JPH0486126A - Multi-stage compression system for data - Google Patents
Multi-stage compression system for dataInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［概要］
画像を含めたファイルデータの多段階圧縮方式圧縮率を
向上することができると共に処理時間を抑えることが可
能な多段階圧縮方式を提供することを目的とし。[Detailed Description of the Invention] [Summary] An object of the present invention is to provide a multi-stage compression method that can improve the compression rate of file data including images and reduce processing time.
各圧縮段階の圧縮処理部は、入力データ保持手段に保持
するデータに対してその段階が備える圧縮方式により圧
縮する圧縮手段と１圧縮結果を保持する圧縮結果保持手
段とを備えると共に、入力データ保持手段に保持するデ
ータと圧縮結果保持手段に保持するデータにより圧縮率
を評価する判定手段を備え１判定手段の圧縮率の評価結
果により１次段の圧縮段階へ出力するデータとして前記
人力データ保持手段か前記圧縮結果保持手段の何れかを
選択し、各圧縮段階から次段へ出力される圧縮データに
対し選択した圧縮方式を表示するデータを付加するよう
構成する。The compression processing section of each compression stage includes a compression means for compressing data held in the input data holding means using a compression method provided in that stage, and a compression result holding means for holding one compression result, and also includes a compression result holding means for holding one compression result. The human-powered data holding means includes a judgment means for evaluating a compression ratio based on the data held in the means and the data held in the compression result holding means, and the human data holding means is provided as data to be output to the first compression stage based on the evaluation result of the compression ratio of the first judgment means. or the compression result holding means, and data indicating the selected compression method is added to the compressed data output from each compression stage to the next stage.
［産業上の利用分野］
本発明は画像を含めたファイルデータの多段階圧縮方式
に関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to a multi-stage compression method for file data including images.
近年、大容量メモリの普及と計算機の能力向上に伴い２
画像データ等の大容量のデータを取り扱うことが多くな
ってきた。それに伴い、データの移動、保持等の管理の
面から膨大なデータをできる限り小容量の記憶媒体に保
存したり、伝送することができるように高い圧縮率を実
現できる方式が要求されてきた。In recent years, with the spread of large-capacity memory and improvements in computer performance, 2
Large volumes of data such as image data are increasingly being handled. Along with this, there has been a demand for a system that can realize a high compression rate so that a huge amount of data can be stored and transmitted in a storage medium with as small a capacity as possible from the viewpoint of data movement, storage, etc. management.
［従来の技術］
ファイルに格納された画像や文書等のデータを圧縮する
ための従来の圧縮方式としては３種々の方式が提案され
ている。例えば９画像（図形や映像等）にはそれに対応
した符号化方式１例えばファクシミリ画等のスキャン画
像用にランレングス符号化、モディファイド・ハフマン
（ＭＨ）符号化、モディファイド・リード（ＭＲ）符号
化等□テレビ画像用にフレーム間符号化、フレーム内符
号化等１文字コードのデータにはハフマン符号化等であ
り、それぞれ公知の方式であって現在も研究されつつあ
る。さらに国際的な機関（ＣＣＩＴＴ等）でも検討され
ているところである。[Prior Art] Three different compression methods have been proposed as conventional compression methods for compressing data such as images and documents stored in files. For example, for 9 images (figures, videos, etc.), the corresponding encoding method 1 For example, for scanned images such as facsimile images, run-length encoding, Modified Huffman (MH) encoding, Modified Read (MR) encoding, etc. □For television images, interframe coding, intraframe coding, and Huffman coding are used for single character code data, and each is a well-known method and is currently being researched. It is also being considered by international organizations (such as CCITT).
このような拳高い圧縮率を持ったデータの圧縮を得るた
めの従来の手法は幾つかあり、その例を以下に示す。There are several conventional methods for compressing data with such high compression ratios, examples of which are shown below.
■単一の高性能な圧縮方式を開発すること。■Developing a single high-performance compression method.
■前処理として簡易な圧縮またはコード変調を行い、圧
縮率の向上を図る。■Perform simple compression or code modulation as preprocessing to improve compression ratio.
■多種の圧縮方式を適用して、その中で最も適合した方
式を一つ選択する。■Apply various compression methods and select the most suitable one among them.
■多種の圧縮方式を一律に適用し、圧縮率の向上を図る
（この場合、多種の圧縮方式をとにかく決められた順序
で多段階に実行する）。■Aim to improve the compression ratio by uniformly applying various compression methods (in this case, various compression methods are executed in multiple stages in a predetermined order).
［発明が解決しようとする課題］
上記従来の技術の■については、高圧縮率を実現できる
方式の開発が長期となって直ぐに実現できない。■の方
式は、高圧縮率を実現できる対象データが限定されてし
まう（例えば９画像に限られる等）。また■の方式では
処理に時間がかかる。[Problems to be Solved by the Invention] Regarding the above-mentioned conventional technique (2), it will take a long time to develop a method that can achieve a high compression ratio, and it cannot be realized immediately. In the method (2), the target data that can achieve a high compression rate is limited (for example, limited to nine images). Furthermore, the method (■) takes time to process.
さらに■の方式では場合により圧縮後のデータ長が原デ
ータ長を越えてしまう場合がある。Furthermore, in the method (2), the data length after compression may exceed the original data length in some cases.
この■〜■に示す問題は従来から圧縮処理を行う上で必
ず問題となる点であり５ これらの問題は互いに相反す
る点が多い。そして１画像や文書等のテキストデータを
含むファイルをできるだけ効率良く蓄積したり短時間で
大容量のデータを伝送できる効率の良い圧縮方式がなか
った。The problems shown in (1) to (4) have always been problems in conventional compression processing, and many of these problems are contradictory to each other. Furthermore, there has been no efficient compression method that can store files containing text data such as images or documents as efficiently as possible or transmit large amounts of data in a short period of time.
本発明は画像を含むファイルのデータの圧縮率を向上す
ることができると共に処理時間を抑えることが可能な多
段階圧縮方式を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multi-stage compression method that can improve the compression rate of file data including images and reduce processing time.
［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成図である。[Means to solve the problem] FIG. 1 is a diagram showing the principle configuration of the present invention.
第１図において、１０は原データ、１１は各段階に対応
して決められた方式（Ａ、Ｂ、 ・・）により圧縮処
理を行う圧縮処理部、１２はデータの圧縮を実行する圧
縮手段、１３は入力データ保持手段、１４は圧縮結果保
持手段、１５は判定手段１６は次段への出力データを選
択する選択手段である。In FIG. 1, 10 is the original data, 11 is a compression processing unit that performs compression processing according to a method (A, B, . . . ) determined corresponding to each stage, 12 is a compression means that performs data compression, 13 is an input data holding means, 14 is a compression result holding means, and 15 is a determining means 16 is a selection means for selecting output data to the next stage.
本発明はある圧縮方式により入力したデータの圧縮を行
った結果の圧縮率を評価して一定の圧縮率がある場合そ
の圧縮データを、そうでない場合その圧縮が行われる前
のデータを選択して出力し。The present invention evaluates the compression rate as a result of compressing input data using a certain compression method, and if there is a certain compression rate, that compressed data is selected, and if not, the data before that compression is selected. Output.
次段階ではそのデータに対し同様の処理を行って順次多
段階の圧縮を行うものである。In the next stage, similar processing is performed on the data to sequentially perform multi-stage compression.
［作用１
第１図において、原データ１０は画像を含む）アイルに
格納され、その中から最小処理単位のデータを取り出し
て、この方式（最初は方式Ａとする）による圧縮処理部
１１に供給され、圧縮手段１２内の人力データ保持手段
１３に保持される。[Operation 1 In FIG. 1, the original data 10 is stored in an file (including images), and the minimum processing unit data is extracted from it and supplied to the compression processing unit 11 using this method (initially, method A is used). and is held in the manual data holding means 13 within the compression means 12.
この方式Ａにより圧縮を行った結果は圧縮結果保持手段
１４に出力して保持される。圧縮処理が纒了すると１判
定手段Ｉ５は前記入力データ保持手段１３に保持された
データ長と圧縮結果保持手段１４に保持されたデータ長
により圧縮率（入力データ長／圧縮結果のデータ長）を
求めて、所定の圧縮率が得られた（圧縮率が向上した）
か否かを評価判定して判定結果を選択手段１６に出力し
て次段の圧縮手段１２に供給するデータを選択する。The result of compression performed using this method A is output to the compression result holding means 14 and held therein. When the compression process is completed, the first determining means I5 determines the compression ratio (input data length/compression result data length) based on the data length held in the input data holding means 13 and the data length held in the compression result holding means 14. The specified compression ratio was obtained (compression ratio improved)
It is evaluated and determined whether or not this is the case, and the determination result is output to the selection means 16 to select the data to be supplied to the compression means 12 at the next stage.
この場合、圧縮率が向上した時、圧縮結果保持手段１４
の出力を選択し、向上しない時は圧縮前のデータが保持
されている入力データ保持手段１３の出力を選択して９
次段の方式Ｂの圧縮処理部１１に供給される。In this case, when the compression rate improves, the compression result holding means 14
If there is no improvement, select the output of the input data holding means 13 that holds the data before compression.
The data is supplied to the compression processing unit 11 of the next stage, method B.
次の段階の圧縮処理部１１の圧縮手段１２は前段の方式
Ａと異なる方式Ｂによる圧縮を上記と同様の動作により
行い、以下順次各方式による処理が実行される。The compression means 12 of the compression processing unit 11 at the next stage performs compression using method B, which is different from method A at the previous stage, in the same manner as described above, and thereafter processes using each method are sequentially executed.
上記の各方式による圧縮処理において、圧縮結果保持手
段１４のデータを選択した場合、その圧縮結果のデータ
のへンダ（先頭部分）に、その圧縮方式を表すデータを
付加し２圧縮処理が施される毎に順次、その内容が追加
される。これにより元のデータに復元する際の処理の内
容と順番が表示される。In the compression processing using each of the above methods, when data in the compression result holding means 14 is selected, data representing the compression method is added to the header (head part) of the data resulting from the compression, and 2-compression processing is performed. The contents will be added sequentially each time. This will display the details and order of processing when restoring the original data.
また、各方式による圧縮手段で処理するデータの処理単
位を全データの一部（最小処理単位）ずつ区切って処理
すると１各処理単位における処理を並列動作させること
ができ、処理速度が向上する。Furthermore, if the processing units of data to be processed by the compression means of each method are divided into parts (minimum processing units) of the total data, processing in each processing unit can be performed in parallel, and the processing speed is improved.
［実施例］
第２図は実施例のシステム構成図、第３図は各プロセッ
サ・モジュールの構成図、第４図は機能説明図、第５図
は実施例の処理フロー図、第６図は圧縮処理のためのパ
ケット・データの構成図である。[Example] Fig. 2 is a system configuration diagram of the embodiment, Fig. 3 is a configuration diagram of each processor module, Fig. 4 is a functional explanatory diagram, Fig. 5 is a processing flow diagram of the embodiment, and Fig. 6 is a diagram of the system configuration of the embodiment. FIG. 3 is a configuration diagram of packet data for compression processing.
この実施例の場合、システム構成をパケットを用いた簡
易なネットワークによりフレキシブルに圧縮方式の順序
を可能にしたものである。In the case of this embodiment, the system configuration is a simple network using packets, which makes it possible to flexibly change the order of compression methods.
第２図において、パケット通信を行うネットワーク２０
とそれに接続された各圧縮方式を実現可能なローカル・
プロセッサ・モジュール２１〜２４°及び全体を制御す
るメイン・プロセッサ・モジュールにより構成され、ロ
ーカル・プロセンサ・モジュール２１が方式Ａで圧縮処
理を行い、ローカル・プロセッサ・モジュール２２が方
式Ｂで圧縮処理を行い、以下ローカル・プロセッサ・モ
ジュール２３．２４もそれぞれ異なる方式Ｘ、Ｚで圧縮
処理を行い、メイン・プロセッサ・モジュール２５はフ
ァイル２５１を備え、映像を含むファイルが格納され、
最小処理単位（例えば、２にバイト、４にバイト等メモ
リ容量等により決まる）毎のデータをパケットデータと
してローカル・プロセッサ・モジュール２１を宛先とし
て送信する。In FIG. 2, a network 20 that performs packet communication
and the local
It is composed of processor modules 21 to 24° and a main processor module that controls the whole, the local processor module 21 performs compression processing using method A, and the local processor module 22 performs compression processing using method B. , hereinafter, the local processor modules 23 and 24 also perform compression processing using different methods X and Z, respectively, and the main processor module 25 is equipped with a file 251 in which files containing video are stored,
Data for each minimum processing unit (for example, 2 bytes, 4 bytes, etc. determined by memory capacity, etc.) is transmitted as packet data to the local processor module 21 as a destination.
Ａ、Ｂ・・・Ｘ、Ｚば公知の圧縮方式である。なお５圧
縮の順番は任意に決められる。また、各ローカル・プロ
セッサ・モジュールはそれぞれ５区切られた単位の処理
を並列にパイプライン式に実行することにより高速の処
理が可能である。A, B...X, and Z are known compression methods. Note that the order of the 5 compressions can be arbitrarily determined. Further, each local processor module can perform high-speed processing by executing processing in units of five sections in parallel in a pipeline manner.
ローカル・プロセッサやメインプロセッサ等の各プロセ
ンサ・モジュールの構成を第３図に示す。FIG. 3 shows the configuration of each processor module such as the local processor and main processor.
第３図において、３０はレシーバ−５３１はドライバー
、３２はＣＰＵ、３３はそれぞれの機能（特定の方式に
よる圧縮処理、バケ７）通信、圧縮率判定等）を実行す
るプログラムが格納されたプログラム・メモリ、３４は
受信用、送信用のパケット・データを保持するデータ・
メモリ、３５は圧縮処理においてデータの一時保持に使
用するワーク・メモリである。In FIG. 3, 30 is a receiver, 531 is a driver, 32 is a CPU, and 33 is a program storing a program for executing each function (compression processing using a specific method, communication, compression ratio determination, etc.). A memory 34 is a data memory that holds packet data for reception and transmission.
A memory 35 is a work memory used to temporarily hold data during compression processing.
上記第３図に示すハードウェア構成を備えたローカル・
プロセッサ・モジュール（第２図２１〜２４）が実行す
る機能を機能説明図として第４図に示す。A local computer with the hardware configuration shown in Figure 3 above.
The functions executed by the processor modules (21 to 24 in FIG. 2) are shown in FIG. 4 as a functional explanatory diagram.
第４図において、ネットワークからのパケット・データ
を受信バッファ（第３図のデータ・メモＩＪ ３４の受
信用の部分）で受信し、その内容を処理ブロック（第３
図のＣＰＵ３２．プログラムメモリ３３により実行）に
おいて圧縮処理を行いその圧縮結果のデータは送信用バ
ッファ（第３図のデータ・メモリの送信用の部分）に出
力する。In FIG. 4, packet data from the network is received by the receive buffer (receiving part of data memo IJ 34 in FIG. 3), and its contents are received by the processing block (the third
CPU 32 in the figure. The compression process is performed in the program memory 33 (executed by the program memory 33), and the data resulting from the compression is output to the transmission buffer (the transmission part of the data memory in FIG. 3).
圧縮率判定部（第３図のＣＰＵ３２．プログラム・メモ
リ３３）は、受信バッファのデータ長と処理ブロックに
よる処理結果のデータ長を取り出して圧縮率を判定し、
圧縮率が向上したら送信バッファの内容（既に圧縮結果
が格納されている）はそのまま保持し７向上しない場合
は受信バッファの内容を送信バッファに上書き（前の内
容を消去）する。The compression rate determination unit (CPU 32 and program memory 33 in FIG. 3) extracts the data length of the reception buffer and the data length of the processing result by the processing block, and determines the compression rate.
If the compression rate improves, the contents of the transmission buffer (in which the compression results are already stored) are retained as they are; if the compression rate does not improve, the contents of the reception buffer are overwritten (erasing the previous contents) over the transmission buffer.
ローカル・プロセッサ・モジュールのプログラム・メモ
リ３３によりＣＰＵ３２で実行される実施例の処理フロ
ーを第５図に示す。FIG. 5 shows the processing flow of the embodiment executed by the CPU 32 by the program memory 33 of the local processor module.
この処理フローは上記第４図について説明したのと同様
に、最初に受信バッファへデータを受信し、データを圧
縮して送信バッファへ出力する（第５図の５０．５１）
。次に圧縮率が向上したか否かを判定して（同５２）、
向上しなかった場合受信バッファのデータを送信バッフ
ァへ転送する（同５３）。向上した場合、圧縮方式コー
ドを付加して次段のプロセッサ塩を付加する（同５４）
。この後、送信バッファのデータに次段のプロセッサ塩
を付加して送信パケット・データを作成しく同５５）、
そのパケット・データをネットワークへ送出する（同５
６）。This processing flow is similar to that explained in Fig. 4 above, where data is first received into the reception buffer, compressed, and output to the transmission buffer (50.51 in Fig. 5).
. Next, it is determined whether the compression ratio has improved (52),
If there is no improvement, the data in the reception buffer is transferred to the transmission buffer (53). If it improves, add the compression method code and add the next stage processor salt (same 54).
. After this, the next stage processor salt is added to the data in the transmission buffer to create transmission packet data.
Send the packet data to the network (5
6).
第６図に示す圧縮処理のためのパケット・データの構成
を説明する。The structure of packet data for compression processing shown in FIG. 6 will be explained.
第６図に示すパケット・データは１次段への圧縮依願を
行うために送出される構成であり、（ａ）は次段の送信
先コード（次段の処理を行うローカル・プロセッサ・モ
ジュールの番号）１次の（ｂ）はデータサイズ（次の（
Ｃ）と（ｄ）の全データ長）を表す。The packet data shown in FIG. 6 has a configuration that is sent to request compression to the first stage, and (a) shows the destination code of the next stage (local processor module that performs the next stage processing Number) 1st order (b) is the data size (next (
C) and (d)).
次の（Ｃ）にはこのモジュールにおいて圧縮を行った圧
縮方式を表すデータ（圧縮方式識別コード圧縮しなかっ
た場合は省略）である。なお、このモジュールに入力す
る以前に他のモジュールで圧縮が実行されている場合は
、それらの圧縮方式識別コードの後にこのモジュールで
実行した圧縮方式識別コードが付加されて圧縮方式の履
歴が保持される。よって圧縮率の悪かった方式を通用せ
ずに次段にデータを転送しても復元が可能となる。The next (C) is data representing the compression method used for compression in this module (compression method identification code omitted if no compression was performed). Note that if compression has been executed in another module before inputting to this module, the compression method identification code executed in this module is added after those compression method identification codes, and the history of the compression method is maintained. Ru. Therefore, even if the data is transferred to the next stage without using a method with a poor compression ratio, it can be restored.
最後の（ロ）は１次段に渡される圧縮依願データであり
、圧縮した場合は前段から受けた（Ｃ）、 （ｄ）を圧
縮した結果のデータ、圧縮しなかった場合は前段から受
けた（Ｃ）、 （ｄ）のデータ。The last (b) is the compression request data passed to the first stage, and if it is compressed, it is received from the previous stage (C), the data that is the result of compressing (d), and if it is not compressed, it is received from the previous stage. Data in (C) and (d).
なお、このように圧縮したデータを復元する場合、上記
の最後に得られた（Ｃ）と（ｄ］のデータの中の（Ｃ）
の適用圧縮方式識別コードを参照して（ｄ）のデータを
復元し、復元により前段階の（Ｃ）と（ｄ）を得て。In addition, when restoring data compressed in this way, (C) of the data (C) and (d) obtained at the end above
The data in (d) is restored with reference to the applied compression method identification code, and (C) and (d) in the previous stage are obtained by the restoration.
更に復元を繰り返して、原データを復元することができ
る。The original data can be restored by repeating the restoration process.
［発明の効果］
本発明によれば複数の圧縮方式を並列動作可能な処理装
置で実行することにより圧縮の最小単位毎に処理速度の
高速化が可能となる。さらに、各圧縮処理の過程で圧縮
率の向上が図られることから多段階の圧縮処理結果は高
い圧縮率を達成することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, by executing a plurality of compression methods using a processing device capable of parallel operation, it is possible to increase the processing speed for each minimum unit of compression. Furthermore, since the compression rate is improved during each compression process, a high compression rate can be achieved as a result of the multi-stage compression process.
第１図は本発明の原理構成図、第２図は実施例のシステ
ム構成図、第３図は各プロセンサ・モジュールの構成図
、第４図は機能説明図、第５図は実施例の処理フロー図
、第６図は圧縮処理のためのパケット・データの構成図
である。
第１図中
１０：原データ
１１：圧縮処理部
１２：圧縮手段
１３：入力データ保持手段
１４；圧縮結果保持手段
１５：判定手段
１６二選択手段
実施例のシステム構成図
第２図
各ブＯセッサ・モジュールの構成図
第３図
圧縮処理のためのパケット・データの構成図第６図
、へ・
１ム
さ）
一’−ｈ
）°てFigure 1 is a diagram of the principle of the present invention, Figure 2 is a system diagram of the embodiment, Figure 3 is a diagram of the configuration of each processor module, Figure 4 is a functional diagram, and Figure 5 is the processing of the embodiment. The flowchart, FIG. 6, is a configuration diagram of packet data for compression processing. 10 in Figure 1: Original data 11: Compression processing section 12: Compression means 13: Input data holding means 14; Compression result holding means 15: Determination means 16 Two selection means System configuration diagram of an embodiment Fig. 2 Each processor・Module configuration diagram Figure 3 Packet data configuration diagram for compression processing Figure 6.
Claims (2)
おいて、 各圧縮段階の圧縮処理部は、入力データ保持手段に保持
するデータに対してその段階が備える圧縮方式により圧
縮する圧縮手段と、圧縮結果を保持する圧縮結果保持手
段とを備えると共に、入力データ保持手段に保持するデ
ータと圧縮結果保持手段に保持するデータにより圧縮率
を評価する判定手段を備え、 判定手段の圧縮率の評価結果により、次段の圧縮段階へ
出力するデータとして前記入力データ保持手段か前記圧
縮結果保持手段の何れかを選択し、各圧縮段階から次段
へ出力される圧縮データに対し選択した圧縮方式を表示
するデータを付加することを特徴とするデータの多段階
圧縮方式。(1) In a multi-stage compression method for file data including images, the compression processing unit at each compression stage includes a compression means that compresses data held in the input data storage means using a compression method provided at that stage; compression result holding means for holding the results; and judgment means for evaluating the compression ratio based on the data held in the input data holding means and the data held in the compression result holding means; , select either the input data holding means or the compression result holding means as data to be output to the next compression stage, and display the selected compression method for the compressed data output from each compression stage to the next stage. A multi-stage data compression method characterized by adding data.
段階の各圧縮処理部が並列処理可能なパイプライン形式
で順次結果を次段に伝達することを特徴とするデータの
多段階圧縮方式。(2) Claim (1) states that the original data to be compressed is divided into certain minimum units, and each compression processing unit at each stage sequentially transmits the results to the next stage in a pipeline format that allows parallel processing. Features a multi-stage data compression method.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995029437A1 (en) * | 1994-04-22 | 1995-11-02 | Sony Corporation | Device and method for transmitting data, and device and method for recording data |
| WO2000046925A1 (en) * | 1999-02-02 | 2000-08-10 | Storage Technology Corporation | Predictive data compression system and methods |
| US6747582B2 (en) | 1998-01-22 | 2004-06-08 | Fujitsu Limited | Data compressing apparatus, reconstructing apparatus, and its method |
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1990
- 1990-07-30 JP JP20229490A patent/JP3009434B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US6349150B1 (en) | 1999-02-02 | 2002-02-19 | Storage Technology Corporation | Predictive data compression system and methods |
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| JP3009434B2 (en) | 2000-02-14 |
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