JPH08116534A - 画像データ符号化装置およびその方法並びに画像データ復号化装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像データの符号化、復号化を高速で効率よ
く行うことができる画像データ符号化装置および復号化
装置を提供すること。 【構成】 画像データ１００を複数の画像データストリ
ーム１１０−１，１１０−２，…に分割するデータ分配
器３０と、前記各画像データストリーム１１０−１，１
１０−２，…を並列符号化処理して符号化データストリ
ーム２００−１，２００−２…を出力する算術符号器１
０−１，１０−２，…と、を含む画像データ符号化装置
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データ符号化装置
およびその方法並びに画像データ復号化装置およびその
方法、特に算術符号化および復号化技術を用いて画像デ
ータを符号化し、復号化する装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データは、その情報量が多く、その
ままの形で処理するためには、メモリー容量、通信速度
の関係から実用的でない。そこで、画像データの圧縮技
術が極めて重要なものとなる。このため、従来より各種
のデータ圧縮技術が開発、実用化されている。

【０００３】近年このデータ圧縮の手法の一つとして、
算術符号化および復号化技術が注目されている。この算
術符号化技術の概要は、例えば特開昭６２−１８５４１
３号公報、特開昭６３−７４３２４号公報、特開昭６３
−７６５２５号公報等に記載されている。

【０００４】この算術符号化技術とは、「０，１」の数
直線上の対応区間を、符号化対象となる各シンボルの生
起確率に応じて、不等長に分割していき、シンボル系列
を対応する部分区間に割り当てる。このような動作を再
帰的に繰り返して行い、これにより得られた最終区間内
に含まれる点の座標を、少なくとも他の区間を区別でき
る２進小数で表現して、これをそのまま符号化データと
して出力するものである。シンボルの系列で構成される
情報に対し、特定の符号を対応させる通常の符号がブロ
ック符号と呼ばれるのに対し、算術符号は非ブロック符
号に分類される。

【０００５】この算術符号化技術は、画像データを効果
的に圧縮し、しかもその復号化が容易なことから、通信
回線を介した画像データの送信や、各種メモリーへの画
像データの書き込み等を行う場合に極めて効果的なもの
となる。

【０００６】図３３（Ａ）には、従来の一般的な画像デ
ータの算術符号化システム、同図（Ｂ）には、算術復号
化システムの一例が示されている。

【０００７】同図（Ａ）に示すよう、この算術符号化シ
ステムは、入力インタフェース１０と、算術符号器１２
と、出力インタフェース１４とを含んで構成される。そ
して、入力インタフェース１０は、算術符号器１２から
の要求により、画像データが記憶された記憶手段又は画
像データが伝送されてくる伝送手段１６から、画像デー
タを取り込み、算術符号器１２へ向け出力する。ここ
で、前記記憶手段としては、例えば半導体メモリーやあ
るいは磁気、光等を利用した記憶装置等がある。また、
伝送手段としては、アナログ／デジタル電話回線や、ネ
ットワーク等を使用した通信回線等が考えられる。

【０００８】算術符号器１２は、入力インタフェース１
０を介して入力される画像データストリーム１００に対
し所定の演算を行いデータ圧縮し、これにより得られた
符号化データストリーム２００を出力インタフェース１
４を介し記憶手段または伝送手段１８へ向け出力する。
このようにして、画像データ１００を、効果的にデータ
圧縮し、記憶手段１８へ書き込み、また伝送手段１８を
介し、同図（Ｂ）に示す画像データ復号化システムへ向
け送信することができる。

【０００９】同図（Ｂ）に示す画像データ算術復号化シ
ステムは、入力インタフェース２０、算術復号器２２、
出力インタフェース２４を含んで構成される。ここにお
いて、前記算術符号器２２は、算術符号器１２とはまっ
たく逆の手順で入力された符号化データを復号化するよ
うに構成されている。

【００１０】そして、入力インタフェース２０は、算術
復号器２２からの要求により、符号データストリームが
記憶された記憶手段またはこのデータストリームが送信
されてくる伝送手段１８から、符号データ２００の取り
込みを行う。

【００１１】算術復号器２２は、このようにして順次取
り込まれる符号化データ２００に対し所定の演算を行
い、これを画像データ１００に復号化し、その画像デー
タストリーム１００を出力インタフェース２４を介し、
記憶手段または伝送手段２６へ向け出力する。

【００１２】従って、同図（Ａ）に示す算術符号化シス
テムで画像データ１００を符号化データ２００に変換
し、伝送手段１８を介して送信し、これを同図（Ｂ）に
示す算術復号化システムで受信し元の画像データ１００
に復号化することにより、例えば精度の高い画像データ
の送受信システムを構築することができ、ＴＶ電話やフ
ァクス通信等に幅広く適用することができる。

【００１３】また、同図（Ａ）に示す算術符号化システ
ムを用い、画像データ１００を符号化データ２００とし
て作成し、これをＩＣカードや、ＩＣチップ等に記憶さ
せることにより、広い用途に用いることができる。例え
ば、車両用のナビゲーション装置に同図（Ｂ）に示す算
術復号化システムを搭載することにより、同図（Ａ）で
示す算術符号化システムで符号化した地図データをＩＣ
カード等の記憶手段１８に書き込んで販売することがで
きる。特に、地図データは大量の画像データを含むこと
から、算術符号化システムでこの地図データを効果的に
データ圧縮することにより、限られたメモリー容量のＩ
Ｃカードに広範囲の地図データを書き込んで販売するこ
とができる。

【００１４】また、同図（Ａ）のシステムでは、静止画
のみならず動画もデータ圧縮できる。このため、同図
（Ａ）で示すシステムでデータ圧縮された数秒から数分
程度のコマーシャル画像をＩＣチップ等に書き込む。こ
れを同図（Ｂ）に示すシステムを備えた画像表示装置を
用い、ディスプレイ上にコマーシャル画像として表示さ
せる。このようにすれば、例えば、新製品の販売を開始
する場合には、同図（Ｂ）に示す記憶手段１８をその新
製品のコマーシャル画像が入ったＩＣチップに取り替え
るだけでよい等、各種用途に適用することができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の技術では、画像データの算術符号化を高速で行うこと
が出来ず、伝送手段を介して送信出来るデータ量や、同
図（Ｂ）に示すシステムを用いて復号化できるデータ量
に限界があるという問題があった。このため、小さなデ
ィスプレイにしか画像を表示できず、また動画等を表示
する場合には、いわゆるコマ落としが必要となり、その
動きがギクシャクした不自然なものとなってしまうとい
う実用上の問題が合った。

【００１６】すなわち、算術符号器１２および算術復号
器２２は、その処理スピードが１ビット／１サイクルで
ある。しかも符号化、復号化の各サイクルに内部帰還が
かかっている。このため、符号化、復号化の処理スピー
ドを上げるためには、算術符号器１２、算術復号器２２
の駆動クロックの周波数を上げる以外に有効な手段はな
かった。

【００１７】取り分け、このような算術符号器１２、算
術復号器２２の駆動クロックの周波数は、その上限がこ
れらの回路を形成する半導体プロセスの制約を受けると
いう問題がある。このため、高速処理の回路を実現しよ
うとすると、回路全体が極めて高コストとなる。

【００１８】本発明は、このような従来の課題に鑑みな
されたものであり、その目的は、回路を構成する半導体
の製造プロセスの制約を受けることなく、画像データの
符号化、復号化を高速で効率よく行うことができる画像
データ符号化装置およびその方法並びに画像データ復号
化装置およびその方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するため、請求項１の発明は、画像データを複数の画
像データストリームに分割するデータ分割手段と、前記
各画像データストリームを並列符号化処理して符号化デ
ータストリームを出力する算術符号化手段と、を含むこ
とを特徴としている。

【００２０】また、請求項２２の発明は、画像データを
複数の画像データストリームに分割する工程と、分割さ
れた前記各画像データストリームを並列符号化処理して
符号化データストリームを出力する算術符号化工程と、
を含むことを特徴とする。

【００２１】このように、本発明によれば、画像データ
をデータ分割手段を用いて複数の画像データストリーム
に分割する。そして、算術符号化手段を用い、各画像デ
ータストリームを並列符号化処理して、符号化データス
トリームに変換出力する。

【００２２】これにより、画像データ全体を順次符号化
していく従来の手法に比べ、画像データの符号化を高速
で行うことができる。

【００２３】ここにおいて、画像データを複数のデータ
ストリームに分割する手法としては、次のようなものが
考えられる。

【００２４】例えば、画像データが、１６色のカラー画
像で表示されている場合には、各画素データは２4 、す
なわち４ビットデータとして表示される。したがって、
この画像データを、４ビットプレーンの画像に分割し、
各ビットプレーン画像の画像データストリームを算術符
号化手段を用いて、並列符号化すればよい。この場合に
は、４つのプレーン画像に対応して、４つの画像データ
ストリームが形成されることになる。

【００２５】このほかにも、画像データを領域毎に複数
に分割してもよい。例えば、１つの画面を上、中、下の
３つの領域に３分割し、この３つの画像領域の各画像デ
ータ処理を並列符号化処理するようにしてもよい。

【００２６】また、請求項２の発明は、前記各符号化デ
ータストリームを記憶する記憶手段を含むことを特徴と
している。

【００２７】このようにすることにより、この記憶手段
を、本発明の画像データ復号化装置の記憶手段として用
いることができる。すなわち、画像データ復号化装置
は、この記憶手段から高密度にデータ圧縮された各画像
データストリームを読み出し、画像データに復号化する
ことができる。

【００２８】また、請求項３の発明は、複数の画像デー
タストリームに分割した画像データを、各画像データス
トリーム毎に並列符号化処理して符号化データストリー
ムを出力する算術符号化手段と、前記各符号化データス
トリームを所定の規則に従い１つの統合符号化データス
トリームに統合するデータ統合手段と、を含むことを特
徴としている。

【００２９】また請求項２３の発明は、画像データを複
数の画像データストリームに分割する工程と、前記各画
像データストリームを並列符号化処理して符号化データ
ストリームを出力する算術符号化工程と、前記各符号化
データストリームを所定の規則に従い１つの統合符号化
データストリームに統合する工程と、を含むことを特徴
とする。

【００３０】このように、複数の符号化データストリー
ムを１つの統合符号化データストリームに統合すること
により、各符号化データストリームをそれぞれ別個に取
り扱う場合に比べ、符号化データの記憶手段への格納
や、データ伝送をより効率的に行うことができる。例え
ば、画像データを複数の画像データストリームに分割し
た場合に、各分割領域毎のデータ量が同じでも、各分割
領域から得られる符号化データストリームのデータ量は
一般的に異なる。このため、これらをメモリーに格納す
る場合やデータ伝送する場合には、これにどのようなア
ドレスに割り付け、またデータ伝送の順番を割り付ける
こと等が問題となる。これに対し、本発明のように各符
号化データストリームを１つの統合符号化データストリ
ームに統合することにより、メモリーへのアドレスの割
り付けや、データ伝送の順番等の割り付けを効率よく行
うことができる。

【００３１】加えて、本発明によれば、各符号化データ
ストリームを所定の規則に従い１つの統合符号化データ
ストリームに統合することにより、この統合符号化デー
タを画像データ復号化装置側で複数の符号化データスト
リームに再度分離する場合の処理を、後述するように極
めて簡単に行うことができる。

【００３２】ここにおいて、前記データ統合手段は、請
求項４の発明のように、前記算術符号化手段から出力さ
れる各符号化データストリームを順次記憶する複数のバ
ッファ手段と、前記各バッファ手段から符号化データを
所定の読出順序に従い出力させるバッファ制御手段と、
出力された各符号化データを読出順序に従い１本の統合
符号化データストリームに合成する符号合成手段と、を
含むよう形成することができる。

【００３３】また、請求項５の発明によれば、前記デー
タ統合手段は、前記算術符号化手段から出力される各符
号化データストリームを、キャリ信号に基づくキャリ伝
播処理しながら順次記憶する複数のバッファ手段と、前
記各バッファ手段の記憶データに基づき、キャリ伝播の
発生可能性を判断し、キャリ伝播の可能性の小さなとき
に、前記各バッファ手段から符号化データを所定の読出
順序に従い出力させるバッファ制御手段と、出力された
各符号化データを読出順序に従い１本の統合符号化デー
タストリームに合成する符号合成手段と、を含むことを
特徴としている。

【００３４】このように、本発明によれば、各算術符号
化手段から出力される各符号化データストリームを、対
応するバッファ手段において、キャリ信号に基づく伝播
処理をしながら順次記憶する。

【００３５】そして、各バッファ手段に記憶された符号
化データストリームを、バッファ制御手段は一定の読み
出し順序に従い順次出力させ、符号合成手段で１本の統
合符号化データストリームに合成する。この統合符号化
データストリーム作製時に問題となることは、各符号化
データストリームのキャリ伝播である。統合符号化処理
の途中でキャリ伝播が生じると、その影響が既に統合済
みの符号化データにも及んでしまう。

【００３６】そこで、バッファ制御手段は、各バッファ
手段の記憶データに基づきキャリ伝播の発生可能性を判
断する。そして、キャリ伝播の可能性の小さな時に、各
バッファ手段から符号化データを所定の読み出し順序に
従い出力させるように制御する。

【００３７】これにより、キャリ伝播の影響を受けるこ
となく、各符号化データを１本の統合符号化データスト
リームに統合することができる。

【００３８】また、請求項６の発明によれば、前記バッ
ファ手段は、前記算術符号化手段から出力される符号化
データを順次記憶する先入れ先だし型のバッファメモリ
と、前記バッファメモリに符号化データが入力される毎
に、その符号長を順次記憶する先入れ先だし型の符号長
メモリと、前記算術符号化手段から符号化データのキャ
リ信号が出力される毎に、前記バッファメモリに記憶さ
れた符号化データをキャリ伝播処理するキャリ伝播処理
手段と、を含み、前記バッファ制御手段は、前記バッフ
ァメモリに記憶された符号化データを、前記符号長メモ
リに記憶された符号長に従い前記符号合成手段へ向け読
出制御することを特徴としている。このように、各バッ
ファ手段のバッファメモリーに、算術符号化手段から出
力される符号化データが順次書き込まれる毎に、その符
号長が、符号長メモリーに順次書き込まれる。

【００３９】このとき、キャリ伝播手段は、算術符号化
手段から符号化データのキャリ信号が出力される毎に、
前記バッファメモリーに記憶された符号化データをキャ
リ伝播処理する。このようにして、バッファ手段は、符
号化データの書き込みおよびキャリ伝播処理を行うとと
もに、その符号化データの符号長を順次記憶するように
形成されている。

【００４０】そして、バッファ制御手段は、前記バッフ
ァメモリーに記憶された符号化データを、前記符号長メ
モリーに記憶された符号長データに従い順次読み出すよ
う制御する。したがって、バッファメモリーからは、算
術符号化手段が１画素分の画像データを符号化処理した
際に得られる符号化データが、順次読み出し制御される
ことになり、符号合成手段における符号化データの合成
を簡単に行うことが可能となる。

【００４１】また、請求項７の発明によれば、前記統合
符号化データストリームを記憶する記憶手段を含むこと
を特徴としている。

【００４２】このようにすることにより、当該記憶手段
を、後述する画像データ復号化装置の記憶手段として用
いることができる。

【００４３】また、請求項８の発明によれば、前記算術
符号化手段は、前記各画像データストリームに対応して
複数設けられ、互いに同期して、同時にまたは所定の時
間差を持って各画像データストリームを符号化出力する
ことを特徴としている。

【００４４】このようにデータ分配手段から出力される
各画像データストリームを、対応する算術符号化手段を
用いて符号化出力することにより、各算術符号化手段は
一つの画像データストリームを取りあつかうだけで済む
ことになるため、算術符号化手段自体の構成を簡単なも
のとすることができる。

【００４５】また、請求項９の発明によれば、前記算術
符号化手段は、前記各画像データストリームをパイプラ
イン動作により符号化出力する並列動作型算術符号化手
段として形成されたことを特徴としている。

【００４６】このようにすることにより、基本的には１
台の算術符号化手段を用い画像データを効果的にデータ
圧縮することができる。

【００４７】また、請求項１０の発明によれば、前記算
術符号化手段は、予め所定の符号化直線が設定され、画
像データストリームを構成する各画素データが順次入力
される毎に、所定の規則に従い符号化直線を画素データ
のシンボル発生確率に基づき分割し、新たな符号化直線
を作成する動作を行い、前記データストリームを前記新
たな符号化直線の内包点に対応する数値Ｃに符号化して
出力することを特徴とする。

【００４８】このような構成の算術符号化手段を用いる
ことにより、画像データの圧縮をより良好に行うことが
できる。

【００４９】また、請求項１１の発明によれば、前記算
術符号化手段は、対象画素データに対する参照画素デー
タを前記画像データストリームから作成し、コンテクス
トＣＸとして出力するコンテクスト生成手段と、前記コ
ンテクストＣＸと入力される遷移先インデックスＳＴo
とに基づき、コンテクストＣＸに対応した最適遷移先イ
ンデックスＳＴi を出力するインデックス生成手段と、
テーブルインデックスＳＴ毎に、そのインデックスの状
態に応じた優勢または劣勢の少なくとも一方のシンボル
発生確率、劣勢シンボル発生時の遷移先インデックスＮ
ＬＰＳ、優勢シンボル発生時の遷移先インデックスＮＭ
ＰＳを含むテーブルデータが設定された確率推定テーブ
ルが予め記憶され、前記最適遷移先インデックスＳＴi
に対応したテーブルインデックスＳＴのテーブルデータ
を出力する確率推定手段と、画素データが入力されるご
とに、新たに設定演算される符号化直線の幅データＡを
記憶する領域記憶手段と、画素データが入力されるごと
に、新たに設定演算される符号化直線内の一点の数値を
位置データＣとして記憶する符号記憶手段と、画像デー
タストリームを構成する各画素データが入力されるごと
に、領域記憶手段及び符号記憶手段の記憶データにより
特定される符号化直線を、前記確率推定手段からのテー
ブルデータに含まれる画素データのシンボル発生確率に
基づき分割し新たな符号化直線を作成する動作を行い、
その幅データＡ及び位置データＣで前記領域記憶手段及
び符号記憶手段の値を更新するとともに、前記対象画素
データが優勢インボルか劣勢シンボルかに基づき、入力
された遷移先インデックスＮＬＰＳ、ＮＭＰＳのいずれ
か一方を前記インデックス生成手段に向け次ぎの遷移先
インデックスＳＴo として出力する演算手段と、を含
み、前記演算手段は、符号化直線の幅データＡが所定基
準値以下となると、幅データＡが基準値以上となるよう
領域記憶手段及び符号記憶手段の記憶データをビットシ
フトする正規化処理を行い、この際符号記憶手段から桁
溢れ出力されるデータを符号化データとして、その符号
長データとともに出力することを特徴とする。

【００５０】このような構成とすることにより、画像デ
ータ圧縮をより良好に行うことができる。

【００５１】すなわち、本発明の算術符号化手段に、画
像データストリームを構成する各画素データが入力され
ると、当該画素データはコンテクスト生成手段および演
算手段に入力される。コンテクスト生成手段は、この対
象画素データに対する参照画素データを、既に入力され
た画像データストリームから生成し、これをコンテクス
トＣＸとしてインデックス生成手段へ向け出力する。

【００５２】インデックス生成手段は、入力されるコン
テクストＣＸと、前記演算手段から入力される遷移先イ
ンデックスＳＴ０とに基づき、コンテクストＣＸに対応
した最適遷移先インデックスＳＴｉを確率推定手段へ向
け出力する。

【００５３】このとき、このインデックス生成手段は、
コンテクストＣＸに対応した最適遷移先インデックスＳ
Ｔｉを、コンテクストＣＸと遷移先インデックスＳＴ０
の２次元情報から求める。この関係をあらかじめテーブ
ルデータとして記憶しておいてもよく、また、これらコ
ンテクストＣＸおよび遷移先インデックスＳＴ０が入力
される毎に、最適遷移先インデックスＳＴｉを演算によ
り求めてもよい。

【００５４】確率推定手段は、各テーブルインデックス
ＳＴ毎に、シンボル発生確率、遷移先インデックスＮＬ
ＰＳ，ＮＭＰＳを含むデータがテーブルデータとして記
憶されている。そして、最適遷移先インデックスＳＴｉ
が入力されるごとに、これに対応したインデックスＳＴ
のテーブルデータを演算手段へ向け出力する。

【００５５】演算手段は、対象となる画素データが入力
されるごとに、領域記憶手段、符号記憶手段に記憶され
ている符号化直線の幅データＡおよびその位置データＣ
と、前記確率推定手段から入力されるテーブルデータと
に基づき、新たな符号化直線を演算し、その幅データＡ
および位置データＣを求める。そしてこれらのデータ
Ａ，Ｃで前記領域記憶手段および符号記憶手段の内容を
更新する。これとともに、演算手段は、入力される対象
画素データが、優勢シンボルか劣性シンボルかを判断
し、優勢シンボルと判断した場合にはＮＭＰＳを、劣性
シンボルと判断した場合にはＮＬＰＳを、所定のタイミ
ングで次の遷移先インデックスＳＴ０としてインデック
ス生成手段へ向け出力する。

【００５６】また、前記演算手段は、符号化直線の幅デ
ータＡが所定基準値以下となると、幅データＡが基準値
以上となるように領域記憶手段および符号記憶手段の記
憶データをビットシフトする正規化処理を行う。そし
て、この際符号記憶手段から桁溢れして出力されるデー
タを、符号化データとしてその符号長データとともに出
力する。

【００５７】特に、本発明によれば、確率推定手段のテ
ーブルデータとして、各テーブルインデックス毎にシン
ボル発生確率を一定の値として記憶するのではなく、そ
のインデックスの状態に応じた値にシンボル発生確率を
設定している。例えば、符号記憶手段の位置データ（符
号化データ）が、なるべく早く定常的な値に到達するよ
う、シンボル発生確率の変化量を符号化開始時には大き
く設定し、符号化が進み、定常的な値に近付くに連れそ
の変化量を小さくするように、各インデックス毎のシン
ボル発生確率を設定することができる。このようにする
ことにより、画像データの圧縮をより効率よく行うこと
ができる。

【００５８】また、請求項１２の発明によれば、請求項
１，２，７〜１１のいずれかの画像データ符号化装置に
よって形成された前記各符号化データストリームを並列
処理して画像データストリームに復号化出力する算術復
号化手段と、前記各画像データストリームを統合し元の
画像データに復元するデータ統合手段と、を含むことを
特徴としている。

【００５９】また、請求項２４の発明は、請求項２２の
方法によって形成された前記各符号化データストリーム
を並列処理して画像データストリームに復号化出力する
算術復号化工程と、前記各画像データストリームを統合
し元の画像データに復元する工程と、を含むことを特徴
とする。

【００６０】算術符号化手段を用いて符号化された画像
データは、符号化とはまったく逆の手順で復号化を実行
する算術復号化手段により、元の画像データに復元され
る。すなわち、本発明の画像データ復号化装置は、画像
データ符号化装置によって符号化された各符号化データ
ストリームを、算術復号化手段を用いて並列処理し、復
号化された画像データストリームとして出力する。そし
て、復号化された各画像データストリームを、データ統
合手段を用いて元の画像データに統合して出力する。

【００６１】このように、複数の符号化データストリー
ムを並列処理して各画像データストリームに変換し、そ
の後これを１つの画像データに復元するという処理を行
うことにより、データの復号化処理を高速で行うことが
でき、この結果、短時間に大量の画像データを復号化し
て出力できる画像データ復号化装置を提供することがで
きる。

【００６２】また、請求項１３の発明によれば、前記各
符号化データストリームを記憶する記憶手段を含み、前
記算術復号化手段は、前記記憶手段に記憶された各符号
化データストリームを並列処理して画像データストリー
ムに復号化出力することを特徴としている。

【００６３】このように、記憶手段に記憶された各符号
化データストリームを、効率よく復号化し、画像を再生
することができる。

【００６４】また、請求項１４の発明によれば、請求項
３〜１１のいずれかの画像データ符号化装置によって形
成された前記統合符号化データストリームを、所定の規
則に従い複数の符号化データストリームに分離するデー
タ分離手段と、前記各符号化データストリームを並列処
理して画像データストリームに復号化出力する算術復号
化手段と、前記各画像データストリームを統合し元の画
像データに復元するデータ統合手段と、を含むことを特
徴とする。

【００６５】また請求項２５の発明によれば、請求項２
３の方法によって形成された前記統合符号化データスト
リームを、所定の規則に従い複数の符号化データストリ
ームに分離する工程と、前記各符号化データストリーム
を並列処理して画像データストリームに復号化出力する
算術復号化工程と、前記各画像データストリームを統合
し元の画像データに復元する工程と、を含むことを特徴
とする。

【００６６】画像データ符号化装置側で、統合符号化ス
トリームが作製された場合には、これを統合前の複数の
符号化データストリームに分離する必要がある。このた
め、本発明では、データ分離手段を用い、前記統合符号
化データストリームを所定の規則に従い複数の符号化ス
トリームに分離し、対応する復号化手段に向け出力する
ように形成されている。

【００６７】また、請求項１５の発明によれば、前記統
合符号化データストリームを記憶する記憶手段を含み、
前記データ分離手段は、前記記憶手段に記憶された統合
符号化データストリームを、所定の規則に従い複数の符
号化データストリームに分離し算術復号化手段へ向け供
給するよう形成されたことを特徴とする。

【００６８】このように、統合符号化データストリーム
を記憶した記憶手段を含むように構成された場合には、
前記データ分離手段は、記憶された統合符号化データス
トリームを読み出し、これを一定の規則に従い複数の符
号化データストリームに分離出力する。

【００６９】また、請求項１６の発明によれば、前記算
術復号化手段は、各符号化データに対する復号化処理を
行う毎に、その演算結果から次の復号に要求する符号化
データの符号長を出力するよう形成され、前記データ分
離手段は、前記各符号化データストリームを復号化処理
する算術復号化手段から、次の復号に要求する符号化デ
ータの符号長が出力されると、前記統合符号化データス
トリームから前記符号長の符号化データを対応する算術
復号化手段に向け分配出力することを特徴としている。

【００７０】本発明では、画像データ符号化装置と、画
像データ復号化装置とでは、まったく逆のプロセスで画
像データの符号化し、復号を行っている。したがって、
画像データを符号化する際の演算量と、当該符号化デー
タを画像データに復号化する際の演算量は同一になる。

【００７１】したがって、各算術復号化手段が、各符号
化データに対する復号化処理を行う毎に、その演算結果
から次の復号に要求する符号化データの長さが自動的に
決定される。本発明では、この符号長を、各算術復号化
手段からデータ分離手段へ向け出力する用に形成されて
いる。

【００７２】そして、データ分離手段は、算術復号化手
段から、次の復号に要求する符号化データの符号長が出
力されると、統合符号化データストリームから、前記符
号長の符号化データを当該算術復号化手段へ向け分離出
力する。

【００７３】このように、本発明によれば、算術復号化
手段から要求される符号長に基づき、統合符号化データ
を複数の符号化データストリームに分離することがで
き、分離のための特別なデータを統合符号化データスト
リームに含ませる必要がない。このため、その分データ
圧縮効率を高め、しかも画像データ符号化装置および復
号化装置双方の構成を簡単なものとすることができる。

【００７４】また、請求項１７の発明によれば、前記デ
ータ分離手段は、前記統合符号化データストリームを一
時記憶する先入れ先出し型のバッファ手段と、前記算術
復号化手段から、次の復号に要求する符号化データの符
号長が出力されると、前記バッファ手段から前記算術復
号化手段に向け、対応する符号長の符号化データを分配
出力させるバッファ制御手段と、を含むことを特徴とし
ている。

【００７５】このようにデータ分離手段を構成すること
により、バッファ手段に記憶された統合符号化データス
トリームを、対応する算術復号化手段から要求された符
号長分だけ迅速に分配出力できる。これにより、統合符
号化データを、各算術復号化手段により迅速に復号化し
出力することができる。

【００７６】また、請求項１８の発明によれば、前記算
術復号化手段は、前記各符号化データストリームに対応
して複数設けられ、互いに同期して、同時にまたは所定
の時間差を持って各符号化データストリームを復号化出
力することを特徴としている。

【００７７】このように、算術復号化手段を、各符号化
データストリームに対応して複数設けることにより、特
別な算術復号化手段を用いることなく、データの復号化
処理を高速で行うことが可能となる。

【００７８】また、請求項１９の発明によれば、前記算
術復号化手段は、前記各符号化データストリームをパイ
プライン動作により復号化出力する並列動作型算術復号
化手段として形成されたことを特徴としている。

【００７９】このように、パイプライン動作を活用する
ことにより、複数の算術復号化手段としての機能を，１
つの並列動作型算術復号化手段で実現することができ
る。

【００８０】また、請求項２０の発明によれば、前記算
術復号化手段は、予め所定の復号化直線が設定され、復
号化直線を画素データのシンボル発生確率に基づき優勢
領域及び劣勢領域に分割し、入力された符号化データの
属する分割領域に対応したシンボルを復号画素データと
して出力するとともに、当該分割領域を新たな復号化直
線として設定する動作を繰り返し行なうよう形成された
ことを特徴とする。

【００８１】このように、符号化直線に対応した所定の
復号化直線を用い、算術符号化とはまったく逆の手順で
算術復号化処理を行うことにより、効率よくデータ圧縮
された符号化データストリームを元の画像データストリ
ームに復元することができる。

【００８２】また、請求項２１の発明によれば、前記算
術復号化手段は、次の復号予定画素に対する参照画素デ
ータを、過去に出力された復号画像データストリームか
ら作成し、コンテクストＣＸとして出力するコンテクス
ト生成手段と、前記コンテクストＣＸと入力される遷移
先インデックスＳＴo とに基づき、コンテクストＣＸに
対応した最適遷移先インデックスＳＴi を出力するイン
デックス生成手段と、テーブルインデックスＳＴ毎に、
そのインデックスの状態に応じた優勢または劣勢の少な
くとも一方のシンボル発生確率、劣勢シンボル発生時の
遷移先インデックスＮＬＰＳ、優勢シンボル発生時の遷
移先インデックスＮＭＰＳを含むテーブルデータが設定
された確率推定テーブルが予め記憶され、前記最適遷移
先インデックスＳＴi に対応したテーブルインデックス
ＳＴのテーブルデータを出力する確率推定手段と、復号
化直線が設定されるごとに、その幅データＡを記憶する
領域記憶手段と、入力される符号化データＣを記憶する
符号記憶手段と、予め所定の復号化直線が設定され、領
域記憶手段の記憶データから特定される復号化直線を、
前記確率推定手段からのテーブルデータに含まれる画素
データのシンボル発生確率に基づき優勢領域及び劣勢領
域に分割し、入力された符号化データがどちらの領域に
属するかにより新たな復号化直線を設定し、その幅デー
タＡで前記領域記憶手段の値を更新し、前記分割領域の
選択に用いたシンボルを復号画素データとして出力する
とともに、復号化された画素データが優勢インボルか劣
勢シンボルかに基づき、入力された遷移先インデックス
ＮＬＰＳ、ＮＭＰＳのいずれか一方を前記インデックス
生成手段に向け次ぎの遷移先インデックスＳＴo として
出力する演算手段と、を含み、前記演算手段は、復号化
直線の幅データＡが所定基準値以下となると、幅データ
Ａが基準値以上となるよう領域記憶手段及び符号記憶手
段の記憶データをビットシフトする正規化処理を行い、
この際符号記憶手段から桁溢れして出力されるデータの
符号長分を、次の復号に要求する符号化データの符号長
として出力し、前記符号記憶手段に取り込むことを特徴
とする。

【００８３】このようにすることにより、データの圧縮
効率を高め、より高い精度で画像データを復元すること
ができる。

【００８４】すなわち、コンテクスト生成手段は、過去
に出力された復号画像データストリームから、次の復号
予定画素に対するコンテクストＣＸを作製しインデック
ス生成手段へ向け出力する。

【００８５】インデックス生成手段は、入力されるコン
テクストＣＸと、演算手段から入力される遷移先インデ
ックスＳＴ0 とに基づき、コンテクストＣＸに対応した
最適遷移先インデックスＳＴi を確率推定手段へ向け出
力する。

【００８６】確率推定手段は、入力された最適遷移先イ
ンデックスＳＴi に対応したテーブルインデックスＳＴ
のテーブルデータを、確率推定テーブルから読み出し、
演算手段へ向け出力する。このとき、確率推定テーブル
は、テーブルインデックスＳＴ毎に、優勢または劣性の
少なくとも一方のシンボル発生確率、劣性シンボル発生
時の遷移先インデックスＮＬＰＳ、優勢シンボル発生時
の遷移先インデックスＮＭＰＳを含むデータが設定され
たテーブルとして形成されている。

【００８７】演算手段には、あらかじめ所定の復号化直
線が設定されている。そして、演算手段は、領域記憶手
段の記憶データから復号化直線を特定する。そして、こ
の復号化直線を、前記確率推定手段からのテーブルデー
タに含まれる画素データのシンボル発生確率及び入力さ
れた符号化データに基づき分割し、新たな復号化直線を
演算し、その幅データＡで前記領域記憶手段の値を更新
する。さらに、前記復号化直線の分割に用いたシンボル
を復号画素データとして出力するとともに、復号化され
た画素データが優勢インボルか劣勢シンボルかに基づ
き、入力された遷移先インデックスＮＬＰＳ、ＮＭＰＳ
のいずれか一方を前記インデックス生成手段に向け次ぎ
の遷移先インデックスＳＴo として出力する さらに前記演算手段は、復号化直線の幅データＡが所定
基準値以下となると、幅データＡが基準値以上となるよ
う領域記憶手段及び復号記憶手段のデータをビットシフ
トする正規化処理を行う。そして、この際復号記憶手段
から出力されるデータの符号長分の符号化データを新た
に入力し、符号長記憶手段に取り込む。このようにする
ことにより、本発明によれば、入力される符号化データ
に基づき、画像データを効率よく復元することができ
る。

【００８８】特に、本発明によれば、確率推定テーブル
のテーブルデータとして、各テーブルインデックス毎
に、その状態に応じたシンボル発生確率を設定するた
め、画像データ符号化装置によって効率よくデータ圧縮
された画像データを、精度よくかつ効率よく良好に復元
することが可能となる。

【００８９】

【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づき
詳細に説明する。

【００９０】なお、前記従来例と対応する部材には、同
一符号を付し、その説明は省略する。

【００９１】第１実施例 図１には、本発明にかかる算術符号化システム２の好適
な実施例が示され、図２には、図１に示すシステム２に
対応する画像データ算術復号化システム４の実施例が示
されている。

【００９２】画像データ算術符号化システム２の全体説
明 図１に示すよう、実施例の画像データ算術符号化システ
ム２は、入力インタフェース１０と、データ分配器３０
と、複数の算術符号器１０−１，１０−２，１０−３，
１０−４と、出力インタフェース１４−１，１４−２，
１４−３，１４−４と、記憶手段１８−１，１８−２，
１８−３，１８−４および同期制御装置３２とを含んで
構成される。

【００９３】前記入力インタフェース１０は、各算術符
号器１０−１〜１０−４からの要求により、記憶手段ま
たは伝送手段１６から画像データ１００を取り込み、画
像データストリームとしてデータ分配器３０へ向け出力
する。

【００９４】本実施例では、画像データ１００の各画素
データは、ただちに画素の濃度値を示さないデータであ
り、カラーパレットテーブル等を参照することにより濃
度値に変換され、表示デバイスに出力されるマルチカラ
ー画像データとして構成されている。

【００９５】図３には、前記画像データ１００の一例が
示されている。実施例の画像データ１００は、１画素当
たり４ビットのデータで構成され、１６色を表示できる
ように構成されている。そして、この１画素当たり４ビ
ットのカラー画像データ１００は、入力インタフェース
４０を介し１画素を構成する４ビット単位でデータ分配
器３０へ入力される。画像データ１００が、４ビットプ
レーン単位で送られてくる場合等は、入力インタフェー
ス１０で一旦データをバッファリングし、これを１画素
を構成する４ビット単位のシリアルデータに変換してデ
ータ分配器３０へ入力すればよい。

【００９６】データ分配器３０は、データ分割手段とし
て機能するものであり、入力される画像データ１００
を、複数のデータストリーム１１０−１，１１０−２，
…１１０−４に分割し、対応する算術符号器１０−１，
１０−２，…１０−４へ向け出力するように形成されて
いる。

【００９７】図４には、前記データ分配器３０の具体的
な構成が示されている。コンピュータの分配器３０は、
４ビットのシリアルデータとして入力される各画素デー
タ１００を、ビットプレーン単位に４つの１ビットデー
タに分割し、対応する算術符号器１０−１，１０−２，
…１０−４へ向け出力する。これにより、図３に示すよ
う、算術符号器１０−１，１０−２，…１０−４には、
画像データ１００を構成する各プレーン単位の画像デー
タストリーム１００−１，１００−２，…１００−４が
入力されることになる。

【００９８】そして、これら各算術符号器１０−１，１
０−２，…１０−４は、同期制御装置３２により、正し
いタイミングで並列動作するよう同期制御され、入力さ
れる各画像データストリーム１１０−１，１１０−２，
…１１０−４を算術符号化し、これを符号化データスト
リーム２００−１，２００−２，…２００−４として出
力する。そしてこれら各符号化データストリーム２００
−１，２００−２，…２００−４は、出力インタフェー
ス１４−１，１４−２，…１４−４を介し対応する記憶
手段１８−１，１８−２，…１８−４へ順次書き込み記
憶される。

【００９９】これにより、各記憶手段１８−１，１８−
２，…１８−４には、図３に示す画像データ１００を符
号化し、符号化データストリーム２００−１，２００−
２，…２００−４に変換されたデータが記憶されること
になる。

【０１００】このように、実施例の算術符号化システム
２によれば、画像データ１００を、ビットプレーン単位
に４つに分割し、これを４系統の算術符号器１０−１，
１０−２，…１０−４で並列的に符号化処理することに
より、従来に比べ４倍の符号化速度を得ることができる
という効果がある。

【０１０１】画像データ算術復号化システム４の全体説
明 図２に示すよう、実施例の算術復号化システム４は、算
術符号化システム２の符号化系列数に対応して、４系列
の算術復号化系列が設けられている。

【０１０２】具体的にこの算術復号化システム４は、４
系列の記憶手段１８−１，１８−２，…１８−４と、入
力インタフェース２０−１，２０−２，…２０−４と、
算術復号器２−１，２２−２，…２２−４とを含む。

【０１０３】前記記憶手段１８−１，１８−２，…１８
−４には、図１に示す符号化システム２の記憶手段１８
−１，１８−２，…１８−４と同一の符号化データスト
リーム２００−１，２００−２，…２００−４が記憶さ
れている。すなわち、図１に示す算術符号化システム２
で符号化された各符号化データストリーム２００−１，
２００−２，…２００−４が、各記憶手段１８−１，１
８−２，…１８−４に書き込み記憶されている。

【０１０４】入力インタフェース２０−１，２０−２，
…２０−４は、対応する算術復号器２２−１，２２−
２，…２２−４からの要求により、記憶手段１８−１，
１８−２，…１８−４から符号化データストリーム２０
０−１，２００−２，…２００−４を読み出し、算術復
号器２２−１，２２−２，…２２−４へ向けそれぞれ出
力する。

【０１０５】同期制御回路３２は、これら各算術復号器
２２−１，２２−２，…２２−４が、並列して正しいタ
イミングで動作するように制御を行う。

【０１０６】そして、各算術復号器２２−１，２２−
２，…２２−４は、対応する算術符号器１０−１，１０
−２，…１０−４とまったく逆の手順で、入力されてく
る各符号化データストリーム２００−１，２００−２，
…２００−４を演算復号化処理し、各プレーンに対応し
た画像データストリーム１１０−１，１１０−２，…１
１０−４をデータ結合器３４へ向け出力する。

【０１０７】このデータ結合器３４は、データ統合手段
として機能するものである。そして、図４に示すデータ
分配器３０と信号の流れが逆になるようにして、各デー
タストリーム１１０−１，１１０−２，…１１０−４を
１本の画像データストリーム１００に統合し、出力イン
タフェース２４を介し、記憶手段または伝送手段２６へ
向け出力する。

【０１０８】なお、画素単位でデータを復元するもので
はなく、ビットプレーン単位でデータを復元する場合に
は、出力インタフェース２４でデータをバッファリング
し、並べ換えするような構造としてもよい。

【０１０９】このようにすることにより、記憶手段また
は伝送手段２６には、図３に示す元の４ビット１６色表
示の画像データ１００が正確に復号化されて入力される
ことになる。したがって、例えば記憶手段２６として、
ビデオＲＡＭ等を用いれば、このビデオＲＡＭ内には、
ディスプレイ表示用の画像データ１００が正確に復元さ
れて書き込み記憶されることになる。

【０１１０】このように、実施例の画像データ算術復号
化システム４によれば、４系列の符号化データストリー
ムを並列的に復号化処理することにより、従来のシステ
ムに比べ、４倍の速度で画像データを生成することがで
きる。

【０１１１】なお、本実施例では、算術符号化システム
２および算術復号化システム４を、４系統で並列処理す
る場合を例にとり説明したが、実際には２〜３２、好ま
しくは２〜８系列程度で並列処理する構成とすること
が、演算速度、ハードウェアのバランスから妥当であ
る。

【０１１２】また、実施例のシステム２，４は、算術復
号化システム４側に、記憶手段１８として機能する半導
体メモリーを複数個実装できる場合に好適なものとな
る。

【０１１３】また、本実施例では、画像データを画素単
位で複数の画像データストリームに分割する場合を例に
とり説明したが、本発明はこれ以外の手段を用いデータ
を分割する場合にも適用することができ、例えば図５に
示すよう、１つの画面を構成する画像データ１００を複
数の領域の画像データ１１０−１，１１０−２，…１１
０−４に分割する場合にも適用できる。

【０１１４】算術符号器および算術復号器 次に、前記各システム２，４に用いられる算術符号器１
０および算術復号器２２の構成を説明する。

【０１１５】なお、この算術符号化の一般的な手法は、
既に、二値画像符号化標準ＪＢＩＧ（インターナショナ
ルスタンダードＩＳＯ／ＩＥＣ １１５４４）のｐ２６
〜４４およびｐ４４〜５０に詳細に述べられているの
で、ここでは簡単に説明するにとどめる。

【０１１６】算術符号器 図６には、実施例のシステム２に用いられる算術符号器
１０の一例が示されている。

【０１１７】実施例の算術符号器１０は、遅延器４０、
状態記憶器４２、確率推定器４４、演算器４６、領域記
憶器４８、符号記憶器５０を含んで構成される。

【０１１８】前記領域記憶器４８および符号記憶器５０
は、０および１のデジタルデータを記憶するレジスタと
して構成されている。

【０１１９】図１０（Ａ）には、この符号化処理のため
の基本的なアルゴリズムが示されている。同図（Ａ）の
（ａ）に示すよう、まず最初に、０〜１．０までの直線
を用意し、これを最初の符号化直線Ａと定義する。この
とき、この符号化直線の幅Ａは、領域記憶器４８に実数
で表示されたデータとして記憶され、この符号化直線内
の一点の位置データ、ここでは最小値の位置データＣが
二進数符号データＣとして符号記憶器５０へ記憶され
る。したがって、これら各記憶器４８，５０内に記憶さ
れた幅データＡおよび位置データＣにより、図１０
（Ａ）の（ａ）に示す符号化直線が特定されることにな
る。

【０１２０】そして、演算器４６は、後述するように確
率推定器４４から入力される劣性シンボル発生確率ＬＳ
Ｚの値に基づき、シンボル０と１の発生確率を求め、符
号化直線Ａを各シンボル０，１に対応した領域Ａ0 ，Ａ
1 に分割する。このとき、入力される画素データＰｉｘ
がシンボル０である場合を想定し、このシンボル０を符
号化すると、分割した直線の内、０の領域Ａ0 が、同図
（Ａ）の（ｂ）に示すよう新たな符号化直線となる。そ
して、この新たな符号化直線の幅Ａと、その最小値の位
置データＣの値が、記憶器４８，５０に新たなデータと
して更新設定される。

【０１２１】そして次の画素データＰｉｘが入力される
と、演算器４６は、確率推定器４４から入力されるシン
ボル発生確率ＬＳＺの値に基づき、図１０（Ａ）の
（ｂ）に示すよう、符号化直線をＡ0 ，Ａ1 に分割す
る。

【０１２２】このとき入力された画素データＰｉｘがシ
ンボル０である場合を想定すると、このシンボル０の領
域Ａ0 が、同図（Ａ）の（ｃ）に示すよう、新たな符号
化直線となる。そして、この符号化直線の幅Ａと、位置
Ｃのデータが、記憶器４８，５０に新たなデータとして
書き込まれる。

【０１２３】次に、画素データＰｉｘとしてシンボル１
が入力されると、Ａ1 とＡ0 に分割された領域の内、シ
ンボル１の領域Ａ1 が同図（Ａ）の（ｄ）に示すよう新
たな符号化直線となる。そして、その幅データＡと、そ
の最小値を示す位置データＣが記憶器４８，５０に書き
込まれる。

【０１２４】このようにして、符号記憶器５０に入力さ
れる位置データＣは、入力シンボル列０，０，１を符号
化したデータの値となる。

【０１２５】しかし、このような手法を用いてシンボル
列を符号化していくと、入力するシンボル数が増える
程、符号化直線の間隔が短くなり、符号化データを表現
するために多数桁の精度が必要となる。実際にコンピュ
ータ等で計算可能な計算精度は限られているため、計算
に必要のない上位桁を計算結果として出力し、計算から
除いていくことによって限られた計算精度で計算させる
手法が考えられる。実施例では、このような点を考慮
し、ビットシフトと加減算のみで符号化処理ができるよ
うに形成されている。

【０１２６】具体的には、領域記憶器４８に記憶された
符号化直線の幅Ａが所定の基準値以下、実施例では０．
５以下となった場合に、演算器４６はこれを検出し、そ
の幅Ａが基準値を上回るよう（０．５以上となるよう）
記憶器４８，５０内のデータをビットシフトする正規化
処理を行う。そして、このとき符号記憶器５０から桁溢
れして出力される上位ビットのデータおよびそのビット
数を、符号化データおよび符号長データとして出力す
る。これにより、限られた桁数のレジスタを記憶器４
８，５０として用いても、入力シンボル列を簡単な演算
で効率よく符号化することができる。

【０１２７】各記憶器４８，５０として、１６ビットの
レジスタを用いると、領域記憶器４８に設定する符号化
直線Ａの初期値（図１０（ａ）に示す値）は、１０００
Ｈとなる。ここで、各記憶器４８，５０内の値の表現は
１６進法を用いて表されている（Ｈは、１６進表記を表
す）。ビットシフトは、記憶器４８のレジスタの値が８
０００Ｈ未満（初期値の１／２未満）の時に発生する。

【０１２８】ところで、このような算術符号化を行うう
えで重要なことは、前記シンボル発生確率ＬＳＺをどの
ように設定するかということである。発生頻度の低い劣
性シンボルの発生確率をＬＳＺとすると、発生頻度の高
い優性シンボルの発生確率は（Ａ−ＬＳＺ）となる。両
者の発生頻度の設定の仕方により、従来より各種の手法
が考えられるが、実施例では図９に示す確率推定テーブ
ルを用い、発生確率の設定を行っている。同図に示すよ
う、この確率推定テーブルでは、０ないし１１２までの
各インデックスＳＴが与えられ、各インデックスＳＴご
とに、インデックスの状態にあわせて設定された劣性シ
ンボル発生確率ＬＳＺ、劣性シンボル発生時の遷移先イ
ンデックスＮＬＰＳ、優性シンボルが発生しかつビット
シフトが発生した時の遷移先インデックスＮＭＰＳ、劣
性シンボルと優性シンボルが意味する画素の値を交換を
指示するＳＷＩＴＣＨを含むテーブルデータが設定され
ている。

【０１２９】図９に示す確率推定テーブルのどの発生確
率ＬＳＺを用いるかは、最初に初期値０を持つインデッ
クスＳＴで指示する。インデックスＳＴの更新は、劣
性シンボルが発生した場合、優勢シンボルが連続した
発生してビットシフトが起こった場合、のいずれかであ
る。それぞれの場合により、次に用いるインデックスＳ
ＴがＮＬＰＳの値かＮＭＰＳの値かに変化する。例え
ば、現在のＳＴが１０、すなわち、劣性シンボルの発生
確率が０００ｄＨであるときに劣性シンボルが発生した
とすると、次のデータからＳＴは３５（ＮＬＰＳ）に更
新され、劣性シンボルの発生確率は００２ｃＨとなる。
また、ＳＴが１０のとき、優勢シンボルが連続して発生
し、その結果、符号化直線Ａの値が８０００Ｈ未満（初
期値の１／２未満）となってビットシフトが生じた時
は、ＳＴは１１（ＮＭＰＳ）に更新され、劣性シンボル
の発生確率は０００６Ｈとなる。

【０１３０】図９に示す確率推定テーブルは、画像デー
タの局所的な変化にも追従できるよう、初期状態に連続
して変化があったときは、劣性シンボルの発生確率の値
が高速に変化するような工夫がなされている。

【０１３１】また、符号化する画像データＰｉｘが、０
を比較的多く含む領域から、１を比較的多く含む領域に
変化した場合に、優勢シンボルと劣性シンボルが意味す
る画素値を交換する必要が生じる。図９では、ＳＷＩＴ
ＣＨが１であるＳＴにおいて、劣性シンボルが発生した
ときに、優勢シンボルと劣性シンボルの意味する画素値
の交換を行うように設定されている。この場合には、演
算器４６から優勢シンボルを指示するデータＭＰＳ0 が
出力されることになる。

【０１３２】図７には、図６に示す算術符号器１０の動
作フローチャートが示されている。まず、この算術符号
器１０は、動作開始と同時に、遅延器４０、状態記憶器
４２、領域記憶器４８、符号記憶器５０のデータを初期
化する（ステップＳ１０）。 このとき、各記憶器４
８、５０には、図１０（ａ）で示す符号化直線の幅Ａデ
ータおよびその最下部の位置データＣ＝０が初期値とし
て設定される。

【０１３３】その後、画像データストリームが入力され
ると、その画像データストリームの各画素の１ビットデ
ータＰｉｘは遅延器４０および演算器４６へ入力され
る。

【０１３４】前記遅延器４０は、コンテクスト生成手段
として機能するものであり、１もしくは複数の走査ライ
ンの画像を記憶するラインバッファを含んで構成されて
いる。そして、この遅延器４０は、入力される画素デー
タをライン単位で記憶しておき、図８に示すよう注目画
素Ｘの画素データＰｉｘが入力されると、その注目画素
Ｘの周囲の画素ａ，ｂ，…，ｅ，ｆを参照画素とするマ
ルコフモデルを作製する。そして、このマルコフモデル
で特定される参照画素データを、コンテクストＣＸ＝
ａ，ｂ，ｃ，…，ｆとして状態記憶器４２へ向け出力す
る。このコンテクストＣＸは、状態記憶器４２のポイン
ターとなる（ステップＳ１２）。

【０１３５】状態記憶器４２には、後述するステップＳ
２８において、演算器４６から遷移先インデックスＳＴ
0 および優勢シンボルＮＭＰＳ0 が入力される。そし
て、この状態記憶器４２内には、ＣＸとＳＴ0 とを２次
元情報入力とし、この２次元入力情報によって特定され
る最適遷移先インデックスデータＳＴｉが２次元のテー
ブルデータとしてあらかじめ記憶されている。そして、
入力されるコンテクストＣＸと、遷移先インデックスＳ
Ｔ0 とに基づき、最適遷移先インデックスＳＴｉを特定
し、そのデータを確率推定器４４へ向け出力する（ステ
ップＳ１４）。また、状態記憶器４２は、入力画素デー
タＰｉｘが０または１のどちらを劣性シンボルとするか
を表す劣勢シンボルデータＭＰＳｉを、演算器４６へ向
け出力する（ステップＳ１６）。

【０１３６】確率推定器４４は、あらかじめ図９に示す
確率推定テーブルを記憶している。そして、状態記憶器
４２から出力される最適遷移先インデックスＳＴｉで特
定されるインデックスＳＴのテーブルデータを、演算器
４６へ向け出力する。すなわち、インデックスＳＴに対
応する、劣勢シンボル発生確率ＬＳＺ、優勢シンボルお
よび劣勢シンボル発生時の各遷移先インデックスＮＬＰ
Ｓ、ＮＭＰＳおよびＳＷＩＴＣＨの各データを演算器４
６へ向け出力する（ステップＳ１８）。

【０１３７】そして、演算器４６は、画素データＰＩＸ
が入力されるごとに、領域記憶器４８および符号記憶器
５０から記憶データＡ，Ｃを読みだし図１０（Ａ）に示
す符号化直線を特定する（ステップＳ２０）。そして、
この符号化直線を、確率推定器４４から入力されるシン
ボル発生確率ＬＳＺに基づき、シンボル０および１の発
生領域Ａ0 ，Ａ1 に分割する。

【０１３８】そして、入力された画素データＰＩＸが、
シンボル０または１のどちらであるかを判断し、対応す
る分割領域を新たな符号化直線として設定し、その幅デ
ータＡおよび位置データＣの値を、各記憶器４８および
５０に更新設定する（ステップＳ２６）。すなわち、画
素データが０である場合には、シンボル０に対応した分
割領域Ａ0 を次の新たな符号化直線として設定し、画素
データが１である場合が、シンボル１に対応した分割領
域がＡ1 を次の新たな符号直線として設定し、その幅デ
ータＡおよび位置データＣを各記憶器４８、５０に設定
するという動作を行う。

【０１３９】そして、実施例の演算器４６は、領域記憶
器４８に設定された分割領域の幅データＡが所定基準値
０．５以下であるか否かの判断を行う。その判断の結
果、幅データＡが基準値０．５以上の場合には、符号長
データのビット数が０であることを表す符号長データの
みが出力される。また、符号長データＡが所定基準値
０．５以下となると、幅データＡが基準値０．５以上と
なるよう、領域記憶器４８および符号記憶器５０の記憶
データをビットシフトする正規化処理を行う。そして、
この正規化処理を行った際、符号記憶器５０から桁あふ
れして出力されるデータを、符号化データとして高度出
力するとともに、そのビット数を表す符号長データを同
時に出力する（ステップＳ２６）。

【０１４０】このようにして、演算器４６は、画素デー
タＰｉｘが入力されるごとに、Ｃｏｄｅおよび符号長デ
ータを含む信号を出力する。さらに、この出力演算器４
６は、必要に応じ符号化データの桁上りを表すキャリ信
号を出力する。

【０１４１】また、演算器４６は、入力される画素デー
タＰｉｘが優勢シンボル，劣勢シンボルのどちらに該当
するかを判断し、劣勢シンボルに該当する場合にはテー
ブルデータのＮＬＰＳを、優勢シンボルに該当する場合
にはテーブルデータのＮＭＰＳを遷移先インデックスＳ
Ｔ0 として状態記憶器４６へ向け出力する。このとき、
さらに演算器４６は、入力されるＭＰＳｉおよびＳＷＩ
ＴＣＨデータに基づき、現在のコンテクストＣＸに対応
した優勢シンボルが０か１かを判断し、そのデータをＭ
ＰＳ0 として状態記憶器４２へ向け出力する（ステップ
Ｓ２８）。

【０１４２】実施例の算術符号器１０は、このような一
連の処理（ステップＳ１２〜Ｓ２８）を、画像データス
トリームを構成する画素データＰｉｘ（シンボル）の入
力が終了するまで繰り返して行い、データ入力が終了し
た時点で符号化処理を終了する（ステップＳ３０）。

【０１４３】図１４（Ａ）には、実施例の算術符号器１
０において、演算器４６から出力されるデータのタイム
チャートが示されている。ここで処理サイクルＳは、算
術符号器１０が図７に示す一連の処理Ｄ、Ｓ、Ｐ、Ｑを
実行するサイクルを表している。そして、算術符号器１
０は、処理Ｑを実行するタイミングで、演算器４６の出
力を有効に設定するイネーブル信号ＥＮを所定の短時間
出力し、その間に符号化データとしてのＣｏｄｅ、その
符号長および必要に応じキャリの各信号を出力する。す
なわち、イネーブル信号ＥＮがアクティブの期間中に演
算器４６から出力される一連の信号（Ｃｏｄｅ、符号
長、キャリ）の値を有効なデータとして出力する。した
がって、領域記憶器４８内の幅データＡに対する正規化
処理が行われない場合には、記憶器５０からは桁あふれ
の出力は全く出力されないため、符号長データとして、
Ｃｏｄｅ出力は全くないことを表す０ビットの符号長デ
ータが出力されることになる。また、正規化処理が行わ
れた場合には、符号記憶器５０から桁溢れして出力され
るＣｏｄｅデータが符号化データとして、そのビット長
を表す符号長データとともに出力されることになる。

【０１４４】図１１には、実施例の算術符号器１０を用
いて、入力データを符号化出力する場合の具体例が示さ
れている。ここでは、算術符号器１０に入力される画像
データストリームとして「００１１１１」のシンボル列
が入力される場合を想定する。 減算型の算術符号で
は、劣勢シンボルの発生頻度が０．５に近く設定されて
いる場合に、優勢シンボルと劣勢シンボルに割り当てら
れる発生頻度の大きさが逆転してしまうことがある（優
勢シンボルの発生頻度＜劣勢シンボルの発生頻度）。Ｊ
ＢＩＧ（Joint Bilevel Image Group ）に取り入れられ
たＱＭコーダでは、発生頻度の大きさが逆転したときに
は、優勢シンボルと劣勢シンボルの解釈を一時入れ換え
て符号化することによって、符号化効率の劣化を防いで
いる。これを優勢シンボル／劣勢シンボル条件付き交換
（以下条件付交換と略す）と呼ぶ。

【０１４５】初期設定では、劣性シンボルにシンボル１
（黒）を与え、優勢シンボルにシンボル０（白）を与え
てある（）。１つ目の優勢シンボルを符号化し終えた
時点で、優勢シンボルと劣勢シンボルの発生頻度に逆転
が起こるので（ＳＷＩＴＣＨ＝１）、２つ目のシンボル
は条件付き交換を行ってから符号化する（，）。こ
のとき、条件付き交換を行っているので、優先シンボル
０の符号化は、算術符号の符号化直線上では劣勢シンボ
ルを符号化していることになる（）。したがって、レ
ジスタ５０の値に優勢シンボルの値を加算する。これ
は、次回以降用いる符号化直線の加減に変化があったこ
とに相当する。２つ目のシンボルを符号化し終えると、
Ａの値が８０００Ｈ未満となるので、ビットシフトを行
う（）。ビットシフトでは、ＡとＣのそれぞれの項の
シフトを行い、Ｃの項から溢れたデータが、符号化した
データとして出力される。

【０１４６】また、ビットシフトを行うと、ＳＴが変化
して劣勢シンボル発生確率が更新される。ここでは、更
新前にＳＴ＝０で劣勢シンボルの発生確率が５ａｌｄＨ
であったものが、優勢シンボルのビットシフトで更新さ
れ、更新後ではＳＴ＝１となり劣勢シンボルの発生確率
は２５８６Ｈとなっている。

【０１４７】次に符号化するシンボルは優勢シンボルの
１である（）。優勢シンボルの符号化では、Ｃの値に
優勢シンボル発生確率の値を加算する。これを符号化す
ると、Ａの値がふたたび８０００Ｈ未満となるので、ふ
たたびビットシフトを行う。このときのビットシフトで
は、Ａの値を８０００Ｈ以上にするためには、２ビット
のシフトが必要であるので、各項も２ビットシフトす
る。このとき、条件付き交換の優勢シンボルによってビ
ットシフトが発生したので、ＳＴが１４に更新され、劣
勢シンボルの値が５ａ７ｆＨとなる（）。

【０１４８】次にふたたび劣勢シンボルを条件付き交換
を行ってから符号化する（，）。符号化を終える
と、Ａの値が８０００Ｈ以下となるので、ビットシフト
を行う（）。このとき、ＳＴ＝１４におけるＳＷＩＴ
ＣＨは１であり、なおかつ劣勢シンボルの符号化でビッ
トシフトが発生したので、以後の符号化では、劣勢シン
ボルと優勢シンボルに割り当てるシンボルを反転させ、
０が劣勢シンボルとなり、１が優勢シンボルとなる。

【０１４９】次に、優勢シンボルとなった１を２回符号
化して、符号化を終了している。ここでは、シンボル列
００１１１１を符号化した結果、得られる符号化データ
は、ＱとＣの項を加え合せた値であり、１００１００１
１００１０１００００００となる。

【０１５０】算術復号器 図１２には、図２の算術復号化システム４で用いられる
算術復号器２２の一例が示されている。ここでは、図６
に示す算術符号器と対応する部材には同一の符号を付
し、その説明は省略する。

【０１５１】実施例の算術復号器２２は、遅延器４０、
状態記憶器４２、確率推定器４４、演算器５２、領域記
憶器４８、符号記憶器５０を含んで構成されている。

【０１５２】そして、符号化データストリーム２００が
Ｃｏｄｅ入力されると、演算器５２は、図６に示す算術
符号器１０とはまったく逆のアルゴリズムで、入力され
てくる符号化データストリームの画素データに復号化
し、Ｐｉｘとして出力するように構成されている。

【０１５３】図１０（Ｂ）には、この復号化処理のため
の基本的なアルゴリズムが示されている。同図（ａ）に
示すよう、まず最初に０〜１．０までの直線を用意し、
これを最初の復号化直線Ａと定義する。このとき、この
復号化直線の幅Ａは、領域記憶器４８に実数表示された
データとして記憶される。なお、復号化処理を行う場合
には、復号化直線の最小値の位置データは、必ず０の位
置にいくように定義される。したがって、記憶器４８に
記憶された幅データＡから、同図（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示す各復号化直線が特定されることになる。

【０１５４】そして、復号化の対象となる符号化データ
が入力されると、このデータは一旦符号記憶器５０にラ
ッチされ、ラッチされた復号化データＣの値に基づき一
連の復号化処理が開始される。

【０１５５】まず、演算器４６は、後述するように確率
推定器４４から入力される劣勢シンボルの発生確率ＬＳ
Ｚの値に基づき、シンボル０と１の発生確率Ａ０，Ａ１
を求め、復号化直線を分割する。そして、符号化データ
Ｃが、これら各分割領域Ａ０，Ａ１のどちらの領域にあ
るかを判断する。例えば、同図（Ｂ）の（ａ）の復号化
直線上において、データＣがＡ０の領域に存在すると判
断されると、シンボル０が復号画素データＰｉｘとして
出力され、この領域Ａ0 が同図（ｂ）に示すよう、新た
な復号化直線となる。そして、この新たな復号化直線の
幅Ａの値が記憶器４８に更新設定される。

【０１５６】次に、同図（ｂ）に示す復号化直線Ａを、
同様にしてシンボル０と１の発生確率に基づき、２つの
領域Ａ０，Ａ１に分割する。そして、いずれの領域に復
号化データＣが属するかを判断し、その判断結果に基づ
き、復号画素データＰｉｘを出力するとともに次の復号
化直線を決定する。ここで、復号化データＣが、Ａ０の
領域に属すると判断された場合を想定すると、復号画素
データＰｉｘとしてシンボル０が出力され、分割領域Ａ
0 が同図（ｃ）に示すよう次の復号化直線に設定され
る。

【０１５７】次に、同様にして、符号化データＣがこの
復号化直線のＡ０，Ａ１の各分割領域のいずれに属する
かが判断される。ここでは、Ａ１の領域に属すると判断
され、復号画素データＰｉｘとしてシンボル１が出力さ
れ、Ａ１の領域が同図（ｄ）に示すよう次の復号化直線
として設定される。このとき、復号化直線のシフト量に
合わせて、符号記憶器５０内の符号化データの値Ｃを、
（Ｃ−Ａ0 ）値に更新設定する。

【０１５８】このようにして、演算器５２を介して符号
記憶器５０に入力される符号化データＣは、画素データ
０，０，１…のように復号化して出力されることにな
る。

【０１５９】しかし、このような手法を用いて記憶され
た符号化データを復号化していくと、対象とする復号化
データのビット長分のレジスタを、符号記憶器５０とし
て用意する必要があり、これは現実的ではない。このた
め、前述した算術符号器１２と同様な手法を用い、必要
な桁数の符号化データのみを符号記憶器５０へ順に取り
込み、計算に必要のない桁は計算から除くことによっ
て、限られた計算精度でこの復号化処理を実現する手法
が採用されている。すなわち、この様な点を考慮し、実
施例では、ビットシフトと加減算のみで復号化処理がで
きるように形成されている。

【０１６０】具体的には、記憶器４８に記憶された復号
化直線の幅Ａが所定の基準値以下、実施例では０．５以
下となった場合に、演算器４６がこれを検出し、その幅
データＡが基準値を上回るよう（０．５以上となる）、
記憶器４８，５０内のデータをビットシフトする正規化
処理を行う。このとき、符号記憶器５０から桁溢れして
出力されたビット数を符号長として、その符号長分の符
号化データを、新たに符号記憶器５０に読み込むように
構成する。具体的には、例えば記憶器５０が、１６ビッ
トのレジスタで構成されている場合には、正規化処理に
より例えば上位３ビットのデータが桁溢れして出力され
ると、その下位桁に３ビットの空きができる。このた
め、次の３ビットの符号化データを読込みレジスタの下
位桁に記憶する。このような構成を採用することによ
り、限られた桁数のレジスタを記憶器５０として用いて
も、これより桁数の長い符号化データストリームを簡単
な演算で効率よく復号化することができる。

【０１６１】図１３には、この算術復号器２２の動作フ
ローチャートが示されている。

【０１６２】まず、算術復号器２２が動作を開始する
と、遅延器４０、状態記憶器４２、領域記憶器４８、符
号記憶器５０の初期化が行われる（ステップＳ４０）。
遅延器４０の初期化の方法にはいろいろあるが、通常
は、０がロードされることが多い。また、領域記憶器４
８には、図１０（Ｂ）の（ａ）に示す復号化直線Ａの幅
を特定する１０００Ｈの値が初期値としてが設定され
る。

【０１６３】この状態で、演算器５２へ、所定符号長の
符号化データ２００がコード入力されると、その値を符
号記憶器５０へ順に入力し設定する（ステップＳ４
２）。

【０１６４】そして、遅延器４０は、演算器５２から復
号化出力される復号画素データストリームから次の復号
予定画素に対するコンテクストＣＸを決定し、状態記憶
器４２へ向け出力する（ステップＳ４４）。

【０１６５】状態記憶器４２は、入力されるコンテクス
トＣＸと、演算器５２から入力されるＳＴ0 、ＭＰＳ0
のデータとに基づき、最適遷移先インデックスＳＴｉを
確率推定器４４へ向け演算出力するとともに、ＭＰＳｉ
を演算器５２へ向け出力する（ステップＳ４６，４
８）。

【０１６６】確率推定器４４は、入力される最適遷移先
インデックスＳＴｉに基づき、図９に示すテーブルを参
照し、該当するテーブルデータを演算器５２へ向け出力
する（ステップＳ５０）。

【０１６７】演算器５２は、各記憶器４８、５０からデ
ータを読み出す（ステップＳ５２）。そして、領域記憶
器４８から読み出した幅データＡに基づき、図１０
（Ｂ）の(a) に示す復号化直線を特定する。その復号化
直線を特定する際に、前述した符号化直線を特定する場
合と異なる点は、復号化直線の一番小さな位置のデータ
を、０の位置に設定した点にある。すなわち、新たな復
号化直線を順次演算設定する場合に、その最小値は常に
０となるようその位置データが設定される。したがっ
て、この復号化直線の特定には、符号化直線を特定する
場合のように、符号記憶器５０のデータは不要となる。

【０１６８】そして、特定された復号化直線を、確率推
定器４４から入力されるシンボル発生確率ＬＳＺに基づ
き、シンボル０および１の発生領域Ａ0 、Ａ1 に分割す
る。次に、符号記憶器５０から読み出された符号化デー
タＣが、この分割領域Ａ0、Ａ1 のどちらに属するかを
判断し、Ａ1 に属する場合には０、Ａ1 に属する場合に
は１のシンボルを復号画素データＰＩＸとして演算器５
０から出力する（ステップＳ５４、Ｓ５６）。

【０１６９】そして、符号化データＣの属する分割領域
を、次の復号化を行うための新たな復号化直線に設定し
て、その幅データを領域記憶器４８に更新設定するとと
もに、必要に応じて符号記憶器５０のデータを更新する
（ステップＳ５８）。たとえば、図１０（Ｂ）の（ｂ）
に示すよう復号化直線が設定されている場合を想定す
る。このとき、符号記憶器５０の符号データＣが、Ａ0
の分割領域に属すると判断された場合には、このＡ0 の
幅データを次の符号化直線の幅データとして領域記憶器
４８に設定する。このとき、符号記憶器５０のデータの
更新は行わない。次の復号化処理サイクルでは、この復
号化直線は図１０（Ｂ）の（ｃ）で示すようになる。こ
のとき、符号記憶器５０の符号データＣが、Ａ1 の分割
領域に属すると判断されると、演算器５２は、このＡ1
の幅データを次の復号化直線の幅データとして領域記憶
器４８に設定するとともに、符号記憶器５０に記憶され
た符号データＣを、（Ｃ−Ａ0 ）の値に更新設定する。
このようにして、次の復号化サイクル用に、新たな復号
化直線を順次設定していく。

【０１７０】次に、演算器５２には、ステップＳ５４、
Ｓ５６において、復号化データＣがＡ0 、Ａ1 のいずれ
の領域に存在するか、すなわち、優性シンボルまたは劣
勢シンボルいずれの領域に存在するかの判断結果に基づ
き、ＮＬＰＳまたはＮＭＰＳの一方を遷移先インデック
スＳＴ0 として状態記憶器４６へ向け出力する（ステッ
プＳ６０）。

【０１７１】ところで、実施例の算術復号器１２では、
前記ステップＳ５８の処理を行う場合に、前述した算術
符号器１０と同様に、領域記憶器４８の幅データＡに基
づく正規化処理を行う。すなわち、領域記憶器４８の幅
データＡは、所定の基準値以下の値（初期値の２分の１
未満の値）になった場合には、これが基準値（０．５）
以上の値となるよう各記憶器４８、５０のデータをビッ
トシフトする正規化処理を行う。そして、この正規化処
理を行った場合には、入力インターフェイス２０へ向け
次の符号化データの入力を要求するリクエスト信号Ｒｅ
ｑと、符号長を表すデータを出力する。また、正規化処
理を行わない場合にも、リクエスト信号Ｒｅｑを、０ビ
ットを表す符号長データとともに所定のタイミングで出
力する。そして、実施例の算術復号器２２は、前記ステ
ップ６０の処理が終了したのち、ステップＳ５８で正規
化処理が行われたか否かを判断し（ステップＳ６２）、
正規化処理が行われなかった場合には、ステップＳ４４
へ戻り、ステップＳ４４〜Ｓ６２までの一連の処理を正
規化処理が発生するまで繰り返して行う。

【０１７２】そして、ステップＳ６２で、正規化処理が
発生したと判断されると、次にステップＳ６４を介して
ステップＳ４２へ戻り、ステップＳ５８で要求した符号
長分の符号データを読込み、これを符号記憶器５０へそ
の下位桁側から書き込む。例えば、レジスタで構成され
た符号記憶器５０内に、ａ，ｂ，ｃ，ｄのデータが記憶
されている場合に、ａ，ｂのデータが桁溢れして出力さ
れ、新たにｅ，ｆの符号化データが読み込まれると、こ
のデータｅ，ｆはレジスタの下位桁側から順次読み込ま
れ、その結果、レジスタ内にはｃ，ｄ，ｅ，ｆの順でデ
ータが記憶されることになる。

【０１７３】そして、このようにして記憶された符号化
データに基づき、次の正規化処理が発生するまで、ステ
ップＳ４４〜Ｓ６２の一連の処理を繰り返して行い、画
素データを復号化出力する。そして、復号化して出力す
るシンボルがなくなったと判断されると（ステップＳ６
４）、前述した一連の処理を終了する。

【０１７４】図１４（Ｂ）には、実施例の算術復号器２
２の演算器５２へ入出力されるデータのタイミングチャ
ートが示されている。復号器５２から、図１３に示す処
理Ｑ´のステップＳ５８のタイミングでリクエスト信号
および符号長データが出力されると、次のサイクルのス
テップＳ４２のタイミングで必要な符号長の符号化デー
タがコード入力される。なお、コード入力が０で表され
ているのは、符号化データの読込を行わないサイクルを
表している。

【０１７５】このようにして、演算器５２へ順次符号化
データの取り込みを行い、これを画素データに順次復号
化出力していく。

【０１７６】図１１（Ｂ）には、実施例の算術復号器２
２の具体的な復号化動作の例が示されている。ここで
は、図１１（Ａ）の符号化によって得られた復号化デー
タ１００１００１１００１００１０１００００００を復
号するときの様子を表したものである。初期設定では、
各レジスタにセットする値は、符号化時とほぼ同様であ
るが、Ｃのレジスタにのみ、符号化データを頭から順に
読込、ここでは、９３２５Ｈとなる（）。レジスタ５
０の値Ｃが、優勢シンボル（Ａ−ＬＳＺ）よりも大きい
か否かを判断する。ここでは、優勢シンボルの値よりも
小さいので、優勢シンボル（０）を復号化出力する。そ
して、優勢シンボルの値をＡレジスタ４８の値とする
（）。次のシンボルの復号では、劣勢シンボルと優勢
シンボルの条件付き交換を行った後で、Ｃレジスタ５０
の値と比較する。Ｃレジスタ５０の値の方が大きいの
で、劣勢シンボル（条件付き交換後なのでシンボル０、
実際には優勢シンボル）を復号化出力して、劣勢シンボ
ルの値をＡレジスタ４８の値とする（）。また、Ｃレ
ジスタ５０から優勢シンボルの値を減算する。このと
き、Ａレジスタ４８の値が８０００Ｈ以下となるので、
各項目のビットシフトを行う。また、ビットシフトとと
もにＳＴを更新するので、劣勢シンボルの値は２５８６
Ｈとなる（）。

【０１７７】この状態で、Ｃレジスタ５０の値は優勢シ
ンボルの値よりも大きくなるので、次に復号するシンボ
ルは劣勢シンボルの１となる。Ａレジスタ４８の値は、
劣勢シンボルの値となり、Ｃレジスタ５０の値は新たに
優勢シンボルの大きさを減算した値とする（）。この
とき、Ａレジスタ４８の値は８０００Ｈよりも小さくな
るので、ふたたびビットシフトを行う。同時に、ＳＴを
１４に更新する（）。

【０１７８】次の復号では、条件付き交換を行った後
に、Ｃレジスタ５０の値が優勢シンボルの値以下となる
ので、優勢シンボル（条件付き交換後なので、シンボル
１、実際には劣勢シンボル）を復号化出力し、Ａレジス
タ４８の値は劣勢シンボルの値とする。ここで、ビット
シフトを行う。この際、ＳＴ＝１４のときのＳＷＩＴＣ
Ｈの値が１であり、劣勢シンボルの復号を行ったので、
優勢シンボルと劣勢シンボルが示す値を交換して次の復
号に備える。

【０１７９】さらに２つの優勢シンボル１を復号化出力
した時点で復号化すべきデータを全て消化し終わり、復
号化を終了する。

【０１８０】このようにして、実施例のシステムでは、
図５に示す算術符号器１０と、図１２に示す算術復号器
２２をまったく逆のアルゴリズムにより、一方は画像デ
ータを符号化し、他方は符号化データを復号化するよう
に構成し、画像データの圧縮および復元を行う。

【０１８１】第２実施例 前記第１実施例においては、算術符号化システム２にお
いて、４つの符号化データストリーム２００−１，２０
０−２，２００−３，２００−４を形成し、これらをそ
れぞれ対応する記憶手段１８−１，１８−２，…１８−
４へ記憶し、算術復号化システム４では、これら各符号
化データストリーム２００−１，２００−２，２００−
３，２００−４を、対応する記憶手段１８−１，１８−
２，１８−３，１８−４から入力し、これを復号化する
場合を例にとり説明した。このような手法は記憶手段を
複数個設けることができるシステム２，４では問題ない
が、例えば１つの記憶手段内に効率よく符号化データを
記憶させようとする場合や、伝送ラインを介して符号化
データをデータ伝送する場合には、問題が生じる。本実
施例では、このような算術符号化システム２において作
製した各符号化データストリーム２００−１，２００−
２，…２００−４を、１つの統合符号化データストリー
ムに統合して記憶手段に記憶し、または伝送手段を介し
て伝送するようにし、さらに、算術復号化システム４で
は、この統合符号化データストリームを、各符号化デー
タストリームに分解し、これを並列処理することにより
画像データを復号することを特徴とするものである。以
下に、本実施例を詳細に説明する。

【０１８２】なお、前記第１実施例と対応する部材には
同一の符号を付し、その説明は省略する。

【０１８３】図２０には、実施例の算術符号化システム
２が示されている。実施例の算術符号化システム２に特
徴的なことは、各算術符号器１０−１，１０−２，…１
０−４で符号化された、符号化データストリーム２００
−１，２００−２，…２００，４を、データ統合手段と
して機能する符号合成器３６で、一定の規則に従い１つ
の統合符号化データストリーム２１０に統合し、これを
出力インタフェース１４を介し、記憶手段または伝送手
段１８へ向け出力するようにしたことにある。図２１に
は、図２０の算術符号化システム２に対応して構成され
た算術復号化システム４が示されている。

【０１８４】実施例の復号化システム４の特徴は、記憶
手段または伝送手段１８から入力インタフェース１０を
介して入力される統合符号化データストリーム２１０
を、データ分離手段として機能する符号分配器３８によ
り所定の規則に従い複数の符号化データストリーム２０
０−１，２００−２，…２００−４に分配し、これを対
応する算術復号器２２−１，２２−２，…２２−４へ向
け出力するように構成したことにある。

【０１８５】このような構成の算術符号化システム２お
よび算術復号化システム４を採用することにより、統合
符号化データストリーム２１０を記憶手段１８へ記憶す
る場合には、記憶手段へのアドレス等の割り付けを容易
に行うことができ、データを効率よく記憶することがで
きる。また、統合符号化データストリーム２１０を伝送
手段１８を介して伝送する場合には、データが１つの系
統に統合されているため、これを簡単にデータ伝送する
ことが可能となる。

【０１８６】これに加えて本システムの特徴的な点は、
算術符号化システム２において、各符号化データストリ
ーム２００−１，２００−２，…２００−４を符号合成
器３６で所定のルールに従い、１本の統合符号化データ
ストリーム２１０に統合しておくことにより、このデー
タストリーム２１０に分離のための特殊なデータを含ま
せることなく、これを算術復号化システム４側で符号分
配器３８を用い、統合とは逆の手順で各符号化データス
トリーム１１０−１，１１０−２，…１１０−４へ分離
することができる。このように、統合符号化データスト
リーム２１０に、分離のための特殊なデータを含ませる
必要がないため、データ圧縮効率を低下させることがな
いという優れた効果がある。

【０１８７】すなわち、図２１に示す算術復号システム
４は、図２０に示す算術符号化システム２とまったく逆
の手順で各種の演算処理動作を行うように構成されてい
る。単に所定のルールで、各符号化データストリーム２
００−１，２００−２，…２０−４を１本の統合符号化
データストリーム２１０に統合して記憶手段１８に記憶
しておく。そして、算術復号化システム４側では、記憶
手段１８内に記憶された統合符号化データストリーム２
１０を入力インタフェース１０を介して符号分配器３８
へ入力した場合に、各算術復号器２２−１，２２−２，
…２２−４からの要求信号Ｒｅｑに応じて、要求される
符号長分の符号化データを分配するのみで、１本の統合
符号化データストリーム２１０を各算術復号器２２−
１，２２−２，…２２−４に対応した複数の符号化デー
タストリーム１１０−１，１１０−２，…１１０−４へ
分離して出力することができる。このとき、統合符号化
データストリーム２１０には、分配のための特別なデー
タを含ませる必要はないため、データ圧縮効率を低下さ
せることもないという優れた効果がある。

【０１８８】以下、その詳細を説明する。

【０１８９】符号合成器３６ なお、本実施例の各システム２，４では、前記第１実施
例と同様に、算術符号器１０および算術復号器２２とし
て、図６および図１２に示す構造のものを用いているも
のとする。

【０１９０】算術符号化システム２において、各算術符
号器１０−１，１０−２，…１０−４から出力される各
符号化データストリーム２００−１，２００−２，…２
００−４のデータは不定長となる。すなわち、算術符号
化に限らず、データ圧縮をすると、データは通常不定長
になる。

【０１９１】したがって、各算術符号器１０−１，１０
−２，…１０−４を用いて符号化した複数の不定長の符
号化データストリーム２００−１，２００−２，…２０
０−４を、符号合成器３６を用いて１つの統合符号化デ
ータストリームに統合する場合に、何らかの符号合成ル
ールを設けておかないと、復号時に各符号データを分離
することができなくなってしまう。

【０１９２】本実施例では、図７に示す１処理サイクル
（ステップＳ１２〜Ｓ３０）毎に算術符号器１０−１，
１０−２，…１０−４から出力される符号化データの統
合の順番を固定しておき（例えば算術符号器１０−１，
１０−２，…１０−４の順番で統合するように固定して
おく）、出力された不定長の符号データを、１本のビッ
トストリームに合成する手法を採用する。

【０１９３】しかし、単にこのような手法を用いて符号
を合成しただけでは、キャリ伝播の問題が発生する。

【０１９４】すなわち、算術符号器１０の場合には、キ
ャリ伝播の問題がある。演算の結果、算術符号器１０か
らキャリ信号が出力されるときに、過去に出力済みの符
号化ストリームに「１」がならんでいると、キャリ伝播
が生じ、過去に出力済みの符号化データストリームを更
新しなければならない。したがって、安易に各符号化デ
ータストリーム２００−１，２００−２，…２００−４
を合成してしまうと、キャリ伝播に対応できなくなって
しまう。

【０１９５】そこで、実施例のシステム２では、図２２
に示す構成の符号合成器３６を用いている。この符号合
成器３６は、各算術符号器１０−１，１０−２，…１０
−４に対応して設けられた複数の符号バッファ６２−
１，６２−２，…６２−４と、バッファ制御部６０と、
選択器６４とを含んで構成される。

【０１９６】前記各バッファ６２−１，６２−２，…６
２−４には、対応する算術符号器１０−１，１０−２，
…１０−４から、符号化データストリーム２００，キャ
リ信号２０２，符号長データ２０４およびイネーブル信
号ＥＮを含む信号が、図１４（Ａ）で示すタイミングで
出力される。

【０１９７】そして、各符号バッファ６２−１，６２−
２，…６２−４は、対応する算術符号器１０−１，１０
−２，…１０−４から、イネーブル信号ＥＮがＡｃｔｉ
ｖｅの期間中にされる各符号化データストリーム２００
−１，２００−２，…２００−４を、そのキャリ信号２
０２−１，２０２−２，…２０２−４に基づき、キャリ
伝播処理しながら順次記憶するように形成されている。
すなわち、各符号バッファ６２−１，６２−２，…６２
−４は、入力される符号化データストリーム２００−
１，２００−２，…２００−４を一旦記憶する。そし
て、対応する算術符号器１０からＡｃｔｉｖｅのキャリ
信号２０２が入力されると、記憶した符号化データスト
リーム２００をキャリ伝播処理する。

【０１９８】バッファ制御部６０は、これら各符号バッ
ファ６２−１，６２−２，…６２−４内の記憶データに
基づき、各バッファ内でキャリ伝播の発生の可能性があ
るか否かの判断を行う。そして、各バッファ内におい
て、キャリ伝播の可能性が小さい時に、各バッファ６２
−１，６２−２，６２−３，６２−４の順で、所定のル
ールにしたがって記憶された符号化データを選択器６４
へ向け順次出力するように制御する。

【０１９９】そして、選択器６４は、入力される符号化
データを順次シリアルに合成し、１本の統合符号化デー
タストリーム２１０として出力する。

【０２００】図２３には、前記各符号バッファ６２の具
体的な構成が示されている。

【０２０１】実施例の符号バッファ６２は、フロー制御
器７０、入力制御器７２、出力制御器７４、符号長テー
ブル７６、符号バッファメモリー７８、キャリ処理器７
９を含んで構成される。

【０２０２】そして、図１４（Ａ）に示すタイミング
で、この符号バッファ６２には、対応する算術符号器１
０からイネーブル信号ＥＮ、符号化データストリーム２
００、キャリ信号２０２、符号長データ２０４の各デー
タが入力される。

【０２０３】前記符号バッファメモリー７８、符号長メ
モリー７６は、基本的にＦＩＦＯ（先入れ先出し）タイ
プのメモリーとして形成されている。そして、対応する
算術符号器１０から各処理サイクル毎に出力される符号
化データ２００が符号バッファメモリー７８内に順次書
き込まれていき、これと同時に符号長テーブル７６に、
その符号長データ２０４が書き込まれる。

【０２０４】さらに、対応する算術符号器１０から、Ａ
ｃｔｉｖｅのキャリ信号２０２が伝えられた場合は、キ
ャリ処理器７９により、符号バッファメモリー７８内の
ビットが所定分反転されるキャリ伝播処理が行われる。
符号バッファメモリー７８の大きさは、キャリが伝播す
る可能性のある分だけあればよく、これは処理する画像
の性質によって異なってくる。本実施例では２００ビッ
ト分用意したが、好ましくは１００〜１０００ビットの
間で任意に設定すればよい。

【０２０５】フロー制御器７０は、前記符号バッファメ
モリー７８内に書き込まれる符号化データのデータ量を
制御するものであり、具体的には、入力制御器７２およ
び出力制御器７４を用い、符号バッファメモリー７８内
のデータ量が２００ビット程度となるようにその制御を
行う。

【０２０６】図２４には、図２２に示す符号合成器３６
の動作フローチャートが示されており、図２５には、そ
の符号合成動作の一例が示されている。

【０２０７】まず動作が開始されると、ステップＳ７
０，７２でｍ＝０，ｎ＝０とする初期設定が行われる。
そして、符号バッファ６２−１，６２−２，６２−３，
６２−４の順で、各符号化データストリーム２００−
１，２００−２，２００−３，２００−４のデータの読
み出しを行い、選択器６４で統合符号化データストリー
ム２１０を作製する動作をサイクリックに行う。

【０２０８】まず、符号化バッファ６２−１の符号長テ
ーブル７６から、符号化データの符号長ｘの読み出しを
行う。ここで読み出される符号長はｘ＝１であるため、
符号バッファメモリー７８−１から１ビット分の符号化
データａ0 の読み出しを行う（ステップＳ７６，７８，
８０）。

【０２０９】次に、ステップＳ８２において、ｍ＝１に
設定し、符号バッファ６２−２に対するデータの読み出
しを開始する（ステップＳ８４，Ｓ７２，Ｓ７４）。こ
のとき、符号長テーブル７６−２から読み出される符号
長は、ｘ＝１ビットであるため、対応する符号バッファ
メモリー７８−２からは１ビット分のデータｂ0 が読み
出される（ステップＳ７６，７８，８０）。

【０２１０】次に、ステップＳ８２でｍ＝２に設定し、
符号バッファ６２−３に対する符号化データの読み出し
を開始する（ステップＳ８４，Ｓ７２，Ｓ７４）。ここ
で、読み出される符号長は、ｘ＝３であるため、対応す
る符号バッファメモリー７８−３からは３ビット分の符
号化データｃ0 ，ｃ1 ，ｃ3 が読み出される。

【０２１１】次に、符号バッファ６２−４に対する符号
化データの読み出しが開始される。このとき読み出され
る符号長はｘ＝０であるため、符号バッファメモリー７
８からの符号化データの読み出しは行われない。

【０２１２】このようにして、１処理サイクル分のデー
タの読み出しを行う。したがって、この１処理サイクル
のデータの読み出しでは、各符号バッファ６２−１，６
２−２，…６２−４からはａ0 ，ｂ0 ，ｃ0 ，ｃ1 ，ｃ
2 の順でデータが読み出され、選択器６４により統合符
号化ストリーム２１０として出力されることになる。こ
のような１処理サイクル分の読み出しが終了すると、バ
ッファ制御器６０は、次の処理サイクルを開始し、同様
の手順で各符号バッファからの符号化データの読み出し
を行い、統合符号化データストリーム２１０を形成して
いく。

【０２１３】なお、当然のことながら、符号長テーブル
７６および符号バッファメモリー７８は、先入れ先だし
型のメモリーとして形成されているため、一旦データを
読み出されると、その次のデータが図２５の右端の位置
にくるようにシフト制御が行われている。

【０２１４】また、図２４に示すフローチャートでは、
各動作をシークエンシャルに行うように表現されている
が、実際のハードウェア構成では、これらの動作は同時
並列的に行われる。具体的には、各符号化データの出力
は、各符号長Ｘビット分だけまとめて行われ、データ処
理をより高速なものとしている。

【０２１５】符号分配器３８ 次に、図２１に示す算術復号化システム４の符号分配器
３８の構成を説明する。

【０２１６】前述したように、各符号化データストリー
ム２００−１，２００−２，…２００−４は、通常不定
長なものである。実施例の符号分配器３８は、符号合成
器３６の合成動作時とまったく対称のアルゴリズム、す
なわちまったく逆の手順にしたがって統合符号化データ
ストリーム２１０の分配を行うように形成されている。

【０２１７】図２６には実施例の符号分配器３８の構成
が示されている。この符号分配器３８は、符号バッファ
８０と、バッファ制御部８２とを含んで構成される。前
記符号バッファ８０は、入力インタフェース１０から送
られてくる統合符号化データ２１０を一時的に記憶する
ように形成されている。このバッファ８０は、４個の算
術復号器２２−１，２２−２，…２２−４が、一時的に
大量の符号を要求した場合に対処し、符号処理動作のス
ピードアップを図るために設けられている。すなわち、
符号バッファ８０は、必ずしも設けなければならないも
のではないが、入力インタフェース２１０からのバス幅
が十分大きく取れない場合に設けると、各算術復号器２
２の待ち時間を少なくし、復号処理スピードを高めるこ
とができる。

【０２１８】図２０に示す算術符号化システム２におい
て、各算術符号器が、１０−１，１０−２，…１０−４
の順で符号化データを演算し、この符号化データを統合
符号化データストリームとして合成していく場合には、
これに対応する図２１に示す算術復号化システム４にお
いても、各算術復号器は、２２−１，２２−２，…２−
４の順でその復号化動作を行うように形成されている。

【０２１９】各算術復号器２２−１，２２−２，…２２
−４は、図１３に示す処理サイクルのステップＳ５８に
おいて、図１４（Ｂ）に示すタイミングで次のサイクル
の復号動作に必要な符号長データ２１２をリクエスト信
号Ｒｅｑとともにバッファ制御部８２へ向け演算出力す
る。

【０２２０】バッファ制御部８２は、このリクエスト信
号Ｒｅｑに基づき、各算術復号器２２−１，２２−２，
…から要求される符号長２１２−１，２１２−２，…２
１２−４のデータを、符号バッファ８０内に一時記憶さ
れている統合符号化データ２１０の先頭から、算術復号
器２２−１，２２−２，２２−３，２２−４へ向け順次
分配出力する。各サイクル処理毎に、この様な分配動作
を繰り返すことにより、統合符号化データストリーム２
１０を複数の符号化データストリーム２００−１，２０
０−２，…２００−４に分離して出力することができ
る。

【０２２１】なお、バッファ制御部８２は、このように
して各処理サイクル毎にバッファ８０の符号化データを
各算術復号器２２−１，２２−２，…２２−４へ出力し
た後、出力されたビット長分のデータを、新たに符号バ
ッファ８０へ書き込むよう入力インタフェース１０を制
御する。これにより、符号バッファ８０内には常に一定
のビット長の統合符号化データ２１０が書き込まれた状
態となり、前述したように符号処理動作のスピードアッ
プを図ることができる。

【０２２２】このように、図２０、図２１の各システム
２，４において、算術符号器１０と、これに対応する算
術復号器２２とは、同じストリームのシンボルを符号化
または復号化する場合に、吐き出す符号化データのビッ
ト数と、吸い込む符号化データのビット数とが完全に一
致する。この性質を利用して、符号化時と逆の手順で、
統合符号化データストリーム２１０を各符号化データス
トリーム２００−１，２００−２，…２００−４へ自動
的に振り分けることができるため、データの分配に特別
な構成を必要とせず、算術復号化システム４の構成を簡
単なものとすることができる。

【０２２３】図２７には、実施例の符号分配器３８の動
作フローチャートが示され、図２８には、その具体的な
符号分配動作が示されている。

【０２２４】まず、符号分配器３８の動作が開始される
と、ｎ＝０，ｍ＝０とする初期設定が行われる（ステッ
プＳ９０，９２）。

【０２２５】そして、２２−１，２２−２，２２−３，
２２−４の順で、算術復号器から要求されるリクエスト
信号に対応する符号長の符号化データを、統合符号化デ
ータストリーム２００の先頭から順に分離し、対応する
各算術復号器へむけ分配する動作を行う（ステップＳ９
４〜Ｓ１０６）。このような動作を、統合符号化データ
２１０がなくなるまで、複数サイクル繰り返して行うこ
とにより、統合符号化データ２１０を元の符号化データ
ストリーム２００−１，２００−２，２００−３，２０
０−４へ分離することができる。

【０２２６】図２８の１順目の処理サイクルを例にとる
と、各算術復号器２２−１，２２−２，…２２−４には
それぞれ１ビット、１ビット、３ビット、０ビットの復
号化データが分配記憶される。各算術復号器は、分配さ
れた復号化データをその符号記憶器５０内へ下位桁から
書き込み、前述した図１３に示す一連の復号化処理を行
う。このとき、各算術復号器２２−１，２２−３，２２
−４からは、２ビット、１ビット、１ビット分の正規化
処理が発生するが、算術復号器２２−２ではまったく正
規化処理が発生しない。

【０２２７】このため、各算術復号器２２−１，２２−
２，…２２−４から要求信号Ｒｅｑとともに出力される
符号長２１２は、２ビット、０ビット、１ビット、１ビ
ットとなる。

【０２２８】これにより、２順目の処理サイクルが開始
されると、統合復号化データストリーム２１０から、算
術復号器２２−１には、ａ1 、ａ2 の２ビット分のデー
タ、２２−３には、ｃ3 の１ビット分のデータ、２２−
４にはｄ0 分の１ビット分のデータが分配出力される。
このように、各算術復号器２２は、算術符号器１０とま
ったく逆の手順でその復号化動作を行っているため、あ
る処理サイクルで算術符号器１０から出力された復号化
データに対し、算術復号器が復号化処理を行う場合に
は、両者の演算量が同じになり、この結果、算術復号器
２２が次に入力を要求する符号化データの符号長は、算
術復号器が次に出力する符号化データの符号長とまった
く同一となる。したがって、図２８に示すよう、符号分
配器３８の分配動作は、図２５に示す符号合成器３６の
符号統合手順とはまったく逆の手順となる。したがっ
て、図２５と、図２８との対比からも、本実施例によれ
ば統合符号かデータストリーム２１０を元の符号かデー
タストリーム２００−１，２２０−２，９…２００−４
へ正確に分離出力できることが理解されよう。

【０２２９】算術符号器および算術復号器の並列処理動
作の説明 次に、図１、図２または図２０、図２１に示す各システ
ム２，４における、各算術符号器１０−１，１０−２，
…１０−４および算術復号器２２−１，２２−２，…２
２−４の並列処理動作の説明を行う。

【０２３０】図１５（Ａ）は、システム２における算術
符号器１０−１，１０−２，…１０−４の並列処理動作
のタイミングチャートである。

【０２３１】まず、図７に示す一連のプロセスを、処理
Ｄ、処理Ｓ、処理Ｐ、処理Ｑに分割する。但し、プロセ
スの分割方法は幾つか存在し、必ずしもこの分割法と同
一である必要はない。

【０２３２】図１５（Ａ）に示す並列処理動作では、全
ての算術符号器１０−１，１０−２，…１０−４は、処
理Ｄ、処理Ｓ、処理Ｐ、処理Ｑの順で同時に同じフェー
ズの処理を行うよう同期制御装置３２により同期制御さ
れる。

【０２３３】この方式によれば、処理Ｑで大量に符号が
発生した場合、出力に待ち時間が発生する可能性はある
が、簡単な制御で、算術符号器１０−１，１０−２，…
１０−４の並列処理を実現できるという利点を有する。

【０２３４】次に、図１５（Ｂ）に示す各算術復号器２
２０−１，２２０−２，…２２−４の並列処理動作につ
いて説明する。

【０２３５】まず、図１３に示す一連のプロセスを、処
理Ｄ´、処理Ｓ´、処理Ｐ´、処理Ｑ´に分割する。こ
のプロセスの分割方法は幾つか存在し、必ずしもこの分
割法と同一である必要はないが、必ず図７に示すプロセ
ス分割方法と対応するようにその分割を行う必要があ
る。

【０２３６】そして、図１５（Ｂ）に示すよう、各算術
復号器２２０−１，２２０−２，…２２−４は、処理Ｄ
´、処理Ｓ´、処理Ｐ´、処理Ｑ´の順で、同時に同じ
フェーズで各処理を行うよう同期制御装置３２により同
期制御される。

【０２３７】このようにすることにより、処理Ｑ´で大
量に符号を要求した場合、入力に待ち時間が発生する可
能性はあるが、簡単な制御で、各算術復号器２２−１，
２２−２，…２２−４の並列処理を実現できるという利
点を有する。

【０２３８】図１６（Ａ），（Ｂ）には、前記各算術符
号器１０−１，１０−２，…１０−４および各算術復号
器２２−１，２２−２，…２２−４に対する並列処理制
御の他の一例が示されている。

【０２３９】実施例では、図１６（Ａ）に示すよう、各
算術符号器１０−１，１０−２，…１０−４において、
処理Ｄ、処理Ｓ、処理Ｐ、処理Ｑを１処理ずつずらして
その並列処理を行う。このような同期制御方式を採用す
ることにより、処理Ｑで大量に符号が発生した場合で
も、待ち時間なしに符号化を実現できるという利点を有
する。

【０２４０】さらに、図１６（Ｂ）に示すよう、各算術
復号器２２−１，２２−２，…２２−４の処理Ｄ´、処
理Ｓ´、処理Ｐ´、処理Ｑ´を１処理ずつずらしてその
並列処理制御を行うことにより、処理Ｑ´で大量に符号
を要求した場合でも、各算術復号器の待ち時間を大幅に
少なくすることができる。

【０２４１】他の実施例 また、前記各実施例では、例えば算術符号化システム２
に、４個の算術符号器１０−１，１０−２，１０−３，
１０−４を設け、入力される画像データストリーム１１
０−１，１１０−２，１１０−３，１１０−４を並列処
理する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限ら
ず、これ以外にも、例えば図１７に示すようなパイプラ
イン処理により、各画像データストリーム１１０−１，
１１０−２，…１１０−４を並列処理する１台の算術符
号器１０を設けてもよい。

【０２４２】この算術符号器１０は、４組の遅延器４０
−１，４０−２，４０−３，４０−４と、４組の状態記
憶器４２−１，４２−２，４２−３，４２−４と、これ
ら各状態記憶器４２の出力を選択する選択器４３と、４
組の領域記憶器４８−１，４８−２，４８−３，４８−
４と、符号記憶器５０−１，５０−２，５０−３，５０
−４と、これら各記憶器４８，５０に対するデータの入
出力を行う選択器５４とを含んでいる点のみが、図６に
示す算術復号器と異なるのみであり、他のハードウェア
資源、すなわち確率推定器４４、演算器４６は１組しか
持たない。

【０２４３】そして、選択器４３により、各状態記憶器
４２−１，４２−２，４２−３，４２−４を選択して切
り替え、さらに、選択器５４により各記憶器４８−１，
４８−２，…４８−４および符号記憶器５０−１，５０
−２，…５０−４を選択切り替えすることにより、図１
８に示すようなパイプライン動作を行うよう形成されて
いる。

【０２４４】図１８には、図１７の算術符号器１０のパ
イプライン動作の一例が示されている。

【０２４５】実施例の算術符号器１０は、遅延器４０−
１，４０−２，…４０−４に入力される４つの画像デー
タストリームごとに、パイプライン処理を行うように構
成されている。そして、最初のマシンサイクルｓ0 で
は、データストリーム１１０−１が遅延器４０−１に取
り込まれる（処理Ｄ）。

【０２４６】次のマシンサイクルＳ1 では、遅延器４０
−１から出力されるコンテクストＣＸに対応する状態記
憶器４２−１のテーブルが参照される（処理Ｓ）。同時
にデータストリーム１００−２が遅延器４０−２に読み
込まれる（処理Ｄ）。

【０２４７】次のマシンサイクルＳ2 では、状態記憶器
４２−１からの出力が選択器４３を介して確率推定器４
４へ入力され、そのテーブルが参照される（処理Ｐ）。
同時に、遅延器４０−２からのコンテクストで、状態記
憶器４０−２のテーブルが参照される。さらに、データ
ストリーム１１０−３が遅延器４２−３に読み込まれる
（処理Ｄ）。

【０２４８】次のマシンサイクルＳ3 では、演算器４６
による算術演算が行われ、符号データが出力されるとと
もに、記憶器４８−１，５０−１、状態記憶器４２−１
が次の値に更新される（処理Ｑ）。同時に、状態記憶器
４２−２からの出力で確率推定器４４のテーブルが参照
される（処理Ｐ）。同時に遅延器４０−２からのコンテ
クストＣＸで、状態記憶器４２−３のテーブルが参照さ
れる（処理Ｓ）。さらに、データストリーム１１０−４
が遅延器４０−４に取り込まれる（処理Ｄ）。以下、こ
のような繰返しで、画像データストリーム１００−１，
１００−２，…１００−４を順にパイプライン処理して
いく。

【０２４９】このようにすることにより、本実施例で
は、１台の算術符号器１０で４系列の画像データ１１０
−１，１１０−２，…１１０−４をパイプラインにより
並列処理することができる。

【０２５０】図１９には、図１７に示す算術符号器１０
に対応して用いられるパイプライン動作型の並列処理用
算術復号器２２の一例が示されている。

【０２５１】この算術復号器２２は、４組の遅延器４０
−１，４０−２，…４０−４と、状態記憶器４２−１，
４２−２，…４２−４と、記憶器４８−１，４８−２，
…４８−４および記憶器５０−１，５０−２，…５０−
４とを含み、選択器４３，５４を用いてデータの選択的
な入出力を行うように形成したことを特徴とするもので
ある。これ以外のハードウェア資源、例えば確率推定器
４４、演算器５２は１組しか持たない。

【０２５２】図１８には、この算術復号器２２のパイプ
ライン動作の一例が示されている。実施例の算術符号器
１０では、入力されてくる各符号データストリーム２０
０−１，２００−２，…２００−４毎にパイプライン処
理を行う。

【０２５３】すなわち、最初のマシンサイクルＳ0 で
は、既に復号済みの画像データストリーム１００−１の
値が遅延器４０−１に読み込まれる（処理Ｄ´）。ま
た、初期状態のときは、所定の値（符号器の場合と同じ
で多くの場合は０）が書き込まれている。

【０２５４】次のマシンサイクルＳ1 では、遅延器４０
−１から出力されるコンテクストＣＸで状態記憶器４２
−１のテーブルが参照される（処理Ｓ´）。同時に復号
済みのデータストリーム１１０−２が、遅延器４０−２
に書き込まれる（処理Ｄ´）。

【０２５５】次のマシンサイクルＳ2 では、状態記憶器
４２−１からの出力により確率推定器４４のテーブルが
参照される（処理Ｐ´）。同時に、遅延器４０−２から
出力されるコンテクストＣＸで、状態記憶器４２−２の
テーブルが参照される（処理Ｓ´）。同時に、符号済み
のデータストリーム１００−３の値が、遅延器４０−３
に書き込まれる（処理Ｄ´）。

【０２５６】次のマシンサイクルＳ3 では、演算器４６
において符号データストリーム２００−１に対する算術
演算が行われ、復号データが復号画像データストリーム
１００−１として出力され、記憶器４８−１，５０−１
および状態記憶器４２−１が次の値で更新される（処理
Ｑ´）。同時に、状態記憶器４２−２からの出力で確率
推定器４４のテーブルが参照される（処理Ｐ´）。同時
に、遅延器４０−３からのコンテクストで、状態記憶器
４２−３のテーブルが参照される（処理Ｓ´）。同時
に、復号済みの画像データストリーム１００−４が、遅
延器４０−４に取り込まれる（処理Ｄ´）。

【０２５７】このような繰り返しで、符号化データスト
リーム２００−１，２００−，…２００−４が順にパイ
プライン復号処理され画像データストリーム１１０−
１，１１０−２，…１１０−４が出力されることにな
る。このようにすることにより、１台の並列処理型の算
術復号器で、４系列の符号化データストリーム２００−
１，２００−２，…２００−４を並列的に復号化して出
力することができる。

【０２５８】図２９，３０には、図２０，２１に示すシ
ステム２，４に用いる符号合成器３６および符号分配器
３８の他の実施例が示されている。実施例の符号合成器
３６，符号分配器３８は、システム２，４の算術符号器
および算術復号器として、図１７および図１９に示すも
のを用いた場合の実施例である。

【０２５９】図２９の符号合成器３６は、算術符号器１
０から２００−１，２００−２，２００−３，２００−
４の順でサイクリックに出力される符号化データストリ
ームおよびその付随データを、バッファ入力選択器６０
−１の制御により対応する符号バッファ６２−１，６２
−２，６２−３，６２−４へ振り分けて記憶するように
構成されている。そして、これら各バッファ６２−１，
６２−２，…６２−４に記憶された各データを、バッフ
ァ出力選択器６０−２の制御により図２２に示す実施例
と同様にして、一定の順番に従い選択器６４へ向け出力
し、統合符号化データストリーム２１０を形成するよう
に構成されている。

【０２６０】また、図３０に示す符号分配器３８は、図
１９に示す算術復号器２２から要求信号Ｒｅｑとともに
サイクリックに出力される各符号長データ２１２−１，
２１２−２，…２１２−４に基づき、統合符号化データ
ストリーム２１０から要求されたビット長の符号化デー
タを順次算術復号器２２へ向け分配出力するように構成
される。このようにすることにより、算術復号器２２で
は、各符号化データストリームごとに、これを復号化処
理することができる。

【０２６１】このように図２９、３０に示す符号合成器
３６および符号合成器３８を用いることにより、パイプ
ライン動作型の算術符号器および復号器を用いたシステ
ムに対しても、統合符号化データストリームの作製およ
びこのデータストリームから各符号化データを分離する
作業を良好に行うことが可能となる。

【０２６２】なお、前記各実施例では、画像データ算術
符号化システム２において、データ分配器３０を設ける
場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、あ
らかじめ記憶手段または伝送手段１６から画像データが
複数の画像データストリームに分割して供給される場合
には、このようなデータ分配器３０を設ける必要はな
い。

【０２６３】システムの適用例 図３１，３２には、本発明が適用されたシステムの具体
例が示されている。

【０２６４】図３１に示すシステムでは、自動販売機の
正面に液晶ディスプレイ９０を設置しておき、これに商
品のコマーシャルを動画として表示するものである。こ
の場合には、その内部回路に本発明の画像算術符号化シ
ステム２で符号化したデータを記憶したＲＯＭ等の記憶
手段１８を設ける。そして、ＲＯＭ１８内の符号化デー
タを、本発明の算術復号化システムを用いて構成された
画像再生用回路９２を用いて再生し、ディスプレイ９０
上に表示する。

【０２６５】このようにすることにより、ＲＯＭ１８内
に、高密度にデータ圧縮された画像データを、ディスプ
レイ９０上に表示することができる。特に、このような
製品は、復号化データの復号化処理速度だけが問題とな
る。したがって、例えば図１または図２０に示す算術符
号化システム２をコンピューター等を用いてソフトウェ
ア的に構成し、大量の画像データを時間をかけて高密度
にデータ圧縮し、ＲＯＭ１８内に書き込むことができ
る。このようにデータが書き込まれたＲＯＭ１８を量産
し、各地に設置された自動販売機内にＲＯＭ１８として
設置すればよい。そして、自動販売機内の画像再生用回
路９２では、例えば図２または図２１に示す算術復号化
システム４をハードウェア的に構成することにより、高
密度に書き込まれた符号化データを高速で復号化し、デ
ィスプレイ９０上に表示することができるため、例えば
動画等を表示する場合にはコマ落とし等をすることがな
く、スムーズな動きを表現できる画像を合成でき、従来
に比べ、大きなディスプレイ９０上にも美しい画像を表
示することができる。

【０２６６】また、このシステムでは、販売する製品が
異なるごとに対応するデータが記憶するＲＯＭ１８を表
示モジュールにセットすればよいため、各種製品を販売
する自動販売機や、製品が新製品に切替わった場合等に
柔軟に対応することができる。

【０２６７】また、図３２に示すシステムでは、ＴＶカ
メラ９４で撮影した画像データを、本発明の算術符号化
システム２を用いてデータ圧縮し、データ伝送ラインを
介して伝送することができる。そして、このデータの受
信側では、本発明の算術復号化システム４を適用した画
像合成回路を用い、伝送されてくる画像データを再生
し、ディスプレイ９６上に表示することができる。

【０２６８】特に、本発明によれば、データの符号化お
よび復号化を従来に比べ、高速に行うことができること
から、画像データをリアルタイムで送信する場合に好適
なものとなる。

【０２６９】特に、処理するデータ量が多くなる場合に
は、実施例のシステム２，４の算術符号器１０の並列処
理数を増加すればよい。このようにすることにより、各
種用途に幅広く対応することができる。

【０２７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像データの符号化および復号化を高速で効率よく行う
ことができる画像データ符号化装置およびその方法並び
にデータ復号化装置およびその方法を提供できるという
効果がある。

【０２７１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像データ算術符号化システムの
好適な第１実施例の説明図である。

【図２】本発明に係る画像データ算術復号化システムの
好適な第１実施例の説明図である。

【図３】実施例の画像データ算術符号化システムの動作
説明図である。

【図４】本実施例で用いられるデータ分配器の説明図で
ある。

【図５】実施例の画像データ符号化システムを用いて行
われるデータ処理の一例を示す説明図である。

【図６】実施例のシステムで用いられる算術符号器の詳
細な説明図である。

【図７】実施例の算術符号器の動作を示すフローチャー
ト図である。

【図８】本実施例で用いられるマルコフモデルの説明図
である。

【図９】実施例の算術符号器で用いられるテーブルデー
タの説明図である。

【図１０】実施例の算術符号器および復号器の原理説明
図である。

【図１１】実施例の算術符号器および算術復号器の具体
的な動作の説明図である。

【図１２】実施例の算術復号器の説明図である。

【図１３】実施例の算術復号器の動作を示すフローチャ
ート図である。

【図１４】実施例の算術符号器および復号器の入出力信
号のタイミングチャート説明図である。

【図１５】実施例のシステムの各算術復号器の動作の説
明図である。

【図１６】実施例のシステムの各算術符号器および算術
復号器の他の動作の説明図である。

【図１７】本実施例で用いられるパイプライン動作型の
算術符号器の説明図である。

【図１８】図１７に示す算術符号器の動作の説明図であ
る。

【図１９】本実施例で用いられるパイプライン動作型の
算術復号器の説明図である。

【図２０】本発明の画像データ算術符号化システムの好
適な第２実施例の説明図である。

【図２１】本発明の画像データ算術復号化システムの好
適な第２実施例の説明図である。

【図２２】第２実施例のシステムに用いられる符号合成
器の説明図である。

【図２３】実施例の符号合成器に用いられる符号バッフ
ァの説明図である。

【図２４】実施例の符号合成器の動作フローチャート図
である。

【図２５】実施例の符号合成器の動作の一例を示す説明
図である。

【図２６】実施例のシステムに用いられる符号分配器の
説明図である。

【図２７】実施例の符号分配器の動作フローチャート図
である。

【図２８】実施例の符号分配器の動作説明図である。

【図２９】パイプライン動作型の算術符号器に対応して
使用される符号合成器の説明図である。

【図３０】パイプライン動作型の算術復号器に対応して
用いられる符号分配器の説明図である。

【図３１】本発明が適用された製品の説明図である。

【図３２】本発明が適用されたシステムの説明図であ
る。

【図３３】従来の画像データ符号化装置および復号化装
置の説明図である。

【符号の説明】

１２ 算術符号器 ２２ 算術復号器 ３０ データ分配器 ３２ 同期制御装置 ３４ データ結合器 ３６ 符号合成器 ３８ 符号分配器 ４０ 遅延器 ４２ 状態記憶器 ４４ 確率推定器 ４６ 演算器 ４８ 領域記憶器 ５０ 符号記憶器 ５２ 演算器 ６０ バッファ制御部 ６２−１，６２−２，６２−３，６２−４ 符号バッフ
ァ ６４ 選択器 ７０ フロー制御器 ７６ 符号長テーブル ７８ 符号バッファメモリ ７９ キャリ処理器 ８０ 符号バッファ ８２ バッファ制御部 １００ 画像データ １１０ 画像データストリーム ２００ 符号化データストリーム ２１０ 総合符号化データストリーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｍ 7/40 9382−5Ｋ Ｈ０４Ｎ 1/41 Ｚ

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを複数の画像データストリー
   ムに分割するデータ分割手段と、 前記各画像データストリームを並列符号化処理して符号
   化データストリームを出力する算術符号化手段と、 を含むことを特徴とする画像データ符号化装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記各符号化データストリームを記憶する記憶手段を含
   むことを特徴とする画像データ符号化装置。
3. 【請求項３】 複数の画像データストリームに分割した
   画像データを、各画像データストリーム毎に並列符号化
   処理して符号化データストリームを出力する算術符号化
   手段と、 前記各符号化データストリームを所定の規則に従い１つ
   の統合符号化データストリームに統合するデータ統合手
   段と、 を含むことを特徴とする画像データ符号化装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記データ統合手段は、 前記算術符号化手段から出力される各符号化データスト
   リームを順次記憶する複数のバッファ手段と、 前記各バッファ手段から符号化データを所定の読出順序
   に従い出力させるバッファ制御手段と、 出力された各符号化データを読出順序に従い１本の統合
   符号化データストリームに合成する符号合成手段と、 を含むことを特徴とする画像データ符号化装置。
5. 【請求項５】 請求項３において、 前記データ統合手段は、 前記算術符号化手段から出力される各符号化データスト
   リームを、キャリ信号に基づくキャリ伝播処理しながら
   順次記憶する複数のバッファ手段と、 前記各バッファ手段の記憶データに基づき、キャリ伝播
   の発生可能性を判断し、キャリ伝播の可能性の小さなと
   きに、前記各バッファ手段から符号化データを所定の読
   出順序に従い出力させるバッファ制御手段と、 出力された各符号化データを読出順序に従い１本の統合
   符号化データストリームに合成する符号合成手段と、 を含むことを特徴とする画像データ符号化装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記バッファ手段は、 前記算術符号化手段から出力される符号化データを順次
   記憶する先入れ先だし型のバッファメモリと、 前記バッファメモリに符号化データが入力される毎に、
   その符号長を順次記憶する先入れ先だし型の符号長メモ
   リと、 前記算術符号化手段から符号化データのキャリ信号が出
   力される毎に、前記バッファメモリに記憶された符号化
   データをキャリ伝播処理するキャリ伝播処理手段と、 を含み、 前記バッファ制御手段は、 前記バッファメモリに記憶された符号化データを、前記
   符号長メモリに記憶された符号長に従い前記符号合成手
   段へ向け読出制御することを特徴とする画像データ符号
   化装置。
7. 【請求項７】 請求項３〜６のいずれかにおいて、 前記統合符号化データストリームを記憶する記憶手段を
   含むことを特徴とする画像データ符号化装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかにおいて、 前記算術符号化手段は、 前記各画像データストリームに対応して複数設けられ、
   互いに同期して、同時にまたは所定の時間差を持って各
   画像データストリームを符号化出力することを特徴とす
   る画像データ符号化装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかにおいて、 前記算術符号化手段は、 前記各画像データストリームをパイプライン動作により
   符号化出力する並列動作型算術符号化手段として形成さ
   れたことを特徴とする画像データ符号化装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかにおいて、 前記算術符号化手段は、 予め所定の符号化直線が設定され、画像データストリー
    ムを構成する各画素データが順次入力される毎に、所定
    の規則に従い符号化直線を画素データのシンボル発生確
    率に基づき分割し新たな符号化直線を作成する動作を行
    い、前記データストリームを前記新たな符号化直線の内
    包点に対応する数値Ｃに符号化して出力することを特徴
    とする画像データ符号化装置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかにおいて、 前記算術符号化手段は、 対象画素データに対する参照画素データを前記画像デー
    タストリームから作成し、コンテクストＣＸとして出力
    するコンテクスト生成手段と、 前記コンテクストＣＸと入力される遷移先インデックス
    ＳＴo とに基づき、コンテクストＣＸに対応した最適遷
    移先インデックスＳＴi を出力するインデックス生成手
    段と、 テーブルインデックスＳＴ毎に、そのインデックスの状
    態に応じた優勢または劣勢の少なくとも一方のシンボル
    発生確率、劣勢シンボル発生時の遷移先インデックスＮ
    ＬＰＳ、優勢シンボル発生時の遷移先インデックスＮＭ
    ＰＳを含むテーブルデータが設定された確率推定テーブ
    ルが予め記憶され、前記最適遷移先インデックスＳＴi
    に対応したテーブルインデックスＳＴのテーブルデータ
    を出力する確率推定手段と、 画素データが入力されるごとに、新たに設定演算される
    符号化直線の幅データＡを記憶する領域記憶手段と、 画素データが入力されるごとに、新たに設定演算される
    符号化直線内の一点数値を位置データＣとして記憶する
    符号記憶手段と、 画像データストリームを構成する各画素データが入力さ
    れるごとに、領域記憶手段及び符号記憶手段の記憶デー
    タにより特定される符号化直線を、前記確率推定手段か
    らのテーブルデータに含まれる画素データのシンボル発
    生確率に基づき分割し新たな符号化直線を作成する動作
    を行い、その幅データＡ及び位置データＣで前記領域記
    憶手段及び符号記憶手段の値を更新するとともに、前記
    対象画素データが優勢インボルか劣勢シンボルかに基づ
    き、入力された遷移先インデックスＮＬＰＳ、ＮＭＰＳ
    のいずれか一方を前記インデックス生成手段に向け次ぎ
    の遷移先インデックスＳＴo として出力する演算手段
    と、 を含み、 前記演算手段は、 符号化直線の幅データＡが所定基準値以下となると、幅
    データＡが基準値以上となるよう領域記憶手段及び符号
    記憶手段の記憶データをビットシフトする正規化処理を
    行い、この際符号記憶手段から桁溢れ出力されるデータ
    を符号化データとして、その符号長データとともに出力
    することを特徴とする画像データ符号化装置。
12. 【請求項１２】 請求項１，２，７〜１１のいずれかの
    画像データ符号化装置によって形成された前記各符号化
    データストリームを並列処理して画像データストリーム
    に復号化出力する算術復号化手段と、 前記各画像データストリームを統合し元の画像データに
    復元するデータ統合手段と、 を含むことを特徴とする画像データ復号化装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、 前記各符号化データストリームを記憶する記憶手段を含
    み、 前記算術復号化手段は、 前記記憶手段に記憶された各符号化データストリームを
    並列処理して画像データストリームに復号化出力するこ
    とを特徴とする画像データ復号化装置。
14. 【請求項１４】 請求項３〜１１のいずれかの画像デー
    タ符号化装置によって形成された前記統合符号化データ
    ストリームを、所定の規則に従い複数の符号化データス
    トリームに分離するデータ分離手段と、 前記各符号化データストリームを並列処理して画像デー
    タストリームに復号化出力する算術復号化手段と、 前記各画像データストリームを統合し元の画像データに
    復元するデータ統合手段と、 を含むことを特徴とする画像データ復号化装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、 前記統合符号化データストリームを記憶する記憶手段を
    含み、 前記データ分離手段は、 前記記憶手段に記憶された統合符号化データストリーム
    を、所定の規則に従い複数の符号化データストリームに
    分離し算術復号化手段へ向け供給するよう形成されたこ
    とを特徴とする画像データ復号化装置。
16. 【請求項１６】 請求項１４，１５のいずれかにおい
    て、 前記算術復号化手段は、 各符号化データに対する復号化処理を行う毎に、その演
    算結果から次の復号に要求する符号化データの符号長を
    出力するよう形成され、 前記データ分離手段は、 前記各符号化データストリームを復号化処理する算術復
    号化手段から、次の復号に要求する符号化データの符号
    長が出力されると、前記統合符号化データストリームか
    ら前記符号長の符号化データを対応する算術復号化手段
    に向け分離出力することを特徴とする画像データ復号化
    装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６において、 前記データ分離手段は、 前記統合符号化データストリームを一時記憶する先入れ
    先出し型のバッファ手段と、 前記算術復号化手段から、次の復号に要求する符号化デ
    ータの符号長が出力されると、前記バッファ手段から前
    記算術復号化手段に向け、対応する符号長の符号化デー
    タを分配出力させるバッファ制御手段と、 を含むことを特徴とする画像データ復号化装置。
18. 【請求項１８】 請求項１２〜１７のいずれかにおい
    て、 前記算術復号化手段は、 前記各符号化データストリームに対応して複数設けら
    れ、互いに同期して、同時にまたは所定の時間差を持っ
    て各符号化データストリームを復号化出力することを特
    徴とする画像データ復号化装置。
19. 【請求項１９】 請求項１２〜１７のいずれかにおい
    て、 前記算術復号化手段は、 前記各符号化データストリームをパイプライン動作によ
    り復号化出力する並列動作型算術復号化手段として形成
    されたことを特徴とする画像データ復号化装置。
20. 【請求項２０】 請求項１２〜１９のいずれかにおい
    て、 前記算術復号化手段は、 予め所定の復号化直線が設定され、復号化直線を画素デ
    ータのシンボル発生確率に基づき優勢領域及び劣勢領域
    に分割し、入力された符号化データＣの属する分割領域
    に対応したシンボルを復号画素データとして出力すると
    ともに、当該分割領域を新たな復号化直線として設定す
    る動作を繰り返して行なうよう形成されたことを特徴と
    する画像データ復号化装置。
21. 【請求項２１】 請求項１２〜２０のいずれかにおい
    て、 前記算術復号化手段は、 次の復号予定画素に対象符号化データに対する参照画素
    データを、過去に出力された復号画像データストリーム
    から作成し、コンテクストＣＸとして出力するコンテク
    スト生成手段と、 前記コンテクストＣＸと入力される遷移先インデックス
    ＳＴo とに基づき、コンテクストＣＸに対応した最適遷
    移先インデックスＳＴi を出力するインデックス生成手
    段と、 テーブルインデックスＳＴ毎に、そのインデックスの状
    態に応じた優勢または劣勢の少なくとも一方のシンボル
    発生確率、劣勢シンボル発生時の遷移先インデックスＮ
    ＬＰＳ、優勢シンボル発生時の遷移先インデックスＮＭ
    ＰＳを含むテーブルデータが設定された確率推定テーブ
    ルが予め記憶され、前記最適遷移先インデックスＳＴi
    に対応したテーブルインデックスＳＴのテーブルデータ
    を出力する確率推定手段と、 復号化直線が設定されるごとに、その幅データＡを記憶
    する領域記憶手段と、 入力される符号化データＣを記憶する符号記憶手段と、 予め所定の復号化直線が設定され、領域記憶手段の記憶
    データから特定される復号化直線を、前記確率推定手段
    からのテーブルデータに含まれる画素データのシンボル
    発生確率に基づき優勢領域及び劣勢領域に分割し、入力
    された符号化データがどちらの領域に属するかにより新
    たな復号化直線を設定し、その幅データＡで前記領域記
    憶手段の値を更新し、前記分割領域の選択に用いたシン
    ボルを復号画素データとして出力するとともに、復号化
    された画素データが優勢インボルか劣勢シンボルかに基
    づき、入力された遷移先インデックスＮＬＰＳ、ＮＭＰ
    Ｓのいずれか一方を前記インデックス生成手段に向け次
    ぎの遷移先インデックスＳＴo として出力する演算手段
    と、 を含み、 前記演算手段は、 復号化直線の幅データＡが所定基準値以下となると、幅
    データＡが基準値以上となるよう領域記憶手段及び符号
    記憶手段の記憶データをビットシフトする正規化処理を
    行い、この際符号記憶手段から桁溢れ出力されるデータ
    の符号長分を、次の復号に要求する符号化データの符号
    長として出力し、前記符号記憶手段に取り込むことを特
    徴とする画像データ復号化装置。
22. 【請求項２２】 画像データを複数の画像データストリ
    ームに分割する工程と、 分割された前記各画像データストリームを並列符号化処
    理して符号化データストリームを出力する算術符号化工
    程と、 を含むことを特徴とする画像データ符号化方法。
23. 【請求項２３】 画像データを複数の画像データストリ
    ームに分割する工程と、 前記各画像データストリームを並列符号化処理して符号
    化データストリームを出力する算術符号化工程と、 前記各符号化データストリームを所定の規則に従い１つ
    の統合符号化データストリームに統合する工程と、 を含むことを特徴とする画像データ符号化方法。
24. 【請求項２４】 請求項２２の方法によって形成された
    前記各符号化データストリームを並列処理して画像デー
    タストリームに復号化出力する算術復号化工程と、 前記各画像データストリームを統合し元の画像データに
    復元する工程と、 を含むことを特徴とする画像データ復号化方法。
25. 【請求項２５】 請求項２３の方法によって形成された
    前記統合符号化データストリームを、所定の規則に従い
    複数の符号化データストリームに分離する工程と、 前記各符号化データストリームを並列処理して画像デー
    タストリームに復号化出力する算術復号化工程と、 前記各画像データストリームを統合し元の画像データに
    復元する工程と、 を含むことを特徴とする画像データ符号化方法。