JPH10285049A - 符号化装置、復号化装置、符号化・復号化装置及び算術符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データの符号化処理速度の更なる向上を
図ること。 【解決手段】 各入力画像データに対し、変更されない
場合の符号化パラメータと、変更される場合の符号化パ
ラメータとを記憶した符号化情報テーブル（２２４）を
備える。ｎ−１番目に入力された画像データの符号化処
理の間に、ｎ番目の画像データに対して推定される少な
くとも２つの符号化パラメータを符号化情報テーブルか
ら読み出し、読み出された符号化パラメータのうちから
適切なものを選択する選択手段（２４４,２３６）を備
える。ｎ−１番目の画像データの符号化処理が終了した
時点で、選択手段によって選択された符号化パラメータ
を用いてｎ番目の画像データの符号化処理を行う符号化
処理手段（２２０，２４６）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像に関するデー
タに対して所定の変換処理を施す画像データ変換処理技
術に関し、特に、静的な情報テーブルを用いて符号化、
復号化等の所定の変換処理を行う画像データ変換処理方
法及び装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】人間の視覚によって認識される画像情報
を、コンピュータ等の機械によって認識可能な状態にす
るために種々の画像変換処理が行われる。例えば、画像
情報を電話回線や無線電波等の伝送媒体を介して伝送す
る場合、伝送する画像の情報量を少なくするために、送
信側で伝送すべき画像データの圧縮を行い、受信側では
当該圧縮データを伸長するという技術が一般的に利用さ
れている。図１５は、画像データの伝送の様子を概念的
に示す。画像情報源から供給された画像データは、送信
側の符号化装置１０において符号化され、伝送媒体１２
によって伝送される。受信側に伝送された符号データ
は、復号化装置１４によって元の画像データに復号化さ
れる。

【０００３】符号化や復号化のような画像データの変換
処理においては、予め複数の変換パラメータを静的な情
報テーブルに記憶しておく場合がある。すなわち、入力
画像データの変換処理を行う場合に、当該画像データに
対応した変換パラメータを情報テーブルから読み出し、
読み出された変換パラメータを用いて当該画像データの
変換処理を行う。このような変換処理においては、同一
画像データに対する変換パラメータを、画像の統計的な
性質に基づき、その時の局所的性質にマッチするように
変更していく適応型の変換処理方式がある。

【０００４】

【従来技術】図１６は、画像データ変換処理装置の一例
として、適応型算術符号化方式を採用した従来の画像符
号化装置を示す。ここで、算術符号化とは、符号化の対
象となるシンボル系列の出現確率に応じて確率数直線を
区間分割し、分割された区間内の位置を示す二進小数値
をその系列に対する符号とするものであり、符号語を算
術演算により逐次的に構成していく。このような算術符
号化方式は、特にファクシミリによる２値画像の送受信
等に適用される。

【０００５】図１６に示す画像符号化装置は、入力画像
データを２値シンボル列として入力するシンボル系列読
み取り部１００と、シンボル系列読み取り部１００にて
読み取られた２値シンボル列を記憶するシンボル系列記
憶部１０２と、シンボル系列記憶部１０２に記憶されて
いる２値シンボル列の圧縮を行うために、必要な情報と
して、圧縮しようとする符号化対象シンボルに最も相関
の深いシンボルパターン（以下、「テンプレート」と称
する）を２値シンボル列から選択する画像参照シンボル
選択部１０４とを備えている。また、図１７に示す内容
のデータを記憶する状態番号／優勢シンボル記憶部１０
６と、画像参照シンボル選択部１０４にて取り出された
参照シンボルの内容が示す値（以下、「コンテクスト」
あるいは「ＣＸ」と記述する）に基づき、符号化対象シ
ンボルが状態番号／優勢シンボル記憶部１０６に記憶さ
れている推測値（高い確率で出現するシンボル値，優勢
シンボル「ＭＰＳ」）と等しいか否かの情報を出力する
予測変換処理部１０８とを更に備えている。

【０００６】図１６において、符号１１０は、各状態番
号に対して予め定められた劣勢シンボルＬＰＳの確率領
域の大きさ（ＬＳＺ）及び状態番号ＳＴの遷移情報を記
憶した確率推定テーブルである。１１２は、予測変換処
理部１０８の出力と、状態番号／優勢シンボル記憶部１
０６から読み出された状態番号ＳＴとＭＰＳ値と、確率
推定テーブル１１０から読み出された劣勢シンボルＬＰ
Ｓの出現確率領域幅の値（ＬＳＺ）及び状態遷移情報を
元に、符号化対象シンボルに対して算術符号化処理を行
う算術符号化部である。

【０００７】上記のような装置によって２値算術符号化
処理を行う場合には、まず、２値算術符号化装置全体の
初期化を行う。すなわち、状態番号／優勢シンボル記憶
部１０６に記憶されている状態番号（ＳＴ）および優勢
シンボルＭＰＳの値を全てのコンテクストＣＸに対して
ゼロにセットする。

【０００８】次に、区間レジスタ（図示せず）によって
示される確率領域のＭＰＳ領域の幅を１００００Ｈｅｘ
にセットし、符号レジスタ（図示せず）によって示され
る確率領域のＭＰＳ領域の幅Ａの下界値を０にセット
し、符号出力のためのシフト数をカウントするカウンタ
（以下、「ＣＴ」と示す）を１１にセットする。次に、
画像参照シンボル選択部１０４は、上述したテンプレー
トを用い、符号化対象シンボル及び符号化するためのコ
ンテクストをシンボル系列記憶部１０２に記憶された２
値シンボル列よりロードする。

【０００９】次に、２値算術符号化処理を開始する。最
初に、予測変換処理部１０８において、符号化対象シン
ボルの値とコンテクストＣＸに対応した状態番号／優勢
シンボル記憶部１０６に記憶された優勢シンボルＭＰＳ
の値（以後「ＭＰＳ（ＣＸ）」と示す）とを比較する。
符号化対象シンボルの値とＭＰＳ（ＣＸ）が等しければ
符号化対象シンボルは優勢シンボルＭＰＳということに
なる。

【００１０】符号化対象シンボルが優勢シンボルＭＰＳ
であった場合、２値算術符号化部１１２においては、コ
ンテクストＣＸの現在の状態をＳＴ（ＣＸ）、その状態
ＳＴ（ＣＸ）において劣勢シンボルＬＰＳに対して割り
当てられる領域幅をＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））と表現する
と、優勢シンボルＭＰＳに対して割り当てられる領域幅
は、Ａ−ＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））のように算出される
（図１８参照）。そして、現在までに符号化したシンボ
ル列の出現確率に対応した確率領域幅Ａを、次の符号化
対象シンボルに対して期待される劣勢シンボルＬＰＳと
優勢シンボルＭＰＳの出現推定確率で分割し、優勢シン
ボルＭＰＳの出現推定確率が劣勢シンボルＬＰＳの出現
確率以上であれば、図１８における確率領域の優勢シン
ボルＭＰＳの領域が符号化対象シンボルに割り当てられ
る。

【００１１】図１８においては、符号化対象シンボルの
出現する確率領域の大きさを示す値はＡ’の値であるた
め、Ａ−ＬＳＺを求めることによって符号化対象シンボ
ルとして優勢シンボルＭＰＳが出現する場合に割り当て
られる確率領域幅を求めることができる。次に、優勢シ
ンボルＭＰＳが出現する場合に割り当てられる確率領域
幅の値を図１９におけるＨａｌｆで示される８０００Ｈ
ｅｘと比較し、８０００Ｈｅｘ以上であれば処理を終了
し、８０００Ｈｅｘ未満であれば正規化処理を行う。

【００１２】正規化処理を行う前処理として、符号化対
象シンボルとして優勢シンボルＭＰＳが出現した場合に
割り当てる確率領域の幅を示すＡ−ＬＳＺの値と符号化
対象シンボルとして劣勢シンボルＬＰＳが出現した場合
に割り当てる確率領域の幅ＬＳＺとを比較し、Ａ−ＬＳ
Ｚの値がＬＳＺの値より小さければ符号化効率の向上を
目的として、優勢シンボルＭＰＳと劣勢シンボルＬＰＳ
に割り当てられる確率領域の意味を入れ換える処理（条
件付き交換処理）を行う（図１９参照）。

【００１３】次に、ＳＴ（ＣＸ）で示される値、すなわ
ちコンテクストＣＸに対応した状態番号ＳＴの次の遷移
状態（以下、「ＮＭＰＳ（ＳＴ（ＣＸ））」と表記す
る）を確率推定テーブル１１０より求め、現在のＳＴ
（ＣＸ）の値を更新する処理を行う。この時、符号化対
象シンボルが優勢シンボルＭＰＳの場合に、次の状態に
おける「劣勢シンボルＬＰＳに対して割り当てる確率領
域幅」ＬＳＺは、現在の状態のＬＳＺよりも必ず小さく
なるように確率推定テーブル１１０が設定されている。
例えば、符号化対象シンボルＭＰＳのみが発生した場
合、図２０に示すように、ＬＰＳ領域幅が大きい場合に
は（１），（２），（３）と３回符号化処理を行った時
点で１回の正規化が発生し、１ビットの符号が出力され
ている。一方、図２１に示すように、ＬＰＳ領域幅が小
さい場合には、符号化対象シンボルを６ビット符号化し
た時点で１回正規化が起こり、１ビットの符号が出力さ
れる。すなわち、前者（図２０）の場合には圧縮率３分
の１であり、後者（図２１）の場合には圧縮率が６分の
１となり、連続して優勢シンボルＭＰＳが発生する場合
にはＬＰＳ領域幅が小さい方が圧縮率が良くなる。つま
り、優勢シンボルＭＰＳが生じた場合は、ＬＳＺの値が
小さいほど同じ入力データ量に対して正規化処理を行う
回数が少なく、また、１回の正規化処理によって出力さ
れる符号も少なくなる。

【００１４】次に、図１９に戻って、正規化処理手順に
ついて説明する。正規化処理では、８０００Ｈｅｘより
小さくなった優勢シンボルＭＰＳの確率領域を８０００
Ｈｅｘより大きくする処理を行う。すなわち、現在まで
に符号化されたシンボル列に対して割り当てられた確率
領域の幅を示す区間レジスタと、現在までに符号化され
たシンボル列に対して割り当てられた確率領域を代表す
る座標を示す符号レジスタの値を各々のレジスタ中にて
最上位ビット方向（ＭＳＢ方向）へシフトすることによ
り、各領域と座標を２倍ずつ拡大する処理を行う。

【００１５】８０００Ｈｅｘは、区間レジスタの採り得
る数直線上での最大領域幅の１／２の値であり、区間レ
ジスタの値が１／２より小さくなった場合に、少なくと
も現在までに符号化されたシンボル列に対して割り当て
られた確率領域を代表する座標を示す符号レジスタ中の
最上位の１ビットの値が数直線上で確定したことを示し
ている。正規化処理におけるシフト中に、符号レジスタ
の最上位ビットから順に符号が出力される。符号の出力
タイミングは、カウンタＣＴによりカウントされてお
り、出力符号が８ビット蓄積されると、ＣＴがゼロにな
って、当該符号がバイト単位で出力される。

【００１６】次に、符号化対象シンボルが劣勢シンボル
ＬＰＳであった場合の２値算術符号化処理手順について
説明する。符号化対象シンボルがＭＰＳであった場合の
処理と異なる点は、確率推定テーブル１１０に予め定め
られたスイッチビットと呼ばれるビットを検査する処理
があることと、劣勢シンボルＬＰＳが生じた場合は必ず
正規化処理を行う必要があるということ及び、正規化処
理に伴うＳＴ（ＣＸ）の値の更新が、優勢シンボルＭＰ
Ｓが生じた場合にはＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））が小さくな
る方向へ更新されていくのに対し、劣勢シンボルＬＰＳ
が生じた場合にはＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））が大きくなる
方向へ更新されることである。

【００１７】スイッチビットは、劣勢シンボルＬＰＳが
出現した場合に、状態番号／優勢シンボル記憶部１０６
に記憶された優勢シンボルＭＰＳと劣勢シンボルＬＰＳ
の値を入れ換える処理を行う必要性を判定するものであ
る。優勢シンボルＭＰＳと劣勢シンボルＬＰＳを入れ換
える処理は、符号化効率を高めるために用いられる。す
なわち、符号化装置の初期化処理で状態番号／優勢シン
ボル記憶部１０６に記憶された優勢シンボルＭＰＳの値
は初期値としてゼロにクリアされており、あるコンテク
ストに対する優勢シンボルＭＰＳの値として１が適当で
あった場合、また、２値シンボル列において、ある部位
では優勢シンボルＭＰＳの値として１が適当であり、ま
たある部位では０の値が適当であるというように、優勢
シンボルＭＰＳ値が変化する場合、優勢シンボルＭＰＳ
の値と劣勢シンボルＬＰＳの値とを２値シンボル列の特
性の変化に適応して入れ替えることによって、符号化効
率が向上する。劣勢シンボルＬＰＳが生じた場合に必ず
正規化処理を行うのは、劣勢シンボルＬＰＳの値すなわ
ちＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））の値は常に８０００Ｈｅｘよ
り小さい値に設定されており、劣勢シンボルＬＰＳが出
現した場合には区間レジスタの値が必ず８０００Ｈｅｘ
よりも小さくなるためである。

【００１８】優勢シンボルＭＰＳにより正規化が行われ
た場合には、ＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））が小さくなる方向
へ状態が更新されていくのに対し、劣勢シンボルＬＰＳ
により正規化が行われた場合にはＬＳＺ（ＳＴ（Ｃ
Ｘ））が大きくなる方向へ状態が更新される理由は以下
の通りである。すなわち、図２２及び図２３に示すよう
に、劣勢シンボルＬＰＳに割り当てられる領域幅が小さ
い場合には、正規化処理におけるレジスタのシフト処
理、すなわち１回の正規化処理において出力される符号
量（シフト動作の回数）が多い。他方、劣勢シンボルＬ
ＰＳの領域幅に割り当てられる領域幅が大きい場合に
は、劣勢シンボルＬＰＳの出現による正規化処理におけ
るレジスタのシフト動作の回数が少なくなる。あるコン
テクストにおいては、劣勢シンボルＬＰＳと判定されて
いたシンボルが出現した場合には、今までの推定確率の
ままでＬＰＳ領域幅を割り当てていると、次に劣勢シン
ボルＬＰＳが出現した場合に符号化効率が低下する。そ
こで、さらに劣勢シンボルＬＰＳが出現しても、多くの
符号を出力しないように、ＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））が大
きくなる方向へ状態遷移を行う。符号化対象のシンボル
列の特性に途中で変化が生じたような場合、例えば文字
を記述したファクシミリ画像の中に写真画像が含まれて
いたような場合には、劣勢シンボルＬＰＳが頻繁に発生
し、特性の変化に追従するよう状態遷移を追う必要があ
る。こうして、劣勢シンボルＬＰＳに割り当てる確率領
域を、状態遷移により適宜選択することにより、圧縮率
を向上させている。

【００１９】図２４は、上記先行技術における２値算術
符号化装置によって符号化された２値シンボル列を復号
する２値算術復号化装置の構成を示す。図２４におい
て、確率推定テーブル１３０は、コンテクストの各状態
において劣勢シンボルＬＰＳに対してどの程度の確率領
域を割り当てるのが最適か、正規化が発生した場合の状
態遷移先としてはどの状態番号ＳＴが適当かを統計的に
求めて作成されたテーブルであり、図１６に示す符号化
装置の確率推定テーブル１２０と同一である。状態番号
／優勢シンボル記憶部１３２は、符号化装置における状
態番号／優勢シンボル記憶部１０６と同様なフォーマッ
トおよびデータを持つ記憶装置である。シンボル系列記
憶部１３３は、逆予測変換処理部１３６から出力される
復号された２値シンボル列を記憶するようになってい
る。

【００２０】画像参照シンボル選択部１３４は、シンボ
ル系列記憶部１３３に記憶されている復号された２値シ
ンボル列から、符号化装置と同様のテンプレートに従っ
て参照シンボルを選択する。逆予測変換処理部１３６
は、状態番号／優勢シンボル記憶部１３２から読み出さ
れた優勢シンボルＭＰＳ値と算術復号化部１３８より得
られた復号対象シンボルが、優勢シンボルＭＰＳか劣勢
シンボルＬＰＳかという情報から符号化前の２値シンボ
ル列を出力する。算術復号化部１３８は、符号データ
と、状態番号／優勢シンボル記憶部１３２から読み出し
た状態番号とＭＰＳ値と、確率推定テーブル１３０から
読み出した劣勢シンボルＬＰＳの出現確率領域幅の値お
よび状態遷移情報を元に、復号対象シンボルがそのコン
テクストにおいて優勢シンボルＭＰＳであったか劣勢シ
ンボルＬＰＳであったのかを出力すると共に、状態遷移
を実行して状態番号／優勢シンボル記憶部１３２の更新
を行う。

【００２１】次に、上記２値算術復号化装置における２
値算術復号化の処理手順について説明する。まず、２値
算術復号化装置全体の初期化を行うために、状態番号／
優勢シンボル記憶部１３２に記憶されている各コンテク
ストに対する遷移状態及び優勢シンボルＭＰＳの値をす
べてのコンテクストに対してゼロにセットする。次に、
確率領域のＭＰＳ領域の下界値（確率領域の代表座標）
を示す符号レジスタ（図示せず）の値をゼロにセット
し、符号をバイト単位で符号レジスタにセットする。そ
の後、符号レジスタを最上位ビット方向（ＭＳＢ方向）
へ８ビットシフトする動作を３度繰り返しすことによっ
て、符号レジスタの初期化を終了する。続いて、優勢シ
ンボルＭＰＳの確率領域を示す区間レジスタ（図示せ
ず）に１００００Ｈｅｘ（最大確率領域幅）をセット
し、復号化装置の初期化処理を完了する。

【００２２】次に、画像参照シンボル選択部１３４にお
いて、符号化装置と同様のテンプレートを用いて参照シ
ンボルを選択して、復号化するためのコンテクストを生
成する。次に、算術復号化部１３８において２値算術復
号化処理を行う際には、画像参照シンボル選択部１３４
より出力された各コンテクストに基づき、そのコンテク
ストに対応した状態番号ＳＴを状態番号／優勢シンボル
記憶部１３２から読み出す。次に、読み出した状態番号
ＳＴに対応する確率領域の幅ＬＳＺを確率推定テーブル
１３０から読み出し、その確率領域の幅ＬＳＺを算術復
号化部１３８へ供給する。算術復号化部１３８では、確
率推定テーブル１３０より供給されたＬＳＺの値を区間
レジスタより減算する。

【００２３】次に、上記減算処理後の区間レジスタの値
と符号レジスタのＭＳＢ側１６ビット（ＣＨＩＧＨ）の
内容とを比較する。区間レジスタには、現在までに復号
されたシンボルによって分割されてきた領域幅が、既に
復号されたシンボル分拡大されている。すなわち、区間
レジスタにはシフトされた回数分拡大された値が入って
いる。符号レジスタのＭＳＢ側１６ビット（ＣＨＩＧ
Ｈ）には、符号化するシンボル列に対して割り当てられ
た確率領域を代表する座標情報（下界の座標）のうち、
まだ入力されない符号分を除いた座標の近似値（下界座
標はすべての符号が復号器に入力された段階で完結す
る）から、既に復号されたシンボルに割り当てられた領
域の下界座標を減算した値が区間レジスタと同じ拡大を
与えられて保持されている。その区間レジスタを、次に
復号するシンボルに対する推定領域幅で分割し、ＣＨＩ
ＧＨレジスタがその分割された領域の境界よりも優勢シ
ンボルＭＰＳ側に属しているか、劣勢シンボルＬＰＳ側
に属しているかによって、復号を行う。すなわち、Ａ−
ＬＳＺ（ＳＴ（ＣＸ））とＣＨＩＧＨの大小比較によっ
て復号化処理を行う。

【００２４】復号化対象シンボルが優勢シンボルＭＰＳ
であった場合、区間レジスタの幅が８０００Ｈｅｘ以上
であれば逆予測変換処理部１３６へ処理を継続し、８０
００Ｈｅｘより小さい場合には優勢シンボルＭＰＳの条
件付き交換処理を行った後、正規化処理を行い、逆予測
変換処理部１３６へ処理を継続する。一方、復号化対象
シンボルが劣勢シンボルＬＰＳであった場合、符号化処
理の場合と同様に必ず正規化処理を行い、逆予測変換処
理部１３６へ処理を継続する。

【００２５】２値算術復号化装置における正規化処理手
順は、図１９に示した２値算術符号化処理時における正
規化処理手順とまったく同一である。符号化／復号化処
理時に関わらず、正規化処理では、区間レジスタおよび
符号レジスタの値をレジスタ中にて最上位ビット方向
（ＭＳＢ方向）へシフトし、８０００Ｈｅｘより小さく
なった区間レジスタ内容を８０００Ｈｅｘより大きく
し、符号レジスタ中の符号が不足したら次の符号を符号
レジスタに読み込んで復号を継続する。

【００２６】次に、逆予測変換処理部１３６の動作につ
いて説明する。画像参照シンボル選択部１３４の出力で
あるコンテクストを用いて、算術復号化部１３８はコン
テクストに対応したＭＰＳ値を状態番号／優勢シンボル
記憶部１３２から取り出して、逆予測変換処理部１３６
に供給する。逆予測変換処理部１３６では、２値算術復
号化部１３８より出力された「復号シンボルが優勢シン
ボルＭＰＳか劣勢シンボルＬＰＳか」を示すＭＰＳ／Ｌ
ＰＳ情報と、状態番号／優勢シンボル記憶部１３２から
供給されたＭＰＳ値とを比較することにより、符号化す
る前のシンボルを求めて出力する。以上のように、情報
源の性質に追随して状態番号／優勢シンボル記憶部１０
６，１３２を書き換えていくことにより、高い符号化効
率による算術符号化・復号化装置の実現が可能となる。

【００２７】しかしながら、上記のような従来の符号
化，復号化装置においては、図２５に示すように、１シ
ンボル毎に、状態番号／優勢シンボル記憶部（１０６，
１３２）の検索と、確率推定テーブル（１１０，１３
０）の検索、（逆）予測変換処理、領域計算、区間レジ
スタ更新、座標計算、符号レジスタ更新と、状態番号／
優勢シンボル記憶部（１０６，１３２）の更新とを行っ
ている。すなわち、１つの符号化（復号化）対象シンボ
ルに対して、サイクル１における状態番号／優勢シンボ
ル記憶部（１０６，１３２）の読み出し、サイクル２に
おける確率推定テーブル（１１０，１３０）の検索と状
態番号／予測値の更新演算、サイクル３における状態番
号／優勢シンボル記憶部（１０６，１３２）への書き込
みを終了した後で、次の符号化（復号化）対象シンボル
の処理（サイクル４，５，６）に移っている。このた
め、処理速度の向上に限界があった。

【００２８】そこで、算術符号化・復号化を高速に行う
装置に関する技術が特開平５−６７９７８号公報におい
て提案されている。この公報には、各コンテクストに対
応した状態番号と優勢シンボルを記憶する書き換え可能
なメモリと、このメモリから読み出された符号化対象シ
ンボルに対する状態番号及び優勢シンボル、ないしは、
直前のシンボルに対する書き換え処理後の状態番号及び
優勢シンボルを保持するレジスタと、符号化対象シンボ
ルが予測値と一致しているか否かを判定し、その結果に
応じて該コンテクストにおける上記メモリの状態番号及
び優勢シンボルを書き換える制御回路と、符号化対象シ
ンボルに対するコンテクストと直前のシンボルに対する
コンテクストが一致するか否かを検出し、検出結果に従
って上記レジスタの内容を更新する検出器と、上記レジ
スタより出力された状態番号・優勢シンボルを基に予測
誤差信号を符号化する算術符号器とを備えている。

【００２９】そして、符号化処理に用いる状態番号及び
優勢シンボルとして、符号化対象シンボルに対するコン
テクストと直前のシンボルに対するコンテクストが一致
しているか否かにより、直前の符号化対象シンボルに対
する書き換え処理後の状態番号及び優勢シンボル、ない
しは、メモリからの出力をそれぞれ選択して用いる。こ
れにより、次のシンボルに対する状態番号及び優勢シン
ボルの検索（メモリでの検索）と、当該シンボルに対す
る数直線の領域計算処理とを並行して行うことができ
る。その結果、符号化及び復号化速度の向上が図れる。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た種々のタイプの従来の技術では、符号化や復号化等の
変換処理の速度向上には限界があった。すなわち、例え
ば、適応型の算術符号化処理においては、符号化対象シ
ンボルに対する数直線の領域計算は、領域幅テーブル検
索（確率推定テーブルへのアクセス）、（逆）予測変換
処理、領域計算、区間レジスタ更新、座標計算、符号レ
ジスタ更新等の処理を含んでいるため、一般に、次の符
号化対象シンボルに対する状態番号及び優勢シンボルの
検索に要する時間よりかなり長くなる。このため、シス
テムクロックの周期がこのような符号化対象シンボルに
対する数直線の領域計算によって律則されてしまう。そ
の結果、符号化処理全体の速度の向上を図ることが困難
となる。

【００３１】本発明は、以上のような状況に鑑みてなさ
れたものであり、画像データの符号化処理速度の更なる
向上を可能とした符号化装置を提供することを第１の目
的とする。

【００３２】また、画像データの復号化処理速度の更な
る向上を可能とした復号化装置を提供することを第２の
目的とする。

【００３３】更に、画像データの符号化及び復号化処理
速度の更なる向上を可能とした符号化・復号化装置を提
供することを第３の目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
する本発明の第１の態様は、順次入力される画像データ
を符号化する装置であり、同一の画像データに対する符
号化パラメータを必要に応じて変更する適応型の符号化
装置において、各入力画像データに対し、変更されない
場合の符号化パラメータと、変更される場合の符号化パ
ラメータとを記憶した符号化情報テーブル（２２４）を
備える。また、ｎ−１番目に入力された画像データの符
号化処理の間に、ｎ番目の画像データに対して推定され
る少なくとも２つの符号化パラメータを符号化情報テー
ブルから読み出し、読み出された符号化パラメータのう
ちから適切なものを選択する選択手段（２４４,２３
６）を備える。更に、ｎ−１番目の画像データの符号化
処理が終了した時点で、選択手段によって選択された符
号化パラメータを用いてｎ番目の画像データの符号化処
理を行う符号化処理手段（２２０，２４６）を備えてい
る。

【００３５】上記のような本発明の第１の態様において
は、ｎ番目の画像データに対して推定される少なくとも
２つの符号化パラメータ（非変更時の符号化パラメータ
と変更後の符号化パラメータ）を符号化情報テーブル
（２２４）から読み出す。そして、複数の符号化パラメ
ータのうち適切な符号化パラメータを選択し、選択され
た符号化パラメータを用いて符号化処理を行う。これに
より、直前（ｎ−１番目）のデータと当該ｎ番目のデー
タとが同一で、（ｎ−１番目）の画像データに対する符
号化処理によって符号化パラメータの変更があったとし
ても、ｎ番目の画像データに対して推定される少なくと
も２つの符号化パラメータを符号化情報テーブル（２２
４）から読み出し、（ｎ−１番目）の画像データに対す
る符号化処理結果に基づいて適切なものを選択すること
ができる。その結果、直前（ｎ−１番目）の入力データ
の符号化処理と、当該ｎ番目の入力データの符号化パラ
メータを符号化情報テーブル（２２４）から読み出す動
作を並行して行うことができ、画像データ符号化処理全
体のシステムクロックの周期を短くすることができ、符
号化処理の高速化が図れる。

【００３６】上記のような発明において、更に、選択手
段（２４４）によって選択された符号化パラメータを保
持する符号化パラメータ保持手段（２３６）をさらに備
えることができる。その場合には、符号化処理手段（２
２０，２４６）は、ｎ−１番目の画像データの符号化処
理が終了した時点で、符号化パラメータ保持手段（２３
６）に保持されている符号化パラメータを用いてｎ番目
の画像データの符号化処理を行う。この場合、ｎ−１番
目の画像データの符号化処理が終了した時点で、符号化
パラメータ保持手段（２３６）にｎ番目の画像データの
符号化パラメータを保持しておくことができる。

【００３７】また、符号化情報テーブル（２２４）に記
憶された符号化パラメータに対応し、画像データの状態
を示す状態データ（ＳＴ）を記憶する記憶手段（２０
４，２１６）を更に備えることができる。この場合、符
号化情報テーブル（２２４）は、符号化パラメータ（Ｌ
ＳＺ）に加えて、対応する状態データ（ＳＴ）の更新後
の値を示す状態遷移先情報（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ）を記
憶する。更に、該状態遷移先（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ）の
更新後の値を示す状態遷移先情報（Ｌ＿ＮＭＰＳ，Ｌ＿
ＮＬＰＳ，Ｍ＿ＮＭＰＳ，Ｍ＿ＮＬＰＳ）を記憶する。
また、符号化パラメータ保持手段（２３６）は、ｎ番目
の画像データに対して推定される符号化パラメータとし
て、少なくとも符号化情報テーブル（２２４）に記憶さ
れた状態遷移先情報を保持する。このような構成によ
り、直前（ｎ−１番目）の入力データの変換処理の間
に、当該ｎ番目の入力データに対して推定される全ての
変換パラメータを予め情報テーブル（２２４）から読み
出し、保持することが可能となる。

【００３８】上記課題を解決する本発明の第２の態様
は、上記第１の態様に係る符号化装置によって符号化さ
れた符号データを元の画像データに復号化する復号化装
置において、各符号データに対し、変更されない場合の
復号化パラメータと、変更される場合の復号化パラメー
タとを記憶した復号化情報テーブル（３２４）を備えて
いる。また、ｎ−１番目に入力された符号データの復号
化処理の間に、ｎ番目に入力された符号データに対して
推定される少なくとも２つの復号化パラメータを復号化
情報テーブル（３２４）から読み出し、読み出された復
号化パラメータのうちから適切なものを選択する選択手
段（３４４，３３６）を備えている。更に、ｎ−１番目
の符号データの復号化処理が終了した時点で、選択手段
（３４４，３３６）によって選択された復号化パラメー
タを用いてｎ番目の符号データの復号化処理を行う復号
化処理手段（３２０，３４６）を備えている。

【００３９】上記のような本発明の第２の態様において
も、上記第１の態様と同様に、直前（ｎ−１番目）の入
力データの復号化処理と、当該ｎ番目の入力データの復
号化パラメータを情報テーブル（３２４）から読み出す
動作を並行して行っているため、復号化処理全体のシス
テムクロックの周期を短くすることができ、復号化処理
の高速化が図れる。

【００４０】本発明の第３の態様は、上記第１の態様に
係る符号化装置と第２の態様に係る復号化装置を合わせ
た符号化・復号化装置である。

【００４１】本発明の更に具体的な第４の態様は、情報
源のシンボル系列の予め定められた位置の複数の参照シ
ンボルを用い、符号化対象シンボルに対するコンテクス
ト（ＣＸ）を生成する手段（２１０）と、コンテクスト
（ＣＸ）の状態を示す状態番号（ＳＴ）と、符号化対象
シンボルの予測値（ＭＰＳ）とを記憶する記憶手段（２
０４，２１６）と、順次入力される複数の符号化対象シ
ンボルに対応する複数のコンテクスト（ＣＸ）を一時的
に保持するコンテクスト保持手段（２０３，２１２）と
を備えている。また、コンテクスト保持手段（２０３，
２１２）に保持されている複数のコンテクスト（ＣＸ）
を比較する第１の比較手段（２１４）と、記憶手段（２
０４，２１６）から読み出された符号化対象シンボルの
予測値（ＭＰＳ）と実際の符号化対象シンボルの値とを
比較する第２の比較手段（２２２）とを備えている。ま
た、記憶手段（２０４，２１６）に記憶されている状態
番号（ＳＴ）に対応した確率領域幅（ＬＳＺ）と、当該
状態番号（ＳＴ）の更新後の値を示す状態遷移先情報
（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ）と、該状態遷移先（ＮＭＰＳ，
ＮＬＰＳ）の値に対応する確率領域幅（Ｌ＿ＬＳＺ，Ｍ
＿ＬＳＺ）と、該状態遷移先（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ）の
更新後の値を示す状態遷移先情報（Ｌ＿ＮＭＰＳ，Ｌ＿
ＮＬＰＳ，Ｍ＿ＮＭＰＳ，Ｍ＿ＮＬＰＳ）とを記憶する
情報テーブル（２２４）から読み出された確率領域幅及
び第２の比較手段（２２２）による比較の結果に基づい
て符号化対象シンボルの符号化を行うと共に、情報テー
ブル（２２４）から読み出された状態遷移先情報に基づ
いて符号化対象シンボルに対するコンテクスト（ＣＸ）
の状態番号（ＳＴ）及び予測値（ＭＰＳ）の更新とを行
う算術符号化手段（２２０）を備える。更に、記憶手段
（２０４，２１６）から読み出された状態番号（ＳＴ）
及び予測値（ＭＰＳ）を保持する第１のレジスタ（２２
８）と、記憶部（２０４，２１６）に書き込まれる状態
番号（ＳＴ）及び予測値（ＭＰＳ）を保持する第２のレ
ジスタ（２３０）と、第２のレジスタ（２３０）の出力
を保持する第３のレジスタ（２３２）と、ｎ−１番目に
入力された画像データに対するコンテクストの状態番号
（ＳＴ１）を保持する第４のレジスタ（２３４）とを備
える。また、第１の比較手段（２１４）の比較結果に基
づいて、第１，第２、第３又は第４のレジスタ（２２
８，２３０，２３２，２３４）の出力を選択する第１の
選択器（２３８）と、ｎ−１番目に入力された画像デー
タに対応するコンテクストの確率領域幅（ＬＳＺ１）と
状態遷移先情報（ＮＭＰＳ１，ＮＬＰＳ１）を保持する
第５のレジスタ（２３６）とを備えている。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例を参照して説明する。

【００４３】

【実施例】本発明の第１実施例は、２値画像を適応型算
術符号化方式によって符号化する符号化装置に本発明の
技術的思想を適用したものであり、その構成を図１に示
す。本実施例の符号化装置は、入力シンボルデータを２
値シンボル列として入力するシンボル系列読み取り部２
０６と、シンボル系列読み取り部２０６の出力に接続さ
れたシンボル系列記憶部２０８と、シンボル系列記憶部
２０８の出力に接続された画像参照シンボル選択部２１
０と、画像参照シンボル選択部２１０の出力に接続され
たコンテクストバッファ２０３と、コンテクストバッフ
ァ２０３の出力に接続された検出器２１４と、アドレス
端子ＡＤがコンテクストバッファ２０３の出力に接続さ
れたシングルポートメモリ２０４（状態番号／優勢シン
ボル記憶部）と、検出器２１４の出力とシングルポート
メモリ２０４とに接続されたリード／ライト制御部２０
５と、検出器２１４の出力に接続されると共に、シング
ルポートメモリ２０４の読み出しデータ端子ＲＤＴ及び
書き込みデータ端子ＷＤＴに接続された算術符号化部２
２０と、シンボル系列記憶部２０８の出力と算術符号化
部２２０に接続された予測変換処理部２２２と、算術符
号化部２２０に接続された確率推定テーブル２２４とを
備えている。

【００４４】上記のような構成の符号化装置において、
シンボル系列記憶部２０８は、２値シンボル列読み取り
部２０６にて読み取った２値シンボル列を記憶する。画
像参照シンボル選択部２１０は、シンボル系列記憶部２
０８に記憶されている２値シンボル列より符号化対象シ
ンボルに対して予め定めてある位置の複数の参照シンボ
ルを選択してコンテクスト（ＣＸ）を生成する。

【００４５】コンテクストバッファ２０３は、画像参照
シンボル選択部２１０から順次出力されるコンテクスト
データを保持し、連続する４つのコンテクストデータを
バッファリングする。図２に示すように、コンテクスト
バッファ２０３は、４段のレジスタ２０３ａ，２０３
ｂ，２０３ｃ，２０３ｄによって構成されている。１段
目のレジスタ２０３ａには、最新のコンテクストＣＸが
保持され、出力ＣＸ１を２段目のレジスタ２０３ｂにシ
フトする。レジスタ２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄは、
それぞれ最新のコンテクストＣＸの１つ前、２つ前、３
つ前のコンテクストＣＸ２，ＣＸ３，ＣＸ４を保持す
る。レジスタ２０３ａと２０３ｄの出力であるコンテク
ストＣＸ１とＣＸ４は、セレクタ２２６に供給され、リ
ード／ライト制御部２０５からの信号ＷＥＢによって、
何れか一方がアドレス信号ＡＤとして選択されるように
なっている。

【００４６】検出器２１４は、画像参照シンボル選択部
２１０から順次出力されるコンテクストデータ（Ｃ
Ｘ）、及びコンテクストバッファ２０３に保持されてい
るコンテクストデータ（ＣＸ１、ＣＸ２、ＣＸ３、ＣＸ
４）がそれぞれ同一値であるか否かを判定する。ここ
で、検出器２１４によるコンテクストＣＸ１とＣＸ２の
判定結果を出力ＥＱ１２とし、コンテクストＣＸ１とＣ
Ｘ３の判定結果を出力ＥＱ１３とし、コンテクストＣＸ
１とＣＸ４の判定結果を出力ＥＱ１４とし、コンテクス
トＣＸ２とＣＸ３の判定結果を出力ＥＱ２３とし、コン
テクストＣＸ２とＣＸ４の判定結果を出力ＥＱ２４と
し、ＥＱ１４を記憶するレジスタ（図示せず）の出力を
出力ｄ１＿ＥＱ１４とする。各判定結果ＥＱ１２，ＥＱ
１３，ＥＱ１４，ＥＱ２３，ＥＱ２４は、同一値であれ
ば１を、同一値でなければ０を示す。

【００４７】シングルポートメモリ２０４（状態番号／
優勢シンボル記憶部）は、全ての組み合わせのコンテク
ストの状態番号（ＳＴ）とＭＰＳ（優勢シンボル）値を
記憶する。そして、コンテクストバッファ２０３で保持
されているコンテクストデータの中の最新のコンテクス
トＣＸ１（図２参照）と、最も過去に入力されたコンテ
クストＣＸ４（図２参照）の何れか一方をシングルポー
トメモリ２０４のアドレスとする。

【００４８】リード／ライト制御部２０５は、検出器２
１４の判定結果（ＥＱ１２等）に基づき、シングルポー
トメモリ２０４の読み出し及び書き込みの制御を行う。
シングルポートメモリ２０４からのデータの読み出しに
際し、読み出しアドレスＣＸ１が、コンテクストバッフ
ァ２０３に保持されている他のコンテクストデータＣＸ
２，ＣＸ３，ＣＸ４の何れとも等しくない時、すなわ
ち、ＥＱ１２＝ＥＱ１３＝ＥＱ１４＝０の場合には、コ
ンテクストデータＣＸ１を選択するシングルポートメモ
リ２０４の読み出しアドレスとして選択する。一方、読
み出しアドレスＣＸ１が、他のコンテクストデータＣＸ
２，ＣＸ３，ＣＸ４の何れか１つとでも等しい場合に
は、シングルポートメモリ２０４の読み出しを行わな
い。また、シングルポートメモリ２０４へのデータの書
き込みに際し、書き込みアドレスＣＸ４が、コンテクス
トバッファ２０３に保持されている他のコンテクストデ
ータＣＸ１，ＣＸ２，ＣＸ３の何れとも等しくない時、
すなわち、ＥＱ１４＝ＥＱ２４＝ＥＱ３４＝０の場合に
は、コンテクストデータＣＸ４をシングルポートメモリ
２０４のアドレスとして選択する。一方、書き込みアド
レスＣＸ４が、他のコンテクストデータＣＸ１，ＣＸ
２，ＣＸ３の何れか１つとでも等しい場合には、シング
ルポートメモリ２０４の書き込みを行わない。

【００４９】予測変換処理部２２２は、符号化対象シン
ボルがそのコンテクスト内の出現確率が高いと予想され
るシンボル（優勢シンボル：ＭＰＳ）と一致するか否か
を示すデータ（予測誤差：一致すれば０、不一致ならば
１）を出力する。

【００５０】確率推定テーブル２２４は、コンテクスト
ＣＸの状態を示す状態番号（ＳＴ）に対応して予め定め
られたＬＰＳ（劣勢シンボル）の確率領域の大きさ（Ｌ
ＳＺ）と、状態遷移情報（ＮＭＰＳ，ＮＬＰＳ，Switc
h）とを記憶している。ここで、ＬＰＳはコンテクスト
内の出現確率が低いと予想される劣勢シンボルを示し、
ＮＭＰＳは符号化対象シンボルが優勢シンボルＭＰＳで
あった場合に次に適用される状態番号を示し、ＮＬＰＳ
は符号化対象シンボルが劣勢シンボルＬＰＳであった場
合に次に適用される状態番号を示し、Switch は優勢シ
ンボルＭＰＳと劣勢シンボルＬＰＳの交換指令を示すも
のとする。さらに、確率推定テーブル２２４は、ＮＬＰ
Ｓの値に対応したＬＰＳの確率領域の大きさ（Ｌ＿ＬＳ
Ｚ）と状態遷移情報（Ｌ＿ＮＭＰＳ，Ｌ＿ＮＬＰＳ，Ｌ
＿Switch）、及びＮＭＰＳの値に対応したＬＰＳの確率
領域の大きさ（Ｍ＿ＬＳＺ）と状態遷移情報（Ｍ＿ＮＭ
ＰＳ，Ｍ＿ＮＬＰＳ，Ｍ＿Switch）を記憶している。例
えば、ＳＴ＝１の時、ＮＬＰＳ＝１４なので、Ｌ＿ＬＳ
Ｚ，Ｌ＿ＮＭＰＳ，Ｌ＿ＮＬＰＳ，Ｌ＿Switch は、そ
れぞれ、ＳＴ＝１４に対応したＬＳＺ値０ｘ５Ａ７Ｆ、
ＮＬＰＳ値１５、ＮＭＰＳ値１５、Switch値１となる。
また、 ＳＴ＝１の時、ＮＭＰＳ＝２なので、Ｍ＿ＬＳ
Ｚ，Ｍ＿ＮＭＰＳ，Ｍ＿ＮＬＰＳ，Ｍ＿Switch は、そ
れぞれ、ＳＴ＝２に対応したＬＳＺ値０ｘ１１１４、Ｎ
ＬＰＳ値１６、ＮＭＰＳ値３、Switch値０となる。確率
推定テーブル２２４の詳細内容を図３〜図５に示す。算
術符号株２２０は、符号化対象シンボルの符号出力と、
各コンテクストに対する状態番号ＳＴとＭＰＳ値の更新
演算とを行うものである。

【００５１】図６は、上記のように構成された本発明の
第１実施例において、連続するコンテクスト＃１と＃２
が等しい場合の動作例を示す。図において、コンテクス
ト＃１は、サイクル１でシングルポートメモリ（状態番
号／予測値記憶部）２０４の読み出しアドレスとなる。
サイクル２では、シングルポートメモリ２０４から読み
出された状態番号ＳＴ１が確率推定テーブル２２４の読
み出しアドレスとなり、状態番号ＳＴ１に対応したデー
タを読み出す。サイクル３では、確率推定テーブル２２
４から読み出されたデータのうちＬＳＺ（ＳＴ１），Ｎ
ＬＰＳ（ＳＴ１），ＮＭＰＳ（ＳＴ１），Switch（ＳＴ
１），を選択し、ＬＳＺ（ＳＴ１）を用いて符号化対象
シンボルの符号化処理を行うと共に、状態番号ＳＴ１の
遷移先ＮＳＴ１を求める。サイクル４では、コンテクス
ト＃１に対する状態遷移先ＮＳＴ１をレジスタに保持す
る。

【００５２】一方、コンテクスト＃１の次に入力された
コンテクスト＃２は、サイクル２でシングルポートメモ
リ（状態番号／予測値記憶部）２０４の読み出しアドレ
スとなる。（読み出しアドレスとなるだけで、読み出し
動作は行わない。）サイクル３では、コンテクスト＃２
の状態番号（直前のコンテクスト＃１の状態遷移先）は
算出中なため、コンテクスト＃１の状態遷移先がＮＬＰ
Ｓ（ＳＴ１），ＮＭＰＳ（ＳＴ１），ＳＴ１のいずれに
決まっても対応できるように、コンテクスト＃１の状態
番号ＳＴ１を確率推定テーブル２２４の読み出しアドレ
スとして与えデータを読み出す。サイクル４では、コン
テクスト＃１に対する状態遷移先ＮＳＴ１が確定してい
るので、サイクル３で確率推定テーブル２２４から読み
出したデータのうちＮＳＴ１に対応したデータを選択し
て符号化対象シンボルの符号化処理を行うと共に、コン
テクスト＃２の状態遷移先ＮＳＴ２を求める。サイクル
５で、コンテクスト＃２に対する状態遷移先ＮＳＴ２を
レジスタに保持する。

【００５３】図７は、上記第１実施例のリード／ライト
動作について、より詳細な動作例を示す。この例におい
ては、連続して生成されるコンテクスト＃１，＃２，＃
３，＃４，＃５，＃６，＃７，＃８，＃９，＃１０につ
いての処理（符号化）動作を示し、＃３≠＃４，＃３≠
＃５，＃３≠＃６，＃４≠＃６，＃５≠＃６，＃５≠＃
７，＃５≠＃８，＃６＝＃８とする。まず、コンテクス
ト＃１について見てみると、コンテクスト＃１はサイク
ル１でシングルポートメモリ（状態番号／予測値記憶
部）２０４の読み出しアドレスとなる。サイクル２で
は、シングルポートメモリ２０４から読み出された状態
番号ＳＴ１に対応したデータを確率推定テーブル２２４
から読み出す。サイクル３では、確率推定テーブル２２
４から読み出されたデータに基づいて、コンテクスト＃
１に対応する符号化対象シンボルの符号化を行うと共
に、コンテクスト＃１の状態番号ＳＴ１の更新値を求め
る。サイクル４では、サイクル３で求められた状態番号
ＳＴ１の更新値をシングルポートメモリ２０４の書き込
みアドレスとする。コンテクスト＃２についても、コン
テクスト＃１と同様に処理される。

【００５４】コンテクスト＃３は、サイクル３でシング
ルポートメモリ（状態番号／予測値記憶部）２０４の読
み出しアドレスになった後、対応する状態番号ＳＴ３の
更新値がサイクル６においてシングルポートメモリ２０
４の書き込みデータとなる。ここで、コンテクスト＃３
の後に生成されたコンテクスト＃４，＃５，＃６が何れ
もコンテクスト＃３とは等しくないため、コンテクスト
＃３がシングルポートメモリ２０４のアドレス（書き込
みアドレス）として選択され、当該コンテクスト＃３に
対応する状態番号ＳＴ３の更新値がシングルポートメモ
リ２０４に書き込まれる。

【００５５】コンテクスト＃５は、後に生成されたコン
テクスト＃６，＃７，＃８の何れとも等しくないため、
サイクル９でコンテクスト＃５がシングルポートメモリ
２０４のアドレス（書き込みアドレス）として選択さ
れ、当該コンテクスト＃５に対応する状態番号ＳＴ５の
更新値がシングルポートメモリ２０４に書き込まれる。
ここで、コンテクスト＃６と＃８が等しいため、サイク
ル９ではコンテクスト＃８の読み出しを行う必要がな
い。

【００５６】コンテクスト＃６は、本来サイクル６でシ
ングルポートメモリ（状態番号／予測値記憶部）２０４
の読み出しアドレスとなるが、サイクル６ではコンテク
スト＃３に対応する状態番号ＳＴ３の更新値が書き込み
アドレスとなっているため、１サイクル分スライドして
サイクル７でシングルポートメモリ２０４の読み出しア
ドレスとなる。

【００５７】図８は、本発明の第２の実施例にかかる適
応型算術方式の符号化装置を示し、上記第１の実施例と
共通又は対応する構成部分については同一の符号を付
す。本実施例の符号化装置は、図１に示す第１の実施例
の符号化装置におけるシングルポートメモリ２０４に代
えてデュアルポートメモリ２１６を採用したものであ
り、多くの構成要素を共通とする。そこで、本実施例に
おいては、上記第１実施例との相違部分についてのみ詳
細に説明し、他の共通部分についての詳細な説明は省略
する。

【００５８】本実施例の符号化装置は、入力シンボルデ
ータを２値シンボル列として入力するシンボル系列読み
取り部２０６と、シンボル系列読み取り部２０６の出力
に接続されたシンボル系列記憶部２０８と、シンボル系
列記憶部２０８の出力に接続された画像参照シンボル選
択部２１０と、画像参照シンボル選択部２１０の出力に
接続されたコンテクストバッファ２１２と、コンテクス
トバッファ２１２の出力に接続された検出器２１４と、
読み出し用のアドレス端子ＲＡＤ及び書き込み用のアド
レス端子ＷＡＤがコンテクストバッファ２１２の出力に
接続されたデュアルポートメモリ２１６（状態番号／優
勢シンボル記憶部）と、検出器２１４の出力とデュアル
ポートメモリの制御端子Ｒ，Ｗとに接続されたリード／
ライト制御部２１８と、検出器２１４の出力に接続され
ると共に、デュアルポートメモリ２１６の読み出しデー
タ端子ＲＤＴ及び書き込みデータ端子ＷＤＴに接続され
た算術符号化部２２０と、シンボル系列記憶部２０８の
出力と算術符号化部２２０に接続された予測変換処理部
２２２と、算術符号化部２２０に接続された確率推定テ
ーブル２２４とを備えている。確率推定テーブル２２４
の内容は、第１の実施例中で示した図３〜図５と同じで
ある。

【００５９】コンテクストバッファ２１２は、図９に示
すように、４段のレジスタ２１２ａ，２１２ｂ，２１２
ｃ，２１２ｄによって構成されている。１段目のレジス
タ２１２ａには、最新のコンテクストＣＸが保持され、
出力ＣＸ１を２段目のレジスタ２１２ｂにシフトする。
レジスタ２１２ｂ，２１２ｃ，２１２ｄは、それぞれ最
新のコンテクストＣＸの１つ前、２つ前、３つ前のコン
テクストＣＸ２，ＣＸ３，ＣＸ４を保持する。

【００６０】デュアルポートメモリ２１６（状態番号／
優勢シンボル記憶部）は、全ての組み合わせのコンテク
ストの状態番号（ＳＴ）とＭＰＳ（優勢シンボル）値を
記憶する。そして、コンテクストバッファ２１２で保持
されているコンテクストデータの中の最新のコンテクス
トＣＸ１（図９参照）を読み出しアドレスとし、最も過
去に入力されたコンテクストＣＸ４（図９参照）を書き
込みアドレスとする。なお、読み出しアドレスＲＡＤに
対するデータの読み出しと、書き込みアドレスＷＡＤに
対するデータ書き込みが同時実行可能な構成となってい
る。デュアルポートメモリ２１６の記憶データは、図１
７に示す通りであり、ＳＴは後に詳述する確率推定テー
ブル２２４の読み出しアドレスとなる状態番号を示す。

【００６１】リード／ライト制御部２１８は、検出器２
１４の判定結果（ＥＱ１２等）に基づき、デュアルポー
トメモリ２１６の読み出し及び書き込みの制御を行う。
デュアルポートメモリ２１６からのデータの読み出しに
際し、読み出しアドレスＲＡＤ（＝ＣＸ１）が、コンテ
クストバッファ２１２に保持されている他のコンテクス
トデータＣＸ２，ＣＸ３，ＣＸ４の何れとも等しくない
時、すなわち、ＥＱ１２＝ＥＱ１３＝ＥＱ１４＝０の場
合には、読み出し動作を行うためにデュアルポートメモ
リ２１６の読み出し信号Ｒをアクティブにする。一方、
読み出しアドレスＲＡＤ（＝ＣＸ１）が、他のコンテク
ストデータＣＸ２，ＣＸ３，ＣＸ４の何れか１つとでも
等しい場合には、デュアルポートメモリ２１６の読み出
し信号Ｒを非アクティブにする。また、デュアルポート
メモリ２１６へのデータの書き込みに際し、書き込みア
ドレスＷＡＤ（＝ＣＸ４）が、コンテクストバッファ２
１２に保持されている他のコンテクストデータＣＸ１，
ＣＸ２，ＣＸ３の何れとも等しくない時、すなわち、Ｅ
Ｑ１４＝ＥＱ２４＝ＥＱ３４＝０の場合には、書き込み
動作を行うためにデュアルポートメモリ２１６の書き込
み信号Ｗをアクティブにする。一方、書き込みアドレス
ＷＡＤ（＝ＣＸ４）が、他のコンテクストデータＣＸ
１，ＣＸ２，ＣＸ３の何れか１つとでも等しい場合に
は、デュアルポートメモリ２１６の書き込み信号Ｗを非
アクティブにする。

【００６２】算術符号化部２２０は、符号化対象シンボ
ルの符号出力と、各コンテクストに対する状態番号ＳＴ
とＭＰＳ値の更新演算とを行うものであり、図１０にそ
の詳細を示す。本実施例の算術符号化部２２０は、５つ
のレジスタ２２８，２３０，２３２，２３４，２３６
と、４つの選択器（マルチプレクサ）２３８，２４０，
２４２，２４４と、符号出力及び状態番号更新演算部２
４６と、書き込みデータ選択回路２４８と、排他的論理
和回路２５０とを備えている。

【００６３】このような算術符号化部２２０において、
レジスタ２２８の入力端子にはデュアルポートメモリ２
１６の読み出しデータ端子ＲＤＴが接続され、当該レジ
スタ２２８の出力端子には選択器２３８の入力端子が接
続されている。選択器２３８の他の入力端子には、レジ
スタ２３２の出力端子と、レジスタ２３０の出力端子
と、レジスタ２３４の出力端子とがそれぞれ接続されて
いる。また、選択器２３８の出力端子には、確率推定テ
ーブル２２４のアドレス端子と、選択器２４２の入力端
子とが接続されている。選択器２４２のもう一方の入力
端子には、選択器２４０の出力端子が接続され、当該選
択器２４２の出力端子にはレジスタ２３４の入力端子が
それぞれ接続されている。レジスタ２３４の出力端子に
は、選択器２３８の入力端子の他に、選択器２４０の入
力端子と、予測変換処理部２２２と、排他的論理和回路
２５０の一方の入力端子とが接続されている。

【００６４】ここで、選択器２４０の１つの入力端子に
は、レジスタ２３４の出力信号（ＭＰＳ１，ＳＴ１）の
両方がそのまま入力されるが、他の１つの入力端子に
は、レジスタ２３４の出力（ＭＰＳ１，ＳＴ１）の内の
優勢シンボルＭＰＳ１と、レジスタ２３６の出力信号
（ＮＭＰＳ１，ＮＬＰＳ１，ＬＳＺ１，Switch１）の内
のＮＭＰＳ１との合成信号（ＭＰＳ１，ＮＭＰＳ１）が
供給される。また、選択器２４０の残りの１つの入力端
子には、排他的論理和回路２５０の出力信号（ＭＰＳ
１’）と、レジスタ２３６の出力信号（ＮＭＰＳ１，Ｎ
ＬＰＳ１，ＬＳＺ１，Switch１）の内のＮＬＰＳ１との
合成信号（ＭＰＳ１’，ＮＬＰＳ１）が供給される。ま
た、選択器２４０の制御端子には、書き込みデータ選択
回路２４８の出力が接続されている。

【００６５】選択器２４４の３つの入力端子には、確率
推定テーブル２２４の出力が接続され、当該選択器２４
４の出力端子にはレジスタ２３６の入力が接続されてい
る。

【００６６】レジスタ２３６の出力端子には、上述した
選択器２４０と、符号出力及び状態番号更新演算部２４
６と、排他的論理和回路２５０とが接続されている。排
他的論理和回路２５０にはSwitch１ が、符号出力及び
状態番号更新演算部２４６にはＬＳＺ１が供給される。

【００６７】次に、本実施例の算術符号化部２２０の各
構成要素の作用（機能）について更に詳細に説明する。
レジスタ２２８はデュアルポートメモリ２１６から読み
出されたデータを保持し、レジスタ２３０はデュアルポ
ートメモリ２１６に書き込まれるデータ、すなわち、コ
ンテクストバッファ２１２に保持されたコンテクストＣ
Ｘ４に対応した更新後の状態番号ＳＴ（ＣＸ４）とＭＰ
Ｓ（ＣＸ４）値を保持する。また、コンテクストバッフ
ァ２１２に保持されているコンテクストＣＸ３の状態番
号ＳＴ（ＣＸ３）とＭＰＳ（ＣＸ３）値は、レジスタ２
３４に保持される。レジスタ２３６は、レジスタ２３４
が保持する状態番号ＳＴ１に対応した劣勢シンボルの確
率領域の大きさＬＳＺ１及び状態遷移情報ＮＭＰＳ１，
ＮＬＰＳ１，Switch１）を保持する。レジスタ２３２
は、レジスタ２３０の出力を保持するレジスタなので、
コンテクストＣＸ４より１クロック前に入力した（つま
り、ＣＸ２より３クロック前に入力した）コンテクスト
の更新後の状態番号とＭＰＳ値を保持する。なお、図９
及び図１０中に示したレジスタは全て同一のシステムク
ロックで動作する。

【００６８】選択器２３８は、検出器２１４の出力に基
づき、レジスタ２２８，２３０，２３２，２３４の出力
を当該選択器２３８の出力として選択する。例えば、検
出器２１４の出力に基づいて生成されるデュアルポート
メモリ２１６の読み出し信号Ｒがアクティブになった次
のシステムクロックサイクルでは、レジスタ２２８の出
力、すなわちデュアルポートメモリ２１６から読み出さ
れたデータを選択する。なぜならば、コンテクストＣＸ
２に対応する状態番号とＭＰＳ値はレジスタ２３０、２
３２、２３４には保持されておらず、レジスタ２２８に
保持されているからである。他方、ＥＱ２３＝１の時、
すなわち、コンテクストデータＣＸ２とＣＸ３が同じ場
合には、コンテクストＣＸ３の状態番号ＳＴ（ＣＸ３）
とＭＰＳ（ＣＸ３）を保持しているレジスタ２３４の出
力を選択する。また、ＥＱ２３＝０且つＥＱ２４＝１の
時、すなわち、コンテクストデータＣＸ２とＣＸ３が異
なり、ＣＸ２とＣＸ４が等しい場合には、コンテクスト
ＣＸ２に対する状態番号とＭＰＳの最新値は、ＣＸ４の
更新後の状態番号とＭＰＳ値になるため、レジスタ２３
０の出力を選択する。また、ＥＱ２３＝０且つＥＱ２４
＝０且つｄｌ＿ＥＱ１４＝１の時、すなわち、コンテク
ストデータＣＸ２とＣＸ３が異なり、ＣＸ２とＣＸ４も
異なり、ＥＱ１４を記憶するレジスタの出力が１の場合
には、ＣＸ３より３クロック前に入力したコンテクスト
に対する状態番号とＭＰＳ値が、ＣＸ２に対する最新の
状態番号とＭＰＳ値となるので、それらの値を保持して
いるレジスタ２３２の出力を選択する。そして、選択器
２３８の出力の状態番号部ＳＴ０は、確率推定テーブル
２２４のアドレス入力となる。

【００６９】符号出力及び状態番号更新演算部２４６で
は、レジスタ２３６からの劣勢シンボルＬＰＳの確率領
域幅ＬＳＺと予測変換処理部２２２からの予測誤差値か
ら、算術符号化演算を行い符号出力を行うとともに、状
態番号の更新演算を行う。排他的論理和回路２５０は、
レジスタ２３６から出力される Switch 情報が１の時、
レジスタ２３４から出力されるＭＰＳ値を反転する。ま
た、選択器２４０では、レジスタ２３４から出力される
ＭＰＳ値とＳＴ値の信号（ＭＰＳ１，ＳＴ１）と、レジ
スタ２３４から出力される信号（ＭＰＳ１，ＳＴ１）の
内のＭＰＳ値とレジスタ２３６から出力されるＮＭＰＳ
値を合わせた信号（ＭＰＳ１，ＮＭＰＳ１）と、排他的
論理和回路２５０から出力されるＭＰＳ値とレジスタ２
３６から出力されるＮＬＰＳ値を合わせた信号（ＭＰＳ
１’，ＮＬＰＳ１）とから当該選択器２４０の出力信号
を選択する。そして、選択器２４０において選択された
データはレジスタ２３０に保持される。

【００７０】書き込みデータ選択回路２４８では、予測
変換処理部２２２からの予測誤差値と符号出力および状
態番号更新演算部２４６の演算結果に基づき、選択器２
４０の選択信号（ｓｅｌ＿ｗｄｔ）を生成する。例え
ば、予測誤差が０でＡ−ＬＳＺ＜０ｘ８０００ならば
（ＭＰＳ１，ＮＭＰＳ１）を、予測誤差が０でＡ−ＬＳ
Ｚ＞=０ｘ８０００ならば（ＭＰＳ１，ＳＴ１）を、予
測誤差１ならば（ＭＰＳ１’，ＮＬＰＳ１）をそれぞれ
選択する。なお、具体的な算術処理は、従来技術の項で
示した方式と同じ方式のものを適用でき、当該演算処理
の詳細な説明はここでは省略する。

【００７１】選択器２４２においては、選択器２３８の
出力（ＭＰＳ０，ＳＴ０）と、選択器２４０の出力との
一方を選択し、該選択された出力はレジスタ２３４に保
持される。ここで、選択器２４２の選択動作を制御する
選択信号は、検出器２１４の出力信号ＥＱ２３に基づい
て生成される。例えば、ＥＱ２３＝０の時、すなわち、
コンテクストバッファ２１２に保持されているコンテク
ストデータＣＸ２とＣＸ３が等しくない場合、コンテク
ストデータＣＸ２に対応する更新済みの最新の状態番号
は確定しており、レジスタ２２８，２３０，２３２のい
ずれかに保持され、いずれのレジスタに保持されている
かの選択は選択器２３８で行われているため、選択器２
４２は選択器２３８の出力を選択する。一方、ＥＱ２３
＝１の時、すなわち、コンテクストデータＣＸ２とＣＸ
３が等しい場合、コンテクストデータＣＸ２と同一値の
コンテクストデータＣＸ３に対する状態番号ＳＴ１はレ
ジスタ２３４に保持されており、該状態番号ＳＴ１に対
応する状態遷移先番号とＭＰＳ値（コンテクストデータ
ＣＸ２に対する状態番号とＭＰＳ値）がＳＴ１，ＮＬＰ
Ｓ１，ＮＭＰＳ１の何れになるか選択器２４０にて選択
中である。そこで、選択器２４０の出力を選択し、コン
テクストデータＣＸ３に対する状態番号の更新と同時
に、その更新値をコンテクストデータＣＸ２に対する状
態番号としてレジスタ２３４に保持する。

【００７２】選択器２４４においては、確率推定テーブ
ル２２４の出力は、（ＬＳＺ，ＮＬＰＳ，ＮＭＰＳ，Sw
itch）、（Ｌ＿ＬＳＺ，Ｌ＿ＮＬＰＳ，Ｌ＿ＮＭＰＳ，
Ｌ＿Switch）、（Ｍ＿ＬＳＺ，Ｍ＿ＮＬＰＳ，Ｍ＿ＮＭ
ＰＳ，Ｍ＿Switch）の３つのグループに分類され、その
うちの１つが選択され、選択されたデータはレジスタ２
３６に保持される。選択器２４４の選択動作を制御する
選択信号は、検出器２１４の出力ＥＱ２３と書き込みデ
ータ選択回路２４８の出力（ｓｅｌ＿ｗｄｔ）に基づい
て生成される。例えば、ＥＱ２３＝０の時、すなわち、
コンテクストバッファ２１２に保持されているコンテク
ストデータＣＸ２とＣＸ３が等しくない場合には、コン
テクストデータＣＸ２に対応する更新済みの最新の状態
番号は確定しており、レジスタ２２８，２３０，２３２
の何れかに保持されており、いずれのレジスタに保持さ
れているかの選択は選択器２３８で行われ、選択器２３
８の出力は確率推定テーブル２２４のアドレス入力とな
っているため、選択器２４４は確率推定テーブル２２４
の出力のうち（ＬＳＺ，ＮＬＰＳ，ＮＭＰＳ，Switch）
を選択する。

【００７３】一方、ＥＱ２３＝１の時、すなわち、コン
テクストバッファ２１２に保持されているコンテクスト
データＣＸ２とＣＸ３が等しい場合には、コンテクスト
データＣＸ２と同一値のコンテクストデータＣＸ３に対
する状態番号ＳＴ１は、レジスタ２３４に保持されてお
り、該状態番号ＳＴ１に対応する状態遷移先番号（コン
テクストＣＸ２に対する状態番号）がＳＴ１，ＮＬＰＳ
１，ＮＭＰＳ１の何れになるか選択器２４０にて選択中
である。そこで、コンテクストデータＣＸ３の状態遷移
先番号の選択処理に並行して、コンテクストデータＣＸ
２の状態番号に対応したＬＰＳの確率領域の大きさＬＳ
Ｚ１及び状態遷移情報を求める。

【００７４】すなわち、コンテクストデータＣＸ２の状
態番号はＳＴ１、ＮＬＰＳ１、ＮＭＰＳ１の何れかにな
るので、レジスタ２３４から出力されるＳＴ１が確率推
定テーブル２２４のアドレス入力となるように選択器２
３８にてレジスタ２３４の出力を選択する。そして、前
述のように３つのグループに分類される確率推定テーブ
ル２２４の読み出しデータをｓｅｌ＿ｗｄｔ信号に基づ
いて選択器２４４にて選択する。最終的に、選択器２４
０において（ＭＰＳ１，ＳＴ１）が選択されると、選択
器２４４では（ＬＳＺ，ＮＬＰＳ，ＮＭＰＳ，Switch）
を選択し、選択器２４０において（ＭＰＳ１’，ＮＬＰ
Ｓ１）が選択されると、選択器２４４では（Ｌ＿ＬＳ
Ｚ，Ｌ＿ＮＬＰＳ，Ｌ＿ＮＭＰＳ，Ｌ＿Switch）を選択
し、選択器２４０において（ＭＰＳ１，ＮＭＰＳ１）が
選択されると、選択器２４４では（Ｍ＿ＬＳＺ，Ｍ＿Ｎ
ＬＰＳ，Ｍ＿ＮＭＰＳ，Ｍ＿Switch）を選択する。

【００７５】次に、上記実施例の動作例を、図１１に示
すタイミングチャートに沿って説明する。図１１におい
て、ＣＸ１〜ＣＸ４はコンテクストバッファ２１２に保
持されているコンテクストデータであり、ＣＸ１はデュ
アルポートメモリ２１６の読み出しアドレス、ＣＸ４は
デュアルポートメモリ２１６の書き込みアドレスとして
入力される。また、読み出し信号Ｒと書き込み信号Ｗ
は、共にＨＩＧＨの状態がアクティブを示す信号であ
る。

【００７６】最初に、コンテクスト＃４に対する処理を
考える。Cycle 1 では、コンテクスト＃４はデュアルポ
ートメモリ２１６の読み出しアドレス（ＣＸ１）になっ
ており、コンテクストバッファ２１２に先に入力された
コンテクスト＃３〜＃１の何れとも異なる（＃４≠＃
３，＃４≠＃２，＃４≠＃１）。すなわち、検出器２１
４の出力において、ＥＱ１２＝ＥＱ１３＝ＥＱ１４＝０
となり、リード／ライト制御部２１８の読み出し信号Ｒ
がアクティブになる。その結果、デュアルポートメモリ
２１６から対応するデータ、すなわち、コンテクスト＃
４の状態番号ＳＴ，ＭＰＳ値が読み出され、Cycle 2 で
レジスタ２２８に保持される。Cycle 2 においては、Ｅ
Ｑ２３＝ＥＱ２４＝ｄｌ＿ＥＱ１４＝０（＃４≠＃３、
＃４≠＃２、＃４≠＃１）なので、選択器２３８はレジ
スタ２２８の出力を選択し、コンテクスト＃４を確率推
定テーブル２２４のアドレス入力とする。選択器２４２
も、ＥＱ２３＝０（＃４≠＃３）であるため、選択器２
３８の出力、すなわち、レジスタ２２８の出力を選択す
る。選択器２４４もＥＱ２３＝０（＃４≠＃３）である
ため、確率推定テーブル２２４の出力のうち（ＬＳＺ，
ＮＬＰＳ，ＮＭＰＳ，Switch）を選択する。

【００７７】次に、Cycle 3 において、選択器２４２の
出力はコンテクスト＃４の状態番号としてレジスタ２３
４に保持される。選択器２４４の出力は、コンテクスト
＃４の状態遷移情報および劣勢シンボルＬＰＳの確率領
域幅ＬＳＺとしてレジスタ２３６に保持される。そし
て、符号出力及び状態番号更新演算部２４６は、これら
レジスタ２３４，２３６が保持するデータに基づき、所
定の演算処理を行うとともに、選択器２４０に対してコ
ンテクスト＃４の状態番号ＳＴの更新選択を指示する。

【００７８】Cycle 4 では、選択器２４０の出力がコン
テクスト＃４の新しい状態番号／ＭＰＳ値としてレジス
タ２３０に保持される。この時、デュアルポートメモリ
２１６の書き込みアドレス（ＣＸ４）としてコンテクス
ト＃４が入力されるが、ＥＱ３４＝１、すなわち、コン
テクスト＃４と同一値のコンテクスト＃５が次の Cycle
5 で書き込みアドレスとして入力されるため、Cylce 4
ではデュアルポートメモリ２１６へのデータ書き込み
は行わない。

【００７９】次に、コンテクスト＃５に対する処理を考
える。コンテクスト＃５は、Cycle2 でデュアルポート
メモリ２１６の読み出しアドレス（ＣＸ１）になってい
るが、コンテクストバッファ２１２に先に入力されてい
るコンテクスト＃４と同一値である（＃５＝＃４）。す
なわち、検出器２１４の出力において、ＥＱ１２＝１と
なるため、リード／ライト制御部２１８の読み出し信号
Ｒが非アクティブになり、データの読み出しは行われな
い。

【００８０】Cycle 3 では、ＥＱ２３＝１となっている
ため、選択器２３８はコンテクスト＃４の状態番号を保
持しているレジスタ２３４の出力を選択し、選択器２４
２はコンテクスト＃５の状態番号となるコンテクスト＃
４の状態遷移先を選択している選択器２４０の出力を選
択する。選択器２４４は、確率推定テーブル２２４の出
力のうち（ＬＳＺ，ＮＬＰＳ，ＮＭＰＳ，Switch）か、
（Ｌ＿ＬＳＺ，Ｌ＿ＮＬＰＳ，Ｌ＿ＮＭＰＳ，Ｌ＿Swit
ch）か、（Ｍ＿ＬＳＺ，Ｍ＿ＮＬＰＳ，Ｍ＿ＮＭＰＳ，
Ｍ＿Switch）かを選択する。何れの出力を選択するか
は、前述したようにコンテクスト＃４の状態遷移先の決
定にリンクする。Cycle 3 では、コンテクスト＃４の状
態遷移先が決定されるため、同時にコンテクスト＃４と
同一値のコンテクスト＃５に対する状態番号と状態遷移
情報、および劣勢シンボルＬＰＳの確率領域幅ＬＳＺも
決定する。

【００８１】Cycle 4 では、Cycle 3 で決定されたコン
テクスト＃５に対する状態番号（選択器２４２の出力）
はレジスタ２３４に、状態遷移情報、および劣勢シンボ
ルＬＰＳの確率領域幅ＬＳＺ（選択器２４４の出力）は
レジスタ２３６に保持される。これらのレジスタ２３
４，２３６が保持するデータに基づき、符号出力及び状
態番号更新演算部２４６は演算処理を行い、選択器２４
０にコンテクスト＃５の状態番号の更新選択を指示す
る。

【００８２】Cycle 5 では、選択器２４０の出力がコン
テクスト＃５の新しい状態番号／ＭＰＳ値としてレジス
タ２３０に保持される。このとき、デュアルポートメモ
リ２１６の書き込みアドレス（ＣＸ４）としてコンテク
スト＃５が入力されているが、ＥＱ２４＝１、つまりコ
ンテクスト＃５と同一値のコンテクスト＃７が２サイク
ル後の Cycle 7 で書き込みアドレス（ＣＸ４）として
入力されるため、Cycle5 ではデュアルポートメモリ２
１６へのデータ書き込みは行わない。

【００８３】次に、コンテクスト＃６に対する処理を考
える。Cycle 3 では、コンテクスト＃６はデュアルポー
トメモリ２１６の読み出しアドレス（ＣＸ１）になって
いるが、コンテクストバッファ２１２に先に入力されて
いるコンテクスト＃３と同一値である（＃６＝＃３、＃
６≠＃５、＃６≠＃４）。すなわち、検出器２１４の出
力において、ＥＱ１４＝１となるため、リード／ライト
制御部２１８の読み出し信号Ｒが非アクティブになり、
デュアルポートメモリ２１６からのデータの読み出しは
行われない。

【００８４】Cycle 4 では、ｄｌ＿ＥＱ１４＝１、ＥＱ
２４＝０となっているため、コンテクスト＃６の状態番
号であるコンテクスト＃３の更新の状態番号（なぜな
ら、＃６＝＃３）を保持しているレジスタ２３２の出力
が選択器２３８によって選択され、確率推定テーブル２
２４のアドレス入力となる。ＥＱ２３＝０（＃６≠＃
５）であるため、選択器２４２は選択器２３８の出力、
すなわちレジスタ２３２の出力を選択する。また、ＥＱ
２３＝０（＃６≠＃５）であるため、選択器２４４は確
率推定テーブル２２４の出力のうち（ＬＳＺ，ＮＬＰ
Ｓ，ＮＭＰＳ，Switch）を選択する。

【００８５】Cycle 5 において、選択器２４２の出力は
コンテクスト＃６の状態番号としてレジスタ２３４に保
持される。選択器２４４の出力は、コンテクスト＃６の
状態遷移情報および劣勢シンボルＬＰＳの確率領域幅Ｌ
ＳＺとしてレジスタ２３６に保持される。これらのレジ
スタ２３４，２３６が保持するデータに基づき、符号出
力及び状態番号更新演算部２４６は演算処理を行い、選
択器２４０にコンテクスト＃６の状態番号の更新選択を
指示する。

【００８６】Cycle 6 では、選択器２４０の出力がコン
テクスト＃６の新しい状態番号／ＭＰＳ値としてレジス
タ２３０に保持される。このとき、デュアルポートメモ
リ２１６の書き込みアドレス（ＣＸ４）としてコンテク
スト＃６が入力されるが、ＥＱ２４＝１、すなわち、コ
ンテクスト＃６と同一値のコンテクスト＃８が２サイク
ル後の Cycle 8 で書き込みアドレス（ＣＸ４）として
入力されるため、Cycle6 ではデュアルポートメモリ２
１６へのデータ書き込みは行われない。

【００８７】次に、コンテクスト＃７に対する処理を考
える。Cycle 4 では、コンテクスト＃７はデュアルポー
トメモリ２１６の読み出しアドレス（ＣＸ１）になって
いるが、コンテクストバッファ２１２に先に入力されて
いるコンテクスト＃５と同一値である（＃７＝＃５，＃
７≠＃６，＃７≠＃４）。すなわち、検出器２１４の出
力において，ＥＱ１３＝１となるため、リード／ライト
制御部２１８の読み出し信号Ｒが非アクティブになり、
デュアルポートメモリ２１６からのデータの読み出しは
行われない。

【００８８】Cycle 5 では、ＥＱ２４＝１、ＥＱ２３＝
０となっているため、コンテクスト＃７の状態番号であ
るコンテクスト＃５の更新後の状態番号（なぜなら、＃
７＝＃５）を保持しているレジスタ２３０の出力が選択
器２３８によって選択され、確率推定テーブル２２４の
アドレス入力となる。ＥＱ２３＝０（＃７≠＃６）であ
るため、選択器２４２は選択器２３８の出力、すなわち
レジスタ２３０の出力を選択する。ＥＱ２３＝０（＃７
≠＃６）であるため、選択器２４４は確率推定テーブル
２２４の出力のうち（ＬＳＺ，ＮＬＰＳ，ＮＭＰＳ，Sw
itch）を選択する。

【００８９】Cycle 6 においては、選択器２４２の出力
がコンテクスト＃７の状態番号としてレジスタ２３４に
保持される。選択器２４４の出力は、コンテクスト＃７
の状態遷移情報および劣勢シンボルＬＰＳの確率領域幅
ＬＳＺとしてレジスタ２３６に保持される。これらのレ
ジスタ２３４，２３６が保持するデータに基づき、符号
出力及び状態番号更新演算部２４６は演算処理を行い、
選択器２４０にコンテクスト＃７の状態番号の更新選択
を指示する。

【００９０】Cycle 7 では、選択器２４０の出力がコン
テクスト＃７の新しい状態番号／ＭＰＳ値としてレジス
タ２３０に保持される。このとき、デュアルポートメモ
リ２１６の書き込みアドレス（ＣＸ４）としてコンテク
スト＃７が入力されるが、ＥＱ２４＝１、すなわち、コ
ンテクスト＃７と同一値のコンテクスト＃９が２サイク
ル後の Cycle 8 で書き込みアドレス（ＣＸ４）として
入力されるため、Cycle6 ではデュアルポートメモリ２
１６へのデータの書き込みは行われない。

【００９１】デュアルポートメモリ２１６へのデータの
書き込みは Cycle 1 で見られるように、書き込みアド
レスとなっているコンテクストＣＸ４が、コンテクスト
バッファ２１２に記憶されている他のコンテクストのい
ずれとも異なる時（ＥＱ１４＝ＥＱ２４＝ＥＱ３４＝
０）に行われる。

【００９２】以上に述べたような動作を繰り返しながら
符号化対象シンボルに対応するコンテクストの状態番号
ＳＴとＭＰＳ値を更新しながら符号出力を行う。図１１
に示したタイミングチャートを簡略化すると図１２のよ
うになる。図１２より分かるように、本実施例において
は、別々の符号化対象シンボルのコンテクストに対し
て、デュアルポートメモリ２１６（状態番号／優勢シン
ボル記憶部）の読み出しと、確率推定テーブルの検索、
状態番号／ＭＰＳ値の更新演算と、デュアルポートメモ
リ２１６（状態番号／優勢シンボル記憶部）への書き込
みの処理とを並行して同時に行うことができる。

【００９３】図１３は、本発明の第３実施例にかかる復
号化装置の構成を示す。この復号化装置は、図８に示し
た符号化装置に対応するものであり、当該符号化装置に
よって符号化された符号データを元の画像データに復号
する装置である。本実施例の復号化装置は、シンボル系
列記憶部３０８と、画像参照シンボル選択部３１０と、
コンテクストバッファ３１２と、検出器３１４と、デュ
アルポートメモリ（状態番号／優勢シンボル記憶部）３
１６と、リード／ライト制御部３１８と、算術復号化部
３２０と、逆予測変換処理部３２２と、確率推定テーブ
ル３２４とを備えている。この復号化装置は、図８の符
号化装置と殆ど同じ構成であり、重複した説明を避ける
ため、上記実施例の符号化装置と同一の構成要素につい
ての詳細な説明は省略する。

【００９４】確率推定テーブル３２４は、コンテクスト
の各状態において劣勢シンボルＬＰＳに対してどの程度
の確率領域を割り当てるのが最適か、正規化が発生した
場合の状態遷移先としてはどの状態番号が適当かを統計
的に求めて作成されたテーブルであり、符号化装置の確
率推定テーブル２２４と同一である。また、デュアルポ
ートメモリ３１６は、符号化装置におけるデュアルポー
トメモリ２１６と同様なフォーマットおよびデータを持
つ記憶装置である。

【００９５】算術復号化部３２０には、入力符号データ
と、デュアルポートメモリ３１６から読み出された状態
番号／ＭＰＳ値と、確率推定テーブル３２４から読み出
された劣勢シンボルＬＰＳの出現確率領域幅ＬＳＺ／状
態遷移情報が供給される。そして、これらの情報に基づ
き、復号化対象シンボルがそのコンテクストにおいて優
勢シンボルＭＰＳであったか劣勢シンボルＬＰＳであっ
たかの情報と、該コンテクストのＭＰＳ値を逆予測変換
処理部３２２に出力すると共に、該コンテクストの状態
番号／ＭＰＳ値の更新を行う。

【００９６】逆予測変換処理部３２２は、算術復号化部
３２０からの出力信号に基づき、復号化シンボルを出力
する。逆予測変換処理部３２２から出力された復号化シ
ンボルは、シンボル系列記憶部３０８に記憶される。

【００９７】図１４は、算術復号化部３２０の構成を示
す。本実施例の算術復号化部３２０は、５つのレジスタ
３２８，３３０，３３２，３３４，３３６と、４つの選
択器（マルチプレクサ）３３８，３４０，３４２，３４
４と、符号入力及び状態番号更新演算部３４６と、書き
込みデータ選択回路３４８と、排他的論理和回路３５０
とを備えている。この算術復号化部３２０は、図１０の
算術符号化部２２０と殆ど同じ構成であり、重複した説
明を避けるため、上記実施例の算術符号化部２２０と同
一の構成要素についての説明は省略する。図１０に示し
た算術符号化部２２０と異なるのは、符号入力及び状態
番号更新演算部３４６と書き込みデータ選択回路３４８
である。

【００９８】書き込みデータ選択回路３４８は、符号入
力及び状態番号更新演算部３４６による演算結果に基づ
いて、選択器３４０の選択動作の制御用の選択信号を生
成する。各復号化対象シンボルのコンテクストに対する
状態番号とＭＰＳ値の更新動作は、符号化装置の場合の
符号化対象シンボルに対する状態番号とＭＰＳ値の更新
動作と同様である。なお、以上のように示した復号化装
置の算術処理動作は、従来技術の項で示した方式と同じ
方式のものを適用でき、ここでは、算術復号化の演算処
理の詳細については省略する。

【００９９】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に示された本発明の技術的思想とし
ての要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像データの種類に関わらず、画像データの符号化、復
号化の処理速度の向上を図ることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例にかかる適応算術
型符号化装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図２は、図１に示す第１実施例の要部（コンテ
クストバッファ）の構成を示す概略ブロック図である。

【図３】図３は、第１実施例にかかる確率推定テーブル
の内容の一部を示す表であり、図４及び図５の内容と連
結することによって、当該確率推定テーブルが完成する
ようになっている。

【図４】図４は、第１実施例にかかる確率推定テーブル
の内容の一部を示す表であり、図３及び図５の内容と連
結することによって、当該確率推定テーブルが完成する
ようになっている。

【図５】図５は、第１実施例にかかる確率推定テーブル
の内容の一部を示す表であり、図３及び図４の内容と連
結することによって、当該確率推定テーブルが完成する
ようになっている。

【図６】図６は、第１実施例における概略的な動作を示
すタイミングチャートである。

【図７】図７は、第１実施例における詳細な動作を示す
タイミングチャートである。

【図８】図８は、本発明の第２実施例にかかる適応型算
術符号化装置の構成を示すブロック図である。

【図９】図９は、図８に示す第２実施例の要部（コンテ
クストバッファ）の構成を示す概略ブロック図である。

【図１０】図１０は、第２実施例の要部（算術符号化
部）の詳細な構成を示すブロック図である。

【図１１】図１１は、第２実施例における詳細な動作を
示すタイミングチャートである。

【図１２】図１２は、第２実施例の全体的な概略動作を
示すタイムチャートである。

【図１３】図１３は、本発明の第３実施例にかかる適応
型算術復号化装置の構成を示すブロック図である。

【図１４】図１４は、第３実施例の要部（算術復号化
部）の詳細な構成を示すブロック図である。

【図１５】図１５は、本発明の背景技術を示す概略ブロ
ック図である。

【図１６】図１６は、従来の適応型算術符号化装置の構
成を示すブロック図である。

【図１７】図１７は、図１６に示す従来の適応型算術符
号化装置の状態番号／優勢シンボル記憶部の記憶データ
の内容を示す説明図である。

【図１８】図１８は、算術符号化装置（復号化装置）に
おける確率領域減算処理の概念を示す説明図である。

【図１９】図１９は、算術符号化装置（復号化装置）に
おける条件付き交換処理及び正規化処理の概念を示す説
明図である。

【図２０】図２０は、算術符号化装置（復号化装置）に
おいて、ＭＰＳ（優勢シンボル）が連続して発生した場
合におけるＬＰＳ（劣勢シンボル）の領域幅ＬＳＺが比
較的大きい場合の減算処理及び正規化処理の概念を示す
説明図である。

【図２１】図２１は、算術符号化装置（復号化装置）に
おいて、ＭＰＳ（優勢シンボル）が連続して発生した場
合におけるＬＰＳ（劣勢シンボル）の領域幅ＬＳＺが比
較的小さい場合の減算処理及び正規化処理の概念を示す
説明図である。

【図２２】図２２は、算術符号化装置（復号化装置）に
おいて、ＬＰＳ（劣勢シンボル）が連続して発生した場
合におけるＬＰＳ（劣勢シンボル）の領域幅ＬＳＺが比
較的大きい場合の減算処理及び正規化処理の概念を示す
説明図である。

【図２３】図２３は、算術符号化装置（復号化装置）に
おいて、ＬＰＳ（劣勢シンボル）が連続して発生した場
合におけるＬＰＳ（劣勢シンボル）の領域幅ＬＳＺが比
較的小さい場合の減算処理及び正規化処理の概念を示す
説明図である。

【図２４】図２４は、従来の適応型算術復号化装置の構
成を示すブロック図である。

【図２５】図２５は、図１６及び図２４に示す従来の適
応型算術符号化装置（復号化装置）の動作を示すタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

２００・・・変換処理ユニット ２０１・・・変換情報テーブル ２０１ａ・・・変換パラメータ保持部 ２０２・・・制御部 ２０４・・・シングルポートメモリ ２１０，３１０・・・画像参照シンボル選択部 ２１２，３１２・・・コンテクストバッファ ２１４，３１４・・・検出器 ２１６，３１６・・・デュアルポートメモリ ２２０・・・算術符号化部 ２２２・・・予測変換処理部 ２２４，３２４・・・確率推定テーブル ２２８，２３０，２３２，２３４，２３６，３２８，３
３０，３３２，３３４３，３３６・・・レジスタ ２３８，２４０，２４２，２４４，３３８，３４０，３
４２，３４４・・・選択器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】順次入力される画像データを符号化する装
   置であり、同一の画像データに対する符号化パラメータ
   を必要に応じて変更する適応型の符号化装置において、 前記各入力画像データに対し、変更されない場合の符号
   化パラメータと、変更される場合の符号化パラメータと
   を記憶した符号化情報テーブルと；ｎ−１番目に入力さ
   れた画像データの符号化処理の間に、ｎ番目の画像デー
   タに対して推定される少なくとも２つの符号化パラメー
   タを前記符号化情報テーブルから読み出し、読み出され
   た符号化パラメータのうちから適切なものを選択する選
   択手段と；前記ｎ−１番目の画像データの符号化処理が
   終了した時点で、前記選択手段によって選択された符号
   化パラメータを用いて前記ｎ番目の画像データの符号化
   処理を行う符号化処理手段とを備えたことを特徴とする
   符号化装置。
2. 【請求項２】前記選択手段によって選択された符号化パ
   ラメータを保持する符号化パラメータ保持手段をさらに
   備え、 前記符号化処理手段は、前記ｎ−１番目の画像データの
   符号化処理が終了した時点で、前記符号化パラメータ保
   持手段に保持されている符号化パラメータを用いて前記
   ｎ番目の画像データの符号化処理を行うことを特徴とす
   る請求項１に記載の符号化装置。
3. 【請求項３】前記符号化情報テーブルに記憶された符号
   化パラメータに対応し、前記画像データの状態を示す状
   態データを記憶する記憶手段を更に備え、 前記符号化情報テーブルは、前記符号化パラメータに加
   えて、対応する状態データの更新後の値を示す状態遷移
   先情報を記憶し、 前記符号化パラメータ保持手段は、前記ｎ番目の画像デ
   ータに対して推定される前記符号化パラメータとして、
   少なくとも前記符号化情報テーブルに記憶された前記状
   態遷移先情報を保持することを特徴とする請求項２に記
   載の符号化装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の符号化装置によって符号
   化された符号データを元の画像データに復号化する適応
   型の復号化装置において、 前記各符号データに対し、変更されない場合の復号化パ
   ラメータと、変更される場合の復号化パラメータとを記
   憶した復号化情報テーブルと；ｎ−１番目に入力された
   符号データの復号化処理の間に、ｎ番目に入力された符
   号データに対して推定される少なくとも２つの復号化パ
   ラメータを前記復号化情報テーブルから読み出し、読み
   出された復号化パラメータのうちから適切なものを選択
   する選択手段と；前記ｎ−１番目の符号データの復号化
   処理が終了した時点で、前記選択手段によって選択され
   た復号化パラメータを用いて前記ｎ番目の符号データの
   復号化処理を行う復号化処理手段とを備えたことを特徴
   とする復号化装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の符号化装置と請求項４に
   記載の復号化装置を備えたことを特徴とする符号化・復
   号化装置。
6. 【請求項６】情報源のシンボル系列の予め定められた位
   置の複数の参照シンボルを用い、符号化対象シンボルに
   対するコンテクストを生成する手段と；前記コンテクス
   トの状態を示す状態番号と、前記符号化対象シンボルの
   予測値とを記憶する記憶手段と；順次入力される複数の
   符号化対象シンボルに対応する複数のコンテクストを一
   時的に保持するコンテクスト保持手段と；前記コンテク
   スト保持手段に保持されている複数のコンテクストを比
   較する第１の比較手段と；前記記憶手段から読み出され
   た前記符号化対象シンボルの予測値と実際の符号化対象
   シンボルの値とを比較する第２の比較手段と；前記記憶
   手段に記憶されている前記状態番号に対応した確率領域
   幅と、当該状態番号の更新後の値を示す状態遷移先情報
   と、該状態遷移先に対応した第２の確率領域幅と、該状
   態遷移先の更新後の値を示す第２の状態遷移先情報とを
   記憶する情報テーブルと；前記情報テーブルから読み出
   された確率領域幅及び前記第２の比較手段による比較の
   結果に基づいて前記符号化対象シンボルの符号化を行う
   と共に、前記情報テーブルから読み出された前記状態遷
   移先情報に基づいて前記符号化対象シンボルに対するコ
   ンテクストの状態番号及び予測値の更新とを行う算術符
   号化手段と；前記記憶手段から読み出された状態番号及
   び予測値を保持する第１のレジスタと；前記記憶手段に
   書き込まれる状態番号及び予測値を保持する第２のレジ
   スタと；前記第２のレジスタの出力を保持する第３のレ
   ジスタと；ｎ−１番目に入力された画像データに対応す
   るコンテクストの状態番号を保持する第４のレジスタ
   と；前記第１の比較手段の比較結果に基づいて、前記第
   １，第２，第３又は第４のレジスタの出力を選択する第
   １の選択器と；前記ｎ−１番目に入力された画像データ
   に対応するコンテクストの確率領域幅と状態遷移先情報
   を保持する第５のレジスタとを備え、 前記情報テーブルは、前記第１の選択器の出力をアドレ
   スとし、 前記算術符号化手段は、前記第１の比較手段による比較
   の結果、前記ｎ番目に入力された画像データに対応する
   コンテクストと前記ｎ−１番目のコンテクストとが同一
   の場合に、前記第２の確率領域幅と前記第２の状態遷移
   先情報を用いて前記ｎ番目のコンテクストの符号化処理
   を行うことを特徴とする算術符号化装置。