JPS6352812B2 - - Google Patents

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JPS6352812B2
JPS6352812B2 JP56004957A JP495781A JPS6352812B2 JP S6352812 B2 JPS6352812 B2 JP S6352812B2 JP 56004957 A JP56004957 A JP 56004957A JP 495781 A JP495781 A JP 495781A JP S6352812 B2 JPS6352812 B2 JP S6352812B2
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JP
Japan
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Expired
Application number
JP56004957A
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English (en)
Other versions
JPS57120154A (en
Inventor
Tsutomu Myasato
Kazuo Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KDDI Corp
Original Assignee
Kokusai Denshin Denwa KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Kokusai Denshin Denwa KK filed Critical Kokusai Denshin Denwa KK
Priority to JP495781A priority Critical patent/JPS57120154A/ja
Publication of JPS57120154A publication Critical patent/JPS57120154A/ja
Publication of JPS6352812B2 publication Critical patent/JPS6352812B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/30Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
    • H03M7/40Conversion to or from variable length codes, e.g. Shannon-Fano code, Huffman code, Morse code
    • H03M7/42Conversion to or from variable length codes, e.g. Shannon-Fano code, Huffman code, Morse code using table look-up for the coding or decoding process, e.g. using read-only memory

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイジタル信号の可変長符号化方式に
関するものであり、特に多量のデータの処理に適
した可変長符号化方式に関するものである。
符号化しようとする情報源に含まれる情報源単
語(以下「データ」と称す)のそれぞれの出現確
率に片寄りがある場合には、符号化効率を高める
うえで、固定長符号化より可変長符号化の方が有
利である。可変長符号化とは、出現確率の高いデ
ータには短い通信路単語(以下「符号語」と称
す)を割当てるとともに、出現確率の低いデータ
には長い符号語を割当てて符号化効率を高めるも
のであり、この種のものとしてハフマン
(Huffman)の符号化法やフアノ(Fano)の符
号化法が広く知られている。
これらの符号化法は、本来、符号化しようとす
る情報源に含まれる全てのデータについてその出
現確率を予め求め、この分布よりデータと符号語
との対応を示す符号化テーブルを作成し、この作
成された符号化テーブルを用いて情報源を符号化
するものである。しかるに、符号化しようとする
情報源の情報量が非常に大きかつたり、高速かつ
実時間で発生するものである場合、各データの出
現確率を予め知ることは非常に困難である。
従来、上述の困難性を排除するために、情報源
のモデルを想定し、このモデルを用いて符号化テ
ーブルを予め作成しておき、入力される情報をこ
の符号化テーブルを用いて符号化する方式がとら
れてきた。しかし、この従来方式においては、情
報源中で部分的な統計量の変化、すなわちデータ
の出現確率分布の部分的な変動があると、その部
分内でのデータの出現確率分布は情報源全体ある
いは情報源モデルから求めた出現確率分布とは異
なり、その部分内では効率よく符号語を割当てら
れないという欠点があつた。
本発明は、上述の従来方式の欠点を除去するも
ので、符号化しようとする情報源の情報量が非常
に多かつたり、高速かつ実時間で発生するデータ
の集合内での部分的な統計量の変化に追随できる
ように学習機能を設け、適当な周期毎に符号化テ
ーブルを更新しながら情報源の符号化を行うこと
を特徴とする効率のよい符号の割当てを実現し、
高い符号化効率が得られるようにした可変長符号
化方式を提供することを目的とする。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
なお、データの出現確率から符号語を算出する
符号化法としては、前述のハフマンの符号化法を
用いているものとし、述められた符号語をハフマ
ン符号と称して説明する。
第1図は本発明の原理を示す図であり、図中斜
めの細線は便宜上、画像信号の走査線を表わし、
この走査線上には1画素ごとに量子化されたデー
タd1,d2,……,doが並んでいるものとする。ま
た図は情報源を複数のブロツクBLK1〜BLKo
分割している。ハフマン符号化では受信側では送
信側から送られるハフマン符号の全てを含むテー
ブルを持ち、受信符号をこのテーブルと照合し、
その一致をもつて復号化を行なうのが一般的であ
る。このため通常は情報源モデルより作成した符
号化テーブルを送受それぞれの変換テーブルとし
て記憶し、これを用いて符号化および復号化を行
なつていた。
本発明でも第1番目のブロツクの情報を伝送す
る際には従来の方法のように予め符号化テーブル
を準備するか、または純二進PCM信号等の復号
化処理が不必要な方法によつてこれを伝送する。
すなわち、図中のBLK1をこのような方法で伝送
する。この第1ブロツクBLK1の情報を伝送して
いる間に送信側と受信側でそれぞれ伝送符号の輝
度レベルの分布を算出し、これを用いてそれぞれ
BLK1に対するハフマン符号を算出する。第1図
ではBLK1の大きさをn走査線としたが、この大
きさは任意であり統計的な性質が輝度レベル分布
を安定に算出できる大きさであれば良い。ここで
算出したハフマン符号はBLK1に対するものであ
るが画像の輝度レベルの相関は一般に非常に高
く、このためBLK1の輝度レベル分布とBLK1
隣接するBLK2の輝度レベル分布は非常に類似し
ていると予測される。従つてBLK1に対するハフ
マン符号を用いてBLK2を符号化してもその効率
はほとんど劣化しない。
このため、予め準備した符号化復号化テーブル
をここで算出したBLK1のハフマン符号を用いて
書き換え、新しいテーブルを用いてBLK2を符号
化する。次に、BLK2のデータをBLK1の輝度レ
ベル分布より算出したハフマン符号を用いて伝送
しながらBLK2の輝度レベル分布を送受双方で
BLK1で行なつた様に求め、この輝度レベル分布
よりハフマン符号を算出し符号化復号化テーブル
を書き換えて、これをBLK3の符号化に用いる。
この様に本発明では前のブロツクの輝度レベル分
布より算出したハフマン符号を用いて符号化する
ことにより画像信号の局部的な性質の差異にも対
応できるものである。
画像データのブロツク化の方法には、いくつか
存在するが、説明に用いた様に走査線を単位と
し、これの整数倍毎にブロツクとする方法、各ブ
ロツクの大きさも局部的な性質に合せる方法、初
めのブロツクの大きさだけを定めその後データを
加えて逐次ブロツクの大きさを大きくして行く方
法、ある大きさのブロツクを画素単位または走査
線単位もしくは予め定めた大きさ毎に逐次ずらし
て行く方法などが用いられる。ここでは輝度レベ
ルをそのまま伝送する例を示したが、本発明は差
分信号(DPCM信号)あるいは直交変換の出力
信号についても適用できることは明らかである。
第2図に本発明を適用した信号伝送系の実施例
を示す。本装置の動作の概要を図を用いて行な
う。入力端子に加えられた画像信号は送信部で符
号化され、伝送路5を通して受信部に伝送され
る。伝送路5より受信された信号は受信部で復号
化され画像信号として出力される。図中1はA/
D変換器、2はハフマン符号化部、3は分布解析
部、4はハフマン符号演算部、5は伝送路、6は
ハフマン復号化部、7は分布解析部、8はハフマ
ン符号演算部、11は画像信号の入力端子、12
は画像信号の出力端子である。
次にこの実施例の動作の詳細を述べる。ハフマ
ン符号化部2およびハフマン復号化部6には、そ
れぞれハフマン符号化用およびハフマン復号化用
の符号変換テーブルが準備されるが、本装置のテ
ーブルはいずれも書き換え可能なテーブルで構成
される。符号化の開始時点では、それぞれのテー
ブルには予め準備された変換表が書き込まれてい
る。この変換表は一対をなすもので、その作成方
法は前述した従来の方法を用いれば良い。
入力端子11に加えられた画像信号101は、
A/D変換器1によつてデイジタル化される。デ
イジタル化された画像信号102は、ハフマン符
号化部2および分布解析部3へ転送される。ハフ
マン符号化部2では、A/D変換器1より転送さ
れた信号を符号化テーブルを用いて符号化し伝送
路5へ送出する。一方、分布解析部3では転送さ
れた信号102より入力画像信号の輝度分布を算
出する。輝度分布の算出は、例えば、走査周期ま
たは走査周期の整数倍等の画像の性質を知る上で
適当な単位で行なわれる。算出された輝度分布信
号103は、ハフマン符号演算部4に転送され
る。ハフマン符号演算部4では分布解析部3より
転送された輝度分布信号103からハフマン符号
を算出する。この算出されたハフマン符号はハフ
マン符号化部2へ転送され新しい符号変換テーブ
ルとして、それまで使用していた符号変換テーブ
ルと書き換えられる。この符号変換テーブルの書
き換えは輝度分布の算出後に行なわれることとな
るので、この周期は輝度分布算出周期と一致す
る。また、書き換えは符号化に影響を与えない方
法、、例えば符号化速度より十分高速に行なうか、
符号変換テーブルを数枚用意し、この内の使用し
ていないものを書き換えた後に、この書き換えた
符号変換テーブルを使用する方法などが採用可能
である。この様にして、本装置では入力信号の一
つ前のブロツクの分布より作られたハフマン符号
を用いて符号化が行なわれる。
分布解析部3,8の構成の一例を第3図および
第4図に示す。第3図に示す分布解析部は、A/
D変換された信号がどの輝度レベルにあるかを分
析する輝度レベル分析用のデコーダ31と、この
輝度レベル分析用のデコーダ31によつて分析さ
れた各輝度レベルの出現数を各輝度レベル毎に計
数するA/D変換のレベル数に等しい数の計数用
レジスタを備えた計数用レジスタ群32から構成
されている。輝度レベル分析用デコーダ31は
A/D変換された信号の輝度レベルを分析し、そ
の輝度レベルに対応する計数用レジスタを選択す
る。この時、輝度レベル分析用のデコーダ31に
はA/D変換に同期して発生された分布計数用パ
ルスが加えられており、選択された計数用レジス
タは、このパルスを計数する。これを一つの信号
について行なうと計数用レジスタ群32の示す計
数値がそのブロツクの輝度レベル分布となつてい
る。なお、各計数用レジスタの計数値は各ブロツ
クの計数開始時にリセツトされる。
第4図に示す分布解析部は各輝度レベルの出現
数を記憶する記憶部42の各輝度レベルに対応す
るアドレスを選択するアドレス・デコーダ41と
記憶部42より読み出された出現数を、+1だけ
加算する加算回路43とから構成される。A/D
変換された信号の輝度レベルよりアドレス・デコ
ーダ41は記憶部42中の、その輝度に対応する
アドレスを選択し、このアドレスに記憶されてい
るそれまでの輝度レベルの出現数を加算回路43
に読み出す。加算回路43では、読み出された出
現数に+1を加え出現数を更新した後、これを記
憶部42の中の更新前のデータを読み出したアド
レスに再格納する。これを1ブロツクの信号につ
いて行なうと記憶部42には、そのブロツクの輝
度レベル分布が記憶される。なお、記憶部42の
内容は各ブロツクの解析を始める前に全て“0”
とされる。
更に、この構成は加算回路43をマイクロ・コ
ンピユータの如きコンピユータのALUで、また
記憶部42をコンピユータのメモリでさらに、ア
ドレス・デコーダ41をメモリアドレスデコーダ
で実現できることは明らかである。
本実施例のシミユレーシヨン結果としては、輝
度分布算出のための1ブロツクの大きさは走査線
数8〜16本が適当であり、差分PCM(DPCM)を
用いた場合符号化効率を数%から最高20%高めら
れることがわかつている。また、輝度分布算出の
ためのブロツクの大きさを走査線数8〜16本とし
ておき、1走査線相当の情報を取入れる毎に符号
化テーブルを更新する方法も、上述したブロツク
単位で符号化テーブルを更新する方法と同程度の
結果をもたらしている。
なお、データの出現確率の算出(実施例におい
ては輝度分布算出)のためのブロツクの大きさと
符号化テーブルの更新周期は情報源の統計的性質
に依存するので、その性質に合致した値を前述の
方法によつて選択すればよい。
以上述べたように、本発明はハフマンの符号化
法、フアノの符号化法に代表される可変長符号化
方式に符号化テーブルを更新するための学習機能
を設けることにより、符号化しようとする情報源
の情報量が非常に多かつたり、高速かつ実時間で
発生する情報源中の部分的統計量の変動に追随が
可能となり、常に冗長度が極めて少ない符号語を
割当てられるので、符号化効率を高めることがで
き、その産業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理的動作を説明するための
画像情報を示す図、第2図は本発明の実施例を示
すブロツク図、第3図および第4図は本発明に用
いる分布解析部の構成例を示すブロツク図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 符号化しようとする情報源であるデイジタル
    化された画像信号に含まれる情報源単語のそれぞ
    れの出現確率を予め求めて該出現確率の分布から
    作成される該符号化テーブルを用いて該出現確率
    の高い情報源単語には短い伝送路単語を割当てる
    とともに出現確率の低い情報源単語には長い伝送
    路単語を割当てるように符号化する可変長符号化
    方式において、前記情報源を予め定めたn個(n
    は2以上の整数)のブロツクに分割し、該分割さ
    れたブロツクのうち最初の第1のブロツクの情報
    を予め作成されている固定テーブルを用いて符号
    化すると共に、該第1のブロツクの情報源の輝度
    レベル分布を算出して第1のテーブルを作成して
    該固定テーブルを第1のテーブルに変換した後、
    次にくる第2のブロツクの情報源を前記第1のテ
    ーブルを用いて符号化し、順次第nのブロツクの
    情報源を第(n−1)のテーブルを用いて符号化
    することを特徴とする逐次可変長符号化方式。
JP495781A 1981-01-19 1981-01-19 Sequential variable length coding system Granted JPS57120154A (en)

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JPS57120154A JPS57120154A (en) 1982-07-27
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JPS57120154A (en) 1982-07-27

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