JP2013541890A - 信号の低複雑度圧縮のための方法および装置 - Google Patents

信号の低複雑度圧縮のための方法および装置 Download PDF

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Abstract

本開示のいくつかの態様は、一般に時間領域または周波数領域のいずれかにおいてスパース信号としてうまくモデル化されない、広いクラスの信号の低複雑度符号化（圧縮）のための技法に関する。最初に、信号は、たとえば、入力信号に対して絶対２次微分演算子を使用することによって、時間領域または周波数領域のいずれかにおいてスパースであり得る時間セグメント中で分割され得る。次に、スパーシティがどの領域に存在するかに応じて、これらの時間セグメントの各々について異なる符号化ストラテジが適用され得る。

Description

優先権の主張
米国特許法第１１９条に基づく優先権の主張
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる、２０１０年９月１０日に出願された「Method and apparatus for processing and reconstructing data」と題する米国仮特許出願第６１／３８１，６９２号の利益を主張する。
本開示のいくつかの態様は、一般に、通信に関し、より詳細には、信号の低複雑度圧縮とそれの再構成とのための方法および装置に関する。
ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ：Body Area Network）では、ＢＡＮの各センサーにおける電力制約により、低複雑度エンコーダを設計すること、および計算負荷を受信機にプッシュすることが望まれ得る。心電図（ＥＣＧ：Electro-Cardiogram）信号および動きデータのようなバイオメディカル信号は、一般に、スパイク様の短時間成分により、時間領域または周波数領域のいずれかにおいてスパース信号としてうまくモデル化されない。したがって、より広いクラスの信号のために、低複雑度エンコーダ圧縮ストラテジが必要とされ得る。ＢＡＮコンテキストでは、無線特性（すなわち、エネルギー／ビットおよび信頼性）に応じて、センサー符号化ストラテジを考慮に入れることが必要とされることがあり、これは、圧縮効率と、チャネル誤差に対する所望の冗長性レベルとを考慮することが必要とされることがあることを暗示する。
本開示のいくつかの態様は、通信のための装置を提供する。本装置は、概して、信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するように構成された第１の回路と、１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて信号の残差セグメントを推定するように構成された第２の回路と、１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するように構成された第１のエンコーダと、残差セグメントを符号化するように構成された第２のエンコーダと、１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと符号化された残差セグメントとを送信するように構成された送信機とを含む。
本開示のいくつかの態様は、通信のための方法を提供する。本方法は、概して、信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出することと、１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて信号の残差セグメントを推定することと、１つまたは複数の過渡セグメントを符号化することと、残差セグメントを符号化することと、１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと符号化された残差セグメントとを送信することとを含む。
本開示のいくつかの態様は、通信のための装置を提供する。本装置は、概して、信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するための手段と、１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて信号の残差セグメントを推定するための手段と、１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するための手段と、残差セグメントを符号化するための手段と、１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと符号化された残差セグメントとを送信するための手段とを含む。
本開示のいくつかの態様は、通信のためのコンピュータプログラム製品を提供する。本コンピュータプログラム製品は、信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出することと、１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて信号の残差セグメントを推定することと、１つまたは複数の過渡セグメントを符号化することと、残差セグメントを符号化することと、１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと符号化された残差セグメントとを送信することとを行うように実行可能な命令を備えるコンピュータ可読媒体を含む。
本開示のいくつかの態様は、感知デバイスを提供する。本感知デバイスは、概して、信号を感知するように構成されたセンサーと、信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するように構成された第１の回路と、１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて信号の残差セグメントを推定するように構成された第２の回路と、１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するように構成された第１のエンコーダと、残差セグメントを符号化するように構成された第２のエンコーダと、１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと符号化された残差セグメントとを送信するように構成された送信機とを含む。
本開示のいくつかの態様は、通信のための装置を提供する。本装置は、概して、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに信号を受信するように構成された受信機と、サンプルの第１のセットとサンプルの第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、別の装置から送信された信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路とを含む。
本開示のいくつかの態様は、通信のための方法を提供する。本方法は、概して、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに信号を受信することと、サンプルの第１のセットとサンプルの第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、装置から送信された信号のバージョンを再構成することとを含む。
本開示のいくつかの態様は、通信のための装置を提供する。本装置は、概して、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに信号を受信するための手段と、サンプルの第１のセットとサンプルの第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、別の装置から送信された信号のバージョンを再構成するための手段とを含む。
本開示のいくつかの態様は、通信のためのコンピュータプログラム製品を提供する。本コンピュータプログラム製品は、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに信号を受信することと、サンプルの第１のセットとサンプルの第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、装置から送信された信号のバージョンを再構成することとを行うように実行可能な命令を備えるコンピュータ可読媒体を含む。
本開示のいくつかの態様は、ヘッドセットを提供する。本ヘッドセットは、概して、感知デバイスから、チャネル上で、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに信号を受信するように構成された受信機と、サンプルの第１のセットとサンプルの第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、感知デバイスから送信された信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と、信号の再構成されたバージョンに基づいてオーディオ出力を与えるように構成されたトランスデューサとを含む。
本開示のいくつかの態様は、ウォッチを提供する。本ウォッチは、概して、感知デバイスから、チャネル上で、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに信号を受信するように構成された受信機と、サンプルの第１のセットとサンプルの第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、感知デバイスから送信された信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と、信号の再構成されたバージョンに基づいて指示を与えるように構成されたユーザインターフェースとを含む。
本開示のいくつかの態様は、監視デバイスを提供する。本監視デバイスは、概して、コネクタと、感知デバイスから、コネクタを介して、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに信号を受信するように構成された受信機と、サンプルの第１のセットとサンプルの第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、感知デバイスから送信された信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と、信号の再構成されたバージョンに基づいて指示を与えるように構成されたユーザインターフェースとを含む。
本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、添付の図面にその一部を示す態様を参照することによって、上記で簡単に要約したより具体的な説明が得られ得る。ただし、その説明は他の等しく有効な態様に通じ得るので、添付の図面は、本開示のいくつかの典型的な態様のみを示し、したがって、その範囲を限定するものと見なすべきではないことに留意されたい。
本開示のいくつかの態様による、例示的なワイヤレス通信システムを示す図。 本開示のいくつかの態様による、ワイヤレスデバイスにおいて利用され得る様々な構成要素を示す図。 本開示のいくつかの態様によるボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）の一例を示す図。 本開示のいくつかの態様による時間領域光電脈波（ＰＰＧ：photoplethysmograph）信号の一例を示す図。 本開示のいくつかの態様による時間領域心電図（ＥＣＧ）信号の一例を示す図。 本開示のいくつかの態様による、センサーにおいて信号を符号化する方法の例示的なフローチャート。 本開示のいくつかの態様による、アグリゲータ（受信機）においてデータを復号する方法の例示的なフローチャート。 本開示のいくつかの態様による、センサーにおいて信号を符号化する方法の別の例示的なフローチャート。 本開示のいくつかの態様による、アグリゲータ（受信機）においてデータを復号する方法の別の例示的なフローチャート。 本開示のいくつかの態様による、信号の低複雑度圧縮および／または信号再構成のためのシステムの装置の例示的なブロック図。 本開示のいくつかの態様による、信号の低複雑度圧縮のためのシステムの装置の機能を示す例示的なブロック図。 本開示のいくつかの態様による、信号の低複雑度圧縮のために送信側デバイス（sender device）において実行され得る例示的な動作を示す図。 図１２に示した動作を実行することが可能な例示的な構成要素を示す図。 本開示のいくつかの態様による、信号再構成のためのシステムの装置の機能を示す例示的なブロック図。 本開示のいくつかの態様による、信号再構成のために受信側デバイス（receiver device）において実行され得る例示的な動作を示す図。 図１４に示した動作を実行することが可能な例示的な構成要素を示す図。
添付の図面を参照しながら本開示の様々な態様について以下でより十分に説明する。ただし、本開示は、多くの異なる形態で実施され得、本開示全体にわたって提示する任意の特定の構造または機能に限定されるものと解釈すべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が周到で完全になり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるように与えるものである。本明細書の教示に基づいて、本開示の範囲は、本開示の他の態様とは無関係に実装されるにせよ、本開示の他の態様と組み合わせて実装されるにせよ、本明細書で開示する本開示のいかなる態様をもカバーするものであることを、当業者なら諒解されたい。たとえば、本明細書に記載した態様をいくつ使用しても、装置を実装し得るか、または方法を実施し得る。さらに、本開示の範囲は、本明細書に記載の本開示の様々な態様に加えてまたはそれらの態様以外に、他の構造、機能、または構造および機能を使用して実施されるそのような装置またはそのような方法をカバーするものとする。本明細書で開示する本開示のいずれの態様も、請求項の１つまたは複数の要素によって実施され得ることを理解されたい。
「例示的」という単語は、本明細書では、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用する。本明細書で「例示的」として説明するいかなる態様も、必ずしも他の態様よりも好適または有利なものと解釈すべきではない。
本明細書では特定の態様について説明するが、これらの態様の多くの変形および置換は本開示の範囲内に入る。好ましい態様のいくつかの利益および利点について説明するが、本開示の範囲は特定の利益、使用、または目的に限定されるものではない。むしろ、本開示の態様は、様々なワイヤレス技術、システム構成、ネットワーク、および伝送プロトコルに広く適用可能であるものとし、それらの態様のうちのいくつかを例として図および好ましい態様についての以下の説明において示す。発明を実施するための形態および図面は、本開示を限定するのではなく説明するものにすぎず、本開示の範囲は添付の特許請求の範囲およびそれの均等物によって定義される。
例示的なワイヤレス通信システム
本明細書で説明する技法は、直交多重化方式とシングルキャリア伝送とに基づく通信システムを含む、様々なブロードバンドワイヤレス通信システムに使用され得る。そのような通信システムの例としては、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システム、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）などがある。ＯＦＤＭＡシステムは、全システム帯域幅を複数の直交サブキャリアに区分する変調技法である、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用する。これらのサブキャリアは、トーン、ビンなどと呼ばれることもある。ＯＦＤＭでは、各サブキャリアはデータで独立して変調され得る。ＳＣ−ＦＤＭＡシステムは、システム帯域幅にわたって分散されたサブキャリア上で送信するためのインターリーブされたＦＤＭＡ（ＩＦＤＭＡ）、隣接するサブキャリアのブロック上で送信するための局所ＦＤＭＡ（ＬＦＤＭＡ）、または隣接するサブキャリアの複数のブロック上で送信するための拡張ＦＤＭＡ（ＥＦＤＭＡ）を利用し得る。一般に、変調シンボルは、ＯＦＤＭでは周波数領域で、ＳＣ−ＦＤＭＡでは時間領域で送られる。ＣＤＭＡシステムは、複数のユーザが同じ物理チャネルを介して多重化されることを可能にするために、各送信機（すなわち、ユーザ）に符号が割り当てられる、スペクトラム拡散技術およびコーディング方式を利用し得る。
本明細書の教示は、様々なワイヤードまたはワイヤレス装置（たとえば、ノード）に組み込まれ得る（たとえば、その装置内に実装されるか、またはその装置によって実行され得る）。いくつかの態様では、ノードはワイヤレスノードを備える。たとえば、そのようなワイヤレスノードは、ワイヤードまたはワイヤレス通信リンクを介した、ネットワーク（たとえば、インターネットまたはセルラーネットワークなどワイドエリアネットワーク）のための、またはネットワークへの接続性を与え得る。いくつかの態様では、本明細書の教示に従って実装されるワイヤレスノードはアクセスポイントまたはアクセス端末を備え得る。
アクセスポイント（「ＡＰ」）は、ノードＢ、無線ネットワークコントローラ（「ＲＮＣ」）、ｅノードＢ、基地局コントローラ（「ＢＳＣ」）、ベーストランシーバ局（「ＢＴＳ」）、基地局（「ＢＳ」）、トランシーバ機能（「ＴＦ」）、無線ルータ、無線トランシーバ、基本サービスセット（「ＢＳＳ」）、拡張サービスセット（「ＥＳＳ」）、無線基地局（「ＲＢＳ」）を備えるか、それらとして実装されるか、あるいはそのように呼ばれるか、または何らかの他の用語で呼ばれることがある。いくつかの実装形態では、アクセスポイントは、セットトップボックスキオスク、メディアセンター、あるいはワイヤレスまたはワイヤード媒体を介して通信するように構成された他の好適なデバイスを備え得る。
アクセス端末（「ＡＴ」）は、アクセス端末、加入者局、加入者ユニット、移動局、リモート局、リモート端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、ユーザデバイス、ユーザ機器、ユーザ局を備えるか、それらとして実装されるか、あるいはそのように呼ばれるか、または何らかの他の用語で呼ばれることがある。いくつかの実装形態では、アクセス端末は、セルラー電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル（「ＳＩＰ：Session Initiation Protocol」）フォン、ワイヤレスローカルループ（「ＷＬＬ：wireless local loop」）局、携帯情報端末（「ＰＤＡ：personal digital assistant」）、ワイヤレス接続機能を有するハンドヘルドデバイス、局（ＳＴＡ：Station）、またはワイヤレスモデムに接続された何らかの他の好適な処理デバイスを備え得る。したがって、本明細書で教示する１つまたは複数の態様は、フォン（たとえば、セルラーフォンまたはスマートフォン）、コンピュータ（たとえば、ラップトップ）、ポータブル通信デバイス、ポータブルコンピューティングデバイス（たとえば、個人情報端末）、タブレット、娯楽デバイス（たとえば、音楽またはビデオデバイス、あるいは衛星ラジオ）、テレビジョンディスプレイ、フリップカメラ、セキュリティビデオカメラ、デジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ）、全地球測位システムデバイス、あるいはワイヤレスまたはワイヤード媒体を介して通信するように構成された他の好適なデバイスに組み込まれ得る。
図１に、本開示の態様が採用され得るワイヤレス通信システム１００の例を示す。ワイヤレス通信システム１００はブロードバンドワイヤレス通信システムであり得る。ワイヤレス通信システム１００は、いくつかのセル１０２のための通信を行うことができ、セル１０２の各々は基地局１０４によってサービスされる。基地局１０４は、ユーザ端末１０６と通信する固定局であり得る。基地局１０４は、代替的に、アクセスポイント、ノードＢまたは何らかの他の用語で呼ばれることがある。
図１に、システム１００全体に散在する様々なユーザ端末１０６を示す。ユーザ端末１０６は、固定である（すなわち、静止している）か、または移動していることがある。ユーザ端末１０６は、代替的に、移動局、リモート局、アクセス端末、端末、加入者ユニット、移動局、局、ユーザ機器などと呼ばれることがある。ユーザ端末１０６は、セルラーフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドデバイス、ヘッドセット、ワイヤレスモデム、ラップトップコンピュータ、パーソナルコンピュータなど、ワイヤレスデバイスであり得る。
様々なプロセスおよび方法は、基地局１０４とユーザ端末１０６との間の、ワイヤレス通信システム１００における伝送のために使用され得る。たとえば、信号は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ技法に従って、基地局１０４とユーザ端末１０６との間で送信および受信され得る。この場合、ワイヤレス通信システム１００はＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムと呼ばれることがある。代替的に、信号は、ＣＤＭＡ技法に従って、基地局１０４とユーザ端末１０６との間で送信および受信され得る。この場合、ワイヤレス通信システム１００はＣＤＭＡシステムと呼ばれることがある。
基地局１０４からユーザ端末１０６への送信を可能にする通信リンクはダウンリンク（ＤＬ）１０８と呼ばれることがあり、ユーザ端末１０６から基地局１０４への送信を可能にする通信リンクはアップリンク（ＵＬ）１１０と呼ばれることがある。代替的に、ダウンリンク１０８は順方向リンクまたは順方向チャネルと呼ばれることがあり、アップリンク１１０は逆方向リンクまたは逆方向チャネルと呼ばれることがある。
セル１０２は複数のセクタ１１２に分割され得る。セクタ１１２は、セル１０２内の物理的カバレージエリアである。ワイヤレス通信システム１００内の基地局１０４は、セル１０２の特定のセクタ１１２内の電力の流れを集中させるアンテナを利用し得る。そのようなアンテナは指向性アンテナと呼ばれることがある。
図２に、ワイヤレス通信システム１００内で採用され得るワイヤレスデバイス２０２において利用され得る様々な構成要素を示す。ワイヤレスデバイス２０２は、本明細書で説明する様々な方法を実装するように構成され得るデバイスの一例である。ワイヤレスデバイス２０２は基地局１０４またはユーザ端末１０６であり得る。
ワイヤレスデバイス２０２は、ワイヤレスデバイス２０２の動作を制御するプロセッサ２０４を含み得る。プロセッサ２０４は中央処理ユニット（ＣＰＵ）と呼ばれることもある。読取り専用メモリ（ＲＯＭ）とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の両方を含み得るメモリ２０６は、命令とデータとをプロセッサ２０４に与える。メモリ２０６の一部分は不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）をも含み得る。プロセッサ２０４は、一般に、メモリ２０６内に記憶されたプログラム命令に基づいて論理演算と算術演算とを実行する。メモリ２０６中の命令は、本明細書で説明する方法を実装するように実行可能であり得る。
プロセッサ２０４は、１つまたは複数のプロセッサとともに実装された処理システムを備え得るか、またはそれの構成要素であり得る。１つまたは複数のプロセッサは、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、コントローラ、状態機械、ゲート論理、個別ハードウェア構成要素、専用ハードウェア有限状態機械、あるいは情報の計算または他の操作を実行することができる任意の他の好適なエンティティの任意の組合せを用いて実装され得る。
処理システムは、ソフトウェアを格納するための機械可読媒体をも含み得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語などの名称にかかわらず、任意のタイプの命令を意味すると広く解釈されたい。命令は、（たとえば、ソースコード形式、バイナリコード形式、実行可能コード形式、または任意の他の好適なコード形式の）コードを含み得る。命令は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、様々な本明細書で説明する機能を処理システムに実行させる。
ワイヤレスデバイス２０２は、ワイヤレスデバイス２０２と遠隔ロケーションとの間のデータの送信および受信を可能にするために送信機２１０と受信機２１２とを含み得るハウジング２０８をも含み得る。送信機２１０と受信機２１２とは組み合わされてトランシーバ２１４になり得る。アンテナ２１６は、ハウジング２０８に取り付けられ、トランシーバ２１４に電気的に結合され得る。ワイヤレスデバイス２０２は、複数の送信機、複数の受信機、複数のトランシーバ、および／または複数のアンテナをも含み得る（図示せず）。
ワイヤレスデバイス２０２は、トランシーバ２１４によって受信された信号のレベルを検出し、定量化するために使用され得る信号検出器２１８をも含み得る。信号検出器２１８は、総エネルギー、シンボルごとのサブキャリア当たりのエネルギー、電力スペクトル密度および他の信号などの信号を検出し得る。ワイヤレスデバイス２０２は、信号を処理する際に使用するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２２０をも含み得る。
ワイヤレスデバイス２０２の様々な構成要素は、データバスに加えて、電力バス、制御信号バス、およびステータス信号バスを含み得る、バスシステム２２２によって互いに結合され得る。
本開示のいくつかの態様は、時間領域または周波数領域のいずれかにおいてスパース信号としてうまくモデル化され得ない、広いクラスの信号の低複雑度エンコーダ圧縮をサポートする。最初に、信号は、たとえば、入力信号に対して絶対２次微分演算子を利用することによって、時間領域または周波数領域のいずれかにおいてスパースであり得る時間セグメント中で分割され得る。次に、スパーシティがどの領域に存在するかに応じて、これらの時間セグメントの各々について異なる符号化ストラテジが適用され得る。
いくつかの態様によれば、信号圧縮および再構成のための方法は、たとえば、図２のワイヤレスデバイス２０２のプロセッサ２０４において実装され得る。提案する方法は、低複雑度エンコーダを与え得、特に、ボディエリアネットワークのコンテキストにおいて極めて高いエネルギー／ビット消費量を有するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線について、受信機にデコーダ複雑度をオフロードし得るので、センサーノードにおける電力制約をもつセンサーネットワークアプリケーションに好適であり得る。
例示的なボディエリアネットワーク
本開示のいくつかの態様は、ボディエリアネットワーク（ＢＡＮ）において実装される方法をサポートし得る。ボディエリアネットワークは、慢性疾患に対する薬剤の影響など、診断目的のための連続監視など、ヘルスケア適用例のための有望な概念を表す。図３に、いくつかの収集回路（acquisition circuit）３０２、３０４、３０６、３０８を備え得るＢＡＮ３００の一例を示す。各収集回路は、１つまたは複数のバイタル生物物理学的信号を感知し、それらを処理目的のために（たとえば、ワイヤレスチャネル上で）アグリゲータ（受信機）３１０に通信するワイヤレスセンサーを備え得る。一態様では、アグリゲータ３１０は、図１のアクセスポイント１０４と同じまたは同様の機能を有し得る。
ＢＡＮ３００は、したがって、様々なワイヤレスノード（すなわち、収集回路およびアグリゲータ）が、たとえば、直交多重化方式またはシングルキャリア伝送のいずれかを使用して通信する、ワイヤレス通信システムと見なされ得る。アグリゲータ３１０は、モバイルハンドセット、ワイヤレスウォッチ、ヘッドセット、監視デバイス、または携帯情報端末（ＰＤＡ）であり得、図１のモバイルデバイス１０６および／または図２のワイヤレスデバイス２０２と同じまたは同様の機能を有し得る。
図３に示すように、一態様において、収集回路３０２は耳光電脈波（ＰＰＧ）センサーに対応し得、収集回路３０４は指ＰＰＧセンサーに対応し得、収集回路３０６は心電図（ＥＣＧ）センサー（または脳波図（ＥＥＧ：electroencephalogram）センサー）に対応し得、収集回路３０８は３Ｄ加速度計（３Ｄ−Ａｃｃｌ）センサーに対応し得る。一態様では、図３の収集回路は圧縮感知（ＣＳ：compressed sensing）に従って動作し得、収集レートは、収集される信号のナイキストレートよりも小さくなり得る。
本開示のいくつかの態様によれば、図２のワイヤレスデバイス２０２はＢＡＮ３００内で採用され得る。ワイヤレスデバイス２０２は、アグリゲータ３１０に、または収集回路３０２、３０４、３０６、３０８のうちの１つに対応し得る。
信号のスパーシティ
ＢＡＮにおいて利用されるセンサーは、非侵入型で長持ちすることが望ましいことがある。人口母集団の大きいセグメントにおいて大部分の慢性疾患について、光電脈波（ＰＰＧ）信号および心電図（ＥＣＧ）信号ならびに／あるいはアクティビティが感知または監視され得る。そのような疾患の診断およびケアを改善するための、ＢＡＮにおけるワイヤレス技術と、ワイヤレスエリアネットワーク（ＷＡＮ）接続性をもつモバイルデバイスとの有意な機会があり得る。
パルスオキシメータ（pulse oximeter）センサーは、肺と呼吸とを含む肺系統（pulmonary system）の重要なインジケータである、血中酸素化（blood oxygenation）（ＳpＯ2とも呼ばれる）の連続監視を可能にし得るＰＰＧ波形を生成することができる。血液は、体細胞の生存および適切な機能を確実にし、細胞老廃物を除去するために、酸素、栄養分および化学物質を体細胞に運ぶ。ＳpＯ2は、診断、手術、長期監視などについての臨床背景において広範囲にわたって使用される。図４に、本開示のいくつかの態様による時間領域ＰＰＧ信号４００の一例を示す。
ＥＣＧは、心臓血管系を評価するための別の重要なバイタルサイン（vital sign）である。心臓は、毎分約６リットルの血液を人間の体中に送る、最もよく働く身体部位のうちの１つである。各心周期中に生成された電気信号は、ＥＣＧ信号を形成し、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極センサーによってキャプチャされ得る。ＥＣＧは、心臓関係の問題を診断するために臨床背景において日常的に使用され得、ＥＣＧの連続監視は、多くの慢性症状の早期診断を可能にし得る。図５に、本開示のいくつかの態様による時間領域ＥＣＧ信号５００の一例を示す。血圧（ＢＰ）は、非常に大きい臨床的価値をもつ別のバイタルサインである。収縮期血圧（ＳＢＰ：systolic blood pressure）および拡張期血圧（ＤＢＰ：diastolic blood pressure）は、ＥＣＧ信号およびＰＰＧ信号を使用して推定され得る。
いくつかの態様では、本明細書で説明するセンサー３０２、３０４、３０６、３０８のうちの１つまたは複数および／またはアグリゲータ３１０は、圧縮感知（ＣＳ：compressed sensing）を利用する。ＣＳでは、センサー３０２、３０４、３０６、３０８において収集された信号、たとえば、図４に示されたＰＰＧ信号または図５に示されたＥＣＧ信号は、より効率的な伝送および／または記憶のために収集の間または後に圧縮され得る。さらに、本明細書で説明するＣＳ手法を使用して符号化された信号は、アグリゲータ３１０において復号され得る。いくつかの態様では、シャノン（Shannon）／ナイキスト（Nyquist）サンプリング定理によって提案されるセンサーサンプルよりも著しく少数のセンサーサンプルを使用して、任意に高い分解能で信号を復元することができる。
たとえば、持続時間Ｔおよび帯域幅Ｂの帯域制限信号ｘ（ｔ）の短期セグメントについて考える。ｘ（ｎ）、１≦ｎ≦Ｎを、Ｔs≦１／２Ｂとなるような、ｘ（ｔ）の離散バージョンを表すとする。
Figure 2013541890
ナイキストサンプリング定理から、Ｔs＝１／２Ｂ秒ごとに０とＴとの間に一様に離間した少なくともＮ＝Ｔ＊２Ｂ個のサンプルがある場合、ｘ（ｔ）は再構成され得ることが認識され得る。したがって、Ｆs＝２Ｂはナイキストサンプリング周波数である。ｘ（ｔ）がＮ個のサンプルから再構成され得ることは、範囲｛−Ｂ、Ｂ｝内での連続スペクトルＸ（ｆ）と離散フーリエスペクトルＸ（ω）との等価性に由来する。ｘ（ｎ）がサンプル当たりｑビットで量子化される場合、ナイキストレートは、ｑ＊sであり、離散領域において６ｑ ｄＢダイナミックレンジを与える。フーリエ空間では、ｘは、
Figure 2013541890
と表され得、式中、Ｗは、指数関数（exponential）からなる正規直交基底系（orthonormal basis set）であり、次のようなＮ×Ｎ行列として書くことができる。
Figure 2013541890
ＣＳでは、信号サンプルｒ（ｎ）、１≦ｋ≦Ｋは、数学的に、
Figure 2013541890
と表され得、式中、ＨはＫ×Ｎ行列である。ナイキストの場合、Ｈ＝ＩNであり、サイズＮの単位行列である。
Figure 2013541890
Figure 2013541890
式（４）の最適化プロセスでは、第１の項はサンプル忠実度をエンフォースし得、第２の項は信号スパーシティをエンフォースし得る。量τは、コスト関数におけるＬ2ノルムとＬ1ノルムとの相対重みを与える非負パラメータである。項［ｆ］iおよび［ｙ］iは、それぞれベクトルｆおよびｙのｉ番目の要素を示す。項ｆは、再構成中にＬ1ノルムにアプリオリなスパーシティ情報を組み込むために導入された。いくつかの態様では、ｆはオフラインで推定され得る。一態様では、Ｗは、異なるスケールのガウス窓関数によって制限された時間サポートをもつ様々な余弦波からなる、ガボール関数と見なされ得、Ｗの（ｉ，ｊ）成分は、
Figure 2013541890
によって与えられ、式中、ｍ，ｎ＝０・・・Ｎ−１である。項ｗはガウスカーネルの幅に関連する。行列Ｗの各行は、それのＬ2ノルムが１に等しくなるように正規化され得る。
したがって、本明細書で説明するＣＳは、スパース基底Ｗを特定することと、Ｗと干渉しない式（３）中の適切な感知カーネルＨを設計することと、同じくアプリオリ情報を組み込んだ式（４）などの再構成レシピとを伴い得る。次いで、Ｎ個のサンプルの代わりにＫ個のサンプルを用いて信号を推定するために式（５）が使用され得る。その場合、アンダーサンプリング比（ＵＳＲ）はＮ／Ｋと規定され得る。
Figure 2013541890
Figure 2013541890
Figure 2013541890
Figure 2013541890
Figure 2013541890
ＥＣＧ信号などの信号は、個人の間で、ならびに異なる時間の間で変動することがある。たとえば、不整脈または他の心疾患は、ＥＣＧ信号の顕著な変化を引き起こすことがある。これらの変化により、上記で説明した学習プロセスは各信号について実行される必要があることがあり、ある信号について開発されたモデルは別の信号には適さないことがある。各信号について学習プロセスを実行することは、信号を処理する速度および効率を低減することがある。学習プロセスを必要としない一般的なモデルを生成する試みは、概して効果がなかった。
ＥＣＧ信号などの信号を符号化するためのさらに他の手法は、変換領域中でサンプルを取ることを備え得る。たとえば、ＥＣＧ係数はウェーブレット領域中で符号化され得る。そのような符号化は高度に複雑であり得、大きい電源入力を必要とし得る
いくつかの態様では、本明細書で説明するデバイス、および／または本明細書で説明する方法を実装するデバイスは、たとえば、ＥＣＧ信号、ならびに生体医学的またはＢＡＮコンテキストにおいて生成され得る他の信号を含む、広範囲の信号を符号化および／または復号し得る。信号は、学習された信号に限定されないことがあり、信号は、特定のモデルを満たす信号のクラスに限定されないこともある。
いくつかの態様では、本明細書で説明するデバイス、および／または本明細書で説明する方法を実装するデバイスは、データを処理し、その結果、すでに知られているデバイスと比較して電力消費が低減し得る。たとえば、本明細書で説明する方法および／またはデバイスのうちの１つまたは複数は、符号化デバイスにおける電力を低減するように、上記で説明したＣＳを実装するために利用され得る。さらに、本明細書で説明するデバイスは、すでに知られているデバイスよりも低い複雑度を有し得る。このようにして複雑度を低減することは、製造コスト、バッテリー使用量、および／またはメモリ使用量を低減し得、効率および速度を増大させ得る。いくつかの態様では、データは、ナイキストサンプリングレートを下回るレートでサンプリングされ得、著しい損失なしにデータの圧縮が達成され得る。たとえば、図４のＰＰＧ信号または図５のＥＣＧ信号はサンプリングされ、および／または圧縮され得、その後、パケット化され、記憶され、および／または送信され得る。いくつかの態様は、たとえば、ＢＡＮにおいて採用されるセンサーの動作寿命を増大させるために、厳しい電力要件をもつエンコーダから、フレキシブルな電力バジェットをもつデコーダに計算量をシフトし得る。
いくつかの態様では、本明細書で説明するデバイス、および／または本明細書で説明する方法を実装するデバイスは、適用例の中でも、信号検出／分類、イメージング、データ圧縮、および磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）に関する適用例のために使用され得る。利益には、向上した信号忠実度および優れた認識性能が含まれ得る。本開示によるデータ処理は、ヘルスケア適用例およびフィットネス適用例については、ＢＡＮ３００内の低電力センサーにおいて利用され得る。ヘルスケア適用例におけるＢＡＮ３００の１つの態様は、センサー電力と通信レイテンシとを低減させながら、センサー（すなわち、送信機および／またはエンコーダ）とアグリゲータ（すなわち、受信機および／またはデコーダ）との間の確実な通信リンクを提供することである。他の態様では、これらの利益は、センサー（すなわち、送信機および／またはエンコーダ）とリモートデバイス（すなわち、受信機および／またはデコーダ）、たとえば基地局、セルフォン、ＰＤＡ、またはコンピュータとの間で与えられる。アグリゲータから送信された信号は、健康、福祉、および／またはフィットネスを追跡または監視するために使用され得る。たとえば、センサー３０２、３０４、３０６、３０８のうちの１つまたは複数からの信号はアグリゲータ３１０に送信され得、アグリゲータ３１０は、セルラーネットワークを介して、それらの信号またはそれらのセンサーに関連する情報を医療施設に送信し得、そこで医療専門家が信号を監視し得る。このようにして、医師または看護師は、たとえば、センサーを装着している個人の健康状態の異常を検出することが可能であり得る。
本明細書で説明する方法および技法は、信号のスパーシティ、または信号中のあるポイントにおける信号のスパーシティを判断することを備え得る。上記で説明したように、信号は、Ｗと干渉しない感知カーネルＨを使用して、およびスパース基底Ｗを使用して符号化され得る。一般に、信号はよりスパースになるほど、信号はより多く圧縮され得る。しかしながら、大部分の信号は所与の領域または基底においてスパースでない。しかしながら、以下でさらに説明するように、判断されたスパーシティのタイプに基づいてポイント（サンプル）における信号の１つまたは複数のサンプルを取得することが有益であり得る。このようにしてサンプルを取得することは、広いクラスの信号、たとえば、時間領域または周波数領域のいずれかにおいてスパースとしてうまくモデル化されない信号についての低複雑度エンコーダ圧縮ストラテジをもたらし得る。
たとえばＢＡＮ３００において、処理および／または符号化されるいくつかの信号は、主に、トーンと過渡セグメントとに分解され得る。これらの信号は効率的に符号化され得、それにより、あるポイントにおける信号のサンプルを取得する前にそのポイントにおける信号のスパーシティのタイプを判断することによって、符号化に必要な時間および電力が低減する。エンコーダは、したがって、前に判断されたスパーシティ情報を使用してサンプルを取得し得る。
信号の低複雑度圧縮
図６に、信号を符号化するための方法６００の態様を示す。方法は、たとえば、図３のＢＡＮ３００のセンサー３０２、３０４、３０６、３０８によって実装され得る。
ステップ６０２において、当該の信号のサンプルを識別する。上記で説明したように、主にトーンと過渡セグメントとに信号を分解する。さらに、トランスデューサによって、または多くの他のファクタにより、感知プロセス中雑音が信号に導入され得る。サンプルは、ベクトルｘによって概念化され得、または表され得る。いくつかの態様によれば、信号中のサンプルは、複数のウィンドウにおいて処理され得る。したがって、いくつかの態様では、ｘは、信号の所与のウィンドウにおいて識別されたサンプルを表す。
ステップ６０２においてサンプルを識別した後、これらのサンプルにおける信号のスパーシティが判断され得る。図６に示す態様では、ｘ中の各サンプルにおける信号が、時間領域においてスパースかどうか、または周波数領域においてスパースかどうかが判断され得る。
時間領域中または周波数領域中のポイント（サンプル）において信号がスパースであるかどうかを判断するために、ステップ６０４において、各サンプルの絶対２次微分（ＡＳＤ：absolute second-order differential）を計算する。アナログ信号または連続信号ｘ（ｔ）の場合、絶対２次微分は次のように計算され得る。
Figure 2013541890
デジタル信号または離散信号ｘ（ｎ）の場合、絶対２次微分は次のように計算され得る。
Figure 2013541890
ステップ６０６において、ｘのサンプルのＡＳＤが第１のしきい値Ｔsmallと第２のしきい値Ｔlargeとの間であるかどうかを判断する。これらの２つのしきい値の間にあるサンプルは時間領域においても周波数領域においてもスパースでないと判断され得、ステップ６０８において、これらのサンプルを破棄する。しきい値ＴsmallおよびＴlargeの一方または両方がアプリオリに判断され得、あるいはしきい値ＴsmallおよびＴlargeのうちの一方または両方が、ｘのサンプルに適応するように動的に判断され得る。
ｘのサンプルの判断されたスパーシティに基づいて、ステップ６１０において、サンプルを２つのセットに分割する。上記で説明したように、図６に示した方法６００の態様は、サンプルが時間領域または周波数領域においてスパースであるかどうかを判断することを備え得る。サンプルのＡＳＤがＴsmall以下である場合、サンプルは周波数領域においてスパースであると判断され得、ステップ６１２において、そのサンプルをトーンのセットに入れる。周波数領域においてスパースであると識別されたｘのこのサンプルをトーンのセットに入れることによって、感知行列Ｈ1が生成され得る。図示の態様では、サンプリングされたトーンはｙSTとして出力される。
サンプルのＡＳＤがＴlarge以上である場合、サンプルは時間領域においてスパースであると判断され得、ステップ６１４において、そのサンプルを過渡セグメント（Ｄｉｒａｃｓ）のサンプルとして識別する。時間領域においてスパースであると識別されたｘのこのサンプルを過渡セグメントと識別することによって、感知行列Ｈ2を生成する。図示の態様では、サンプリングされた過渡セグメントはｙSDとして出力される。
トーンおよび／または過渡セグメントは、ステップ６０６において識別されたものよりも少数のポイントでサンプリングされ得る。たとえば、時間領域または周波数領域においてスパースであると識別されたポイントの数がしきい値より高いとき、ポイントまたはサンプルの数はランダムに選択され得る。したがって、Ｈ1およびＨ2のうちの１つまたは複数はランダムに設計され得る。さらに、いくつかのＨiは、変曲点サンプリング情報を備え得る。
ステップ６１６において、ステップ６１０において得られたサンプルの値を量子化する。これらのサンプルのロケーションもまた量子化され得る。図示の態様では、信号を符号化するために（すなわち、符号化されたデータ６１８を取得するために）、サンプリングされたトーンおよび過渡セグメントの値および／またはロケーションをステップ６１６において量子化する。サンプルの値およびロケーションは、多くの方法で表され得、多くのデバイスまたは方法を使用して量子化され得る。ロケーションはトレッド（tread）として量子化され得る。いくつかの態様では、サンプルの値は、非一様量子化法則を使用してｑビットごとに量子化され得、ロケーションは、たとえば、バイナリカウンタを使用してｐビットごとに量子化され得る。量子化された値および／またはロケーションは送信のためにパケット化され得る。
ステップ６２０において、量子化された値および／または量子化されたロケーションを送信する。本開示の態様では、サンプルまたはそれを示す情報の量子化された値および／またはロケーションは、たとえば、アグリゲータ３１０に、ワイヤレス送信され得る。送信する前に、サンプルにおける信号のスパーシティのタイプを識別するヘッダが付加され得る。一態様では、時間領域においてスパースであるサンプルのすべてに関する情報またはデータは、周波数領域においてスパースであるサンプルのすべてに関する情報またはデータの前に送信され得、またはその逆も同様である。
センサーによって符号化された信号から受信したデータは、たとえば、アグリゲータ３１０によって、または、以下でより詳細に説明する方法７００を使用して、データの復号および信号の推定を可能にするいくつかのプロパティを有し得る。
上記で説明したように、サンプリングされたトーンおよび過渡セグメントは、ｙSTおよびｙSDとして出力され得る。これらのサンプルを感知するために使用される行列は、それぞれ、Ｈ1およびＨ2であり得る。そのようなサンプルのセットはｙとして記述され得、以下の通りである。
Figure 2013541890
Figure 2013541890
したがって、信号射影空間Ｗは以下のように記述され得る。
Figure 2013541890
いくつかの態様では、ＷTの各列はトーン周波数ベクトルを表す。一態様では、ＷDの各列は過渡セグメントを表す。
これらのプロパティに基づいて、信号表現ｘは、
Figure 2013541890
から計算され得、ただし、αは、最小２乗推定を使用して以下の式から推定され得る。
Figure 2013541890
アグリゲータ３１０は、信号を再構成するために式（９）〜（１５）を利用するように構成され得る。アグリゲータ３１０が利用し得る方法の一態様について以下で説明する。
図７に、データを復号するための方法７００の態様を示す。方法は、たとえば、図３のアグリゲータ３１０によって実装され得る。ステップ７０２において、１つまたは複数のサンプルを表すデータを受信する。ステップ７０４において、サンプル（ポイント）における信号のスパーシティのタイプを判断する。図示の態様では、サンプルにおける信号のスパーシティのタイプを判断することは、サンプルが時間領域または周波数領域においてスパースであるかどうかを判断することを備え得る。たとえば、ステップ７０２においてデータが受信されたサンプルは、受信されたデータに基づいて、トーンについてのサンプル（ＳＴ）と、過渡セグメント（Ｄｉｒａｃｓ）についてのサンプル（ＳＤ）とに分割され得る。いくつかの態様では、上述にように、タイプは、受信されたデータパケットのヘッダを使用して判断され得る。
ステップ７０６において、ｙSTからトーン周波数を推定する。トーン周波数は、ステップ７０４においてスパースであると判断されたサンプルから推定され得る。ステップ７０６は、再構成された信号の推定値を生成することをさらに備える。図示の態様では、時間信号推定値は、推定されたトーン周波数を使用して生成され得る。たとえば、信号は、信号ｘ（ｔ）またはｘ（ｎ）をサンプリングするときに使用される変換の逆を利用して推定され得る。
ステップ７０８において、時間領域においてスパースであると判断されたサンプルからのデータを、ステップ７０６において推定された信号と比較する。図示の態様では、時間領域においてスパースであるサンプルの過渡セグメントが、対応するロケーションにおいて推定された信号と比較される。規定されたしきい値よりも差が大きい場合、ロケーションは過渡ロケーションとして識別され得る。このようにして、符号化中に過渡セグメントとして識別された信号の近くの部分は再構成から省略され得る。
ステップ７０６および７０８においてトーン周波数および過渡セグメントをそれぞれ推定した後、ステップ７１０において、信号の射影空間を推定する。図示の態様では、行列Ｗは、推定されたトーン周波数および過渡セグメント（ディラックロケーション）を使用して生成され得る。行列Ｗの構成については、式（１１）〜（１３）に関して上記で説明した。
図示の態様では、ステップ７１０は、ＳＤサンプルロケーションとＳＴサンプルロケーションとを使用して感知行列Ｈを構築することをさらに備え得る。Ｈの構成については、式（９）に関して上記で説明した。
ステップ７１２において、ステップ７１０において構成された射影空間と感知行列とに基づいて、信号表現αについての最小２乗推定値を推定する。これは、たとえば、上記で説明した式（１５）を解くことによって達成され得る。
Figure 2013541890
あるロケーションにおいてサンプルを取得する前に、そのロケーションにおける信号のスパーシティのタイプを判断することは、主にトーンと過渡セグメントとに分解することができない信号についても有益であり得る。そのような信号を符号化するためのより一般的な手法は、上記で説明した装置および方法と同程度には信号を圧縮しないことがあるが、有益な圧縮レベルを依然として達成しながらより広いクラスの信号のために使用され得る。このようにして、たとえば、以下で説明する装置または方法は、判断されたスパーシティ情報を使用して多くの信号を符号化するために使用され得る。
図８に、信号を符号化するための方法８００の態様を示す。方法は、たとえば、図３のＢＡＮ３００のセンサー３０２、３０４、３０６、３０８によって実装され得る。方法は、ＢＡＮ３００からのセンサーの要素に関して以下で説明するが、他の構成要素が、本明細書では説明したステップのうちの１つまたは複数を実装するために使用され得ることを当業者ならば諒解されよう。
ステップ８０２において、当該の信号のポイント（サンプル）を識別する。一態様では、信号中のサンプルは、複数のウィンドウにおいて処理され得る。ステップ８０２は、図６に示したステップ６０２と同様に実行され得る。
ステップ８０２においてサンプルを識別した後、サンプルは、たとえば、サンプルを雑音除去するためにフィルタ処理され得る。図８に示すように、ステップ８０４において、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用することによってフィルタ処理を実行する。
ステップ８０６において、サンプルのスパーシティを判断する。図８に示した態様では、サンプルが時間領域においてスパースであるかどうかが判断され得る。サンプルが時間領域においてスパースであるかどうかを判断するために、ステップ８０６において、図６に示したステップ６０４に関して上記で説明したようにサンプルのＡＳＤを計算する。
ステップ８０８において、サンプルのＡＳＤが、しきい値、たとえば、Ｔlarge以上であるかどうかを判断する。ＡＳＤがしきい値以上である場合、サンプルは時間領域においてスパースであると判断され得る。いくつかの態様では、ある領域内の任意のサンプルのＡＳＤがしきい値以上であると判断されると、その領域は時間領域においてスパースであると判断され得る。
ステップ８１０において、あらゆる大きいＡＳＤサンプルロケーションの周りの小さいウィンドウを選択する。これらのウィンドウは、信号ｘ（ｔ）またはｘ（ｎ）の過渡信号に対応し得る。これに続いて、ステップ８１２において、ステップ８１０において選択されたウィンドウに関して変曲点感知を実行する。
ステップ８１４において、残差信号を形成するために、ステップ８１０において選択された各ウィンドウ中のサンプルを、定義された値のサンプルと交換する。図示の態様では、そのウィンドウ中のすべてのサンプルは、残差信号を形成するためにゼロと交換され得る。いくつかの態様では、そのウィンドウにおけるサンプルは、範囲の外側にある信号の一部分の値と同様である値を有するサンプルと交換され得る。選択されたウィンドウ中のサンプルの値を交換するために、他の値もまた使用され得ることを当業者ならば諒解されよう。
ステップ８１６において、残差信号が低域信号であるかどうかを判断する。残差信号が低域信号でないと判断された場合、ステップ８１８において、残差信号をランダムにサンプリングする。ランダムサンプリングを実行する様々な方法を当業者ならば諒解されよう。
一方、ステップ８１６において残差信号が低域信号（low-pass signal）であると判断された場合、ステップ８２０において、たとえば、ＦＩＲフィルタリングを使用して残差信号をフィルタ処理する。その後、ステップ８２２において、たとえば、低レート一様サンプリングを使用して、またはフィルタ処理された残差信号をダウンコンバートすることによって、フィルタ処理された残差信号のデシメーション（decimation）を実行する。
ステップ８２４において、ステップ８１２、８１８および８２２において得られたサンプルの係数を量子化する。これらのサンプルのロケーションもまた量子化され得る。図示の態様では、信号を符号化するために、ステップ８２４においてサンプルの値および／またはロケーションを量子化する。一態様では、ステップ８２４は、図６に示したステップ６１６と同様に実行され得る。
ステップ８２６において、量子化された値および／または量子化されたロケーションを、たとえば、アグリゲータ３１０にワイヤレスに送信する。送信の前に、サンプルのスパーシティのタイプを識別するヘッダが付加され得る。ヘッダは、さらにまたは代替として、サンプルが残差信号から取得されたかどうか、および残差信号が低域信号であったかどうかを識別し得る。一態様では、時間領域においてスパースであるポイントから取得されたサンプルのすべてに関する情報またはデータは、残差信号から取得されたサンプルのすべてに関する情報またはデータの前に送信され、またはその逆も同様である。ステップ８２６は、場合によっては、図６に示したステップ６２０と同様に実行され得る。
図９に、データを復号するための方法９００の態様を示す。方法は、たとえば、アグリゲータ３１０によって実装され得る。ステップ９０２において、１つまたは複数のサンプルを表すデータを受信する。一態様では、データはワイヤレスに受信され得る。データは、たとえば、信号の範囲内のロケーションから、または残差信号から取得されたサンプルを表す情報を備え得る。
ステップ９０４において、サンプルのスパーシティタイプを判断する。図示の態様では、サンプルが時間領域においてスパースであったかどうかに応じて、ステップ９０４において、過渡信号または帯域制限セグメントに対応するようにサンプルを判断する。このようにして、サンプルを表すデータまたは情報は、過渡信号と帯域制限セグメントとに分割され得る。いくつかの態様では、この分割は、受信されたデータパケットのヘッダを使用して達成され得る。図示の態様では、過渡信号または帯域制限セグメントに対応する各サンプルの値は、それぞれのベクトルｙｄおよびｙｓに記憶され得、それらのサンプルの各々の時間ロケーションは、それぞれのベクトルｔｄおよびｔｓに記憶され得る。
図示の態様におけるステップ９０６において、信号の少なくとも一部分を再構成するために、過渡信号に対応するサンプルの値と時間ロケーションとを表すベクトルを使用する。一態様では、信号の再構成された一部分は、たとえば、ベクトルに対してスプライン補間を使用することによって取得された過渡信号の再構成を備え得る。
図示の態様におけるステップ９０８において、信号の少なくとも別の部分を再構成するために、帯域制限セグメントに対応するサンプルの値を表すベクトルおよび／または時間ロケーションを表すベクトルを使用する。信号のこの再構成された一部分は、帯域制限セグメントの再構成を備え得る。ポイントまたはサンプルが一様にサンプリングされた場合、帯域制限セグメントは、値のベクトルに対してシャノンの補間を使用して再構成され得る。ポイントまたはサンプルがランダムにサンプリングされた場合、帯域制限セグメントは、値のベクトルおよびロケーションのベクトル上のスパース再構成を使用して再構成され得る。一態様では、ポイントまたはサンプルがランダムにサンプリングされたか、または一様にサンプリングされたかどうかを判断するために、受信されたデータパケットのヘッダが使用され得る。いくつかの態様では、ポイントまたはサンプルがランダムにサンプリングされたか、または一様にサンプリングされたかどうかを判断するために、ポイントのロケーションが比較され得る。
ステップ９１０において、ステップ９０６および９０８において得られた推定値または再構成を信号の再構成へと合成する。一例では、ナイキストレートにおいて識別されたサンプルが再構成され得る。このようにして、方法９００は、たとえば、ＢＡＮ３００のセンサーによって符号化された信号を再構成するように、ワイヤレスに受信されたデータを復号するために使用され得る。
図１０に、本明細書で説明した方法を実装し得る感知回路中の（または、再構成回路中の）処理システム１０００のためのハードウェア構成の例を示す。この例では、処理システム１０００は、バス１００２によって概略的に表されるバスアーキテクチャを用いて実装され得る。バス１００２は、処理システム１０００の特定の適用例および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続バスおよびブリッジを備え得る。そのバスは、プロセッサ１００４と、コンピュータ可読媒体１００６と、バスインターフェース１００８とを含む様々な回路を互いにリンクする。バスインターフェース１００８は、ネットワークアダプタ１０１０を、特に、バス１００２を介して処理システム１０００に接続するために使用され得る。ネットワークインターフェース１０１０は、ＰＨＹレイヤの信号処理機能を実装するために使用され得る。ユーザインターフェース１０１２（たとえば、キーパッド、ディスプレイ、マウス、ジョイスティックなど）は、バスインターフェース１００８を介してバスにも接続され得る。バス１００２は、タイミング源、周辺装置、電圧調整器、電力管理回路など、様々な他の回路をリンクさせることもできるが、これらの回路は当技術分野においてよく知られており、したがって、これ以上説明しない。
プロセッサ１００４は、コンピュータ可読媒体１００８に記憶されたソフトウェアの実行を含む、バスおよび一般的な処理を管理することを担当し得る。プロセッサ１００４は、１つまたは複数の汎用および／または専用プロセッサを用いて実装され得る。例としては、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ：programmable logic device）、状態機械、ゲート論理、個別ハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明する様々な機能を実施するように構成された他の好適なハードウェアがある。
処理システム１０００中の１つまたは複数のプロセッサはソフトウェアを実行し得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語などの名称にかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数などを意味すると広く解釈されたい。
ソフトウェアはコンピュータ可読媒体上に常駐し得る。コンピュータ可読媒体は、例として、磁気ストレージデバイス（たとえば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ）、光ディスク（たとえば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ））、スマートカード、フラッシュメモリデバイス（たとえば、カード、スティック、キードライブ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、リムーバブルディスク、搬送波、伝送線路、あるいはソフトウェアを記憶または送信するための任意の他の好適な媒体を備え得る。コンピュータ可読媒体は、処理システムの内部に常駐するか、処理システムの外部にあるか、または処理システムを含む複数のエンティティにわたって分散され得る。コンピュータ可読媒体はコンピュータプログラム製品において実施され得る。例として、コンピュータプログラム製品はパッケージング材料中にコンピュータ可読媒体を備え得る。
図１０に示すハードウェア実装では、コンピュータ可読媒体１００６は、プロセッサ１００４とは別個の、処理システム１０００の一部として示されている。しかしながら、当業者なら容易に諒解するように、コンピュータ可読媒体１００６またはその任意の部分は処理システム１０００の外部にあり得る。例として、コンピュータ可読媒体１００６は、すべてバスインターフェース１００８を介してプロセッサ１００４がアクセスし得る、伝送線路、データによって変調された搬送波、および／またはワイヤレスノードとは別個のコンピュータ製品を備え得る。代替的または追加的に、コンピュータ可読媒体１００６またはその任意の部分は、キャッシュおよび／または汎用レジスタファイルがそうであるようにプロセッサ１００４に統合され得る。
図１１は、本開示の一態様による、装置１１００の機能を示す例示的な図である。装置１１００のモジュールは、たとえば、図８の方法８００の動作を実行し得る。本装置１１００は、信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するためのモジュール１１０２と、１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて信号の残差セグメントを推定するためのモジュール１１０４と、１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するためのモジュール１１０６と、残差セグメントを符号化するためのモジュール１１０８と、１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと符号化された残差セグメントとを送信するためのモジュール１１１０とを備え得る。
図１２に、本開示のいくつかの態様による、（たとえば、図３のセンサー３０２、３０４、３０６、３０８のうちの１つ、図１０の処理システム１０００、または図１１の装置１１００における）システムの送信側デバイスにおいて実行され得る信号圧縮のための例示的な動作１２００を示す。１２０２において、送信側デバイスは、信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出する。１２０４において、１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて信号の残差セグメントを推定する。１２０６において、１つまたは複数の過渡セグメントを符号化する。１２０８において、１つまたは複数の過渡セグメントを符号化する。１２１０において、送信側デバイスは、受信機デバイスに（たとえば、アグリゲータ３１０に）１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと符号化された残差セグメントとを送信する。
図１３は、本開示の一態様による、装置１３００の機能を示す例示的な図である。装置１３００のモジュールは、たとえば、図９の方法９００の動作を実行し得る。装置１３００は、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに信号を受信するためのモジュール１３０２と、サンプルの第１のセットとサンプルの第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、別の装置から送信された信号のバージョンを再構成するためのモジュール１３０４とを備え得る。
図１４に、本開示のいくつかの態様による、（たとえば、図３のアグリゲータ３１０に、図１０の処理システム１０００、または図１３の装置１３００における）システムの受信側デバイスにおいて実行され得る信号再構成のための例示的な動作１４００を示す。１４０２において、デバイスは、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに信号を受信し得る。１４０４において、別の装置から（たとえば、図３のセンサー３０２、３０４、３０６、３０８のうちの１つ、または図１１の装置１１００から）送信された信号のバージョンは、サンプルの第１のセットとサンプルの第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて再構され得る。
上記で説明した方法の様々な動作は、対応する機能を実行することが可能な任意の好適な手段によって実行され得る。それらの手段は、限定はしないが、回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプロセッサを含む、様々な（１つまたは複数の）ハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素および／またはモジュールを含み得る。一般に、図に示す動作がある場合、それらの動作は、同様の番号をもつ対応するカウンターパートのミーンズプラスファンクション構成要素を有し得る。たとえば、図１２および図１４に示す動作１２００および１４００は、図１２Ａおよび図１４Ａに示す構成要素１２００Ａおよび１４００Ａに対応する。
たとえば、検出するための手段、たとえば、図２のワイヤレスデバイス２０２のプロセッサ２０４、図１０のプロセッサ１００４、または図１１のモジュール１１０２は、特定用途向け集積回路を備え得る。推定するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４、または図１１のモジュール１１０４は、特定用途向け集積回路を備え得る。符号化するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４、図１１のモジュール１１０６、または図１１のモジュール１１０８は、エンコーダを備え得る。送信するための手段、たとえば、図２のイヤレスデバイス２０２の送信機２１０、図１０のユーザインターフェース１０１２、または図１１のモジュール１１１０は、送信機を備え得る。適用するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４またはモジュール１１０２は、特定用途向け集積回路を備え得る。識別するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４またはモジュール１１０２は、特定用途向け集積回路を備え得る。選択するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４またはモジュール１１０２は、特定用途向け集積回路を備え得る。交換するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４またはモジュール１１０４は、特定用途向け集積回路を備え得る。実行するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４またはモジュール１１０８は、特定用途向け集積回路を備え得る。判断するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４、モジュール１１０８、または図１３のモジュール１３０４は、特定用途向け集積回路を備え得る。フィルタ処理のための手段、たとえば、プロセッサ２０４またはプロセッサ１００４は、フィルタを備え得る。受信のための手段は、たとえば、図２のワイヤレスデバイス２０２の受信機２１２、図１０のユーザインターフェース１０１２、または図１３のモジュール１３０２、受信機を備え得る。再構成するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４またはモジュール１３０４は、特定用途向け集積回路を備え得る。合成するための手段、たとえば、プロセッサ２０４、プロセッサ１００４またはモジュール１３０４は、特定用途向け集積回路を備え得る。
本明細書で使用する「判断」という用語は、多種多様なアクションを包含する。たとえば、「判断」および「決定」は、計算、算出、処理、導出、調査、探索（たとえば、テーブル、データベース、または別のデータ構造での探索）、確認などを含み得る。また、「判断」および「決定」は、受信（たとえば、情報の受信）、アクセス（たとえば、メモリ中のデータへのアクセス）などを含み得る。また、「判断」および「決定」は、解決、選択、選出、確立などを含み得る。
本明細書で使用する、項目のリスト「のうちの少なくとも１つ」を指す句は、単一のメンバーを含む、それらのアイテムの任意の組合せを指す。一例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、およびａ−ｂ−ｃをカバーするものとする。
本開示に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ信号（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装され得る。
本開示に関連して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施されるか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施されるか、またはその２つの組合せで実施され得る。ソフトウェアモジュールは、当技術分野で知られている任意の形式の記憶媒体中に常駐し得る。使用できる記憶媒体のいくつかの例には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどがある。ソフトウェアモジュールは、単一の命令、または多数の命令を備え得、いくつかの異なるコードセグメント上で、異なるプログラム間で、および複数の記憶媒体にわたって分散され得る。記憶媒体は、プロセッサがその記憶媒体から情報を読み取り得、その記憶媒体に情報を書き込み得るように、プロセッサに結合され得る。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化され得る。
本明細書で開示する方法は、説明した方法を達成するための１つまたは複数のステップまたはアクションを備える。本方法のステップおよび／またはアクションは、特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく互いに交換され得る。言い換えれば、ステップまたはアクションの特定の順序が指定されない限り、特定のステップおよび／またはアクションの順序および／または使用は特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく変更され得る。
説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装した場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線（ＩＲ）、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザディスク（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）、およびブルーレイ（登録商標）ディスク（disc）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザで光学的に再生する。したがって、いくつかの態様では、コンピュータ可読媒体は非一時的コンピュータ可読媒体（たとえば、有形媒体）を備え得る。さらに、他の態様の場合、コンピュータ可読媒体は一時的コンピュータ可読媒体（たとえば、信号）を備え得る。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
したがって、いくつかの態様は、本明細書で提示する動作を実行するためのコンピュータプログラム製品を備え得る。たとえば、そのようなコンピュータプログラム製品は、本明細書で説明する動作を実行するために１つまたは複数のプロセッサによって実行可能である命令をその上に記憶した（および／または符号化した）コンピュータ可読媒体を備え得る。いくつかの態様では、コンピュータプログラム製品はパッケージング材料を含み得る。
ソフトウェアまたは命令はまた、送信媒体を介して送信され得る。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、送信媒体の定義に含まれる。
さらに、本明細書で説明した方法および技法を実行するためのモジュールおよび／または他の適切な手段は、適用可能な場合にユーザ端末および／または基地局によってダウンロードおよび／または他の方法で取得され得ることを諒解されたい。たとえば、本明細書で説明した方法を実行するための手段の転送を可能にするために、そのようなデバイスをサーバに結合することができる。代替的に、本明細書で説明した様々な方法を記憶手段（たとえば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンパクトディスク（ＣＤ）またはフロッピー（登録商標）ディスクなどの物理的記憶媒体など）によって提供することができ、それにより、ユーザ端末および／または基地局は、その記憶手段をデバイスに結合または供給すると、それらの様々な方法を取得することができるようになる。さらに、本明細書で説明した方法および技法をデバイスに与えるための任意の他の好適な技法を利用することができる。
特許請求の範囲は、上記に示した正確な構成および構成要素に限定されないことを理解されたい。上記で説明した方法および装置の構成、動作および詳細において、特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、様々な改変、変更および変形を行い得る。
本開示におけるワイヤレスデバイスは、ワイヤレスデバイスによって送信されるか、またはワイヤレスデバイスにおいて受信される信号に基づいて機能を実行する様々な構成要素を含むことができる。ワイヤレスデバイスはまた、着用可能ワイヤレスデバイスを指すことがある。いくつかの態様では、ウェアラブルワイヤレスデバイスは、ワイヤレスヘッドセットまたはワイヤレスウォッチを備えることができる。たとえば、ワイヤレスヘッドセットは、受信機を介して受信されたデータに基づいてオーディオ出力を与えるように適合されたトランスデューサを含むことができる。ワイヤレスウォッチは、受信機を介して受信されたデータに基づいて指示を与えるように適合されたユーザインターフェースを含むことができる。ワイヤレス感知デバイスは、送信機によって送信すべきデータを与えるように適合されたセンサーを含むことができる。
ワイヤレスデバイスは、好適なワイヤレス通信技術に基づくあるいはサポートする１つまたは複数のワイヤレス通信リンクを介して通信することができる。たとえば、いくつかの態様では、ワイヤレスデバイスはネットワークに関連することができる。いくつかの態様では、ネットワークは、超広帯域技術または何らかの他の好適な技術を使用して実装された、（たとえば、３０メートルのオーダーのワイヤレスカバレージエリアをサポートする）パーソナルエリアネットワーク、または（たとえば、１０メートルのオーダーのワイヤレスカバレージエリアをサポートする）ボディエリアネットワークを備え得る。いくつかの態様では、ネットワークはローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークを備え得る。ワイヤレスデバイスは、たとえば、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、Ｗｉ−Ｆｉなど、１つまたは複数の様々なワイヤレス通信技術、プロトコル、または標準をサポートあるいは使用し得る同様に、ワイヤレスデバイスは様々な対応する変調方式または多重化方式のうちの１つまたは複数をサポートあるいは使用し得る。したがって、ワイヤレスデバイスは、上記または他のワイヤレス通信技術を使用して１つまたは複数のワイヤレス通信リンクを確立し、それを介して通信するために適切な構成要素（たとえば、エアインターフェース）を含み得る。たとえば、デバイスは、ワイヤレス媒体による通信を可能にする様々な構成要素（たとえば、信号生成器および信号プロセッサ）を含むことができる関連する送信機構成要素および受信機構成要素（たとえば、送信機２１０および受信機２１２）をもつワイヤレストランシーバを備え得る。
本明細書の教示は、様々な装置（たとえば、デバイス）に組み込まれ得る（たとえば、装置内に実装され得る、または装置によって実行され得る）ことができる。たとえば、本明細書で教示する１つまたは複数の態様は、電話（たとえば、セルラー電話）、個人情報端末（「ＰＤＡ」）またはいわゆるスマートフォン、娯楽デバイス（たとえば、音楽およびビデオプレーヤを含むポータブルメディアデバイス）、ヘッドセット（たとえば、ヘッドフォン、イヤピースなど）、マイクロフォン、医療感知デバイス（たとえば、生体センサー、心拍数モニタ、歩数計、ＥＫＧデバイス、スマートバンデージなど）、ユーザ入出力デバイス（たとえば、ウォッチ、遠隔制御装置、照明スイッチ、キーボード、マウスなど）、環境感知デバイス（たとえば、タイヤ空気圧モニタ）、医療または環境感知デバイス（たとえば、デスクトップ、モバイルコンピュータなど）からデータを受信することができる監視デバイス、ポイントオブケアデバイス、補聴器、セットトップボックス、または他の好適なデバイスに組み込むことができる。監視デバイスは、ネットワークとの接続を介して様々な感知デバイスからのデータにアクセスすることもできる。
これらのデバイスは、異なる電力およびデータ要件を有することができる。いくつかの態様では、本明細書の教示は、（たとえば、インパルスベースのシグナリング方式および低デューティサイクルモードを使用して）低電力適用例で使用するように適合され得、（たとえば、高帯域パルスを使用して）比較的高いデータレートを含む様々なデータレートをサポートし得る。
いくつかの態様では、ワイヤレスデバイスは、通信システムのためのアクセスデバイス（たとえば、アクセスポイント）を備えることができる。そのようなアクセスデバイスは、たとえば、ワイヤードまたはワイヤレス通信リンクを介して別のネットワーク（たとえば、インターネットまたはセルラーネットワークなどワイドエリアネットワーク）への接続性を提供し得る。したがって、アクセスデバイスは、別のデバイス（たとえば、ワイヤレス局）が他のネットワークまたは何らかの他の機能にアクセスできるようにすることができる。さらに、それらのデバイスのうちの一方または両方はポータブルでも、場合によっては比較的非ポータブルでもよいことを諒解されたい。また、ワイヤレスデバイスは、適切な通信インターフェースを介して非ワイヤレスの方式で（たとえば、ワイヤード接続を介して）情報を送信および／または受信することもできることを諒解されたい。
上記は本開示の態様を対象とするが、本開示の他の態様およびさらなる態様は、その基本的範囲から逸脱することなく考案され得、その範囲は以下の特許請求の範囲によって判断される。
上記は本開示の態様を対象とするが、本開示の他の態様およびさらなる態様は、その基本的範囲から逸脱することなく考案され得、その範囲は以下の特許請求の範囲によって判断される。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［ＣＬ１］
信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するように構成された第１の回路と、
前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定するように構成された第２の回路と、
前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するように構成された第１のエンコーダと、
前記残差セグメントを符号化するように構成された第２のエンコーダと、
前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信するように構成された送信機と
を備える、通信のための装置。
［ＣＬ２］
前記第１の回路が、
前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記信号に対して２次微分を適用すること
をも行うように構成された、［ＣＬ１］に記載の装置。
［ＣＬ３］
前記第１の回路が、
しきい値よりも大きい前記２次微分の値を有する前記信号の少なくとも１つのサンプルを識別することと、
前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記少なくとも１つのサンプルの各々の周りの前記信号のサンプルのウィンドウを選択することと
をも行うように構成された、［ＣＬ２］に記載の装置。
［ＣＬ４］
前記第１のエンコーダが、時間領域中でスパースである前記信号のセグメントを符号化することによって前記過渡セグメントを符号化することをも行うように構成された、［ＣＬ１］に記載の装置。
［ＣＬ５］
時間領域中でスパースである前記信号の前記セグメントを符号化することが、前記信号の変曲点を感知することを備える、［ＣＬ４］に記載の装置。
［ＣＬ６］
前記第２の回路が、
前記信号において、前記過渡セグメントのサンプルを、前記残差セグメントを推定するための値と交換すること
をも行うように構成された、［ＣＬ１］に記載の装置。
［ＣＬ７］
前記値がすべてゼロを備える、［ＣＬ６］に記載の装置。
［ＣＬ８］
前記値が、前記１つまたは複数の過渡セグメントを交換する１つまたは複数の平滑セグメントを形成するように定義される、［ＣＬ６］に記載の装置。
［ＣＬ９］
前記第２のエンコーダが、
時間領域中で、前記残差セグメントを符号化するために前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行すること
をも行うように構成された、［ＣＬ１］に記載の装置。
［ＣＬ１０］
前記第２のエンコーダが、
前記残差セグメントが低域信号（low-pass signal）を備えるかどうかを判断することと、
前記残差セグメントが前記低域信号を備える場合、前記残差セグメントに対してデシメーション（decimation）を実行することと
をも行うように構成された、［ＣＬ１］に記載の装置。
［ＣＬ１１］
前記デシメーションより前に前記残差セグメントをフィルタ処理するように構成された有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ
をさらに備える、［ＣＬ１０］に記載の装置。
［ＣＬ１２］
前記第２のエンコーダが、
前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断することと、
前記残差セグメントが前記低域信号を備えない場合、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行することと
をも行うように構成された、［ＣＬ１］に記載の装置。
［ＣＬ１３］
信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出することと、
前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定することと、
前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化することと、
前記残差セグメントを符号化することと、
前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信することと
を備える、通信のための方法。
［ＣＬ１４］
前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記信号に対して２次微分を適用すること
をさらに備える、［ＣＬ１３］に記載の方法。
［ＣＬ１５］
しきい値よりも大きい前記２次微分の値を有する前記信号の少なくとも１つのサンプルを識別することと、
前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記少なくとも１つのサンプルの各々の周りの前記信号のサンプルのウィンドウを選択することと
をさらに備える、［ＣＬ１４］に記載の方法。
［ＣＬ１６］
前記過渡セグメントを符号化することが、
時間領域中でスパースである前記信号のセグメントを符号化すること
を備える、［ＣＬ１３］に記載の方法。
［ＣＬ１７］
時間領域中でスパースである前記信号の前記セグメントを符号化することが、前記信号の変曲点を感知することを備える、［ＣＬ１６］に記載の方法。
［ＣＬ１８］
前記信号において、前記過渡セグメントのサンプルを、前記残差セグメントを推定するための値と交換すること
をさらに備える、［ＣＬ１３］に記載の方法。
［ＣＬ１９］
前記値がすべてゼロを備える、［ＣＬ１８］に記載の方法。
［ＣＬ２０］
前記値が、前記１つまたは複数の過渡セグメントを交換する１つまたは複数の平滑セグメントを形成するように定義される、［ＣＬ１８］に記載の方法。
［ＣＬ２１］
前記残差セグメントを符号化することが、
時間領域中で、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行すること
を備える、［ＣＬ１３］に記載の装置。
［ＣＬ２２］
前記残差セグメントを符号化することが、
前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断することと、
前記残差セグメントが前記低域信号を備える場合、前記残差セグメントに対してデシメーションを実行することと
を備える、［ＣＬ１３］に記載の方法。
［ＣＬ２３］
前記デシメーションより前の前記残差セグメントの有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ処理
をさらに備える、［ＣＬ２２］に記載の方法。
［ＣＬ２４］
前記残差セグメントを符号化することが、
前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断することと、
前記残差セグメントが前記低域信号を備えない場合、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行することと
を備える、［ＣＬ１３］に記載の方法。
［ＣＬ２５］
信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するための手段と、
前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定するための手段と、
前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するための手段と、
前記残差セグメントを符号化するための手段と、
前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信するための手段と
を備える、通信のための装置。
［ＣＬ２６］
前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記信号に対して２次微分を適用するための手段
をさらに備える、［ＣＬ２５］に記載の装置。
［ＣＬ２７］
しきい値よりも大きい前記２次微分の値を有する前記信号の少なくとも１つのサンプルを識別するための手段と、
前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記少なくとも１つのサンプルの各々の周りの前記信号のサンプルのウィンドウを選択するための手段と
をさらに備える、［ＣＬ２６］に記載の装置。
［ＣＬ２８］
前記過渡セグメントを符号化するための前記手段が、
時間領域中でスパースである前記信号のセグメントを符号化するための手段
を備える、［ＣＬ２５］に記載の装置。
［ＣＬ２９］
時間領域中でスパースである前記信号の前記セグメントを符号化するための前記手段が、
前記信号の変曲点を感知するための手段
を備える、［ＣＬ２８］に記載の装置。
［ＣＬ３０］
前記信号において、前記過渡セグメントのサンプルを、前記残差セグメントを推定するための値と交換するための手段
をさらに備える、［ＣＬ２５］に記載の装置。
［ＣＬ３１］
前記値がすべてゼロを備える、［ＣＬ３０］に記載の装置。
［ＣＬ３２］
前記値が、前記１つまたは複数の過渡セグメントを交換する１つまたは複数の平滑セグメントを形成するように定義される、［ＣＬ３０］に記載の装置。
［ＣＬ３３］
前記残差セグメントを符号化するための前記手段が、
時間領域中で、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行するための手段
を備える、［ＣＬ２５］に記載の装置。
［ＣＬ３４］
前記残差セグメントを符号化するための前記手段が、
前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断するための手段と、
前記残差セグメントが前記低域信号を備える場合、前記残差セグメントに対してデシメーションを実行するための手段と
を備える、［ＣＬ２５］に記載の装置。
［ＣＬ３５］
前記デシメーションより前の前記残差セグメントの有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ処理のための手段
をさらに備える、［ＣＬ３４］に記載の装置。
［ＣＬ３６］
前記残差セグメントを符号化するための前記手段が、
前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断するための手段と、
前記残差セグメントが前記低域信号を備えない場合、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行するための手段と
を備える、［ＣＬ２５］に記載の装置。
［ＣＬ３７］
信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出することと、
前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定することと、
前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化することと、
前記残差セグメントを符号化することと、
前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信することと
を実行可能な命令を備えるコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品。
［ＣＬ３８］
信号を感知するように構成されたセンサーと、
前記信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するように構成された第１の回路と、
前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定するように構成された第２の回路と、
前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するように構成された第１のエンコーダと、
前記残差セグメントを符号化するように構成された第２のエンコーダと、
前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信するように構成された送信機と
を備える、感知デバイス。
［ＣＬ３９］
信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するように構成された受信機と、
サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、別の装置から送信された前記信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と
を備える、通信のための装置。
［ＣＬ４０］
前記第１の回路が、
サンプルの前記第１のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成することと、
サンプルの前記第２のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成することと、
前記信号の前記再構成されたバージョンを取得するために、前記１つまたは複数の再構成された過渡セグメントと前記１つまたは複数の再構成された帯域制限セグメントとを合成することと
をも行うように構成された、［ＣＬ３９］に記載の装置。
［ＣＬ４１］
前記第１の回路が、
前記第１のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断することと、
サンプルの前記第１のセットと前記時間ロケーションとに対するスプライン補間を使用して前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成することと
をも行うように構成された、［ＣＬ３９］に記載の装置。
［ＣＬ４２］
前記第１の回路が、
サンプルの前記第２のセットに対する補間を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成すること
をも行うように構成された、［ＣＬ３９］に記載の装置。
［ＣＬ４３］
前記第１の回路が、
前記第２のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断することと、
サンプルの前記第２のセットと前記時間ロケーションとに対するスパース再構成を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成すること
をも行うように構成された、［ＣＬ３９］に記載の装置。
［ＣＬ４４］
信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信することと、
サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、装置から送信された前記信号のバージョンを再構成することと
を備える、通信のための方法。
［ＣＬ４５］
サンプルの前記第１のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成することと、
サンプルの前記第２のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成することと、
前記信号の前記再構成されたバージョンを取得するために、前記１つまたは複数の再構成された過渡セグメントと前記１つまたは複数の再構成された帯域制限セグメントとを合成することと
をさらに備える、［ＣＬ４４］に記載の方法。
［ＣＬ４６］
前記第１のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断することと、
サンプルの前記第１のセットと前記時間ロケーションとに対するスプライン補間を使用して前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成することと
をさらに備える、［ＣＬ４４］に記載の方法。
［ＣＬ４７］
サンプルの前記第２のセットに対する補間を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成すること
をさらに備える、［ＣＬ４４］に記載の方法。
［ＣＬ４８］
前記第２のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断することと、
サンプルの前記第２のセットと前記時間ロケーションとに対するスパース再構成を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成することと
をさらに備える、［ＣＬ４４］に記載の方法。
［ＣＬ４９］
信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するための手段と、
サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、別の装置から送信された前記信号のバージョンを再構成するための手段と
を備える、通信のための装置。
［ＣＬ５０］
サンプルの前記第１のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成するための手段と、
サンプルの前記第２のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成するための手段と、
前記信号の前記再構成されたバージョンを取得するために、前記１つまたは複数の再構成された過渡セグメントと前記１つまたは複数の再構成された帯域制限セグメントとを合成するための手段と
をさらに備える、［ＣＬ４９］に記載の装置。
［ＣＬ５１］
前記第１のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断するための手段と、
サンプルの前記第１のセットと前記時間ロケーションとに対するスプライン補間を使用して前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成するための手段と
をさらに備える、［ＣＬ４９］に記載の装置。
［ＣＬ５２］
サンプルの前記第２のセットに対する補間を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成するための手段
をさらに備える、［ＣＬ４９］に記載の装置。
［ＣＬ５３］
前記第２のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断するための手段と、
サンプルの前記第２のセットと前記時間ロケーションとに対するスパース再構成を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成するための手段と
をさらに備える、［ＣＬ４９］に記載の装置。
［ＣＬ５４］
信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信することと、
サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、装置から送信された前記信号のバージョンを再構成することと
を実行可能な命令を備えるコンピュータ可読媒体を備える、通信のためのコンピュータプログラム製品。
［ＣＬ５５］
感知デバイスから、チャネル上で、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するように構成された受信機と、
サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、前記感知デバイスから送信された前記信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と、
前記信号の前記再構成されたバージョンに基づいてオーディオ出力を与えるように構成されたトランスデューサと
を備える、ヘッドセット。
［ＣＬ５６］
感知デバイスから、チャネル上で、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するように構成された受信機と、
サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、前記感知デバイスから送信された前記信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と、
前記信号の前記再構成されたバージョンに基づいて指示を与えるように構成されたユーザインターフェースと
を備える、ウォッチ。
［ＣＬ５７］
コネクタと、
感知デバイスから、前記コネクタを介して、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するように構成された受信機と、
サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、前記感知デバイスから送信された前記信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と、
前記信号の前記再構成されたバージョンに基づいて指示を与えるように構成されたユーザインターフェースと
を備える、監視デバイス。

Claims (57)

  1. 信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するように構成された第１の回路と、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定するように構成された第２の回路と、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するように構成された第１のエンコーダと、
    前記残差セグメントを符号化するように構成された第２のエンコーダと、
    前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信するように構成された送信機と
    を備える、通信のための装置。
  2. 前記第１の回路が、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記信号に対して２次微分を適用すること
    をも行うように構成された、請求項１に記載の装置。
  3. 前記第１の回路が、
    しきい値よりも大きい前記２次微分の値を有する前記信号の少なくとも１つのサンプルを識別することと、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記少なくとも１つのサンプルの各々の周りの前記信号のサンプルのウィンドウを選択することと
    をも行うように構成された、請求項２に記載の装置。
  4. 前記第１のエンコーダが、時間領域中でスパースである前記信号のセグメントを符号化することによって前記過渡セグメントを符号化することをも行うように構成された、請求項１に記載の装置。
  5. 時間領域中でスパースである前記信号の前記セグメントを符号化することが、前記信号の変曲点を感知することを備える、請求項４に記載の装置。
  6. 前記第２の回路が、
    前記信号において、前記過渡セグメントのサンプルを、前記残差セグメントを推定するための値と交換すること
    をも行うように構成された、請求項１に記載の装置。
  7. 前記値がすべてゼロを備える、請求項６に記載の装置。
  8. 前記値が、前記１つまたは複数の過渡セグメントを交換する１つまたは複数の平滑セグメントを形成するように定義される、請求項６に記載の装置。
  9. 前記第２のエンコーダが、
    時間領域中で、前記残差セグメントを符号化するために前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行すること
    をも行うように構成された、請求項１に記載の装置。
  10. 前記第２のエンコーダが、
    前記残差セグメントが低域信号（low-pass signal）を備えるかどうかを判断することと、
    前記残差セグメントが前記低域信号を備える場合、前記残差セグメントに対してデシメーション（decimation）を実行することと
    をも行うように構成された、請求項１に記載の装置。
  11. 前記デシメーションより前に前記残差セグメントをフィルタ処理するように構成された有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ
    をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記第２のエンコーダが、
    前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断することと、
    前記残差セグメントが前記低域信号を備えない場合、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行することと
    をも行うように構成された、請求項１に記載の装置。
  13. 信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出することと、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定することと、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化することと、
    前記残差セグメントを符号化することと、
    前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信することと
    を備える、通信のための方法。
  14. 前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記信号に対して２次微分を適用すること
    をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
  15. しきい値よりも大きい前記２次微分の値を有する前記信号の少なくとも１つのサンプルを識別することと、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記少なくとも１つのサンプルの各々の周りの前記信号のサンプルのウィンドウを選択することと
    をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記過渡セグメントを符号化することが、
    時間領域中でスパースである前記信号のセグメントを符号化すること
    を備える、請求項１３に記載の方法。
  17. 時間領域中でスパースである前記信号の前記セグメントを符号化することが、前記信号の変曲点を感知することを備える、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記信号において、前記過渡セグメントのサンプルを、前記残差セグメントを推定するための値と交換すること
    をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
  19. 前記値がすべてゼロを備える、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記値が、前記１つまたは複数の過渡セグメントを交換する１つまたは複数の平滑セグメントを形成するように定義される、請求項１８に記載の方法。
  21. 前記残差セグメントを符号化することが、
    時間領域中で、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行すること
    を備える、請求項１３に記載の装置。
  22. 前記残差セグメントを符号化することが、
    前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断することと、
    前記残差セグメントが前記低域信号を備える場合、前記残差セグメントに対してデシメーションを実行することと
    を備える、請求項１３に記載の方法。
  23. 前記デシメーションより前の前記残差セグメントの有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ処理
    をさらに備える、請求項２２に記載の方法。
  24. 前記残差セグメントを符号化することが、
    前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断することと、
    前記残差セグメントが前記低域信号を備えない場合、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行することと
    を備える、請求項１３に記載の方法。
  25. 信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するための手段と、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定するための手段と、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するための手段と、
    前記残差セグメントを符号化するための手段と、
    前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信するための手段と
    を備える、通信のための装置。
  26. 前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記信号に対して２次微分を適用するための手段
    をさらに備える、請求項２５に記載の装置。
  27. しきい値よりも大きい前記２次微分の値を有する前記信号の少なくとも１つのサンプルを識別するための手段と、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントを検出するために、前記少なくとも１つのサンプルの各々の周りの前記信号のサンプルのウィンドウを選択するための手段と
    をさらに備える、請求項２６に記載の装置。
  28. 前記過渡セグメントを符号化するための前記手段が、
    時間領域中でスパースである前記信号のセグメントを符号化するための手段
    を備える、請求項２５に記載の装置。
  29. 時間領域中でスパースである前記信号の前記セグメントを符号化するための前記手段が、
    前記信号の変曲点を感知するための手段
    を備える、請求項２８に記載の装置。
  30. 前記信号において、前記過渡セグメントのサンプルを、前記残差セグメントを推定するための値と交換するための手段
    をさらに備える、請求項２５に記載の装置。
  31. 前記値がすべてゼロを備える、請求項３０に記載の装置。
  32. 前記値が、前記１つまたは複数の過渡セグメントを交換する１つまたは複数の平滑セグメントを形成するように定義される、請求項３０に記載の装置。
  33. 前記残差セグメントを符号化するための前記手段が、
    時間領域中で、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行するための手段
    を備える、請求項２５に記載の装置。
  34. 前記残差セグメントを符号化するための前記手段が、
    前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断するための手段と、
    前記残差セグメントが前記低域信号を備える場合、前記残差セグメントに対してデシメーションを実行するための手段と
    を備える、請求項２５に記載の装置。
  35. 前記デシメーションより前の前記残差セグメントの有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ処理のための手段
    をさらに備える、請求項３４に記載の装置。
  36. 前記残差セグメントを符号化するための前記手段が、
    前記残差セグメントが低域信号を備えるかどうかを判断するための手段と、
    前記残差セグメントが前記低域信号を備えない場合、前記残差セグメントのランダムサンプリングを実行するための手段と
    を備える、請求項２５に記載の装置。
  37. 信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出することと、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定することと、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化することと、
    前記残差セグメントを符号化することと、
    前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信することと
    を実行可能な命令を備えるコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品。
  38. 信号を感知するように構成されたセンサーと、
    前記信号の１つまたは複数の過渡セグメントを検出するように構成された第１の回路と、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントに基づいて前記信号の残差セグメントを推定するように構成された第２の回路と、
    前記１つまたは複数の過渡セグメントを符号化するように構成された第１のエンコーダと、
    前記残差セグメントを符号化するように構成された第２のエンコーダと、
    前記１つまたは複数の符号化された過渡セグメントと前記符号化された残差セグメントとを送信するように構成された送信機と
    を備える、感知デバイス。
  39. 信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するように構成された受信機と、
    サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、別の装置から送信された前記信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と
    を備える、通信のための装置。
  40. 前記第１の回路が、
    サンプルの前記第１のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成することと、
    サンプルの前記第２のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成することと、
    前記信号の前記再構成されたバージョンを取得するために、前記１つまたは複数の再構成された過渡セグメントと前記１つまたは複数の再構成された帯域制限セグメントとを合成することと
    をも行うように構成された、請求項３９に記載の装置。
  41. 前記第１の回路が、
    前記第１のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断することと、
    サンプルの前記第１のセットと前記時間ロケーションとに対するスプライン補間を使用して前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成することと
    をも行うように構成された、請求項３９に記載の装置。
  42. 前記第１の回路が、
    サンプルの前記第２のセットに対する補間を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成すること
    をも行うように構成された、請求項３９に記載の装置。
  43. 前記第１の回路が、
    前記第２のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断することと、
    サンプルの前記第２のセットと前記時間ロケーションとに対するスパース再構成を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成すること
    をも行うように構成された、請求項３９に記載の装置。
  44. 信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信することと、
    サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、装置から送信された前記信号のバージョンを再構成することと
    を備える、通信のための方法。
  45. サンプルの前記第１のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成することと、
    サンプルの前記第２のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成することと、
    前記信号の前記再構成されたバージョンを取得するために、前記１つまたは複数の再構成された過渡セグメントと前記１つまたは複数の再構成された帯域制限セグメントとを合成することと
    をさらに備える、請求項４４に記載の方法。
  46. 前記第１のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断することと、
    サンプルの前記第１のセットと前記時間ロケーションとに対するスプライン補間を使用して前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成することと
    をさらに備える、請求項４４に記載の方法。
  47. サンプルの前記第２のセットに対する補間を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成すること
    をさらに備える、請求項４４に記載の方法。
  48. 前記第２のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断することと、
    サンプルの前記第２のセットと前記時間ロケーションとに対するスパース再構成を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成することと
    をさらに備える、請求項４４に記載の方法。
  49. 信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するための手段と、
    サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、別の装置から送信された前記信号のバージョンを再構成するための手段と
    を備える、通信のための装置。
  50. サンプルの前記第１のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成するための手段と、
    サンプルの前記第２のセットに少なくとも部分的に基づいて前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成するための手段と、
    前記信号の前記再構成されたバージョンを取得するために、前記１つまたは複数の再構成された過渡セグメントと前記１つまたは複数の再構成された帯域制限セグメントとを合成するための手段と
    をさらに備える、請求項４９に記載の装置。
  51. 前記第１のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断するための手段と、
    サンプルの前記第１のセットと前記時間ロケーションとに対するスプライン補間を使用して前記１つまたは複数の過渡セグメントを再構成するための手段と
    をさらに備える、請求項４９に記載の装置。
  52. サンプルの前記第２のセットに対する補間を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成するための手段
    をさらに備える、請求項４９に記載の装置。
  53. 前記第２のセットからの前記サンプルの時間ロケーションを判断するための手段と、
    サンプルの前記第２のセットと前記時間ロケーションとに対するスパース再構成を使用して前記１つまたは複数の帯域制限セグメントを再構成するための手段と
    をさらに備える、請求項４９に記載の装置。
  54. 信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信することと、
    サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、装置から送信された前記信号のバージョンを再構成することと
    を実行可能な命令を備えるコンピュータ可読媒体を備える、通信のためのコンピュータプログラム製品。
  55. 感知デバイスから、チャネル上で、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するように構成された受信機と、
    サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、前記感知デバイスから送信された前記信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と、
    前記信号の前記再構成されたバージョンに基づいてオーディオ出力を与えるように構成されたトランスデューサと
    を備える、ヘッドセット。
  56. 感知デバイスから、チャネル上で、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するように構成された受信機と、
    サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、前記感知デバイスから送信された前記信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と、
    前記信号の前記再構成されたバージョンに基づいて指示を与えるように構成されたユーザインターフェースと
    を備える、ウォッチ。
  57. コネクタと、
    感知デバイスから、前記コネクタを介して、信号の１つまたは複数の過渡セグメントに対応するサンプルの第１のセット、および前記信号の１つまたは複数の帯域制限セグメントに対応するサンプルの第２のセットとともに前記信号を受信するように構成された受信機と、
    サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとに少なくとも部分的に基づいて、前記感知デバイスから送信された前記信号のバージョンを再構成するように構成された第１の回路と、
    前記信号の前記再構成されたバージョンに基づいて指示を与えるように構成されたユーザインターフェースと
    を備える、監視デバイス。
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