテクチャを示すブ
ロック図である。

【図２０】本発明によるコンテキスト・ビンを処理する
インターリーブ・並列デコーディング装置の一例わ示す
ブロック図である。

【図２１】本発明による確率クラスを処理するインター
リーブ並列デコーディング装置の一例を示すブロック図
である。

【図２２】複数の要求を同時にサポートするインターリ
ーブ並列デコーディング装置のブロック図である。

【図２３】本発明の並列デコーディング装置の一例のブ
ロック図である。

【図２４】本発明のスヌーパー（snooper）デコーダの
一例のブロック図である。

【図２５】本発明の並列エンコーディング・アーキテク
チャの一例のブロック図である。

【図２６】本発明を用いた高バンド幅システムのブロッ
ク図である。

【図２７】本発明を用いたバンド幅マッチングシステム
のブロック図である。

【図２８】本発明を用いた実時間ビデオ装置のブロック
図である。

【符号の説明】

１０１，１０４コンテキスト・モデル（ＣＭ）１０２，１０５確率推定モジュール（ＰＥＭ）１０３，１０６ビットストリーム・ジェネレータ（Ｂ
Ｇ）２０１入力バッファ２０２デコーダ２０３コンテキスト・モデル２０４入力バッファ２０５デコーダ２０７デコードデータメモリ２０６コンテキスト・モデル２２１チャネル・コントロール２２２〜２２４ビットストリーム・ジェネレータ（Ｂ
Ｇ）２２５〜２２７確率推定モジュール（ＰＥＭ）２２８コンテキスト・モデル（ＣＭ）２３１チャネル・コントロール２３２〜２３４ビットストリーム・ジェネレータ（Ｂ
Ｇ）２３５確率推定モジュール（ＰＥＭ）２３６コンテキスト・モデル（ＣＭ）５０１Ｒコード・デコーダ５０２ラン・カウンタ６００Ｒコード・デコーダ６０１シフトブロック６０２デコードブロック６０３ラン・カウンタ６０４確率推定モジュール（ＰＥＭ）１１０１エンコーダ１１０２〜１１０５ビットストリーム・ジェネレータ
（ＢＧ）１１０６確率推定モジュール（ＰＥＭ）／コンテキス
ト・モデル（ＣＭ）１１０７〜１１１０チャネル１１１１デコーダ１２０１〜１２０４チャネル１２０５〜１２０８ビットストリーム・ジェネレータ
（ＢＧ）１２０９〜１２１２確率推定モジュール（ＰＥＭ）１２１３コンテキスト・モデル（ＣＭ）１２１４デコーダ１２１５エンコーダ１３００エンコーダ１３０１デコーダ１３０３メモリ・メモリコントロール１３０４〜１３０７ビットストリーム・ジェネレータ
（ＢＧ）１３０８確率推定モジュール（ＰＥＭ）／コンテキス
ト・モデル（ＣＭ）１４０１メモリ・メモリコントロール１４０２〜１４０５ビットストリーム・ジェネレータ
（ＢＧ）１４０６〜１４０９確率推定モジュール（ＰＥＭ）１４１０コンテキスト・モデル（ＣＭ）１４１１デコーダ１４１２エンコーダ１５０１〜１５０３ポインタ１５０４〜１５０６コンテキストビン・データ１６００デコーダ１６０１メモリ１６０２デコーダ／確率推定モジュール（ＰＥＭ）１６０３アドレス・ジェネレータ１６０４〜１６０７カウンタ１６０８コンテキスト・モデル（ＣＭ）１６０９エンコーダ１７０１ＦＩＦＯ１７０２〜１７０５ビットストリーム・ジェネレータ
（ＢＧ）１７０６〜１７０９確率推定モジュール（ぺ）１７１０コンテキスト・モデル（ＣＭ）１７１１デコーダ１７１３エンコーダ１８００デコーダ１８０１ＦＩＦＯ１８０２〜１８０５ビットストリーム・ジェネレータ
（ＢＧ）１８０６確率推定モジュール／コンテキスト・モデル１８０８エンコーダ１９００デコーダ１９０１ＦＩＦＯ１９０２〜１９０５レジスタ１９０６〜１９０９ビットストリーム・ジェネレータ
（ＢＧ）１９１０確率推定モジュール／コンテキスト・モデル１９１１チャネル分配部１９１２エンコーダ２０００エンコーダ２００１コンテキスト・モデル２００２〜２００５エンコードＰＥＭ２００６〜２００９ビットパック・バッファ２０１０順序ブロック２１００スヌーパー・デコーダ２１０１〜２１０３ビットパック・バッファ２１０４デコーダデータ要求調停部２１０５〜２１０７デコーダ２１０８コンテキスト・モデル２２００エンコーダ２２０１コンテキスト・モデル／確率推定モジュール２２０２〜２２０５ビットパック・バッファ２２０６順序ジェネレータ２３０１，２４０１，２５０１デコーディング装置２５０２ＨＤＴＶ／ＭＰＥＧ損失性デコーダ２５０３テレビジョン／ビデオモニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 9/00 Ｈ０４Ｎ 1/41 Ｚ 7/30 Ｈ０４Ｎ 7/133 Ｚ (72)発明者ジェイムスディアレンアメリカ合衆国カリフォルニア州 94025 メンローパークサンドヒルロード 2882 リコーコーポレーション内 (72)発明者マーティンピィボーリックアメリカ合衆国カリフォルニア州 94025 メンローパークサンドヒルロード 2882 リコーコーポレーション内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の符号語からなるデータストリーム
を伸長するための装置であって、該データストリームの該複数の符号語を受け取るための
チャネル手段；及び該データストリームの各符号語をデ
コードするための、該チャネル手段に接続されたデコー
ディング手段を具備し、該デコーディング手段において、該データストリーム中
の該符号語の少なくとも２つが同時にデコードされるこ
とによって、該データストリームは並列にデコードされ
るデータ伸長装置。
【請求項２】請求項１のデータ伸長装置において、該
デコーディング手段がコンテキスト・ビンを並列処理す
るための手段を含むことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項３】請求項１記載のデータ伸長装置におい
て、該デコーディング手段が確率クラスを並列処理する
ための手段を含む、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項４】請求項１記載のデータ伸長装置におい
て、該チャネル手段が少なくとも２つのデータストリー
ムを並列に提供する、ことを特徴とするデータ伸長装
置。
【請求項５】請求項１記載のデータ伸長装置におい
て、該チャネル手段が複数のチャネルからなる、ことを
特徴とするデータ伸長装置。
【請求項６】請求項４記載のデータ伸長装置におい
て、該チャネル手段が単一の非インターリーブチャネル
からなる、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項７】請求項４記載のデータ伸長装置におい
て、該チャネル手段が単一のインターリーブチャネルか
らなる、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項８】請求項１記載のデータ伸長装置におい
て、該データストリームの符号語が画像データからな
り、該デコーディング手段が画像データを並列にデコー
ドする、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項９】データストリームを受け取って該データ
ストリームを複数の符号語にエンコードするためのエン
コーディング手段をさらに具備する、ことを特徴とする
請求項１記載のデータ伸長装置。
【請求項１０】複数の符号語からなるデータストリー
ムを伸長するための装置であって、該データストリームの複数の符号語を受け取るためのチ
ャネル手段、該データストリーム中の各符号語をデコードするため
の、該チャネル手段に接続されたデコーディング手段を
具備し、該デコーディング手段において該データストリ
ーム中の少なくとも２つの符号語が同時にデコードされ
ることにより該少なくとも２つの符号語よりデコードさ
れたデータのビットが並列に出力され；かつ該デコード
されたデータを記憶するための、該デコーディング手段
に接続されたデータ記憶手段、及び該データ記憶手段よ
りデコードされたデータを、それがその元の順序で出力
されるように選択する、該データ記憶手段に接続された
モデリング手段を具備するデータ伸長装置。
【請求項１１】請求項１０記載のデータ伸長装置にお
いて、該デコーディング手段が複数のデコーダからな
る、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項１２】請求項１１記載のデータ伸長装置にお
いて、該複数のデコーダのそれぞれが、少なくとも１つ
のコンテキスト・ビンに対応したデータをデコードする
ことにより、コンテキスト・ビンに従って符号語が並列
に処理される、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項１３】請求項１２記載のデータ伸長装置にお
いて、該複数のデコーダの少なくとも１つが、あるクラ
スのコンテキスト・ビンに対応したデータをデコードす
る、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項１４】請求項１１記載のデータ伸長装置にお
いて、該複数のデコーダのそれぞれが、少なくとも１つ
の確率クラスに対応したデータをデコードすることによ
り、確率クラスに従って符号語が並列にデコードされ
る、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項１５】複数の符号語からなるデータストリー
ムを伸長するための装置であって、該データストリームの複数の符号語を受け取るためもの
であって、該データストリームを複数の並列データスト
リームとして提供する手段を含む、チャネル制御手段、該複数の並列データストリームの一つにそれぞれ接続さ
れた複数のビットストリーム・ジェネレータを具備し、
該複数のビットストリーム・ジェネレータのそれぞれは
該複数の並列データストリームの符号語のそれぞれをデ
コードし、該複数のビットストリーム・ジェネレータの
少なくとも２つが符号語を同時にデコードすることによ
り、データストリームが並列にデコードされてデコード
データが生成され、かつ該ビットストリーム・ジェネレ
ータからのデコードデータを選択して、それをある必然
的順序で出力するための、該複数のビットストリーム・
ジェネレータに接続されたモデリング手段を具備するデ
ータ伸長装置。
【請求項１６】それぞれが該モデリング手段及び該複
数のビットストリーム・ジェネレータの一つに接続され
た、該複数のビットストリーム・ジェネレータに対して
確率推定値を提供するための複数の確率推定手段をさら
に具備し、該複数のビットストリーム・ジェネレータのそれぞれは
少なくとも１つのコンテキスト・ビンに関係付けられる
ことにより、異なったコンテキスト・ビンの符号語が該
複数の確率推定手段より受け取られた確率推定値に従っ
て並列にデコードされ、該モデリング手段は該複数の確
率推定手段のそれぞれを該必然的順序で選択して該複数
のビットストリーム・ジェネレータからのデコードデー
タを出力する、ことを特徴とする請求項１５記載のデー
タ伸長装置。
【請求項１７】該モデリング手段及び該複数のビット
ストリーム・ジェネレータのそれぞれに接続された、該
複数のビットストリーム・ジェネレータに対して確率推
定値を提供するための確率推定手段をさらに具備し、該複数のビットストリーム・ジェネレータのそれぞれは
少なくとも１つの確率クラスに関係付けられることによ
り、異なった確率クラスの符号語が該確率推定手段より
受け取られた確率推定値に従って並列にデコードされ、
該モデリング手段は該確率推定手段に対し該必然的順序
でコンテキストを提供して該複数のビットストリーム・
ジェネレータからのデータを選択することにより、該確
率推定手段は該複数のビットストリーム・ジェネレータ
からのデコードデータを選択する、ことを特徴とする請
求項１５記載のデータ伸長装置。
【請求項１８】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該チャネル制御手段が、該データストリームを記憶するためのメモリ手段、及び
少なくとも１つのコンテキスト・ビンに対応したデータ
ストリームを該複数のビットストリーム・ジェネレータ
のそれぞれに対して提供する、該メモリ手段及び該複数
のビットストリーム・ジェネレータに接続された少なく
とも１つのチャネルを具備する、ことを特徴とするデー
タ伸長装置。
【請求項１９】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該チャネル制御手段が、該データストリームを記憶するためのメモリ手段、及び
少なくとも１つの確率クラスに対応したデータストリー
ムを該複数のビットストリーム・ジェネレータのそれぞ
れに対して提供する、該メモリ手段及び該複数のビット
ストリーム・ジェネレータに接続された少なくとも１つ
のチャネルを具備する、ことを特徴とするデータ伸長装
置。
【請求項２０】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該チャネル制御手段が、該データストリームを受け取るためのメモリ手段、それぞれが該複数のビットストリーム・ジェネレータの
１つに接続され、該接続されたビットストリーム・ジェ
ネレータに対してデータを運ぶ、複数のチャネル、及び
該メモリ手段からのデータストリーム中のデータを該複
数のチャネルへ送るための手段を具備する、ことを特徴
とするデータ伸長装置。
【請求項２１】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該データストリームが連結されたコードストリー
ムからなり、該チャネル制御手段が該連結されたコード
ストリームの適当な部分を該複数のビットストリーム・
ジェネレータ中の適当な１つへ送るための手段を含む、
ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項２２】請求項２１記載のデータ伸長装置にお
いて、該連結されたコードストリームが各コンテキスト
・ビンのデータ、及び、当該各コンテキスト・ビンのデ
ータの位置を示すための複数のポインタからなる、こと
を特徴とするデータ伸長装置。
【請求項２３】請求項２１記載のデータ伸長装置にお
いて、該連結されたコードストリームが各確率クラスの
ためのデータ、及び、当該各確率クラスのためのデータ
の位置を示すための複数のポインタからなる、ことを特
徴とするデータ伸長装置。
【請求項２４】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該チャネル制御手段が該データストリーム中の符
号語を適当なビットストリーム・ジェネレータへ送るた
めの手段を含む、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項２５】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該チャネル制御手段がＦＩＦＯを含む、ことを特
徴とするデータ伸長装置。
【請求項２６】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該チャネル制御手段が、該データストリームを受け取って、該データストリーム
を予め決められた順序で出力するためのメモリ手段、及
び該メモリ手段より出力されるデータに直列的に接続さ
れた複数のレジスタ手段を具備し、該複数のレジスタ手段がそれぞれ、該複数のビットスト
リーム・ジェネレータの一つに接続されて該複数のビッ
トストリーム・ジェネレータの関連した一つに対し該デ
ータストリームの少なくとも１つの符号語を供給し、符
号語が少なくとも２つのビットストリーム・ジェネレー
タにより使用される時に、複数のデータ要求をすること
が可能でかつ該複数のレジスタ手段の間でデータがシフ
トされ、各アクセス後に該レジスタ手段全部にデータが
保持されるように、該データストリームが順序付けられ
る、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項２７】請求項２６記載のデータ伸長装置にお
いて、該メモリ手段がＦＩＦＯからなる、ことを特徴と
するデータ伸長装置。
【請求項２８】請求項２６記載のデータ伸長装置にお
いて、該レジスタ手段のそれぞれがＦＩＦＯからなる、
ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項２９】該複数のビットストリーム・ジェネレ
ータの少なくとも２つが同時にメモリ手段に対しデータ
を要求した時に該メモリ手段に対するアクセスを調停す
るための、該複数のビットストリーム・ジェネレータに
接続された調停手段をさらに具備する、ことを特徴とす
る請求項１５記載のデータ伸長装置。
【請求項３０】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該複数のビットストリーム・ジェネレータがＲx
(k)コードを使用する（ただしｘ及びｋは整数）、こと
を特徴とするデータ伸長装置。
【請求項３１】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該複数のビットストリーム・ジェネレータがＲ2
(k)コード及びＲn(k)コードを使用する（ただしｎは整
数）、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項３２】請求項３１記載のデータ伸長装置にお
いて、ｎ＝３であり、該複数のビットストリーム・ジェ
ネレータがＲ2(k)コードとＲ3(k)コードを使用する、こ
とを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項３３】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該複数のビットストリーム・ジェネレータが可変
長−可変長コードを使用する、ことを特徴とするデータ
伸長装置。
【請求項３４】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該複数のビットストリーム・ジェネレータがカス
ケードされたコードを用いて確率クラスを並列にデコー
ドする、ことを特徴とするデータ伸長装置。
【請求項３５】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該コードの少なくとも１つが、該確率クラスのあ
る１つに関し、下に示すように入力データがデコードさ
れるコードからなる、ことを特徴とするデータ伸長装
置。
【請求項３６】請求項１５記載のデータ伸長装置にお
いて、該複数のビットストリーム・ジェネレータのそれ
ぞれがバイナリ算術コーダを使用する、ことを特徴する
データ伸長装置。
【請求項３７】複数の符号語からなるデータストリー
ムを伸長するための方法であって、該データストリームより複数のデータストリームを供給
するステップ、及び複数のビットストリーム・ジェネレ
ータを使用し、該複数のデータストリーム中のデータに
応じてデコード結果を生成するステップを有し、ここに
おいて該デコード結果の少なくとも２つは同時に生成さ
れることによってデコード結果は並列に生成され、かつ
デコード結果を選択して伸長データを必然的なデータ順
序に従って出力するステップを有し、該データストリー
ムが並列にデコードされるデータ伸長方法。
【請求項３８】請求項３７記載のデータ伸長方法にお
いて、複数のデータストリームを供給するステップが、
それぞれがある特定のコンテキスト・ビンに対応した複
数のデータストリームを供給する、ことを特徴とするデ
ータ伸長方法。
【請求項３９】請求項３７記載のデータ伸長方法にお
いて、複数のデータストリームを供給するステップが、
それぞれがある特定の確率クラスに対応した複数のデー
タストリームを生成する、ことを特徴とするデータ伸長
方法。
【請求項４０】請求項３７記載のデータ伸長方法にお
いて、デコード結果を選択するステップが、デコードさ
れたデータを並列に出力するステップを含む、ことを特
徴とするデータ伸長方法。
【請求項４１】複数の符号語からなるデータストリー
ムを伸長するための方法であって、複数のデータストリームを提供するステップを有し、こ
こにおいて複数のチャネルのそれぞれがある特定のコン
テキスト・ビンに対応したデータを供給し；複数のビッ
トストリーム・ジェネレータを使用し、該複数のデータ
ストリーム中のデータに応答してデコード結果を生成す
るステップを有し、ここにおいて、該複数のビットスト
リーム・ジェネレータのそれぞれが、ある決まったコン
テキスト・ビンのためのデコード結果を与え、かつ、該
複数のビットストリーム・ジェネレータの少なくとも２
つが同時にデコード結果を生成し、該複数のビットストリーム・ジェネレータに対し、それ
ぞれのデータストリームのデコーディングのためのコー
ドを指定するステップを有し、かつ複数の確率推定手段
を選択し、選択した確率推定手段に関係付けられたビッ
トストリーム・ジェネレータにより生成されたデコード
結果を受け取り伸長データを生成するステップを有し、
該データストリームが並列にデコードされるデータ伸長
方法。
【請求項４２】複数の符号語からなるデータストリー
ムを伸長する方法であって、複数のデータストリームを提供するステップを有し、こ
こにおいて複数のチャネルのそれぞれがある特定の確率
クラスに対応したデータを供給し、複数のビットストリーム・ジェネレータを使用し、該複
数のデータストリーム中のデータに応じてデコード結果
を生成するステップを有し、ここにおいて、該複数のビ
ットストリーム・ジェネレータのそれぞれが、ある決ま
った確率クラスのためのデコード結果を与え、かつ、該
複数のビットストリーム・ジェネレータの少なくとも２
つが同時にデコード結果を生成し、該複数のビットストリーム・ジェネレータに対し、それ
ぞれのデータストリームのデコーディングのためのコー
ドを指定するステップを有し、かつ複数の確率推定手段
を選択し、選択した確率推定手段に関係付けられたビッ
トストリームにより生成されたデコード結果を受け取っ
て伸長データを生成するステップを有し、該データスト
リームが並列にデコードされるデータ伸長方法。
【請求項４３】複数のビットからなるコード化された
データストリームをデコードするための装置であって、該データストリームの複数のビットを受け取るためのチ
ャネル手段、該チャネル手段に接続されており、少なくともデコード
されたデータビットの２つのストリームが生成されるよ
うに、該複数のビットをデコードするデコーディング手
段、及び該デコーディング手段よりデコードされたデー
タビットを受け取るように接続されており、該デコーデ
ィング手段からのデコードされたデータビットを選択す
ることにより、その出力を複数のデコードされたデータ
ビットストリームより選択するモデリング手段、を具備
するデコーディング装置。
【請求項４４】請求項４３記載のデコーディング装置
において、該少なくとも２つのストリームの各ストリー
ムが、少なくとも１つのコンテキスト・ビンに対応す
る、ことを特徴とするデコーディング装置。
【請求項４５】請求項４３記載のデコーディング装置
において、該少なくとも２つのストリームの各ストリー
ムが、少なくとも１つの確率クラスに対応する、ことを
特徴とするデコーディング装置。
【請求項４６】複数のビットからなるコード化データ
ストリームをデコードする方法であって、該データストリームの複数のビットを受け取るステッ
プ；該複数のビットをデコードすることにより、少なく
とも２つのデコードされたデータビットのストリームが
生成されるステップ、及び該少なくとも２つのストリー
ムよりデコードされたデータビットを選択することによ
り、複数のデコードされたデータビットのストリームよ
りデコードされたデータビットが出力されるステップ、
を有するデコーディング方法。
【請求項４７】複数のビットからなるコード化データ
ストリームをデコードする装置であって、該コード化データストリームを受け取って記憶するメモ
リ手段、該メモリ手段に接続されており、該メモリ手段よりコー
ド化データを受け取ってデコードするデコーディング手
段、該デコーディング手段よりデコードされたデータを受け
取るように接続され、デコード結果を生成するものであ
って、その中の少なくとも２つが同時に利用可能なデコ
ード結果を持つ、複数のカウンタ手段、及び該複数のカ
ウンタ手段により生成されたデコード結果を受け取るよ
うに接続され、該複数のカウンタ手段を選択して、伸長
データを生成するためのデコード結果を取得するモデリ
ング手段、を具備するデコーディング装置。
【請求項４８】請求項４７記載のデコーディング装置
において、該デコーディング手段がコード化データを受
け取りながら同時にデコードされたデータを該複数のカ
ウンタ手段へ出力することにより、パイプライン方式で
動作することを特徴とするデコーディング装置。
【請求項４９】複数のビットからなるコード化データ
ストリームをデコードするための装置であって、該コード化データストリームを受け取って記憶するメモ
リ手段、該メモリ手段に接続され、該メモリ手段よりコード化デ
ータを受け取ってデコードするものであって、ランレン
グスを判定し、かつ、ランの終わりに最低確率のシンボ
ルがあるか判定する、デコーディング手段、該デコーディング手段より該ランレングス及び最低確率
シンボルの判定結果を受け取るように接続され、デコー
ド結果を生成するものであって、その中の少なくとも２
つが同時に利用可能なデコード結果を持つ、複数のカウ
ンタ手段、及び該複数のカウンタ手段により生成された
デコード結果を受け取るように接続され、該複数のカウ
ンタ手段を選択して、伸長データを生成するためのデコ
ード結果を取得するモデリング手段、を具備するデコー
ディング装置。
【請求項５０】複数の符号語からなるデータストリー
ムを伸長するリアルタイムビデオ装置であって、該データストリームを受け取るように接続され、該デー
タストリーム中の各符号語をデコードするものであっ
て、該データストリーム中の符号語の少なくとも２つを
同時にデコードすることにより該データストリームを並
列にデコードする、第１デコーダ手段、該デコードされたデータストリームをさらにデコードし
て表示のためのデコードされたデータストリームを作る
第２デコーダ手段、及び該デコードされたデータを表示
するディスプレイ手段、を具備するリアルタイムビデオ
装置。
【請求項５１】請求項５０記載のリアルタイムビデオ
装置において、該ディスプレイ手段がテレビジョンモニ
ターからなる、ことを特徴とするリアルタイムビデオ装
置。
【請求項５２】請求項５０記載のリアルタイムビデオ
装置において、該ディスプレイ手段がビデオモニターか
らなる、ことを特徴とするリアルタイムビデオ装置。
【請求項５３】請求項５０記載のリアルタイムビデオ
装置において、該第２デコーダ手段が損失性デコーダで
ある、ことを特徴とするリアルタイムビデオ装置。
【請求項５４】請求項５３記載のリアルタイムビデオ
装置において、該損失性デコーダが、あるデコーダの変
換部からなることを特徴とするリアルタイムビデオ装
置。
【請求項５５】請求項５３記載のリアルタイムビデオ
装置において、該損失性デコーダが、あるデコーダの色
変換部からなることを特徴とするリアルタイムビデオ装
置。
【請求項５６】請求項５３記載のリアルタイムビデオ
装置において、該損失性デコーダが、あるデコーダのサ
ブサンプリング部からなることを特徴とするリアルタイ
ムビデオ装置。
【請求項５７】複数のビットからなるデータストリー
ムをエンコードする装置であって、該データストリームを記憶するメモリ手段、該メモリ手段に接続され、該データストリームから複数
のデータストリームを提供するものであって、該複数の
データストリームのそれぞれが、ある特定のコンテキス
ト・ビンに対応したデータストリームからのデータから
なる、手段、該複数のデータストリームを提供する手段に接続され、
該データを並列にエンコードするものであって、その中
の１つが該複数のデータストリームの１つに接続され
る、複数のエンコーディング手段、該複数のエンコーディング手段からのエンコードされた
データを受け取るように接続された記憶手段、及び該記
憶手段に接続され、該記憶手段をアクセスして順序付け
したコード化ストリームを生成する順序付け手段、を具
備するエンコーディング装置。
【請求項５８】請求項５７記載のエンコーディング装
置において、該順序付け手段に該コード化データを要求
するデコーダ手段が含まれることにより、該圧縮データ
の順序が確認されることを特徴とするエンコーディング
装置。
【請求項５９】請求項５８記載のエンコーディング装
置において、該デコーダ手段が、該記憶手段に接続され、該記憶手段からのデータをデコ
ードする複数のデコーダ、及び該複数のデコーダに対し
コンテキスト・ビンを提供するモデリング手段を具備
し、該複数のデコーダは該モデリング手段によって与え
られた順序でデータをデコードする、ことを特徴とする
エンコーディング装置。
【請求項６０】該複数のデコーダのそれぞれが適当な
コンテキスト・ピンのデータを受け取るように該複数の
デコーダからのデータ要求を調停する調停手段をさらに
具備する、ことを特徴とする請求項５９記載のエンコー
ディング装置。
【請求項６１】請求項５７のエンコーディング装置に
おいて、該記憶手段が複数のビットパック・バッファか
らなる、ことを特徴とするエンコーディング装置。
【請求項６２】請求項５７記載のエンコーディング装
置において、該順序付け手段が、該記憶手段からのエン
コードされたデータを１つのデータ・シーケンスに変換
する手段を含む、ことを特徴とするエンコーディング装
置。
【請求項６３】複数のビットからなるデータストリー
ムをエンコードする装置であって、該データストリームを記憶するメモリ手段、該メモリ手段に接続され、該データストリームから複数
のデータストリームを提供するものであって、該複数の
データストリームのそれぞれが、ある特定の確率クラス
に対応したデータストリームのデータを含む、手段、該複数のデータストリームを提供する手段に接続され、
該データを並列にエンコードするものであって、その中
の１つが該複数のデータストリームの１つに接続され
る、複数のエンコーディング手段、該複数のエンコーディング手段からエンコードされたデ
ータを受け取るように接続された記憶手段、及び該記憶
手段に接続され、該記憶手段をアクセスして順序付けら
れたコード化ストリームを生成する順序付け手段、を具
備するエンコーディング装置。
【請求項６４】請求項６３記載のエンコーディング装
置において、該順序付け手段に該コード化データを要求
するデコーダ手段が含まれることにより、該圧縮データ
の順序が確認される、ことを特徴とするエンコーディン
グ装置。
【請求項６５】請求項６４記載のエンコーディング装
置において、該デコーダ手段が、該記憶手段に接続され、該記憶手段からのデータをデコ
ードする複数のデコーダ、及び該複数のデコーダに対し
コンテキスト・ビンを提供するモデリング手段を具備
し、該複数のデコーダが該モデリング手段により与えら
れた順序でデータをデコードする、ことを特徴とするエ
ンコーディング装置。
【請求項６６】請求項６３記載のエンコーディング装
置において、該順序付け手段が該記憶手段からのエンコ
ードされたデータを１つのデータ・シーケンスに変換す
る手段を含む、ことを特徴とするエンコーディング装
置。
【請求項６７】複数の符号語からなるデータストリー
ムをデコードするエントロピー・デコーダであって、該データストリームを受け取るビットストリーム生成手
段、及び該ビットストリーム生成手段に接続され、確率
推定値を該ビットストリーム生成手段へ提供する確率推
定手段、を具備し、該ビットストリーム生成手段が、複数の値ｎに対し１つ
のＲn(k)コードを使用し、該確率推定手段から提供され
た確率推定値に応じて該データストリーム中の各符号語
に対するデコード結果を生成するエントロピー・デコー
ダ。
【請求項６８】請求項６７記載のエントロピー・デコ
ーダにおいて、該ビットストリーム生成手段がＲ2(k)コ
ード及びＲn(k)コードを使用する（ただしｎは整数）、
ことを特徴とするエントロピー・デコーダ。
【請求項６９】請求項６８記載のエントロピー・デコ
ーダにおいて、ｎ＝３であり、該ビットストリーム生成
手段がＲ2(k)コード及びＲ3(k)コードを使用する、こと
を特徴とするエントロピー・デコーダ。
【請求項７０】請求項６７記載のエントロピー・デコ
ーダにおいて、該確率推定手段が状態マシンを含む、こ
とを特徴とするエントロピー・デコーダ。
【請求項７１】請求項７０記載のエントロピー・デコ
ーダにおいて、該状態マシンが同一のＲn(k)コードを持
つ少なくとも２つの状態を含む、ことを特徴とするエン
トロピー・デコーダ。
【請求項７２】請求項７０記載のエントロピー・デコ
ーダにおいて、少なくとも１つの状態変化は、使用する
Ｒn(k)コードの変化をもたらさない、ことを特徴とする
エントロピー・デコーダ。
【請求項７３】請求項６７記載のエントロピー・デコ
ーダにおいて、該確率推定手段が正の状態と負の状態を
持つ状態マシンを含む、ことを特徴とするエントロピー
・デコーダ。
【請求項７４】請求項７３記載のエントロピー・デコ
ーダにおいて、該状態マシンが、その正状態だけ又は負
状態だけを格納した対称の状態テーブルからなる、こと
を特徴とするエントロピー・デコーダ。
【請求項７５】複数の符号語からなるデータストリー
ムをデコードするエントロピー・デコーダであって、該データストリームを受け取るビットストリーム生成手
段、及び該ビットストリーム生成手段に接続され、該ビ
ットストリーム生成手段に対し確率推定値を提供する状
態テーブルを具備し、該状態テーブルが複数の状態を含み、該複数の状態のそ
れぞれが１つのコードに関係付けられ、該複数の状態の
中の少なくとも２つの状態は同一コードを持つことによ
り、該ビットストリーム生成手段が、該確率推定手段か
らの確率推定値に応じて、該データストリーム中の各符
号語に対するデコード結果をＲn(k)コード（ただしｎと
ｋは整数）を用いて生成するエントロピー・デコーダ。
【請求項７６】複数ビットからなる圧縮データストリ
ームをデコードする装置であって、該データストリームをデコードするデコーダ手段を具備
し、ここにおいて、該複数のビットに応じて、ランレン
グス及び最低確率シンボル（ＬＰＳ）が生じたか否かの
指示が生成され、該デコーダ手段は複数の状態を持つ状
態テーブルを含み、該複数の状態のそれぞれが１つのコ
ードに関係付けられ、かつ、その少なくとも２つの状態
は同一コードと関係付けられることにより、該少なくと
も２つの状態の間の遷移時に該デコーダ手段が同一のコ
ードを使用し、かつ該デコーダ手段に接続され、該ＬＰ
Ｓ及びランレングスに応じてデコードされたデータを出
力するカウンタ手段、を具備するデコーディング装置。
【請求項７７】請求項７６記載のデコーディング装置
において、該コードがＲ2(k)コード及びＲn(k)コードか
らなる（ただしｎは整数）、ことを特徴とするデコーデ
ィング装置。
【請求項７８】請求項７７記載のデコーディング装置
において、ｎ＝３であり、該コードがＲ2(k)コード及び
Ｒ3(k)コードからなる、ことを特徴とするデコーディン
グ装置。
【請求項７９】請求項７６記載のデコーディング装置
において、該デコーダ手段が、該データストリームを符号語として受け取るように接続
され、符号語の種類を判断するランレングス・デコーデ
ィング手段、及び該ランレングス・デコーディング手段
に接続された確率推定手段を具備し、該確率推定手段が該ランレングス・デコーディング手段
のためのコードを決定し、該ランレングス・デコーディ
ング手段が各符号語及び該コードに応じてランレングス
及びＬＰＳが生じたか否かの指示を生成する、ことを特
徴とするデコーディング装置。
【請求項８０】該データストリームを受け取って、適
当に整列させたコード化データを該ランレングス・デコ
ーディング手段へ出力するシフト手段をさらに具備す
る、ことを特徴とする請求項７９記載のデコーディング
装置。
【請求項８１】請求項８０記載のデコーディング装置
において、該シフト手段が、該確率推定手段から与えら
れる、前の符号語の長さを示す信号に応じて、コード化
データを該ランレングス・デコーディング手段に提供す
る、ことを特徴とするデコーディング装置。
【請求項８２】請求項７６記載のデコーディング装置
において、該カウンタ手段が、該デコーディング手段に
対し、次の符号語を処理すべき時を指示する手段を含
む、ことを特徴とするデコーディング装置。
【請求項８３】複数の符号語からなるデータストリー
ムを伸長する装置であって、該データストリームの複数の符号語を与えるためのチャ
ネル手段、及び該チャネル手段に接続され、該データス
トリーム中の各符号語をデコードするデコーディング手
段を具備し、該デコーディング手段は確率クラスに従
い、コードを使用して該データストリームをデコードす
る複数のデコーダを含み、該複数のデコーダはカスケー
ド接続され、該複数のデコーダのそれぞれは前段のデコ
ーダが入力するとともに、ある確率クラスに対応したデ
ータの入力を持ち、該複数のデコーダのそれぞれは、該
データ入力の確率とは異なる確率のコードストリームを
出力し、該カスケードされたデコーダのチェーン中のあ
る入力でデータを受け取り、該データを該チェーンの残
りの部分に伝播させることにより、該データストリーム
がデコードされデコードされたデータが得られるデータ
伸長装置。
【請求項８４】請求項８３記載のデータ伸長装置にお
いて、該コード中の少なくとも１つは、該確率クラスの
ある１つに関し、下に示すように入力データがデコード
されるコードからなる、ことを特徴とするデータ伸長装
置。