JPH11340838A - 符号化装置および復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適応的なハフマン符号を簡易に生成する。 【解決手段】 度数集計部２０はカウンタを有し、入力
データ１００に含まれるシンボルのうちの予め定められ
た支配候補シンボルの出現度数を計数する。支配シンボ
ル選択部３０は度数データ１２０から所定の閾値より大
きい度数をもつデータだけを支配シンボル度数データ１
２０として符号割当部４０へ送出する。固定符号語メモ
リ５０は、予め生成されたハフマン符号を蓄積し、固定
符号語データ１３０として符号割当部４０へ送出する。
符号割当部４０は、支配シンボルに対してハフマン符号
を生成し、また、そのハフマン符号と固定符号語メモリ
５０に蓄積された固定符号語データとを合成して全体の
ハフマン符号を得る。そして、ハフマン符号と中間シン
ボルデータとを用いて入力データを符号化する。中間シ
ンボルデータおよびハフマン符号表のデータも符号化さ
れて送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はデータの圧縮技
術、例えばハフマン符号を用いた圧縮技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に通信、蓄積等を行う場合、データ
の圧縮を行うとデータ量を削減する効果が得られる。こ
のような圧縮技術の代表例としてハフマン符号がある。

【０００３】以下ハフマン符号について説明する。ハフ
マン符号は公知の技術であり、例えば『文書データ圧縮
アルゴリズム入門（植松著／ＣＱ出版社）』（ｐｐ．４
６−５）にその記載がある。ハフマン符号は大まかに言
うと多く発生するシンボルには短い符号、発生しづらい
シンボルには長い符号を与えることによってデータを圧
縮する。ハフマン符号の一例を図２０に示す。

【０００４】ハフマン符号が有効であるための条件とし
て、以下の２つがあげられる。 （１）各シンボルの出現確率が既知であること （２）各シンボルの出現確率が定常的であること 条件（１）はハフマン符号の生成が出現確率に依存する
こと、条件（２）はハフマン符号が固定の符号表を用い
ることに起因する。しかし条件（１）を満たすためには
入力データに対して符号化前に一度統計処理を行う必要
があり、処理が重くなる。また条件（２）は一般のデー
タ系列では成立しない。

【０００５】条件（１）と（２）を緩和する従来技術と
して、符号化しながら適当な間隔でハフマン符号を更新
する技術がある。この場合、直前に符号化したデータの
統計に基づいて符号を設計するので条件（１）の必要が
なく、また更新間隔毎に最適な符号を使うので条件
（２）も緩い変化であれば許容できる。以下、特開平７
−７４３６号公報を参考に、この従来例について説明す
る。図２１および２３はそれぞれ従来例の符号化装置、
復号装置を説明するブロック図である。まず図２１を用
いて従来例の符号化装置について説明する。図中、１０
はデータ入力部、２０は度数集計部、４０は符号割当
部、６０は符号語メモリ、７０はハフマン符号化部、８
０は符号出力部、１００は入力データ、１１０は度数デ
ータ、１４１は符号語データ、１５１は符号データであ
る。

【０００６】図２１の各部について説明する。データ入
力部１０は外部から符号化すべきデータを入力し、入力
データ１００として度数集計部２０およびデータメモリ
９０へ送出する。度数集計部２０は入力データ１００に
含まれるシンボルの出現度数を計数し、度数データ１１
０として符号割当部４０へ送出する。符号割当部４０は
度数データ１１０を基に符号語データ１４１を生成し、
符号語メモリ６０に蓄積する。ハフマン符号化部７０は
符号語メモリ６０に蓄積された符号語データ１４１を用
いて入力データ１００に対してハフマン符号化を行い、
符号データ１５１として符号出力部８０へ送出する。符
号出力部８０は作成された符号データ１５１を外部へ出
力する。

【０００７】次に図２３を用いて従来例の復号装置につ
いて説明する。図２１と同様の部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。１５は符号入力部、７５はハフマン
復号部、８５はデータ出力部である。

【０００８】図２３の各部について説明する。符号入力
部１５は外部から復号すべき符号を入力し、符号データ
１５１としてハフマン復号部７５へ送出する。ハフマン
復号部７５は符号語メモリ６０に蓄積された符号語デー
タ１４１を用いて符号入力部１５から入力された符号デ
ータ１５１に対してハフマン復号を行い、入力データ１
００としてデータ出力部８５へ送出する。データ出力部
８５は作成された入力データ１００を外部へ出力する。

【０００９】以上の構成に基づいて従来例の動作につい
て説明する。図２２、２４はそれぞれ従来例の符号化、
復号動作を説明するフローチャートである。

【００１０】以下、図２２を用いて符号化処理を説明す
る。Ｓ１０では度数集計部２０において入力データ１０
０に含まれるシンボルを種類別にカウントし、度数デー
タ１１０を得る。Ｓ２１１ではその時点で予め定められ
た符号表更新処理条件を満たしているかどうかを判定
し、満たしていればＳ２１２へ、そうでなければＳ３０
へ進む。Ｓ２１２では符号割当部４０において度数デー
タ１１０に基づいてハフマン符号を生成し符号語データ
１４１を得る。Ｓ３０ではハフマン符号化部７０におい
て符号語データ１４１を用いて入力データ１００にハフ
マン符号化を行う。Ｓ４０では未処理の入力データ１０
０の有無を判定し、あればＳ１０へ、なければ符号化処
理を終了する。

【００１１】次に図２４を用いて復号処理を説明する。
図２２と同様の処理には同じ符号を付して説明を省略す
る。Ｓ５０ではハフマン復号部７５において符号語デー
タ１４１を用いて符号データ１５１に対してハフマン復
号を行う。

【００１２】以上の動作の中で、最初の符号化および復
号処理を行う際に用いる符号は同一の初期値が与えられ
るものとする。予め汎用的に設計されたものを固定的に
用いてもよいし、入力データ用に特に設計した符号を用
いてもよいが、後者の場合には符号データのヘッダに符
号表を付与するなどして、復号側に符号表を知らせる必
要がある。

【００１３】Ｓ２１１における符号表更新処理条件は任
意である。例えば前出の特開平７−７４３６号公報では
特に動画像を対象とし、１枚の画像毎に符号表を更新す
る。

【００１４】Ｓ２１２におけるハフマン符号の作成アル
ゴリズムは公知であり、例えば前出の『文書データ圧縮
アルゴリズム入門（植松著／ＣＱ出版社）』にも記載が
あるのでここでは詳述しない。おおざっぱにいえば各シ
ンボルを出現確率順にソートし、出現確率の小さい２つ
のシンボルを組み合せ新たなシンボルとする。これを繰
り返しながら符号を割り振る。

【００１５】以下、従来例の問題点について述べる。従
来例では符号表の更新は、入力されるシンボルの出現確
率分布の定常性が成立する単位で行われることが望まし
い。そのためには各シンボルの出現確率分布を推定する
のに十分な統計さえとれれば、更新の間隔はなるべく短
いほうがよい。例えば前出の特開平７−７４３６号公報
とは違って静止画像を対象とするような場合、画像間の
出現確率分布の類似性は期待できないので、画像内での
更新が有効になる。

【００１６】一方でＳ２１２におけるハフマン符号の生
成処理は、ソート処理を多用する。このため、符号表の
更新間隔の短縮は全体の処理負荷の増加を招く。

【００１７】これを改善する従来例としては、例えば特
開昭６３−２３２６２６号公報があげられる。特開昭６
３−２３２６２６号公報ではシンボルを出現頻度順に並
べ換え、予め用意された符号表に書き込むことで疑似的
にハフマン符号を構成する。この手法だとソート処理が
一度で済むのでハフマン符号生成処理の負荷を削減でき
る。

【００１８】この場合の問題点は符号量を効率的に小さ
くできる保証がないことにある。つまり、頻度順にソー
トしたとしてもその結果出てくる確率分布は何通りも考
えられるので、最適な符号を生成する保証がない。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情を
鑑みてなされたもので、簡易に適応的な圧縮符号例えば
ハフマン符号を生成する符号化技術を提供することを目
的とする。本発明は、さらに、ハードウェアの実装にお
いて最適な符号化技術を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
れば、符号化装置に、符号化対象データを入力するデー
タ入力手段と、前記データ入力手段から入力される前記
符号化対象データに含まれるシンボルのうち予め選択さ
れた支配候補シンボルの各々の出現度数を計数する度数
集計手段と、前記度数集計手段により計数された出現度
数に基づいて、前記支配候補シンボルのセットから支配
シンボルを選択するデータ選択手段と、各シンボルの予
測される出現確率に従って予め設計した符号語を保持す
る固定符号語記憶手段と、前記支配シンボルに対しては
所定の手法で新たに符号語を生成し、さらにその他のシ
ンボルに対しては、前記支配シンボル以外のシンボルで
あることを示す符号語と前記固定符号語記憶手段に保持
された符号語とを組み合せたものを新たな符号語として
割当てる符号割当手段と、前記符号割当手段で生成され
た符号語を保持する符号語記憶手段と、前記符号語記憶
手段に保持した符号語に基づいて前記データ入力手段か
ら入力される前記符号化対象データを符号化する符号化
手段と、前記符号化手段で生成された符号データを出力
する符号出力手段とを設けている。

【００２１】また、本発明の第２の側面によれば、復号
装置に、符号データを入力する符号入力手段と、符号語
を記憶する符号語記憶手段と、前記符号語記憶手段に保
持した符号語に基づいて前記符号入力手段から入力され
る前記符号データを復号する復号手段と、前記復号手段
の復号により生成したデータに含まれるシンボルのうち
予め選択された支配候補シンボルの各々の出現度数を計
数する度数集計手段と、前記度数集計手段により計数し
た出現度数に応じて、前記支配候補シンボルのセットか
ら支配シンボルを選択するデータ選択手段と、各シンボ
ルの予測される出現確率に従って予め設計した符号語を
保持する固定符号語記憶手段と、前記支配シンボルに対
しては所定の手法で新たに符号語を生成し、さらにその
他のシンボルに対しては前記支配シンボル以外のシンボ
ルであることを示す符号語と前記固定符号語記憶手段に
保持された符号語とを組み合せたものを新たな符号語と
して割当てる符号割当手段とを設け、前記符号割当手段
で生成された符号語を前記符号語記憶手段に記憶させ、
さらに、前記復号手段が復号したデータを出力するデー
タ出力手段を設けるようにしている。

【００２２】このような構成によれば、平均符号語長に
とくに影響がある支配シンボルについて適応的に符号語
を更新するので符号量を小さくすることができ、しかも
符号語の更新の付加を少なくできる。さらに、支配シン
ボル候補を予め決めてそれらの度数のみを計数するので
カウンタの個数を少なくすることができる（計数処理を
簡略化できる）。

【００２３】この構成においては、前記支配候補シンボ
ルを発生頻度が高いと推測されるものとすることができ
る。

【００２４】また、前記符号割当手段における符号語作
成処理は、予め候補としてあげた符号表のいずれかにな
るよう限定するようにしてもよい。

【００２５】また、前記候補としてあげる符号表は発生
頻度が高いと推測される種類、および、他の候補との関
係から削除した場合に圧縮率の悪化が推測される種類の
うち少なくとも一方の種類のものとすることができる。

【００２６】また、前記符号化手段は前記符号化対象デ
ータに加えて、前記データ選択手段で選択した支配シン
ボルを特定する中間シンボルデータを符号化するように
してもよい。

【００２７】また、前記符号化手段は前記符号化対象デ
ータに加えて、前記符号割当手段で生成した符号語を特
定する符号表データを符号化するようにしてもよい。

【００２８】また、中間シンボルを記憶する中間シンボ
ル記憶手段を設け、前記中間シンボル記憶手段の内容は
前記データ選択手段で選択した中間シンボルデータに基
づいて設定し、前記符号化手段で行う符号化は前記符号
語記憶手段に保持した符号語に加えて前記中間シンボル
記憶手段に保持した中間シンボルデータに基づくように
してもよい。

【００２９】また、本発明の第３の側面によれば、符号
化対象データに加え、中間シンボルデータや符号表デー
タを符号化する符号化装置から出力された符号データを
復号する復号装置を、符号データを入力する符号データ
入力手段と、符号語を記憶する符号語記憶手段と、前記
符号語記憶手段に保持した符号語に基づいて前記符号入
力手段から入力される前記符号データを復号する復号手
段とを設け、前記符号語記憶手段に保持する符号語を、
前記復号手段で復号した上記符号表データおよび上記中
間シンボルデータの少なくとも一方に基づいて設定する
ようにしている。

【００３０】この構成によれば、復号装置側で符号表を
作成する必要がなく、構成や処理を簡略化できる。ま
た、中間シンボルデータを送ることにより、復号装置側
で用意する符号表を少なくすることができる。

【００３１】また、この構成において、前記符号語記憶
手段に初期値として設定される符号を、予め定めた定数
にしてもよい。

【００３２】また、本発明の第４の側面によれば、符号
化対象データに加えて、中間シンボルデータを符号化す
る符号化装置からの符号データを復号する復号装置に、
符号データを入力する符号データ入力手段と、符号語を
記憶する符号語記憶手段と、前記符号語記憶手段に保持
した符号語に基づいて前記符号入力手段から入力される
前記符号データを復号する復号手段と、前記中間シンボ
ルを記憶する中間シンボル記憶手段とを設け、前記中間
シンボル記憶手段の内容は前記復号手段で復号した中間
シンボルデータに基づいて設定し、前記復号手段で行う
復号は前記符号語記憶手段に保持した符号語に加えて前
記中間シンボル記憶手段に保持した中間シンボルデータ
に基づくようにしている。

【００３３】この構成においても、復号装置側で用意す
る符号表を少なくすることができる。

【００３４】また、本発明は、前記符号化装置および復
号装置を適宜組み合わせて符号化復号装置として実装す
ることもできるし、方法として実現することもできる。

【００３５】また、以上の構成において、前記データ選
択手段で行われる選択処理は、前記度数集計手段の集計
結果に基づいて、予め定められた閾値より大きい度数を
持つシンボルを前記支配シンボルとして選択するように
することができる。

【００３６】また、前記データ選択手段で行われる選択
処理は、前記度数集計手段の集計結果に基づいて、出現
頻度の大きさ順に並べたときに予め定められた順位より
若い順位を持つシンボルを前記支配シンボルとして選択
するようにしてもよい。

【００３７】また、前記データ選択手段で行われる選択
処理は、前記度数集計手段の集計結果に基づいて、出現
頻度の大きさ順に並べ大きい方から出現頻度を累積した
ときの累積頻度が予め定められた閾値より小さいシンボ
ルを前記支配シンボルとして選択するようにしてもよ
い。

【００３８】また、前記符号割当手段で行われる符号化
はハフマン符号化とすることができる。

【００３９】また、前記符号割当手段において前記支配
シンボルに割当てるはずだった固定符号語が余ってお
り、かつそれより符号長の長い符号を持つ支配シンボル
でないシンボルがある場合、一時的にそのシンボルに前
記固定符号語を割当てるようにしてもよい。

【００４０】また、前記符号割当手段における符号語作
成処理は、各シンボルの出現確率が所定値を外れた場合
に行われるようにしてもよい。

【００４１】また、前記符号割当手段における符号語作
成処理は、所定数のシンボルの符号化または復号が完了
した場合に行われるようにしてもよい。

【００４２】また、前記符号割当手段で生成された符号
語の平均符号語長が前記固定符号語手段に保持された符
号語の平均符号語長より長くなると予測される場合には
前記固定符号語を新たな符号語とするようにしてもよ
い。

【００４３】また、前記度数集計手段で行われる統計値
の初期化はそれまでの統計値に１以下の正の数を乗算し
て行うようにしてもよい。

【００４４】また、前記固定符号語記憶手段に保持する
符号語を既処理データの統計に基づいて新たに生成した
符号語で置き換えるようにしてもよい。

【００４５】また、前記符号割当手段における符号語作
成処理は、予めシンボルの出現確率パターンとそれに対
応する符号語を用意しておき、前記支配シンボルを前記
出現確率パターンへ分類することによって簡易に前記符
号語を得るようにしてもよい。

【００４６】また、前記支配シンボルに対するパターン
分類は、最頻シンボルの出現確率と閾値の大小比較によ
って行うようにしてもよい。

【００４７】また、前記支配シンボルに対するパターン
分類は、支配シンボルを頻度順に並べたとき複数の予め
定められた順番に対応したシンボルの頻度による演算結
果で決定するようにしてもよい。

【００４８】また、前記符号語記憶手段に初期値として
設定される符号は予め定数が設定してあってもよい。

【００４９】また、前記符号語記憶手段に初期値として
設定される符号は前記固定符号語記憶手段に保持された
符号を用いてもよい。また、中間シンボルを記憶する中
間シンボル記憶手段を有し、前記中間シンボル記憶手段
の内容は前記データ選択手段で選択した中間シンボルデ
ータまたは前記復号手段で復号した中間シンボルデータ
に基づいて設定し、前記符号化手段で行う符号化または
前記復号手段で行う復号は前記符号語記憶手段に保持し
た符号語に加えて前記中間シンボル記憶手段に保持した
中間シンボルデータに基づくようにしてもよい。

【００５０】

【発明の実施の態様】以下、本発明について詳細に説明
する。ここでは、まず、本発明の背景技術について説明
し、その後、実施例を挙げることにする。なお、この背
景技術は本出願人が特願平９−１０１２１６号（平成９
年４月１８日出願、現時点では未公開）で提案した技術
である。

【００５１】［背景技術具体例１］背景技術の具体的な
説明に入る前に、その原理について説明する。従来のハ
フマン符号化復号装置の問題点はハフマン符号の生成処
理の負荷が重く、更新処理を短くしにくいことであっ
た。そこでこれを解決するために、ハフマン符号を簡易
的に生成することにする。すなわち、平均符号長に影響
が大きいと思われる出現頻度の高いシンボルに対しては
通常どおりのハフマン符号を生成し、それ以外のシンボ
ルについては予め汎用的に用意された符号を与えること
にする。以下、このように出現頻度の高いシンボルを支
配シンボルと呼ぶ。

【００５２】以上の点を具体的に説明する。ハフマン符
号の平均符号長は各シンボルｓに与えられた符号長ｌ
（ｓ）と出現確率ｐ（ｓ）の積和で表される。すなわ
ち、

【００５３】

【数１】 ただしＳはシンボル全体の集合を表す。いまｓ０からｓ
５まで６個のシンボルがあり、ｓ０とｓ１の出現確率が
それぞれ１／２、１／４で、それ以外のシンボルは１／
４に満たなかったとする。この仮定の下でエントロピー
すなわち理論平均符号長が最小となるのは、例えばｓ２
の出現確率がぎりぎり１／４に届かず、それ以外のシン
ボルの出現確率がほぼ０となる場合である。この条件で
通常のハフマン符号を生成すると、最終的にｓ０、ｓ
１、ｓ２にそれぞれ符号長１、２、３［ｂｉｔ］の符号
が割当てられる。従って平均符号長は（１）式より、

【００５４】

【数２】 と計算できる。次に本背景技術において出現確率１／４
以上のシンボルを支配シンボルとみなしたとする。この
場合ｓ０とｓ１にそれぞれ符号長１、２［ｂｉｔ］の符
号が割当てられる。またその他のシンボルは支配シンボ
ルでないことを表す２［ｂｉｔ］の符号と、ｓ２〜ｓ５
のいずれかを示す２［ｂｉｔ］の符号で表す。この場合
の平均符号長は（１）式より、

【００５５】

【数３】 となる。出現確率にかかわらず符号を生成した場合の平
均符号長はｌｏｇ２（６）＝２．６［ｂｉｔ］となるか
ら、（３）式の値は（２）式には及ばないものの符号量
としては小さくなることがわかる。また以上の見積りは
本背景技術に対してかなり厳しい条件で計算したもの
で、実際にはｓ２〜ｓ５の中でｓ２の出現確率だけが突
出するような状況は考えにくいので、現実の（２）式と
（３）式の差はもっと小さいと考えられる。

【００５６】以下に本背景技術具体例１について詳細に
説明する。図１および図４はそれぞれ本具体例の符号化
装置および復号装置の構成を示すブロック図である。図
２１および、２３に示した従来例と同様の部分には同じ
符号を付して説明を省略する。図中、３０は支配シンボ
ル選択部、５０は固定符号語メモリ、１２０は支配シン
ボル度数データ、１３０は固定符号語データ、１４０は
符号語データ、１５０は符号データである。

【００５７】まず図１を用いて本具体例の符号化装置に
ついて説明する。図１の各部について説明する。支配シ
ンボル選択部３０は度数データ１２０から所定の閾値よ
り大きい度数をもつデータだけを支配シンボル度数デー
タ１２０として符号割当部４０へ送出する。固定符号語
メモリ５０は入力データ１００の想定される確率分布に
対して予め生成されたハフマン符号を蓄積し、固定符号
語データ１３０として符号割当部４０へ送出する。

【００５８】図４は本具体例の復号装置の構成を示す。
図４の各部の構成は従来例および本具体例の符号化装置
に関連して説明したものと同様であるので、説明を繰り
返さない。

【００５９】以上の構成に基づき、本具体例の動作につ
いて説明する。図２および図３は本具体例における符号
化処理の動作を、また図５は本具体例における復号処理
の動作を示すフローチャートである。

【００６０】まず図２および図３を用いて本具体例の符
号化処理の動作について説明する。ただし図２の各処理
については従来例と同様のため、同じ符号を付して説明
を省略する。以下、図３を用いてＳ２０の符号表更新に
ついて説明する。Ｓ２０１では符号表更新条件が成立し
ているかどうかを判定し、成立していればＳ２０２へ、
そうでなければＳ３０へ進む。Ｓ２０２ではシンボルの
ＩＤを示す変数ｎと支配シンボル度数データ１２０を蓄
積する支配シンボルリストを初期化する。Ｓ２０３では
度数データ１１０から変数ｎが示すシンボルの度数を取
り出して、所定の閾値Ｔｈと比較し大ならばＳ２０４
へ、小ならばＳ２０５へ進む。Ｓ２０４ではＳ２０３で
比較した度数データを、符号割当部４０の支配シンボル
リストに加える。Ｓ２０５では変数ｎに１を加える。Ｓ
２０６では処理されていないシンボルの有無を判断し、
未処理データがあればＳ２０３へ、なければＳ２０７へ
進む。Ｓ２０７では符号割当部４０において支配シンボ
ルリストに存在する支配シンボルに対してハフマン符号
を生成する。Ｓ２０８では符号割当部４０においてＳ２
０７で作成されたハフマン符号と固定符号語メモリ５０
に蓄積された固定符号語データ１３０を合成して全体の
ハフマン符号を得る。

【００６１】図５は本具体例の復号処理の動作を示す。
図５の全体は従来例と同様であり、また図５のＳ２０は
本具体例の符号化処理の動作と同様であるので省略す
る。

【００６２】以上の動作の中で、最初の符号化および復
号は例えば固定符号語メモリ５０の符号語に従う。この
とき、従来例で述べたように別の初期値が符号語メモリ
６０に書き込まれてもよい。

【００６３】次に符号割当部４０で行われる処理の詳細
について説明する。以下、説明を簡単化するためシンボ
ルをアルファベットの小文字２６個とする。符号割当部
４０の支配シンボルリストには選択されなかったシンボ
ルに符号を与えるため、”その他”というシンボルを初
期化時に登録しておく。このときの支配シンボルリスト
の内部フォーマット例を図６（ａ）に示す。Ｓ２０３で
用いる閾値Ｔｈを例えば全体の１／４とすれば、Ｔｈに
等しい度数を持つシンボルは選択されないので、支配シ
ンボルは最大で３個となる。支配シンボル度数データ１
２０のフォーマット例を図６（ｂ）に、全てのシンボル
に対する選択処理が終了しＳ２０７に入る直前の支配シ
ンボルリスト例を図６（ｃ）に示す。ただし符号表更新
条件を１００個のシンボルの符号化が終了した場合とし
た。このとき”その他”の出現度数は全体の度数から支
配シンボルの度数を減算したものとする。もしくはＳ２
０３の直後において選択されなかったシンボルの度数を
逐次的に加算していってもよい。図６（ｃ）で選択され
たシンボルに対してＳ２０７でハフマン符号化を行った
例を図６（ｄ）に示す。これで”ａ”、”ｅ”、”ｓ”
の３つの支配シンボルに対応する符号が生成された。

【００６４】これ以外のシンボルに対しては”その他”
の符号と固定符号語メモリ５０にデフォルトとして用意
された固定符号語を合成して割当てる。固定符号語の例
を図７（ｂ）に示す。この符号表は予め符号化処理開始
前にシンボルの出現確率を推定して作成しておく。Ｓ２
０７で作成した符号を図７（ａ）に、固定符号語と合成
した最終的な符号を図７（ｃ）にそれぞれ示す。このと
き支配シンボルに対して固定符号語が割当てた符号、図
７の例でいえばシンボル”ａ”を示す”１１１０００”
等が無駄になるが、平均符号長への影響は少ないので無
視する。ただし簡易的な処置として例えば固定符号語の
シンボルを符号長の長いものと入れ換えるような処理を
行ってもよい。図７の例でいえば”１１１０００”がど
うせ使われないのであるから、図７（ｂ）の”ａ”と”
ｂ”を一時的に入れ替えて”１１１０００”を”ｂ”の
符号としてもよい。

【００６５】もしＳ２０７に達したとき支配シンボル
が”その他”以外になかった場合には、固定符号語をそ
のまま符号語データ１４０として用いる。ところで支配
シンボルが”その他”を含めて２つ以上あっても、固定
符号語を用いた方が平均符号長が短くなる場合がある。
これを避けるためには以下のような処理を追加すればよ
い。

【００６６】簡単のため支配シンボルが”その他”を含
めて２つと仮定する。これ以外の条件でも以下の説明か
ら容易に類推が可能である。まず固定符号語の理想的な
確率分布が発生したとしたときの平均符号長をｌｔｈと
し、これを固定符号語の理論的平均符号長と考える。す
なわち、シンボル”ａ”の推定出現確率をｐｔｈ
（ａ）、割当てられた符号長をｌｆｉｘ（ａ）とすれば
（４）式のようになる。

【００６７】

【数４】 ただし総和は出現し得るシンボル全てについてとる。次
に支配シンボルを”その他”と”ｘ”とし、Ｓ２０７で
それぞれ”１”、”０”の符号を割当てられたとする。
このときの平均符号長ｌｓｅｌは以下の式で近似的に求
められる。

【００６８】

【数５】 ここでｐ（ａ）はシンボル”ａ”の出現頻度を実測して
計算した出現確率である。２項目のｌｔｈ’は固定符号
語から”ｘ”が抜けた場合の理論的平均符号長である。
これは（４）式から、

【００６９】

【数６】 として近似する。ただし総和は”ｘ”以外の出現し得る
シンボル全てについてとる。（５）式に対して”ｘ”が
選択されたにもかかわらず固定符号語を使いつづける場
合の平均符号長ｌｆｉｘは、

【００７０】

【数７】 となるから、（５）式−（７）式を計算して、

【００７１】

【数８】 となる。従ってこの（８）式が正であれば固定符号語そ
のままを、負であれば新たに合成した符号語を用いれば
よい。

【００７２】上記の動作の中で符号表更新条件は、従来
例同様に任意にとることができる。例えば上述の説明例
のように処理データ量に依存してもよいし、確率分布の
変化度合いに応じてもよい。例えば出現度数を監視して
おき、支配シンボル以外のシンボル（上述の例では出現
確率が１／４を越えないシンボル）の出現度数がある出
現確率（例えば１／３とか）を越えて出現しつづけるよ
うであれば、確率分布が変化したと判定する。この例を
図８に示す。これとは逆に支配シンボルの出現確率低下
を監視してもよい。

【００７３】また、上述の例では、支配シンボルは出現
頻度を閾値処理して選択したが、その他の手法で支配シ
ンボルを決定してもよい。要するに出現頻度に応じて支
配シンボルを決定すればよい。例えば、頻度順にソート
したときの上からの順位を閾値処理してもよい。すなわ
ち、上位の所定番目までのシンボルを支配シンボルとし
てもよい。こうすれば、支配シンボルの個数を一定に保
つことができる。また頻度順にソートし、上の順位のシ
ンボルから順番にその頻度を累積し、その累積値を閾値
処理するようにしてもよい。すなわち、累積値が所定値
以下となるシンボルを支配シンボルとする。例えば、１
番目から５番目のシンボルを累積した値が所定値以下で
あり、６番目までの累積値が所定値を超える場合には、
１番目から５番目までのシンボルを支配シンボルとす
る。このようにすると、支配シンボルの影響を定性的に
安定化させることができる。すなわち、支配シンボルの
全頻度が上述の所定値となるので、支配シンボルの影響
を安定化させることができる。

【００７４】また、度数集計部２０における出現度数の
計数は０で初期化しているが、既処理データに応じて初
期化時にオフセットされていても構わない。例えば初期
値をｃｏｕｎｔ_i、直前の出現度数をｃｏｕｎｔ_i-1とす
れば（９）式のような初期化が考えられる。

【００７５】

【数９】 これにより度数データの平滑化が図れ、局所的な確率分
布の変動に左右されない大局的な符号を作成することが
できる。

【００７６】また、最初の符号更新までに用いる初期値
の符号は固定符号語メモリ５０に蓄積したハフマン符号
を用いてもよいし、仕様として適当な初期値を設定して
もよい。

【００７７】また、適当なタイミングで固定符号語メモ
リ５０に蓄積するハフマン符号を変更すれば符号量の減
少が図れる。すなわち、既処理データの統計に基づいて
事前に推定した出現確率を補正し、新たにハフマン符号
を生成する。この場合は全てのシンボルに対して通常の
手法で生成する必要がある。

【００７８】また、以上ではすべてハフマン符号を前提
に説明したが、適応的に設計できる符号であれば他の符
号でも応用できる。整数長の符号でいえば、シャノン・
ファノ符号等が応用可能であるし、算術符号も符号語を
オージェンドの分割に置き換えれば応用が可能である。

【００７９】［背景技術具体例２］本背景技術をさらに
簡易な処理で実現するため、具体例２として支配シンボ
ルのハフマン符号生成処理を簡略化した例について述べ
る。本具体例の原理は、選択されるシンボルの出現確率
がある閾値より大きいことを利用し、ビット割当をいく
つかのパターンに分類して予め対応する符号を用意して
おくことにある。さらにパターンの分類はごく簡単な処
理で近似的に行う。

【００８０】本具体例の全体の構成と動作は具体例１と
同様のため、説明を省略する。本具体例は具体例１にお
ける図３のＳ２０７の処理の変形例として位置づけられ
る。以下、説明を簡略化するために閾値をシンボル度数
の総数の１／８とし、かつ”その他”の出現確率が１／
８より大きいと仮定した場合について述べるが、他の場
合についても容易に類推が可能であり一般性は失われな
い。

【００８１】具体的な説明に入る。支配シンボル数が”
その他”を含めて３個以下の場合は自明なので、まず４
個の場合について述べる。いま４個の支配シンボルは出
現度数順にソートされているものとし、順にシンボル
１、シンボル２、…と呼ぶ。またシンボルｎの出現確率
をｐ（ｎ）と書く。従って

【００８２】

【数１０】 となる。このときビット割当ては図９（ａ）の２通りが
考えられる。それぞれの符号木を図９（ｂ）（ｃ）に示
す。さて両符号木の平均符号長はそれぞれ、

【００８３】

【数１１】 で表すことができる。さてｌｃａｓｅ１＝ｌｃａｓｅ２
となるための条件は次のようになる。

【００８４】

【数１２】 ｐ（ｎ）の総和は１となるので、次式を得る。

【００８５】

【数１３】 （１０）式の条件を考慮するとｌｃａｓｅ１＝ｌｃａｓ
ｅ２が成立するｐ（１）の範囲は１／３≦ｐ（１）≦２
／５となる。この範囲でｐ（１）が極値をとったときの
平均符号長の上限、下限を図９（ｄ）に示す。例えばｐ
（１）が１／３の場合２／９≦ｐ（２）≦１／３でなけ
ればならず、さらにそれぞれの場合にｐ（３）、ｐ
（４）の値も限定される。その結果ｃａｓｅ１の平均符
号長は２ないし２．１１となることがわかる。図９
（ｄ）よりｐ（１）が２／５を越えれば必ず図９（ａ）
のｃａｓｅ１の、逆に１／３を下回れば必ずｃａｓｅ２
のビット割当てが最適となることがわかる。１／３＜ｐ
（１）＜２／５の場合は最適ビット割当ては特定できな
いが、いずれか判断を誤っても符号量の差は少ないので
無視する。

【００８６】図１０は具体例２の動作を説明するフロー
チャートである。図１０を用いて処理手順を説明する。
Ｓ２０７１では支配シンボルを度数順にソートする。Ｓ
２０７２では出現頻度の最大値ｐ（１）が閾値ｐｔｈを
越えているかどうか判定し、ｐ（１）＞ｐｔｈであれば
Ｓ２０７４へ、そうでなければＳ２０７３へ進む。Ｓ２
０７３では図９（ａ）のｃａｓｅ２の符号を選択し、Ｓ
２０７４ではｃａｓｅ１の符号を選択する。Ｓ２０７５
では支配シンボルとＳ２０７３もしくはＳ２０７４で得
られた符号を対応づける符号表を生成する。以上の動作
の中でｐｔｈは１／３＜ｐ（１）＜２／５の範囲で適当
に選択する。例えば中間値である１１／３０でもよい
し、判定の容易さを考慮して１／３としてもよい。もし
判定の容易さが符号量の増大よりも重要な場合には上記
の範囲を越えても評価が簡単な２のベキ乗の逆数、例え
ば１／４や１／２としてもよい。ただし最適な符号を得
られない可能性が高くなる。

【００８７】逆に最適な符号を期すならば、ｌｃａｓｅ
２−ｌｃａｓｅ１＝ｐ（１）−ｐ（３）−ｐ（４）の正
負を計算してもよい。この場合処理負荷が若干増加する
が、符号は必ず最適となる。

【００８８】もうひとつの例として支配シンボルが”そ
の他”を含めて５個の場合について述べる。ビット割当
てを出現頻度順に列記する形式で示せば、支配シンボル
が５個の場合１２３４４、１３３３３、２２２３３の３
つのケースが考えられる。しかし各シンボルの出現確率
が１／８より大きいこととハフマン符号の生成規則か
ら、１２３４４となるケースは存在しない。従って実際
には図１１（ａ）の２つのケースを考えればよい。

【００８９】さてこの場合の両者の平均符号長はそれぞ
れ次式でかける。

【００９０】

【数１４】 前と同様にｌｃａｓｅ１＝ｌｃａｓｅ２が成立するｐ
（１）の範囲を考えると、１／３≦ｐ（１）≦３／８と
なる。それぞれの平均符号長の上限、下限を図１１
（ｄ）に示す。これよりｐ（１）≦１／３のときｃａｓ
ｅ２の、ｐ（１）≧３／８のときｃａｓｅ１のビット割
当てが最適となる。従って図１０のＳ２０７２で用いる
ｐｔｈは１／３から３／８の範囲、もしくはその近辺の
値から選べばよい。またシンボル数４個の時同様、ｌｃ
ａｓｅ２−ｌｃａｓｅ１＝ｐ（１）−ｐ（２）−ｐ
（３）の正負を計算すれば、最適な符号を得ることも可
能である。

【００９１】本具体例によればハフマン符号化処理が前
もって用意したパターンに分類するだけで行え、しかも
パターンの分類は支配シンボルのソート処理と比較処理
で行えるので、具体例１の処理の大幅な簡略化が図れ
る。

【００９２】最後に本背景技術の効果を示す実験結果例
を図１２に示す。６ｂｉｔデータを入力とし次の４つの
手法で符号化した結果である。

【００９３】（１）従来例 （２）本背景技術 （支配シンボルが全体の１／１０） （３）本背景技術 （支配シンボルが全体の１／５０） （４）一般的ハフマン符号 （まずシンボルの統計をと
って符号生成し、２パス目で符号化するもの） 実験によれば（２）、（３）、（４）の処理時間はほぼ
等しく、（１）の約１／２０〜１／５０程度であった。
図１２から本背景技術の効果は明らかである。

【００９４】［実施例１］つぎに、本発明の実施例につ
いて説明する。本発明は、上述の背景技術を改善するも
のであり、とくに、ハードウェア上の実装において格別
な効果をもたらすものである。

【００９５】まず、本発明の実施例１を説明する。上述
背景技術の具体例１および２では、支配シンボルの選択
およびハフマン符号生成処理に、全てのシンボルの出現
度数を知る必要がある。これは本背景技術をソフトウェ
アで実現する際にはあまり問題にならないが、ハードウ
ェアでの実装を考えるとシンボル数分のカウンタが必要
になるので、シンボル数によっては限られた資源では実
現が難しくなる。

【００９６】ところで背景技術の具体例１および２では
入力データに対して何の仮定も置いてこなかったが、現
実には入力データの性質が既知であるような場合があ
る。例えば入力データを英文内の１文字とすれば、”
ｑ”、”ｖ”、”ｘ”などに比べて”ａ”、”ｅ”、”
ｓ”などはより頻繁に出現することが予想される。これ
はつまり前者に比べて後者の方がより支配シンボルとし
て選択される可能性が高いことを示す。

【００９７】そこで本実施例ではシンボルを非候補シン
ボルと支配候補シンボルの２種類に分類する。非候補シ
ンボルは必ず支配シンボルとして選択しないこととし、
個別の出現頻度カウントはしない。一方、支配候補シン
ボルに対しては第１、第２の実施例同様に出現度数をカ
ウントし、支配シンボルを選択する。こうして得られた
支配シンボルと、非候補シンボルおよび支配候補シンボ
ルで選択されなかったシンボルからなる”その他”シン
ボルに基づいて新たな符号表を生成する。この符号表の
生成については上述背景技術の具体例１および２と同様
である。

【００９８】具体的には、図１３に示すように、度数集
計部２０にハードウェアカウンタ２０１、２０２、・・
・２０ｎを設ける。そして支配候補シンボル設定部２０
０でカウンタ２０１、２０２、・・・２０ｎで計数する
シンボルを設定する。

【００９９】本実施例は、全てのシンボルについて出現
頻度を計数したとしても非候補シンボルからは支配シン
ボルが選択されないことを仮定しているのと同値であ
る。現実の情報源の出現確率分布は変動するから、この
ような仮定が必ず成立するとは限らない。しかしある程
度の確率で成立すれば、圧縮率の悪化は抑えることがで
きる。この小さなリスクに対して、非候補シンボルに対
応するカウンタが不要になるメリットは特にハードウェ
ア規模に対して非常に大きい。

【０１００】以上では支配シンボルの候補となるシンボ
ルの省略について述べたが、符号木についても同様の省
略が可能である。以下、これについて説明する。上述背
景技術の具体例２では支配シンボルの個数毎に可能性の
ある全ての符号木を候補とし、適当な判断基準を設けて
符号表を生成した。しかし符号木によっては発生確率が
ごく稀なものも含まれる。例えば支配シンボルの閾値を
１／８とした場合、支配シンボルが７個になることは理
論的には有り得るが、現実にはほぼ起こらないと考えて
よい。従って例えば装置規模が制限されるような場合に
は、支配シンボル７個の符号表を用意することによる圧
縮率向上のメリットよりも装置規模増大のデメリットの
方が大きいと考えられる。

【０１０１】そこで符号木に対しても候補の符号木を制
限する。これは例えば実験的に発生頻度が少ない符号木
を削除すればよい。もし削除した符号木に対応するよう
な支配シンボルが得られた場合、近い符号木に振り替え
て代用する。上述の例でいえば、例えば支配シンボル５
個用の符号木を用意しておき、支配シンボルが６個以上
になった場合には５個用の符号木で代用する。これによ
り背景技術の具体例２でいうＳ２０７にあたる符号木の
選択処理を簡略化することができ、また符号割当部４０
で用意するパターン数を減らすことができる。候補の符
号木選択のバリエーションとしては、その符号木を削除
して他の符号木で置き換えても原理的に圧縮率に与える
影響が少ないと予想できるものから削除してもよい。例
えば支配シンボル２個用と３個用の符号木が２個づつあ
る場合、２個用の２つを削除するより２個用と３個用か
ら１つづつ削除した方が圧縮率への影響が少ないことが
予想される。

【０１０２】本実施例に関する構成および動作は上述背
景技術の具体例１および２から容易に類推が可能なの
で、ここでは説明を省略する。以下、本実施例の効果を
説明するため、本実施例を画像符号化に適用した実験例
について述べる。ここでとりあげる画像符号化は予測符
号化とランレングス符号化を組み合わせたものだが、こ
のランレングスに対するハフマン符号化の部分に本実施
例を適用した。

【０１０３】この画像符号化ではラン長を１〜５００ま
でとるが、１〜８を支配候補シンボルとし９以上を非候
補シンボルとした。支配シンボルは０〜７個まで考えら
れるので理論的な符号木の種類は１１個だが、ここでは
支配シンボルが０〜２個だった場合に対応する４個の符
号木だけを候補とした。従って支配シンボルが３個以上
だった場合は、出現度数の順に上位２個の支配シンボル
を選択し、これに対応する符号木を用いることにした。

【０１０４】本実施例によれば予め支配シンボルの候補
を絞ることができるので、符号化装置および復号装置の
簡略化が図れる。

【０１０５】本実施例によって実験的に得られた符号量
の比較を図１４に示す。グラフは左から固定の符号表、
背景技術具体例２、本実施例による符号量を示してい
る。同図より本実施例の効果は明らかである。

【０１０６】［実施例２］本発明の実施例２として、特
に復号装置の簡易化に有効な構成を説明する。本実施例
は２つの技術的特徴からなる。まず第１の特徴について
説明する。

【０１０７】上述背景技術の具体例１、２や実施例１で
は、符号化装置で行われる符号表生成処理を復号装置で
も模倣することにより、変化する符号表に対応した復号
を可能とした。しかし本来符号表を生成すべきなのは符
号化装置のみであり、復号装置は使用した符号表を知る
ことさえできればよい。またこのような構成の場合、符
号化装置側の符号表生成処理の仕様が変わった場合に対
応することが難しい。そこで本実施例では使用した符号
表もしくはその識別番号を符号データに埋め込む。これ
によって異なるアルゴリズムで符号表を生成する複数の
符号化装置に対しても、一つの復号装置で対応すること
ができる。

【０１０８】次に第２の特徴について説明する。上述背
景技術の具体例１、２や実施例１では明記しなかった
が、符号表はシンボルと符号が対応した表を想定してい
た。しかしこうすると例えば支配シンボルが１個の符号
表だけとっても、全てのシンボルが支配シンボルになる
可能性があるのだから、符号木の形が１つなのにもかか
わらずシンボル数分の符号表が必要になる。これは例え
ばハードウェアで実装する場合には重要なポイントにな
り得る。

【０１０９】そこで本実施例では中間に抽象的な中間シ
ンボルを挟むことにする。復号の場合、符号表による復
号結果は中間シンボル、すなわちどの支配シンボルかと
いう情報までにしておいて、続く後段でその中間シンボ
ルに該当する実際の入力シンボルに復号する。符号表で
は中間シンボルまでわかればよいのだから、符号木が１
つなら１つの符号表ですみ、装置の縮小が可能となる。
この技術的特徴は符号化装置に適用しても同様な効果を
もたらす。

【０１１０】この第２の特徴を上述第１の特徴と組み合
わせる場合、符号には、符号表だけでなく、中間シンボ
ルと支配シンボルの関係も埋め込むことになる。

【０１１１】以下、本実施例について具体的に説明す
る。図１５、図１８はそれぞれ本実施例の符号化装置、
復号装置の構成を示すブロック図である。図１および図
４に示した背景技術の具体例１と同様の部分は同一の符
号を付して説明を省略する。図中、１４２は符号表デー
タ、１４３は中間シンボルデータ、６１は中間シンボル
メモリである。

【０１１２】まず、図１５に示した符号化装置の各部に
ついて第１の従来例と異なる点に絞って説明する。符号
割当部４０は背景技術具体例１の動作に加え、生成した
符号表を示すデータを符号表データ１４２としてハフマ
ン符号化部７０へ送出する。同時に生成した符号表で選
択された支配シンボルを示すデータを中間シンボルデー
タ１４３としてハフマン符号化部７０および中間シンボ
ルメモリ６１へ送出する。中間シンボルメモリ６１は中
間シンボルデータ１４３を保持し、ハフマン符号化部７
０へ送出する。ハフマン符号化部７０は中間シンボルメ
モリ６１に蓄積された中間シンボルデータ１４３と符号
メモリ６０に蓄積された符号語データ１４０を用いて、
符号表データ１４２、中間シンボルデータ１４３、入力
データ１００のそれぞれに対してハフマン符号化を行
い、符号データ１５１として符号出力部８０へ送出す
る。

【０１１３】符号化装置の動作についての説明は背景技
術の具体例や実施例１と大差ないので省略するが、ハフ
マン符号化部７０についてだけ説明しておく。まず他の
構成と異なる点として、符号語データ１４０には入力デ
ータ１００だけでなく、符号表データ１４２、中間シン
ボルデータ１４３がとるそれぞれの値に対応する符号語
が含まれていなければならない。ハフマン符号化部７０
はこの符号語データ１４０に基づいて、符号表データ１
４２および中間シンボルデータ１４３の符号化を行う。
また、これらのデータの符号化は符号割当部４０で符号
表を更新したときに行う。

【０１１４】本実施例における符号データ１５０、符号
表データ１４２の概念図をそれぞれ図１６（ａ）、同図
（ｂ）に示す。図中入力１〜Ｎは入力データ１００に含
まれる入力シンボルを示す。ここでは符号表データ１４
２は特定の符号表を対応する数字で指定する形式を示し
た。これ以外に直接符号語を埋め込むような形式でもよ
いし、あるいはその中間をとって部分的に符号語を埋め
込むような形式でもよい。同図（ｂ）の例えば符号表デ
ータの２に示したように、符号表によっては支配シンボ
ルの個数が少ないために、後半の中間シンボルに符号が
割り当てられないようなものもあり得る。

【０１１５】図１６（ｃ）、同図（ｄ）には中間シンボ
ルデータ１４３の概念図を示す。ここでは直接中間シン
ボルに対応する入力シンボルを指定する形式を示した。
これも符号表データ同様、特定の組み合わせそれぞれに
対応する数字で表現するような形式にしてもよい。同図
（ｃ）では中間シンボルの個数は３つとしたが、これは
符号表データがいくつの中間データに対応するかによっ
て、中間シンボルデータの長さが変化するような形式を
仮定した。バリエーションとして簡単化のために中間シ
ンボルの個数を固定してもよい。同図（ｄ）がそのよう
な例で、この場合中間シンボルの個数が少ない符号表デ
ータに対しては、ダミーの中間シンボルデータを埋めて
おく。

【０１１６】なお、図１６の例のように符号表データと
中間シンボルデータが必ずセットになるような形式で
は、中間シンボルデータの位置が特定できるので、中間
シンボルデータに与える符号が入力シンボルおよび符号
表データに与える符号と重なっていても構わない。逆に
入力シンボル、符号表データ、中間シンボルデータの３
種類の符号が重ならないように設計しておけば、これら
のデータの並ぶ順番は任意であって、特に図１６（ａ）
のような形式を守る必要はない。

【０１１７】次に入力データ１００の符号化について説
明する。ハフマン符号化部７０は入力データ１００を受
け取るとまず中間シンボルメモリ６１と照合し、入力デ
ータ１００が支配シンボルだった場合には、該当する中
間シンボルに対応した符号を符号語メモリ６０から読み
出して符号とする。入力データ１００が支配シンボルで
なかった場合には、入力データ１００に対応した符号を
符号語メモリ６０から読み出して符号とする。符号語メ
モリ６０の内部データは、例えば図１６（ｂ）に示し
た”対応する符号表”の欄の中の一つの行のような形式
をとる。また中間シンボルメモリ６１の内部データは例
えば図１７のような形式をとる。

【０１１８】次に図１８に示した復号装置の各部につい
て、第１の従来例および図１５に示した符号化装置と異
なる点に絞って説明する。ハフマン復号部７５は中間シ
ンボルメモリ６１に蓄積された中間シンボルデータ１４
３と符号メモリ６０に蓄積された符号語データ１４０を
用いて、符号データ１５０にハフマン復号を行い、その
結果得られる符号表データ１４２、中間シンボルデータ
１４３、入力データ１００をそれぞれ符号語メモリ６
０、中間シンボルメモリ６１、データ出力部８５に送出
する。

【０１１９】以上の構成に基づいて本実施例の復号装置
の動作について説明する。図１９は本実施例の復号動作
を説明するフローチャートである。

【０１２０】以下、図１９を用いて復号処理を説明す
る。ただし他の構成と同様の部分には同一の符号を付し
て説明を省略する。Ｓ２０１ではハフマン復号部７５に
おいてＳ５０の復号処理の復号結果が符号表データだっ
た場合にはＳ２０９へ、そうでなければＳ４０へ進む。
Ｓ２０９ではハフマン復号部７５において、まず符号表
データに基づき符号語メモリ６０の内容を新たな符号表
に更新する。続いて符号データ１５０から中間シンボル
データ１４３を復号し、その内容に基づいて支配シンボ
ルメモリ６１の内容を更新する。

【０１２１】ここでは図１６（ａ）に示したように、符
号表データの直後に中間シンボルデータが埋め込まれて
いるような符号データ１５０を想定した。

【０１２２】本実施例によれば符号表更新情報を符号に
埋め込んだので、復号装置の簡略化が図れる。また符号
表の内容を直接支配シンボルではなく中間シンボルに置
き換えたので、符号化装置および復号装置の簡略化が図
れる。

【０１２３】

【発明の効果】本発明によれば大量のメモリや処理負荷
なしに、簡易かつ適応的なハフマン符号を生成すること
ができる。さらに、ハードウェアで実装する際に、回路
構成を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 背景技術の具体例１の符号化装置を示す構成
図である。

【図２】 背景技術の具体例１の符号化装置における符
号化処理の動作の一例を示すフローチャートである。

【図３】 背景技術の具体例１の符号化装置における符
号表更新処理の動作の一例を示すフローチャートであ
る。

【図４】 背景技術の具体例１の復号装置を示す構成図
である。

【図５】 背景技術の具体例１の復号装置における復号
処理の動作の一例を示すフローチャートである。

【図６】 背景技術の具体例１の符号化装置における支
配シンボルリストの内部フォーマット例を示す説明図で
ある。

【図７】 背景技術の具体例１の符号化装置において作
成される符号例を示す説明図である。

【図８】 背景技術の具体例１の符号化装置における符
号表更新に用いる条件例を示す説明図である。

【図９】 背景技術の具体例２の符号化復号装置におい
て作成される符号例を示す説明図である。

【図１０】 背景技術の具体例２の符号化復号装置にお
ける符号表更新処理の部分動作の一例を示すフローチャ
ートである。

【図１１】 背景技術の具体例２の符号化復号装置にお
いて作成される符号例を示す説明図である。

【図１２】 背景技術の具体例の符号化復号装置による
実験結果例を示す説明図である。

【図１３】 本発明の実施例１の符号化復号装置の要部
を説明する図である。

【図１４】 本発明の実施例１の符号化復号装置による
実験結果例を示す説明図である。

【図１５】 本発明の実施例２の符号化装置を示す構成
図である。

【図１６】 本発明の実施例２における各データの概念
を示す説明図である。

【図１７】 本発明の実施例２における中間シンボルメ
モリの内部データ例を示す説明図である。

【図１８】 本発明の実施例２の復号装置を示す構成図
である。

【図１９】 本発明の実施例２の復号装置における復号
処理の動作の一例を示すフローチャートである。

【図２０】 従来のハフマン符号例を示す説明図であ
る。

【図２１】 従来例の符号化装置を示す構成図である。

【図２２】 従来例の符号化装置における符号化処理の
動作の一例を示すフローチャートである。

【図２３】 従来例の復号装置を示す構成図である。

【図２４】 従来例の復号装置における復号処理の動作
の一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ データ入力部 １５ 符号入力部 ２０ 度数集計部 ３０ 支配シンボル選択部 ４０ 符号割当部 ５０ 固定符号語メモリ ６０ 符号語メモリ ６１ 中間シンボルメモリ ７０ ハフマン符号化部 ７５ ハフマン復号部 ８０ 符号出力部 ８５ データ出力部 １００ 入力データ １１０ 度数データ １２０ 支配シンボル度数データ １３０ 固定符号語データ １４０、１４１ 符号語データ １４２ 符号表データ １４３ 中間シンボルデータ １５０、１５１ 符号データ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 符号化対象データを入力するデータ入力
   手段と、 前記データ入力手段から入力される前記符号化対象デー
   タに含まれるシンボルのうち予め選択された支配候補シ
   ンボルの各々の出現度数を計数する度数集計手段と、 前記度数集計手段により計数された出現度数に基づい
   て、前記支配候補シンボルのセットから支配シンボルを
   選択するデータ選択手段と、 各シンボルの予測される出現確率に従って予め設計した
   符号語を保持する固定符号語記憶手段と、 前記支配シンボルに対しては所定の手法で新たに符号語
   を生成し、さらにその他のシンボルに対しては、前記支
   配シンボル以外のシンボルであることを示す符号語と前
   記固定符号語記憶手段に保持された符号語とを組み合せ
   たものを新たな符号語として割当てる符号割当手段と、 前記符号割当手段で生成された符号語を保持する符号語
   記憶手段と、 前記符号語記憶手段に保持した符号語に基づいて前記デ
   ータ入力手段から入力される前記符号化対象データを符
   号化する符号化手段と、 前記符号化手段で生成された符号データを出力する符号
   出力手段とを有することを特徴とする符号化装置。
2. 【請求項２】 前記支配候補シンボルは発生頻度が高い
   と推測されるものとする請求項１記載の符号化装置。
3. 【請求項３】 前記符号割当手段における符号語作成処
   理は、予め候補としてあげた符号表のいずれかになるよ
   う限定する請求項１または２記載の符号化装置。
4. 【請求項４】 前記候補としてあげる符号表は発生頻度
   が高いと推測される種類、および、他の候補との関係か
   ら削除した場合に圧縮率の悪化が推測される種類のうち
   少なくとも一方の種類のものとする請求項３記載の符号
   化装置。
5. 【請求項５】 前記符号化手段は前記符号化対象データ
   に加えて、前記データ選択手段で選択した支配シンボル
   を特定する中間シンボルデータを符号化する請求項１、
   ２、３または４記載の符号化装置。
6. 【請求項６】 前記符号化手段は前記符号化対象データ
   に加えて、前記符号割当手段で生成した符号語を特定す
   る符号表データを符号化する請求項１、２、３、４また
   は５記載の符号化装置。
7. 【請求項７】 中間シンボルを記憶する中間シンボル記
   憶手段を有し、 前記中間シンボル記憶手段の内容は前記データ選択手段
   で選択した中間シンボルデータに基づいて設定し、 前記符号化手段で行う符号化は前記符号語記憶手段に保
   持した符号語に加えて前記中間シンボル記憶手段に保持
   した中間シンボルデータに基づく請求項１、２、３、
   ４、５または６記載の符号化装置。
8. 【請求項８】 符号データを入力する符号入力手段と、 符号語を記憶する符号語記憶手段と、 前記符号語記憶手段に保持した符号語に基づいて前記符
   号入力手段から入力される前記符号データを復号する復
   号手段と、 前記復号手段の復号により生成したデータに含まれるシ
   ンボルのうち予め選択された支配候補シンボルの各々の
   出現度数を計数する度数集計手段と、 前記度数集計手段により計数した出現度数に応じて、前
   記支配候補シンボルのセットから支配シンボルを選択す
   るデータ選択手段と、 各シンボルの予測される出現確率に従って予め設計した
   符号語を保持する固定符号語記憶手段と、 前記支配シンボルに対しては所定の手法で新たに符号語
   を生成し、さらにその他のシンボルに対しては前記支配
   シンボル以外のシンボルであることを示す符号語と前記
   固定符号語記憶手段に保持された符号語とを組み合せた
   ものを新たな符号語として割当てる符号割当手段とを有
   し、 前記符号割当手段で生成された符号語を前記符号語記憶
   手段に記憶させ、さらに、 前記復号手段が復号したデータを出力するデータ出力手
   段を有することを特徴とする復号装置。
9. 【請求項９】 請求項５または６記載の符号化装置によ
   り符号化された符号データを入力する符号データ入力手
   段と、 符号語を記憶する符号語記憶手段と、 前記符号語記憶手段に保持した符号語に基づいて前記符
   号入力手段から入力される前記符号データを復号する復
   号手段とを有し、 前記符号語記憶手段に保持する符号語を、前記復号手段
   で復号した上記符号表データおよび上記中間シンボルデ
   ータの少なくとも一方に基づいて設定することを特徴と
   する復号装置。
10. 【請求項１０】 前記符号語記憶手段に初期値として設
    定される符号は予め定数が設定してある請求項９記載の
    復号装置。
11. 【請求項１１】 請求項５記載の符号化装置により符号
    化された符号データを入力する符号データ入力手段と、 符号語を記憶する符号語記憶手段と、 前記符号語記憶手段に保持した符号語に基づいて前記符
    号入力手段から入力される前記符号データを復号する復
    号手段と、 前記中間シンボルを記憶する中間シンボル記憶手段とを
    有し、 前記中間シンボル記憶手段の内容は前記復号手段で復号
    した中間シンボルデータに基づいて設定し、前記復号手
    段で行う復号は前記符号語記憶手段に保持した符号語に
    加えて前記中間シンボル記憶手段に保持した中間シンボ
    ルデータに基づくことを特徴とする復号装置。