JPH0936749A - 符号化復号化装置およびこれに用いられる符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】符号化復号化装置において、非ブロック符号の
持つ圧縮効率の良さを損なわず、しかも、簡単なアルゴ
リズムにより、符号化復号化をおこなえる方法を用い、
複雑な装置も必要とせず、しかも、演算速度の速い符号
化復号化をおこえるようにする。 【構成】符号化をおこなうに際して、入力信号のシンボ
ルの生起確率を予測して、シンボルを優勢シンボル、劣
性シンボルに区分し、劣性シンボルの生起予測確率を、
2のR乗分の1（1/2**R、Rは、正の整数)で表わして、劣
性シンボルが入力されたときには、符号レジスタを上位
にRビットシフトする。優勢シンボルが入力されたとき
には、連続生起回数だけ、前記符号レジスタの下位のR
個の０をインクレメントして、一つの劣性シンボルと０
個以上の優勢シンボルとを一組として、符号レジスタ上
で符号化していく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、符号化復号化装置およ
びこれに用いられ符号化方法に係り、画像情報、音声情
報等の膨大なデータを高能率にデータ圧縮をおこなうこ
とのできる装置であって、その圧縮のアルゴリズムを簡
易かつ高速におこなうことのできる符号化復号化装置お
よびこれに用いられ符号化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＭＨ（モデファイドハフマン、Mo
dified Huffman）あるいはＭＲ（モデイファイドリー
ド、Modified Read）と呼ばれる符号化方式が、ファク
シミリ等の画像符号化方式として広く利用されている。
これらの方式は、符号化対象のシンボルに対応した符号
語（ハフマン符号、Huffman Code）をあらかじめ定めて
おき、実際に生起したシンボルを該当する符号語に置き
換えていく。これは「ブロック符号（Block Code）」に
分類される方式の一つである。例えば、ITU-T勧告T.4に
はMH方式の詳細が定められており、この方式に基づく装
置がファクシミリのみならず数多く開発されている。

【０００３】一方、「非ブロック符号」に分類される方
式があり、シンボルの生起確率を逐次に予測しながら符
号語を生成していく。この方式については、下記の文
献、解説等がある。

【０００４】 McGRAW-HILL社発行(1963)、N.Abramso
n著、「INFORMATION THEORY AND CODING」の第６１ペー
ジから６２ページに、一般にエリアスの符号（Elias Co
de）と呼ばれている方法が記載されている。

【０００５】 画像電子学会誌、第２０巻、第２号
（1991）の第１１３ページから１２０ページに「カラー
静止画符号化標準化方式(JPEG)の概説（その２：算術符
号）」と題する技術解説が記載されている。

【０００６】いずれも、基本的には、符号化対象とする
シンボルの生起確率の比に対応して[0,1)区間（０を含
み１を含まない）の分割を繰り返していき、最終的に分
割された[0,1)区間上のポイントを示す数値を符号語と
して利用するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に広く利用さ
れているブロック符号は、装置構成が容易であるという
特徴も持つが、符号化効率の点で、非ブロック符号に劣
るとされている。

【０００８】一方、非ブロック符号の方は、ブロック符
号と比較すると符号化効率の点で優れるが、次に示す問
題点がある。

【０００９】（１）高い演算精度が要求されること 複数のシンボルの発生確率を掛け合わせていくことか
ら、小数点以下の高い演算精度が要求される場合があ
る。したがって、レジスタやメモリに要するビット数が
大きくなったり、演算時間が長くなる。

【００１０】（２）条件判断が多く複雑な信号処理手順
であること 上記演算精度の問題を解決すべく開発された方式が、従
来技術の例として参照したの方式である。これらは、
生成した符号語自体に必要な演算を、新たな換算値を設
定することで単純な加算に留めている。

【００１１】しかし、演算そのものは単純化されたが条
件判断が多く、また換算値を導入するために変数が増え
ていることから、信号処理手順は一層複雑になってい
る。

【００１２】（３）復号生成速度が不均一であること レイテンシ（復号出力の潜伏）と呼ばれる、復号生成速
度の不均一性が問題点として指摘されている。

【００１３】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、データを圧縮して符号と
し、また、それを復号するための符号化復号化装置にお
いて、非ブロック符号の持つ圧縮効率の良さを損なわ
ず、しかも、簡単なアルゴリズムにより、符号化復号化
をおこなえる方法であって、複雑な装置も必要とせず、
演算速度の速い符号化復号化をおこなう符号化復号化装
置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の符号化復号化装置に係る発明の第一の構成
は、入力信号の符号化とその逆の過程である復号化をお
こなう符号化復号化装置において、シンボルの生起確率
を予測する手段と、入力信号のシンボルを判別する手段
と、符号レジスタと、シフト制御手段とを有し、符号化
をおこなうに際して、前記生起確率を予測する手段によ
って、入力信号のシンボルの生起確率を予測して、前記
入力信号のシンボルを判別する手段によって、前記生起
確率を予測する手段により求まったシンボルの予測生起
確率の内で、大きい方の予測生起確率を持つシンボルを
優勢シンボル、小さい方の予測生起確率を持つシンボル
を劣性シンボルと判別して、劣性シンボルの生起予測確
率を、2のR乗分の1（1/2**R、Rは、正の整数)で表わし
て、前記劣性シンボルが入力されたときには、その一つ
の劣性シンボルに対し、前記シフト制御手段により、前
記符号レジスタを上位にRビットシフトして、しかも、
下位にR個の０を挿入するようにしたものである。

【００１５】また、上記目的を達成するために、本発明
の符号化復号化装置に係る発明の第二の構成は、入力信
号の符号化とその逆の過程である復号化をおこなう符号
化復号化装置において、シンボルの生起確率を予測する
手段と、入力信号のシンボルを判別する手段と、符号レ
ジスタと、カウンタとを有し、符号化をおこなうに際し
て、前記生起確率を予測する手段によって、入力信号の
シンボルの生起確率を予測して、前記入力信号のシンボ
ルを判別する手段によって、前記生起確率を予測する手
段により求まったシンボルの予測生起確率の内で、大き
い方の予測生起確率を持つシンボルを優勢シンボル、小
さい方の予測生起確率を持つシンボルを劣性シンボルと
判別して、劣性シンボルの生起予測確率を、2のR乗分の
1（1/2**R、Rは、正の整数)で表わして、前記優勢シン
ボルが入力されたときには、前記カウンタにより、その
優勢シンボルの連続生起回数をカウントし、そのカウン
トされた数だけ、前記符号レジスタをインクレメントす
るようにしたものである。

【００１６】上記第一の構成と第二の構成から導かれる
本発明の符号化復号化装置に係る別の構成は、上記第一
の構成と第二の構成の符号化復号化装置の機能を持つ符
号化復号化装置において、符号化をおこなうに際して、
前記劣性シンボルが入力されたときに、上記記載のよう
にして、符号レジスタ上に生成したR個の０から成る第
一の符号語と、前記優勢シンボルが入力されたときに、
上記記載のようにして、符号レジスタをインクレメント
して生成された第二の符号語とを生成し、前記第一の符
号語と前記第二の符号語とを合成して、符号を生成する
ようにしたものである。

【００１７】また、本発明の符号化復号化装置に係る発
明の別の構成は、入力信号の符号化とその逆の過程であ
る復号化をおこなう符号化復号化装置において、シンボ
ルの生起確率を予測する手段と、入力信号のシンボルを
判別する手段と、符号レジスタと、シフト制御手段と、
カウンタとを有し、符号化をおこなうに際して、前記生
起確率を予測する手段によって、入力信号のシンボルの
生起確率を予測して、前記入力信号のシンボルを判別す
る手段によって、前記生起確率を予測する手段により求
まったシンボルの予測生起確率の内で、大きい方の予測
生起確率を持つシンボルを優勢シンボル、小さい方の予
測生起確率を持つシンボルを劣性シンボルと判別して、
劣性シンボルの生起予測確率を、2のR乗分の1（1/2**
R、Rは、正の整数)で表わして、前記劣性シンボルが入
力されたときには、その一つの劣性シンボルに対し、前
記シフト制御手段により、前記符号レジスタを上位にR
ビットシフトして、しかも、下位にR個の０を挿入し
て、前記優勢シンボルが入力されたときには、前記カウ
ンタにより、その優勢シンボルの連続生起回数をカウン
トし、そのカウントされた数だけ、前記符号レジスタの
下位のR個の０をインクレメントして、このように入力
信号を、一つの劣性シンボルと０個以上の優勢シンボル
とを一組として、前記符号レジスタ上で符号化していく
ようにしたものである。

【００１８】また詳しくは、上記符号化復号化装置にお
いて、前記入力される優勢シンボルの連続生起回数をN
とし、かつ、劣性シンボルの生起予測確率が、2のR乗分
の1（1/2**R、Rは、正の整数)で表わされているとき
に、(2**R-1)>Nであれば、劣性シンボルの符号語として
生成される前記符号レジスタ上のR個の０をNだけ、イン
クレメントし、(2**R-1)≦Nであれば、劣性シンボルの
符号語として生成される前記符号レジスタ上のR個の０
を全て１にして、ａ=N-(2**R-1)を意味する符号語を生
成して、これらを結合し、前記劣性シンボルの符号語と
前記優勢シンボルの符号語を合成した符号語とするよう
にしたものである。

【００１９】より詳しくは、上記符号化復号化装置にお
いて、前記ａ=N-(2**R-1)を意味する符号語が、前記R個
づつからなる連続したブロックで構成され、最後のブロ
ック以外は、全てのビットが１からなるようにしたもの
である。

【００２０】また、装置構成について詳しくは、上記符
号化復号化装置において、プロセッサと、メモリとを有
し、前記符号レジスタが、プロセッサ内にあるレジスタ
であって、前記優勢シンボルまたは劣性シンボルを、こ
のレジスタ上で符号化していく手順を、前記メモリに蓄
えられたプログラムに従って、前記プロセッサが実行し
ていくようにしたものである。

【００２１】また、本発明の符号化復号化装置に係る別
の構成は、上記符号化復号化装置において、上記記載の
ようにして、一つの劣性シンボルと０個以上の優勢シン
ボルとを一組として、符号レジスタ上の下位に生成され
る符号語を、予め作成しておき、前記一つの劣性シンボ
ルと、０個以上の優勢シンボルと、それと対応する前記
符号語とを一つの項目としたテーブルを備え、このテー
ブルによって、入力される信号を一つの劣性シンボルと
０個以上の優勢シンボルとを一組として、対応する符号
語を検索し、符号化していくようにしたものである。

【００２２】さらに、本発明の符号化復号化装置を応用
した他の構成は、上記符号化復号化装置において、入力
信号が複数の状態を取りうるシンボルから構成される場
合であって、前記予測生起確率手段によって予測される
予測生起確率に基づき、それらのシンボルの取りうる状
態を優勢グループおよび劣勢グループの二つのグループ
に分け、前記劣性グループの状態が入力されたときは、
上記記載の劣性シンボルが入力されたときのように処理
をし、前記優勢グループの状態が入力されたときは、上
記記載の優勢シンボルが入力されたときのように処理を
し、上記記載のように前記第一の符号語と前記第二の符
号語とを合成して、一組の符号語として、また、そのシ
ンボルが、属する前記グループ内のシンボルの状態を特
定する符号語をブロック符号を用いて作成し、前記第一
の符号語と前記第二の符号語とが合成された一組の符号
語と、そのシンボルが、属する前記グループ内のシンボ
ルの状態を特定する符号語との結合が、この入力信号の
とりうる状態の符号語とするようにしたものである。

【００２３】また、装置構成について他の構成は、上記
符号化復号化装置において、入力信号が複数の信号特性
を有する場合であって、この各々の信号特性に対応した
複数の生起確率予測手段を備えるようにしたものであ
る。

【００２４】次に、上記目的を達成するために本発明の
符号化方法に係る発明の構成は、入力信号の符号化とそ
の逆の過程である復号化をおこなう符号化方法におい
て、符号化装置が、シンボルの生起確率を予測する手段
と、入力信号のシンボルを判別する手段と、符号レジス
タと、シフト制御手段と、カウンタとを有し、前記生起
確率を予測する手段により求まったシンボルの予測生起
確率の内で、大きい方の予測生起確率を持つシンボルを
優勢シンボル、小さい方の予測生起確率を持つシンボル
を劣性シンボルとして、前記シンボルの生起確率を予測
する手段によって求まるシンボルの予測生起確率の内
で、大きい方のシンボルを優勢シンボル、小さい方のシ
ンボルを劣性シンボルとしたときに、劣性シンボルの生
起予測確率を、2のR乗分の1（1/2**R、Rは、正の整数)
で表わして、（１）前記生起確率を予測する手段によっ
て、入力信号のシンボルの生起確率を予測する手順、
（２）前記入力信号のシンボルを判別する手段によっ
て、前記入力信号を優勢シンボルと劣性シンボルとに判
別する手順、（３）前記劣性シンボルを入力する手順、
（４）その一つの劣性シンボルに対し、前記シフト制御
手段により、前記符号レジスタを上位にRビットシフト
して、しかも、下位にR個の０を挿入した第一の符号語
を生成する手順、（５）前記優勢シンボルを入力する手
順、（６）前記カウンタにより、その優勢シンボルの連
続生起回数をカウントし、そのカウントされた数だけ、
前記符号レジスタをインクレメントして第二の符号語を
生成する手順、（７）前記第一の符号語と前記第二の符
号語を合成する手順を有し、前記（１）ないし前記
（７）の手順をこの順に繰返しおこなって、入力信号
を、一つの劣性シンボルと０個以上の優勢シンボルとを
一組として、符号語を生成していくようにしたものであ
る。

【００２５】また、上記目的を達成するために本発明の
符号化方法に係る発明の別の構成は、入力信号の符号化
とその逆の過程である復号化をおこなう符号化方法にお
いて、符号化装置が、シンボルの生起確率を予測する手
段と、入力信号のシンボルを判別する手段と、符号レジ
スタと、シフト制御手段と、カウンタとを有し、前記生
起確率を予測する手段により求まったシンボルの予測生
起確率の内で、大きい方の予測生起確率を持つシンボル
を優勢シンボル、小さい方の予測生起確率を持つシンボ
ルを劣性シンボルとして、前記シンボルの生起確率を予
測する手段によって求まるシンボルの予測生起確率の内
で、大きい方のシンボルを優勢シンボル、小さい方のシ
ンボルを劣性シンボルとしたときに、劣性シンボルの生
起予測確率を、2のR乗分の1（1/2**R、Rは、正の整数)
で表わして、（１）前記生起確率を予測する手段によっ
て、入力信号のシンボルの生起確率を予測する手順、
（２）前記入力信号のシンボルを判別する手段によっ
て、前記入力信号を優勢シンボルと劣性シンボルとに判
別する手順、（３）前記劣性シンボルを入力する手順、
（４）´その一つの劣性シンボルに対し、前記シフト制
御手段により、前記符号レジスタを上位にRビットシフ
トして、しかも、下位にR個の０を挿入する手順、
（５）前記優勢シンボルを入力する手順、（６）´前記
カウンタにより、その優勢シンボルの連続生起回数をカ
ウントし、そのカウントされた数だけ、前記符号レジス
タの下位のR個をインクレメントする手順を有し、前記
（１）ないし（３）、（４）´、（５）、（６）´の手
順をこの順に繰返しおこなって、入力信号を、一つの劣
性シンボルと０個以上の優勢シンボルとを一組として、
前記符号レジスタ上で符号化していくようにしたもので
ある。

【００２６】また詳しくは、上記符号化方法において、
前記符号化していくときの優勢シンボルの連続生起回数
をNとし、かつ、劣性シンボルの生起予測確率が、2のR
乗分の1（1/2**R、Rは、正の整数)で表わされていると
きに、(2**R-1)>Nであれば、劣性シンボルの符号語とし
て生成される前記符号レジスタのR個の０をNだけ、イン
クレメントし、(2**R-1)≦Nであれば、劣性シンボルの
符号語として生成される前記符号レジスタの下位のR個
の０を全て１にして、ａ=N-(2**R-1)を意味する符号語
を生成して、これらを結合する手順を（Ｏ）としたとき
に、上記記載の（６）、（７）の手順をこの手順（Ｏ）
で置き換えるか、または、上記記載の（６）´をこの手
順（Ｏ）で置き換えるようにしたものである。

【００２７】より詳しくは、前記ａ=N-(2**R-1)を意味
する符号語が、前記R個づつからなる連続したブロック
で構成され、最後のブロック以外は、全てのビットが１
からなるようにしたものである。

【００２８】また、上記目的を達成するために本発明の
符号化方法に係る発明の他の構成は、上記符号化方法に
おいて、上記記載のようにして生成される劣性シンボル
の符号語と優勢シンボルの符号語を合成した符号語を、
予め作成しておき、前記一つの劣性シンボルと、０個以
上の優勢シンボルと、それと対応する合成した符号語と
を一つの項目としたテーブルを備え、このテーブルによ
って、入力される信号を一つの劣性シンボルと０個以上
の優勢シンボルとを一組として、対応する符号語を検索
する手順を（Ｔ）としたときに、上記記載の（１）ない
し（３）、（５）の手順において、（１）ないし
（３）、（５）、（Ｔ）の手順をこの順に繰り返して、
符号化していくようにしたものである。

【００２９】また、本発明の符号化方法を応用した他の
構成は、上記符号化方法において、入力信号が複数の状
態を取りうるシンボルから構成される場合であって、前
記予測生起確率手段によって予測される予測生起確率に
基づき、それらのシンボルの取りうる状態を優勢グルー
プおよび劣勢グループの二つのグループに分け、そのシ
ンボルが、属する前記グループ内のシンボルの状態を特
定する符号語をブロック符号を用いて作成する手順を
（Ｂ）、一つの劣性グループと０個以上の優勢グループ
とを一組として、前記符号レジスタ上で符号化された符
号語と、そのシンボルが、属する前記グループ内のシン
ボルの状態を特定する符号語との結合する手順を（Ｃ）
としたときに、上記記載の（１）ないし（６）の手順
で、前記優勢シンボルを前記優勢グループと、前記劣性
シンボルを前記劣性グループと読み替えて、劣性グルー
プの符号語と優勢グループの符号語を合成した符号語を
生成する処理をおこない、その後に、（Ｂ）、（Ｃ）を
この順におこない、これら一連の処理を繰返して、符号
化していくようにしたものである。

【００３０】

【作用】本発明によれば、符号化する場合に、劣性シン
ボルのときは、符号レジスタを所定ビット数分、シフト
し、優勢シンボルのときは、シンボルの連続回数分、符
号レジスタをインクレメントする。また、復号化する場
合には、この逆操作をおこなう。

【００３１】そのため、符号化復号化のために特別な装
置を必要とせず、レジスタの基本演算のみで、符号化復
号化を高速に実行できる。しかも、予測生起確率を用い
る非ブロック符号であるために、ブロック符号に基づく
符号化方式（例えばハフマン符号）に比べて、データの
圧縮効率の良い方法である。しかも、情報源のデータを
可逆的に（ロスレス）符号化することができる。

【００３２】また、従来の算術符号の様に、復号時にレ
イテンシが生じることもない。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の各実施例を、図１ないし図１
８を用いて説明する。 〔本発明の基本原理〕先ず、図１を用いて本発明に係る
符号化復号化装置における符号化方法の基本となる原理
について説明する。図１は、本発明に係る符号化復号化
装置における符号化方法の基本原理図である。

【００３４】先ず、符号化対象とするシンボルの生起確
率が予測される（Ｓ１０１）。これは、信号が入力され
て求める場合もあるし、他の統計的な手段により求める
場合もある。

【００３５】次に、入力したシンボルが優勢シンボルで
あるか、劣性シンボルであるかを判定する（Ｓ１０
２）。

【００３６】劣性シンボルのときは、所定ビット、符号
レジスタをシフトする（Ｓ１０３）。 優勢シンボルの
ときは、連続生起回数だけ、カウントして（Ｓ１０
４）、その数だけ、符号レジスタをインクレメントとす
る（Ｓ１０５）。

【００３７】劣性シンボルの処理と優勢シンボルの処理
が、一組が符号化の単位である。なお、劣性シンボルの
次に、劣性シンボルが来るときには、優勢シンボルの連
続生起回数は、０であると考えると良い。そして、しか
るべきタイミングで、符号を出力する。

【００３８】以下、これを詳細に説明していこう。

【００３９】（I）生起確率の予測 一般に、算術符号に基づく符号化方法では、符号化の前
に生起確率を予測し、それによって符号化する符号の内
容を決定する。本発明においても、同様の考え方により
一つ以上のシンボルの列の生起確率の予測をおこなう。

【００４０】今、符号化対象とするシンボルを、Xi(i=
0,1)とし、優勢シンボルをX0、対する劣勢シンボルをX1
とする。ここで、優勢シンボルとは、あらわれる確率の
大きいシンボルであり、劣性シンボルとは、あらわれる
確率の小さいシンボルである。そして、優勢シンボルの
生起確率の予測値をP0、劣勢シンボルの生起確率の予測
値をP1とする。また、ある一つ以上のシンボルの列に対
する生起確率の予測値を「予測生起確率」、あるいは、
単に、そのシンボルの「生起確率」ということにする。

【００４１】さて、本発明に係る符号化方法において
は、既に符号化処理が終了したシンボルを参照して、次
の符号化対象となるシンボルの生起確率を予測する。こ
のためには、あらかじめ同様の符号化対象についてシン
ボルの発生を統計的に解析した結果を利用することがで
きる。

【００４２】逆に、本発明に係る復号化方法において
は、符号化装置と同一の手順で、既に復号済みのシンボ
ルを参照して、生起確率を予測する。

【００４３】このための具体的な予測の方法、装置構成
例は後述するが、本発明は、そのような生起確率値の予
測方法また予測のための装置構成に依存するものではな
く、信号源の特性に基づき、具体的な生起確率の予測手
段を構成すれば良い。例えば、符号化処理に先立ち、符
号化対象シンボルのプリスキャンをおこない、その特性
を検出する手段を備えることもできる。また、その検出
結果を符号語の先頭に付加すれば、復号処理においても
同一の検出結果を利用することができる。さらに、信号
処理を実行しながら信号源の特性を学習する手段を備え
ることもできる。

【００４４】なお、予測生起確率と符号化効率の関係に
ついて、つけ加えておく。予測生起確率は、未来に生起
するシンボルの予測値であることから、確実な値が得ら
れる訳ではない。したがって、分解能高く生起確率を算
出することが、符号化効率の向上に役立つとは限らな
い。確率値の取りうる値の範囲内（0≦P1≦0.5、0.5≦P
0≦1.0）をカバーするように予測値を設定すれば良い。

【００４５】本発明は、上記事実に鑑み、生起確率の予
測については、ある程度ラフにおこなって、その部分の
演算処理を効率的に取り扱うことに特徴がある。

【００４６】（II）符号生成の原理 （II-1）生起確率の決定 次に、図２を用いて本発明に係る符号生成の生起確率決
定の原理を、従来の算術符号の生起確率決定の原理と対
比して説明する。図２は、従来の算術符号の生起確率決
定の原理と本発明に係る符号生成の生起確率決定の原理
を、対比して示した模式図である。

【００４７】図２（ａ）に示す用に、従来の算術符号の
原理（Elias符号）によれば、［0,1）区間上のポイント
を分割して、符号化するために座標を求める。この分割
されていく座標を「確率座標」ということにする。

【００４８】この確率座標の幅が、生起確率として評価
できる値であって、これをCとする。ここで、確率座標
の初期値は、［0,1）故、Cの初期値は1となる。

【００４９】そして、このとき、入力した符号化対象が
優勢シンボルX0のときは、次の（式１）で、劣勢シンボ
ルX1のときは、次の（式２）で計算していく。

【００５０】

【数１】 Xi=X0の場合： C ← C・P0 …（式１） Xi=X1の場合： C ← C・P1 …（式２） ここで、P0は優勢シンボルX0の予測生起確率、一方P1
は、優勢シンボルX1の予測生起確率である。上式を、符
号化対象を入力しながら順次繰り返して演算することに
よって、図２（ａ）に示すように小数点以下の数値で表
される数直線上のポイントが求められ、この値を符号語
として利用する。そして、この算術符号の生起確率によ
る符号化を、原理的な限界であるエントロピーに近づく
圧縮率を実現できる。ところが、一方でこの符号化方法
は、小数点以下の数値の高い演算精度が必要であること
が問題点とされている。

【００５１】次に、これと対比して本発明による符号生
成の原理による生起確率の決定について説明する。本発
明の特徴で上記従来例と原理的に異なる所は、図２
（ｂ）に示すように、生起確率によって分割される数直
線上の区間を常に「１」に正規化することにある。

【００５２】従来例の算術符号に基づいて、確率座標を
求めていく方法では、図２（ａ）に示すように確率座標
は符号座標上でどんどん幅が狭くなっていき、生起確率
によって分割される区間の幅は、小数点以下の非常に小
さな値となる。

【００５３】このように分割された区間が小さくなって
行くのを防ぐために、本発明では、各シンボル毎に定め
られている生起確率の幅の逆数を乗じるようにする。具
体的には、確率座標の初期値を［0,1）とし、入力した
符号化対象が優勢シンボルＸ０のときは、次の（式３）
で、劣勢シンボルＸ１のときは、次の（式４）で計算し
ていく。

【００５４】

【数２】 Xi=X0の場合： C ← C/P0 …（式３） Xi=X1の場合： C ← C/P1 …（式４） ここで言う「正規化」の意味は、選択されたシンボルの
予測正規確率を１として、確率座標の幅との比を与える
ことである。

【００５５】すなわち、言い替えれば、選択されたシン
ボルをPi（i=0,1)、ｊ番目の確率座標の幅をC_jとする
と、以下の比例式が成立するようにすることである。

【００５６】

【数３】Pi : C_j = 1 : C_j+1 …（式５） このようにすれば、初期値が１であった確率座標の幅
は、予測生起確率の逆数に比例して拡大していくことに
なる。

【００５７】（II-2）符号化の具体的方法 次に、図３ないし図５を用いて、上記本発明の生起確率
決定の原理に基づく符号化の具体的方法について説明す
る。図３は、本発明に係る符号化方法の一例を示す模式
図である。図４は、符号レジスタと符号バッファの内容
を時系列に示した模式図である。図５は、優勢シンボル
の符号化の例を示した模式図である。

【００５８】本発明では、上記符号生成の生起確率の決
定に従って、符号化するものである。これを具体的に、
レジスタにおける計算手順も考慮に入れて説明していこ
う。

【００５９】ここで、符号化するために符号を蓄えられ
るレジスタを符号レジスタと言うことにし、前記Cの値
がここに入るものとする。

【００６０】先ず、優勢シンボルの予測生起確率P0を、
１以下であるが、極めて１に近い値であると仮定する。
そして、前記（式３）において、次のような近似をす
る。

【００６１】

【数４】 すなわち、Cを計算するときに、優勢シンボルの発生確
率を一定として演算を単純化するのである。このように
すれば、発生確率P0による割り算は、現在の符号レジス
タの値Cに１を加算（インクレメント）することに置き
換えることができる。

【００６２】一方、劣勢シンボルの予測生起確率P1は、
1/(2**R)で表現できる値を設定する。ここで、Rは１以
上の正の整数であり、劣勢シンボルP1に基づき設定され
る値である。また、2**Rは、2のR乗を表わす。このと
き、

【００６３】

【数５】 このようにすれば、上の（式７）でおこなっている演算
は、２進法によって符号レジスタの値Cが表現されてい
るときには、その値をRビットシフトすることによって
実現できる。言い換えれば、現在の符号レジスタの値C
の下位に、R個の「０」を付加すれば良いことになる。

【００６４】例えば、この具体的な計算例（R=1から4ま
で）を１０進数表示で示すと以下のようになる。

【００６５】

【数６】 R = 1 P1 = 0.5 C = C・2 R = 2 P1 = 0.25 C = C・4 R = 3 P1 = 0.125 C = C・8 R = 4 P1 = 0.0625 C = C・16 ここで、R個の「０」で表される符号語を、「長さRの劣
勢シンボルの基本符号」と呼ぶことにする。すなわち、
長さRの劣勢シンボルの基本符号とは、劣性シンボルの
予測生起確率P1が、1/(2**R)であるときに、符号レジス
タ下位につけ加えるビット列である。

【００６６】さて、以下具体的な信号列に基づいて、図
３ないし図５により本発明の符号化手順について説明し
よう。

【００６７】先ず、この手順の原理は、以下の（劣符号
手順）、（優符号手順）を繰り返すものである。なお、
入力信号の先頭には、劣性シンボルを付加するものと約
束しておく。

【００６８】『（劣符号手順）先ず、劣性シンボルが入
力されたものとする。このとき、符号レジスタの下位ビ
ットにR個の０を挿入する。すなわち、符号レジスタに
長さRの基本符号を挿入する。』 『（優符号手順）次に、優勢シンボルの数をカウントす
る。ここで、劣性シンボルの次に、劣性シンボルが来た
ときは、優勢シンボルの数が０であったと考える。そし
て、符号レジスタをこの数分だけ、インクレメントす
る。

【００６９】ただし、優勢シンボルの連続回数が大きく
なり、符号レジスタに長さRの基本符号だけでは、表現
できないこともある。

【００７０】したがって、ここで、優勢シンボルの連続
個数が基本符号のＲ個の「０」部分のみでは表しきれな
い場合には、新たにブロック符号を終端に接続し、この
新たなブロック符号内に残りの優勢シンボルの連続生起
回数を符号化する必要がある。

【００７１】すなわち、長さRの劣性シンボルの基本符
号がインクレメントされて、ビットが全て「１」になっ
たときにブロック符号をつけ加えるものとして、例え
ば、この付け加える固定的なＭビット長のブロック符号
とする。このブロック符号の値は、Ｍビット長で、残り
の優勢シンボルの連続生起回数を２進数で表現したもの
とする。

【００７２】このようにして、Ｍビット長では、優勢シ
ンボルの連続生起回数が表現できないこともある。この
場合は、前記Ｍビット長のブロック符号が全て「１」で
置き換えられた場合であって、さらなるＮビット長のブ
ロック符号を終端に付加するという手順を、回数に制限
なく繰り返していくことができる。すなわち、付加する
ブロック符号のビットが全て「１」のときは、さらにそ
の後に、ブロック符号を付加すれば良い。

【００７３】ここで、付加するブロック符号のビット長
（上記例ではＭ、Ｎ）は固定的に定めても良く、あるい
は先立つシンボルの予測生起確率に基づいて可変長とす
ることもでき、あるいは、残りの優勢シンボルの連続生
起回数を表す可変長のハフマン符号とすることができ
る。

【００７４】なお、上記のブロック符号の付加は、劣勢
シンボルの基本符号をインクレメントすることだけで
は、その後に来る優勢シンボルの連続生起回数を表現で
きないときであって、そのインクレメントから生じるオ
ーバーフローを防止するための処理と解釈することがで
きる。

【００７５】このような思想に基づきより詳細に記述す
ると以下のようになる。

【００７６】符号レジスタの下位ビットにある長さRの
基本符号をインクレメントして行き、全てのビットが１
になったとき、その後にブロック符号を付加するものと
する。このブロック符号は、一意に復号できるものにす
ることができる。付加するブロック符号としては、やは
りRビットの符号とするのがアルゴリズムとして簡明で
あるので、以下の説明では、Rビットのブロック符号を
付加するものとする。

【００７７】また、優勢シンボルの連続回数が大きく
て、一つのブロック符号で表現し切れないときは、さら
にこの後にブロック符号を付加していく。このように、
優勢シンボルの連続回数を表現できるまで、ブロック符
号を付加することを繰り返していく。

【００７８】このように、優勢シンボルの連続回数をR
ビットのブロック符号で表わしていくアルゴリズムを数
式で表現して見ると以下のようになる。

【００７９】優勢シンボルの連続回数を、Nとする。

【００８０】次の（式８）が成り立つときには、符号レ
ジスタを単純に、N回インクレメントすれば良い。

【００８１】

【数７】N < 2**R-1 …（式８） (式８）が、成り立たないときは、次の（式９）を満足
するような最大の正の整数mをとる。

【００８２】

【数８】N ≧ 2**mR-1 …（式９） そして、（１）で挿入されたR個の０をすべて１にし、
さらに、m ≧ 2のときは、符号レジスタに、（m−１）R
個のビットを１にしたものを、符号レジスタの下位につ
け加える。

【００８３】さらに、長さRの劣性シンボルの基本符号
に対し、N - (2**mR-1)の数だけ、インクレメントして
符号レジスタの下位ビットに付け加える。すなわち、符
号レジスタをRビットシフトして、N - (2**mR-1)回イン
クレメントする。なお、N = (2**mR-1)のときは、単
に、符号レジスタに長さRの劣性シンボルの基本符号を
つけ加えるのみである。』 ここで、劣性シンボルを「１」と仮定し、優勢シンボル
を「０」とする。さて、図３においては、（イ）の入力
信号「１」は、劣性シンボルで、このときのRの値は、3
と仮定しているので、対応する符号語は、「０００」で
ある（（ロ））。このときは、図４（ａ）に示すよう
に、（劣符号手順）によって、符号レジスタを３ビット
シフトする。

【００８４】次に、優勢シンボル「０」が、４回続いて
いる（（ハ））。これに対応する符号語は、「１００」
であり（（ニ））、これと、前の長さ３の劣性シンボル
の基本符号と合成する。実際には、（優符号手順）によ
り、図４（ｂ）に示したように、符号レジスタを４回イ
ンクレメントすれば良い。

【００８５】次の劣性シンボル（ホ）では、Rを4と仮定
しているので、対応する符号語は、「００００」である
（（ト））。ここでは、劣性シンボル（ホ）の次に、す
ぐ劣性シンボル（ト）が来ているので、符号レジスタの
状態は、図４（ｃ）から図４（ｄ）へ移行する。

【００８６】次は、優勢シンボルが８回連続する
（（リ））。直前のRの値は、3なので対応する符号語
は、「１１１００１」である（（ヌ））。

【００８７】これは、（優符号手順）にしたがって、符
号レジスタの値を７インクレメントし（図４（ｅ））、
その後、符号レジスタを３ビットシフトし（図４
（ｆ））、最後に、この値を１インクレメントする（図
４（ｇ））。

【００８８】なお、（優符号手順）の所に記述したよう
に、優勢シンボルの符号への具体的な置き換えは、図５
に示すようになる。

【００８９】また、上記説明では、符号レジスタの下位
ビットを直接インクレメントしたが、カウントを別の所
でおこなって、その後、符号レジスタ上にある長さRの
劣性シンボルの基本符号とビット毎のＯＲを取るなどし
て合成する手順をとっても良い。

【００９０】(III)復号の原理 次に、上の様にして生成した符号を復号するときの原理
について説明する。

【００９１】上記符号化処理では、劣性シンボルの符号
語から始めて、劣性シンボルの符号語と優勢シンボルの
符号語を合成して、一つの符号語として生成していっ
た。今、この合成された符号語を合成符号語ということ
にする。

【００９２】復号化処理では、この合成符号語を、劣性
シンボルの符号語と優勢シンボルの符号語に分離して行
かなければならない。そのため、今、合成符号語の先頭
が識別できているものする。そのときに、以下の場合に
わけて、それに続く符号語を認識していく。そして、こ
れらを復号が終わるまで繰り返していけば良い。また、
Rの値は、その劣勢シンボルの予測生起確率から求めら
れる。

【００９３】（復号ケース１）その合成符号語がR個
が、全て「０」で表されているならば、それは、劣勢シ
ンボルの符号語のみで構成されている場合である。復号
するときは、劣性シンボルのみを復号すれば良い。

【００９４】（復号ケース２）その合成符号語R個の中
で、「０」と「１」が混在しているとき、劣勢シンボル
の符号語と優勢シンボルの符号語が混在している場合で
ある。 そのときは、劣性シンボルを１つと、そのRビ
ットの符号語を２進数で解釈したときの数分だけ、優勢
シンボルを復号する。

【００９５】（復号ケース３）その合成符号語R個が、
全て「１」で表わされているならば、次の、符号語をR
ビットを調べる。

【００９６】その符号語も、全て「１」なら、次のR個
の符号語を調べる。この様に、R個単位のブロックで見
ていって、「０」を含むブロックが現われるまで繰り返
す。

【００９７】ここで、R個単位のブロックで、全て
「１」のものが、m回現われ、また、その直後の、R個単
位のブロックを２進数にしたとき、bであるとする。こ
のときは、劣性シンボル１つと、優勢シンボルを（2**m
R-1)+b個復号する。

【００９８】（IV）本発明の特徴 本発明では、上記のように劣性シンボルが現われたとき
には、符号レジスタを予測生起確率より算出されるビッ
ト数だけシフトし、優勢シンボルが現われたときには、
符号レジスタをインクレメントする。このような原理に
基づき、簡易な処理手順で、効率の高い符号化復号化処
理を実現することができる。なお、本発明の説明で用い
ている劣性と優勢のシンボルとして仮定した「０」と
「１」とを置き換えて、符号化復号化処理をおこなって
も同様の効果が得られることはもとよりである。

【００９９】〔符号化復号化手順〕 （I）符号化手順 次に、上記原理に基づく符号化処理の手順を、図６の順
を追って説明する。図６は、本発明に係る符号化処理の
手順を示すフローチャートである。なお、この説明で
も、入力信号のレベルは、「０」、「１」の２値レベル
であったとする。

【０１００】（１）初期化 演算をおこなう符号レジスタを用意する。この符号レジ
スタは、信号を入力する前に、符号語の開始位置を明確
にするため、初期化する必要がある（Ｓ６０１）。

【０１０１】この初期化の具体的な例としては、例え
ば、初期値「１」を符号レジスタＣに設定する。また
は、仮想的な劣勢シンボルを設定し、例えば１個の
「０」を符号語の先頭に配置しても良い。また、符号化
／復号化処理をおこなう装置の双方で約束を決めておく
ならば、上記例に限らず先頭符号を設定して良く、ある
いは、何らの符号を付加しなくてもよい。

【０１０２】（２）確率値の推定 信号となるデータを統計的に調べたり、予め定められた
なんらかのアルゴリズムによって、符号化対象の予測生
起確率を推定する（Ｓ６０２）。これは、例えば、既に
入力されている信号値に従って、次に来る信号の生起確
率を予測する方法が代表的なものである。各々の生起確
率は、優勢シンボルX0についてはP0、劣勢シンボルX1に
ついてはP1と推定されたものとする。

【０１０３】（３）信号入力 次に、信号を入力する（Ｓ６０３）。上記（２）の予測
生起確率の推定手順によって、信号の生起確率を予測す
る。

【０１０４】（４）符号の作成 ここで、高い予測生起確率P0をとる信号値（「０」、
「１」のどちらか）を優勢シンボルX0、低い予測生起確
率P1をとる信号レベル（優勢シンボルX0と逆の値）を劣
勢シンボルX1とする。また、現在の符号レジスタの値を
Cとしたときに、以下の様に判定する（Ｓ６０４）。

【０１０５】

【数９】 Xi=X0の場合： C ← C + 1 …（式１０） すなわち現在の符号に１を加算する（Ｓ６０８２）。

【０１０６】

【数１０】 Xi=X1の場合： C ← C・2**R …（式１１） すなわち、符号レジスタの値をＲビット分、左にシフト
する（Ｓ６０８１）。

【０１０７】ここで、上記符号生成の原理で述べたよう
に、Rは、劣勢シンボルの予測生起確率P1により定まる
値である。

【０１０８】この手順によれば、劣勢シンボルに引き続
き、優勢シンボルが連続して生起した場合には、符号レ
ジスタの下位ビットにおかれた、先立つ劣勢シンボルの
基本符号を構成するＲ個の「０」部分（「長さRの劣性
シンボルの基本符号」)を、優勢シンボルの連続個数分だ
け符号レジスタをインクレメントすることにより、優勢
シンボルの連続を表す２進数で置き換えることになる。

【０１０９】また、符号レジスタの下位ビットに置かれ
た長さRの劣性シンボルの基本符号が、インクレメント
されて、全て「１」になったときは、（優符号手順）で
記載したようにブロック符号を付加する（Ｓ６０８
３）。

【０１１０】（５）符号出力 予め定めたシンボルの符号化が終了した時点、予め定め
たビット数の符号が符号レジスタＣに作成された、ある
いは、符号レジスタに作成されたビットが溢れて収容で
きなくなった等の条件が発生したときに、符号レジスタ
の内容を、例えば、符号バッファ、メモリ等に出力する
（Ｓ６０９）。

【０１１１】符号出力後、レジスタ初期値の再設定が必
要になるときもある。

【０１１２】（６）終了判断 対象の符号化処理が終了した場合には（Ｓ６１０）、そ
の時点のレジスタＣの内容を出力し、終了処理を終了す
る。

【０１１３】符号化処理をさらに継続する場合には、次
のシンボルの処理を繰り返す。

【０１１４】（II）復号化手順 次に、上記原理によってなされた符号の復号化手順につ
いて、図７の順を追って説明する。図７は、本発明に係
る復号化手順を示すフローチャートである。なお、この
復号化処理においても、もと信号が「０」、「１」の２
値であると仮定する。

【０１１５】（１）符号語の先頭位置の検出 レジスタＣに符号語を入力する。

【０１１６】ここで、符号化／復号化処理をおこなう装
置の双方で決めた約束に基づき、符号語の先頭位置を検
出し、確定する（Ｓ７０１）。

【０１１７】（２）生起確率の予測 符号化のときにおこなった予測生起確率を推定手順と同
じ方法により、符号化対象の予測生起確率を推定する
（Ｓ７０２）。各々の予測生起確率は、符号化のときと
同様に、優勢シンボルX0についてはP0、劣勢シンボルX1
についてはP1とする。

【０１１８】（３）符号語入力 次に、符号語を入力する（Ｓ７０３）。そして、（２）
の予測生起確率の推定手順に従って、個々の符号語に対
応する生起確率を予測する。

【０１１９】（４）符号語の検出と劣性シンボルの再生
処理 先ず、生起確率の推定値に基づいて、符号語を優勢シン
ボルのものと劣性シンボルと分離したときの、劣性シン
ボルの長さRを求める（Ｓ７０４）。

【０１２０】長さRの符号語の中に、優勢シンボルの符
号語があるかを検出する（Ｓ７０４）。すなわち、こ
れは、長さRの符号語の中に、シンボル「１」が登場し
ないか否かを調べることである。

【０１２１】次に、R個の符号語に対して、劣性シンボ
ルを一つ再生する（Ｓ７０４）。

【０１２２】（５）優勢シンボルの検出と優勢シンボル
の再生処理 長さRの符号の内で、一つでもシンボル「１」が含まれ
るときは（Ｓ７０５）、この符号語は、劣性シンボルの
後に、優勢シンボルが引き続き生起したものである。こ
のときは、Ｓ７０６に進む。

【０１２３】全て、シンボル「０」のときは、優勢シン
ボルが現われなかったときであるから、優勢シンボル
は、再生されない。

【０１２４】優勢シンボルが引き続き生起されたものと
されるときは、優勢シンボルの連続回数を検出し（Ｓ７
０６）、その数だけ優勢シンボルを再生する必要があ
る（Ｓ７０６）。

【０１２５】このとき、長さRの符号語の全てが、シン
ボル「１」であったときは、以下に引き続くブロック符
号を考慮する必要がある。そのブロック符号の後に、ま
たブロック符号が続くときにも、以下同様にし、優勢シ
ンボルの連続回数を求めなければならない。

【０１２６】なお、信号を再生するときには、高い予測
生起確率P0をとる信号レベル（「０」「１」のどちら
か）は、優勢シンボルX0、低い予測生起確率P1をとる信
号レベル（優勢シンボルX0と逆の値）は、劣勢シンボル
X1と対応付けられているから、復号して得られた優勢シ
ンボルと劣勢シンボルとの区別を、予測生起確率と対応
させるれば良い。

【０１２７】（６）終了判断 全ての符号語の復号が終了したならば終了し（Ｓ７０
７）、そうでなければ次の符号語の復号を繰り返す。

【０１２８】（III）符号出力について 符号語を出力するタイミングとして、作成された符号語
が一定の長さに達した時点、符号化処理したシンボルの
個数が一定に達した時点、符号化対象シンボルが終了し
た時点等を利用できる。

【０１２９】出力する符号語は、そのままのビット系列
でも、あるいは何らかのフレーム構造に内蔵するため分
割してもよい。例えば、フレーム内の情報フィールドが
５８バイトの大きさであるならば、生成した符号語をそ
のバイト数分に区切って出力する。

【０１３０】符号データを蓄積、伝送する場合には、Ｃ
ＲＣ（Cyclic Redundancy Check）などのデータ誤りを
排除する手段を利用することが望ましい。本発明は、デ
ータ誤りをなくす手段を限定するものではなく、様々な
手段と組み合わせることができる。

【０１３１】また、符号語のビット列に先立ち何らかの
情報を含むヘッダ情報を付加することができる。例え
ば、本発明に基づき符号生成したことを明示的に示す情
報、符号化対象のシンボル数（すなわち復号すべきシン
ボル数）等を、ヘッダ情報としてに設定することができ
る。

【０１３２】さらに、一定の符号化シンボル個数あるい
は一定の符号語ビット毎に何らかの情報を含む同期信号
を挿入することもできる。例えば、特定のビットパター
ンをいわゆるエスケープ符号として設定し、その符号に
引き続き何らかの制御信号を挿入することができる。こ
のエスケープ符号として、例えば、実際の符号化処理に
は使わない極めて生起確率の低い劣勢シンボルに対応し
た符号語を利用すれば良い。

【０１３３】〔符号化復号化装置の構成〕 （I）符号化装置の構成 次に、図８および図１０を用いて本発明に係る符号化装
置の構成について説明する。図８は、本発明に係る符号
化装置の構成を示すブロック図である。図１０は、本発
明に係る符号化装置の符号レジスタと符号バッファとを
模式的に示した図である。

【０１３４】生起確率予測装置１０１は、符号化対象シ
ンボルの生起確率を予測する。すなわち、メモリ装置１
００には、既に符号化処理を終了したシンボルが一時的
に蓄積されるが、それからの出力を用いて、次の符号化
対象であるシンボルの生起確率を予測し、シンボルの内
でどのシンボルが、優勢シンボルになるか劣勢シンボル
になるかを設定する。

【０１３５】そして、この判断に基づく優勢シンボルと
劣勢シンボルと、符号化対象シンボルである実際に生起
したシンボルとを比較器１０２を用いて比較する。生起
確率予測装置１０１の出力である予測確率と比較器１０
２とから出力される結果に従って、劣勢シンボルに対応
する符号語を生成するビットシフト制御装置１０３、優
勢シンボルの生起回数をカウントする計測装置１０４を
用いて作る。そして、各々が生成した符号語を符号レジ
スタ１０５を用いて合成する。また、出力した符号語を
一時的に蓄積するため、符号バッファ１０６を用意す
る。

【０１３６】ここで、前記従来方式が小数点以下の数値
を扱うレジスタを複数個必要としていることに対して、
図１０に示すように、本発明の符号レジスタ１０５は
「０」を含む正の整数値を表現できる２進レジスタであ
れば良い。

【０１３７】また、符号レジスタ１０５は、以下の様に
様々な構成が考えられる。

【０１３８】（１）単一のレジスタ （２）複数のレジスタを接続して構成する （３）単一のレジスタと汎用メモリを組み合わせて構成
する ここで、符号レジスタ１０５のビット構成は、処理の簡
易化、処理速度の向上の観点から、劣勢シンボルの最大
符号語長を最低限の長さとして備えることが望ましい。

【０１３９】なお、汎用メモリを符号語の蓄積のために
使うためには、蓄積した符号の最終位置を指示するポイ
ンタ、あるいは蓄積した符号のビット数を計測するカウ
ンタと組み合わせることで、その汎用メモリのビット構
成に依存することなく利用することができる。

【０１４０】（II）復号化装置の構成 次に、図９を用いて本発明に係る復号化装置の構成につ
いて説明する。図９は、本発明に係る復号化装置の構成
のブロック図である。

【０１４１】先ず、入力した符号語を一時的に蓄積した
符号バッファ２０６から、符号レジスタ２０５に転送す
る。生起確率予測装置２０１は、既に復号化処理を終了
したシンボルを一時的に蓄積するメモリ装置２００の出
力を用いて次の復号化対象であるシンボルの生起確率を
予測し、シンボルの内で、どのシンボルが優勢シンボル
となるか劣勢シンボルとなるかを設定する。

【０１４２】符号レジスタ２０５の符号、および生起確
率予測装置２０１の出力であるシンボルの予測生起確率
の結果に従って、劣勢シンボルを劣勢シンボル再生装置
２０３、優勢シンボルを優勢シンボル再生装置２０４を
用いて各々の再生を実行し、信号合成出力装置２０２を
用いてシンボルを復元する。

【０１４３】（III）処理速度の向上 信号処理速度の観点からは、一つのマシンサイクルで一
つのシンボルを符号化処理、あるいは復号化処理するが
望ましい。このためには、上記符号生成装置と符号分析
装置の動作をマシンサイクルに同期してシンボルを処理
するように構成すれば良い。

【０１４４】このような一つのマシンサイクルで一つの
シンボルを符号化処理、あるいは復号化処理をおこなう
ことのできる符号化復号化装置を組み込むことで、高速
な信号処理を特長とする画像信号の処理装置を実現する
ことができる。

【０１４５】〔符号テーブルを用いた符号化復号化処理
の高速化〕次に、図１１および図１２を用いて符号テー
ブルにより、本発明に係る符号化復号化処理を高速化で
きることについて説明する。図１１は、符号テーブルの
模式図である。図１２は、符号テーブルを用いた符号化
装置および復号化装置のブロック図である。

【０１４６】本発明による符号化処理は、前記符号化処
理手順によって、入力したシンボル毎に符号語を生成し
ていくことになる。また、復号化処理では、入力した符
号を復号して、信号を生成するものであった。しかしな
がら、連続して生起したシンボルの組み合わせに対応し
た符号語（復号の場合は、入力符号に対する信号）を、
予め作成しておいてもよい。

【０１４７】例えば、一つの劣勢シンボルと、一つもし
くは複数の優勢シンボルが連続した場合、図１１に示す
様に、そのシンボルの組み合わせに対応した符号語を予
め定めてテーブルにまとめておくことができる。この符
号テーブルを作成するパラメータは、劣勢シンボルの生
起確率と引き続く優勢シンボルの連続個数である。

【０１４８】以下これを、「符号テーブル」と呼ぶこと
にしよう。この符号テーブルによれば、これまで説明し
てきた符号化復号化処理をテーブルを検索するのみでお
こなうことができるので、処理速度が向上することが期
待できる。

【０１４９】このような符号テーブルを使った符号化処
理復号化処理の構成例は、図１２に示す如くである。

【０１５０】この装置は、基本的には図８および図９に
示した構成と同じであるが、演算をおこなための符号レ
ジスタ１０５および２０５の代わりに、上記図１１のよ
うな符号テーブル１１０および２１０を備える。

【０１５１】このように符号テーブルを使うメリット
は、符号語を演算するための符号レジスタをなくすこと
ができ、シンボル毎の符号生成手順および復号手順を簡
略化でき、符号化復号化処理の高速化を実現できる点に
ある。

【０１５２】特に、復号処理において、一つの劣勢シン
ボルの符号語長に相当する符号語をテーブル検索するこ
とによって、一つの劣勢シンボルと複数（０以上）の優
勢シンボルを復号できる。すなわち、シンボル単位の信
号処理速度は、一般的には、比較すると符号化処理より
も復号化処理の方が高速に実行できると言える。

【０１５３】上記符号テーブルによる符号化復号化の考
え方は、本発明の非ブロック符号の生成プロセスが有限
の状態遷移で表すことができることに基づいている。言
い換えれば、原理的には異なるものの、ブロック符号と
同様に、予め作成した符号語を接続していくことで、符
号化処理を実現できることを示している。

【０１５４】なお、ブロック符号による符号化処理は、
複数の対象シンボルをまとめて符号語に変換する処理を
採用することができるが、生起確率の予測に参照できる
のは、その符号語に対応する対象シンボル以前に処理が
済んでいるシンボルである。

【０１５５】一方、本発明の符号化処理では、基本的
に、対象シンボル毎に符号語を作成していくことから、
直前のシンボルまで生起確率の予測のために参照でき
る。

【０１５６】〔プログラムとプロセッサとによる実施
例〕これまで説明したきた符号化復号化処理の基本手順
は、一般的なプロセッサを用いたプログラム手続きで容
易に実現することができる。

【０１５７】ここでいうプロセッサとは、いわゆる汎用
プロセッサであり、構造的には、数個の汎用レジスタ、
アドレスレジスタなどを持ち、汎用メモリと接続して用
いて、汎用メモリに蓄えられたプログラムを解釈して実
行して、メモリに蓄えられたデータの入出力をおこなう
ものである。

【０１５８】これまで述べてきた符号レジスタは、この
プロセッサが内蔵する汎用レジスタを利用することがで
きる。また、符号を蓄積するメモリとしては、プロセッ
サがアクセスできる汎用メモリを利用することができ
る。プロセッサに内蔵する複数の汎用レジスタを接続し
た使い方をすることで、ビット長尺化を計ることもでき
る。

【０１５９】また、この場合であっても、信号処理の高
速化のため、上記したように、符号テーブルとして、複
数のシンボルの組み合わせに対応した符号語をあらかじ
めメモリ上にテーブルとして配置しておくことができる
のはもとよりである。このとき、メモリ上の符号テーブ
ルを検索するのは、検索用データをメモリアドレスに変
換することで容易に実行できる。

【０１６０】また、当然のことながら、本発明を汎用プ
ロセッサによるプログラム手続きで実行させた場合であ
っても、信号処理を実行するプロセッサの種別、プログ
ラム言語の種類等に依存するものではない。

【０１６１】〔多値レベルの符号化処理〕次に、図１３
および図１４を用いて本発明に係る符号化復号化処理手
順を、入力シンボルが多値レベルである場合にも適用で
きることを説明する。すなわち、これまで説明してきた
手順は、入力される対象シンボルの取りうる信号レベル
が２値の場合であったが、ここでは、他の処理と併用す
ることによって、多値レベルの信号を符号化できること
を説明する。図１３は、多値レベルの符号化をおこなう
ときの二つの方法を模式的に説明する図である。図１４
は、符号混在方式による符号化装置のブロック図であ
る。

【０１６２】（I）符号混在方式 最初に、符号混在方式の例による符号化復号化方法につ
いて説明する。

【０１６３】この方法は、これまで説明してきた算術符
号とブロック符号とを組み合わせた方法なので、「符号
混在方式」と言うことにした。

【０１６４】この方法による符号化の場合には、図１３
（ａ）に示されるように、先ず、対象シンボルの取りう
る状態（２以上）を、予測生起確率に基づき優勢と劣勢
の二つのグループに分ける。そして、次に、各々のグル
ープ内でのシンボルの状態の区別をブロック符号で表す
ものである。

【０１６５】すなわち、この方法によれば、一つのシン
ボルに対応した符号語は、優勢と劣勢を区別するための
算術符号に基づく符号語と、各グループ内のシンボルを
区別するためのブロック符号に基づく符号語の２種類の
組み合わせとなる。

【０１６６】算術符号とブロック符号を結合するときに
は、例えば、符号レジスタに算術符号があるときには、
それを必要分だけ、左シフトさせて、ブロック符号をシ
フトさせた領域に符号語に付加すれば良い。あるいは、
符号レジスタのビットシフトを伴わずに複数のブロック
符号を付加する場合には、順番に接続していくことにな
る。このようにして、算術符号に基づく符号語とブロッ
ク符号を混在した符号語を作ることができる。

【０１６７】また逆に、復号側では、一つのシンボルに
対応した２種類の符号語、すなわち、算術符号に基づく
符号語と引き続くブロック符号を解析する。

【０１６８】なお、ここで、上記グループ分けの方法の
一例として、優勢グループには一つの状態のみを割り当
て、残りの状態は全て劣勢グループに割り当てることが
できる。例えば、図１３（ａ）の場合で、ｓ１のみを優
勢グループにして、ｓ２〜ｓＫを劣性グループとして場
合分けするときである。

【０１６９】この場合においては、優勢グループはシン
ボル状態を区別する必要はないので、劣勢グループのみ
にブロック符号を作成し、算術符号に基づく符号語とブ
ロック符号を混在した符号語を作ることができる。

【０１７０】この符号混在方式による符号化装置の構成
を示せば、図１４に示す如くになる。

【０１７１】すなわち、算術符号に基づく符号語とブロ
ック符号に基づく符号語を格納するバッファメモリを別
々に用意する。そして、両者の符号語を接続するビット
位置を表す位置情報を蓄積しておき、これらのメモリか
ら両者の符号語を出力するときに、この位置情報を用い
て両者の符号語の組み合わせ処理をおこななうことで一
つの符号列を出力することができる。

【０１７２】また、算術符号に基づく符号語とブロック
符号に基づく符号語の組み合わせのテーブルを、予め全
て作成しておき、これを符号化復号化のための符号テー
ブルとしておくことで、生起した状態に基づき、この符
号テーブル検索することで、高速に符号語に変換するこ
ともできる。

【０１７３】（II）トリー展開方式 このトリー展開方式においては、図１３（ｂ）に示され
るように対象シンボルの取りうる状態（２以上）を２分
岐トリーに展開して、各分岐ノード●に分かれるとき
に、シンボルの「０」、「１」を対応させる。このよう
にすれば、多値の状態が、２値のシンボルにマッピング
できることになる。そして、この各分岐点で予測生起確
率を求めながら、枝に至るまで繰り返し、これまで述べ
てきた算術符号に基づき符号化をおこなうことで、一つ
のシンボルに対応した符号語を作ることができる。な
お、２分岐トリーのルートから枝までの分岐の数は、全
てのシンボル状態に均一であっても不均一であっても良
い。

【０１７４】〔本発明の符号化復号化方法の具体的応用
例〕最後に、図１５ないし図１８を用いて、本発明に係
る符号化復号化方法が、具体的にどのようなシステムに
応用されるかについて説明する。図１５は、静止画像の
画像データを符号化する場合に、予測生起確率の求め方
を示す模式図である。図１６は、画像のサブサンプリン
グと予測生起確率の関係と、複数のプレーンを持つ場合
の符号化の順序を説明するための模式図である。図１７
は、波形信号の符号化処理、線画情報の符号化処理の方
を説明するための模式図である。図１８は、符号化処理
装置の基本構成とマルチメディアの符号化処理装置の基
本構成を対比して示した模式図である。

【０１７５】（I）静止画像 静止画像に限らず、一般に、画像データは、画素の集合
として表される。

【０１７６】このときの生起確率の予測方法の一例につ
いて説明しよう。

【０１７７】例えば、符号化対象とする注目画素に隣接
し、既に符号化処理の終了した画素の信号値を参照画素
として用いることで、注目画素の信号値を予測すること
ができる。本発明は、予測の方法、装置構成に依存する
ものではないが、図１５を用いて、画像データの生起確
率の予測方法の有力な方法として説明しておこう。

【０１７８】図１５（ａ）に示すように、参照画素をY
A、YB、YCとし、注目画素をYとして、それぞれ０と１の
２値レベルを取るものとする。

【０１７９】注目画素Yの信号レベルは、隣接する参照
画素の信号レベルと関連があることから、あらかじめY
A、YB、YCと、Yの信号レベルの出現頻度を、一般的な画
像を対象として統計にまとめる。こうして、図１５
（ｂ）に示されるように、三つの参照画素の取りうる８
個の状態における注目画素の信号レベル（０あるいは
１）の生起確率を設定できる。この結果を用いて、実際
の画像データの符号化処理において、参照画素を用い
て、注目画素の生起確率を予測することができる。

【０１８０】本発明の符号化復号化方法は、当然のこと
ながら、この例における参照画素の設定個数、設定場所
を限定するものではなく、また、参照画素の設定個数、
設定場所を適応的に可変させることもできる。

【０１８１】また、一画素あたり多値レベルをとる濃淡
画像の符号化処理は、その信号を２値レベルの信号に変
換することで、前記本発明の符号化復号化手順を適用す
ることができる。例えば、多値レベルの信号をバイナリ
コード、グレイコード等で表し、ビットプレーン毎にス
キャンをおこなって、各画素２値レベルの信号になった
ものに、本発明の符号化復号化方法を適用することで効
率の良い符号化処理を実現することができる。ここで、
図１６（ｂ）は、ビットプレーンを符号化するときの順
序の一例を示した図である。

【０１８２】また、図１６（ａ）に示すように、ビット
プレーン毎に、画素の飛び越しスキャンによるサブサン
プリングをおこななうこともできる。注目画素の周囲に
参照画素を設定することができることから、注目画素の
信号の生起確率を精度高く求めることができ、圧縮率の
向上を実現することができる。サブサンプリングして符
号化したデータは、とびとびの場所から復号されていく
ので、じわじわ絵が浮かびあがるような階層的な復号再
生をおこなうに適しており、画像の検索を効率良く実行
することができる。従って、例えば医用画像のように、
高精細、高階調であり、多種多様の画像検索が容易であ
り、劣化なくデータ保存が必要な場合において、本発明
は有効に利用できる。

【０１８３】また、カラー画像の符号化復号化手順につ
いて説明する。

【０１８４】このようなカラー画像の符号化復号化を定
める勧告としては、ITU-T勧告T.81がある。この勧告に
おいては、入力信号にDCT（離散コサイン変換、Discret
e Cosign Transform）をおこなった後の周波数成分の符
号化処理にハフマン符号を使うことが規定されている。
そして、このハフマン符号の代わりに算術符号を適用す
ることがオプション機能として規定されている。この算
術符号の代わりに、本発明による符号化処理を適用する
ことができる。

【０１８５】一画素あたり複数のカラー信号で表される
カラー画像の符号化処理においても、前記濃淡画像の符
号化処理方法を各色毎に適用することで、同様に効率の
良い符号化処理を実現することができる。この際、各色
の信号の生起確率は、隣接する画素の色信号と、各色を
座標軸とする色空間における信号発生の特異性を利用し
て求めることができる。

【０１８６】（II）動画像 動画像では、同一フレーム内の画素のみならず、画像の
時間軸方向の相関性を利用した信号予測が可能である。
例えば、MPEG（Moving Picture Experts Group）と呼ば
れる動画像符号化方式では、時間的に連続する複数のフ
レーム間で動き予測等の信号処理を行ない、またフレー
ム内でDCT（離散コサイン変換）をおこななって、その
結果を符号語に変換する。

【０１８７】本発明の符号化復号化処理は、このような
信号処理に依存することなく、符号化対象シンボルの生
起確率をあらかじめ予測できる場合に適用できる。

【０１８８】従来の技術の所の説明でも指摘したよう
に、算術符号に基づく符号化復号化処理装置の問題点の
一つにレイテンシ（復号出力の潜伏）と呼ばれる復号生
成速度の不均一性がある。特に動画像の符号化復号化の
ように実時間処理が要求される場合において、この問題
が重要視される。

【０１８９】本発明は、前記したように、従来方式に比
べて判断に基づく信号処理の分岐回数が少なく、復号出
力の潜伏が、原理的にありえないので、実時間処理が必
要なシステムにおいて、特に有用な技術である。

【０１９０】（III）音声等の波形信号 音声信号は、時間軸方向に１次元で表される信号変化、
すなわち波形信号である。同様な信号として、例えば、
電圧等の電気信号波形、地震等の振動波形、心電図波形
等がある。

【０１９１】これらの様な波形信号に対しては、図１７
（ａ）に示すように、サンプリングした信号レベルの差
分値を算出し、過去の信号レベルを参照して差分値の生
起確率を予測し、多値レベルの符号化処理をおこなうこ
とができる。

【０１９２】（IV）地図等の線画像 地図画像等を構成する、線図形の効率的な符号化方法を
説明する。一般に線図形は、ベクトルの連続として表現
することができる。この場合における符号化処理の例と
して、図１４（ｂ）)に示すように線をベクトルに分解
し、ベクトルの取りうる角度範囲をバイナリトリ−で順
次分割して表し、各分割範囲の生起確率を予測すること
で、本発明を容易に利用することができる。

【０１９３】また、ベクトルは角度と長さの二つの情報
の組み合わせで表される。ここで、角度情報を上記のよ
うに算術符号を用いて符号語に変換し、長さ情報をブロ
ック符号を用いて符号語に変換し、両者を前記の多値レ
ベルの符号化方式と同様に、一つの符号列に混在させる
ことも可能である。

【０１９４】（V）復号処理のみを実行する信号処理装
置 例えば、ネットワークからダウンロードした符号化デー
タ、CD-ROMあるいは半導体メモリ等に蓄積された符号化
データを復号して利用するため、復号処理のみを備える
信号処理装置を構成することができる。

【０１９５】符号化処理を必要としないことから、信号
処理をおこなう部分を本発明の復号処理のみをおこなう
装置のみで構成することができる。

【０１９６】（VI）従来の算術符号に基づく符号化復号
化装置を、本発明の符号化復号化装置に置き換えること 国際標準として規格化されているITU勧告T.81およびT.8
2に基づく符号化復号化装置において、算術符号に基づ
く符号化復号化処理を実行する部分を、本発明の符号化
復号化装置で置き換えることができる。このような符号
化復号化装置の置き換えが容易にできることも、本発明
に係る符号化復号化処理の特長の一つである。

【０１９７】（VII）マルチメディアの符号化復号化 昨今、様々なメディアを統合的に扱おうというマルチメ
ディアについて関心が高まってきている。

【０１９８】本発明の符号化復号化方法によっても、様
々なメディアから得られる２値画像、多値画像、カラー
画像、音声信号、線画像等の複数種類の信号源からの信
号を、簡易な装置構成で効率良く符号化復号化処理する
マルチメディアの符号化復号化装置として利用すること
ができる。

【０１９９】すなわち、図１８（ａ）に示されるよう
に、符号化処理は、モデリングと生起確率の予測、符号
生成と概念的に分かれることになるが、モデリングと生
起確率の予測をおこなう部分を複数個、図１８（ｂ）に
示すように用意して、マルチメディアの複数種類のそれ
ぞれの信号の特性に基づき、生起確率の予測を並列的に
接続して、符号生成のための手段は共通に動作させるこ
とで実現できる。

【０２００】ここで、多値画像、カラー画像、音声信
号、線画像等については、上記したように、サブサンプ
リング、ビットプレ−ン展開、トリー展開等を実行する
ための生起確率の予測手段を用意することができる。

【０２０１】ここで、図１８（ｂ）におけるモデリング
をおこなう装置は、符号化対象シンボルから参照シンボ
ルおよび注目シンボルを組み合わせ、両者の信号特性の
相関関係を求めるための装置であり、符号化対象の複数
の信号源の種類に対応して構成する。ここで、参照シン
ボルを用意するためには、既に信号処理済みのシンボル
を一時的に蓄積するメモリが必要となるが、この目的の
ためには、一つのメモリ装置を共通に利用することがで
きる。

【０２０２】生成した符号語には、信号源の種類を区別
するための符号を付加することができる。また、符号化
の種類を区別するための符号を付加することも可能であ
る。

【０２０３】また、複数種類の信号源の符号を、一定の
ルールに基づき多重化することもできるが、本発明の符
号化復号化方法は、多重化の手段に依存するものではな
い。

【０２０４】このようにして、いわゆるマルチメデイア
と呼ばれる複数の信号源を組み合わせた、表示装置、蓄
積装置、伝送装置等において本発明を有効に利用するこ
とが期待される。

【０２０５】

【発明の効果】本発明によれば、データを圧縮して符号
とし、また、それを復号するための符号化復号化装置に
おいて、非ブロック符号の持つ圧縮効率の良さを損なわ
ず、しかも、簡単なアルゴリズムにより、符号化復号化
をおこなえる方法であって、複雑な装置も必要とせず、
演算速度の速い符号化復号化をおこなう符号化復号化装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る符号化復号化装置における符号化
方法の基本原理図である。

【図２】従来の算術符号の生起確率決定の原理と本発明
に係る符号生成の生起確率決定の原理を、対比して示し
た模式図である。

【図３】本発明に係る符号化方法の一例を示す模式図で
ある。

【図４】符号レジスタと符号バッファの内容を時系列に
示した模式図である。

【図５】優勢シンボルの符号化の例を示した模式図であ
る。

【図６】本発明に係る符号化処理の手順を示すフローチ
ャートである。

【図７】本発明に係る復号化手順を示すフローチャート
である。

【図８】本発明に係る符号化装置の構成を示すブロック
図である。

【図９】本発明に係る復号化装置の構成のブロック図で
ある。

【図１０】本発明に係る符号化装置の符号レジスタと符
号バッファとを模式的に示した図である。

【図１１】符号テーブルの模式図である。

【図１２】符号テーブルを用いた符号化装置および復号
化装置のブロック図である。

【図１３】多値レベルの符号化をおこなうときの二つの
方法を模式的に説明する図である。

【図１４】符号混在方式による符号化装置のブロック図
である。

【図１５】静止画像の画像データを符号化する場合に、
予測生起確率の求め方を示す模式図である。

【図１６】画像のサブサンプリングと予測生起確率の関
係と、複数のプレーンを持つ場合の符号化の順序を説明
するための模式図である。

【図１７】波形信号の符号化処理、線画情報の符号化処
理の方を説明するための模式図である。

【図１８】符号化処理装置の基本構成とマルチメディア
の符号化処理装置の基本構成を対比して示した模式図で
ある。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号の符号化とその逆の過程である
   復号化をおこなう符号化復号化装置において、 シンボルの生起確率を予測する手段と、 入力信号のシンボルを判別する手段と、 符号レジスタと、 シフト制御手段とを有し、 符号化をおこなうに際して、 前記生起確率を予測する手段によって、入力信号のシン
   ボルの生起確率を予測して、 前記入力信号のシンボルを判別する手段によって、前記
   生起確率を予測する手段により求まったシンボルの予測
   生起確率の内で、大きい方の予測生起確率を持つシンボ
   ルを優勢シンボル、小さい方の予測生起確率を持つシン
   ボルを劣性シンボルと判別して、 劣性シンボルの生起予測確率を、2のR乗分の1（1/2**
   R、Rは、正の整数)で表わして、 前記劣性シンボルが入力されたときには、 その一つの劣性シンボルに対し、 前記シフト制御手段により、前記符号レジスタを上位に
   Rビットシフトして、 しかも、下位にR個の０を挿入することを特徴とする符
   号化復号化装置。
2. 【請求項２】 入力信号の符号化とその逆の過程である
   復号化をおこなう符号化復号化装置において、 シンボルの生起確率を予測する手段と、 入力信号のシンボルを判別する手段と、 符号レジスタと、 カウンタとを有し、 符号化をおこなうに際して、 前記生起確率を予測する手段によって、入力信号のシン
   ボルの生起確率を予測して、 前記入力信号のシンボルを判別する手段によって、前記
   生起確率を予測する手段により求まったシンボルの予測
   生起確率の内で、大きい方の予測生起確率を持つシンボ
   ルを優勢シンボル、小さい方の予測生起確率を持つシン
   ボルを劣性シンボルと判別して、 劣性シンボルの生起予測確率を、2のR乗分の1（1/2**
   R、Rは、正の整数)で表わして、 前記優勢シンボルが入力されたときには、 前記カウンタにより、その優勢シンボルの連続生起回数
   をカウントし、 そのカウントされた数だけ、前記符号レジスタをインク
   レメントすることを特徴とする符号化復号化装置。
3. 【請求項３】 請求項１および請求項２記載の符号化復
   号化装置の機能を持つ符号化復号化装置において、 符号化をおこなうに際して、 前記劣性シンボルが入力されたときに、請求項１記載の
   ようにして、符号レジスタ上に生成したR個の０から成
   る第一の符号語と、 前記優勢シンボルが入力されたときに、請求項２記載の
   ようにして、符号レジスタをインクレメントして生成さ
   れた第二の符号語とを生成し、 前記第一の符号語と前記第二の符号語とを合成して、符
   号を生成することを特徴する符号化復号化装置。
4. 【請求項４】 入力信号の符号化とその逆の過程である
   復号化をおこなう符号化復号化装置において、 シンボルの生起確率を予測する手段と、 入力信号のシンボルを判別する手段と、 符号レジスタと、 シフト制御手段と、 カウンタとを有し、 符号化をおこなうに際して、 前記生起確率を予測する手段によって、入力信号のシン
   ボルの生起確率を予測して、 前記入力信号のシンボルを判別する手段によって、前記
   生起確率を予測する手段により求まったシンボルの予測
   生起確率の内で、大きい方の予測生起確率を持つシンボ
   ルを優勢シンボル、小さい方の予測生起確率を持つシン
   ボルを劣性シンボルと判別して、 劣性シンボルの生起予測確率を、2のR乗分の1（1/2**
   R、Rは、正の整数)で表わして、 前記劣性シンボルが入力されたときには、 その一つの劣性シンボルに対し、 前記シフト制御手段により、前記符号レジスタを上位に
   Rビットシフトして、 しかも、下位にR個の０を挿入して、 前記優勢シンボルが入力されたときには、 前記カウンタにより、その優勢シンボルの連続生起回数
   をカウントし、 そのカウントされた数だけ、前記符号レジスタの下位の
   R個の０をインクレメントして、 このように入力信号を、一つの劣性シンボルと０個以上
   の優勢シンボルとを一組として、前記符号レジスタ上で
   符号化していくことを特徴とする符号化復号化装置。
5. 【請求項５】 前記入力される優勢シンボルの連続生起
   回数をNとし、 かつ、劣性シンボルの生起予測確率が、2のR乗分の1（1
   /2**R、Rは、正の整数)で表わされているときに、 (2**R-1)>Nであれば、劣性シンボルの符号語として生成
   される前記符号レジスタ上のR個の０をNだけ、インクレ
   メントし、 (2**R-1)≦Nであれば、劣性シンボルの符号語として生
   成される前記符号レジスタ上のR個の０を全て１にし
   て、ａ=N-(2**R-1)を意味する符号語を生成して、これ
   らを結合し、 前記劣性シンボルの符号語と前記優勢シンボルの符号語
   を合成した符号語とすることを特徴とする請求項３およ
   び請求項４記載のいずれかの符号化復号化装置。
6. 【請求項６】 前記ａ=N-(2**R-1)を意味する符号語
   が、前記R個づつからなる連続したブロックで構成さ
   れ、最後のブロック以外は、全てのビットが１からなる
   ことを特徴とする請求項５記載の符号化復号化装置。
7. 【請求項７】 プロセッサと、 メモリとを有し、 前記符号レジスタが、プロセッサ内にあるレジスタであ
   って、 前記優勢シンボルまたは劣性シンボルを、このレジスタ
   上で符号化していく手順を、 前記メモリに蓄えられたプログラムに従って、 前記プロセッサが実行していくことを特徴とする請求項
   １ないし請求項６記載のいずれかの符号化復号化装置。
8. 【請求項８】 請求項３または請求項４記載のようにし
   て、一つの劣性シンボルと０個以上の優勢シンボルとを
   一組として、符号レジスタ上の下位に生成される符号語
   を、予め作成しておき、 前記一つの劣性シンボルと、０個以上の優勢シンボル
   と、それと対応する前記符号語とを一つの項目としたテ
   ーブルを備え、 このテーブルによって、入力される信号を一つの劣性シ
   ンボルと０個以上の優勢シンボルとを一組として、対応
   する符号語を検索し、符号化していくことを特徴とする
   符号化復号化装置。
9. 【請求項９】 入力信号が複数の状態を取りうるシンボ
   ルから構成される場合であって、 前記予測生起確率手段によって予測される予測生起確率
   に基づき、それらのシンボルの取りうる状態を優勢グル
   ープおよび劣勢グループの二つのグループに分け、 前記劣性グループの状態が入力されたときは、請求項１
   記載の劣性シンボルが入力されたときのように処理を
   し、 前記優勢グループの状態が入力されたときは、請求項２
   記載の優勢シンボルが入力されたときのように処理を
   し、 請求項３記載のように前記第一の符号語と前記第二の符
   号語とを合成して、一組の符号語として、 また、そのシンボルが、属する前記グループ内のシンボ
   ルの状態を特定する符号語をブロック符号を用いて作成
   し、 前記第一の符号語と前記第二の符号語とが合成された一
   組の符号語と、そのシンボルが、属する前記グループ内
   のシンボルの状態を特定する符号語との結合が、この入
   力信号のとりうる状態の符号語とすることを特徴とする
   請求項３ないし請求項８記載のいずれかの符号化復号化
   装置。
10. 【請求項１０】 入力信号が複数の信号特性を有する場
    合であって、この各々の信号特性に対応した複数の生起
    確率予測手段を備えることを特徴とする請求項１ないし
    請求項９記載のいずれかの符号化復号化装置。
11. 【請求項１１】 入力信号の符号化とその逆の過程であ
    る復号化をおこなう符号化方法において、 符号化装置が、 シンボルの生起確率を予測する手段と、 入力信号のシンボルを判別する手段と、 符号レジスタと、 シフト制御手段と、 カウンタとを有し、 前記生起確率を予測する手段により求まったシンボルの
    予測生起確率の内で、大きい方の予測生起確率を持つシ
    ンボルを優勢シンボル、小さい方の予測生起確率を持つ
    シンボルを劣性シンボルとして、 前記シンボルの生起確率を予測する手段によって求まる
    シンボルの予測生起確率の内で、大きい方のシンボルを
    優勢シンボル、小さい方のシンボルを劣性シンボルとし
    たときに、 劣性シンボルの生起予測確率を、2のR乗分の1（1/2**
    R、Rは、正の整数)で表わして、（１）前記生起確率を
    予測する手段によって、入力信号のシンボルの生起確率
    を予測する手順、（２）前記入力信号のシンボルを判別
    する手段によって、前記入力信号を優勢シンボルと劣性
    シンボルとに判別する手順、（３）前記劣性シンボルを
    入力する手順、（４）その一つの劣性シンボルに対し、
    前記シフト制御手段により、前記符号レジスタを上位に
    Rビットシフトして、しかも、下位にR個の０を挿入した
    第一の符号語を生成する手順、（５）前記優勢シンボル
    を入力する手順、（６）前記カウンタにより、その優勢
    シンボルの連続生起回数をカウントし、 そのカウントされた数だけ、前記符号レジスタをインク
    レメントして第二の符号語を生成する手順、（７）前記
    第一の符号語と前記第二の符号語を合成する手順を有
    し、 前記（１）ないし前記（７）の手順をこの順に繰返しお
    こなって、入力信号を、一つの劣性シンボルと０個以上
    の優勢シンボルとを一組として、符号語を生成していく
    ことを特徴とする符号化方法。
12. 【請求項１２】 入力信号の符号化とその逆の過程であ
    る復号化をおこなう符号化方法において、 符号化装置が、 シンボルの生起確率を予測する手段と、 入力信号のシンボルを判別する手段と、 符号レジスタと、 シフト制御手段と、 カウンタとを有し、 前記生起確率を予測する手段により求まったシンボルの
    予測生起確率の内で、大きい方の予測生起確率を持つシ
    ンボルを優勢シンボル、小さい方の予測生起確率を持つ
    シンボルを劣性シンボルとして、 前記シンボルの生起確率を予測する手段によって求まる
    シンボルの予測生起確率の内で、大きい方のシンボルを
    優勢シンボル、小さい方のシンボルを劣性シンボルとし
    たときに、 劣性シンボルの生起予測確率を、2のR乗分の1（1/2**
    R、Rは、正の整数)で表わして、（１）前記生起確率を
    予測する手段によって、入力信号のシンボルの生起確率
    を予測する手順、（２）前記入力信号のシンボルを判別
    する手段によって、前記入力信号を優勢シンボルと劣性
    シンボルとに判別する手順、（３）前記劣性シンボルを
    入力する手順、（４）´その一つの劣性シンボルに対
    し、前記シフト制御手段により、前記符号レジスタを上
    位にRビットシフトして、しかも、下位にR個の０を挿入
    する手順、（５）前記優勢シンボルを入力する手順、
    （６）´前記カウンタにより、その優勢シンボルの連続
    生起回数をカウントし、そのカウントされた数だけ、前
    記符号レジスタの下位のR個をインクレメントする手順
    を有し、 前記（１）ないし（３）、（４）´、（５）、（６）´
    の手順をこの順に繰返しおこなって、入力信号を、一つ
    の劣性シンボルと０個以上の優勢シンボルとを一組とし
    て、前記符号レジスタ上で符号化していくことを特徴と
    する符号化方法。
13. 【請求項１３】 前記符号化していくときの優勢シンボ
    ルの連続生起回数をNとし、 かつ、劣性シンボルの生起予測確率が、2のR乗分の1（1
    /2**R、Rは、正の整数)で表わされているときに、(2**R
    -1)>Nであれば、劣性シンボルの符号語として生成され
    る前記符号レジスタのR個の０をNだけ、インクレメント
    し、 (2**R-1)≦Nであれば、劣性シンボルの符号語として生
    成される前記符号レジスタの下位のR個の０を全て１に
    して、ａ=N-(2**R-1)を意味する符号語を生成して、こ
    れらを結合する手順を（Ｏ）としたときに、 請求項１１記載の（６）、（７）の手順をこの手順
    （Ｏ）で置き換えるか、 または、請求項１２記載の（６）´をこの手順（Ｏ）で
    置き換えることを特徴とする請求項１１および請求項１
    ２記載のいずれかの符号化方法。
14. 【請求項１４】 前記ａ=N-(2**R-1)を意味する符号語
    が、前記R個づつからなる連続したブロックで構成さ
    れ、最後のブロック以外は、全てのビットが１からなる
    ことを特徴とする請求項１３記載の符号化方法。
15. 【請求項１５】 請求項１１ないし請求項１４記載のよ
    うにして生成される劣性シンボルの符号語と優勢シンボ
    ルの符号語を合成した符号語を、予め作成しておき、 前記一つの劣性シンボルと、０個以上の優勢シンボル
    と、それと対応する合成した符号語とを一つの項目とし
    たテーブルを備え、 このテーブルによって、入力される信号を一つの劣性シ
    ンボルと０個以上の優勢シンボルとを一組として、対応
    する符号語を検索する手順を（Ｔ）としたときに、 請求項１１記載の（１）ないし（３）、（５）の手順に
    おいて、 （１）ないし（３）、（５）、（Ｔ）の手順をこの順に
    繰り返して、符号化していくことを特徴とする符号化方
    法。
16. 【請求項１６】 入力信号が複数の状態を取りうるシン
    ボルから構成される場合であって、 前記予測生起確率手段によって予測される予測生起確率
    に基づき、それらのシンボルの取りうる状態を優勢グル
    ープおよび劣勢グループの二つのグループに分け、 そのシンボルが、属する前記グループ内のシンボルの状
    態を特定する符号語をブロック符号を用いて作成する手
    順を（Ｂ）、 一つの劣性グループと０個以上の優勢グループとを一組
    として、前記符号レジスタ上で符号化された符号語と、
    そのシンボルが、属する前記グループ内のシンボルの状
    態を特定する符号語との結合する手順を（Ｃ）としたと
    きに、 請求項１１記載の（１）ないし（６）の手順で、前記優
    勢シンボルを前記優勢グループと、前記劣性シンボルを
    前記劣性グループと読み替えて、劣性グループの符号語
    と優勢グループの符号語を合成した符号語を生成する処
    理をおこない、その後に、（Ｂ）、（Ｃ）をこの順にお
    こない、 これら一連の処理を繰返して、符号化していくことを特
    徴とする符号化方法。