JPH1117958A - 符号化装置および復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速に高効率の符号化を行なうことができる
とともに、符号データ量を抑えて１つの符号データとし
て管理可能な符号データを生成する符号化装置を提供す
る。 【解決手段】 予測部４、確率推定テーブル６、算術符
号化部９からなる予測符号化を行なう２つの符号化部３
１−Ａ，Ｂを設け、それぞれ異なる１画素置きの画素を
並列的に符号化する。コンテキスト生成部２は各符号化
部３１に共通して設けられ、連続した画像データから予
測に用いるコンテキストを生成する。このコンテキスト
を用い、各符号化部３１−Ａ，Ｂで符号化した符号デー
タ１０−Ａ，Ｂを対応するＦＩＦＯメモリ３２−Ａ，Ｂ
に格納する。合成部３６は、ＦＩＦＯメモリ３２−Ａ，
Ｂを制御し、基本的には交互に符号データを所定データ
量単位で読み出して出力し、合成符号データ３７とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予測符号化方式を
用いた画像データの符号化装置およびその符号データの
復号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２値画像の符号化技術の１つとして、周
辺の画素から注目画素の状態を予測し、予測した結果を
符号化する予測符号化方式がある。予測符号化において
は、注目画素と相関関係があると思われる周囲画素をマ
ルコフ情報源として予測に用いる。

【０００３】予測方式には、予測値を直接決定する方法
と、間接的に決定する方法が知られている。予測値を直
接決定する方法としては、例えば特開平５−３１６３７
０号公報で示されるように、複数の予測器の中から的中
率の高い予測器を適応的に切り替え、最終的に１つの予
測器を選択し、原画像の予測に使用する方法がある。ま
た、予測値を間接的に決定する方法としては、例えば、
予測値等の情報をメモリに格納し、周辺の画素値からメ
モリの情報を読み出して予測に使用する方法がある。

【０００４】特公平６−９５６４５号公報に開示されて
いる予測方式は、後者のメモリを用いた間接的に予測値
を決定する予測方式であり、周辺の複数画素の値をアド
レスとして、テーブルルクアップ方式で出力される予測
値を用い、予測誤差データを生成している。しかし、予
測画素の位置を全て固定とはせず、１画素のみ位置を可
変にし、予測的中率によって予測位置を変更させている
方式をとっている。ＩＴＵ−Ｔ Ｔ．８２、Ｔ−８５で
定められたＪＢＩＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｂｉ−ｌｅｖｅｌ
Ｉｍａｇｅ ｃｏｄｉｎｇ ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕ
ｐ）で用いられる予測方式は、上述の特公平６−９５６
４５号公報に示されている予測方式であり、符号化状態
によって予測テーブルの情報を更新していく学習型の方
式が採用されている。符号化には、注目画素を上述の予
測方式で予測した結果である予測誤差データが使用され
る。

【０００５】ＪＢＩＧにおいては、予測誤差データを符
号化する符号化部に、算術符号化が採用された。算術符
号化は、例えば特公平１−１７２９５号公報に示されて
いるように、数直線上の領域を入力されたシンボルの
１，０の発生確率に合わせて分割し、入力シンボルの値
によって領域を選択する。このとき、予測と一致したシ
ンボル（優勢シンボル）をＭＰＳ（Ｍｏｒｅ Ｐｒｏｂ
ａｂｌｅ Ｓｙｍｂｏｌ）、一致しないシンボル（劣性
シンボル）をＬＰＳ（Ｌｅｓｓ Ｐｒｏｂａｂｌｅ Ｓ
ｙｍｂｏｌ）と呼ぶ。このＭＰＳ、ＬＰＳの発生確率推
定値は、予測的中率などによって変化させる。ＪＢＩＧ
では、シンボルの出現確率の推定部にＬＰＳ発生時の確
率値（＝領域幅ＬＳＺ）を持たせるとともに、その確率
推定値をシンボルの出現過程に応じて更新する学習機能
を持たせている。確率推定の学習機能は上述の予測値の
学習機能と連動する。この分割選択処理を情報源の出力
系列の分だけ行ない、最終段の分割で得られた領域内の
１点の２進小数表示で出力系列を表わす。

【０００６】図１０は、算術符号化の概念図である。斜
線で示した領域が、それぞれシンボルの符号化終了後の
有効領域である。初期状態では、有効領域は［０，１）
区間であり、ＬＰＳ発生時の領域幅ＬＳＺ（０）が設定
されている。１−ＬＳＺ（０）がＭＰＳ発生時の領域幅
である。ここではシンボルが「０」のときをＭＰＳ、
「１」のときをＬＰＳとする。図１０において確率値は
２進数で示している。

【０００７】図１０では、最初に入力されたシンボルが
「０」であるので、ＭＰＳの発生により有効領域は図１
０（Ａ）においてハッチングを施した領域となる。そし
てこの有効領域内をＬＰＳ発生時とＭＰＳ発生時の領域
に分割する新たな領域幅ＬＳＺ（１）を設定する。次の
シンボルが「１」のときは、ＬＰＳの発生により図１０
（Ｂ）においてハッチングを施した領域が有効領域とな
る。同様にして、３番目のシンボルが「０」のとき、図
１０（Ｃ）においてハッチングを施した領域が有効領域
となり、さらに４番目のシンボルが「１」のとき、図１
０（Ｄ）においてハッチングを施した領域が有効領域と
なる。

【０００８】出力される符号はＣで表わされる。入力さ
れたシンボル列「０１０１」に対する符号は、図１０
（Ｄ）における有効領域内の１点とすればよい。ここで
は、有効領域の基底、すなわち有効領域の最も小さい値
Ｃ（３）を符号として表わし、出力する。

【０００９】算術符号化においては、符号化の過程で、
有効領域の１点を符号とするため、領域を大きくとれ
ば、有効桁が減り符号量が減る。つまり、ＭＰＳ発生時
にはなるべくＬＳＺの値を小さくし、ＬＰＳ発生時には
なるべくＬＳＺの値を大きくすることによって、有効領
域を多く確保でき、符号量を減らすことができる。

【００１０】図１１は、ＪＢＩＧで採用されている予測
符号化方式の概略図である。図中、１は画像データ、２
はコンテキスト生成部、３はコンテキスト、４は予測
部、５はステート、６は確率推定テーブル、７はＬＳＺ
およびＳＷ、８は予測値、９は算術符号化部、１０は符
号データ、１１は書き換えデータ、１２は書き換え信号
である。

【００１１】画像データ１は、符号化のために算術符号
化部９に入力されるとともに、コンテキスト生成部２に
入力される。コンテキスト生成部２においては、注目画
素の予測を行なうために、周辺画素を使用して予測のモ
デルテンプレートを作成する。図１２は、ＪＢＩＧで使
用されるテンプレートの一例の説明図である。Ｐを注目
画素とすると、図１２に示す参照画素Ｘ₉ 〜Ｘ₀ を使用
するテンプレートが生成される。この参照画素Ｘ₉ 〜Ｘ
₀ の値が２¹⁰状態（コンテキスト）の１０重マルコフ情
報源となり、そのまま予測部４にコンテキスト３として
入力され、予測に使用される。

【００１２】予測部４には、参照画素Ｘ₉ 〜Ｘ₀ の値に
対応した予測値８と、確率推定テーブル６を参照するた
めのステート５とを対にした予測テーブルが記憶されて
いる。参照画素Ｘ₉ 〜Ｘ₀ の値であるコンテキスト３が
そのまま予測テーブルにアドレスとして入力され、予測
テーブルの１０２４個のエントリのいずれかが選択され
る。コンテキスト３により選択された予測テーブルのエ
ントリから予測値８およびステート５を取り出し、予測
値８を算術符号化部９へ入力し、また、ステート５を確
率推定テーブル６に入力する。図１３は、予測部４に記
憶されている予測テーブルの一例の説明図である。図１
３に示した予測テーブルは、アドレスに対応して、予測
値とステートが対になって格納されている。なお、アド
レスは２進数で示しているが、これはコンテキストコン
テキスト３として入力される参照画素Ｘ₉ 〜Ｘ₀ のそれ
ぞれの画素値に対応するものである。例えば、参照画素
Ｘ ₀ の値のみが「１」で他の参照画素は「０」であれ
ば、アドレス「０００００００００１」が参照され、予
測値「１」とステート「２」が得られる。

【００１３】確率推定テーブル６は、ステート５に対応
して、ＬＰＳ発生時の領域幅ＬＳＺと、ＬＰＳ発生時の
次のステート値であるＮＬＰＳおよびＭＰＳ発生時の次
のステート値であるＮＭＰＳ、さらに正規化発生時に予
測値を書き換えるか否かを示すフラグであるＳＷが格納
されている。入力されたステート５に対応するＬＳＺお
よびＳＷ７を算術符号化部９に出力するとともに、ＮＭ
ＰＳ，ＮＬＰＳを書き換えデータ１１の一部として予測
部４へ送る。図１４は、確率推定テーブル６の一例の説
明図である。図１４では、ステート５の番号に対応し
て、ＬＳＺ、ＮＭＰＳ、ＮＬＰＳ、ＳＷを対にして格納
している。例えばステートが「２」のとき、ＬＳＺとし
て「０ｘ１１１４」、ＮＬＰＳとして「１６」、ＮＭＰ
Ｓとして「３」、ＳＷとして「０」が得られる。ここ
で、「０ｘ」で始まる数値は１６進数である。

【００１４】算術符号化部９では、予測部４から入力さ
れる予測値８と画像データ１とを比較し、一致していれ
ば符号化するシンボルを「０」、すなわちＭＰＳが発生
したものとし、不一致であれば符号化するシンボルを
「１」、すなわちＬＰＳが発生したものとする。そして
確率推定テーブル６から入力されるＬＳＺを用い、図１
０で概略説明したように算術符号化を行なって符号デー
タ１０を出力する。ＬＰＳが発生した場合には、確率推
定テーブル６から入力されるＳＷが予測値の書き換えを
可能としている場合（例えばＳＷが「１」の場合）に限
り、予測値を反転した新予測値を書き換えデータ１１の
一部として予測部４に送るとともに書き換え信号１２を
送り、予測部４に記憶されている予測テーブルの予測値
を書き換える。

【００１５】ＪＢＩＧにおいては、算術符号化部９にお
いて、有効領域の有効桁を増やさないよう、有効領域は
つねに０．５以上１未満となるように調整されている。
この処理を正規化と呼ぶ。またＬＳＺの値は必ず０．５
未満の値となるように確率推定テーブルを構成してお
く。これにより、ＬＰＳ発生時には有効領域は０．５未
満となり、必ず正規化が発生する。さらに、ＭＰＳ発生
時においても、新有効領域は、現有効領域から、ＬＳＺ
を減算して求めるため０．５未満となる可能性があり、
正規化が発生するケースがある。この正規化が発生した
場合に、予測部４に対して書き換え信号１２を送る。予
測部４では、ＭＰＳ発生時には確率推定テーブル６から
与えられるＮＭＰＳを、コンテキスト生成部２から与え
られているコンテキスト３のステートとして予測テーブ
ルに書き込む。また、ＬＰＳ発生時には、確率推定テー
ブル６から与えられるＮＬＰＳをコンテキスト３のステ
ートとして予測テーブルに書き込む。このようにして予
測テーブルが更新された後、次の画像データ１について
の処理を開始する。

【００１６】上述の予測部４と確率推定テーブル６を順
次書き換えてゆく学習型の予測／確率推定方式につい
て、具体例を用いながらさらに説明する。図１５は、入
力される画像データの一具体例の説明図である。図１５
では、図１２に示すテンプレートの部分の画像データ１
のみを示している。図１５に示すように、コンテキスト
Ｘ₉ 〜Ｘ₀ が「００００００００１１」のとき、注目画
素Ｐが１であった場合を考える。予測部４の予測テーブ
ルおよび確率推定テーブル６は、それぞれ図１３、図１
４に示す内容が設定されているものとする。

【００１７】まず、コンテキスト「００００００００１
１」がコンテキスト３として予測部４に入力される。こ
の時、予測部４の予測テーブルのアドレス「０００００
０００１１」には、図１３に示すように、予測値「０」
とステート値「８０」が格納されている。予測テーブル
から読み出されたステート値「８０」は、確率推定テー
ブル６に入力される。次に確率推定テーブル６のステー
ト番号「８０」が参照される。確率推定テーブル６には
図１４に示す内容が設定されているので、そのステート
番号「８０」に対応するＬＳＺ値「０ｘ５８３２」が読
み出され、算術符号化部９に出力される。

【００１８】このとき、注目画素Ｐの値は「１」である
が、予測部４の予測テーブルから読み出された予測値は
「０」であるため、ＬＰＳが発生した、ということにな
る。ＬＰＳが発生した場合、確率推定テーブル６から読
み出されたＬＳＺ値に対応する領域が基本的に次の有効
領域となる。ＬＳＺは、０．５未満であるから、０．５
以上１未満になるように正規化が行なわれ、ステート番
号「８０」のＮＬＰＳの値「８０」が予測部４の予測テ
ーブルのアドレス「００００００００１１」のステート
値として上書きされる。また、確率推定テーブル６のス
テート番号「８０」のＳＷが「１」であるから、予測値
は反転されて「１」となり、予測部４の予測テーブルの
アドレス「００００００００１１」の予測値として上書
きされる。図１６は、書き換え後の予測部テーブルの一
具体例の説明図である。このようにして図１６に示すよ
うに、予測部のアドレス「００００００００１１」の予
測値およびステート値が書き換えられる。この書き換え
られた後の予測部を用いて次の画像データ１についての
予測を行なうことになる。次に同じコンテキストが入力
された場合は、予測値が１となっている。

【００１９】この例ではＬＰＳが発生したが、ＭＰＳが
発生した場合には、正規化を行なったときには予測部４
の予測テーブルのステート値をＮＭＰＳ「８１」に書き
換える。書き換え後、次に同じコンテキスト３が入力さ
れた場合、ステート値が「８１」であり、このときのＬ
ＳＺは図１４から「０ｘ４ｄ１ｃ」となる。この値は、
ステート値「８０」のときのＬＳＺ「０ｘ５８３２」よ
りも小さく、つまりＬＰＳが発生する確率が小さいこと
を意味する。これは、前回の同じコンテキストの時の予
測が当たったため、次に同じコンテキストが入力された
場合、ＭＰＳが発生時の領域幅を広げておき、再度予測
が当たった場合に有効領域を広くとれるようにしたもの
であり、最終的な有効領域を増大させ、符号量を減少さ
せることができる。

【００２０】以上のようにして、確率推定テーブルにし
たがって予測部を順次書き換え、予測的中率を向上さ
せ、ＭＰＳ発生数を増やすとともに、ＭＰＳ／ＬＰＳ発
生時の領域幅を制御して、符号化効率を向上させてい
る。

【００２１】また、復号時の処理も符号化時と同様、領
域分割を行ないながら実施される。符号化時と異なるの
は、符号化時は予測値と注目画素の比較を行ない、ＬＰ
Ｓ／ＭＰＳの領域を演算しながら求めるのに対し、復号
化時には、符号が、ＬＰＳ／ＭＰＳのどちらの領域に入
っているかを演算で求め、次に周辺の復号済みの参照画
素から注目画素を逆予測しながら求める。

【００２２】図１７は、ＪＢＩＧで採用されている予測
復号化方式の概略図である。図中、図１１と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。２１は算術復号
化部、２２は逆予測部、２３は逆予測値、２４は書き換
えデータである。コンテキスト生成部２および逆予測部
２２は、符号化時のコンテキスト生成部２および予測部
４とまったく同一に動作する。逆予測部２２は符号化時
の予測部４と同一である。当然、確率推定テーブル６も
符号化時と同一のものが使用されなければならない。

【００２３】まず符号化時と同様に、復号化された画像
データ１の注目画素の周辺の参照画素の値によりコンテ
キストが生成され、逆予測部２２、確率推定テーブル６
から、ＬＳＺと逆予測値２３が算術復号化部２１に出力
される。

【００２４】次に、符号データ１０は算術復号化部２１
において、有効領域の比較が行なわれた後、逆予測値２
３を用いて画像データ１を出力する。図１８は、算術復
号化部の基本動作の説明図である。まず、現有効領域か
ら確率推定テーブルより入力されたＬＳＺ幅を減算し、 （有効領域−ＬＳＺ） を得る。この値を境にＭＰＳ領域とＬＰＳ領域が分割さ
れる。次に入力された符号Ｃが、先に求めた（有効領域
−ＬＳＺ）の値より大きいか否かを比較する。すなわ
ち、 Ｃ＞有効領域−ＬＳＺ の判定を行なう。この比較判定によって、注目画素がＬ
ＰＳであるかＭＰＳであるかが判定できるので、入力さ
れた逆予測値から、注目画素のレベルを求める。すなわ
ち、ＭＰＳであれば注目画素の値は逆予測値であり、Ｌ
ＰＳであれば逆予測値を反転して注目画素の値とすれば
よい。以上の処理により、基本的に注目画素を復号でき
る。

【００２５】ただし、次の画素の復号のために、ここか
らさらに、新有効領域の決定、符号−有効領域の減算等
の処理が必要となる。例えば図１８に示した例では、符
号データＣがＬＰＳ領域に存在するので、新たな有効領
域としてＬＰＳ領域を設定し、新たなＬＳＺを設定して
上述の処理を繰り返し行なう。また、符号化時と同様に
して、予測部４に記憶されている予測テーブルの予測値
およびステート値の書き換えも行なわれる。

【００２６】以上のように、ＪＢＩＧにおいては、確率
推定テーブルとして書き換え可能なメモリを用いて更新
してゆく学習型の予測方式を用い、またエントロピー符
号化部に算術符号化方式を用いることによって、従来の
ランレングス符号化等に比べて高能率な２値画像の符号
化および符号データの復号が達成される。

【００２７】しかし、ＪＢＩＧ方式では、高能率な符号
化が達成される反面、処理が低速になるという問題があ
る。ＪＢＩＧで採用されている予測テーブルを使用する
学習型の予測方式は、予測値、ステートを書き換えて最
適な状態に近づけるため、予測的中率が向上する利点も
ある反面、メモリのアクセスに時間がかかり、また、予
測テーブルの書き換えが発生した場合には書き換えが終
了した後でなければ予測値を読み出すことができず、高
速化が難しい。

【００２８】特願平８−３０１８８９号および特願平８
−２８８７３１号などにおいては、符号化時あるいは復
号時に予測テーブルあるいは逆予測テーブルから複数の
データをあらかじめ読み出しておいて、現画像の符号化
結果あるいは復号結果によってデータを選択して高速化
する方式が提案されている。また、例えば特開平８−１
５４０５９号公報に示されるように、算術符号化自体を
高速化する方式も提案されている。しかしいずれにせ
よ、１画素ごとに予測テーブルの書換えが発生する可能
性があるため、隣接する複数の画素を同時に処理するな
どの高速化の手段がとれないのが現状である。

【００２９】符号化の処理を高速化するために、符号器
を複数用いて並列に処理する方法が一般に考えられる。
すなわち、入力画像を複数の領域に分割して、それぞれ
に対応する符号器で符号化するものである。しかし、こ
の方式では、スキヤナ等から入力画像がページの先頭か
ら１画素ずつ転送される場合には対応できない。例えば
入力画像を２分割して２つの符号器で符号化する場合、
一方の領域の画素が連続して転送され、その間はその一
方の領域に対応する符号器のみが動作し、その後に他方
の領域の画素の転送が開始されるまで、他方の領域に対
応する符号器は動作できない。そのため、複数の符号器
を備えているにもかかわらず、並列に処理することがで
きない。並列に処理するため、画像をメモリに一旦格納
してから転送することが考えられるが、メモリ量が増え
るという問題がある。また伸長時に出力装置などへリア
ルタイム出力する場合も、メモリに一旦格納する必要が
ある。

【００３０】また別の方式として、例えば米国特許第
４，９８２，２９２号明細書などに記載されているよう
に、入力画像を１画素おきに符号化する方式なども提案
されている。しかしこの方式では、ＪＢＩＧにおいて高
能率符号化を実現するコンテキストを１画素おきに生成
することとなって予測効率が落ちてしまい、符号化効率
に影響するという問題がある。

【００３１】また、上述したいずれの高速化のための方
式においても、並列的に処理された符号が別々に出力さ
れるため、符号を保持するメモリ管理が複雑になるとい
う問題がある。

【００３２】別々に生成された符号データを１つに合成
する方法としては、例えば特開平６−３８０４８号公報
などに記載されているように、それぞれの符号データの
先頭に識別コードを挿入する方法がある。この方法によ
れば、符号としては１つになるが、それぞれの符号デー
タ長を長くするとそれだけ余分なメモリを必要とする
し、切り替えを細かくすると識別コード量が増大してし
てしまうという問題があった。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、高速に高効率の符号化ある
いは復号化を行なうことができるとともに、符号データ
量を抑えて１つの符号データとして管理可能な符号デー
タを生成する符号化装置およびその符号データを復号す
る復号化装置を提供することを目的とするものである。

【００３４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明（請求項１に記載）の符号化装置は、１
つのコンテキスト生成手段により、例えばＪＢＩＧと同
様のコンテキストを生成したのち、そのコンテキストを
用いて、複数の符号化手段のいずれかで符号化する。１
つのコンテキスト生成手段でコンテキストを生成するの
で、各符号化手段において的中率の高い予測を行なうこ
とができ、高効率に符号化することができる。複数の符
号化手段は１画素ずつ入力されるごとに切り換えられる
ので、ある符号化手段に１画素入力されて符号化処理を
行なっている間に他の符号化手段は次の１画素の入力を
受け付け、符号化処理を開始することができる。そのた
め、複数の符号化手段は並列的に処理することができ、
高速に符号化することができる。また、入力される画素
データを領域ごとに蓄積する必要がないので、入力側の
メモリは不要である。

【００３５】各符号化手段で符号化された符号データ
は、合成手段で合成されて１つの合成符号データとして
出力される。そのため、複数の符号化手段で符号化する
にもかかわらず、１つの合成符号データを管理すればよ
く、符号データの取り扱いが容易となる。合成の際には
各符号化手段から出力される符号データを所定量ずつ順
次出力することによって通常状態での識別コードを排除
し、合成符号データのデータ量を抑えている。このと
き、ある符号化手段からの出力が多量に蓄積されること
のないように、請求項２に記載の発明のように、識別コ
ードを付してある符号化手段からの出力を連続して出力
できるように構成し、符号化手段の出力段に設ける記憶
手段の容量を減少させている。

【００３６】また、第２の発明（請求項３に記載）の符
号化装置においては、複数の符号化手段で符号化した符
号データを合成手段で合成する際に、各符号化手段から
出力される符号データを順に所定量ごとに出力する。符
号化手段から符号データが出力されない場合には符号デ
ータの順次出力ができなくなるので、その場合に限って
識別コードを付して他の符号化手段からの符号データの
出力を行なう。これによって合成手段から出力される合
成符号データには、通常の状態では識別コードが出力さ
れず、符号化手段から符号データが出力されないという
特別な場合のみに識別コードが出力されるだけであるの
で、合成符号データ全体のデータ量を抑えることができ
る。

【００３７】第３の発明（請求項４に記載）の復号化装
置においては、符号化時に生成した合成された合成符号
データを分割手段で符号データに分割して各復号化手段
へ分配入力し、複数の復号化手段でそれぞれ復号化す
る。分配された符号データは、それぞれ並列的に処理す
る別の符号化手段で符号化されたものであるので、各復
号化手段は並列的に処理が可能であり、高速に復号化を
行なうことができる。各復号化手段による復号結果の出
力は、１画素ごとに切り換えられ、復号された画像が形
成される。なお、分配された符号データは、請求項５に
記載の復号化装置のように、各復号化手段に対応した記
憶手段に一時格納しておくとよい。また、復号化手段に
おいては、請求項６に記載の復号化装置のように、その
復号化手段で最後に復号した画素から次に復号すべき画
素までの復号化手段の数だけの画素について、それらの
画素のとりうる状態ごとに逆予測テーブルから注目画素
の逆予測値を得ておき、その中から他の復号化手段から
出力される復号結果およびその復号化手段による直前の
復号結果に従って１つの逆予測値を選択手段で選択する
ことによって、さらに高速な復号化処理を実現すること
ができる。

【００３８】また、第４の発明（請求項７に記載）の復
号化装置においては、入力データを所定単位ごとに順次
振り分けて符号化した符号データを所定の順序で合成し
た合成符号データを分割手段で分割し、符号データとし
て複数の復号化手段へ分配入力する。合成符号データを
符号データに分割する際に、識別子が現われた場合に
は、識別子に連続する複数の符号データを同じ復号化手
段へ連続して入力する。入力される合成符号データに
は、符号データを同じ復号化手段へ連続入力する場合以
外には識別子が挿入されていないので、入力される合成
符号データのデータ量を抑えることができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の符号化装置の実
施の一形態を示すブロック構成図である。図中、図１１
と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。３
１は符号化部、３２はＦＩＦＯメモリ、３３はメモリ状
態信号、３４はリード信号、３５は単位符号データ、３
６は合成部、３７は合成符号データである。なお、図１
では符号化部３１を２ブロック設けた例を示しており、
一方をＡブロック、他方をＢブロックとして、各ブロッ
クに関係する構成には‘−’の後にＡまたはＢを記して
区別している。

【００４０】各符号化部３１−Ａ，Ｂは、予測部４、確
率推定テーブル６、算術符号化部９から構成されてお
り、コンテキスト生成部２を各符号化部３１−Ａ，Ｂに
共通した構成として設けている。画像データ１は、共通
して設けられているコンテキスト生成部２に入力される
とともに、それぞれの符号化部３１−Ａ，Ｂの算術符号
化部９に入力される。コンテキスト生成部２で生成され
たコンテキスト３−Ａ，Ｂは、それぞれの符号化部３１
−Ａ，Ｂの予測部４に入力される。

【００４１】また、各符号化部３１−Ａ，Ｂに対応し
て、各符号化部３１−Ａ，Ｂから出力される符号データ
１０−Ａ，Ｂを一時的に格納するＦＩＦＯメモリ３２−
Ａ，Ｂを設けている。このＦＩＦＯメモリ３２−Ａ，Ｂ
は、合成部３６からのリード信号３４−Ａ，Ｂに従っ
て、先に格納した符号データから順に、基本的には所定
データ量を単位として読み出し、単位符号データ３５−
Ａ，Ｂとして合成部３６へ渡す。ＦＩＦＯメモリ３２−
Ａ，Ｂは、それぞれ複数単位の符号データを格納可能で
あり、空状態か満杯状態かを示すメモリ状態信号３３−
Ａ，Ｂを出力する。

【００４２】合成部３６は、各ＦＩＦＯメモリ３２−
Ａ，Ｂからのメモリ状態信号３３−Ａ，Ｂに基づき、基
本的にはＦＩＦＯメモリ３２−ＡとＦＩＦＯメモリ３２
−Ｂに対して交互にリード信号３４−Ａまたはリード信
号３４−Ｂを送出して符号データを読み出し、単位符号
データ３５−Ａまたは単位符号データ３５−Ｂを得て、
合成符号データ３７として出力する。ＦＩＦＯメモリ３
２−ＡまたはＦＩＦＯメモリ３２−Ｂの一方が空の状態
で他方が満杯状態となった場合には、満杯状態となった
側の識別符号を挿入して満杯となったＦＩＦＯメモリか
ら連続して単位符号データを読み出し、合成符号データ
３７として出力する。また、符号データの終了時には、
ＦＩＦＯメモリ３２−ＡまたはＦＩＦＯメモリ３２−Ｂ
に残っている符号データの読み出しおよび出力を行な
う。

【００４３】次に、本発明の符号化装置の実施の一形態
における動作の一例について説明する。図２は、画像デ
ータの一例の説明図である。図２（Ａ）には（ｎ＋１）
×（ｎ＋１）画素からなる原画像を示しており、図中の
上から下方向に各ラインの左端から順に右端までの各画
素のデータが入力されるものとする。すなわち、Ｐ₀₀，
Ｐ₀₁，・・・，Ｐ_0n，Ｐ₁₀，Ｐ₁₁，・・・，Ｐ_1n，
Ｐ₂₀，・・・，Ｐ_mnの順で各画素の画像データ１が入力
される。図１に示した構成では、符号化部を２ブロック
設けているが、各符号化部３１−Ａ，Ｂはそれぞれ交互
に、入力される画像データ１の符号化を行なう。すなわ
ち、符号化部３１−Ａは図２（Ｂ）に示すように、
Ｐ₀₀，Ｐ₀₂，・・・，Ｐ₁₀，Ｐ₁₂，・・・の画素（２番
目の添字が偶数の画素）についての符号化処理を行な
う。また、符号化部３１−Ｂは図２（Ｃ）に示すよう
に、Ｐ₀₁，Ｐ₀₃，・・・，Ｐ₁₁，Ｐ₁₃，・・・の画素
（２番目の添字が奇数の画素）についての符号化処理を
行なうように制御される。

【００４４】コンテキスト生成部２は、入力された画像
データ１から、例えば図１２に示したようなテンプレー
トに従ってコンテキスト３を生成する。例えばＰ₂₂の画
像データ１が入力されたとき、図２（Ｄ）に示すＰ₂₂を
除く１０画素によってコンテキストを生成する。次のＰ
₂₃の画像データ１が入力されたときには、図２（Ｅ）に
示すＰ₂₃を除く１０画素によってコンテキストを生成す
る。これらのコンテキストは、いずれの符号化部によっ
て使用されるかに関係なく、一律に生成される。このよ
うに符号化部に関係なくコンテキスト３を生成すること
によって、予測の的中率を向上させ、効率よく符号化で
きるようにしている。

【００４５】符号化部３１−Ａでは、２番目の添字が偶
数の画素が入力されると、コンテキスト生成部２から出
力されるコンテキスト３−Ａおよび画像データ１−Ａを
取り込む。例えば、Ｐ₂₂の画像データが入力されたと
き、これを画像データ１−Ａとして取り込むとともに、
Ｐ₂₂に対応する図２（Ｄ）に示すテンプレートによって
生成されたコンテキスト３−Ａを取り込む。同様に、符
号化部３１−Ｂでは、２番目の添字が奇数の画素が入力
されると、コンテキスト生成部２から出力されるコンテ
キスト３−Ｂおよび画像データ１−Ｂを取り込む。例え
ば、Ｐ₂₃の画像データが入力されたとき、これを画像デ
ータ１−Ｂとして取り込むとともに、Ｐ₂₃に対応する図
２（Ｅ）に示すテンプレートによって生成されたコンテ
キスト３−Ｂを取り込む。

【００４６】各符号化部３１−Ａ，Ｂでは、上述の図１
１と同様の動作によって、コンテキスト３−Ａ，Ｂに従
って画像データ１−Ａ，Ｂを適応的に予測符号化し、符
号データ１０−Ａ，Ｂを出力する。

【００４７】図３は、本発明の符号化装置の実施の一形
態における画像の入力と各符号化部の動作の一例を示す
タイミングチャートである。入力画像クロックとともに
１画素分の画像データ１が入力される。符号化部３１−
Ａおよび符号化部３１−Ｂには、入力画像クロックを２
分周した、それぞれ位相の異なるクロックが入力され
る。符号化部３１−Ａ，Ｂにおいてはそれぞれのクロッ
クの立ち上がりで画像データ１をラッチするため、結果
的にラッチされた画像データＡ，Ｂは１画素おきにそれ
ぞれの符号化部に入力されることになる。図３の例で
は、まず画素Ｐ₂₀が入力されている間に符号化部３１−
Ａのクロックが立ち上がり、Ｐ₂₀が符号化部３１−Ａに
取り込まれて符号化される。次に画素Ｐ₂₁が入力されて
いる間に符号化部３１−Ｂのクロックが立ち上がり、Ｐ
₂₁が符号化部３１−Ｂに取り込まれて符号化される。Ｐ
₂₁が入力されている間は符号化部３１−Ａのクロックは
立ち上がらないため、Ｐ₂₁は符号化部３１−Ａには取り
込まれない。このようにして、符号化部３１−Ａと符号
化部３１−Ｂに交互に画像データ１が取り込まれて符号
化される。

【００４８】図３に示したように、符号化部３１−Ａ，
Ｂは、入力画像クロックの２周期分だけの間、符号化処
理を行なうことができる。逆に、符号化部３１−Ａ，Ｂ
は並列的に動作するので、処理速度の倍の速度で画像デ
ータ１を入力して符号化することができ、全体の符号化
速度は符号化部が１個の場合に比べて倍になる。このと
き、コンテキスト生成部２を共用しているので、符号化
部３１−Ａと符号化部３１−Ｂはそれぞれ独立して符号
化処理を行なっているにもかかわらず、的中率の高い予
測を行なうことができ、圧縮効率を向上させている。

【００４９】各符号化部３１−Ａ，Ｂで符号化されて出
力された符号データ１０−Ａ，Ｂは、それぞれ、ＦＩＦ
Ｏメモリ３２−Ａ，Ｂに格納される。このときＦＩＦＯ
メモリ３２−Ａ，Ｂには、所定のデータ量を単位として
複数単位の符号データが格納される。ここでは一例とし
てワード単位で符号データが格納されるものとする。

【００５０】図４は、本発明の符号化装置の実施の一形
態における合成部の動作の一例を示すフローチャートで
ある。このフローチャートでは、ＦＩＦＯメモリ３２−
Ａを‘Ａ’として示し、ＦＩＦＯメモリ３２−Ｂを
‘Ｂ’として示している。合成部３６は、基本的にはＳ
７１〜Ｓ７４の動作を繰り返す。すなわち、Ｓ７１にお
いてメモリ状態信号３３−Ａを参照し、ＦＩＦＯメモリ
３２−Ａが空か否かを判定し、空でなければＳ７２にお
いてＦＩＦＯメモリ３２−Ａから１ワード分の符号デー
タ（単位符号データ３５−Ａ）を読み出して合成符号デ
ータ３７として出力する。次にＳ７３においてメモリ状
態信号３３−Ｂを参照し、ＦＩＦＯメモリ３２−Ｂが空
か否かを判定し、空でなければＳ７４においてＦＩＦＯ
メモリ３２−Ｂから１ワード分の符号データ（単位符号
データ３５−Ｂ）を読み出して合成符号データ３７とし
て出力する。これを繰り返すことによって、符号化部３
１−Ａと符号化部３１−Ｂで符号化した符号データが１
ワードごとに交互に出力されることになり、符号化部３
１−Ａ，Ｂで生成した符号データが合成されたことにな
る。このような合成を行なうことによって、符号化部３
１−Ａ，Ｂでそれぞれ生成した符号データを別々に管理
することなく、１つの符号データとして管理することが
できるようになる。また、それぞれの符号データを識別
する識別コードをなるべく排除することができ、合成時
のデータ量の増大を抑制している。

【００５１】算術符号化方式では、１つの画像データの
入力に対して１つの符号が出力されるとは限らず、例え
ば非常に効率よく符号化できる場合、多数の画像データ
が入力されないと符号は出力されない。また、図１０を
用いて説明したように、有効領域の基底の小数部分を符
号とするため、場合によっては有効領域の変化によって
桁上がりが発生する場合がある。例えば有効領域の基底
が２進数で０．０１１１のとき、有効領域の分割によっ
て例えば０．１０００１等に変更される場合がある。こ
のような場合には、この桁上がりが発生する可能性を考
慮して、符号を出力することはできない。

【００５２】このように符号データが出力されない状態
が一方の符号化部で発生し、他方の符号化部からの符号
データの出力がＦＩＦＯメモリに蓄積されてゆく場合が
ある。例えば符号化部３１−Ａから符号データが出力さ
れない状態が続き、符号化部３１−Ｂからの符号データ
がＦＩＦＯメモリ３２−Ｂに蓄積されいている場合に
は、Ｓ７５で符号化が終了したか否かを判断した後、Ｓ
７６においてＦＩＦＯメモリ３２−Ｂが満杯か否かを判
定する。満杯でない場合には、そのままＳ７１へ戻る。
これは、なるべく１ワードごとに交互に符号データを出
力するフォーマットを崩さないためであり、符号化部３
１−Ａから符号データが出力された時点で再び交互に１
ワードずつ読み出し、出力する処理を開始する。

【００５３】さらに符号化部３１−Ａから符号データが
出力されず、ＦＩＦＯメモリ３２−Ｂが満杯になると、
符号化部３１−Ｂは符号データを出力できないため符号
化処理を停止しなければならなくなる。このような事態
を回避するため、メモリ状態信号３３−Ａが空を示し、
メモリ状態信号３３−Ｂが満杯を示している場合には、
Ｓ７７において、直前に出力した符号データと同じブロ
ックからの符号データを連続して出力する旨を示す識別
コードを出力するとともに、ＦＩＦＯメモリ３２−Ｂか
らすべてのワードを読み出して出力する。そしてＳ７１
へ戻り、再びＦＩＦＯメモリ３２−Ａに符号データが格
納されるのを待つ。

【００５４】符号化部３１−Ｂから符号データが出力さ
れない状態が続き、符号化部３１−Ａからの符号データ
がＦＩＦＯメモリ３２−Ａに蓄積されている場合も同様
である。Ｓ７２でＦＩＦＯメモリ３２−Ａから１ワード
分の単位符号データ３５−Ａを読み出して出力した後、
Ｓ７３でＦＩＦＯメモリ３２−Ｂが空であると判定され
る。Ｓ７８で符号化処理が終了したか否かを判定した
後、Ｓ７９でＦＩＦＯメモリ３２−Ａが満杯か否かを判
定する。ＦＩＦＯメモリ３２−Ａが満杯でなければＳ７
３へ戻り、ＦＩＦＯメモリ３２−Ｂに符号データが格納
されるのを待つ。ＦＩＦＯメモリ３２−Ｂが空のままＦ
ＩＦＯメモリ３２−Ａが満杯となると、Ｓ８０におい
て、識別コードを出力するとともに、ＦＩＦＯメモリ３
２−Ａからすべてのワードを読み出して出力する。そし
てＳ７３へ戻り、再びＦＩＦＯメモリ３２−Ｂに符号デ
ータが格納されるのを待つ。

【００５５】このように、ＦＩＦＯメモリが満杯の場合
には識別コードとともに符号データを出力することによ
って、合成符号データのデータ量が多少増加するもの
の、符号化部を停止させることなく、高速な符号化処理
を行なうことができる。

【００５６】符号化すべき画像データ１の入力が無くな
り、符号化処理が終了した場合にも、いずれかのＦＩＦ
Ｏメモリに符号データが格納されたまま、他のＦＩＦＯ
メモリに符号データが格納されるのを待つことになる。
これを回避するため、Ｓ７５およびＳ７８で符号化処理
の終了を判定する。Ｓ７５で符号化処理の終了を判定し
た場合には、Ｓ７１でＦＩＦＯメモリ３２−Ａが空であ
ると判定されているので、ＦＩＦＯメモリ３２−Ｂにデ
ータが残っていることになる。Ｓ８１において、識別コ
ードを出力した後、ＦＩＦＯメモリ３２−Ｂ内の符号デ
ータをすべて読み出し、出力する。また、Ｓ７８で符号
化処理の終了を判定した場合は、Ｓ７３でＦＩＦＯメモ
リ３２−Ｂが空であると判定されているので、Ｓ８２に
おいて、識別コードを出力後、ＦＩＦＯメモリ３２−Ａ
内の符号データをすべて読み出し、出力する。このよう
にして、すべての符号データを出力することができる。

【００５７】図５は、合成符号データの一例の説明図で
ある。上述のようにして合成部３６から出力された合成
符号データ３７の一例を図５に示している。ここで、
‘Ａ’はＦＩＦＯメモリ３２−Ａから読み出した単位符
号データ３５−Ａであり、‘Ｂ’はＦＩＦＯメモリ３２
−Ｂから読み出した単位符号データ３５−Ｂである。基
本的にＦＩＦＯメモリ３２−ＡとＦＩＦＯメモリ３２−
Ｂから交互に１ワードずつ単位符号データ３５−Ａ，Ｂ
を読み出して出力するので、ＦＩＦＯメモリ３２−Ａか
ら読み出した単位符号データ３５−Ａと、ＦＩＦＯメモ
リ３２−Ｂから読み出した単位符号データ３５−Ｂが、
１ワードずつ交互に並んでいる。すなわち、ＦＩＦＯメ
モリ３２−Ａから読み出される単位符号データ３５−Ａ
が順にＡ₀，Ａ₁ ，・・・であり、ＦＩＦＯメモリ３２
−Ｂから読み出される単位符号データ３５−Ｂが順にＢ
₀ ，Ｂ₁ ・・・であったとすると、まず、Ａ₀ ，Ｂ₀ ，
Ａ₀，Ｂ₁ ・・・とそれぞれのブロックの符号が交互に
出力される。

【００５８】Ａ_n を出力した後、符号化部３１−Ａから
符号データ１０−Ａが出力されない期間が続き、その間
に符号化部３１−Ｂから符号データ１０−Ｂが出力され
ているとする。Ｂ_n を出力した後は、ＦＩＦＯメモリ３
２−Ｂが満杯となるまで符号データの読み出しは行なわ
れず、そのままＦＩＦＯメモリ３２−Ｂへ格納されるだ
けである。この状態がさらに続き、ＦＩＦＯメモリ３２
−Ｂが満杯となると、識別コードを出力し、ＦＩＦＯメ
モリ３２−Ｂ内の符号データをすべて読み出して出力す
る。なお、ここではＦＩＦＯメモリ３２の容量を１６ワ
ードとしている。図５に示すように、識別コードに続
き、Ｂ_n+1 からＢ_n+16が出力されている。

【００５９】この例ではその後、符号化部３１−Ａから
符号データの出力があり、Ａ_n+1 ，Ｂ_n+17，・・・と再
び交互に読み出しおよび出力がなされている。もちろ
ん、その後も符号化部３１−Ａから符号データの出力が
なく、再びＦＩＦＯメモリ３２−Ｂが満杯となれば、識
別コードとともにＦＩＦＯメモリ３２−Ｂ内のすべての
符号データを出力する。符号化部３１−Ｂから符号デー
タの出力が無く、ＦＩＦＯメモリ３２−Ａに符号データ
が蓄積されてゆく場合も同様である。このようにして、
符号化部３１−Ａと符号化部３１−Ｂで別々に符号化し
た符号データを１つにまとめることができ、しかもデー
タ量の増加を抑えた合成符号データ３７を出力すること
ができる。

【００６０】上述の識別コードは、通常の符号と異なる
ものであれば何でもよい。例えば、ＪＢＩＧの規格で定
められるＦＦ０４（１６進）などのコメントマーカを使
用してもよい。

【００６１】図６は、本発明の復号化装置の実施の一形
態を示すブロック構成図である。図中、図１７と同様の
部分には同じ符号を付して説明を省略する。４１は復号
化部、４２はＦＩＦＯメモリ、４３はメモリ状態信号、
４４はライト信号、４５は単位符号データ、４６は分割
部、４７は合成符号データである。なお、図６では復号
化部４１を２ブロック設けた例を示しており、一方をＡ
ブロック、他方をＢブロックとして、各ブロックに関係
する構成には‘−’の後にＡまたはＢを記して区別して
いる。

【００６２】分割部４６は、合成符号データ４７を分割
して、単位符号データ４５−Ａ，Ｂとするとともに、メ
モリ状態信号４３−Ａ，Ｂを参照しながらＦＩＦＯメモ
リ４２−Ａ，Ｂを制御して、単位符号データ４５−Ａ，
ＢをそれぞれＦＩＦＯメモリ４２−Ａ，Ｂに書き込む。
分割部４６は、上述の符号化装置における合成部３６と
全く逆の動作を行なう。すなわち、基本的には合成符号
データ４７を所定のデータ量ごとに分割し、ＦＩＦＯメ
モリ４２−ＡまたはＦＩＦＯメモリ４２−Ｂに交互に書
き込む。また、識別コードを検出した場合は、所定のデ
ータ量の単位符号データを連続して一方のＦＩＦＯメモ
リに書き込む。

【００６３】ＦＩＦＯメモリ４２−Ａ，Ｂは、復号化部
４１−Ａ，Ｂにそれぞれ対応してその前段に設けられ、
ライト信号４４−Ａ，Ｂに応じて所定のデータ量の単位
符号データ４５−Ａ，Ｂを格納する。復号化部４１−
Ａ，Ｂは、対応するＦＩＦＯメモリ４２−Ａ，Ｂから符
号データ１０−Ａ，Ｂを読み出して復号する。

【００６４】復号化部４１−Ａ，Ｂは、図１７に示した
構成のうちコンテキスト生成部２を除く算術復号化部２
１、確率推定テーブル６、逆予測部２２からなる。コン
テキスト生成部２は、２つの復号化部４１−Ａ，Ｂに共
通して設けられている。復号化部４１−Ａ，Ｂから交互
に画像データ１が出力される。出力された画像データ１
はコンテキスト生成部２に入力され、例えば図１２に示
すようなテンプレートに従ってコンテキスト３を生成す
る。コンテキスト生成部２で生成されたコンテキスト３
は、交互に復号化部４１−Ａまたは復号化部４１−Ｂに
入力される。

【００６５】次に、本発明の復号化装置の実施の一形態
における動作の一例について説明する。例えば図５に示
したような合成符号データ４７が分割部４６に入力され
る。分割部４６は、基本的には合成符号データ４７を所
定のデータ量の単位、例えば１ワード単位に分割し、分
割した単位符号データ４５−Ａ，Ｂをライト信号４４−
Ａ，ＢとともにＦＩＦＯメモリ４２−Ａ，Ｂに交互に書
き込む。書き込みに際しては、メモリ状態信号４３−
Ａ，Ｂを参照し、書き込む側のＦＩＦＯメモリが満杯で
ないことを確認して行なう。

【００６６】例えば図５に示す合成符号データ４７で
は、最初の１ワードの単位符号データＡ₀ をＦＩＦＯメ
モリ４２−Ａに書き込み、次の１ワードの単位符号デー
タＢ_０をＦＩＦＯメモリ４２−Ｂに書き込む。同様にし
てＡ_１ ，・・・，Ａ_n をＦＩＦＯメモリ４２−Ａに、
Ｂ₁ ，・・・，Ｂ_n をＦＩＦＯメモリ４２−Ｂにそれぞ
れ順次書き込んでゆく。メモリ状態信号４３−Ａ，Ｂを
参照し、ＦＩＦＯメモリ４２−Ａ，Ｂのいずれかが満杯
の状態の場合には、その時点で書き込みを一時停止す
る。

【００６７】識別コードを検出すると、それに続く所定
数の単位符号データは一方のＦＩＦＯメモリに書き込
む。図５に示す合成符号データ４７の場合には、識別コ
ードの前にＦＩＦＯメモリ４２−Ｂに書き込みを行なっ
ているので、識別コードに続く１６ワードの単位符号デ
ータをＦＩＦＯメモリ４２−Ｂに順次書き込んでゆく。
この場合もメモリ状態信号４３−Ｂを参照し、ＦＩＦＯ
メモリ４２−Ｂが満杯の状態の場合には書き込みを一時
停止する制御を行なう。

【００６８】各復号化部４１−Ａ，Ｂにおける動作は上
述の図１７と同様であり、コンテキスト生成部２で生成
されたコンテキスト３−Ａ，Ｂを用いて、ＦＩＦＯメモ
リ４２−Ａ，Ｂから読み出した符号データ１０−Ａ，Ｂ
を復号し、画像データ１−Ａ，Ｂとして出力する。この
とき、復号化部４１−Ａ，Ｂは、コンテキスト生成部２
から出力されるコンテキストを、復号する画素位置に応
じて交互に取り込み、復号する。例えば図２（Ａ）に示
す画像を復元する場合、図２（Ｂ）に示す画素を符号化
した符号データを復号する復号化部４１−Ａは、２番目
の添字が偶数となる画素の画像データを復号する際のコ
ンテキスト３−Ａを取り込む。同様に、図２（Ｃ）に示
す画素を符号化した符号データを復号する復号化部４１
−Ｂは、２番目の添字が奇数となる画素の画像データを
復号する際のコンテキスト３−Ｂを取り込む。

【００６９】図７は、本発明の復号化装置の実施の一形
態における復号化部の動作と画像データの出力の関係の
一例を示すタイミングチャートである。復号化部４１−
Ａ，Ｂには、それぞれ位相が異なるクロックが与えられ
ており、このクロックに従って復号を行なう。復号処理
によって、ある時点で復号結果である画像データが確定
する。このとき、復号化部４１−Ａと復号化部４１−Ｂ
はそれぞれ独立に復号処理を行なっており、復号化部が
１つの場合に比べて倍の速度で復号することが可能であ
る。

【００７０】復号化部４１−Ａと復号化部４１−Ｂとは
位相の異なるクロックに従って動作しているので、図７
に示すように復号結果が確定するタイミングが異なる。
これを復号化部４１−Ａ，Ｂに与えられているクロック
の１／２の周期の出力画像クロックによって交互に出力
させる。これによって、図２（Ｂ）に示した画素を復号
した復号化部４１−Ａの復号結果と、図２（Ｃ）に示し
た画素を復号した復号化部４１−Ｂの復号結果とが交互
に選択されて、図２（Ａ）に示す画像のデータが順次出
力されることになる。

【００７１】また、このようにして復号化部４１−Ａ，
Ｂの復号結果を交互に選択した画像データはコンテキス
ト生成部２にも入力される。これによってコンテキスト
生成部２では、符号化時と同様に、図２（Ｄ）や（Ｅ）
に示すような連続した画素を参照したコンテキストを生
成することができる。

【００７２】ところが、コンテキスト生成部２におい
て、前画素の復号が終了しないと現画素のコンテキスト
が生成できないため、現画素の復号を行なうことができ
ないという問題がある。すなわち、一方の復号化部で復
号処理が遅れると、他方の復号処理を開始することがで
きず、処理速度が低下してしまう。これを回避するため
に、例えば上述の特願平８−２８８７３１号に開示した
ように、復号時に前画素がとりうるすべての値に従って
逆予測を行ない、複数の逆予測データを生成しておく。
そして、前画素の値が確定した時点でいずれがの逆予測
データを選択し、復号処理を高速化する方式が提案され
ており、本発明でもこの技術を用いることができる。

【００７３】図６に示した本発明の復号化装置において
は、それぞれの復号化部４１−Ａ，Ｂにおいて１画素お
きに復号される。そのため、例えば復号化部４１−Ａで
現画素を復号する際に、復号化部４１−Ａにおいて直前
に復号処理した画素、すなわち原画像上では２画素前の
画素と、他方の復号化部４１−Ｂにおいて復号している
画素、すなわち原画像上の１画素前の画素をコンテキス
トに使用する。復号化部４１−Ａで直前に復号した画素
については、値は確定しているものの、逆予測部２２内
の逆予測テーブルの書き換えが発生している場合、書き
換え完了まで逆予測が行なえない。また、復号化部４１
−Ｂで復号する画素については、並行して処理を行なっ
ているので値も確定していない場合がある。そのため、
現画素の復号を行なう際には、原画像上の１画素前と２
画素前の画素について、とりうるすべての値の組み合わ
せに対応した複数の逆予測値を求めておく。そして、復
号化部４１−Ａで直前に復号した画素の値と、復号化部
４１−Ｂで現在復号している画素の値が確定した時点
で、これらの画素の値から複数の逆予測値の中から正し
いものを選択すればよい。

【００７４】このような動作を実現する構成を以下に示
す。図８は、本発明の復号化装置の実施の一形態におけ
る復号化部の別の例を示すブロック構成図である。図
中、５１〜５４は逆予測テーブル、５５は書き込み制御
部、５６は書き込み信号、５７はライトアドレス、５８
は選択部、５９は他復号化部からの画像データ、６０は
前画像データである。ここでは、１つの復号化部の構成
のみを示している。図８に示す構成が図６における復号
化部４１−Ａ，Ｂに適用される。

【００７５】この構成では、例えば図１２に示すテンプ
レートのＸ₁ ，Ｘ₀ を除いたＸ₉ 〜Ｘ₂ の８個の画像デ
ータからなるコンテキストを用いる。逆予測テーブル５
１〜５４は、それぞれが例えば図１３に示すような構成
のテーブルであり、ＲＡＭ等の記憶装置に格納されてい
る。この逆予測テーブル５１〜５４のアドレスは、図１
３に示したものと異なり、８ビットで構成されている。
逆予測テーブル５１は、Ｘ₁ ，Ｘ₀ の画素を０，０と仮
定した時の逆予測値およびステートを格納している。同
様に、逆予測テーブル５２〜５４は、Ｘ₁ ，Ｘ₀ の画素
をそれぞれ０，１、１，０、１，１と仮定したときの逆
予測値およびステートをそれぞれ格納している。８ビッ
トのコンテキストによって４つの逆予測テーブル５１〜
５４からそれぞれ逆予測値およびステートが読み出され
て、選択部５８に入力される。

【００７６】選択部５８は、算術復号化部２１から出力
される画像データ１を前画像データ６０として取り込む
とともに、他復号化部からの画像データ５９を取り込
み、これらに基づいて、逆予測テーブル５１〜５４から
出力されている逆予測値およびステートのいずれかを選
択し、ステートを確率推定テーブル６へ、逆予測値２３
を算術復号化部２１へ出力する。例えば前画像データ６
０が０で、他復号化部からの画像データ５９が０の場合
には、逆予測テーブル５１の出力を選択する。同様に、
前画像データ６０と他復号化部からの画像データ５９が
０，１の場合には逆予測テーブル５２の出力を選択し、
１，０の場合には逆予測テーブル５３の出力を選択し、
１，１の場合には逆予測テーブル５４の出力を選択す
る。

【００７７】書き込み制御部５５は、逆予測テーブル５
１〜５４で利用するコンテキストＸ₉ 〜Ｘ₂ を書き込み
アドレスとして逆予測テーブル５１〜５４に対して出力
するとともに、書き換え信号１２の書き換え指示に応じ
て、算術復号化部２１から出力される画像データ１およ
び他復号化部からの画像データ５９の値から書き込みを
行なうべき逆予測テーブル５１〜５４のいずれかを選択
して、選択した逆予測テーブルに書き込み信号５６を送
る。各逆予測テーブル５１〜５４には、確率推定テーブ
ル６から出力されるＮＭＰＳまたはＮＬＰＳおよび算術
復号化部２１から出力される新逆予測値が書き換えデー
タ２４として与えられているので、書き込み制御部５５
から書き込み信号５６が送られた逆予測テーブルでは、
同じく書き込み制御部５５から送られてくる書き込みア
ドレスに書き換えデータ２４が書き込まれる。

【００７８】図９は、本発明の復号化装置の実施の一形
態における復号化部の別の例の動作の一例を説明するた
めのタイミングチャートである。図９では、図２におけ
るＰ₂₄の位置の画素の復号を復号化部４１−Ａで行なう
例を示している。復号化部４１−Ａでは、Ｐ₂₄の位置の
画素を復号する直前に、Ｐ₂₂の位置の画素を復号する。
書き込み制御部５５は、Ｐ₂₂の位置の画素を注目画素と
するコンテキストＸ’ ₉ 〜Ｘ’₂ を保持している。

【００７９】Ｐ₂₂の位置の画素を復号中に、Ｐ₂₄の位置
の画素を注目画素とするコンテキストＸ₉ 〜Ｘ₂ が逆予
測テーブル５１〜５４にアドレスとして入力される。逆
予測テーブル５１〜５４から、それぞれＸ₁ ，Ｘ₀ が０
０，０１，１０，１１の場合の４種類の逆予測値、ステ
ートが読み出されて選択部５８に入力される。

【００８０】一方、復号化部４１−ＢにおいてはＰ₂₃の
位置の画素の復号が、復号化部４１−ＡにおけるＰ₂₂の
位置の画素の復号に半周期遅れて開始される。やがて復
号化部４１−ＡにおけるＰ₂₂の位置の画素が復号されて
画像データが出力され、これが前画像データ６０として
選択部５８に入力される。その後、復号化部４１−Ｂに
おけるＰ₂₃の位置の画素が復号されて画像データが出力
され、他復号化部からの画像データ５９として選択部５
８に入力される。この時点でＸ₁ ，Ｘ₀ の値が００，０
１，１０，１１のいずれであるかが確定されるので、選
択部５８は逆予測テーブル５１〜５４のいずれかの出力
（逆予測値、ステート）を選択して、Ｐ₂₄の位置の画素
を復号するための逆予測値およびステートとして算術復
号化部２１および確率推定テーブル６に渡す。これによ
って次の周期でＰ₂₄の位置の画素の復号を開始すること
ができる。

【００８１】また、Ｐ₂₂の復号によって逆予測テーブル
の書き換えが発生した場合には、書き込み制御部５５
は、保持しているＰ₂₂の位置の画素を注目画素とするコ
ンテキストＸ’₉ 〜Ｘ’₂ を書き込みアドレス５７とし
て予測テーブル５１〜５４に出力する。また、算術復号
化部２１から出力されるＰ₂₂の位置の画像データ１と、
復号化部４１−Ｂから出力されるＰ₂₃の位置の画像デー
タである他復号化部からの画像データ５９から書き換え
るべき逆予測テーブルを特定し、その逆予測テーブルに
対して書き込み信号５６を送る。逆予測テーブル５１〜
５４には、確率推定テーブル６および算術復号化部２１
から、Ｐ₂₂の位置の画像データに関する書き換えデータ
２４が入力されているので、書き込み制御部５５から書
き込み信号５６が与えられた逆予測テーブルは、書き込
みアドレス５７のデータを書き換えデータ２４に書き換
える。次のＰ₂₆の位置の画素の復号では、書き換えられ
た逆予測テーブルを用いて４種類の逆予測値およびステ
ートが出力されることになる。

【００８２】もちろん、復号化部４１−Ａから出力され
るＰ₂₂，Ｐ₂₄の位置の画像データ１は、復号化部４１−
Ｂに送られて他復号化部からの画像データ５９として用
いられ、同様な処理で復号が実施される。

【００８３】このようにして、逆予測テーブルの書き換
え前でも逆予測テーブルの読み出しが可能であるので、
算術復号化部２１の処理と逆予測テーブル５１〜５４の
読み出しを並列的に実行することができ、復号処理を高
速化することができる。

【００８４】なお、逆予測テーブル５１〜５４は、他復
号化部からの画像データ５９に対する１画素前の値のみ
による２つの逆予測テーブルとして構成し、算術復号化
部２１から画像データ１が出力された後にコンテキスト
Ｘ₉ 〜Ｘ₁ を用いるようにしてもよい。また、３ポート
メモリを用いて、２つあるいは１つのメモリで構成して
もよい。

【００８５】ここでは復号化装置について図８に示すよ
うな逆予測テーブルの先読みを行なって高速化する例を
示したが、例えば上述の特願平８−３０１８８９号に記
載されているように符号化装置について予測テーブルの
先読みを行なうように構成すれば、符号化装置において
も予測テーブルの書き込みよる遅延を発生させずに符号
化処理を行なうことができ、符号化を高速に行なうこと
ができる。

【００８６】以上、本発明による符号化部あるいは復号
化部を複数配置して並列処理を行なう符号化装置および
復号化装置について、一例を示した。本発明は、これら
の例に限られるものではない。例えば、符号化部、復号
化部を２ブロックではなく、もっと多数の構成にしてさ
らに並列化することも可能である。また、合成部３６に
おいて合成する際の符号データのデータ量の単位も１ワ
ード以外でよく、任意のデータ量を単位として、順次合
成してゆくことができる。また、識別コード以後に続け
る特定の符号化部からの符号データの単位数も任意に設
定することができる。これらは復号化装置との間で設定
可能であればよく、分割部４６は符号化時と同じ規則で
合成符号データを分割すればよい。

【００８７】また、ＦＩＦＯメモリ３２およびＦＩＦＯ
メモリ４２の容量も１６ワードに限るものではなく、任
意の容量でよい。もちろん、ＦＩＦＯメモリ３２とＦＩ
ＦＯメモリ４２の容量が異なっていてもよく、合成符号
データの形式に合わせて合成部３６と分割部４６がＦＩ
ＦＯメモリ３２、ＦＩＦＯメモリ４２を制御すればよ
い。

【００８８】またさらに、本発明は予測符号化方式の符
号データを合成符号データに合成するものに限られるも
のではなく、異なる符号化方式の符号データをも合成す
るように構成することも可能である。

【００８９】以上のように本発明では、ＪＢＩＧなどの
高速化が困難な符号化方式においても高速化することが
できるため、高速リアルタイム処理が必要となるプリン
タ、複写機などのシステムにも、ＪＢＩＧ等の高能率の
符号化方式を応用し、データを圧縮することが可能とな
る。

【００９０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、第１の
発明の符号化装置によれば、予測符号化を複数の符号化
手段で並列処理を行なうことができるので、高速に符号
化を行なうことができる。このとき、前段に大きな画像
メモリを必要とせず、またコンテキストを単体の符号化
手段を用いる場合と同じように生成できるため、符号化
効率を損なうこともなく符号化することができる。

【００９１】さらに、第２の発明の符号化装置によれ
ば、並列処理した符号データを効率よく１つの符号に合
成することができるため、合成された符号データのデー
タ量の増大を抑えるとともに、符号データの管理を簡易
にすることができる。

【００９２】また第３の発明の復号化装置によれば、符
号化装置と同様に、前段に大きな画像メモリを必要とせ
ず、複数の復号化手段で並列して復号処理を行なうこと
ができるので、高速にリアルタイムで復号することがで
きる。

【００９３】さらに、第４の発明の復号化装置によれ
ば、効率よく合成された符号データを入力として分割手
段で複数の復号化手段に分配入力し、複数の復号化手段
で並列処理が可能な復号化装置を得ることができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の符号化装置の実施の一形態を示すブ
ロック構成図である。

【図２】 画像データの一例の説明図である。

【図３】 本発明の符号化装置の実施の一形態における
画像の入力と各符号化部の動作の一例を示すタイミング
チャートである。

【図４】 本発明の符号化装置の実施の一形態における
合成部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図５】 合成符号データの一例の説明図である。

【図６】 本発明の復号化装置の実施の一形態を示すブ
ロック構成図である。

【図７】 本発明の復号化装置の実施の一形態における
復号化部の動作と画像データの出力の関係の一例を示す
タイミングチャートである。

【図８】 本発明の復号化装置の実施の一形態における
復号化部の別の例を示すブロック構成図である。

【図９】 本発明の復号化装置の実施の一形態における
復号化部の別の例の動作の一例を説明するためのタイミ
ングチャートである。

【図１０】 算術符号化の概念図である。

【図１１】 ＪＢＩＧで採用されている予測符号化方式
の概略図である。

【図１２】 ＪＢＩＧで使用されるテンプレートの一例
の説明図である。

【図１３】 予測部４に記憶されている予測テーブルの
一例の説明図である。

【図１４】 確率推定テーブル６の一例の説明図であ
る。

【図１５】 入力される画像データの一具体例の説明図
である。

【図１６】 書き換え後の予測部テーブルの一具体例の
説明図である。

【図１７】 ＪＢＩＧで採用されている予測復号化方式
の概略図である。

【図１８】 算術復号化部の基本動作の説明図である。

【符号の説明】 １…画像データ、２…コンテキスト生成部、３…コンテ
キスト、４…予測部、５…ステート、６…確率推定テー
ブル、７…ＬＳＺおよびＳＷ、８…予測値、９…算術符
号化部、１０…符号データ、１１…書き換えデータ、１
２…書き換え信号、２１…算術復号化部、２２…逆予測
部、２３…逆予測値、２４…書き換えデータ、３１…符
号化部、３２…ＦＩＦＯメモリ、３３…メモリ状態信
号、３４…リード信号、３５…単位符号データ、３６…
合成部、３７…合成符号データ、４１…復号化部、４２
…ＦＩＦＯメモリ、４３…メモリ状態信号、４４…ライ
ト信号、４５…単位符号データ、４６…分割部、４７…
合成符号データ、５１〜５４…逆予測テーブル、５５…
書き込み制御部、５６…書き込み信号、５７…ライトア
ドレス、５８…選択部、５９…他復号化部からの画像デ
ータ、６０…前画像データ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １画素ずつ入力される画像データを予測
   符号化する符号化装置において、入力された画素を注目
   画素として該注目画素の周辺に位置する複数の参照画素
   を選択してコンテキストを生成するコンテキスト生成手
   段と、１画素ずつ入力されるごとに切り換えられ前記コ
   ンテキストをもとに前記注目画素を予測して予測符号化
   する複数の符号化手段と、該複数の符号化手段で生成さ
   れた符号データを１つの合成符号データに合成する合成
   手段を有することを特徴とする符号化装置。
2. 【請求項２】 前記複数の符号化手段の後段にそれぞれ
   前記符号データを保持する記憶手段を具備し、前記合成
   手段は、前記各記憶手段の符号記憶状態を管理し、前記
   各記憶手段から順に所定量ごとに符号データを読み出し
   て出力するとともに、前記符号記憶状態に応じて識別子
   とともに一つの前記記憶手段に格納されている前記符号
   データを所定量ずつ複数回出力することを特徴とする請
   求項１に記載の符号化装置。
3. 【請求項３】 所定単位ごとに順次振り分けられて入力
   されたデータを符号化する複数の符号化手段と、該複数
   の符号化手段で生成された符号データを所定の順序で１
   つの合成符号データに合成する合成手段を有し、該合成
   手段は、ある符号化手段において出力すべき符号データ
   が空の場合には識別子とともに他の符号化手段の出力す
   る前記符号データを出力することを特徴とする符号化装
   置。
4. 【請求項４】 符号データを合成した合成符号データを
   予測復号化する復号化装置において、次に復号する画素
   を注目画素として該注目画素の周辺に位置する複数の参
   照画素を選択してコンテキストを生成するコンテキスト
   生成手段と、復号された画像が形成されるように１画素
   ごとにその出力が切り換えられ前記コンテキストをもと
   に前記注目画素を逆予測して予測復号化する複数の復号
   化手段と、入力された前記合成符号データを前記符号デ
   ータに分割して前記複数の復号化手段へ分配入力する分
   割手段を有することを特徴とする復号化装置。
5. 【請求項５】 前記複数の復号化手段の前段にそれぞれ
   前記分割手段で分割された符号データを保持する記憶手
   段を具備し、前記分割手段は、前記各記憶手段の符号記
   憶状態を管理し、分割した前記符号データを前記各記憶
   手段へ書き込み、前記復号化手段は、対応する前記記憶
   手段から符号データを読み出して予測復号化することを
   特徴とする請求項４に記載の復号化装置。
6. 【請求項６】 前記復号化手段は、前記注目画素の直前
   の前記復号化手段の数だけの画素の状態ごとに前記注目
   画素の逆予測値を出力する複数の逆予測テーブルと、前
   記複数の逆予測テーブルが出力する複数の前記逆予測値
   の中から他の前記復号化手段から出力される復号結果お
   よび該復号化手段による直前の復号結果に従って１つの
   前記逆予測値を選択する選択手段と、該選択手段で選択
   された前記逆予測値に基づいて前記注目画素を復号する
   予測復号手段を有することを特徴とする請求項４に記載
   の復号化装置。
7. 【請求項７】 入力データを所定単位ごとに順次振り分
   けて符号化した符号データを所定の順序で合成した合成
   符号データを復号化する復号化装置において、前記符号
   データを復号する複数の復号化手段と、入力された前記
   合成符号データを前記符号データに分割して前記複数の
   復号化手段へ分配入力する分割手段を有し、該分割手段
   は、前記合成符号データ中に識別子が現われた場合に、
   該識別子に連続する複数の前記符号データを同じ前記復
   号化手段へ連続して入力することを特徴とする復号化装
   置。