(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データをエンコードするためのエンコード手段（4）を組み込んだデータエンコードシステム（1）であって、
（ａ）入力データを分析し、そしてそれに対応するデジットを発生するための分析手段（26）と、
（ｂ）上記デジットを処理して、エンコードされた出力データを発生するための処理手段（28）と、を備えたデータエンコードシステムにおいて、
（ｃ）上記分析手段（26）は、データ分布及びデータ発生確率の両方を表わすデジットを発生するように構成され、そして
（ｄ）上記処理手段（28）は、出力データの発生に使用するためにデジットのグループを選択するように構成され、さらに、
上記分析手段（26）は、入力データをデジットのアレーで表わすように構成され、そして上記処理手段（28）は、エンコードされた出力データの発生に使用するために上記アレーにおける相互に同様の値のデジットのグループを識別するように構成され、
これにより、出力データのデータ圧縮及びデータ劣化に対する耐性の増強の少なくとも１つを与えることを特徴とするエンコードシステム。
【請求項２】
上記エンコードされたデータをデコードするためのデコード手段（4）を備え、この手段（4）は、
（ａ）上記エンコードされたデータをデコードして、そのエンコードされたデータにエンコードされているデータ分布及びデータ発生確率に関する情報を保持したデジットのグループを与えるための変換手段（44）と、
（ｂ）上記発生確率に基づいてデジットを解読して、データをデコードされた形態で再形成するための解読手段（44,46）と、を含む請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項３】
上記処理手段（28）は、出力データの発生に使用するために上記アレーにおいて互いに隣接するデジットより成るデジットのグループを識別するように構成される請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項４】
上記デコード手段（4）は、受信した上記エンコードされたデータにおけるデジットグループ情報の劣化に応答して、デジットグループ情報の選択的な再送信を要求すると共に、この情報を、既に受信した非劣化情報と合成し、上記エンコードされたデータをデコードして、データをデコードされた形態で再形成する請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項５】
上記処理手段（28）は、各グループにおけるデジットを、上記エンコードされた出力データにおける単一の対応グループサイズパラメータにより表わすように構成される請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項６】
上記処理手段（28）は、デジットの方形及び線形グループを選択するように構成される請求項５に記載のエンコードシステム。
【請求項７】
上記分析手段（26）は、デジットのアレーにおける分離されたデジットであってそれに関連する値がその隣接デジットの値と異なるようなデジットを識別することによりデジットのアレーで表わされた入力データをデスペックリングし、そして上記グループに含まれるデジットの数の増加、及び入力データをエンコードされた出力データにおいて表わすのに必要なグループの数の減少の少なくとも一方に対して上記分離されたデジット値を変更するように構成される請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項８】
上記分析手段（26）は、入力データを複数のゾーンに区分化し、そしてそのゾーンに対して予め選択されたデスペックリングプロセスを使用することにより各ゾーンに対応するデジットをデスペックリングするように構成された請求項７に記載のエンコードシステム。
【請求項９】
上記分析手段（26）は、モード１、モード２及びモード３のデスペックリングプロセスの少なくとも１つをデジットに適用するように構成される請求項７に記載のエンコードシステム。
【請求項１０】
上記処理手段（28）は、デジットのグループを、次第に少数のデジットをもつグループに対応するインターリーブされた順序で、エンコードされた出力データへとエンコードし、そして上記変換手段（44）は、グループが劣化されていないことを識別するために、グループがインターリーブされた順序でエンコードされたデータにおいてエンコードされることをチェックするよう構成される請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項１１】
上記変換手段（44）は、誤ってインターリーブされたデータを識別するために上記エンコードされたデータをフィルタするよう構成され、そして上記解読手段（44,46）は、データをデコードされた形態で再形成するときに上記誤ってインターリーブされたデータを無視するように構成される請求項１０に記載のエンコードシステム。
【請求項１２】
上記処理手段（28）は、多数のデジットを含むデジットグループをサーチし、上記数は予め定められた範囲内であり、そしてそれらを出力データへとエンコードするように構成される請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項１３】
上記分析手段（26）は、エントロピーエンコード動作を用いて対応デジットにおける入力データの各データ分布を表わし、これは、各データ分布が、デジットをサーチする処理手段により出力データへと明確にエンコードされるならば、入力データ内の分布の発生確率が他の分布に比して相対的に低いか高いかに基づき、非デフォールト値を伴う相対的に多数又は少数のデジットを少なくとも幾つかの分布に指定することにより行う請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項１４】
上記分析手段（26）は、クラスターエンコード動作を用いて入力データの各データ分布を表わし、これは、
（ａ）各データ分布が、デジットをサーチする処理手段により出力データへと明確にエンコードされ、そして
（ｂ）各データ分布が、それとの組み合わせにおいて最も頻繁に発生するデータ分布とできるだけ僅かなデジット値の差だけ相違する対応デジット組み合わせにより表わされる、場合に、入力データ内の分布の発生確率が他の分布に比して相対的に低いか高いかに基づき、非デフォールト値を伴う相対的に多数又は少数のデジットを少なくとも幾つかの分布に指定することにより行う請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項１５】
上記分析手段（26）は、入力データにおいて最も頻繁に発生するデータ分布を、それにデフォールト値を指定することにより表わすように構成され、
上記処理手段（28）は、
（ｉ）高いデータ圧縮を与えるために出力データへとエンコードされるべきデジットグループを選択するときにこのようなデフォールト値を除去し、そして
（ii）最も頻繁に発生するデータ分布を定めるヘッダ情報を出力データに含ませる、ように構成され、そして
上記デコード手段（4）は、出力データをデコードされた形態で再形成するときに上記ヘッダ情報データから最も頻繁に発生するデータ分布を再形成するよう構成される請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項１６】
上記処理手段（28）は、付加的な順方向エラー修正エンコード動作を上記エンコードされた出力データに適用するように構成され、そして上記変換手段（44）は、トレリスデコード手段（50）を使用することにより上記エンコードされたデータをデコードする請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項１７】
上記処理手段（28）は、リード−ミューラエンコード動作を適用するように構成される請求項１６に記載のエンコードシステム。
【請求項１８】
上記処理手段（28）は、同期が存在しないか又は失われた後にデータに対する上記変換手段（44）の再同期を助けるために上記エンコードされたデータに１つ以上の同期コードを組み込む請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項１９】
上記分析手段（26）は、像のカラー情報を含む入力データを分析しそしてその情報をデジットに組み込み、上記処理手段（28）は、カラー情報を組み込んだエンコードされた出力データを与えるのに使用するためのデジットのグループを選択し、そして上記デコード手段（4）は、カラー情報を組み込んだエンコードされたデータを受け取り、それをデコードし、そしてカラー情報を含む入力データをそこから再形成する請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項２０】
上記分析手段（26）は、上記処理手段（28）により選択された互いに隣接するデジットのグループに関連して発生する隣接デジットの発生を椎定するためのデジット推定手段を組み込んでおり、上記処理手段（28）は、隣接デジットを表わす推定パラメータをエンコードされた出力データに含ませ、そして上記デコード（4）手段は、推定パラメータを組み込んだエンコードされたデータをデコードしそしてそこからデータの再形成に使用するための隣接デジットの存在を推定する請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項２１】
上記分析手段（26）、処理手段（28）、変換手段（44）及び解読手段（44,46）は、コンピュータソフトウェアで実施される請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項２２】
入力データをエンコードするためのエンコード手段（4）を組み込んだデータエンコードシステム（1）であって、
（ａ）入力データを分析し、そしてそれに対応するデジットを発生するための分析手段（26）と、
（ｂ）上記デジットを処理して、エンコードされた出力データを発生するための処理手段（28）と、を備えたデータエンコードシステムにおいて、
（ｃ）上記分析手段（26）は、データ分布及びデータ発生確率の両方を表わすデジットを発生するように構成され、そして
（ｄ）上記処理手段（28）は、出力データの発生に使用するためにデジットのグループを選択するように構成され、さらに
上記変換手段（44）は、
（ｉ）デコードされたデジットの多数の設定からデータの劣化を指示するダブルデコードのインスタンスを検出し、そして
（ii）エンコードされたデータをデコードされた形態で再形成するときにダブルデコードを生じるデジットを選択的に無視する、ように構成され、
これにより、出力データのデータ圧縮及びデータ劣化に対する耐性の増強の少なくとも１つを与えることを特徴とするエンコードシステム。
【請求項２３】
上記変換手段（44）は、ダブルデコードを生じるデジットグループを、置き換えのために別に指定できるデジットを識別するために既に発生されているデジットと相関させるように構成された請求項２２に記載のエンコードシステム。
【請求項２４】
上記変換手段（44）は、対応する値がその隣接デジットとは異なるような劣化したグループを識別するためにデジットのグループをサーチし、そして上記解読手段は、データをデコードされた形態で再形成するときにその劣化したグループを無視するように構成される請求項１に記載のエンコードシステム。
【請求項２５】
上記変換手段（44）は、比較のために、テンプレートと称する所定のデジット分布を含み、そして劣化したデジットグループを識別するためにこれらテンプレートをデジットのグループに相関させ、そして上記解読手段（44,46）は、データをデコードされた形態で再形成するときに劣化したグループを無視する請求項２４に記載のエンコードシステム。
【請求項２６】
上記変換手段（44）は、対応する第１の値を有する劣化したデジットグループをサーチするように構成され、これは、次第に大きくなるサーチカーネルを使用してデジットをサーチし、そしてカーネル内に含まれたデジットの少なくとも第１のスレッシュホールド割合が第１の値であり且つカーネルのデジットに隣接するデジットの少なくとも第２のスレッシュホールド割合が第２の値であるときに劣化したデジットグループを識別することにより行なわれる請求項２４に記載のエンコードシステム。
【請求項２７】
上記第１及び第２のスレッシュホールド割合は、８５％である請求項２６に記載のエンコードシステム。
【請求項２８】
エンコードされた出力データを発生するためにデータエンコードシステム（1）内で入力データをエンコードする方法であって、上記エンコードシステムは、入力データを分析しそしてそれをデジットに関して表わすための分析手段（26）と、上記デジットを処理して出力データを発生するための処理手段（28）とを組み込んでおり、上記方法は、
（ａ）入力データの周波数分析を行って、データ分布及びデータ発生確率の両方をデジットに関して表わし、データ圧縮及び高い劣化耐性の少なくとも一方を得るようにし、そして
（ｂ）上記デジットを処理して、出力データの発生に使用するためのデジットのグループを選択する、という段階を備え、
上記周波数分析は、入力データをデジットのアレーで表わすことを含み、そして上記処理は、エンコードされた出力データの発生に使用するために上記アレーにおける相互に同様の値のデジットのグループを識別することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
入力データをエンコードしそしてそれに対応するエンコードされた出力データを発生する方法において、
（ａ）入力データを量子化値のアレーとして表わし、
（ｂ）各値に対する発生確率を決定し、
（ｃ）上記値のアレーを、各発生確率を表わすデジタル数のアレーに変換し、
（ｄ）上記アレーをサーチして、最大発生確率を有する値に関連しないデジタル数のデジットの同一分布サブアレーを識別し、
（ｅ）各識別されたサブアレーに位置及びサイズパラメータを指定し、
（ｆ）予め構成されたシーケンスに基づき、以前に識別されたサブアレーを除いて更に別の同一分布のサブアレーに対して上記２つの手前の段階を繰り返し、
（ｇ）上記値の発生確率と、上記識別されたサブアレーの位置及びサイズパラメータとに関して、エンコードされたデータを与え、
（ｈ）デコードされたデジットの多数の設定からデータの劣化を指示するダブルデコードのインスタンスを検出し、そして
（i）エンコードされたデータをデコードされた形態で再形成するときにダブルデコードを生じるデジットを選択的に無視する、という段階を備えたことを特徴とする方法。
【請求項３０】
（ａ）入力データを量子化値のアレーとして表わし、
（ｂ）各値に対する発生確率を決定し、
（ｃ）上記値のアレーを、各発生確率を表わすデジタル数のアレーに変換し、
（ｄ）上記アレーをサーチして、最大発生確率を有する値に関連しないデジタル数のデジットの同一分布サブアレーを識別し、
（ｅ）各識別されたサブアレーに位置及びサイズパラメータを指定し、
（ｆ）予め構成されたシーケンスに基づき、以前に識別されたサブアレーを除いて更に別の同一分布のサブアレーに対して上記２つの手前の段階を繰り返し、
（ｇ）上記値の発生確率と、上記識別されたサブアレーの位置及びサイズパラメータとに関して、エンコードされたデータを発生し、そして
（ｈ）プリセットデータ値を最初に与え、次いで、その値と、上記識別されたサブアレーの位置及びサイズパラメータとに基づいて、入力データ値に対して個々のプリセット値を変更することにより、上記エンコードされたデータを処理して、デコードされたデータを形成する、という段階を備えたことを特徴とする入力データを通信する方法。
【請求項３１】
上記段階（ｈ）において、上記プリセット値は、最も高い発生確率を有する入力データ値に最初にセットされ、次いで、上記プリセット値は、その値と、上記識別されたサブアレーの位置及びサイズパラメータとに基づいて、最も高い発生確率より低い入力データ値へと変更される請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
（ａ）入力データを量子化値のアレーとして表わし、
（ｂ）各値に対する発生確率を決定し、
（ｃ）上記値のアレーを、各発生確率を表わすデジタル数のアレーに変換し、デジタル数は、デフォールトデジット及び非デフォールトデジットを有し、最も高い確率を有する値が、非デフォールトデジットのない数値へと変換され、
（ｄ）上記アレーをサーチして、非デフォールトデジットの同一分布のサブアレーを識別し、
（ｅ）各識別されたサブアレーに位置及びサイズパラメータを指定し、
（ｆ）予め構成されたシーケンスに基づき、以前に識別されたサブアレーを除いて更に別の同一分布のサブアレーに対して上記２つの手前の段階を繰り返し、そして
（ｇ）上記値の発生確率と、上記サブアレーの位置及びサイズパラメータとに関して、エンコードされたデータを発生する、という段階を備えたことを特徴とする入力データをエンコードする方法。
【請求項３３】
入力データをエンコードされた出力データにエンコードするためのエンコード手段（4）を組み込んだデータエンコードシステム（1）であって、
（ａ）入力データを分析しそしてそれに対応するアレーを発生するための分析手段（26）と、
（ｂ）上記アレーを処理して、エンコードされた出力データを発生するための処理手段（28）と、を備えたデータエンコードシステムにおいて、
（ｃ）上記分析手段（26）は、入力データを上記アレーにおける量子化値として表わし、各値に対する発生確率を決定し、そして上記値のアレーを、各発生確率を指示するデジタル数のアレーに変換するように構成され、そして
（ｄ）上記処理手段（28）は、
（ｉ）上記アレーをサーチして、最大発生確率を有する値に関連しないデジタル数のデジットの同一分布サブアレーを所定のシーケンスに基づいて識別し、
（ii）各識別されたサブアレーに位置及びサイズパラメータを指定し、そして
（iii）上記値の発生確率と、上記識別されたサブアレーの位置及びサイズパラメータとに関してエンコードされた出力データを発生する、ように構成されたことを特徴とするエンコードシステム。
【請求項３４】
上記エンコードされたデータをデコードするためのデコード手段（4）を更に備え、この手段（4）は、
（ａ）最大発生確率を有する入力データ値にプリセットされたデータ値を与えるための変換手段（44）と、
（ｂ）上記エンコードされたデータをデコードされた形態で再形成するために、個々のプリセット値を、それら値と、識別されたサブアレーの位置及びサイズパラメータとに基づいて、最大発生確率より低い入力データ値へと変更するための解読手段（44,46）と、を備えた請求項３３に記載のエンコードシステム。
【請求項３５】
（ａ）入力データをエンコードしそしてそれに対応するエンコードされた出力データを発生するためのエンコード手段（4）を備え、このエンコード手段（4）は、
（ｉ）入力データを分析しそしてそれに対応するデジットを発生するための分析手段（26）と、
（ii）上記デジットを処理して、エンコードされた出力データを発生するための処理手段（28）とを含み、そして更に、
（ｂ）上記エンコードされたデータをデコードしそしてそこから上記入力データをデコードされた形態で発生するためのデコード手段（4）と、を備えたデータ圧縮システム（1）において、
（ｃ）上記分析手段（26）は、入力データにおけるデータ分布及びデータ発生確率の両方を表わすデジットを発生するように構成され、
（ｄ）上記処理手段（28）は、出力データを発生するのに使用するためのデジットのグループを選択するように構成され、そして
（ｅ）上記デコード手段は、
（ｉ）上記エンコードされたデータをデコードして、上記エンコードされたデータにエンコードされているデータ分布及びデータ発生確率に関する情報を保持するデジットのグループを与えるための変換手段（44）と、
（ii）上記デジットを上記発生確率に基づいて解読して、上記入力データをデコードされた形態で再形成するための解読手段（44,46）と、を備え、さらに、
上記分析手段（26）は、入力データをデジットのアレーで表わすように構成され、そして上記処理手段（28）は、エンコードされた出力データの発生に使用するために上記アレーにおける相互に同様の値のデジットのグループを識別するように構成され、
これにより、出力データのデータ圧縮及びデータ劣化に対する耐性の増強の少なくとも一方を与えることを特徴とするデータ圧縮システム。
【請求項３６】
（ａ）入力データをエンコードしそしてそれに対応するエンコードされた出力データを発生するためのエンコード手段（4）を備え、このエンコード手段（4）は、
（ｉ）入力データを分析しそしてそれに対応するデジットを発生するための分析手段（26）と、
（ii）上記デジットを処理して、エンコードされた出力データを発生するための処理手段（28）とを含み、そして更に、
（ｂ）上記エンコードされたデータをデコードしそしてそこから上記入力データをデコードされた形態で発生するためのデコード手段（4）と、を備えたデータ圧縮システム（1）において、
（ｃ）上記分析手段（26）は、入力データにおけるデータ分布及びデータ発生確率の両方を表わすデジットを発生するように構成され、
（ｄ）上記処理手段（28）は、出力データを発生するのに使用するためのデジットのグループを選択するように構成され、そして
（ｅ）上記デコード手段は、
（ｉ）上記エンコードされたデータをデコードして、上記エンコードされたデータにエンコードされているデータ分布及びデータ発生確率に関する情報を保持するデジットのグループを与えるための変換手段（44）と、
（ii）上記デジットを上記発生確率に基づいて解読して、上記入力データをデコードされた形態で再形成するための解読手段（44,46）と、を備え、
上記エンコード手段（4）は、入力データにおける最も頻繁に発生するデータ分布を識別し、そしてエンコードされた出力データにおけるこの分布の情報を除去するように構成され、そして上記デコード手段（4）は、出力データをデコードし、そして上記最も頻繁に発生する分布を出力データにおけるその不存在から推定するように構成され、
これにより、出力データのデータ圧縮及びデータ劣化に対する耐性の増強の少なくとも一方を与えることを特徴とするエンコードシステム。
【請求項３７】
入力データをエンコードするためのエンコード手段（4）を組み込んだデータエンコードシステム（1）であって、
（ａ）入力データを分析して、それに対応するデジットを発生するための分析手段（26）と、
（ｂ）上記デジットを処理して、エンコードされた出力データを発生するための処理手段（28）と、を含むデータエンコードシステムにおいて、
（ｃ）上記分析手段（26）は、入力データにおけるデータ分布を表わすデジットを発生するように構成され、そして
（ｄ）上記処理手段（28）は、出力データを発生するのに使用するためのデジットのグループを選択するように構成され、
上記分析手段（26）は、入力データをデジットのアレーで表わすように構成され、そして上記処理手段（28）は、エンコードされた出力データの発生に使用するために上記アレーにおける相互に同様の値のデジットのグループを識別するように構成され、
これにより、出力データのデータ圧縮及びデータ劣化に対する耐性の増強の少なくとも一方を与えることを特徴とするデータエンコードシステム。
【発明の詳細な説明】
本発明はデータコード化システムに関し、より特定的には、画像データをデータ化し、送信し且つデコード化するためのコード化システムに関するものであるが、これに限定されるものではない。
画像データをコード化し、送信し、デコード化するためのコード化システム、例えばファクシミリシステムは、従来技術において周知である。これらのシステムは、１以上の直列通信チャンネル（例えば電話接続路）を介して相互に連結可能なトランシーバを含んでいる。これらシステムの一つでは、第一のトランシーバから通信されるべき画像は、情報の流れとして、そこから１以上のチャンネルを介して第二のトランシーバに運ばれ、そこで画像が受信されて再生される。この画像は、第一のトランシーバで一連の並列な画像バンドに分割され、これは走査されてデータパケットのシーケンスを与える（ここで各バンドは対応するデータパケットによって表される）。これら各パケットの間にラインの終わり（end of line；EOL）データが挿入されて、これらを区切ることにより、送信に適した複合コード化データが与えられる。これらのパケットは、当該画像内において、対応バンド位置を定義するアドレスレファレンスによって夫々が個別に同定可能なわけではなく、シーケンス（ここではバンドが隣接して画像を形成する）内で相互に相対的に配置される。このシーケンスにおいて、パケットは、該パケットの位置によって相対的にアドレスされると称される。
これらシステムには、データ改変の結果として、相対的にアドレスされたデータが空間的精度を失うという問題がある。更に、改変されたデータに続くEOLデータが確実に認識されないときには、同期の問題が生じる可能性もある。データオキュペーションは、受信した画像を不鮮明にする可能性がある。
上記で述べたシステムにおけるデータ改変の可能性は、通信の持続時間が増加するに伴って増大する。例えば、標準CCITT（国際電信電話に関する諮問委員会）解像度でのファクシミリによって通信された画像は、略２百万ビットの情報を表すデータの転送を含み得る。このことは、「FAX；ファクシミリ技術および応用ハンドブック」、ISBN 0 89006 495 4, McConnell, Bodson and Schaphorst 1992に記載されている。これらのデータが、非圧縮形態で2400ビット・パー・セコンド（bps）の通信チャンネルを介して通信されるならば、データ通信時間は略14分になるであろう。このような時間でのデータ改変は、これよりも短時間でフェーディングおよび干渉が生じるシステムで発生し易い。
情報通信速度を略2400bpsに制限する限定された通信バンド幅は、3〜30MHzの周波数領域の電磁放射を発信および受信することにより動作する高周波（ＨＦ）ラジオシステムに特徴的なものである。このようなラジオシステムは、それらを介して運ばれる情報にエラーをもたらし得る干渉、信号フェーディングおよびマルチパス効果のような送信の問題を生じる傾向がある；これは送信時間が長い場合に特に当てはまる。これらの問題にもかかわらず、ＨＦラジオシステムは、視覚通信のラインを超える重要な利点を提供し、現在は海事通信において採用されている。このようなシステムにとって、送信問題に対処するための技術が重要であることは明らかである。
エラーを生じ易いチャンネルを通してデータのパケットを送信するときに、データ改変の問題を減少させるための現在の圧縮技術は、データにおけるリダンダンシーを減少させることにより、データ送信時間を減少させるための圧縮アルゴリズムを使用することに依存している。これにより形成された圧縮データの送信エラーに対する強固さ（耐性）は、エラー制御データを加えることによって更に増大する。制御コードデータを含めることは、データ圧縮から生じるデータサイズ減少の利益を相殺する傾向にあるが、このような技術は画像送信時間を減少させる。このような技術はデータ送信の間に起きる偶然のエラーを排除するために有効であるが、制御コードが補償できるよりも更に頻繁にエラーが起きるときには問題が生じる。これは、その減少したリダンダンシーに起因して、圧縮されたデータに対して広範なダメージをもたらす。これらの過剰なエラーは、受信トランシーバへ送信される画像を不鮮明にし、最良の場合でも欠陥を生じる。
上記のエラー制御コードは、パリティービットを含む順方向エラー訂正（forward error correction；ＦＥＣ）コードを含んでいる。第一のトランシーバにデータを再送信することを指示する送信の間にデータが改変されると、データを受け取る第二のトランシーバに応答して、自動反復要求（ＡＲＱ）コードが、該データを送信する第一のトランシーバーへ送られる。従来技術のファクシミリシステムにおいて、送信エラーが起こったときに戻されるＡＲＱコードは、該ＡＲＱコードが関係している全体の画像の再送信を喚起する。これら従来技術のシステムは、隔離された再送信画像の一部分のための設備が共にかけているから、画像の一部の再送信は不可能である。
例えばＣＣＩＴＴ第３グループ標準ファクシミリに使用される改良ハフマンコード化技術（Huffman encoding technique）において、夫々のデータパケットは、強固なEOLコードで分離された一連の可変長コード語に変換される。これは、刊行物「国際デジタルファクシミリコード化標準」、Hunter and Robinson, Proc. IEEE-88, pp.854-867に記載されている。相対的なアドレス指定を用いるこのハフマン技術は、一つのパケットから他のパケットへのエラーの広がりを制限して、データ圧縮を提供する点では有効であるが、画像送信の間に２％以上のビットエラー率（BERs）が生じるときには、エラーのない伝達された画像を与えることができない場合が多い。
上記ハフマン技術の代替としてのSEA-RL（シーケンシャル・エッジアドレッシング−ラン長ささ）コード化技術は：
（ｉ）二次元画素アレイにおける二色（白黒）画像として画像を表すことと；
（ii）該アレイを１画素幅のバンドに分割し、夫々のバンドを、該バンドの参照端に対する色変化およびラン長さ（run length）でコード化して、対応するデータパケットを与えることと；
（iii）該パケットをデータのシーケンスに組み立てること（ここで、各パケットはEOLコードデータによって後続のパケットから分離される）とを含んでいる。
SEA-RL技術は、低分解能の文書を、30MHz〜300MHzの周波数領域の変調電磁波を送信および受信するために構成された超高周波（ＶＨＦ）ラジオ通信装置を用いて送信するときに、送信の信頼性を改善するために開発された。この技術において、ラン長さは、バンドに存在する連続的な同様の色画像画素グループのサイズに対応する。データパケットは、データのシーケンスにおいて個別的にアドレス指定されることはない。何故なら、相対的位置指定が採用されており、夫々のバンドが隣接して画像を形成する順序で、データパケットが配置されるからである。SEA-RL技術の説明は、刊行物「モバイルラジオ上でのラスター文書送信のためのジョイントソースチャンネルコード化」、Wyrwas and Farrell, IEE Proceedings, Vol. 136, Pt. l. No.6, pp.375-380, 1989年12月に与えられている。SEA-RL技術は、夫々のデータパケット内における画素グループの相対的アドレス指定ではなく、絶対的アドレス指定が用いられる点で、上記の他のコード化技術とは異なっている。更に、当該技術は白黒の２色画像のみの通信に制限される。
SEA-RL技術において、シーケンス中のデータパケットを区切るEOLコードデータは、送信エラーを受け易い；EOLデータの改変は、個々のパケットの喪失または二つの連続的なパケットの喪失をもたらす可能性がある。従って、それらの重要性のために、EOLコードデータは当該シーケンスの中に重複して含められる。パケットについて相対的なアドレス指定が採用されているので、１以上のパケットがシーケンス中で改変されるに至る状況では、画像データの全体の再送信が必用とされる。SEA-RL技術は、上記で述べた別の技術と共通して、送信のためのデータパケットを発生させるために画像を一連のバンドとしてコード化することに基づいており、従って、送信エラーに対処するために各パケットを区切るEOLコードの強固さに大きく依存している。特に、SEA-RL混信のバーストがSEA-RLコード化されたデータおよびその中に組み込まれたEOLコードを改変するときには、EOL記号に対するSEA-RL技術の信頼性は、実際的には大きな欠点であることが証明された。
一般に、画像をコード化するための上記従来技術のアプローチは、全て、下記のことに依存している：
（ｉ）コード化すべき画像を複数のバンドに区分する；
（ii）これら夫々のバンドの関連したデータパケットを得ること；
（iii）EOLのような制御情報およびエラー制御コードを、夫々のデータパケットに加えて、複合データを得ること；および
（iv）この複合データを圧縮すること。
これらの事項は、圧縮された複合データ内の制御情報の改変が、該改変された複合データから再構成された画像に広範な損傷を起こすという問題を生じる。また、ビットスリップを生じる混信は、後続のデータが改変されていないときでも、該ビットスリップに続くデータの誤ったデータデコーディングを生じる、デコーダ同期エラーを起こす。
本発明の目的は、別のデータコード化システムを提供することである。
本発明によれば、入力データをコード化するためのコード化手段を組み込んだデータコード化システムであって：
（ａ）入力データを分析し、対応したディジットを発生するための分析手段と；
（ｂ）前記ディジットを検索して、コード化された出力データを与えるためのプロセッシング手段とを含み、
（ｃ）前記分析手段は、データ分布およびデータ発生確率の両方を表すディジットを発生するように構成されることと；
（ｄ）前記プロセッシング手段は、出力データの発生に使用するためのディジットのグループを選択し、これによって出力データの中に少なくとも一つのデータ圧縮圧縮を与え、且つデータ改変に対するその耐性を増大するように構成されることとを特徴とするシステムが提供される。
本発明は、当該コード化システムがデータ圧縮およびデータ改変耐性の増大のうちの一方または両方を与えるという利点を提供する。
更に、コード化されたデータにおいてEOLコードは要求されず、また当該システムによる画像通信の間に起きるエラーは、一般に、従来技術において見られる局部的に集中した損傷ではなく、受信および再構成されたときに画像の全体に亘って散在する損傷を生じる。
一般に画像の全体に散在した損傷は、散在した損傷を訂正するための補間をより容易に適用できるので、局部的な損傷よりも判読可能となる傾向がある。人間は、ノイズの多いバックグラウンド上に置かれた有効な視覚情報を洞察し、画像全体に亘って散在した損傷に対処するのが非常に特異な目／脳の視覚認識システムを有している。
当該コード化システムは、
（ａ）コード化されたデータをデコードして、コード化されたデータ中にコード化されたデータ分布およびデータ発生確率に関する情報を保持したディジットグループを与えるための送信手段と；
（ｂ）該発生確率に従ってディジットを解釈し、デコードされた形のデータを再生するための解釈手段
とを含む、コード化されたデータをデコードするためのデコード化手段を組み込むことができる。
これは、コード化手段に受信された入力データが、デコード化手段において、コード化された出力データから再構成され得るという利点を提供する。グルーピングディジットにより入力データがコード化される結果、EOLコードは必用とされない。これによって、当該システムは、データ送信の混乱の後に、既に首尾よく送信されたデータを破棄することを必要とせずに、該送信をやり直すことができるという利点が与えられる。
当該システムは、与えられた画像を一つの全体的な構成物として処理し、それを可変ジオメトリー要素のモザイクに分解する。絶対的アドレスはデータの独立性を与える夫々の要素に関連しており、それによって、例えば、当該要素がコード化されたデータ中において相互にインターリーブされることを可能にする。ここでの絶対的アドレスは、画像を再構成するときに使用する参照点に対して、その関連要素の空間的位置を決定する。
当該コード化システムは、ディジットのアレイにおける入力データを表すように構成され、またプロセッシング手段は、コード化された出力データの発生に使用するアレイ中において、相互に類似した値のディジットグループを同定するように構成され得る。これは、相互に類似した値のディジットグループをコード化することによって出力データにおけるデータ圧縮の利点を提供し、また、例えばコード化手段を実行するソフトウエアにおいて簡単に実施できる利点を提供する。
このコード化システムは、出力データの発生に使用するためのアレイにおいて、相互に隣接したディジットからなるディジットグループを同定するために適用することができる。これは、出力データにおけるデータ圧縮の利点を提供する。
当該デコード化手段は、ディジットグループ化情報の選択的な再送信を要求し、この情報を先に受信した改変されていない情報と組み合わせて、コード化されたデータをデコードし、デコードされた形のデータを再生するために、該デコード化手段で受信されたコード化データにおけるディジットグループ化情報の改変に応答するように適用することができる。これは、従来技術で行われていたような入力データの全体の再送信ではなく、コード化手段からデコードか手段への送信に際して改変されたディジットグループ化情報の再送信だけが必用とされるという利益を提供する。
当該プロセッシング手段は、コード化された出力データ中の対応する単一のグループ化サイズパラメータによって、各グループにおけるディジットを表すように適用することができる。これにより、出力データにおいて、より効率的なデータ圧縮の利点が得られる。
当該分析手段は、関連値が隣接ディジットの関連値とは異なるアレイ中の単離されたディジットを同定することによって、ディジットのアレイにより表された入力データを脱スペックルするように、またグループに含まれるディジットの増加数の少なくとも一つについて単離されたディジット値を変更して、コード化された出力データにおける入力データを表すために必用なグループの数を減少させるように構成することができる。これによって、相対的に少ない情報しか伝送せず、且つコード化された出力データにおけるデータ圧縮の低下を生じるような、入力データにおける特徴を排除する利益が得られる。
この分析手段は、入力データを複数のゾーンに分割するように、また当該ゾーンについて予め選択された脱スペックル法を用いることによって、各ゾーンに対応するディジットを脱スペックルするように構成することができる。これによって、それほど重要でない情報を組み込んだゾーンは、例えば脱スペックルされることにより、コード化された出力データにおいてより効率的にデータが圧縮され得るのに対して、重要な情報を含むゾーンは脱スペックルされないことが可能であり、コード化された出力データへとロスなくコード化され得る利点が得られる。
当該プロセッシング手段は、ディジットグループを、その中の画素数が徐々に小さくなるグループ化に対応したインターリーブされた順序で、コード化された出力データへとコード化するように適用することができる。また、当該翻訳手段は、グループ化が改変されないことを確かめるために、このグループ化が、コード化されたデータにおいてインターリーブされた順序でコード化されることをチェックするように適用することができる。これによって、インターリーブされない順序で改変が生じたときに、改変されたデータが同定され得るという利益が与えられる。
この翻訳手段は、誤ってインターリーブされたデータを同定するために、コード化されたデータをフィルターするように構成することができる。また、当該解釈手段は、デコードされた形のデータを受信したときに、誤ってインターリーブされたデータを無視するように構成することができる。これによって、インターリーブされた順序でない改変されたデータが使用されないという利点が与えられる。
当該プロセッシング手段は、或る数（この数は予め決められた範囲にある）のディジットを含むディジットグループを検索し、これらを出力データへとコード化するように適用することができる。これによって、データ圧縮と出力データにおけるデータ解像度との間の調和を与える利益が提供される。
当該分析手段は、少なくとも幾つかの分布に対して、入力データ内のその分布の発生確率が他の分布の発生確率よりも比較的高いか又は低いかに従って、非デフォルト値をもった比較的多いかまたは比較的少ないディジットを付与することにより、エントロピーコード化を用いて対応のディジットにおける入力データの各データ分布を表すように適用することができる。これは、コード化された出力データにおいて向上したデータ圧縮を与える。
当該分析手段は、少なくとも幾つかの分布に対して、入力データ内のその分布の発生確率が他の分布の発生確率よりも比較的高いか又は低いかに従って、非デフォルト値をもった比較的多いか又は比較的少ないディジットを付与することにより、クラスターコード化を用いて入力データの各データ分布を表すように適用することができるが、この場合は以下のことを条件とする：
（ａ）各データ分布が、ディジットを検索するプロセッシング手段によって明瞭に出力データへとコード化されること；
（ｂ）各データ分布が対応するディジットコンビネーションによって表され、該コンビネーションは、可能な限り少ないディジット値だけ、それとの組合せにおいて最も頻繁に生じるデータ分布のディジットコンビネーションとは異なること。
これによって、エントロピーコード化によって与えられるよりも、コード化された出力データにおいて更に効率的なデータ圧縮の利点が得られる。
当該分析手段は、それにデフォルト値を付与することによって、最も頻繁に発生する入力データにおけるデータ分布を表すように構成することができ、
当該プロセッシング手段は、
（ｉ）データ圧縮を高めるために、出力データへとコード化されるべきディジットグループを選択するときに、このようなデフォルト値を省略するように；
（ii）最も頻繁に発生するデータ分布を決定する出力データにヘッダ情報を含めるように構成され、
また当該デコード化手段は、デコードされた形で出力データを再生するときに、ヘッダ情報データから最も頻繁に発生するデータ分布を再生するように構成される。これによって、データ圧縮は向上する。
当該プロセッシング手段は、コード化された出力データに対して追加のリード／ミューラー（Reed-Muller）コード化を適用するように構成することができ、また当該翻訳手段は、トレリスデコード手段を用いることにより、リード／ミューラーのコード化データをデコードするように適用される。これは、コード化された出力の改変に対するより大きな耐性を与える。
このプロセッシング手段は、同期の喪失または不在の後に、翻訳手段のデータへの再同期を補助するために、コード化されたデータに１以上の同期コードを組み込むように適用することができる。これは、コード化された出力データをデコードするときに、改善された同期の利点を提供する。
当該分析手段は、画像色彩情報を含む入力データを分析し、該情報をディジットに組み込むように適用することができる。当該プロセッシング手段は、色情報を組み込んだコード化された出力データを与えるために、使用するディジットのグループを選択するように適用することができる。また、デコード化手段は、色情報を組み込んだコード化された情報を受信してこれをデコードし、その色情報を含む入力データを再生するように適用することができる。これによって、例えば当該システムがカラーファクシミリシステムに組み込まれる場合に、当該システムが色情報を通信するために使用され得るという利点が得られる。
当該分析手段は、プロセッシング手段によって選択された相互に隣接するディジットのグループに関連して生じる隣接ディジットの発生を評価するための、ディジット評価手段を組み込むことができる。また、当該プロセッシング手段は、コード化された出力データの中に、隣接ディジットを指示する評価パラメータを含むように適用され得る。また、当該デコード化手段は、評価パラメータを組み込んだコード化されたデータをデコードして、データの受信に使用するための隣接ディジットの存在を評価するように適用することができる。
もう一つの側面において、本発明は、データコード化システムにおいて入力データをコード化し、コード化された出力データを与える方法を提供する。ここで、このコード化システムは、入力データを分析してこれをディジットで表すための分析手段と、該ディジットをプロセッシングして出力データを発生させるためのプロセッシング手段とを組み込んでいる。また、当該方法は次のステップを含んでいる：
（ａ）少なくとも一つのデータ圧縮および増大した改変耐性を得るために、入力データについて周波数分析を行って、データ分布およびデータ発生確率をディジットで表すステップ；および
（ｂ）該ディジットをプロセッシングして、出力データの発生に用いるディジットのグループを選択するステップ。
次に、本発明がより完全に理解され得るように、単なる例として、添付の図面を参照してその実施例を説明する。これらの図面において；
図１は、本発明のデータコード化システムの模式図である。
図２は、図１のシステムに用いられている一連のコード化機能を示している。
図３は、図１のシステムに用いられている一連のデコード化機能を示している。
図４は、トレリスデコード化ルーチンのプロセッシング段階を示す図である。
図１に、本発明のデータエンコーディングシステム１の概要を示す。本システムには、２つの通信ステーション２ａ、２ｂが組み込まれている。ステーション２ａは、Pentiumプロセッサ及びデータを格納するためのランダムアクセスメモリを組み込んだＩＢＭコンパチブルのパーソナルコンピュータ４ａ、４つの双方向通信ポートＰ１−４を組み込んだＲＳ２３２インタフェースモジュール６ａ、Rockwell-Collins製ＨＦ９０００無線トランシーバ８ａ、紙文書スキャナ１０ａ、及びレーザプリンタ１２ａを備えている。スキャナ１０ａ及びプリンタ１２ａは、コンピュータ４ａとコンパチブルな、標準の市販の所有権を主張できる（プロパラエティ）製品である。モジュール６ａには、Harris Inc.製のプロパラエティ５７１０モデムが組み込まれている。Pentiumは、Intel Corporationの登録商標である。ＩＢＭは、International Business Machenes Inc.の略である。ステーション２ｂは、ステーション２ａと同等であり、添字ａの代わりにｂを付した同様参照アイテム４ｂ、６ｂ、８ｂ、１０ｂ、１２ｂが組み込まれている。無線トランシーバ８ａ、８ｂは３乃至30ＭＨｚの周波数範囲の電磁無線放射を送受信することによってステーション２ａと２ｂとの間の双方向音声及びＲＳ２３２通信を遂行するようになっており、またトランシーバ８ａ、８ｂは３ｋＨｚの通信周波数帯域幅を提供するようになっている。ＲＳ２３２通信は、通信システム設計の分野においては公知の周波数シフトキーイング、またはトーン位相変調技術によって、トランシーバ８ａ、８ｂを介して遂行される。
ステーション２ａにおいては、コンピュータ４ａはモジュール６ａに接続されている。ポートＰ１乃至Ｐ４は、外部装置（図示してない）と、スキャナ１０ａと、プリンタ１２ａと、トランシーバ８ａのＲＳ２３２通信ポートとにそれぞれ接続されている。同じような相互通信が、添字ａの代わりにｂを付したステーション２ｂの同様参照アイテムのためにも使用されている。
以下に、エンコーディングシステム１の動作を説明する。スキャナ１０ａは、それへ提示されたイメージを担持する文書を走査してそのイメージの空間的及びカラーのディテールを記述するストリームを発生し、そのストリームをモジュール６ａのポートＰ2へ送る。モジュール６ａは、データをポートＰ2からコンピュータ４ａへ伝送し、それをランダムアクセスメモリ内へ格納させる。コンピュータ４ａは、データに対してシリーズのエンコーディング機能を遂行してそれをエンコードし、それによってピクセルデータのシーケンスをそのメモリ内に生成する。これらの複数のシリーズの機能の詳細に関しては後述する。次いでコンピュータ４ａは、データのシーケンスをモジュール６ａのポートＰ４を介してトランシーバ８ａへ送り、トランシーバ８ａはそれを３乃至30ｋＨｚの範囲内の予め選択された周波数の電磁放射として送信する。
トランシーバ８ｂはこの放射を受信し、それからデータのシーケンスを復調してシーケンスをモジュール８ｂのポートＰ４へ送る。このシーケンスは、ポートＰ４からモジュール６ｂを通してコンピュータ４ｂへ渡され、コンピュータ４ｂはそれをそのランダムアクセスメモリ内に格納する。次いでコンピュータ４ｂは、このシーケンスに対してシリーズのデコーディング機能を遂行して再構成されたイメージデータをそのメモリ内に生成する。これらのデコーディング機能の詳細に関しては後述する。次いでコンピュータ４ｂは、モジュール８ｂのポートＰ３を通してプリンタ１２ｂへイメージデータを出力し、プリンタ１２ｂはイメージの紙プリントアウトを発生する。
システム１は、添字ａ及びｂがそれぞれ添字ｂ及びａになっていることを除いて、上述した技法と同じようにして１つ以上のイメージ入力をスキャナ１０ｂとプリンタ１２ａとに通信するようにもなっている。これによって、ステーション２ａと２ｂとの間に双方向イメージ通信が行われる。モジュール６ａ、６ｂは、モジュール６ａ、６ｂのポートＰ１において外部装置（図示してない）からのイメージデータを受信し、それを画素データとしてそれぞれコンピュータ４ａ、４ｂ、及びトランシーバ８ａ、８ｂを介して通信するようにもなっている。更に、モジュール６ａ、６ｂはデコードされたイメージデータを、それぞれコンピュータ４ａ、４ｂからポートＰ１を通して外部装置へ送るようにもなっている。
図２に、図１のシステム１内において実行可能なエンコーディング機能のシリーズ２０を示す。このシリーズ２０は、順番に、走査機能２２、デスペックリング機能２４、ビット面エンコーディング機能２６、画素エンコーディング機能２８、画素交互配列（インタリービング）機能３０、及びデータ出力機能３２を含む。これらのシリーズの機能２０はコンピュータ４ａ、４ｂによって、それらのメッセージ内に格納されている入力イメージデータ、即ちイメージデータＡデータに対して実行可能であり、それぞれトランシーバ８ａ、８ｂを介して通信するのに適するデータ、即ちデータＢを発生する。
以下に、図１及び図２を参照し、ステーション２ａにおけるイメージ入力に関して、及びステーション２ｂにそれを通信してそこで再構成させることに関してシリーズ２０の動作を説明する。２つのステーション２ａ、２ｂは同一であるので、ステーション２ｂにおけるイメージ入力に関して、及びステーション２ａにそれを通信してそこで再構成させることに関して同じ動作が行われる（但し、添字ａ及びｂは交換される）。
イメージはイメージデータＡとしてコンピュータ４ａへ入力され、コンピュータ４ａはデータをそのメモリ内に格納する。データは、イメージを含む矩形イメージフィールド内の空間的位置におけるカラーの記述に対応する。イメージは、データＡ内に表されているフィールドの第１のコーナーに隣接している。走査機能２２はデータＡに作用してイメージフィールドを表す2000×2000ピクセルＰi,jを生成する（ここに、ｉ及びｊは１乃至2000の範囲の指標である）。指標ｉ及びｊは、イメージフィールドを組み入れている直交フレームのｘびｙ軸に沿う空間的位置にそれぞれ単調に対応し、それにより、協同してフィールド内の規則的に離間した位置の格子を識別する。例えば、ピクセルＰ1,1はイメージフィールドの第１のコーナーに対応し、ピクセルＰ2000,2000は第１のコーナーとは対角線的に反対のフィールドの第２のコーナーに対応する。更に、ピクセルＰ1000,1000は、イメージフィールドの中心位置に対応する。各ピクセルＰi,jは、指標ｉ及びｊによって識別される位置におけるイメージカラーを記述し、Ｐは数値的に１乃至16の範囲内にある。従って走査機能２２は、イメージ内の明暗度及びカラーを、黒から白まで16カラー明暗度からなる単調なスケールに量子化する。ソフトウェア内に配列するためのその後のピクセルデータの処理が直接的であるので、イメージをピクセルＰi,jのアレイとして表すことが有利である。
デスペックリング機能２４はピクセルＰi,jのアレイに作用して、周囲の領域とは実質的に異なるカラーを有するイメージの孤立した領域、即ちイメージ内の小斑点（スペックル）に対応するピクセルＰi,jに対応するピクセルを識別し、変更する。後述するように、機能２４は、比較的僅かな情報しか伝送しないような、そのためエンコーディング機能２８を適用した時に非効率的なデータ圧縮しか得られないイメージ特色を除去する利点を提供する。機能２４は、例えばイメージがスキャナ１０ａ内で走査される時、または不正確なイメージ量子化が発生した場合のように、ディジタル化の不正確さによって導入される不要なイメージ雑音を除去するのにも有効である。
機能２４は、３つの予め選択されたデスペックリングモード、即ちモード１、モード２、及びモード３の何れか１つで動作するようになっている。これら３つのモードはデスペックリング特性を選択するようになっており、例えばイメージ内容に依存して予め選択可能である。
モード１では、各ピクセルＰi,jは、このパラグラフにおいて説明するように機能２４の動作によってアレイＱi,j内の対応するピクセル上にマップされる。各ピクセルＰi,jは、それに隣接する８つのピクセル、即ちピクセルＰk,lと比較される（但し、指標ｋはｉ−１乃至ｉ＋１の範囲内にあり、指標ｌはｊ−１乃至ｊ＋１の範囲内にあり、そしてｋ及びｌは共に同時に指標ｉ及びｊにそれぞれ等しくはならない）。もし隣接するピクセルＰk,lの全てが互いに、且つピクセルＰi,jと同一の値であれば、ピクセルＱi,jにはピクセルＰi,jの値が割当てられる。隣接するピクセルＰk,lの７つだけが互いに同一の値であるような状況で、もし予め選択されたしきい値が値８にセットされていれば、ピクセルＱi,jにはピクセルＰi,jの値が割当てられる。しかしながら、このような状況であってもしきい値が値７にセットされていれば、機能２４はピクセルＰi,jと、その最寄りの24の周囲のピクセル、即ちピクセルＰa,bとを比較する（但し、指標ａはｉ−２乃至ｉ＋２の範囲内にあり、指標ｂはｊ−２乃至ｊ＋２の範囲内にあり、そしてａ及びｂは共に同時に指標ｉ及びｊにそれぞれ等しくはならない）。もしこれらの隣接するピクセルＰa,bの21より多くが互いに同一の値であればピクセルＱi,jにはこの同一値が割当てられ、そうでなければピクセルＱi,jには予め選択された省略時値が割当てられる。モード１は、ピクセルＱi,jのための適切な値を決定する時に、多くの隣接するピクセルを斟酌できるという利点を提供する。
モード２においては、各ピクセルＰi,jは、このパラグラフにおいて説明するように、デスペックリング機能２４の動作によって対応するピクセルＱi,j上にマップされる。各ピクセルＰi,jは、それに隣接する４つのピクセルＰi-1,j、Ｐi+1,j、Ｐi,j-1、及びＰi,j+1と比較される。もし隣接するピクセル及びピクセルＰi,jが全て互いに同一値であれば、ピクセルＱi,jにはピクセルＰi,jの値が割当てられる。しかしながら、もし隣接するピクセルは互いに同一値であるが、ピクセルＰi,jの値とは異なれば、ピクセルＱi,jにはこの同一値が割当てられる。モード２は、イメージデータをデスペックリングする簡単で、高速な方法である利点を提供する。更に、それは、ピクセルＱi,j内のカラーランレングスが拡張されるという利点をも提供し、これはシステム１のデータ圧縮性能を改善する。
モード３では、各ピクセルＰi,jは、このパラグラフにおいて説明するようにデスペックリング機能２４の動作によって対応するピクセルＱi,j上にマップされる。各ピクセルＰi,jは、それに隣接する２つのピクセル（水平ピクセルと呼ぶ）Ｐi-1,j及びＰi+1,jと比較される。もしピクセルＰi,jとその水平ピクセルとが互いに同一であれば、ピクセルＱi,jにはこの同一値が割当てられる。もし水平ピクセルは互いに同一値であるが、ピクセルＰi,jの値とは異なっていれば、ピクセルＱi,jにはこの同一値が割当てられる。水平ピクセルが互いに同一値ではないような状況においては、ピクセルＰi,jは隣接するピクセル（垂直ピクセルと呼ぶ）Ｐi,j+1及びＰi,j-1と比較される。この状況において、もし垂直ピクセルが互いに同一値であるがピクセルＰi,jの値とは異なっていれば、ピクセルＱi,jにはこの同一値が割当てられる。この状況における代替として、もし垂直ピクセルが互いに異なる値であれば、ピクセルＱi,jにはピクセルＰi,jの値が割当てられる。モード３は、アレイ内で互いに同一値の隣接するピクセルＱi,jのより大きいグループを作成するという利点を提供し、それによりその後のデータ圧縮がモード１及び２を使用するよりも効率的になる。
システム１を通してデスペックルされることなく通信されるデータと比較すると、モード１及び２においてはデータ圧縮が典型的に５％増加し、モード３においてはデータ圧縮が典型的に25％増加する。システム１は、ピクセルＰi,jのデスペックリングがオプションであるように構成されており、ピクセルＰi,jのデスペックリングが選択されない場合には、ピクセルＰi,jはそれらの対応するピクセルＱi,j上に直接翻訳される（即ち、Ｑi,j＝Ｐi,j）。
デスペックリング機能２４は、コンピュータ４ａへのイメージ入力の予め選択された領域（例えば、システム１のユーザによって予め選択された領域）だけをデスペックルするように構成可能である。更に、この機能２４は、イメージの若干の領域に対して好ましい予め選択さたモードを適用するように構成することが可能である。例えば、イメージの境界線領域はモード１を使用してデペックルすることができ、その中央領域はモード３を使用してデスペックルすることができる。モードのこの選択的な使用は、ゾーンデスペックリングとして公知である。ゾーンデスペックリングが適切であるような例としての技術図面は、無視できる情報を含む縁マージンと、臨界的な情報を含む中央領域とを有していることが多い。この例では、縁マージンにはデスペックリングが適切に適用されるが、中央領域には適用されない。ゾーンデスペックリングは、イメージ通信システム１のユーザが、データ圧縮と、それを通して伝送される有用なイメージディテールとの間の妥協点を選択することができるという利点を提供する。
デスペックリング機能２４が完了すると、ビット面エンコーディング機能２６がピクセルＱi,jに作用し、ピクセルカラーの出現の頻度を決定する。これは、イメージ内に最も頻繁に出現するカラーを、比較的僅かなビットを含むデータＢ内のパラメータによってシステム１内に通信し、それによってデータ圧縮に貢献するように遂行される。
機能２６は16の要素Ｆyのアレイを導入する。これらの要素は０にプリセットされる。各要素Ｆyは16のカラーの１つに対応する。例えば、Ｆ1は１つのカラーに対応し、Ｆ2は別のカラーに対応する等々である。機能２６は、ピクセルＱi,jを通して順番に探索し、探索された各ピクセル毎に要素Ｆyをインクリメントする（ここに、指標ｙの値は探索されるピクセルＱi,jの数値と同一、即ちそのピクセルカラーである）。この探索により、ピクセルＱi,j内のカラーの出現の要素Ｆyの頻度分布が得られる。
次いで、機能２６は16の要素Ｇzを導入する。要素Ｇ1には最大の値の要素Ｆyの指標ｙの値が割当てられ、Ｇ2には次に最大の値の要素Ｆyの指標ｙの値が割当てられる、等々である。これは、イメージ内のカラーの出現のランキング順序を与える。
次いで、機能２６は、各ピクセルＱi,jを４つのビット面アレイＢＱi,j,r内の対応するピクセル上にマップするビット面翻訳ルーチンを遂行する。但し、ビット面指標ｒは１乃至４の範囲内にある。このルーチンは、要素Ｇzのアレイを通して各ピクセルＱi,jを探索し、それと同一の数値の要素Ｇwをその中から見出し、次いで、表１に示されているエントロピエンコーディングに従って、指標ｗに依存して０または１の値を対応するピクセルＢＱi,j,rに割当てる。エントロピエンコーディングは従来の技術において公知であり、表１に示すような４ビットに制限されるものではない。エントロピエンコーディングは、例えば、対応するピクセルＱi,jの値に直接対応する２進値がピクセルＢＱi,j,rに割振られるような他の型のエンコーディングとは以下の点が異なっている。
（i）指標ｗの値が大きい程、累進的により多くのピクセルＢＱi,j,rにそれらの省略時値である論理値０から論理値１を割当てるようにエンコードするが、
（ii）論理値１は可能な限り少ないピクセルＢＱi,j,rに割当て、同時にｗの各値を、これらのピクセルＢＱi,j,r内にエンコードされる他の値のｗとは明確に区別できるようにエンコードする。
エントロピエンコーディングは、ピクセルＱi,jで伝送される情報が、ビット面アレイ内においてピクセルＢＱi,j,rよりも迅速に分配されるという利点を提供する。更にエントロピエンコーディングは、潜在的なデータ圧縮の利点をも提供する。実際に、システム１におけるデータ圧縮は、ピクセルＢＱi,j,rにそれらの対応するピクセルＱi,j値の２進値を直接割振られるようなシステムに比して、ほぼ45％まで強化されることが分かった。
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以上のように、ルーチンは、ピクセルＱi,jのカラー値に依存して、ピクセルＱi,jのアレイをピクセルＢＱi,j,rの４つのビット面アレイ上へマップする効果を有している。これは、ビット面アレイ内のピクセルが論理値０及び１のアレイであるにも拘わらず、それらはソフトウェア内で処理するのに効率的であるという利点を提供する。更にこれによって、イメージ内に最も頻繁に出現するピクセルカラーが、比較的少ない論理１にセットされたビットによってデータＢに伝えられ、そのためデータ圧縮が効率的になる（例えば、ｗ＝１に対応する最も頻繁に出現するカラーのピクセルＱi,jが、ビット面アレイにおいてはＢＱi,j,1＝０、ＢＱi,j,2＝０、ＢＱi,j,3＝０、及びＢＱi,j,4＝０によって表される）という付加的な利点を提供する。ｗ＝１に対応するカラーは、それのためのピクセルＢＱi,j,rが何れも論理１にセットされていないので、省略値カラーとして指定される。
次いで、エンコーディング機能２６は、ピクセルＢＱi,j,rのビット面アレイを画素エンコーディング機能２８へ転送する。機能２８は、それらを順番に検査し、指標ｉ及びｊの全ての値について指標ｒを繰り返し確認してその中の隣接する論理１のピクセルの累進的により小さいグループを識別し、次いでそれらをビット面アレイＢＱi,j,r内のグルーピングの位置及びサイズを限定する方形及びランレングス画素としてエンコードする。これらの画素は、コンピュータ４ａのメモリ内に記録される。機能２８は、順番に遂行される２つのルーチン、即ち方形画素抽出ルーチン及びランレングス抽出ルーチンを含んでいる。
エンコーディング機能２８は、ピクセルＢＱi,j,rに作用してそれらを方形画素として表す方形画素抽出ルーチンから開始される。これらの画素は、方形位置要素Ｘn,r及びＹn,rのアレイ、及び方形サイズ要素Ｓn,rによって記述される（但し、ｎは方形画素を識別する指標であり、ｒはビット面指標である）。方形画素抽出ルーチンを呼出す前に、所望の分解能に従って最大及び最小グループサイズ限界Ｍu及びＭlが予め選択される。実際には、限界Ｍu及びＭlをそれぞれ22及び３画素に予め選択すると満足できることが分かったが、他の値をこれらの限界に予め割当てることも可能である。
限界Ｍuの値は、システム１を通して送信される時に予測されるデータシーケンスの破損の程度に適合させるように、システム１のユーザによって選択することもできる。限界Ｍuの値を大きくする程、より大きい方形要素Ｓn,rのための値が対応して大きくなり、データが破損した場合にはこれらのより大きくなった値の要素に関連する情報が失われるために、そのデータから再構成されるイメージをより酷く傷つけるようになる。反対に、限界Ｍuの値を小さくする程、データ圧縮効率が低くなり、それによってデータ送信時間が長くなるために、その間に妨害を受け易くなる。
方形画素抽出ルーチンは、以下のステップを遂行する。
（i）初めに、画素をエンコードする目的で、全てのピクセルＢＱi,j,rが可能化されたものとして指定し、指標ｒを１にセットする。
（ii）先ず、指標ｎ及び探索用パラメータＭsに、値１及び限界Ｍuをそれぞれ割当てる。
（iii）ルーチンはピクセルＢＱi,j,rを通して探索し、ビット面翻訳ルーチンによって論理１が割当てられた隣接可能化ピクセルＢＱf,g,rのグルーピングを識別する（ここに、ｆはｉ乃至ｉ＋Ｍsの範囲内の指標であり、ｇはｊ乃至ｊ＋Ｍsの範囲内の指標である）。
（iv）上記ステップ（iii）においてあるグルーピングを見出すと、要素Ｘn,r及びＹn,rに指標ｉ及びｊの値をそれぞれ割当て、要素Ｓn,rにパラメータＭsの値を割当て、そして可能化ピクセルＢＱf,g,rを不能化し、それらに対してさらなる探索が行われないようにする。
（v）指標ｎをインクリメントさせ、アレイ内の全てのピクセルＢＱi,j,rが探索されてしまうまで上述したステップ（iii）及び（iv）を繰り返す。
（vi）次いで、パラメータＭsを予め選択された量だけデクレメントし、パラメータＭsが限界Ｍlより小さい値にデクレメントされてしまうまで上記ステップ（iii）乃至（v）を繰り返す。
（vii）次いで、指標ｒをインクリメントさせ、それが値４より大きくなるまで上記ステップ（ii）乃至（vi）を繰り返す。
パラメータＭsは、上述したルーチンにおいて限界Ｍuから限界Ｍlまで20回より多くない回数だけデクレメントされる。その値は要素Ｔaのアレイ内に記録される（但し、添字ａは１乃至20の範囲内にある）。
この方形抽出ルーチンは、ランレングス抽出ルーチンと共に、殆どの型のイメージに対してデータ圧縮を提供する（この場合、データ圧縮は、ピクセルＢＱi,j,rの数に対して比較された、指定された要素Ｘn,r、Ｙn,r、及びＳn,rについてである）。イメージを方形画素グルーピングとして表現すると、方形対称であるために、各グルーピング、即ち要素Ｓn,rを記述するには１つのサイズパラメータだけでよいという利点が得られる。これに対して、ピクセルの辺の長さが等しくない矩形のような他の形状の要素グルーピングは、それらを記述するために２つ以上のサイズパラメータを必要とする。従って方形要素グルーピングは、システム１において特に効率的なデータ圧縮を提供する。
もし限界Ｍlが予め１より大きく選択されていれば、上述した方形画素抽出ルーチンが完了した時に、要素Ｘn,r、Ｙn,r、及びＳn,rでは表されない残留可能化ピクセルＢＱi,j,rが存在することが屡々である。限界Ｍlが１であるように予め選択されている時には、全てのピクセルＢＱi,j,rは要素Ｘn,r、Ｙn,r、及びＳn,rで表される。残留イメージとして知られるこれらの残留可能化ピクセルＢＱi,j,rは、ランレングスとして知られているグルーピング（限界Ｍlによって賦課される類似のより低いサイズ限界よりも狭いイメージ内のラインに対応する）を形成する。
次いでエンコーディング機能２８は、残留可能化ピクセルＢＱi,j,rに対するランレングス抽出ルーチンを遂行する。位置要素Ｘｈm,r、Ｙｈm,r、及び長さ要素Ｓｈm,rの水平ランレングスアレイが、同一のｊ及びｒ指標値を有する論理１の隣接可能化ピクセルＢＱi,j,rの識別されたグルーピングを記述するために使用される。位置要素Ｘｖq,r、Ｙｖq,r、及び長さ要素Ｓｖq,rの垂直ランレングスアレイが、同一のｌ及びｒ指標値を有する論理１の隣接可能化ピクセルＢＱl,j,rの識別されたグルーピングを記述するために使用される。予め選択された上限及び下限、即ちＲu及びＲlは、それぞれこのルーチンによって選択される値１の隣接可能化ピクセルのグルーピングのサイズを決定する。実際には、限界Ｒu及びＲlをそれぞれ16及び２に予め選択しておくと、システムは満足できる動作を遂行することが分かった。しかしながら、所望の分解能に依存して、他の値を限界Ｒu及びＲlに割当てることができる。例えば、限界Ｒlに値１を割当てた時には全ての要素がエンコードされ、システム１は無損失であると言われるようになる。
ランレングスルーチンは、以下のステップを遂行する。
（i）指標ｒを値１にセットする。
（ii）指標ｍ及びｑを１にセットする。探索用パラメータＲsを限界Ｒuにセットする。
（iii）ルーチンは残留可能化ピクセルＢＱi,j,rを通してピクセルＢＱi,j,rからピクセルＢＱi+Rs,j,rまでを探索し、論理１値の隣接可能化ピクセルのグルーピングを識別する。
（iv）もしステップ（iii）においてあるグルーピングを見出せば、要素Ｘｈm,r及びＹｈm,rにそれぞれｉ及びｊの値を割当て、要素Ｓｈm,rにパラメータＲsの値を割当てる。次いでこのグルーピング内のピクセルＢＱi,j,r乃至ＢＱi+Rs,j,rを不能化してさらなる探索が行われないようにし、指標ｍをインクリメントする。
（v）ピクセルＢＱi,j,rを探索し、論理１のＢＱi,j,r乃至ＢＱi,j,Rs,rまでの隣接可能化ピクセルのグルーピングを識別する。
（vi）もしステップ（v）においてあるグルーピングを見出せば、要素Ｘｖq,r及びＹｖq,rにそれぞれｉ及びｊの値を割当て、要素Ｓｖq,rにパラメータＲsの値を割当てる。次いでピクセルＢＱi,j,r乃至ＢＱi,j+Rs,rを不能化してさらなる探索が行われないようにし、指標ｑをインクリメントさせる。
（vii）全てのピクセルＢＱi,j,rが探索されてしまうまで上記ステップ（iii）乃至（vi）を繰り返す。
（viii）次いで、パラメータＲsを予め選択された量だけデクレメントさせ、パラメータＲsの値が限界Ｒlより小さくなるようにデクレメントされるまで上記ステップ（iii）乃至（vii）を繰り返す。
（ix）次いで、指標ｒをインクリメントさせ、それが値４より大きくなるまで上記ステップ（ii）乃至（viii）を繰り返す。
第１のピクセルＢＱi,j,rは、この第１のピクセルの指標ｉ、ｊが他のピクセルのそれらと１カウントだけ異なる場合に、隣接する他のピクセルＢＱi,j,rとして定義される。例えば、
（i）ピクセルＢＱ3,4,2は、ピクセルＢＱ4,4,2と隣接する。
（ii）ピクセルＢＱ56,2は、ピクセルＢＱ4,5,2と隣接する。
（iii）ピクセルＢＱ67,3、ＢＱ77,3、ＢＱ88,3、及びＢＱ78,3は、互いに隣接し合う４つのピクセルのグループである。
パラメータＲsは、上述したルーチンにおいて限界Ｒuから限界Ｒlまで10回より多くない回数だけデクレメントされるようになっている。その値は、要素、Ｕbのアレイ内に記録される（但し、添字ｂは１乃至10の範囲内にある）。
要素Ｘn,r、Ｙn,r、Ｓn,r、Ｘｈm,r、Ｙｈm,r、Ｓｈm,r、Ｘｖq,r、Ｙｖq,r、及びＳｖq,rでは表されない何等かの残りの残留可能化ピクセルＢＱi,j,rは、エンコーディング機能２８によってエンコードされ始めない。もしエンコーディング機能２８によってエンコードされない何等かの残りの残留可能化ピクセルＢＱi,j,rが存在すれば、システム１は、それを通って流れる情報について損失が多いと定義される。代替として、もし全てのピクセルＢＱi,j,rが機能によってエンコードされ始めれば、システム１は無損失であると定義される。
以上のように、エンコーディング機能２８は、ピクセルＢＱi,j,rに作用してイメージを表す要素Ｘn,r、Ｙn,r、Ｓn,r、Ｘｈm,r、Ｙｈm,r、Ｓｈm,r、Ｘｖq,r、Ｙｖq,r、及びＳｖq,rを生成し、画素のリストとして圧縮形状で機能２４においてデスペックリングの後に、コンピュータ４ａへ入力する。このリストは、イメージをステーション２ａからステーション２ｂへ送信する時、ピクセルＱi,jのアレイを送ることによってイメージを通信する場合に較べて、通信される情報を少なくし、従って送信時間を短縮するという利点を提供する。
システム１の動作をより一層明瞭にするために、機能２２乃至２８のアプリケーションは以下のように要約することができる。
（i）コンピュータ４ａのメモリ内のイメージ入力を、2000×2000ピクセルの二次元アレイとして表す。これらのピクセルは、カラー内の16のカラーを数値的に表す１乃至16の値範囲内にある。
（ii）アレイ内の小斑点を減少させる。
（iii）アレイの解析を行ってカラーの出現の頻度を決定する。
（iv）各ピクセルを、イメージ内のそのカラー及びそのカラーの出現の頻度に依存して、複数の平行論理ピクセルアレイ上にマップする。
（v）論理アレイを、その中の論理１の隣接するピクセルの方形グルーピングについて探索し、画素アレイ内の各識別された方形グルーピングをメモリ内に表し（その中では、各グルーピングは位置及びサイズパラメータによって定義される）、そして論理アレイ内の識別されたグルーピング内のピクセルを不能化して、その後の探索が行われないようにする。
（vi）グルーピングサイズのより低いサイズ限界に到達するまで、上記ステップ（v）をグルーピングサイズの降順に繰り返す。
（vii）論理アレイを、上記ステップ（v）乃至（vi）において記録されなかった１ピクセル幅の残留ランレングスピクセルグルーピングについて探索し、画素アレイ内の各識別されたランレングスグルーピングをメモリ内に表し（その中では、各グルーピングは位置及び長さパラメータによって定義される）、そして論理アレイ内の識別されたグルーピング内のピクセルを不能化して、その後の探索が行われないようにする。
（viii）グルーピングのより低いサイズ限界に到達するまで、上記ステップ（vii）をランレングスサイズの降順に繰り返す。
圧縮係数Ｋは、ピクセルＢＱi,j,rのビット面アレイ内の情報を、画素Ｘn,r、Ｙn,r、Ｓn,r、Ｘｈm,r、Ｙｈm,r、Ｓｈm,r、Ｘｖq,r、Ｙｖq,r、及びＳｖq,r内にマップする時に、エンコーディング機能２８から得られるデータ圧縮を記述している。この係数Ｋは、以下の式〔１〕を使用して計算することができる。
0004173918.tif 000003
ここに、
ｘp＝イメージフィールドのｘ軸長さ（ピクセル内）、
ｙp＝イメージフィールドのｙ軸長さ（ピクセル内）、
Ｍu＝最大方形画素サイズ限界（ピクセル内）、
Ｍl＝最小方形画素サイズ限界（ピクセル内）、
ｎH＝ｘ軸に平行な長さＨのランレングスの数（ピクセル内）、
ｎV＝ｙ軸に平行な長さＶのランレングスの数（ピクセル内）、
ｎS＝サイズＳの方形画素の数（ピクセル内）、
Ｒu＝ランレングス内のピクセルの最大数の限界（ピクセル内）、
Ｒl＝ランレングス内のピクセルの最小数の限界（ピクセル内）、
ｃ＝ｘpまたはｙpをピクセルの数で表すのに必要な２進ビットの数、
Ｆ＝同期コードワード挿入の頻度、
である。
例えば、地図及び航空写真のような実イメージを実際にエンコードする時に、限界Ｍlを３または４ピクセルであるように予め選択した時に圧縮係数Ｋが最大になることが分かった。従ってシステム１においては、限界Ｍlは３ピクセルに予め選択されている。2000×2000ピクセルのアレイの場合、ピクセルを普通に識別するためには20の２ビット情報が必要であり、従って式［１］内のパラメータｃは11ビットになる。
エンコーディング機能２８が完了すると、交互配置機能３０が機能２８から供給される方形要素Ｘn,r、Ｙn,r、及びＳn,r、水平ランレングス要素、Ｘｈm,r、Ｙｈm,r、及びＳｈm,r、及び垂直ランレングス要素Ｘｖq,r、Ｙｖq,r、及びＳｖq,rに作用してそれらを記録し、それによって交互配列された要素のシリーズを生成する。この交互配列では、要素Ｓn,r、Ｓｈm,r、Ｓｖq,rは、それらの関連要素Ｘn,r、Ｙn,r、Ｘｈm,r、Ｙｈm,r、及びＸｖq,r、Ｙｖq,rの降順に現れる。即ち、ビット面指標ｒ値には関係なく、シリーズ内にはより大きい画素が、より小さい画素よりも先に現れる。互いに同一値の幾つかの要素Ｓn,r、Ｓｈm,r、Ｓｖq,rがシリーズ内に隣接して現れた場合には、それらは、シリーズ内のそれらの対応するＹn,r、Ｙｈm,r、Ｙｖq,r要素値の昇順にシリーズ内に配列される。更に、互いに同じ値の幾つかの要素Ｓn,r、Ｓｈm,r、Ｓｖq,rがシリーズ内に隣接して現れ、且つ対応するＹn,r、Ｙｈm,r、Ｙｖq,r要素値が同じ値を有している場合には、それらは、シリーズ内のＸn,r、Ｘｈm,r、Ｘｖq,r要素値の昇順に配列される。
この交互配列順序はデータＢ内に保持され、受信ステーション２ｂにおいて順序に何等かの不一致が検出されれば、それはデータ破壊が発生したことを指示している。これは、例えば破壊した要素の再送信を要求することによってシステムにおいて訂正することができる。データＢにおいては、方形画素がシリーズの最初に、それに続いて水平ランレングス要素が、そして最後に垂直ランレングス要素がリストされる。
要素Ｔa及びＵbのアレイはデータＢ内に組み入れられ、これらの要素を参照するデータ内に含まれるフレーム記号を使用して効率的なエンコーディングを達成可能にしている。
出力機能３２は、機能３０からそれへ入力される要素の交互配列シリーズに作用し、トランシーバ８ａを介して通信するためにデータＢをアセンブルする。データＢは、各々が11ビットからなる一連のデータワードからなり、これは以下のシーケンスで情報を伝送するようになっている。
（i）データＢのためのフォーマットを宣言し、要素Ｔa、Ｕb及びＧzを組み入れるイメージヘッダー情報（１回目）、
（ii）ヘッダー情報内に組み入れられている要素Ｔaで伝送されるサイズ値を参照するフレーム記号によって、及びより大きいサイズ値の画素から開始され、より小さいサイズ値の画素で終わる要素Ｘn,r及びＹn,rによって記述される方形画素、
（iv）データＢのためのフォーマットを宣言し、要素Ｔa、Ｕb及びＧzを組み入れるイメージヘッダー情報（２回目）、
（v）ヘッダー情報内に組み入れられている要素Ｕbで伝送されるサイズ値を参照するフレーム記号によって、及びより大きいサイズ値の画素から開始され、より小さいサイズ値の画素で終わる要素Ｘｈm,r及びＹｈm,rによって記述される水平ランレングス要素、
（vi）より大きいサイズ値の画素から開始され、より小さいサイズ値の画素で終わる要素Ｘｖq,r及びＹｖq,rによって記述される垂直ランレングス要素、
（vii）データＢのためのフォーマットを宣言し、要素Ｔa、Ｕb及びＧzを組み入れるイメージヘッダー情報（３回目）ｑ
方形画素、水平ランレングス要素、垂直ランレングス要素、及びＴa、Ｕb及びＧzにはデータＢ内のフレーム記号が付随する。パレットテーブルと呼ぶ要素Ｇzは、ステーション２ｂにおけるその後のイメージ再構成中に、データＢ内に表されている要素を、ピクセルＱi,j内に存在するカラー明暗度情報に変換するためにデータＢ内に不可欠の情報である。要素Ｔa及びＵbは、データＢ内のフレーム記号を解釈実行し、それによってグルーピングサイズを決定するために不可欠の情報である。出力機能３２は、データＢ内の要素Ｘn,r、Ｙn,r、Ｘｈm,r、Ｙｈm,r、Ｘｖq,r、Ｙｖq,rをトランシーバ８ａへ送る前に、それに16：11：４リード・マラーエンコーディングを適用するように予めに構成できるようにしてある。16：11：４リード・マラーエンコーディングを適用する時に、データＢ内の各データワードには５つの付加的なデータビットが付加され、それによってエンコードされる時には11ビットの各データワードは16ビットによって表されるようにエンコードされる。リード・マラーエンコーディングを組み入れると、例えば、50ビット中１ビットを超えるビット誤り率を、システム１が耐えることができるようにデータ頑強性を増加させる利点が得られる。
しかしながら、リード・マラーエンコーディングを使用する場合には、データＢ内に付加的なビットを含ませる結果として、システム１が提供するデータ圧縮は低下する。
出力機能３２の動作を更に説明するために、以下にリード・マラーエンコーディングを詳細に説明する。データワードのリード・マラーエンコーディングは、ワードの破壊に対する頑強性を増加させるために、ワードに付加的なエンコーディングビットを付加することを含む。例えば、もしデータＢ内の９ビットのデータワードは、行列Ｈ
0004173918.tif 000004
によって表される。但し、ｈ9はワードの最上位ビットであり、ｈ1はワードの最下位ビットである。そこでＨの16ビット16：11：４リード・マラーエンコードされたバージョンＨRMは、
0004173918.tif 000005
によって与えられる。
ここに、
ｃ1乃至ｃ4＝エンコーディング係数、
ｂ1乃至ｂ3＝エンコーディング係数、及び
ｈ10、ｈ11＝付加的なエンコーディングデータビット
以上のように、リード・マラーエンコーディングを選択すると、データＢ内のワードＨがエンコードされて対応ワードＨRMが作られ、送信のためにＨの代わりに供給されるようになる。
以上に９ビットのデータワードの16：11：４リード・マラーエンコーディングに関して説明したが、リード・マラーエンコーディングは、例えば11ビットからなるワードのような、異なる数のビットからなるワードをエンコードするためにも適用することができる。
再度データＢを参照する。その中のデータワードは、ヘッダーデータワード、要素データワード、またはパラメータデータワードの何れかである。４つのヘッダーワードｈ1乃至ｈ4が存在しており、これらはデータＢ内のビット配列、即ち00000000000b、10101010101b、11111100000b、及び11111111111bにそれぞれ対応し、00b、01b、10b、及び11bの値をそれぞれ伝送する（但し、ここでは指標ｂは２進表記法を表している）。ヘッダーワードのこれらのビット配列は、データＢの頑強性を増すために可能な限り互いに異なる数値であるように選択される。換言すれば、ワード間のビット差を可能な限り大きくするように配列し、それによって受信されたヘッダーワードが誤ってデコードされる確率が低くなるという利点が得られる。ヘッダーワードはデータＢ内の同期マークとして役立ち、データＢを受信するステーション２ｂがそれに同期するのを援助する。信頼できない同期は、システム１内でデコードされて再構成されるイメージを酷く劣化させ得るので、信頼できる同期が重要である。ヘッダーワードは４つのグループ内に一緒にアセンブルされ、データＢ内にフレーム記号を形成する。各フレーム記号は、０乃至255（即ち、８つの２進ビットｂ7、ｂ6、ｂ5、ｂ4、ｂ3、ｂ2、ｂ1、ｂ0）の範囲のコード値を伝送する（但し、ｂ7は最上位ビットであり、ｂ0は最下位ビットである）。例えば、データＢ内のヘッダーワードのシーケンスｈ1、ｈ1、ｈ1、ｈ4、及びｈ4、ｈ4、ｈ4、ｈ4からなる２つのフレーム記号は、それぞれ３及び255のフレーム記号値を伝送する。
フレーム記号は、表２に従う重要度を有するコード値を伝送する。データＢ内の各フレーム記号の直後に、それに関連するデータが要素データワードまたはパラメータデータワードの形状で付随する。
0004173918.tif 000006
イメージヘッダー情報はフレーム記号から構成され、要素Ｔa、Ｕb及びＧzを組み入れている。イメージヘッダー情報は、データＢ内で３回繰り返される。即ち、データＢの開始時に１回と、要素Ｘn,r、Ｙn,rによって記述された方形画素の後に１回と、そしてデータＢの終わりに１回とである。ヘッダー情報は、それが臨界的なデータであり、もし破壊すればステーション２ｂへ送信されたデータＢ内のイメージが理解できなくなるので、３回送られるのである。
要素Ｔaのアレイは、０乃至19、20乃至39、40乃至59、60乃至79の範囲内のフレーム記号によって単調に参照される（ここに、例えばフレーム記号０、20、40、60はＴ1を参照する）。要素Ｕbのアレイは、80乃至89、90乃至99、100乃至109、110乃至119、120乃至129、130乃至139、140乃至149、150乃至159によって単調に参照される（ここに、例えばフレーム記号80、90、100、110、120、130、140、150はＵ1を参照する）。
データ出力機能３２は、データＢをアセンブルする時に、画素、水平ランレングス要素、及び垂直ランレングス要素は、機能３０によって供給されたままの交互配列フォーマットである。例えば、ステーション２ａにおいてエンコードされるイメージは、表３に示されているように、データＢ内に組み込まれている一連のフレーム記号及びデータワードを生じ得る。表の各行内のデータ自体は、
フレーム記号＋データワード１＋データワード２＋・・・
としてデータＢ内に組み込まれている。
フレーム記号が０乃至159の範囲内にあれば、機能３２は、各々がフレーム記号と、それに続く１対以上のデータワードからなるデータワードを順番にアセンブルする。フレーム記号は、シーケンスに句読点を入れるためにデータＢ内で使用される。
0004173918.tif 000007
イメージ内に最も頻繁に出現するカラーであるピクセルＱi,jは、エンコーディング機能２６においてエンコードされ、対応するビット面ピクセルＢＱi,j,1、ＢＱi,j,2、ＢＱi,j,3、及びＢＱi,j,4は論理０にセットされる。エンコーディング機能２６は、その後これらを画素またはランレングス要素にエンコードすることはない。これは、イメージの再構成に貢献しない情報をデータＢから除去し、それによってより効率的なデータ圧縮を提供するという利点をもたらす。後述するように、この利点は、ステーション２ｂにおいてイメージを再構成する時に、イメージヘッダー情報で通信されるイメージ内に存在する最も頻繁に出現するカラー、即ち表１のｗ＝１に対応するように選択されている省略時バックグラウンドカラーを使用することによって得られるのである。
機能のシリーズ２０はデータＢ内にＥＯＬコードを含ませる必要性を軽減し、また各画素がその中に独立的に記述されるので、例えばＳＥＡ−ＲＬエンコーディングが使用されているような従来技術では発生する１つの帯域から別の帯域への誤りの伝播の問題に対する解を与える。
データＢは、コンピュータ４ａからモジュール６ａのポートＰ４を介してトランシーバ８ａへ渡され、トランシーバ８ａはそれを無線放射としてトランシーバ８ｂへ送信する。トランシーバ８ｂは、それをｚ２進ビットＤgとして受信する（但し、ｇは１乃至ｚの範囲内の指標である）。ビットＤ1が受信したシーケンスの最初のビットであり、Ｄzが最後のビットである。トランシーバ８ｂは、ビットＤgのシーケンスをモジュール６ｂのポートＰ４を介してコンピュータ４ｂへ送り、それをそのメモリ内に格納させる。コンピュータ４ｂは、ビットＤgに作用してデコードされたイメージデータＣを生成する。
図３を参照する。システム１のコンピュータ４ａ、４ｂ内で実行可能なデコーディング機能のシリーズ全体を、４０で示してある。シリーズ４０は、順番に、データ入力機能４２、画素デコーディング機能４４、及びデータ出力機能４６を含んでいる。機能のシリーズ４０は、ビットＤgに対して実行可能であり、プリンタ１２ｂにおける印刷、またはモジュール６ｂのポートＰ１から外部装置へ送るのに適するデータＣを発生する。
入力機能４２は、先ずビットＤgのシーケンスに解析機能を適用し、送信されるデータＢ内に使用されるヘッダーワードサイズを確立する（例えば、後述するように、システム内へのより小さいイメージ入力を受入れるように、ヘッダーワードサイズが減少されているか否かを確立する）。ｘビットのワードサイズについて調べる時に、解析機能はビットＤgのシーケンスをｘビットサイズの隣接するグルーピングに区切り、次いでこれらのグルーピングを、予測されるｘビットサイズのヘッダーワードに対応するｘビットサイズの４つのテンプレート（例えば、ｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4）と相関させる。機能はビットＤgを、それらのシーケンスに沿う複数の位置において区切って、テンプレートに対する同期を調べるためにグルーピングを発生させることを試みる。これらのテンプレートの75％またはそれ以上をデータＤgと相関させる場合、ビットＤgと相関させるために現在使用されているｘの値が、ヘッダーワードサイズを表しているものと見做される。解析機能は、75％またはそれより大きい相関が達成されるまで、ｘの値の範囲を使用してビットＤgを探索する。
ヘッダーワードサイズｘを確立した後に、入力機能４２はコンピュータ４ｂのメモリ内に格納されているビットＤgのシーケンスを通して探索し、シーケンス内の何処に最初のフレーム記号が出現するかを決定する。換言すれば、機能４２はシーケンスに同期させることを試みる。これは、そのようにしなければ、シーケンスの早めのビットがデータＢには無関係のスプリアス雑音に対応しかねず、これはフレーム記号をビットＤgのシーケンスに沿って予測できないようにシフトさせ、デコーディング機能４４がシーケンスを正確にデコードすることはできないので必要である。機能４４は、これを、４つのヘッダーワードｈ1乃至ｈ4に対応するビットの４ビットテンプレートと、ビットＤ1乃至Ｄ11から始まるシーケンスとを相関させることによって行う。もしテンプレートの何れか１つが、予め選択された相関しきい値より多くのビットだけビットＤ1乃至Ｄ11と相関すれば、機能４２はビットＤ12乃至Ｄ22、Ｄ23乃至Ｄ33、及びＤ34乃至Ｄ44の連続グルーピングを、４つのヘッダーワードと相関させるように進む。もしこれら３つの各グルーピングが、ヘッダーワードの何れか１つと相関すれば、同期が発生したものと見做される。もし全てのテンプレートがしきい値より小さく、ビットＤ1乃至Ｄ11と相関していれば、機能４２はテンプレートとビットＤ2乃至Ｄ12との相関へ進み、その後同期が達成されるまでビットＤ13乃至Ｄ23、Ｄ24乃至Ｄ34、及びＤ35乃至Ｄ45、等々との相関へ進む。もしビットのシーケンスが破壊されていなければ、シーケンスは一定ビットグルーピングサイズ、即ち11ビットの隣接するデータワードに対応する。
次いで機能４２は、シーケンス内のビットＤgの残余を通してビットグルーピングサイズの繰り返しを調べ、プリセットされた同期しきい値よりも大きい頻度でフレーム記号が出現することを確認する。もしシーケンス内のビットＤkの後にフレーム記号がしきい値よりも小さい頻度で見出されれば、機能４２はこれを同期の欠如として識別する。これは、例えばデータの破壊か、またはシーケンスをトランシーバ８ａと８ｂとの間で通信する時にシーケンス内に付加的なビットを挿入したことによるビットスリップの何れか一方により生じたものであろう。もし機能４２が、ビットＤkの後にシーケンス内に同期の欠如が発生していることを推定すれば、機能４２はビットの４つのテンプレートを、ビットＤk-lとの相関から開始してＤk-l+11までシーケンスと相関させる（但し、パラメータｌハ予め選択された探索帯域であって、相関しきい値より多くのビットが相関されたか否かを決定するためにパラメータを決定する）。もしビットＤk-l乃至Ｄk-l+11が相関しなければ、機能４２は同期が達成されるまで、テンプレートをＤk-l+1至Ｄk-l-11と相関させる等々と進めて行く。もしビットＤk-l乃至Ｄk-l+10までに同期が達成されなければ、機能４２は相関を終わらせる。機能４２は、誤りメッセージを、モジュール６ｂのポートＰ４を介してトランシーバ８ｂへ出力するように予め構成しておくことができ、トランシーバ８ｂは、大部分のデータが破壊されているのでビットＤkから始まるデータＢの再送信が必要であることを知らせるメッセージをステーション２ａへ送信する。
ビットＤgのシーケンス内の最初のフレーム記号が識別されると、機能４２は次にビットＤgのシーケンスを調べ、それに値196または197のフレーム記号（リード・マラー（ＲＭ）エンコーディングがビットのシーケンスに適用されているか否かを指示している）が組み入れられているか否かを決定する。もしＲＭエンコーディングが適用されていれば、機能４２はビットＤgをデコードするためにトレリス（trellis）エンコーディングルーチンを適用する。もしＲＭエンコーディングが適用されていなければ、機能４２はビットＤgのシーケンスをデコードするための他のルーチンへ進む。これらのルーチンは、トレリスルーチンが呼出されている場合にはそれが終了した後に実行される。
トレリスデコーディングルーチンは従来技術として公知であり、“Trellis Decoding of Block Codes：A Practical Approach”ISBN 0-7923-9860-2 Honary and Markarian 1997に記載されている。
システム１内で遂行されるトレリスデコーディングを説明するために、図４にトレリスデコーディングルーチン全体を５０で示してある。ルーチン５０は、破線６０、６２、６４、６６内にそれぞれ含まれて示されている第１段、第２段、第３段、及び第４段を備えている。ルーチン５０は、ビットＤgに対応するリード・マラーエンコードされたデータワードを受信するための入力が組み込まれている。図４では、これらのデータワードはワードＨRMによって表されている。ワードＨRMは前記の式３内に定義されているが、ルーチン５０を説明する目的から各々はビット［ｑ16, ｑ15, ｑ14, ｑ13, ｑ12, ｑ11, ｑ10, ｑ9, ｑ8, ｑ7, ｑ6, ｑ5, ｑ4, ｑ3, ｑ2, ｑ1］によって表されている。ルーチン５０は、デコードされたデータを出力する出力Ｖを組み込んでおり、また楕円により表されている26のノード７０乃至７８を備え、図４に示すようにこれらのノードの間は矢印で表されているベクトル経路８０乃至８６により相互にリンクされている。ノード７０乃至７８、及びベクトル経路８０乃至８６は、実際には物理的に存在しないソフトウェア要素であるが、ルーチン５０の動作を説明するのに役立つ。各ベクトル経路８０乃至８６は、それらに関連する枝ベクトルを有している（例えば、枝ベクトル９２ａがベクトル経路８０ａに関連している）。
以下に、図４を参照してデータワードＨRMの１つをデコードするためのトレリスデコーディングルーチン５０の動作を説明する。ルーチン５０は、その第１段６０のノード７０においてワードＨRMを受信する。データ破壊の場合には、ビットｑ1乃至ｑ16の１つ以上が誤りになり得る。次にルーチン５０は、図４に示すノード７０からのベクトル経路８０に関連する枝ベクトル９２の対応するビットから、ワードＨRMのビットｑ16、ｑ15、ｑ14、ｑ13のユークリッド距離を計算する。次いでルーチン５０は、関連している枝ベクトルがビットｑ16、ｑ15、ｑ14、ｑ13から最小の関連ユークリッド距離値を有しているベクトル経路８０を選択する。これは、ベクトル８０によってリンクされているノード７２を識別する。このノード７２を第１参照ノードと呼ぶ。
次にルーチン５０は、第１参照ノード７２に関連するベクトル経路８２の枝ベクトル９４の対応するビットから、ビットｑ12、ｑ11、ｑ10、ｑ9のユークリッド距離を計算する。次いでビットｑ12、ｑ11、ｑ10、ｑ9からのユークリッド距離の最小関連値を有するベクトル経路８２がルーチン５０によって選択される。これは、ベクトル８２によってリンクされているノード７４を識別する。このノードを第２参照ノードと呼ぶ。次にルーチン５０は、第２参照ノードに関連するベクトル経路８４の枝ベクトル９６から、ビットｑ8、ｑ7、ｑ6、ｑ5のユークリッド距離を計算する。次いでビットｑ8、ｑ7、ｑ6、ｑ5からのユークリッド距離の最小関連値を有するベクトル経路８４がルーチン５０によって選択される。これは、ベクトル８４によってリンクされているノード７６を識別する。このノードを第３参照ノードと呼ぶ。最後にルーチン５０は、第３参照ノードに関連するベクトル経路８６の枝ベクトル９８から、ビットｑ4、ｑ3、ｑ2、ｑ1のユークリッド距離を計算する。次いでビットｑ4、ｑ3、ｑ2、ｑ1からのユークリッド距離の最小関連値を有するベクトル経路８６がルーチン５０によって選択される。これは、ベクトル８４によってリンクされているノード７８を識別する。このノードを第４参照ノードと呼ぶ。
次いで、ワードＨRMを解析する時にルーチン５０が辿るノード７０からノード７８までのベクトル経路８０、８２、８４、８６が、ワードＨRMのデコードされたバージョンに対応するワードを出力Ｖに生成するために使用される。
次に、トレリスデコーディングルーチンは、出力機能３２によってデータＢの各ワードに付加された５つのデータビットを調べ、ワードとの正しいパリティを検査する。パリティが正しくない場合のために、機能４２はＡＲＱメッセージをモジュール６ｂのポートＰ４を介してトランシーバ８ｂへ出力するように予め構成可能であり、トランシーバ８ｂはこのメッセージをトランシーバ８ａへ送信する。トランシーバ８ａは、このメッセージをモジュール６ａのポートＰ４を介してコンピュータ４ａへ送り、コンピュータ４ａは破壊したデータワードを、トランシーバ８ｂへ送信させるためにモジュール６ａのポートＰ４を介してトランシーバ８ａへ再送することによってメッセージに応答する。再送されたデータはトランシーバ８ｂからモジュール６ｂを通してコンピュータ４ｂへ渡される。
もしビットＤgのシーケンス中に呼出されていれば、トレリスデコーディングルーチンが完了した後に、またはトレリスデコーディングルーチンがビットＤgのシーケンス中に呼出されていなければ、機能４２における同期の検査の後に、機能４２はビットＤgのシーケンスから３セットのイメージヘッダー情報を抽出し、これらの情報のセットを比較してこれらの間の不一致を識別する。もし２つ以上のセットが互いに一致していれば、これらのセットを使用してビットＤgのシーケンスをデコードし、データＣを生成する。３つのセットの全てが互いに異なる場合のために、機能４２は誤りメッセージをモジュール６ｂのポートＰ４を介してトランシーバ８ｂへ出力し、大きいデータ破壊が発生したためにイメージヘッダー情報の再送信を要求するメッセージをステーション２ａへ送信させるように予め構成することができる。
もし２セット以上のヘッダー情報が互いに一致すれば、機能４２はこの情報を使用して、前述したようにデータＢ内に交互配置されている方形画素及びランレングス要素データ内の不一致、即ちビットＤgのシーケンス内のフレーム記号によって伝送される降順のサイズに関連する不一致を調べる。機能４２が不一致を識別した場合に備えて、機能４２はフレーム記号に関するデータを識別するメッセージをトランシーバ８ｂを介してステーション２ａへ送り、フレーム記号及び関連要素データの再送信を要求するように予め構成しておくことができる。
ビットＤgのシーケンスで伝送されたデータＢ内の不一致が機能４２によって訂正されると（例えば、破壊さた要素データの再送信を要求することによって）、機能４２はシーケンスの検査済みバージョン、即ちデータＢｖをデコーディング機能４４へ渡す。デコーディング機能４４は、それに作用して再構成されたイメージを生成する。機能４４は、ピクセルＲＱi,j,rの４ビット面アレイを導入し、これらは論理０値にプリセットされる。これにより、これらはデータＢｖ内にエンコードされているイメージ内に最も頻繁に出現するカラーにプリセットされたことになる。このカラーは、ピクセルＱi,j内で最も頻繁に出現するカラー値である様相カラーに対応する。次いで機能４４は、データＢｖ内に組み入れられている方形画素、水平ランレングス要素、及び垂直ランレングス要素データを翻訳し、それらがアドレスされた場合にピクセルＲＱi,j,rを論理１値にセットする。例えば、ＲＱa,b,1は、指標ａがＸ1,1乃至Ｘ1,1＋Ｔ1の範囲内にあり且つ指標ｂがＹ1,1乃至Ｙ1,1＋Ｔ1の範囲内にあるか、また指標ａがＸ2,1乃至Ｘ2,1＋Ｔ1の範囲にあり且つ指標ｂがＹ2,1乃至Ｙ2,1＋Ｔ1の範囲内にある場合に、表３の第１行内のデータによって論理１値にセットされる。
データＢｖをデコードするときには、デコードファンクション４４は、インターリーブファンクション３０により確立された順序付けされたエレメントインターリーブシーケンスを破壊するようなエラーをチェックし、例えば、各エレメントＳn,r、Ｓｈm,r、Ｓｖq,rの同一の連続する値がデータＢｖに生じるときに、エレメントＳn,r、Ｓｈm,r、Ｓｖq,rの下降する値の破壊及びそれらの各関連エレメントＹn,r、Ｙｈm,r、Ｙｖq,rの上昇する値の破壊をチェックする。エレメントＳn,r、Ｓｈm,r、Ｓｖq,rの値がデータＢｖにおいて順序ずれしている場合は、データＢｖのエラーが発生し勝ちとなる。エラーが検出されたときには、ファンクション４４は、２つの先行するエレメント及び２つの後続するエレメントを検査するように構成され、例えば、２つの先行エレメントＳn-2,r、Ｓn-1,r及び２つの後続エレメントＳn+1,r、Ｓn+2,rは、ファンクション４４がエレメントＳn,r値のエラーを検出したときに検査される。ファンクション４４は、あるエレメントと、それに関連した２つの先行エレメント及び２つの後続エレメントとの検査を行うことにより、信頼性ファクタＣfの値を計算する。このファクタＣfは、検査を開始する前に最初に値０にセットされる。このファクタＣfは、例えば、エレメントＳn,r、Ｓn+1,rのようなエレメントの隣接対を比較するときに、それに関連したアドレスエレメント値が正しくインターリーブされた順序にある場合に増加される。Ｃf＝３のときは、エレメントにおける１つ以上のエラーがファンクション４４により検出されている。ファクタＣfが値２以下であるときには、Ｓn,r、Ｓｈm,r、Ｓｖq,rのエレメント値及びそれに関連したアドレスエレメントＸn,r、Ｘｈm,r、Ｘｖq,r、Ｙn,r、Ｙｈm,r、Ｙｖq,rがデータＢｖから除去される。ファンクション４４は、各エレメントＳn,r、Ｓｈm,r、Ｓｖq,r及びそれに関連したアドレスエレメントに対して信頼ファクタを評価することによりデータＢｖを通して完全なエラーチェックを実行する。
ピクセルＲＱi,j,rを、それらがアドレスされるところの論理１の値にセットすることにより、データＢｖに組み込まれた方形映像、水平ラン長さ及び垂直ラン長さのエレメントデータを解読するときには、ファンクション４４は、いずれのピクセルＲＱi,j,rも２回以上セットされないことをチェックする。データＢｖをデコードするときにピクセルＲＱi,j,rが２回以上セットされた場合、これは、データのエラーを表わす。ピクセルＲＱi,j,rを多数回セットすることは、ダブルデコードと称する。
ファンクション４４は、ダブルデコードを検出するための修正ルーチンを組み込んでいる。データＢｖのデコード時に方形又はラン長さエレメントのダブルデコードが発生しようとするときには、それに関連したアドレスエレメントのいずれか一方又は両方、例えば、Ｘn,r、Ｙn,r或いはその映像又はラン長さエレメント値、例えば、Ｓn,rは、１つ以上の手前のデコードされた映像又はラン長さエレメントが劣化されておらず、それ故、ピクセルＲＱi,j,rを誤ってセットするように既に使用されている場合には、正しいものでない。ダブルデコードを生じる新たな劣化された映像又はラン長さエレメントが、ピクセルＲＱi,j,rを値１にセットすることによりまだデコードされていないと仮定すれば、ルーチンは、それに対応するピクセルの５０％未満がダブルデコード状態にならない場合はそれを変更せずにそれをデコードするように進み、さもなくば、ルーチンは、相関技術を使用し、最小限のダブルデコードしか生じなければ、新たなエレメントをデコードできるピクセルＲＱi,j,rのアレーの領域を見出す。相関技術は、新たなエレメントに関連したアドレスエレメント値を繰り返し変更し、そしてそれをデコードするように試みることを含み、これは、ピクセルＲＱi,j,rを一時的にテスト設定し、そしてピクセルＲＱi,j,rをテスト設定するときに生じるダブルデコードの発生を監視することにより行なわれる。相関を実行した後、新たなエレメントが最終的にピクセルＲＱi,j,rに対してデコードされ、これは、これらピクセルＲＱi,j,rを論理値１にセットすることにより最小量のダブルデコードを生じる。従って、相関ルーチンは、ダメージを受けたアドレスエレメントを修復して、それに関連した劣化した映像及びラン長さエレメントをピクセルＲＱi,j,rのアレーのより可能性のある領域に再配置するのに有効である。
方形映像及びラン長さエレメントデータが解読されそしてピクセルＲＱi,j,rがそれに応じて上記のようにセットされたときには、ファンクション４４は、ピクセルＲＰi,jの像アレーを導入し、これに対してステーション２ａへの像入力の再構成体が発生される。インデックスｉ及びｊの各組み合わせに対して、ピクセルＲＱi,j,1、ＲＱi,j,2、ＲＱi,j,3及びＲＱi,j,4がテーブル１のエントロピーエンコード関係を用いて解読され、これらピクセルに関連したインデックスｗの値ｗ0を決定する。このように決定された値ｗ0に対し、ピクセルＲＰi,jのカラー値は、これをエレメントＧw0に等式化し、即ちＲＰi,j＝Ｇw0とすることにより、データＢの像ヘッダ情報に含まれたエレメントＧzから決定される。インデックスｉ及びｊの全ての値に対してこれが行なわれたときには、コンピュータ４ｂのメモリにおけるピクセルＲＰi,jのアレーがコンピュータ４ａにおけるピクセルＱi,jのアレーの再構成体となる。
ピクセルＲＰi,jは、次いで、データ出力ファンクション４６に通され、該ファンクションは、それらをフォーマットして、コンピュータ４ｂのモニタスクリーンに表示するか、プリンタ１２ｂに出力するか又はモジュール６ｂのポートＰ１に接続された外部装置（図示せず）に適したデータＣを与える。
ピクセルＰi,jのアレーは、２０００ｘ２０００ピクセルより成るものとして上述したが、ステーション２ａに入力される像は、像フィールドを常に満たすものではない。この状態において、システム１は、インデックスｉ及びｊに対する縮小範囲、例えば、１０２４ｘ１０２４ピクセル又は５１２ｘ５１２ピクセルで動作するように再構成できる。これは、データＢにおけるデータワードのビット巾が１１ビットから減少され、従って、ステーション２間で送信されるべきデータが少なくなるという効果を与える。
システム１の別の実施形態では、データ出力ファンクション４６は、デスペックリングファンクション２４で行なわれるデスペックリングと同様にピクセルＲＰi,jの予め選択可能なデスペックリングを行うように構成され、即ちピクセルＲＰi,jは、出力データＣを与えるようにフォーマットされる前に、デスペックリングモード１、２及び３の少なくとも１つを受ける。デスペックリングは、ピクセルＲＰi,jの１つ以上の予め選択されたサブセットに適用することができ、即ちピクセルＲＰi,jのゾーンデスペックリングを行うことができる。受信したデータに適用されるデスペックリングは、ピクセルＲＰi,jに付加的なスペックルを生じた送信エラーから発生する像のダメージを少なくとも部分的に隠すことができるという効果を与える。
システム１の別の実施形態では、コンピュータ４ａ、４ｂは、受信したデータをデコードするときに、データ劣化（corruption）の発生後に受け取ったエレメントの比較的小さなグループに対応するデータを無視し、データ劣化の前に受け取ったデータに基づく像のおおよその描写を受け入れるように構成される。
システム１の別の実施形態では、画素エンコードファンクション２８は、ゾーンにおいてピクセルＱi,jで表わされた像を処理するように構成され、即ち像は、典型的に互いに異なる量の像情報を含むゾーンへと細分化される。エンコードファンクション２８がピクセルＱi,jをエンコードするときは、エンコードされるべきピクセルＢＱi,j,rがどのゾーンに関連するかに基づき限界Ｍu、Ｍj、Ｒu及びＲjが可変とされる。従って、これは、重要な情報を含むゾーンを、比較的重要性の低い情報を含むゾーンに比して、比較的高い解像度にエンコードできるという効果を与える。ゾーンに基づくエンコードは、比較的重要性の低い像情報を含むゾーンに対してデータ圧縮性を向上させ、そして他のゾーンにおける重要な情報が搬送される。例えば、周囲領域では、比較的僅かな情報しか含まない像は、Ｍj及びＲjが各々値１０及び５にセットされた状態で大まかにエンコードされ、一方、像の中心領域は、Ｍj及びＲjが各々値３及び１にセットされた状態でエンコードされる。
システム１の別の実施形態では、エンコードファンクション２６は、クラスタービットエンコードルーチンを実行して、テーブル１に与えられたエントロピー関係に対して別のマッピング関係を発生し、これは、各ピクセルＱi,jを４ビット平面アレーＢＱi,j,rにおける対応ピクセルへとマッピングするときに使用される。クラスタールーチンは、値１のイネーブルされた隣接ピクセルＢＱf,g,rの大きなグループが発生され、これは、方形エレメント抽出ルーチン及びラン長さ抽出ルーチンにより識別されたときに、テーブル１のエントロピー関係を用いてピクセルＱi,jをマップすることにより発生されるデータＢに比して、約１５％の大きなデータ圧縮を得られるデータＢに与えるという効果を発揮する。
クラスターエンコードルーチンは、エレメントＮe,fの二次元隣接カラーアレーを導入し、ここで、インデックスｅ及びｆは、１ないし１６の範囲であり、ピクセルＱi,jに記録されたカラー値に数値的に対応する。エレメントＮe,fは、値０にプリセットされる。次いで、ルーチンは、ピクセルＱi,jの全アレーを通して走査する。各ピクセルＱi,jごとに、ルーチンは、インデックスｅを、ピクセルＱi,jにおいて搬送される数値に等号化する。次いで、ルーチンは、ピクセルＱi,jに対する８つの隣接ピクセル、即ちピクセルＱi-1,j、Ｑi+1,j、Ｑi-1,j-1、Ｑi,j-1、Ｑi+1,j-1、Ｑi-1,j+1、Ｑi,j+1及びＱi+1,j+1における値を検査する。これら隣接ピクセルの各々に対し、ルーチンは、そこに搬送され数値をインデックスｆに等号化し、次いで、それによりインデックスされるエレメントＮe,fを増加する。従って、ルーチンは、異なるカラー値のピクセルＱi,jがピクセルＱi,jのアレー内で互いに隣接する頻度に関連したエレメントＮe,fにおける情報をコンパイルする。
次いで、ルーチンは、ピクセルＱi,jで搬送されたデータを４ビット平面アレーＢＱi,j,rの対応ピクセルへとマッピングするためのマッピング関係を発生する。このマッピングは、像において最も頻繁に発生するカラー値を有するピクセルＱi,jを、エントロピーエンコードについてはビット平面アレーにおける対応ピクセルＢＱi,j,rの論理０値としてエンコードするように構成される。このマッピングを発生するときには、ルーチンは、エレメントＮe,fのアレーを検査して、像において最も頻繁に一緒に発生するカラーの対をそこから決定し、これらは、カラー対と称する。次いで、ルーチンは、この対を、像におけるカラー対の発生頻度を減少するためにシーケンスへとコンパイルする。次いで、最も頻繁に発生するカラー対から始めて、各カラー対ごとにマッピングを構成し、カラー対の発生頻度が減少するにつれて、対応するビット平面ピクセルＢＱi,j,rを論理０から論理１へと次第にセットすることにより、そのカラー対のカラー値を有するピクセルＱi,jをエンコードする。更に、マッピングは、カラー対のカラー値を有するピクセルＱi,jをエンコードするときに、それらの対応するビット平面ピクセルＢＱi,j,rを、できるだけ少ないビット変化で互いに異なるようにセットし、これにより、方形及びラン長さルーチンで識別できる隣接ピクセルの大きなグループを与えるように構成される。同じカラー値のピクセルＱi,jに最も頻繁に隣接するカラー値を有するピクセルＱi,jの発生は、マッピング関係を発生するときにカラー対とはみなさない。次いで、ルーチンは、マッピング関係をピクセルＱi,jに適用して、それに対応するビット平面ピクセルＢＱi,j,rを発生する。
又、ルーチンは、エレメントＧzのアレーにおけるカラー対応性の別のシーケンスも発生し、これは、像ヘッダ情報において通信される。
クラスターエンコードルーチンのオペレーションについて、以下に一例として説明する。ある像では、最も頻繁に発生するカラーは、数値９に対応する。このカラー値のピクセルＱi,jは、それらを論理０値にセットすることにより、ビット平面アレーＢＱi,j,rにおける対応ピクセルへとエンコードされる。更に、像において互いに隣接するカラーの対は、隣接頻度の上昇順にテーブル４に示されている。
0004173918.tif 000008
ルーチンは、この例では、テーブル５に示すようなマッピング関係を発生する。このテーブルでは、各々のカラーを区別するピクセルＢＱi,j,rを示すために、カラー対が一緒に示されている。
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カラー値９を有するピクセルＱi,jは、最も頻繁に発生し、従って、それに対応するビット平面ピクセルＢＱi,j,rを値０にセットすることによりデフォールトカラーとして記録される。カラー値４を有するピクセルＱi,jは、カラー値５を有する最も頻繁な隣接ピクセルＱi,jを発生し、従って、カラー値４を有するピクセルＱi,jは、カラー値５を有するピクセルＱi,jに比して、対応ビット平面ピクセルＢＱi,j,rにおける１ビットの平面値変化のみによって表わされ、換言すれば、カラー値９を有するピクセルＱi,jは、ピクセルＢＱi,j,1＝０、ＢＱi,j,2＝０、ＢＱi,j,3＝０、ＢＱi,j,4＝０により表わされ、カラー値４を有するピクセルＱi,jは、ピクセルＢＱi,j,1＝０、ＢＱi,j,2＝０、ＢＱi,j,3＝０、ＢＱi,j,4＝１により表わされ、そしてカラー値５を有するピクセルＱi,jは、ピクセルＢＱi,j,3＝１を除いてカラー値４を有するものによって表わされる。従って、マッピングが表わす隣接ピクセルＱi,jは、そのカラー値が、対応ビット平面ピクセルＢＱi,j,rにおけるできるだけ僅かな変化によって一緒に頻繁に発生し、これにより、方形抽出及びラン長さ抽出ルーチンがシステム１を識別し、ひいては、そのデータ圧縮効率を改善するための大きな隣接ピクセルグループを形成する。
テーブル４の第２の欄におけるカラー値は、その後にデータをデコードして像を再構成するときに使用するためにエレメントＧzのアレーに記録される。
上述した本発明の実施形態では、システム１は、データＢにおける方形エレメント及びラン長さエレメントのシーケンスとして像をエンコードする。これらのエレメントは、ピクセルアレーＢＱi,j,r及びＲＱi,j,rが、ピクセルが均一に分布された二次元平面とみなされるときに、方形及び長さ形状を描写する対応するピクセルグループのためにこのような形状として見ることができ、これらの形状は、デジット分布とも称される。長方形のエレメントは、他の形式のエレメント形状に比して優れたモザイク特性を与える。システム１の別の実施形態では、論理値１の隣接ピクセルＢＱi,j,rの三角形、六角形、台形又は他の幾何学形状グループがエンコードファンクション２８によって識別され、そしてデータＢに画素として記録される。この実施形態では、像がゾーンに区分化され、これらゾーンは、各ゾーンに適した予め選択された形式の幾何学的グループ形状を使用してエンコードされる。更に、異なる幾何学的グループ形状の組み合わせを予め選択して、特に効率的なデータ圧縮を達成することもできる。更に、幾何学的グループ形状の組み合わせは、像の情報内容がこの実施形態へ入力された後にそれに応答して自動的に選択することができる。この実施形態では、直角三角形のエレメントグループの使用は、３つのパラメータ、即ち位置、サイズ及び向きによりそれらを効率的に記述できるという効果を与える。
上記システム１は、例えば、赤、緑、青及び黄色のカラーを使用して、黒から白まで１６色の像を通信する。システム１の別の実施形態では、灰色特性の像を通信することもできる。これは、この実施形態では、アレーＦy及びＧzのサイズを増加し、そしてピクセルＰi,jにおける値の範囲を、像における灰色の陰影に対応するように指定することにより達成される。更に、ビット平面アレーの数を増加することもでき、即ちインデックスｒは値４より大きくてもよく、テーブル１に示されたエントロピーエンコードは、更に多数の形状及びカラーを受け入れるように再定義することができる。このようなカラーの描写は、公知技術では受け入れられず、例えば、公知のＳＥＡ−ＲＬエンコードは、白黒像の通信しかサポートしない。
システム１の別の実施形態では、アレーＦy及びＧzは、黒、白及び灰色の陰影特性しかビット平面アレーＢＱi,j,rにエンコードされないように像をエンコードする構成にされる。システム１は、白黒特性しか含まない像を通信するように構成されたときには、単一ビット平面アレーを含むように簡単化でき、ここから、隣接ピクセルのグループが方形エレメント及びラン長さエレメントルーチンにより識別され、エンコードされた出力データが発生される。
システム１の別の実施形態では、エンコーダ及びデコーダ推定（ＰＥＳＴ）ルーチンが、各々、画素エンコードファンクション２８及びデコードファンクション４４に組み込まれる。エンコーダ推定ルーチンは、方形画素ルーチンの完了後であって且つ上記のラン長さ抽出ルーチンの実行前に、ある段において作用するように構成される。この段では、イネーブルされたピクセルＢＱi,j,rは、ピクセルＱi,jで表わされた像の特徴部の隅に関連した位置にある多数の分離したピクセルを組み込んだ残留像に対応する。これらの分離したエレメントは、エンコードにとって効率的でない。ＰＥＳＴルーチンは、インデックスｒの各値に対しエレメントＸn,r、Ｙn,r及びＳn,rで表示されたピクセルＢＱi,j,rのアレーから抽出された当接する方形エレメントグループ間の内側の隅においてピクセルの発生を順次に推定し、そしてこれを、ピクセルＢＱij,rのアレーに残留する残りの像に相関させて、推定パラメータを発生するように構成される。デコーダ推定ルーチンは、この推定パラメータに基づき、ピクセルＲＱij,rのアレーに記録された特徴部の内側の隅にイネーブルされたピクセルを挿入するように構成される。エンコーダ推定ルーチンにより発生されたパラメータは、テーブル２に示されたフレーム記号１６０ないし１７９によりデータＢにおいて搬送される。推定ルーチンは、推定パラメータにより効率的に搬送される像の冗長性を使用することによりデータＢにおけるデータ圧縮性を増大するという効果を奏する。
２つのピクセルグループは、１つのグループにおける少なくとも１つのグループが有するインデックスｉ、ｊがこれらインデックスｉ、ｊのいずれか又は両方における１つのカウントだけ他のグループにおけるピクセルのインデックスと異なるときに、互いに当接するとして定義され、そして互いに隣接するとも称される。
エンコーダ推定ルーチンは、インデックスｒの各値に対しエレメントＸn,r、Ｙn,r及びＳn,rのアレーに順次作用する。該ルーチンは、ピクセルＢＱi,j,rのグループが互いに当接して内側隅の特徴部を形成する場所を識別し、次いで、これらの特徴部におそらく存在する予め選択された推定パラメータに基づいてピクセルを推定する。この推定パラメータは、これらの特徴部に適用される丸めの程度に関連する。次いで、上記の方形画素抽出ルーチンの完了後にピクセルＢＱi,j,rのアレーに残っている残留像との相関を実行し、推定ピクセルが残留ピクセルに相関する精度を決定する。相関が予め選択されたスレッシュホールドより大きい場合には、ルーチンは、推定パラメータをデータＢの像ヘッダ情報に組み込み、そしてピクセルＢＱi,j,rのアレーに残っているピクセルであってそれらの論理値を切り換えることにより推定パラメータから推定できるピクセルを変更することにより、終了となる。
推定がスレッシュホールドより小さい場合には、推定パラメータは、より大きな丸めを与えるように増加され、次いで、最良の推定が得られるまでルーチンが繰り返される。最良の推定が得られたときには、ルーチンは、推定パラメータをデータＢの像ヘッダ情報に組み込み、そしてピクセルＢＱi,j,rのアレーに残っているピクセルであってそれらの論理値を切り換えることにより推定パラメータから推定できるピクセルを変更することにより、終了となる。全ての相関がスレッシュホールドより小さい場合には、推定が断念され、推定パラメータはデータＢに組み込まれない。スレッシュホールドは、方形エレメント及びラン長さ抽出ルーチンのみを実行することにより像をエンコードするのに比して、推定パラメータを含ませそして推定パラメータを用いて推定できるピクセルの論理値を切り換えることとの組み合わせにおいて方形及びラン長さ抽出ルーチンを実行することによって像をエンコードすることにより、データＢにおいて高いデータ圧縮が達成できるかどうかに関連している。
デコーダ推定ルーチンは、像ヘッダ情報で搬送される推定パラメータを受け取り、そしてエンコーダ推定ルーチンと同様に、内側隅の特徴部に対するピクセルを発生するように構成される。次いで、これらをピクセルＲＱi,j,rに追加し、これは、その後、像を再構成するときにデコードされ、使用される。推定パラメータから発生されたピクセルは、排他的オア論理加算を実行することによりピクセルＲＱi,j,rに加算される。システム１にＰＥＳＴを組み込むと、実際に、ＰＥＳＴなしで動作するシステムに１に比して、ある形式の像に対し２０％に近い高いデータ圧縮を与えることが分かった。
システム１の別の実施形態では、図１のスキャナ１０ａ、１０ｂが遠隔監視の目的でカメラに置き換えられる。
システム１の更に別の実施形態では、無線トランシーバ８ａ、８ｂが、例えば、インターネットに使用される光ファイバネットワークを通して通信するために、光学的トランシーバに置き換えられる。
ここでは、説明上デジットとも称するビット平面ピクセルＢＱi,j,rは、本発明の別の実施形態において論理０及び論理１以外の値を有するように構成されてもよい。
本発明の更に別の実施形態では、デコードファンクション４４は、データ劣化により生じるピクセルＲＰi,jの異彩な欠陥を識別する。このような欠陥は、データが写真像に対応するときに、例えば、隣接ピクセルＲＰi,jの分離した長方形グループのように見えるので、アーティファクトとして知られている。実際に、写真像は、垂直に整列したまっすぐなエッジを稀に含む。
アーティファクトは、ビットＤにおける方形又はラン長さアドレスエレメントが、他のアドレスエレメントを模擬するために歪んだときに生じるが、正しいインターリーブシーケンスを維持し、従って、デコードファンクション４４により、ダブルデコードされたものとして識別されず、これらアーティファクトは、黒のアーティファクトとして知られている。又、アーティファクトは、エレメントグループがビットＤにおいて正しくインターリーブされた順序になくそしてピクセルＲＱi,j,rに値を指定するときにデコードファンクション４４により無視されたときにも生じ、これらのアーティファクトは、白のアーティファクトとして知られている。実際に、白のアーティファクトは、黒のアーティファクトより更に一般的である。
黒のアーティファクトは、データＣから形成されたピクセル化像において、第１カラーの方形ピクセルグループに、その第１カラーとは異なる第２カラーのピクセルが境を接したものとしてしばしば確認できる。更に別の実施形態では、ファンクション４４が拡張カーネルルーチンを組み込んでおり、これは、ピクセルＲＰ2,2から系統的なサーチを実行して、それに隣接する第１カラー値の各ピクセルＲＰi,jをそこから作用するシードピクセルとして取り出す。各シードピクセルに対する周囲の隣接ピクセルＲＰi,jがピクセルのカーネルを形成する。ピクセルの各カーネルに対し、第１カラー値のピクセルＲＰi,jの数及び第２カラー値のピクセルＲＰi,jの数をカウントするようにルーチンが構成される。確認されるべき黒のアーティファクトに対し、カーネル内のピクセルの少なくとも第１の割合は、第１カラー値でなければならず、そしてカーネルを取り巻くピクセルの少なくとも第２の割合は、第２のカラー値でなければならない。各カーネルに対して黒のアーティファクトが確認されない場合には、カーネルのサイズが拡張される。例えば、シードピクセルがＲＰα0,β0であって、α０及びβ０がインデックスである場合には、ルーチンによりチェックされる第１カーネルがピクセルＲＰα1,β1を含む。但し、インデックスα１は、α０−１ないしα０＋１の範囲であり、そしてインデックスβ１は、β０−１ないしβ０＋１の範囲である。チェックされる第２の拡張されたカーネルは、ピクセルＲＰα2,β2を含み、ここで、インデックスα２は、α０−２ないしα０＋２の範囲であり、そしてインデックスβ２は、β０−２ないしβ０＋２の範囲であり、等々となる。ルーチンは、含まれた第１カラー値のピクセルＲＰi,jの数がｔ（２ｋ−１）2より小さいときに黒のアーティファクトに対する各カーネルチェックの拡張を停止する。但し、ｋは、カーネルが拡張された回数であり、そしてｔは、スレッシュホールドパラメータである。黒のアーティファクトは、次の場合に、ルーチンにより拡張される。
（ｉ）ｋ番目のカーネルにおける第２カラーのピクセルＲＰi,jの数が８ｔｋ以上である場合、及び
（ii）第１カラーのピクセルの数がｔ（２ｋ−１）2以上である場合。
黒のアーティファクトがルーチンにより識別されたときには、それに対応するサイズエレメント及びアドレスエレメントが、出力像の発生に寄与しないようにアレーｊaに記録される。
ルーチンは、例えば、システム１のユーザにより指定された種々の第１及び第２のカラーに対して繰り返すことができ、ルーチンにより使用される上記の第１及び第２のカラーは、例えば、各々黒及び白である。更に、第１及び第２の割合は、像の内容に基づいてユーザにより選択することができ、実際に、第１及び第２の割合は、通常、８５％にセットされる。
パラメータｔは、アーティファクトの除去と、ピクセルＲＰi,jに組み込まれた非劣化特徴部の偽認識との間の最良の妥協を得るように設定できる。
本発明の更に別の実施形態では、デコードファンクション４４が白のアーティファクトの識別ルーチンを含み、これは、ピクセルＲＰi,jのアレーをサーチして、互いに異なるカラー値の隣接ピクセル間の境界がどこに生じるかを識別するように構成され、ルーチンによりサーチされる境界は、ピクセルＲＰi,jから発生された像における規則的な幾何学形状に等しい。実際に、多くの像は、規則的な幾何学形状である特徴部を含まないことがしばしばであり、例えば、人間の顔の像は、通常、連続的にカーブした特徴部を有する。ピクセルＲＰi,jから発生された像が９０°の隅の特徴部を含む場合には、これらの特徴部は、潜在的に、白のアーティファクトを表わす。
ルーチンは、隣接ピクセル値の１つ以上のテンプレートをピクセルＲＰi,jのアレーと相関させるように構成され、テンプレートは、例えば、種々の異なる角度方向に隅の特徴部の選択肢を含む。少なくとも１つのテンプレートとピクセルＲＰi,jの選択されたグループとの相関が生じる場合には、ルーチンは、これを潜在的な白のアーティファクトを表わすものとして記録する。次いで、ルーチンは、相関が生じたピクセル付近の周囲ピクセルＲＰi,jの周りをサーチして、他のテンプレートと周囲のピクセルとの相関が達成できるかどうか調査する。相関するテンプレートの数が所定の限界を越える場合には、ルーチンは、テンプレートと相関するピクセルを、白いアーティファクトを形成するものとして識別し、そしてそれらをアーティファクトデータとしてアレーＬaに記録し、これは、ピクセルＲＰi,jから像を再生するときには使用されない。
アレーＬaに収集されたアーティファクトデータは、ピクセルＲＰi,jのアレーと相関するために後でデコードファンクション４４に使用され、白のアーティファクトが含まれる位置を見出して、データ劣化から生じる欠陥を少なくとも部分的に修正することができる。
本発明の更に別の実施形態では、リード−ミューラエンコード方法以外の他の形式の付加的なエンコード方法、例えばリード−ソロモンエンコード方法を使用することができる。更に、データＢへとエンコードされた大きな方形及びラン長さエレメントに関連した制御情報を更に頻繁に挿入して、データ劣化に対するデータＢの耐性を高めることもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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