JPH10200416A

JPH10200416A - 伝送符号エラー検出システムならびに該システムに用いる符号化装置および復号化装置

Info

Publication number: JPH10200416A
Application number: JP9005562A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Endo; 靖彦遠藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】算術符号化方式における伝送符号エラー検出
システムにおいて、伝送誤りを確実に検出でき、しかも
検出に必要な情報量は少なく、定期的に挿入されても圧
縮率に影響を与えない方式を提供する。【解決手段】算術符号部１２と、画像カウント部１３
もしくは符号カウント部１４と、マーカー処理部１５
と、符号送信部１６を有する符号化装置１において、一
定バイト符号データ送信完了後、現画素の符号化完了時
の符号化オージェンドを送信し、復号化装置で、符号化
装置１から送信された符号化オージェンドを、現画素の
復号化に使用した復号化オージェンドと比較してエラー
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像通信、特に白
黒の２値情報を送信・表示する際に、迅速な通信を可能
とする伝送装置における伝送符号エラー検出システムな
らびに該システムに用いる符号化装置および復号化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】２値情報を迅速に伝送するために、全体
画像の早期把握を目的とした順次再生表示方式が必要と
されており、早期段階でデータ量の少ない全体の概略画
像を送り、その後、徐々にその画質を向上させるのに必
要な差分データを送る方式が検討されてきた。そして、
２値画像の標準符号化方式が開発され、ＭＨ符号化方
式、ＭＲ符号化方式、ＭＭＲ符号化方式等が提案されて
いる。これらの符号化方式は、画像を上から下へ符号化
して伝送する逐次的（シーケンシャル）な符号化伝送方
式であり、ファクシミリのようなハードコピー通信には
適しているが、階層的（プログレッシブ）な表示を伴
う、画像データベース検索、オーディオグラフィックコ
ンファレンス等のソフトコピー通信には不向きであっ
た。これらの階層的表示を伴う伝送方法に関する標準化
等のために、ＪＢＩＧ（ＪｏｉｎｔＢｉ−ｌｅｖｅｌ
ＩｍａｇｅＣｏｄｉｎｇＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏ
ｕｐ）方式等の予測符号化方式が提案された。

【０００３】ＪＢＩＧ方式は、送信側において、画像デ
ータを縮小し、すでに符号化済の周囲要素から符号化す
る画素の値を予測して算術符号化し、その符号化された
画素データを送信するとともに、受信側で受信した符号
化された画素データを算術復号化して元の画素データを
得て、画像データを完全に再生するシステムである。

【０００４】このＪＢＩＧ方式には、２値画像の符号化
・復号化技術の一つである算術符号化・算術復号化が採
用されている。ＪＢＩＧ方式は、２値シンボルの出現確
率から各シンボル系列に領域を割当て、算術符号系列を
生成する符号化装置と、２値シンボルの出現確率から各
シンボル系列に領域を割当て、生成された算術符号系列
を復号化する装置とを使用する。

【０００５】図６を用いて有効領域（オージェンド）の
算出法の概要を説明する。同図は、符号化シンボルｎ
が”０，１，２，３・・・”で、順にＭＰＳ，ＬＰＳ，
ＭＰＳ，ＬＰＳ，・・・となるときの有効領域等の説明
図である。同図において、斜線は、それぞれシンボルの
符号化終了後の有効領域（オージェンド）を表わしてい
る。算術符号は数直線上の対応区間を各シンボルの生起
確率に応じて不等長に分割していく。この例では４つの
符号化シンボル”０，１，２，３”に対し、予測値と一
致するシンボルを優勢シンボルＭＰＳ（ＭｏｒｅＰｒ
ｏｂａｂｌｅＳｙｍｂｏｌ）として、予測値と一致し
ないシンボルを劣勢シンボルＬＰＳ（ＬｅｓｓＰｒｏ
ｂａｂｌｅＳｙｍｂｏｌ）として各々示し、劣勢シン
ボル発生時の領域幅ＬＳＺ（ｎ）は、予測値と一致しな
い確率を表わしている。また、Ｃ（ｎ）は実際に生成さ
れる符号を表わしている。このオージェンドは復号化す
る場合もまったく同じ値になる。

【０００６】オージェンド等は符号化装置を構成する確
率推定テーブルに格納されており、算術符号化を実行す
る度に更新されていくので、学習機能効果を生じて算術
符号化をなす対象に即してより実際的な数値になってい
き、圧縮率の向上を図るものである。

【０００７】まず、確率推定テーブルから、劣勢シンボ
ルＬＰＳ発生時の領域幅ＬＳＺ（０）を読み出す。次
に、符号化シンボルｎが０のとき予測値と一致する（Ｍ
ＰＳ）ので、有効領域Ａ（０）は、０．０００と１．０
００との間のＬＳＺ（０）ではない領域で、斜線部の幅
で表現され、即ち、１．０００−ＬＳＺ（０）となり、
符号はＣ（０）となる。そして、有効領域Ａ（０）に対
応して確率推定テーブルからＬＳＺ（１）等の値を読み
出す。

【０００８】次の、符号化シンボルｎが１のとき予測値
とは一致しない（ＬＰＳ）ので、有効領域Ａ（１）は、
Ａ（０）の上側の斜線部ＬＳＺ（１）の幅で表現され、
符号はＣ（１）となる。なお、Ａ（１）とＣ（１）の和
はＡ（０）に等しくなる。そして、有効領域Ａ（１）等
に対応して確率推定テーブルからＬＳＺ（２）等の値が
読み出される。

【０００９】符号化シンボルｎが２のとき予測値と一致
する（ＭＰＳ）ので、有効領域Ａ（２）はＡ（１）のＬ
ＳＺ（２）ではない領域で、下側の斜線部の幅で表現さ
れ、即ち、Ａ（１）−ＬＳＺ（２）となり、符号はＣ
（２）となる。そして、有効領域Ａ（２）等に対応して
確率推定テーブルからＬＳＺ（３）等の値が読み出され
る。

【００１０】符号化シンボルｎが３のとき予測値とは一
致しない（ＬＰＳ）ので、有効領域Ａ（３）はＡ（２）
の上側の斜線部ＬＳＺ（３）の幅で表現され、符号はＣ
（３）となる。なお、Ａ（３）とＣ（３）の和はＡ
（２）に等しくなる。そして、有効領域Ａ（３）等に対
応して確率推定テーブルからＬＳＺ（４）等の値が読み
出される。出力される符号はＣ（ｎ）で表され、斜線内
の有効領域の一点を符号とすればよい。

【００１１】このような算術符号化を送信側で実行する
が、受信側でも同一の確率推定テーブルを使用し、算術
復号化することによってオージェンド等を算出して復号
化しているので、同一データに対して、送信側・受信側
は同一のオージェンドになっている。

【００１２】このような算術符号化方式にあっては、図
６に示すように、シンボル系列にオージェンドを割当
て、符号伝送中に、もしもエラーが発生して符号Ｃ
（ｎ）の値が変化した場合、そのシンボル以降の復号化
処理では、同じオージェンドを使用しても、変化してエ
ラーとなった符号に基づいて復号化することとなり、送
信側と受信側の状態テーブルの値は異なる値になり、オ
ージェンドも当然送信側の値と受信側の値は相違し、そ
れに基づいて算術復号化しても全て無意味となってしま
う。また、このような算術符号化方式においては、どの
符号がエラーを起こしているかを認識することは非常に
困難である。

【００１３】それを解決するために提案された、特開平
４−２５０７７５号公報の方式は、画像データを算術符
号化によりデータ圧縮して伝送する場合に、伝送エラー
が発生しても圧縮再生誤りを最小限にするために、生成
した符号を順次送信し、その符号を一定バイト数送信す
る毎に状態テーブルを初期状態に戻すとともに一定の識
別符号を送信する方式である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述の公開公報に記載
の方式では、一定バイト数送信する毎に状態テーブルを
初期化するので、初期化したあとは正しい算術復号化を
実行することはできるが、一定バイトごとに初期化する
ので算術符号化の特徴である学習機能による圧縮率向上
を図ることができない。算術符号化の学習機能を活かす
には、現ストライプの符号データ送信した後に続けて符
号化に使用する状態テーブルを送信し復号化すれば、伝
送エラーが発生しても圧縮再生誤りを最小限にできる
が、状態テーブルを伝送するための伝送データ量が多く
なり実用的でない。

【００１５】本発明は、これらの問題を解決するもの
で、伝送エラーが発生した後にも、復号化の誤りを最小
限にして以降の復号化処理を行うことができる伝送符号
エラー検出システムを提供することを目的とする。

【００１６】さらに本発明は、２値シンボルの出現確率
から各シンボル系列に領域を割当て、算術符号系列を生
成する符号化装置と、２値シンボルの出現確率から各シ
ンボル系列に領域を割当て、生成された算術符号系列を
復号化する復号化装置とを有する伝送符号エラー検出シ
ステムにおいて、伝送誤りを確実に検出でき、しかも検
出に必要な情報量は少なく、定期的に挿入されても圧縮
率に影響を与えないエラー検出方式を提供する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために、本発明は、２値シンボルの出現確率から各シン
ボル系列に領域を割当て算術符号系列を生成する符号化
装置と、２値シンボルの出現確率から各シンボル系列に
領域を割当て、生成された算術符号系列を復号化する復
号化装置とを有する伝送符号エラー検出システムにおい
て、符号化装置は、一定バイト符号データ送信完了後、
現画素の符号化完了時の符号化オージェンドを送信する
手段を具備し、復号化装置は、符号化装置から送信され
た符号化オージェンドを、現画素の復号化に使用した復
号化オージェンドと比較する手段を具備する伝送符号エ
ラー検出システムである。

【００１８】また、本発明は、２値シンボルの出現確率
から各シンボル系列に領域を割当て算術符号系列を生成
する符号化装置と、２値シンボルの出現確率から各シン
ボル系列に領域を割当て生成された算術符号系列を復号
化する復号化装置とを有する伝送符号エラー検出装置に
おいて、符号化装置は、一定画素符号化処理完了後、現
画素の符号化完了時の符号化オージェンドを送信する手
段を具備し、復号化装置は、符号化装置から送信された
符号化オージェンドを、現画素の復号化に使用した復号
化オージェンドと比較する手段を具備する伝送符号エラ
ー検出システムである。

【００１９】そして、本発明は、２値シンボルの出現確
率から各シンボル系列に領域を割当て、算術符号系列を
生成する符号化手段において、一定バイト符号データ送
信完了後、現画素の符号化完了時のオージェンドを送信
する手段を具備した符号化装置である。

【００２０】さらに、本発明は、２値シンボルの出現確
率から各シンボル系列に領域を割当て、算術符号系列を
生成する符号化手段において、一定画素符号化処理完了
後、現画素の符号化完了時のオージェンドを送信する手
段を具備した符号化装置である。

【００２１】そして、本発明は、２値シンボルの出現確
率から各シンボル系列に領域を割当て、生成された算術
符号化系列を復号化手段において、符号化装置から送信
されたオージェンドを、現画素の復号化に使用したオー
ジェンドと比較する手段を具備した復号化装置である。

【００２２】

【作用】本発明によれば、伝送エラーが生じたかどうか
を、一定バイト毎にまたは一定画素符号化処理完了後に
チェックするので、早い段階でエラー検知ができる。さ
らに、本発明は、符号データのあとにオージェンドを送
信することを示す２バイトのオージェンドマーカを送信
しこれにつづけて２バイトのオージェンドを送信するだ
けでよいので、従来技術のように発生予測ができない伝
送エラーのために状態テーブルもしくはオージェンドの
初期化や状態テーブルの送信をする必要がなく、且つ本
来ＪＢＩＧが持つ学習機能による高圧縮率が期待でき
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
以下、本発明の伝送符号エラー検出システムならびに該
システムを用いた符号化装置および復号化装置の一実施
例を図１〜５を用いて説明する。

【００２４】図１に本発明にかかる符号化装置１の機能
構成を示す。符号化装置１は、画像入力部１１と、算術
符号部１２と、画像カウント部１３と、符号カウント部
１４と、マーカー処理部１５と、符号送信部１６とを有
している。

【００２５】図２に本発明にかかる復号化装置２の機能
構成を示す。復号化装置２は、符号受信部２１と、マー
カー検知部２２と、エラー検出部２３と、算術復号部２
４と画像出力部２５とを有している。

【００２６】符号化装置１の画像入力部１１は、入力さ
れた画像データを算術符号部１２と画像カウント部１３
とに出力する。算術符号部１２は、入力された画像デー
タについて算術を行い、符号データと符号化オージェン
ドとを作成・算出する。算術符号部１２は、符号データ
を符号カウント部１４および符号送信部１６に出力し、
符号化オージェンドをマーカー処理部１５に出力する。

【００２７】画像カウント部１３は、画像データが入力
されると、画像データのバイト数を数え、所定のバイト
数になるとマーカー処理部１４へマーカー処理信号を出
力する。符号カウント部１４は、符号データが入力され
ると、符号データの数を数え、所定の画素符号化処理量
になると、マーカー処理信号をマーカー処理部１５へ出
力する。画像カウント部１３は、マーカー処理信号を、
画像データのバイト数が所定のバイト数になると出力す
るとき、必要であり、また、符号カウント部１４は、マ
ーカー処理信号を、符号データの数が所定の画素符号化
処理量になると出力するとき、必要になる。マーカー処
理部１５は、画像カウント部１３または符号カウント部
１４からのマーカー処理信号を受けると、そのときの符
号化オージェンドにオージェンドマーカーを付加して符
号送信部１６に出力する。符号送信部１６は、符号デー
タを復号化装置２に送信するとともに、画像データのバ
イト数が所定のバイト数になるか符号データの数が所定
の画素符号化処理量になるとマーカー処理部から送られ
たオージェンドマーカーを付加した符号化オージェンド
を復号化装置２に送信する。

【００２８】復号化装置２の符号受信部２１は、符号化
装置１が送信した符号データ、オージェンドマーカーお
よび符号化オージェンドを受信し、マーカー検知部２２
にオージェンドマーカーを出力し、エラー検出部２３に
符号化オージェンドを出力し、算術復号部２４に符号デ
ータを出力する。マーカー検知部２２は、符号受信部２
１からオージェンドマーカーを受けるとエラー検出処理
信号をエラー検出部２３に出力する。算術復号部２４
は、受け取った符号データを自己の復号化オージェンド
を使用して復号化し、復号化されたデータを画像出力部
２５に出力し、復号化オージェンドをエラー検出部２３
に出力する。

【００２９】エラー検出部２３は、マーカー検知部２２
からのエラー検出処理信号を受け取ると符号受信部２１
からの符号化オージェンドと算術復号部２４からの復号
化オージェンドとを比較し、一致しているときは、エラ
ーが生じていないのでそのままとし、一致していないと
きは、エラーが生じているので符号受信部２１に不一致
中断要求を出力する。符号受信部２１は、エラー検出部
２３からの不一致中断要求信号を受けて、符号化装置１
に送信中断要求信号を出力して送信中断させ、再度同一
のデータを送信させる。画像出力部２５は算術復号化部
２４から復号化されたデータを受け、画像データとして
表示装置等に出力する。

【００３０】以下、符号化装置１および復号化装置２の
処理について、図３〜図５を用いて詳細に説明する。図
３は、符号化装置１の処理を示すフローチャートであ
る。

【００３１】符号化装置１は、入力された画像データを
算術符号化し（処理１０２）、生成した符号データを復
号化装置１に送信する（処理１０３）。次いで、一定バ
イト送信したか否か、チェックする（処理１０４）。処
理１０４のチェックの結果、一定バイト送信していない
場合には、一定バイト送信するまで符号化を繰り返す。
一定バイト送信している（Ｙｅｓ）場合、マーカー処理
部１５が動作して識別符号であるオージェンドマーカー
を復号化装置２に送信し（処理１０５）、次に、現在の
符号化装置１内の符号化オージェンドを復号化装置２に
送信する（処理１０６）。オージェンドマーカーおよび
符号化オージェンドは、それぞれ２バイトで構成され
る。オージェンドマーカーは、次の２バイトが符号化オ
ージェンドであることを示すものであり、ＪＢＩＧ特有
のスタッフバイト”ＦＦ”を使用する。オージェンドマ
ーカーとして、コメントマーカー”ＦＦ０７”を使用し
ても良いし、新たに”ＦＦ０Ａ”などの専用マーカーを
指定しても良い。以上の処理を、画像データがなくなる
まで続け（処理１０１のＮｏ）、画像データがなくなる
と符号化処理を終了する（処理１０１のＹｅｓ）。この
ときに送信されるデータは図４に示すように、一定バイ
トの符号データとそれに続くオージェンドマーカーと符
号化オージェンドの組合せが繰り返される。

【００３２】図５のフローチャートを用いて復号化装置
２の復号化処理の詳細を説明する。符号化装置１から送
信される符号データを受信すると（処理２０１）、オー
ジェンドマーカーであるか否かをチェックする（処理２
０２）。処理２０２で、オージェンドマーカーを検出し
ないとき（Ｎｏ）、符号データを算術復号化して元の画
像データに復元する（処理２０４）。処理２０２で、オ
ージェンドマーカーを検知した場合（Ｙｅｓ）、符号化
装置１から送信された符号化オージェンドを読み込み、
復号化装置２内の復号化オージェンドと比較する（処理
２０３）。処理２０３で、比較結果が一致した場合（Ｙ
ｅｓ）、復号化が正しく行われているので、復号化処理
を続行し、符号データの受信へ戻る。処理２０３で、比
較結果が一致しない場合（Ｎｏ）、エラー検出であるの
で直ちに処理を中断する。以上の処理を符号データが終
了するまで続け（処理２０５のＮｏ）、符号データが終
了すると処理を終了する（処理２０５のＹｅｓ）。

【００３３】以上説明したように、ＪＢＩＧ方式では、
シンボル系列に領域を割当てているので、符号伝送中に
エラーが発生して符号Ｃ（ｎ）の値が化けた場合、その
シンボル以降の復号化処理は全て無意味となる。このよ
うにシンボル系列に領域を割り当てる方式では、どの符
号がエラーを起こしているかを認識することは非常に困
難であることから、定期的に初期化してもエラーが発生
した場合元の画像に完全に復元することができない。さ
らに、このような方式では、定期的に初期化することに
よる圧縮率の低下も懸念される。本発明は、定期的にオ
ージェンドを比較してエラー検知をすることで、エラー
発生時に符号化装置に対し中断要求および再送要求を可
能とした。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、この本発明によれば
伝送誤りを確実に検出でき、しかも検出に必要な情報量
は識別符号を含め４バイトであり、定期的に挿入されて
も圧縮率に影響を与えない。

【００３５】なお、挿入する間隔は、符号の一定バイト
間隔以外に、画像の一定シンボル間隔、一定ライン間隔
でも良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる符号化装置の機能構成の例を示
すブロック図。

【図２】本発明にかかる復号化装置の機能構成の例を示
すブロック図。

【図３】本発明にかかる符号化装置の処理を示すフロー
チャート図。

【図４】送信データの概要を示す説明図。

【図５】本発明にかかる復号化装置の処理を示すフロー
チャート図。

【図６】算術符号化方式におけるオージェンドの説明
図。

【符号の説明】

１符号化装置、１１画像入力部、１２算術符
号部、１３画像カウント部、１４符号カウント
部、１５マーカー処理部、１６符号送信部、
２復号化部、２１符号受信部、２２マーカー
検知部、２３エラー検出部、２４算術復号部、
２５画像出力部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２値シンボルの出現確率から各シンボル
系列に領域を割当て、算術符号系列を生成する符号化装
置と、２値シンボルの出現確率から各シンボル系列に領
域を割当て、生成された算術符号系列を復号化する復号
化装置とを有する伝送符号エラー検出システムにおい
て、符号化装置は、一定バイト符号データ送信完了後、現画
素の符号化完了時の符号化オージェンドを送信する手段
を具備し、復号化装置は、符号化装置から送信された符
号化オージェンドを、現画素の復号化に使用した復号化
オージェンドと比較する手段を具備することを特徴とす
る伝送符号エラー検出システム。
【請求項２】２値シンボルの出現確率から各シンボル
系列に領域を割当て、算術符号系列を生成する符号化装
置と、２値シンボルの出現確率から各シンボル系列に領
域を割当て、生成された算術符号系列を復号化する復号
化装置とを有する伝送符号エラー検出システムにおい
て、符号化装置は、一定画素符号化処理完了後、現画素の符
号化完了時の符号化オージェンドを送信する手段を具備
し、復号化装置は、符号化装置から送信された符号化オ
ージェンドを、現画素の復号化に使用した復号化オージ
ェンドと比較する手段を具備することを特徴とする伝送
符号エラー検出システム。
【請求項３】２値シンボルの出現確率から各シンボル
系列に領域を割当て、算術符号系列を生成する符号化手
段において、一定バイト符号データ送信完了後、現画素の符号化完了
時のオージェンドを送信する手段を具備した符号化装
置。
【請求項４】２値シンボルの出現確率から各シンボル
系列に領域を割当て、算術符号系列を生成する符号化手
段において、一定画素符号化処理完了後、現画素の符号化完了時のオ
ージェンドを送信する手段を具備した符号化装置。
【請求項５】２値シンボルの出現確率から各シンボル
系列に領域を割当て、生成された算術符号化系列から復
号する復号化手段において、符号化装置から送信されたオージェンドを、現画素の復
号化に使用したオージェンドと比較する手段を具備した
復号化装置。