(57)【要約】【課題】  データの性質に基づいて符号化テーブルを圧縮して、圧縮したテーブルを使用時に展開することにより、メモリーサイズを低減すると共に、処理速度を向上する。【解決手段】  本発明の復号装置であるオーディオコーデックチップ２は、伸張復号化係数テーブルの係数値の性質を抽出し、伸張復号化係数テーブルを圧縮して係数値の性質に基づいて構造化された中間テーブルを生成し、伸張時に中間テーブルを係数値の性質に基づいて伸張する復号部３、生成された中間テーブルを記憶するテーブル４とを備えたものである。【選択図】        図１
2005303680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮時の符号化の際に用いたと同じ伸張復号化係数テーブルを用いて、伸張時に圧縮データを復号して再生するための復号装置において、
上記伸張復号化係数テーブルの係数値の性質を抽出する抽出手段と、
上記伸張復号化係数テーブルを圧縮して上記係数値の性質に基づいて構造化された中間テーブルを生成する生成手段と、
生成された上記中間テーブルを記憶する記憶手段と、
上記伸張時に上記中間テーブルを上記係数値の性質に基づいて伸張する伸張手段と
を備えたことを特徴とする復号装置。
【請求項２】
請求項１記載の復号装置において、
上記構造化は、上記係数値の性質及び上記係数値のデータ範囲からなる
ことを特徴とする復号装置。
【請求項３】
請求項２記載の復号装置において、
上記係数値の性質は、同じ値の連続値であることを特徴とする復号装置。
【請求項４】
請求項２記載の復号装置において、
上記係数値の性質は、インクリメント値であることを特徴とする復号装置。
【請求項５】
請求項３記載の復号装置において、
上記同じ値の連続値の個数をまとめることにより上記同じ値の連続値を圧縮することを特徴とする復号装置。
【請求項６】
請求項４記載の復号装置において、
上記インクリメント値の連続数及びスタート値をまとめることにより上記インクリメント値を圧縮することを特徴とする復号装置。
【請求項７】
圧縮時の符号化の際に用いたと同じ伸張復号化係数テーブルを用いて、伸張時に圧縮データを復号して再生するための復号方法において、
上記伸張復号化係数テーブルの係数値の性質を抽出する抽出ステップと、
上記伸張復号化係数テーブルを圧縮して上記係数値の性質に基づいて構造化された中間テーブルを生成する生成ステップと、
生成された上記中間テーブルを記憶する記憶ステップと、
上記伸張時に上記中間テーブルを上記係数値の性質に基づいて伸張する伸張ステップと
を備えたことを特徴とする復号方法。
【請求項８】
請求項７記載の復号方法において、
上記構造化は、上記係数値の性質及び上記係数値のデータ範囲からなる
ことを特徴とする復号方法。
【請求項９】
請求項８記載の復号方法において、
上記係数値の性質は、同じ値の連続値であることを特徴とする復号方法。
【請求項１０】
請求項８記載の復号方法において、
上記係数値の性質は、インクリメント値であることを特徴とする復号方法。
【請求項１１】
請求項９記載の復号方法において、
上記同じ値の連続値の個数をまとめることにより上記同じ値の連続値を圧縮することを特徴とする復号方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の復号方法において、
上記インクリメント値の連続数及びスタート値をまとめることにより上記インクリメント値を圧縮することを特徴とする復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮データを復号して再生する復号装置及び復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像を複数の領域に分割し、それらに個別の量子化テーブルを適用することで、データサイズをあまり増加させずに、必要な領域の画像の再現性を向上させるものとして、画像データに保存される量子化テーブルの各エントリに小さな値（たとえば全て１）を設定する一方、画像データのＤＣＴ係数自体には別の適切な量子化テーブルを用いて量子化・逆量子化を事前処理として行うことにより、これを離散値化してランレングスによる圧縮可能性を維持し、また、この事前処理用の量子化テーブルにも小さな値を使用して、それを適用する領域の再現性を向上させる、画像サイズと画質のバランスの取れた画像データを生成する技術があった（特許文献１参照）。
【０００３】
また、画像圧縮伸張技術に用いられる量子化において、量子化テーブルの情報量を削減するものとして、量子化テーブルの係数をジグザグにスキャンしながら係数の差をとり、該差分をテーブル情報として持つことにより量子化テーブル自体の情報量を削減し、圧縮データ全体の情報量減少を達成する技術があった（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開2002-300406号公報
【特許文献２】特開平7-15348号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の圧縮伸張の際のハフマン符号化及び復号化に用いられるハフマンテーブルのサイズを、全ての係数に対して復号装置内のメモリに持つ場合には当然のことながら、個別に持つ形式や差分を持つ形式にしても、メモリーサイズを圧迫すると共に、処理速度が低下するという不都合があった。
【０００６】
このようなハフマン符号化テーブルにおいては、係数値が周波数領域のスペクトルデータであるためインクリメント値と０連続値が多いという、特有のデータの性質があることを本出願人は初めて認識した。
【０００７】
そこで、本発明は、テーブルデータの性質に基づいてハフマン符号化テーブルを圧縮して、圧縮したテーブルを使用時に展開することにより、メモリーサイズを低減すると共に、処理速度を向上することができる復号装置及び復号方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の復号装置は、伸張復号化係数テーブルの係数値の性質を抽出する抽出手段と、伸張復号化係数テーブルを圧縮して係数値の性質に基づいて構造化された中間テーブルを生成する生成手段と、生成された中間テーブルを記憶する記憶手段と、伸張時に中間テーブルを係数値の性質に基づいて伸張する伸張手段とを備えたものである。
【０００９】
抽出手段は、伸張復号化係数テーブルの係数値の性質を抽出する。生成手段は、伸張復号化係数テーブルを圧縮して係数値の性質に基づいて構造化された中間テーブルを生成する。記憶手段は、生成された中間テーブルを記憶する。伸張手段は、伸張時に中間テーブルを係数値の性質に基づいて伸張する。これによれば、圧縮データの伸張用のハフマンテーブルのサイズが大きい場合に、テーブル自身を圧縮することにより、構造化形式の中間テーブルにして使用時に展開するので、特有の性質のある係数値部分を圧縮した構造化形式の中間テーブルを用いることによりテーブルサイズを小さくすることができる。
【００１０】
また、本発明の復号方法は、伸張復号化係数テーブルの係数値の性質を抽出する抽出ステップと、伸張復号化係数テーブルを圧縮して係数値の性質に基づいて構造化された中間テーブルを生成する生成ステップと、生成された中間テーブルを記憶する記憶ステップと、伸張時に中間テーブルを係数値の性質に基づいて伸張する伸張ステップとを備えたものである。
【００１１】
抽出ステップは、伸張復号化係数テーブルの係数値の性質を抽出する。生成ステップは、伸張復号化係数テーブルを圧縮して係数値の性質に基づいて構造化された中間テーブルを生成する。記憶ステップは、生成された中間テーブルを記憶する。伸張ステップは、伸張時に中間テーブルを係数値の性質に基づいて伸張する。これによれば、圧縮データの伸張用のハフマンテーブルのサイズが大きい場合に、テーブル自身を圧縮することにより、構造化形式の中間テーブルにして使用時に展開するので、特有の性質のある係数値部分を圧縮した構造化形式の中間テーブルを伸張して用いることにより全データを変換する場合に比べて処理速度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特有の性質のある係数値部分を圧縮した構造化形式の中間テーブルを用いることによりテーブルサイズを小さくすることによりメモリ容量を低減することができ、また、全データを変換する場合に比べて処理速度を上げることによりリアルタイムで供給される圧縮データを復号して再生する場合に適する処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態によるオーディオコーデックチップを示す図である。図1は、図示しない符号化装置により圧縮して符号化された圧縮オーディオデータを伸張して復号する復号装置に適用されるものである。この復号装置は、圧縮時の符号化の際に用いたと同じ伸張復号化係数テーブルを用いて、伸張時に圧縮データを復号して再生するものである。
【００１４】
図１において、オーディオコーデックチップ２は、圧縮オーディオデータ入力部１に入力される圧縮オーディオデータの復号処理を行う復号部３及び復号処理に用いる伸張復号化係数テーブルを記憶したテーブル部４を設けて構成されている。オーディオコーデックチップ２の復号部３で復号処理が施された伸張オーディオデータはフーリエ変換部５により周波数領域のスペクトルデータから時間領域のオーディオ信号に変換されて図示しナイ後段の再生部により再生されて出力される。
【００１５】
ここで、復号部３は、伸張復号化係数テーブルの係数値の性質を抽出する抽出手段と、伸張復号化係数テーブルを圧縮して係数値の性質に基づいて構造化された中間テーブルを生成する生成手段と、伸張時に中間テーブルを係数値の性質に基づいて伸張する伸張手段としての機能を備えるように構成される。また、テーブル部４は、生成された中間テーブルを記憶する記憶手段としての機能を備えるように構成される。
【００１６】
ハフマン符号化テーブルは幾つかの圧縮データに応じてパターンがあり膨大な量となっている。例えば、全てのハフマンテーブルは４０９６バイト×１１２パターンとなる。
【００１７】
そこで、全てのハフマンテーブルを持つよりも、データ領域を圧迫しないような係数値の性質に基づいて構造化された中間テーブルを生成してこの中間テーブルを記憶しておき、伸張時に中間テーブルを展開する計算を行うようにした。
【００１８】
まず、このハフマン符号化テーブルとして、パターンの数分のワードテーブル（Word-table） / レングステーブル（length-table）が用意されている。ここで、ワードテーブル（Word-table）は符号データ、レングステーブル（Length-table）は書き込み個数を表す。ここで、ハフマン復号化処理では、（差分−レングス）×２で得られるワード数を書き込む。
【００１９】
ワードテーブル、レングステーブルも、全てを用いると膨大な量となることから、それぞれのテーブルデータの特徴にあった方法で圧縮を行うことにより、中間テーブルを生成する。
以下には、ワードテーブルは、16bit幅で圧縮し、レングステーブルは、8bit幅で圧縮するようにした例を示す。
【００２０】
まず、ワードテーブルの圧縮方法について説明する。
図２は、ワードテーブルの０データ圧縮構造を示す図である。
ワードテーブルは、特徴として、MSBからLSBまでの16bitデータのテーブルとし、先頭のデータ（MSB）はテーブルのサイズとする。
【００２１】
具体的には、図２において、データは全て正数なので１５ビット（MSB）をマーカービット（Maker-bit）２１とするものとし、マーカービット２１の値が、0のとき非圧縮データを示し、1とのとき圧縮データを示すものとする。
【００２２】
また、圧縮効率を考慮して図２に示す0データ圧縮と図３に示すインクリメントデータ圧縮の２種類のモード（mode）を用意した。
具体的には、図２において、1４ビットをモードビット（Mode）２２とするものとし、モードビット（Mode）２２の値が、0のとき0データ圧縮（Fill 0）を示すものとする。
また、１３-０ビットを0の数を示すビット (0 Origin)２３とするものとし、0のデータが幾つあるか数え一つにまとめる。0データを１度にまとめる数は例えば最大16384個である。
【００２３】
図３は、ワードテーブルのインクリメントデータ圧縮構造（書き込み個数／データ固定）を示す図である。
図３において、データは全て正数なので１５ビット（MSB）をマーカービット（Maker-bit）３１とするものとし、マーカービット３１の値が、0のとき非圧縮データを示し、1とのとき圧縮データを示すものとする。
【００２４】
1４ビットをモードビット（Mode）３２とするものとし、モードビット（Mode）３２の値が、0のとき通常書き込み、１のときインクリメント（Increment）データ圧縮を示すものとする。
【００２５】
また、１３-１０ビットをデータ数 (0 Origin) ３３とするものとし、ここでは、0,1,2…等のデータを連続数及びスタート値でまとめる。１度にまとめる連続数は例えば最大16個である。９-０ビットのデータ範囲３４は0〜0x3FFまでとし、それ以外は非圧縮とする。
また、これに限らず、データ範囲と圧縮個数を動的に可変できる方式を用いてもよい。
【００２６】
図４は、ワードテーブルのインクリメントデータ圧縮構造（書き込み個数／データ可変）を示す図である。
図４において、データは全て正数なので１５ビット（MSB）をマーカービット（Maker-bit）４１とするものとし、マーカービット４１の値が、0のとき非圧縮データを示し、1とのとき圧縮データを示すものとする。
【００２７】
1４ビットをモードビット（Mode）４２とするものとし、モードビット（Mode）４２の値が、0のとき通常書き込み、１のときインクリメント（Increment）データ圧縮を示すものとする。
【００２８】
また、１-１３ビットを可変のデータ数 (0 Origin) ４３とするものとし、ここでは、0,1,2…等のデータを連続数及びスタート値でまとめる。１度にまとめる連続数は例えば最大16個である。０-１２ビットの可変のデータ範囲４４は0〜0x1FFまでとし、それ以外は非圧縮とする。ここでは、４５に示すように、境界bit位置を変化させることで書き込み個数及びデータを可変にすることができる。
【００２９】
図５は、ワードテーブルの解凍の動作を示すフローチャートである。
図５において、開始して、テーブルサイズ（Table Size ）の読み込みを行い（ステップS１）、テーブルの読み込みの処理がサイズ（Size）分終了したか否かを判断する（ステップS２）。
【００３０】
サイズ（Size）分終了していないときは（ステップS２）、Size = Size - 1として（ステップS３）、データ（Data）の読み込みを行う（ステップS４）。
【００３１】
その後、圧縮データ（Data）であるか否かを判断し（ステップS５）、圧縮データ（Data）であるときは（ステップS５）、０データモード（ Data Mode）であるか否かを判断し（ステップS６）、０データモード（ Data Mode）であるときは（ステップS５）、Data = ０、Size = 指定値、Increment = 0とする（ステップS７）。これにより、0データ圧縮モードにおけるワードテーブルの解凍が行われる。
【００３２】
また、０データモード（ Data Mode）でないときは（ステップS６）、Data = 指定値、Size = 指定値、Increment = 指定値とする（ステップS８）。これにより、インクリメントデータ圧縮モードにおけるワードテーブルの解凍が行われる。
【００３３】
また、圧縮データ（Data）でないときは（ステップS５）、そのままデータ（Data）の書き込みを行う（ステップS１０）。
そして、ステップS７及びステップS８の処理の後に、データ（Data）の処理がサイズ（Size）分終了したか否かを判断する（ステップS９）。
【００３４】
サイズ（Size）分終了していないときは（ステップS９）、Size = Size - 1として（ステップS１１）、データ（Data）の書き込みを行い（ステップS１２）、Data = Data + Increment
として（ステップS１３）、ステップS9へ戻ってステップS９でデータ（Data）の処理がサイズ（Size）分終了するまでこの判断及び処理を繰り返す。
【００３５】
ステップS９でサイズ（Size）分終了したときは、ステップS２へ戻ってステップS２でテーブルの読み込みの処理がサイズ（Size）分終了するまでこの判断及び処理を繰り返し、サイズ分終了したときは、動作を終了する。
【００３６】
図６は、ワードテーブルの圧縮データ例を示す図である。
例えば、図6において点線の６１で示す16進数表示の「0xc413」は、２進数表示の「1100,0100,0001，0011」となる。ここで、このワードテーブルは、インクリメントデータ圧縮されていて（先頭の２ビットが１であるため）、連続数が２個（０が1個であるため）で、スタート値が16進数表示の１３であることがわかる。従って、16進数表示の１３、１４となる。16進数表示の１３は1０進数表示の１９であるため、これは、1０進数表示の１９、２０となることがわかる。
【００３７】
図７は、ワードテーブルの解凍結果例を示す図である。
図６において点線で示したワードテーブルの圧縮データである16進数表示の「0xc413」に対応して、図７において、点線の７１で示したワードテーブルの解凍結果である1０進数表示の「１９、２０」が示されている。
【００３８】
また、図６において点線の６２で示す16進数表示の「0x8003」は、２進数表示の「1000，0000,0000,0011」となる。ここで、このワードテーブルは、０データ圧縮されていて（先頭の１ビットが１、2ビットが０であるため）、０の数が４個（０が1個であるため）であることがわかる。従って、1０進数表示の０，０，０，０となることがわかる。
【００３９】
図６において点線の６２で示したワードテーブルの圧縮データである16進数表示の「0x8003」に対応して、図７において、点線の７２で示したワードテーブルの解凍結果である1０進数表示の「０，０，０，０」が示されている。
なお、圧縮する場合には、上述した解凍の処理の逆の処理を行うことになることはいうまでもない。
【００４０】
次に、レングステーブルについて説明する。
図８は、レングステーブルのデータ圧縮構造を示す図である。
レングステーブルは、MSB〜LSBまで8bitデータのテーブルとし、先頭のデータ（MSB）
はテーブルのサイズとする。
【００４１】
また、圧縮効率を考慮して図８に示すインクリメントデータ圧縮と図９に示すリピートデータ圧縮の２種類のモード（mode）を用意した。
具体的には、図２において、データは全て正数なので７ビット（ MSB）をマーカービット（Maker-bit）８１とするものとし、マーカービット８１の値が、0のとき非圧縮データを示し、1のとき圧縮データを示すものとする。
【００４２】
6ビットをモードビット（Mode）８２とするものとし、モードビット（Mode）８２の値が、0のとき通常書き込み、１のときインクリメント（Increment）データ圧縮を示すものとする。
【００４３】
5-４ビットをデータ数 (0 Origin)８３とするものとし、ここでは、0,1,2…等のデータを連続数及びスタート値でまとめ、１度にまとめる最大数は4個までとする。
また、3-0ビットをデータ (0x00〜0x0C)８４とするものとする。
【００４４】
図９は、レングステーブルのリピートデータ圧縮構造を示す図である。
図９において、データは全て正数なので７ビット（ MSB）をマーカービット（Maker-bit）９１とするものとし、マーカービット９１の値が、0のとき非圧縮データを示し、1のとき圧縮データを示すものとする。
【００４５】
6-4ビットをデータ数 (0 Origin)９２とするものとし、ここでは、0,1,2…等のデータが幾つあるか数え一つにまとめる。構造上４個までしかまとめる事ができないので同様の圧縮データが並ぶ場合、このデータの繰り返し数をまとめる。１度にまとめる最大数は8個までとする。
3-0ビットは、リピートマーカー（Repeat Maker）９３とし、All 1とする。
【００４６】
図１０は、レングステーブルの解凍の動作を示すフローチャートである。
図１０において、開始して、テーブルサイズ（Table Size ）の読み込みを行い（ステップS２１）、テーブルの読み込みの処理がサイズ（Size）分終了したか否かを判断する（ステップS２２）。
【００４７】
サイズ（Size）分終了していないときは（ステップS２２）、Size = Size - 1として（ステップS２３）、データ（Data）の読み込みを行う（ステップS２４）。
【００４８】
その後、圧縮データ（Data）であるか否かを判断し（ステップS２５）、圧縮データ（Data）であるときは（ステップS２５）、リピートコマンド（Repeat Command）であるか否かを判断し（ステップS２６）、リピートコマンド（Repeat Command）であるときは（ステップS２５）、Repeat = 指定値、Size = 前回値、Data = 前回値、Increment = 前回値とする（ステップS７）。これにより、リピートデータ圧縮モードにおけるレングステーブルの解凍が行われる。
【００４９】
また、リピートコマンド（Repeat Command）でないときは（ステップS２６）、インクリメントモード（Increment Mode）であるか否かを判断し（ステップS２８）、インクリメントモード（Increment Mode）であるときは（ステップS２８）、Repeat = 1 、Size = 指定値、Data = 指定値、Increment = 指定値とする（ステップS２９）。これにより、インクリメントデータ圧縮モードにおけるレングステーブルの解凍が行われる。
【００５０】
また、インクリメントモード（Increment Mode）でないときは（ステップS２８）、Repeat = 1、Size = 指定値、Data = 指定値、Increment = 0とする（ステップS３０）。これにより、通常書き込みが行われる。
【００５１】
また、圧縮データ（Data）でないときは（ステップS２５）、そのままデータ（Data）の書き込みを行う（ステップS３１）。
そして、ステップS２７、ステップS２９及びステップS３０の処理の後に、データ（Data）の処理がリピート（Repeat）数分終了したか否かを判断する（ステップS３２）。
【００５２】
リピート（Repeat）数分終了していないときは（ステップS３２）、Repeat = Repeat - 1
として（ステップS３３）、データ（Data）の処理がサイズ（Size）分終了したか否かを判断する（ステップS３４）。
【００５３】
サイズ（Size）分終了していないときは（ステップS３４）、Size = Size - 1として（ステップS３５）、データ（Data）の書き込みを行い（ステップS３６）、Data = Data + Increment
として（ステップS３７）、ステップS３４へ戻ってステップS３４でデータ（Data）の処理がサイズ（Size）分終了するまでこの判断及び処理を繰り返す。
【００５４】
ステップS３４でサイズ（Size）分終了したときは、ステップS３２へ戻ってステップS３２でリピート（Repeat）数分終了するまでこの判断及び処理を繰り返す。
【００５５】
ステップS３２でリピート（Repeat）数分終了したときは、ステップS２２へ戻ってステップS２２でテーブルの読み込みの処理がサイズ（Size）分終了するまでこの判断及び処理を繰り返し、サイズ分終了したときは、動作を終了する。
【００５６】
図１１は、レングステーブルの圧縮データ例を示す図である。
図１１において点線の１１１で示す16進数表示の「0x95」は、２進数表示の「1001，0101」となる。ここで、このレングステーブルは、リピートデータ圧縮されていて（先頭の１ビットが１、2ビットが０であるため）、５の数（データが５であるため）が２個（０が1個であるため）であることがわかる。従って、1０進数表示の５，５となることがわかる。
【００５７】
図１２は、レングステーブルの解凍データ例を示す図である。
図１１において点線の１１１で示したレングステーブルの圧縮データである16進数表示の「0x95」に対応して、図１２において、点線の１２１で示したレングステーブルの解凍結果である1０進数表示の「５，５」が示されている。
【００５８】
なお、圧縮する場合には、上述した解凍の処理の逆の処理を行うことになることはいうまでもない。
【００５９】
上述した本実施の形態により、改善の結果としてテーブル容量を約1/3に小さくすることができる。また、改善の結果として処理量の増加分を０．０８%程度に抑制することができる。
【００６０】
なお、上述した本実施の形態では、圧縮オーディオデータについて説明したが、これに限らず、圧縮ビデオデータ、圧縮コンピュータデータなど、他の圧縮データに適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態によるオーディオコーデックチップを示す図である。
【図２】ワードテーブルの０データ圧縮構造を示す図である。
【図３】ワードテーブルのインクリメントデータ圧縮構造（書き込み個数／データ固定）を示す図である。
【図４】ワードテーブルのインクリメントデータ圧縮構造（書き込み個数／データ可変）を示す図である。
【図５】ワードテーブルの解凍の動作を示すフローチャートである。
【図６】ワードテーブルの圧縮データ例を示す図である。
【図７】ワードテーブルの解凍結果例を示す図である。
【図８】レングステーブルのデータ圧縮構造を示す図である。
【図９】レングステーブルのリピートデータ圧縮構造を示す図である。
【図１０】レングステーブルの解凍の動作を示すフローチャートである。
【図１１】レングステーブルの圧縮データ例を示す図である。
【図１２】レングステーブルの解凍データ例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…圧縮オーディオデータ、２…オーディオコーデックチップ、３…復号部、４…テーブル、５…フーリエ変換部、２１…マーカー、２２…モード、２３…０の数、３１…マーカー、３２…モード、３３…０の数、３４…データ、８１…マーカー、８２…モード、８３…データ数、８４…データ、９１…マーカー、９２…データ数、９３…リピートマーカー
【図１】
2005303680.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005303680.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005303680.tif 000009
【図８】
2005303680.tif 000010
【図９】
2005303680.tif 000011
【図１０】
2005303680.tif 000012
【図１１】
2005303680.tif 000013
【図１２】
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