JP2013247474A - 符号化・復号化システム及び方法及び符号化プログラム及び復号化プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、有歪み情報源符号化装置では、連続情報源からの出力xNを、疎行列、条件付確率密度関数を用いてスカラー量子化し、スカラー量子化された結果を用いて最適化処理を行うことでベクトル量子化を行い、φ(xN)を出力し、出力されたφ(xN)に、疎行列Bを掛けることで符号語mKを求める。有歪み情報源復号化装置では、符号化装置から入力された符号語mKを、疎行列A、B、L次元横ベクトルcL用いて最適化処理を行うことで、情報符号化された連続アルファベットを復号化する。
【選択図】 図2
Description
連続アルファベットを出力とする情報源としてガウス型情報源に関してはシャノン限界を達成する符号の存在が示されているが(例えば、非特許文献1参照)、効率的な符号に関する検討はあまりなされていない。有歪み情報源符号化の実現方式としてはスカラー量子化とベクトル量子化がある。
・連続アルファベットを入出力とする通信路に関しては、理論的にはガウス型通信路の様な対称性を持つ通信路に関してはシャノン限界を達成する符号の存在が示されているが(例えば、非特許文献1参照)、効率的な符号に関する検討はあまりなされていない。LDPC符号の連続通信路への応用として、入力は2値,出力は連続であるAWGN通信路が知られている(例えば、非特許文献3参照)。
・離散アルファベット上の通信系に対しては,様々な符号化方式(例えば、非特許文献4,5参照)が提案されており、理論的には符号化限界に到達することが示されている。さらに、sum-product法やLP(Linear Programming)復号法などの適切な実現アルゴリズムによって効率的に実現可能であることが近年シミュレーション等で示されつつある。一方で、連続アルファベットに関しては未だ検討は行われていない。なお、多値アルファベットの符号の実現方式については例えば線形復号法(以下LP復号法)を使ったもの(例えば、非特許文献6参照)等がある。
・通常は通信系の統計的な性質は明らかでない。従って通信系の統計的な性質に依存しない符号(ユニバーサル符号)となるよう構成する:
・量子化幅Δを小さくする際の条件を明確にする。特に量子化幅Δが小さくなった極限で、相互情報量などの符号化レートに関連する量が連続系における対応する量に近づかなければならない:
という点に注意する必要がある。
予め、疎行列A、B、及びL次元横ベクトルcL、条件付確率密度関数w(y|x)が格納された記憶手段と、
連続情報源からの出力xNを、前記疎行列、前記条件付確率密度関数を用いて量子化し、量子化された結果
前記ベクトル量子化手段の出力φ(xN)に、前記疎行列Bを掛けることで符号語mKを求める符号化手段と、を具備する情報符号化装置を有する。
歪み限界への到達性を保証するための条件を、
前記符号化装置から入力された符号語mKを、前記疎行列A、B、前記をL次元横ベクトルcL用いて最適化処理を行うことで復号化を行う復号化手段を具備した情報符号化された連続アルファベットを復号化する情報復号化装置を更に有する。
予め、疎行列A、B、及びL次元横ベクトルcL、確率密度関数p(x)が格納された記憶手段と、
前記確率密度関数p(x)を量子化し、量子化したものを
レート限界への到達性を保証するための条件を、
連続通信路から出力されたyNを、前記疎行列A、及びL次元横ベクトルcLを用いて最適化処理を行う最適化手段と、
前記最適化手段の出力
データ圧縮のための有歪み符号化器100は、図2に示すように、ベクトル量子化部110と符号化部120を有する。ベクトル量子化部110は、疎行列A及び最適化のためのベクトルcL、条件付確率密度関数(w(y|x))をメモリ(図示せず)に保持し、符号化部120は、疎行列Bをメモリ(図示せず)に保持するものとする。
有歪み情報源符号化されたデータを復号する有歪み復号化器200は、図4に示すように、復号化部210を有する。復号化部210は、疎行列A、BとベクトルcLをメモリ(図示せず)保持する。
次に、通信路符号化器300は、図6に示すように符号化部310を有する。符号化部310は、疎行列A、B、及び最適化のためのベクトルcLをメモリ(図示せず)に保持するものとする。
次に、通信路復号化器400は、図8に示すように、復号化部410とメッセージ推定部420を有する。なお、復号化部410は、疎行列A及びベクトルcLをメモリ(図示せず)に保持しているものとする。また、メッセージ推定部420は、疎行列Bをメモリ(図示せず)に保持しているものとする。
図2に沿って、有歪み符号化器100の処理について説明する。
次に、有歪み復号化器200について説明する。
次に、連続アルファベットを出力とする有歪み符号化問題について、シャノン限界への到達性について説明する。
通信路符号化器300について、図6に沿って説明する。
図8に沿って、通信路復号化器400について説明する。
110 ベクトル量子化部
120 符号化部
200 有歪み復号化器
210 復号化部
300 通信路符号化器
310 符号化部
400 通信路復号化器
410 復号化部
420 メッセージ推定部
Claims (14)
- 予め、疎行列A、B、及びL次元横ベクトルcL、条件付確率密度関数w(y|x)が格納された記憶手段と、
前記符号化装置から入力された符号語mKを、前記疎行列A、B、前記をL次元横ベクトルcL用いて最適化処理を行うことで復号化を行う復号化手段を具備した、情報符号化された連続アルファベットを復号化する情報復号化装置を更に有する
請求項1記載の符号化・復号化システム。 - 連続アルファベットを符号化・復号化する符号化・復号化方法であって、
符号化装置において、
予め、疎行列A、B、及びL次元横ベクトルcL、条件付確率密度関数w(y|x)を記憶手段記憶格納しておき、
ベクトル量子化手段が、連続情報源からの出力xNを、前記疎行列、前記条件付確率密度関数を用いてスカラー量子化し、量子化された結果
符号化手段が、前記ベクトル量子化ステップにより出力されたφ(xN)に、前記疎行列Bを掛けることで符号語mKを求める符号化ステップと、
を行うことを特徴とする符号化・復号化方法。 - 復号化装置において、
予め、疎行列A、B、及びL次元横ベクトルcL、条件付確率密度関数w(y|x)を記憶手段に格納しておき、
復号化手段が、前記符号化装置から入力された符号語mKを、前記疎行列A、B、前記をL次元横ベクトルcL用いて最適化処理を行うことで、情報符号化された連続アルファベットを復号化する情報復号化ステップをさらに行う
請求項7記載の符号化・復号化方法。 - コンピュータを、
請求項1または2に記載の符号化・復号化システムの符号化装置の各手段として機能させるための符号化プログラム。 - コンピュータを、
請求項3に記載の符号化・復号化システムの復号化装置の各手段として機能させるための復号化プログラム。 - コンピュータを、
請求項4または5に記載の符号化・復号化システムの符号化装置の各手段として機能させるための符号化プログラム。 - コンピュータを、
請求項6に記載の符号化・復号化システムの復号化装置の各手段として機能させるための復号化プログラム。
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JP2012119002A JP5817645B2 (ja) | 2012-05-24 | 2012-05-24 | 符号化・復号化システム及び方法及び符号化プログラム及び復号化プログラム |
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EP3328103A1 (en) | 2013-11-29 | 2018-05-30 | Nec Corporation | Apparatus, system and method for mtc |
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---|---|---|---|---|
WO2003044963A1 (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-30 | California Institute Of Technology | Data compression method and system |
JP2011041081A (ja) * | 2009-08-13 | 2011-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 符号化装置、復号化装置、符号化方法、復号化方法、符号化プログラムおよび復号化プログラム |
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- 2012-05-24 JP JP2012119002A patent/JP5817645B2/ja active Active
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WO2003044963A1 (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-30 | California Institute Of Technology | Data compression method and system |
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