JP4000266B2 - データ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラム - Google Patents
データ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4000266B2 JP4000266B2 JP2002064271A JP2002064271A JP4000266B2 JP 4000266 B2 JP4000266 B2 JP 4000266B2 JP 2002064271 A JP2002064271 A JP 2002064271A JP 2002064271 A JP2002064271 A JP 2002064271A JP 4000266 B2 JP4000266 B2 JP 4000266B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- encoding
- symbol
- data
- determined
- match
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムに関し、具体的にはＬＺ７７、およびＬＺ８８のような辞書ベース方式を元にした圧縮技術を基に、特に画像データを効率良く圧縮するデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スキャナ、プリンタ、デジタルカメラ等の画像を扱う分野では、高解像度化が進み画像１枚あたりにおけるデータ量、いわゆる画素数は膨大なサイズになってきている。その膨大なデータを効率よくネットワーク上で転送したり、ハードディスク、メモリ等の記憶媒体に保存するために、処理速度、圧縮率において効率のよい圧縮方法が求められている。
【０００３】
データを効率よく圧縮する方法として、ユニバーサル符号により圧縮する方法が実用化されている。このユニバーサル符号は、情報保存型のデータ圧縮方法であり、データ圧縮時に情報源の統計的な性質を予め仮定しないため、種々のタイプ（文字コード、オブジェクトコードなど）のデータに適用することが出来る。文書画像では、文字の輪郭等や文字間隔に類似性があり、又、網点画像は網点周期性、網点形状の同一性等が類似している。この類似性の持つ冗長性をユニバーサル符号により削減し、有効な圧縮を行うことが出来る。
【０００４】
ユニバーサル符号の代表的な方法として、ジブ−レンペル(Ziv-Lempel)符号がある。Ziv-Lempel符号では、ユニバーサル型と、増分分解型(Incremental parsing) の２つのアルゴリズムが提案されており、ユニバーサル型アルゴリズムを用いた実用的な方法として、ＬＺＳＳ符号があり、又、増分分解型アルゴリズムを用いた実用的な方法として、ＬＺＷ（Lempel- Ziv- Welch）符号がある。
【０００５】
ＬＺＳＳのベースとなるＬＺ７７のアルゴリズムは、符号化データを過去のデータ系列の任意の位置から一致する最大長の系列に区切り、過去の系列の複製として符号化する方法である。具体的には、符号化済みの入力データを格納する移動窓と、これから符号化するデータを格納する先読みバッファとを備え、先読みバッファのデータ系列と移動窓のデータ系列のすべての部分系列とを照合して、移動窓中で一致する最大長の部分系列を求める。
【０００６】
そして、移動窓中でこの最大長の部分系列を指定するために、「その最大長の部分系列の開始位置」と「一致する長さ」と「不一致をもたらした次のシンボル」との組を符号化する。次に、先読みバッファ内の符号化したデータ系列を移動窓に移して、先読みバッファ内に符号化したデータ系列分の新たなデータ系列を入力する。以下、同様の処理を繰り返していくことで、データを部分系列に分解して符号化を実行していくのである。
【０００７】
一般的に、ＬＺＳＳ符号化は、符号化済の入力データを保存している移動窓数分、入力データ列との最長一致を検出する必要があるため、演算量は多いが高圧縮率が得られるといわれている。
【０００８】
また、ＬＺＷ符号化は、書き換え可能な辞書を設け、入力文字列を相異なる文字列に分け、この文字列を出現した順に番号を付けて辞書に登録すると共に、現在入力している文字列を辞書に登録してある最長一致文字列の辞書番号だけで表して符号化するというものである。このＬＺＷ符号化によれば、圧縮率はＬＺＳＳ符号化より劣るが、シンプルで、計算も容易で、高速処理が出来ることから記憶装置のファイル圧縮、データ伝送などで使われるようになっている。
【０００９】
また、特開平１１−１６８３８９号公報「データ圧縮装置」によれば、移動窓数分の比較器を並列に持つのはハード負荷が大きいため、相関のありそうな、場所（真上、左など）に対する比較器のみに限定することで、処理速度、及びハード規模を考慮した方法が提案されている。
【００１０】
また、特開平９−１８１６１０号公報「パターン圧縮方式及び装置」によれば、ＬＺ法などで有効に圧縮できない長大な繰り返しパターンを少ない演算量で圧縮するというもので、ＬＺ圧縮されたデータから低周波成分を抽出し、間引きし、自己相関を算出し、それに基づきパターンマッチングを行い、繰り返しを検出するという方法が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
移動窓を使った方式であるＬＺＳＳのような過去の符号化済みのデータ中から一致するデータ列を検索する場合、窓サイズが大きいほど一致精度が上がるが、その分比較に要する処理が多くなり、処理速度、ハード規模に負担がかかってしまう。
【００１２】
また、上記特開平１１−１６８３８９号公報の方式では、比較処理は少なくて済むが、一致度の高い場所を保存しておくことにより結局、窓サイズとしてのバッファサイズが大きくなってしまう。また、上記特開平９−１８１６１０号公報の方式では、バッファを超えてしまうような長大な繰り返しパターンを発見するために、この方式は多数の工程を必要とするため、処理速度の点で問題があるといえる。
【００１３】
本発明の方式では、窓サイズを可能な限り少なく設定することにより、比較処理も少なくて済み、処理速度の向上、及びハード規模を抑えるという利点がある。また、比較対象単位（符号化単位）のサイズを大きくすることで、長大なパターンを短いパターンに変換することが可能となり、繰り返しパターンを短い距離で発見することが可能となる。
【００１４】
本発明は、符号化対象データの持つ周期がシンボル列の繰り返しとして発生することを利用し、それをランレングス符号化することで効率よく圧縮する。また、これから符号化するシンボル列の直前の符号化済データを比較対象とすることで、比較範囲を小さくすることが可能となり、処理速度の向上、及びハード規模を小さくすることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第１の目的とする。
【００１５】
また、本発明は、例えばディザ等の周期を発生させる処理が施されたデータが符号化対象データの場合、この周期に基づいた符号化単位にしておくことにより、元画像の周期を得るに当たり効率良く周期を得ることが出来、すなわち比較範囲をより小さくすることが可能となり、処理速度の向上、及びハード規模を小さくことが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第２の目的とする。
【００１６】
また、本発明は、符号化対象データの途中で周期が変わるような場合（例えば画像データの場合、ディザの混在など）にも対応することが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第３の目的とする。
【００１７】
また、本発明は、連続数に下限のしきい値を設けることで、連続数を符号化する際、圧縮率の低下を防ぎ符号化効率を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第４の目的とする。
【００１８】
また、本発明は、連続数に上限のしきい値を設けることで、連続数を符号化する際、符号のビット長を制限することが出来、符号化効率を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第５の目的とする。
【００１９】
また、本発明は、連続する事象が再帰的に発生した場合、これについて異なる符号化を行うことで圧縮効率を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第６の目的とする。
【００２０】
また、本発明は、符号化を進めた結果、目標とする所定の圧縮率に対して差が大きい場合、最適な処理がなされているとはいえない。このような不具合の対策として比較範囲を適応的に変化させることで圧縮率、処理速度の面で最適な圧縮効果を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第７の目的とする。
【００２１】
また、本発明は、符号化を進めた結果、ある所定の範囲における圧縮率が目標とする所定の圧縮率に対して所定値を満たしていない場合、比較範囲を広げることにより、連続するパターンの発生確立を上げ、圧縮効率を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第８の目的とする。
【００２２】
また、本発明は、符号化を進めた結果、ある所定の範囲における圧縮率が目標とする所定の圧縮率に対して所定値を満たしていた場合、その比較範囲は十分であるといえる。このとき更に比較範囲を狭くすることにより、比較処理を高速化することが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第９の目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、シンボル列中、現符号化時点に隣接する、符号化済みのＭ個のシンボル列と、符号化前のＭ個のシンボル列と、が一致するか否かを判断し、一致すると判断した場合に、前記符号化前のＭ個のシンボル列に、さらに、連続するＭ個のシンボル列が前記符号化済みのシンボル列と一致するか否かの判断を繰り返す比較手段と、前記比較手段により一致すると判断された一致回数をカウントするラン判定手段と、前記比較手段により一致すると判断された複数のシンボル列に代えて、前記Ｍの値と前記一致回数を符号化する符号化手段と、を有したデータ符号化装置であって、さらに、所定の処理範囲の圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、前記圧縮率が目標値を達成しているか否かを判断する判断手段と、を有し、前記判断手段により、圧縮率が目標値を達成していると判断されたか否かに応じて、前記比較手段により比較するシンボル数の上限値を変える、ことを特徴とするデータ符号化装置である。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のデータ符号化装置において、前記判断手段によって、圧縮率が目標値を達成していないと判断された場合には、前記比較手段が比較するシンボル数の上限値を上げ、圧縮率が目標値を達成していると判断された場合には、前記比較手段が比較するシンボル数の上限値を下げることを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のデータ符号化装置において、前記シンボル列を符号化対象データから作成するシンボル作成手段を有し、前記符号化対象データの持つ周期に基づいて、１シンボルあたりのビット数を決定することを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のデータ符号化装置において、前記シンボル作成手段は、前記符号化対象データの持つ周期に基づいて、符号化対象データから複数ビットのデータを切り出す切り出し手段と、切り出し手段により切り出されたデータをM oveToFront法により変換して前記シンボルを得る変換手段と、からなることを特徴とする。
【００２６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のデータ符号化装置において、前記シンボル作成手段は、前記符号化データから周期を検出する周期検出手段をさらに有し、前記切り出し手段は、当該検知された周期に基づいて、切り出しビット数を変えることを特徴とする。
【００２７】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載のデータ符号化装置において、前記符号化手段は、前記ラン判定手段によりカウントされた前記一致回数が所定の回数以上である場合には、前記Ｍの値と前記一致回数とを符号化し、前記ラン判定手段によりカウントされた前記一致回数が所定の回数未満である場合には、前記符号化前のシンボル列を符号化することを特徴とする。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項記載のデータ符号化装置において、前記符号化手段は、符号化しようとしている前記Ｍの値と前記一致回数と前記一致しないと判断された最初のシンボルと、直前に符号化した前記Ｍの値と前記一致回数と前記一致しないと判断された最初のシンボルと、において前記一致回数が等しい場合には、前記一致回数を省略した符号化を行うことを特徴とする。
【００３１】
請求項８記載の発明は、シンボル列中、現符号化時点に隣接する、符号化済みのＭ個のシンボル列と、符号化前のＭ個のシンボル列と、が一致するか否かを判断し、一致すると判断した場合に、前記符号化前のＭ個のシンボル列にさらに、連続するＭ個のシンボル列が前記符号化済みのＭ個のシンボル列と一致するか否かの判断を繰り返す比較ステップと、前記比較手段により一致すると判断された一致回数をカウントするラン判定ステップと、前記比較手段により一致すると判断された複数のシンボル列に代えて、前記Ｍの値と前記一致回数とを符号化する符号化ステップと、を有したデータ符号化方法であって、さらに、所定の処理範囲の圧縮率を算出する圧縮率算出ステップと、前記圧縮率が目標値を達成しているか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップにより、圧縮率が目標値を達成していると判断されたか否かに応じて、前記比較ステップにより比較するシンボル数の上限値を変えるステップと、を有することを特徴とするデータ符号化方法である。
【００３２】
請求項９記載の発明は、シンボル列中、現符号化時点に隣接する、符号化済みのＭ個のシンボル列と、符号化前のＭ個のシンボル列と、が一致するか否かを判断し、一致すると判断した場合に、前記符号化前のＭ個のシンボル列に、さらに、連続するＭ個のシンボル列が前記符号化済みのシンボル列と一致するか否かの判断を繰り返す比較処理と、前記比較手段により一致すると判断された一致回数をカウントするラン判定処理と、前記比較手段により一致すると判断された複数のシンボル列に代えて、前記Ｍの値と前記一致回数を符号化する符号化処理と、をコンピュータに実行させるデータ符号化プログラムであって、さらに、所定の処理範囲の圧縮率を算出する圧縮率算出処理と、前記圧縮率が目標値を達成しているか否かを判断する判断処理と、前記判断処理により、圧縮率が目標値を達成していると判断されたか否かに応じて、前記比較処理により比較するシンボル数の上限値を変える処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ符号化プログラムである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
本発明の第１の実施の形態について説明する。まず、基本構成を図１のブロック図に示す。図１の入力データはテキストデータでもバイナリデータでもよいが、ここでは１bit ／画素のディザ処理等の中間調処理された画像データを入力データとした例を示す。まず、入力データを複数ビット切り出し部１０１において、数ビットをかためて１データとして切り出す。次に中間データ作成部１０２においてＭＴＦ（MoveToFront ）等の手法により各データをＮビットのデータに変換して中間データとして出力する。
【００３６】
ここで、中間データに変換する意味は入力データの冗長性を取り除くという理由である。例えば、複数ビット切り出し部１０１において切り出すかたまりが比較的小さい場合、例えば４ビット程度だったとき、切り出されたデータの発生パターンは、たかだか１６通りである。このような場合はよいが、例えば切り出すビット数が２０ビットだった場合は２の２０乗もの種類になってしまう。
【００３７】
こうなると発生パターンが膨大になり、ソフト上の処理速度的にもハード規模においても支障が生じる。しかしながら、ディザ処理が施された画像データにはもともと周期性がある。ディザのもつ周期が２０ビットだったとして、それに基づいて２０ビットを１データ化すると、その分布はかなり偏りのあるものとなるはずである。それを利用して、ＭＴＦ（MoveToFront ）で２０ビットのデータを比較的小さいビット数のＮビットに変換して中間データとして出力する。
【００３８】
ＭＴＦについて、図２を参照して説明する。ここではＭＴＦに入力されるデータは８ビットの文字データであるとする。まず、図２の▲１▼のように入力シンボル”Ａ”があったとき、”Ａ”が格納されている辞書のインデックス番号”２”を出力値とする変換を行う。次に、▲２▼のように入力シンボルの”Ａ”を辞書の先頭に移動して、辞書を更新する。
【００３９】
これによって処理が進むにつれ、よく出現するシンボルが小さいインデックス番号の位置に集まるので、任意の分布形状を持った入力を、０をピークとする分布に変更することが出来る。この辞書の登録数は、任意の数に制限出来る。登録されている以外のシンボルが入力された場合、”ＥＳＣ符号＋生データ”として出力し、そのシンボルを新規に辞書の先頭に登録することで対応出来る。
【００４０】
図１に戻り、ＭＴＦなどの処理が施された中間データは比較器１０３に入力される（以下、この中間データを文字と呼ぶ）。比較器１０３について、図３、図４を参照して説明する。バッファのサイズを１６文字分（ｎ＝16）とし、すでに８文字分が符号化されているものとする（図３ａ）。バッファ中の符号化開始位置（図の点線の位置）から始まる文字（点線の右側）と、バッファ中の符号化済みの文字列の符号化開始位置の直前点線の左側）の８種類の長さの文字列とを比較して最長に一致するものを検索する（ステップＳ１）。
【００４１】
この場合”ａｂｃ”が最長一致と判定されるが（ステップＳ１／ＹＥＳ）、ここでは符号を出力せずに一時、この先頭アドレス、すなわち文字列長を表す”３”を一時記憶しておく。次に、この一致した文字列３文字分が符号化済みのバッファ部分の最後尾にくるように、バッファ中の文字を左にシフトし、符号化開始位置をずらす（図３ｂ）。次の符号化開始位置をみると先ほどと同様に”ａｂｃ”の文字列が最長一致し、再度アドレス”３”が判定される。
【００４２】
ここで、図１に示すラン判定部１０４において、先ほど一時保存されているアドレスと比較し、同値であることが分かる（ステップＳ２／ＹＥＳ）。ここでランを＋１する（ステップＳ３）。ここでもまだ符号を出力しない。次に先の説明と同様に３文字分左にシフトする（ステップＳ５）。今度の符号化開始文字列と符号化済み文字列とは一致する文字列がない（ステップＳ１／ＮＯ）。このように、一致しなかったときにはじめて今までのランと現在の一致しなかった文字を符号として出力する（ステップＳ８）。この時の符号は”ａｂｃ”の開始位置、すなわち文字の長さである”３”と、ランの”２”、そして”ｄ”の符号が出力される（図３ｃ）。以上の比較器１０３による処理の詳細は、図４のフローチャートに示した。
【００４３】
このように圧縮効率を上げるためにランを発生させたい。すなわち文字列が繰り返されるように、元画像の持つ周期を利用し、それに基づいて中間データを作成する。例えば符号化対象データが８bit ／画素のデータで、これに２０×２０のディザマトリクスサイズのディザが施されて１bit ／画素に中間調処理されていたとする。このとき中間調処理後のデータはＸ方向に２０の周期で類似したデータが繰り返されることが予想出来る。この”２０”という周期が既知である場合、図１における複数ビット切り出し部１０１は、入力データを２０ビット単位に切り出して中間データ作成部１０２に渡す。これにより、切り出されたデータに類似性が増すので、比較器１０３において一致精度を向上させることが出来る。
【００４４】
また、上記符号化対象データが持つ周期を自動的に検出する。図５に処理ブロック図を示す。図１に示した処理の先頭に周期検出部５０１が追加される。図６に周期の検出方法の一例を示す。このような自動周期検出部５０１を持てば、その判定範囲によっては１ライン中でも異なる周期を発見することが出来る。例えば、画像処理によってはイメージ部分とグラフィック部分とが異なるディザを施される場合がある。すなわち異なる周期が１ライン中に発生しても対応することが可能となる。
【００４５】
以上のような符号化対象データの周期を利用した切りだしは圧縮効果を上げるものであるが、もちろんこのような処理をしなくても所定の効果は得られるものである。
【００４６】
次に第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態に示した例において、図１のラン判定部１０４で、ランについてのしきい値を設けるというものである。図６に示したように、ランを作成しない場合、”ａｂ”という文字列があったとして、”ａ”が３ビット、”ｂ”が４ビットの符号が割り当てられていたとすると、”ａｂ”で７ビットとなる。
【００４７】
ランの符号が例えば、ＥＳＣ２符号＝５ビット、アドレス＝５ビット、ラン長＝８ビットだとすると１８ビット使用することになる。ランを作成する場合、通常の１文字単位の符号化よりも圧縮効率をあげることが前提となるため、この例では"ab"が２回で１４ビット、３回で２１ビットとなるため、３回以上の場合でないとランを作成する効果が得られないことになる。よってランの最低値となるしきい値(A) が必要となる。
【００４８】
次、ラン長の上限のしきい値（B ）を設ける。すなわち、ラン長を表すビット数を制限するというものである。一般にバイナリデータが圧縮対象のランレングス符号化は、ラン長が長ければ長いほど圧縮効率が上がるが、今回のようなランの符号としてのビット長が固定である場合、ラン長を表す符号のビット長はある程度制限する必要がある。なぜなら実際に短いラン長しか発生しなかった場合に無駄なビットを出力することになるからである。
【００４９】
以上のようなラン長の下限のしきい値は、上記の例ではランの値のみから判断したが、実際発生するビット数は、文字列を構成する各文字のビット長とランの個数によって決定するのでそれらをすべて考慮して圧縮効率が低下しないしきい値を設定することも出来る。
【００５０】
次に、第３の実施の形態について図７を参照して説明する。図７のような符号化対象データがバッファ中にあるとする。このデータを第１の実施の形態に示した処理で符号化すると、”Ａの符号＋ＥＳＣ２符号＋アドレス(1) ＋ラン（3 ）”に続いて、”Ｂの符号＋ＥＳＣ２符号＋アドレス(1) ＋ラン(3) ”、”Ｃの符号＋ＥＳＣ２符号＋アドレス(1) ＋ラン(3) ”と出力されることになる。
【００５１】
しかしながら、この３種類の符号は見て分かるように構成は全く同じであって、文字の種類だけが異なるものである。これを効率良く符号化するために、本実施の形態では”BBB ”の出力は”Ｂの符号＋ＥＳＣ３符号”に置き換える。同様に次の”CCC ”は”Ｃの符号＋ＥＳＣ３符号”とする。このようにランを２段階作成することで、更に圧縮効率を向上させることが出来る。ここでの例は１文字の連続をあげたが、”ABCABCABCDEFDEFDEF”のような３文字がＮ回繰り返される様な場合にも適応できる。
【００５２】
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図１における比較器１０３において、比較処理におけるバッファサイズをある基準を元に適応的に変化させるというものである。図８にフローチャートを示す。ある所定の処理範囲を設定し、その処理範囲が終了したら（ステップＳ２３／ＹＥＳ）そこまでの符号化効率として圧縮率（M ）を算出し（ステップＳ２４）、ある所定の目標圧縮率を達成しているか否かを判定し（ステップＳ２５）、達成していなかった場合に（ステップＳ２５／ＮＯ）、比較範囲（＝窓サイズ）を広げる（ステップＳ２６）。
【００５３】
通常のＬＺ方式等で持つ窓サイズ、特に符号化済みのデータを格納するバッファはかなり大きなサイズを必要とする。これは圧縮効率を上げるためであるが、このサイズによっては処理速度や回路規模に多大な影響を与える。
【００５４】
本発明において第１の実施の形態から説明に使用したバッファサイズはもともと処理速度、及び回路規模を満たすのに十分な程度の極少ないサイズを想定し、局所的な繰り返しを抽出することを目的としている。したがって、実際に窓サイズよりも長い周期の繰り返しが存在していた場合、これを検出できない場合もある。これを回避するために、窓サイズを広げて処理を進める。広げるサイズにも上限を設定することで処理速度の低下を抑えることが出来る。
【００５５】
また、上記目的とは逆に、目標圧縮率が達成されている場合、窓サイズを小さくする。小さくすることで、比較器１０３の処理速度を向上させる効果がある。こちらも同様に処理速度とのバランスで必要以上に小さくする必要はなく、圧縮効率を低下させない程度の制限を設定しておくことも出来る。
【００５６】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【００５７】
なお、本発明はコンピュータにプログラムを実行させることにより実現可能である。当該プログラムは、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体もしくは半導体ＩＣ記録媒体に記録されて提供されるか、またはプログラムサーバからＦＴＰ、ＨＴＴＰ等のプロトコルによりネットワークを介してダウンロードされて提供される。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のような効果が得られる。符号化対象データの持つ周期がデータ列の繰り返しとして発生することを利用し、それをランレングス符号化することで効率よく圧縮することが出来る。また、これから符号化するシンボル列の直前の符号化済データを比較対象とすることで、比較範囲を小さくすることにより、処理速度の向上、及びハード規模を小さくすることが出来る。
【００５９】
また、本発明によれば、例えば、ディザ等の周期を発生させる処理が施されたデータが符号化対象データの場合、この周期に基づいた符号化単位にしておくことにより、元画像の周期を得るに当たり効率良く周期を得ることが出来、すなわち比較範囲をより小さくすることが可能となり、処理速度の向上、及びハード規模を小さくすることが出来る。
【００６０】
また、本発明によれば、符号化対象データの途中で周期が変わるような場合（たとえば画像データの場合、ディザの混在など）にも対応することが出来る。
【００６１】
また、本発明によれば、連続数に下限のしきい値を設けることで、連続数を符号化する際、圧縮率の低下を防ぎ符号化効率を上げることが出来る。
【００６２】
また、本発明によれば、連続数に上限のしきい値を設けることで、連続数を符号化する際、符号のbit 長を制限することが出来、符号化効率を上げることが出来る。
【００６３】
また、本発明によれば、連続する事象が再帰的に発生した場合、これについて、異なる符号化を行うことで圧縮効率を上げることが出来る。
【００６４】
また、本発明によれば、符号化を進めた結果、目標とする所定の圧縮率に対して差が大きい場合、最適な処理がなされているとはいえない。このような不具合の対策として比較範囲を適応的に変えることで、圧縮率、処理速度の面で最適な条件を得ることが出来る。
【００６５】
また、本発明によれば、符号化を進めた結果、ある所定の範囲における圧縮率が目標とする所定の圧縮率に対して所定値を満たしていない場合、比較範囲を広げることにより、連続するパターンの発生確立を上げることが出来、圧縮効率を上げることが出来る。
【００６６】
また、本発明によれば、符号化を進めた結果、ある所定の範囲における圧縮率が目標とする所定の圧縮率に対して所定値を満たしていた場合、その比較範囲は十分であるといえる。このとき更に比較範囲を狭くすることにより比較処理を削減出来るので、比較処理を高速化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】ＭＴＦを説明するための図である。
【図３】比較器１０３を説明するための図である。
【図４】比較器１０３の処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明のバリエーションの構成を示すブロック図である。
【図６】周期を自動検出するための一構成例を示す図である。
【図７】第３の実施の形態を説明するための図である。
【図８】第４の実施の形態を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ 複数ビット切り出し部
１０２ 中間データ作成部
１０３ 比較器
１０４ ラン判定部
５０１ 周期検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムに関し、具体的にはＬＺ７７、およびＬＺ８８のような辞書ベース方式を元にした圧縮技術を基に、特に画像データを効率良く圧縮するデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スキャナ、プリンタ、デジタルカメラ等の画像を扱う分野では、高解像度化が進み画像１枚あたりにおけるデータ量、いわゆる画素数は膨大なサイズになってきている。その膨大なデータを効率よくネットワーク上で転送したり、ハードディスク、メモリ等の記憶媒体に保存するために、処理速度、圧縮率において効率のよい圧縮方法が求められている。
【０００３】
データを効率よく圧縮する方法として、ユニバーサル符号により圧縮する方法が実用化されている。このユニバーサル符号は、情報保存型のデータ圧縮方法であり、データ圧縮時に情報源の統計的な性質を予め仮定しないため、種々のタイプ（文字コード、オブジェクトコードなど）のデータに適用することが出来る。文書画像では、文字の輪郭等や文字間隔に類似性があり、又、網点画像は網点周期性、網点形状の同一性等が類似している。この類似性の持つ冗長性をユニバーサル符号により削減し、有効な圧縮を行うことが出来る。
【０００４】
ユニバーサル符号の代表的な方法として、ジブ−レンペル(Ziv-Lempel)符号がある。Ziv-Lempel符号では、ユニバーサル型と、増分分解型(Incremental parsing) の２つのアルゴリズムが提案されており、ユニバーサル型アルゴリズムを用いた実用的な方法として、ＬＺＳＳ符号があり、又、増分分解型アルゴリズムを用いた実用的な方法として、ＬＺＷ（Lempel- Ziv- Welch）符号がある。
【０００５】
ＬＺＳＳのベースとなるＬＺ７７のアルゴリズムは、符号化データを過去のデータ系列の任意の位置から一致する最大長の系列に区切り、過去の系列の複製として符号化する方法である。具体的には、符号化済みの入力データを格納する移動窓と、これから符号化するデータを格納する先読みバッファとを備え、先読みバッファのデータ系列と移動窓のデータ系列のすべての部分系列とを照合して、移動窓中で一致する最大長の部分系列を求める。
【０００６】
そして、移動窓中でこの最大長の部分系列を指定するために、「その最大長の部分系列の開始位置」と「一致する長さ」と「不一致をもたらした次のシンボル」との組を符号化する。次に、先読みバッファ内の符号化したデータ系列を移動窓に移して、先読みバッファ内に符号化したデータ系列分の新たなデータ系列を入力する。以下、同様の処理を繰り返していくことで、データを部分系列に分解して符号化を実行していくのである。
【０００７】
一般的に、ＬＺＳＳ符号化は、符号化済の入力データを保存している移動窓数分、入力データ列との最長一致を検出する必要があるため、演算量は多いが高圧縮率が得られるといわれている。
【０００８】
また、ＬＺＷ符号化は、書き換え可能な辞書を設け、入力文字列を相異なる文字列に分け、この文字列を出現した順に番号を付けて辞書に登録すると共に、現在入力している文字列を辞書に登録してある最長一致文字列の辞書番号だけで表して符号化するというものである。このＬＺＷ符号化によれば、圧縮率はＬＺＳＳ符号化より劣るが、シンプルで、計算も容易で、高速処理が出来ることから記憶装置のファイル圧縮、データ伝送などで使われるようになっている。
【０００９】
また、特開平１１−１６８３８９号公報「データ圧縮装置」によれば、移動窓数分の比較器を並列に持つのはハード負荷が大きいため、相関のありそうな、場所（真上、左など）に対する比較器のみに限定することで、処理速度、及びハード規模を考慮した方法が提案されている。
【００１０】
また、特開平９−１８１６１０号公報「パターン圧縮方式及び装置」によれば、ＬＺ法などで有効に圧縮できない長大な繰り返しパターンを少ない演算量で圧縮するというもので、ＬＺ圧縮されたデータから低周波成分を抽出し、間引きし、自己相関を算出し、それに基づきパターンマッチングを行い、繰り返しを検出するという方法が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
移動窓を使った方式であるＬＺＳＳのような過去の符号化済みのデータ中から一致するデータ列を検索する場合、窓サイズが大きいほど一致精度が上がるが、その分比較に要する処理が多くなり、処理速度、ハード規模に負担がかかってしまう。
【００１２】
また、上記特開平１１−１６８３８９号公報の方式では、比較処理は少なくて済むが、一致度の高い場所を保存しておくことにより結局、窓サイズとしてのバッファサイズが大きくなってしまう。また、上記特開平９−１８１６１０号公報の方式では、バッファを超えてしまうような長大な繰り返しパターンを発見するために、この方式は多数の工程を必要とするため、処理速度の点で問題があるといえる。
【００１３】
本発明の方式では、窓サイズを可能な限り少なく設定することにより、比較処理も少なくて済み、処理速度の向上、及びハード規模を抑えるという利点がある。また、比較対象単位（符号化単位）のサイズを大きくすることで、長大なパターンを短いパターンに変換することが可能となり、繰り返しパターンを短い距離で発見することが可能となる。
【００１４】
本発明は、符号化対象データの持つ周期がシンボル列の繰り返しとして発生することを利用し、それをランレングス符号化することで効率よく圧縮する。また、これから符号化するシンボル列の直前の符号化済データを比較対象とすることで、比較範囲を小さくすることが可能となり、処理速度の向上、及びハード規模を小さくすることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第１の目的とする。
【００１５】
また、本発明は、例えばディザ等の周期を発生させる処理が施されたデータが符号化対象データの場合、この周期に基づいた符号化単位にしておくことにより、元画像の周期を得るに当たり効率良く周期を得ることが出来、すなわち比較範囲をより小さくすることが可能となり、処理速度の向上、及びハード規模を小さくことが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第２の目的とする。
【００１６】
また、本発明は、符号化対象データの途中で周期が変わるような場合（例えば画像データの場合、ディザの混在など）にも対応することが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第３の目的とする。
【００１７】
また、本発明は、連続数に下限のしきい値を設けることで、連続数を符号化する際、圧縮率の低下を防ぎ符号化効率を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第４の目的とする。
【００１８】
また、本発明は、連続数に上限のしきい値を設けることで、連続数を符号化する際、符号のビット長を制限することが出来、符号化効率を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第５の目的とする。
【００１９】
また、本発明は、連続する事象が再帰的に発生した場合、これについて異なる符号化を行うことで圧縮効率を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第６の目的とする。
【００２０】
また、本発明は、符号化を進めた結果、目標とする所定の圧縮率に対して差が大きい場合、最適な処理がなされているとはいえない。このような不具合の対策として比較範囲を適応的に変化させることで圧縮率、処理速度の面で最適な圧縮効果を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第７の目的とする。
【００２１】
また、本発明は、符号化を進めた結果、ある所定の範囲における圧縮率が目標とする所定の圧縮率に対して所定値を満たしていない場合、比較範囲を広げることにより、連続するパターンの発生確立を上げ、圧縮効率を上げることが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第８の目的とする。
【００２２】
また、本発明は、符号化を進めた結果、ある所定の範囲における圧縮率が目標とする所定の圧縮率に対して所定値を満たしていた場合、その比較範囲は十分であるといえる。このとき更に比較範囲を狭くすることにより、比較処理を高速化することが可能となるデータ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラムを提供することを第９の目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、シンボル列中、現符号化時点に隣接する、符号化済みのＭ個のシンボル列と、符号化前のＭ個のシンボル列と、が一致するか否かを判断し、一致すると判断した場合に、前記符号化前のＭ個のシンボル列に、さらに、連続するＭ個のシンボル列が前記符号化済みのシンボル列と一致するか否かの判断を繰り返す比較手段と、前記比較手段により一致すると判断された一致回数をカウントするラン判定手段と、前記比較手段により一致すると判断された複数のシンボル列に代えて、前記Ｍの値と前記一致回数を符号化する符号化手段と、を有したデータ符号化装置であって、さらに、所定の処理範囲の圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、前記圧縮率が目標値を達成しているか否かを判断する判断手段と、を有し、前記判断手段により、圧縮率が目標値を達成していると判断されたか否かに応じて、前記比較手段により比較するシンボル数の上限値を変える、ことを特徴とするデータ符号化装置である。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のデータ符号化装置において、前記判断手段によって、圧縮率が目標値を達成していないと判断された場合には、前記比較手段が比較するシンボル数の上限値を上げ、圧縮率が目標値を達成していると判断された場合には、前記比較手段が比較するシンボル数の上限値を下げることを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のデータ符号化装置において、前記シンボル列を符号化対象データから作成するシンボル作成手段を有し、前記符号化対象データの持つ周期に基づいて、１シンボルあたりのビット数を決定することを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のデータ符号化装置において、前記シンボル作成手段は、前記符号化対象データの持つ周期に基づいて、符号化対象データから複数ビットのデータを切り出す切り出し手段と、切り出し手段により切り出されたデータをM oveToFront法により変換して前記シンボルを得る変換手段と、からなることを特徴とする。
【００２６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のデータ符号化装置において、前記シンボル作成手段は、前記符号化データから周期を検出する周期検出手段をさらに有し、前記切り出し手段は、当該検知された周期に基づいて、切り出しビット数を変えることを特徴とする。
【００２７】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載のデータ符号化装置において、前記符号化手段は、前記ラン判定手段によりカウントされた前記一致回数が所定の回数以上である場合には、前記Ｍの値と前記一致回数とを符号化し、前記ラン判定手段によりカウントされた前記一致回数が所定の回数未満である場合には、前記符号化前のシンボル列を符号化することを特徴とする。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項記載のデータ符号化装置において、前記符号化手段は、符号化しようとしている前記Ｍの値と前記一致回数と前記一致しないと判断された最初のシンボルと、直前に符号化した前記Ｍの値と前記一致回数と前記一致しないと判断された最初のシンボルと、において前記一致回数が等しい場合には、前記一致回数を省略した符号化を行うことを特徴とする。
【００３１】
請求項８記載の発明は、シンボル列中、現符号化時点に隣接する、符号化済みのＭ個のシンボル列と、符号化前のＭ個のシンボル列と、が一致するか否かを判断し、一致すると判断した場合に、前記符号化前のＭ個のシンボル列にさらに、連続するＭ個のシンボル列が前記符号化済みのＭ個のシンボル列と一致するか否かの判断を繰り返す比較ステップと、前記比較手段により一致すると判断された一致回数をカウントするラン判定ステップと、前記比較手段により一致すると判断された複数のシンボル列に代えて、前記Ｍの値と前記一致回数とを符号化する符号化ステップと、を有したデータ符号化方法であって、さらに、所定の処理範囲の圧縮率を算出する圧縮率算出ステップと、前記圧縮率が目標値を達成しているか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップにより、圧縮率が目標値を達成していると判断されたか否かに応じて、前記比較ステップにより比較するシンボル数の上限値を変えるステップと、を有することを特徴とするデータ符号化方法である。
【００３２】
請求項９記載の発明は、シンボル列中、現符号化時点に隣接する、符号化済みのＭ個のシンボル列と、符号化前のＭ個のシンボル列と、が一致するか否かを判断し、一致すると判断した場合に、前記符号化前のＭ個のシンボル列に、さらに、連続するＭ個のシンボル列が前記符号化済みのシンボル列と一致するか否かの判断を繰り返す比較処理と、前記比較手段により一致すると判断された一致回数をカウントするラン判定処理と、前記比較手段により一致すると判断された複数のシンボル列に代えて、前記Ｍの値と前記一致回数を符号化する符号化処理と、をコンピュータに実行させるデータ符号化プログラムであって、さらに、所定の処理範囲の圧縮率を算出する圧縮率算出処理と、前記圧縮率が目標値を達成しているか否かを判断する判断処理と、前記判断処理により、圧縮率が目標値を達成していると判断されたか否かに応じて、前記比較処理により比較するシンボル数の上限値を変える処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ符号化プログラムである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
本発明の第１の実施の形態について説明する。まず、基本構成を図１のブロック図に示す。図１の入力データはテキストデータでもバイナリデータでもよいが、ここでは１bit ／画素のディザ処理等の中間調処理された画像データを入力データとした例を示す。まず、入力データを複数ビット切り出し部１０１において、数ビットをかためて１データとして切り出す。次に中間データ作成部１０２においてＭＴＦ（MoveToFront ）等の手法により各データをＮビットのデータに変換して中間データとして出力する。
【００３６】
ここで、中間データに変換する意味は入力データの冗長性を取り除くという理由である。例えば、複数ビット切り出し部１０１において切り出すかたまりが比較的小さい場合、例えば４ビット程度だったとき、切り出されたデータの発生パターンは、たかだか１６通りである。このような場合はよいが、例えば切り出すビット数が２０ビットだった場合は２の２０乗もの種類になってしまう。
【００３７】
こうなると発生パターンが膨大になり、ソフト上の処理速度的にもハード規模においても支障が生じる。しかしながら、ディザ処理が施された画像データにはもともと周期性がある。ディザのもつ周期が２０ビットだったとして、それに基づいて２０ビットを１データ化すると、その分布はかなり偏りのあるものとなるはずである。それを利用して、ＭＴＦ（MoveToFront ）で２０ビットのデータを比較的小さいビット数のＮビットに変換して中間データとして出力する。
【００３８】
ＭＴＦについて、図２を参照して説明する。ここではＭＴＦに入力されるデータは８ビットの文字データであるとする。まず、図２の▲１▼のように入力シンボル”Ａ”があったとき、”Ａ”が格納されている辞書のインデックス番号”２”を出力値とする変換を行う。次に、▲２▼のように入力シンボルの”Ａ”を辞書の先頭に移動して、辞書を更新する。
【００３９】
これによって処理が進むにつれ、よく出現するシンボルが小さいインデックス番号の位置に集まるので、任意の分布形状を持った入力を、０をピークとする分布に変更することが出来る。この辞書の登録数は、任意の数に制限出来る。登録されている以外のシンボルが入力された場合、”ＥＳＣ符号＋生データ”として出力し、そのシンボルを新規に辞書の先頭に登録することで対応出来る。
【００４０】
図１に戻り、ＭＴＦなどの処理が施された中間データは比較器１０３に入力される（以下、この中間データを文字と呼ぶ）。比較器１０３について、図３、図４を参照して説明する。バッファのサイズを１６文字分（ｎ＝16）とし、すでに８文字分が符号化されているものとする（図３ａ）。バッファ中の符号化開始位置（図の点線の位置）から始まる文字（点線の右側）と、バッファ中の符号化済みの文字列の符号化開始位置の直前点線の左側）の８種類の長さの文字列とを比較して最長に一致するものを検索する（ステップＳ１）。
【００４１】
この場合”ａｂｃ”が最長一致と判定されるが（ステップＳ１／ＹＥＳ）、ここでは符号を出力せずに一時、この先頭アドレス、すなわち文字列長を表す”３”を一時記憶しておく。次に、この一致した文字列３文字分が符号化済みのバッファ部分の最後尾にくるように、バッファ中の文字を左にシフトし、符号化開始位置をずらす（図３ｂ）。次の符号化開始位置をみると先ほどと同様に”ａｂｃ”の文字列が最長一致し、再度アドレス”３”が判定される。
【００４２】
ここで、図１に示すラン判定部１０４において、先ほど一時保存されているアドレスと比較し、同値であることが分かる（ステップＳ２／ＹＥＳ）。ここでランを＋１する（ステップＳ３）。ここでもまだ符号を出力しない。次に先の説明と同様に３文字分左にシフトする（ステップＳ５）。今度の符号化開始文字列と符号化済み文字列とは一致する文字列がない（ステップＳ１／ＮＯ）。このように、一致しなかったときにはじめて今までのランと現在の一致しなかった文字を符号として出力する（ステップＳ８）。この時の符号は”ａｂｃ”の開始位置、すなわち文字の長さである”３”と、ランの”２”、そして”ｄ”の符号が出力される（図３ｃ）。以上の比較器１０３による処理の詳細は、図４のフローチャートに示した。
【００４３】
このように圧縮効率を上げるためにランを発生させたい。すなわち文字列が繰り返されるように、元画像の持つ周期を利用し、それに基づいて中間データを作成する。例えば符号化対象データが８bit ／画素のデータで、これに２０×２０のディザマトリクスサイズのディザが施されて１bit ／画素に中間調処理されていたとする。このとき中間調処理後のデータはＸ方向に２０の周期で類似したデータが繰り返されることが予想出来る。この”２０”という周期が既知である場合、図１における複数ビット切り出し部１０１は、入力データを２０ビット単位に切り出して中間データ作成部１０２に渡す。これにより、切り出されたデータに類似性が増すので、比較器１０３において一致精度を向上させることが出来る。
【００４４】
また、上記符号化対象データが持つ周期を自動的に検出する。図５に処理ブロック図を示す。図１に示した処理の先頭に周期検出部５０１が追加される。図６に周期の検出方法の一例を示す。このような自動周期検出部５０１を持てば、その判定範囲によっては１ライン中でも異なる周期を発見することが出来る。例えば、画像処理によってはイメージ部分とグラフィック部分とが異なるディザを施される場合がある。すなわち異なる周期が１ライン中に発生しても対応することが可能となる。
【００４５】
以上のような符号化対象データの周期を利用した切りだしは圧縮効果を上げるものであるが、もちろんこのような処理をしなくても所定の効果は得られるものである。
【００４６】
次に第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態に示した例において、図１のラン判定部１０４で、ランについてのしきい値を設けるというものである。図６に示したように、ランを作成しない場合、”ａｂ”という文字列があったとして、”ａ”が３ビット、”ｂ”が４ビットの符号が割り当てられていたとすると、”ａｂ”で７ビットとなる。
【００４７】
ランの符号が例えば、ＥＳＣ２符号＝５ビット、アドレス＝５ビット、ラン長＝８ビットだとすると１８ビット使用することになる。ランを作成する場合、通常の１文字単位の符号化よりも圧縮効率をあげることが前提となるため、この例では"ab"が２回で１４ビット、３回で２１ビットとなるため、３回以上の場合でないとランを作成する効果が得られないことになる。よってランの最低値となるしきい値(A) が必要となる。
【００４８】
次、ラン長の上限のしきい値（B ）を設ける。すなわち、ラン長を表すビット数を制限するというものである。一般にバイナリデータが圧縮対象のランレングス符号化は、ラン長が長ければ長いほど圧縮効率が上がるが、今回のようなランの符号としてのビット長が固定である場合、ラン長を表す符号のビット長はある程度制限する必要がある。なぜなら実際に短いラン長しか発生しなかった場合に無駄なビットを出力することになるからである。
【００４９】
以上のようなラン長の下限のしきい値は、上記の例ではランの値のみから判断したが、実際発生するビット数は、文字列を構成する各文字のビット長とランの個数によって決定するのでそれらをすべて考慮して圧縮効率が低下しないしきい値を設定することも出来る。
【００５０】
次に、第３の実施の形態について図７を参照して説明する。図７のような符号化対象データがバッファ中にあるとする。このデータを第１の実施の形態に示した処理で符号化すると、”Ａの符号＋ＥＳＣ２符号＋アドレス(1) ＋ラン（3 ）”に続いて、”Ｂの符号＋ＥＳＣ２符号＋アドレス(1) ＋ラン(3) ”、”Ｃの符号＋ＥＳＣ２符号＋アドレス(1) ＋ラン(3) ”と出力されることになる。
【００５１】
しかしながら、この３種類の符号は見て分かるように構成は全く同じであって、文字の種類だけが異なるものである。これを効率良く符号化するために、本実施の形態では”BBB ”の出力は”Ｂの符号＋ＥＳＣ３符号”に置き換える。同様に次の”CCC ”は”Ｃの符号＋ＥＳＣ３符号”とする。このようにランを２段階作成することで、更に圧縮効率を向上させることが出来る。ここでの例は１文字の連続をあげたが、”ABCABCABCDEFDEFDEF”のような３文字がＮ回繰り返される様な場合にも適応できる。
【００５２】
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図１における比較器１０３において、比較処理におけるバッファサイズをある基準を元に適応的に変化させるというものである。図８にフローチャートを示す。ある所定の処理範囲を設定し、その処理範囲が終了したら（ステップＳ２３／ＹＥＳ）そこまでの符号化効率として圧縮率（M ）を算出し（ステップＳ２４）、ある所定の目標圧縮率を達成しているか否かを判定し（ステップＳ２５）、達成していなかった場合に（ステップＳ２５／ＮＯ）、比較範囲（＝窓サイズ）を広げる（ステップＳ２６）。
【００５３】
通常のＬＺ方式等で持つ窓サイズ、特に符号化済みのデータを格納するバッファはかなり大きなサイズを必要とする。これは圧縮効率を上げるためであるが、このサイズによっては処理速度や回路規模に多大な影響を与える。
【００５４】
本発明において第１の実施の形態から説明に使用したバッファサイズはもともと処理速度、及び回路規模を満たすのに十分な程度の極少ないサイズを想定し、局所的な繰り返しを抽出することを目的としている。したがって、実際に窓サイズよりも長い周期の繰り返しが存在していた場合、これを検出できない場合もある。これを回避するために、窓サイズを広げて処理を進める。広げるサイズにも上限を設定することで処理速度の低下を抑えることが出来る。
【００５５】
また、上記目的とは逆に、目標圧縮率が達成されている場合、窓サイズを小さくする。小さくすることで、比較器１０３の処理速度を向上させる効果がある。こちらも同様に処理速度とのバランスで必要以上に小さくする必要はなく、圧縮効率を低下させない程度の制限を設定しておくことも出来る。
【００５６】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【００５７】
なお、本発明はコンピュータにプログラムを実行させることにより実現可能である。当該プログラムは、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体もしくは半導体ＩＣ記録媒体に記録されて提供されるか、またはプログラムサーバからＦＴＰ、ＨＴＴＰ等のプロトコルによりネットワークを介してダウンロードされて提供される。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のような効果が得られる。符号化対象データの持つ周期がデータ列の繰り返しとして発生することを利用し、それをランレングス符号化することで効率よく圧縮することが出来る。また、これから符号化するシンボル列の直前の符号化済データを比較対象とすることで、比較範囲を小さくすることにより、処理速度の向上、及びハード規模を小さくすることが出来る。
【００５９】
また、本発明によれば、例えば、ディザ等の周期を発生させる処理が施されたデータが符号化対象データの場合、この周期に基づいた符号化単位にしておくことにより、元画像の周期を得るに当たり効率良く周期を得ることが出来、すなわち比較範囲をより小さくすることが可能となり、処理速度の向上、及びハード規模を小さくすることが出来る。
【００６０】
また、本発明によれば、符号化対象データの途中で周期が変わるような場合（たとえば画像データの場合、ディザの混在など）にも対応することが出来る。
【００６１】
また、本発明によれば、連続数に下限のしきい値を設けることで、連続数を符号化する際、圧縮率の低下を防ぎ符号化効率を上げることが出来る。
【００６２】
また、本発明によれば、連続数に上限のしきい値を設けることで、連続数を符号化する際、符号のbit 長を制限することが出来、符号化効率を上げることが出来る。
【００６３】
また、本発明によれば、連続する事象が再帰的に発生した場合、これについて、異なる符号化を行うことで圧縮効率を上げることが出来る。
【００６４】
また、本発明によれば、符号化を進めた結果、目標とする所定の圧縮率に対して差が大きい場合、最適な処理がなされているとはいえない。このような不具合の対策として比較範囲を適応的に変えることで、圧縮率、処理速度の面で最適な条件を得ることが出来る。
【００６５】
また、本発明によれば、符号化を進めた結果、ある所定の範囲における圧縮率が目標とする所定の圧縮率に対して所定値を満たしていない場合、比較範囲を広げることにより、連続するパターンの発生確立を上げることが出来、圧縮効率を上げることが出来る。
【００６６】
また、本発明によれば、符号化を進めた結果、ある所定の範囲における圧縮率が目標とする所定の圧縮率に対して所定値を満たしていた場合、その比較範囲は十分であるといえる。このとき更に比較範囲を狭くすることにより比較処理を削減出来るので、比較処理を高速化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】ＭＴＦを説明するための図である。
【図３】比較器１０３を説明するための図である。
【図４】比較器１０３の処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明のバリエーションの構成を示すブロック図である。
【図６】周期を自動検出するための一構成例を示す図である。
【図７】第３の実施の形態を説明するための図である。
【図８】第４の実施の形態を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ 複数ビット切り出し部
１０２ 中間データ作成部
１０３ 比較器
１０４ ラン判定部
５０１ 周期検出部
Claims (9)
- シンボル列中、現符号化時点に隣接する、符号化済みのＭ個のシンボル列と、符号化前のＭ個のシンボル列と、が一致するか否かを判断し、
一致すると判断した場合に、前記符号化前のＭ個のシンボル列に、さらに、連続するＭ個のシンボル列が前記符号化済みのシンボル列と一致するか否かの判断を繰り返す比較手段と、前記比較手段により一致すると判断された一致回数をカウントするラン判定手段と、前記比較手段により一致すると判断された複数のシンボル列に代えて、前記Ｍの値と前記一致回数を符号化する符号化手段と、を有したデータ符号化装置であって、
さらに、所定の処理範囲の圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、
前記圧縮率が目標値を達成しているか否かを判断する判断手段と、を有し、
前記判断手段により、圧縮率が目標値を達成していると判断されたか否かに応じて、前記比較手段により比較するシンボル数の上限値を変える、ことを特徴とするデータ符号化装置。 - 前記判断手段によって、
圧縮率が目標値を達成していないと判断された場合には、前記比較手段が比較するシンボル数の上限値を上げ、
圧縮率が目標値を達成していると判断された場合には、前記比較手段が比較するシンボル数の上限値を下げることを特徴とする請求項１記載のデータ符号化装置。 - 前記シンボル列を符号化対象データから作成するシンボル作成手段を有し、
前記符号化対象データの持つ周期に基づいて、１シンボルあたりのビット数を決定することを特徴とする請求項１又は２記載のデータ符号化装置。 - 前記シンボル作成手段は、
前記符号化対象データの持つ周期に基づいて、符号化対象データから複数ビットのデータを切り出す切り出し手段と、
切り出し手段により切り出されたデータをMoveToFront法により変換して前記シンボルを得る変換手段と、からなることを特徴とする請求項３記載のデータ符号化装置。 - 前記シンボル作成手段は、
前記符号化データから周期を検出する周期検出手段をさらに有し、
前記切り出し手段は、当該検知された周期に基づいて、切り出しビット数を変えることを特徴とする請求項４記載のデータ符号化装置。 - 前記符号化手段は、
前記ラン判定手段によりカウントされた前記一致回数が所定の回数以上である場合には、前記Ｍの値と前記一致回数とを符号化し、
前記ラン判定手段によりカウントされた前記一致回数が所定の回数未満である場合には、前記符号化前のシンボル列を符号化することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のデータ符号化装置。 - 前記符号化手段は、
符号化しようとしている前記Ｍの値と前記一致回数と前記一致しないと判断された最初のシンボルと、直前に符号化した前記Ｍの値と前記一致回数と前記一致しないと判断された最初のシンボルと、において前記一致回数が等しい場合には、前記一致回数を省略した符号化を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のデータ符号化装置。 - シンボル列中、現符号化時点に隣接する、符号化済みのＭ個のシンボル列と、符号化前のＭ個のシンボル列と、が一致するか否かを判断し、
一致すると判断した場合に、前記符号化前のＭ個のシンボル列にさらに、連続するＭ個のシンボル列が前記符号化済みのＭ個のシンボル列と一致するか否かの判断を繰り返す比較ステップと、前記比較手段により一致すると判断された一致回数をカウントするラン判定ステップと、前記比較手段により一致すると判断された複数のシンボル列に代えて、前記Ｍの値と前記一致回数とを符号化する符号化ステップと、を有したデータ符号化方法であって、
さらに、所定の処理範囲の圧縮率を算出する圧縮率算出ステップと、
前記圧縮率が目標値を達成しているか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップにより、圧縮率が目標値を達成していると判断されたか否かに応じて、前記比較ステップにより比較するシンボル数の上限値を変えるステップと、を有することを特徴とするデータ符号化方法。 - シンボル列中、現符号化時点に隣接する、符号化済みのＭ個のシンボル列と、符号化前のＭ個のシンボル列と、が一致するか否かを判断し、
一致すると判断した場合に、前記符号化前のＭ個のシンボル列に、さらに、連続するＭ個のシンボル列が前記符号化済みのシンボル列と一致するか否かの判断を繰り返す比較処理と、前記比較手段により一致すると判断された一致回数をカウントするラン判定処理と、前記比較手段により一致すると判断された複数のシンボル列に代えて、前記Ｍの値と前記一致回数を符号化する符号化処理と、をコンピュータに実行させるデータ符号化プログラムであって、
さらに、所定の処理範囲の圧縮率を算出する圧縮率算出処理と、
前記圧縮率が目標値を達成しているか否かを判断する判断処理と、
前記判断処理により、圧縮率が目標値を達成していると判断されたか否かに応じて、前記比較処理により比較するシンボル数の上限値を変える処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ符号化プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002064271A JP4000266B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | データ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002064271A JP4000266B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | データ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラム |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003264703A JP2003264703A (ja) | 2003-09-19 |
| JP2003264703A5 JP2003264703A5 (ja) | 2005-09-02 |
| JP4000266B2 true JP4000266B2 (ja) | 2007-10-31 |
Family
ID=29197144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002064271A Expired - Fee Related JP4000266B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | データ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4000266B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8134483B2 (en) | 2009-09-15 | 2012-03-13 | Ricoh Company, Ltd. | Data processing apparatus and method |
| US8406538B2 (en) | 2010-05-14 | 2013-03-26 | Ricoh Company, Limited | Image processing apparatus and image processing method |
| US8699805B2 (en) | 2010-05-07 | 2014-04-15 | Ricoh Company, Limited | Image processing apparatus and image processing method |
| JP2014103466A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-05 | Ricoh Co Ltd | データ処理装置、データ処理方法 |
| US8817346B2 (en) | 2010-03-18 | 2014-08-26 | Ricoh Company, Limited | Image processing apparatus, image processing method, and image forming apparatus for reading code data rotated at 180 degrees |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5216245B2 (ja) * | 2007-06-01 | 2013-06-19 | 株式会社日立製作所 | 記憶システム、記憶制御装置及びデータ圧縮方法 |
| JP4801778B2 (ja) | 2007-10-18 | 2011-10-26 | 富士通株式会社 | 映像圧縮符号化装置、映像復元装置、映像圧縮プログラム、及び、映像復元プログラム |
| SG11201601228SA (en) | 2013-08-30 | 2016-03-30 | Fujitsu Ltd | Data compression apparatus, method, and program |
| JP6614735B1 (ja) * | 2019-05-07 | 2019-12-04 | 国立大学法人 筑波大学 | データの圧縮及び解凍方法、データ圧縮方法、データ圧縮装置、データ圧縮プログラム、データ解凍方法、データ解凍装置、データ解凍プログラム |
-
2002
- 2002-03-08 JP JP2002064271A patent/JP4000266B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8134483B2 (en) | 2009-09-15 | 2012-03-13 | Ricoh Company, Ltd. | Data processing apparatus and method |
| US8817346B2 (en) | 2010-03-18 | 2014-08-26 | Ricoh Company, Limited | Image processing apparatus, image processing method, and image forming apparatus for reading code data rotated at 180 degrees |
| US8699805B2 (en) | 2010-05-07 | 2014-04-15 | Ricoh Company, Limited | Image processing apparatus and image processing method |
| US8406538B2 (en) | 2010-05-14 | 2013-03-26 | Ricoh Company, Limited | Image processing apparatus and image processing method |
| JP2014103466A (ja) * | 2012-11-16 | 2014-06-05 | Ricoh Co Ltd | データ処理装置、データ処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003264703A (ja) | 2003-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108768403B (zh) | 基于lzw的无损数据压缩、解压方法及lzw编码器、解码器 | |
| US7365658B2 (en) | Method and apparatus for lossless run-length data encoding | |
| KR100894002B1 (ko) | 선택적 압축과 복원 및 압축 데이터에 대한 데이터 포맷을위한 장치 및 방법 | |
| US6650261B2 (en) | Sliding window compression method utilizing defined match locations | |
| KR101049699B1 (ko) | 데이터의 압축방법 | |
| US20010051941A1 (en) | Searching method of block sorting lossless compressed data, and encoding method suitable for searching data in block sorting lossless compressed data | |
| JP2000315954A (ja) | 入力データストリームの圧縮方法とその装置 | |
| JP4000266B2 (ja) | データ符号化装置、データ符号化方法、及びそのプログラム | |
| Rahman et al. | A novel lossless coding technique for image compression | |
| KR100906041B1 (ko) | 폰트 압축 및 검색 방법 및 장치 | |
| CN110021368B (zh) | 比对型基因测序数据压缩方法、***及计算机可读介质 | |
| JP3839604B2 (ja) | データ処理方法 | |
| JP3266419B2 (ja) | データ圧縮・伸長方式 | |
| KR100462789B1 (ko) | 이진 산술 부호화를 이용한 다중 부호 데이터 압축 방법및 장치 | |
| JP3199292B2 (ja) | ハフマン符号の符号化でのランレングス抽出方法、ハフマン符号変換方法およびｍｈ符号化処理方法 | |
| JPH0723238A (ja) | 画像データ圧縮及び復元装置 | |
| JP2005269184A (ja) | データ圧縮方法及びプログラムならびにデータ復元方法及び装置 | |
| Rahman et al. | Text compression based on an alternative approach of run-length coding using Burrows-Wheeler transform and arithmetic coding | |
| Pannirselvam et al. | A Comparative Analysis on Different Techniques in Text Compression | |
| JPH0644038A (ja) | データ圧縮方法、データ復元方法、データ圧縮／復元方法 | |
| JP2002354269A (ja) | 画像符号化装置、画像符号化方法、プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体 | |
| JPH0884260A (ja) | ２次元画像データの圧縮方式および伸長方式 | |
| JP3100206B2 (ja) | データ圧縮方法 | |
| JP3034016B2 (ja) | データ圧縮及び復元方法 | |
| Yokoo | Universal lossless data embedding without explicit compression |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050307 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050307 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050307 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061106 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070807 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070813 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120817 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130817 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |