JPH08330974A - データ圧縮方法およびその圧縮コードの復元回路 - Google Patents

データ圧縮方法およびその圧縮コードの復元回路

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JPH08330974A JP7134480A JP13448095A JPH08330974A JP H08330974 A JPH08330974 A JP H08330974A JP 7134480 A JP7134480 A JP 7134480A JP 13448095 A JP13448095 A JP 13448095A JP H08330974 A JPH08330974 A JP H08330974A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 文字フォントデータ９をハフマン圧縮法によ
り圧縮ビット幅が４ビット単位の各ビット列９ａにて圧
縮する。文字フォントデータ９からの４ビット単位の各
ビット列９ａにおける発生頻度上位３つの各ビット列９
ａを３ビット以内の圧縮コードにて変換するハフマン圧
縮法の符号化構造を備える。 【効果】 文字フォントデータ９から各圧縮コードへの
圧縮率を従来より飛躍的に大きくできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、ワードプロ
セッサ、パーソナルコンピュータ等のデジタル信号を処
理する情報処理装置におけるデータ圧縮方法およびその
圧縮コードの復元回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ等のデジ
タル信号を処理する装置における文字データ等のデータ
からなるファイルのデータ圧縮方法としては、ハフマン
圧縮法が知られている。
【０００３】ハフマン圧縮法では、出現頻度の高いと思
われる文字データの順に、短いビット列から順次長いビ
ット列となる各圧縮コードをそれぞれ割り当てた符号化
構造を有する圧縮テーブルを備え、その圧縮テーブルを
参照してファイルの文字データを圧縮コードに変換して
圧縮された圧縮ファイルを生成し、その圧縮ファイルの
圧縮コードを上記圧縮テーブルを参照して元の文字デー
タに復元して元のファイルを復元している。
【０００４】すなわち、ハフマン圧縮法では、文書等の
ファイルにおける文字等の各データを、頻繁に現れる文
字データを例えば４ビットの圧縮コード、あまり現れな
い文字データを例えば10ビット程度の圧縮コードで表せ
ば、圧縮ファイルのサイズをかなり小さくできる。
【０００５】ところが、上記のハフマン圧縮法では、圧
縮テーブルが固定されているため、特殊な文字が多く含
まれる文字データを有するファイルをデータ圧縮する場
合、圧縮効率が大幅に低下するという問題を生じてい
る。
【０００６】そこで、上記問題を回避するために、例え
ば特開昭６３−２３２６２６号公報では、ハフマン圧縮
法における圧縮テーブルを固定する従来からの静的法に
対し、各文字データの出現頻度に応じて圧縮テーブルを
変更する動的法を適用し、ハードウエア化したデータ圧
縮復元方式が開示されている。
【０００７】このような上記従来のハフマン圧縮法で
は、マイクロプロセッサの処理に有利な８ビット(bit)
単位での圧縮方法が用いられていることにより、最小の
８ビットを圧縮コードに変換するために用いた場合、圧
縮テーブルにおける各圧縮コードの種類は２５６種類と
なる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、文字フォントデータをハフマン圧縮法によって
データ圧縮する場合に上記のような８ビット単位での圧
縮処理を行うと、圧縮コードの種類が２５６種類にも拡
大し、それらの発生頻度が平均化（分散）することによ
り、文字フォントデータの圧縮率の改善に制限があると
いう問題を生じている。
【０００９】また、前記の特開昭６３−２３２６２６号
公報の構成では、文字フォントデータに適用した場合、
データ圧縮率の向上は公知の事実の範囲内に留まり、デ
ータ圧縮の最適化はなされず、文字フォントデータの圧
縮率の向上に制限があるという問題を生じている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
データ圧縮方法は、以上の課題を解決するために、デジ
タルデータである文字フォントデータをハフマン圧縮法
の符号化構造により圧縮して圧縮コードを生成するデー
タ圧縮方法において、文字フォントデータは、圧縮ビッ
ト幅が４ビット単位にてサンプリングされて圧縮される
ことを特徴としている。
【００１１】本発明の請求項２記載のデータ圧縮方法
は、請求項１記載のデータ圧縮方法において、ハフマン
圧縮法における符号化構造は、文字フォントデータにお
ける発生頻度上位３データが３ビット以下でそれぞれ表
されるビット列からなる各圧縮コードを備え、かつ、符
号化構造における各圧縮コードの最後部にデータ区切り
機能を有する区切りビットを備えることを特徴としてい
る。
【００１２】本発明の請求項３記載のデータ圧縮方法の
圧縮コードの復元回路は、請求項２記載のデータ圧縮方
法により圧縮された圧縮コードがシリアルにビット毎入
力され、上記圧縮コードに含まれるデータ区切り機能を
有する区切りビットを検出することによって上記圧縮コ
ードのビット読み込み数を設定するビットデコーダと、
上記ビットデコーダに基づき上記圧縮コードから１６レ
ベルの各復元コードをそれぞれ出力する発生頻度レベル
デコーダと、上記各復元コードから４ビットの復元デー
タを変換テーブルに基づきそれぞれ出力する変換手段と
を有することを特徴としている。
【００１３】
【作用】上記請求項１記載の方法によれば、文字フォン
トデータを４ビット単位にてサンプリングすることによ
り、符号化構造の圧縮コードを１６種類に要約すること
が可能となり、４ビット毎の各文字フォントデータの発
生頻度を部分集中型とすることができる。
【００１４】その上、上記方法では、このような４ビッ
ト毎の文字フォントデータを用いたので、上記文字フォ
ントデータの倍数が、例えばマイクロプロセッサ等の情
報処理装置にて処理し易い８ビット単位の文字フォント
データとなることから、４ビット毎の文字フォントデー
タを８ビット単位の文字フォントデータに変換すること
が容易となる。
【００１５】上記請求項２記載の方法によれば、データ
区切り機能を有する区切りビットを、符号化構造におけ
る各圧縮コードの最後部に設けているため、上記各圧縮
コードによるビット列が固定長にて入力されても、上記
区切りビットによって、上記ビット列から可変長である
各圧縮コードを分けて認識でき、それらのような圧縮コ
ードから符号化構造によって元の文字フォントデータを
復元できる。
【００１６】その上、上記方法では、文字フォントデー
タを４ビット単位としたため、４ビット毎のデータの発
生頻度において、上位３点の発生頻度を圧倒的に大きく
することが可能である。したがって、上記方法では、文
字フォントデータにおける発生頻度上位３データが３ビ
ット以下でそれぞれ表されるビット列からなる各圧縮コ
ードを備えることにより、上位３点のデータを重点的に
圧縮し得る符号化構造とすることができる。
【００１７】上記請求項３記載の構成によれば、データ
区切り機能を有する区切りビットを、符号化構造におけ
る各圧縮コードの最後部に設けた圧縮コードに対し、上
記区切りビットを検出するビットデコーダを設けたこと
により、圧縮コードから復元コードに相当する区切りを
検出することができる。
【００１８】また、上記構成では、ビットデコーダから
発生頻度レベルデコーダにより圧縮コードから１６レベ
ルの各復元コードを出力でき、そのような各復元コード
から変換手段により変換テーブルに基づいて復元データ
が復元される。このように圧縮コードから元の文字フォ
ントデータである復元データが、ハードウエア構成によ
り実現できる。
【００１９】
【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図４に
基づいて説明すれば、以下の通りである。データ圧縮方
法では、例えば図２に示すような40dot ×40dot の漢字
ＣＧである文字フォントデータ９が、圧縮されるデータ
として用いられる。上記文字フォントデータ９は、40行
×40列からなる碁盤状の各枡目において、それぞれに白
または黒を示すフォントデータによって種々な文字をそ
れぞれ表すようになっている。なお、本実施例では、白
を示すフォントデータは「０」で表され、黒を示すフォ
ントデータは「１」で表されている。
【００２０】そして、データ圧縮方法では、文字フォン
トデータ９における各フォントデータにおけるデータ圧
縮のための圧縮ビット幅が、図１に示すように、４ビッ
ト毎のビット列９ａとしての４ビットに設定されてい
る。
【００２１】すなわち、このような漢字ＣＧにおけるロ
ウスキャン／カラムスキャンによる文字フォントデータ
９を圧縮する際では、例えば行方向となるロウスキャン
では、図１（ａ）に示すように、ビット列９ａがのよ
うに0011（２）の場合、圧縮コードを示す符号が“３”
（１０）と設定される。なお、（２）は２進法表示を示
し、（１０）は１０進法表示を示す。
【００２２】また、ビット列９ａがのように1111
（２）の場合、圧縮コードを示す符号が“15”（１０）
と設定される一方、例えば列方向となるカラムスキャン
では、図１（ｂ）に示すように、ビット列がやのよ
うに0000（２）の場合、圧縮コードを示す符号が“０”
（１０）に設定される。
【００２３】このような各ビット列９ａでは、図３に示
すように、ビット幅を４ビットに設定することにより、
空白部を示す0000（２）を示す符号となる“０”（１
０）に設定されるビット列９ａが多く、各ビット列９ａ
の発生頻度分布から、圧縮のためのビット幅を４ビット
単位で行うことが望ましいことが判る。
【００２４】このように圧縮のためのビット列９ａのビ
ット幅を４ビットに設定することにより、圧縮する文字
フォントデータ９の各ビット列９ａを１６種類に集約で
き、各ビット列９ａの発生頻度は、あるビット列９ａに
集中した構造となるため、このような４ビット単位の各
ビット列９ａが高圧縮に最適な型となる。
【００２５】さらに、文字フォントデータ９の全ての各
ビット列９ａの発生頻度をまとめれば、図３から明らか
なように、上位３点のビット列９ａの発生頻度が圧倒的
に多いことが判る。
【００２６】なお、上記上位３点のビット列９ａとして
は、発生頻度の高いものから、0000（２）、1111
（２）、0001（２）であり、それらは圧縮コードの符号
としての“０”（１０）、“15”（１０）、“１”（１
０）にそれぞれ対応し、また、圧縮コードのビット列と
しての『０』（２）、 『100 』（２）、『110 』（２）
にそれぞれ対応している。
【００２７】これにより、上位３点のビット列９ａを重
点的に圧縮できる符号化構造を用いれば、文字フォント
データ９の圧縮率を飛躍的に向上できると想定されるこ
とから、そのような符号化構造について検討したとこ
ろ、下表のようなハフマンツリー構造が好適であること
が判った。
【００２８】
【表１】
【００２９】なお、このデータ圧縮方法では、上記のよ
うにビット幅を４ビットに設定したことにより、現状の
８ビット単位にて処理を行うマイクロプロセッサに対応
し易いように、４ビット幅を２倍化して８ビットを１バ
イトとする構成とする。
【００３０】また、上記方法では、上記のような符号化
構造における可変長の各圧縮コードのビット配列に対
し、各圧縮コードのビット列の後段に“０”をデリミタ
である区切りビットとして配置して、データ区切りとし
ての識別機能を上記デリミタによって付加させたことに
より、順次入力される各圧縮コードを上記デリミタによ
ってそれぞれ識別できることから、圧縮コードの復元化
を迅速化するためのハード構成を容易にできる。
【００３１】次に、上記データ圧縮方法の圧縮コードを
復元するための本発明の復元回路について図４に基づい
て説明する。復元回路では、例えば、明朝体の48dot ×
48dot の第１水準／第２水準での文字フォントデータ９
をフォント圧縮した圧縮コードを、元の文字フォントデ
ータ９に復元するために、図４に示すように、圧縮コー
ドが順次入力されて、例えば４ビット単位毎にパラレル
に格納されるパラレルバッファ１が設けられている。
【００３２】上記パラレルバッファ１から、上記圧縮コ
ードの連続したビット列が、例えば４ビット単位毎にシ
リアルに順次入力されるビットデコーダ２が、順次入力
されるビット列である可変長の各圧縮コードから前記の
デリミタを検出して各圧縮コードのビット幅をそれぞれ
識別し、上記各圧縮コードを出力するように設けられて
いる。
【００３３】上記ビットデコーダ２からの各圧縮コード
が入力されるビットバッファ３が上記各圧縮コードをそ
れぞれ格納するように設けられている。
【００３４】上記ビットバッファ３からの圧縮コードが
順次入力される発生頻度レベルデコーダ４が、上記各圧
縮コードをそれらに対応する１６レベルの復元コードに
変換するように設けられている。なお、上記発生頻度レ
ベルデコーダ４では、復元コードへの変換のために前記
の表１に示す符号化構造に対応する復元化テーブルを予
め有している。
【００３５】上記発生頻度レベルデコーダ４から各復元
コードが入力されるＲＡＭ（変換手段）５が、動的ハフ
マン圧縮法に基づいて各復元コードを復元データにそれ
ぞれ復元するために設けられている。
【００３６】このＲＡＭ５では、各復元コードが入力さ
れ、前記の図３に示す４ビット幅の文字フォントデータ
における各発生頻度に対応する復元用の変換テーブルに
基づいて４ビットの復元データが復元される。
【００３７】さらに、上記ＲＡＭ５では、ＲＡＭ５にて
１つ前に復元された４ビットの復元データが、後述する
４ビットバッファ７ａを介しフィードバックライン６を
通して上記ＲＡＭ５に帰還されることにより、復元デー
タの発生頻度を考慮することができるので動的ハフマン
圧縮法による復元が可能となっている。なお、復元にお
ける初期値は"0000"が予め設定されている。
【００３８】このようにして動的ハフマン圧縮法により
復元された４ビット幅の復元データがＲＡＭ５から出力
される。このように復元された４ビット幅の復元データ
を２倍化して８ビット幅の元の文字フォントデータとす
るための２個の４ビットバッファ７ａ・７ｂが、一方の
４ビットバッファ７ａにＲＡＭ５の出力が入力され、他
方に４ビットバッファ７ｂに上記４ビットバッファ７ａ
の出力が入力されるように設けられている。
【００３９】上記各４ビットバッファ７ａ・７ｂの出力
がそれぞれ並列に入力される出力用バッファ８が、それ
ぞれ４ビットの復元データを２倍化した８ビットの復元
データを出力するように設けられている。上記出力バッ
ファ８では、８ビットの復元データが元の文字フォント
データ９として、マイクロプロセッサ等の信号処理手段
に出力されるようになっている。
【００４０】このように本実施例の方法では、文字フォ
ントデータの圧縮ビット幅が、文字フォントデータ９に
最適な、かつ、マイクロプロセッサのハードウエア処理
の容易な４ビットに設定されていることから、データ圧
縮率が従来より飛躍的に大きくできる。
【００４１】例えば、明朝体の48dot ×48dot の第１水
準／第２水準での文字フォントデータ９を用いた場合、
従来の方法では文字フォントデータ９から圧縮コードへ
のデータ圧縮率が13／20であったが、本実施例の方法で
は、４／10であり、データ圧縮率が62.5％向上した。
【００４２】さらに、本発明の方法では、連続するビッ
ト列からなる各圧縮コードにおける各圧縮コードの識別
として、各圧縮コードの最後部に“０”をデリミタとし
て設けたことにより、各圧縮コードの識別をソフト的に
処理した場合では処理時間がかなり必要とされるが、本
発明の方法では、圧縮コードの復元化の処理をハードウ
エア化できて迅速化できる。
【００４３】また、本発明の構成では、データ圧縮のた
めの符号化構造の各圧縮コードに対し上記のデリミタを
それぞれ設けたことにより復元回路を簡素化でき、圧縮
コードの復元化のアルゴリズムを低価格にてハードウエ
ア化することができる。
【００４４】なお、上記実施例の方法では、変換テーブ
ルである符号化構造は、動的ハフマン圧縮法のように変
動する例を挙げたが、特に上記に限定されるものではな
く、上記符号化構造を、静的ハフマン圧縮法のように、
符号化構造を固定してもよい。この場合、上記構成にお
けるフィードバックライン６からの復元データを考慮せ
ずに復元コードから復元データをＲＡＭ５にて復元すれ
ばよい。
【００４５】また、上記実施例におけるＲＡＭ５の最低
記憶容量としては、動的ハフマン圧縮法では、16×16×
４bit であり、静的ハフマン圧縮法では16×４bit （ま
たは同一データ）である。
【００４６】
【発明の効果】本発明の請求項１記載のデータ圧縮方法
は、以上のように、デジタルデータである文字フォント
データをハフマン圧縮法の符号化構造により圧縮して圧
縮コードを生成するデータ圧縮方法において、文字フォ
ントデータは、圧縮ビット幅が４ビット単位にてサンプ
リングされて圧縮される方法である。
【００４７】それゆえ、上記方法は、このような４ビッ
ト毎の文字フォントデータを、その倍数となる、例えば
マイクロプロセッサ等の情報処理装置にて処理し易い８
ビット単位の文字フォントデータとすることが容易とな
る。
【００４８】その上、上記方法では、文字フォントデー
タを４ビット単位にてサンプリングすることにより、符
号化構造の圧縮コードを１６種類に要約することが可能
となり、４ビット毎の各文字フォントデータの発生頻度
を部分集中型とすることができるから、ハフマン圧縮法
における圧縮コードの圧縮率を向上できるという効果を
奏する。
【００４９】本発明の請求項２記載のデータ圧縮方法
は、さらに、ハフマン圧縮法における符号化構造が、文
字フォントデータにおける発生頻度上位３データが３ビ
ット以下でそれぞれ表されるビット列からなる各圧縮コ
ードと、符号化構造における各圧縮コードの最後部にデ
ータ区切り機能を有する区切りビットとを備える方法で
ある。
【００５０】それゆえ、上記方法は、さらに、データ区
切り機能を有する区切りビットを、符号化構造における
各圧縮コードの最後部に設けたため、可変長である上記
各圧縮コードによるビット列が入力されても、上記区切
りビットによって、例えばハードウエアにて上記ビット
列から各圧縮コードを認識できる。
【００５１】このことから、上記方法は、上記各圧縮コ
ードから符号化構造によって元の文字フォントデータを
ハードウエアによって復元できるので、圧縮コードの復
元をハードウエア化によって迅速化できるという効果を
奏する。
【００５２】その上、上記方法では、文字フォントデー
タにおける圧縮ビット幅を４ビットとすることで、４ビ
ット毎の各データの発生頻度において、上位３点のデー
タの発生頻度が圧倒的に大きくできる。
【００５３】このことから、上記方法では、文字フォン
トデータにおける発生頻度上位３データが３ビット以下
でそれぞれ表されるビット列からなる各圧縮コードを備
えることにより、上位３点のデータを重点的に圧縮し得
る符号化構造とすることが可能となる。これにより、上
記方法では、さらに圧縮コードの圧縮率を改善できると
いう効果も奏する。
【００５４】本発明の請求項３記載の復元回路は、以上
のように、請求項２記載のデータ圧縮方法により圧縮さ
れた圧縮コードに含まれるデータ区切り機能を有する区
切りビットを検出することによって上記圧縮コードのビ
ット読み込み数を設定するビットデコーダと、上記ビッ
ト読み込み数に基づいて上記圧縮コードから１６レベル
の復元コードを出力する発生頻度レベルデコーダと、変
換テーブルに基づき、上記復元コードから４ビットの復
元データを出力する変換手段とを有する構成である。
【００５５】それゆえ、上記構成は、データ区切り機能
を有する区切りビットを、符号化構造における各圧縮コ
ードの最後部に設けた圧縮コードに対し、上記区切りビ
ットを検出するビットデコーダを設けたことにより、圧
縮率を向上できるデータ圧縮方法による圧縮コードの復
元化をビットデコーダ、発生頻度レベルデコーダおよび
変換手段によるハードウエア化することができて、上記
復元化を高速化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ圧縮方法における文字フォント
データの圧縮ビット幅を４ビットに設定することを示す
説明図であり、（ａ）は上記文字フォントデータにおけ
るロウスキャン方向での圧縮ビット幅のビット列を示
し、（ｂ）は上記文字フォントデータにおけるカラムス
キャン方向での圧縮ビット幅のビット列を示す。
【図２】上記文字フォントデータの一例を示す説明図で
ある。
【図３】上記文字フォントデータにおける４ビットの圧
縮ビット幅のときの１６レベルの各データの発生頻度を
示すグラフである。
【図４】本発明の上記データ圧縮方法の圧縮コードを復
元するための復元回路のブロック図である。
【符号の説明】
９ 文字フォントデータ ９ａ ビット列

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】デジタルデータである文字フォントデータ
    をハフマン圧縮法の符号化構造により圧縮して圧縮コー
    ドを生成するデータ圧縮方法において、 文字フォントデータは、圧縮ビット幅が４ビット単位に
    てサンプリングされて圧縮されることを特徴とするデー
    タ圧縮方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載のデータ圧縮方法において、 ハフマン圧縮法における符号化構造は、文字フォントデ
    ータにおける発生頻度上位３データが３ビット以下でそ
    れぞれ表されるビット列からなる各圧縮コードを備え、
    かつ、符号化構造における各圧縮コードの最後部にデー
    タ区切り機能を有する区切りビットを備えることを特徴
    とするデータ圧縮方法。
  3. 【請求項３】圧縮コードがシリアルにビット毎入力さ
    れ、上記圧縮コードに含まれるデータ区切り機能を有す
    る区切りビットを検出することによって上記圧縮コード
    のビット読み込み数を設定するビットデコーダと、 上記ビットデコーダに基づき上記圧縮コードから１６レ
    ベルの各復元コードをそれぞれ出力する発生頻度レベル
    デコーダと、 上記各復元コードから４ビットの復元データを変換テー
    ブルに基づきそれぞれ出力する変換手段とを有すること
    を特徴とする請求項２記載の圧縮コードの復元回路。
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