JPH0779261B2 - 適応エンコーダ・適応デコーダ及びエンコーディング方法 - Google Patents
適応エンコーダ・適応デコーダ及びエンコーディング方法Info
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- JPH0779261B2 JPH0779261B2 JP2140159A JP14015990A JPH0779261B2 JP H0779261 B2 JPH0779261 B2 JP H0779261B2 JP 2140159 A JP2140159 A JP 2140159A JP 14015990 A JP14015990 A JP 14015990A JP H0779261 B2 JPH0779261 B2 JP H0779261B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 19
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion 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
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/40—Conversion to or from variable length codes, e.g. Shannon-Fano code, Huffman code, Morse code
- H03M7/42—Conversion 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion 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
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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、信号のコーディングに関し、特にエントロピ
ー・エンコーディング／デコーディングの確率評価器に
関する。
ー・エンコーディング／デコーディングの確率評価器に
関する。
［従来技術］ エントロピー、例えば算術エンコーディング及びデコー
ディンクは、エンコードとその後のデコードされるべき
記号の確率評価が必要であることは知られている。算術
エコーディングとデコーディンクでは、精度の高い確率
評価はより大きいデータの圧縮を可能とする。このため
に、確率評価は基となる記号確率の変化に適応（反応）
させることが望ましい。従来の既知の確率評価器は、あ
る適応能力は持っているが、比較的小さい値の記号確率
を評価する必要から使用される適応化（反応）感度には
制限があった。事実、従来装置の有効な適応化（反応）
感度は一定であり、評価されている確率の実際値とは無
関係であった。これは確率評価の精度を低め、記号のエ
ンコーディングとデコーディンク能率を低下させてい
た。
ディンクは、エンコードとその後のデコードされるべき
記号の確率評価が必要であることは知られている。算術
エコーディングとデコーディンクでは、精度の高い確率
評価はより大きいデータの圧縮を可能とする。このため
に、確率評価は基となる記号確率の変化に適応（反応）
させることが望ましい。従来の既知の確率評価器は、あ
る適応能力は持っているが、比較的小さい値の記号確率
を評価する必要から使用される適応化（反応）感度には
制限があった。事実、従来装置の有効な適応化（反応）
感度は一定であり、評価されている確率の実際値とは無
関係であった。これは確率評価の精度を低め、記号のエ
ンコーディングとデコーディンク能率を低下させてい
た。
［発明の概要］ 従来の既知の確率評価器の問題や制限は、本発明の目的
にしたがって、エンコードやデコードされる記号の評価
確率への適応化感度を最適化することによって解決され
る。
にしたがって、エンコードやデコードされる記号の評価
確率への適応化感度を最適化することによって解決され
る。
更に詳細には、もし評価されている確率値が小さくない
ときは“早い”適応化感度が評価中に実現され、もし評
価されている確率値が小さいときは必然的に遅い適応化
感度が評価中に実現される。
ときは“早い”適応化感度が評価中に実現され、もし評
価されている確率値が小さいときは必然的に遅い適応化
感度が評価中に実現される。
本実施例では、適応化感度は、評価されている実際の確
率値へ、それを理想的に合致させることにより最適化さ
れる。特に、適応化感度は、評価されている最小値の確
率に逆比例して最適化される。これは、一例をあげれ
ば、規定されたパラメータのセットの第１の特性が、第
１の限界値を超えるかどうかを最初に決め、もし第１の
特性が、第１の限界値を超える場合には規定された方法
により所定のパラメータのセットを調整することによ
り、達成される。
率値へ、それを理想的に合致させることにより最適化さ
れる。特に、適応化感度は、評価されている最小値の確
率に逆比例して最適化される。これは、一例をあげれ
ば、規定されたパラメータのセットの第１の特性が、第
１の限界値を超えるかどうかを最初に決め、もし第１の
特性が、第１の限界値を超える場合には規定された方法
により所定のパラメータのセットを調整することによ
り、達成される。
本実施例では、少なくとも第１の規定された特性は、与
えられた文献に対する規定されたパラメータのセットの
最小値であり、少なくとも第１の限界値は、小さい値、
例えば、８である。規定されたパラメータのセット中の
各要素は受信された信号の文脈感受性の蓄積、即ちカウ
ントの関数である。
えられた文献に対する規定されたパラメータのセットの
最小値であり、少なくとも第１の限界値は、小さい値、
例えば、８である。規定されたパラメータのセット中の
各要素は受信された信号の文脈感受性の蓄積、即ちカウ
ントの関数である。
［実施例の説明］ 第１図は、本発明のエントロピー・エンコーダ101の簡
単化したブロック・ダイヤグラムを示しており、それ
は、データ記号ｓ（ｋ）を受入れ、これらのデータ記号
Ｓ（Ｋ）をデータストリームａ（ｉ）中へエンコード
し、そしてこれらのデータ記号（Ｓ（Ｋ）をインターフ
ェースして伝送媒体102を介して遠隔のエントロピー・
デコーダ103へ伝送する。本発明のエントロピー・デコ
ーダ103は、受信機データストリームを得るために、伝
送媒体とインタフェースし、それを伝送された記号ｓ
（ｋ）のレプリカへデコードする。記号ｓ（ｋ）はエレ
メント［0,…,S−１］、即ち、ｓ（ｋ）∈［0,…,S−
１］を含む。このように、記号は多段又は２進法であ
る。
単化したブロック・ダイヤグラムを示しており、それ
は、データ記号ｓ（ｋ）を受入れ、これらのデータ記号
Ｓ（Ｋ）をデータストリームａ（ｉ）中へエンコード
し、そしてこれらのデータ記号（Ｓ（Ｋ）をインターフ
ェースして伝送媒体102を介して遠隔のエントロピー・
デコーダ103へ伝送する。本発明のエントロピー・デコ
ーダ103は、受信機データストリームを得るために、伝
送媒体とインタフェースし、それを伝送された記号ｓ
（ｋ）のレプリカへデコードする。記号ｓ（ｋ）はエレ
メント［0,…,S−１］、即ち、ｓ（ｋ）∈［0,…,S−
１］を含む。このように、記号は多段又は２進法であ
る。
従って、エンコーダ101は、この例では、算術エンコー
ダ・ユニット104、文脈抽出器105、適応確率評価器10
6、及びライン・インタフェース107を含んでいる。記号
ｓ（ｋ）と確率推定（ｋ）は、算術エンコーダ・ユニ
ット104へ供給され、エンコードされた、データストリ
ームａ（ｉ）を作るための周知の方法がそこで用いられ
る。そのような算術エンコーダ・ユニットは当技術分野
では周知である。『算術コーディングをもつ黒白画像の
圧縮』（compression of Black−White Image with
Arithmetic Coding）と題する1981年６月発行のIEEE
Transaction on communications VOL.com−29.P858−8
67の文献、又は、２進法要素をもつ記号をエンコード／
デコードするための算術エンコーダ／デコーダに関する
1986年12月30日発行の米国特許4,633,490号、更に多段
要素をもつ記号をエンコード／デコードするための算術
エンコーダ／デコーダに関する1987年６月の発行のComm
unications of the ACM第30巻、第６号、P.520−540の
『データ圧縮のための算術コーディング』（Arithmetic
Coding For Data Compression）と題する文献など
で明らかである。ライン・インタフェース107は、エン
コードされたデータストリームａ（ｉ）をインタフェー
スして、伝送媒体102に送り、この伝送媒体102は順番に
遠隔のデコーダ103に供給する。このためライン・イン
タフェース107は、伝送媒体102で用いられている信号フ
ォーマットにデータストリームをフォーマッティングす
るための適切な装置を含んでいる。可能な伝送媒体102
の良く知られた例としては、Ｔ−搬送トランク、ISDN基
礎加入者回線、ローカル・エリア・ネットワークなどが
ある。その様なライン・インタフェースは、この技術分
野では周知である。
ダ・ユニット104、文脈抽出器105、適応確率評価器10
6、及びライン・インタフェース107を含んでいる。記号
ｓ（ｋ）と確率推定（ｋ）は、算術エンコーダ・ユニ
ット104へ供給され、エンコードされた、データストリ
ームａ（ｉ）を作るための周知の方法がそこで用いられ
る。そのような算術エンコーダ・ユニットは当技術分野
では周知である。『算術コーディングをもつ黒白画像の
圧縮』（compression of Black−White Image with
Arithmetic Coding）と題する1981年６月発行のIEEE
Transaction on communications VOL.com−29.P858−8
67の文献、又は、２進法要素をもつ記号をエンコード／
デコードするための算術エンコーダ／デコーダに関する
1986年12月30日発行の米国特許4,633,490号、更に多段
要素をもつ記号をエンコード／デコードするための算術
エンコーダ／デコーダに関する1987年６月の発行のComm
unications of the ACM第30巻、第６号、P.520−540の
『データ圧縮のための算術コーディング』（Arithmetic
Coding For Data Compression）と題する文献など
で明らかである。ライン・インタフェース107は、エン
コードされたデータストリームａ（ｉ）をインタフェー
スして、伝送媒体102に送り、この伝送媒体102は順番に
遠隔のデコーダ103に供給する。このためライン・イン
タフェース107は、伝送媒体102で用いられている信号フ
ォーマットにデータストリームをフォーマッティングす
るための適切な装置を含んでいる。可能な伝送媒体102
の良く知られた例としては、Ｔ−搬送トランク、ISDN基
礎加入者回線、ローカル・エリア・ネットワークなどが
ある。その様なライン・インタフェースは、この技術分
野では周知である。
文脈抽出器105は、受信機号ｓ（ｋ）の文脈、ここでは
ｃ（ｋ）∈［0,…,C−１］を得る。即ち、文脈抽出器10
5は、前に供給された記号を基礎にした記号ｓ（ｋ）の
ための独特の文脈（即ち、状態）を作る。発明の範囲を
制限すると解釈されないように、画像圧縮システムを例
にすれば、記号ｓ（ｋ）はエンコードされるべき現在の
ピクセルの色を表し、文脈ｃ（ｋ）は上記のごとく前の
ピクセルの色によって決められる。例えば、同じ線の現
在のピクセルに隣接し、かつ前のピクセル（Ｐ）の色
と、現在のピクセルの直接上の前の線のピクセル（Ａ）
の色は、２進法適用の記号ｓ（ｋ）のための文脈ｃ
（ｋ）を作るために用いられる。このようにして、ピク
セルＰとピクセルＡの双方が白ならばｃ（ｋ）は０であ
り、ピクセルＰが白でピクセルＡが黒ならばｃ（ｋ）は
１であり、ピクセルＰが黒でピクセルＡが白ならばｃ
（ｋ）は２であり、ピクセルＰとピクセルＡの双方が黒
ならばｃ（ｋ）は３である。米国特許4,633,490号に
は、２進法を用いた別の文脈抽出器（状態作成器）が示
されている。この技術の当業者にとっては、いかにして
そのような２進法文脈抽出器が、マルチレベルを適用し
た文脈を得るために拡張されたかは明らかであろう。抽
出されて表現された文脈ｃ（ｋ）は適応確率評価器106
へ供給される。
ｃ（ｋ）∈［0,…,C−１］を得る。即ち、文脈抽出器10
5は、前に供給された記号を基礎にした記号ｓ（ｋ）の
ための独特の文脈（即ち、状態）を作る。発明の範囲を
制限すると解釈されないように、画像圧縮システムを例
にすれば、記号ｓ（ｋ）はエンコードされるべき現在の
ピクセルの色を表し、文脈ｃ（ｋ）は上記のごとく前の
ピクセルの色によって決められる。例えば、同じ線の現
在のピクセルに隣接し、かつ前のピクセル（Ｐ）の色
と、現在のピクセルの直接上の前の線のピクセル（Ａ）
の色は、２進法適用の記号ｓ（ｋ）のための文脈ｃ
（ｋ）を作るために用いられる。このようにして、ピク
セルＰとピクセルＡの双方が白ならばｃ（ｋ）は０であ
り、ピクセルＰが白でピクセルＡが黒ならばｃ（ｋ）は
１であり、ピクセルＰが黒でピクセルＡが白ならばｃ
（ｋ）は２であり、ピクセルＰとピクセルＡの双方が黒
ならばｃ（ｋ）は３である。米国特許4,633,490号に
は、２進法を用いた別の文脈抽出器（状態作成器）が示
されている。この技術の当業者にとっては、いかにして
そのような２進法文脈抽出器が、マルチレベルを適用し
た文脈を得るために拡張されたかは明らかであろう。抽
出されて表現された文脈ｃ（ｋ）は適応確率評価器106
へ供給される。
適応確率評価器106は、入力信号ｓ（ｋ）∈［0,…,S−
１］と関連文脈ｃ（ｋ）∈［0,…,C−１］のための確率
評価（ｋ）＝（０（ｋ），…，S-1（ｋ））を作
るために用いられる。このため適応確率評価器106は、
次元ＳとＣを持つアレイ｛ｎS,C｝を最後まで保持す
る。ここでアレイの各要素ｎS,Cは、文脈ｃの中での記
号ｓの発生の累積、即ち“カウント”であり、ｓとｃは
アレイ中のｎS,Cの場所を識別するダミー・インデック
スである。適応確率評価器106は、コンピュータすなわ
ちディジタル信号プロセッサを適切にプログラミングす
ることによって容易に実行されることができる。しかし
実行の優先モードは、半導体チップの高集積（VLSI）回
路の形態にあると想像される。
１］と関連文脈ｃ（ｋ）∈［0,…,C−１］のための確率
評価（ｋ）＝（０（ｋ），…，S-1（ｋ））を作
るために用いられる。このため適応確率評価器106は、
次元ＳとＣを持つアレイ｛ｎS,C｝を最後まで保持す
る。ここでアレイの各要素ｎS,Cは、文脈ｃの中での記
号ｓの発生の累積、即ち“カウント”であり、ｓとｃは
アレイ中のｎS,Cの場所を識別するダミー・インデック
スである。適応確率評価器106は、コンピュータすなわ
ちディジタル信号プロセッサを適切にプログラミングす
ることによって容易に実行されることができる。しかし
実行の優先モードは、半導体チップの高集積（VLSI）回
路の形態にあると想像される。
第２図のフローチャートは、本発明の目的に従って、エ
ンコードされるべき記号の評価確率への適応化感度を最
適化することにより、精度の高い確率評価を作る適応確
率評価器106中の要素の動作を示している。適応確率評
価器106の動作は、スタート・ステップ201から始まる。
次に動作ブロック202は、ｋ＝０と、ｎS,C＝ＮS,Cとす
べきすべてのｓ∈［0,…,S−１］とｃ∈［0,…,C−１］
に対するｎS,Cのカウントを初期化する。ここでＮS,Cは
ある所定値である。操作ブロック203は、新しい文脈ｃ
（ｋ）を得る。新しい文脈は前に得た文脈と同じである
ことが注目される。次に動作ブロック204は、すべての
ｓ∈：［0,…,S−１］に対して得られた文脈ｃ（ｋ）の
ためのカウントの合計Ｚを得る。即ち、 動作ブロック205は、適応確率評価器106（第１図）に、
算術エンコーダ・ユニット104（第１図）へ順番に供給
される確率評価を出力させる。この確率評価は最初の実
行なので、初期条件と得られた文脈ｃ（ｋ）のみを基礎
にしている。次に実行では、確率評価は文脈ｃ（ｋ）の
ための記号ｓ（ｋ）の発生のカウントの合計、即ち累積
を基礎にする。このようにしてステップ205は、確率評
価を出力させる。即ち、 動作ブロック206は、エンコードされる記号ｓ（ｋ）を
得る。動作ブロック207は、得られた記号ｓ（ｋ）と文
脈ｃ（ｋ）のためのカウントを１で増加させる。即ち、
ｎｓ（ｋ）,c（ｋ）は１で増加される。
ンコードされるべき記号の評価確率への適応化感度を最
適化することにより、精度の高い確率評価を作る適応確
率評価器106中の要素の動作を示している。適応確率評
価器106の動作は、スタート・ステップ201から始まる。
次に動作ブロック202は、ｋ＝０と、ｎS,C＝ＮS,Cとす
べきすべてのｓ∈［0,…,S−１］とｃ∈［0,…,C−１］
に対するｎS,Cのカウントを初期化する。ここでＮS,Cは
ある所定値である。操作ブロック203は、新しい文脈ｃ
（ｋ）を得る。新しい文脈は前に得た文脈と同じである
ことが注目される。次に動作ブロック204は、すべての
ｓ∈：［0,…,S−１］に対して得られた文脈ｃ（ｋ）の
ためのカウントの合計Ｚを得る。即ち、 動作ブロック205は、適応確率評価器106（第１図）に、
算術エンコーダ・ユニット104（第１図）へ順番に供給
される確率評価を出力させる。この確率評価は最初の実
行なので、初期条件と得られた文脈ｃ（ｋ）のみを基礎
にしている。次に実行では、確率評価は文脈ｃ（ｋ）の
ための記号ｓ（ｋ）の発生のカウントの合計、即ち累積
を基礎にする。このようにしてステップ205は、確率評
価を出力させる。即ち、 動作ブロック206は、エンコードされる記号ｓ（ｋ）を
得る。動作ブロック207は、得られた記号ｓ（ｋ）と文
脈ｃ（ｋ）のためのカウントを１で増加させる。即ち、
ｎｓ（ｋ）,c（ｋ）は１で増加される。
動作ブロック208は、パラメータの規定されたセットの
少なくとも第１特性と少なくとも第２特性を得る。この
例では、パラメータの規定されたセットの各要素は、エ
ンコードされる受信記号の文脈に応じる累積、即ちカウ
ントの関数である。即ち、パラメータの所定のセット
は、文脈ｃ（ｋ）に対する記号ｓ（ｋ）の発生を“累積
される。”発生、即ち、ｎ0,c（ｋ），…,n
Ｓ−1,c（ｋ）である。この例では、少なくとも第１特
性は、文脈ｃ（ｋ）に対する累積された発生の最小の１
つである。即ち、 MIN＝MINIMUM｛ｎ0,c（ｋ），…,nＳ−1,c（ｋ）｝ ・
（３） この例では、少なくとも第２特性は、文脈ｃ（ｋ）に対
する累積された発生の最大の１つである。即ち、 MAX＝MAXIMUM｛ｎ0,c（ｋ），…,nＳ−1,c（ｋ）｝ ・
（４） 条件分岐点209は、本発明の目的に従い、少なくとも第
１特性が、少なくとも第１しきい値に等しいか又は大き
いか、即ち、 MIN≧T1 （５） 又は少なくとも第２特性が、少なくとも第２しきい値に
等しいか又は大きいか、即ち、 MAX≧T2 （６） を決めるために試験する。
少なくとも第１特性と少なくとも第２特性を得る。この
例では、パラメータの規定されたセットの各要素は、エ
ンコードされる受信記号の文脈に応じる累積、即ちカウ
ントの関数である。即ち、パラメータの所定のセット
は、文脈ｃ（ｋ）に対する記号ｓ（ｋ）の発生を“累積
される。”発生、即ち、ｎ0,c（ｋ），…,n
Ｓ−1,c（ｋ）である。この例では、少なくとも第１特
性は、文脈ｃ（ｋ）に対する累積された発生の最小の１
つである。即ち、 MIN＝MINIMUM｛ｎ0,c（ｋ），…,nＳ−1,c（ｋ）｝ ・
（３） この例では、少なくとも第２特性は、文脈ｃ（ｋ）に対
する累積された発生の最大の１つである。即ち、 MAX＝MAXIMUM｛ｎ0,c（ｋ），…,nＳ−1,c（ｋ）｝ ・
（４） 条件分岐点209は、本発明の目的に従い、少なくとも第
１特性が、少なくとも第１しきい値に等しいか又は大き
いか、即ち、 MIN≧T1 （５） 又は少なくとも第２特性が、少なくとも第２しきい値に
等しいか又は大きいか、即ち、 MAX≧T2 （６） を決めるために試験する。
少なくとも第１特性（MIN）の使用は、本発明の目的に
従えば、適応確率評価器106（第１図）の適応化感度の
最適化を可能にするということが重要である。従来の装
置では、単に最大しきい値のみが用いられた。従来装置
の重大問題は、より小さい値の確率を表すための大きい
しきい値と早い適応を得るための小さいしきい値のいず
れを使う必要があったことである。しかし、小さいしき
い値は、小さい値の確率の表すことは不可能である。
又、大きなしきい値は比較的遅い適応化感度を来す。こ
れらの問題は、本発明の目的に従い、この例では前述し
た式（３）のMINである少なくとも第１の特性と、本例
では８である小さいしきい値T1を使うことにより解決す
る。このようにして本例では、文脈ｃ（ｋ）に対する各
可能な信号発生、即ち［0,…,S−１］は、式（５）の条
件を満たすには少なくとも８回発生しなければならな
い。その結果、少なくとも第１特性MINと少なくとも第
１限界値T1＝８の使用は、評価されている実際の確率値
に理想的に適合する適応化感度を作る。この例で本発明
の範囲を制限すると解釈されないために、２進法の適用
と1/2に評価されている確率を例にとれば、累積された
発生は文脈ｃ（ｋ）をほぼ８＋８＝16回参照された後に
調整される。1/4に評価されている確率に対しては、文
脈ｃ（ｋ）をほぼ８＋24＝32回参照された後に、累積さ
れた発生は調整され、1/8に評価されている確率に対し
ては、文脈ｃ（ｋ）をほぼ８＋56＝64回参照された後
に、累積された発生は調整される。このようにして適応
化感度は、評価されているより大きい確率値に対しては
早くなり、評価されているより小さい確率値に対しては
必然的に遅くなる。適応化感度の調整はステップ209と2
10から明らかである。
従えば、適応確率評価器106（第１図）の適応化感度の
最適化を可能にするということが重要である。従来の装
置では、単に最大しきい値のみが用いられた。従来装置
の重大問題は、より小さい値の確率を表すための大きい
しきい値と早い適応を得るための小さいしきい値のいず
れを使う必要があったことである。しかし、小さいしき
い値は、小さい値の確率の表すことは不可能である。
又、大きなしきい値は比較的遅い適応化感度を来す。こ
れらの問題は、本発明の目的に従い、この例では前述し
た式（３）のMINである少なくとも第１の特性と、本例
では８である小さいしきい値T1を使うことにより解決す
る。このようにして本例では、文脈ｃ（ｋ）に対する各
可能な信号発生、即ち［0,…,S−１］は、式（５）の条
件を満たすには少なくとも８回発生しなければならな
い。その結果、少なくとも第１特性MINと少なくとも第
１限界値T1＝８の使用は、評価されている実際の確率値
に理想的に適合する適応化感度を作る。この例で本発明
の範囲を制限すると解釈されないために、２進法の適用
と1/2に評価されている確率を例にとれば、累積された
発生は文脈ｃ（ｋ）をほぼ８＋８＝16回参照された後に
調整される。1/4に評価されている確率に対しては、文
脈ｃ（ｋ）をほぼ８＋24＝32回参照された後に、累積さ
れた発生は調整され、1/8に評価されている確率に対し
ては、文脈ｃ（ｋ）をほぼ８＋56＝64回参照された後
に、累積された発生は調整される。このようにして適応
化感度は、評価されているより大きい確率値に対しては
早くなり、評価されているより小さい確率値に対しては
必然的に遅くなる。適応化感度の調整はステップ209と2
10から明らかである。
本例の式（４）のMAXである少なくとも第２の特性は、
少なくとも第２のしきい値T2と関連して、文脈ｃ（ｋ）
の中の記号ｓ（ｋ）の発生の累積中でのオーバーフロー
を防ぐために用いられる。評価されている確率が異常に
小さい値でさえなければ、MAXはパラメータ調整は要す
る特性とはならない。一例をあげれば、T2の値は2048で
ある。それはパラメータのセットの別の特性が用いられ
ることを意味する。例えばステップ204で得られた合計
ＺがMAXの代わりに用いられる。
少なくとも第２のしきい値T2と関連して、文脈ｃ（ｋ）
の中の記号ｓ（ｋ）の発生の累積中でのオーバーフロー
を防ぐために用いられる。評価されている確率が異常に
小さい値でさえなければ、MAXはパラメータ調整は要す
る特性とはならない。一例をあげれば、T2の値は2048で
ある。それはパラメータのセットの別の特性が用いられ
ることを意味する。例えばステップ204で得られた合計
ＺがMAXの代わりに用いられる。
このようにして、もし式（５）の条件（MIN≧T1）、又
は式（６）の条件（MAX≧T2）のどちらかが満たされる
と、ステップ209に戻って、動作ブロック210は文脈ｃ
（ｋ）中に累積された記号要素の調整を行う。本例で
は、適応速度の調整は、調整の原因となるステップ209
と関連してステップ210よって実現され、例えば、すべ
てのｓ∈［0,…,S−１］に対する文脈ｃ（ｋ）のための
累積された発生の次式でセットされたいわゆる半減化に
より、表示された累積、即ちカウントを決める。
は式（６）の条件（MAX≧T2）のどちらかが満たされる
と、ステップ209に戻って、動作ブロック210は文脈ｃ
（ｋ）中に累積された記号要素の調整を行う。本例で
は、適応速度の調整は、調整の原因となるステップ209
と関連してステップ210よって実現され、例えば、すべ
てのｓ∈［0,…,S−１］に対する文脈ｃ（ｋ）のための
累積された発生の次式でセットされたいわゆる半減化に
より、表示された累積、即ちカウントを決める。
ｎs,c（ｋ）＝（ｎs,c（ｋ）＋１）/2 （７） この実施例では、式（５）又は式（６）のどちらかの条
件を満たすときに、カウントは同じ方法で調整される
が、或種の適用に対しては、カウントを上記条件の夫々
の対して別々に調整したはが便利であろう。一旦、カウ
ントが調整されると、それが累積された発生の表示とな
ることに注意する必要がある。この累積された発生の調
整は、確率評価は文脈ｃ（ｋ）中のより新しい発生にも
っと従属される。上述のごとく、本発明の目的に従っ
て、式（５）、即ちMIN≧T1に従って発生する累積され
た発生の調整を行うことにより、適応速度は評価されて
いる実際の確率に理想的に合致する。式（６）、即ちMA
X≧T2に応答して発生する文脈ｃ（ｋ）中の記号ｓ
（ｋ）の蓄積された発生の調整は、非常に小さい確率値
が評価されている希な状況で、可能な算術オーバーフロ
ー条件を保護することである。
件を満たすときに、カウントは同じ方法で調整される
が、或種の適用に対しては、カウントを上記条件の夫々
の対して別々に調整したはが便利であろう。一旦、カウ
ントが調整されると、それが累積された発生の表示とな
ることに注意する必要がある。この累積された発生の調
整は、確率評価は文脈ｃ（ｋ）中のより新しい発生にも
っと従属される。上述のごとく、本発明の目的に従っ
て、式（５）、即ちMIN≧T1に従って発生する累積され
た発生の調整を行うことにより、適応速度は評価されて
いる実際の確率に理想的に合致する。式（６）、即ちMA
X≧T2に応答して発生する文脈ｃ（ｋ）中の記号ｓ
（ｋ）の蓄積された発生の調整は、非常に小さい確率値
が評価されている希な状況で、可能な算術オーバーフロ
ー条件を保護することである。
その後、条件分岐点211は、記号ｓ（ｋ）がエンコード
／デコードする最後の記号かどうかを決めるために試験
する。エンコードされるべき記号の数は通常既知であ
る。もし既知でなければ記号の数の表示が適応確率評価
器106へ供給される。もしステップ211の試験結果がYES
なら、適応確率評価器106の要素の動作は、END・ステッ
プ212を経て終了する。もしステップ211の試験結果がNO
なら、制御はステップ203へ戻され、ステップ211がYES
になるまで、ステップ203から211への適切な動作が繰り
返される。
／デコードする最後の記号かどうかを決めるために試験
する。エンコードされるべき記号の数は通常既知であ
る。もし既知でなければ記号の数の表示が適応確率評価
器106へ供給される。もしステップ211の試験結果がYES
なら、適応確率評価器106の要素の動作は、END・ステッ
プ212を経て終了する。もしステップ211の試験結果がNO
なら、制御はステップ203へ戻され、ステップ211がYES
になるまで、ステップ203から211への適切な動作が繰り
返される。
ステップ209に戻って、もし試験結果がNOならば、制御
は記号ｓ（ｋ）がエンコード（又はデコード）されるべ
き最後の記号かどうかを決めるためにステップ211へ移
される。もしステップ211の試験結果がYESならば、適応
確率評価器106の要素の動作はEND・ステップ212を経て
終了する。もしステップ211の試験結果がNOならば、ス
テップ213で１を加えた増分インデックスｋが作られ、
制御はステップ203に戻され、ステップ211がYESになる
まで、ステップ203から211への適切な動作が繰り返され
る。
は記号ｓ（ｋ）がエンコード（又はデコード）されるべ
き最後の記号かどうかを決めるためにステップ211へ移
される。もしステップ211の試験結果がYESならば、適応
確率評価器106の要素の動作はEND・ステップ212を経て
終了する。もしステップ211の試験結果がNOならば、ス
テップ213で１を加えた増分インデックスｋが作られ、
制御はステップ203に戻され、ステップ211がYESになる
まで、ステップ203から211への適切な動作が繰り返され
る。
デコーダ103は、本例では、ライン・インタフェース10
8、算術デコーダ・ユニット109、文脈抽出器110、及び
適応確率評価器111を含んでいる。ライン・インタフェ
ース108はライン・インタフェース107の逆の機能を行
い、データストリームａ（ｉ）を得るために、既知の方
法で入信号をデフォーマットする。算術デコーダ・ユニ
ット109は、算術デコーダ・ユニット104の逆の機能を行
う。このため、受信したデータストリームａ（ｉ）と適
応確率評価器111からの確率評価（ｋ）は算術デコー
ダ・ユニット109へ供給され、記号ｓ（ｋ）を得るため
に既知の方法でそこで使われる。このような算術デコー
ダ・ユニットはこの技術分野では周知である。これは、
前に引用した“算術コーディングの圧縮黒白画像”（Co
mpresion of Black−White Image with Arithmeti
c Coding）と題する文献及び２進法適用の米国特許4,6
33,490、及び多レベル適用の“データ圧縮用算術コーデ
ィング“（Arithmetic coding For Data Compressi
n）と題する文献に述べられている。文脈抽出器110は構
造も動作も105と同一なので説明を省く。同様に、適応
確率評価器111も106と同一なので説明を省く。
8、算術デコーダ・ユニット109、文脈抽出器110、及び
適応確率評価器111を含んでいる。ライン・インタフェ
ース108はライン・インタフェース107の逆の機能を行
い、データストリームａ（ｉ）を得るために、既知の方
法で入信号をデフォーマットする。算術デコーダ・ユニ
ット109は、算術デコーダ・ユニット104の逆の機能を行
う。このため、受信したデータストリームａ（ｉ）と適
応確率評価器111からの確率評価（ｋ）は算術デコー
ダ・ユニット109へ供給され、記号ｓ（ｋ）を得るため
に既知の方法でそこで使われる。このような算術デコー
ダ・ユニットはこの技術分野では周知である。これは、
前に引用した“算術コーディングの圧縮黒白画像”（Co
mpresion of Black−White Image with Arithmeti
c Coding）と題する文献及び２進法適用の米国特許4,6
33,490、及び多レベル適用の“データ圧縮用算術コーデ
ィング“（Arithmetic coding For Data Compressi
n）と題する文献に述べられている。文脈抽出器110は構
造も動作も105と同一なので説明を省く。同様に、適応
確率評価器111も106と同一なので説明を省く。
第１図は、本発明の目的に従ったエンコーダと遠隔のデ
コーダを使った装置の詳細を示す図、 第２図は、第１図に示されたエンコーダとデコーダに用
いられた適応確率評価器の要素の動作を示すフローチャ
ートである。
コーダを使った装置の詳細を示す図、 第２図は、第１図に示されたエンコーダとデコーダに用
いられた適応確率評価器の要素の動作を示すフローチャ
ートである。
Claims (3)
- 【請求項１】複数の記号値を有する信号（ｓ（ｋ））を
供給する信号源と、 前記信号源からの信号（ｓ（ｋ））から文脈（ｃ
（ｋ））を抽出する手段（105）と、 前記信号源からの信号（ｓ（ｋ））と前記文脈（ｃ
（ｋ））が供給されて、この供給された信号の確率評価
（（ｋ））を生成する適応確率評価手段（106）と、 前記信号源からの信号（ｓ（ｋ））が供給され、前記確
率評価（（ｋ））に応答して、前記供給された信号
（ｓ（ｋ））のエンコードされた信号（ａ（ｉ））を生
成するエントロピー・エンコーディングする手段（10
4）と、 伝送媒体（102）への出力として前記エンコードされた
信号をインタフェースする手段（107）と を備えた複数の記号値を有する記号を符号化する適応エ
ンコーダ（101）において、 前記適応確率評価手段（106）は、 前記供給された文脈中の信号内に存在する個々の記号値
の累積表示を得る手段（206,207）と、 前記累積表示に応答して、適応確率評価手段の適応化感
度を調整する手段（208−210）と、 を備え、 前記適応感度調整手段は、 前記蓄積表示の第１所定特性（MIN）を獲得する手段（2
08）と、 前記第１所定特性（MIN）がしきい値に達した時に、前
記蓄積表示を比例的に調整する手段（209,210）とを有
し、 前記第１所定特性（MIN）は、 （ａ）前記供給された文脈中で最小発生頻度の記号値の
累積表示、又は （ｂ）前記供給された文脈中で発生した記号値の累積表
示の最小値 の何れかである ことを特徴とする適応エンコーダ。 - 【請求項２】圧縮されたデータ信号を得るために、伝送
媒体（102）にインタフェースする手段（108）と、 記号を復元する為に、文脈（ｃ（ｋ））を決定する手段
（110）と、 復元された記号と前記文脈（ｃ（ｋ））を供給して、復
元された信号の確率評価（（ｋ））を生成する適応確
率評価手段（111）と、 前記圧縮されたデータ信号を供給し、前記確率評価（
（ｋ））に応答してオリジナル信号を復元するエントロ
ピー・デコーディング手段（109）とを備えた圧縮され
たデータ信号から複数の記号値を有する信号を復元する
適応デコーダ（103）において、 前記適応確率評価手段（111）は、 前記供給された文脈中の信号内に存在する個々の記号値
の累積表示を得る手段（206,207）と、 前記累積表示に応答して、適応確率評価手段の適応化感
度を調整する手段（208−210）と、 を備え、 前記適応感度調整手段は、 前記蓄積表示の第１所定特性（MIN）を獲得する手段（2
08）と、 前記第１所定特性（MIN）がしきい値に達した時に、前
記蓄積表示を比例的に調整する手段（209,210）とを有
し、 前記第１所定特性（MIN）は、 （ａ）前記供給された文脈中で最小発生頻度の記号値の
累積表示、又は （ｂ）前記供給された文脈中で発生した記号値の累積表
示の最小値 の何れかである ことを特徴とする適応デコーダ。 - 【請求項３】（Ａ）信号（ｓ（ｋ））から記号を確保す
るステップ（206）と、 （Ｂ）前記信号（ｓ（ｋ））前の記号の構成に依存し
て、前記信号（ｓ（ｋ））から文脈（ｃ（ｋ））を抽出
するステップ（203）と、 （Ｃ）前記信号（ｓ（ｋ））と前記文脈（ｃ（ｋ））に
応答して、前記信号の確率評価（ｐ（ｋ））を生成する
ステップ（204,205）と、 （Ｄ）前記信号（ｓ（ｋ））と前記確率評価（
（ｋ））に応答して、前記供給された信号（ｓ（ｋ））
の符号化信号（ａ（ｉ））を生成するエントロピー・エ
ンコーディングするステップ（104）と、 （Ｅ）前記エンコードされた信号を伝送媒体（102）へ
インタフェースするステップ（107）と を備えた複数の記号値を有する信号のエンコーディング
方法において、 前記（Ｃ）ステップは、 前記供給された文脈中の信号内に存在する個々の記号値
の累積表示を得るステップ（206,207）と、 前記累積表示に応答して、適応確率評価手段の適応化感
度を調整するステップ（208−210）と、 を備え、 前記適応感度調整ステップは、 前記蓄積表示の第１所定特性（MIN）を獲得するステッ
プ（208）と、 前記第１所定特性（MIN）がしきい値に達した時に、前
記蓄積表示を比例的に調整するステップ（209,210）と
を有し、 前記第１所定特性（MIN）は、 （ａ）前記供給された文脈中で最小発生頻度の記号値の
累積表示、又は （ｂ）前記供給された文脈中で発生した記号値の累積表
示の最小値 の何れかである ことを特徴とするエンコーディング方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US359559 | 1989-06-01 | ||
| US07/359,559 US5025258A (en) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | Adaptive probability estimator for entropy encoding/decoding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03163918A JPH03163918A (ja) | 1991-07-15 |
| JPH0779261B2 true JPH0779261B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=23414339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2140159A Expired - Lifetime JPH0779261B2 (ja) | 1989-06-01 | 1990-05-31 | 適応エンコーダ・適応デコーダ及びエンコーディング方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5025258A (ja) |
| EP (1) | EP0400913B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0779261B2 (ja) |
| KR (1) | KR940011437B1 (ja) |
| CA (1) | CA2014549C (ja) |
| DE (1) | DE69029876T2 (ja) |
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