JPH10173545A - 算術符号化装置およびそのフラッシュ処理方法 - Google Patents
算術符号化装置およびそのフラッシュ処理方法Info
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- JPH10173545A JPH10173545A JP8329988A JP32998896A JPH10173545A JP H10173545 A JPH10173545 A JP H10173545A JP 8329988 A JP8329988 A JP 8329988A JP 32998896 A JP32998896 A JP 32998896A JP H10173545 A JPH10173545 A JP H10173545A
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Abstract
成で高速に処理することのできる算術符号化装置および
フラッシュ処理方法を提供する。 【解決手段】 算術符号化部1において生成された符号
は、Cレジスタ2に保持されいている。加算気3では、
Cレジスタ2の値である符号6の小数点第1位に1を加
えて出力する。また、下位ビット判定部5でCレジスタ
2の値である符号6の小数点第2位以下がすべて0であ
るか否かを判断する。判定結果7により、セレクタ4
は、Cレジスタ2の値の小数点第2位以下がすべて0の
ときはCレジスタ2の値を選択し、そうでない場合は、
加算器3の出力を選択して最終符号8として出力する。
最終符号8は、小数点以下第1位までの符号となる。
Description
化装置に関するものであり、特に、[0,1)の数直線
上に、各シンボルの発生確率に応じて有効領域を割り当
てながら符号化を行なう算術符号化装置に関するもので
ある。
G(Joint Bi−levelImage cod
ing expert Group)による符号化方式
が定められている。JBIGで使用される符号化方式
は、算術符号化と呼ばれる。例えば、特公平1−172
95号公報に示されるように、[0,1)の数直線上の
領域を符号化対象となる各シンボルの生起確率により分
割していき、最終シンボル処理終了時の有効領域内の一
点を符号とするものである。このとき、予測と一致した
シンボル(優勢シンボル)をMPS(More pro
bable Symbol)、一致しないシンボル(劣
性シンボル)をLPS(Less probable
Symbol)と呼ぶ。
で示した領域が、それぞれシンボルの符号化終了後の有
効領域である。初期状態では、有効領域は[0,1)区
間であり、LPS発生時の領域幅LSZ(0)が設定さ
れている。1−LSZ(0)がMPS発生時の領域幅で
ある。ここではシンボルが「0」のときをMPS、
「1」のときをLPSとする。図8において確率値は2
進数で示している。
「0」であるので、MPSの発生により有効領域は図8
(A)においてハッチングを施した領域となる。そして
この有効領域内をLPS発生時とMPS発生時の領域に
分割する新たな領域幅LSZ(1)を設定する。次のシ
ンボルが「1」のときは、LPSの発生により図8
(B)においてハッチングを施した領域が有効領域とな
る。同様にして、3番目のシンボルが「0」のとき、図
8(C)においてハッチングを施した領域が有効領域と
なり、さらに4番目のシンボルが「1」のとき、図8
(D)においてハッチングを施した領域が有効領域とな
る。出力される符号は符号レジスタC(以下、Cレジス
タと呼ぶ)に格納される。入力されたシンボル列「01
01」に対する符号は、図8(D)における有効領域内
の1点とすればよい。また、そのときの有効領域が有効
領域レジスタA(以下、Aレジスタと呼ぶ)に格納され
る。
および有効領域Aの演算の際に、小数点以下の有効桁を
一定にするため、有効領域Aの値が必ず0.5〜1.0
の間に入るよう、有効領域Aと符号Cの小数点位置を同
じビット数分、下位にずらす処理を行なう。この処理を
正規化と呼ぶ。
よびAレジスタの一例の説明図である。Cレジスタにお
いては、正規化処理によってずらした図中に示す小数点
位置を境に、上位ccccccccccccは整数部、
下位xxxxxxxxxxxxxxxxが小数部とな
る。Aレジスタも同様で、17ビット目のaが整数で、
下位16ビットは小数部である。ただし17ビット目の
aについては符号化開始時はA=1.000・・0であ
るがその後A=1.0とはならないため、処理の途中は
0である。このように正規化処理により、有効領域Aは
有効桁16ビットで0.XXXX(16進)、符号Cは
有効桁32ビットでXXXX.XXXX(16進)の小
数点位置で必ず表わされる。符号Cの整数側のオーバー
フロー分は、確定した符号として外部に出力される。
うに、劣勢シンボルの生起確率を符号化状態で定め、有
効領域演算を減算で行なうとともに、LSZを有効領域
の上位に配置している。これにより、現シンボルの符号
化時の符号語は、有効領域の底の値で示される。この値
はCレジスタに保持され、最終符号としては、最終シン
ボル処理終了時の有効領域の底の値(=Cレジスタの
値)から数直線の上位に向かい有効領域内の一点を示せ
ばよいことになる。このとき、符号レジスタの値をその
まま最終符号としても差し支えないが、符号量を減らす
ために、有効領域内において、符号ビット数の最も少な
くなる一点を算出して出力する処理が行なわれる。この
処理はフラッシュ処理と呼ばれている。
示すフローチャートである。ITU−T T.82によ
れば、まずS21において TEMP=(A−1+C)&FFFF0000(16
進) によって中間値TEMPを計算する。このときの(−
1)は、レジスタAのLSBから1を減算することを示
す。
間値TEMPとレジスタCの値を比較する。TEMP<
Cの場合にはS23に進み、中間値TEMPに値800
0(16進)を加算して、最終的な符号Cを得る。ま
た、TEMP≧Cの場合にはS24に進み、中間値TE
MPをそのまま最終的な符号Cとする。
いて説明する。図8における右端の状態が最終シンボル
であるとする。この状態において、CレジスタにはC
(3)の値、例えば0.101001(2進)が、ま
た、有効領域幅を示す有効領域レジスタAには例えば
0.0001001(2進)が設定されているとする。
このときの数直線上の最終有効領域は0.101000
1(2進)〜0.1011010(2進)となる。符号
としてはこの間の最もビット数が少なくなる一点を示せ
ばよい。
有効領域レジスタAの値は、C=1.0001(2進)
=0005.1000(16進),A=0.1001
(2進)=0.9000(16進)で表わされる。図1
0に示したフローチャートにしたがって、まずS21に
おいて、中間値TEMPを算出すると、 TEMP=(A−1+C)&FFFF0000 =(0.9000−0.0001+0005.100
0)&FFFF.0000 =0005.0000 となる。ここで、各数値は16進数である。
MPと符号レジスタCの値を比較すると、 0005.0000(16進)<0005.1000
(16進) であるから、TEMP<Cとなり、S23に進む。
する。すなわち、 C=TEMP+8000 =0005.0000+0.8000 =5.8000 となる。ここで、各数値は16進数である。
略してもよい取り決めになっているため、最終的な符号
としては、5.8(16進)=101.1(2進)で、
小数点位置を元に戻すと、0.1011(2進)とな
り、1011の4ビットで符号が示されることになる。
この結果は、上述のように最終有効領域が0.1010
001(2進)〜0.1011010(2進)の時に、
この最終有効領域内で最もビット数が少なくなる一点を
表わしている。
るためのハードウェア構成の一例を示すブロック図であ
る。31はAレジスタ、32はCレジスタ、33は減算
器、34,35は加算器、36はコンパレータ、37は
セレクタ、38は領域幅、39は符号、40は中間デー
タ、41は比較結果、42は最終符号である。Aレジス
タ31は、最終的な有効領域幅が格納されている。ま
た、Cレジスタ32は、図示しない算術符号化部で符号
化された結果が格納されている。
の図10に示したフローチャートに従い処理を進めるに
は、 1. A−1の減算器 2. +Cの加算器 3. TEMPとCを比較するコンパレータ 4. TEMP+0x8000を行なう加算器 の構成が必要となる。図11では、これらの構成を示し
ており、それぞれ、減算器33、加算器34、コンパレ
ータ36、加算器35によって各ステップを実現してい
る。
域幅38を減算器33の一方に入力し、また他方に定数
‘1’を入力して、減算器33においてA−1が演算さ
れる。この結果とCレジスタ32の出力である符号39
が加算器34に入力され、(A−1)とCが加算され、
(A−1+C)が計算される。このうちの上位16ビッ
トを取得し、下位16ビットを0とすることによってT
EMPに相当する中間データ40が得られる。
に入力され、他方に入力される‘1’と加算されてTE
MP+8000(16進)を計算する。一方、中間デー
タ40と符号39はコンパレータ36で比較され、比較
結果41が出力される。この比較結果41により、加算
器35で演算されたTEMP+8000(16進)の結
果か、あるいはTEMPに相当する中間データ40のい
ずれかをセレクタ37で選択し、最終符号42が決定す
る。
いという問題がある。この中で演算部分のハードウェア
を共通化することも考えられるが、その場合、処理を順
に行なう必要があるため、処理時間がかかるという問題
があった。またソフト処理においても、フローチャート
の通りの処理を行なうには3ステップの処理が必要とな
り、処理時間がかかるという問題があった。
情に鑑みてなされたもので、符号化時のフラッシュ処理
を、簡単な構成で高速に処理することのできる算術符号
化装置およびそのフラッシュ処理方法を提供することを
目的とするものである。
は、[0,1)の数直線上に、各シンボルの発生確率に
応じて有効領域を割り当てながら符号化を行なう算術符
号化装置において、算術符号化を行ない符号を出力する
符号化手段と、符号化終了時に前記符号化手段から出力
される符号の状態に応じて定数を加算する加算手段を設
けたことを特徴とするものである。
直線上に、各シンボルの発生確率に応じて有効領域を割
り当てながら符号化を行なう算術符号化装置において、
算術符号化を行ない符号を出力する符号化手段と、符号
化終了時に前記符号化手段から出力される前記符号の状
態を判定する符号判定手段と、前記符号に有効領域を示
す定数を加算する加算手段と、前記符号判定手段による
判定結果に応じて前記符号化手段から出力される前記符
号または前記加算手段の出力を選択する選択手段を設け
たことを特徴とするものである。
直線上に、各シンボルの発生確率に応じて有効領域を割
り当てながら符号化を行なう算術符号化装置におけるフ
ラッシュ処理方法において、符号化終了時の正規化され
た符号の小数点第2位以下がすべて0であるか否かを判
定し、符号の小数点第2位以下がすべて0である場合を
除き、該符号に所定数を加えて最終符号とすることを特
徴とするものである。
直線上に、各シンボルの発生確率に応じて有効領域を割
り当てながら符号化を行なう算術符号化装置におけるフ
ラッシュ処理方法において、符号化終了時の正規化され
た符号の小数点第2位以下がすべて0であるか否かを判
定し、符号の小数点第2位以下がすべて0でありかつ有
効領域幅が所定数である場合を除き、該符号に所定数を
加えて最終符号とすることを特徴とするものである。
におけるフラッシュ処理の概念図である。図1では、最
終画素の符号化処理が終了し、正規化が行なわれた状態
を示している。最終有効領域Aは正規化により、0.1
(2進)以上1.0(2進)未満である。Cレジスタに
は、この有効領域の基底の値が格納されている。最終符
号としては、この有効領域の一点を指し示せばよい。
の値にかかわらず、Cレジスタに固定値0.1(2進)
を加算し、小数点第2位以下を全て0にするようにし
た。これにより、最終符号は、Cレジスタ中の小数点以
下第1位までで指し示すことができる。
(2進)で、かつ、Cレジスタの小数点第2位以下が全
て0であった場合、図1における固定値0.1(2進)
を加算すると、図中の有効領域の上限になり、これは他
の有効領域となる。そのため、A=0.1であるか、も
しくはCレジスタの小数点第2位以下が全て0であるか
否かの判断が必要である。このどちらかの条件を満たさ
なければ、Cレジスタに0.1(2進)を加算するだけ
でよいことになる。
効領域の基底の値であるCレジスタの値にかかわらず、
0.1(2進)を加えても有効領域の範囲内である。ま
た、A=0.1であっても、Cレジスタの値の小数点第
2位以下がすべて0でなければ、小数点第2位以下を0
にすることによってCレジスタの値は有効領域の基底の
値よりも小さくなるため、固定値0.1を加えても有効
領域の範囲内となる。このように、有効領域Aの値にか
かわらず、Cレジスタの値の小数点第2位以下がすべて
0でなければ、固定値0.1(2進)を加えても有効領
域の範囲内である。また、Cレジスタの値の小数点第2
位以下がすべて0の場合、A=0.1(2進)のときに
は固定値0.1(2進)を加えると有効領域の範囲外と
なってしまうため、固定値の加算は行なわない。A=
0.1(2進)でない場合には固定値0.1(2進)を
加えても有効領域の範囲内であるが、逆に、固定値0.
1(2進)を加算しなくてもCレジスタの値は有効領域
の範囲内であるので、何等支障はない。このように、A
レジスタの値に関係なく、Cレジスタの値の小数点第2
位以下がすべて0か否かだけで、固定値0.1(2進)
を加えるか否かを判断することができる。
実施の一形態におけるフラッシュ処理の一例を示すフロ
ーチャートである。まず最初に、S11において、C&
7fff(16進)=0であるか否か、すなわち、Cレ
ジスタの値の小数点第2位以下がすべて0であるか否か
を判断する。C&7fff(16進)=0である場合に
は、Cレジスタの値の小数点第2位以下がすべて0であ
るから、S12において0.1(2進)を加算せず、C
レジスタの値をそのまま最終符号として出力する。もち
ろん、この場合には小数点第2位以下がすべて0である
から、最終符号はCレジスタ中の小数点以下第1位まで
で指し示すことができる。
は、S13において、上述のCレジスタに固定値0.1
(2進)を加算し、小数点第2位以下を全て0にする処
理を行なう。すなわち、C=C&FFFF8000(1
6進)+8000(16進)の計算を行ない、計算結果
の小数点以下第1位までを最終符号として出力すればよ
い。
一形態を示す構成図である。図中、1は算術符号化部、
2はCレジスタ、3は加算器、4はセレクタ、5は下位
ビット判定部、6は符号、7は判定結果、8は最終符号
である。算術符号化部1では入力されたデータに対して
算術符号化処理を行なう。算術符号化部1で得られた符
号は、Cレジスタ2に格納されている。Cレジスタ2内
の符号6は加算器3の一方の入力と、セレクタ4の一方
の入力と、下位ビット判定部5に入力されている。
加算する。すなわち、Cレジスタ2の値に0.1(2
進)を加算する。加算結果はセレクタ4のもう一方の入
力に与えられる。下位ビット判定部5は、Cレジスタ2
の小数点第2位以下がすべて0であるか否かが判断され
る。この判定は、C&7fff(16進)=0であるか
否かを判定すればよい。判定結果7は、セレクタ7に切
換信号として入力される。セレクタ7は、下位ビット判
定部5から出力される判定結果7により、加算器3によ
って符号6に固定値0.1(2進)を加算した値か、あ
るいはCレジスタ2の出力である符号6かのいずれかを
選択し、最終符号8として出力する。このような回路に
よって、図2に示す処理を実現することができる。
に必要な演算回路は加算器が1個のみであり、しかも、
+1の加算だけであるため、加算器の構成も簡単にする
ことができる。また、下位ビット判定部5も簡単なan
d−or回路で構成できるため、図11に示した従来の
フラッシュ処理の構成に比べ、格段にハードウェア量を
減らすことができる。さらに、最終符号8を得るまでの
ステップが少ないため、フラッシュ処理の高速化を実現
することができる。
の算術符号化装置の実施の一形態における動作の具体例
の説明図である。上述のように、この実施の形態ではC
レジスタ2の値のみによって判定を行ない、最終符号を
算出しているが、参考のためにAレジスタについても示
している。
に示すように、Cレジスタの値の小数点第2位以下のす
べてが0ではなく、Aレジスタの値も0.1(2進)で
はない場合の例である。このケースでは、Cレジスタの
小数点第2位以下に1が立っているため、図2に示した
フローチャートのS13に進む。S13において16ビ
ット目の小数点第1位に1を加算し、下位15ビットを
0として削除する。これにより、図4(B)に示すよう
に小数点第1位までの符号が得られる。
ように、A=0.1(2進)で、かつ、Cレジスタの小
数点第2位以下がすべて0であった場合の例である。こ
のケースでは、Cレジスタの小数点第1位に1を加算し
てしまうと別の領域に入ってしまう。そのため、図2に
示したフローチャートではS12に進み、Cレジスタの
値がそのまま出力される。この場合、Cレジスタの小数
点第2位以下がすべて0であるから、図4(B)に示す
ように小数点第1位までの符号が得られる。
ように、A≠0.1(2進)で、かつ、Cレジスタの小
数点第2位以下がすべて0であった場合の例である。こ
のケースの場合には、Aレジスタの値が0.1(2進)
ではないため、Cレジスタの小数点第1位に1を加算し
てもかまわない。しかしこの実施の形態では、高速化を
図るため、Aレジスタの値の判断を行なわない。そのた
め、Cレジスタの値をそのまま出力する。もちろん、A
レジスタの値を判断し、Cレジスタの小数点第1位が0
となるよう、1を加算するか否かの制御を加えてもよい
し、Cレジスタの小数点第1位が0である場合は加算を
省略するように構成してもよい。
ように、A=0.1で、かつ、Cレジスタの小数点第2
位以下がすべて0ではない場合の例である。この場合、
そのままCレジスタの値に固定値0.1を加えると別の
領域に入ってしまう。しかしCレジスタの小数点第2位
以下を切り捨てることによって、固定値0.1を加算し
ても有効領域内となる。また、小数点第2位以下を切り
捨てたことによって、小数点以下の桁数を減少させるこ
とができる。図2に示すフローチャートにおいてS13
に進み、Cレジスタの小数点第2位以下を切り捨てると
ともに、固定値0.1を加算する。これによって図7
(B)に示すように、小数点第1位までの符号が得られ
る。
T T.82で示される減算型算術符号化で、有効領域
が0.1(2進)〜1.0(2進)に正規化される場合
を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限るも
のではない。本発明の意図するところは、最終有効領域
の基底値(Cレジスタ値)に有効領域を示すことができ
る最低のビット数で示される値を加算するだけにすると
こにより、フラッシュ処理を簡略化することにある。そ
のため、例えば、有効領域が0.01(2進)〜1.0
(2進)などの別の単位で設定される場合は、0.01
もしくは0.1を加えればよいし、また別の単位にも対
応できる。
プログラムによっても実現することが可能である。この
場合、算術符号化部1で得られた符号をそのまま出力す
るだけのケースもあり、加算も1回だけなので従来の処
理に対し格段に高速化できる。このような処理を行なう
プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体
に記憶することも可能である。記憶媒体とは、コンピュ
ータのハードウェア資源に備えられている読取装置に対
して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気
等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応
する信号の形式で、読取装置にプログラムの記述内容を
伝達できるものである。例えば、磁気ディスク、光ディ
スク、CD−ROM、コンピュータに内蔵されるメモリ
等である。
によれば、符号化終了時の状態に応じて符号レジスタの
値に定数を加算し、最終有効領域内の符号語を決定する
ようにしたので、符号化時のフラッシュ処理を、簡単な
構成で処理できるため、フラッシュ処理用のハード量を
減らすことができるとともに、処理の大幅な高速化を図
ることができるという効果がある。
処理の概念図である。
態におけるフラッシュ処理の一例を示すフローチャート
である。
す構成図である。
ける動作の具体例の説明図である。
ける動作の別の具体例の説明図である。
ける動作のさらに別の具体例の説明図である。
ける動作のさらに別の具体例の説明図である。
スタの一例の説明図である。
チャートである。
ードウェア構成の一例を示すブロック図である。
セレクタ、5…下位ビット判定部、6…符号、7…判定
結果、8…最終符号。
Claims (4)
- 【請求項1】 [0,1)の数直線上に、各シンボルの
発生確率に応じて有効領域を割り当てながら符号化を行
なう算術符号化装置において、算術符号化を行ない符号
を出力する符号化手段と、符号化終了時に前記符号化手
段から出力される符号の状態に応じて定数を加算する加
算手段を設けたことを特徴とする算術符号化装置。 - 【請求項2】 [0,1)の数直線上に、各シンボルの
発生確率に応じて有効領域を割り当てながら符号化を行
なう算術符号化装置において、算術符号化を行ない符号
を出力する符号化手段と、符号化終了時に前記符号化手
段から出力される前記符号の状態を判定する符号判定手
段と、前記符号に有効領域を示す定数を加算する加算手
段と、前記符号判定手段による判定結果に応じて前記符
号化手段から出力される前記符号または前記加算手段の
出力を選択する選択手段を設けたことを特徴とする算術
符号化装置。 - 【請求項3】 [0,1)の数直線上に、各シンボルの
発生確率に応じて有効領域を割り当てながら符号化を行
なう算術符号化装置におけるフラッシュ処理方法におい
て、符号化終了時の正規化された符号の小数点第2位以
下がすべて0であるか否かを判定し、符号の小数点第2
位以下がすべて0である場合を除き、該符号に所定数を
加えて最終符号とすることを特徴とする算術符号化装置
におけるフラッシュ処理方法。 - 【請求項4】 [0,1)の数直線上に、各シンボルの
発生確率に応じて有効領域を割り当てながら符号化を行
なう算術符号化装置におけるフラッシュ処理方法におい
て、符号化終了時の正規化された符号の小数点第2位以
下がすべて0であるか否かを判定し、符号の小数点第2
位以下がすべて0でありかつ有効領域幅が所定数である
場合を除き、該符号に所定数を加えて最終符号とするこ
とを特徴とする算術符号化装置におけるフラッシュ処理
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32998896A JP3427651B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 算術符号化装置およびそのフラッシュ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32998896A JP3427651B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 算術符号化装置およびそのフラッシュ処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10173545A true JPH10173545A (ja) | 1998-06-26 |
JP3427651B2 JP3427651B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=18227522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32998896A Expired - Lifetime JP3427651B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 算術符号化装置およびそのフラッシュ処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3427651B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008113375A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Canon Inc | 正規化処理装置 |
-
1996
- 1996-12-10 JP JP32998896A patent/JP3427651B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008113375A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Canon Inc | 正規化処理装置 |
JP4739167B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2011-08-03 | キヤノン株式会社 | 正規化処理装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3427651B2 (ja) | 2003-07-22 |
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