JP7345831B2 - Information processing device, information processing method and program - Google Patents

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Description

本発明は、データの圧縮及び展開に関する。 The present invention relates to data compression and decompression.

インターネットで利用される公衆通信網、及び機器間の無線通信回線などでは、大量のデータを高速且つ効率的に送受信するために何らかのデータ圧縮アルゴリズムが利用されている。Dudaが提案したストリーム型の非対称数系(Asymmetric Numeral Systems、以下ではANSと表記する)は、そのようなデータ圧縮アルゴリズムに利用可能な符号化手法のひとつであり(非特許文献1参照)、アップル インコーポレイテッド社によってデータ圧縮アルゴリズムに採用され、オープンソースの形で実用化されている。 2. Description of the Related Art In public communication networks used on the Internet and wireless communication lines between devices, some kind of data compression algorithm is used to transmit and receive large amounts of data at high speed and efficiently. The stream-type Asymmetric Numeral Systems (hereinafter referred to as ANS) proposed by Duda is one of the encoding methods that can be used for such data compression algorithms (see Non-Patent Document 1), and has been developed by Apple. It has been adopted by Incorporated as a data compression algorithm and is being put into practical use in open source form.

Jarek Juda、"Asymmetric numeral systems"、arXiv:0902.0271v5 [cs.IT]、2009年5月21日Jarek Juda, "Asymmetric numerical systems", arXiv:0902.0271v5 [cs.IT], May 21, 2009 Hidetoshi Yokoo、"On the stationary distribution of asymmetric binary systems"、2016 IEEE International Symposium on Information Theory、2016年7月、pp. 11-15Hidetoshi Yokoo, "On the stationary distribution of asymmetric binary systems", 2016 IEEE International Symposium on Information Theory, July 2016, pp. 11-15 Marston Morse et al.、"Symbolic dynamics II. Sturmian trajectories"、American Journal of Mathematics、Johns Hopkins University Press、1940年、第62巻第1号、pp. 1-42Marston Morse et al., "Symbolic dynamics II. Sturmian trajectories", American Journal of Mathematics, Johns Hopkins University Press, 1940, Vol. 62, No. 1, pp. 1-42. Henry John Stephen Smith、"Note on continued fractions"、Messenger of Mathematics、Macmillan and Co.、1876年、第6巻、pp. 1-14Henry John Stephen Smith, "Note on continued fractions", Messenger of Mathematics, Macmillan and Co., 1876, vol. 6, pp. 1-14.

ANSの最も簡単な形である非対称2進数系(Asymmetric Binary Systems、以下ではABSと表記する)を用いたデータストリーム圧縮アルゴリズムが正常に機能することができるとき、このABSを用いた符号化は既約マルコフ連鎖で表現可能である。 When a data stream compression algorithm using Asymmetric Binary Systems (hereinafter referred to as ABS), which is the simplest form of ANS, can function properly, encoding using ABS is already possible. It can be expressed as a Markov chain.

しかしながら、既約マルコフ連鎖で表現可能なABSを用いても、符号化が妥当に行われない場合がなお生じ得ることが指摘されている(非特許文献2参照)。 However, it has been pointed out that even if ABS that can be expressed by an irreducible Markov chain is used, there may still be cases where encoding is not performed properly (see Non-Patent Document 2).

このような課題に鑑みてなされた本発明によって、ABSによるアルゴリズムを用いた高速で効率的なデータストリームの圧縮をより安定的に実行する情報処理装置等が提供される。 The present invention, which has been made in view of such problems, provides an information processing device and the like that more stably executes high-speed and efficient data stream compression using an ABS algorithm.

本発明の一態様に係る情報処理装置は、圧縮処理の対象であるバイナリデータストリームが含む二値のうち一方の値の出現率p(0<p<1)に基づくABS(Asymmetric Binary Systems)によるデータ圧縮方法を実行する演算回路を備え、前記演算回路において、
前記出現率pとしては無理数が用いられ、前記二値の一方に関する力学系である第一力学系及び前記二値の他方に関する力学系である第二力学系のそれぞれにおける不動点の個数が同時に1を超えず、かつ、同時に0をとらない
An information processing device according to one embodiment of the present invention uses ABS (Asymmetric Binary Systems) based on the appearance rate p (0<p<1) of one of two values included in a binary data stream that is a target of compression processing. comprising an arithmetic circuit that executes a data compression method, in the arithmetic circuit,
An irrational number is used as the appearance rate p, and the number of fixed points in each of the first dynamical system, which is a dynamical system regarding one of the two values, and the second dynamical system, which is a dynamical system regarding the other of the two values, is at the same time. Do not exceed 1 and do not take 0 at the same time .

また、本発明の他の一態様に係る情報処理装置は、上記の前記データ圧縮方法を用いて圧縮された圧縮後データのバイナリデータストリームのABSによるデータ展開方法を実行する演算回路を備え、前記演算回路が実行する前記ABSによるデータ展開方法では、実行された前記データ圧縮方法で用いられた出現率pが用いられ、前記第一力学系及び前記第二力学系のそれぞれにおける不動点の個数は、実行された前記データ圧縮方法での個数である。 Further, an information processing apparatus according to another aspect of the present invention includes an arithmetic circuit that executes a data expansion method using ABS of a binary data stream of compressed data compressed using the data compression method described above, In the ABS data expansion method executed by the arithmetic circuit, the appearance rate p used in the executed data compression method is used, and the number of fixed points in each of the first dynamical system and the second dynamical system is , is the number of data compression methods executed.

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、又はコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 Note that these comprehensive or specific aspects may be realized by a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable recording medium such as a CD-ROM, and may be implemented by a device, a system, a method, an integrated circuit , may be realized by any combination of a computer program and a recording medium.

本発明に係る情報処理装置等は、ABSによるアルゴリズムを用いてのデータストリームの圧縮を、実用面から見て妥当な実行がより安定的に可能である。 The information processing apparatus and the like according to the present invention can more stably compress a data stream using an ABS algorithm, which is reasonable from a practical standpoint.

図1は、本発明において用いられる定義に基づく既約である自然数及び既約でない自然数の例を示す表である。FIG. 1 is a table showing examples of irreducible natural numbers and non-irreducible natural numbers based on the definitions used in the present invention. 図2は、ABSに基づく復号化関数の簡約表の一例である。FIG. 2 is an example of a simplified table of a decoding function based on ABS. 図3は、ABSに基づく符号化関数の簡約表の一例である。FIG. 3 is an example of a simplified table of encoding functions based on ABS. 図4は、ストリーム型ABSによる符号化の進行過程の例を示す。FIG. 4 shows an example of the progress of encoding using stream type ABS. 図5は、ストリーム型ABSによる復号化の進行過程の例を示す。FIG. 5 shows an example of the progress of decoding using stream-type ABS. 図6は、実施形態に係る情報処理装置が備える演算回路の機能的構成の一例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of an arithmetic circuit included in the information processing device according to the embodiment. 図7は、実施の形態に係る情報処理装置の動作手順の一例を示すフロー図である。FIG. 7 is a flow diagram illustrating an example of the operation procedure of the information processing apparatus according to the embodiment. 図8は、実施の形態に係る情報処理装置の動作手順の他の例を示すフロー図である。FIG. 8 is a flow diagram illustrating another example of the operation procedure of the information processing apparatus according to the embodiment.

(1.本発明の基礎となった知見)
非特許文献2の指摘によると、ABSの状態集合に含まれる状態の個数を定める自然数を状態パラメータlとし、ABSによるアルゴリズムへの入力である、圧縮対象であるバイナリデータストリームの二値のうちの一方の出現率をp(0<p<1)とした場合、非特許文献1にはl及びpの与え方の原理が示されていない。また、ABSのデータ圧縮アルゴリズムが正常に機能しない状況を招き得るpとlとが存在する。特にp=1/2の近傍の場合、ABSの状態集合に関してのマルコフ連鎖が既約であるとしても、lとして非常に大きな値を与える必要があり、実用面から見て妥当な符号化を実行することができない状況に陥る。例えば、通信データストリームの圧縮及び展開に用いられているデータ圧縮アルゴリズムでこのような状況が発生すれば、計算負荷の大きさのために送信側での符号化及び受信側での復号に要する時間は長期化する、又は計算資源が不足して計算不能となる。その結果、データ圧縮の本来の目的である高速で効率的な通信の実現が妨げられる。圧縮対象であるデータストリームの量に適応しつつ、これらのような望ましくない状況を避けることができるp及びlは、ユーザの経験則によって見つけられるのが従来の手法である。
(1. Knowledge forming the basis of the present invention)
According to Non-Patent Document 2, the state parameter l is a natural number that determines the number of states included in the ABS state set, and one of the two values of the binary data stream to be compressed, which is input to the ABS algorithm, is When one of the occurrence rates is p (0<p<1), Non-Patent Document 1 does not show the principle of how to give l and p. Furthermore, there are p and l that can lead to a situation in which the ABS data compression algorithm does not function properly. In particular, in the vicinity of p = 1/2, even if the Markov chain with respect to the ABS state set is irreducible, it is necessary to give a very large value for l, and from a practical point of view, reasonable encoding can be performed. I find myself in a situation where I can't do anything. For example, if such a situation occurs in a data compression algorithm used to compress and decompress a communication data stream, the amount of time required for encoding at the transmitter and decoding at the receiver will be reduced due to the large computational load. may take a long time or become impossible to calculate due to a lack of computational resources. As a result, achieving high-speed and efficient communication, which is the original purpose of data compression, is hindered. Traditionally, p and l can be found by user heuristics to avoid such undesirable situations while adapting to the amount of data stream to be compressed.

本発明者は、出現率p及び状態パラメータlに関して、ABSのアルゴリズムが正常に機能し、妥当なデータ圧縮の実行を可能にするための必要十分条件を見出した。この条件を満たす出現率p及び状態パラメータlを用いることで、ABSの圧縮アルゴリズムによるストリームデータの正常な圧縮(符号化)、また展開(復号)が安定的に実行される。この必要十分条件は、次のように表現することができる。 The present inventor has found necessary and sufficient conditions for the occurrence rate p and the state parameter l to allow the ABS algorithm to function normally and to perform appropriate data compression. By using the appearance rate p and the state parameter l that satisfy this condition, normal compression (encoding) and expansion (decoding) of stream data by the ABS compression algorithm are stably executed. This necessary and sufficient condition can be expressed as follows.

(1)出現率p(0<p<1)が無理数であり、且つ、(2)二値のそれぞれに関する力学系における不動点の個数が同時に1を超えない、つまり二つの力学系それぞれにおける不動点の個数が、0若しくは1であるか、又は一方が2以上であっても他方が0である。 (1) The occurrence rate p (0<p<1) is an irrational number, and (2) the number of fixed points in the dynamical system for each binary value does not exceed 1 at the same time, that is, in each of the two dynamical systems. The number of fixed points is 0 or 1, or even if one is 2 or more, the other is 0.

ただし、状態パラメータlについては上記の条件の記載に直接は表現されておらず、出現率pとの関係において(2)を成立させるものとして定め得る。以下、この条件について詳述する。 However, the state parameter l is not directly expressed in the description of the above conditions, and can be defined as satisfying (2) in relation to the appearance rate p. This condition will be explained in detail below.

[1-1.出現率p及び状態パラメータl]
圧縮対象であるバイナリデータストリームの入力を受けるABS(以下、ストリーム型ABSとも称する)によるアルゴリズムについて、状態の有限集合Jが次に示す式1で定義される。
[1-1. appearance rate p and state parameter l]
Regarding an algorithm based on an ABS (hereinafter also referred to as a stream-type ABS) that receives input of a binary data stream to be compressed, a finite set of states J l is defined by Equation 1 shown below.

={l,l+1,・・・,2l-1} ...(式1) J l ={l,l+1,...,2l-1}...(Formula 1)

ここでlは自然数全体がなす集合の元である。集合Jは、自然数lが与えられることで定まり、区間Jとも称する。ここで、本願における既約という表現で意味するところについて定義する。 Here l is an element of the set of all natural numbers. The set J l is determined by giving a natural number l, and is also referred to as an interval J l . Here, we will define what is meant by the expression irreducible in this application.

(定義1)区間Jを有するストリーム型ABSによる符号化が既約有限状態マルコフ連鎖で表現されるとき、区間Jは既約であると呼ばれる。また、区間Jが既約であるとき、自然数lを既約であるといい、さらに、ストリーム型ABSを既約であるともいう。 (Definition 1) When encoding by stream-type ABS having an interval J l is expressed by an irreducible finite state Markov chain, the interval J l is said to be irreducible. Further, when the interval J l is irreducible, the natural number l is said to be irreducible, and furthermore, the stream type ABS is also said to be irreducible.

例えば、出現率pをp=1/βとする。ここでβ=(1+√5)/2は黄金平均である。このとき、いくつかの自然数lについて上記の定義に照らして既約であるか否かを図1に示す。図1はこの定義に基づく既約である自然数及び既約でない自然数の例を示す表であり、上欄の自然数lが既約であれば、その下欄にチェックが記入されている。 For example, let the appearance rate p be p=1/β. Here, β=(1+√5)/2 is the golden mean. At this time, FIG. 1 shows whether some natural numbers l are irreducible in light of the above definition. FIG. 1 is a table showing examples of natural numbers that are irreducible and natural numbers that are not irreducible based on this definition, and if a natural number l in the upper column is irreducible, a check is written in the column below it.

また、ストリーム型ABSが既約であるための条件として従来提示されている条件(以下、第一既約条件と称する)の定義を示す。 In addition, a definition of a condition (hereinafter referred to as a first irreducible condition) that has been conventionally presented as a condition for stream type ABS to be irreducible is shown.

(定義2)出現率pと、区間Jを定める自然数lとが与えられたときに、次に示す式2が満たされることを第一既約条件と称する。 (Definition 2) When the appearance rate p and the natural number l that defines the interval Jl are given, the condition that Equation 2 shown below is satisfied is called the first irreducible condition.

Figure 0007345831000001
Figure 0007345831000001

なお、

Figure 0007345831000002
は実数αの整数部分、つまりαを超えない最大の整数(床関数)である。以下ではこの床関数の表記と、実数α以上の最小の整数(天井関数)を表す
Figure 0007345831000003
の表記も用いる。 In addition,
Figure 0007345831000002
is the integer part of the real number α, that is, the largest integer not exceeding α (floor function). Below, we will express the notation of this floor function and the smallest integer greater than or equal to the real number α (ceiling function).
Figure 0007345831000003
The notation is also used.

表1に示す既約なlはいずれも第一既約条件を満たす。しかしながら、第一既約条件は、ストリーム型ABSが既約であるための必要条件ではあるが十分条件ではない。このことについて非特許文献2では、ストリーム型ABSによる符号化に対して、既約な区間Jを与える出現率pと自然数lとを特徴付けることが公開問題として提唱されている。 All irreducible l shown in Table 1 satisfy the first irreducible condition. However, although the first irreducible condition is a necessary condition for stream-type ABS to be irreducible, it is not a sufficient condition. Regarding this, Non-Patent Document 2 proposes as an open problem to characterize the occurrence rate p and natural number l that give an irreducible interval J l for encoding by stream-type ABS.

本発明者は、この問題に対し以下の解答を提示する。 The inventor presents the following answer to this problem.

まず、

Figure 0007345831000004
但しs=0,1と定める。ここで、
Figure 0007345831000005
及び
Figure 0007345831000006
である。 first,
Figure 0007345831000004
However, it is set as s=0,1. here,
Figure 0007345831000005
as well as
Figure 0007345831000006
It is.

また、

Figure 0007345831000007
は、区間[0,1]に属する無理数全体がなす集合を表す。 Also,
Figure 0007345831000007
represents the set of all irrational numbers belonging to the interval [0, 1].

(系1)出現率pについて、

Figure 0007345831000008
とし、このときストリーム型ABSが既約であるための必要十分条件は次のとおりである。すなわち、第一既約条件が満たされることに加えて、次の第一条件から第三条件のうちいずれか一つが満たされる。 (Corollary 1) Regarding the appearance rate p,
Figure 0007345831000008
In this case, the necessary and sufficient conditions for stream-type ABS to be irreducible are as follows. That is, in addition to the first irreducible condition being satisfied, any one of the following first to third conditions is also satisfied.

(第一条件)

Figure 0007345831000009
が成立し、且つ、次の条件A又は条件Bが成立する。
条件A:
Figure 0007345831000010
条件B:
Figure 0007345831000011
(first condition)
Figure 0007345831000009
is satisfied, and the following condition A or condition B is also satisfied.
Condition A:
Figure 0007345831000010
Condition B:
Figure 0007345831000011

(第二条件)

Figure 0007345831000012
が成立し、且つ、次の条件C又は条件Dが成立する。
条件C:
Figure 0007345831000013
条件D:
Figure 0007345831000014
(Second condition)
Figure 0007345831000012
is satisfied, and the following condition C or condition D is also satisfied.
Condition C:
Figure 0007345831000013
Condition D:
Figure 0007345831000014

(第三条件)

Figure 0007345831000015
が成立し、且つ、次の条件E又は条件Fが成立する。
条件E:
Figure 0007345831000016
条件F:
Figure 0007345831000017
(Third condition)
Figure 0007345831000015
is satisfied, and the following condition E or condition F is also satisfied.
Condition E:
Figure 0007345831000016
Condition F:
Figure 0007345831000017

ここで、

Figure 0007345831000018
Figure 0007345831000019
及び
Figure 0007345831000020
である。 here,
Figure 0007345831000018
Figure 0007345831000019
as well as
Figure 0007345831000020
It is.

これにより、ストリーム型ABSによる符号化によって、区間J上の超離散力学系F及びF(本開示における第一力学系及び第二力学系の例)が得られることについては後述の「改良ストリーム型ABS」の節で示す。 As a result, the ultra-discrete dynamical systems F 0 and F 1 (examples of the first dynamical system and the second dynamical system in the present disclosure) on the interval J l are obtained by encoding using the stream-type ABS, as described in ""Improved Stream Type ABS" section.

なお、系1において、第一条件は、F及びFがいずれも区間Jに不動点を持たないことを含意する。また、第二条件は、Fは区間Jに不動点を持たないこと、且つ、Fは区間Jに少なくとも2個の不動点を持つことを含意する。また、第三条件は、Fは区間Jに少なくとも2個の不動点を持つこと、且つ、Fは区間Jに不動点を持たないことを含意する。 Note that in Corollary 1, the first condition implies that neither F 0 nor F 1 has a fixed point in the interval J l . Further, the second condition implies that F 0 has no fixed point in the interval J l , and that F 1 has at least two fixed points in the interval J l . Further, the third condition implies that F 0 has at least two fixed points in the interval J l , and that F 1 has no fixed points in the interval J l .

また、非特許文献1及び2においては、lに対して次に示す式3の条件を満たすことが要請されている。 Furthermore, in Non-Patent Documents 1 and 2, l is required to satisfy the condition of Equation 3 shown below.

Figure 0007345831000021
Figure 0007345831000021

しかしながら、この条件は区間Jの既約性とは無関係であることが系1からわかる。実際、1/√2<p<1のとき、1/(2p-1)<max{1/p,1/(1-p)}・p=p/(1-p)であり、一方、0<p<1/√2のとき、1/(2p-1)>max{1/p,1/(1-p)}・pである。 However, it can be seen from Corollary 1 that this condition is independent of the irreducibility of the interval J l . In fact, when 1/√2<p<1, 1/(2p-1)<max{1/p, 1/(1-p)}・p=p/(1-p), while When 0<p<1/√2, 1/(2p-1)>max{1/p, 1/(1-p)}·p.

また、非特許文献2においては、p=1/2近傍にいて区間Jが既約にならないことが実験的に指摘されている。これは、系1により、k(p)=1且つk(p)=1、又はk(p)=1且つk(p)=2のとき、limp→1/2+01/(2p-1)=∞となるからである。 Furthermore, in Non-Patent Document 2, it has been experimentally pointed out that the interval J l is not irreducible when p is close to 1/2. According to Corollary 1, when k 1 (p)=1 and k 0 (p)=1, or k 1 (p)=1 and k 0 (p)=2, lim p→1/2+0 1/ This is because (2p-1)=∞.

以下、この解答を詳細に説明する。 This answer will be explained in detail below.

[1-2.定義等]
すでに挙げたものもあるが、以下の説明の理解を容易にするために、本願で用いられる表記の説明及び表現の定義を本節にまとめる。
[1-2. Definition, etc.]
Although some have already been listed, explanations of notations and definitions of expressions used in this application are summarized in this section in order to facilitate understanding of the following explanation.

集合Aは有限アルファベットを元とし、その濃度は2以上であることを満たすとする。また、集合Aの元を、文字又は記号とも呼ぶ。 It is assumed that the set A is based on a finite alphabet, and its cardinality satisfies 2 or more. The elements of set A are also called characters or symbols.


Figure 0007345831000022
を、長さn(nは1以上)の集合A上のブロック又は語と呼び、また、単にnブロックとも称する。集合A上のブロック全体の集合を表すのにAを用いる。 Former
Figure 0007345831000022
is called a block or word on the set A of length n (n is 1 or more), and is also simply called n block. A + is used to represent the set of all blocks on set A.

空ブロックを表すのにεを用い、A=A∪{ε}と定める。 ε is used to represent an empty block, and A * =A + ∪{ε} is defined.

ブロックu∈Aに対して、uの長さを表すのに|u|を用いる。一方、|ε|=0と定める。 For a block u∈A + , |u| is used to represent the length of u. On the other hand, |ε|=0 is set.

nブロックu=u・・・uの因子(ファクター)又は部分ブロック又は部分語は、形式ui+1・・・uからなるブロックである。ここで、

Figure 0007345831000023
である。 A factor or partial block or partial word of the n block u=u 1 u 2 . . . u n is a block of the form u i u i+1 . . . u j . here,
Figure 0007345831000023
It is.

慣習により、空ブロックは全てのブロックの因子である。 By convention, empty blocks are factored into all blocks.

Figure 0007345831000024
は非負整数全体がなす集合を表す。
Figure 0007345831000024
represents the set of all non-negative integers.

Figure 0007345831000025
は集合A上の片側(右側)無限列全体がなす集合を表し、この集合に属する点又は語
Figure 0007345831000026
に対して、
Figure 0007345831000027
と書く(「語」は有限ブロックに限定されず、無限列を指しても用いられる)。ここで、iはj以下である。
Figure 0007345831000025
represents the set formed by the entire infinite sequence on one side (right side) of set A, and the points or words belonging to this set are
Figure 0007345831000026
For,
Figure 0007345831000027
(The word is not limited to finite blocks, but can also be used to refer to infinite sequences.) Here, i is less than or equal to j.

Figure 0007345831000028
に対して、xの言語を表すのにL(x)を用い、L(x)は、次に示す式4で定義される。
Figure 0007345831000028
, L(x) is used to represent the language of x, and L(x) is defined by Equation 4 shown below.

Figure 0007345831000029
Figure 0007345831000029

また、

Figure 0007345831000030
に対して、
Figure 0007345831000031
と定める。 Also,
Figure 0007345831000030
For,
Figure 0007345831000031
It is determined that

(定義3)列

Figure 0007345831000032
がスツルム的(Sturmian)であるといわれるのは、全ての
Figure 0007345831000033
に対し、L(x)の濃度に関して次に示す式5が成り立つときである。 (Definition 3) Column
Figure 0007345831000032
is said to be Sturmian because all
Figure 0007345831000033
On the other hand, when the following equation 5 holds regarding the concentration of L n (x).

Figure 0007345831000034
Figure 0007345831000034

列xがスツルム的であるならば、L(x)の濃度は2である。ゆえに、スツルム列は2文字上の列である。本願ではスツルム列を対象としているので、以下、A={0,1}の場合を考える。 If the sequence x is Sturmian, then the cardinality of L 1 (x) is 2. Therefore, the Sturm sequence is two characters above. Since this application deals with Sturm sequences, the case where A={0, 1} will be considered below.

例えば、f=0及びf=01とする。2以上であるnに対して、f=fn-1n-2と定める。このとき、次に示す式6で表される有限語の列が得られる。 For example, let f 0 =0 and f 1 =01. For n which is 2 or more, f n =f n-1 f n-2 is determined. At this time, a string of finite words expressed by Equation 6 below is obtained.

Figure 0007345831000035
Figure 0007345831000035

n→∞とすると、次に示す式7で表される無限語が得られる。 When n→∞, an infinite word expressed by the following equation 7 is obtained.

Figure 0007345831000036
Figure 0007345831000036

0以上であるnに対して、|fn+2|=|fn+1|+|f|が成り立つので、fはフィボナッチ語と呼ばれる。フィボナッチ語がスツルム列であることはよく知られている。 For n that is 0 or more, |f n+2 |=|f n+1 |+|f n | holds, so f is called a Fibonacci term. It is well known that the Fibonacci language is a Sturm sequence.

(定義4)二値nブロックu=u...u∈{0,1}に対して、uの高さをh(u)で表して、次に示す式8で定める。 (Definition 4) Binary n block u = u 1 u 2 ... u n ∈{0, 1} For n , the height of u is expressed as h(u) and determined by the following equation 8 .

Figure 0007345831000037
Figure 0007345831000037

言い換えると、h(u)はuに出現する1の総数である。 In other words, h(u) is the total number of 1's appearing in u.

(定義5)ブロックの集合Xが平衡であるのは、次に示す式9が成り立つときである。 (Definition 5) The block set X is balanced when the following equation 9 holds true.

Figure 0007345831000038
Figure 0007345831000038

無限語

Figure 0007345831000039
が平衡であるといわれるのは、L(x)が平衡であるときである。 infinite word
Figure 0007345831000039
is said to be in equilibrium when L(x) is in equilibrium.

(定義6)無限語x=u...が結果的に周期的といわれるのは、非負整数全体がなす集合の元であるmと、自然数全体がなす集合の元であるlとが存在して、m以上である全てのnに対してx=xn+1が成り立つときである。無限語が結果的に周期的でないならば、非周期的であるといわれる。 (Definition 6) The infinite word x = u 1 u 2 ... is said to be periodic because m is an element of the set of all non-negative integers, and l is an element of the set of all natural numbers. exists, and x n =x n+1 holds for all n greater than or equal to m. An infinite word is said to be aperiodic if it is not periodic as a result.

また、スツルム列の特徴付けとして、次の定理が知られている。 Furthermore, the following theorem is known as a characteristic of Sturm sequences.

(定理1)無限語

Figure 0007345831000040
がスツルム的であるのは、xが平衡且つ非周期的であるときであり、またその時に限る(非特許文献3参照)。 (Theorem 1) Infinite word
Figure 0007345831000040
is Sturmian if and only when x is balanced and aperiodic (see Non-Patent Document 3).

[1-3.ABS]
次に、ABSについて説明する。
[1-3. ABS]
Next, ABS will be explained.

(定義7)α,ρ∈[0,1]とする。2つの無限語

Figure 0007345831000041
及び
Figure 0007345831000042
をそれぞれ、
Figure 0007345831000043
に対して、次に示す式10及び式11で定める。 (Definition 7) Let α, ρ∈[0, 1]. two infinite words
Figure 0007345831000041
as well as
Figure 0007345831000042
respectively,
Figure 0007345831000043
is determined by Equations 10 and 11 shown below.

Figure 0007345831000044
Figure 0007345831000044
Figure 0007345831000045
Figure 0007345831000045


Figure 0007345831000046
及び語
Figure 0007345831000047
はそれぞれ、傾きαと切片ρとを有する上機械語及び下機械語と呼ばれる。 word
Figure 0007345831000046
and words
Figure 0007345831000047
are called an upper machine language and a lower machine language, respectively, having a slope α and an intercept ρ.

非特許文献1に基づけば、ABSの定義は以下のとおりである。 Based on Non-Patent Document 1, the definition of ABS is as follows.

Figure 0007345831000048
に対して、非特許文献1においては、
Figure 0007345831000049
又は
Figure 0007345831000050
が選択される。本願では、後者とする。なお、いずれの選択においてもx=x-xと定める。
Figure 0007345831000048
On the other hand, in Non-Patent Document 1,
Figure 0007345831000049
or
Figure 0007345831000050
is selected. In this application, it is the latter. Note that in any selection, x 0 =x−x 1 is defined.

Figure 0007345831000051
と置いて、ブロック符号
Figure 0007345831000052
がD(x)=(s,x)により定義される。これをABSにおける復号化関数と呼ぶ。復号化関数は、次に示す式12で与えられる。すなわち、
Figure 0007345831000053
である。
Figure 0007345831000051
and block code
Figure 0007345831000052
is defined by D(x)=(s, x s ). This is called the decoding function in ABS. The decoding function is given by Equation 12 below. That is,
Figure 0007345831000053
It is.

なお、D(x)が取る値の第1座標sは、ちょうど傾きpと切片0とを有する下機械語の第x項である。すなわち、s=sp,0(x)。ここで、

Figure 0007345831000054
また、xは、sp,0の最初のxブロックの高さである。すなわち、
Figure 0007345831000055
ここでxは自然数全体がなす集合の元である。 Note that the first coordinate s of the value taken by D(x) is exactly the x-th term of the lower machine language having a slope p and an intercept 0. That is, s=s p,0 (x). here,
Figure 0007345831000054
Also, x 1 is the height of the first x block of sp ,0 . That is,
Figure 0007345831000055
Here, x is an element of the set of all natural numbers.

ここで、例えば出現率pをp=1/βとする。β=(1+√5)/2は黄金平均である。このとき、ブロック符号

Figure 0007345831000056
及び
Figure 0007345831000057
の簡約表をそれぞれ図2及び図3に示す。図2は、ABSに基づく復号化関数の簡約表の一例である。図3はABSに基づく符号化関数の簡約表の一例である。 Here, for example, the appearance rate p is assumed to be p=1/β. β=(1+√5)/2 is the golden mean. At this time, the block code
Figure 0007345831000056
as well as
Figure 0007345831000057
The simplified tables of are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. FIG. 2 is an example of a simplified table of a decoding function based on ABS. FIG. 3 is an example of a simplified table of encoding functions based on ABS.

任意の初期状態

Figure 0007345831000058
を用いて、二値ブロックu∈{0,1}は、Cによって終端状態tに符号化される。逆に、iを終端状態とみなすことにより、tはDによってuに復号化される。 arbitrary initial state
Figure 0007345831000058
The binary block u∈{0,1} * is encoded by C into the terminal state t using . Conversely, by considering i as a terminal state, t is decoded by D into u.

例えば、i=2とu=100に対して、図3に示す表を用いることにより、ブロックuを右から左、つまり100を0、0、1の順に読んで符号化過程が

Figure 0007345831000059
と進み(図3の矢印参照)、終端状態t=22が得られる(図3の点線の丸囲み参照)。 For example, for i=2 and u=100, by using the table shown in FIG.
Figure 0007345831000059
(see the arrow in FIG. 3), and the terminal state t=22 is obtained (see the dotted circle in FIG. 3).

逆に、終端状態t=22に対して、図2に示す表を用いることにより、復号化過程がD(22)=(1,13)→D(13)=(0,5)→D(5)=(0,2)と進み(図2の矢印参照)、i=2で終了する。 Conversely, for the terminal state t=22, by using the table shown in FIG. 2, the decoding process becomes D(22)=(1,13)→D(13)=(0,5)→D( 5) = (0, 2) (see arrow in Figure 2) and ends with i = 2.

Dの第1座標の列(図2の点線の丸囲み参照)により、100を得る。 100 is obtained from the first coordinate column of D (see the dotted circle in FIG. 2).

[1-4.ストリーム型ABSによる符号化及び復号化]
まず、上記の第一既約条件を仮定する。
[1-4. Encoding and decoding using stream-type ABS]
First, assume the above first irreducible condition.

ストリーム型ABSによる符号化においては、任意の初期状態i∈Jを用いて、二値nブロックu=u...u∈{0,1}が、終端状態tと放出記号(emitted symbol)からなる高々長さnの二値ブロックとに符号化される。非特許文献2に従ってそのアルゴリズムを式13として次に示す。 In stream-based ABS encoding, using an arbitrary initial state i∈J l , a binary n block u=u 1 u 2 ... u n ∈{0,1} * has a terminal state t and a release A binary block of length n at most consists of emitted symbols. The algorithm is shown below as Equation 13 according to Non-Patent Document 2.

Figure 0007345831000060
Figure 0007345831000060

逆に、tは、次に示す式14のアルゴリズムによって、式13中、"Emit mod(x,2);x:=[x/2];"で決定された放出記号を、得られた順序の逆向き(すなわち、最後の記号から最初の記号の順)に用いてuに復号化される。 Conversely, t is the emission symbol determined by "Emit mod(x, 2); is decoded into u using the reverse direction (that is, from the last symbol to the first symbol).

Figure 0007345831000061
Figure 0007345831000061

ここで、例えば出現率pをp=1/βとする。β=(1+√5)/2である。状態パラメータl=10のとき、l=4及びl=6となり、

Figure 0007345831000062
Figure 0007345831000063
及び
Figure 0007345831000064
が得られる。各区間の列の濃度について、
Figure 0007345831000065
に注意する。 Here, for example, the appearance rate p is assumed to be p=1/β. β=(1+√5)/2. When the state parameter l=10, l 0 =4 and l 1 =6,
Figure 0007345831000062
Figure 0007345831000063
as well as
Figure 0007345831000064
is obtained. Regarding the concentration of columns in each interval,
Figure 0007345831000065
Be careful.

例えばi=13及びu=100とする。初めに、u=100に対応して、区間の列

Figure 0007345831000066
Figure 0007345831000067
及び
Figure 0007345831000068
を得る。ブロックu及び区間の列は右から左に処理され、この例に対して式13のアルゴリズムを用いて、終端状態t=16と放出記号列110が得られる。図4は、この例におけるストリーム型ABSによる符号化の進行過程を示す。逆に、終端状態t=16に対して、放出記号列を右から左に読んで、式14のアルゴリズムを用いて、復号化過程はi=13で終了する。Dの第1座標の列により、100が得られる。図5は、この例におけるストリーム型ABSによる復号化の進行過程を示す。 For example, let i=13 and u=100. First, corresponding to u=100, the sequence of intervals
Figure 0007345831000066
Figure 0007345831000067
as well as
Figure 0007345831000068
get. The block u and the sequence of intervals are processed from right to left, and using the algorithm of Equation 13 for this example, a terminal state t=16 and an emission symbol sequence 110 are obtained. FIG. 4 shows the progress of encoding by stream-type ABS in this example. Conversely, for the terminal state t=16, reading the emitted symbol string from right to left and using the algorithm of Equation 14, the decoding process ends at i=13. The first coordinate column of D gives 100. FIG. 5 shows the progress of decoding by stream-type ABS in this example.

[1-5.改良ストリーム型ABS]
次に、本発明に係る情報処理装置等で利用するストリーム型ABS(本願では便宜的に改良ストリーム型ABSとも称する)について説明する。
[1-5. Improved stream type ABS]
Next, a stream-type ABS (also referred to as improved stream-type ABS for convenience in this application) used in the information processing apparatus and the like according to the present invention will be described.

機械語により、無限列を特徴づける。ここで、以下で用いる機械的という表現の定義を示しておく。 Characterize infinite sequences using machine language. Here, we will provide the definition of the expression mechanical used below.

(定義8)無限語

Figure 0007345831000069
とする。[0,1]に属する、あるαとρとが存在して、
Figure 0007345831000070
又は
Figure 0007345831000071
が成り立つとき、無限語xは機械的であると呼ばれる。特に、αが無理数であるとき、xは無理数機械的であると呼ばれる。 (Definition 8) Infinite word
Figure 0007345831000069
shall be. There exists a certain α and ρ belonging to [0,1],
Figure 0007345831000070
or
Figure 0007345831000071
An infinite term x is said to be mechanical if . In particular, when α is an irrational number, x is said to be irrational mechanical.

機械語とスツルム列との関係について、次の定理が知られている。 The following theorem is known regarding the relationship between machine language and Sturm sequences.

(定理2)無限語

Figure 0007345831000072
がスツルム的であるのは、xが無理数機械的であるときであり、またその時に限る(非特許文献3参照)。 (Theorem 2) Infinite word
Figure 0007345831000072
is Sturmian if and only if x is irrational mechanical (see Non-Patent Document 3).

次の補題は、第一既約条件をストリーム型符号化により特徴づける。 The following lemma characterizes the first irreducible condition by stream-based encoding.

(補題1)出現率pについて、

Figure 0007345831000073
とする。このとき、全てのs∈{0,1}に対して、次に示す式15が成り立つのは、第一既約条件が満たされるときであり、またそのときに限られる。 (Lemma 1) Regarding the appearance rate p,
Figure 0007345831000073
shall be. At this time, for all s∈{0,1}, the following equation 15 holds true only when the first irreducible condition is satisfied.

Figure 0007345831000074
Figure 0007345831000074

なお、ストリーム型ABSにおいて、出現率pには従来有理数が用いられている(非特許文献1、2参照)。一方、出現率pが無理数であるという仮定をしないと、ストリーム型ABSにおいてs=sp,0が無理数機械的でない。すなわち、上述の定理2によりsp,0がスツルム的でないため、補題1が成り立つとは限らない。 Note that in stream-type ABS, a rational number has conventionally been used for the appearance rate p (see Non-Patent Documents 1 and 2). On the other hand, unless it is assumed that the appearance rate p is an irrational number, s=s p,0 is not irrational and mechanical in stream type ABS. That is, since sp ,0 is not Sturmian according to Theorem 2 above, Lemma 1 does not necessarily hold true.

ストリーム型ABSによる符号化における次に示す式16で表されるwhileループを考える。ここで、i∈J及びu∈{0,1}である。 Consider a while loop expressed by Equation 16 below in stream-type ABS encoding. Here, i∈J l and u∈{0,1}.

Figure 0007345831000075
Figure 0007345831000075

各s∈{0,1}に対して、whileループに基づく写像

Figure 0007345831000076
をt=g(i)により定める。whileループのアルゴリズム並びに
Figure 0007345831000077
及び
Figure 0007345831000078
の定義により、各s∈{0,1}に対して、g
Figure 0007345831000079
から
Figure 0007345831000080
への全射であることが非特許文献1により示されている。 For each s∈{0,1}, the mapping based on the while loop
Figure 0007345831000076
is determined by t=g s (i). While loop algorithm and
Figure 0007345831000077
as well as
Figure 0007345831000078
By the definition, for each s∈{0,1}, g s is
Figure 0007345831000079
from
Figure 0007345831000080
Non-patent document 1 shows that it is a surjection to .

このようにして、各s∈{0,1}に対して、次に示す式17で定義される、

Figure 0007345831000081
からそれ自身の中への写像Fsが得られる。 In this way, for each s∈{0,1}, defined by Equation 17 shown below,
Figure 0007345831000081
A mapping Fs into itself is obtained.

(x)=C(s,g(x)),x∈J ...(式17) F S (x)=C(s, g s (x)), x∈J l ... (Formula 17)

各s∈{0,1}に対して、整数方程式F(x)=xかつx∈Jを解くことにより、次に述べる補題2を得る。 For each s∈{0,1}, by solving the integer equation F S (x)=x and x∈J l , we obtain Lemma 2 described below.

(補題2)全てのs∈{0,1}に対して式15が成立するとする。このとき、Fが高々1個の不動点を有するのは、次に示す式18が成立するときであり、また、このときに限られる。 (Lemma 2) Suppose that Equation 15 holds true for all s∈{0,1}. At this time, F 1 has at most one fixed point when and only when Equation 18 shown below holds true.

Figure 0007345831000082
Figure 0007345831000082

また、Fが高々1個の不動点を有するのは、

Figure 0007345831000083
が成立し、且つ、次に示す式19が成立するときか、
Figure 0007345831000084
又は、
Figure 0007345831000085
が成立し、且つ、次に示す式20が成立するときのいずれかである。 Also, F 0 has at most one fixed point because
Figure 0007345831000083
holds true, and the following equation 19 holds,
Figure 0007345831000084
Or
Figure 0007345831000085
is satisfied, and Equation 20 shown below is also satisfied.

Figure 0007345831000086
Figure 0007345831000086

二値nブロックu=u...u∈{0,1}に対して、

Figure 0007345831000087
の合成関数を簡単のため、次に示す式21を用いて表す。 For binary n block u=u 1 u 2 ... un ∈{0,1} n ,
Figure 0007345831000087
For simplicity, the composite function of is expressed using Equation 21 shown below.

Figure 0007345831000088
Figure 0007345831000088

式21は、数式記号で表せば

Figure 0007345831000089
である。記号において、合成における関数列の順序とブロックにおける文字列の順序とが逆であることに注意する。この記号を用いると、ストリーム型ABSが既約であることが次のように定式化される。 Expression 21 can be expressed using mathematical symbols.
Figure 0007345831000089
It is. Note that in symbols, the order of function strings in composition and the order of strings in blocks are reversed. Using this symbol, the fact that stream type ABS is irreducible can be formulated as follows.

ストリーム型ABSが既約であることは次のように換言することができる。Jに属する任意のi及びtに対して、あるnブロックu∈{0,1}が存在して、t=F(i)を満たす。 The fact that stream type ABS is irreducible can be expressed as follows. For any i and t belonging to J l , there exists a certain n block uε{0,1} n , satisfying t=F u (i).

このようにして、補題2を用いて次に述べる補題3を得る。 In this way, using Lemma 2, we obtain Lemma 3, which will be described below.

(補題3)全てのs∈{0,1}に対して、補題1にて示した(式15)が成立するとする。このとき、系1における第一条件、第二条件及び第三条件のうち一つが成立するのは、Jに属する任意のi及びtに対して、あるnブロックu∈{0,1}が存在してt=F(i)を満たすときであり、またそのときに限られる。 (Lemma 3) Suppose that (Equation 15) shown in Lemma 1 holds for all sε{0, 1}. At this time, one of the first, second, and third conditions in Corollary 1 is satisfied if, for any i and t belonging to J l , a certain n block u∈{0,1} n exists and satisfies t=F u (i), and is limited to that case.

以上により、次に述べる定理3を得る。 From the above, we obtain Theorem 3, which will be described below.

(定理3)出現率pについて、

Figure 0007345831000090
とする。このとき、自然数全体がなす集合における区間Jが既約であるのは、すべてのs∈{0,1}に対して、補題1にて示した(式15)が成立し、且つ系1における第一条件、第二条件及び第三条件のうち一つが成立するときであり、また、そのときに限られる。 (Theorem 3) Regarding the appearance rate p,
Figure 0007345831000090
shall be. In this case, the interval J l in the set of all natural numbers is irreducible because (Equation 15) shown in Lemma 1 holds for all s∈{0,1}, and if the system 1 This is when one of the first condition, second condition, and third condition is satisfied, and is limited to that case.

このようにして、補題1及び定理3により、上記で述べた公開問題に対する解答である系1が得られる。 In this way, from Lemma 1 and Theorem 3, Corollary 1, which is the answer to the public problem stated above, is obtained.

[1-6.改良ストリーム型ABSに用いられる無理数に関する補足]
改良ストリーム型ABSによる符号化及び復号化において、無理数であるpが出現率として用いられて重要な役割を果たすこと上述のとおりである。しかし、コンピュータでは無理数を直接扱うことは不可能である。このことは、無理数を用いるという着想を困難にする一方で、改良ストリーム型ABSは実用性に欠けるという印象を与え得ると懸念される。また、ユーザは改良ストリーム型ABSの使用を望みながらもpが有理数の場合にこれをためらうことも懸念される。本節では、これらの懸念が改良ストリーム型ABSにおいて問題とはならないことを示す。
[1-6. Supplementary information regarding irrational numbers used in improved stream type ABS]
As described above, in encoding and decoding by improved stream type ABS, p, which is an irrational number, is used as the appearance rate and plays an important role. However, computers cannot directly handle irrational numbers. While this makes the idea of using irrational numbers difficult, there is a concern that it may give the impression that the improved stream type ABS lacks practicality. There is also a concern that users may hesitate to use the improved stream type ABS if p is a rational number even though they wish to use it. This section shows that these concerns are not a problem in improved stream type ABS.

まず、出現率pが有理数の場合については、以下に述べる実数のβ進展開が知られているため、無理数β>1を固定することで、所望の有理数を容易に近似することができる。 First, when the appearance rate p is a rational number, the β-adic expansion of real numbers described below is known, so by fixing the irrational number β>1, a desired rational number can be easily approximated.

基数β>1を考える。ここでβは実数である。β変換Tβは次に示す式22で定義される。 Consider the base β>1. Here β is a real number. β transformation T β is defined by Equation 22 shown below.

Figure 0007345831000091
Figure 0007345831000091

変換Tβのn回反復は、

Figure 0007345831000092
で表される。これは、
Figure 0007345831000093
及びn=1,2,・・・に対して
Figure 0007345831000094
と帰納的に定義される。このとき、x∈[0,1)の貪欲β展開は、次に示す式23で定義されている。 n iterations of the transformation T β are
Figure 0007345831000092
It is expressed as this is,
Figure 0007345831000093
and for n=1, 2,...
Figure 0007345831000094
is defined inductively. At this time, the greedy β expansion of x∈[0,1) is defined by Equation 23 shown below.

Figure 0007345831000095
Figure 0007345831000095

ここで、

Figure 0007345831000096
貪欲算法により得られるディジットx(n=1,2,・・・)はアルファベット
Figure 0007345831000097
に属する数である。 here,
Figure 0007345831000096
The digits x n (n=1, 2,...) obtained by greedy algorithm are alphabetical
Figure 0007345831000097
is a number belonging to .

例えば、β=(1+√5)/2のとき、1/3は、次に示す式24のように展開される。 For example, when β=(1+√5)/2, 1/3 is expanded as shown in Equation 24 below.

Figure 0007345831000098
Figure 0007345831000098

β>1が無理数であり、x∈[0,1)が有理数であるとき、式23で定義されているβ展開をn桁で打ち切れば、次に示す式25で表される無理数を得る。 When β>1 is an irrational number and x∈[0,1) is a rational number, if the β expansion defined in Equation 23 is truncated at n digits, the irrational number expressed by Equation 25 below can be obtained. obtain.

Figure 0007345831000099
Figure 0007345831000099

これは有限β展開によるxの近似であり、xと式25との誤差は次に示す式26で評価される。 This is an approximation of x by finite β expansion, and the error between x and Equation 25 is evaluated using Equation 26 shown below.

Figure 0007345831000100
Figure 0007345831000100

式26中、右辺のoは、Landauの記号であり、

Figure 0007345831000101
である。 In formula 26, o on the right side is Landau's symbol,
Figure 0007345831000101
It is.

最後に、出現率pについて

Figure 0007345831000102
であるとき、下機械語
Figure 0007345831000103
を、非特許文献4に従い、次に示す式27及び式29により求める。 Finally, regarding the appearance rate p
Figure 0007345831000102
, the lower machine language
Figure 0007345831000103
is determined by Equations 27 and 29 shown below according to Non-Patent Document 4.

Figure 0007345831000104
Figure 0007345831000104

スツルム列sp,pは特性列(characteristic sequence)と呼ばれ、cで表される。すなわち、c=sp,pである。 The Sturm sequence s p,p is called a characteristic sequence and is expressed as c p . That is, c p =s p,p .

次に示す、無理数pの連分数展開である式28を、p=[0,a,a,a,・・・]で表す。 Expression 28, which is a continued fraction expansion of the irrational number p, shown below is expressed as p=[0, a 1 , a 2 , a 3 , . . . ].

Figure 0007345831000105
Figure 0007345831000105

このとき、自然数全体がなす集合の元である各iに対して、

Figure 0007345831000106
であり、aはpの第i部分商と呼ばれる。得られた部分商列
Figure 0007345831000107
に対して、ブロック列
Figure 0007345831000108
を次に示す式29のように定める。 At this time, for each i that is an element of the set of all natural numbers,
Figure 0007345831000106
, and a i is called the i-th partial quotient of p. Obtained partial quotient sequence
Figure 0007345831000107
For, the block column
Figure 0007345831000108
is defined as shown in Equation 29 below.

Figure 0007345831000109
Figure 0007345831000109

ここで、

Figure 0007345831000110
に対して、
Figure 0007345831000111
及び
Figure 0007345831000112
このとき、
Figure 0007345831000113
である。 here,
Figure 0007345831000110
For,
Figure 0007345831000111
as well as
Figure 0007345831000112
At this time,
Figure 0007345831000113
It is.

例えば、出現率p=1/β、β=(1+√5)/2のとき、p=[0,1,1,1・・・]。 For example, when the appearance rate p=1/β, β=(1+√5)/2, p=[0,1,1,1...].

Figure 0007345831000114
Figure 0007345831000114

c=101101011011010110101・・・。 c p =101101011011010110101...

p,0=0c=0101101011011010110101・・・。 s p,0 =0c p =0101101011011010110101...

となり、得られたsp,0=0cは、図2に示す表のsに一致する。 The obtained s p,0 =0c p corresponds to s in the table shown in FIG.

なお、ここまでの本発明が基づく理論の説明で例に用いた出現率pは、黄金平均を用いて得られる二次無理数であるが、本発明で意図される出現率pは二次無理数に限定されない。二次無理数ではない無理数である出現率pを用いても同様の効果が得られる。なお、二次無理数である場合には、式28の展開が周期的になるため、実装がより容易である。二次無理数ではない場合には、所望の精度に応じて2l-1ビット(ディジット)(有限値)だけスツルム列sp,pを求めればよい。 Note that the occurrence rate p used in the example in the explanation of the theory on which the present invention is based up to this point is a quadratic irrational number obtained using the golden mean, but the occurrence rate p intended in the present invention is a quadratic irrational number. Not limited to number. A similar effect can be obtained by using the appearance rate p, which is an irrational number that is not a quadratic irrational number. Note that in the case of a quadratic irrational number, the expansion of Equation 28 becomes periodic, so implementation is easier. If it is not a quadratic irrational number, it is sufficient to obtain the Sturm sequence s p,p by 2l-1 bits (digits) (finite value) depending on the desired precision.

[1-7.小括]
上記に説明したとおり、改良ストリーム型ABSの圧縮アルゴリズムが正常に機能するための出現率p及び状態パラメータlの関する必要十分条件が与えられる。本発明に係る情報処理装置等は、これらの条件を満たす出現率p及び状態パラメータlを圧縮アルゴリズムの入力として用いる。これにより、大量のバイナリデータストリームの効率的且つ高速な送受信をより安定させることができる。そして、例えば5G(第5世代移動通信システム)に対応する機器が普及するIoT(Internet of Things)の時代において、爆発的な増加が想定される通信データのより円滑な伝送を実現し、社会及び個人が受けるIoTの恩恵をより確実なものとする。またこのような圧縮技術は、5Gに対応するものに限られない機器間の通信データの、今後のさらなる増加に対応するための伝送路の敷設及び拡充に要する社会的負荷を結果的に抑え、高度情報化をより確実に支え、また、促進させ得る。
[1-7. Brief Summary]
As explained above, necessary and sufficient conditions regarding the occurrence rate p and the state parameter l are given for the compression algorithm of the improved stream type ABS to function normally. The information processing apparatus and the like according to the present invention use the appearance rate p and the state parameter l that satisfy these conditions as input to a compression algorithm. This makes it possible to more stably transmit and receive large amounts of binary data streams efficiently and at high speed. For example, in the era of IoT (Internet of Things) where devices compatible with 5G (5th generation mobile communication system) become widespread, we will realize smoother transmission of communication data, which is expected to increase explosively, and improve society and society. To ensure that individuals receive the benefits of IoT. In addition, such compression technology will ultimately reduce the social burden required to install and expand transmission lines to accommodate the future increase in communication data between devices, not limited to those compatible with 5G. It can more reliably support and promote advanced informatization.

(2.実施の形態)
以下、本発明の実施の形態について。なお、以下で説明する実施の形態は、包括的又は具体的な例を示すものである。示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の位置、配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。
(2. Embodiment)
Below, embodiments of the present invention will be described. Note that the embodiments described below are comprehensive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, positions, arrangements and connection forms of the components, steps, order of steps, etc. shown are examples, and are not intended to limit the present invention.

[2-1.構成]
図6は、本実施の形態に係る情報処理装置が備える演算回路の機能的構成の一例を模式的に示すブロック図である。
[2-1. composition]
FIG. 6 is a block diagram schematically showing an example of the functional configuration of an arithmetic circuit included in the information processing device according to the present embodiment.

本開示における情報処理装置とは、内部で何らかの情報処理を行ない、通信機能を備える各種の機器であり、例えばパーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、サーバ用コンピュータ、スマートフォン、アクティブトラッカーである。また、IoT時代の到来に鑑みて、内部で何らかの情報処理を行ない、通信機能を備えるものであれば、従来は情報処理装置としては想起されなかったその他の各種機器又は移動体もまた、本開示における情報処理装置が指すところである。その他、これらの機器間の通信を制御、中継又は監視する各種機器も本開示における情報処理装置に含まれ得る。さらに、これらの機器を構成する要素であって、各機器においてその情報処理機能又は通信機能を提供するものも、本開示における情報処理装置に含まれてよい。これらの情報処理装置が行う通信が有線通信であるか無線通信であるかは問わず、またデータ信号を搬送するための媒体も問わない。 The information processing device in the present disclosure is a variety of devices that internally perform some information processing and have a communication function, such as a personal computer, a tablet computer, a server computer, a smartphone, and an active tracker. In addition, in view of the arrival of the IoT era, the present disclosure also applies to various other devices or mobile objects that have not been considered as information processing devices in the past, as long as they perform some kind of information processing internally and are equipped with communication functions. This is what the information processing device refers to. In addition, various devices that control, relay, or monitor communication between these devices may also be included in the information processing device in the present disclosure. Furthermore, elements constituting these devices that provide the information processing function or communication function of each device may also be included in the information processing device in the present disclosure. It does not matter whether the communication performed by these information processing devices is wired communication or wireless communication, and it does not matter what medium is used to convey the data signal.

これらのような情報処理装置において、この演算回路は、入力を受けたデータストリームに対して上述の改良ストリーム型ABSの圧縮アルゴリズムによる圧縮方法を実行し、圧縮後のデータを出力する。 In such information processing apparatuses, this arithmetic circuit executes a compression method using the above-described improved stream type ABS compression algorithm on an input data stream, and outputs compressed data.

演算回路10は、入力部20、出力部30、メモリ40及びプロセッサ50を備える。 The arithmetic circuit 10 includes an input section 20, an output section 30, a memory 40, and a processor 50.

入力部20は、圧縮処理の対象であるデータストリームの入力を受ける。 The input unit 20 receives an input of a data stream to be compressed.

演算回路10に入力されるデータストリームは、例えば情報処理装置が備える通信モジュールによって外部の機器から受信されるものである。また別の例として、情報処理装置が備える又は直接接続される機器がこのデータストリームのソースであってもよい。より具体的には、撮像素子が生成する動画データ、センサが出力する測定データ、記録媒体から読み出される音声データ等がデータストリームとして刻々と入力部20に入力されてもよい。 The data stream input to the arithmetic circuit 10 is received from an external device by a communication module included in the information processing device, for example. As another example, a device included in or directly connected to the information processing device may be the source of this data stream. More specifically, moving image data generated by an image sensor, measurement data output by a sensor, audio data read from a recording medium, etc. may be input to the input unit 20 moment by moment as a data stream.

メモリ40は記憶装置であり、改良ストリーム型ABSの圧縮アルゴリズムを記述したプログラムを保持する。 The memory 40 is a storage device and holds a program that describes the compression algorithm of the improved stream type ABS.

プロセッサ50は、メモリ40が保持するこのプログラムを実行する。これにより、演算回路10によって、入力部20が入力を受けた圧縮処理の対象であるデータストリームに対する改良ストリーム型ABSによるデータ圧縮方法が実行される。 Processor 50 executes this program held in memory 40. As a result, the arithmetic circuit 10 executes the data compression method using the improved stream type ABS on the data stream that is the target of compression processing that has been input to the input unit 20 .

出力部30は、プロセッサ50が上記プログラムを実行した結果として生成された圧縮後のデータを出力する。圧縮後のデータは、例えば当該情報処理装置が備える通信モジュールを介して外部の機器に送信される。または、当該情報処理装置が備える、又は当該情報処理装置に接続されている記録装置において記録媒体に記録されてもよい。 The output unit 30 outputs compressed data generated as a result of the processor 50 executing the above program. The compressed data is transmitted to an external device, for example, via a communication module included in the information processing device. Alternatively, the information may be recorded on a recording medium in a recording device included in or connected to the information processing device.

なお、改良ストリーム型ABSによるデータ圧縮方法を用いて圧縮された圧縮後のデータは、この圧縮後のデータの入力をデータストリームの形で受ける情報処理機器において、改良ストリーム型ABSによるデータ展開方法を用いて展開される。この改良ストリーム型ABSによるデータ展開方法を実行する情報処理装置の機能的構成もまた、図6に示されるブロック図に表される。この場合、入力部20が入力を受けるのは、改良ストリーム型ABSによるデータ圧縮方法を用いてなされた圧縮後のデータである。また、プロセッサ50が実行する改良ストリーム型ABSによるデータ展開方法によって展開された展開後のデータが、出力部30から出力される。 Note that compressed data compressed using the data compression method using the improved stream type ABS must be processed using the data expansion method using the improved stream type ABS in information processing equipment that receives input of this compressed data in the form of a data stream. It is developed using The functional configuration of an information processing device that executes the data expansion method using this improved stream type ABS is also represented in the block diagram shown in FIG. In this case, what the input unit 20 receives is data compressed using the improved stream type ABS data compression method. Furthermore, the data after being expanded by the improved stream type ABS data expansion method executed by the processor 50 is output from the output unit 30.

[2-2.動作]
上記の構成を有する演算回路を備える本実施の形態に係る情報処理装置の動作について説明する。図7は、本実施の形態に係る情報処理装置の動作手順の一例を示すフロー図である。
[2-2. motion]
The operation of the information processing apparatus according to the present embodiment including the arithmetic circuit having the above configuration will be described. FIG. 7 is a flow diagram illustrating an example of the operation procedure of the information processing apparatus according to the present embodiment.

(ステップS10)情報処理装置において、演算回路10に圧縮処理の対象であるデータストリームが入力される。演算回路10では、入力部20がこのデータストリームの入力を受ける。 (Step S10) In the information processing device, a data stream to be compressed is input to the arithmetic circuit 10. In the arithmetic circuit 10, an input section 20 receives input of this data stream.

(ステップS30)プロセッサ50は、演算回路10が入力を受けたデータストリームが含む0又は1の一方の出現率を算出して取得する。 (Step S30) The processor 50 calculates and obtains the appearance rate of either 0 or 1 included in the data stream input to the arithmetic circuit 10.

(ステップS50)プロセッサ50はさらに、改良ストリーム型ABSのアルゴリズムへの入力として用いる出現率p及び状態パラメータlを、上記「1-1.出現率p及び状態パラメータl」の節で説明した系1の条件を満たすよう決定する。すなわち、出現率pは0<p<1の無理数であって、圧縮処理の対象であるデータストリームが含む二値のそれぞれに関する力学系における不動点の個数が同時に1を超えないよう、出現率p及び状態パラメータlが決定される。このように決定された出現率pは例えばステップS30で算出された出現率に近似する値をとり、状態パラメータlは、この出現率pと共に第一条件から第三条件のうちいずれか一つを満たす。 (Step S50) The processor 50 further inputs the appearance rate p and state parameter l used as inputs to the algorithm of the improved stream type ABS into the system 1 described in the section "1-1. Occurrence rate p and state parameter l" above. It is determined that the following conditions are met. In other words, the appearance rate p is an irrational number satisfying 0<p<1, and the appearance rate is set so that the number of fixed points in the dynamical system for each of the binary values included in the data stream to be compressed does not exceed 1 at the same time. p and the state parameter l are determined. The appearance rate p determined in this way takes a value that approximates the appearance rate calculated in step S30, and the state parameter l is set to one of the first to third conditions together with this appearance rate p. Fulfill.

(ステップS70)プロセッサ50は、決定した出現率p及び状態パラメータlを用いてABSを実行する。これにより、演算回路10に入力されたデータストリームは符号化されてより小さな別のデータが生成される、つまり圧縮される。 (Step S70) The processor 50 executes ABS using the determined appearance rate p and state parameter l. As a result, the data stream input to the arithmetic circuit 10 is encoded to generate smaller data, that is, it is compressed.

(ステップS90)圧縮後のデータが、演算回路10の出力部30から出力される。 (Step S90) The compressed data is output from the output section 30 of the arithmetic circuit 10.

出力された圧縮後のデータは、例えば情報処理装置が備える通信モジュールから直接、又は通信回線を通じて外部の機器に向けて送信される。 The output compressed data is transmitted, for example, directly from a communication module included in the information processing device or to an external device through a communication line.

なお、実装に際しては、ステップS50における状態パラメータlは、出現率pが決定されると、第一条件、第二条件及び第三条件の三つの条件のいずれか一つを満たすものを求めて用いるよう任意に設計することができる。例えば情報処理装置において、決定された出現率pと共に第一条件を満たす最小のlを求めるよう記述されたプログラムが実行されてもよい。より具体的には、例えば出現率の表現に用いる無理数β(例えば二次無理数である黄金平均)及び桁数nが設計段階にて予め定められる。情報処理装置では、圧縮対象のデータストリーム中の0及び1の出現頻度(出現率)が求められると、この出現率pがβ展開(p=1/β+1/β+…+1/β)によって表現される(出現率pの決定)。そして、この出現率pと共に第一条件を満たす最小のlが求められる(状態パラメータlの決定)。最小のlを用いるのは、データの圧縮、及び圧縮されたデータの展開に要する演算負荷を抑えるためである。また、圧縮されたデータを展開する情報処理装置についても、実装に際しては、データを圧縮する情報処理装置と共通の出現率p及び状態パラメータを用いるよう設計されて取得済みである。 In addition, in implementation, when the appearance rate p is determined, the state parameter l in step S50 is determined and used to satisfy any one of the three conditions: the first condition, the second condition, and the third condition. It can be designed arbitrarily. For example, in the information processing device, a program written to find the minimum l that satisfies the first condition together with the determined appearance rate p may be executed. More specifically, for example, the irrational number β (for example, the golden mean, which is a quadratic irrational number) used to express the appearance rate and the number of digits n are determined in advance at the design stage. In an information processing device, when the appearance frequency (appearance rate) of 0 and 1 in a data stream to be compressed is determined, this appearance rate p is β-expanded (p=1/β+1/β 2 +...+1/β n ) (determination of the occurrence rate p). Then, along with this appearance rate p, the minimum l that satisfies the first condition is determined (determination of the state parameter l). The reason for using the minimum l is to suppress the computational load required for data compression and expansion of compressed data. Furthermore, when implementing the information processing device that expands compressed data, the same appearance rate p and state parameters as those of the information processing device that compresses the data are designed and acquired.

次に、改良ストリーム型ABSによるデータ圧縮方法を用いて圧縮された圧縮後のデータを取得した機器の動作について説明する。図8は、圧縮後のデータを受信した本実施の形態に係る情報処理装置の動作手順の一例を示すフロー図である。 Next, the operation of a device that acquires compressed data using the improved stream type ABS data compression method will be described. FIG. 8 is a flow diagram illustrating an example of the operation procedure of the information processing apparatus according to the present embodiment that receives compressed data.

(ステップS20)情報処理装置において、演算回路10に展開処理の対象であるデータストリーム、つまり上記の動作手順で出力された圧縮後のデータのデータストリームが入力される。演算回路10では、入力部20がこのデータストリームの入力を受ける。 (Step S20) In the information processing apparatus, a data stream to be expanded, that is, a data stream of compressed data output in the above-described operating procedure, is input to the arithmetic circuit 10. In the arithmetic circuit 10, an input section 20 receives input of this data stream.

(ステップS40)プロセッサ50は、入力部20が入力を受けたデータストリームが示す値から、データの圧縮に用いられた出現率p及び状態パラメータlを用いてABSによるデータ展開方法を実行する、つまり圧縮前のバイナリのデータストリームを取得する。 (Step S40) The processor 50 executes the ABS data expansion method based on the value indicated by the data stream input by the input unit 20, using the appearance rate p and the state parameter l used for data compression. Get the uncompressed binary data stream.

(ステップS60)展開後のデータが、演算回路10の出力部30から出力される。 (Step S60) The expanded data is output from the output section 30 of the arithmetic circuit 10.

出力された展開後のデータは、例えば情報処理装置が備える、又は接続される記録装置で記録媒体に記録されたり、表示器又はスピーカを通じてユーザに提示されたりする。または、このデータが情報処理装置に対する命令を含む場合に、その命令に従う動作をさらに実行する。 The output expanded data is recorded on a recording medium by, for example, a recording device that is included in or connected to the information processing device, or is presented to the user through a display or a speaker. Alternatively, if this data includes an instruction to the information processing device, an operation according to the instruction is further executed.

[2-3.その他]
以上のように、本発明に係る技術の例示として実施の形態を説明した。しかしながら、本発明に係る技術は、上記実施の形態に限定されず、実施の形態に適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った変形も可能である。例えば、以下のような変形も本発明の一実施態様に含まれる。
[2-3. others]
As described above, the embodiments have been described as examples of the technology according to the present invention. However, the technology according to the present invention is not limited to the embodiments described above, and may be modified by appropriately changing, replacing, adding, omitting, etc. the embodiments. For example, the following modifications are also included in one embodiment of the present invention.

上記実施の形態における情報処理装置は、演算回路が改良ストリーム型ABSのアルゴリズムを記述したソフトウェアを実行することによってデータストリームの圧縮又は展開を実現するものであったが、これに限定されない。例えば演算回路は、当該アルゴリズムの全部又は一部をハードウェアで実現される論理回路であってもよい。具体例として、製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)による実現が挙げられる。 In the information processing apparatus in the above embodiment, the arithmetic circuit executes the software in which the improved stream type ABS algorithm is written to realize compression or expansion of the data stream, but the present invention is not limited thereto. For example, the arithmetic circuit may be a logic circuit that implements all or part of the algorithm in hardware. A specific example is implementation using an FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing.

また、上記の演算回路を構成する構成要素の各部は、個別に1チップ化されていてもよいし、一部又は全部を含むように1チップ化されてもよい。 Furthermore, each of the constituent elements constituting the above-mentioned arithmetic circuit may be individually integrated into one chip, or may be integrated into one chip so as to include some or all of them.

また、上記実施の形態で示した動作手順(図7、図8参照)の実行順序は、必ずしも、上述した通りの順序に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えたり、複数の手順を並列に行ったり、その手順の一部を省略したりすることができる。また、各ステップの処理内容は、上述の説明に限定されない。例えば、図7に示すステップS50では、無理数であるpが、式26を用いる算出される誤差に基づく評価に照らして決定されてもよい。 Furthermore, the order of execution of the operational procedures (see FIGS. 7 and 8) shown in the above embodiments is not necessarily limited to the order described above, and the order of execution may be determined within the scope of the gist of the invention. You can swap steps, perform multiple steps in parallel, or omit some steps. Furthermore, the processing content of each step is not limited to the above description. For example, in step S50 shown in FIG. 7, p, which is an irrational number, may be determined in light of an evaluation based on an error calculated using Equation 26.

また、本発明の一態様としては、図7又は図8に示す処理手順の全部又は一部を含む情報処理方法であってもよい。また、本発明の一態様としては、この情報処理方法に係る所定情報処理をコンピュータにより実現するためのプログラム(コンピュータプログラム)であってもよいし、このプログラムを示すデジタル信号であってもよい。 Furthermore, one aspect of the present invention may be an information processing method including all or part of the processing procedure shown in FIG. 7 or 8. Further, one aspect of the present invention may be a program (computer program) for realizing predetermined information processing related to this information processing method by a computer, or a digital signal indicating this program.

また、本発明の一態様としては、上記のプログラム又はデジタル信号をコンピュータで読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)、半導体メモリ等に記録したものであってもよい。また、これらの記録媒体に記録されている上記のデジタル信号であってもよい。 Further, as an aspect of the present invention, the above program or digital signal can be stored in a computer-readable recording medium, such as a flexible disk, hard disk, CD-ROM, MO, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, BD ( It may be recorded on a Blu-ray (registered trademark) Disc), a semiconductor memory, or the like. Moreover, the above-mentioned digital signals recorded on these recording media may be used.

また、本発明の一態様としては、上記のプログラム又はデジタル信号を電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットに代表されるネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものであってもよい。 Further, as one aspect of the present invention, the above program or digital signal may be transmitted via a telecommunication line, a wireless or wired communication line, a network typified by the Internet, data broadcasting, or the like.

その他、上記実施の形態及び変形例で示した各構成要素及び構成を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明の範囲に含まれる。 In addition, embodiments realized by arbitrarily combining the respective components and configurations shown in the above embodiments and modified examples are also included within the scope of the present invention.

本発明は、データストリームを圧縮して送受信する情報処理機器において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in information processing equipment that compresses and transmits/receives data streams.

10 演算回路
20 入力部
30 出力部
40 メモリ
50 プロセッサ
10 arithmetic circuit 20 input section 30 output section 40 memory 50 processor

Claims (10)

圧縮処理の対象であるバイナリデータストリームが含む二値のうち一方の値の出現率p(0<p<1)に基づくABS(Asymmetric Binary Systems)によるデータ圧縮方法を実行する演算回路を備え、
前記演算回路において、
前記出現率pとしては無理数が用いられ、
前記二値の一方に関する力学系である第一力学系及び前記二値の他方に関する力学系である第二力学系のそれぞれにおける不動点の個数が同時に1を超えず、かつ、同時に0をとらない、
情報処理装置。
comprising an arithmetic circuit that executes a data compression method using ABS (Asymmetric Binary Systems) based on the appearance rate p (0<p<1) of one of the binary values included in the binary data stream that is the target of compression processing,
In the arithmetic circuit,
An irrational number is used as the appearance rate p,
The number of fixed points in each of the first dynamical system, which is a dynamical system regarding one of the two values, and the second dynamical system, which is a dynamical system regarding the other of the two values , does not simultaneously exceed 1 and do not simultaneously take 0. ,
Information processing device.
前記無理数は、二次無理数である
請求項1に記載の情報処理装置。
The information processing device according to claim 1, wherein the irrational number is a quadratic irrational number.
前記出現率p及び前記ABSの状態集合が含む状態の個数を定める自然数lは、
Figure 0007345831000115
但しs=0又は1、
Figure 0007345831000116
Figure 0007345831000117
Figure 0007345831000118
Figure 0007345831000119
及び
Figure 0007345831000120
として、
第一条件である、
Figure 0007345831000121
が成立し、且つ、
Figure 0007345831000122
又は
Figure 0007345831000123
であること、
第二条件である、
Figure 0007345831000124
が成立し、且つ、
Figure 0007345831000125
又は
Figure 0007345831000126
であること、及び
第三条件である、
Figure 0007345831000127
が成立し、且つ、
Figure 0007345831000128
又は
Figure 0007345831000129
であることの三つの条件のいずれか一つを満たす値をとる
請求項1又は2に記載の情報処理装置。
The occurrence rate p and the natural number l that determines the number of states included in the ABS state set are:
Figure 0007345831000115
However, s=0 or 1,
Figure 0007345831000116
Figure 0007345831000117
Figure 0007345831000118
Figure 0007345831000119
as well as
Figure 0007345831000120
As,
The first condition is
Figure 0007345831000121
is established, and
Figure 0007345831000122
or
Figure 0007345831000123
to be,
The second condition is
Figure 0007345831000124
is established, and
Figure 0007345831000125
or
Figure 0007345831000126
and the third condition is
Figure 0007345831000127
is established, and
Figure 0007345831000128
or
Figure 0007345831000129
The information processing device according to claim 1 or 2, wherein the information processing device takes a value that satisfies any one of three conditions.
前記演算回路は、プログラムを保持するメモリ及び前記プログラムを実行するプロセッサを備え、
前記プログラムは、前記プロセッサによって実行されることで前記演算回路に前記データ圧縮方法を実行させる
請求項1から3のいずれか一項に記載の情報処理装置。
The arithmetic circuit includes a memory that holds a program and a processor that executes the program,
The information processing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the program causes the arithmetic circuit to execute the data compression method by being executed by the processor.
前記演算回路は、前記データ圧縮方法を実行する論理回路である
請求項1から3のいずれか一項に記載の情報処理装置。
The information processing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the arithmetic circuit is a logic circuit that executes the data compression method.
請求項1から5のいずれか一項に記載の情報処理装置において前記データ圧縮方法を用いて圧縮された圧縮後データのバイナリデータストリームのABSによるデータ展開方法を実行する演算回路を備え、
前記演算回路が実行する前記ABSによるデータ展開方法では、実行された前記データ圧縮方法で用いられた出現率pが用いられ、前記第一力学系及び前記第二力学系のそれぞれにおける不動点の個数は、実行された前記データ圧縮方法での個数である
情報処理装置。
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, comprising an arithmetic circuit that executes a data expansion method using ABS of a binary data stream of compressed data compressed using the data compression method,
In the ABS data expansion method executed by the arithmetic circuit, the occurrence rate p used in the executed data compression method is used, and the number of fixed points in each of the first dynamical system and the second dynamical system is is the number of data compression methods executed. Information processing apparatus.
圧縮処理の対象であるバイナリデータストリームが含む二値のうち一方の値の出現率を取得し、
取得した前記出現率に近似する無理数p(0<p<1)及びABS(Asymmetric Binary Systems)の状態集合が含む状態の個数を定める自然数lを、前記二値の一方に関する力学系である第一力学系及び前記二値の他方に関する力学系である第二力学系のそれぞれにおける不動点の個数が同時に1を超えず、かつ、同時に0をとらないよう決定し、
前記無理数pを前記出現率として用い、且つ、前記自然数lを用いて前記バイナリデータストリームにABSを実行することで前記バイナリデータストリームを圧縮する
情報処理方法。
Obtain the occurrence rate of one of the two values included in the binary data stream that is the target of compression processing,
An irrational number p (0<p<1) that approximates the obtained appearance rate and a natural number l that determines the number of states included in the state set of ABS (Asymmetric Binary Systems) are expressed as determining that the number of fixed points in each of the one dynamical system and the second dynamical system, which is a dynamical system regarding the other of the two values , does not exceed 1 at the same time and does not take 0 at the same time ,
An information processing method comprising compressing the binary data stream by using the irrational number p as the appearance rate and performing ABS on the binary data stream using the natural number l.
請求項7に記載の情報処理方法を用いて圧縮された圧縮後データのバイナリデータストリームを取得し、
前記情報処理方法において用いられた前記出現率としてのp及び前記自然数lを取得し、
前記出現率p及び前記自然数lを用いて前記バイナリデータストリームにABSを実行することで前記圧縮後データを展開する
情報処理方法。
Obtaining a binary data stream of compressed data compressed using the information processing method according to claim 7,
obtaining p as the appearance rate and the natural number l used in the information processing method;
An information processing method, wherein the compressed data is expanded by performing ABS on the binary data stream using the appearance rate p and the natural number l.
情報処理装置が備える演算回路によって実行されるプログラムであって、
前記プログラムは、前記演算回路によって実行されることで前記情報処理装置に、
圧縮処理の対象であるバイナリデータストリームが含む二値のうち一方の値の出現率を取得させ、
取得した前記出現率に近似する無理数p(0<p<1)及びABS(Asymmetric Binary
Systems)の状態集合が含む状態の個数を定める自然数lを、前記二値の一方に関する力学系である第一力学系及び前記二値の他方に関する力学系である第二力学系のそれぞれにおける不動点の個数が同時に1を超えず、かつ、同時に0をとらないよう決定させ、
前記無理数pを前記出現率として用い、且つ、前記自然数lを用いて前記バイナリデー
タストリームにABSを実行することで前記バイナリデータストリームを圧縮させる
プログラム。
A program executed by an arithmetic circuit included in an information processing device,
The program is executed by the arithmetic circuit to cause the information processing device to:
Obtain the appearance rate of one of the two values included in the binary data stream that is the target of compression processing,
An irrational number p (0<p<1) and ABS (Asymmetric Binary
The natural number l that determines the number of states included in the state set of Systems) is a fixed point in each of the first dynamical system, which is a dynamical system regarding one of the two values, and the second dynamical system, which is a dynamical system regarding the other of the two values. Let it be decided so that the number of ``does not exceed 1 at the same time and does not take 0 at the same time ,''
A program for compressing the binary data stream by using the irrational number p as the appearance rate and performing ABS on the binary data stream using the natural number l.
情報処理装置が備える演算回路によって実行されるプログラムであって、
前記プログラムは、前記演算回路によって実行されることで前記情報処理装置に、
請求項7に記載の情報処理方法を用いて圧縮された圧縮後データのバイナリデータストリームを取得させ、
前記出現率p及び前記自然数lを用いて前記バイナリデータストリームにABSを実行することで前記圧縮後データを展開させる
プログラム。
A program executed by an arithmetic circuit included in an information processing device,
The program is executed by the arithmetic circuit to cause the information processing device to:
obtaining a binary data stream of compressed data compressed using the information processing method according to claim 7;
A program for expanding the compressed data by executing ABS on the binary data stream using the appearance rate p and the natural number l.
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