JPH11511306A - 大ギャップを有するスライド窓データ圧縮システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 大ギャップを有するスライド窓データ圧縮システムはインプリメントが簡単であり、また広範囲なバイレベルイメージにわたって良好な圧縮結果を与える。非常に小さい窓サイズを有するスライド窓圧縮器は、少なくともデータシンボルの１つの走査線を保持するのに十分に大きい記憶バッファと共に利用される。到来するデータシンボルと１つの特定のプログラム可能な位置に記憶されているシンボルとの間の合致をチェックする回路が記憶バッファと結び付けられている。このプログラム可能な位置は、好ましくは、正確に１つの走査線長さだけ離れている。合致位置は小さい窓の範囲内にあるか、もしくは特定のプログラム可能な位置に正確に等しい。圧縮器全体が大ギャップを有するスライド窓（ＳＷＢＧ）として見られ得る。このスライド窓は走査線の長さに相当する長さであり、後続の大ギャップを有する小さい窓と、その後の走査線の端における１つの特定のプログラム可能な位置とから成っている。

Description

【発明の詳細な説明】 大ギャップを有するスライド窓データ圧縮システム発明の分野 本発明はデータ圧縮およびデータ復元の分野に関する。一層詳細には、本発明 は、適応性かつ無損失のスキームを使用してデータを圧縮し、またバイレベルの イメージデータで良好に働くデータ圧縮器に関する。発明の背景 データ圧縮の目的は、圧縮されるデータに対して必要とされる伝送時間および 記憶空間を減ずることである。データ圧縮はテキストデータおよびイメージデー タを含む種々のデータ形式で有用である。多くの圧縮スキームがテキストデータ およびイメージデータの双方に対して開発されてきた。Ｗｉｔｔｅｎ、Ｍｏｆｆ ａｔおよびＢｅｌｌ著の図書Ｍａｎａｇｉｎｇ ＧｉｇａｂｙｔｅｓおよびＳｔ ｏｒｅｒ編の図書Ｉｍａｇｅ ａｎｄ ｔｅｘｔ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎはこ のような圧縮スキームを記述している。 データ圧縮器の効率は、圧縮されないキャラクタの数を圧縮されるキャラクタ の数により除算することにより計算される圧縮比と呼ぼれる量により測られる。 圧縮比が高いほど、圧縮されるデータの密度は大きい。圧縮比が２であるという ことは圧縮後のキャラクタの数が圧縮前のキャラクタの数の半分であることを意 味する。 データ圧縮器の他の重要な特性は、いかに正確復元器（ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓ ｏｒ）からの出力が元の入力に合致するかである。圧縮方法は２つの分類、無損 失および有損失、に分けられ得る。無損失の方法は圧縮されたデータからの元の データの正確な再構成を許す。無損失の方法はテキスト圧縮への応用またはデー タがその元の条件に完全に復元されることが不可欠である他の応用に最も適切で ある。有損失の方法は圧縮および復元の間に多少の誤りが生起することを許す。 圧縮および復元の方法のこれらの形式は、ディジタルにサンプルされるアナログ データのような、良好な近似で十分であるところに使用されている。 辞書ベースの圧縮スキームは、テキスト圧縮に対して広く普及している。これ らの無損失の圧縮システムでは、到来するデータが将来のデータを圧縮するのに 使用される辞書を作るのに使用される。詳細には、スライド辞書またはスライド 窓圧縮器は最後のＮのテキストシンボルを辞書として使用する。これは、新しい シンボルが到来するごとに圧縮辞書を更新するので、適応性のスキームである。 データは到来するシンボルと辞書の内容との間の合致を探索することによりコー ド化される。もし合致が見い出されないならば、到来するシンボルは“生”でま たはそのままで送られる。もし到来するシンボルのストリングと、最初のバイト が入力される時にその最初のバイトを窓のなかに有するストリングとの間に、合 致が見い出されるならば、個々のシンボルを送る代わりにコード対が送られる。 コード対は到来するデータに対して相対的な合致の窓のなかの位置と、合致する ストリングの長さとから成っている。圧縮はこのようなシステムのなかで、コー ド対を表すのに必要とされるビットの数が個々のシンボルを表すのに必要とされ るビットの数よりも小さい時に達成される。スライド窓圧縮器に対する１つの実 施例は“シストロリック‐ストリング合致論理による適応性データ圧縮システム ”という名称の１９９４年６月１３日付けの米国特許出願第０８／２５９，７６ ０号明細書に開示されており、その内容を参照によりここに組み入れたものとす る。 スライド窓テキスト圧縮器は、シンボルのいくつかのストリングは反復的に生 起し、またシンボルはそれらの隣のシンボルに似ているという仮定に頼っている 。このことはテキストファイルの場合にしばしば真であるので、この形式の圧縮 器はこのようなファイルを圧縮するのにかなり有効に使用され得る。他方におい て、この仮定はグレイスケールまたはカラーイメージのようないくつかのイメー ジデータに対しては良好な仮定ではない。この形式の応用では、イメージの隣接 領域は類似して（たとえばグレイの少し異なる濃淡で）現れるが、正確に同一に は現れない。辞書ベースの圧縮器は上記のようにシンボルの間の正確な合致を必 要とし、またこのようなイメージでは良好に働かないであろう。この形式のイメ ージデータに対する一層有効なアプローチは、Ｇｒｅｇｏｒｙ Ｗａｌｌａｃｅ による論文“ＪＰＥＧ静止画像圧縮標準”、ＡＣＭ通信、１９９１年４月に記載 され ているＪＰＥＧ標準のような有損失のスキームの部類の１つ、またはＲｉｃｅ、 ＹｅｈおよびＭｉｌｌｅｒによる“非常に高い速度の汎用の無損失のコード化モ ジュールに対するアルゴリズム”、ＪＰＬ出版物９１−１に記載されているＲｉ ｃｅアルゴリズムのような差動的コード化を行う無損失の圧縮アルゴリズムを使 用することである。 ファクシミリまたは計算機プリンタ文書に含まれているバイレベルまたは白黒 イメージのようないくつかの形式のイメージデータは、スライド窓または他の辞 書ベースの圧縮器を使用して効果的に圧縮される。これらのイメージはたいてい 画素あたり１つのビット、たとえぼ黒もしくは白、を使用して表されるので、単 一の画素を表すのに１つよりも多いビットが使用されるグレイスケールまたはカ ラーイメージの場合にくらべて、ストリングの間の正確な合致がはるかに得られ やすい。バイレベルの二次元データの圧縮を最大にするのには、水平方向および 垂直方向の双方のデータ相関を考慮に入れる必要がある。両相関はスライド窓を 少なくとも１つの走査線を含むのに十分に大きくすることにより検出され得る。 しかし、１つの走査線は、もし走査またはプリント密度が非常に高いならば、多 数のシンボルを含み得る。この大きい窓サイズはスライド窓圧縮器の実現を複雑 にする。 多くのより簡単な圧縮器がバイレベルデータに対して開発されてきた。この応 用に対する明白な選択は、ランレングス圧縮コードである。ランレングスコード の基礎となっているアイデアは、一般に可変長さのコードを使用して０および１ のランがランの長さによってコード化されていることである。ランはビットごと もしくはバイトごとであってよい。たとえば、Ｗｉｔｔｅｎ、Ｍｏｆｆａｔおよ びＢｅｌｌ著の図書Ｍａｎａｇｉｎｇ Ｇｉｇａｂｙｔｅｓに記載されているよ うなファクシミリ伝送用のＣＣＩＴＴグループ３およびグループ４標準は、到来 するデータと以前の走査線との比較も組み入れるランレングスコード化スキーム を規定している。これらの形式のスキームは一般に最も簡単なデータに非常に良 好に適しており、他方においてスライド窓圧縮器は、単なる１および０のランよ りも複雑なパターンを考慮に入れるので、一層複雑なバイレベルのデータに一層 良好に適している。ランレングスコーダはスライド窓圧縮器のサブセットである とみなされ得る。なぜならば、スライド窓圧縮器は以前に圧縮されたシンボルと の合致を許すことによりランを考慮に入れるからである。こうして、０および１ のランが圧縮されるだけでなく、他のバイトパターンのランも圧縮される。 バイレベルイメージ圧縮に対して、必要とされることは、簡単にインプリメン トし得ると共に一層複雑なイメージの場合にも良好な圧縮結果を達成し得る圧縮 スキームである。本発明の概要 大ギャップを有するスライド窓データ圧縮システムはインプリメントが簡単で あり、また広範囲なバイレベルイメージにわたって良好な圧縮結果を与える。非 常に小さい窓サイズを有するスライド窓圧縮器は、少なくともデータシンボルの １つの走査線を保持するのに十分に大きい記憶バッファと共に利用される。到来 するデータシンボルと１つの特定のプログラム可能な位置に記憶されているシン ボルとの間の合致をチェックする回路が記憶バッファと結び付けられている。こ のプログラム可能な位置は、好ましくは、正確に１つの走査線長さだけ離れてい る。合致位置は小さい窓の範囲内にあるか、もしくは特定のプログラム可能な位 置に正確に等しい。圧縮器全体が大ギャップを有するスライド窓（ＳＷＢＧ）と して見られ得る。このスライド窓は走査線の長さに相当する長さであり、後続の 大ギャップを有する小さい窓と、その後の走査線の端における１つの特定のプロ グラム可能な位置とから成っている。図面の簡単な説明 図１は本発明による大ギャップを有するスライド窓（ＳＷＢＧ）圧縮器の概要 ブロック図を示す。 図２ａは大ギャップを有するスライド窓の概念図を示す。 図２ｂはスライド窓の二次元の解釈を示す。 図３ａは本発明の小さいスライド窓に対して利用されるＭバイトＣＡＭの概要 ブロック図を示す。 図３ｂはＭバイトＣＡＭのなかに使用されるストリング合致モジュールの概要 ブロック図を示す。 図３ｃはＭバイトＣＡＭのなかのストリング合致モジュールの作動を制御する 状態遷移図を示す。 図３ｄはＣＡＭ書込みアドレスおよび書込みイネーブル信号を発生するのに使 用される論理回路の概要ブロック図を示す。 図３ｅはＣＡＭ合致アドレスを発生するのに使用される論理回路の概要ブロッ ク図を示す。 図４ａは合致選択モジュールの概要ブロック図を示す。 図４ｂは合致選択状態機械の作動を制御する状態遷移図を示す。 図４ｃはポストコード‐エンコーダの論理回路の概要ブロック図を示す。 図５は本発明の復元器の概要ブロック図を示す。好ましい実施例の詳細な説明 本発明は、大ギャップを有するスライド窓（ＳＷＢＧ）圧縮器として知られて いるハードウェア適応性データ圧縮システムである。ＳＷＢＧ圧縮器のブロック 図が図１に示されている。圧縮されるべき到来するシンボルＣＨＡＲＩＮ１０１ を運ぶデータバスは、Ｍバイトの内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）スライド窓圧縮 器１０３および走査線バッファ１０５に接続されている。プログラム可能走査線 値Ｓ信号線１１９も走査線バッファ１０５に入力として接続されている。Ｍバイ トのＣＡＭベースのスライド窓圧縮器１０３は４つの出力を有する。ＣＡＭ合致 信号線ＧＭＡＴ１０７、ＣＡＭ合致アドレスバスＣＡＤＤ１０９、書込みアドレ スバスＷＡＤＤ１１１および現在バイトデータバスＢ_O１１３の４つである。す べての出力１０７、１０９、１０１および１１３は、合致選択モジュール１１５ に入力として接続されている。走査線バッファ１０５は２つの出力を有する。す なわち、最後の辞書リセット以後に１つの走査線全体が入力されていたどうかを 指示する信号線ＶＡＬＩＤ１２３、および到来するシンボルから正確に１走査線 長さだけ離れているメモリ位置において走査線バッファのなかに記憶されている シンボルを伝送するデータバスＢ_S１２１である。走査線バッファ１０５からの 出力１２１および１２３の双方も、合致選択モジュール１１５に入力として接続 されている。合致選択モジュール１１５は、走査線およびＣＡＭ合致の双方が生 起している時に、走査線を出力するかＣＡＭ合致を出力するかを決定する。合致 選択モジュール１１５の出力は、走査線合致信号線ＳＭ４１１、ＣＡＭ合致信号 線ＣＭ４０９および生データ信号線ＲＤ４２９を含んでおり、これらの信号線は 可変長さのポストコード‐エンコーダ１２７に入力として接続されており、この エンコーダ１２７は圧縮されたデータを次々と信号線１２９を経て記憶システム に出力する。 図１中に示されているように、データバス１０１を経て到来する圧縮されるべ きシンボルまたはバイトＣＨＡＲＩＮは、２つの並列な経路を通る。第１の経路 はＭバイトのＣＡＭベースのスライド窓圧縮器１０３を通る経路であり、そこで スライド窓のなかに含まれている以前のシンボルとの比較が行われる。圧縮器１ ０３は適切な形式のスライド窓圧縮器を使用して実現され得る。好ましくは、圧 縮器１０３は前記の米国特許出願第０８／２５９，７６０号明細書に記載されて いる形式のものである。この圧縮器１０３の作動は後で詳細に説明される。好ま しい実施例では、ＣＡＭベースのスライド窓圧縮器の窓サイズＭは１６に等しい 。スライド窓圧縮器１０３は、到来するシンボルをＣＡＭ１０３のなかに記憶さ れているシンボルと比較し、また適切な情報を合致選択モジュール１１５に出力 する。 圧縮されるべきシンボルまたはバイトＣＨＡＲＩＮが通る第２の経路は、走査 線バッファ１０５を通る経路である。走査線バッファ１０５は先ず到来するシン ボルをその後の検索のための次に利用可能なメモリ位置に記憶する。プログラム 可能な走査線値Ｓは走査線のバイト長さに等しい。好ましくは、走査線バッファ １０５は２０４８バイトを記憶し得る。この実施例では、走査線長さ値Ｓは１か ら２０４７までの範囲内の任意の数であり得るので、走査線長さ値Ｓを特定する のに１１ビットが必要とされる。 走査線長さ値Ｓを使用して、走査線バッファ１０５はデータバス１２１上にシ ンボルＢ_Sを出力する。シンボルＢ_Sは到来するシンボルから正確に走査線長さ値 Ｓシンボルだけ離れて走査線バッファのなかに記憶されているシンボルである。 走査線バッファ１０５も、最後の辞書リセット以後に少なくともＳ値が走査線バ ッファのなかに入力されていることを合致選択モジュール１１５に報知する信号 を信号線ＶＡＬＩＤ１２３上に出力する。従って、信号線ＶＡＬＩＤ１２３上の 信号は、データバス１２１上の値Ｂ_Sが正当であることを合致選択モジュール１ １５に報知する。 ＣＡＭベースのスライド窓圧縮器１０３および走査線バッファ１０５からの情 報を使用して、合致選択モジュール１１５は、もし１つよりも多い合致が生起し ているならば、どの合致を選ぶかを決定し、または、もし合致が生起していない ならば、生バイトを決定する。可変長さのポストコード‐エンコーダ１２７は、 合致の長さを決定するのに合致選択モジュール１１５からの信号を使用し、また 次いで走査線合致、ＣＡＭ合致または生バイトを可変ビット長さのコード語にエ ンコードする。可変長さのコード語は次いで連結され、バイトに分けられ、また 出力信号線１２９を経て記憶または伝送システムに送られる。 ＣＡＭベースのスライド窓圧縮器１０３および走査線バッファ１０５は、概念 的に図２ａに示されているような大ギャップを有するスライド窓として考察され 得る。図２ａは本発明の概念を示す目的でのみ示されており、本発明の実際的な インプリメントを示すものではない。図２ａに示されているスライド窓はＳ＋１ のセル２０１を含んでいる。０ないしＭ−１の番号を付けられている右側のＭの セルは、スライド窓圧縮器１０３のスライド窓を表し、ここに、いま到来中のバ イトを含めて、データストリームのなかの到来するシンボルの最後のＭバイトが 記憶される。到来しているバイトを記憶するセル０を例外として、これらのセル の各々のなかで、到来しているバイトとこのスライド窓のなかに記憶されている バイトとの間の合致がチェックされる。 ギャップ部分２０３が最初のＭセルに続く。ギャップ部分２０３のなかのセル は記憶のために使用されるが、到来しているバイトとの合致はチェックされない 。このギァップのなかにＳ＋１−Ｍのセルが存在する。ギャップ部分２０３は、 到来するデータのバイトが記憶される走査線バッフアを表す。最後のセル２０５ はシンボルＢ_Sを表し、また正確に１つの走査線長さＳだけ現在到来しているバ イトから離れているバイトを含んでいる。合致はこのセルのなかで、以下に説明 されるように、合致選択モジュール１１５によりチェックされる。 走査線長さＳの値がプログラム可能であれば、図２ａのスライド窓はギャップ を有する可変長さのスライド窓である。図２ａの図示は、新しいバイトが入るた びにセル２０５のなかに記憶されているバイトが窓から外へシフトして、到来す るバイトが窓の右側にシフトされ、また先に記憶されたバイトが左にシフトする ことを示唆している。本発明の実際の実施例では、スライド窓は固定して保持さ れているデータと移動している書込みアドレスポインタおよび状態情報を有する 循環するキューである。 本発明のスライド窓の第２の概念的な表し方が図２ｂに示されている。この図 面も本発明の概念を示す目的でのみ示されており、本発明の実際的な実施を示す ものではない。図２ｂには、スライド窓２１１の位置が圧縮されている現在の走 査線２１３および以前に圧縮された走査線２１５に関して示されている。到来す るデータバイトから正確に走査線長さだけ離れているセル２１７は到来するデー タバイトを記憶するセル２１９の上に置かれて示されている。 スライド窓圧縮器１０３は、図３ａ中に示されているように、必要な制御回路 を有するストリング合致モジュール（ＳＭＭ）３０１の連鎖から成っている。現 在の入力シンボルは、書込みイネーブル信号線ＷＲＥＮ（ｊ）３２１をイネーブ ルすることにより、ＳＭＭ（ｊ）３０１としてシンボル化されて、現在のストリ ング合致モジュールに書かれる。後続のクロックサイクルで、次の入力がアレイ ＳＭＭ（ｊ＋１）のなかで次のストリング合致モジュールに書かれる。 ｊの値は０で開始し、またクロックサイクルごとに最大１回ずつ１だけインク リメントされる。データはアレイのなかで固定されているが、状態情報は状態信 号線ＳＴ（ｊ）上の隣接するＳＭＭの間をシフトされている。状態信号線ＳＴ（ ｊ）は、合致が生起していないこと、ＳＭＭ３０１が合致の開始点にあることも しくはＳＭＭ３０１が合致の中央にあることを指示する。 単一のグローバル合致（ＧＭＡＴ）信号１０７は、いずれかのＳＭＭ３０１が 合致の中央にある時を指示するのに使用される。信号線ＧＭＡＴ１０７はＳＭＭ の各々への入力である。信号線ＧＭＡＴ１０７は２つの機能を有する。グローバ ル合致信号ＧＭＡＴ１０７は、ＣＡＭが少なくとも２つのキャラクタの合致する ストリングを検出していることを表示する。第２に、グローバル合致信号ＧＭＡ Ｔ１０７は、最長の合致するストリングのみが報告されることを保証するメカニ ズムを提供する。グローバル合致信号ＧＭＡＴ１０７は、後で説明されるＳＭＭ ３０１モジュールの内側で状態機械３６３を制御することにより第２のメカニズ ムを提供する。グローバル合致信号ＧＭＡＴ１０７は、ストリング合致信号線Ｓ ＴＲＭＡＴ（ｊ）３０７のいずれかが能動的であり、また信号ＥＮＡＢＬＥ１３ ０が能動的である時に、ＯＲゲート３０９およびＡＮＤゲート３１０により能動 化される。信号線ＥＮＡＢＬＥ１３０は一層良好な圧縮のための好ましい実施例 で使用されており、また合致選択モジュール１１５と共に説明されている。 各ＳＭＭ３０１は近‐合致‐イネーブル信号ＮＭＥＮ（ｊ）を有する。近‐合 致‐イネーブル信号ＮＭＥＮ（ｊ）は、最も長い現在のストリング合致を報告す るＳＭＭのどれがキューのヘッドに最も近いかを決定するべく、ＳＭＭの間に連 鎖されている。キューのヘッドは、現在の入力シンボルが書込まれた、書込みイ ネーブル信号線ＷＥＥＮ３２１が能動的であるアレイのなかのＳＭＭ３０１であ るとみなされている。 各ＳＭＭ３０１は最近‐ワード‐合致信号ＮＷＭＡＴ（ｊ）３２３をも有する 。各クロックサイクルの間にただ１つの最近‐ワード‐合致信号ＮＷＭＡＴ（ｊ ）３２３が仮定され、能動的な書込みイネーブル信号ＷＲＥＮ（ｊ）に最も近い 最長の現在のストリング合致の最後のシンボルを含んでいるＳＭＭ３０１の位置 を表示する。 ストリング合致モジュールの構造は図３ｂに示されている。各ＳＭＭ３０１は ＣＡＭワード３６１、ストリング合致状態機械３６３およびアドレス論理モジュ ール３６５から成っている。 各ＣＡＭワード３６１は、そのＳＭＭ３０１に対する書込みイネーブル信号線 ＷＲＥＮ３２１が能動的である時に、入力バスＣＨＡＲＩＮ１０１からの１バイ トのシンボルを記憶する。書込みイネーブル信号線ＷＲＥＮ３２１が不能動的で あり、またＣＡＭワード３６１が書かれていない時には、キューのヘッドに現在 書かれている入力シンボルが探索されている。キャラクタ合致信号線ＣＨＭＡＴ ３６７は、ＣＡＭワード３６１の内容が入力バスＣＨＡＲＩＮ１０１上のシンボ ルと合致する時、ＣＡＭワード３６１により仮定されている。このキャラクタ合 致信号は次いでストリング合致状態機械（ＳＭＳＭ）３６３に通される。キャラ クタ合致信号線ＣＨＭＡＴ３６７は、書込みイネーブル信号線３２１がＳＭＭ３ ０１のなかで能動的である時、ディスエーブルされている。 ＳＭＳＭ３６３の機能は、最後のシンボルが現在のＳＭＭ３０１の結び付けら れているＣＡＭワード３６１のなかに存在しているバッファストリングの状態を 追跡することである。各ＳＭＭ３０１は、バッファストリングが現在の入力スト リングと合致しない、合致の開始である、または合致の中央であることを仮定す る信号線の対ＳＴＯＵＴ３６９を有する。この信号線の対ＳＴＯＵＴ３６９は、 信号線ＳＴＩＮ３７１の対としてアレイのなかの次のＳＭＳＭ３６３に連結され ている。この状態情報は、新しいキャラクタが入力バスＣＨＡＲＩＮ１０１から 入力されるつど一回、ＳＭＳＭの間をシフトされる。状態情報はイネーブル信号 ＷＲＥＮ３２１と同一の方向に通される。 各ＳＭＭ３０１は、ＳＭＳＭ３６３とアドレス論理モジュール３６５との間に 連結されているストリング合致信号線ＳＴＲＭＡＴ３０７を含んでいる。信号線 ＳＴＲＭＡＴ３０７は、バッフアストリングが少なくとも現在の入力ストリング の最後の２つのキャラクタと合致する、たとえば合致の中央にある時、ＳＭＳＭ ３６３により仮定されている。状態情報は、新しい入力シンボルが受け入れられ た各クロックサイクルで、能動的な書込みイネーブル信号ＷＲＥＮ３２１の方向 に、右にシフトされる。 アドレス論理モジュール（ＡＬＭ）３６５は、近‐ワード‐合致信号線ＮＷＭ ＡＴ３２３および近‐合致‐イネーブル‐出力信号線ＮＭＥＮＯＵＴ３７３を出 力するモジュールである。ＡＬＭ３６５は、ＳＭＭ３０１のなかの合致が能動的 書込みイネーブル信号線ＷＲＥＮ３２１に最も近いか否かを決定する組み合わせ 論理ブロックである。これは、多重ストリング合致が生起する時に必要とされる 。ＡＬＭ３６５は、ＳＭＭ３０１が本当に最も近い合致である時に、近‐ワード ‐合致信号線ＮＷＭＡＴ３２３を仮定する。信号線ＮＷＭＡＴ３２３は、現在の ＳＭＭ３０１のなかの信号線ＳＴＲＭＡＴ３０７と隣のＳＭＭから入力されてい る信号線ＮＭＥＮＩＮ３７５のなかの近‐合致‐イネーブルとから導き出される 。信号線ＮＭＥＮＩＮ３７５のなかの近‐合致‐イネーブルが能動的である時、 現 在のＳＭＭ３０１とキューのヘッドとの間に能動的なＳＴＲＭＡＴ信号を含んで いるＳＭＭは存在しない。従って、近‐ワード‐合致信号線ＮＷＭＡＴ３２３は 、現在のＳＭＭ３０１が、現在の入力ストリングと合致する最も長いバッフアス トリングの最も新しい段階の最後のシンボルを含んでいることを仮定する。もし 信号線ＮＭＥＮＩＮ３７５が能動的であり、また信号線ＳＴＲＭＡＴ３０７も能 動的であれば、現在のＳＭＭ３０１は最も近い合致を含んでいる。もし信号線Ｎ ＭＥＮＩＮ３７５が不能動的であれば、最も近い合致は以前の能動的書込みイネ ーブル信号線ＷＲＥＮ３２１により近い。ＡＬＭ３６５も隣のＳＭＭに対する信 号ＮＭＥＮＩＮ３７５である出力信号ＮＭＥＮＯＵＴ３７３を生ずる。信号線Ｎ ＷＭＡＴ３２３およびＮＭＥＮＯＵＴ３７３の基本的機能は下式により与えられ ている。 近‐合致‐イネーブル信号ＮＭＥＮＯＵＴ３７３およびＮＭＥＮＮＩＮ３７５ は、書込みイネーブル信号ＷＲＥＮ３２１の運動と反対の方向に通される。 ストリング合致状態機械（ＳＭＳＭ）３６３に対する状態遷移図が図３ｃに示 されている。ＳＭＳＭ３６３は、その出力、ストリング合致信号線ＳＴＲＭＡＴ ３０７、が単に以前のＳＭＭ３０１の現在の状態の関数であり、また以前のＳＭ Ｍ３０１へのどの入力にも複合的に関係しない点で、Ｍｏｏｒｅスタイル状態機 械に似ている。このことは本発明のような応用において、より大きいクロック速 度を許すという利点を有する。 通常の状態機械と異なり、現在の状態変数が次の状態論理に入力としてフィー ドバックされず、それらはアレイのなかの隣のＳＭＭ３０１のＳＭＳＭ３６３に シフトされる。従って、ＳＭＳＭモジュール３６３は同期論理アレイ要素として 考えられ得る。ここに存在するＳＭＳＭ機能およびグローバル合致プロトコルが 、入力データがバッフアのなかで物理的にシフトし、またＳＭＳＭ状態情報が固 定にとどまるＷｈｉｔｉｎｇスタイル圧縮アーキテクチュアのクロックレート改 善をも可能にすることは特記されるべきである。こうして、Ｗｈｉｔｉｎｇスタ イル‐アーキテクチュアのなかで、ＳＭＳＭは通常のＭｏｏｒｅスタイル状態機 械 として現れる。 ＳＭＳＭの速い初期化を容易にするため、辞書のリセット時に、すべてのＳＭ ＳＭはリセット状態Ｒ３８１に強制的に入れられる。リセット状態Ｒ３８１は、 バッフアワードがまだ書かれておらず、従ってまたＳＭＳＭ３６３がグローバル 合致信号ＧＭＡＴ１０７を仮定し得ないことを意味する。ＣＡＭワード３６１は 空であるとみなされており、また合致はリセット状態Ｒ３８１の間は生起し得な い。ＳＭＳＭ３６３は、ＳＭＭが書かれているＣＡＭワード３６１の後でのみリ セット状態Ｒ３８１を去る。書込みイネーブル信号線WＲＥＮ３２１が所与のバ ッフアワードに対して仮定されている時、そのＳＭＳＭ３６３は状態Ｘ３８３に 達し、また合致ストリングを捜し始める。最後のモジュール（モジュールｎ−１ ）のリセット状態が最初のモジュール（モジュール０）に通されるのを阻止する べく、簡単な論理回路が使用されている。この回路は、もしモジュールｎ−１が リセット状態Ｒ３８１にあるならば、Ｘの状態を常に通す。 ＳＭＳＭ３６３は、ＣＡＭワード３６１の内容が現在の入力ストリングと合致 しないか、合致の開始にあるか、または少なくとも現在の入力ストリングの最後 の２つのキャラクタと合致する合致ストリングのなかにあるかを決定する。ＳＭ ＳＭ３６３がリセット状態Ｒ３８１から状態Ｘ３８３へ移動し終わっている時、 このことは、システムが圧縮すべきデータの受信を開始しているが、ＳＭＭ３０ １に対するＣＡＭワード３６１のなかに記憶されているワードがキューのヘッド に記憶されている現在の入力シンボルと合致しないことを意味する。信号線ＣＨ ＭＡＴ３６７が能動化されて、ＣＡＭワード３６１のなかに記憶されているワー ドがキューのヘッドに記憶されている現在の入力シンボルと合致しないことを信 号する時、ＳＭＳＭ３６３は状態Ｙ３８５に移動して、最後の入力シンボルのみ が合致されたことを表示する。 もしＳＭＳＭ３６３が既に状態Ｙ３８５にあるならば、第２の合致キャラクタ がＳＭＳＭ３６３を状態Ｙ３８５から状態Ｚ３８７へ移動する。状態Ｚ３８７は 、現在のＳＭＭ３０１が最大の知られている長さの圧縮可能な合致ストリングを 検出し終わっていることを表す。ここで信号線ＳＴＲＭＡＴ３０７は、そのＳＭ ＳＭ３６３が、信号線ＧＭＡＴ１０７を能動化する状態Ｚ３８７へ移動し終わっ て いるＳＭＭ３０１に対して能動化されている。最長の合致の１つよりも多い場合 が生起し得るので、１つよりも多いＳＭＭ３０１が信号線ＳＴＲＭＡＴ３０７を 仮定し、また同一のクロックサイクルのなかで状態Ｚ３８７へ移動し、現在の最 長の合致ストリングの多重の場合が検出されていることを表示する。 ストリング合致状態機械ＳＭＳＭ３６３は状態Ｙへ、また次いで状態Ｚへ遷移 しなければならないので、グローバル合致信号ＧＭＡＴ１０７は合致の第２のバ イトまで能動的にならない。いったん能動状態になると、グローバル合致信号Ｇ ＭＡＴ１０７は、入力バスＣＨＡＲＩＮ１０１上のキャラクタが、隣の状態機械 ３６３がＺ（合致）状態にあるセル３６１のすべてとの合致に失敗するまで、能 動状態にとどまる。異なる置き換えにおけるバック‐ツー‐バックのＣＡＭ合致 が可能である。グローバル合致信号ＧＭＡＴ１０７は第２の合致の第１のバイト に対して簡単にデアサート（ｄｅ‐ａｓｓｅｒｔ）する。 ストリング合致がスライド窓圧縮器１０３のなかで生起する時、グローバル合 致信号ＧＭＡＴ１０７は能動化されており、また合致選択モジュール１１５が通 知されている。合致されたＣＡＭワード３６１のアドレスはアドレスバス１０９ を経て合致選択モジュール１１５にも伝送される。 図３ｄは、アドレスバス１１１を経て合致選択モジュール１１５に伝送される ＣＡＭ書込みアドレスＷＡＤＤを計算するのに必要とされるカウンタ３４１を示 す。好ましい実施例では、スライド窓圧縮器１０３は１６のセルを含んでおり、 またこうして４ビットの書込みアドレスカウンタ３４１で十分である。従って、 代替的な実施例で、もしスライド窓圧縮器１０３が追加的なセルを含んでいるな らば、書込みアドレスカウンタ３４１は追加的なビットを含んでいるように拡張 されなければならない。書込みアドレスカウンタ３４１は、書込みアドレスバス ＷＡＤＤ１１１上の書込みアドレスを図３ａ中に示されているようにＳＭＭアレ イにより必要とされる書込みイネーブル信号ＷＲＥＮ（ｊ）３２１に対する適切 な値に変換するのに使用されている書込みアドレスバスＷＡＤＤ１１１によりア ドレスデコーダ３４３に接続されている。 図３ｅは、アドレスバス１０９を経て伝送されるべきＣＡＭ合致アドレスＣＡ ＤＤを計算するアドレス‐エンコーダ３５１を示す。ＡＬＭ３６５の各々からの 近‐ワード‐合致信号ＮＷＭＡＴ（ｊ）３２３は、アドレス‐エンコーダ３５１ に入力され、またアドレスバス１０９上に出力されるＣＡＭ合致アドレスＣＡＤ Ｄを計算するのに使用される。図３ｄおよび図３ｅの双方に示されているハード ウェアはスライド窓圧縮器１０３のなかに含まれている。 ＣＡＭベースのスライド窓圧縮器１０３への並列なデータ経路は、走査線バッ フア１０５である。走査線バッフア１０５はデータバスＣＨＡＲＩＮ１０１から 到来するシンボルを受け入れ、そのシンボルをバッフアのなかに記憶し、また以 前にＳバイトで記憶されたシンボルＢ_Sをデータバス１２１上に出力する。走査 線バッフア１０５はプログラム可能な長さの先入れ‐先出し（ＦＩＦＯ）バッフ アとして作動する。シンボルＢ_Sを出力することに加えて、走査線バッフア１０ ５は信号線１２３上に信号ＶＡＬＩＤをも出力する。信号ＶＡＬＩＤは、少なく ともＳバイトが最後の辞書リセット以後に走査線バッフア１０５のなかに記憶さ れている時に、能動的である。辞書リセットの後に、信号ＶＡＬＩＤは、正確に Ｓバイトの１つの走査線が走査線バッフア１０５のなかに記憶された後に能動化 されている。 合致選択モジュール１１５の概要ブロック図が図４ａに示されている。現在の 入力バイトＢ_Oと、１つの走査線長さだけ離れている以前の入力バイトＢ_Sとを伝 送する信号線１１３および１２１は、それぞれコンパレータ４０１に入力として 接続されている。２つのバイトＢ_OおよびＢ_Sが走査線バッフア１０５のなかで正 確にＳバイトの走査線長さだけ離れていることは特記されるべきである。コンパ レータ４０１は２つのバイトＢ_OおよびＢ_Sを比較し、また結果ＣＭＰを信号線４ ０３上に出力する。信号ＣＭＰは２つのバイトＢ_OよびＢ_Sが等しい時のみ能動的 である。信号線４０３はＡＮＤゲート４０５に入力として接続されている。信号 ＶＡＬＩＤを伝送する信号線１２３はＡＮＤゲート４０５に他の入力として接続 されている。論理ゲート４０５は信号ＣＭＰおよび信号ＶＡＬＩＤに論理的ＡＮ Ｄ演算を行い、また結果ＳＭＡＴを信号線４０７上に出力する。 走査線合致信号４０７は合致選択状態機械４０８に入力として接続されている 。グローバル合致信号ＧＭＡＴを伝送する信号線１０７も合致選択状態機械４０ ８に入力として接続されている。後で詳細に説明されるように、合致選択状態機 械 ４０８は、２つの並列な経路上での合致の間のアービトレーションを行い、ＣＡ Ｍ合致が存在し、かつコンパレータ４０１が２つのバイトＢ_OおよびＢ_Sが等しい ことを信号する時に、ＣＡＭ合致に優先を与える。合致状態機械は、ＣＡＭ合致 が選択される時、ＣＡＭ合致信号ＣＭを信号線４０９上に出力し、また、走査線 合致が選択される時、走査線合致信号ＳＭを信号線４１１上に出力する。 終了論理ブロック４２０は、ＣＡＭ合致長さがプログラム可能な最大長さに制 限されている時、合致終了信号ＴＥＲＭを発生する。信号ＴＥＲＭは合致選択状 態機械４０８に入力として接続されている信号線４４０上に伝送される。好まし い実施例では信号ＴＥＲＭは、合致値ＣＬＯＭのＣＡＭ長さが２５６に等しい時 、能動化される。好ましい実施例では、ポストコーダが走査線合致を最大２５６ に制限する。たとえば、長さ２５７の走査線合致は長さ２５６のコード語とそれ に続く長さ１の他のコード語とに分けられ得る。しかし、長さ２５７のＣＡＭ合 致は同一の仕方で分けられ得ない。なぜならば、長さ１のＣＡＭ合致は許されて いないからである。終了論理は後続の単一の生バイトを有する長さ２５６のコー ド語を強制する。従って、終了論理は２５６よりも長いＣＡＭ合致をより小さい ＣＡＭ合致のシリーズに分ける必要がある。 ＣＡＭ合致アドレスＣＡＤＤアドレスバス１０９および書込みアドレスＷＡＤ Ｄアドレスバス１１１は、置換計算回路４２２に入力として接続されている。置 換計算回路４２２は、合致が終了した時にＣＡＭのなかに書かれているバイトに 関してＣＡＭ合致位置を関連させる置換値ＤＩＳＰを計算する。この合致位置ま たは置換値ＤＩＳＰは信号線４２４上に出力される。 現在入力バイトＢ_O信号線１１３は、遅延ブロック４５０に接続されており、 そこでそれは適切な長さの時間だけ遅延させられる。遅延ブロック４５０の出力 ４２８はマルチプレクサ４２６に入力として接続されている。マルチプレクサ４ ２６は、ＣＡＭ合致信号ＣＭ４０９および走査線合致信号ＳＭ４１１が共に不能 動的である時には常に、生データ信号線ＲＤ４２７上に生バイト４２８を出力す る。マルチプレクサ４２６は、ＣＡＭ合致信号ＣＭ４０９が能動的である時には 常に、生データ信号線ＲＤ４２７上にＣＡＭ合致置換ＤＩＳＰ４２４を出力する 。好ましい実施例では、マルチプレクサ４２６は、走査線合致信号ＳＭ４１１が 能 動的である時に、生バイト４２８を出力するが、その値は決して必要とされない し、使用もされない。 合致選択状態機械４０８は、図４ｂに示されている状態遷移図により支配され ている。状態Ａ４２１は不合致に相当し、状態B４２３は少なくとも１つのバイ トの走査線合致に相当し、また状態Ｃ４２５は少なくとも２つのバイトのＣＡＭ 合致に相当する。本発明の好ましい実施例では、少なくとも２つのバイトのＣＡ Ｍ合致は、合致選択状態機械４０８が状態Ａ４２１にある時、１つのバイトの走 査線合致に優先する。従って、合致選択状態機械４０８が状態Ａ４２１にあり、 また少なくとも２つのバイトのＣＡＭ合致が存在する時、合致選択状態機械４０ ８は状態Ｃ４２５に移動し、またＣＡＭ合致信号ＣＭが能動化される。状態Ａ４ ２１もしくは状態Ｃ４２５から、もしＣＡＭ合致は存在しないが走査線合致は存 在するならば、合致選択状態機械４０８は状態Ｂ４２３に移動し、また走査線合 致信号ＳＭが能動化される。もしＣＡＭ合致が最大長さに達するならば、信号Ｔ ＥＲＭが能動化され、また合致が終了され、それにより合致選択状態機械は状態 Ａ４２１に復帰する。イネーブル信号１３０が、好ましい実施例では、圧縮を改 善するのに使用される。ＣＡＭおよび走査線合致回路は、合致選択状態機械４０ ８にアービトレーションを行わせるべく、完全に並列に作動し得る。しかし圧縮 器は以下のシナリオであまり効率的でない：走査線合致ＳＭＡＴ４０７およびＣ ＡＭ合致信号ＧＭＡＴ１０７が共に現在能動的であり、また合致選択状態機械４ ０８が走査線合致を出力している。さらに、データストリームがより小さい置換 で合致するストリングを含んでおり、合致信号ＧＭＡＴ１０７を最初に仮定した ＣＡＭ合致よりも短く、また走査線合致の間に開始する。もし、走査線合致が終 了する時に、ＣＡＭ合致信号ＧＭＡＴ１０７がまだ能動的であれば、圧縮器は最 適な置換よりも長い置換によりＣＡＭ合致に切換わるであろう。好ましい実施例 では、合致選択状態機械が状態Ｃにある時、イネーブル信号ＥＮＡＢＬＥ１３０ がデ‐アサートされており、グローバル合致信号ＧＭＡＴ１０７を抑制し、また こうしてＣＡＭ合致を阻止する。こうすることにより、走査合致が終了する時に 、その後のＣＡＭ合致が最小可能な置換を有することが保証される。 合致選択状態機械の出力、走査線合致信号ＳＭ４１１およびＣＡＭ合致信号Ｃ Ｍ４０９、は生データ信号線ＲＤ４２７と一緒にポストコード‐モジュールに接 続されている。ポストコード‐モジュール１２７は、走査線合致信号ＳＭ４１１ およびＣＡＭ合致信号ＣＭ４０９が能動的であるクロックの数により合致の長さ を決定する。走査線合致に対しては長さは、走査線合致信号ＳＭ４１１が能動的 であるクロックの数である。ＣＡＭ合致に対しては長さは、ＣＡＭ合致信号ＣＭ ４０９が能動的であるクロックの数よりも１つ多い。なぜならば、ＣＡＭ合致信 号ＣＭ４０９はＣＡＭ合致の最初のクロックに対しては不能動的であるからであ る。走査線合致信号ＳＭおよびＣＡＭ合致信号ＣＭは相互に排他的であるから、 単一の合致長さカウンタ４５０が合致の長さを決定し得る。合致長さカウントＬ ＯＭ４５１はカウンタ４５０からエンコード論理４５４へ出力される。レジスタ 出力ＳＭ２、ＣＭ２およびＲＤ２はそれぞれ簡単に走査線合致信号ＳＭ４１１、 ＣＡＭ合致信号ＣＭ４０９および生データ信号ＲＤ４２７であり、これらは合致 長さカウンタ出力ＬＯＭ４５１の長さに相当するように遅延されている。エンコ ード論理４５４は、レジスタ出力ＳＭ２ ４６２が不能動状態に遷移する時、走 査合致長さＬＯＭに相当するコード語ＣＷ４５５を出力する。エンコード論理４ ５４は、出力ＣＭ２ ４６１が不能動状態に遷移する時、ＣＡＭ合致長さＬＯＭ および置換出力ＲＤ２ ４５３に相当するコード語ＣＷ４５５を出力する。エン コード論理４５４は、出力ＳＭ２および出力ＣＭ２が現在および以前のクロック に対して不能動的である時、生バイトＲＤ２ ４５３に相当するコード語ＣＷ４ ５５を出力する。シフタ４５６はすべてのコード語ＣＷ４５５を受け入れ、また それらを個々の圧縮されたバイトに分ける。これらのバイトは次いで信号線１２ ９上に出力される。 表Ｉは１６に等しいスライド窓長さＭ、２から２５６までのＣＡＭ合致長さ範 囲および１から２５６までの走査線合致長さ範囲を有する好ましい実施例のポス トコードを示す。ポストコードはＢａｃｋｕｓ‐Ｎａｕｒフォーマットで示され ている。 本発明による復元器の概要ブロック図が図５に示されている。圧縮されたデー タは信号線５０１を経て記憶または伝送システムから復元器へ伝送される。信号 線５０１はポストコードーデコーダ‐論理ブロック５０３に入力として接続され ている。ポストコード‐デコーダ‐論理ブロック５０３は到来する可変長さのコ ード語を、先に説明されたように、コード語および先行のフラグビットに従って 、ＣＡＭ合致コード対（ＤＩＳＰ、ＣＬＯＭ）、走査線合致長さ値ＳＬＯＭもし くは生バイトＲＡＷに変換する。 ポストコード‐デコーダ‐論理ブロック５０３の出力は信号線５０５上に伝送 される。信号線５０５は読出し／書込みランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）制御 論理ブロック５０７に入力として接続されている。ＲＡＭ制御論理ブロック５０ ７は信号線５０９および５１１によりランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５１３ に接続されている。好ましくは、ＲＡＭ５１３は２０４８バイトの記憶能力があ る。ポストコード‐デコーダ‐論理ブロック５０３からの情報を使用して、ＲＡ Ｍ制御論理ブロック５０７は適切なバイトをＲＡＭ５１３に書込み、またそれか ら読出す。ＲＡＭ制御論理ブロック５０７は次いで復元されたバイトを信号線５ １５を経てホストに出力する。詳細には、もしポストコード‐デコーダ‐論理ブ ロック５０３が生バイト、ＲＡＷ、を報告しているならば、ＲＡＭ制御論理ブロ ック５０７は信号線５０９を使用してそのバイトをＲＡＭ５１３に書込み、また 生バイト、ＲＡＷ、を出力信号線５１５上に出力する。もしポストコード‐デコ ーダ‐論理ブロック５０３が走査線合致長さ値ＳＬＯＭを報告しているならば、 ＲＡＭ制御論理ブロック５０７はＲＡＭ５１３のなかの適切なアドレス、たとえ ば現在のＲＡＭ書込みアドレスに対して１つの走査線長さだけ以前のアドレスを 読み、そのバイトを現在の書込みアドレスにおいてＲＡＭ５１３に書込み、また そのバイトを出力信号線５１５上に出力する。これは走査線合致長さ値ＳＬＯＭ により指定される値に等しいいくつかのバイトに対して生起し、各バイトに対す るＲＡＭ５１３書込みアドレスをインクリメントする。もしポストコード‐デコ ーダ‐論理ブロック５０３がＣＡＭ合致コード対（ＤＩＳＰ、ＣＬＯＭ）を報告 しているならば、ＲＡＭ制御論理ブロック５０７は、現在のＲＡＭ書込みアドレ スからディスプレイ値ＤＩＳＰを差し引くことにより指定されるＲＡＭ５１３の なかの適切なアドレスからバイトを読み、そのバイトを現在の書込みアドレスに おいてＲＡＭ５１３に書込み、またそのバイトを出力信号線５１５上に出力する 。これは合致値ＣＬＯＭのＣＡＭ長さにより指定される値に等しいいくつかのバ イ トに対して生起し、各バイトに対するＲＡＭ５１３書込みアドレスをインクリメ ントする。 圧縮および復元プロセスを示すべく、下記の例が示され、また説明される。下 記の１６進で表されているバイトのシーケンスを考察する。 データのこのストリームはデータバス１０１を経て、１６に等しいＣＡＭスラ イド窓サイズＭと２０に等しい走査線長さＳとを有する本発明のデータ圧縮器に 入力される。もしバイトが左から右へ、また次いでトップからボトムへエンコー ドされるならば、結果としての圧縮されたデータのシーケンスは本発明のデータ 圧縮器から出力され、そこで生バイトは１６進で表されており、またＣＡＭ合致 コード対は１０進で（ＤＩＳＰ、ＣＬＯＭ）として表されており、また走査線合 致長さは１０進で（ＳＬＯＭ）として表されている。 上記の情報がポストコード論理ブロック１２７から出力される時、それは記憶 または伝送システムへの伝送のために、上記のように、適切な先行のフラグビッ トによりエンコードされる。 最初の２０バイトは最初の走査線を形成するので，以前の走査線への合致は、 信号ＶＡＬＩＤ１２３が能動化であるために、生起し得ない。最初のバイトは生 バイトとして出力される。第２のバイトは１の置換および９の合致長さ（１、９ ）を有するＣＡＭ合致を開始する。バイト１１は、どの以前のバイトとも合致し ないので、生バイトとして出力される。バイト１２は、第１０のバイトと合致す るけれども、まだ生バイトとして出力される。なぜならば、２つの連続するバイ トが、グローバル合致信号ＧＭＡＴ１０７が能動的になる以前に、合致しなけれ ばならないからである。バイト１３は置換３ないし１２においてキャラクタ合致 を発生し、対応するストリング合致状態機械３６３を第１の合致状態３８５に入 らせる。バイト１４は置換４ないし１２において合致を継続し、すべての９つの ス トリング合致状態機械３６３を、グローバル合致信号ＧＭＡＴ１０７が仮定され ているストリング合致状態３８７に入らせる。バイト１５ないし２２により、漸 次により少ないストリング合致状態機械３６３が合致し続ける。このプロセスの 間、各々の新しいバイトがデータストリームのなかでより早くストリング合致を 生ずるにつれて、ＣＡＭにより表示される置換は４から１２へ増大する。データ ストリームの開始を通り越す置換は行われ得ないので、バイト２３はＣＡＭ合致 を終了する。なお、注意すべきこととして、バイト２１および２２は上の線と合 致し、また走査線合致信号ＳＭＡＴ４０７を能動状態にするけれども、合致選択 状態機械４０８はＣＡＭ合致を、それが終了するまで、報告し続ける。バイト２ ３は上の線と合致し（バイト３）、またバイト２９を通じて持続する走査線合致 を開始する。バイト３０は全く合致せず、従って生バイトである。バイト３１お よび３２は上の走査線と合致し、また２バイトの走査合致を形成する。バイト３ ３は生バイトである。バイト３４（００）は上の線とＣＡＭのなかに記憶されて いる以前のバイトとの双方と合致する。合致の第２のバイトが走査合致信号ＳＭ ＡＴ４０７の間に能動的になるまで、グローバル合致信号ＧＭＡＴ１０７が能動 的にならないので、合致選択状態機械４０８は走査線合致を選び、それが次いで １０のバイトに対してランする。バイト４４ないし４７はバイト３３ないし３６ と合致して、４バイトのＣＡＭ合致（Ｂ、４）を形成する。バイト４８ないし５ ０は上の線または１５の以前のバイトのどれとも合致せず、従って生バイトとし て出力される。バイト５１および５２は上の線と合致して、２バイトの走査線合 致（２）を形成する。バイト５３はバイト５２と合致し、またバイト５４はバイ ト５３と合致して、２の置換を有する２バイトのＣＡＭ合致（２、２）を形成す る。バイト５５は上の線または最後の１５バイトと合致せず、従ってそれは生バ イトとして出力される。バイト５６はバイト４８と合致し、またバイト５７はバ イト４９と合致して、８の置換を有する２バイトのＣＡＭ合致（８、２）を形成 する。バイト５８および５９はバイト４８および４９ともバイト５６および５７ とも合致する。アドレス論理モジュール３６５は常に最小の置換を有する合致を 報告する。従って、バイト５６および５７がより近いので、２の長さを有する置 換２のＣＡＭ合致が出力される（２、２）。最後のバイトは上の線と合致し、ま た１バイトの走査線合致（１）として出力される。ポストコード‐エンコーダ１ ２７による最後のシンボル出力は、データストリームが完了していることを示す レコードマーカーの終了である。 当業者に明らかなように、この圧縮されたデータストリームを復元するために は、図５に示されているように、圧縮された値および生バイトが復元器に入力さ れる。復元器は上記のプロセスを逆に進めて、生バイトを出力し、またコード対 および走査線合致長さ値ＳＬＯＭを圧縮復元するのにデータの以前の値を使用す る。復元が完了した時、データの元のストリームが復元されている。 さらに当業者に明らかなように、本発明のシステムは、好ましい実施例に含ま れている１つの位置に追加して、多重の以前の走査線との合致位置を含んでいて よい。スライド窓圧縮器１０３はより大きいまたはより小さいＣＡＭを含んでい るものとして設計されていてもよい。 請求の範囲により定められている本発明の範囲から離れることなく、好ましい 実施例に他の種々の変形が行われ得ることは当業者にとって容易に明らかであろ う。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレンチ、キヤサリン エイ アメリカ合衆国 83843 アイダホ モス コウ セントリンカーン エス 521 (72)発明者 ツワイグル、グレツグ シー アメリカ合衆国 83843 アイダホ モス コウ アスバーリー ＃１ エス 116

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．データ圧縮システムにおいて、 ａ．入力源から第１の複数個のデータシンボルを順次に受信するための手段と、 ｂ．大ギャップを有するスライド窓データ圧縮器を実現するための手段とを含ん でおり、現在の入力シンボルが第２の複数個の連続的な以前に受信されたシンボ ルおよび１つまたはそれ以上の不連続的な以前に受信されたシンボルと比較され 、また前記の実現のための手段が前記の順次受信のための手段に接続されている ことを特徴とするデータ圧縮システム。 ２．前記の実現のための手段が、 ａ．第２の複数個の連続的な以前に受信されたシンボルを記憶するため、また現 在の入力シンボルを第２の複数個の連続的な以前に受信されたシンボルと比較す るため、各々が書込み、探索および読出しを行い得る第２の複数個の内容参照可 能メモリセルを含んでいる内容参照可能メモリと、 ｂ．現在の入力シンボルを記憶し、１つまたはそれ以上の以前に受信されたシン ボルを出力するため、データシンボルの少なくとも１つの走査線を記憶し、また ランダムアクセスメモリセルのなかの特定の位置に記憶されている１つまたはそ れ以上の以前に受信されたシンボルを出力し得るランダムアクセスメモリセルと を含んでいることを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮システム。 ３．合致を示す情報が内容参照可能メモリセルの間で転送され、またシンボルが 内容参照可能メモリセルの間で転送されないことを特徴とする請求項２記載のデ ータ圧縮システム。 ４．２つまたはそれ以上の隣接する入力シンボルが隣接する内容参照可能メモリ 位置と合致する時に内容参照可能メモリがＣＡＭ合致信号を出力することを特徴 とする請求項２記載のデータ圧縮システム。 ５．さらに、内容参照可能メモリとランダムアクセスメモリとに接続された合致 選択状態機材を含み、該機材は、内容参照可能メモリのなかの合致と、現在の入 力シンボルと特定の位置に記憶されている１つまたはそれ以上の以前に受信され たシンボルとの間の合致との間の選択をするため現在の入力シンボルを受信する ためのものであることを特徴とする請求項４記載のデータ圧縮システム。 ６．ＣＡＭ合致信号が能動化されており、また現在の入力シンボルも特定の位置 に記憶されている１つまたはそれ以上の以前に受信されたシンボルの１つと合致 する時に、合致選択状態機械が少なくとも２つのシンボルの内容参照可能メモリ のなかの合致に優先性を与えることを特徴とする請求項５記載のデータ圧縮シス テム。 ７．さらに、以前に圧縮されたデータを復元するための手段を含んでいることを 特徴とする請求項６記載のデータ圧縮システム。 ８．復元のめの手段がランダムアクセスメモリと、以前に圧縮されたデータから 第１の複数個のデータシンボルを構成するためランダムアクセスメモリに接続さ れている制御論理回路とを含んでいることを特徴とする請求項７記載のデータ圧 縮システム。 ９．データ圧縮システムにおいて、 ａ．入力源から第１の複数個のデータシンボルを順次に受信するための手段と、 ｂ．シンボルの現在の１つを第２の複数個の内容参照可能メモリセルの１つのな かに同時に記憶し、また、現在のシンボルが以前に受信されたシンボルと合致す るかどうかを決定するべく、現在のシンボルを第３の複数個の以前に受信された シンボルと比較するための手段であって、現在のシンボルが以前に受信されたシ ンボルの１つと合致する時に第１の出力信号を出力し、またＣＡＭ合致 を特定するために、第１の複数個のデータシンボルを受信するべく接続されてい る手段と、 ｃ．シンボルの現在の１つを記憶し、またシンボルの現在の１つを記憶のための 手段のなかの正確なプログラム可能な位置に記憶されている１つまたはそれ以上 の以前に受信されたシンボルと比較するための手段であって、現在のシンボルが 正確なプログラム可能な位置に記憶されている１つまたはそれ以上の以前に受信 されたシンボルの１つと合致する時に第２の出力信号を出力し、また正確な位置 合致を特定するために、第１のデータシンボルを順次に受信するべく接続されて いる手段と を含んでいることを特徴とするデータ圧縮システム。 １０．同時に記憶するための手段のなかで合致を示す状態情報がセルの間で転送 され、またシンボルがセルの間で転送されないことを特徴とする請求項９記載の データ圧縮システム。 １１．さらに、ＣＡＭ合致と正確な位置合致との間の選択をするため第１の出力 信号と第２の出力信号との間に接続されている手段を含んでいることを特徴とす る請求項９記載のデータ圧縮システム。 １２．選択のための手段が、ＣＡＭ合致および正確な位置合致の双方が同時に生 起する時に、ＣＡＭ合致を選択することを特徴とする請求項１１記載のデータ圧 縮システム。 １３．１つまたはそれ以上の以前に受信されたシンボルと第３の複数個の以前に 受信されたシンボルとがすべてデータシンボルのストリームのなかにあることを 特徴とする請求項１２記載のデータ圧縮システム。 １４．さらに、１つまたはそれ以上の以前に受信されたシンボルがデータシンボ ルのストリームのなかの第３の複数個の以前に受信されたシンボルと不連続的で あることを特徴とする請求項１３記載のデータ圧縮システム。 １５．第２の複数個の内容参照可能メモリセルが書込み、探索および読出しのた めの手段を含んでおり、また全体として内容参照可能メモリセルを形成すること を特徴どする請求項１１記載のデータ圧縮システム。 １６．第２の複数個の内容参照可能メモリセルが１６の内容参照可能メモリセル を含んでいることを特徴とする請求項１５記載のデータ圧縮システム。 １７．さらに、もし１つよりも多い最長の合致ストリングが内容参照可能メモリ のなかに記憶されているならば、内容参照可能メモリのなかに記憶されているど の最長の合致ストリングが内容参照可能メモリのなかに記憶されている最後のバ イトの位置に最も近いかを決定するための手段を含んでいることを特徴とする請 求項１５記載のデータ圧縮システム。 １８．記憶のための手段がデータシンボルの少なくとも１つの走査線を記憶し得 るメモリバッフアを含んでいることを特徴とする請求項１７記載のデータ圧縮シ ステム。 １９．メモリバッフアが２０４８のデータシンボルを記憶し得ることを特徴とす る請求項１８記載のデータ圧縮システム。 ２０．さらに、第２の複数個のストリング合致状態機械を含んでおり、これらの ストリング合致状態機械の各々が内容参照可能メモリのなかのデータの記憶され ているバイトに作用的に連結されていることを特徴とする請求項１８記載のデー タ圧縮システム。 ２１．ストリング合致状態機械の各々が、 ａ．記憶されているデータが現在の入力ストリングと合致しないことを信号する 第１の段階と、 ｂ．記憶されているデータが現在の入力ストリングの最後のキャラクタのみと合 致することを信号する第２の段階と、 ｃ．記憶されているデータが少なくとも入力ストリングの最後の２つのキャラク タと合致することを信号する第２の段階と の３つの段階を含んでいることを特徴とする請求項２０記載のデータ圧縮システ ム。 ２２．ストリング合致状態機械の各々が初期化のための第４の状態を含んでおり 、リセット信号によりストリング合致状態機械のすべてが第４の状態に強制され ることを特徴とする請求項２１記載のデータ圧縮システム。 ２３．同時記憶および比較のための手段がさらに、第２の複数個のストリング合 致モジュールのアレイを含んでおり、各ストリング合致モジュールがＣＡＭワー ド、ストリング合致状態機械およびアドレス論理モジュールを含んでいることを 特徴とする請求項１記載のデータ圧縮システム。 ２４．第２の複数個のストリング合致モジュールのアレイが一次元の円形のキュ ーのなかに配置されていることを特徴とする請求項２３記載のデータ圧縮システ ム。 ２５．さらに、以前に圧縮されたデータを圧縮復元するための手段を含んでいる ことを特徴とする請求項２４記載のデータ圧縮システム。 ２６．データシンボルの到来するストリームを圧縮するための方法において、 ａ．入力源から第１の複数個のデータシンボルを順次に受信する過程と、 ｂ．シンボルの現在の１つを第２の複数個の内容参照可能メモリセルの１つのな かに同時に記憶し、また、現在のシンボルが以前に受信されたシンボルとと合致 するかどうかを決定するべく、現在のシンボルを第３の複数個の以前に受信 されたシンボルと比較する過程と、 ｃ．現在のシンボルが内容参照可能メモリセルのなかの以前に受信されたシンボ ルの１つと合致する時にＣＡＭ合致を信号する過程と、 ｄ．ＣＡＭ合致が２つの連続的な入力シンボルに関して信号される時に内容参照 可能メモリのなかのシンボルの合致するストリングを表すコード対を含んでいる ポストコード値を出力する過程と、 ｅ．現在のシンボルを記憶し、また現在のシンボルをランダムアクセスメモリの なかの特定のプログラム可能な位置に記憶されている１つまたはそれ以上の以前 に受信されたシンボルと比較する過程と、 ｆ．現在のシンボルが特定のプログラム可能な位置に記憶されている１つまたは それ以上の以前に受信されたシンボルの１つと合致する時に走査線合致を信号す る過程と、 ｇ．走査線合致が信号されている時に合致値の長さを含んでいるポストコード値 を出力する過程と、 ｈ．ＣＡＭ合致も走査線合致も信号されていない時に現在のシンボルを含んでい る生の値を出力する過程と を含んでいることを特徴とする方法。 ２７．さらに、ＣＡＭ合致および走査線合致の双方が同時に信号される時にＣＡ Ｍ合致を選択する過程を含んでいることを特徴とする請求項２６記載の方法。 ２８．内容参照可能メモリセルとランダムアクセスメモリのなかの特定のプログ ラム可能な位置とが不連続的であることを特徴とする請求項２７記載の方法。 ２９．第２の複数個の内容参照可能メモリが１６の内容参照可能メモリセルを含 んでいることを特徴とする請求項２８記載の方法。 ３０．ランダムアクセスメモリが２０４８のデータシンボルを記憶することを特 徴とする請求項２９記載の方法。 ３１．さらに、圧縮されたデータを復元し、また第１の複数個のデータシンボル を再構成する過程を含んでいることを特徴とする請求項２８記載の方法。 ３２．データの到来するストリームを圧縮し、また圧縮されたデータを表すポス トコード値を出力するためのデータ圧縮システムにおいて、 ａ．現在のシンボルを同時に記憶し、またそれを以前に受信されたシンボルと比 較するため、一度に１つのシンボルで到来するデータのストリームを受信するべ く接続されているスライド窓圧縮器と、 ｂ．現在のシンボルを記憶し、また特定のプログラム可能な位置において走査線 バッフアのなかに記憶されている１つまたはそれ以上の以前に受信されたシンボ ルを出力するため、一度に１つのシンボルで到来するデータのストリームを受信 するべく接続されている走査線バッフアと、 ｃ．スライド窓圧縮器のなかの合致の間の選択をし、また合致位置、および合致 長さまたは走査線バッフアのなかの合致を表すコード対を出力し、また走査線合 致の長さの値を出力し、または、もし合致が生起しないならば、現在のシンボル を含んでいる生のバイトを出力するために、スライド窓圧縮器および走査線バッ フアに接続されている合致選択モジュールと を含んでいることを特徴とするデータ圧縮システム。 ３３．さらに、合致選択モジュールからのデータ出力をエンコードし、またそれ を記憶または伝送システムに出力するために合致選択モジュールに接続されてい るポストコード論理ブロックを含んでいることを特徴とする請求項３２記載のデ ータ圧縮システム。 ３４．スライド窓圧縮器が１６の内容参照可能メモリセルを含んでいることを特 徴とする請求項３３記載のデータ圧縮システム。 ３５．走査線バッフアが２０４８の記憶位置を含んでいることを特徴とする請求 項３４記載のデータ圧縮システム。 ３６．もしスライド窓圧縮器のなかの合致と走査線バッフアのなかの合致との双 方が同時に生起するならば、合致選択モジュールがスライド窓圧縮器のなかの合 致を選択することを特徴とする請求項３５記載のデータ圧縮システム。 ３７．さらに、以前に圧縮されたデータを復元し、また到来するデータのストリ ームを再構成するための復元器論理回路を含んでいることを特徴とする請求項３ ６記載のデータ圧縮システム。