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JPH06311045A - Encoder and decoder - Google Patents

Encoder and decoder

Info

Publication number
JPH06311045A
JPH06311045A JP5094278A JP9427893A JPH06311045A JP H06311045 A JPH06311045 A JP H06311045A JP 5094278 A JP5094278 A JP 5094278A JP 9427893 A JP9427893 A JP 9427893A JP H06311045 A JPH06311045 A JP H06311045A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
symbol
order
register
value
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5094278A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3119025B2 (en
Inventor
Takayoshi Semasa
孝義 瀬政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP05094278A priority Critical patent/JP3119025B2/en
Publication of JPH06311045A publication Critical patent/JPH06311045A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3119025B2 publication Critical patent/JP3119025B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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  • Compression Of Band Width Or Redundancy In Fax (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an encoder/decoder whose processing speed is improved when prediction encoding or its decoding is applied to an information source symbol. CONSTITUTION:The encoder/decoder is provided with barrel shifters 5i, 5k shifting a new valid area width and a border of an area by a predetermined bit number in response to an LPS or an MPS. A selector 5c selects the new valid area width and provides an output of the result to the 1st barrel shifter 5i. On the other hand, a selector 5j selects a border of the new area and provides an output of it to the 2nd barrel shifter 5k. A bit location detector 5h monitors the new valid area outputted from the selector 5c to detect a bit number for normalizing processing. The 1st barrel shifter 5i, the 2nd barrel shifter 5k and a code register 5f execute shift processing and code processing by one clock based on the bit number obtained by the bit location detector 5h.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、符号化・復号化装置、
特に画像情報などの符号化・復号化装置に関する。
The present invention relates to an encoding / decoding device,
In particular, it relates to a coding / decoding device for image information and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】マルコフ情報源の符号化においては、情
報源の出力シンボル系列に対し、既に符号化済みのシン
ボルである参照シンボルにより符号化対象シンボルを予
測し、その予測誤差信号を参照シンボルパターンにより
予測的中率に応じて各予測誤差信号をいくつかの群に分
類し、それぞれに適した符号を用いて符号化が行われて
いる。ここで、以下この予測誤差信号の作成のことを、
予測変換、群に分類することを統合、群の識別子のこと
を次数と呼ぶ。また、符号化されるべき予測誤差信号の
ことを予測誤差シンボルと呼ぶことにする。
2. Description of the Related Art In coding a Markov information source, a target symbol to be coded is predicted from a reference symbol which has already been coded for an output symbol sequence of the information source, and the prediction error signal is used as a reference symbol pattern. Thus, each prediction error signal is classified into several groups according to the predictive predictive value, and coding is performed using a code suitable for each. Here, the creation of this prediction error signal
Predictive conversion, classification into groups is called integration, and group identifiers are called orders. Further, the prediction error signal to be encoded will be called a prediction error symbol.

【0003】この予測変換及び次数選択方法としては、
情報源の統計的性質の局所的変化に対応するため、適応
処理を行う技術が特開平2−305225号公報に開示
されている。予測誤差シンボルの符号化手法について
は、減算型算術符号化法が、IBM研究開発情報198
8年11月、第32巻第6号(IBM Journal
of Reserch and Developmen
t,Vol.32,No.6,Nov,1988)の
「Q−コーダ対応2元演算符号器の基礎的原理の外観」
(An overview of the basic
principle of the Q−Coder
adaptive−binary arith−me
tic coder)や特公平2−58811号公報な
どに開示されている。これらはシンボル系列を数直線上
で0.0から1.0までの間に写像し、その座標を符号
語として符号化する数直線表示符号化方式の一種で、生
起したシンボルに応じて数直線を分割する際に、加減算
のみで行うものである。
As this predictive conversion and order selection method,
A technique for performing adaptive processing is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-305225 in order to cope with local changes in the statistical properties of information sources. Regarding the coding method of the prediction error symbol, the subtraction type arithmetic coding method is described in IBM Research and Development Information 198.
November 32, Vol. 32, No. 6 (IBM Journal
of Research and Developmen
t, Vol. 32, No. 6, Nov, 1988), "Appearance of the basic principle of a Q-coder compatible binary arithmetic encoder".
(An overview of the basic
princple of the Q-Coder
adaptive-binary arith-me
tic coder) and Japanese Patent Publication No. 2-58811. These are a kind of number line display coding method that maps a symbol sequence between 0.0 and 1.0 on the number line and encodes the coordinates as a code word. Is divided and added and subtracted only.

【0004】以下、図に従って従来の技術による予測変
換、統合及び符号化の過程を説明する。図14は従来の
技術による符号化装置のブロック図であり、図15はこ
の内の算術符号器の内部構成図である。簡単のため、情
報源は2値画像信号とし、参照シンボルは図16の12
画素、統合数は16とする。
The process of the conventional predictive conversion, integration and encoding will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a block diagram of an encoding device according to a conventional technique, and FIG. 15 is an internal configuration diagram of an arithmetic encoder therein. For simplicity, the information source is a binary image signal and the reference symbol is 12 in FIG.
The number of pixels and integration is 16.

【0005】図14で、1は情報源シンボル101の系
列から参照シンボルを選択出力する参照シンボル作成
器、2はこの出力である参照シンボルパターン102よ
り対象シンボルの次数103と予測値104を出力する
次数・予測値メモリ、3は後述の次数・予測値レジスタ
8で選択・記憶された予測値112をもとに予測誤差シ
ンボル105を作成する予測変換器、4は後述の次数・
予測値レジスタ8で選択・記憶された次数111をもと
に算術符号の領域幅106を出力する領域幅テーブル、
5は算術符号器、6は次数・予測値メモリの読み出しと
更新を制御する次数・予測値制御回路、7は参照シンボ
ルパターン102から直前の符号化対象シンボルに対す
る参照シンボルパターンと符号化対象シンボルに対する
参照シンボルパターンが一致しているか否かを検出する
検出器、8は次数・予測値メモリ2からの次数103及
び予測値出力104ないしは、次数・予測値制御回路6
からの更新信号108一時記憶する次数・予測値レジス
タである。ここで、参照シンボル数を12としたことよ
り、次数・予測値テーブル(次数・予測値メモリの内
容)は図17に示す様に212種必要となる。次数値につ
いては統合を16の群としたことからこれを識別するも
のとなる。ここでは予測的中率の高い程次数が高いもの
とする。
In FIG. 14, reference numeral 1 is a reference symbol generator which selectively outputs a reference symbol from a sequence of information source symbols 101, and 2 is a reference symbol pattern 102 which is an output thereof, and outputs the order 103 and predicted value 104 of the target symbol. The order / predicted value memory 3, 3 is a predictive converter that creates a prediction error symbol 105 based on the predicted value 112 selected and stored in the order / predicted value register 8 described later, and 4 is the order
An area width table for outputting the area width 106 of the arithmetic code based on the degree 111 selected and stored in the prediction value register 8,
Reference numeral 5 is an arithmetic encoder, 6 is an order / prediction value control circuit that controls reading and updating of the order / prediction value memory, and 7 is a reference symbol pattern for the immediately preceding encoding target symbol from the reference symbol pattern 102 and an encoding target symbol. A detector 8 for detecting whether or not the reference symbol patterns match each other. Reference numeral 8 denotes the order 103 and the predicted value output 104 from the order / predicted value memory 2 or the order / predicted value control circuit 6
Is an order / prediction value register for temporarily storing the update signal 108 from. Here, since the number of reference symbols is set to 12, 2 12 kinds of order / predicted value tables (contents of the order / predicted value memory) are required as shown in FIG. Regarding the order value, the integration is made into 16 groups, and therefore this is identified. Here, the higher the predictive predictive ratio, the higher the order.

【0006】図15は、算術符号器5の内部構成を示す
ブロック構成図である。図において、5aは数直線上の
有効領域Ai を記憶するAレジスタ、5bはMPS領域
幅114を計算する減算器、5cはLPSの領域幅とM
PSの領域幅を選択してAレジスタ5aの入力とする選
択器、5dは下界値座標116を記憶するCレジスタ、
5eはLPSの場合のCレジスタ値117を計算する加
算器、5fはCレジスタのオーバーフロー(シフトアウ
ト)信号であるキャリ出力118を一時記憶し、Cレジ
スタ5d更新時に桁上がりの処理を行い最終的な符号系
列を作成するための符号レジスタ、5gはこの算術符号
器5の動きを制御するタイミング制御回路である。
FIG. 15 is a block diagram showing the internal structure of the arithmetic encoder 5. In the figure, 5a is an A register for storing the effective area Ai on the number line, 5b is a subtracter for calculating the MPS area width 114, and 5c is the LPS area width and M.
A selector 5d for selecting the PS region width and inputting it to the A register 5a is a C register for storing the lower bound coordinates 116,
Reference numeral 5e is an adder for calculating the C register value 117 in the case of LPS, and 5f is a temporary storage of the carry output 118 which is an overflow (shift out) signal of the C register, and carries out carry processing when updating the C register 5d. A code register 5g for creating such a code sequence is a timing control circuit for controlling the operation of the arithmetic encoder 5.

【0007】次に図14についてその動作を説明する。
情報源から発生したシンボル101(画像信号)は参照
シンボル作成器1でその系列が記憶されると共に、図1
6に示す12画素の信号が選択されて参照シンボルパタ
ーン102として出力される。次数・予測値メモリ2で
はこれを基に図17に示すテーブル内容から、対象シン
ボルの予測値104と次数103が出力され、次数10
3情報は図18に示す領域幅テーブル4で領域幅106
として変換出力される。一方、発生シンボル101は予
測変換器3で予測値112と排他的論理和がとられ予測
誤差シンボル105が作成される。この予測誤差シンボ
ルは符号化対象が2値画像信号であるため、予測一致の
場合に0(MPS:More Probable Sy
mbol)、不一致の場合に1(LPS:Less P
robable Symbol)となる。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
The symbol 101 (image signal) generated from the information source is stored in the reference symbol generator 1 and its sequence is stored.
The signal of 12 pixels shown in 6 is selected and output as the reference symbol pattern 102. Based on this, the order / predicted value memory 2 outputs the predicted value 104 and the order 103 of the target symbol from the table contents shown in FIG.
3 information is the area width 106 in the area width table 4 shown in FIG.
Is converted and output as. On the other hand, the generated symbol 101 is subjected to exclusive OR with the prediction value 112 in the prediction converter 3 to create the prediction error symbol 105. Since this prediction error symbol is a binary image signal to be encoded, it is 0 (MPS: More Probable Sy) in the case of prediction matching.
mbol), 1 in case of disagreement (LPS: Less P
It is a robbable symbol).

【0008】算術符号器5では領域幅106信号を基
に、予測誤差シンボル105を数直線上に写像してゆき
符号化が実行される。すなわち、予測誤差シンボル系列
において第i番目のシンボルをai 、第i時点でのLP
Sの写像範囲(割当領域)をSとすると、MPS領域を
有効領域の下側に取るとすれば、第i時点でのシンボル
系列の写像範囲(有効領域)Ai とその下界値座標Ci
は、シンボルai がMPSのとき、 Ai = Ai-1 − S Ci = Ci-1 シンボルai がLPSのとき Ai = S Ci = Ci-1 + (Ai-1 − S) とする。
In the arithmetic encoder 5, the prediction error symbol 105 is mapped on a number line based on the region width 106 signal, and coding is executed. That is, the i-th symbol in the prediction error symbol sequence is a i , and the LP at the i-th time point is
If the mapping range (allocation area) of S is S, and the MPS area is located below the effective area, the mapping range (effective area) Ai of the symbol sequence at the i-th time point and its lower bound coordinate Ci.
When the symbol ai is MPS, Ai = Ai-1−SCi = Ci-1 When the symbol ai is LPS, Ai = SCi = Ci-1 + (Ai-1−S).

【0009】ここで有効領域Ai が1/2以下になった
場合には、演算制度を上げるため2のべき乗倍する。こ
のとき座標Ci のオーバーフロー(小数点以上の部分)
分が符号ビット系列として出力される。以下このべき乗
処理を正規化と呼ぶ。 Ai 更新値 = Ai * 2m (1/2<
Ai 更新値≦1) Ci 更新値 = Ci * 2m
When the effective area Ai becomes 1/2 or less, it is multiplied by a power of 2 in order to improve the calculation accuracy. At this time, the overflow of coordinate Ci (the part above the decimal point)
Minutes are output as a code bit sequence. Hereinafter, this exponentiation process is called normalization. Ai update value = Ai * 2 m (1/2 <
Ai update value ≤ 1) Ci update value = Ci * 2 m

【0010】算術符号に於いては,SをLPSの出現確
率(=予測誤り確率)とすることで、情報源エントロピ
に極めて近い高効率の符号化ができることが知られてい
る。よって、次数に対応した予測的中率に適したS値を
選択することで上記処理により算術符号化を行うことが
できる。図18は次数と領域幅Sとの対応表の一例であ
る。表中の値は、上記式中の数値を216倍したものを記
してある。この例では、数直線上の領域計算は16ビッ
ト精度で行うものであり、Aレジスタ、Cレジスタはそ
れぞれ小数以下16ビットの構成となる。
In the arithmetic code, it is known that high efficiency coding extremely close to the information source entropy can be performed by setting S to the appearance probability (= prediction error probability) of LPS. Therefore, arithmetic coding can be performed by the above processing by selecting an S value suitable for the predictive predictive value corresponding to the order. FIG. 18 is an example of a correspondence table between the degree and the area width S. The values in the table are the values in the above formula multiplied by 2 16 . In this example, the area calculation on the number line is performed with 16-bit precision, and each of the A register and the C register has a decimal number of 16 bits or less.

【0011】次に予測及び統合の適応処理について説明
する。この適応処理方法としては、出力シンボル系列か
ら連続するMPSとLPSの数を計数して制御する方式
と、上記正規化が生起したときのシンボルがMPSかL
PSによって制御する方式がある。ここでは後者の方式
を例にとって説明する。次数・予測値制御回路6は正規
化時に予測変換器3の出力シンボルがMPSあるいいは
LPSであるかを判定する。
Next, the adaptive processing of prediction and integration will be described. The adaptive processing method includes a method of counting and controlling the number of consecutive MPSs and LPSs from the output symbol sequence, and a symbol when the normalization occurs is MPS or L.
There is a method of controlling by PS. Here, the latter method will be described as an example. The order / predicted value control circuit 6 determines whether the output symbol of the predictive converter 3 is MPS or LPS during normalization.

【0012】LPSの場合 次数・予測値メモリ2において、その時の参照シンボル
パターンに対応する次数の値を1だけ減算する。たとえ
ば、図17(a)に示すように符号化対象シンボルXの
参照シンボルパターンA〜Lに対する次数が4、予測値
が1であった場合、図17(b)に示すように、次数を
3にする。これは、当該参照シンボル状態に於ける予測
が外れたため、予測の的中度を示す次数を下げることに
よって、現在の符号化対象となっている情報源に対し、
次数・予測値を適応させる動作である。次数が最低次数
に達しそれ以上次数を減じることが出来なくなると、予
測値を反転させる。この動作により的中率が極端に悪い
予測値は書き換えられる。
In the case of LPS, the order / predicted value memory 2 subtracts 1 from the order value corresponding to the reference symbol pattern at that time. For example, when the degree of the target symbol X to be encoded with respect to the reference symbol patterns A to L is 4 and the predicted value is 1 as shown in FIG. 17A, the degree is 3 as shown in FIG. 17B. To This is because the prediction in the reference symbol state is wrong, so by lowering the order showing the accuracy of the prediction, the information source that is the current encoding target,
This is an operation of adapting the order / predicted value. When the order reaches the lowest order and the order cannot be reduced any more, the predicted value is inverted. By this operation, the predicted value with extremely bad hit rate is rewritten.

【0013】MPSの場合 次数・予測値メモリ2において、その時の参照シンボル
パターンに対応する次数の値を1だけ加算する。たとえ
ば、図17(a)に示すように符号化対象シンボルXの
参照シンボルパターンA〜Lに対する次数が4であった
場合、図17(c)に示すように、次数を5にする。こ
れは、当該参照シンボル状態に於ける予測が的中したた
め、予測の的中度を示す次数を上げることによって、現
在の符号化対象となっている情報源に対し、次数・予測
値を適応させる動作である。次数がすでに最高次数に達
している場合には加算は実行されない。この動作により
予測が極めてよく的中する場合には、次数を上げること
によりS値が小さくなり、算術符号器5から出力される
符号量を抑えることができる。
In the case of MPS In the order / predicted value memory 2, the order value corresponding to the reference symbol pattern at that time is incremented by one. For example, when the degree of the encoding target symbol X with respect to the reference symbol patterns A to L is 4 as shown in FIG. 17A, the degree is set to 5 as shown in FIG. 17C. This is because the prediction in the reference symbol state is correct, so by increasing the order indicating the accuracy of the prediction, the order / predicted value is adapted to the information source currently being encoded. It is an action. If the degree has already reached the highest degree, no addition is performed. When the prediction is extremely accurate by this operation, the S value is reduced by increasing the order, and the code amount output from the arithmetic encoder 5 can be suppressed.

【0014】以上の適応処理の動作により次数・予測値
制御回路6は、情報源の性質に追従して次数・予測値テ
ーブルを書き換えてゆき、高い符号化効率による算術符
号化が実現できる。
By the above-described operation of the adaptive processing, the order / predicted value control circuit 6 rewrites the order / predicted value table in accordance with the property of the information source, and arithmetic coding with high coding efficiency can be realized.

【0015】ここでこの符号化装置の1シンボル毎の処
理動作を図19を用いて詳述する。図19においてC
1、C2、C3、・・・はシステムクロック1周期を示
している。また、図において#1、#2、#3・・・は
符号化する対象シンボルを示している。ただし、図19
の中の#1、#2、#3は対象シンボルそのものを意味
するのではなく、図中左側に記載された各種パターンや
出力が対象シンボルに対応するものであることを示して
いる。例えば、対象シンボルパターン102において#
1、#2、#3・・・とあるのは対象シンボル#1に対
応する参照シンボルパターンの出力を示しており、同様
に#2は対象シンボル#2に対応する参照シンボルパタ
ーンの出力を示している。
Here, the processing operation for each symbol of this encoding apparatus will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 19, C
1, C2, C3, ... Show one cycle of the system clock. Further, in the figure, # 1, # 2, # 3, ... Show target symbols to be encoded. However, in FIG.
# 1, # 2, and # 3 in the above do not mean the target symbol itself, but indicate that various patterns and outputs described on the left side of the drawing correspond to the target symbol. For example, in the target symbol pattern 102 #
.., # 2, # 3, ... indicate the output of the reference symbol pattern corresponding to the target symbol # 1, and similarly # 2 indicates the output of the reference symbol pattern corresponding to the target symbol # 2. ing.

【0016】図19に示すように、システムクロックC
1において情報源シンボル101を入力し、参照シンボ
ル作成器1から参照シンボルパターン102を出力す
る。同時にシステムクロックC1において、次数・予測
値メモリ2から次数103及び予測値104を出力す
る。また、システムクロックC2において、次数・予測
値レジスタ8から当該符号化対象シンボルの次数信号1
11及び予測値信号112が出力され、次数・予測値メ
モリ2において次の符号化対象シンボルに対する次数1
03及び予測値104をシステムクロック1周期を用い
て読み出す。また、システムクロックC3においては、
算術符号器5により当該シンボル符号化の為の出力が行
われ、AレジスタとCレジスタからの符号の出力が行わ
れるのと平行して、次の符号化対象シンボルの次数信号
111及び予測値信号112が次数・予測値レジスタ8
から出力され、また、更に次の符号化対象シンボルに対
する次数103及び予測値104を、次数・予測値メモ
リ2から読み出す。このように符号化装置は、処理をパ
イプライン的に行うように構成されている。
As shown in FIG. 19, the system clock C
1, the information source symbol 101 is input, and the reference symbol generator 102 outputs the reference symbol pattern 102. At the same time, at the system clock C1, the order / predicted value memory 2 outputs the order 103 and the predicted value 104. Further, at the system clock C2, the order signal 1 of the target symbol to be coded is output from the order / predicted value register 8.
11 and the prediction value signal 112 are output, and the order / prediction value memory 2 outputs the order 1 for the next symbol to be encoded.
03 and the predicted value 104 are read using one cycle of the system clock. Further, at the system clock C3,
The arithmetic encoder 5 outputs for the symbol encoding and outputs the code from the A register and the C register in parallel with the degree signal 111 and the prediction value signal of the next encoding target symbol. 112 is the order / prediction value register 8
From the order / prediction value memory 2, the order 103 and the prediction value 104 for the next symbol to be encoded are read out. In this way, the encoding device is configured to perform processing in a pipeline manner.

【0017】次に、対象シンボルを符号化した場合に正
規化及び次数・予測値の更新が無い場合と、有る場合に
ついて説明する。 (1)正規化及び次数・予測値の更新がない場合 例えば、図19の#1、#3、#4、#6の場合のよう
に、上記領域と座標の演算後、次符号化対象シンボルの
領域・座標演算に移る。 (2)正規化及び次数・予測値の更新がある場合 例えば、図19の#2、#5の場合のように、上記領域
と座標の演算を1クロックで行った後、以下の更新・正
規化を行う。
Next, there will be described cases where normalization and order / prediction value updating is not performed when the target symbol is coded, and cases where it is present. (1) When normalization and order / prediction values are not updated For example, as in the case of # 1, # 3, # 4, and # 6 in FIG. Move to the area and coordinate calculation of. (2) Normalization and update of order / prediction value For example, as in the case of # 2 and # 5 in FIG. 19, after the calculation of the area and coordinates is performed in one clock, the following update / normalization is performed. To convert.

【0018】次数・予測値メモリ2の内容の更新は、検
出器7から出力される当該シンボルに対する参照パター
ン109(参照シンボルパターン102を1シンボル分
遅らせたもの)、次数・予測値制御回路6からの更新信
号108をもとに行う。この時、参照シンボルパターン
102(次の符号化対象シンボルに対する信号)と当該
符号化対象シンボルに対する参照パターン109が一致
する場合は、次数・予測値レジスタの内容についても更
新を行う。これら内容更新はシステムクロック1周期で
処理する。
The contents of the order / predicted value memory 2 are updated from the reference pattern 109 (the reference symbol pattern 102 delayed by one symbol) for the symbol output from the detector 7 and the order / predicted value control circuit 6. Based on the update signal 108. At this time, if the reference symbol pattern 102 (signal for the next encoding target symbol) and the reference pattern 109 for the encoding target symbol match, the contents of the order / prediction value register are also updated. These content updates are processed in one cycle of the system clock.

【0019】正規化についてはこの更新動作と並行して
左シフトにより1ビット当たり1システムクロック周期
で行う。この正規化及び次数・予測値の更新がある場合
の具体例について説明する。システムクロックC3にお
いて、符号化対象シンボル#2に対する領域・座標演算
が行われる。演算の結果有効領域が1/2以下なった場
合には正規化処理が行われる。同様に、前述した適応処
理が行われる。即ち、正規化処理を行う為にシステムク
ロックC4においてAレジスタとCレジスタを1ビット
シフトし、符号が出力される。また、適応処理について
は、図17(b)、(c)に示したように、符号化対象
シンボル#2が参照した参照シンボルパターンに対応す
る次数が変更される。あるいは予測値が変更される。こ
のようにして次数・予測値メモリ2の符号化対象シンボ
ル#2が参照した次数及び予測値が更新されたものを図
19においては#2´として示している。
The normalization is performed in parallel with this updating operation by left shifting at one system clock cycle per bit. A specific example of the case where the normalization and the order / predicted value are updated will be described. At the system clock C3, the area / coordinate calculation is performed on the encoding target symbol # 2. When the effective area becomes 1/2 or less as a result of the calculation, normalization processing is performed. Similarly, the adaptive processing described above is performed. That is, in order to perform the normalization processing, the A register and the C register are shifted by 1 bit at the system clock C4, and the code is output. In addition, regarding the adaptive processing, as shown in FIGS. 17B and 17C, the order corresponding to the reference symbol pattern referred to by the encoding target symbol # 2 is changed. Alternatively, the predicted value is changed. The updated order and prediction value referenced by the encoding target symbol # 2 in the order / prediction value memory 2 is shown as # 2 ′ in FIG.

【0020】そしてこの両動作の完了を待って、次の符
号化対象シンボルの領域・座標演算に移る。システムク
ロックC5においては、次の符号化対象シンボルの演算
が行われることになるが、次の符号化対象シンボル#3
に用いられる次数及び予測値は、符号化対象シンボル#
2と符号化対象シンボル#3の参照シンボルパターンが
不一致の場合には、符号化対象シンボル#3の参照シン
ボルパターンから求められた次数と予測値を用いる。一
方符号化対象シンボル#2と符号化対象シンボル#3の
参照シンボルパターンが一致した場合には、前述した適
応処理により更新された次数及び予測値(図中、次数・
予測値メモリ出力の#2´で示す)を用いる。
After the completion of both these operations, the process proceeds to the area / coordinate calculation of the next symbol to be coded. At the system clock C5, the next encoding target symbol is calculated, but the next encoding target symbol # 3 is calculated.
The order and prediction value used for
When the reference symbol patterns of 2 and the encoding target symbol # 3 do not match, the order and prediction value obtained from the reference symbol pattern of the encoding target symbol # 3 are used. On the other hand, when the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 3 match, the order and the prediction value (the order
Predicted value memory output # 2 ') is used.

【0021】また、符号化対象シンボル#5の場合には
システムクロックC7の演算の結果、正規化処理の為に
2ビットシフトが行われる為、システムクロックC8と
C9において、2ビットシフトの正規化処理が行われ
る。また、次に符号化される符号化対象シンボル#6の
次数及び予測値についても、符号化対象シンボル#5と
符号化対象シンボル#6の参照シンボルパターンが不一
致の場合には、そのままシステムクロックC7で得られ
た次数と予測値をシステムクロックC10において用い
ることになるが、符号化対象シンボル#5と符号化対象
シンボル#6の参照シンボルパターンが一致する場合に
は、符号化対象シンボル#5の適応処理により、次数・
予測値メモリ2の内容の更新が行われているため、更新
後の次数及び予測値(図中、次数・予測値メモリ出力の
#5´で示す)をシステムクロックC10において用い
る。以上のように正規化処理を行い、1ビットの符号が
出力される度に追加のシステムクロック1周期を用いる
ことになる。この追加のシステムクロックの数は符号ビ
ット数と等しくなる。
Further, in the case of the symbol # 5 to be coded, as a result of the operation of the system clock C7, 2-bit shift is performed for the normalization process. Therefore, in the system clocks C8 and C9, the 2-bit shift is normalized. Processing is performed. Also, regarding the order and the prediction value of the encoding target symbol # 6 to be encoded next, if the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 5 and the encoding target symbol # 6 do not match, the system clock C7 remains unchanged. The order and the prediction value obtained in step S10 are used in the system clock C10. However, when the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 5 and the encoding target symbol # 6 match, the encoding target symbol # 5 By adaptive processing,
Since the content of the predicted value memory 2 is being updated, the updated order and predicted value (indicated by # 5 'of the order / predicted value memory output in the figure) are used in the system clock C10. The normalization process is performed as described above, and one cycle of the additional system clock is used every time a 1-bit code is output. The number of this additional system clock is equal to the number of sign bits.

【0022】以上の説明より明らかなようにこの符号化
装置の符号化処理時間Tは、全シンボル数をNa、符号
ビット数をNcとすると、システムクロックが10MH
Zの場合、 T=100+100*Na+100*Nc (nse
c) となる。上の式の第1項目の100は図19のシステム
クロックC1の時間を示している。また、第2項目の1
00×Naは1シンボル当たり100nsecかかるた
め全シンボルを処理する時間を示している。また、第3
項目の100×Ncは図19中の正規化処理、即ち符号
ビットを出力する処理に要する追加の時間を示してい
る。例えば、図19においてはシステムクロックC4と
C8とC9の3回のシフト処理が行われている為、3つ
の符号ビットが出力されており、この例では100×3
=300nsecとなる。そこで、標準的な解像度水平
8画素/mm、垂直7.7ライン/mmのA4判原稿と
して、圧縮率を30と仮定すると Na=1728*2376 Nc=1728*2376*(1/30) となり、符号化処理時間Tは約0.4秒となる。
As is clear from the above description, the coding processing time T of this coding apparatus is such that when the total number of symbols is Na and the number of code bits is Nc, the system clock is 10 MH.
In the case of Z, T = 100 + 100 * Na + 100 * Nc (nse
c). The first item 100 in the above equation represents the time of the system clock C1 in FIG. Also, the second item 1
Since 00 × Na takes 100 nsec per symbol, it indicates the time for processing all symbols. Also, the third
The item 100 × Nc indicates the additional time required for the normalization process in FIG. 19, that is, the process of outputting the sign bit. For example, in FIG. 19, since the shift processing of the system clocks C4, C8, and C9 is performed three times, three code bits are output, and in this example, 100 × 3.
= 300 nsec. Therefore, assuming that the compression rate is 30 for an A4 size original document with a standard resolution of 8 pixels / mm horizontal and 7.7 lines / mm vertical, Na = 1728 * 2376 Nc = 1728 * 2376 * (1/30), The encoding processing time T is about 0.4 seconds.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
装置に於いては、全シンボルにおいて参照シンボルパタ
ーンの作成と、次数・予測値テーブルの検索、数直線の
領域計算を行うが、条件により更に、次数・予測値テー
ブルの更新、正規化を行うこととなり、画像信号の性質
により符号化・復号処理が遅くなるという問題点があっ
た。特に組織的ディザ画像や誤差拡散法により2値化さ
れた疑似中間調画像などではA4判原稿を水平8画素/
mm、垂直7.7ライン/mmの解像度で符号化する場
合0.7〜1秒程度と、通常の文字画像などに比べ処理
時間が2倍程度となっている。
As described above, in the conventional apparatus, the reference symbol pattern is created for all symbols, the order / predicted value table is searched, and the number line area is calculated. Therefore, the order / prediction value table is updated and normalized, which causes a problem that the encoding / decoding process is delayed due to the nature of the image signal. In particular, for an organized dither image or a pseudo-halftone image binarized by the error diffusion method, an A4 size document has 8 horizontal pixels /
In the case of encoding at a resolution of mm, vertical 7.7 lines / mm, the processing time is about 0.7 to 1 second, which is about twice as long as the processing time of a normal character image.

【0024】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、大幅な処理高速化が可能な符号
化・復号化装置を得ることを目的にしている。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain an encoding / decoding device capable of significantly increasing the processing speed.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】この第1の発明に係わる
符号化装置は、情報源の出力シンボル系列からそのシン
ボル出現確率を推定して、それに応じた有効領域分割を
行ってこのシンボル系列を算術符号化する際に、数直線
上の有効領域を記憶する第1のレジスタと、MPSの領
域幅を計算する第1の演算手段と、数直線上の有効領域
の境界値を記憶する第2のレジスタと、LPSに対応す
る領域とMPSの領域の境界値を計算する第2の演算手
段と、発生シンボルがMPSかLPSかによって新たな
有効領域幅を選択する第1の選択手段と、同じく新たな
有効領域の境界値を選択する第2の選択手段と、第1の
選択手段出力を受けて最上位の“1”あるいは“0”の
位置を検出するビット位置検出手段と、この検出手段出
力に応じて第1の選択手段出力をシフトして第1のレジ
スタ入力値を出力する第1のバレルシフタと、同じく第
2の選択手段出力を受けて第2のレジスタ入力値及び第
2のレジスタからのオーバーフローしたデータを出力す
る第2のバレルシフタと、この第2のバレルシフタから
の第2のレジスタからオーバーフローしたデータ出力を
受けて符号出力を生成する符号生成手段を備えたもので
ある。
An encoding apparatus according to the first aspect of the present invention estimates a symbol appearance probability from an output symbol sequence of an information source, performs effective area division according to the estimated probability of occurrence, and obtains this symbol sequence. A first register for storing the effective area on the number line, a first calculating means for calculating the area width of the MPS, and a second value for storing the boundary value of the effective area on the number line during arithmetic coding. Register, a second calculating means for calculating a boundary value between the area corresponding to the LPS and the area of the MPS, and a first selecting means for selecting a new effective area width depending on whether the generated symbol is MPS or LPS. Second selection means for selecting a new boundary value of the effective area, bit position detection means for receiving the output of the first selection means and detecting the position of the highest "1" or "0", and this detection means. 1st according to output A first barrel shifter that shifts the output of the selecting means to output the first register input value, and also outputs the second register input value and the overflowed data from the second register by receiving the output of the second selecting means. The second barrel shifter is configured to include a second barrel shifter and a code generation unit that receives the overflowed data output from the second register from the second barrel shifter and generates a code output.

【0026】この第2の発明に係わる符号化装置は、F
IFOメモリを有する符号生成手段を備えたものであ
る。
The encoding apparatus according to the second invention is F
It is provided with a code generation means having an IFO memory.

【0027】この第3の発明に係わる復号化装置は、情
報源の出力シンボル系列からそのシンボル出現確率を推
定して、それに応じた有効領域分割を行ってこのシンボ
ル系列を算術符号化した符号ビット系列を復号する際
に、数直線上の有効領域を記憶する第1のレジスタと、
発生頻度が大きいと想定されるシンボル(優性シンボ
ル:MPS)の領域幅を計算する第1の演算手段と、数
直線上の有効領域の境界値を記憶する第2のレジスタ
と、第2のレジスタ出力から発生頻度が小さいと想定さ
れるシンボル(劣性シンボル:LPS)の領域とMPS
領域との境界値を減算して当該シンボルがMPSかLP
Sかを判定する第2の演算手段と、当該シンボルがMP
SかLPSかによって新たな有効領域幅を選択する第1
の選択手段と、同じく新たな有効領域の境界値を選択す
る第2の選択手段と、第1の選択手段出力を受けて最上
位の“1”あるいは“0”の位置を検出するビット位置
検出手段と、この検出手段出力に応じて第1の選択手段
出力をシフトして第1のレジスタ入力値として出力する
第1のバレルシフタと、同じく第2の選択手段出力及び
後述の符号読み出し手段出力を受けて第2のレジスタ入
力値を出力する第2のバレルシフタと、入力した符号デ
ータ系列を受けて、必要なビット数の符号系列を第2の
レジスタの下位ビット信号として第2のバレルシフタに
出力する符号読み出し手段を備えたものである。
The decoding apparatus according to the third aspect of the present invention estimates a symbol appearance probability from an output symbol sequence of an information source, performs effective area division according to the estimated probability, and arithmetically codes this symbol sequence to obtain code bits. A first register for storing the effective area on the number line when decoding the sequence;
First calculation means for calculating a region width of a symbol (dominant symbol: MPS) that is assumed to occur frequently, a second register for storing a boundary value of an effective region on a number line, and a second register Areas of symbols (recessive symbols: LPS) and MPSs that are assumed to have a low frequency of occurrence from the output
The boundary value with the area is subtracted and the symbol is MPS or LP.
The second calculation means for determining whether S and the symbol are MP
First selection of new effective area width depending on S or LPS
Selection means, second selection means for selecting a new boundary value of the effective area, and bit position detection for receiving the output of the first selection means and detecting the position of the highest "1" or "0". Means, a first barrel shifter for shifting the output of the first selecting means according to the output of the detecting means and outputting the shifted value as a first register input value, a second selecting means output, and a code reading means output described later. A second barrel shifter that receives and outputs a second register input value and an input code data sequence are received, and a code sequence having a required number of bits is output to the second barrel shifter as a lower bit signal of the second register. It is provided with a code reading means.

【0028】この第4の発明に係わる復号化装置は、F
IFOメモリを有する符号読み出し手段を備えたもので
ある。
The decoding device according to the fourth invention is F
It is provided with a code reading means having an IFO memory.

【0029】この第5の発明に係わる符号化装置は、情
報源の出力シンボル系列の予め定めておいた位置の複数
の参照シンボルの状態から符号化対象シンボルの予測を
行ってその予測誤差信号を符号化する際に、参照シンボ
ルの各状態における上記符号化対象シンボルの予測値と
予測一致率によって分類される群の識別子である次数と
を記憶する読みだし書き込み同時動作可能な2ポートメ
モリと、符号化対象シンボルが予測一致しているか否か
を検査しその結果に応じて該参照シンボル状態における
予測値及び次数を書き換える次数・予測値制御回路と、
このメモリから読み出された当該符号化対象シンボルの
予測値及び次数信号、ないしは、直前の符号化対象シン
ボルに対する、書き換え処理後の予測値及び次数を記憶
する次数・予測値レジスタと、符号化対象シンボルに対
する参照シンボル状態と直前のシンボルに対する参照シ
ンボル状態とが一致しているか否かを検出する検出器
と、上記次数・予測値レジスタより出力された予測値・
次数情報をもとに予測誤差信号を符号化する算術符号器
とを備えたものである。
The coding apparatus according to the fifth aspect of the present invention predicts the symbol to be coded from the states of a plurality of reference symbols at predetermined positions of the output symbol sequence of the information source, and outputs the prediction error signal. A two-port memory capable of simultaneous reading and writing, which stores the predicted value of the target symbol to be encoded in each state of the reference symbols and the order which is the identifier of the group classified by the predictive matching rate when encoding, An order / prediction value control circuit for checking whether or not the encoding target symbols are predictively matched and rewriting the prediction value and the order in the reference symbol state according to the result,
Prediction value and order signal of the encoding target symbol read from the memory, or an order / prediction value register that stores the prediction value and order after the rewriting process for the immediately preceding encoding target symbol, and the encoding target A detector that detects whether or not the reference symbol state for the symbol matches the reference symbol state for the immediately preceding symbol, and the predicted value output from the order / predicted value register.
An arithmetic encoder for encoding a prediction error signal based on order information is provided.

【0030】この第5の発明に係わる復号化装置は、情
報源の出力シンボル系列の予め定めておいた位置の複数
の参照シンボルの状態から復号化対象シンボルの予測を
行ってその予測誤差信号を符号化した符号ビット系列を
復号化する際に、参照シンボルの状態から復号化対象シ
ンボルの予測値と予測一致率によって分類される群の識
別子である次数とを記憶する同時書き込み読みだし可能
な2ポートメモリと、上記復号化対象シンボルが予測一
致しているか否かを検査しその結果に応じて該参照シン
ボル状態における予測値及び次数を書き換える次数・予
測値制御回路と、先行する復号化対象シンボルの再生信
号値によって、複数個の状態に対するメモリ出力のうち
の1組の予測値及び次数を選択出力する選択器と、この
メモリからの予測値及び次数、ないしは、直前の復号化
対象シンボルに対する更新後の予測値及び次数を記憶す
るレジスタと、復号化対象シンボルに対する参照シンボ
ル状態と直前のシンボルに対する参照シンボル状態とが
一致しているか否かを検出する検出器と、選択された予
測値・次数情報をもとに符号ビット系列を復号化する算
術復号器とを備えたものである。
The decoding device according to the fifth aspect of the present invention predicts the symbol to be decoded from the states of a plurality of reference symbols at predetermined positions of the output symbol sequence of the information source and outputs the prediction error signal. When decoding the coded code bit sequence, simultaneous write readable that stores the predicted value of the decoding target symbol from the state of the reference symbol and the order that is the identifier of the group classified by the predicted matching rate The port memory, an order / prediction value control circuit for checking whether or not the above decoding target symbol matches prediction and rewriting the predicted value and the order in the reference symbol state according to the result, and the preceding decoding target symbol A selector for selectively outputting a set of predicted values and orders of memory outputs for a plurality of states according to the reproduced signal value of And the order, or a register that stores the updated predicted value and order for the immediately preceding decoding target symbol, and whether the reference symbol state for the decoding target symbol and the reference symbol state for the immediately preceding symbol match or not. It is provided with a detector for detecting and an arithmetic decoder for decoding the code bit sequence based on the selected prediction value / order information.

【0031】[0031]

【作用】この第1の発明に係わる符号化装置は、第1及
び第2のバレルシフタを用いて正規化動作を高速化する
ことにより、符号化速度を向上させるものである。
The encoding apparatus according to the first aspect of the present invention improves the encoding speed by accelerating the normalization operation using the first and second barrel shifters.

【0032】この第2の発明に係わる符号化装置は、符
号生成手段にFIFOを用いて符号出力時の緩衝を行っ
て符号出力に関わる符号化動作の中断を減少させること
により、符号化速度を向上させるものである。
In the encoding device according to the second aspect of the present invention, the encoding speed is reduced by using the FIFO as the code generation means to buffer the code output to reduce the interruption of the encoding operation related to the code output. To improve.

【0033】この第3の発明に係わる復号化装置は、第
1及び第2のバレルシフタを用いて正規化動作を高速化
することにより、復号化速度を向上させるものである。
The decoding apparatus according to the third aspect of the invention improves the decoding speed by speeding up the normalization operation using the first and second barrel shifters.

【0034】この第4の発明に係わる復号化装置は、符
号読み出し手段にFIFOを用いて符号入力時の緩衝を
行って符号入力に関わる復号化動作の中断を減少させる
ことにより、復号化速度を向上させるものである。
In the decoding device according to the fourth aspect of the present invention, the decoding speed is improved by using the FIFO as the code reading means to buffer the code input and reduce the interruption of the decoding operation related to the code input. To improve.

【0035】この第5の発明に係わる符号化装置は、次
数・予測値格納用のメモリを2ポート構成とし、読みだ
し書き込み動作を同時に行わせることにより、符号化速
度を向上させるものである。
In the encoding device according to the fifth aspect of the present invention, the memory for storing the order / predicted value has a two-port structure, and the read / write operation is simultaneously performed to improve the encoding speed.

【0036】この第6の発明に係わる復号化装置は、次
数・予測値格納用のメモリを2ポート構成とし、読みだ
し書き込み動作を同時に行わせることにより、復号化速
度を向上させるものである。
In the decoding device according to the sixth aspect of the present invention, the memory for storing the order / predicted value has a two-port structure, and the read / write operation is simultaneously performed to improve the decoding speed.

【0037】[0037]

【実施例】実施例1.以下、本発明を図示実施例の基づ
いて説明する。本実施例の符号化装置ブロック構成は、
図14の従来の装置と同様であるが、相違点としては、
次数・予測値メモリ2が高速なものとなり、システムク
ロックの前半の周期で書き込み動作が可能であり、後半
の周期で読み出しが可能なものとなっている点及び算術
符号器5の内部構成が異なっている点である。
EXAMPLES Example 1. Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated embodiments. The encoding device block configuration of the present embodiment is
14 is the same as the conventional device shown in FIG.
The order / predicted value memory 2 has a high speed, the writing operation is possible in the first half cycle of the system clock, and the reading operation is possible in the second half cycle, and the internal configuration of the arithmetic encoder 5 is different. That is the point.

【0038】図1は本実施例に於ける算術符号器5の内
部構成を示すブロック構成図で、図15の従来の符号化
装置の算術符号器との相違点は、LPS領域幅とMPS
領域幅の選択器5cの出力を受けて最上位の1の位置を
検出するビット位置検出器5hと、この出力である正規
化ビット数信号120に応じたビット数だけ選択器5c
の出力を左シフトしてAレジスタ5aに入力121する
第1のバレルシフタ5iと、Cレジスタ5d出力116
とLPSの場合のCレジスタ値117を切り替える選択
器5jと、正規化ビット数信号120に応じたビット数
だけ選択器5jの出力122を左シフトしてオーバーフ
ロー分124を符号レジスタ5fに出力するとともに下
位ビット123をCレジスタ5dに入力する第2のバレ
ルシフタ5kが付加されたこと、及び、符号レジスタ5
fの入力として従来の1ビットのキャリ出力に替えて、
第2のバレルシフタ5kからのオーバーフロー信号12
4及びビット位置検出器5hからの正規化ビット数信号
120が入力されていることである。
FIG. 1 is a block diagram showing the internal structure of the arithmetic encoder 5 of this embodiment. The difference from the arithmetic encoder of the conventional encoder of FIG. 15 is that the LPS area width and MPS are different.
A bit position detector 5h that receives the output of the area width selector 5c and detects the position of the highest 1 and a selector 5c corresponding to the number of bits corresponding to the normalized bit number signal 120 that is the output.
The left side of the output of the first register shifter 5i which inputs 121 to the A register 5a, and the output 116 of the C register 5d.
And the selector 5j for switching the C register value 117 in the case of LPS, and the output 122 of the selector 5j is left-shifted by the number of bits corresponding to the normalized bit number signal 120 to output the overflow amount 124 to the code register 5f. The addition of the second barrel shifter 5k for inputting the lower bit 123 to the C register 5d, and the sign register 5
Instead of the conventional 1-bit carry output as the input of f,
Overflow signal 12 from the second barrel shifter 5k
4 and the normalized bit number signal 120 from the bit position detector 5h.

【0039】図2は符号レジスタ5fの内部構成を示す
図で、5f1はオーバーフロー信号を所定ビット数だけ
シフトするためのバレルシフタ、5f2は正規化ビット
数信号120を受け、オーバーフロ信号をシフト加算す
るビット数126を制御する桁制御回路、5f3はオー
バーフロ信号を先行したビット系列の下位に付加・加算
するための加算器、5f4はオーバーフロー信号系列を
バイトに詰めるためのバイトパック用レジスタ、5f5
はバイトパック用レジスタ5f4からの桁上がり130
を検出するオーバーフロー検出器、5f6はバイトパッ
ク用レジスタ5f4の出力129から16進数で“0x
ff”を検出・計数するffパターン検出・計数器、5
f7はバイトパック用レジスタ5f4からの出力129
を一時記憶するとともに、オーバーフロー検出器5f5
からのオーバーフローがあった場合には記憶しているデ
ータに1を加算するバッファレジスタ、5f8は16進
数で“0xff”を出力するffデータ発生器、5f9
は同じく“0x00”を出力する00データ発生器、5
f10はバッファレジスタ5f7とffデータ発生器5
f8、00データ発生器5f9からのデータを選択して
符号データ系列をつくるための選択器である。
FIG. 2 is a diagram showing the internal structure of the code register 5f. 5f1 is a barrel shifter for shifting the overflow signal by a predetermined number of bits, and 5f2 receives the normalized bit number signal 120 and shift-adds the overflow signal. Digit control circuit for controlling the number of bits 126, 5f3 is an adder for adding / adding an overflow signal to the lower order of the preceding bit sequence, 5f4 is a byte pack register for packing the overflow signal sequence into bytes, 5f5
Is carry 130 from the byte pack register 5f4
The overflow detector 5f6 for detecting "0x" in hexadecimal from the output 129 of the byte pack register 5f4.
ff pattern detector / counter for detecting / counting ff ”, 5
f7 is an output 129 from the byte pack register 5f4
Is temporarily stored and the overflow detector 5f5
Buffer register that adds 1 to the stored data when there is an overflow from the ff data generator that outputs "0xff" in hexadecimal, 5f9
Also outputs "0x00", 00 data generator, 5
f10 is a buffer register 5f7 and an ff data generator 5
This is a selector for selecting the data from the f8,00 data generator 5f9 and creating a code data sequence.

【0040】次に、本実施例の動作について図3を用い
て説明する。図3において従来と大きく異なる点は、次
数・予測値メモリ2が高速になっているため次数・予測
値メモリからの読みだしがシステムクロックの後半で可
能な点である。例えば、符号化対象シンボル#1を次数
・予測値メモリ2から読み出す場合には、システムクロ
ックC1の後半を用いて読み出す。同様に符号化対象シ
ンボル#2を読み出す場合も、システムクロックC2の
後半部分を用いて読み出す。もし、演算の結果、正規化
処理と次数・予測値の変更処理が生じた場合にはシステ
ムクロックの前半部分を用いて次数・予測値メモリへの
更新処理を行うことが可能である。例えば、システムク
ロックC3において符号化対象シンボル#2の演算処理
を行った結果、1ビットシフトの正規化処理が生じ、次
数・予測値の更新が生じた場合には、システムクロック
C4の前半部分を用いて次数・予測値メモリ2に対して
更新処理を行うことが可能である。また同様にシステム
クロックC6において、符号化対象シンボル#5の演算
処理の結果2ビットシフトの正規化処理及び次数・予測
値の更新処理が発生した場合にはシステムクロックC7
の前半部分において次数・予測値メモリ2に対する更新
処理を行うことが可能である。今、次数・予測値レジス
タ8から当該符号化対象シンボルの次数信号111及び
予測値信号112が出力されたとすると、以下に示す当
該シンボル符号化のための処理を行うのと並行して、次
数・予測値メモリ2において次の符号化対象シンボルに
対する次数及び予測値をシステムクロックの後半の周期
を用いて読す。 (1)正規化及び次数・予測値の更新がない場合 例えば図3の#1、#3、#4、#6の場合のように、
上記領域と座標の演算後、次符号化対象シンボルの領域
・座標演算に移る。 (2)正規化と次数・予測値の更新がある場合 例えば図3の#2、#5の場合ように、上記領域及び座
標の演算及び正規化までの処理を1クロックで行った
後、次のシンボルの処理の移る。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 3 is different from the conventional one in that since the order / prediction value memory 2 is high-speed, reading from the order / prediction value memory is possible in the latter half of the system clock. For example, when the encoding target symbol # 1 is read from the order / prediction value memory 2, the latter half of the system clock C1 is used. Similarly, when reading the encoding target symbol # 2, the latter half of the system clock C2 is used for reading. If, as a result of the calculation, normalization processing and order / prediction value change processing occur, the order / prediction value memory can be updated using the first half of the system clock. For example, if the normalization process of 1-bit shift occurs as a result of the arithmetic processing of the encoding target symbol # 2 at the system clock C3 and the order / prediction value is updated, the first half of the system clock C4 is changed. It is possible to update the order / predicted value memory 2 using the update processing. Similarly, in the system clock C6, when normalization processing of 2-bit shift and update processing of order / predicted value occur as a result of the arithmetic processing of the encoding target symbol # 5, the system clock C7
It is possible to update the order / predicted value memory 2 in the first half of the above. Now, assuming that the order signal 111 and the predicted value signal 112 of the target symbol to be coded are output from the order / predicted value register 8, the order In the predicted value memory 2, the order and predicted value for the next symbol to be encoded are read using the latter half cycle of the system clock. (1) When normalization and order / prediction values are not updated For example, as in the case of # 1, # 3, # 4, and # 6 in FIG.
After the calculation of the above area and coordinates, the operation moves to the area / coordinate calculation of the next encoding target symbol. (2) Normalization and update of order / prediction value For example, as in the case of # 2 and # 5 of FIG. 3, after the processing up to the calculation of the area and coordinates and normalization is performed in one clock, The processing of the symbol moves.

【0041】バレルシフタは複数ビットのシフト処理を
1クロックで行うことが可能なため、複数ビットのシフ
ト処理を行う正規化処理の場合でも1クロックで正規化
処理を終了することができる。この正規化処理の動作に
ついては後述する。次数・予測値メモリ2の内容の更新
は、次数・予測値制御回路6及び検出器7により、次の
シンボルの領域と座標計算を行っているサイクルのシス
テムクロック前半の周期で行われる。
Since the barrel shifter can perform the shift processing of a plurality of bits in one clock, even in the case of the normalization processing of performing the shift processing of a plurality of bits, the normalization processing can be completed in one clock. The operation of this normalization processing will be described later. The contents of the order / predicted value memory 2 are updated by the order / predicted value control circuit 6 and the detector 7 in the cycle of the first half of the system clock of the cycle in which the area of the next symbol and the coordinates are calculated.

【0042】次に図3を用いて具体的動作について説明
する。システムクロックC3において、符号化対象シン
ボル#2の演算処理が行われた結果、正規化処理及び次
数・予測値更新処理(適応処理)が有りと判断された場
合には、システムクロックC4の前半部分を用いて次数
・予測値メモリへの更新処理が行われる。システムクロ
ックC4においては符号化対象シンボル#3の次数及び
予測値を決定するに当たり、符号化対象シンボル#2と
符号化対象シンボル#3の参照シンボルパターンが一致
する場合としない場合が考えられる。符号化対象シンボ
ル#2と符号化対象シンボル#3の参照シンボルパター
ンが不一致の場合には、システムクロックC3の時点で
次数・予測値メモリ2から読み出された符号化対象シン
ボル#3の次数及び予測値を、システムクロックC4に
おいて、符号化対象シンボル#3の次数及び予測値とし
て出力する。一方、符号化対象シンボル#2と符号化対
象シンボル#3の参照シンボルパターンが一致した場合
には、符号化対象シンボル#2の演算処理後に正規化処
理及び次数・予測値の更新処理が発生しているため、更
新後の次数及び予測値を用いなければならない。此の次
数及び予測値の更新処理はシステムクロックC4の前半
部分で行われている。従って次数・予測値レジスタ8か
らの次数及び予測値は、システムクロックC4の前半部
分で更新された次数及び予測値を符号化対象シンボルの
次数及び予測値として用いる。システムクロックC4の
前半部分における次数・予測値メモリ2への更新と同時
に次数・予測値レジスタ8の更新も並行して行うことに
より、システムクロックC4の前半部分で次数・予測値
レジスタ8の符号化対象シンボル#2の次数及び予測値
も同時に更新することができる。システムクロックC4
においては、次数・予測値レジスタ8の更新された次数
及び予測値を符号化対象シンボル#3の次数及び予測値
として用いる事により、新たに更新された次数及び予測
値を正しく用いることが出来る。
Next, a specific operation will be described with reference to FIG. In the system clock C3, when it is determined that the normalization process and the order / prediction value update process (adaptive process) are performed as a result of the calculation process of the encoding target symbol # 2, the first half of the system clock C4. Is used to update the order / predicted value memory. In order to determine the order and the predicted value of the encoding target symbol # 3 in the system clock C4, it may be possible that the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 3 match or not. When the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 3 do not match, the order of the encoding target symbol # 3 read from the order / prediction value memory 2 at the time of the system clock C3 and The predicted value is output as the order and predicted value of the encoding target symbol # 3 at the system clock C4. On the other hand, when the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 3 match, the normalization process and the order / prediction value update process occur after the arithmetic process of the encoding target symbol # 2. Therefore, the updated order and predicted value must be used. The update process of the order and the predicted value is performed in the first half of the system clock C4. Therefore, as the order and predicted value from the order / predicted value register 8, the order and predicted value updated in the first half of the system clock C4 are used as the order and predicted value of the encoding target symbol. Encoding the order / prediction value register 8 in the first half of the system clock C4 by updating the order / prediction value register 8 in parallel with the update to the order / prediction value memory 2 in the first half of the system clock C4. The order and the predicted value of the target symbol # 2 can be updated at the same time. System clock C4
In the above, by using the updated order and prediction value of the order / prediction value register 8 as the order and prediction value of the encoding target symbol # 3, the newly updated order and prediction value can be correctly used.

【0043】また、符号化対象シンボル#5において、
2ビットの正規化処理及び次数・予測値の変更処理が生
じた場合にも前述した符号化対象シンボル#2と同様な
正規化処理及び次数・予測値の更新処理が行われる。さ
らに符号化対象シンボル#6に対する次数及び予測値を
決定する場合にも前述したように符号化対象シンボル#
2と#3の参照シンボルパターンの一致または不一致に
より、一致する場合には更新された新たな次数及び予測
値を用い、不一致の場合には符号化対象シンボル#6の
ために読み出された次数及び予測値がそのまま用いられ
る。
In the encoding target symbol # 5,
Even when the 2-bit normalization process and the order / predicted value change process occur, the normalization process and the order / predicted value update process similar to those of the encoding target symbol # 2 described above are performed. Further, when determining the order and prediction value for the encoding target symbol # 6, the encoding target symbol # 6 is determined as described above.
When the reference symbol patterns of 2 and # 3 match or do not match, the updated new order and prediction value are used when they match, and when they do not match, the order read for the encoding target symbol # 6. And the predicted value is used as is.

【0044】以上のように、この実施例においては次数
・予測値メモリ2が従来に比べて高速なものになったお
かげで、システムクロックの前半と後半を用いて書き込
み及び読みだしが行うことが出来ることが大きな特徴で
ある。また、正規化時のシフト処理においてバレルシフ
タを用いて複数ビットの処理が有る場合でも1クロック
で行えることが大きな特徴である。このように従来の装
置においてはシフト処理を行うためにシステムクロック
を必要としていたのに対して、この実施例ではシフトビ
ット数が複数の場合でも1クロックで終了することが可
能であり、正規化処理の為に他のパイプライン的に構成
された処理を遅延させる必要が無くなる。また正規化処
理及び次数・予測値の更新処理がパイプライン的に構成
された装置の算術符号器という後段の部分においてなさ
れるため、次数及び予測値が更新されるかどうかが判断
され、その更新された新たな次数及び予測値を次に符号
化する符号化対象シンボルに反映させるために次数・予
測値メモリ2を高速にアクセス可能にしたものである。
As described above, in this embodiment, since the order / prediction value memory 2 is faster than the conventional one, writing and reading can be performed using the first half and the second half of the system clock. What can be done is a big feature. Further, it is a great feature that even if there is a process of a plurality of bits by using a barrel shifter in the shift process at the time of normalization, it can be performed in one clock. As described above, in the conventional apparatus, the system clock is required to perform the shift processing, whereas in this embodiment, even if the number of shift bits is plural, it is possible to finish in one clock and normalize. There is no need to delay other pipelined processing for processing. Further, since the normalization process and the update process of the order / predicted value are performed in a later stage of the arithmetic encoder of the device configured in a pipeline, it is determined whether the order and the predicted value are updated, and the update is performed. The order / predicted value memory 2 can be accessed at high speed in order to reflect the new order and predicted value on the encoding target symbol to be encoded next.

【0045】次に図1に基づいて算術符号器5の動作に
ついて説明する。算術符号器5は領域幅106と予測誤
差シンボル105を入力して符号107を出力する。予
測誤差シンボル105はLPS(1)/MPS(0)の
いずれかであり、LPSの場合に選択器5cはS1とS
3を接続する。及び選択器5jはS6とS4を選択す
る。一方、予測誤差シンボル105がMPSの場合には
選択器5cはS2とS3を接続する。また選択器5jは
S5とS6を接続する。選択器5cがS1とS3を接続
した場合には領域幅106を入力し、第1のバレルシフ
タ5iへ出力する。一方S2とS3が接続された場合に
はAレジスタ5aにある領域幅から領域幅106を減算
した残りのMPS領域幅114を第1のバレルシフタ5
iへ出力する。
Next, the operation of the arithmetic encoder 5 will be described with reference to FIG. The arithmetic encoder 5 inputs the area width 106 and the prediction error symbol 105 and outputs a code 107. The prediction error symbol 105 is one of LPS (1) / MPS (0), and in the case of LPS, the selector 5c selects S1 and SS.
Connect 3. And the selector 5j selects S6 and S4. On the other hand, when the prediction error symbol 105 is MPS, the selector 5c connects S2 and S3. The selector 5j connects S5 and S6. When the selector 5c connects S1 and S3, the area width 106 is input and output to the first barrel shifter 5i. On the other hand, when S2 and S3 are connected, the remaining MPS area width 114 obtained by subtracting the area width 106 from the area width in the A register 5a is used as the first barrel shifter 5
Output to i.

【0046】ビット位置検出器5hは選択器からの出力
115を監視し、出力115の最上位ビット位置を検出
する。例えば、ビット“1”が2桁目に検出された場合
には正規化ビット数信号として1を出力する。またビッ
ト1が3桁目に検出された場合には正規化ビット数信号
として2を出力する。正規化ビット数信号が1を表わす
場合にはシフト数が1であることを示し、正規化ビット
数信号が2である場合にはシフト数が2であることを示
している。この正規化ビット数信号120は第1のバレ
ルシフタ5iと第2のバレルシフタ5kに入力され、選
択器5c及び選択器5jから出力される信号をシフトす
る。このようにして正規化処理が1クロックで終了す
る。選択器5jにおいてS4とS6が接続された場合に
は、Cレジスタ5dにある値にMPS領域幅114を加
算して新たなLPSCレジスタ値を計算し、これを第2
のバレルシフタ5kに出力する。一方選択器5jがS5
とS6を接続した場合にはCレジスタ5dから出力され
るCレジスタ出力116を選択して、第2のバレルシフ
タ5kに出力する。
The bit position detector 5h monitors the output 115 from the selector and detects the most significant bit position of the output 115. For example, when the bit "1" is detected in the second digit, 1 is output as the normalized bit number signal. When bit 1 is detected in the third digit, 2 is output as the normalized bit number signal. When the normalized bit number signal represents 1, it indicates that the shift number is 1, and when the normalized bit number signal is 2, it indicates that the shift number is 2. The normalized bit number signal 120 is input to the first barrel shifter 5i and the second barrel shifter 5k, and shifts the signals output from the selectors 5c and 5j. In this way, the normalization process is completed in one clock. When S4 and S6 are connected in the selector 5j, the MPS area width 114 is added to the value in the C register 5d to calculate a new LPSC register value, and this is added to the second value.
Output to the barrel shifter 5k. On the other hand, the selector 5j is S5.
When S6 and S6 are connected, the C register output 116 output from the C register 5d is selected and output to the second barrel shifter 5k.

【0047】次に図2を用いて符号レジスタ5fの動作
について説明する。符号レジスタ5fは第2のバレルシ
フタ5kからのオーバーフロー信号124を入力し、符
号107を出力する。このオーバーフロー信号124か
ら符号107を出力するにあたっては正規化ビット信号
120を入力すると共に、符号化停止信号125を出力
し、符号化のタイミングを調整する。前述したように、
オーバーフロー信号124が2ビット入力される場合に
は正規化ビット数信号120はシフトすべきビット数と
して2を入力する。桁制御回路5f2は正規化ビット数
信号120の値に基づいてバレルシフタ5f1をシフト
させオーバーフロー信号124を取り込む。もしバレル
シフタ5f1が正規化ビット数信号120に基づくビッ
ト数だけシフトすることができない場合には、桁制御回
路5f2は符号化停止信号125を出力する。符号化停
止信号125は図1に示すタイミング制御回路5gに入
力される。タイミング制御回路5gは符号化停止信号1
25が入力されると算術符号器5の符号化動作を一時停
止させる。符号化停止信号125を出力した桁制御回路
は、算術符号器5が次の動作を停止している間にバレル
シフタ5f1の残りのシフト動作を行う事により、符号
レジスタ5f内において次のオーバーフロー信号124
を入力することが可能になるまで符号レジスタ5fの動
作を続行する。
Next, the operation of the code register 5f will be described with reference to FIG. The code register 5f inputs the overflow signal 124 from the second barrel shifter 5k and outputs a code 107. When outputting the code 107 from the overflow signal 124, the normalization bit signal 120 is input and the coding stop signal 125 is output to adjust the coding timing. As previously mentioned,
When 2 bits of the overflow signal 124 are input, the normalized bit number signal 120 inputs 2 as the number of bits to be shifted. The digit control circuit 5f2 shifts the barrel shifter 5f1 based on the value of the normalized bit number signal 120 and takes in the overflow signal 124. If the barrel shifter 5f1 cannot shift by the number of bits based on the normalized bit number signal 120, the digit control circuit 5f2 outputs the encoding stop signal 125. The encoding stop signal 125 is input to the timing control circuit 5g shown in FIG. The timing control circuit 5g uses the encoding stop signal 1
When 25 is input, the encoding operation of the arithmetic encoder 5 is temporarily stopped. The digit control circuit that has output the encoding stop signal 125 performs the remaining shift operation of the barrel shifter 5f1 while the arithmetic encoder 5 is stopping the next operation, so that the next overflow signal 124 in the code register 5f is changed.
The operation of the code register 5f is continued until it becomes possible to input.

【0048】正規化時の符号レジスタ5fの動作は、以
下の通りである。 (a)Cレジスタ5dからのオーバーフロ信号124
は、既に処理済みの直前のオーバーフロー信号の直下の
位置に加算する。ただしオーバーフロ信号が正規化ビッ
ト数より大きい場合(最大1ビットのみ)には、最上位
のビットは直前のオーバーフロー信号の最下位のビット
に加算されることとなる。 (b)オーバーフロー信号がバイトパック用レジスタに
一度に加算できないときは下記(c)のバイトパック用
レジスタからの出力を行って、最下位ビットまでバイト
パック用レジスタに格納されるまで同様の加算動作を繰
り返す。 (c)バイトパック用レジスタ5f4にバイト境界まで
データが格納されると、ffパターン検出・計数器5f
6により以下の処理を行う。 (c−1)バイトパック用レジスタ5f4のデータが
“0xff”を越える場合 (オーバーフロー検出器により検出される)すでに格納
済みのバッファレジスタ5f7の内容に1を加算し、そ
れを選択器5f10を介して符号出力としたのち、“0
xff”の計数値の数分だけ00データ発生器5f9に
より“0x00”を符号出力する。その後バイトパック
用レジスタ5f4の下位8ビットを読み出し、バッファ
レジスタ5f7に出力する。 (c−2)バイトパック用レジスタ5f4のデータが
“0xff”の場合 “0xff”の計数値を1加算する。 (c−3)バイトパック用レジスタ5f4のデータが
“0xff”未満の場合すでに格納済みのバッファレジ
スタ5f7の内容を選択器5f10を介して符号出力と
したのち、“0xff”の計数値の数分だけffデータ
発生器5f8により“0xff”を符号出力する。その
後バイトパック用レジスタ5f4を読み出し、バッファ
レジスタ5f7に出力する。 これらの処理により、いわゆるpure output
の符号生成処理が行われることになる。
The operation of the code register 5f during normalization is as follows. (A) Overflow signal 124 from C register 5d
Is added to the position immediately below the immediately preceding overflow signal that has already been processed. However, when the overflow signal is larger than the normalized bit number (only 1 bit at maximum), the most significant bit is added to the least significant bit of the immediately preceding overflow signal. (B) When the overflow signal cannot be added to the byte pack register at once, output from the byte pack register in (c) below and perform the same addition operation until the least significant bits are stored in the byte pack register. repeat. (C) When data is stored up to the byte boundary in the byte pack register 5f4, the ff pattern detection / counter 5f
The following processing is performed according to 6. (C-1) When the data of the byte pack register 5f4 exceeds "0xff" (detected by the overflow detector), 1 is added to the already stored contents of the buffer register 5f7, and it is passed through the selector 5f10. To output the code, then "0
"0x00" is code-outputted by the 00 data generator 5f9 by the number corresponding to the count value of "xff." After that, the lower 8 bits of the byte pack register 5f4 are read and output to the buffer register 5f7. (c-2) Byte pack When the data in the data register 5f4 is “0xff”, the count value of “0xff” is incremented by 1. (c-3) When the data in the byte pack register 5f4 is less than “0xff” The contents of the already stored buffer register 5f7 Is output as a code through the selector 5f10, and then “0xff” is output as a code by the ff data generator 5f8 by the number of the count value of “0xff.” After that, the byte pack register 5f4 is read and is stored in the buffer register 5f7. By these processes, so-called pure output
The code generation process is performed.

【0049】以上の説明より明らかなようにこの符号化
装置の符号化処理時間Tは、全シンボル数をNa、符号
ビット数をNcとすると、システムクロックが10MH
Zの場合、 T=100+100*Na+α (nse
c) となる。ここでαはCレジスタ5dから送られてくる複
数ビットのオーバーフロー信号124を符号レジスタ5
fにおいて、8ビットに詰めて出力する間に次のオーバ
ーフロー信号が生成されたためつぎの符号化シンボルの
領域計算が待たされたことによる時間である。オーバフ
ロー信号124が8ビットを越えた場合に発生すること
となる。そこで標準的な解像度水平8画素/mm、垂直
7.7ライン/mmのA4判原稿として、圧縮率を30
と仮定すると、符号化処理時間Tは約0.4秒、誤差拡
散画像のような極めて複雑な画像で圧縮率が1.5でも
同じく約0.4秒となる。ここでαは α=100*Nc*(1/16) とした。
As is clear from the above description, the coding processing time T of this coding apparatus is such that when the total number of symbols is Na and the number of code bits is Nc, the system clock is 10 MH.
In the case of Z, T = 100 + 100 * Na + α (nse
c). Here, α represents the overflow signal 124 of a plurality of bits sent from the C register 5d,
At time f, the next overflow signal is generated while the data is packed into 8 bits and output, and therefore the time for waiting for the calculation of the area of the next coded symbol is reached. This occurs when the overflow signal 124 exceeds 8 bits. Therefore, as an A4 size document with a standard resolution of horizontal 8 pixels / mm and vertical 7.7 lines / mm, the compression rate is 30.
Assuming that, the encoding processing time T is about 0.4 seconds, and it is about 0.4 seconds even when the compression rate is 1.5 for an extremely complicated image such as an error diffusion image. Here, α is set to α = 100 * Nc * (1/16).

【0050】これに対し、図14の従来の装置では、圧
縮率が1.5とすると約0.7秒となる。
On the other hand, in the conventional apparatus shown in FIG. 14, it takes about 0.7 seconds when the compression rate is 1.5.

【0051】実施例2.次に、図4は本発明の他の実施
例である符号化装置の算術符号器のブロック構成を示し
ている。本実施例と図1の実施例との違いは、符号レジ
スタ5fの初段にオーバーフロー信号124及び正規化
ビット数信号120を記憶するFIFOが付加されてい
る点である。
Example 2. Next, FIG. 4 shows a block configuration of an arithmetic encoder of an encoder which is another embodiment of the present invention. The difference between this embodiment and the embodiment of FIG. 1 is that a FIFO for storing the overflow signal 124 and the normalized bit number signal 120 is added to the first stage of the code register 5f.

【0052】算術符号化によれば、情報源の性質に合わ
せた符号化が行われるため、過渡的な部分をのぞき圧縮
率が1を越えること、及び、符号レジスタ5fの処理は
(時間遅れを除けば)1クロックで8ビット分の処理が
できることから16段程度のFIFOにより、領域計算
の停止は不要になり(すなわちα=0となり)ディジタ
ル複写機などで必要となる超高速・一定速度の符号器が
実現できる。
According to the arithmetic coding, the coding is performed in accordance with the property of the information source, so that the compression rate exceeds 1 except for the transitional part, and the processing of the code register 5f is ( Since it can process 8 bits in 1 clock, there is no need to stop the area calculation by the FIFO of about 16 stages (that is, α = 0) and the ultra-high speed and constant speed required for digital copiers etc. An encoder can be realized.

【0053】実施例3.次に、図5は本発明の他の実施
例である符号化装置のブロック構成を示している。図
で、上記した実施例でのブロック図との違いは、次数・
予測値メモリ2が2ポート構成になったこと、及び検出
器7の替わりに参照シンボルパターン102と更新用参
照シンボルパターン信号109とを監視し、更新信号1
08が発生した時に、両パターンが一致した場合は次の
シンボルに対する次数・予測値メモリのアクセスを中止
するための2ポート制御部9、アクセス禁止回路10が
付加されたことである。
Example 3. Next, FIG. 5 shows a block configuration of an encoding apparatus which is another embodiment of the present invention. In the figure, the difference from the block diagram in the above embodiment is that the order
The predicted value memory 2 has a two-port configuration, and the reference symbol pattern 102 and the update reference symbol pattern signal 109 are monitored in place of the detector 7, and the update signal 1
When both patterns match when 08 occurs, the 2-port control unit 9 and the access prohibition circuit 10 for stopping the access of the order / predicted value memory for the next symbol are added.

【0054】図6に本実施例での符号化動作例を示す。
ここで算術符号器は図1のものを用いるものとした。ア
クセス速度の1/2の2ポートメモリにより上記同様の
処理が可能となる。
FIG. 6 shows an example of the encoding operation in this embodiment.
Here, the arithmetic encoder used is that shown in FIG. The same processing as described above can be performed by the 2-port memory at half the access speed.

【0055】次にこの具体例について図6を用いて説明
する。システムクロックC3において符号化対象シンボ
ル#2の演算処理の結果、正規化処理及び次数・予測値
更新処理(適応処理)が行われる。システムクロックC
4においては次数・予測値の更新の為に符号化対象シン
ボル#2に用いた次数及び予測値を更新しようとする。
次数・予測値メモリ2への書き込み動作は、同じくシス
テムクロックC4における次数・予測値メモリの符号化
対象シンボル#4の為の読みだしと並行して行われる。
ただし、符号化対象シンボル#2と符号化対象シンボル
#4の参照シンボルパターンが同一の場合には、次数・
予測値メモリ2への書き込みと読み込みが競合するた
め、次数・予測値メモリ2が2ポートメモリである場合
でもいずれか一方のアクセスを禁止しなければならな
い。2ポート制御部9は符号化対象シンボル#2と符号
化対象シンボル#4の参照シンボルパターンが同一の場
合には、アクセス禁止回路10に対してアクセス禁止を
命令する。アクセス禁止回路10は符号化対象シンボル
#4に対する次数・予測値メモリの読みだしを禁止す
る。符号化対象シンボル#4に対する次数及び予測値メ
モリの読みだしが禁止された場合であっても、符号化対
象シンボル#2による次数及び予測値の更新が行われる
ため次数・予測値メモリ2と次数・予測値レジスタ8の
符号化対象シンボル#2(即ち符号化対象シンボル#
4)の参照シンボルパターンは更新された新たな値とし
て使用することが可能になる。
Next, this specific example will be described with reference to FIG. At the system clock C3, the normalization process and the order / prediction value update process (adaptive process) are performed as a result of the calculation process of the encoding target symbol # 2. System clock C
In 4, the order and the prediction value used for the encoding target symbol # 2 for updating the order and the prediction value are to be updated.
The write operation to the order / predicted value memory 2 is performed in parallel with the reading for the encoding target symbol # 4 of the order / predicted value memory at the system clock C4.
However, if the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 4 are the same, the order
Since writing and reading conflict with the prediction value memory 2, there is a need to prohibit access to either the order / prediction value memory 2 even if it is a two-port memory. When the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 4 are the same, the 2-port control unit 9 instructs the access prohibition circuit 10 to prohibit access. The access prohibition circuit 10 prohibits the reading of the order / predicted value memory for the encoding target symbol # 4. Even if the reading of the order / predicted value memory for the coding target symbol # 4 is prohibited, the order / predicted value memory 2 and the order are calculated because the order and predicted value are updated by the coding target symbol # 2. Encoding target symbol # 2 of the prediction value register 8 (that is, encoding target symbol #
The reference symbol pattern of 4) can be used as an updated new value.

【0056】システムクロックC4において符号化対象
シンボル#2と符号化対象シンボル#4の参照シンボル
パターンが不一致の場合には、次数・予測値メモリへの
書き込み処理と読みだし処理が異なるアドレスで行われ
るため同時に並行して読みだしと書き込みが行われる。
システムクロックC5においては符号化対象シンボル#
4の次数及び予測値としてシステムクロックC4におい
て、次数・予測値レジスタ8に設定された次数及び予測
値を用いる。即ち、符号化対象シンボル#2と符号化対
象シンボル#4が不一致の場合には、次数・予測値メモ
リ2から読み出された次数及び予測値が符号化対象シン
ボル#4の次数及び予測値として用いられる。一方、符
号化対象シンボル#2と符号化対象シンボル#4の参照
シンボルパターンが一致した場合にはアクセス禁止回路
10によりアクセスが禁止されたため、次数及び予測値
メモリからの読みだしは行われず、次数・予測値制御回
路6により更新された新たな次数及び予測値が符号化対
象シンボル#4の次数及び予測値として用いられる。
When the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 4 do not match at the system clock C4, the writing process to the order / prediction value memory and the reading process are performed at different addresses. Therefore, reading and writing are performed in parallel at the same time.
Encoding target symbol # in the system clock C5
As the order and predicted value of 4, the order and predicted value set in the order / predicted value register 8 at the system clock C4 are used. That is, when the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 4 do not match, the order and prediction value read from the order / prediction value memory 2 are used as the order and prediction value of the encoding target symbol # 4. Used. On the other hand, when the reference symbol patterns of the encoding target symbol # 2 and the encoding target symbol # 4 match, the access is prohibited by the access prohibition circuit 10, so the order and prediction value memory is not read, and the order is not read. The new order and prediction value updated by the prediction value control circuit 6 are used as the order and prediction value of the encoding target symbol # 4.

【0057】また、符号化対象シンボル#5において正
規化処理及び次数・予測値への更新処理が発生した場合
にも前述したような処理により符号化対象シンボル#7
の次数及び予測値が決定される。
Also, when the normalization process and the update process to the order / predicted value occur in the encoding target symbol # 5, the encoding target symbol # 7 is processed by the above-mentioned process.
The order and predicted value of is determined.

【0058】実施例4.次に、図7は本発明の他の実施
例である復号化装置のブロック構成を示している。図
で、11は符号ビット系列107より領域幅信号106
を基に予測誤差シンボル105を再生する算術復号器、
12はこの予測誤差シンボル105と予測値112との
排他的論理和演算を行って情報源シンボル101を再生
する予測逆変換器である。また2は図16の参照画素の
うちAを除いた11画素の参照シンボルパターンを入力
しAが1及び0の2種類の状態に対する次数及び予測値
信号(それぞれ103a、104aと103b、104
bの2種類)を出力する次数・予測値メモリであり、8
もこの出力を受け、同じく2種類の次数・予測値を記憶
するレジスタである。また13は予測逆変換器12で再
生された直前の情報源シンボル101に応じて2種類の
次数及び予測値のいずれかを選択する選択器であり、ま
た次数・予測値制御回路6からの更新信号108を受
け、再生された情報源シンボルに応じて図16の参照画
素Aが1あるいは0のいずれかの次数・予測値メモリ2
の内容及び次数・予測値レジスタ8の内容を更新するた
めの第1選択更新信号108a及び第2選択更新信号1
08bを作成する機能を有している。
Example 4. Next, FIG. 7 shows a block configuration of a decoding apparatus which is another embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a region width signal 106 from the code bit sequence 107.
An arithmetic decoder that reproduces the prediction error symbol 105 based on
Reference numeral 12 is a prediction inverse converter that reproduces the information source symbol 101 by performing an exclusive OR operation of the prediction error symbol 105 and the prediction value 112. Further, 2 is a reference symbol pattern of 11 pixels excluding A among the reference pixels of FIG. 16, and the order and prediction value signals (103a, 104a and 103b, 104, respectively) for two kinds of states in which A is 1 and 0 are input.
It is a degree / predicted value memory that outputs 2 kinds of
Is a register which receives this output and also stores two kinds of orders and predicted values. Further, 13 is a selector for selecting one of two kinds of orders and prediction values according to the information source symbol 101 immediately before reproduced by the prediction inverse converter 12, and updating from the order / prediction value control circuit 6. A signal 108 is received and the reference pixel A in FIG. 16 has a degree / predicted value memory 2 of either 1 or 0 in accordance with the reproduced information source symbol.
The first selection update signal 108a and the second selection update signal 1 for updating the contents of the
It has a function of creating 08b.

【0059】図8はこの算術復号器11の内部構成を示
すブロック構成図で、11aは数直線上の有効領域Ai
を記憶するAレジスタ、11bはMPS領域幅114を
計算する減算器、11cはLPS領域幅106とMPS
領域幅114を選択する選択器、11dはこの選択器出
力115を受けて最上位の1の位置を検出するビット位
置検出器、11eはこの出力120に応じたビット数だ
け選択器11c出力115を左シフトする第1のバレル
シフタ、11fは下界値座標を記憶するCレジスタ、1
1gはLPSの場合のCレジスタ値117を計算する減
算器、11hはLPSの場合のCレジスタ値117とC
レジスタ出力116を選択する選択器、11iはこの切
り替え器出力122の下位に後述の符号レジスタ11j
からの下位ビット入力140を付加する第2のバレルシ
フタ、11jはバイト単位に送られてくる符号データ1
07を所定ビットずつ第2のバレルシフタ11iを介し
てCレジスタ11fに入力するための符号レジスタ、1
1kはこの算術復号器11の動きを制御するタイミング
制御回路である。
FIG. 8 is a block diagram showing the internal structure of the arithmetic decoder 11. 11a is an effective area Ai on the number line.
Is stored in the A register, 11b is a subtractor for calculating the MPS area width 114, 11c is the LPS area width 106 and MPS.
A selector for selecting the region width 114, 11d is a bit position detector for receiving the selector output 115 and detecting the position of the highest one, and 11e is a selector 11c output 115 for the number of bits corresponding to the output 120. The first barrel shifter that shifts to the left, 11f is a C register that stores the lower bound coordinates, 1
1g is a subtracter that calculates the C register value 117 in the case of LPS, 11h is the C register value 117 and C in the case of LPS
A selector for selecting the register output 116, 11i is a code register 11j to be described later below the switch output 122.
The second barrel shifter for adding the low-order bit input 140 from, 11j is the code data 1 sent in byte units
A code register for inputting 07 to the C register 11f via the second barrel shifter 11i by a predetermined bit, 1
1k is a timing control circuit for controlling the movement of the arithmetic decoder 11.

【0060】図9はこの符号レジスタ11jの内部構成
を示す構成図で、11j1〜11j3は符号データを一
時記憶するバッファレジスタで、11j4はこれら符号
レジスタ出力からCレジスタのに入力する下位ビット1
40を作成するためのバレルシフタ、11j5このバレ
ルシフタでシフトするビット数126を制御する桁制御
回路である。
FIG. 9 is a block diagram showing the internal structure of the code register 11j. 11j1 to 11j3 are buffer registers for temporarily storing code data, and 11j4 is a lower bit 1 input from the code register output to the C register.
A barrel shifter for producing 40, 11j5 is a digit control circuit for controlling the number of bits 126 to be shifted by this barrel shifter.

【0061】次に本実施例の動作について説明する。算
術符号の復号化においては、Cレジスタの内容である相
対座標をCi、第i番目の予測誤差シンボルai 時点で
のLPSの領域幅をSとすると、 Ci-1 < (Ai-1 − S)ならばai はMPS Ai = Ai-1 − S Ci = Ci-1 Ci-1 ≧ (Ai-1 − S)ならばai はLPS Ai = S Ci = Ci-1 − (Ai-1 − S) とする。
Next, the operation of this embodiment will be described. In the decoding of the arithmetic code, if the relative coordinates that are the contents of the C register are Ci and the area width of the LPS at the time of the i-th prediction error symbol a i is S, then Ci-1 <(Ai-1 − S ) Then a i is MPS Ai = Ai-1 − S Ci = Ci-1 Ci-1 ≧ (Ai-1 − S), then a i is LPS Ai = S Ci = Ci-1 − (Ai-1 − S).

【0062】ここで有効領域Aiが1/2以下になった
場合には、演算精度を上げるために正規化処理として2
のべき乗倍する。このときCiの最下位にnビットの符
号データを符号レジスタ11jから入力する。 Ai更新値 = Ai * 2m (1/2<A
i更新値≦1) Ci更新値 = Ci * 2m
Here, when the effective area Ai becomes 1/2 or less, the normalization processing is 2 to increase the calculation accuracy.
To the power of. At this time, the code data of n bits is input to the lowest order of Ci from the code register 11j. Ai update value = Ai * 2 m (1/2 <A
i update value ≤ 1) Ci update value = Ci * 2 m

【0063】図10は本実施例の動作例を示すタイミン
グ図である。まず各システムクロックにおいて、復号化
対象シンボルに対し、図16の参照画素のうちAを除い
た11画素の参照シンボルパターンを基に、Aが1及び
0の2種類の状態に対する次数103a、103b及び
予測値104a、104bをメモリ2から読み出しレジ
スタ8に記憶する。これらの処理はシステムクロック1
周期の時間に行う。その後、直前に再生された情報源シ
ンボルであるAの値によりこの2種類の次数及び予測値
の一方を選択して当該情報源シンボルの再生及び次数・
予測値の更新を行う。
FIG. 10 is a timing chart showing an operation example of this embodiment. First, at each system clock, for the decoding target symbol, based on the reference symbol pattern of 11 pixels excluding A among the reference pixels of FIG. 16, A of 1 and 0 for two states 103a, 103b, and The predicted values 104a and 104b are read from the memory 2 and stored in the register 8. System clock 1
Do at the time of the cycle. After that, one of these two kinds of orders and predicted values is selected according to the value of A which is the information source symbol reproduced immediately before, and the reproduction and order of the information source symbol are selected.
Update the predicted value.

【0064】予測誤差シンボルai の再生及び有効領域
Ai、相対座標Ciの演算及び次数・予測値の更新は以
下の動作で行われる。 (1)まず算術復号器11内部のタイミング制御回路1
1kにおいてLPSCレジスタ値信号117の極性によ
り、上記の様にCi−1と(Ai −1−S)の比較を行
ってシンボルai を(MPSあるいはLPS)決定す
る。 (2)正規化及び次数・予測値の更新がない場合 図10の復号化対象シンボル#1、#3、#4、#6の
場合のように、AiとCiを計算してAレジスタ11a
及びCレジスタ11fに設定する。(1)と(2)の一
連の処理はシステムクロック1周期で行う。 (3)正規化及び次数・予測値の更新がある場合 図10に示すように復号化対象シンボル#2、#5、#
7の場合のように、AiとCiの演算の結果、有効領域
Aiが1/2未満になる場合、ビット位置検出器11d
で示されるビット数分に対応した正規化の処理を行う。
ここで、バレルシフタ11e、11iによるビットシフ
ト・正規化動作は(1)の処理と同一のクロック周期内
で行い、次のシンボルの処理に移る。 尚、この実施例においても次数・予測値メモリ2は従来
のものに比べて高速な処理が可能であるものを使用して
いるものとする。
The reproduction of the prediction error symbol a i , the calculation of the effective area Ai and the relative coordinates Ci, and the update of the order / predicted value are performed by the following operations. (1) First, the timing control circuit 1 inside the arithmetic decoder 11
At 1 k, the symbol a i (MPS or LPS) is determined by comparing Ci-1 and (Ai -1-S) as described above according to the polarity of the LPSC register value signal 117. (2) When normalization and order / prediction value update is not performed As in the case of decoding target symbols # 1, # 3, # 4, and # 6 in FIG. 10, Ai and Ci are calculated and the A register 11a is calculated.
And the C register 11f. The series of processes (1) and (2) is performed in one cycle of the system clock. (3) When normalization and order / prediction value updating is performed As shown in FIG. 10, decoding target symbols # 2, # 5, #
When the effective area Ai is less than 1/2 as a result of the calculation of Ai and Ci as in the case of 7, the bit position detector 11d
The normalization process corresponding to the number of bits indicated by is performed.
Here, the bit shift / normalization operations by the barrel shifters 11e and 11i are performed within the same clock cycle as the processing of (1), and the processing of the next symbol is started. Also in this embodiment, it is assumed that the order / predicted value memory 2 is one capable of high-speed processing as compared with the conventional one.

【0065】次数・予測値メモリの更新は、図10のシ
ステムクロックC3、C6、C8に示すように、次数・
予測値制御回路6及び検出器7によりシステムクロック
の前半の周期で行う。このように、この復号装置は、バ
レルシフタを用いることにより正規化処理を1システム
クロック内で行えることが大きな特徴である。またバレ
ルシフタを用いる事により正規化動作が1クロック周期
内で実行出来るため、次数・予測値メモリへの更新も高
速に行うようにしたことが大きな特徴である。この例で
は、システムクロックの前半部分で次数・予測値メモリ
2への書き込みを行い、システムクロックの後半部分
で、次数・予測値メモリ2からの読みだしを行う例を示
している。
The order / predicted value memory is updated by changing the order / order as shown by the system clocks C3, C6, and C8 in FIG.
The prediction value control circuit 6 and the detector 7 perform the first half cycle of the system clock. As described above, this decoding apparatus is characterized in that the normalization process can be performed within one system clock by using the barrel shifter. Further, since the normalizing operation can be executed within one clock cycle by using the barrel shifter, a big feature is that the order / prediction value memory is updated at high speed. In this example, writing to the order / predicted value memory 2 is performed in the first half of the system clock, and reading from the order / predicted value memory 2 is performed in the latter half of the system clock.

【0066】次数・予測値の更新時は、次数・予測値制
御回路6より更新信号が出され、選択器13で直前に再
生された情報源シンボルの値に基づき参照画素Aが1な
いし0に対応する選択更新信号(108a、108b)
を生成し、次数・予測値メモリ2の内容を更新する。ま
た、このとき直前に読み出された次数・予測値メモリ2
の参照パターン102が更新用参照シンボルパターン1
09と一致する場合は、次数・予測値レジスタ8の内容
も同時に更新する。
At the time of updating the order / predicted value, an update signal is output from the order / predicted value control circuit 6, and the reference pixel A is set to 1 to 0 based on the value of the information source symbol reproduced immediately before by the selector 13. Corresponding selection update signal (108a, 108b)
Is generated and the contents of the order / predicted value memory 2 are updated. Also, at this time, the order / predicted value memory 2 read immediately before
Reference pattern 102 is the update reference symbol pattern 1
If it matches with 09, the contents of the order / predicted value register 8 are also updated at the same time.

【0067】正規化時の符号レジスタ11jの動作は、
以下の通りである。 (a)既にバレルシフタ11j4の最上位からの位置に
示されている未処理の符号ビット系列から、正規化ビッ
ト数分だけ読み出されバレルシフタ11iを介してCレ
ジスタ11fの下位にデータをセットする。 (b)この読み出しの結果第3のバッファレジスタ11
j3に未処理の符号ビットがなくなれば新たな符号デー
タを入力し、第1のバッファレジスタ11j1に格納す
るとともに、第1、第2のバッファレジスタ11j2、
11j3の内容をそれぞれ第2、第3のバッファレジス
タ11j3、11j4に転送する。 (c)第2、第3のバッファレジスタ11j2、11j
3共に未処理の符号ビットがなくなれば、同様にさらに
もう1バイトの符号データを入力することとなる。
The operation of the code register 11j during normalization is as follows.
It is as follows. (A) The unprocessed code bit sequence already shown at the position from the uppermost position of the barrel shifter 11j4 is read by the number of normalized bits, and the data is set in the lower part of the C register 11f via the barrel shifter 11i. (B) As a result of this reading, the third buffer register 11
When there is no unprocessed code bit in j3, new code data is input and stored in the first buffer register 11j1, and the first and second buffer registers 11j2,
The contents of 11j3 are transferred to the second and third buffer registers 11j3 and 11j4, respectively. (C) Second and third buffer registers 11j2, 11j
If there is no unprocessed code bit for all three, another one byte of code data will be similarly input.

【0068】そこで、復号化処理時間Tは符号化時同様 T=100+100*Na+α (nse
c) となり、本実施例においても、従来技術による復号化装
置に比べ大幅な向上が実現できる。
Therefore, the decoding processing time T is the same as that at the time of encoding. T = 100 + 100 * Na + α (nse
Therefore, even in the present embodiment, a great improvement can be realized in comparison with the decoding device according to the conventional technique.

【0069】実施例5.また、図11は他の実施例であ
る算術復号器の符号レジスタ11jのブロック構成を示
している。本実施例では図9の実施例との違いは、バイ
ト単位で入力される符号データを2バイト毎まとめてワ
ード構成にするワード変換器11j6、及びこれを一時
記憶するFIFOメモリ11j7が追加されたこと及び
第1第2のバッファレジスタが削除されて第3のバッフ
ァレジスタ11j3がワード構成となったことである。
Example 5. Further, FIG. 11 shows a block configuration of a code register 11j of an arithmetic decoder which is another embodiment. In this embodiment, the difference from the embodiment of FIG. 9 is that a word converter 11j6 that collectively forms code data input in byte units every 2 bytes into a word configuration, and a FIFO memory 11j7 that temporarily stores this are added. That is, the first and second buffer registers are deleted and the third buffer register 11j3 has a word configuration.

【0070】このように構成することにより、正規化に
必要な符号ビット(最大16ビット)をバッファレジス
タ11j3から読み出した時点で次の16ビットのデー
タを用意できるため、超高速・一定速の復号器が実現で
きる。
With this configuration, since the next 16-bit data can be prepared at the time when the code bit (maximum 16 bits) required for normalization is read from the buffer register 11j3, the decoding at ultra-high speed and constant speed is possible. Can be realized.

【0071】実施例6.次に、図12は本発明の他の実
施例である復号化装置のブロック構成を示している。図
で、図7の実施例との違いは、次数・予測値メモリ2が
2ポート構成になったこと、及び検出器7の替わりに参
照シンボルパターン102と更新用の同信号109を監
視し、更新信号108が発生したときに参照シンボルパ
ターン102が(図16のAを除き)一致する場合は、
並列でアクセスしている参照シンボルパターン102に
対応するアクセスの内更新用のシンボルパターンと一致
するもののアクセスを中止するための2ポート制御部1
4、アクセス禁止回路15が付加されている点である。
Example 6. Next, FIG. 12 shows a block configuration of a decoding apparatus which is another embodiment of the present invention. In the figure, the difference from the embodiment of FIG. 7 is that the order / prediction value memory 2 has a two-port configuration, and instead of the detector 7, the reference symbol pattern 102 and the same signal 109 for updating are monitored, If the reference symbol patterns 102 match (except A in FIG. 16) when the update signal 108 occurs,
Two-port control unit 1 for canceling access of a symbol pattern for updating, which corresponds to the reference symbol pattern 102 that is being accessed in parallel but coincides with the symbol pattern for updating
4. The access prohibition circuit 15 is added.

【0072】図13に本実施例での復号化動作例を示
す。ここで算術復号器は図8のものを用いた。アクセス
時間100nsecの2ポートメモリにより上記同様の
処理が可能になる。
FIG. 13 shows an example of the decoding operation in this embodiment. The arithmetic decoder used here is that shown in FIG. The same processing as described above can be performed by the 2-port memory having the access time of 100 nsec.

【0073】上記実施例では算術符号化としてLPSと
MPS算定方法は有効領域幅によらず単一の方法とした
が、特開平3−247123号のようにMPSのLPS
の有効範囲の大小関係が逆転するときは、MPSとLP
Sの割当を逆転する方式や、特開平2−202267号
のように、MPS領域幅が1/2を下回る場合にLPS
の領域の一部をMPSに振り分ける方式などでも同様の
効果を奏す。また、MPSの領域を数直線上の上位に位
置させる方法でも同様である。
In the above embodiment, the LPS and MPS calculation methods for arithmetic coding are a single method regardless of the effective area width. However, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-247123, the LPS of MPS is used.
When the magnitude relationship of the effective range of is reversed, MPS and LP
LPS when the SS allocation is reversed or when the MPS area width is less than 1/2, as in Japanese Patent Laid-Open No. 2-202267.
The same effect can be obtained by a method of allocating a part of the area to the MPS. The same applies to a method in which the MPS region is positioned higher on the number line.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、情報
源シンボルの算術符号化あるいは復号化の際に、LPS
あるいはMPSに応じた新たな有効領域幅及び領域の境
界値を所定ビット数シフトするバレルシフタ、あるいは
FIFOメモリ、あるいは同時書き込み・読み出し可能
な次数・予測値を記憶するメモリを備えることにより、
符号化あるいは復号化速度を大幅に向上できる符号化装
置あるいは復号化装置を実現することができる。
As described above, according to the present invention, the LPS can be used for arithmetic coding or decoding of the information source symbol.
Alternatively, by providing a new effective area width corresponding to the MPS and a boundary shifter for the area boundary value by a predetermined number of bits, or a FIFO memory, or a memory for storing the order / predictable value capable of simultaneous writing / reading,
It is possible to realize an encoding device or a decoding device that can significantly improve the encoding or decoding speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による符号化装置の算術符号
器のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an arithmetic encoder of an encoding device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例おける符号レジスタの内部構成を
示すブロック構成図である。
2 is a block configuration diagram showing an internal configuration of a code register in the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図3】本実施例による動作例を示すタイミング図であ
る。
FIG. 3 is a timing chart showing an operation example according to the present embodiment.

【図4】本発明の他の実施例による符号化装置の算術符
号器の符号レジスタのブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram of a code register of an arithmetic encoder of an encoder according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例を示す符号化装置のブロッ
ク構成図である。
FIG. 5 is a block configuration diagram of an encoding device according to another embodiment of the present invention.

【図6】図5の実施例による動作例を示すタイミング図
である。
6 is a timing diagram showing an operation example according to the embodiment of FIG.

【図7】本発明の他の実施例を示す復号化装置のブロッ
ク構成図である。
FIG. 7 is a block configuration diagram of a decoding device showing another embodiment of the present invention.

【図8】図7の実施例における算術復号器の内部構成を
示すブロック構成図である。
8 is a block configuration diagram showing an internal configuration of an arithmetic decoder in the embodiment of FIG. 7. FIG.

【図9】図8の算術復号器の符号レジスタの内部構成を
示すブロック構成図である。
9 is a block diagram showing an internal configuration of a code register of the arithmetic decoder shown in FIG.

【図10】図7の実施例による動作例を示すタイミング
図である。
10 is a timing diagram showing an operation example according to the embodiment of FIG.

【図11】本発明の他の実施例を示す算術復号器の符号
レジスタのブロック構成図である。
FIG. 11 is a block configuration diagram of a code register of an arithmetic decoder showing another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施例を示す算術復号器のブロ
ック構成図である。
FIG. 12 is a block diagram of an arithmetic decoder showing another embodiment of the present invention.

【図13】図12の実施例による動作例を示すタイミン
グ図である。
13 is a timing diagram illustrating an operation example according to the embodiment of FIG.

【図14】従来の技術による符号化装置のブロック構成
図である。
FIG. 14 is a block configuration diagram of an encoding device according to a conventional technique.

【図15】図14の符号化装置における算術符号器の内
部構成を示すブロック構成図である。
15 is a block diagram showing an internal configuration of an arithmetic encoder in the encoding device shown in FIG.

【図16】符号化に利用される参照シンボルの位置を示
す図である。
FIG. 16 is a diagram showing positions of reference symbols used for encoding.

【図17】次数・予測値テーブルの内容を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram showing the contents of an order / predicted value table.

【図18】領域幅テーブルの内容を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the contents of an area width table.

【図19】図14の符号化装置における動作例を示すタ
イミング図である。
19 is a timing diagram showing an operation example in the encoding device in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 次数・予測値メモリ 5 算術符号器 6 次数・予測値制御回路 7 検出器 8 次数・予測値レジスタ 11 算術復号器 13 選択器 5a 第1のレジスタ 5b 第1の演算手段 5d 第2のレジスタ 5e 第2の演算手段 5c 第1の選択手段 5j 第2の選択手段 5h ビット位置検出手段 5i 第1のバレルシフタ 5k 第2のバレルシフタ 5f 符号生成手段 5f11 FIFO 11a 第1のレジスタ 11b 第1の演算手段 11f 第2のレジスタ 11g 第2の演算手段 11c 第1の選択手段 11h 第2の選択手段 11d ビット位置検出手段 11e 第1のバレルシフタ 11i 第2のバレルシフタ 11j 符号読みだし手段 11j4 FIFO Second order / predicted value memory 5 Arithmetic encoder 6 Order / predicted value control circuit 7 Detector 8 Order / predicted value register 11 Arithmetic decoder 13 Selector 5a First register 5b First computing means 5d Second register 5e Second calculating means 5c First selecting means 5j Second selecting means 5h Bit position detecting means 5i First barrel shifter 5k Second barrel shifter 5f Code generating means 5f11 FIFO 11a First register 11b First calculating means 11f Second register 11g Second arithmetic means 11c First selecting means 11h Second selecting means 11d Bit position detecting means 11e First barrel shifter 11i Second barrel shifter 11j Code reading means 11j4 FIFO

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 情報源の出力シンボル系列からそのシン
ボル出現確率を推定して、数直線上でそれに応じた有効
領域分割を行ってこのシンボル系列を算術符号化する符
号化装置において、 数直線上の有効領域幅を記憶する第1のレジスタと、 発生頻度が大きいと想定されるシンボル(優性シンボ
ル:MPS)の領域幅を計算する第1の演算手段と、 数直線上の有効領域の境界値を記憶する第2のレジスタ
と、 発生頻度が小さいと想定されるシンボル(劣性シンボ
ル:LPS)に対応する領域とMPSの領域の境界値を
計算する第2の演算手段と、 発生シンボルがMPSかLPSかによって新たな有効領
域幅を選択する第1の選択手段と、 発生シンボルがMPSかLPSかによって新たな有効領
域の境界値を選択する第2の選択手段と、 第1の選択手段からの新たな有効領域幅を受けて最上位
の“1”あるいは“0”の位置を検出するビット位置検
出手段と、 ビット位置検出手段からの出力に応じて第1の選択手段
からの新たな有効領域幅をシフトして第1のレジスタへ
出力する第1のバレルシフタと、 ビット位置検出手段からの出力に応じて第2の選択手段
からの新たな有効領域の境界値をシフトして第2のレジ
スタに出力するとともにオーバーフローしたデータを出
力する第2のバレルシフタと、 この第2のバレルシフタからのオーバーフローしたデー
タ出力を受けて符号出力を生成する符号生成手段を備え
たことを特徴とする符号化装置。
1. A coding apparatus for estimating the symbol appearance probability from an output symbol sequence of an information source, performing effective region division according to the estimation on the number line, and arithmetically coding this symbol sequence, , A first register for storing the effective area width of, a first calculating means for calculating the area width of a symbol (dominant symbol: MPS) which is assumed to occur frequently, and a boundary value of the effective area on the number line A second register for storing, a second calculation means for calculating a boundary value between a region corresponding to a symbol (recessive symbol: LPS) which is assumed to occur infrequently and an MPS region, and whether the generated symbol is MPS First selecting means for selecting a new effective area width depending on whether it is LPS; second selecting means for selecting a boundary value for a new effective area depending on whether the generated symbol is MPS or LPS; Bit position detecting means for receiving the new effective area width from the selecting means and detecting the position of the highest "1" or "0", and the first selecting means according to the output from the bit position detecting means. A first barrel shifter that shifts the new effective area width of the first effective area and outputs it to the first register, and shifts the boundary value of the new effective area from the second selecting means in accordance with the output from the bit position detecting means. And a second barrel shifter for outputting overflowed data to the second register and a code generation means for receiving a overflowed data output from the second barrel shifter and generating a code output. Encoding device.
【請求項2】 符号生成手段は、FIFOメモリを備え
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の符号化
装置。
2. The encoding device according to claim 1, wherein the code generation means includes a FIFO memory.
【請求項3】 情報源の出力シンボル系列からそのシン
ボル出現確率を推定して、数直線上でそれに応じた有効
領域分割を行ってこのシンボル系列を算術符号化した符
号ビット系列を復号する復号化装置において、 数直線上の有効領域幅を記憶する第1のレジスタと、 発生頻度が大きいと想定されるシンボル(優性シンボ
ル:MPS)の領域幅を計算する第1の演算手段と、 数直線上の有効領域の境界値を記憶する第2のレジスタ
と、 第2のレジスタ出力から発生頻度が小さいと想定される
シンボル(劣性シンボル:LPS)の領域とMPS領域
との境界値を演算して当該シンボルがMPSかLPSか
を判定する第2の演算手段と、 当該シンボルがMPSかLPSかによって新たな有効領
域幅を選択する第1の選択手段と、 当該シンボルがMPSかLPSかによって新たな有効領
域の境界値を選択する第2の選択手段と、 第1の選択手段からの新たな有効領域幅を受けて最上位
の“1”あるいは“0”の位置を検出するビット位置検
出手段と、 符号データ系列を入力して、ビット位置検出手段からの
出力に応じて必要なビット数の符号データ系列を出力す
る符号読み出し手段と、 ビット位置検出手段からの出力に応じて第1の選択手段
からの新たな有効領域幅をシフトして第1のレジスタへ
出力する第1のバレルシフタと、 ビット位置検出手段からの出力に応じて第2の選択手段
からの新たな有効領域の境界値及び符号読み出し手段か
らの出力をシフトして第2のレジスタへ出力する第2の
バレルシフタを備えたことを特徴とする復号化装置。
3. Decoding for estimating a symbol appearance probability from an output symbol sequence of an information source, performing effective area division according to it on a number line, and decoding a code bit sequence obtained by arithmetically coding this symbol sequence. In the device, a first register for storing the effective area width on the number line, a first calculating means for calculating the area width of a symbol (dominant symbol: MPS) that is assumed to occur frequently, and a number line on the number line Of the second register for storing the boundary value of the effective area of the second register, and the boundary value between the area of the symbol (recessive symbol: LPS) assumed to have a low frequency of occurrence from the second register output and the MPS area, and Second computing means for determining whether the symbol is MPS or LPS; first selecting means for selecting a new effective area width depending on whether the symbol is MPS or LPS; A second selecting means for selecting a boundary value of a new effective area depending on whether MPS or LPS and a new effective area width from the first selecting means are used to set the position of the highest "1" or "0". The bit position detecting means for detecting, the code data sequence as an input, the code reading means for outputting the code data sequence of the required number of bits according to the output from the bit position detecting means, and the output from the bit position detecting means. A first barrel shifter that shifts the new effective area width from the first selecting means to the first register and outputs it to the first register, and a new barrel from the second selecting means according to the output from the bit position detecting means. A decoding device comprising a second barrel shifter for shifting the boundary value of the effective area and the output from the code reading means and outputting the shifted value to the second register.
【請求項4】 符号読み出し手段はFIFOメモリを備
えたことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の復号
化装置。
4. The decoding device according to claim 3, wherein the code reading means comprises a FIFO memory.
【請求項5】 情報源の出力シンボル系列の予め定めて
おいた位置の複数の参照シンボルの状態から符号化対象
シンボルの予測を行ってその予測誤差信号を符号化する
符号化装置において、 参照シンボルの各状態における上記符号化対象シンボル
の予測値と予測一致率によって分類される群の識別子で
ある次数とを記憶する読みだし書き込み同時動作可能な
2ポートメモリと、 符号化対象シンボルが予測一致しているか否かを検査し
その結果に応じて該参照シンボル状態における予測値及
び次数を書き換える次数・予測値制御回路と、 2ポートメモリから読み出された当該符号化対象シンボ
ルの予測値及び次数、ないしは、直前の符号化対象シン
ボルに対する、書き換え処理後の予測値及び次数を記憶
する次数・予測値レジスタと、 符号化対象シンボルに対する参照シンボル状態と直前の
シンボルに対する参照シンボル状態とが一致しているか
否かを検出する検出器と、 上記次数・予測値レジスタより出力された予測値・次数
をもとに予測誤差信号を符号化する算術符号器とを備
え、 直前のシンボルに対する予測値あるいは次数の更新があ
る場合、直前のシンボルに対する予測値・次数の書換処
理と符号化対象シンボルに対する予測値・次数の読みだ
し処理を並行して行わせるとともに、符号化に用いる予
測値及び次数として、符号化対象シンボルに対する参照
シンボル状態と直前の符号化対象シンボルに対する参照
シンボル状態とが一致しているか否かにより、書き換え
処理後の予測値及び次数、または、2ポートメモリに格
納された次数・予測値を選択して用いることを特徴とす
る符号化装置。
5. A coding device for predicting a coding target symbol from the states of a plurality of reference symbols at predetermined positions of an output symbol sequence of an information source and coding a prediction error signal thereof, the reference symbol comprising: In each state, the prediction value of the encoding target symbol and the order which is the identifier of the group classified by the predictive matching rate are stored in the two-port memory capable of simultaneous read / write operation, and the encoding target symbol is predictively matched. And a prediction value control circuit that rewrites the prediction value and the order in the reference symbol state according to the result, and the prediction value and the order of the encoding target symbol read from the 2-port memory, Or a degree / prediction value register for storing the prediction value and the degree after the rewriting process for the immediately preceding symbol to be encoded, and Prediction error signal based on the detector that detects whether the reference symbol state for the phantom symbol matches the reference symbol state for the immediately preceding symbol, and the predicted value / order output from the above-mentioned order / predicted value register. When the prediction value or order for the immediately preceding symbol is updated, the prediction value and order for the immediately preceding symbol is rewritten and the prediction value and order for the symbol to be coded are read. After the rewriting process, the prediction value and the order used for encoding depend on whether the reference symbol state for the encoding target symbol and the reference symbol state for the immediately previous encoding target symbol match. It is characterized by selecting and using the predicted value and order of, or the order and predicted value stored in the 2-port memory. Encoding apparatus for.
【請求項6】 情報源の出力シンボル系列の予め定めて
おいた位置の複数の参照シンボルの状態から復号化対象
シンボルの予測を行ってその予測誤差信号を符号化した
符号ビット系列を復号化する復号化装置において、 参照シンボルの状態から復号化対象シンボルの予測値と
予測一致率によって分類される群の識別子である次数と
を記憶するとともに、復号される可能性のある複数のシ
ンボルに対応する次数及び予測値を組として複数出力す
る同時書き込み読みだし可能な2ポートメモリと、 上記復号化対象シンボルが予測一致しているか否かを検
査しその結果に応じて該参照シンボル状態における予測
値及び次数を書き換える次数・予測値制御回路と、 先行する復号化対象シンボルの再生信号値によって、2
ポートメモリから出力される複数組の予測値及び次数の
うちの1組の予測値及び次数を選択出力する選択器と、 2ポートメモリからの予測値及び次数、ないしは、直前
の復号化対象シンボルに対する更新後の予測値及び次数
を記憶するレジスタと、 復号化対象シンボルに対する参照シンボル状態と直前の
シンボルに対する参照シンボル状態とが一致しているか
否かを検出する検出器と、 選択された予測値・次数をもとに符号ビット系列を復号
化する算術復号器とを備え、 直前のシンボルに対する予測値あるいは次数の更新があ
る場合、直前のシンボルに対する予測値・次数の書換処
理と復号化対象シンボルに対する予測値あるいは次数の
読みだし処理を並行して行わせるとともに、復号化に用
いる予測値及び次数として、復号化対象シンボルに対す
る参照シンボル状態と直前のシンボルに対する参照シン
ボル状態とが一致しているか否かにより、直前の復号化
対象シンボルの書き換え後の予測値及び次数、または、
2ポートメモリに格納された予測値及び次数を選択して
用いることを特徴とする復号化装置。
6. A code bit sequence in which a prediction error signal is encoded is decoded by predicting a decoding target symbol from the states of a plurality of reference symbols at predetermined positions of an output symbol sequence of an information source. The decoding device stores the predicted value of the decoding target symbol and the order, which is the identifier of the group classified by the predictive matching rate, from the state of the reference symbol, and corresponds to a plurality of symbols that may be decoded. Simultaneous write readable 2-port memory that outputs a plurality of orders and predicted values as a set, and whether or not the decoding target symbols are predictively matched, and the predicted values in the reference symbol state and The order / predicted value control circuit that rewrites the order and the reproduced signal value of the preceding decoding target symbol
A selector for selectively outputting one set of prediction values and orders out of a plurality of sets of prediction values and orders output from the port memory, and a prediction value and order from the two-port memory, or for the immediately preceding decoding target symbol. A register that stores the updated predicted value and order, a detector that detects whether the reference symbol state for the decoding target symbol matches the reference symbol state for the immediately preceding symbol, and the selected predicted value Equipped with an arithmetic decoder that decodes the code bit sequence based on the order, and when there is an update of the predicted value or order for the immediately preceding symbol, the predicted value / order rewriting process for the immediately preceding symbol and the decoding target symbol The prediction value or order reading process is performed in parallel, and the decoding target symbol is used as the prediction value and order used for decoding. Depending on whether or not the reference symbol state for the current symbol and the reference symbol state for the immediately previous symbol match, the predicted value and order after rewriting of the immediately previous decoding target symbol, or
A decoding device characterized by selecting and using a prediction value and an order stored in a 2-port memory.
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