発明技術開発の概要

（１）Ｇ３ファクシミリ高速化かつ国際標準化の要の技術：冗長度抑圧符号化方式

　Ｇ３ファクシミリ開発の伝送面における最大の課題である冗長度抑圧符号化方式は、デジタル化、状態識別そして符号化のステップからなる。

　「デジタル化」では、画面の濃淡を白黒２値の画素のデジタル信号に変換する。主走査方向の解像度は、Ａ４判では、1728画素／210mmである。副走査方向は、標準モードが3.85ライン/mm、高品質モードが7.7ライン/mmである。Ａ４判原稿の画素数は、CCITTテストチャートの磁気テープの場合、高品質モードでは2376ラインなので、1728x2376＝410万画素である。1画素１ビットで表現できるので、情報源は410万ビットとなる。「状態識別」は、デジタル画素の集合を発生頻度に偏りのある、つまり情報理論でいうところのエントロピーの低い集合体に識別するステップである。「符号化」は、各状態に、「１」、「０」のビットの組み合わせによる符号を割り当てるステップである。

　以上のことから、冗長度抑圧符号化方式の最大のポイントは、エントロピーの低い状態識別法の発見である。ちなみに、標準モードでは情報源は約200万ビットで、Ｇ３ファクシミリのモデムの標準速度4800ビットで伝送すると約7分を要する。つまり、1分で伝送するためには、データ量を７分の１つまり圧縮比７を実現する必要がある。

　Ｇ３ファクシミリ向けの冗長度抑圧符号化方式は、走査線間の相関の利用の仕方により、１次元符号化、２次元一括符号化方式、２次元逐次符号化方式に分類される。

　1975年11月のCCITTの会合で「1次元方式を基本方式とし、2次元方式はオプションとして継続検討する」で合意され、第７会期直前の1976年11月会合で基本方式の1次元方式の国際標準にＭＨ方式が決まり、第7会期の最大の課題はオプションの2次元方式の国際標準化であった。ここでは、最終的に2次元方式の国際標準化の方式となった２次元逐次符号化方式の技術概要について述べる。

（2）日本提案のREAD方式をベースに2次元方式の国際標準化が成功

　まず国際的な評価試験の結果最も優れた方式とされた日本提案のREAD方式の元になったＲＡＣ方式とEDIC方式の原理を簡単に説明する。ＲＡＣ方式は、図5(1)の現走査線上の変換点Qの位置を符号化するにあたって、参照点Ｐ１とＰ２を決める。Ｐ１はQの直前の変化点で、Ｐ２は前走査線上のP1より右にあるQと同一の変化方向の変化点とする。ここで、相対距離ℓとｄを求め、符号化ビット数の少ないほうを基準点として符号化する。

　特徴的なのは、ｄ＝０の状態の発生頻度が全体の５割近く、ｄ=±１を含めると75～80％と大きな偏りがあることである。この状態を１～３ビットで符号化することにより、2次元一括符号化方式よりも高い圧縮比を得ることができる。

　EDIC方式は図5(2)で前走査線と現走査線上の変化点を2個ずつペアにした状態として識別する。2個のうち、一つが前走査線上、もう一つが現走査線にある状態をＳ１とし、2個とも前走査線上にある状態をＳ２とし、2個とも現走査線上にある状態をＳ３とする。Ｓ１は、境界が上から下につながっている状態、Ｓ２は、境界が上に折り返している状態、Ｓ３は境界が下に折り返している状態ともいえる。Ｓ１では２つの変化点の位置の差分ｄを符号化し、Ｓ２ではその存在を、Ｓ３は2個のＲＬ、ℓ1とℓ2を符号化する。

　日本統一方式のREAD方式は図6で、現走査線上のa1と前走査線上の点b1の位置の差分ｄを符号化する状態を垂直モードとする。EDIC方式における状態Ｓ２をパスモードとし、現走査線上の、連続する２点をℓ1とℓ2でＲＬ符号化する状態を水平モードとする。国際標準となったＭＲ方式では、READ方式における垂直モードの差分dをアルゴリズムの簡易化の観点から±3以内に限定している。

　2次元方式は１次元方式のオプションと位置づけられ、必ずしも実装する必要はなかったが、その後のＧ３ファクシミリの多くは伝送速度の速い２次元方式も備え、ユーザーの多くも2次元方式を優先的に使用している。2次元方式が「招かれざる客」から「主客」の地位におさまった感が強い。

図5　RAC方式とEDIC方式

図6　READ方式とMR方式