JPS60153241A - 符号化方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は固定長符号化／復号化装置を含む符号化方式に
関し、特に可変長符号と１ビット符号とを使用して成る
符号化方式に関する。

（従来技術） 従来から情報の品質を限定された情報量により確保する
ためには、入力情報に対して情報源記号の発生確率に応
じた符号長を有する可変長符号を使用して符号化する方
式が公知である。また、固定長符号化を行うためには、
可変長符号か、々・るいは１ピント符号かを選択して弁
牛する方式が提案されている。従来、この神の符号化装
置においてに、第１図に示すように符号系列発生の際、
多種類の情報を表すことのできる記号群Ａと、二種類の
情報しか表し得ない記号群Ｂとによって入力情報に一対
一に対応する記号ａ１．ｂｊ’ｅ発生し、情報源記号１
１Ｌ、に対しては可変長符号を情報源記号す、ｉＫ対し
ては１ビット符号を割商て、該当する符号全選択的に発
生するように構成していた、このような符号の選択は、
次のようにして行われる。まず、ブロフクの先頭入力情
報から順次、Ａの記号群より発生された記号ａｉに対応
する可変長符号を発生してゆき、吃の符号長ｔｉと記号
数とを累積カウントしてゆくことにより、そのブロック
内で残りのビットＭＩ　ＲＢ　（ｉ）と、残りのランプ
ル数ＲＳ　（＋）とを次の ＲＢ（１）＝ｈ、Ｂ（ｊ−１）　−ｔ４、−・Ｉｌ＋Ｆ
ｃ５（ｉ）＝Ｒ８（ｉ−１）−１・・・（２）により計
算する。ここでｉ＝１．２　、・・・Ｎであり、ｔｌは
ａｌに対応した符号長である。

次に、 ＲＢ（１）〈Ｒ８（ｊ）１１・１１１３）が満足された
入力情報から後に到来した入力情報に対しては、Ｂの記
号群より発生した情報源記号ｂｊに対応する１ビット符
号を発生することによって上記符号が選択される。一方
、得号側においても同様の操作を行うことにより、−意
的忙復号するととガ可能であった。

ここで、上記第（１）式と第（２）式とにおいて、Ｒ８
（１）の初期値は、１ブロツクの入力情報数である。

甘た、１ブロックの情報を固定長内で符号化するため、
ＲＢ（ｉ）の初期値ＲＢ　ｌＯ）け１ブロツクの情報に
割当てることができる総ピント紗から最大の符号長を差
引いた値に設定していた。

情報の品質を損ゎ々いためには、１ブロツク内に可変長
符号が可能々限り多く存在する方が有利である。しかし
、従来の技術によれば１ブロツクの入力情報を固定長内
に納めるために、残シビント数ＲＢ（ｉ）の初期値とし
てあらかじめ１ブロツクの情報に割当てることのできる
総ピント数がら最大符号長を差引いておかなければなら
なかった。

特に、最大符号長が長くなるような場合にけ、ＲＢ　（
１）の初期値が小さくなり、第（３）式を早く満足して
しまって、エプロンクの情報のすべてを符号化してもか
なりのピント数が余るという欠点があった。例えば、１
ブロツクについて１ｏサンプルで１ブロツクの総ピント
数ｆｆ１４０ピットとし、記号群Ａに対応する可変長符
号の符号長を第２図に示すように定め、ａｌから順にａ
ｌ。寸での情報源記号が発生した場合を考えると、ＲＢ
　（Ｈの初期値はＲＢ（Ｑ）＝４０−１０＝３０　（ピ
ント）となる。このため、順次、ＲＢ（１）、Ｒ８（１
）を計算してゆくと、第３図に示すように第１サンプル
が　′ら第６サンプルまでが可変長符号化され、第７サ
ンブルから第１０サンプルまでが１ビット符号化される
。この結果、１ブロツクに９ビツトの余りが生ずるとい
う欠点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は、符号化装置側において、多種類の情報
を表わす多種記号ａ　ｉ（ｉ二１．２，３゜・・・）よ
り成る記号群Ａと、二種類の情報しか表し得ない二種記
号ｂ　ｊ（、ｌ　＝１　、２　）より成る記号群Ｂｋ使
用し、入力情報に対して一対一に対応する記号ａ４＋ｂ
ｌｋ記号群Ａ、Ｂより抽出して情報源記号として発生し
、情報源記号ａ１に対して一対一に対応して可変長符号
を割当て、情報源記号ｂ　ｊに対して一対一に対応して
１ピント符号を割当て、情報源記Ｍａｌに割当てられた
符号長を累積カウントすると共に、情報源記号ａ１の数
を累積カウントして両カウント値を比較し、比較によっ
て可変長符号か、あるいは、１ビット符号かを選択し、
符号系列中の可変長符号と１ピント符号との境界に１記
号分の可変長符号を付加してから一連の符号系列として
出力し、復号化装置側においては、上記符号に対応する
記号ａｉ、Ｊを復号し、情報源記号ａｉに割当てられた
符号長を累積カウントし、さらに情報源記号ａｌＯ数を
累積カウントして両カウント値を比較し、比較により記
号群Ａか、あるいは記号群Ｂかを選択して一連の情報列
として出力することにより上記欠点全除去し、情報の品
質劣化の原因となる１ピット符号化されたサンプル数を
最小にＪＴ（Ｉえ、１ブロツクの情報を固定ビット数で
形成し、一意的に復号可能な符号化を行うように構成し
た符号化方式全提供することにある。

（発明の原理と作用） 本発明の原理と作用は、一定長のブロックに区切られた
入力情報に対し、まず先頭の入力情報から順次、入力情
報へ一対一に対応する情報源記号ＥＬｉをＡの記号群よ
り抽出して可変長符号化してゆき、この情報源記号ａｌ
に対応する符号長ｔｉと記号数とを累積カウントしてゆ
くことにより、このブロック内で残りのビット数ＲＢ　
（１）と残りのサンプル数ＲＳ　（ｉ）とを前記の ＲＢ（ｉ）＝’ＲＢ（ｉ−１）　Ａｉ”・−ｆｉｌＲ８
（ｇ＝Ｒ８（１１）−１中・・（２）に基づいて計算し
てゆき、前記の ＲＢ（ｉ）　＜　Ｒ８（ｉ）　−・（３）を満足した時
点以後の入力情報に対しては、対応する二種記号ｂｊを
記号群Ｂより抽出して出力するが、ＲＢ（ｉ）の初期値
としては１ブロツクの情報に割当てることのできる総ビ
ット数から１を差引いた値に設定しておき、上記第（３
１式を満足した時点では、 ”ｉ”””’（ｉ−１）　−Ｒ８（ｉ−１）＋１・・−
＋４１ により定められる符号長を有する１記号分の可変長符号
を出力した後７パ二種記号ｂｊ’ｅ記号群Ｂより抽出し
、順次、一連の符号系列として出力する。

ここで、Ｒ８（ｉ）の初期値け１ブロツク内の総すンプ
ル敬である。また、復号側においても符号化装置と同様
にサンプルカウンタとピントカウンタとを設け、第（１
）式に基づいて残りピント数ＲＢ（１）を順次計算し、
第（２）式に基づいて残りサンプル数Ｒ８（ｉ）を１ｌ
ｉｔ’ｉ次計算してゆく。ここで、ＲＢ　（ｇの初期値
は１ブロツクの情報に割当てることができる総ピント数
とし、Ｒ８（ｉ）の初期値を１ブロツクの総サンプル数
に１を加えた値として設定しておく。

１ブロツクの先頭の符号から順に可変長符号と可変長復
号とを行ってゆくと、符号器側で付加された可変長符号
を受取った時点で ＲＢ　（ｉ）＝ＲＳ　（ｉ）　・・・（５）が成立する
。したがって、第（５）式全満足した一つの記号につい
て復号操作を行わず、次の入力符号以降に対して１ビツ
トの二種記号ｂｊ’ｌｉ：記号群Ｂより抽出して出力す
るととによって一意的に復号化することが可能と々る。

以上、本発明においては符号化の際に残りビット数ＲＢ
（ｉ）の初期値としてけ１ブロツクに割当てることので
きる総ピット数から１を差引くだけでよいため、従来の
方式に比べて可変長符号化されるサンプル数が多くなり
、情報の劣化をおさえることができ、さらに固定長内で
符号化できるので、一意的に伽号化することが可能であ
る。例えば、従来の方式により示した上記実例と同一の
条件下、すなわぢ】ブロックあたり１０″！７ンプルと
して、１ブロツクの情報に割当てることのできる総ビッ
ト数を４０ピントとして、記号群Ａに対応する可変長符
号長を第２図に示すように定め、ａｌがら順にａｌｏま
での情報源記号が発生した場合には、ＲＢ（Ｈ）の初期
値は ＲＢ（０）＝４０−１＝３９　（ピント）となる。順次
、ＲＢ（ｇ　、　Ｒ５（ｉ）を計算してゆくと第４図に
示すように第１＋Ｉンプルから第８サンプルまでが可変
長符号化され、第９ヤンプルと第１０サンプルとが１ビ
ット符号化される。この場合、第８ザンプルと第９ヤン
ブルとの間に単位符号長の可変長符号が付加される。

（発明の構成） 本発明による符号化方式は、一定のブロック長に区切ら
れた入力情報を一定ピット数で符号化するたぬの符号化
装置と、符号化された入力情報を復号化するための復号
化装置とから成るものである。

符号化装置は情報源記号発生手段と、可変長符号化手段
と、１ビット符号化手段と、第１のビットカウンタと、
第１のサンプルカウンタと、第１の比較手段と、第１の
切換え手段とから成る。

情報源記号発生手段は、多種類の情報を表わす記号ａ　
ｉ　（１＝１　＋　２　＋　３　＋　”　”　’　）よ
り成る記号群Ａと、二種類の情報しか表し得ない記号ｂ
ｊ（ｊ＝１．２）より成る記号群Ｂ−ｅ使用し、入力情
報と一対一に対応する記号ａ　ｉ＋　ｂ　ｊｆ記号群Ａ
、Ｂより抽出して情報源記号として発生するためのもの
である。

可変長符号化手段は、情報源記号ａｉに対して一対一に
対応して可変長符号を割当てるためのものである。

１ピット符号化手段は、情報源記号ｂｊに対して一対一
に対応して１ビット符号を割当てるためのものである。

第１のピントカウンタは、情報源記号ａｌに割当てられ
た符号長を累積カウントするためのものである。

第１のサンプルカウンタは、情報源記号ａ１の数全累積
カウントするためのものである。

第１の比較手段は、第１のピントカウンタの内容と第１
のサンプルカウンタの内容とを比較するだめのものであ
る。

第１の切換手段ＮＸ第１の比較手段の出力に応じて可変
長符号か、あるいは１ビット符号かを選択し、得られた
符号系列中で可変長符号と１ビット符号との境界に１記
号分の可変長符号を付加して、−運の石号系列として出
力するためのものである。

一方、復号化装置は符号化手段と、多種記号復号手段と
、二ｆ４記号復号手段と、第２のピントカウンタと、第
２のサンプルカウンタと、第２の比較手段と、卯、２の
切換手段とを具備して構成したものである。

符号ｑｖｒ号化手段は、一連の符号系列からそれぞれ多
種類の情報を表わす多種記号ａｉ、ならびに二種類の情
報しか表し得かい二種記号ｂｊ″ｆ：復号して出力する
ためのものである。

多種記号復号手段は、符号復号化手段の出力により多Ｐ
ｆｔ記号ａ１を情報源記号として復号してめるためのも
のである。

二種記号復号手段は、符号復号化手段の出力により二種
記号ｂｊを情報源記号として復号してめるためのもので
ある。

第２のピントカウンタは、符号復号化手段から得られた
情報源記号ａｉに割当てられた符号長を累積カウントす
るためのものである。

第２のサンプルカウンタは、符号復号化手段から得られ
た情報源記号ａ１の数を累積カウントするためのもので
ある。

第２の比較手段は、第２のピントカウンタの内容と第２
のサンプルカウンタの内容とを比較するためのものであ
る。

第２の切換手段は、第２の比較手段の出力に応じて記号
群Ａか、あるいは記号群Ｂかを選択して一連の情報列と
して出力するためのものである。

（実施例） 次に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第５図は、本発明による符号化装置の一実施例を示すブ
ロック図である。第５図において、９け符号化装置の情
報入力端子、１ｏは多種情報源記号発生器、１１は二種
情報源記号発生器、、１２は可変長符号器、１６は１ビ
ット符号化器、１４は残りビットを計算するための第１
のピントカウンタ、１５は残りサンプル数を計算するた
めの第１のサンプルカウンタ、１６は第１の比較器、１
７は冗長符号算出器、１８は第１の切換器、１９は符号
化装置の出力端子である。

第５図において、情報入力端子９より入力された情報は
、多種情報源信号発生器１０と二種情報源発生器１１と
に入力され、情報源記号ａ　１．ｂ　ｊに変換される。

その後、多種情報源信号発生器１０から出力された情報
源記号ａｉは可変長符号化器１２に、二種情報源発生器
１１から出力された情報源記号ｂｊけ１ピット符号化器
１３にそれぞれ入力され、可変長符号と１ビット符号と
にそれぞれ変換されて第１の切換器１８忙送出される。

可変長符号化器１２の出力は第１のピントカウンタ１４
と第１のサンプルカウンタ１５とに接続してあり、第１
のビットカウンタ１４では第（１）式に基づいて残りビ
ット数ＲＢ　（１）を計算し、第１のサンプルカウンタ
１５では第（２）式に基づいて残りサンプル数ＲＳ　（
ｉ）を計算する。計算結果は、それぞれ第１の比較器に
入力される。第（３）式の不等式が満足されない場合に
は、冗長符号算出器１７に影響を及ぼさず、第１の切換
器１８は符号化装置の出力端子１９と可変長符号化器１
２とを接続している。第１の比較器１２により第（３）
式の不等式が満足された時点で、第１のビットカウンタ
１４と第１のウンブルカウンタ１５との出力値が冗長符
号算出器１７に出力される。そこで、第（４１式に基づ
いて算出された符号長を有する記号に相当する可変長符
号は、第１の切換器１８を通して出力端子１９に出力さ
れる。それ以降のヤンブルに対しては、第１の切換器１
８により出力端子１９と１ビット符号化器１３とを接続
しておく。第１の切換器１８は、次のブロック開始時点
で、再び出力端子１９と可変長符号化器１２とを接続す
る。

第６図は、本発明による復号化装置の一実施例を示すブ
ロック図である。第６図において、２０は復号化器の入
力端子、２１は可変長符号復号器、２２は１ビット符号
復号器、２３は残りピント数を計算するための第２のビ
ットカウンタ、２４け残りサンプル数を計算するための
第、２のサンプルカウンタ、２５は第２の比較器、２６
は多種記号復号器、２７は二種記号復号器、２８は第２
の切換器、２９は復号化装置の出力端子である。

第６図において、復号化装置の入力端子２ｏがら入力さ
れた符号は、可変長符号復号器２１と１ビット符号復号
器２２とに入力される。可変長符号復号器２１の出力で
ある情報源記号ａ１け多種記号復号器２６に、１ピット
符号復号器２２の出力である情報源記号ｂｊは二種記号
復号器にそれぞれ入力され、一連の情報列として第２の
切換器２８に出力される。可変長符号復号器２１の出力
は第２のピントカウンタ２６と第２のサンプルカウンタ
２４とに接続され、第２のピントカウンタ２３では第ｆ
ｉ１式に基づいて残りビット数ＲＢ　（１）を計算し、
第２のサンプルカウンタ２４では第（２）式に基づいて
残りサンプル数Ｒ８（ｇを計算する。残りビット数ＲＢ
（ｉ）と残りサンプル数Ｒ８（ｉ）とはそれぞれ第２の
比較器２５に入力される。第（５）式會満足しない場合
には、第２の切換器２８により出力端子２９と多種記号
復号器２６とを接続しておく。第２の比較器２５におい
て＠（５）式を満足した時点で、第２の切換器２Ｂによ
り出力端子２９と二種記号復号器２７とを接続させる。

第２の切換器２８は、次のブロック開始時点で再び多種
記号復号器２６と出力端子２９とを接続させる。

第５図に示す第１のビットカウンタ１４と、第６図に示
す第２のビットカウンタ２３と、第５図に示す第１のサ
ンプルカウンタ１５と、第６図に示す第２のサンプルカ
ウンタ２４とは、それぞれのブロックの開始時に初期化
される。しかし、第５図に示す第１のビットカウンタ１
４の初期値は、１ブロツクの総ビット数から１を差引い
た値である。第６図における第２のピントカウンタ２６
の初期値は、１ブロツクの総ビット数である。また、第
５図に示す第１のサンプルカウンタ１５の初期値は１ブ
ロツクの総サンプル数であり、第６図に示す第２のサン
プルカウンタ２４の初期値は１ブロツクの総サンプル数
に１を加えた値である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明では、可変長符号か、あるい
け１ビット符号かを選択して符号系列を形成し、符号系
列中で可変長符号と１ビット符号との境界に１記号分の
可変長符号を付加して送出するように構成することによ
り、情報の品質劣化の原因となる１ピント符号化される
サンプル数を最小限に抑え、１ブロツクの情報を固定ビ
ット数で形成し、一意的に復号可能な符号化を行い、符
号化によってビット余りが生ずることがないという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術による符号化装置の一例會示すブロ
ック図である。 第２図は、情報源記号と符号長との対応例を示す対応図
である。 第３図は、従来技術の符号化方式によるピントカウンタ
の内容（ＲＢ（ｇ）とランプルカウンタの内容（Ｒ８（
ｉ））との対応を示す対応図である。 第４図は、本発明の符号化方式によるビット力　ｒｔフ
ウンタの内容（ＲＢ（１））とサンプルカウンタの内容
（Ｒ８（ｉ））とを示す対応図である。 第５図は、本発明による符号化装置の一実施例を示すブ
ロック図である。 第６図は、本発明による復号化装置の一実施例を示すブ
ロック図である。 １．１０・・・多種情報源記号発生器 ２．１１・・・二種情報源記号発生器 ３．１２・・・可変長符号化器 ４．１３・・・１ピント符号化器 ５．１４．２３拳Φ・ビットカウンタ ６．１５．２４−・・サンプルカウンタ７．１６，２５
・・・比較器 ８．１８．２８・・・切換器 １７・・・・・冗長符号算出器 ２１・・・拳・可変長符号復号器 ２２・−・Ｑ・１ビット符号復号器 ２６・・・・・多種記号復号器 ２７・・・・・二種記号復号器 ９．１９，２０，２９・・・端　子 １１図 Δ 才２図 第３図 才４図 ２５図 才６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一定のブロック長に区切られた入力情報を一定ビットム
   で符号化するだめの符号化装置と前記符号化された入力
   情報を復号化するための復号化装置とから成る符号化方
   式であって、前記符号化装置が多種類の情報を表わす多
   種１２号ａ　ｉ　（’１　”’　１　＋２．３．・・・
   ）より成る記号群Ａと二種類の情報しか表し得たい二種
   記号ｂｊ（ｊ＝１．２）より成る記号群Ｂとを使用し、
   前記入力情報に対して一対一に対応する記号ａｌ、Ｊｋ
   記号群Ａ。 Ｂより抽出して情報源記号として発生するための情報源
   記号発生手段と、前記情報源記号ａｉに対して一対一に
   対応する可変長符号を割当てるための可変長符号化手段
   と、前記情報源記号ｂｊに対して一対一に対応する１ピ
   ット符号を割当てるだめの１ピント符号化手段と、前記
   情報源記号ａｌに割当てられた符号長を累積カウントす
   るだめの第１のピントカウンタと、前記情報源記号ａｉ
   Ｏ数を累積カウントするだめの第１のサンプルカウンタ
   と、前記第１のピントカウンタの内容と前記第１のサン
   プルカウンタの内容とを比較するだめの第１の比較手段
   と、前記第１の比較手段の出力に応じて前記可変長符号
   か、あるいは前記１ピット符号かを選択し、得られた符
   号系列中で前記可変長符号と前記１ビット符号との境界
   に１記号分の可変長符号を付加して一連の符号系列とし
   て出力するための第１の切換手段とを具備し、且つ、前
   記復号化装置が前記一連の符号系列からそれぞれ前記多
   種類の情報を表わす多種記号ａｉ１ならびに前記二種類
   の情報しか表し得ない二種６１号ｈｊを復号して出力す
   るための符号復号化手段と、前記符号復号化手段の出力
   により前記多種記号ＩＬｌを前記情報源記号として復号
   してめるための多種記号復号手段と、前記符号復号化手
   段の出力により前記二種記号ｂｊを前記情報源記号とし
   て復号してめるための二種記号復号手段と、前記符号復
   号化手段から得られ前記情報源記号ａｉに割当てられた
   符号長を累積カウントするための第２のピントカウンタ
   と、前記符号復号化手段から得られた前記情報源記号ａ
   ｉＯ数を累積カウントするための第２のフンプルカウン
   タと、前記第２のピントカウンタの内容と前記第２のサ
   ンプルカウンタの内容とを比較するだめの第２の比較手
   段と。 前記第２の比較手段の出力に応じて前記記号群Ａか、あ
   るいけ前記記号群Ｂかを選択して一連の情報列として出
   力するための第２の切換手段とを具備して構成したもの
   であることを特徴とする符号化方式。