JP2003519945A

JP2003519945A - データの送信または記憶のための効率的で可逆的な変換

Info

Publication number: JP2003519945A
Application number: JP2001550616A
Authority: JP
Inventors: アヴェリー，カレブ; トベルマン，ラルフ
Original assignee: エフェクタテクノロジーズコーポレイション
Priority date: 2000-01-03
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2003-06-24
Also published as: US6633244B2; US20010038347A1; AU2610701A; WO2001050325A3; CA2396369A1; IL150556A0; CN1437738A; TW502178B; WO2001050325A2; EP1248991A2

Abstract

(57)【要約】可逆データ圧縮のシステムおよび方法。データの内容値と等しく、表現するためにはより少ないビットしか必要としない数学的変換が発見された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本願は、参照によりその全体が組み込まれる、２０００年１月３日出願、米国
特許出願第６０／１７４，３０５号の優先権を３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）
の下に主張する。

【０００２】背景発明の分野本発明は、データ変換に関し、より詳細には、可逆データ圧縮に関する。

【０００３】発明の背景既存の圧縮技術は、入力されたバイナリ・データにおける冗長性を捜し出して
除去することに焦点を合わせている。初期の圧縮の手法は、データの形式に焦点
を合わせていた。これらの形式による手法はランレングス符号化（ＲＬＥ）と、
様々な種類の頻度マッピング方法とを使用している。パターンを符号化するこれ
らの手法は、ＡＳＣＩＩ文字データに対しては役に立つが、他のデータ形式に対
しては圧縮可能な域には達していない。

【０００４】圧縮技術の進歩は、情報理論、特に情報エントロピーにおけるクロード・シャ
ノンの研究から発展した。この研究の大部分は、元来、統計学的なものである。
シャノン−ファノおよびハフマン符号化は、ソース・データにおけるシンボルの
出現する確率の樹を降順で構築し、「良好な」可変サイズの符号の生成を可能に
した。これは、しばしばエントロピー符号化と称される。圧縮が達成されるのは
、より頻繁に出現するバイナリ・パターンがより短い符号に割り当てられ、１つ
のメッセージに対して必要とされる全体的なビットの平均値を低減することが可
能になるからである。

【０００５】シャノン−ファノおよびハフマン符号化は、パターンが出現する確率が２の負
のべき乗であるときのみ最適である。これらの方法は、データの変化に合わせて
確率の樹を最適化するいくつかの適応バージョンを生み出した。

【０００６】算術符号化は、データ全体に１つの（通常の長さの）符号を割り当てることに
よって、２の負のべき乗の確率の問題を克服した。この方法は、データを１つ１
つのシンボルごとに読み取り、より多くのパターンが認識されるたびに、出力さ
れる符号にビットを追加する。

【０００７】テキストの符号化にさらなる効率が求められ、Ｊ．ＺｉｖおよびＡ．Ｌｅｍｐ
ｅｌによって開発されたＬＺ系のアルゴリズムに代表される辞書型符号化の開発
と発展がもたらされた。これらの方法は無数の異型を生んだ。これらの方法では
、シンボルのストリング（１つの辞書）は、それらが発生する際に構築され、次
いでトークンとして符号化される。その結果、出力はインデックスと生データの
混合となる。

【０００８】エントロピー符号化と同様に、辞書型の方法も静的である場合と順応性のある
場合とがある。ＬＺ系の異型は、辞書とそのインデックスを最適化するために異
なる技術を使用する。これらの技術には、検索バッファ、先取りバッファ、履歴
バッファ、スライディング・ウィンドウ、ハッシュ・テーブル、および巡回待ち
行列が含まれる。これらの技術は、めったに使用されない辞書項目の肥大化を抑
える働きをする。これらの方法の人気は、その簡素さ、速度、適度な圧縮率、お
よびメモリ要件の低さによるものである。

【０００９】異なるタイプの情報は、特定のバイナリ・パターンを作成する傾向がある。冗
長性またはエントロピー圧縮方法は、シンボリック・データと、認識し、マッピ
ングし、低減することができる固有のパターンとに直接的に依存している。した
がって、異なるタイプの情報には異なる方法が最適化されなければならない。こ
の圧縮法は、基礎となるデータをモデル化する方法と同程度に有効である。しか
し、マッピングし、低減することができる構造には限界がある。

【００１０】冗長性に基づく方法は、用途および／または性能において制限される。一般に
、エントロピー符号化は、効率よく除去することができる限られた冗長性に対処
するときは、速度または圧縮の点で妥協する。通常、これらの方法は、非常に低
い圧縮利得を有する。主な利点は、エントロピー符号化が、可逆であり続けるた
めに実施することができることである。

【００１１】非可逆圧縮は、スピーチ、オーディオ、画像、およびビデオを表現するデータ
などの拡散するデータにしばしば適用される場合がある。非可逆圧縮は、データ
を正確に復元できないことを暗示している。ある種の用途は、情報を解釈するこ
とにおける人間の聴覚および視覚の方式が限られていることにより、圧縮および
再構成中にデータを失っても差し支えない場合がある。知覚符号化の技術は、人
間の目や耳のこれらの制約を利用するために使用される。上記の技術の１つを使
用する、エントロピー符号化が後に続く知覚符号化モデルは、効率よい圧縮を提
供する。しかし、要件が非常に異なるため、データのタイプごとに独自のモデル
（およびエントロピー・コーダ）が必要となる。さらに、このような圧縮技術の
非可逆的な性質は、結果が、顕著な場合はオリジナルから多少の正確さを失い、
多くの用途に対してその結果を不適切にすることを意味する。

【００１２】したがって、可逆的であり、かつ高い圧縮利得を可能にする圧縮方法が求めら
れている。発明の概要本発明は、バイナリ・データを圧縮する。データはセグメントに分割される。
これらセグメントのそれぞれは数値を有している。変換は、その変換に関する状
態情報と共に、各セグメントに対して選択される。状態情報を伴う変換の数値は
、セグメントの数値に等しい。変換、状態情報、およびパケット・オーバーヘッ
ドは、変換パケットにパッケージ化される。変換パケットのビット長は、生セグ
メントおよび必須のパケット・オーバーヘッドを含むセグメント・パケットのビ
ット長と比較される。より短いビット長のパケットが選択されて、記憶または送
信される。パケットの受信後、または記憶装置からのパケットの取り出し後、各
セグメントの数値は必要に応じて変換および状態情報から再計算される。セグメ
ントは、元のバイナリ・データを再構成するために組み替えられる。

【００１３】好ましい実施形態の詳細な説明図１は、圧縮プロセス１００の概略を示すフロー・チャートである。最初の入
力１０２はバイナリ・データである。バイナリ・データはいずれも、単にバイナ
リ形態で表された数である。したがって、バイナリ・データはいずれも数値を有
する。この数値がそのデータの「内容値」である。

【００１４】入力されたバイナリ・データ１０２は、必要であればセグメントに分割される
（１０４）。入力バイナリ・データは、十分に短くそれ以上分割しない場合もあ
る。各セグメントは内容値を有する。各セグメントの内容値を識別し、セグメン
トごとに適切な状態情報と併せて変換を選択し、テストする（１０６）。一般的
な変換は、多数の値を表すことができる。状態情報は、その変換に正確な値を指
定するのに必要な情報を提供する。用語「状態情報」は、任意の変数、係数、剰
余、あるいはその変換に特定の数値を設定するのに必要な任意の他の情報を含む
。実施形態によっては、変換および状態情報に「パケット・オーバーヘッド」を
加える。パケット・オーバーヘッドには、後に元のセグメントを再計算し、元の
入力バイナリ・データを再構成することを可能にするのに必要とされる、変換と
状態情報以外の任意の情報が含まれる。

【００１５】その状態情報を有する変換は、それに対応するセグメントと同じ数値を有する
。次の式は、変換の概念を表す。Ｍ＝Ｔ（状態情報）ここでＭはセグメントの内容値であり、Ｔが変換である。この変換は算術的変換
、論理的変換、あるいは別の数学的変換である。

【００１６】その状態情報とパケット・オーバーヘッドを有する変換は、表現効率性利得（
「ＲＥＧ」）を有する。ＲＥＧは、変換、状態情報、およびパケット・オーバー
ヘッドの効率性の測定値である。ＲＥＧは、Ｌｏｇ₂Ｍ／Ｌｏｇ₂Ｔの比として定
義され、Ｌｏｇ₂ＭはＭを表すのに必要なバイナリ・ビット数であり、Ｌｏｇ₂Ｔ
は、変換、状態情報、およびパケット・オーバーヘッドを復号可能な形で表すの
に必要なバイナリ・ビット数である。したがって、ＲＥＧの値が１よりも大きい
場合、変換と状態情報とパケット・オーバーヘッドの合計が占めるビットはセグ
メントよりも少なくなる。

【００１７】例えば、９ビット・サイズのメッセージは、変換ａのｂ^c乗を表すことができ
、このａ、ｂ、およびｃはそれぞれ３ビットのメッセージになる。この場合、ａ
のｂ^c乗が変換であり、ａ、ｂ、およびｃはそれぞれ変換の変数である。ａ、ｂ
、およびｃの値が状態情報を構成する。その数値がセグメントの内容値に等しい
式を作るには、変換と状態情報の両方が必要である。

【００１８】上記のａのｂ^c乗の例によると、９ビットで、１０進法の桁数で７００，００
０桁を超える整数を表すことができ、これは２３０万を超えるバイナリ・ビット
に相当する。一例として、この変換は、９ビットだけを使用することにより、１
５０，０９４，６３５，２９６，９９９，１２１、すなわち３の６²乗の内容値
を表すことができる。従来の方式でバイナリ形態で表した場合、この数は５８ビ
ットを占めることになる。したがって、この変換を使用することにより、９ビッ
トのメッセージで５８ビットの内容値が送信される。この５８ビットのデータ・
セグメントは、大幅に圧縮されている。

【００１９】次いで、それぞれの変換と、それに伴う状態情報がパケットにパッケージされ
る（１０８）。このパケットは、追加のパケット・オーバーヘッドを含み、これ
は後にそのパケットのパッケージを解除して、その内容値を回復するのを可能に
するのに必要な任意の他の情報を提供する。このパケット・オーバーヘッドは、
セグメントを識別し、変換を識別する情報、あるいは任意の他の情報を含むこと
ができる。このパケットは、通例、表すのに使用するビットが元のセグメントよ
りも少ない。したがって、セグメントが圧縮されていることになる。

【００２０】次いで各パケットを記憶するか、あるいは送信する（１１０）。パケットは通
常セグメントよりも小さいので、パケットの記憶が占めるスペースはセグメント
よりも少なく、またパケットの送信にかかる時間はセグメントの送信にかかる時
間よりも短い。

【００２１】図２は、回復プロセス２００の概要を示すフロー・チャートであり、ここでは
パケットから元のデータを回復する。送信されている場合にはパケットを受信し
（２０２）、記憶されている場合には記憶装置からパケットを取り出す。次いで
、パケットの符号化を復号して（２０４）、変換の識別と、元のセグメントを回
復するのに状態情報をどのように使用すべきかを判定する。復号した情報を使用
して、元のセグメントの内容値を再計算する（２０６）。最後に、再計算された
すべてのセグメントを元の順序でまとめて、元の入力バイナリ・データを再構成
する（２０８）。したがって、回復プロセス２００の出力２１０は、圧縮プロセ
スの入力１０２と同一になる。システムの概要図３は、圧縮システム３００のブロック図であり、圧縮システム３００におけ
る一般的なデータの流れを表している。圧縮システム３００は、図１および図２
のプロセスを行う。圧縮システム３００の流れは、圧縮するバイナリ・ストリン
グ３０２の入力から開始する。

【００２２】制御プログラム３０６は、圧縮システム３００の全機能のプロセス・コントロ
ーラとして作用する。制御プログラム３０６は、他の圧縮システム３００コンポ
ーネントを監視し、処理全体を通じて入力バイナリ・ストリングに関連する情報
をすべて把握する。制御プログラム３０６はまた、時間、試行、あるいは他のパ
ラメータに従って任意のプロセスと対話し、それを終了する。

【００２３】プリプロセッサ３０４は、入力バイナリ・ストリング３０２を受け取り、その
バイナリ・ストリング３０２をセグメントに分割する。各セグメントの長さは、
所与のデータ・タイプ、使用される可能性の高い変換、プロセッサの能力、およ
びアプリケーション・パラメータに対応する。状況によっては、プリプロセッサ
３０４は、セグメントのより好適なバリエーションを変換エンジン３０８に与え
るために、セグメントの変異（ｍｕｔａｔｅ）も行う。

【００２４】変換エンジン３０８は、プリプロセッサ３０４からセグメントを受け取り、変
換と状態情報の順列を計算するが、各順列はそのセグメントの内容値に相当する
。それに関連付けられたパケット・オーバーヘッドを含めて各順列のサイズを分
析し、変換、状態情報、およびパケット・オーバーヘッドの最も効率的な組み合
わせを選択する。順列がデータ圧縮を示さない場合は、セグメントを修正せずに
生データとしてパッケージャ３１０に送信する。

【００２５】パッケージャ３１０は、変換エンジン３０８の出力を受け取る。各セグメント
について、パッケージャは関連するすべての情報を制御プログラム３０６から受
取り、これには状態情報と、セグメントをどのように変換したかが含まれる。変
換、状態情報、およびその他の関連情報から、パッケージャ３１０はパケットを
生成する。したがって、パケットは、併せて後にそのパケットを復号することを
可能にする、変換、状態情報、およびオーバーヘッド情報を含むことになる。

【００２６】この時点で、入力バイナリ・ストリング３０２はセグメント化され、変換され
、そしてパケットにパッケージされている。これらのパケットは合わせても、元
の入力バイナリ・ストリング３０２より小さい。これらのパケットは、確立され
た記憶装置に記憶することも、あるいは伝送プロトコル３１２を通じて送信する
こともできる。パケットはもとの入力バイナリ・ストリングよりも小さいので、
元のバイナリ・データに比べて占める記憶空間が少なく、送信をより迅速に行え
るという利点を有する。

【００２７】アンパッケージャ３１４は、パケットを送信した場合にはパケットを受信し、
パケットを記憶した場合には記憶装置からパケットを取り出す。アンパッケージ
ャ３１４は、パケット・オーバーヘッド命令を解釈し、デコーダ３１６で使用す
るためにパケットの構成要素とそれに関連付けられた情報をアンパックし、無変
更のデータがあればそれを生データのセグメントとしてアンパックする。

【００２８】デコーダ３１６は、アンパッケージされた情報をアンパッケージャ３１４から
受取り、元のセグメントの内容値を再計算する。デコーダ３１６は、状態情報を
該当する変換に適用して、そのセグメントの内容値を再計算する。データが変異
されている場合には、その所与のセグメントについてこのプロセスを逆に行って
、セグメントの元の形式を回復する。

【００２９】リコンスティチュータ３１８はデコーダ３１６からセグメントを受取り、セグ
メントを順番に連結して、元のバイナリ・ストリングを再構成する。アプリケー
ション・パラメータに基づき、これはアプリケーションの必要に応じてファイル
全体に行うことも、ストリーム化することもできる。リコンスティチュータ３１
８は次いでバイナリ・ストリング３２０を出力する。リコンスティチュータ３１
８によって出力されるバイナリ・ストリング３２０は、入力バイナリ・ストリン
グと同じものになる。このように、圧縮システム３００は可逆的圧縮を提供する
。制御プログラム制御プログラム３０６は、各データ・セグメントとセグメントの変換に関連す
るデータ、ならびにプリプロセッサ３０４、変換エンジン３０８、およびその他
の圧縮システム３００の全機能に関する情報を把握する。この情報は以下を含む
ことができるが、これに限定するものではない。

【００３０】１．元の入力バイナリ・ストリングにおけるセグメントの位置を提供する情報
を含む、各セグメントの識別２．各セグメントのサイズ３．各セグメントのデータ・タイプ４．変換エンジン３０８の計算能力５．デコーダ３１６の計算能力６．実時間のストリーミング・アプリケーションにおける時間の制約などのア
プリケーション要件７．データ・タイプの要件８．セグメントの変形の有無、およびセグメントの変形に使用された技術９．そのセグメントにプリプロセッサ３０４が費やした時間１０．そのセグメントにプリプロセッサ３０４が費やした計算サイクル１１．そのセグメントに変換エンジン３０８が費やした時間１２．そのセグメントに変換エンジン３０８が費やした計算サイクル１３．そのセグメントに使用された１つまたは複数の変換の識別１４．状態情報の変数を選択するのに使用された任意の組み合わせ最適化ヒュ
ーリスティック１５．使用された任意のヒューリスティックに関連する追跡情報１６．成功した変換１７．成功した変換の状態情報１８．成功した変換についての変換の参照およびそれに関連付けられた状態情
報のビット長１９．成功した変換に関連するパケット・オーバーヘッドのビット長２０．部分的な解法の変換２１．部分的な解法の状態情報（オフセットを含む）２２．部分的な解法についての変換参照とそれに関連付けられた状態情報のビ
ット長２３．部分的な解法で使用された変換のパケット・オーバーヘッドのビット長２４．使用された有限状態機械２５．参照データや有限状態機械のツリー・データなどの有限状態機械情報２６．ｄｅＢｒｕｉｊｕｎ数列の開始点とインデックスのログ２７．３Ｄグラフ・ツリーの追跡情報２８．Ｎ空間曲線のデータ２９．使用された「ＢＯＴＳ」３０．ＢＯＴＳの内容値の位置や、ＢＯＴＳからセグメントの内容値へのデル
タなどのＢＯＴＳ情報プロセス・モニタ（図示せず）は、制御プログラム３０６の主要なサブパート
である。プロセス・モニタは、プリプロセッサ３０４および変換エンジン３０８
を監視する。プロセス・モニタは、プリプロセッサ３０４および変換エンジン３
０８の動作を制約するパラメータを有する。この制約パラメータは、ターゲット
とするＲＥＧ、処理に費やす時間、処理に費やす計算サイクルの数、あるいはそ
の他のパラメータを含むことができる。ターゲットとするＲＥＧは、そのターゲ
ットＲＥＧを有する変換、状態情報、およびパケット・オーバーヘッドの組み合
わせが見つかった際に、圧縮システム３００がそれより高いＲＥＧ変換を探すの
を中止するのに十分に高いＲＥＧ値である。処理に費やす時間と、処理に費やす
計算サイクルについての制約パラメータは、圧縮システム３００が、変換と状態
情報の最良の組み合わせを探すのに、無限量の時間と資源を使用しないことを保
証する。このパラメータは、制御プログラム３０６によって事前設定または変更
することができる。このパラメータが変更されるのは、データ・タイプが変わっ
た場合、計算資源が変化した場合、アプリケーションが変わった場合、あるいは
人間またはその他の外部からの介入による。

【００３１】プリプロセッサ３０４または変換エンジン３０８がある制約パラメータを超え
た場合、プロセス・モニタは、プリプロセッサ３０４または変換エンジン３０８
の動作を終了するように制御プログラム３０６に通知する。プリプロセッサ３０
４の動作が終了されると、バイナリ・ストリングがセグメントに分割される。セ
グメントの長さは、その時点までにプリプロセッサ３０４によって求められてい
る最適な長さの最良近似である。変換エンジン３０８の動作が終了されると、変
換エンジン３０８はその時点で最良の変換および状態情報を出力するか、あるい
はデータを圧縮する変換がない場合は、生データとしてセグメントを送信する。プリプロセッサ図４は、プリプロセッサ３０４のフロー・チャートである。プリプロセッサ３
０４は、まずバイナリ・ストリング３０２のデータ・タイプを分析する４００。
データ・タイプを分析する際、プリプロセッサ３０４は、バイナリ・ストリング
３０２のデータ・タイプを識別または特徴付けることを試みる。データ・タイプ
は、そのバイナリ・データのテストおよび変換に使用される、セグメント・サイ
ズ、変換、およびその変換の状態情報の決定を助けるために使用される。プリプ
ロセッサ３０４は、そのバイナリ・ストリング３０２によってどのアプリケーシ
ョンが生成されるかを知ることによるか、あるいはデータ自体を分析することに
より、バイナリ・ストリング３０２を特徴付ける。データ・タイプを求めるため
にデータを分析する方法の１つは、バイナリ・ストリング３０２を既存のデータ
・タイプのデータベースと比較することである。このようなデータベースを生成
する一方法は、知られるデジタル・アプリケーションによって生成される情報を
サンプリングすることによる。

【００３２】プリプロセッサ３０４がバイナリ・ストリング３０２を特徴付ける場合、制御
プログラム３０６は、そのストリングと関連付けられたデータ・タイプを記憶す
る。プリプロセッサ３０４がバイナリ・ストリング３０２を特徴付けられない場
合、制御プログラム３０６は、そのバイナリ・ストリング３０２のデータ・タイ
プが知られていないという記録を保持する。

【００３３】プリプロセッサ３０４は次いで、入力バイナリ・ストリング３０２のサイズが
、最小の最適な処理ブロック・サイズよりも大きいかどうかを判定する４０２。
最小の最適処理サイズは、異なるデータ・タイプごとに異なる。制御プログラム
３０６は、既知の最小の最適な処理サイズそれぞれをそれに対応するデータ・タ
イプと関連づけて記憶する。プリプロセッサ３０４がデータ・タイプを特徴付け
ており、そのデータ・タイプの最小の最適な処理サイズが知られている場合、プ
リプロセッサ３０４は単に、入力バイナリ・ストリング３０２と記憶された最小
の最適な処理サイズとを比較する。

【００３４】データ・タイプが知られていない、またはあるデータ・タイプの最適サイズが
知られていない場合は、バイナリ・ストリング３０２を、それまでに多くのタイ
プのデータで良好に作用しているサイズのセグメントに分割する４０４。あるい
は、最初にバイナリ・ストリング３０２を、異なるビット長のセグメントに分割
する４０４。制御プログラム３０６は、これら異なるビット長のセグメントを圧
縮システム３００で処理する際に、最も容易に処理されるセグメント・サイズの
記録を取る。制御プログラム３０６は、様々なサイズを試し、どのサイズが最も
良好に働くかを追跡することにより、そのタイプのデータの最適な処理サイズが
知られるように、各データ・タイプについての最適な処理サイズの記録を構成す
る。制御プログラム３０６が、あるデータ・タイプについての最適な処理サイズ
の記録を形成する場合、将来の使用のためにそのセグメント・サイズを組み込む
ことができる。

【００３５】入力バイナリ・ストリング３０２が、最小の最適処理ブロック・サイズよりも
大きい場合は、バイナリ・ストリング３０２をセグメントに分割する４０４。セ
グメントのビット長はいくつかの要因によって決定される。

【００３６】変換エンジン３０８の計算能力は、セグメントのビット長に影響を与える。変
換エンジン３０８の利用可能な計算能力がわずかである場合には、セグメントは
、変換エンジン３０８が多大な計算能力を有する場合よりも短くなければならな
い。同様に、デコーダ３１６の計算能力が知られている場合には、それもセグメ
ントのビット長に影響する。デコーダ３１６の有する計算能力が高いほど、セグ
メントのビット長を大きくすることができる。

【００３７】圧縮システム３００を使用するアプリケーションも、セグメントのビット長に
影響する。例えば、人間に知覚することのできる実時間の符号化を必要とするビ
デオ会議などのアプリケーションが必要とするセグメントは、より長い時間枠と
より多くの処理サイクルをかけて、より大きなセグメントを変換および符号化す
ることが可能なオフラインのアーカイブ（ａｒｃｈｉｖｉｎｇ）のセグメントに
比べて短い。

【００３８】データ・タイプも、セグメントのビット長に影響する。例えば、オーディオ・
データには、ＡＳＣＩＩデータとは異なるセグメント・サイズが適することが考
えられる。データ・タイプに関連する別の要因は、そのデータ・タイプに使用さ
れる可能性が高い変換である。特定のデータ・タイプに使用される変換は、ある
特定のセグメント長の場合の方が良好に行われる可能性がある。制御プログラム
３０６は、変換エンジン３０８を監視し、特定のデータ・タイプに良好に作用す
る変換、その変換で良好に作用するセグメント・サイズ、および将来の使用のた
めに組み込むことが可能なセグメント・サイズを記憶する。したがって、プリプ
ロセッサ３０４がデータ・タイプの特徴付けに成功した場合、制御プログラム３
０６は、セグメントの最適なビット長についての情報を取り出すことができる。

【００３９】入力バイナリ・ストリング３０２が最小の最適な処理ブロック・サイズに等し
いか、またはそれより小さい場合、そのバイナリ・ストリング３０２は単一のセ
グメントとして扱われる。各セグメントは、それが分割されたバイナリ・ストリ
ング３０２の一部であるか、またはバイナリ・ストリング全体であるかに関係な
く、圧縮システム３００の残りの部分を通じて同じように扱われる。

【００４０】セグメント・サイズは、制御プログラム３０６に出力される４０６。制御プロ
グラム３０６はそのセグメント・サイズを記憶し、それを使用して、変換、状態
情報、およびパケット・オーバーヘッドの可能な組み合わせのサイズと比較する
。

【００４１】制御プログラム３０６は、元のバイナリ・データを後に再構成できるように固
有の識別情報を各セグメントに割り当て、その識別情報、関連するデータ・タイ
プ、プロセス・モニタの設定、およびその他の任意の関連データと併せて各セグ
メントを追跡する。

【００４２】次いで各セグメントを変異することができる４０８。セグメントの変異４０８
は、制御プログラム３０６が、それまでに、そのデータ・タイプおよびセグメン
ト・サイズの変異セグメントによって変換が成功している、またはそのデータ・
タイプおよびセグメント・サイズの非変異セグメントで変換が成功しなかったこ
とを示す情報を記憶している場合に行われる。変異されたセグメントによって変
換が成功するであろうことを示す情報を制御プログラム３０６が記憶していない
場合、セグメントは変異されない。ただし、その非変異のセグメントに成功した
変換が見つからない場合は、後からセグメントを変換エンジン３０８から戻して
４１２、変異させることができる。

【００４３】プリプロセッサ３０４は、異なるバージョンのセグメントを作成することによ
ってセグメントを変異し４０８、変換エンジン３０８に同じセグメントの順列を
より多く提供する。セグメントの順列をより多く提供することにより、効率的な
変換が見つかる可能性が高くなる。変換エンジン３０８が効率的な変換を生成す
ることができなかった一部のセグメント４１２も、プリプロセッサ３０４に戻し
て変異される４０８。

【００４４】プリプロセッサ３０４に戻して変異する４０８データ・タイプおよびセグメン
ト・サイズについての情報を監視し、記憶することにより、制御プログラム３０
６は、どのデータ・タイプおよびセグメント・サイズを最初に変異すべきかにつ
いての情報を得る。さらに、圧縮システム３００を通じて変異されたセグメント
を監視することにより、制御プログラム３０６は、どの変異の結果、変換が成功
したかについての情報を得る。この情報は、制御プログラムに再び組み込むこと
ができる。

【００４５】セグメントの変異にはいくつかの方式がある。制御プログラム３０６が、変換
が成功した変異技術についての記録を記憶している場合は、その変異技術を使用
する。制御プログラム３０６がそのような記録を有さない場合は、記憶されてい
る可能な変異のライブラリを順次調べる（ｓｔｅｐｔｈｒｏｕｇｈ）ことによ
って変異技術を選択する。

【００４６】第１の変異技術では、セグメントのビット長を調整する。これには、セグメン
トのグループを異なる形で分割することが必要となる。これを行うことにより、
プリプロセッサ３０６は、処理のために様々な内容値を変換エンジン３０８に送
る。今１つの技術は、データの「カット・アンド・シャッフル」である。事前に
定義されたシャッフル・ライブラリを使用する。シャッフルのインデックスは、
パケット・オーバーヘッドの一部として含まれる。さらに別の方法は、セグメン
トの補数を見つけ、それを変換エンジン３０８に送るものである。別の技術では
、セグメント中のビットをシフトまたは回転させる。ビットをシフトまたは回転
させる際に、回転またはシフトするビットの方向および数がパケット・オーバー
ヘッドの一部として送られる。セグメントは、算術的演算（スケーリング）また
は論理的演算（排他的論理和演算）によって修正することができる。代替の技術
では、他の従来の圧縮を使用してセグメントの内容値を変える。

【００４７】制御プログラム３０６は、変異されたセグメントと、変異されたセグメントの
変異方式を追跡する。この情報は、パッケージャ３１０が、関連する適切なパケ
ット・オーバーヘッド・コードを付加できるようにパッケージャ３１０に提供さ
れる。このコードは、そのデータを変異データであると識別し、またそのデータ
の変異方式も識別する。

【００４８】セグメントは、変異されているかいないかに関係なく、次いで変換エンジン３
０８に出力される４１０。変換エンジン図５は、変換エンジン３０８のフロー・チャートである。プリプロセッサ３０
４から出力されたセグメントは、変換エンジン３０８に入力される４１０。セグ
メントは、計算資源が許す限り、利用できる限り多くの変換プロセス５０２に送
られる。セグメントは、シリアルまたはパラレルに変換プロセス５０２によって
処理される。

【００４９】各変換プロセス５０２は、セグメントの内容値を表すのに使用することのでき
る別の変換（１つまたは複数）を提供する。単一の変換ではあらゆる入力セグメ
ントの内容値に適さない可能性があるので、変換エンジン３０８は、それが利用
することのできる複数の変換プロセス５０２を有する。これは、上記のａ、ｂ、
およびｃそれぞれが３ビットのメッセージである、９ビット・サイズの変換ａの
ｂ^c乗の例の考察から理解される。この変換を使用すると、わずか９ビットを使
用して、十進法で７００，０００桁を超える長さの整数の内容値を送信すること
ができる。従来の方式で表した場合、この数は２３０万ビット以上を占めること
になる。この変換は、９ビットで２３０万ビットの数を送信する能力を提供する
が、この９ビットはなお、５１２の異なる内容値に対応する５１２より少ない異
なるメッセージしか伝えることができない。したがって、０から７の７⁷乗の間
には、変換ａのｂ^c乗では表すことのできない多数の値が存在する。

【００５０】通常、算術的変換は剰余Ｒを含み、これにより以前に検証したａのｂ^c乗の変
換はａのｂ^c乗＋Ｒになる。ａ、ｂ、およびｃの値が選択されると、変換が内容
値に等しくなるように設定され、その剰余が解かれる。これにより、この変換で
どの内容値でも表すことができるようになる。ただし、多くの事例では剰余Ｒは
大きな数になり、表現するのに多くのビットが必要となる。この結果、セグメン
トがほとんど圧縮されないか、まったく圧縮されないことになる。複数の異なる
変換プロセス５０２を提供することにより、変換エンジン３０８は、剰余のない
変換、または圧縮ＲＥＧに達するのに十分に剰余が小さい変換を見つける確率を
大幅に高める。

【００５１】さらに、複数の変換プロセス５０２を備えることにより、ハイブリッドの解法
を見つけることが可能になる。ハイブリッドの解法では、複数の変換を使用する
。例えば、ある変換が、ゼロから非常に大きい整数までの広い範囲の内容値を表
すことができることが考えられる。しかし、この変換は、剰余を使用しない場合
には細分性が低い。この変換によって表される内容値の大半には、表現するのに
多くのビットを必要とする大きな剰余が必要になる。大きな剰余を使用する代わ
りに、第２の変換を使用して剰余を表現する。この第２の変換は、表現できる値
の範囲は第１の変換よりも狭いが、細分性はより高く、通例は剰余もより小さい
。一実施形態では、１つの変換プロセス５０２からの剰余を別の変換プロセス５
０２に入力する。第２の変換プロセス５０２は、入力されたその剰余を他のあら
ゆるセグメントと同様に扱う。このように、大きな剰余を伴う変換の代わりに、
ハイブリッドの解法は剰余の小さい複数の変換からなる。

【００５２】変換プロセス５０２はそれぞれ、セグメントに対する変換の解法をテストする
。変換の解法は、特定の状態情報と組み合わせた変換である。変換プロセス５０
２は、ターゲットとするＲＥＧを満たすまで、あるいは時間、試行回数、または
その他の制約の制限に達するまで、状態情報、変換、およびパケット・オーバー
ヘッドの順列をテストし続ける。プロセス・モニタは、変換プロセス５０２を監
視して、ターゲットとするＲＥＧ、処理にかかった時間、計算サイクルの回数、
あるいはその他の制約の制限に達したかどうかを判断する。プロセス・モニタは
、制約の制限に達すると変換プロセス５０２を中止する。

【００５３】制御プログラム３０６は、変換プロセス５０２でテストされた、変換、状態情
報、およびパケット・オーバーヘッドの最良の組み合わせを選択する５０４。最
良の組み合わせを選択するために、制御プログラム３０６は、各変換、状態情報
、およびそれに関連するパケット・オーバーヘッドのビット長を測定する。変換
、状態情報、および関連するオーバーヘッドを表すのに必要なビット長が最小で
ある順列が最良の順列である。

【００５４】制御プログラム３０６はまた、テストした順列を継続的に追跡する。時として
、変換、状態情報、およびオーバーヘッドの組み合わせが、単一のセグメントに
は最良でない場合があるが、共通の情報を１つだけのパケットで送り、残りのパ
ケットではそれを示唆することにより、複数のセグメントに適用した場合には最
良の組み合わせとなる。制御プログラム３０６はこのような組み合わせを求めて
監視し、それが出現した場合は、その組み合わせが最良の順列となる。

【００５５】変換、状態情報、およびオーバーヘッドの最良の組み合わせのビット長を、生
のセグメント４０６と、それに関連する、その生セグメントをフラグするのに使
用されたパケット・オーバーヘッドのビット長と比較する５０６。変換、状態情
報、および関連するオーバーヘッドの最良の順列のビット長が、生のセグメント
４０６と、その生のセグメントをフラグする関連するパケット・コードのビット
長よりも短い場合は、変換と状態情報を出力する５１０。それ以外の場合は、生
のセグメントを出力する５０８。変換プロセス図６は、変換プロセス５０２のフロー・チャートであり、変換プロセス５０２
でどのように変換、状態情報、およびセグメントの組み合わせをテストするかを
示している。プリプロセッサ３０４から出力されるセグメントが、変換プロセス
５０２に入力される４１０。

【００５６】変換プロセス５０２は、テストする変換（または変換のセット）を選択する６
０２。変換プロセス５０２は、多くの異なる変換を利用することができる。変換
プロセス５０２が使用する変換は、変換データベースに記憶される。データ・セ
グメントのサイズ、データ・タイプ、行われた前処理、および制御プログラム３
０６がそのセグメントについて追跡している他の要因に基づいて、１つまたは複
数の変換が変換データベースから選択される。制御プログラム３０６が、同じ要
因または関連する要因を有するセグメントについて、圧縮が成功した変換につい
ての記憶された記録を有する場合は、その変換が選択される。制御プログラム３
０６がそのような記録を有さない場合は、データ・タイプまたは他のヒューリス
ティックに基づいて変換データベースを順次調べることによって変換を選択する
。制御プログラム３０６は次いで、どの変換が成功したかを記録することにより
、同じ要因または関連する要因を有するセグメントについて、圧縮が成功した変
換の記録を作成する。この情報は、制御プログラムに再び組み込むことができる
。

【００５７】変換プロセス５０２が複数の変換を選択した６０２場合、変換プロセッサは、
ハイブリッド解法、部分的解法、あるいは他の変換の組み合わせを使用すること
ができる。ハイブリッド解法では、加法の変換数列を使用して、セグメントの内
容値を表す。部分的な解法は、同じ変換または異なる変換を使用して、あるセグ
メントの異なる部分を表す。

【００５８】ハイブリッドの解法では、複数の変換を組み合わせて内容値を表す。単一の変
換を使用して、すべての可能な内容値の効率的な網羅を達成するのは難しい。例
えば、上記のように、変換の結果大きな剰余が生じ、圧縮がほとんど行われない
場合がある。これに代えて、異なる変換のセットによって残されたギャップを、
ある範囲の状態情報の値を有する変換の内容値の組み合わせが埋めるような効果
的な加法数列（ａｄｄｉｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅ）を、変換を組み合わせて
作成する。例えば、内容値Ｍは次のように解く：Ｍ₁＝（変換１）_vs1＋（変換２
）_vs2＋（変換３）_vs3＋．．．＋（変換ｎ）_vsn（ｖｓはその変換の変数セット
。）同様に、２番目の内容値Ｍ₂については、Ｍ₂＝（変換１）_vs4＋（変換２）_v _s5 ＋（変換３）_vs6＋．．．＋（変換ｎ）_vsnとなり、３番目の内容値は、Ｍ₃＝
（変換１）_vs7＋（変換２）_vs8＋（変換３）_vs9＋．．．＋（変換ｎ）_vsnとなる
。

【００５９】複数の変換を使用する別の方法は、部分的解法である。部分的な解法では、変
換プロセス５０２が、完全な変換の代わりに、セグメントの部分に対する変換を
選択する。部分的な変換を選択するには、その変換が圧縮を提供する既知のビッ
ト・ストリングを表す、形態の３セット（ｔｒｉｐｌｅ）（開始、終了、および
圧縮長）の集合Ｈを見つける。既知のビット・ストリングは、既知のセットの状
態情報について変換が等しい内容値を有するビット・ストリングである。変換プ
ロセス５０２は、全体の長さと、そのセグメントの包含されていない部分の長さ
の合計を最小にするこれら３セットの組み合わせを見つける。

【００６０】具体的には、セグメントは長さｎのビット・ストリングＭである。制御プログ
ラム３０６は、ターゲットとするＲＥＧＢと、現実的な解法の有限の集合Ｈを
変換プロセス５０２に提供する。現実的な解法はそれぞれ３つのセット、ｈ＝（
ｉ（ｈ）、ｊ（ｈ）、ｃ（ｈ））であり、ここで１≦ｉ（ｈ）＜ｊ（ｈ）≦ｎが
既知のビット・ストリングの開始と最後であり、ｃ（ｈ）がその記述の長さであ
る。変換プロセス５０２は、所与の現実的な解法の部分集合Ｓ⊆Ｈを選択し、そ
の累積の長さ（重複のない部分的解法の場合）が、

【００６１】

【数１】

【００６２】に従うようにし、ここでｌ（ｉ（ｈ））はｉ（ｈ）を表すのに必要なビット数で
ある。部分的な解法は、セグメント中のどこでも行うことができる。そのセグメ
ントの部分との最良の一致を求めて、変換とそれに関連する状態情報の効率性の
高い組み合わせをくまなく（ｕｐａｎｄｄｏｗｎ）テストする。セグメント
で、変換とそれに関連する状態情報の複数の一致を見つけることができる。変換
と関連する状態情報の組み合わせはそれぞれ、セグメントの一部分を表す。変換
、選択された各変換の状態情報、およびセグメントの生データ部分と、パケット
・オーバーヘッドの合計のビット長が、元のセグメントに対する圧縮を提供する
。１つまたは複数の変換を選択すると、その変換の状態情報を選択する６０４。
実施形態によっては、数値的技術を使用して、該当する状態情報の選択を助ける
。この数値的技術には、ニュートンの方法、二分法、割線法、および方程式の根
を求める他の数値的技術が含まれる。先に示した、算術的変換ａのｂ^c乗＋Ｒの
例は、状態情報の選択を例示するものである。この変換では、変数ａ、ｂ、ｃ、
およびＲが状態情報を構成する。変換プロセス５０２は、ａ、ｂ、およびｃの値
を選択する。変換プロセス５０２は、いくつかの数値的技術の１つを使用してこ
の値を選択する。次いで、Ｒとその変換の残りの合計が内容値Ｍと等しくなるよ
うに剰余Ｒを解く。したがって、算術的変換を用いると、変換プロセス５０２は
Ｒを除くすべての変数の値を選択し、そしてその状態情報を併せた変換の値がセ
グメントの内容値と同じになるようにＲを解くことができる。

【００６３】状態情報を選択すると、選択した状態情報を有する変換をテストする６０８。
テストする際に、制御プログラム３０６は、最終的なパケットで使用される、す
べての状態情報および関連するパケット・オーバーヘッドとともに変換を表すの
に必要なビット長を求める。このビット長が、ＲＥＧのターゲットとするビット
長よりも短い場合、あるいはこのビット長が、テストした変換、状態情報、およ
びパケット・オーバーヘッドの他の組み合わせのビット長よりも短い場合は、そ
の変換、状態情報、およびパケット・オーバーヘッドを記憶して、可能な最良の
変換順列としてマークする。

【００６４】次いで、プロセス・モニタは、制約の制限に達しているかどうかを判定する６
１０。この制約には、試行回数、試行に費やす時間、計算サイクルの数、ターゲ
ットとするＲＥＧ、あるいはその他の制約が含まれる。ターゲットとするＲＥＧ
などの制約の制限に達している場合、あるいは処理時間の制限に達している場合
、プロセス・モニタは変換プロセス５０２を中止する６１４。この時に、その変
換プロセス５０２でテストした変換、状態情報、およびパケット・オーバーヘッ
ドの最良の組み合わせを出力し、すべての変換プロセス５０２からの最良の変換
順列を選択５０４できるようにする。

【００６５】制約の制限に達していない場合、変換プロセス５０２はセグメントを変異すべ
きかどうかを判定する６１２。その変換について複数の状態情報セットをテスト
した後に、制御プログラム３０６が、テストした６０８変換、状態情報、および
パケット・オーバーヘッドの順列のビット長が大きすぎると判断した場合は、そ
のセグメントをプリプロセッサ３０４に戻す４１２。プリプロセッサ３０４でそ
のセグメントを変異し、変換エンジン３０８に送り返す。それ以外の場合、変換
プロセス５０２は、テストする別の状態情報セットを選択する６０４。

【００６６】したがって、変換プロセス５０２は、異なる状態情報を有する変換の順列をテ
ストするループを含む。制御プログラム３０６が、その変換によって望ましいビ
ット長のパケットが得られないと判断した場合は、ループを中止し、セグメント
を変異する。制約の制限に達すると、ループを中止し、その時点までに見つかっ
た変換、状態情報、およびパケット・オーバーヘッドの最良の組み合わせを出力
する。変換以下は、変換処理５０２による使用に適する複数の異なる変換の説明である。
以下の変換のリストは長いが、決して完全ではない。変換処理５０２は、Ｈｅｒ
ｂｅｒｔＤｗｉｇｈｔ著、「ＴａｂｌｅｓｏｆＩｎｔｅｇｒａｌｓａｎ
ｄｏｔｈｅｒＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＤａｔａ」、ＭｉｌｔｏｎＡｂ
ｒａｍｏｗｉｔｚおよびＩｒｅｎｅＳｔｅｇｕｎ著、「Ｈａｎｄｂｏｏｋｏ
ｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＦｕｎｃｔｉｏｎｓ」、ＡｌａｎＪｅｆｆｅ
ｒｙ著、「ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＦｏｒｍｕｌ
ａｓａｎｄＩｎｔｅｇｒａｌｓ」、およびＮ．Ｊ．Ａ．Ｓｌｏａｎｅおよび
ＳｉｍｏｎＰｌｏｕｆｆｅ著、「ＴｈｅＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆ
ＩｎｔｅｇｅｒＳｅｑｕｅｎｃｅｓ」などの文献に記載された標準的な数学を
含む、多数の変換を使用することができる。

【００６７】多くの変換が、算術変換のクラスに含まれる。これらの算術変換には、下記が
含まれるが、これらに制限はされない。指数因数分解：指数因数分解は、Ｔ（ｘ）＝ｘⁿ＋Ｒという一般形式になる。
内容値Ｍについて、変換処理５０２では、変換変数ｘ、ｎ、およびＲの値が判定
される。変換変数が、変換の状態情報を構成する。たとえば、６４ビット・デー
タ・セグメントＭ＝３Ｅ１３８６ＢＥ８７８４Ｆ３５１₁₆が、変換のためにサブ
ミットされる場合に、展開式に等しくなるようにＭをセットすることによって、
Ｍ＝ｘⁿ＋Ｒが得られる。変換処理５０２では、変換変数ｘおよびｎの値を選択
し、Ｒについて解く。たとえば、ｎ＝１５₁₆およびｘ＝１１₁₆を選択することに
よって、Ｒ＝０がもたらされる。Ｍ＝Ｔ（ｘ）なので、変換の識別および状態情
報ｘ、ｎ、およびＲによってセグメントを表すことができる。

【００６８】変換処理５０２では、下でリストされた他の算術変換族（ａｒｉｔｈｍｅｔｉ
ｃｔｒａｎｓｆｏｒｍｆａｍｉｌｙ）について、同様に、剰余Ｒ以外の変数
の値を選択し、剰余Ｒについて解く。

【００６９】べき級数：べき級数は、変換変数ｘ、ａ、ｎ、およびＲを有するＴ（ｘ）＝（
ａ＋ｘ）ⁿ＋Ｒの形になる。ｘ＝０を中心に４次まで展開すると、この級数が下
記になる。

【００７０】

【数２】

【００７１】多項式：もう１つの変換族が多項式である。変換変数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｘ、ｙ
、およびＲを有する多項式の例が、次式である。

【００７２】

【数３】

【００７３】等比級数：等比級数が、もう１つの変換族である。例を示す。

【００７４】

【数４】

【００７５】、変換変数はｘ、ｍ、ａ、およびＲ。ｉｎｔｅｇｅｒｓｅｒｉｅｓ：ｉｎｔｅｇｅｒｓｅｒｉｅｓが、追加の変
換を提供する。ｉｎｔｅｇｅｒｓｅｒｉｅｓの例を示す。

【００７６】

【数５】

【００７７】、変換変数はｘ、ｎ、ａ_i、およびＲ。三角関数：三角変換族も、印象的な結果をもたらすことができる。変換変数ｘ
およびＲを有する三角変換の例を示す。

【００７８】

【数６】

【００７９】ベッセル関数：ベッセル関数族も、許容可能な変換である。例を示す。

【００８０】

【数７】

【００８１】、変換変数はｘおよびＲ。漸近級数：漸近級数も、かなりの表現の効率利得をもたらすことができる。例
を示す。

【００８２】

【数８】

【００８３】、変換変数はｘおよびＲ。変換処理５０２で使用することができる他の変換には、無限乗積、連分数、デ
ィオファンタス方程式、Ｍｏｂｉｎｓ関数、代数曲線、積分変換、逆円（逆三角
）関数、球面三角関数、対数関数、双曲線関数、直交多項式、ｐｏｌｙｌｏｇａ
ｒｉｔｈｍ、ｌｅｇａｎｄｒａ関数、Ｌｅｇａｎｄｒａ関数、楕円積分、ｓｅｑ
ｕｅｎｃｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ｚ変換）、マルコフ連鎖が含まれ
る。

【００８４】変換のもう１つの基本的なクラスが、論理変換である。論理変換は、算術変換
に似ている。算術演算子の代わりに論理構造またはブール構造（すなわち、ＡＮ
Ｄ、ＯＲ、ＮＯＴ）を使用することによって、内容値が、表現がセグメントより
少ないビット数を必要とする解で記述される。論理変換の例には、選言標準形（
ｄｉｓｊｕｎｃｔｉｖｅｎｏｒｍａｌｆｏｒｍ、ＤＮＦ）の使用、または有
限状態機械（ＦｉｎｉｔｅＳｔａｔｅＭａｃｈｉｎｅ、時には有限状態オー
トマータ（ＦｉｎｉｔｅＳｔａｔｅＡｕｔｏｍａｔａ）または「ＦＳＡ」と
呼ばれる）の使用が含まれるが、これに制限はされない。

【００８５】ＤＮＦ：すべての有限ブール代数Ｂは、ビット単位演算子を使用すると、ある
正の整数Ｍについて、｛０、１｝^Mと同形である。ｎ個のブール変数に対する、
公式または式によって駆動される関数は、関数ｆ：Ｂⁿ→Ｂであり、この式によ
って、ｆの動作が完全に一意に決定される。ＤＮＦ論理変換では、ブール演算子
（ＡＮＤ・、ＯＲ＋、およびＮＯＴ〜）と、パッケージャ３１０およびデコー
ダ３１６の両方に既知の事前に定義されたブール基礎ストリングの組を使用する
。代替案では、当初はデコーダに既知でないが、パケット内で一度デコーダに送
られ、複数の後続パケットと共に使用される基礎ストリングが使用される。

【００８６】公式駆動の関数のそれぞれが、ブール変数に基づくその動作によって完全に決
定される。たとえば、ｎ＝３個のブール変数の場合に、２ⁿまたは８（すなわち
２³）個の入力があり、２⁸または２５６個の、３変数に対するそのような関数が
ある。ＤＮＦは、標準化された関数の項の係数を決定することによってこれらの
２５６個の関数を表現する、標準的なまたは正規の形である。係数は、項の存在
または不在を示す、０または１のいずれかである。ｎ＝３の標準ＤＮＦ式を示す
。

【００８７】

【数９】

【００８８】したがって、任意の８ビット・バイナリ・ストリング１１１１０１００に対し
て、標準ＤＮＦ式は次のようになる。

【００８９】

【数１０】

【００９０】ここで、８つの係数（ＤＮＦの項ごとに１つ）のシーケンスが、表現されるバ
イナリ・ストリングのビット値である。したがって、２５６個の別個の８ビット
・ストリングのそれぞれを、２５６個の異なる標準ＤＮＦ関数の１つによって一
意に表すことができる。というのは、係数が、表現されるビット・ストリングの
ビット値であるからである。

【００９１】所与のビット・ストリングに対して１つのＤＮＦ関数だけがあるが、既知の標
準基礎ストリングに関してはこの関数を表現するための、多数の異なる形がある
。前の例を使用すると、標準ＤＮＦ関数は次のようになる。

【００９２】

【数１１】

【００９３】これを、次のように表すこともできる。

【００９４】

【数１２】

【００９５】これを、次のように表すこともできる。

【００９６】

【数１３】

【００９７】下記が、基礎ストリングの組の例である。ＢＳ０＝ＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡＡ₁₆ ＢＳ１＝ＣＣＣＣＣＣＣＣＣＣＣＣＣＣＣＣ₁₆ ＢＳ２＝Ｆ０Ｆ０Ｆ０Ｆ０Ｆ０Ｆ０Ｆ０Ｆ０₁₆ ＢＳ３＝ＦＦ００ＦＦ００ＦＦ００ＦＦ００₁₆ ＢＳ４＝ＦＦＦＦ００００ＦＦＦＦ００００₁₆ ＢＳ５＝ＦＦＦＦＦＦＦＦ００００００００₁₆ たとえば、内容値Ｍ＝７７６６５５４４３３２２１１００₁₆のセグメントが、
ＤＮＦおよび基礎ストリングの例の組を使用する変換のためにサブミットされる
。次式が、Ｍと同等である、この変換に対する部分的に最適化された解である。

【００９８】

【数１４】

【００９９】上の解では、Ｍと同等の式が、６つの基礎ストリングのすべてではなく、３つ
の基礎ストリングだけに依存する。有限状態機械／オートマータ：ＦＳＡは、セグメントに関して複数の固定され
た状態を有する状態機械である。各状態で、ある動作を実行することができる。
動作は、通常は、さらなるデータ入力に基づく。入力によって、あるデータの出
力および／または新しい状態への推移をもたらすことができる。

【０１００】セグメントの内容値は、ＦＳＡに入力され、ＦＳＡが内容値をトラバースする
際に、木が作られる。この木が、パッケージャ３１０に転送される。デコーダ３
１６は、単純に木に従って、内容値を回復する。変換処理５０２およびデコーダ
３１６の両方が、いずれかの端のＦＳＡデータベースへの伝送またはアクセスの
いずれかを介するＦＳＡへのアクセスを有する必要がある。

【０１０１】変換処理５０２が使用することのできるさらなる３つの変換の例が、ｄｅＢ
ｒｕｉｊｎシーケンス、３Ｄグラフ木、およびＮ次元空間内の交差する曲線であ
る。

【０１０２】ｄｅＢｒｕｉｊｎシーケンスは、すべての可能なストリングを見つけること
ができるバイナリ・シーケンスである。開始点が、送られ、ｌｏｇ₂Ｍが、シー
ケンスから抽出されて、メッセージが再構成される。これは、非常に長いシーケ
ンスであり、デコードに必要なオーバーヘッドのｌｏｇ₂が、元のセグメントの
ｌｏｇ₂に接近する可能性があるので、この変換は、しばしば、ほとんどまたは
全く効率利得をもたらさない。

【０１０３】３Ｄグラフ木の使用は、開始点とパスが、３Ｄグラフを介して追跡され、すべ
ての可能なビットの組合せがもたらされるという点で、ｄｅＢｒｕｉｊｎシー
ケンスに似ている。ｄｅＢｒｕｉｊｎシーケンスと同様に、解が、セグメント
のサイズに近づき、ほとんどまたは全く効率利得がもたらされない可能性がある
。

【０１０４】第３に、Ｎ次元空間内の幾何オブジェクトとしてセグメントの内容値を表すこ
とによって（Ｎはデータ・セグメントの長さより小さい）、この空間内の曲線を
表す式を、このオブジェクトにあてはめる。曲線の重心によって内容値点を定義
することが可能なので、この曲線が交差する必要はない。また、必要な場合に、
曲線からのデルタを使用して、Ｎ空間内の内容値点をより効率的にターゲットに
することができる。状態情報選択技法変数値または変換の他の状態情報を選択６０４する技法は、複数ある。必ずで
はないが、一般に、算術変換の変数は、論理変換または他の変換の変数値を選択
する技法とは異なる技法を使用して選択される。算術変換の変数を選択するのに
通常使用される技法には、下の技法が含まれる。

【０１０５】第１の選択方法は、単に、ランダムに生成された変数値を試し、望ましい圧縮
を有する変換および状態情報をもたらす変数値が見つかるまで、異なる変数値を
試み続けることである。これは、かなりの時間を消費する可能性がある。

【０１０６】代替案では、所与の算術変換の変数値（剰余を除く）の可能な組のそれぞれか
らもたらされるすべての内容値を、事前に計算し、データベースに保管すること
ができる。その後、内容値を、データベースと比較し、適当な変数値を検索する
。この内容値置換の事前計算によって、変換処理５０２の速度が大幅に高まるが
、ストレージに関するコストが生じる。１０番ごと、１００番ごと、１０００番
ごとなどの変数値の組だけを保管することによって、ストレージ要件を減らしな
がら、変換処理５０２がテストしなければならない近似変数値を提供することが
できる。

【０１０７】異なる変数値を試すことに費やされる時間は、プリプロセッサ３０４によって
決定されるアプリケーション・データ型特性に対して、変数値置換分岐を、前の
試みでの成功裡の変換解の最も高い尤度を示したある近傍に束縛することによっ
て減らすことができる。図７に、すべての可能な変数値をテストするのではない
、変数値の組の発見を示す。そのような方法が望ましいのは、変数値のすべての
可能な組合せを試験することが、極度に長い時間または計算サイクルを要する可
能性があるからである。

【０１０８】特定のデータ型の前の処理から、制御プログラム３０６が、データ・セグメン
トの成功裡の圧縮をもたらす傾向を有する変数値を保管する。これらの成功裡の
変数値によって、変数値の後続の選択のための「許容される近傍」が定義される
。許容される近傍は、変数値の範囲である。変数値を選択する時に、変換処理５
０２が、許容される近傍内の開始点を選択する。変換処理５０２は、ランダムに
、または前の成功裡の値に基づいて、開始点を選択する。図７に示された例では
、変換のｎビット長表現の７つの開始点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、およびＨ、状
態情報、およびパケット情報置換が選択される。他の実施形態では、より少数ま
たはより多数の開始点が選択される。図７の例では、ほとんどの開始点が、実際
には変数値の展開的な組であり、元のセグメント４０６表現のビット長より長い
内容値のビット長表現をもたらす。

【０１０９】変換処理５０２は、最適化アルゴリズムを使用して、状態情報として変数値の
異なる組を反復してテストする。各開始点について、変換処理５０２は、許容さ
れる近傍内の開始点の１つ左の点および１つ右の点（すなわち、実際には１つ高
いものと１つ低いもの）の変数値を選択する。制御プログラム３０６は、変換、
状態情報、およびパケット・オーバーヘッドの各組合せを表現するのに必要なビ
ット長を比較し、どの変数値がより短いまたはより長いビット長を用いて表現さ
れるかを追跡する。その後、変換処理５０２が、最小のビット長表現を有する変
数値の組を、新しい開始点として選択する。したがって、変換処理５０２によっ
て選択される変数値は、局所解（ｌｏｃａｌｏｐｔｉｍａ）に近づく。変換処
理５０２は、最も近い選択がただ表現的により効率的でなくなる点に達するまで
この処理を繰り返す。これらの点は、局所解であり、点Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’
、Ｆ’、Ｇ’、およびＨ’によって表される。変換処理５０２または変換エンジ
ン３０８が、上で述べたように、このグループから最適の点を選択する。

【０１１０】Ｅ’が、許容される近傍内のｇｌｏｂａｌｏｐｔｉｍａであったであろうが
、開始点Ｅ（またはＥ’付近の他の点）が絶対に検査されなかったので、Ｅ’は
見つからなかった。これは、許容される近傍内での変数値のすべての組の網羅的
テストを避けるためにｇｌｏｂａｌｏｐｔｉｍａが犠牲にされる場合である。
さらに、Ｈ’は、Ｃ’よりよい変数値の組であるが、処理モニタが、変換、状態
情報、およびパケット・オーバーヘッドの、ターゲットＲＥＧを満たす組合せが
見つかった後に、処理を打ち切るようにセットされる可能性がある。さらに、図
７から、ＣからＣ’に達するのに、ＨからＨ’に達するより少ないプロセッサ・
サイクルを要するであろうことがわかる。

【０１１１】部分的な解を使用する時には、特定の戦略が適当である。上で述べたように、
部分的な解について、変換処理５０２は、所与の正値解（ｐｏｓｉｔｉｖｅｓ
ｏｌｕｔｉｏｎ）の部分集合Ｓ⊆Ｈを選択し、その結果、その累積的な長さが、
次式に従うようになる（オーバーラップしない部分的な解について）。

【０１１２】

【数１５】

【０１１３】ここで、ｌ（ｉ（ｈ））は、ｉ（ｈ）を表現するのに必要なビット数である。
変換処理５０２は、動的計画法（ｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）、
具体的には１次元動的計画法と称する技法を使用してこれを解く。この技法では
、ストリングについて解かなければならない問題が、まず、長さを増やされるサ
ブストリングについて解かれ、各ストリングでの問題が、そのサブストリングの
解を調べることによって解かれる。多くの最適化問題と同様に、これは、知的「
分岐限定法（ｂｒａｎｃｈａｎｄｂｏｕｎｄ）」戦略の問題になる。この戦
略は、ｇｌｏｂａｌｏｐｔｉｍａの網羅的探索なしで、おそらくは準最適であ
る解に達する。

【０１１４】図８に、セグメント内の部分的な解を示す。部分的な解は、セグメント内のど
こにでも発生する。変換および状態情報の最も効率的な組合せが、動的計画技法
を使用する最適一致の検索でセグメントを上下にテストされる。一致が発生する
場所では、オフセット・ポインタを生成して、ストリングまたは他の部分的な解
の先頭または末尾からの相対位置を測定する。部分的な解の一致８０４、８０６
、および８０８が生成される。一致８０４および８０６に見られるように、一致
の一部が、互いにオーバーラップし、総合的な効率利得がわずかに低下する。最
後に、一致がなく、ビットが単純に生データとして送られる区域８１０がある。

【０１１５】その後、オフセットを使用して、セグメント内のどこに、変換置換と内容値の
よい一致が存在するかを識別する。オフセットの表現（および関連する剰余）が
、圧縮が達成されたかどうかを判定する時に、セグメント４０６のビット長サイ
ズと比較される総計尺度の一部になる。

【０１１６】組合せ最適化ヒューリスティックの適用も、成功裡の圧縮率につながる状態情
報を見つけるのに必要な時間の短縮を助ける可能性がある。これらのヒューリス
ティックには、下記が含まれる（これに制限はされない）。

【０１１７】１．山登り法（ＨｉｌｌＣｌｉｍｂｉｎｇ）２．「貪欲な（Ｇｒｅｅｄｙ）」山登り法３．タブー探索（ＴａｂｕＳｅａｒｃｈ）４．シミュレーテッド・アニーリング（ＳｉｍｕｌａｔｅｄＡｎｎｅａｌｉ
ｎｇ）５．人口ニューラル・ネットワーク（ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＮｅｕｒａｌ
Ｎｅｔｗｏｒｋ）の適用６．ＢｏｌｔｚｍａｎＭａｃｈｉｎｅの適用７．進化的アルゴリズム（ＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙＡｌｇｏｒｉｔｈｍ）
の適用８．遺伝的アルゴリズム／遺伝的プログラミング（ＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏ
ｒｉｔｈｍ／ＧｅｎｅｔｉｃＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）の適用これらのヒューリスティックのいずれかの適用は、変換に関するすべての可能
な変数値の組に関するビット長の測定からもたらされるｇｌｏｂａｌｏｐｔｉ
ｍａではない、あるビット長の解をもたらす可能性が高い。しかし、この解は、
変換エンジン３０８の使用可能な計算力、処理モニタによってセットされる時間
または試行の制約、および応用分野固有の要求を反映する所望のターゲット効率
利得に関して、許容可能である可能性がある。

【０１１８】適用されるヒューリスティックは、試験され計算され測定される状態情報の異
なる組の数だけではなく、ヒューリスティックによってターゲットとされる状態
情報置換近傍内の検索戦略の効率にも影響する。異なるデータ型特性はそれ自体
、セグメントの内容値をターゲットにする異なるヒューリスティックの適用に役
立つ。変換処理５０２は、データ型分析を介してプリプロセッサ３０４によって
得られた情報および制御プログラム３０６によって追跡される情報に基づいて、
組合せ最適化ヒューリスティックを適用するかどうかと適用の方法を判定する。

【０１１９】変換の解を見つけるもう１つの方法が、知的エージェント（「ＢＯＴＳ」）の
使用によるものである。前のセグメント変換の結果を参照することによって、Ｂ
ＯＴＳプロセスが、セグメントのグループの類似する特性を利用する。変換エン
ジン３０８の出力を分析して、ＢＯＴＳの有利な初期位置を確立する。ＢＯＴＳ
は、知的な独立のエージェントである。効果的に、ＢＯＴＳは、内容値空間内に
まき散らされた点である。後続のセグメントが受け取られる時に、ＢＯＴＳは、
内容値空間内の点も表す。これらの点に架空の引力ポテンシャルを付与すること
によって、ＢＯＴＳは、「重心」の近くに移動する。変換エンジン３０８は、前
に成功裡にテストされた算術変換のそれぞれへのＢＯＴからのデルタを測定する
。処理モニタによってセットされる点（たとえば、セグメント数または処理時間
）で、パッケージャ３１０に送られる情報は、変換およびその変数値ではなく、
ＢＯＴ状態情報（位置およびさまざまなデルタ）である。

【０１２０】内容値グループ化が、時々再出現するので、ＢＯＴ位置を、後に再呼出しされ
るデータベースにサンプリングする。たとえば、ビデオ走査線の先頭は、各走査
線の中央および末尾と異なる内容値を有する可能性がある。各後続の走査線で、
これらの内容値グループ化が繰り返される可能性が高い。したがって、最初の走
査線の後に、変換エンジン３０８は、ビデオ走査線のさまざまなセグメントに最
適のＢＯＴ位置を有する。各後続のビデオ走査線中に、ＢＯＴＳは、その位置決
めおよび結果のデルタの最適化を継続する。ビデオ・シーンが変化する時に、Ｂ
ＯＴＳは、変化するビデオ情報に従う。

【０１２１】算術変換と同様に、論理変換に関して内容値の効率的な表現を効率的に検索す
る技法がある。組合せ最適化を使用して、内容値の表現に関するすべての可能な
論理置換を効率的に検索する。

【０１２２】ＤＮＦ変換に関して、状態情報の選択には、内容値と等しい、標準ＤＮＦ式の
よりコンパクトな表現（ブール式）を見つけることが含まれる。その後、これに
よって、コンパクトな表現を標準ＤＮＦ形式に再公式化することができる圧縮が
もたらされ、これによって、元のストリングの検索が可能になる。前に述べたよ
うに、標準ＤＮＦ関数は

【０１２３】

【数１６】

【０１２４】であり、これは、よりコンパクトに、

【０１２５】

【数１７】

【０１２６】として表現することができ、これは、

【０１２７】

【数１８】

【０１２８】としてよりコンパクトに表現することができる。一実施形態では、遺伝的アルゴリズムを使用して、標準ＤＮＦ式の縮小された
表現の状態情報を選択する。遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）では、ルールを使用し
て、ＤＮＦ表現を見つけることと最小のＤＮＦ式を見つけることという２つの目
的を達成する。

【０１２９】遺伝的検索アルゴリズムでは、下記の複数のステップが使用される。１．初期化：ｎ個の潜在的な解の初期母集団を構成する。２．適応度：まず表現の完全さによって、次にそのＲＥＧ値によって、各母集
団要素の適応度を評価し、適応度によって母集団をソートする。

【０１３０】３．選択：母集団の上側の高い表現の高いＲＥＧ部分からの交配のための親対
を選択する。４．繁殖：親対の交叉によって子孫を生成する。

【０１３１】５．突然変異：母集団のランダムに選択された要素を、それをシャッフルする
ことによって突然変異させる。６．置換：母集団の下側部分を子孫および突然変異した要素と置換する。

【０１３２】７．終了：処理モニタによって設定された停止判断基準に達するまでステップ
２から５を繰り返す。さらに、ＤＮＦ変換を使用する時に、成功裡の基礎ストリングを選択する方法
がある。標準の基礎ストリングを使用して、任意の内容値をターゲットにするこ
とができる。しかし、より少数の基礎ストリング・オプションによって、よりよ
い結果が得られる。第１のオプションは、データ駆動の基礎ストリングである。
前処理中にセグメントのデータ型を分析することからセグメントの特性を判定す
ることによって、効率利得を最適にする基礎ストリングが導出される。基礎スト
リングは、デコーダ３１６に送られ、その結果、パッケージャ３１０およびデコ
ーダ３１６がストリングのレコードを有するようにしなければならないので、総
合的な効率利得を高めるために、新たに導出された組を複数のセグメントについ
て使用しなければならない。

【０１３３】第２のオプションが、事前に定義された基礎ストリング・データベースである
。データ型が既知の場合、またはセグメントを生成するアプリケーションが既知
の場合、またはプリプロセッサ３０４が分析４００を介してデータ型を導出でき
る場合に、変換処理５０２で、基礎ストリングのデータベースが使用される。制
御プログラム３０６が、前の成功裡の基礎ストリングを保管することによって、
基礎ストリングのデータベースを生成する。デコーダ３１６も、基礎ストリング
のデータベースを参照する。基礎ストリングのデータベースが使用される時には
、基礎ストリング・データベースへのインデックス参照だけが、パケット・オー
バーヘッドに含まれる。

【０１３４】第３のオプションが、基礎ストリングを選択するためのセグメントの前処理で
ある。セグメントの置換を適当に前処理することによって、変換処理５０２で、
効率利得を最適にする基礎ストリングが選択される。パッケージャパッケージャ３１０は、変換、状態情報、およびセグメントの内容値を再計算
し、元のバイナリ・ストリングを再構成するのに必要な他のすべての情報を識別
するのに必要な情報のすべてを含むパケットを作成する。この情報によって、パ
ケットに変換が含まれるのか、セグメントが生データとして送られるのかが識別
される。この情報によって、セグメントの内容値および、剰余を含む変換の状態
情報をエンコードするのにどの変換が使用されたかも識別される。最後に、この
情報によって、セグメントが突然変異を受けたかどうか、およびどのように受け
たかが示される。パッケージャ３１０は、既知のパケット・コーディング技法を
使用して、このデータをできる限り小さくパケットにパックする。

【０１３５】パケットは、下記の３つのコンポーネントからなることが好ましい。１）下記を示すパケット・オーバーヘッドａ）変換されたデータと未変換データのどちらが続くかを示す「フラグ・ビ
ット」ｂ）セグメントのビット長ｃ）パケットのビット長ｄ）セグメントの識別ｅ）セグメント突然変異情報（ある場合に）ｆ）セグメントの内容値を表すのに使用された変換の識別２）下記を含む、変換によって必要とされる明示的な状態情報ａ）内容値をターゲットにするために変換によって使用された、係数、変数
、剰余、ヒューリスティック駆動の情報、または他の状態情報ｂ）部分的な解のオフセットｃ）有限状態機械関連の情報ｄ）ＢＯＴ関連の情報３）変換されないデータいくつかの実施形態で、先在する、暗黙の、データ型およびアプリケーション
駆動の標準規格、および暗黙のルールのレベルを使用して、各パケット内でこの
データのすべてをパックしないようにする。情報は、暗黙のうちにエンコードす
ることも明示的にエンコードすることもできる。スペースを節約するために、暗
黙の情報は、明示的に送出または保管されない。たとえば、生データを送る場合
に、それにフラグが立てられ、必要な唯一の追加パケット・オーバーヘッドが、
生データのビット長になる。また、すべてのセグメントが、アンパッケージャ３
１４およびデコーダ３１６に既知の同一の標準ビット長である場合には、セグメ
ントのビット長が、パケットに含まれない。任意選択として、あるデータ型およ
びあるアプリケーションが、固定されたビット長、変換、変数値長さ、または他
の標準化された情報を含む、標準で暗黙のパケット・フォーマットを使用するよ
うにセット・アップされる。

【０１３６】たとえば、圧縮システム３００の実施形態では、指数因数分解変換、Ｔ＝ａの
ｂ^c乗を使用するか、生データを送るのみである。この圧縮システム３００の実
施形態のパケットは、フラグ・ビットから始まり、このフラグ・ビットは、「１
」が、生のセグメントが送られることを示し、「０」が、セグメントが変換され
たことを示す。異なるサイズの３つの変数ａ、ｂ、およびｃの値をパケット内に
書き込み、その結果、デコーダ３１６がそれらを曖昧さなしに読み取れるように
しなければならない。これを行う方法の１つが、３つの変数値の前にそのサイズ
を置き（サイズは、ｍビットの数として書き込まれる）、これらの前に、５ビッ
トで書き込まれるｍの値を置くことである。

【０１３７】バイナリ・ストリングのサイズが、１メガビット（１メガビット＝２²⁰）まで
に制限され、ａ、ｂ、およびｃの合計サイズがｎ／２を超えない（ｎは、バイナ
リ・ストリングのビット数）指数因数分解だけが検討される場合には、３つの係
数ａ、ｂ、およびｃのそれぞれが、多くとも５１２Ｋ（５１２Ｋ＝２¹⁹）ビット
の長さであり、したがって、そのサイズを、１９ビットで表すことができる。圧
縮ファイルに１９ビットの数として３つのサイズを書き込むことによって、ファ
イル・サイズが５７ビットだけ増える。パラメータｍは、１と１９の間の値を表
さなければならず、したがって、そのサイズは５ビットにすぎない。総オーバー
ヘッドは、５７＋５＝６２ビットであり、１メガビットと比較して無視できる値
である。

【０１３８】７の２⁴乗である４８ビット数３３２３２９３０５６９６０１に指数因数分解
を適用すると、それぞれ７、２、および４であるａ、ｂ、およびｃの値がもたら
される。ｎ／２＝３であるので、ａ、ｂ、およびｃの最大サイズは３ビットであ
り、したがって、そのサイズ３、２、および４が、３ビットの数として書き込ま
れ（最大のサイズが３ビット数であるので）、その前に、５ビットの数ｍ＝３が
置かれる。したがって、最終的な２３ビット・パケットは、次のようになる。

【０１３９】

【数１９】

【０１４０】これによって、すべてのオーバーヘッド・コーディングおよび、変数値などの
必要な情報が、パッケージャ３１０によってパケットにパッケージ化される方法
の一例が与えられる。

【０１４１】下記は、ＤＮＦ論理変換からパケットを作成するパッケージャ３１０の詳細な
例である。上で述べたように、ＤＮＦでは、ブール演算子および、下記の、エン
コーダとデコーダの両方に事前に定義された基礎ストリングの組が使用される。

【０１４２】

【数２０】

【０１４３】セグメントが、Ｍ＝７７６６５５４４３３２２１１００₁₆の６４ビット内容値
を有する場合に、Ｍと同等である標準ＤＮＦ式の縮小された式は、次式になる。

【０１４４】

【数２１】

【０１４５】この解を表す１つの可能なパケットが、次式である。

【０１４６】

【数２２】

【０１４７】このパケットの各ビットの意味を、次の表に示す。

【０１４８】

【表１】

【０１４９】したがって、パッケージャ３１０は、６４ビット内容値を表す５０ビットのパ
ケットを作成する。保管／伝送パケットは、単にバイナリ・データである。したがって、前に述べたように、
確立された保管方法または伝送方法を使用して、パケットを保管または伝送する
ことができる。パケットは、元の入力バイナリ・ストリングより小さいので、元
のバイナリ・データより少ないストレージ・スペースを占め、より素早く伝送さ
れるという長所を有する。アンパッケージャ前に述べたように、アンパッケージャ３１４は、パケットが伝送された場合に
はパケットを受け取り、パケットが保管された場合にはストレージからパケット
を検索する。アンパッケージャ３１４は、パケット・オーバーヘッド命令を解釈
し、デコーダ３１６による使用のためにパケット・コンポーネントおよび関連す
る情報をアンパックし、すべての生データをアンパックする。デコーダデコーダ３１６は、アンパッケージャ３１４からアンパックされた情報を受け
取り、元のセグメントを再計算する。デコーダ３１６は、適当な変換に状態情報
を適用して、セグメントの内容値を再計算する。データが突然変異を受けた場合
には、その所与のセグメントについて処理を逆転して、セグメントの元のフォー
マットを回復する。

【０１５０】デコーダ３１６が、上の変換、突然変異、または他の処理に関する情報を必要
とするが、それらがローカルに保管されていない場合には、デコーダ３１６は、
１）制御プログラム３０６に要求する、２）変換、突然変異、および他の処理に
関する情報のリポジトリに要求する、または３）変換、突然変異、および他の処
理に関する情報のローカルに使用可能なリポジトリからそれらを再構成すること
によって、その情報を要求する。

【０１５１】いくつかの実施形態では、デコーダ３１６が、内容値を計算するのではなく、
変換内容値のデータベース内で内容値をルック・アップする。リコンスティチュータ前に述べたように、リコンスティチュータ３１８は、デコーダ３１６からセグ
メントを受け取り、セグメントを順番に連結して、元のバイナリ・ストリングを
再構成する。アプリケーション・パラメータに基づいて、これをファイル全体に
対して行うか、アプリケーションによる必要に応じてストリーム化することがで
きる。その後、リコンスティチュータ３１８が、バイナリ・ストリング３２０を
出力する。リコンスティチュータ３１８によって出力されるバイナリ・ストリン
グ３２０は、入力バイナリ・ストリングと同一である。したがって、圧縮システ
ム３００は、ロスレス圧縮を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧縮プロセスの概要を示すフローチャートである。

【図２】回復プロセスの概要を示すフローチャートである。

【図３】圧縮システムのブロック図であり、この圧縮システムを介したデータの全体的
な流れを示す図である。

【図４】プリプロセッサのフローチャートである。

【図５】変換エンジンのフローチャートである。

【図６】変換プロセスのフローチャートである。

【図７】状態情報の可能なセットのことごとくをテストせずに、有利な状態情報のセッ
トを発見することを示す図である。

【図８】セグメント内の部分的解法を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者トベルマン，ラルフアメリカ合衆国コロラド州80487，スチームボート・スプリンツ，コッパー・ローズ・コート３Ｆターム(参考） 5J064 AA02 BA10 BB06 BC01 BC03 BC08 BC09 BC14 BC29 BD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メッセージを圧縮するための、コンピュータで実施される方
法において、メッセージの数値を評価するステップと、変換および関連する状態情報を選択するステップであって、選択された変換お
よび関連する状態情報がメッセージの数値に等しい数値を有する、ステップと、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を生成するステップと
、を含む方法。
【請求項２】変換が数学的変換である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】変換が算術的変換である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】算術的変換が、少なくとも１つの変数を有する算術関数を含
む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】変換および関連する状態情報を選択するステップが、算術関数のすべての変数に対する値を選択するステップと、選択された変数の値を伴う関数の数値を決定するステップと、剰余を決定するステップであって、その剰余がメッセージの数値と、選択され
た変数の値を伴う関数の数値との間の差に等しい、ステップと、を含み、状態情報が、選択された変数の値および剰余を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】変換および関連する状態情報を選択するステップが、第１の変換および第１の変換に関連する状態情報を選択するステップと、関連する状態情報を伴う第１の変換の数値を決定するステップと、剰余を決定するステップであって、剰余がメッセージの数値と、関連する状態
情報を伴う第１の変換の数値との間の差に等しい、ステップと、第２の変換および関連する状態情報を選択するステップであって、第２の変換
および状態情報が、剰余の数値に等しい数値を有する、ステップと、を含み、変換および関連する状態情報が、第１の変換および関連する状態情報と、第２
の変換および関連する状態情報とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】変換が論理的変換である、請求項２に記載の方法。
【請求項８】変換が有限状態機械である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】変換が選言標準形（ＤＮＦ）関数である、請求項７に記載の
方法。
【請求項１０】ＤＮＦ関数が複数の基本ストリングを含む、請求項９に記
載の方法。
【請求項１１】複数の基本ストリングが基本ストリングのデータベースに
記憶されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】メッセージのデータ・タイプを識別するステップをさらに
含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】複数の基本ストリングが、メッセージのデータ・タイプに
基づいて基本ストリングのデータベースから取り出される、請求項１２に記載の
方法。
【請求項１４】変換に対する状態情報のセットを選択するステップが、メッセージを標準ＤＮＦ関数で表現するステップと、標準ＤＮＦ関数の縮小された数式を選択するステップと、を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】標準ＤＮＦ関数の縮小された数式を選択するステップが、
組合わせ最適化ヒューリスティックを適用するステップを含む、請求項１４に記
載の方法。
【請求項１６】組合わせ最適化ヒューリスティックが遺伝的アルゴリズム
である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】変換および関連する状態情報を選択するステップが、状態
情報の複数のセットをテストするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】状態情報の複数のセットをテストするステップが、状態情報の複数のセットのそれぞれに対して、変換および状態情報のセットを
表現する符号を生成するステップと、各符号のサイズを評価するステップと、最小サイズの符号を有する変換および関連する状態情報を選択するステップと
、を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】符号がパケット・オーバーヘッドをさらに表現する、請求
項１８に記載の方法。
【請求項２０】変換が、変換の記憶されているライブラリから選択される
、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】変換および関連する状態情報を選択することが、複数の変
換をテストするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】複数の変換をテストするステップが、複数の変換のそれぞれに対して、変換に関連する状態情報の複数のセットをテ
ストするステップであって、各変換および状態情報のセットが、メッセージの数
値に等しい数値を有する、ステップと、状態情報の複数のセットのそれぞれに対して、変換および状態情報のセットを
表現する符号を生成するステップと、各符号のサイズを決定するステップと、最小サイズの符号を有する変換および関連する状態情報を選択するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】最小サイズの符号を有する変換および関連する状態情報を
選択するステップが、ターゲットとする符号サイズに等しいかまたはそれより小
さい符号サイズを有する変換および関連する状態情報を選択するステップを含む
、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】経過した期間に応じて、最小サイズの符号を有する、テス
トされた変換および関連する状態情報を選択するステップをさらに含む、請求項
２２に記載の方法。
【請求項２５】いくつかの計算サイクルを実行するステップに応じて、最
小サイズ符号を有する、テストされた変換および関連する状態情報を選択するス
テップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】メッセージのデータ・タイプを識別するステップをさらに
含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】メッセージのデータ・タイプを識別するステップが、その
メッセージを、周知のデータ・タイプによるメッセージのデータベースと比較す
るステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】メッセージのデータ・タイプを識別するステップが、その
メッセージを生成したアプリケーションを識別するステップを含む、請求項２６
に記載の方法。
【請求項２９】変換が、メッセージのデータ・タイプに基づいて選択され
る、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】状態情報が、メッセージのデータ・タイプに基づいて選択
される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】変換および関連する状態情報を選択する前に、メッセージ
に変異を適用するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】選択された変換および関連する状態情報を表現する符号が
、パケット・オーバーヘッドをさらに表現する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】パケット・オーバーヘッドが、適用された変異を識別する
、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】変異が、シャッフル、補数、シフト、圧縮方法、スケーリ
ング方法、および排他的論理和演算方法から構成されるグループから選択される
、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】メッセージのデータ・タイプに基づいて、メッセージに変
異を適用するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３６】データ・タイプに基づいて変換を選択するステップと、メッセージに変異を適用するステップであって、選択された変換に基づいて変
異が適用される、ステップと、をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３７】符号が、パケット・オーバーヘッドをさらに表現する、請
求項１に記載の方法。
【請求項３８】パケット・オーバーヘッドが、そのメッセージが変換済み
であることを意味するフラグを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】パケット・オーバーヘッドが、メッセージのビット長を含
む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】パケット・オーバーヘッドが、符号のビット長を含む、請
求項３７に記載の方法。
【請求項４１】パケット・オーバーヘッドが、メッセージの識別を含む、
請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】パケット・オーバーヘッドが、選択された変換の識別を含
む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４３】パケット・オーバーヘッドが、選択された状態情報を解釈
するために必要な情報を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４４】変換が、指数分解、べき級数、等比級数、整数列、三角関
数、ベッセル関数、漸近級数、選言標準形関数、有限オートマータ、ｄｅＢｒ
ｕｉｊｎ数列、３Ｄグラフ・ツリー、Ｎ次元の空間表現、無限乗積、連分数、ジ
オファンタス方程式、Ｍｏｂｉｎｓ関数、代数曲線、積分変換、逆円（三角）関
数、球面三角関数、対数関数、双曲線関数、直交多項式、ポリロガリズム、Ｌｅ
ｇａｎｄｒａ関数、楕円積分、数列変換（ｚ変換）、およびマルコフ連鎖から構
成されるグループから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４５】変換および関連する状態情報を選択するステップが、事前
に計算されたデータベースから状態情報を選択するステップを含み、事前に計算
されたデータベースが、状態情報の複数のセットと、状態情報の複数のセットの
それぞれに対して、変換およびその状態情報のセットに対応する数値を含む、請
求項１に記載の方法。
【請求項４６】事前に計算されたデータベースから状態情報を選択するス
テップが、メッセージの数値に最も近い対応する数値を有する事前に計算された
データベース内の状態情報のセットを選択するステップを含む、請求項４５に記
載の方法。
【請求項４７】変換および関連する状態情報を選択するステップが、第１の変換および関連する状態情報を事前に計算されたデータベースから選択
するステップであって、事前に計算されたデータベースが、第１の変換に関連す
る状態情報の複数のセットと、状態情報の複数のセットのそれぞれに対して、第
１の変換およびその状態情報のセットの対応する数値とを含む、ステップと、剰余を決定するステップであって、剰余が、メッセージの数値と、第１の変換
および関連する状態情報の数値との間の差に等しい、ステップと、第２の変換および関連する状態情報を事前に計算されたデータベースから選択
するステップと、を含み、変換および関連する状態情報が、第１の変換および関連する状態情報と、第２
の変換および関連する状態情報とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４８】第１の変換および関連する状態情報を事前に計算されたデ
ータベースから選択するステップが、メッセージの数値に最も近い対応する数値
を有する、事前に計算されたデータベース内の変換および関連する状態情報を選
択するステップを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】変換および関連する状態情報を選択するステップが、以前に成功した状態情報の範囲の記憶されているリストから状態情報の範囲を
取り出すステップと、最適化アルゴリズムを使用して、状態情報のその範囲内で状態情報の異なるセ
ットを反復的にテストするステップと、状態情報のそれぞれのセットに対して、変換および状態情報のセットを表現す
る符号を生成するステップと、最小の符号を有する、テストされた状態情報のセットを選択するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５０】変換および関連する状態情報を選択するステップが、最良の状態情報を決定するために組合わせ最適化ヒューリスティックを適用す
るステップであって、最良の状態情報が、変換およびその状態情報を表現する最
小の符号サイズを有する、ステップと、その最良の状態情報を選択するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５１】適用される組合わせ最適化ヒューリスティックが、山登り
法、欲張りな山登り法、タブー探索、焼きなまし法、人工ニューラル・ネットワ
ーク、ボルツマン・マシン、進化的アルゴリズム、および遺伝的アルゴリズムか
ら構成されるグループから選択される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】変換および関連する状態情報を選択するステップが、最良の状態情報を決定するためにインテリジェント・エージェントを適用する
ステップであって、最良の状態情報が、変換およびその状態情報を表現する最小
サイズの符号を有する、ステップと、その最良の状態情報を選択するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５３】インテリジェント・エージェントが、直前のメッセージに
対して選択された変換および関連する状態情報を記憶する、請求項５２に記載の
方法。
【請求項５４】変換および関連する状態情報を選択するステップが、複数の部分的解法による変換を選択するステップであって、部分的解法による
変換が、変換を構成するように組み合わされる、ステップと、複数の部分的解法による変換のそれぞれに対して、その部分的解法による変換
に関連する状態情報を選択するステップであって、部分的解法による変換および
状態情報が、メッセージの一部分の数値に等しい数値を有し、各部分的解法によ
る変換に関連する状態情報が、状態情報を構成するように組み合わされる、ステ
ップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５５】複数の部分的解法による変換および関連する状態情報を選
択するステップが、ダイナミック・プログラミングを適用するステップを含む、
請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】複数の部分的解法による変換および関連する状態情報を選
択するステップが、１次元ダイナミック・プログラミングを適用するステップを
含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を
記憶するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５８】符号がコンピュータ可読媒体に記憶されている、請求項５
７に記載の方法。
【請求項５９】選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を
送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６０】選択された変換および関連する状態情報を表現する符号の
サイズを評価するステップと、その符号のサイズをメッセージのサイズと比較するステップと、その符号のサイズがメッセージのサイズよりも大きい場合はメッセージを記憶
するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６１】選択された変換および関連する状態情報を表現する符号の
サイズを評価するステップと、その符号のサイズをメッセージのサイズと比較するステップと、その符号のサイズがメッセージのサイズよりも大きい場合はメッセージを送信
するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６２】メッセージを圧縮するための、コンピュータで実施される
方法において、メッセージを複数のセグメントに分割するステップと、各セグメントに対して、セグメントの数値を評価するステップと、各セグメントに対して、セグメントに対する変換および関連する状態情報を選
択するステップであって、選択された変換および関連する状態情報が、セグメン
トの数値に等しい数値を有する、ステップと、各セグメントに対して、選択された変換および関連する状態情報を表現する符
号を生成するステップと、を含む方法。
【請求項６３】メッセージを複数のセグメントに分割するステップが、メッセージのデータ・タイプを決定するステップと、そのデータ・タイプに基づいて、データ・セグメントに対する最適サイズを決
定するステップと、そのメッセージをその最適サイズのデータ・セグメントに分割するステップと
、を含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】メッセージを複数のセグメントに分割するステップが、そのメッセージを圧縮するための時間の制約を決定するステップと、その時間の制約に基づいて、データ・セグメントに対する最適サイズを決定す
るステップと、そのメッセージをその最適サイズのデータ・セグメントに分割するステップと
、を含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】メッセージを圧縮するための時間の制約を決定するステッ
プが、変換および関連する状態情報を選択するために使用可能な計算資源を決定
するステップを含む、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】セグメントに変異を適用するステップをさらに含む、請求
項６２に記載の方法。
【請求項６７】選択された変換に基づいて、セグメントに変異を適用する
ステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】変異がセグメント・サイズの調製である、請求項６６に記
載の方法。
【請求項６９】数値を有するメッセージを圧縮するための、コンピュータ
で実施される方法において、変換および関連する状態情報を選択するステップであって、変換および関連す
る状態情報が、メッセージの数値に等しい数値を有する、ステップと、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を生成するステップと
、を含む方法。
【請求項７０】圧縮されたメッセージを回復するための、コンピュータで
実施される方法において、変換および状態情報を表現する符号を受信するステップと、変換および関連する状態情報の数値を計算するステップであって、変換および
関連する状態情報の数値が、メッセージの数値に等しい、ステップと、その数値を回復されたメッセージとして出力するステップと、を含む方法。
【請求項７１】圧縮されたメッセージを回復するための、コンピュータで
実施される方法において、複数の符号を受信するステップであって、各符号が変換および関連する状態情
報を表現する、ステップと、各変換および関連する状態情報の数値を計算するステップであって、各変換お
よび関連する状態情報の数値が、メッセージのセグメントの数値に等しい数値を
有するステップと、すべてのセグメントの数値を組み合わせることによってメッセージを再構成す
るステップと、を含む方法。
【請求項７２】受信される第１の符号が、受信される第２の符号に関する
情報を提供する、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】データ圧縮システムにおいて、メッセージを受信し、そのメッセージを、各セグメントが数値を有する、複数のセグメントに分割し
、各セグメントに対して、セグメントの数値を評価し、各セグメントに対して、セグメントの数値を変換モジュールに出力する前処理
モジュールと、各セグメントに対して、変換および関連する状態情報を選択し、選択された変
換および関連する状態情報が、そのセグメントの数値に等しい数値を有する変換
モジュールであって、選択された変換および関連する選択された状態情報を表現する符号を生成する
変換モジュールとを含むデータ圧縮システム。
【請求項７４】データ伸張システムにおいて、各符号が変換および状態情報を表現する、複数の符号を受信し、各符号に対して、変換および状態情報を復号モジュールに出力するアンパッケ
ージング・モジュールと、各変換および状態情報に対して変換および関連する状態情報の数値を計算し、
その変換および関連する状態情報の数値がセグメントの数値に等しい復号モジュ
ールであって、すべてのセグメントの数値を連結することによってメッセージを再構成する復
号モジュールとを含むデータ伸張システム。
【請求項７５】コンピュータ可読搬送波であって、変換および関連する状
態情報を表現する符号を含み、変換および関連する状態情報が、メッセージの数
値に等しい数値を有し、符号が、メッセージの長さよりも短い長さを有するコン
ピュータ可読搬送波。
【請求項７６】コンピュータ可読媒体上で符号化され、プロセッサを制御
してメッセージを圧縮する方法を実施するコンピュータ・プログラム製品におい
て、メッセージの数値を評価するステップと、変換および関連する状態情報を選択するステップであって、選択された変換お
よび状態情報がメッセージの数値に等しい数値を有する、ステップと、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を生成するステップと
、を含むコンピュータ・プログラム製品。
【請求項７７】メッセージを圧縮し、かつ伸張するための、コンピュータ
で実施される方法において、メッセージの数値を評価するステップと、変換および関連する状態情報を選択するステップであって、選択された変換お
よび関連する状態情報が、メッセージの数値に等しい数値を有する、ステップと
、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を生成するステップと
、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を記憶するステップと
、変換および状態情報を表現する符号を記憶装置から取り出すステップと、変換および関連する状態情報の数値を計算するステップであって、変換および
関連する状態情報の数値が、メッセージの数値に等しいステップを含む方法。
【請求項７８】メッセージを圧縮し、かつ伸張するための、コンピュータ
で実施される方法において、メッセージの数値を評価するステップと、変換および関連する状態情報を選択するステップであって、選択された変換お
よび関連する状態情報が、メッセージの数値に等しい数値を有する、ステップと
、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を生成するステップと
、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を送信するステップと
、変換および状態情報を表現する符号を受信するステップと、変換および関連する状態情報の数値を計算するステップであって、変換および
関連する状態情報の数値が、メッセージの数値に等しいステップを含む方法。
【請求項７９】メッセージを圧縮し、かつ伸張するシステムにおいて、数値を有するメッセージを受信し、そのメッセージの数値を評価し、そのメッセージの数値を変換モジュールに出力する前処理モジュールと、変換および関連する状態情報を選択し、選択された変換および関連する状態情
報が、メッセージの数値に等しい数値を有する変換モジュールであって、選択された変換および関連する選択された状態情報を表現する符号を生成し、選択された変換および関連する選択された状態情報を表現する符号を出力する
変換モジュールと、変換および状態情報を表現する符号を受信するアンパッケージング・モジュー
ルと、変換および関連する状態情報の数値を計算し、変換および関連する状態情報の
数値が、メッセージの数値に等しい復号モジュールとを含むシステム。
【請求項８０】メッセージを圧縮するシステムにおいて、メッセージの数値を評価する手段と、変換および関連する状態情報を選択する手段であって、選択された変換および
関連する状態情報が、メッセージの数値に等しい数値を有する手段と、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を生成する手段とを含むシステム。
【請求項８１】メッセージのデータ・タイプを識別する手段をさらに含む
、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８２】変換および関連する状態情報を選択する前に、メッセージ
に変異を適用する手段をさらに含む、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８３】メッセージを圧縮するシステムにおいて、メッセージを複数のセグメントに分割する手段と、各セグメントに対してセグメントの数値を評価する手段と、各セグメントに対して変換および関連する状態情報を選択する手段であって、
選択された変換および関連する状態情報が、セグメントの数値に等しい数値を有
する手段と、各セグメントに対して選択された変換および関連する状態情報を表現する符号
を生成する手段とを含むシステム。
【請求項８４】圧縮されたメッセージを回復するシステムにおいて、変換および状態情報を表現する符号を受信する手段と、変換および関連する状態情報の数値を計算する手段であって、変換および関連
する状態情報の数値が、メッセージの数値に等しい手段とを含むシステム。
【請求項８５】メッセージを圧縮し、かつ伸張するシステムにおいて、メッセージの数値を評価する手段と、変換および関連する状態情報を選択する手段であって、選択された変換および
関連する状態情報が、メッセージの数値に等しい数値を有する手段と、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を生成する手段と、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を記憶する手段と、変換および状態情報を表現する符号を記憶装置から取り出す手段と、変換および関連する状態情報の数値を計算する手段であって、変換および関連
する状態情報の数値が、メッセージの数値に等しい手段とを含むシステム。
【請求項８６】メッセージを圧縮し、かつ伸張するシステムにおいて、メッセージの数値を評価する手段と、変換および関連する状態情報を選択する手段であって、選択された変換および
関連する状態情報が、メッセージの数値に等しい数値を有する手段と、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を生成する手段と、選択された変換および関連する状態情報を表現する符号を送信する手段と、変換および状態情報を表現する符号を受信する手段と、変換および関連する状態情報の数値を計算する手段であって、変換および関連
する状態情報の数値が、メッセージの数値に等しい手段と、を含むシステム。