JPH11149551A - マルチカラー画像の符号化装置およびその方法並びにマルチカラー画像の復号化装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 参照画素を利用して符号化および復号化を行
う際の処理速度の大幅な向上を図る。 【解決手段】 このマルチカラー画像の符号化装置は、
参照画素の状態を区分けする状態生成部１３と、これに
より区分けされた状態を示す状態信号ＳＴを入力すると
共にその状態毎に参照画素のプリスキャン時の出現度数
を算出する変換テーブル生成部１４と、状態生成部１３
からの状態信号ＳＴと変換テーブル生成部１４により算
出された出現度数とから作成され、区分けされた状態毎
に、参照画素の位置を出現度数の高いもの順に並べると
共に符号化時に利用する参照順位テーブル１５とを設け
る。また、参照画素と不一致の画素の度数分布をプリス
キャン時に調べる変換テーブル生成部１４と、その度数
順に画素インデックスを変換した画素インデックス変換
テーブル１６と、この変換テーブル１６を利用してカラ
ーパレット変換部１７により生成される変換カラーパレ
ット１８とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチカラー画像
の符号化装置およびその方法ならびにマルチカラー画像
の復号化装置およびその方法に関する。そして、さらに
詳細に述べれば、特にマルチカラー画像を符号化および
復号化する際に各色に付与されるインデックスの変換の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からパソコンやゲーム機器等では、
マルチカラー画像と呼ばれる画像が使用されている。こ
のマルチカラー画像とは、代表色画像とか限定色画像等
とも呼ばれているもので、図４０に示すように、特定の
色、すなわち特定のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の値
を持つ色に対してインデックスを付与し、そのインデッ
クスのデータを利用して、１６色や２５６色等の限定さ
れた代表色で表現するようにした画像のことである。

【０００３】このようなマルチカラー画像のデータは、
仮にＲ、Ｇ、Ｂの各色が８ビット（２５６種）で表され
るとしたら、合計２４ビット必要になるのであるが、イ
ンデックスそのものも例えば８ビットで表示するように
しているので、相当な圧縮率となっている。しかし、圧
縮はされているが、それでも情報量が多いため、何の工
夫もせず、そのままの形で処理すると、メモリ容量が大
きくなり、また通信速度も遅くなり実用的でない。した
がって、マルチカラー画像も他の画像データと同様にそ
の圧縮技術は極めて重要なものとなる。特に、マルチカ
ラー画像は、その色の数が限定されていることから、ロ
スレスでの符号化および復号化、すなわち可逆的な圧縮
技術が必要とされている。

【０００４】一方、近年、データ圧縮の手法の一つとし
て、エントロピー符号器および復号器を用いた技術が注
目されている。このエントロピー符号化および復号化技
術の一つとして、例えば、算術符号化および復号化の技
術を用いたものがある。この技術の概要は、例えば、特
開昭６２−１８５４１３号公報、特開昭６３−７４３２
４号公報、特開昭６３−７６５２５号公報等に記載され
ている。

【０００５】図３４に、このような技術を用いた従来の
マルチカラー画像の符号化システム５０および復号化シ
ステム６０を示す。この符号化システム５０は、ライン
バッファ５１と、エントロピー符号器５２とを含むもの
である。入力されるインデックスのデータ、すなわちカ
ラー画素データ１００Ａは、ラインバッファ５１および
エントロピー符号器５２へ入力される。このカラー画素
データ１００Ａは、図３５に示すように、いずれもラス
タースキャンされ水平走査順に順次画素データとして入
力される。なお、このインデックスのデータ、すなわち
カラー画素データ１００Ａを作成する方法としては、入
力する色の順番にインデックスを付与する方法が一般的
であり、図４０に示すように、インデックスの番号が近
いもの、例えば「１」と「２」でもその色が大きく異な
ったり、インデックスの番号が遠いもの、例えば「１０
０」と「２００」でもその色は近似している現象が生じ
ている。このような現象を避けるため、特開平５−３２
８１４２に示されるように、色の近いものに連続番号を
付与するようにしたものも現れている。

【０００６】符号化システム５０中のラインバッファ５
１は、参照画素生成手段として、既に入力されたカラー
画素データ１００Ａから、符号化対象画素Ｘに対する参
照画素データＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを作成する。すなわち、ラ
インバッファ５１は、画像をスキャンするときにｎライ
ン（１〜５ライン程度が多い）分の履歴を記憶してお
く。そして、符号化対象画素Ｘのカラー画素データ１０
０Ａが入力されるごとに、この直前の画素Ａと、周辺の
画素Ｂ，Ｃ，Ｄとからなる一連の画素データを参照画素
データ１１０としてエントロピー符号器５２へ向けて出
力する。

【０００７】このエントロピー符号器５２は、例えば、
算術符号化またはハフマン符号化などの手法を用いて形
成される。そして、参照画素データ１１０を状態信号と
して用い、対象カラー画素データ１００Ａを符号化デー
タ２００に変換出力する。

【０００８】一方、復号化システム６０は、ラインバッ
ファ６１とエントロピー復号器６２を含んで構成され
る。ここにおいて、ラインバッファ６１とエントロピー
復号器６２は、入力される符号化データ２００を符号化
システム５０のラインバッファ５１、エントロピー符号
器５２とは全く逆の手順で復号化出力するように形成さ
れている。

【０００９】このようにして、符号化システム５０と、
復号化システム６０とは、互いに全く逆のアルゴリズム
を用いて、カラー画素データ１００Ａを符号化データ２
００に符号化し、さらにこの符号化データ２００をカラ
ー画素データ１００Ｂに復号化して出力することができ
る。したがって、このシステムは、各種用途に幅広く用
いることができる。

【００１０】ところで、このようなシステムでは、カラ
ー画素データ１００Ａの値、すなわちインデックスの番
号が一定の番号付近に偏るとそのデータの圧縮率が向上
する。また、このシステムでは、参照画素データ１１０
を、エントロピー符号器５２、エントロピー復号器６２
の状態信号として使用している。したがって、その状態
数、すなわち、参照画素数を多くとれば、同様にデータ
圧縮率は向上する。すなわち、算術符号化またはハフマ
ン符号化などの手法を用いてエントロピー符号器５２お
よび復号器６２を構成する場合には、０または１のシン
ボルの発生確率に大きな偏りがあると、データの圧縮率
を高めることができる。これは、エントロピー符号化技
術では、発生確率の高い入力データには短い符号化デー
タを割り当て、発生率の低い入力データには相対的に長
い符号化データを割り当てるからである。

【００１１】シンボル、すなわちインデックスの番号の
発生確率の大きな偏りを得るために、従来より、入力デ
ータをいくつかの状態に分類して符号化することが行わ
れている。なぜなら、分類をしないと、良い圧縮率は得
られないからである。例えば、図３４に示す従来の手法
では、ラインバファ５１，６１を用い、参照画素データ
を作成し、これを分類用の状態信号としてエントロピー
符号器５２およびエントロピー復号器６２へ入力してい
る。そして、これらエントロピー符号器５２およびエン
トロピー復号器６２は、前記状態信号を用いることによ
り入力データを分類し、符号化および復号化を行ってい
る。すなわち、参照画素データの各状態の発生確率を計
算し、その発生確率の高い組み合わせのものに短い符号
化データを割り当てている。そして、これによりデータ
の圧縮率を高めている。

【００１２】しかし、前述したエントロピー符号器５２
およびエントロピー復号器６２では、参照画素データの
状態数に対応した数の符号化パラメータテーブルが必要
となる。このため、圧縮率を高めるために参照画素数を
大きくとればとるほど、符号化および復号化のパラメー
タテーブルが大きくなる。このため、エントロピー符号
器５２およびエントロピー復号器６２が大型化かつ高価
となってしまうという問題がある。

【００１３】例えば、カラー画素データ、すなわちイン
デックスの番号を４ビットデータ（１６種）で構成し、
しかも参照画素データ１１０の画素数が４である場合を
想定する。この場合には、符号化および復号化パラメー
タテーブルの状態数は、４画素×４ビット＝１６ビット
分の状態数、すなわち２の１６乗の状態数をとる。この
ため、２の１６乗＝６５５３６通りのパラメータテーブ
ルを用意しなければならない。このことからも、参照画
素を１つ増やすごとに、その分、符号化および復号化パ
ラメータテーブルが極めて大きくなり、エントロピー符
号器５２およびエントロピー復号器６２を構成するハー
ドウェアが大型化してしまうことが理解される。しか
も、対象画素も４ビット、すなわち、４プレーンで構成
され、各プレーンに１ビットずつの信号が割り当てら
れ、結果として４ビットで１６通りの値（色）をとるの
で、パラメータテーブルは６５５３６×１６の大きさを
持つテーブルとなる（図３６参照）。

【００１４】このような問題に対し、対象画素のカラー
シンボル、すなわち色に対応するインデックスの番号の
出現頻度の偏りを計算し、出現頻度順位に対応して、イ
ンデックスの番号を並び替える色順位変換の方法（特開
平６−２７６０４１号）がある。すなわち、これにより
出現頻度の高いものに短い符号化データを割り当て、さ
らに、圧縮率を高めている。また、この公開公報には、
エントロピー符号器５２およびエントロピー復号器６２
の中に縮退した状態数に応じてパラメータテーブルを小
さくさせる技術も開示されている。

【００１５】この特開平６−２７６０４１号公報に示さ
れている状態数を縮退するシステムの特徴は、図３７に
示すように、従来の符号化システム５０や復号化システ
ム６０と同様にエントロピー符号器５２およびエントロ
ピー復号器６２に参照画素データ１１０を状態信号とし
て入力するわけであるが、その入力に際し、その状態信
号１４０を、ラインバッファ５１，６１から出力される
参照画素データ１１０を縮退する状態縮退器５３，６３
によって生成する点にある。

【００１６】この状態縮退器５３、６３は、入力される
参照画素データ１１０を、より少ないビット数の状態信
号１４０に縮退し、対応するエントロピー符号器５２お
よびエントロピー復号器６２へ向け出力するように構成
されている。なお、予測器５４，６４は、それぞれカラ
ーシンボルの出現頻度に基づいてカラー画素データを色
順位に変換するためおよびその逆を行うための色順位テ
ーブル（詳細は後述）をそのメモリーに保有しているも
のである。

【００１７】なお、縮退とは、縮退後の状態数に、元の
状態を分類する操作である。この分類は、分類後のエン
トロピー（１つのシンボルを表示するための平均情報
量）が最少となるように、その組み合わせを選択して行
う。そして、縮退後の状態数、すなわち、分類された後
の状態数に対して識別ビットを付加する。これが状態信
号１４０である。

【００１８】ところで、状態縮退器５３，６３に用いる
縮退テーブルとしては、参照画素データ１１０のカラー
シンボルの組み合わせパターンと、縮退データとの関係
を特定する縮退テーブルを設定し、この縮退テーブルを
用い、入力される参照画素データ１１０のカラーシンボ
ルの組み合わせパターンを、縮退データに変換出力する
方法がある。

【００１９】図３８には、このような手法を用いて行わ
れる縮退動作の一例が示されている。ここでは、説明を
簡単にするために、図３８（Ａ）に示すよう、符号化対
象画素Ｘに対し、Ａ，Ｂ，Ｃの３つの画素から形成され
るマルコフモデルを参照画素パターンとして用いる場合
を例にとり説明する。

【００２０】参照画素が、図３８（Ａ）に示すように、
３つの画素から構成される場合には、そのカラーシンボ
ルの組み合わせパターンは、図３８（Ｂ）に示すように
５通りとなる。すなわち、３つに画素のカラーシンボル
が全て一致するパターンと、２つのカラーシンボルのみ
が一致する場合に該当する３つのパターンと、全ての画
素のカラーシンボルが異なるパターンの計５つのパター
ンに分類される。

【００２１】したがって、図３８（Ｂ）に示すテーブル
を状態縮退器５３，６３の縮退テーブルとして用いるこ
とにより、本来３つの画素の組み合わせが取りうる２の
１２乗のパターンの状態を、図３８（Ｂ）に示す５つの
状態Ｓ１〜Ｓ５に縮退することができる。このようにす
ることによって、参照画素データ１１０を効果的に縮退
し、エントロピー符号器５２およびエントロピー復号器
６２の状態数を大幅に少なくすることができる。

【００２２】ところで、このような算術符号化および復
号化の一般的な手法は、既に１画像符号化標準ＪＢＩＧ
（インターナショナルスタンダードＩＳＯ／ＩＥＣ１１
５４４）のｐ２６〜４４およびｐ４４〜ｐ５０に詳細に
述べられているが、ここでは後述する本発明を展開する
際の前提技術として簡単に説明する。

【００２３】図３４に用いられる算術符号型のエントロ
ピー符号器５２の一例を図３９に示す。なお、算術復号
型のエントロピー復号器６２の構成は、エントロピー符
号器５２の構成と実質的に同一であるので、ここではそ
の説明は省略する。

【００２４】このエントロピー符号器５２は、算術演算
部５５と、状態記憶器として機能する発生確率生成手段
５６とを含んで構成される。この発生確率生成手段５６
内には、符号化に必要なシンボル発数確率を決定するた
めに必要な状態パラメータテーブルが書き込まれてい
る。上記の状態パラメータは、入力される状態信号によ
って特定される。そして、この状態信号によって特定さ
れた状態パラメータのテーブルに対し、発生確率生成手
段５６の発生確率演算パラメータが算術演算部５５へ向
けて出力される。算術演算部５５は、このようにして入
力される発生確率に基づき、エントロピー符号化を行
い、入力される色順位データ１２０を符号化データ２０
０に変換出力する。そして、符号化した色順位データ１
２０の値により、状態信号に対する発生確率を再計算
し、演算パラメータ更新値として、発生確率生成手段５
６へ入力する。この更新結果が次データの発生確率とし
てテーブルに記憶されることで、エントロピー符号器５
２の圧縮効率が向上することとなる。

【００２５】なお、色順位データ１２０を生成するため
に、先に述べたように予測器５４，６４内に色順位テー
ブルが配置されている。この色順位テーブルの一例とし
て、図４１に示されるものが知られている（特開平６ー
２７６０４１号公報参照）。この例では、符号化対象画
素Ｘに対しての色順位テーブルを決める際、２次元的な
周辺画素データＲ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を上位の色順位
データとして使用し、符号化対象画素Ｘと同一ラインの
１次元テーブルを下位の色順位データとして使用するも
のである。このとき、１次元テーブルから周辺画素デー
タＲ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のカラーシンボルを除去した
後、上位と下位の色順位データをドッキングさせ符号化
対象画素Ｘの色順位テーブルとしている。

【００２６】具体的にどのように色順位テーブルができ
あがるかを図４１に基づき説明する。符号化されるカラ
ーシンボルが１６色の場合を考える。仮に、色順位を図
４１（Ａ）に示すように、各画素の位置Ｒ０，Ｒ１，Ｒ
２…Ｒ８… で固定したとき、それぞれのカラーシンボ
ルが図４１（Ｂ）に示すように、Ｃ４，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ
５，Ｃ２，Ｃ２…のとき、できあがる最新出現表となる
色順位テーブルは、図４１（Ｃ）に示すようになる。す
なわち、最上位はＲ０のＣ４，２番目はＲ１のＣ３，３
番目はＲ２のＣ６，４番目はＲ３のＣ５，５番目はＲ４
のＣ２，６番目はＲ５にあるＣ２となるが、Ｃ２は既に
発生しており、さらにＲ６のＣ４も既に発生しているの
で、第６番目はＲ７のＣ０となる。このようにして既に
上位にある色すなわち、Ｒ０〜Ｒ３に出現するカラーシ
ンボルを除いた色順位データがＲ０〜Ｒ３のデータに加
わり、１６色のカラーシンボルの第１番目から１６番目
までが決められる。なおこのとき、上位４つの周辺画素
を学習により可変とすることもできる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】図４１に示される２次
元の色順位変換を行うための色順位テーブルは、そのテ
ーブルを作成する際、２次元的な周辺画素と１次元テー
ブルとの重複したカラーシンボルを１次元テーブルから
削除する作業が必要となっている。１次元テーブルから
重複したカラーシンボルを削除するこの処理は、カラー
シンボルのインデックスコードのビット数が増加する
と、莫大な処理量になってしまう。すなわち、図４１に
示すように全カラーシンボルの数が１６色、すなわちイ
ンデックスコードとしては４ビットあれば十分な場合に
は、重複するカラーシンボルを検索し、該当するカラー
シンボルを１次元テーブルから削除する作業もそれ程の
負荷にはならないが、インデックスコードが８ビットと
なると２５６色となり、重複するカラーシンボルを検索
し、削除する作業は莫大となる。

【００２８】例えば、周辺画素データＲ０，Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３が全部異なる色であったとき、４色それぞれに
ついて１次元テーブル中の２５６色から検索し、同じ色
が見つかったところで、そのカラーシンボルを削除し、
それ以後の順位を詰めて最後のカラーシンボルに２５６
番目の順位を付ける作業を行う。このため、最高２５６
×４回の比較を行わなければならない。この作業量は極
めて莫大なものである。

【００２９】さらに、図４１に示す色順位テーブルを構
成する１次元テーブルや、特開平６ー２７６０４１中の
図４５に示すような１次元テーブルのみから構成する色
順位テーブルでは、複数のレジスタからなるＦＩＦＯを
利用した、いわゆる先頭移動処理（Ｍｏｖｅ ｔｏ Ｆ
ｒｏｎｔ）の最新出現表作成処理を行っている。この最
新出現表作成時のソーティング処理も、インデックスコ
ードのビット数の増加に伴い演算量が増大し、その処理
量が増加する。このため、ビット数が多いインデックス
コードを扱う場合には、マルチカラー画像の符号化や復
号化の際の処理速度が低下してしまう。

【００３０】特に、これらの処理をハードウェアではな
く、ソフトウェアで行おうとすると、その速度が一層遅
くなる。すなわち、同じ色を検索する処理とその検索さ
れた色を先頭に移動させる処理をソフトウェアで行おう
とすると、そのオペレーション数が極めて多くなり、そ
の処理速度が大きく低下する。

【００３１】また、図３８に示すようなマルコフモデル
の参照画素を利用し、状態数を大幅に削減して符号化や
復号化を行う際、従来の方法では、参照画素の順位を固
定するかもしくは学習により可変としている。いずれの
場合も、参照画素の各状態に対応した工夫を行うもので
はなく、圧縮率の面ではまだ不十分なものとなってい
る。

【００３２】本発明は、以上のような問題に対処してな
されたものであり、参照画素を利用して符号化および復
号化を行う際の処理速度、特に復号処理の速度の大幅な
向上を可能とするマルチカラー画像の符号化装置および
その方法ならびにマルチカラー画像の復号化装置および
その方法を提供することを目的とする。また、本発明
は、符号化や復号化に際し、参照画素を利用するとき、
その圧縮率や復号化効率を大幅に向上させ得るマルチカ
ラー画像の符号化装置等を提供することを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、カラーシンボルを周辺の
参照画素を利用して符号化するマルチカラー画像の符号
化装置において、参照画素の状態を区分けする状態生成
部と、この状態生成部によって区分けされた状態を示す
状態信号を入力すると共に区分けされた状態毎に参照画
素のプリスキャン時の出現度数を算出する変換テーブル
生成部と、状態生成部からの状態信号と変換テーブル生
成部によって算出された出現度数とから作成され、区分
けされた状態毎に、参照画素の位置を出現度数の高いも
の順に並べると共に符号化時に利用するようにした参照
順位テーブルとを設けている。

【００３４】このように、プリスキャンによって、参照
画素の出現度数を算出し、その出現度数によって順位を
並び換えた参照順位テーブルを利用しているので、圧縮
率が大幅に向上する。しかも、復号化の際には、高速化
が達成される。

【００３５】また、請求項２記載の発明では、カラーシ
ンボルを周辺の参照画素を利用して符号化するマルチカ
ラー画像の符号化装置において、参照画素と一致しなか
った画素の度数分布をプリスキャン時に調べる変換テー
ブル生成部と、その度数順に画素インデックスを変換し
た画素インデックス変換テーブルと、この画素インデッ
クス変換テーブルを利用してカラーパレット変換部によ
って生成される変換カラーパレットとを設けている。

【００３６】このように、プリスキャンによって、参照
画素と一致しなかった画素の度数分布を調べ、その度数
順に並び換えた画素インデックス変換テーブルを利用し
ているので、プリスキャンによってエンコードの際の負
担は増大するが、いわゆる先頭移動処理のような多数の
工程を設ける必要がなくなり、ソフトウェアでデコード
する際の速度が大幅に向上する。しかも、画素インデッ
クスの並び換えを行うことによって先頭移動処理を行な
わないようにしても、圧縮率はそれほど劣化しない。

【００３７】さらに、請求項３記載の発明では、カラー
シンボルを周辺の参照画素を利用して符号化するマルチ
カラー画像の符号化装置において、参照画素の状態を区
分けする状態生成部と、この状態生成部によって区分け
された状態を示す状態信号を入力すると共に区分けされ
た状態毎に参照画素のプリスキャン時の出現度数および
参照画素と一致しなかった画素の度数分布をプリスキャ
ン時にそれぞれ調べる変換テーブル生成部と、上記状態
生成部からの上記状態信号と上記変換テーブル生成部に
よって算出された上記出現度数とから作成され、区分け
された状態毎に、上記参照画素の位置を上記出現度数の
高いもの順に並べると共に符号化時に利用するようにし
た参照順位テーブルと、一致しなかった画素の度数順に
画素インデックスを変換した画素インデックス変換テー
ブルと、この画素インデックス変換テーブルを利用して
カラーパレット変換部によって生成される変換カラーパ
レットとを設けている。

【００３８】このように、プリスキャンによって、参照
画素の出現度数を算出し、その出現度数によって順位を
並び換えた参照順位テーブルを利用しているので、圧縮
率が大幅に向上する。しかも、復号化の際には、高速化
が達成される。さらに、プリスキャンによって、参照画
素と一致しなかった画素の度数分布を調べ、その度数順
に並び換えた画素インデックス変換テーブルを利用して
いるので、プリスキャンによってエンコードの際の負担
は増大するが、いわゆる先頭移動処理のような多数の工
程を設ける必要がなくなり、ソフトウェアでデコードす
る際の速度が大幅に向上する。しかも、画素インデック
スの並び換えを行うことによって、先頭移動処理を行な
わないようにしても圧縮率はそれほど劣化しない。

【００３９】加えて、請求項４記載の発明では、請求項
３記載のマルチカラー画像の符号化装置において、画素
インデックス変換テーブルによって変換された画素イン
デックスが参照画素と一致したとき、その参照画素の参
照順位テーブル中の順位を出力すると共に、一致しなか
ったとき、参照画素の色数を変換された画素インデック
スに加えた順位を出力する判別部を設けている。このよ
うに、変換された画素インデックスと参照画素とを判別
部で照合し、参照画素と一致したときは参照画素の順位
を、一致しないときは変換された画素インデックスに参
照画素の順位を加えた数値を出力し符号化しているの
で、圧縮率が大幅に向上すると共に復号化の際には高速
化が達成される。

【００４０】さらに、請求項５記載の発明では、請求項
４記載のマルチカラー画像の符号化装置において、判別
部からの出力をエントロピー符号化するエントロピー符
号器を設けると共に、エントロピー符号化した符号化コ
ードと、参照順位テーブルのデータと、変換カラーパレ
ットのデータとを入力し合成して出力する合成部を設け
ている。このため、画素インデックスのデータが高圧縮
され、圧縮率がさらに向上すると共にソフトウェアで処
理し易いものとなる。

【００４１】さらに、請求項６記載の発明では、請求項
５記載のマルチカラー画像の符号化装置において、参照
画素を利用してマルコフモデルを生成するマルコフモデ
ル生成部を設け、エントロピー符号器によるエントロピ
ー符号化の際、そのマルコフモデル生成部からの状態信
号によって状態分けしてエントロピー符号化している。
この状態分けによって、画素インデックスのデータが一
層高圧縮され、圧縮率がさらに向上する。

【００４２】加えて、請求項７記載の発明では、請求項
５または６記載のマルチカラー画像の符号化装置におい
て、エントロピー符号器に、予測ランを使用する予測ラ
ンレングス符号化手段を使用している。この予測ランの
使用によって、画素インデックスのデータがさらに一層
高圧縮され、圧縮率が大幅に向上する。

【００４３】また、請求項８記載の発明では、カラーシ
ンボルを周辺の参照画素を利用して符号化するマルチカ
ラー画像の符号化方法において、参照画素の状態を区分
けする状態生成工程と、この状態生成工程によって区分
けされた状態を示す状態信号を入力すると共に区分けさ
れた状態毎に参照画素のプリスキャン時の出現度数を算
出する変換テーブル生成工程と、状態生成工程からの状
態信号と変換テーブル生成工程によって算出された出現
度数とから作成され、区分けされた状態毎に、参照画素
の位置を出現度数の高いもの順に並べると共に符号化時
に利用するようにした参照順位テーブルとを備えてい
る。

【００４４】このように、プリスキャンによって、参照
画素の出現度数を算出し、その出現度数によって順位を
並び換えた参照順位テーブルを利用しているので、圧縮
率が大幅に向上する。しかも、復号化の際には、高速化
が達成される。

【００４５】さらに、請求項９記載の発明では、カラー
シンボルを周辺の参照画素を利用して符号化するマルチ
カラー画像の符号化方法において、参照画素と一致しな
かった画素の度数分布をプリスキャン時に調べる変換テ
ーブル生成工程と、その度数順に画素インデックスを変
換した画素インデックス変換テーブルと、この画素イン
デックス変換テーブルを利用してカラーパレット変換工
程によって生成される変換カラーパレットとを備えてい
る。

【００４６】このように、プリスキャンによって、参照
画素と一致しなかった画素の度数分布を調べ、その度数
順に並び換えた画素インデックス変換テーブルを利用し
ているので、プリスキャンによってエンコードの際の負
担は増大するが、いわゆる先頭移動処理のような多数の
工程を設ける必要がなくなり、ソフトウェアでデコード
する際の速度が大幅に向上する。しかも、画素インデッ
クスの並び換えを行うことによって、先頭移動処理を行
わないようにしても圧縮率はそれほど劣化しない。

【００４７】また、請求項１０記載の発明では、カラー
シンボルを周辺の参照画素を利用して符号化するマルチ
カラー画像の符号化方法において、参照画素の状態を区
分けする状態生成工程と、この状態生成工程によって区
分けされた状態を示す状態信号を入力すると共に区分け
された状態毎に参照画素のプリスキャン時の出現度数お
よび参照画素と一致しなかった画素の度数分布をプリス
キャン時にそれぞれ調べる変換テーブル生成工程と、上
記状態生成工程からの上記状態信号と上記変換テーブル
生成工程によって算出された上記出現度数とから作成さ
れ、区分けされた状態毎に、上記参照画素の位置を上記
出現度数の高いもの順に並べると共に符号化時に利用す
るようにした参照順位テーブルと、一致しなかった画素
の度数順に画素インデックスを変換した画素インデック
ス変換テーブルと、この画素インデックス変換テーブル
を利用してカラーパレット変換工程によって生成される
変換カラーパレットとを備えている。

【００４８】このように、プリスキャンによって、参照
画素の出現度数を算出し、その出現度数によって順位を
並び換えた参照順位テーブルを利用しているので、圧縮
率が大幅に向上する。しかも、復号化の際には、高速化
が達成される。さらに、プリスキャンによって、参照画
素と一致しなかった画素の度数分布を調べ、その度数順
に並び換えた画素インデックス変換テーブルを利用して
いるので、プリスキャンによってエンコードの際の負担
は増大するが、いわゆる先頭移動処理のような多数の工
程を設ける必要がなくなり、ソフトウェアでデコードす
る際の速度が大幅に向上する。しかも、画素インデック
スの並び換えを行うことによって、先頭移動処理を行な
わないようにしても圧縮率はそれほど劣化しない。

【００４９】さらに、請求項１１記載の発明では、請求
項１０記載のマルチカラー画像の符号化方法において、
画素インデックス変換テーブルによって変換された画素
インデックスが参照画素と一致したとき、その参照画素
の参照順位テーブル中の順位を出力すると共に、一致し
なかったとき、参照画素の色数を変換された画素インデ
ックスに加えた順位を出力する判別工程を設けている。
このように、変換された画素インデックスと参照画素と
を判別工程で照合し、参照画素と一致したときは参照画
素の順位を、一致しないときは変換された画素インデッ
クスに参照画素の順位を加えた数値を出力し符号化して
いるので、圧縮率が大幅に向上すると共に復号化の際に
は高速化が達成される。

【００５０】加えて、請求項１２記載の発明では、請求
項１１記載のマルチカラー画像の符号化方法において、
判別工程からの出力をエントロピー符号化するエントロ
ピー符号化工程を設けると共に、エントロピー符号化し
た符号化コードと、参照順位テーブルのデータと、変換
カラーパレットのデータとを入力し合成して出力する合
成工程を設けている。このため、画素インデックスのデ
ータが高圧縮され、圧縮率がさらに向上すると共にソフ
トウェアで処理し易いものとなる。

【００５１】また、請求項１３記載の発明では、請求項
１２記載のマルチカラー画像の符号化方法において、参
照画素を利用してマルコフモデルを生成するマルコフモ
デル生成工程を設け、エントロピー符号化工程によるエ
ントロピー符号化の際、そのマルコフモデル生成工程か
らの状態信号によって状態分けしてエントロピー符号化
している。このように状態分けするため、画素インデッ
クスのデータがさらに高圧縮され、圧縮率がさらに向上
する。

【００５２】さらに、請求項１４記載の発明では、請求
項１２または１３記載のマルチカラー画像の符号化方法
において、エントロピー符号化工程に、予測ランを使用
する予測ランレングス符号化工程を使用している。この
予測ランの使用により、画素インデックスのデータがさ
らに一層高圧縮され、圧縮率が大幅に向上する。

【００５３】また、請求項１５記載の発明では、入力さ
れる符号化データを、復号された周辺の参照画素を利用
して、復号化するマルチカラー画像の復号化装置におい
て、参照画素の状態を区分けする状態生成部と、この状
態生成部によって区分けされた状態を示す状態信号を入
力すると共に区分けされた状態毎に参照画素の位置をそ
の出現度数の高いもの順に並べられ、復号時に利用する
ようにした参照順位テーブルと、この参照順位テーブル
の順位データを利用して画素インデックスを復号する画
素インデックス生成部とを設けている。

【００５４】このように、出現度数によって並び換えら
れる参照順位テーブルを利用して復号化しているので、
復号効率を向上させることができると共に復号速度を高
速化できる。

【００５５】また、請求項１６記載の発明では、入力さ
れる符号化データを、復号された周辺の参照画素を利用
して、復号化するマルチカラー画像の復号化装置におい
て、参照画素と一致しなかった画素の度数分布によって
並び替えられた変換カラーパレットと、入力されてきた
順位データが、参照画素を指し示すとき、順位データで
指し示された参照画素データを出力すると共に、参照画
素の順位を指し示さないとき、参照画素の色数を、入力
されてきた順位データから差し引いて出力する画素イン
デックス生成部とを設けている。

【００５６】このように、参照画素と一致しなかった画
素の度数分布によって並び換えられた変換カラーパレッ
トを利用して復号しているので、いわゆる先頭移動処理
のような多数の工程を設ける必要がなくなりソフトウェ
アでデコードする際の速度が大幅に向上する。しかも、
画素インデックスの並び換えを行うことによって、先頭
移動処理を行わない場合でも復号効率はそれほど劣化し
ない。

【００５７】さらに、請求項１７記載の発明では、入力
される符号化データを、復号された周辺の参照画素を利
用して、復号化するマルチカラー画像の復号化装置にお
いて、参照画素の状態を区分けする状態生成部と、この
状態生成部によって区分けされた状態を示す状態信号を
入力すると共に区分けされた状態毎に参照画素の位置を
その出現度数の高いもの順に並べられ、復号時に利用す
るようにした参照順位テーブルと、参照画素と一致しな
かった画素の度数分布によって並び替えられた変換カラ
ーパレットと、入力されてきた順位データが、参照画素
を指し示すとき、順位データで指し示された参照画素デ
ータを出力すると共に、参照画素の順位を指し示さない
とき、参照画素の色数を、入力されてきた順位データか
ら差し引いて出力する画素インデックス生成部とを設け
ている。

【００５８】このように、出現度数によって並び換えら
れる参照順位テーブルを利用して復号化しているので、
復号効率を向上させることができると共に復号速度を高
速化できる。さらに、参照画素と一致しなかった画素の
度数分布によって並び換えられた変換カラーパレットを
利用して復号しているので、いわゆる先頭移動処理のよ
うな多数の工程を設ける必要がなくなりソフトウェアで
デコードする際の速度が大幅に向上する。しかも、画素
インデックスの並び換えを行うことによって、先頭移動
処理を行わない場合でも復号効率はそれほど劣化しな
い。

【００５９】さらに、請求項１８記載の発明では、請求
項１７記載のマルチカラー画像の復号化装置において、
入力された符号化データから、参照順位テーブルのデー
タおよび変換カラーパレットのデータを分離する分離部
と、この分離部で分離された残りのエントロピー符号化
されたデータをエントロピー復号するエントロピー復号
器とを設け、このエントロピー復号器からの出力を画素
インデックス生成部に入力し参照画素を利用して画素イ
ンデックスを出力するようにしている。

【００６０】このように、分離部でデータが分離されて
処理されるので、ソフトウェアで処理し易いものとな
る。しかも、エントロピー復号器でエントロピー符号化
されたデータを復号し、その復号されたデータから参照
画素を利用して画素インデックスを出力するので、復号
効率が向上し、復号速度が速いものとなる。

【００６１】加えて、請求項１９記載の発明では、請求
項１８記載のマルチカラー画像の復号化装置において、
参照画素を利用してマルコフモデルを生成するマルコフ
モデル生成部を設け、エントロピー復号器によるエント
ロピー復号化の際、そのマルコフモデル生成部からの状
態信号によって状態分けしてエントロピー復号してい
る。このように、マルコフモデルによる状態信号で状態
分けして復号しているので、復号効率が上がると共に復
号速度が向上する。

【００６２】また、請求項２０記載の発明では、請求項
１８または１９記載のマルチカラー画像の復号化装置に
おいて、エントロピー復号器に、予測ランを使用する予
測ランレングス復号化手段を使用している。このよう
に、予測ランを使用して復号しているので、復号効率が
一層向上すると共に復号速度が向上する。

【００６３】また、請求項２１記載の発明では、入力さ
れる符号化データを、復号された周辺の参照画素を利用
して、復号化するマルチカラー画像の復号化方法におい
て、参照画素の状態を区分けする状態生成工程と、この
状態生成工程によって区分けされた状態を示す状態信号
を入力すると共に区分けされた状態毎に参照画素の位置
をその出現度数の高いもの順に並べられ、復号時に利用
するようにした参照順位テーブルと、この参照順位テー
ブルの順位データを利用して画素インデックスを復号す
る画素インデックス生成工程とを備えている。

【００６４】このように、出現度数によって並び換えら
れる参照順位テーブルを利用して復号化しているので、
復号効率を向上させることができると共に復号速度を高
速化できる。

【００６５】また、請求項２２記載の発明では、入力さ
れる符号化データを、復号された周辺の参照画素を利用
して、復号化するマルチカラー画像の復号化方法におい
て、参照画素と一致しなかった画素の度数分布によって
並び替えられた変換カラーパレットと、入力されてきた
順位データが、参照画素を指し示すとき、順位データで
指し示された参照画素データを出力すると共に、参照画
素の順位を指し示さないとき、参照画素の色数を、入力
されてきた順位データから差し引いて出力する画素イン
デックス生成工程とを設けている。

【００６６】このように、参照画素と一致しなかった画
素の度数分布によって並び換えられた変換カラーパレッ
トを利用して復号しているので、いわゆる先頭移動処理
のような多数の工程を設ける必要がなくなりソフトウェ
アでデコードする際の速度が大幅に向上する。しかも、
画素インデックスの並び換えを行うことによって、先頭
移動処理を行わない場合でも復号効率はそれほど劣化し
ない。

【００６７】さらに、請求項２３記載の発明では、入力
される符号化データを、復号された周辺の参照画素を利
用して、復号化するマルチカラー画像の復号化方法にお
いて、参照画素の状態を区分けする状態生成工程と、こ
の状態生成部によって区分けされた状態を示す状態信号
を入力すると共に区分けされた状態毎に参照画素の位置
をその出現度数の高いもの順に並べられ、復号時に利用
するようにした参照順位テーブルと、参照画素と一致し
なかった画素の度数分布によって並び替えられた変換カ
ラーパレットと、入力されてきた順位データが、参照画
素を指し示すとき、順位データで指し示された参照画素
データを出力すると共に、参照画素の順位を指し示さな
いとき、参照画素の色数を、入力されてきた順位データ
から差し引いて出力する画素インデックス生成工程とを
設けている。

【００６８】このように、出現度数によって並び換えら
れる参照順位テーブルを利用して復号化しているので、
復号効率を向上させることができると共に復号速度を高
速化できる。さらに、参照画素と一致しなかった画素の
度数分布によって並び換えられた変換カラーパレットを
利用して復号しているので、いわゆる先頭移動処理のよ
うな多数の工程を設ける必要がなくなりソフトウェアで
デコードする際の速度が大幅に向上する。しかも、画素
インデックスの並び換えを行うことによって、先頭移動
処理を行わない場合でも復号効率はそれほど劣化しな
い。

【００６９】さらに、請求項２４記載の発明では、請求
項２３記載のマルチカラー画像の復号化方法において、
入力された符号化データから、参照順位テーブルのデー
タおよび変換カラーパレットのデータを分離する分離工
程と、この分離工程で分離された残りのエントロピー符
号化されたデータをエントロピー復号するエントロピー
復号工程とを設け、このエントロピー復号工程からの出
力を画素インデックス生成工程に入力し参照画素を利用
して画素インデックスを出力している。

【００７０】このように、分離工程でデータが分離され
て処理されるので、ソフトウェアで処理し易いものとな
る。しかも、エントロピー復号工程でエントロピー符号
化されたデータを復号し、その復号されたデータから参
照画素を利用して画素インデックスを出力するので、復
号効率が向上し、復号速度が速いものとなる。

【００７１】加えて、請求項２５記載の発明では、請求
項２４項記載のマルチカラー画像の復号化方法におい
て、参照画素を利用してマルコフモデルを生成するマル
コフモデル生成工程を設け、エントロピー復号工程によ
るエントロピー復号化の際、そのマルコフモデル生成工
程からの状態信号によって状態分けしてエントロピー復
号している。このように、マルコフモデルによる状態信
号によって状態分けして復号しているので、復号効率が
上がると共に復号速度が向上する。

【００７２】さらに、請求項２６記載の発明では、請求
項２４または２５記載のマルチカラー画像の復号化方法
において、エントロピー復号工程に、予測ランを使用す
る予測ランレングス復号化工程を使用している。このよ
うに、予測ランを使用して復号しているので、復号効率
が一層向上すると共に復号速度が大幅に向上する。

【００７３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
から図３３に基づき説明する。

【００７４】図１に、本発明に係るマルチカラー画像の
符号化システム１の好適な実施の形態を示す。また、図
２に、図１の符号化システム１に対応するマルチカラー
画像の復号化システム２の好適な実施の形態を示す。

【００７５】この符号化システム１は、参照画素生成手
段となるラインバッファ１０と、縮退手段となるマルコ
フモデル生成部１１と、エントロピー符号化手段となる
エントロピー符号器１２と、状態信号ＳＴを生成する状
態生成部１３と、プリスキャン時に２種類の変換テーブ
ルを生成する変換テーブル生成部１４と、参照順位テー
ブル１５と、符号化時に画素インデックス（カラーシン
ボル）３を入力し、インデックス変換する画素インデッ
クス変換テーブル１６と、カラーパレット変換部１７
と、変換された変換カラーパレット１８と、変換された
画素インデックスを入力し、所定の順位を出力する判別
部１９と、各信号を入力し合成する合成部２０と、プリ
スキャン時と符号化時の切り替えをするスイッチ２１と
を含み、入力される画素インデックス３のデータストリ
ームを符号化データ５のデータストリームに変換して出
力するように構成されている。

【００７６】なお、この実施の形態において、符号化の
対象するカラー画素は、マルチカラーの画素インデック
ス３であり、１画素当たり８ビットのインデックスコー
ドのデータで構成され、２５６色分のカラーシンボルを
表示できる。また、そのデータは、携帯端末に表示され
る地図データで、ＧＳＰによる現在位置の表示に使用さ
れるものとなっている。

【００７７】ラインバッファ１０は、プリスキャン時に
は、参照画素を状態生成部１３に入力し、符号化時には
参照画素をマルコフモデル生成部１１に入力している。
マルコフモデル生成部１１は、図３（Ａ）に示すよう
に、符号化対象画素ｂｕｆ〔ｉ〕に対し参照画素とし
て、周辺の４画素Ｒ

〔０〕〜Ｒ〔３〕を取り入れ、マル
コフ状態信号ＣＸを発生させている。

【００７８】エントロピー符号器１２は、後述するよう
に、予測ランレングス符号化によってモデル化されて画
像信号を符号化コード化するものとなっている。このエ
ントロピー符号器１２は、図３９に示す算術型のエント
ロピー符号器や、ハフマン符号を使用した符号器を採用
するようにしても良い。なお、エントロピー符号器１２
の構成、動作、機能の詳細については後述する。

【００７９】状態生成部１３は、符号化プロセスに先立
つプリスキャン時に動作するもので、図３（Ａ）に示す
ように、符号化対象画素をｂｕｆ〔ｉ〕としたとき、そ
の周辺の参照画素Ｒ

〔０〕〜Ｒ〔０３〕の状態を図４に
示すように区分けするものとなっている。例えば、Ｒ

〔０〕〜Ｒ〔３〕がすべて同一の色の時は、状態信号Ｓ
Ｔは「０」となり、Ｒ

〔０〕〜Ｒ〔３〕がすべて互いに
異なる色のときは状態信号ＳＴは「３３」となる。な
お、符号化対象画素ｂｕｆ〔ｉ〕は、先頭ラスタにある
ときは、図３（Ｂ）に示すように、現れてこない部分で
ある参照画素Ｒ〔１〕〜Ｒ〔３〕にはすべて「０」、す
なわち後述するように最も頻度の高い画素インデックス
を設定する。また、符号化対象画素ｂｕｆ〔ｉ〕が、画
像の先頭であるとき、Ｒ

〔０〕〜Ｒ〔３〕のすべてに
「０」を設定する。

【００８０】変換テーブル生成部１４も、プリスキャン
時にのみ動作する。そして、符号化対象画素ｂｕｆ
〔ｉ〕が４つの参照画素（以下Ｒ〔４〕という）と一致
した場合、状態信号毎にその一致した色の位置の度数を
算出すると共に、参照画素Ｒ〔４〕の中に符号化対象画
素ｂｕｆ〔ｉ〕が無いときには、その一致しなかった画
素インデックスの出現度数をカウントする。

【００８１】例えば、状態信号ＳＴが「３」のとき、図
５（Ａ）に示すように、符号化対象画素ｂｕｆ〔ｉ〕が
参照画素Ｒ

〔０〕と一致した数をＮＡとし、参照画素Ｒ
〔２〕と一致した数をＮＢとすると、ＮＡ＞ＮＢなら作
成する参照順位テーブル１５の参照画素位置は、図５
（Ｂ）に示すように、０位にＲ

〔０〕がきて、１位にＲ
〔２〕がくる。一方、ＮＡ＜ＮＢのときは、図５（Ｃ）
に示すように、０位にＲ〔２〕、１位にＲ

〔０〕がく
る。このようにして、図６に示すような参照順位テーブ
ル１５が作成される。なお、参照順位テーブル１５中の
数字、例えば、状態信号ＳＴが「３」のときの０位の
「２」、１位の「０」は、先に示した例で言えば、０位
のＲ〔２〕の「２」を、１位のＲ

〔０〕の「０」を示し
ている。また、状態信号ＳＴが「０」のときは０位のみ
であり、参照順位テーブル１５から除かれるため、その
テーブル１５は縦が１４個、横が４個のテーブルとなっ
ている。

【００８２】また、変換テーブル生成部１４は、参照画
素Ｒ〔４〕の中に符号化対象画素ｂｕｆ〔ｉ〕の色が無
いときは、図７に示すように、参照画素Ｒ〔４〕中にな
かった度数を画素インデックス毎にカウントする。そし
て、図８に示すような画素インデックス変換テーブル１
６を生成する。なお、図８に示すものは、Ｎ2 ≧Ｎ0≧
…≧Ｎn の場合となっている。

【００８３】カラーパレット変換部１７は、カラーパレ
ット（例えば、図９の左側に示すようなカラーパレッ
ト）４を、画素インデックス変換テーブル１６を利用し
て図９（Ｂ）に示すような変換カラーパレット１８を生
成している。例えば、画素インデックス（カラーシンボ
ル）Ｃ2 がＲＧＢの三原色の組み合わせとしてＲＧＢ2
なるものとされているとき、参照画素Ｒ〔４〕中に無か
った度数の順位が１番目すなわち順位として０順位のと
き、変換カラーパレット１８では最上位すなわちカラー
シンボルＣ0 の位置に設定されることとなる。

【００８４】判別部１９は、符号化時に動作するもの
で、画素インデックス変換テーブル１６によって変換さ
れた画素インデックスと、状態信号ＳＴに基づく参照画
素が入力される。そして、その画素インデックスと参照
画素が一致したときは、参照順位テーブル１５に基づい
てその順位を出力する。一致しなかった場合は、その画
素インデックスの順位に、マルコフ状態信号ＣＸに１を
加えた数を加算して出力する。例えば、変換された画素
インデックスがＣn のときで状態信号ＳＴが「３」の場
合は、その画素インデックスＣn と同一の色が参照画素
Ｒ

〔０〕にあったときは、順位として「１」を出力す
る。一方、画素インデックスＣn が参照画素Ｒ〔４〕中
に無いときは、ＣＸが「１」なので、「ｎ＋１＋１」＝
「ｎ＋２」を出力する。

【００８５】エントロピー符号器１２は、判別部１９の
出力をマルコフ状態信号ＣＸでマルコフモデル化し、可
変長符号化する。合成部２０では、変換カラーパレット
１８のデータと、参照順位テーブル１５のデータと、エ
ントロピー符号器１２からの出力とを合成して符号化デ
ータ５として出力する。この実施の形態では、符号化デ
ータ５は、画像のサイズ等の情報に続き、変換カラーパ
レット１８のデータ、参照順位テーブル１５のデータ、
最後にエントロピー符号器１２によって符号化された符
号化コードという順に出力されるが、基本的には符号化
データ５中に入っていれば良く、他の順序としても良
い。

【００８６】次に、以上の構成を有する符号化システム
１の動作について、図１０および図１１に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。

【００８７】符号化システム１の動作は、プリスキャン
プロセスと符号化プロセスとに分かれる。符号化の前処
理に当たるプリスキャンプロセスでは、後段の符号化プ
ロセスで適切な符号化が行えるように、画素インデック
ス変換テーブル１６および参照順位テーブル１５の作成
を行う。このために、まず、スイッチ２１を端子２１ａ
に接続する。そして、ステップＳ０では変換テーブル生
成部１４中の後述するカウントテーブルならびに参照順
位テーブル１５および画素インデックス変換テーブル１
６の初期化ならびに後述する符号化処理のための各種変
数の初期化を行う。

【００８８】ステップＳ１では、入力画像のカラーパレ
ット４のデータをカラーパレット変換部１７中の配列ｐ
ａｌｌｅｔ〔 〕に入力する。ステップＳ２では、入力
画像の画素インデックス３をラインバッファ１０中の配
列ｂｕｆ〔 〕に入力する。次に、ステップＳ３では、
符号化対象画素ｂｕｆ〔ｉ〕の周辺の４画素をラインバ
ファ１０から取り出し、変換テーブル生成部１４や状態
生成部１３等の配列Ｒ〔 〕に入力する。符号化対象画
素ｂｕｆ〔ｉ〕と参照画素Ｒ

〔０〕〜Ｒ〔３〕の位置関
係は図３に示すとおりである。ステップＳ４では、ライ
ンバファ１０から抽出した参照画素に基づき、図４の基
準で状態信号ＳＴを生成する。

【００８９】ステップＳ５では、参照画素Ｒ〔４〕の中
に符号化対象画素ｂｕｆ〔ｉ〕と一致するものがあるか
どうか調べる。その後、ステップ６で参照画素Ｒ〔ｉ〕
と一致した場合、変換テーブル生成部１４中の参照順位
テーブル１５用のカウントテーブルＮ＿ｔａｂｌｅ＿Ａ
〔ＳＴ＋ｊ〕に１を加える。ここで、ｊは参照画素の位
置を現すため、Ｎ＿ｔａｂｌｅ＿Ａ〔 〕には、参照画
素の状態と一致した位置毎に、一致した回数がカウント
される。次のステップＳ７では、参照画素と一致しない
場合、変換テーブル生成部１４中の画素インデックス変
換テーブル１６作成用のカウントテーブルＮ＿ｔａｂｌ
ｅ＿Ｂ［ｂｕｆ〔ｉ〕］に１を加える。つまり、カウン
トテーブルＮ＿ｔａｂｌｅ＿Ｂ［ｂｕｆ〔ｉ〕］には、
参照画素と一致しなかった画素について、その画素イン
デックス３ごとにカウントされる。

【００９０】ステップＳ８で、すべての画素データにつ
いて、ステップＳ３からステップ６あるいはステップ７
までの処理を繰り返す。カウントテーブルＮ＿ｔａｂｌ
ｅ＿Ｂ〔 〕には、画素インデックス３毎に出現度数が
カウントされている。ステップＳ９では、これを基に出
現度数の多いものから昇順のコードに変換する画素イン
デックス変換テーブル１６を作成する。このテーブル１
６により、出現度数の多い画素インデックス３ほど、小
さいインデックス値に変換され、その特性に合わせたエ
ントロピー符号化を用意すれば、いかなる画像であって
も最も効率の良いエントロピー圧縮を行うことができ
る。

【００９１】ステップＳ１０では、その参照順位を記述
した参照順位テーブル１５を作成する。すなわち、カウ
ントテーブルＮ＿ｔａｂｌｅ＿Ａ〔 〕には、参照画素
の状態信号ＳＴと、符号化対象画素ｂｕｆ〔ｉ〕に一致
した参照画素位置毎にその度数がカウントされているの
で、度数の多い順に昇順を付ければ、最も効率の良い圧
縮が期待できる。

【００９２】プリスキャンプロセスによって、参照順位
テーブル１５と画素インデックス変換テーブル１６を作
成後、図１１に示す符号化プロセスを実行する。この実
行に当たり、まずスイッチ２を端子２１ｂ側に切り換え
る。

【００９３】プリスキャンプロセスにて作成された参照
順位テーブル１５は、復号処理に必要となる。このた
め、圧縮ストリームのヘッダ情報の一部として符号化デ
ータ５のストリームに付加するために、ステップＳ１１
で、合成部２０に出力される。ステップＳ１２では、プ
リスキャンプロセスで作成した画素インデックス変換テ
ーブル１６を用いて、画素インデックス３の変換を行
う。この変換により参照画素と一致しなかった画素イン
デックス３が、その出現度数の大きい順に昇順のコード
となる。

【００９４】画素インデックス３の変換に伴って、カラ
ーパレットも復号側で正しい色が再現されるように変換
する必要がある。このため、ステップＳ１３で、画素イ
ンデックス変換テーブル１６を利用して、カラーパレッ
ト変換部１７で変換カラーパレット１８の作成を行う。
変換された変換カラーパレット１８は、合成部２０に入
力し、符号化データ５からなる圧縮ストリームのヘッダ
情報の一部として付加される。ステップＳ１４では、プ
リスキャンプロセスのステップＳ３と同じ動作をする。
すなわち、ラインバッファ１０から参照画素Ｒ〔４〕を
取り出し、マルコフモデル生成部１１や状態生成部１３
に入力する。

【００９５】次のステップＳ１５では、プリスキャンプ
ロセスのステップＳ４と同じ動作をする。すなわち、状
態生成部１３で、図４に示す基準に基づいて状態信号Ｓ
Ｔを、参照順位テーブル１５に向けて出力する。ステッ
プＳ１６では、マルコフ状態信号ＣＸを生成する。この
マルコフ状態信号ＣＸは、参照画素の色数を現す値で、
図４の表に基づいて参照画素の状態から生成する。な
お、この符号化プロセスのフローでは明記しないが、こ
のマルコフ状態信号ＣＸは、エントロピー符号化を行う
際のマルコフモデル化のための符号化条件としても用い
ている。

【００９６】ステップＳ１７では、符号化対象画素ｂｕ
ｆ〔ｉ〕が、参照画素Ｒ〔４〕と一致するか否か調べ
る。具体的には、参照順位テーブル１５中の状態信号Ｓ
Ｔに対応する欄内を０からＣＸと等しい値まで変化さ
せ、符号化対象画素ｂｕｆ〔ｉ〕と一致するか調べてい
く。参照画素と一致した場合は、即ステップＳ１８に進
み、そうでない場合はステップＳ１９に進む。

【００９７】参照画素と一致した場合は、その時の順位
をエントロピー符号化する（ステップＳ１８）。参照画
素と一致しなかった場合は、符号化対象画素ｂｕｆ
〔ｉ〕を直接エントロピー符号化する。ただし、（ＣＸ
＋１）個の符号が参照画素と一致した場合の符号に割り
当てられているので、（ＣＸ＋１）を加算して符号化す
る（ステップＳ１９）。ステップ２０で、すべての画素
データについて、ステップＳ１４からステップＳ１８あ
るいはステップＳ１９までの処理を繰り返す。

【００９８】なお、上述したフローでは、ステップＳ１
８あるいはステップＳ１９で順位の確定と共に逐次エン
トロピー符号化を行うようになっているが、全画素の順
位と対応するマルコフ状態信号ＣＸを一旦バッファに格
納し、まとめて後述する符号化を行っても良い。例え
ば、後述する予測ランレングスの符号化方法を採用した
場合、符号化対象シンボル以降の未来のシンボルをまと
めて符号化することとなる。

【００９９】次に、符号化システム１に対応したマルチ
カラー画像の復号化システム２について説明する。

【０１００】この復号化システム２は、参照画素生成手
段となるラインバッファ３０と、縮退手段となるマルコ
フモデル生成部３１と、エントロピー復号化手段となる
エントロピー復号器３２と、符号化データ５を分離する
分離部３３と、状態信号ＳＴを生成する状態生成部３４
と、参照順位テーブル３５と、画素インデックス（カラ
ーシンボル）生成部３６とを含み、入力される符号化デ
ータ５のデータストリームを、変換された画素インデッ
クス６および変換カラーパレット１８のデータストリー
ムとして出力するように形成されている。このとき、復
号化システム２のアルゴリズムは、符号化システム１の
アルゴリズムと全く逆のアルゴリズムになるように構成
されている。したがって、画素インデックス３のビット
構成およびデータストリームと、画素インデックス６の
ビット構成およびデータストリームとは全く同じものと
なる。

【０１０１】ラインバッファ３０は、符号化システム１
のラインバッファ１０と同様に複数の画素を保存できる
ものとなっている。そして、その値を周辺画素としてマ
ルコフモデル作成部３１や状態生成部３４等に入力し、
参照順位テーブル３５や各信号ＳＴ、ＣＸを作成してい
る。

【０１０２】エントロピー復号器３２は、マルコフ状態
信号ＣＸを利用して、入力する符号化データ５中の符号
化コードを、エントロピー符号器１２と逆の手順で復号
化演算処理する。なお、エントロピー復号器３２は、エ
ントロピー符号器１２とは全く逆のアルゴリズムでその
演算を行うように形成しなければならない。したがっ
て、エントロピー復号器３２は、エントロピー符号器１
２に算術符号器が用いられた場合には、それと同様な構
成の算術復号器として形成する必要があり、また、エン
トロピー符号器１２にハフマン符号器が用いられた場合
には、それと同じ構成のハフマン復号器として構成する
必要がある。

【０１０３】分離部３３は、符号化データ５のデータス
トリームより変換カラーパレット１８のデータと、参照
順位テーブル３５のデータとを分離するものである。そ
して、その内部に符号化システム１の合成部２０と逆の
機能が設定されており、エントロピー符号器１２で符号
化された符号化コードをエントロピー復号器３２に出力
する。

【０１０４】状態生成部３４は、符号化システム１中の
状態生成部１３と同様な構成、機能を有しており、図４
に示す表に示された基準に基づいて状態信号ＳＴを出力
する。参照順位テーブル３５は、分離部３３で分離され
た参照順位テーブル３５用のデータによって構成され、
符号化システム１中の参照順位テーブル１５と同様な表
となっている。画素インデックス生成部３６は、符号化
システム１で生成された所定順位のデータおよびマルコ
フ状態信号ＣＸならびに参照順位テーブル３５の各デー
タから画素インデックス６を出力する。

【０１０５】次に、このように構成される復号化システ
ム２の動作について、図１２に示すフローチャートに基
づいて説明する。

【０１０６】まず、ステップＳ３０で、参照画素や予測
ラン・レングス（ＰＲＬＣ）復号のための各種変数の初
期化を行う。次に、分離部３３によって符号化データ５
の圧縮ストリームのヘッダに付加された参照順位テーブ
ル３５のデータを抽出し参照順位テーブル３５を生成す
る（ステップＳ３１）。ステップＳ３２では、圧縮スト
リームとなる符号化データ５のヘッダに付加された変換
カラーパレット１８のデータを同様に分離部３３によっ
て抽出し出力する。

【０１０７】次に、ステップＳ３３で、参照画素Ｒ
〔４〕を抽出する。これは符号化プロセスのステップＳ
１４と全く同様となっている。ステップＳ３４では、マ
ルコフ状態信号ＣＸを生成する。これは符号化プロセス
のステップＳ１６と全く同様となっている。ステップＳ
３５では、ＰＲＬＣによるエントロピー復号により復号
順位Ｘを得る。

【０１０８】ステップＳ３６では、画素インデックス生
成部３６において、順位Ｘがマルコフ状態信号ＣＸの値
以下かどうかを判定する。順位Ｘが値ＣＸ以下の場合、
復号される画素インデックスが参照画素に存在すること
を示し、ステップＳ３７に進む。それ以外は、ステップ
Ｓ３８に進む。ステップＳ３７では、状態信号ＳＴで区
分される中に存在する順位Ｘが指し示す位置にある参照
画素の画素インデックス６を出力する。

【０１０９】ステップＳ３８では、復号順位Ｘが参照画
素を指し示さない場合は、復号順位Ｘそのものが復号さ
れる画素インデックス６となる。ただし、（ＣＸ＋１）
個の符号が参照画素に割り当てられているため、復号順
位Ｘから（ＣＸ＋１）を差し引く必要がある。ステップ
Ｓ３９で、すべての画素インデックス６の復号が完了す
るまで、ステップＳ３３からステップＳ３７あるいはス
テップＳ３８までを繰り返す。そして、すべての画素イ
ンデックス６の復号が終了すると、復号動作が終了す
る。

【０１１０】次に、先に説明した符号化システム１中の
エントロピー符号器１２で行う符号化について説明す
る。この実施の形態では、いわば予測ラン・レングス
（＝ＰＲＬＣ）と称するものを採用している。このＰＲ
ＬＣは、良く知られているラン・レングス符号化を改良
したもので、そのアルゴリズムの概要について、図１３
から図１５に基づいて説明すると共に、このＰＲＬＣの
基礎となる基本的な符号化方法等を図１６および図１７
に基づいて説明する。

【０１１１】この符号化のアルゴリズムは、ＱＭコーダ
と同様、基本的には、２値のビット列を圧縮の対象とし
ている。まず初期値として、“０”か“１”のいずれか
を優勢シンボルと定め、そのシンボルが連続すると予測
する個数ｒｕｎを設定する。入力系列の出現確率が不明
の場合は、ｒｕｎを１に設定するのが良い。その上で、
以下に示すようなルールに従い符号化を進める。なお、
個数ｒｕｎが予測ビット数に相当する。

【０１１２】図１３に示すように、ｒｕｎで示される注
目系列がすべて優勢シンボルであると予測し、予測が当
たったとき、符号語として“０”を出力し、この系列の
符号化を完了する。はずれた場合は“１”を出力し、次
の分割符号化工程を実行する。

【０１１３】予測がはずれた場合は、図１４に示すよう
に注目系列を前半部系列と後半部系列の２つに分け、前
半部がすべて優勢シンボルのときは符号語として“０”
を、前半部系列に劣勢シンボルが存在し後半部がすべて
優勢シンボルのときは、符号語として“１０”を、前半
部にも後半部にも劣勢シンボルが存在するときは“１
１”をそれぞれ出力する。そして、劣勢シンボルが存在
する系列は、さらに系列を分割する（図１５参照）。劣
勢シンボルが存在する系列は、可能な限り系列を分割し
て上述の分割符号化工程を繰り返す。

【０１１４】なお、分割は必ずしも２つの均等分割とす
る必要はなく、不均等な分割としたり３つ以上の分割と
しても良い。また、予測が当たったとき“０”ではな
く、優勢シンボルを出力し、はずれた場合“１”ではな
く、劣勢シンボルを出力するようにしたり、予測当たり
で“１”を、予測はずれで“０”を出力するようにして
も良い。

【０１１５】以上がこの符号化の前提となるデータ符号
化の基本アルゴリズムであるが、さらに、入力系列の出
現確率の変化に追随し、符号化効率を向上させるため、
以下の処理を加えるようにしても良い。

【０１１６】すなわち、ｒｕｎで予測した系列が続けて
所定回数、例えば、２回当たったとき、ｒｕｎを２倍等
に増加させる。なお、予測が的中し続けた場合、さらに
予測範囲を拡大していく。一方、ｒｕｎで予測した系列
が２回以上劣勢シンボルを含むと共にｒｕｎを１／２倍
する。予測がはずれ続けた場合、さらに１／２倍してい
く。そして、ｒｕｎが１で、それが劣勢シンボルのとき
は、以降の入力系列を反転させる。すなわち、優勢シン
ボルを変更させる。

【０１１７】なお、ｒｕｎで予測した系列の後半部系列
に劣勢シンボルが存在するとき、ｒｕｎをいきなり１／
４等に減少させるようにしても良い。これは、後半部に
劣勢シンボルが存在するときは、次に続く系列に劣勢シ
ンボルが多く含まれると判断されているためである。こ
のため、ｒｕｎで予測した系列の前半部系列のみに劣勢
シンボルが存在するときは、後半部に劣勢シンボルが存
在するときより多い値、例えばｒｕｎを１／２倍するよ
うにしても良い。

【０１１８】この実施の形態のエントロピー符号器１２
内の符号化プロセスは、次に説明する図１６および図１
７の符号化プロセスを改良したものであり、まずその符
号化プロセスについて説明する。改良前の符号化プロセ
スは、図１６の符号化メインルーチンと図１７の符号化
サブルーチンにより構成される。なお、図１７中の符号
化サブルーチンは、サブルーチンから同じサブルーチン
を呼び出すいわゆる関数の再帰読出しを行っている。

【０１１９】まず、図１６の符号化メインルーチンの各
ステップについて説明する。なお、符号化の対象は２値
のビット列からなる入力系列となっている。最初に、予
測の初期値ｒｕｎの設定と優勢シンボルの選択（“０”
または“１”）を行う（ステップＳ５０）。次に、ロー
カル変数ｏｆｓに０を、ｗｉｄｔｈにｒｕｎを代入する
（ステップＳ５１）。ここでｏｆｓは、符号化のために
予め定義した配列Ａのポインタで、予測開始ビット位置
を示す。したがって初期値は０となる。ｗｉｄｔｈはｏ
ｆｓで示したビット位置から何ビットを予測の対象にす
るかを示す値で、ここでは、予測の初期値ｒｕｎが代入
される。その後、予め定義した配列ＡのＡ〔ｏｆｓ〕か
らＡ〔ｗｉｄｔｈ−１〕までに入力ビットを書き込む
（ステップＳ５２）。そして、Ａ〔ｏｆｓ〕からＡ〔ｗ
ｉｄｔｈ−１〕のすべての要素が優勢シンボルのときス
テップＳ５４へ進み、ひとつでも劣勢シンボルが含まれ
ているときは、ステップＳ５５へ進む。

【０１２０】予測が的中した場合、符号語として予測当
たり信号“０”を出力し、配列Ａに取り込んだ系列の符
号化を完了する（ステップＳ５４）。一方、予測はずれ
た場合、符号語として予測はずれ信号“１”を出力する
（ステップＳ５５）。そして、ｗｉｄｔｈが１以上か否
かを検出する（ステップＳ５６）。ｗｉｄｔｈが１以下
ならこれ以上分割できないので、ステップＳ７の符号化
サブルーチンへは移行せずステップＳ５８へ移行する。
一方、ｗｉｄｔｈが１を超えていると、図１７の符号化
サブルーチンを呼び出す（ステップＳ５７）。

【０１２１】ステップＳ５８では、予測ｒｕｎの再設定
と必要ならば優勢シンボルの変更を行う。すなわち、こ
のステップＳ５８においては、基本的には予測が的中す
れば、ｒｕｎを大きくし、はずれれば小さくする。そし
てｒｕｎを小さくしても予測が所定回数はずれ続けるよ
うなら、優勢シンボルの変更を行う。なお、予測の的中
や予測のはずれをどのように評価するかについては、さ
まざまな方法を採用することができる。たとえば、予測
がはずれた場合、直ちにｒｕｎを小さくしたり、２回以
上連続してはずれたとき、初めてｒｕｎを小さくする等
の方法を採用することができる。さらに、前半部系列も
しくは後半部系列のみはずれた場合と、両方はずれた場
合とでｒｕｎの縮小の度合いを異ならせる方法も採用で
きる。また、符号済みビット系列で所定の確率テーブル
を引き、次の予測ｒｕｎを設定する等の方式も採用可能
である。

【０１２２】符号化メインルーチンで１次予測がはずれ
た場合は、ステップＳ５７で図１７に示す符号化サブル
ーチンを呼び出す。符号化サブルーチンへ渡す引き数
は、ｏｆｓとｗｉｄｔｈである。以下、符号化サブルー
チンの各ステップについて説明する。

【０１２３】符号化サブルーチンでは、予測を前半部系
列と後半部系列に分けて行うため、予測の範囲を半分に
する（ステップＳ６０）。すなわち、親ルーチンから引
き数として受け取ったｗｉｄｔｈを１／２にする。そし
て、次のステップＳ６１で、前半部系列（配列のＡ〔ｏ
ｆｓ〕からＡ〔ｏｆｓ＋ｗｉｄｔｈ−１〕まで）がすべ
て優勢シンボルか否かをチェックする。すべて優勢シン
ボルならステップＳ６２へ進む。ひとつでも劣勢シンボ
ルが存在したら、直ちにステップＳ６４へ進む。

【０１２４】前半部系列がすべて優勢シンボルなら、符
号語として“０”を出力する（ステップＳ６２）。そし
て、前半部系列の先頭位置を示すポインタｏｆｓにｗｉ
ｄｔｈを加え、後半部系列の先頭位置を示すように変更
する。また、前半部系列がすべて優勢シンボルのとき
は、後半部系列に必ず劣勢シンボルが存在するので、後
半部系列の予測がはずれたことを示す符号語“１”を出
力する必要がない。したがって、後述するステップＳ７
０はスキップし、ステップＳ７１に進む。

【０１２５】一方、前半部系列に劣勢シンボルが存在す
る場合、符号語として“１”を出力する（ステップＳ６
４）。次に、ｗｉｄｔｈが１を超えているか否かをチェ
ックする（ステップＳ６５）。１以下の場合、これ以上
分割できないので、子の符号化サブルーチン（ステップ
Ｓ６６）の呼び出しをスキップし、ステップＳ６７へ移
行する。なお、ｗｉｄｔｈが２以上なら、さらに系列を
２つに分け、それぞれを符号化しなければならない。そ
のための子の符号化サブルーチンを呼び出す（ステップ
Ｓ６６）。子の符号化サブルーチンは、図１７に示した
符号化サブルーチンと全く同一となっている。つまり、
ここでは、同一ルーチン（関数）の再帰呼び出しを行
う。

【０１２６】符号化サブルーチンの再帰呼び出しによっ
て前半部系列の符号化を終了すると、前半部系列の先頭
位置を示すポインタｏｆｓにステップＳ６０で設定した
ｗｉｄｔｈを加え、後半部系列の先頭位置を示すように
変更する（ステップＳ６７）。その後、後半部系列（配
列のＡ〔ｏｆｓ〕からＡ〔ｏｆｓ＋ｗｉｄｔｈ−１〕ま
で）がすべて優勢シンボルか否かをチェックする（ステ
ップＳ６８）。すべて優勢シンボルならステップＳ６９
へ進む。ひとつでも劣勢シンボルが存在したら、直ちに
ステップＳ７０へ進む。そして、後半部系列がすべて優
勢シンボルなら、符号語として“０”を出力する（ステ
ップＳ６９）。

【０１２７】一方、前半部系列に劣勢シンボルが存在す
る場合、符号語として“１”を出力する（ステップＳ７
０）。そして、次に、ｗｉｄｔｈが１を超えているか否
かをチェックする（ステップＳ７１）。１以下の場合、
これ以上分割できないので、子の符号化サブルーチンを
実行するステップＳ７２をスキップし、次の注目系列の
符号化工程へリターンする。なお、後半部系列について
も、ｗｉｄｔｈが２以上なら、さらに系列を２つに分
け、それぞれ符号化する。そのため図１７に示す符号化
サブルーチンと同一の子の符号化サブルーチンを呼び出
す（ステップＳ７２）。この符号化サブルーチンの再帰
呼び出しによって後半部系列の符号化を実行する。

【０１２８】以上のような符号化プロセスの具体例を次
に説明する。すなわち、符号化の具体例として、予測の
初期値ｒｕｎを８、優勢シンボルを“０”として、“０
０００１００１”として表される入力ビットを符号化す
る場合について説明する。

【０１２９】まず、図１６の符号化メインルーチンのス
テップＳ５２で、Ａ

〔０〕からＡ〔７〕に、上記の入力
ビットを入力する。ステップＳ５３では、Ａ

〔０〕から
Ａ〔７〕のすべてが“０”かどうか判定する。上の例の
場合、ビット列に“１”が含まれているので、ステップ
Ｓ５５に移行し、まず符号語として“１”を出力する。
続いてステップＳ５６では、ｗｉｄｔｈの大きさをチェ
ックするが、ｗｉｄｔｈはこのとき８なので、符号化サ
ブルーチン（ステップＳ５７）に進む。

【０１３０】符号化サブルーチンでは、まずステップＳ
６０で、ｗｉｄｔｈを１／２の４に設定する。そしてス
テップＳ６１で、入力ビットの前半部、つまりＡ

〔０〕
からＡ〔３〕がすべて０かどうかチェックする。この場
合、すべて“０”なのでステップＳ６２に進み、符号語
として“０”を出力する。以上で前半部系列の符号化が
完了する。続いてステップＳ６３を実行し、後半部系列
の符号化に移るが、前半部系列がすべて“０”の場合、
後半部系列に“１”が含まれるのは明らかである。した
がって、ステップＳ７１でｗｉｄｔｈが１以下でない限
り後半部系列をさらに分割して符号化しなければならな
い。そこで、符号化サブルーチンを子プロセスとしてス
テップＳ７２で再び呼び出す。なお、そのための前処理
として、上述したようにステップＳ６３では、ｏｆｓに
ｗｉｄｔｈを加え、ｏｆｓを後半部系列の先頭位置にセ
ットする。

【０１３１】ステップＳ７２では、ｏｆｓとｗｉｄｔｈ
を引き数として子の符号化サブルーチンを呼び出す。子
の符号化サブルーチンを実行するステップＳ７２では、
まず、図１７に示す符号化サブルーチンのステップＳ６
０でｗｉｄｔｈをさらに半分にして２に変更する。次の
ステップＳ６１では、前半部系列、すなわちＡ〔４〕と
Ａ〔５〕が共に“０”であるか否かをチェックする。こ
の場合、Ａ〔４〕が“１”なので、次のステップＳ６４
に移行し、符号語として“１”を出力する。そしてステ
ップＳ６５でｗｉｄｔｈが１を超えていると判断し、孫
プロセスをステップＳ６６で呼び出す。孫の符号化サブ
ルーチンでは、まずステップＳ６０においてｗｉｄｔｈ
が１となる。Ａ〔４〕は“１”なのでステップＳ６１か
らステップＳ６４へ処理が移り、符号語“１”を出力す
る。ステップＳ６５では、ｗｉｄｔｈが１以下なので、
ステップＳ６６をスキップし、ステップＳ６７でｏｆｓ
を５に変更する。Ａ〔５〕は“０”なのでステップＳ６
８からステップＳ６９に処理が移り、符号語“０”を出
力する。

【０１３２】次に、この孫の符号化サブルーチンから抜
けて、子の符号化サブルーチンのステップＳ６７に戻
る。子の符号化サブルーチンのｏｆｓは４、ｗｉｄｔｈ
は２であるから、ステップＳ６７でｏｆｓは６に変更さ
れる。したがってステップＳ６８では、Ａ〔６〕とＡ
〔７〕をチェックすることになる。この場合、Ａ〔７〕
が“１”なのでステップＳ７０へ移行し、符号語“１”
を出力する。そして、再び孫の符号化サブルーチンをス
テップＳ７２で呼び出す。孫の符号化サブルーチンで
は、Ａ〔６〕が“０”なのでステップＳ６２で符号語
“０”を出力する。そして、ｗｉｄｔｈが１なので、ス
テップＳ７２をスキップして子の符号化サブルーチンに
復帰する。

【０１３３】子の符号化サブルーチンに復帰したプロセ
スは、さらに符号化メインルーチンに復帰し、ステップ
Ｓ５８で予測ｒｕｎの再設定と、優勢シンボルの再設定
を行う。この例の場合、１次予測ははずれたが、２次予
測で前半部が的中したので、ｒｕｎを８から４に変更
し、優勢シンボルは引き続き“０”とする処理を施す。
なお、予測ｒｕｎの設定は、２回続けてはずれたときに
変更する等の設定にしても良い。

【０１３４】このような符号化プロセスによって、入力
ビットである“００００１００１”が“１０１１０１
０”の符号化系列となる。したがってこの場合、８ビッ
トの入力系列が７ビットに圧縮されたことになる。

【０１３５】なお、復号化プロセスについては、符号化
プロセスと逆のアルゴリズムによって、入力されてくる
符号語を復号している。すなわち、復号化プロセスも、
復号化メインルーチンと復号化サブルーチンにより構成
され、符号化と逆のアルゴリズムによって復号してい
る。

【０１３６】このように、図１６および図１７に示す符
号化プロセスおよびその符号化プロセスと逆のアルゴリ
ズムを使用して行う復号化プロセスでは、圧縮率が従来
のＱＭコーダと呼ばれるものと同レベルであり、一方、
符号化時間や復号化時間は大幅に短縮されたものとなっ
ている。しかし、この符号化プロセスおよび復号化プロ
セスにおいては、予測ビット数であるｒｕｎで定まるビ
ット列を一度に符号化しているため、圧縮率を高めるた
めに、ｒｕｎの最大値を大きく設定すると、ｒｕｎの個
数分のビットを保存しておくためのバッファが大きくな
るという問題が生じる。

【０１３７】この問題は、マルコフ状態信号ＣＸをマル
コフモデル化から得るような場合、そのバッファが非常
に大きくなり、さらに大きな問題となる。すなわち、仮
にｒｕｎをｎとしたとき、バッファとしてはｎビット分
必要となり、さらにｍ状態のマルコフモデル化を行う
と、バッファは各状態毎に必要となるため、ｎ×ｍビッ
トの容量になる。この容量は、ｒｕｎの値が大きくなる
と無視できなくなる大きさとなる。

【０１３８】また、図１６および図１７に示す符号化プ
ロセスおよびその符号化プロセスと逆のアルゴリズムを
使用する復号化プロセスでは、その各処理時間は、ＱＭ
コーダに比べ大幅に短縮されているものの、符号化や復
号化のサブルーチンを再帰的に呼び出して符号化や復号
化を行っており、このサブルーチンの再帰的呼び出しの
プロセスで時間を有するものとなっている。

【０１３９】このため、本実施の形態では、図１３から
図１７に示す符号化プロセスおよび復号化プロセスを生
かしつつ、デコード用のバッファを小さくしたり、符号
化や復号化の時間をさらに減少できるデータ符号化方法
等を採用している。以下、本発明の実施の形態における
符号化方法および復号化方法の基本的な考え方を、図１
８から図２９に基づき説明する。

【０１４０】まず、改良された本発明の実施の形態のエ
ントロピー符号器１２を、図１８に基づき説明する。

【０１４１】このエントロピー符号器１２は、エントロ
ピー符号化装置となっており、符号化すべき２値ビット
列を入力するビット列分解部２２と、各予測ビット長ｒ
ｕｎ毎に符号化テーブルを内蔵する符号化テーブル部２
３と、符号化テーブル部２３から入力される可変長符号
を一旦バッファリングして固定のビット幅にならして出
力するストリーム生成部２４と、後述する状態遷移表を
内蔵し、予測ビット長ｒｕｎ等を設定する符号化制御部
２５とから主に構成される。

【０１４２】ここで、符号化制御部２５には、状態遷移
表を有する状態遷移部２６と、マルコフモデル等により
生成される符号化条件を入力し、その条件毎に現在の状
態の信号を状態遷移部２６に与え、符号化後に次の状態
の信号入力し、その符号化の状態を記憶しておく状態記
憶部２７とが設けられている。

【０１４３】したがって、マルコフモデルのような条件
付き符号化を行うときは、条件をインデックスとして、
状態記憶部２７から該当する状態を取り出し、その状態
を後述する図２３に示した状態遷移表により遷移させ、
次の状態を再び状態記憶部２７の元の番地にストアして
おけば、条件毎に、状態を管理できることとなる。した
がって、予測ビット長ｒｕｎ等のパラメータも条件毎に
個別に設定できることとなる。なお、マルコフモデル化
する場合、ビット列分解部２２には、各符号化条件毎に
切り換えるバッファが複数必要となるが、この実施の形
態では、予測ビット長ｒｕｎの数ではなく、より小さい
固定の区切りビット数ｐで段階的に符号化しているの
で、そのバッファの容量はそれ程大きくならず、実用面
で適したものとなっている。

【０１４４】ビット列分解部２２は、符号化制御部２５
から予測ビット長ｒｕｎを指示する信号ＲＵＮと、優勢
シンボルを指示する信号ＳＷを入力する。ここで、信号
ＲＵＮは、１からｎ（ｎは最大予測ビット長）の値を取
る。また、信号ＳＷは、その値が「０」のとき、“０”
を優勢シンボルとし、「１」のとき、“１”を優勢シン
ボルとするが、その逆でも構わない。

【０１４５】さらに、ビット列分解部２２は、デコード
すべきビット数の信号ＤＥＣＮＵＭと、デコードすべき
ビットのパターンとなる信号パターンＤＥＣＰＡＴＮを
符号化テーブル部２３に出力する。信号ＤＥＣＮＵＭ
は、入力ビット列に、劣勢シンボルを含む４ビットのパ
ターンが現れたとき、その４ビットとそれまで続いた優
勢シンボル個数の合計数となる。なお、信号ＲＵＮが
「４」未満のときは、信号ＲＵＮと同じ値が出力され
る。これは、この実施の形態では、区切りビット数ｐを
「４」としているためである。

【０１４６】このようにして、ビット列分解部２２は、
入力したビット列が信号ＲＵＮで指定されたビット数
分、すべて信号ＳＷで指定された優勢シンボルが続いた
とき、すなわち、予測が的中したとき、信号ＤＥＣＮＵ
Ｍとして信号ＲＵＮの値を、信号パターンＤＥＣＰＡＴ
Ｎとして“０”を出力する。

【０１４７】符号化テーブル部２３は、図１９から図２
２に示すような符号化テーブルを内蔵しており、どのテ
ーブルを用いるかは、符号化制御部２５からのテーブル
番号指示信号ＴＡＢＬＥにより選択される。そして、こ
の符号化テーブル部２３は、ビット列分解部２２からの
信号ＤＥＣＮＵＭと信号パターンＤＥＣＰＡＴＮにより
所定のテーブル内を検索し、所定の圧縮ビット列ＤＥＣ
ＢＩＴとそのビット長ＬＥＮＧＴＨおよび予測の当たり
外れを示すＦＡＩＬを出力する。なお、信号ＴＡＢＬＥ
は、信号ＲＵＮと１対１の関係を有するものとなってい
る。

【０１４８】図１９の符号化テーブルは、テーブル番号
は「０」で、信号ＲＵＮの値が「１」、すなわちｒｕｎ
が「１」の場合を示している。図１９に示されるよう
に、ｒｕｎが「１」のときは、２種類の信号となってい
る。すなわち、デコードすべきビット数は１個であり、
信号パターンは“０”と“１”の２種類となる。この２
種類の入力信号に対して、圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴ
と、そのビット長ＬＥＮＧＴＨと、予測の列外れを示す
フラグＦＡＩＬの組み合わせからなる２種類の信号が対
応する。例えば、信号ＤＥＣＮＵＭが「１」で、信号パ
ターンＤＥＣＰＡＴＮが“０”の場合は、予測当たりと
なり、フラグＦＡＩＬは当たり信号の「０」となり、圧
縮ビット列ＤＥＣＢＩＴは“０”となり、ビット長ＬＥ
ＮＧＴＨは「１」となる。

【０１４９】図２０の符号化テーブルは、テーブル番号
が「１」で、ｒｕｎが２の場合を示している。なお、各
符号化テーブルの信号パターンＤＥＣＰＡＴＮと圧縮ビ
ット列ＤＥＣＢＩＴは、共に右側から左側に入力してく
る信号を示している。この図２０の場合、その信号形態
は４種類となる。デコードすべきビット数はすべて２個
であり、そのときの信号パターンＤＥＣＰＡＴＮは“０
０”“１０”“０１”“１１”の４種類となる。信号パ
ターンＤＥＣＰＡＴＮが“００”のときは、２つとも優
勢シンボルのため予測が当たったこととなり、フラグＦ
ＡＩＬは当たり信号の「０」となると共に、そのときの
圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴは“０”となり、ビット長Ｌ
ＥＮＧＴＨは「１」となる。

【０１５０】一方、信号パターンＤＥＣＰＡＴＮが“１
０”のときは、劣勢シンボル“１”が入っており、予測
が外れたこととなる。この結果、フラグＦＡＩＬは、外
れ信号の「１」となり、圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴは、
最初に“１”がくる。次に、“１０”の前半部が“０”
であるため、予測が当たり圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴの
２番目は“０”となり、“０１”となる。ここで、最初
に予測外れとなっているので、後半部に“１”があるこ
ととなる。このため、圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴは、こ
の“０１”がそのまま採用される。

【０１５１】信号パターンＤＥＣＰＡＴＮが“０１”の
ときは、劣勢シンボル“１”が入っており、予測が外れ
たこととなる。この結果、フラグＦＡＩＬは外れ信号の
「１」となり、圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴは最初に
“１”がくる。次に、“０１”の前半部が“１”である
ため、予測がまたも外れたこととなり、圧縮ビット列Ｄ
ＥＣＢＩＴの２番目は“１”となる。信号パターンＤＥ
ＣＰＡＴＮ“０１”の後半部は“０”であるため、予測
当たりとなり、圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴの３番目は
“０”となる。すなわち、信号パターンＤＥＣＰＡＴＮ
“０１”に対応する圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴは、“０
１１”となる。そして、ビット長ＬＥＮＧＴＨは「３」
となる。同様にして、信号パターンＤＥＣＰＡＴＮ“１
１”に対する圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴは、“１１１”
となる。以上の４種類の信号の対応表が図２０となって
いる。

【０１５２】同様にして、テーブル番号が「２」で、ｒ
ｕｎが「４」の１６種類の信号の対応関係が図２１に示
され、テーブル番号「３」でｒｕｎが「８」の計３１種
類の信号の対応関係が図２２に示されている。なお、図
２１のｒｕｎが「４」の場合では、ｒｕｎの値が区切り
ビット数ｐと同じとなるので、図１９および図２０と全
く同じ関係のみのものとなるが、図２２のｒｕｎが
「８」の場合は、区切りビット数ｐ（この実施の形態で
はｐ＝４）より大きくなるため、少し変更された表とな
る。

【０１５３】次に、他の表とは若干異なるこの図２２の
符号化テーブルの内容を説明する。この符号化テーブル
では、デコードすべき信号のビット数ＤＥＣＮＵＭは、
「８」のものと「４」のものが存在する。「８」のもの
は、前半部がすべて“００００”のものであり、「４」
のものは、ｒｕｎが「８」で前半部に劣勢シンボル
“１”がきた場合のものを示している。デコードすべき
信号のビット数ＤＥＣＮＵＭ（以下単にＤＥＣＮＵＭと
して示す）が「８」で、信号パターンＤＥＣＰＡＴＮ
（以下単にＤＥＣＰＡＴＮとして示す）が“００００”
のときは“００００００００”であることを示し、予測
が当たったこととなり、フラグＦＡＩＬ（以下単にＦＡ
ＩＬとして示す）は当たり信号の「０」となる。そし
て、圧縮ビット列ＤＥＣＢＩＴ（以下単にＤＥＣＢＩＴ
として示す）は“０”で、ビット長ＬＥＮＧＴＨ（以下
単にＬＥＮＧＴＨとして示す）は「１」となる。ＤＥＣ
ＮＵＭが「８」で、ＤＥＣＰＡＴＮが“１０００”のと
きは、“１０００００００”であることを示し、予測が
外れたこととなり、ＦＡＩＬは外れ信号の「１」とな
る。そして、ＤＥＣＢＩＴの１番目には“１”がくる。
次に、前半部“００００”は予測当たりとなり、ＤＥＣ
ＢＩＴの２番目には“０”がくる。このとき、後半部
“１０００”に劣勢シンボル“１”が当然くることとな
るため、後半部の４つの信号に対するＤＥＣＢＩＴは、
特に発生しない。

【０１５４】後半部“１０００”の中の前半部“００”
は、予測当たりであり、３番目のＤＥＣＢＩＴは“０”
となる。このとき、後半部“１０”に劣勢シンボル
“１”が当然くることとなるため、後半部の２つの信号
に対するＤＥＣＢＩＴは特に発生しない。そして、この
後半部“１０”の前半部“０”は予測当たりとなり、４
番目のＤＥＣＢＩＴは“０”となる。こうなると、最後
尾に“１”があることが当然となり、特にＤＥＣＢＩＴ
は発生しない。よって、ＤＥＣＰＡＴＮ“１０００”に
対応するＤＥＣＢＩＴは“０００１”となる。そして、
ＬＥＮＧＴＨは「４」となる。これが、図２２のテーブ
ル番号「３」の表の上から２番目の状態に対応する。

【０１５５】このような関係は、図２２の符号化テーブ
ルの第３番目から第１６番目にも当てはまる。一方、図
２２のテーブル番号「３」の上から第１７番目から第３
１番目までは、ＤＥＣＮＵＭが「４」となり、図２１の
テーブル番号「２」のものに近似する。すなわち、図２
１の符号化テーブルの第２番目から第１６番目のもの
に、ｒｕｎが「８」として見たときの予測外れの“１”
がすべて最初に付加されたものと、図２２のＤＥＣＮＵ
Ｍ「４」のものとは同一となる。なお、符号化テーブル
部３より出力される符号は、ＬＥＮＧＴＨによって指定
される可変長符号になっている。

【０１５６】この実施の形態では、さらにｒｕｎが１６
のテーブルと、ｒｕｎが３２のテーブルとを有してい
る。その両テーブルは、図２２に示すｒｕｎが８のテー
ブル番号「３」の考え方と同様となっており、その説明
を省略する。

【０１５７】ストリーム生成部２４は、入力の可変長符
号を一旦バッファリングして、出力の伝送路で定められ
た固定のビット幅にならして出力するものとなってい
る。

【０１５８】符号化制御部２５の基本動作は、信号ＲＵ
Ｎ（以下単にＲＵＮという）によってビット列分解部２
２にビットの切り出し方法を指示し、同時に信号ＴＡＢ
ＬＥ（以下単にＴＡＢＬＥという）により符号化テーブ
ルの選択を行うものとなる。そして、符号化テーブル部
２３からフィードバックされるＦＡＩＬにより、次の符
号化のためのＲＵＮとＴＡＢＬＥを設定する。なお、こ
の実施の形態では、区切りビット数ｐを利用した段階的
な符号化を導入したため、ある予測ビット長ｒｕｎで符
号化した際、必要に応じて途中の段階であることをこの
符号化制御部２５は記憶する必要がある。

【０１５９】この符号化制御部２５の具体的な動作は、
図２３に示す状態遷移表に基づくものとなっている。こ
の状態遷移表の動作について、予測当たりが続く場合を
例にして説明する。ここで、初期状態は、ＳＳ１となっ
ている。まず、状態ＳＳ１のとき、ｒｕｎが「１」で、
ＴＡＢＬＥは「０」である。このため、図１９に示すテ
ーブル番号「０」の符号化テーブルが使用される。そし
て、予測が当たる場合は、優勢シンボルが“０”が続く
ことであるため、入力されるビット列入力からそのＤＥ
ＣＮＵＭの数である「１」個分の“０”のみを符号化テ
ーブル部２３に送り、テーブル番号「０」のテーブル
（＝図１９の表）に基づいて、ＦＡＩＬ「０」と、ＤＥ
ＣＢＩＴ“０”と、ＬＥＮＧＴＨ「１」とが出力され
る。そして、そのＦＡＩＬ「０」が符号化制御部２５に
伝えられる。

【０１６０】符号化制御部２５は、図２３の状態遷移表
に基づき、ＳＳ１中のＦＡＩＬ「０」となるものを見つ
け、次の状態として状態ＳＳ０を選択する（図２３の状
態遷移表の上から３番目）。このとき、信号ＳＷは
“０”となるので、シンボルの逆転はなく、そのまま
“０”が優勢シンボルとなる。状態ＳＳ０においても、
同様な動作の結果、状態遷移表の第１番目が選択され、
状態ＳＳ３が次の状態となる。これによって、２回予測
が当たったこととなる。

【０１６１】この状態遷移表では、２回予測が当たる
と、ｒｕｎが２倍になる。すなわち、上から７番目およ
び８番の状態ＳＳ３となり、ｒｕｎが「２」となる。こ
のように予測が当たり続けると、すなわち、入力ビット
列がこの場合であると“０”であり続けると、ｒｕｎが
「２」「２」「４」「４」「８」「８」と増えていく。
また、一方、予測が外れ続けるときは、２回毎、同一ｒ
ｕｎで行い小さくなっていく。すなわち、ｒｕｎが
「８」「８」「６」「６」「４」「４」「２」「２」と
小さくなっていく。そして、ｒｕｎが「１」のときに、
予測が外れると、信号ＳＷは反転する。

【０１６２】このような状態遷移表の動作のルールをま
とめると、次のとおりとなる。

【０１６３】(1)同一の予測ビット長ｒｕｎでの予測が
２回連続して的中したとき、予測ビット長ｒｕｎを２倍
する。

【０１６４】(2)同一の予測ビット長ｒｕｎでの予測が
２回連続して外れたとき、予測ビット長ｒｕｎを１／２
倍する。

【０１６５】(3)予測ビット長ｒｕｎが４以下のとき
は、１回で符号化を実行する。

【０１６６】(4)予測ビット長ｒｕｎが８で、ＤＥＣＮ
ＵＭ＝４のときは、２回に分けて符号化を実行する。

【０１６７】(5)このときは、状態ＳＳ５に遷移して、
予測ビット長ｒｕｎを「４」で、後半のビットを符号化
する。

【０１６８】なお、信号ＳＷの反転とは、この値が１の
とき、信号ＳＷを反転させるという意味である。

【０１６９】なお、図２３で示す状態遷移表は、ｒｕｎ
が「８」までしか示していないが、この実施の形態で
は、ｒｕｎを最大「３２」としているので、ｒｕｎ「１
６」とｒｕｎ「３２」のものも、図示していないが同様
に作成されている。また、状態遷移表としては、ｒｕｎ
が「６４」以上のものにしても良い。さらに、当たりや
外れが２回続いたらｒｕｎを増加させたり減少させたり
するのではなく、１回毎に変えたり３回以上の数とした
り、種々のパターンを採用することができる。また、こ
のような符号化テーブルとしては、ビット数の少ないも
のだけを用意し、大きなビット数、例えば、１６ビット
以上の場合は符号化テーブルを持たないようにすること
もできる。

【０１７０】次に、以上のような構成を有するエントロ
ピー符号器１２の動作を具体例を使用して説明する。

【０１７１】例えば、予測が当たり続けて、ｒｕｎ＝１
６となった状態で、“０００００１００００１１１１０
０………」のような形で入力してきたビット列を符号化
する場合、４ビットの区切りビット数ｐで区切り、ま
ず、最初は“０００００１００”までを符号化すること
となる。これは、劣勢シンボル“１”が第１番目の区切
りビット数（＝最初の４ビット）部分にはなく、第２番
目（＝次の４ビット）に出てくるためである。そして、
次に“００１１”を、そして最後に“１１００”を符号
化することとなる。

【０１７２】このため、ビット列分解部２２から出力さ
れるＤＥＣＮＵＭは、「８」「４」「４」となる。一
方、ＤＥＣＰＡＴＮは、“０１００”“００１１”“１
１００”（ここでは、いずれのパターンも左の数値から
入力されてくるとする）となる。このような条件におい
て、ＤＥＣＢＩＴは、まず、ｒｕｎ＝１６としたときの
予測外れの“１”がくる。次に、“０００００１００”
は、ＲＵＮ「８」、ＴＡＢＬＥ「３」、ＤＥＣＮＵＭ
「８」のため、図２２に示す上から５番目に相当するも
のであり（図２２に示す各数値の場合、それぞれ右端側
から入力されてくることに注意）、ＤＥＣＢＩＴは“１
０１００”となる。このため、先の“１”と合わせられ
た“１１０１００”（この数値は左端から順に出力）の
ＤＥＣＢＩＴとＬＥＮＧＴＨ「６」が符号化テーブル部
２３からストリーム生成部２４に出力される。

【０１７３】一方、符号化制御部２５内の状態遷移表で
いえば、状態ＳＳ６でＤＥＣＮＵＭ「８」のとき、ＦＡ
ＩＬ「１」となったこととなり、次の状態は状態ＳＳ７
となる。そして、次の“００１１”は、ｒｕｎ＝８でＤ
ＥＣＮＵＭ「４」なので、テーブル番号「３」のテーブ
ル（＝図２２の符号化テーブル）が採用され、その上か
ら１９番目のものが該当し、“１１０１１”のＤＥＣＮ
ＵＭとＬＥＮＧＴＨ「５」が符号テーブル３から出力さ
れる。

【０１７４】最後の“１１００”については、前の状態
が状態ＳＳ７のｒｕｎ「８」、ＤＥＣＮＵＭ「４」で、
ＦＡＩＬ「１」となったため（図２３の現状態コード
“０１１１”中の１番下の状態）、状態ＳＳ５が採用さ
れる。このため、ｒｕｎ「４」、ＴＡＢＬＥ「２」とな
り、図２１に示すテーブル番号「２」の符号化テーブル
が使用される。そして、このテーブル番号「２」のテー
ブルにおいて、下から４番目が該当し“１１１１０”の
ＤＥＣＢＩＴと、ＬＥＮＧＴＨ「５」が符号化テーブル
部２３からストリーム生成部２４に出力される。なお、
状態ＳＳ５で、ＦＡＩＬは「１」となるので、次は状態
ＳＳ２に移る。すなわち、次の入力ビット列に対して
は、ｒｕｎ＝２である図２０の符号化テーブルが使用さ
れることとなる。

【０１７５】以上をまとめると、入力ビット列“０００
００１００００１１１１００”が“１１０１００”，
“１１０１１”，“１１１１０”の３つの圧縮ビット列
として符号化されたこととなる。なお、入力ビット列や
３つの圧縮ビット列は、共に先頭側から入力され、出力
されていくものとする。この点、図１９から図２２の各
符号化テーブルとは異なることに注意する必要がある。
すなわち、各符号化テーブルでは、その表示の各値は、
その表示の右端から順に入力し、出力するものとなって
いる。

【０１７６】そして、ｒｕｎは、当初「１６」であった
のが、この４ビットの区切りビットｐで段階的に符号化
していく中で、ｒｕｎは「２」となり、次の入力ビット
列に対しては、「２」の予測ビット長ｒｕｎで符号化さ
れることとなる。

【０１７７】一方、先に示した本実施の形態の元となる
基本的プロセスで、同じ入力ビット列“０００００１０
０００１１１１００”を符号化すると、まずｒｕｎ＝１
６での予測外れの“１”、次に前半の８ビットを注目
し、２番目に予測外れの“１”がきて、さらに前半の４
ビット“００００”に注目し、予測当たりの“０”が３
番目にくる。すると、後半部の４ビット“０１００”に
劣勢シンボルがくるとは確実なので、すぐに２つに分割
し、前半の２ビット“０１”に注目する。このため、予
測外れの“１”が４番目にくる。次は、さらにこれを２
分割し、前半の“０”に注目し、５番目に予測当たりの
“０”がくる。すると、後半の“１”は劣勢シンボルが
確実なので、すぐに後半の２ビット“００”に注目し、
予測当たりの“０”が６番目にくる。

【０１７８】以上の前半８ビットの符号化をまとめる
と、“１１０１００”となる。これは、本実施の形態に
よる符号化ビットと全く同じとなる。続く８ビットも同
様な方法で進めていくと、これらも本発明による符号化
ビットと同一となる。本実施の形態の元となる基本的プ
ロセスと本実施の形態とが異なる点は、符号化されたビ
ット自体ではなく、1.符号化の区切り方、2.予測ビット
表の変更の仕方、3.符号化テーブルの活用の３点にあ
る。

【０１７９】すなわち、改良した本実施の形態では、入
力ビット列に対しｒｕｎより小さい区切りビット数ｐ
（この実施の形態ではｐ＝４）で区切り、劣勢シンボル
が存在する区切り部分までで一旦符号化を区切るように
している。先の例では、１６ビットの入力ビット列が３
つに区切られて符号化されている。また、本実施の形態
では、次の入力ビット列に対し予測ビット長ｒｕｎは
「２」となるのに対し、基本的プロセスの考え方では、
予測外れは１回であり、ｒｕｎは「１６」のままとな
る。さらに、本実施の形態の基本的プロセスの考え方で
は、符号化サブルーチンを再帰的に呼び出して符号化し
ているが、改良した本実施の形態の符号化方法では、符
号化テーブル、具体的には予測ビット長ｒｕｎ毎に符号
化テーブルを用いている。

【０１８０】以上の３つの点は、それらが同時に利用さ
れることによって大きな効果を生ずるが、それぞれ単独
で使用されても十分効果を有する。例えば、第１の点の
段階的に符号化する方法を採用すると、バッファ、例え
ば、ビット列分解部２２やストリーム生成部２４内の各
バッファを小さくできるばかりか後述するマルコフモデ
ル化によって圧縮ビット列を得ようとするときにそのバ
ッファの容量を減少させることができる。

【０１８１】第２の点の予測ビット長ｒｕｎの変更につ
いては、入力ビット列が途中からがらっとその性質が変
わるような場合に特に有効となる。先の例では、予測が
当たり続けてｒｕｎ＝１６となったのに対し、次に性質
ががらっと変わったビット列、すなわち劣勢シンボルを
多く含む“０００００１００００１１１１００”がきた
とき、改良された本実施の形態の符号化方法では、その
性質に合わせ、ｒｕｎは「２」となり、続く入力ビット
列の性質に合う確率が高いものとなり、圧縮率が高くな
る。しかし、基本的プロセスで処理した場合、ｒｕｎは
「１６」のままであり、次の入力ビット列の性質にそぐ
わない確率の高いものとなる。なお、圧縮率の向上は、
具体的には０．５％から数％程度であるが、各プログラ
ムソフト等が大容量化している現在では、このようなわ
ずかな数値の向上効果も無視し得ないものとなってい
る。

【０１８２】第３の点の符号化テーブルについては、サ
ブルーチンの再帰的呼び出しによる符号化に比べ、符号
化テーブルのためのメモリ容量は若干増えるものの、符
号化速度が極めて速くなる。

【０１８３】次に、この実施の形態のエントロピー復号
器３２について、図２４に基づき説明する。

【０１８４】このエントロピー復号器３２は、符号化さ
れた信号のストリームを入力するストリーム切り出し部
４１と、予測ビット長ｒｕｎに応じた複数の復号テーブ
ルを内蔵する復号テーブル部４２と、復号されたビット
をストアし、所定のシンボルを出力するデコードバッフ
ァ部４３と、エントロピー符号器１２の状態変換部２６
内の状態遷移表と同じ状態遷移表他を有する復号制御部
４４とから主に構成されている。ここで、復号制御部４
４には、状態遷移表を有する状態遷移部４５と、マルコ
フモデル等により生成される復号条件を入力し、その条
件毎に現在の状態の信号を状態遷移部４５に与え、復号
後に次の状態の信号を入力し、その復号条件の状態を記
憶しておく状態記憶部４６とが設けられている。

【０１８５】なお、デコードバッファ部４３は、復号条
件が入力し、その条件毎に個別に管理されるものとなっ
ている。このため、マルコフモデルのような条件付き復
号化の場合、バッファとして非常に大きなものが必要に
なる。しかし、本実施の形態のエントロピー復号器３２
では、後述するように段階的な復号を行うので、各バッ
ファは小さいものでも十分対応でき、マルコフモデルの
ような条件付きの復号化でもデコードバッファ部４３は
それ程大きな容量を必要としなくなる。

【０１８６】ストリーム切り出し部４１は、復号テーブ
ル部４２から、復号したビット数を後述するＬＥＮＧＴ
Ｈにより指示されるので、その値に基づき、復号済みビ
ットを廃棄して、未復号ビットの先頭が、符号化された
データとなる復号予定の符号語信号ＣＯＤＥ（以下単に
ＣＯＤＥという）の最下位ビット（または最上位）に来
るようにストリームを切り出す。なお、ＬＥＮＧＴＨを
評価して、復号済みビットを廃棄するのは、デコードバ
ッファ部４３から廃棄指示ＤＥＣＲＥＱ（以下単にＤＥ
ＣＲＥＱという）があったときのみである。また、ＣＯ
ＤＥは８ビット単位で送信される。

【０１８７】復号テーブル部４２は、図２５から図２８
に示すような各復号テーブルを内蔵し、復号制御部４４
が出力するテーブル番号指示信号ＴＡＢＬＥ（以下単に
ＴＡＢＬＥという）によりそれらを切り替えて使用す
る。そして、復号テーブル部４２は、次の信号を出力す
る。すなわち、(1)何ビット復号したかを示す信号ＬＥ
ＮＧＴＨ（以下単にＬＥＮＧＴＨという）で、エントロ
ピー符号器１２におけるＬＥＮＧＴＨに相当するもの、
(2)予測の当たり外れを示す信号ＦＡＩＬ（以下単にＦ
ＡＩＬという）で、エントロピー符号器１２におけるＦ
ＡＩＬに相当するもの、(3)復号したビット・パターン
信号ＤＥＣＰＡＴＮ（以下単にＤＥＣＰＡＴＮという）
で、エントロピー符号器１２におけるＤＥＣＰＡＴＮに
相当するもの、(4)復号結果が何ビットかを示す信号Ｄ
ＥＣＮＵＭ（以下単にＤＥＣＮＵＭという）で、エント
ロピー符号器におけるＤＥＣＮＵＭに相当するもの、を
出力する。

【０１８８】図２５に示すｒｕｎ＝１の復号テーブル
は、ＣＯＤＥが“０”“１”の２種類に対応する各出力
が記載されている。この復号テーブルは、図１９のｒｕ
ｎ＝１の符号化テーブルに相当するもので、符号化テー
ブル中のＤＥＣＢＩＴに相当するものが、この復号テー
ブルではＣＯＤＥとなっている。図２６に示すｒｕｎ＝
２の復号テーブルは、同様に図２０のｒｕｎ＝２の符号
化テーブルに相当するものとなっている。また、図２７
に示すｒｕｎ＝４の復号テーブルでは、図２１のｒｕｎ
＝４の符号化テーブルに相当し、図２８に示すｒｕｎ＝
８の復号テーブルは、図２２のｒｕｎ＝８の符号化テー
ブルに相当している。なお、各復号テーブルにおける各
数値も、符号化テーブルと同様に、各数値の右端側から
入力し、出力する表示となっている。また、復号テーブ
ルとして、ｒｕｎ＝１６と、ｒｕｎ＝３２のテーブルも
用意されている。

【０１８９】デコードバッファ部４３は、４ビット（こ
の実施例の場合）以下のＤＥＣＰＡＴＮとＤＥＣＮＵＭ
を直接的にストアし、それぞれデコードバッファ部４３
内のＰＡＴＮＲＥＧ（以下単にＰＡＴＮＲＥＧという）
とナンバーレジスタＮＵＭＲＥＧ（以下単にＮＵＭＲＥ
Ｇという）にストアする。そして、デコードバッファ部
４３の出力がｑビット幅の場合、デコードバッファ部４
３は、１回デコード・データを出力する度にストアした
ＮＵＭＲＥＧからｑを減じる。そして、ＮＵＭＲＥＧが
ｑより小さくなったら、ＤＥＣＲＥＱをアクティブにし
て、新たなデータのデコード要求を発する。また、ＮＵ
ＭＲＥＧが５以上のときは、信号ＳＷで定まる優勢シン
ボルをデコード出力として出力する。一方、ＮＵＭＲＥ
Ｇが４以下になったら、ＰＡＴＲＥＧの値を出力する。

【０１９０】例えば、図２８の上から５番目のＣＯＤＥ
“００１０１”が復号テーブル部４２に入力された場
合、ＤＥＣＮＵＭ＝８、ＤＥＣＰＡＴＮ＝“００１０”
がデコードバッファ部４３に入力されてくる。このと
き、信号ＳＷが「０」となっていたとし、出力を２ビッ
ト単位（これはｑ＝２に相当）で行うとした場合、最初
の２回の出力は優勢シンボルを出力すればよい。この場
合ＳＷ＝０なので、優勢シンボルは“０”である。した
がって、“００００”を出力する。この４ビットを出力
した時点で、ＮＵＭＲＥＧは４（＝８−４）になってい
る。そこで、次のサイクルは、ＰＡＴＮＲＥＧの値を、
順に出力する。すなわち、“０１００”をこの表示の左
端側から出力する。

【０１９１】復号制御部４４の状態遷移部４５は、符号
化制御部２５の状態遷移部２６と同じ状態遷移表を保有
している。そして、状態の初期値は、ＳＳ１であり、Ｆ
ＡＩＬとＤＥＣＮＵＭにより、次の遷移先が決定され、
ＤＥＣＲＥＱがアクティブのとき、その遷移先へ遷移す
る。

【０１９２】以上のように構成されるエントロピー復号
器３２は、先に示したエントロピー符号器１２と逆のア
ルゴリズムによって動作する。なお、このエントロピー
復号器３２は、デコードバッファ部４３の出力状態によ
って制御されるものとなっている。すなわち、デコード
バッファ部４３のＮＵＭＲＥＧが出力ビット幅ｑより小
さくなると、ＤＥＣＲＥＱがストリーム切り出し部４１
と復号制御部４４へ出力される。ストリーム切り出し部
４１は、そのＤＥＣＲＥＱにより復号済みビットをその
ＬＥＮＧＴＨ分廃棄する先の例のｒｕｎ＝８でＣＯＤＥ
“００１０１”の場合、ＮＵＭＲＥＧが「８」から
「４」へ、「４」から「２」、「２」から「０」へと下
がる。この「２」から「０」へ下がったときに、ＤＥＣ
ＲＥＱが発生する。そして、ＬＥＮＧＴＨが「５」であ
るので、ＣＯＤＥから復号済みの５ビットを廃棄する。
このため、ストリーム切り出し部４１内のＣＯＤＥに
は、未復号ビットが最下位または最上位にきて、次の復
号に備える。一方、復号制御部４４では、ｒｕｎ＝８、
ＤＥＣＮＵＭ＝８で、ＦＡＩＬ＝１なので、状態ＳＳ７
へ遷移する。このため、ｒｕｎ＝８に相当するＴＡＢＬ
Ｅ＝３を復号テーブル部４２に向けて出力する。

【０１９３】この結果、復号テーブル部４２は、図２８
のテーブル番号「３」であるｒｕｎ＝８の復号テーブル
を準備する。そして、入力してくるＣＯＤＥからＬＥＮ
ＧＴＨ、ＤＥＣＮＵＭ、ＤＥＣＰＡＴＮおよびＦＡＩＬ
が確定し、出力される。例えば、そのＣＯＤＥの最初が
“０”であれば、ＣＯＤＥ“０”であることが確定し、
ＬＥＮＧＴＨ＝１、ＤＥＣＮＵＭ＝８、ＤＥＣＰＡＴＮ
＝“００００”、ＦＡＩＬ＝「０」を出力する。一方、
ＣＯＤＥが“０１０１１”の場合、ＣＯＤＥの最初が
“１”であるので、まだ確定せず、次の“１”でも、３
番目の“０”でも、４番目の“１”でも確定しない。し
かし、５番目の“０”が入った段階で“０１０１１”で
あることが確定する。この確定によって、ＬＥＮＧＴＨ
＝５、ＤＥＣＮＵＭ＝４、ＤＥＣＰＡＴＮ＝“０１０
０”、ＦＡＩＬ＝「１」がそれぞれ出力される。このよ
うにして、順次、復号されていく。

【０１９４】このエントロピー復号器３２は、エントロ
ピー符号器１２と同様に、先に述べた基本的プロセスに
基づく復号に比べると、段階的な復号によるバッファ
容量の減少化信号の性質にあった予測ビット長ｒｕｎ
の変更復号テーブルによる復号速度の向上という各種
の有利な効果を有するものとなる。

【０１９５】このエントロピー復号器３２においては、
状態遷移を条件毎に個別に管理する点で、エントロピー
符号器１２と同様である。ただし、このエントロピー復
号器３２の場合は、上述したようにさらにデコードバッ
ファ部４３も個別に管理しなければならない。このた
め、デコードバッファ部４３は、ＮＵＭＲＥＧ、ＰＡＴ
ＮＲＥＧに相当するレジスタを有り得る条件数分内蔵
し、復号条件によって切り換えるものとなっている。

【０１９６】上述の説明では、２値のピット列を対象と
して、予測ランレングス符号化方式を適用した場合につ
いて説明したが、判別部１９から出力される順位コード
は多値データであり、実際は多値データを２値系列に変
換する必要がある。例えば、ビット・プレーンに分け
て、各ビット・プレーンをこの予測ランレングス符号化
方式で符号化するようにしても良い。また、最上位ビッ
トからプレーン毎にこの予測ランレングス符号化方式に
て符号化を行い、“１”が出現した時点で続く下位ビッ
トを直接ストリームに出力するようにしても良い。

【０１９７】この実施の形態では、この予測ランレング
ス符号化方式を多値系列に適用する方式として、ビット
・プレーンではなくレベル・プレーンに分けて行ってい
る。具体的には、シンボルが８ビットであるため、２５
６のレベル・プレーンに分け、その入力シンボルをグル
ープに分け、グループ番号をこの予測ランレングス符号
化方式で符号化している。すなわち、入力シンボルを図
２９に示すように、グループ分けし、まず入力シンボル
がグループ番号０か０以外かを示す判定ビットをこの予
測ランレングス符号化方式で符号化する。もし入力シン
ボルが０ならこのシンボルの符号化を完了するが、そう
でない場合はさらにグループ番号が１か１以外かを示す
判定ビットをこの予測ランレングス符号化方式で符号化
する。

【０１９８】このようにして、グループ番号が確定する
まで、判定ビットを予測ランレングス符号化方式で符号
化し、確定したグループ番号が２以上の場合は、該当グ
ループにおけるシンボルを確定するため、必要とする付
加ビットを直接ストリームに出力する。ただし、各グル
ープ判定ビットは、グループ毎に独立した系列として扱
い、各々個別に現状態コードを管理して符号化する。こ
の方法は、グループ番号が確定した時点で、上位の判定
ビットの符号化を行わないので、処理速度が向上する。

【０１９９】なお、この実施の形態では、圧縮対象画素
の画素インデックス３の数が２５６個に加え、（ＣＸ＋
１）が加わるため、最高２６０個が対象となり、順位と
しては２５９順位となる。この対策として、順位２５５
をエスケープ・コードに割り当て、２５５以上の順位に
ついては、このエスケープ・コードを符号化後、２５５
との差分を３ビット付加ビットとして直接圧縮ストリー
ムに出力している。このような対策は、圧縮対象の画素
インデックス３が２５６色をわずかに超える場合にも適
用できる。

【０２００】また、この実施に形態のエントロピー符号
器１２では、符号化する際、過去の符号化済み系列等に
より適当に条件付けを行い、符号化することで、圧縮率
が向上している。すなわち、マルコフ状態信号ＣＸによ
り条件分けを行ってＰＲＬＣ符号化を実行している。具
体的には、マルコフ状態信号ＣＸは、４状態存在し、１
つの状態で８つのグループ判定ビットを個別に符号化す
るため、合計で３２状態の現状態コードを個別に管理し
符号化することになる。

【０２０１】以上のような構成による符号化システム１
の圧縮率を従来の「ＧＩＦ」として知られている圧縮方
法および従前に本出願人が発明した「比較用技術」と比
較したものを図３０に示す。なお、比較用技術では、復
号されたインデックスが参照画素を示す場合、その参照
画素を復号画素として出力し、同時に、その画素を別に
設けた先頭移動辞書（最新出現表）から探し出し、辞書
の先頭に移動する処理を行っている。そして、この処理
に加え、上述のＰＲＬＣ（ｒｕｎの最高値は１６）によ
って符号化している。図３０に示す比較は、各々５６０
×５６０ピクセルの１６色画像の１０枚の地図データ
（ファイル１〜１０）を用いている。圧縮率の単位は％
で、値が小さいほど圧縮率が高い。表を見て分かるとお
り、本発明によるものは、ＧＩＦに対して２倍近い効率
を示している。また、比較用技術に対しても１％程度の
圧縮率の向上が見られる。

【０２０２】また、上述の実施の形態によるデコード速
度を図３１に示す。ファイル１〜１０の平均デコード速
度は０．５０／秒で、同じものを従来の極めて軽い圧縮
方式として知られているＬＺＷで行うと、約０．２６秒
となる。このように、デコード速度は、従来の速いもの
に比べると若干遅くなるが、「比較用技術」と比べる
と、図３１に示すように、２倍以上のデコード速度とな
っている。なお、表の数値の単位は「秒」である。

【０２０３】さらに、上述の地図のデータと同じ５６０
×５６０ピクセルの１６色地図画像を５００枚圧縮した
ときのファイルサイズを他の圧縮方式と比較したものを
図３２に示す。図３２の表に示されるように、本発明で
は、ＧＩＦに対して２倍近い効率であることがわかる。
また、ＬＨＡに対しても十分な優位性をもっている。

【０２０４】以上のように、本発明の符号化方法は、地
図データに関しては優れた圧縮効率を示しているが、図
３３に示すように、一般のグラフィック・イメージにつ
いては、比較用技術より劣る結果となっている。すなわ
ち、色数の少ない画像では、本発明の方が勝っている
が、色数が多くなると比較用技術に軍配があがる。これ
は一般的なグラフィック・イメージの場合、先頭移動辞
書の学習機能が功を奏しているためと思われる。しかし
ながら、本発明の符号化方法は、従来のＧＩＦに対して
は一般のグラフィック・イメージの場合も５〜１０％程
度の圧縮率向上が見られる。

【０２０５】このように、上述の実施の形態では、比較
用技術等で用いられている、先頭移動辞書から復号画素
を探し出す逐次比較処理と、該当画素を辞書の先頭に移
動させる先頭移動処理の２処理を行っていないので、ソ
フトウェアで行った場合も高速化が達成できる。すなわ
ち、辞書の先頭移動処理を行わず、その代わり符号化の
段階で画像全体をプリスキャンし、参照画素と一致しな
かった画素の度数分布を調べ、その度数順にインデック
スを変換し、符号化する方法を採用している。このイン
デックスの変換によって、そのままでは復号画像の色が
正しく再現されなくなるが、カラーパレットも同様に変
換することで、この問題を解決している。なお、プリス
キャンによりエンコード側の負担は増大しているが、デ
コード側の辞書の関する処理が不要になるため、デコー
ド速度の大幅の改善が図られている。

【０２０６】また、上述の実施の形態では、単純なラス
タ走査をしているため、特別なレジストが不要となる。
さらに、上述の実施の形態では、プリスキャンにより、
参照画素の状態を１５状態に区分し、その状態毎に最適
な参照順位テーブル１５を求め、その表にしたがって符
号化を行っている。これは、参照画素の参照順位を固定
しているものに比べ、デコード速度の高速化に直接寄与
するものではないが、圧縮率が大幅に向上し、それに伴
い、エントロピー復号の高速化が達成される。

【０２０７】また、上述の実施の形態では、ソフトウェ
アを前提にしたデコーダとしており、メモリの制約は比
較的小さいので、最大予測ビット長ｒｕｎを３２にして
いる。これにより、最大予測ビット長ｒｕｎを１６とし
た場合に比べ地図データのように高圧縮可能な画像につ
いては、圧縮率が大幅に向上している。

【０２０８】さらに、上述の実施の形態では、余計な条
件判定を少なくし、ソフトウェア処理に適合したストリ
ーミングを採用しており、デコード速度の改善がさらに
図られている。また、関数の再帰呼び出しを行わず、Ｐ
ＲＬＣ復号処理をフラット化するなど、様々なコーディ
ングの改善を図ると、さらに一層デコード速度の改善を
図ることができる。

【０２０９】なお、上述の各実施の形態は、本発明の好
適な実施の形態の例であるが、これに限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々
変形実施可能である。例えば、参照画素の順位を変化さ
せるのではなく、参照順位を固定化し、その固定された
参照画素に一致しなかった画素について出現度数をカウ
ントして画素インデックス変換テーブル１６を作成する
ようにしても良い。また、変換カラーパレット１８を作
成せず、入力されてくるカラーパレット４にかえ、画素
インデックス変換テーブル１６を一緒に符号化するよう
にしても良い。

【０２１０】また、予測が当たったときに出力する符号
語としては“０”ではなく“１”とし、予測がはずれた
ときは“１”ではなく０”としたり、予測が当たったと
きは優勢シンボルを出力し、予測がはずれたときは劣勢
シンボルを出力するようにしても良い。

【０２１１】また、新減少予測ビット数を元の予測ビッ
ト数の１／２ではなく、１／３や１／４等にしたり、元
の予測ビット数から所定数を差し引いた数等とすること
ができる。一方、新増加予測ビット数も元の予測ビット
数の２倍ではなく、３倍や４倍等にしたり、元の予測ビ
ット数に所定数を加えた数等とすることができる。な
お、新増加予測ビット数を無制限とせず、所定の値、例
えば２５６ビット等、２の倍数を最大値とするようにし
ても良い。また、新減少予測ビット数の最小値としては
１ではなく、２や３等他の数値としても良い。

【０２１２】さらに、符号化システム１や復号化システ
ム２をハード構成ではなく、ソフトウェアで対応するよ
うにしても良い。すなわち、本発明の符号化方法や復号
化方法をすべてソフトウェアで対応したり、例えば、符
号化方法はハードウェアで対応し、復号化方法は、ソフ
トウェアで対応するようにしても良い。

【０２１３】さらに、図１０，図１１および図１２に示
すフローチャートの各手順をプログラム化し、そのプロ
グラムをＣＤーＲＯＭ等の記録媒体に読み取り可能に記
録するようにしたり、通信によってそのプログラムを配
送するようにしても良い。

【０２１４】また、マルコフモデルのコンテクストとし
ては周辺４つの画素以外に、周辺の５つ以上の画素とし
たり、２段上のものも含めたり種々のものを採用するこ
とができる。さらに、エントロピー符号器１２やエント
ロピー復号器３２としては、予測ラン・レングス符号化
技術を使用したものではなく、従来のラン・レングス符
号化としたり、算術符号型やハフマン等の他の符号化
（復号化）技術を採用することができる。また、エント
ロピー符号器１２やエントロピー復号器３２等を使用し
ないようにしても良い。

【０２１５】また、本発明は、地図データのみならず一
般的なグラフィック・イメージにも適用することができ
るが、地図データ等の限られた色数のものに特に好適と
なる。さらに、携帯端末以外の各種の表示部保有機器に
適用できる。

【０２１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマルチカ
ラー画像の符号化装置および符号化方法では、参照画素
の参照順位を可変としたり、参照画素と一致しなかった
画素のインデックスを出現度数の多い順に並び換えてい
るので、圧縮率が大幅に向上したり符号化効率が向上す
る。

【０２１７】また、本発明のマルチカラー画像の復号化
装置および復号化方法では、圧縮率の向上による復号化
速度の向上が図られると共に先頭移動処理をおこなわな
いのでソフトウェアで復号した際の速度が大幅に向上す
るものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチカラー画像の符号化装置および
その方法を採用した符号化システムを示す図である。

【図２】本発明のマルチカラー画像の復号化装置および
その方法を採用した復号化システムを示す図である。

【図３】図１および図２の符号化システムおよび復号化
システムにマルコフモデルとして採用される参照画素の
配置を説明するための図で、（Ａ）は通常の参照画素
を、（Ｂ）は先頭ラスタの場合を、（Ｃ）は先頭画素の
場合をそれぞれ示している図である。

【図４】図１および図２の符号化システムおよび復号化
システムに採用される参照画素の状態と、状態信号ＳＴ
と、色数と、マルコフ状態信号ＣＸとの関係を示す図で
ある。

【図５】図１の符号化システムに採用される変換テーブ
ル生成部の参照順位テーブル作成の機能を説明するため
の図で、（Ａ）は符号化対象画素と参照画素が一致した
ときの度数の例を示す図で、（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれの
度数が所定の関係となったときの参照画素の順位を示す
図である。

【図６】図１および図２の符号化システムおよび復号化
システムに採用される参照順位テーブルの例を示す図で
ある。

【図７】図１の符号化システムに採用される変換テーブ
ル生成部の画素インデックス変換テーブル作成機能を説
明するための図で、入力してきた画素インデックスに対
応する画素が参照画素中に無かった度数を示す図であ
る。

【図８】図１の符号化システムに採用される変換テーブ
ル生成部の画素インデックス変換テーブル作成機能を説
明するための図で、入力してきた画素インデックスに対
応する画素が参照画素中に無かった度数の順位を示す図
である。

【図９】図１の符号化システムにおける入力してきたカ
ラーパレットから変換カラーパレットへの変換を説明す
るための図である。

【図１０】図１の符号化システムにおけるプリスキャン
時の動作を示すフローチャートである。

【図１１】図１の符号化システムにおける符号化プロセ
ス時の動作を示すフローチャートである。

【図１２】図２の復号化システムにおける復号化プロセ
スを示すフローチャートである。

【図１３】本発明で採用するエントロピー符号器および
エントロピー復号器で使用しているアルゴリズムの概要
を説明するための図で、注目系列と予測ビット数ｒｕｎ
との関係を示す図である。

【図１４】図１３の注目系列を分割した状態を示す図で
ある。

【図１５】図１４の前半部注目系列をさらに分割した状
態を示す図である。

【図１６】図１３から図１５に示すエントロピー符号器
内の符号化プロセスを説明するためのフローチャート
で、符号化メインルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１７】図１３から図１５に示すエントロピー符号器
内の符号化プロセスを説明するためのフローチャート
で、符号化サブルーチンを示すフローチャートである。

【図１８】本発明の実施の形態で採用するエントロピー
符号器の構成を示すブロック図である。

【図１９】図１８のエントロピー符号器の符号化テーブ
ル部内の符号化テーブルを示す図で、予測ビット長が
「１」の場合のテーブルを示す図である。

【図２０】図１８のエントロピー符号器の符号化テーブ
ル部内の符号化テーブルを示す図で、予測ビット長が
「２」の場合のテーブルを示す図である。

【図２１】図１８のエントロピー符号器の符号化テーブ
ル部内の符号化テーブルを示す図で、予測ビット長が
「４」の場合のテーブルを示す図である。

【図２２】図１８のエントロピー符号器の符号化テーブ
ル部内の符号化テーブルを示す図で、予測ビット長が
「８」の場合のテーブルを示す図である。

【図２３】図１８のエントロピー符号器の状態遷移部内
の状態遷移表を示す図である。

【図２４】本発明の実施の形態で採用するエントロピー
復号器の構成を示すブロック図である。

【図２５】図２４のエントロピー復号器の復号テーブル
部内の復号テーブルを示す図で、予測ビット長が「１」
の場合のテーブルを示す図である。

【図２６】図２４のエントロピー復号器の復号テーブル
部内の復号テーブルを示す図で、予測ビット長が「２」
の場合のテーブルを示す図である。

【図２７】図２４のエントロピー復号器の復号テーブル
部内の復号テーブルを示す図で、予測ビット長が「４」
の場合のテーブルを示す図である。

【図２８】図２４のエントロピー復号器の復号テーブル
部内の復号テーブルを示す図で、予測ビット長が「８」
の場合のテーブルを示す図である。

【図２９】本発明で採用するアルゴリズムを本実施の形
態で示す多値系列データに適用した場合の列を説明する
ための図で、入力シンボルを複数のグループに分けた状
態を示す図である。

【図３０】本発明の実施の形態の符号化システムによる
圧縮率を従来技術のＧＩＦや比較用技術と比較して示す
図である。

【図３１】本発明の実施の形態の復号化システムによる
デコード速度を比較用技術と比較して示す図である。

【図３２】本発明の実施の形態の符号化システムによっ
て５００枚の地図データを圧縮したときの圧縮率を他の
従来技術と比較して示す図である。

【図３３】本発明の実施の形態の符号化システムによっ
て一般のグラフィック・イメージを圧縮したときの圧縮
率を従来技術のＧＩＦや比較用技術と比較して示す図で
ある。

【図３４】従来のマルチカラー画像の符号化システムお
よび復号化システムのブロック図である。

【図３５】従来の符号化対象画素データに対する参照画
素データの説明図である。

【図３６】従来のパラメータテーブルを示す図である。

【図３７】状態縮退器を有する従来のマルチカラー画像
の符号化システムおよび復号化システムのブロック図で
ある。

【図３８】従来の縮退テーブルの一例を示す図である。

【図３９】従来の算術符号型のエントロピー符号器およ
びエントロピー復号器の説明図である。

【図４０】従来のマルチカラー画像のインデックスを説
明するための図である。

【図４１】従来の合成された色順位テーブルの作成原理
を示す説明図で、（Ａ）は各画素の配置関係を示し、
（Ｂ）は各画素のカラーシンボルを示し、（Ｃ）は合成
された色順位テーブル（最新出現表）を示す図である。

【符号の説明】

１ 符号化システム ２ 復号化システム ３ 画素インデックス ４ カラーパレット ５ 符号化データ １０ ラインバッファ（周辺画素生成手段） １１ マルコフモデル作成部（縮退手段） １２ エントロピー符号器（エントロピー符号化手段） １３ 状態生成部 １４ 変換テーブル生成部 １５ 参照順位テーブル １６ 画素インデックス変換テーブル １７ カラーパレット変換部 １８ 変換カラーパレット １９ 判別部 ２０ 合成部 ２１ スイッチ ３０ ラインバッファ ３１ マルコフモデル生成部（縮退手段） ３２ エントロピー復号器（エントロピー復号化手段） ３３ 分離部 ３４ 状態生成部 ３５ 参照順位テーブル ３６ 画素インデックス生成部 ＣＸ マルコフ状態信号 ＳＴ 状態信号

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラーシンボルを周辺の参照画素を利用
   して符号化するマルチカラー画像の符号化装置におい
   て、上記参照画素の状態を区分けする状態生成部と、こ
   の状態生成部によって区分けされた状態を示す状態信号
   を入力すると共に区分けされた状態毎に参照画素のプリ
   スキャン時の出現度数を算出する変換テーブル生成部
   と、上記状態生成部からの上記状態信号と上記変換テー
   ブル生成部によって算出された上記出現度数とから作成
   され、区分けされた状態毎に、上記参照画素の位置を上
   記出現度数の高いもの順に並べると共に符号化時に利用
   するようにした参照順位テーブルとを設けたことを特徴
   とするマルチカラー画像の符号化装置。
2. 【請求項２】 カラーシンボルを周辺の参照画素を利用
   して符号化するマルチカラー画像の符号化装置におい
   て、上記参照画素と一致しなかった画素の度数分布をプ
   リスキャン時に調べる変換テーブル生成部と、その度数
   順に画素インデックスを変換した画素インデックス変換
   テーブルと、この画素インデックス変換テーブルを利用
   してカラーパレット変換部によって生成される変換カラ
   ーパレットとを設けたことを特徴とするマルチカラー画
   像の符号化装置。
3. 【請求項３】 カラーシンボルを周辺の参照画素を利用
   して符号化するマルチカラー画像の符号化装置におい
   て、上記参照画素の状態を区分けする状態生成部と、こ
   の状態生成部によって区分けされた状態を示す状態信号
   を入力すると共に区分けされた状態毎に参照画素のプリ
   スキャン時の出現度数および上記参照画素と一致しなか
   った画素の度数分布をプリスキャン時にそれぞれ調べる
   変換テーブル生成部と、上記状態生成部からの上記状態
   信号と上記変換テーブル生成部によって算出された上記
   出現度数とから作成され、区分けされた状態毎に、上記
   参照画素の位置を上記出現度数の高いもの順に並べると
   共に符号化時に利用するようにした参照順位テーブル
   と、上記一致しなかった画素の度数順に画素インデック
   スを変換した画素インデックス変換テーブルと、この画
   素インデックス変換テーブルを利用してカラーパレット
   変換部によって生成される変換カラーパレットとを設け
   たことを特徴とするマルチカラー画像の符号化装置。
4. 【請求項４】 前記画素インデックス変換テーブルによ
   って変換された画素インデックスが前記参照画素と一致
   したとき、その参照画素の前記参照順位テーブル中の順
   位を出力すると共に、一致しなかったとき、前記参照画
   素の色数を前記変換された画素インデックスに加えた順
   位を出力する判別部を設けたことを特徴とする請求項３
   記載のマルチカラー画像の符号化装置。
5. 【請求項５】 前記判別部からの出力をエントロピー符
   号化するエントロピー符号器を設けると共に、エントロ
   ピー符号化した符号化コードと、前記参照順位テーブル
   のデータと、前記変換カラーパレットのデータとを入力
   し合成して出力する合成部を設けたことを特徴とする請
   求項４記載のマルチカラー画像の符号化装置。
6. 【請求項６】 前記参照画素を利用してマルコフモデル
   を生成するマルコフモデル生成部を設け、前記エントロ
   ピー符号器によるエントロピー符号化の際、そのマルコ
   フモデル生成部からの状態信号によって状態分けしてエ
   ントロピー符号化することを特徴とする請求項５記載の
   マルチカラー画像の符号化装置。
7. 【請求項７】 前記エントロピー符号器に、予測ランを
   使用する予測ランレングス符号化手段を使用したことを
   特徴とする請求項５または６記載のマルチカラー画像の
   符号化装置。
8. 【請求項８】 カラーシンボルを周辺の参照画素を利用
   して符号化するマルチカラー画像の符号化方法におい
   て、上記参照画素の状態を区分けする状態生成工程と、
   この状態生成工程によって区分けされた状態を示す状態
   信号を入力すると共に区分けされた状態毎に参照画素の
   プリスキャン時の出現度数を算出する変換テーブル生成
   工程と、上記状態生成工程からの上記状態信号と上記変
   換テーブル生成工程によって算出された上記出現度数と
   から作成され、区分けされた状態毎に、上記参照画素の
   位置を上記出現度数の高いもの順に並べると共に符号化
   時に利用するようにした参照順位テーブルとを備えたこ
   とを特徴とするマルチカラー画像の符号化方法。
9. 【請求項９】 カラーシンボルを周辺の参照画素を利用
   して符号化するマルチカラー画像の符号化方法におい
   て、上記参照画素と一致しなかった画素の度数分布をプ
   リスキャン時に調べる変換テーブル生成工程と、その度
   数順に画素インデックスを変換した画素インデックス変
   換テーブルと、この画素インデックス変換テーブルを利
   用してカラーパレット変換工程によって生成される変換
   カラーパレットとを備えたことを特徴とするマルチカラ
   ー画像の符号化方法。
10. 【請求項１０】 カラーシンボルを周辺の参照画素を利
    用して符号化するマルチカラー画像の符号化方法におい
    て、上記参照画素の状態を区分けする状態生成工程と、
    この状態生成工程によって区分けされた状態を示す状態
    信号を入力すると共に区分けされた状態毎に参照画素の
    プリスキャン時の出現度数および上記参照画素と一致し
    なかった画素の度数分布をプリスキャン時にそれぞれ調
    べる変換テーブル生成工程と、上記状態生成工程からの
    上記状態信号と上記変換テーブル生成工程によって算出
    された上記出現度数とから作成され、区分けされた状態
    毎に、上記参照画素の位置を上記出現度数の高いもの順
    に並べると共に符号化時に利用するようにした参照順位
    テーブルと、上記一致しなかった画素の度数順に画素イ
    ンデックスを変換した画素インデックス変換テーブル
    と、この画素インデックス変換テーブルを利用してカラ
    ーパレット変換工程によって生成される変換カラーパレ
    ットとを備えたことを特徴とするマルチカラー画像の符
    号化方法。
11. 【請求項１１】 前記画素インデックス変換テーブルに
    よって変換された画素インデックスが前記参照画素と一
    致したとき、その参照画素の前記参照順位テーブル中の
    順位を出力すると共に、一致しなかったとき、前記参照
    画素の色数を前記変換された画素インデックスに加えた
    順位を出力する判別工程を設けたことを特徴とする請求
    項１０記載のマルチカラー画像の符号化方法。
12. 【請求項１２】 前記判別工程からの出力をエントロピ
    ー符号化するエントロピー符号化工程を設けると共に、
    エントロピー符号化した符号化コードと、前記参照順位
    テーブルのデータと、前記変換カラーパレットのデータ
    とを入力し合成して出力する合成工程を設けたことを特
    徴とする請求項１１記載のマルチカラー画像の符号化方
    法。
13. 【請求項１３】 前記参照画素を利用してマルコフモデ
    ルを生成するマルコフモデル生成工程を設け、前記エン
    トロピー符号化工程によるエントロピー符号化の際、そ
    のマルコフモデル生成工程からの状態信号によって状態
    分けしてエントロピー符号化することを特徴とする請求
    項１２記載のマルチカラー画像の符号化方法。
14. 【請求項１４】 前記エントロピー符号化工程に、予測
    ランを使用する予測ランレングス符号化工程を使用した
    ことを特徴とする請求項１２または１３記載のマルチカ
    ラー画像の符号化方法。
15. 【請求項１５】 入力される符号化データを、復号され
    た周辺の参照画素を利用して、復号化するマルチカラー
    画像の復号化装置において、参照画素の状態を区分けす
    る状態生成部と、この状態生成部によって区分けされた
    状態を示す状態信号を入力すると共に区分けされた状態
    毎に上記参照画素の位置をその出現度数の高いもの順に
    並べられ、復号時に利用するようにした参照順位テーブ
    ルと、この参照順位テーブルの順位データを利用して画
    素インデックスを復号する画素インデックス生成部とを
    設けたことを特徴とするマルチカラー画像の復号化装
    置。
16. 【請求項１６】 入力される符号化データを、復号され
    た周辺の参照画素を利用して、復号化するマルチカラー
    画像の復号化装置において、上記参照画素と一致しなか
    った画素の度数分布によって並び替えられた変換カラー
    パレットと、入力されてきた順位データが、上記参照画
    素を指し示すとき、上記順位データで指し示された参照
    画素データを出力すると共に、上記参照画素の順位を指
    し示さないとき、上記参照画素の色数を、入力されてき
    た順位データから差し引いて出力する画素インデックス
    生成部とを設けたことを特徴とするマルチカラー画像の
    復号化装置。
17. 【請求項１７】 入力される符号化データを、復号され
    た周辺の参照画素を利用して、復号化するマルチカラー
    画像の復号化装置において、参照画素の状態を区分けす
    る状態生成部と、この状態生成部によって区分けされた
    状態を示す状態信号を入力すると共に区分けされた状態
    毎に上記参照画素の位置をその出現度数の高いもの順に
    並べられ、復号時に利用するようにした参照順位テーブ
    ルと、上記参照画素と一致しなかった画素の度数分布に
    よって並び替えられた変換カラーパレットと、入力され
    てきた順位データが、上記参照画素を指し示すとき、上
    記順位データで指し示された参照画素データを出力する
    と共に、上記参照画素の順位を指し示さないとき、上記
    参照画素の色数を、入力されてきた順位データから差し
    引いて出力する画素インデックス生成部とを設けたこと
    を特徴とするマルチカラー画像の復号化装置。
18. 【請求項１８】 入力された前記符号化データから、前
    記参照順位テーブルのデータおよび前記変換カラーパレ
    ットのデータを分離する分離部と、この分離部で分離さ
    れた残りのエントロピー符号化されたデータをエントロ
    ピー復号するエントロピー復号器とを設け、このエント
    ロピー復号器からの出力を前記画素インデックス生成部
    に入力し前記参照画素を利用して画素インデックスを出
    力するようにしたことを特徴とする請求項１７記載のマ
    ルチカラー画像の復号化装置。
19. 【請求項１９】 前記参照画素を利用してマルコフモデ
    ルを生成するマルコフモデル生成部を設け、前記エント
    ロピー復号器によるエントロピー復号化の際、そのマル
    コフモデル生成部からの状態信号によって状態分けして
    エントロピー復号することを特徴とする請求項１８記載
    のマルチカラー画像の復号化装置。
20. 【請求項２０】 前記エントロピー復号器に、予測ラン
    を使用する予測ランレングス復号化手段を使用したこと
    を特徴とする請求項１８または１９記載のマルチカラー
    画像の復号化装置。
21. 【請求項２１】 入力される符号化データを、復号され
    た周辺の参照画素を利用して、復号化するマルチカラー
    画像の復号化方法において、参照画素の状態を区分けす
    る状態生成工程と、この状態生成工程によって区分けさ
    れた状態を示す状態信号を入力すると共に区分けされた
    状態毎に上記参照画素の位置をその出現度数の高いもの
    順に並べられ、復号時に利用するようにした参照順位テ
    ーブルと、この参照順位テーブルの順位データを利用し
    て画素インデックスを復号する画素インデックス生成工
    程とを備えたことを特徴とするマルチカラー画像の復号
    化方法。
22. 【請求項２２】 入力される符号化データを、復号され
    た周辺の参照画素を利用して、復号化するマルチカラー
    画像の復号化方法において、上記参照画素と一致しなか
    った画素の度数分布によって並び替えられた変換カラー
    パレットと、入力されてきた順位データが、上記参照画
    素を指し示すとき、上記順位データで指し示された参照
    画素データを出力すると共に、上記参照画素の順位を指
    し示さないとき、上記参照画素の色数を、入力されてき
    た順位データから差し引いて出力する画素インデックス
    生成工程とを備えたことを特徴とするマルチカラー画像
    の復号化方法。
23. 【請求項２３】 入力される符号化データを、復号され
    た周辺の参照画素を利用して、復号化するマルチカラー
    画像の復号化方法において、参照画素の状態を区分けす
    る状態生成工程と、この状態生成部によって区分けされ
    た状態を示す状態信号を入力すると共に区分けされた状
    態毎に上記参照画素の位置をその出現度数の高いもの順
    に並べられ、復号時に利用するようにした参照順位テー
    ブルと、上記参照画素と一致しなかった画素の度数分布
    によって並び替えられた変換カラーパレットと、入力さ
    れてきた順位データが、上記参照画素を指し示すとき、
    上記順位データで指し示された参照画素データを出力す
    ると共に、上記参照画素の順位を指し示さないとき、上
    記参照画素の色数を、入力されてきた順位データから差
    し引いて出力する画素インデックス生成工程とを設けた
    ことを特徴とするマルチカラー画像の復号化方法。
24. 【請求項２４】 入力された前記符号化データから、前
    記参照順位テーブルのデータおよび前記変換カラーパレ
    ットのデータを分離する分離工程と、この分離工程で分
    離された残りのエントロピー符号化されたデータをエン
    トロピー復号するエントロピー復号工程とを設け、この
    エントロピー復号工程からの出力を前記画素インデック
    ス生成工程に入力し前記参照画素を利用して画素インデ
    ックスを出力するようにしたことを特徴とする請求項２
    ３記載のマルチカラー画像の復号化方法。
25. 【請求項２５】 前記参照画素を利用してマルコフモデ
    ルを生成するマルコフモデル生成工程を設け、前記エン
    トロピー復号工程によるエントロピー復号化の際、その
    マルコフモデル生成工程からの状態信号によって状態分
    けしてエントロピー復号することを特徴とする請求項２
    ５記載のマルチカラー画像の復号化方法。
26. 【請求項２６】 前記エントロピー復号工程に、予測ラ
    ンを使用する予測ランレングス復号化工程を使用したこ
    とを特徴とする請求項２４または２５記載のマルチカラ
    ー画像の復号化方法。