JPS6035373A - デ−タ圧縮復元方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はデータの圧縮、復元方式に関し、更に詳しくは
１例えば磁気テープの如く、正、逆双方向からのデータ
アクセスを許容するシーケンシャルファイルに適用可能
なデータ圧縮、復元方式に関する。

〔発明の背景〕

記録媒体を有効利用するために、与えられたデータから
同一パターン連続部分を見つけ出しデータを圧縮してた
形で記録し、再生時にこれを復元するようにしたデータ
記録方式については、従来から種々の提案がなされてい
る。

しかしながら、従来の提案あるいは実用に供せられてぎ
たデータの圧縮復元方式は、中央処理装置における特殊
なソフトウェア（プロゲラ１、　）の介在を前提として
おり、データの圧縮。

復元処理のためのオーバヘッド増加によす中央処理装置
の処理能力が低下してしまうという問題があった。

例えば、ランダムアクセス可能な磁気ディスクファイル
のバックアップ用として磁気テープを用いる場合１通常
、磁気ディスクファイルは幾つかのエリアに分割され、
各エリアには真のデータ以外にスペース等の不要データ
も多く存在しているため、磁気ディスクファイルから読
み出されたデータ中に連続した文字列、あるいは連続し
たパターンの列が存在するかどうかを中央処理装置でプ
ログラム処理により判定し。

連続部分を圧縮した形式のデータ列に変換して磁気テー
プ装置に出力するようにしている。

逆に、磁気テープから読み出したデータ列に対しては、
圧縮処理の際にデータ列中に付加された識別情報を中央
処理装置でプログラム処理により検出し、圧縮データ部
を元の連続データに復元した上でその後の利用に供する
ようにしている。

このように、外部記憶装置に入出力するデータを中央処
理装置のソフトウェアにより圧縮。

復元する従来の方式によれば、上述した処理装置のオー
バーヘッド増加による処理能力の低下の問題の他に、こ
れらのソフトウェアの準備のために各ユーザの負担が増
えるという問題もある。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、中央処理装置から与えられたデータ列
を外部記憶装置側において圧縮処理し、データ再生時に
は復元されたデータ列を中央処理装置に入力できるよう
にしたデータ圧縮復元方式を提供することにある。

本発明の他の目的は、特に磁気テープ装置の如く、デー
タ再生時に記録媒体が正、逆面方向からアクセスされる
タイプの記憶装置にも適用しうるデータ圧縮、復元方式
を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため１本発明のデータ圧縮、復元方
式によれは、外部記憶装置において記憶媒体上に記録さ
れる一連のデータ列を、圧縮されてないデータが配列さ
れた第１領域と。

圧縮処理を受けたデータとその連続個数を示す情報とか
らなる第２領域と、第１領域の前後に位置して挿入され
たこの第１領域に含まれるデータ数を表示する制御情報
とで構成し、データ再生後にこれらの制御情報に基づい
て第１領域および第２領域を識別するようにしたことを
特徴とする。

以下、本発明の１実施例を図面を参照して説明する。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明において記憶媒体上に記録。

されるデータフォーマットを示し１図において、１．１
．１はそれぞれ圧縮処理を受けていないデータが配列さ
れる第１の領域であり、これらの領域の前後にはそれぞ
れ制御情報２Ａ　、　２Ｂ　、　２Ａ、。

領域１の長さ、すなわち領域１に含まれるデータのバイ
ト数を例えば１６進数で表示した数値情報であり１．互
いに対をなし、内容的には同一のハソレソレ領域１′、
１″の長さを表示する内容となっている。

前後２つの第１領域間にあって、制御情報２Ｂト２Ａ’
、　２Ｂ’ト２ｆｃｙｖ間ｖｃ位ａシｔ、：第２１７）
領域５　、５’は圧縮処理を受けたデータの存在領域で
あり。

この第２領域は１バイトのデータ５　（５’）と１元の
データ列中における上記データの連続個数を例えば１６
進数で表示した数値情報４　（４’Ｊとからなる。

上記データフォーマットにおけるデータ圧縮処理は、中
央処理装置から外部記憶装置に出力された元のデータ列
において、同一のデータが複数個、望ましくは１つの第
２領域とこれに隣接する２つの制御情報とに要するバイ
ト数ｎ以上に連続することを１つの条件として行なわれ
る。なぜなら、同一データの連続個数がｎ以下の場合に
も圧縮処理を施こすと、データ圧縮部を他の第１領域と
区別して表示するための制御情報２Ｂ　、　２Ａ’、お
よび連続数値情報４により占められる記録媒体の長さの
方が１元のデータ配列のままデータ記録した場合に要す
る媒体長さより犬となり、データ圧縮の利益が失なわれ
るからである。

第２図４４）　、　（１３）は上記データ圧縮を具体的
に説明するための図であり１図（／４）は元のチータフ
オーマット、１：ｕ）は圧縮処理後のデータフォーマツ
トビ示している。今。各制御情報２Ａ　、　２Ｂ　、・
・・に１バ′イトを割り当てた場合を仮定すると、これ
らの制御情報により表示できる１つの第１領域のチータ
ブロック長は最大２５６バイトである。

また、データ５と連続個数情報４をそれぞれ１バイトで
表示すると仮定すると、データ圧縮の条件は、同一デー
タの連続個数が４バイト以上の場合となる。

第２図（ロ）に示した例では１元のデータ列中で６番目
と６番目に１６進データ「ｏ　ｏＪが２個連続している
が、これは圧縮条件を満たしていない。圧縮条件は、ｆ
番目〜Ｗ番目に１８個、１６進表示で「１２」個連続す
るデータ「ｏ４」の部分において満足される。従って、
同図ｐ）に示す如く。

圧縮処理後のデータフォーマット上では、領域１にα番
目〜ｅ番目の５バイトデータが元の配列のままで記録さ
れ、その前後に位置して長さ５バイトを表示する制御情
報２Ａ、２Ｂが記録される。また、圧縮領域５には、圧
縮処理の対象となったパターンが「ｏ４」であることを
示すパターンデータ６と、連続個数が（１２）、４であ
ることを示す個数表示情報４が記録される。Ｘ番目以降
のデータについても、圧縮条件を満たす連続データが存
在するか否かの判定が行なわれるがこの例では。ブロッ
クが終了する２番目までの間には該当箇所が無かったこ
とを示している。

従って、領域ｔにはｘ　％　ｚ番目のデータがそのまま
の配列で記録され、その前後に領域ｔの長さを示す情報
２Ａ’、２Ｂ’が記録された形となって（・る。

以上説明した圧縮方式に従がえは、処理対象となったデ
ータブロック中に、仮に圧縮条件を満足するデータ部分
が全く無かった場合でも、記録フォーマット上ではデー
タブロックの前後にデータブロックの長さを示す１組の
制御情報２Ａ２Ｂが付加されるだけで済むため、圧縮処
理に伴なう情報追加による不利益は極めて少ない。むし
ろ、上記Ｉ　Ｍ４の制御情報は、それらの間に存在する
データバイト数のチェックに利用でき、再生時に最初に
読み取られた制御情報と対乞ムす制御情報がチータブロ
ックの次に現われるか否かを判定することにより、読取
り結果の信紗度を高めることができる。

また、上記圧縮方式に従えは、データ再生時に、記録媒
体のアクセス方向が順方向であっても逆方向であっても
、先ず最初に読み出されるのは第１領域の長さを示す制
御情報であり、第１領域を通過して上記情報と対をなす
制御情報を読み終えた次の領域には、第２の領域、また
はブロック間ギャップが現われることになるため、いず
れの場合でもデータの復元が可能となる利点がある。こ
の場合、記録媒体をどの方向にアクセスしているかは記
憶装置自体が知って。

いるため、第２領域の最初に読み出されるデータがデー
タパターン６か個数情報４かは、上記アクセス方向によ
り一義的に判断できる。

以下、第３図〜第５図を参照して、上記データ圧縮、復
元方式を実施するためのシステム構成の１例を説明する
。

第６図は、中央処理装置から与えられたデータ列ＩＮＫ
処理して、圧縮されたデータ列。Ｕ７として出力するデ
ータ圧縮回路の構成図、第４図は上記回路における主要
な記号を入力データＡＩＮとの関係において示したタイ
ムチャートである。

中央処理装置からタイミング信号２４と同期して１バイ
トずつ転送されて来たデータＩＮは５入力回路１０に順
次取り込まれる。この入力回路１０は１例えば、圧縮条
件に合致した複数段のシフトレジスタからなる入力バッ
ファ回路と、上記シフトレジスタの初段と次段のデータ
を比較しデータパターンの連続性を検知する比較回路と
から構成され、同一パターンのデータが連続して受信さ
れている間は、データ一致信号２５を出力する。

１１は各種カウンタを内蔵するインバッファ制御回路で
あり、入力回路？０からの出力データのデータバッファ
１５への取り込みを制御する。また、この４７７７７１
１１回路１１は、一致信号２５がオンの時、タイミング
信号２４ｉＣＰ１期してカウンタ１３にカウントパルス
２７を出力すると共に。

圧縮条件が満たされた場合には、後述するように、辞書
バッファ制御回路１４に対して制御情報格納のためのタ
イミングパルス２Ｂヲ出カスる。

カウンタ１５は、カウントパルス２７をカウントするカ
ウンタと、カウント値を保持するラッチ回路と、上記カ
ウント値がデータ圧縮条件となる所定値Ｎ以上になった
ことを検知する比較回路とを含み、カウント値がＮ以上
となったとき、すなわち同一データがＮバイト以上連続
して入力回路１０Ｖｃ受信されたとき、圧縮指示信号６
４を出力する。このカウンタは、一致信号が速断えたと
きに制商１回路１１から出方されるリセット信号Ｒを受
け取るまでカウント動作を続け、リセット信号Ｒが入力
された時、カウント値をランチ回路に移すと共に、カウ
ンタの値を零クリアし、信号６４乞オフ状態に戻す。

１２は、圧縮処理を受けることなくデータバッファ１５
に取り込まれる一連のデータのバイト数。

すなわち、前述した第１領域の長さをカウントするため
のカウンタであり、インバッファ制御回路１１からデー
タバッファ１５に与えられる取り込みタイミングパルス
２６乞カウントする。

インバッファ制御回路１１は。信号５４がオフ状態の間
は、入力回路１０ｖｃおけるシフトレジスメ最終段から
のデータ出力タイミングに合わせて、上記タイミングパ
ルス２６ヲ発生すする。同一データが連続した場合でも
、連続データ数が所定値Ｎに満たない限り上記タイミン
グ信号２６の出力が継続し、連続データ数がＮに達した
時点、すなわち信号５４がオンとなる時点でタイミング
信号２６の出力が止む。この時点では、入力回路１０内
のシフトレジスタの各段には同一パターンのデータのみ
が存在し、データバッファ１５に格納すべき第１領域の
データは全て出力し終った状態となっている。信号５４
がオン状態からオフ状態に戻った場合、インバッファ制
御回路１１が入力回路１０内のデータシフト数をカウン
トし、同一でないデータが入力回路１０から出力される
タイミングに合せて、再びタイミングパルス２６を発生
し始める。

インバッファ制御回路１１は、カウンタ１６からの圧縮
指示信号５４を受けると、第４図に示す如＜、インバッ
ファ制御回路１１の内部クロックＣＬＫをゲートしてパ
ルス２８を発生する。辞書バッファ制御回路１４は、イ
ンバッファ制御回路１１カラの入力パルス２８をカウン
トし、このカウント値を辞書バッファ１６のアドレスラ
イン２２に出力する。

辞書バッファ制御回路１４は、上記アドレス信号２２の
他に、辞書バッファ１６へのデータ取り込みタイミング
信号２８′、およびセレクタ回路１８への５つのセレク
ト信号２９　、５０　、　ｓ１ｙ選択杓に発生する機能
を備えている。これらのセレクト信号は、常時はオフ状
態にあり、インバッファ制御回路１１から最初のパルス
２８が入力された時。

セレクト信号５０がオンとなる。上記セレクト信号６０
は、カウンタ１２の出力を選択するゲート信号となって
おり、インバッファ制御回路１１からの第２番目のパル
ス２８が出力された後にオフ状態に戻る。辞書バッファ
制御回路１４は、パルス２８の入力の都度、アドレス信
号２２とデータ取り込みタイミング信号２８′を発生す
るため、上記セレクト信号５０の出力によって１辞書バ
ツフア１６には、カウンタ１２に保持されているデータ
バイト数を示す数値が２回続けて取り込まえることにな
る。これらの数値データは、第１図で説明した２つの制
御情報２Ａと２Ｂに相当する。辞書バッファ制御回路１
４は、インバッファ制御回路１１から、第５番目のパル
ス２８を受けると、セレクト信号２９をオン状態にし、
データ線２０上のデータを辞書バッファ１６に取り込む
。この時点では。

データ線２０に圧縮処理すべき連続データの１つが出力
されているため、辞書バッファ１６は、第１図のデータ
３に相当するデータン取り込んだことになる。

インバッファ制御回路１１は、上記第６番目のパルス２
８を出力した後は、一致信号２５が速断えるまで次のパ
ルス２８の発生を抑止する。一致信号２５が速断えると
、第４番目のパルス２８が出力され、辞書パターン制御
回路１４がセレクト信号５１をオンにする。上記セレク
ト信号６１により。

カウンタ１６の出力が辞書バッファ１６に取り込まれる
。第４番目のパルス２８が出方された時点で。

上記カウンタ１５は圧縮すべきデータの個数を保持して
いるため、これによって、第１図の数値情報４が辞書パ
ターン１６に格納されたことになる。

以上の動作を繰り返すことにより、不連続データまたは
圧縮条件に満たない連続データがバッファ１５に順次に
格納され、圧縮条件を満たす連続データは圧縮された形
で１前後に制御情報を伴なって、辞書バッファ１６に格
納されることになる。

データ転送の終了時には、上位装置からデータ転送終了
信号Ｘがインバッファ制御回路１１ニ与えられる。この
信号Ｘを受信すると、インバッファ制御回路１１は内部
クロックＣＬＫにより入力回路１０内の残りデータを処
理する。第４図の例では、終了信号Ｘを受信した後に出
力されるタイはング信号２６により、大刀回路１ｏ内の
保持データｒｏＪ　、ｒｏＪ　、ｆｏ７Ｊがデータバッ
ファ１５に取り込まれ、その後で出方される信号２８に
より２制御情報ｉＡ’＋　２Ｂ“が辞書バッファ１６Ｖ
ｃ取り込まれる。このようにして入力回路１ｏ内の残り
データについての処理が完了すると、インバッファ制御
回路１１は、アウトバッファ制御回路１７に対して読み
出しサイクルの動作開始信喝Ｓを出力する〇 尚、上述したインバッファ制御回路１１は、ｆｌえば、
１ブロツク６２バイトの入力データＩＮが最初から最後
まど「０４」パターンデータで連続していた場合には、
データバッファ１５に全くデータを取り込むことなく、
辞書バッファ１６中に。

「ｏｏＪ　、　ｒｏｏＪ　、　「ｏａＪ　、　Ｊ２ｏＪ
　、　［ｏｏＪ　、　ｒｏｏＪ。

の順で辞書データを書き込むよう制御動作する。

アウトバッファ制御回路１７は、読取りタイはング信号
６５と共に、辞書バッファ１６の第１アドレスから始ま
るアドレス信号２２乞発生し、辞書バラフッ１６の内容
を順次に読み出す。辞書バッファ１６からの最初の読取
り時点では、制御回路１７はセレクト信号６７乞オン状
態にし６辞書バツフア１６からの出力がセレクタ１９を
介して出力線ＯＵＴに乗るようにしておく。辞書バッフ
ァ１６からの最初の出力は制御情報２Ａであり、制御情
報が零でなければ、制御回路１７はセレクト線５７をオ
フ状態にしてセレクタ１９１Ｃデータバツフア１５の出
力５６を選択させ、この状態でデータバッファ１５に読
取りタイミング信号５２を送出する。

制御回路１７は、制御情報２Ａにより示される回数だけ
上記読取りタイミング信号５２の出力を繰り返し、デー
タバッファ１５は上記読取りタイミング信号の入力の都
度、格納順にデータを次々と出力する。

データバッファ１５からの所定個数のデータ読取りが完
了すると、制御回路１７はセレクタ１９ヲ辞書バツフア
側に切り換え、アドレス２２を更新しながら辞書バッフ
ァ１６から制御情報２Ｂ、データ６、数値情報４を順次
に読み出す。制御情報２ＢＶＣ続いて次の制御情報２７
′が読み出されると。

上述の動作が繰り返されるため、これによって１ブロッ
ク分のデータが第１図のフォーマットで出力線ＯＵＴに
出力されることになる。

第５図は記録媒体から読み取られた圧縮データＩＮを復
元するための回路部の構成図を示す。

図において、４０は１ブロック分の圧縮データを一時的
に格納する入力データバッファ、　４１　、４２゜４３
はそれぞれ辞書情報を保持するためのラッチ回路、４５
は出力データラッチ回路、４６はデータバッファ４０の
出力４７とデータラッチ回路４１の出力４８のいずれか
一方を選択してデータラッチ４５に入力させるセレクタ
回路、４４は上記各要素の動作シーケンスを制御する制
御回路である。

記憶媒体から読取られた１ブロック分のデータが全て入
力データバッフ７４０ニ格納されると、。

信号Ｓ２により、制御回路４４が上記バッファ４０から
のデータ読み出し動作の制御を開始する。入力データバ
ッファ４０からのデータ読み出しはタイミング信号５２
により行なわれる。最初に読み出されるデータは第１領
域のデータバイト数乞示す制御情報であり、制御回路４
４は、この制御情報をラッチ、回路４２に取り込むため
、タイミング信号５２と共にラッチ信号５５ヒ出力する
。制御回路４４は、上記ラッチ回路４２に保持された制
御情報を読み取り１次の動作として、この制御情報によ
って示されたバイト数だけ、データバッファ４０からの
データ読取り動作を行なう。すなわち、セレクト信号５
０をオンにしてセレクタ４６のＡ側のゲートを開いた状
態で、データバッファ４０に順次に読み取りタイミング
信号５２を出力する。この場合の読み取りタイばング信
号５２を、データラッチ４５に与える出力ラッチ信号５
１に同期させることにより、第１領域のひとつに相当す
る一連のデータが出力ＯＵＴ　として送出される。

上記動作が終ると、制御回路４４は読み取りタイミング
信号５２と同期してラッチ信号５５を出力し、データバ
ッファ４０からの次の１バイトデータをラッチ回路４２
に取り込む。このデータは。

先に読み出された制御情報と対をなすもう１つの制御情
報のはずであり、制御回路４４は、ラッチ回路４２の内
容を既に記憶しである制御情報と乞比較し１両者が一致
するか否かをチェックする。もし、不一致ならば、記憶
媒体からのデータ読み取りにエラーがあったものと判断
し、：ｒ−ラー処理を行なう。

データバッファ４０において、上記制御情報の次に読み
出されるデータは、圧縮フォーマ・ノド上の第２領域を
構成するデータ６とその連続個数を示す数値情報４であ
る。この場合、６と４のいずれが先に読み出されるかは
、記録媒体力１らの読み取り動作が順方向であったか逆
方向であったかにより判断できる。データＩＮ’の入力
時に読取り方向がこの例では順方向であったと仮定する
と、制御回路４４は、読み取りタイミング信号５２と共
に先ずう・ツチ信号４９ヲ出力し、データバッファ４０
から読み出されたデータ５をラッチ４１に取り込み５次
いでラッチ信号５４を出力して数値情報４をラッチ４５
に取り込む。次（・で、制御回路４４はラッチ回路４３
の数値情報を読み取り、セレクト信号５０をオフにして
セレクタ４６０Ｂ側ゲートを開いた状態で、上記数値情
報が示す回数だけ出力ラッチ信号５１を発生する。この
動作によって、圧縮されていたデータ部分カー元の連続
データのフォーマットに復元されたことになる。

以上の如く、復元回路部の制御回路４４は、データバッ
ファ４０から次々とデータを読み出し、読み出されたデ
ータが各第１領域の先頭に位置する制御情報２Ａまたは
２Ｂであれば、それに続く第１領域の所定バイト数のデ
ータをセレクタ４６のＡ側ゲートを介して出力データラ
ッチ４５に転・送し、読み出されたデータが第２領域の
辞書情報３または４であれは、ラッチ回路４１に保持さ
れたデータ乞セレクタのＢ側ゲートを介して所定回数連
続的に出力データラツチ４５１Ｃ送り込む動作を繰り返
す。この結果、データツク・ソファ４０内の全てのデー
タを処理した時、前回中央処理装置が与えたフォーマッ
トのデータ列を出力ＯＵＴとして再生できたことになる
。

以上説明した装置は、中央処理装置と磁気テープ駆動ユ
ニットとの間に介在するＭＴコントローラに組み込むこ
とが可能であり、また、磁気テープ駆動ユニット側の制
御装置部分に組み込んでもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれは、圧縮変換されたデータ列において、再
生時に最初に読み出された制御情報に基づいて、データ
列中に存在する他の全ての制御情報、圧縮処理を受けた
データノ（ターン。

および個数情報を通常のデータと識別できるようにして
おり、これらの各種の情報を識別するマークとしての特
定ピットノくターンの挿入を必要としない。また、１対
の制御情報をデータ領域の前後に配置しているため、再
生時にデータの読取り方向が正、逆、いずれの場合でも
元のデータ列に復元でき、特に磁気テープ記録用のデー
タ圧縮に適用して効果が犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明にデータ圧縮された記録フォーマットを
示す図、第２図に）、　（ｉ！３）は本発明によるデー
タ圧縮の１例を具体的に説明するための図であ′す、　
（，４）は元のデータ列、（ハ）は圧縮後のデータ列を
示す図、第３図は本発明ビ実施するデータ圧縮回路の構
成例を示すブロック図、第４図は上記回路において入力
データ列と主要な信号との関係を説明するための図、第
５図は圧縮されたデータ列を元の状態に復元する回路の
構成例を示すブロック図である。 符号の簡単な説明 １：第１領域、　２Ａ　、　２Ｂ・・・２Ｊ４′、　２
ｊ！制御情報、５１ｉ２領域、５１データパターン、４
Ｉデータバイト数を示す数値情報、１０；データ入力回
路・。 １１１インバッファ制御回路、１４Ｉ辞書バッファ制御
回路、１６Ｉ辞書バツフア、１５１データバツフア、１
７：アウトバツフ７制御回路、４０：データバッファ、
４１〜４５１ラッチ回路、４６Ｉデータ復元部制御回路
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体上に記録される一連のデータ列を。 圧縮されていないデータが配列された第１領域と、圧縮
   処理を受けたデータとその連続個数情報とからなる第２
   領域と、上記第１領域の前後に位置して挿入された該第
   １領域に含まれるデータ数を示す制御情報とで構成し、
   データ再生後に、これらの制御情報に基づいて第１領域
   。 第２領域の識別を行なうようにしたことを特徴とするデ
   ータ圧縮復元方式。