JP2014209794A - 情報の符号化および復号 - Google Patents

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Abstract

【課題】コンピュータ記憶媒体上で符号化されたコンピュータプログラムを含む方法、システムおよび装置を提供する。【解決手段】エンコーダにおいて情報を符号化する方法は、離散数字の集まりを用いて情報を表わす信号を受信する動作と、受信した信号を、エンコーダによって時間ベースのコードに変換する動作と、時間ベースのコードを出力する動作とを含む。時間ベースのコードは時間間隔に分割される。時間ベースのコードの時間間隔の各々は受信信号における数字に対応する。受信信号の第１の状態の数字は各々、時間ベースのコードの対応する時間間隔内における第１の時刻において起こるイベントとして表わされる。受信信号の第２の状態の数字は各々、時間ベースのコードの対応する時間間隔内における第２の時刻において起こるイベントとして表わされ、第１の時刻は第２の時刻から識別可能である。受信信号における数字の状態はすべて、イベントによって時間ベースのコードで表わされる。【選択図】図１Ａ

Description

背景
この明細書は情報の符号化および復号に関する。
エンコーダは、情報を第１の表現から第２の表現に変換する装置である。エンコーダは、データ通信装置、データ記憶装置、データ圧縮装置、データ暗号化装置、ならびに、これらおよび他の装置の組合せを含む多くのさまざまなシステムおよび装置に含めることができる。エンコーダは、情報を復元することのできるデコーダと対にすることができる。符号化された情報や復号された情報は、信号での通信および／またはデータ記憶装置への記憶が可能である。
生体ニューロンおよび他の生体神経系は、電気化学的な信号方式を用いて情報を符号化して通信を行うことができる。たとえば、生体神経系は、振幅がほぼ等しい活動電位で情報を符号化することができる。生体神経系は、電気化学的信号を電気的なコンダクタンス変化に変換する電気化学的トランスデューサとして作用するシナプスを含む。単一のニューロンでさえも、その分岐（「樹状突起」と称する）上の入力として数千の電気化学的信号を受信し得る。これらの入力は、時間依存の態様で合成される細胞膜にわたって電圧変化をもたらす。この入力の合成は、受動的（線形）、能動的（非線形）、ケーブル（時間とともに減衰）、および電気化学（拡散）の法則に従う。いくつかの状況下では、このような入力は、一連の連続した活動電位に合成することができる。
概要
この明細書は、情報の符号化および復号に関する技術について記載する。
一般に、この明細書中に記載される主題のうち革新的な一局面は、エンコーダでの情報の符号化方法において具体化することができ、離散数字の集まりを用いて情報を表わす信号を受信する動作と、エンコーダによって受信信号を時間ベースのコードに変換する動作と、時間ベースのコードを出力する動作とを含む。時間ベースのコードは時間間隔に分割される。時間ベースのコードの時間間隔の各々は、受信信号における数字に対応する。受信信号の第１の状態の各数字は、時間ベースのコードの対応する時間間隔内における第１の時刻に起こるイベントとして表わされる。受信信号の第２の状態の各数字は、時間ベースのコードの対応する時間間隔内における第２の時刻に起こるイベントとして表わされる。第１の時刻は第２の時刻から識別可能である。受信信号における数字の状態はすべて、イベントによって時間ベースのコードで表わされる。
この局面の他の実施例は、コンピュータ記憶装置上で符号化され、上述の方法の動作を実行するよう構成された対応するシステム、装置およびコンピュータプログラムを含む。
この明細書中に記載される主題の別の革新的な局面は、離散数字の集まりを用いて情報を表わす信号を受信するための入力と、受信信号を符号化するエンコーダと、時間ベースのコードを別のシステムまたは装置に供給するための出力とを含むシステムにおいて具体化され得る。エンコーダは、受信信号における数字の状態を検出するよう構成された状態検出器と、受信信号における数字の状態を時間ベースのコードに翻訳するよう構成されたトランスレータとを含み、時間ベースのコードは時間間隔の集まりを含み、時間間隔の各々には、受信信号におけるそれぞれの数字が割当てられ、時間間隔の各々はイベントを含み、各々の時間間隔内におけるイベントのタイミングは、それぞれの割当てられた数字の状態を特徴付ける。
この局面の他の実施例は、コンピュータ記憶装置上で符号化され、上述の方法の動作を実行するよう構成された対応する方法およびコンピュータプログラムを含む。
この明細書中に記載される主題の別の革新的な局面は、時間ベースのコード信号を復号するための方法において具体化され得るものであり、時間ベースのコード信号をデコーダで受信する動作と、時間間隔内におけるイベントのタイミングを検出する動作と、離散数字の集まりを用いて時間ベースのコード信号で表わされる情報を表わす信号を出力する動作とを含む。時間ベースのコード信号は時間間隔に分割され、時間ベースのコード信号の時間間隔の各々はイベントを含み、時間間隔内におけるイベントのタイミングは、時間ベースのコード信号の情報内容を表わす。
この局面の他の実施例は、コンピュータ記憶装置上で符号化され、上述の方法の動作を実行するよう構成された対応するシステム、装置およびコンピュータプログラムを含む。
この明細書中に記載される主題の別の革新的な局面は、時間ベースのコード信号を復号するためのシステムにおいて具体化され得るものであり、時間ベースのコード信号を受信する入力と、時間ベースのコード信号の時間間隔内におけるイベントのタイミングを検出するよう構成されたイベント検出器と、時間ベースのコードの時間間隔内におけるイベントのタイミングを数字の集まりの状態に翻訳するよう構成されたトランスレータと、数字を含む信号を供給するよう構成された出力とを含む。時間ベースのコード信号は時間間隔に分割され、時間ベースのコード信号の時間間隔の各々はイベントを含み、時間間隔内におけるイベントのタイミングは、時間ベースのコード信号の情報内容を表わす。
この局面の他の実施例は、コンピュータ記憶装置上で符号化され、上述の方法の動作を実行するよう構成された対応する方法およびコンピュータプログラムを含む。
この明細書中に記載される主題のうち１つ以上の実現例の詳細を、添付の図面および以下の説明において記載する。主題についての他の特徴、局面および利点は以下の記載、添付の図面および添付の特許請求の範囲から明らかになるだろう。
エンコーダ／デコーダシステムの概略図である。 情報を符号化および復号するためのプロセスを示すフローチャートである。 情報を符号化することのできるシステムを示す概略図である。 時間エンコーダの実現例を示す概略図である。 時間符号化のプロセスを示す概略図である。 時間エンコーダの別の実現例を示す概略図である。 信号でのデータ伝送の始まりと終わりとを検出する、時間エンコーダを用いた時間符号化を示す概略図である。 時間エンコーダの別の実現例を示す概略図である。 信号でのデータ伝送の始まりにおけるヘッダの符号化を示す概略図である。 時間エンコーダの別の実現例を示す概略図である。 ３つ以上の状態を含む信号の時間符号化を示す概略図である。 情報を符号化することのできるシステムの実現例を示す概略図である。 マルチチャネルエンコーダの実現例を示す概略図である。 情報を符号化、圧縮、記憶／伝送することができ、さらに、アクセス／受信、復号および解凍することのできるシステムを示す概略図である。 デコーダの実現例を示す概略図である。 時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される信号復号プロセスを示す概略図である。 デコーダの別の実現例を示す概略図である。 信号でのデータ伝送の始まりと終わりとを検出するデコーダを用いて時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される信号の復号を示す概略図である。 デコーダの他の実現例を示す概略図である。 デコーダの他の実現例を示す概略図である。 時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が３以上の状態を含む信号に符号化される信号の復号を示す概略図である。 復号システムの実現例を示す概略図である。 マルチチャネルデコーダシステムを示す概略図である。 情報を符号化することのできるシステムの実現例を示す概略図である。 圧縮エンコーダの一実現例を示す概略図である。 インテグレータのさまざまな実現例に関する概略図である。 インテグレータのさまざまな実現例に関する概略図である。 インテグレータのさまざまな実現例に関する概略図である。 インテグレータのさまざまな実現例に関する概略図である。 バイナリ−アナログコンバータを示す概略図である。 イベントの時系列における個々のイベントの振幅に対する、時系列における他のイベントのタイミングの関数としての重み付けを示す概略図である。 圧縮エンコーダから出力することのできる信号の一実現例を示す概略図である。 データ記憶装置を示す概略図である。 情報を復号することのできるシステムの実現例を示す概略図である。 拡張デコーダの一実現例を示す概略図である。 重み付け装置を示す概略図である。 イベントの時系列における個々のイベントの振幅に対する、時系列における他のイベントのタイミングの関数としての重み付けを示す概略図である。 時系列スキャナを示す概略図である。 拡張デコーダを示す概略図である。 情報を符号化および復号することのできるシステムの実現例を示す概略図である。 バイナリ−アナログコンバータの集まりを構築するためのプロセスを示すフローチャートである。 重み付け装置を較正するためのプロセスを示すフローチャートである。 エンコーダ／デコーダの対を作り出すためのプロセスを示すフローチャートである。
さまざまな図面における同様の参照番号および符号は同様の要素を示す。
詳細な説明
図１Ａは、エンコーダ／デコーダシステム３を示す概略図である。エンコーダ／デコーダシステム３は、情報を符号化および復号するための構成要素の集まりである。エンコーダ／デコーダシステム３は、たとえば、データ通信システム、データ記憶システム、データ圧縮システム、データ暗号化システム、または、これらもしくは他のシステムの組合せであり得る。エンコーダは、情報を復元することのできるデコーダと対をなすことができる。符号化された情報および復号された情報は、信号での通信および／またはデータ記憶装置への記憶が可能である。
エンコーダ／デコーダシステム３は、符号化送信機システム６および復号受信機システム９を含む。符号化送信機システム６は、入力８、エンコーダ・コンプレッサ１０、送信機１２、および出力１４を含む。符号化送信機システム６の入力８は、信号２１で情報を受信するよう接続され得る。入力８および出力１４が有する物理的構造により、信号がそれぞれ、符号化送信機システム６に受信されたり符号化送信機システム６から転送されたりする。信号２１は情報を含む。エンコーダ・コンプレッサ１０は、信号２１における情報のうち少なくともいくらかを符号化して圧縮する構成要素である。
エンコーダ・コンプレッサ１０は、状態エンコーダ２３、時間ベースのエンコーダ２５、振幅重み付け構成要素２７、およびコンプレッサ２９を含む。状態エンコーダ２３は、信号２１における情報のうち少なくともいくらかを、離散数字の集まりで情報を表わす信号２４へと符号化する構成要素である。数字は、さまざまな状態を用いて情報を表わすことができる。たとえば、信号２４は、２進数もしくはビットで（すなわち、１対の状態を用いて）、または１０進数で（すなわち、１０の状態を用いて）情報を表わすことができる。状態エンコーダ２３は、時間ベースのエンコーダ２５に信号２４を供給するよう接続される。
時間ベースのエンコーダ２５は、間隔内におけるイベントのタイミングによって情報を表わす時間ベースのコード２６へと信号２４を符号化する構成要素である。状態エンコーダ２３および時間ベースのエンコーダ２５のうち一方またはこれら両方は、単一の信号をより小さな単位の集まりに分割するセグメンタを含み得る。この分割の結果、振幅重み付け構成要素２７が、時間ベースのコード２６の集まりを受信する。時間ベースのエンコーダ２５は、時間ベースのコード２６の集まりを振幅重み付け構成要素２７に与えるよう接続される。
振幅重み付け構成要素２７は、各々の時間ベースのコード２６内におけるイベントの振幅に対して、その時間ベースのコード２６における他のイベントのうち少なくともいくつかのイベントのタイミングに従って、重み付けするよう構成される構成要素である。いくつかの実現例においては、振幅重み付け構成要素２７は、先行するイベントのタイミングに従ってイベントの振幅に重み付けすることができる。振幅重み付け構成要素２７は、時間ベースのコード２６に新しい情報を追加する必要はないが、別の次元で、すなわちイベントの振幅で、各々の時間ベースのコードにおける既存の情報のうち少なくともいくらかを表わすことができる。振幅重み付け構成要素２７は、振幅重み付けされた時間ベースのコード２８の集まりをコンプレッサ２９に与えるよう接続される。
コンプレッサ２９は、振幅重み付けされた時間ベースのコード２８の集まりを圧縮するよう構成された構成要素である。コンプレッサ２９は、振幅重み付けされた時間ベースのコード２８を積分して１次元コード３１を生成することによって、当該振幅重み付けされた時間ベースのコード２８を圧縮することができる。１次元コード３１は、情報のうち少なくともいくらかを、振幅重み付けされた時間ベースのコード２８で１次元で表わすことができる。たとえば、１次元コード３１は、イベントのタイミングを用いて情報を表わすことができる。いくつかの実現例においては、積分は非線形積分であってもよい。コンプレッサ２９は、１次元コード３１を送信機１２に与えるよう接続される。
送信機１２は、１次元コード３１を、記憶または処理可能な信号３０で伝送するよう構成される。たとえば、信号３０は、メモリ構造（図示せず）に記憶することができる。代替的には、信号３０は、信号を復号する受信装置に伝送することができる。図示される例においては、信号３０は、符号化送信機システム６の出力１４から復号受信機システム９の入力１６に伝達される。
復号受信機システム９は、入力１６、受信機３２、エキスパンダ・デコーダ３４、および出力２０を含む。復号受信機システム９の入力１６は、信号３０を受信するよう接続され得る。信号３０は１次元コード３１を含む。入力１６および出力２０が有する物理的構造により、信号がそれぞれ、復号受信機システム９に受信されたり、復号受信機システム９から転送されたりする。受信機３２は、信号３０を受信して、１次元コード３１をエキスパンダ・デコーダ３４に伝達するよう構成される。
エキスパンダ・デコーダ３４は、信号２９における情報のうち少なくともいくらかを拡張して復号する構成要素である。エキスパンダ・デコーダ３４は、重み付けエキスパンダ３７、振幅デコーダ３９、時間ベースのコードデコーダ４１、および状態デコーダ４２を含む。重み付けエキスパンダ３７は、１次元コード３１を重み４３の１つ以上の集まりに拡張するよう構成された構成要素である。重みの集まりは、信号２９内の情報（たとえば、信号２９におけるイベントのタイミング）を表わすのに用いられる次元に従って生成することができる。たとえば、重みは、信号２９内における先行するイベントのタイミングに従って、信号２９における各々のイベントごとに生成することができる。１次元コードでのイベントは各々、重みの各集まりにおける単一の重みに関連付けることができる。いくつかの実現例においては、重み付けエキスパンダ３７は、重みを用いて各々のイベントの振幅に重み付けし、振幅重み付けされたバージョンの１次元コード３１を重みの集まり４３として出力する。他の実現例においては、重み付けエキスパンダ３７は、順序付けされた重みのリストを出力して、信号２９における情報を表わすのに用いられる次元を重みの集まり４３として廃棄する（たとえば、信号２９におけるイベントのタイミングを廃棄する）。重み付けエキスパンダ３７は重み４３の集まりを振幅デコーダ３９に伝達するよう接続される。
振幅デコーダ３９は、重みの集まり４３を１つ以上の時間ベースのコード４５の集まりに復号するように構成された構成要素であり、この場合、間隔内におけるイベントのタイミングは情報を表わしている。振幅デコーダ３９は、１つ以上の時間ベースのコード４５を時間ベースのコードデコーダ４１に伝達するよう接続される。時間ベースのコードデコーダ４１は、１つ以上の時間ベースのコード４５における情報のうち少なくともいくらかを、状態の集まりで情報を表わす１つ以上の信号４７に復号する構成要素である。たとえば、信号４７は、情報を２進法で（すなわち、１対の離散状態を用いて）または１０進法で（すなわち、１０の離散状態を用いて）表わすことができる。時間ベースのコードデコーダ４１は、信号４７を状態デコーダ４２に伝達するよう接続される。状態デコーダ４２は、情報を数字の集まりで表わす信号４７を信号５０に復号するよう構成された構成要素である。信号５０は、信号２１に含まれる情報のうち少なくともいくらかを含み得る。
振幅デコーダ３９、時間ベースのコードデコーダ４１および状態デコーダ４２のうち１つ以上は、数字のより小さな集まりを数字のより大きな集まりへとアセンブルするアグリゲータを含み得る。たとえば、いくつかの実現例においては、振幅デコーダ３９は、複数の時間ベースのコードを単一の時間ベースのコード４５にアセンブルする時間ベースのコードアグリゲータを含み得る。別の例として、いくつかの実現例においては、時間ベースのコードデコーダ４１は、離散数字の集まりで情報を表わす複数の信号を、離散数字の集まりで情報を表わす単一の信号４７にアセンブルするアグリゲータを含み得る。さらに別の例として、いくつかの実現例においては、状態デコーダ４２は、信号を単一の信号５０にアセンブルするアグリゲータを含み得る。
図１Ｂは、情報を符号化および復号するためのプロセス７０を示すフローチャートである。プロセス７０は、単独で、または他の動作と併用して実行することができる。たとえば、プロセス７０は、プロセス４１００（図４１）におけるステージ４１３０で実行することができる。プロセス３９００は、エンコーダ／デコーダシステム３（図１Ａ）などのエンコーダ／デコーダシステムによって実行することができる。
プロセス７０においては、データが数字の集まりに符号化され（ステージ７２）、数字が時間ベースのコードに符号化される（ステージ７４）。時間ベースのコードは、間隔内におけるイベントのタイミングを用いて情報を表わす。時間ベースのコード内におけるイベントの振幅は、時間ベースのコードにおける他のイベントのタイミングに従って重み付けされる（ステージ７６）。たとえば、イベントは、その時間ベースのコードにおける先行するイベントのタイミングに従って重み付けされ得る。振幅重み付けは、時間ベースのコードに新しい情報を追加する必要はないが、別の次元での時間ベースのコードにおける既存の情報のうち少なくともいくらか、すなわちイベントの振幅、を表わすことができる。
振幅重み付けされた時間ベースのコードは、１次元コードに圧縮することができる（ステージ７８）。１次元コードは、情報のうち少なくともいくらかを、たとえばイベントのタイミングを用いて、振幅重み付けされた時間ベースのコードで１次元で表わすことができる。
受信装置においては、１次元コードは、振幅の集まりへと拡張することができる（ステージ８０）。１次元コードにおける各イベントは、重みの各集まりにおける単一の重みに関連付けることができる。いくつかの実現例においては、振幅の集まりは、如何なるタイミング情報をも含まない振幅のリストであり得る。他の実現例においては、１次元コード自体は、振幅の複数の集まりによって重み付けされて、複数の振幅重み付けバージョンの（以前の）１次元コードを得ることができる。
振幅は、時間ベースのコードに復号することができ（ステージ８２）、この時間ベースのコードはさらに、情報を数字の集まりで表わす１つ以上の信号に復号することができる（ステージ８４）。情報を数字の集まりで表わす１つ以上の信号はそれら自体が別の表現に復号され得る（ステージ８６）。
時間エンコーダ
図２Ａは情報を符号化することのできるシステム１００を示す概略図である。システム１００は、入力１１０および出力１１５を含む時間エンコーダ１０５を備える。入力１１０および出力１１５が有する物理的構造により、信号がそれぞれ、時間エンコーダ１０５に受信されたり、時間エンコーダ１０５から転送されたりする。時間エンコーダ１０５は、出力信号の時間間隔内における特定の時刻にイベントを発生させることによって情報を符号化する構成要素である。時間エンコーダ１０５は、実質的には、間隔内におけるイベントのタイミングが入力信号の情報内容を表わしている出力フォーマットで入力信号の情報内容を表わすことができる。時間エンコーダ１０５は他の装置と併用することができる。たとえば、時間エンコーダ１０５は、時間ベースのエンコーダ２５（図１Ａ）として用いることができる。
時間エンコーダ１０５の入力１１０は、データ通信経路から受信される信号１２５で情報１２０を受信するよう接続することができる。信号１２５は、順序付けされた有限集合の離散数字で情報１２０を表わす。たとえば、いくつかの実現例においては、入力情報１２０は、図示のとおり、一連のハイ（すなわち「１」）状態およびロー（すなわち「０」）状態として２進数で表わすことができる。入力１１０は直列または並列のバイナリデータポートであってもよい。信号１２５は、有線または無線のデータ通信経路上で伝達することができる。
時間エンコーダ１０５の出力１１５は、システムまたは媒体１４０に伝達された信号１３５で符号化された情報を転送するように接続することができる。信号１３５における情報は、イベントが信号１３５の間隔内で発生する時刻によって表わされる。これらの間隔内におけるイベントのタイミングは、信号１２５内における情報をすべて表わしている。たとえば、以下にさらに説明するように、時間間隔内で第１の時刻に起こるイベントは、信号１２５内におけるハイ状態を有する数字を表わし得るのに対して、時間間隔内における第２の時刻に起こるイベントは、信号１２５内におけるロー状態を有する数字を表し得る。第１の時刻は第２の時刻から識別可能である。
信号１３５が伝達されるシステムまたは媒体１４０は、システム１００の動作状況に応じて異なる。たとえば、システム１００がデータ伝送システムの一部である場合、システムまたは媒体１４０はデータ送信機を含み得る。別の例として、システム１００がデータ記憶システムの一部である場合、システムまたは媒体１４０は、データ記憶装置に情報を書込むことのできる書込みヘッドを含み得る。
動作時に、時間エンコーダ１０５が入力１１０を介して信号１２５を受信する。時間エンコーダ１０５は、異なる間隔内における識別可能な時刻に起こるよう時間設定されたイベントを含む信号１３５における入力情報１２０を表わすことによって、信号１２５における情報１２０を符号化する。時間エンコーダ１０５は、時間設定されたイベントを含む信号１３５をシステムまたは媒体１４０に出力する。
図２Ｂは時間エンコーダ１０５の実現例を示す概略図である。時間エンコーダ１０５の図示される実現例は、状態検出器２０５、イベントタイミング回路２１０およびイベント発生器２１５を含む。状態検出器２０５は、入力情報１２０を表わす信号１２５における数字の状態を検出する構成要素である。たとえば、入力情報１２０が一連の２進数字で表わされる実現例においては、状態検出器２０５は、２進法の「１」状態と「０」状態とを識別するビット検出器であってもよい。状態検出器２０５は、入力１１０とイベントタイミング回路２１０との間に接続される。検出された状態２２０の表示はイベントタイミング回路２１０に伝達される。
イベントタイミング回路２１０は、出力信号１３５の間隔内におけるイベントのタイミングを特定するよう構成された構成要素である。イベントタイミング回路２１０は、クロック２２５、カウンタ２３０、間隔リセット２３５、およびタイミングセレクタ２４０を含む。クロック２２５は、クロック出力信号をカウンタ２３０に供給する。カウンタ２３０は、クロック出力信号２４２を受信し、かつクロック信号２４５の動的カウントを出力するよう接続される。動的カウント２４５は、間隔リセット２３５およびタイミングセレクタ２４０に結合される。間隔リセット２３５は、クロック信号の動的カウントを間隔期間を表わすしきい値カウントと比較するコンパレータ（図示せず）を含み得る。このような比較により、間隔がいつ経過したかを判断することができる。間隔リセット２３５は、間隔の経過に応じてリセット信号２５０を供給する。カウンタ２３０は、リセット信号２５０を受信し、リセット信号に応じてクロック信号のカウントをリセットすることができる。こうして、カウンタ２３０のリセットにより、しきい値カウントの期間の間隔が区別され得る。
タイミングセレクタ２４０は、クロック信号２４５の動的カウントと、状態検出器２０５によって検出される状態２２０の表示との両方を受信する。タイミングセレクタ２４０は、スイッチ２５５およびコンパレータ２６０を含み得る。コンパレータ２６０は、１対の入力２６５および２７０を含む。入力２６５は、カウンタ２３０によって出力されるクロック信号２４５の動的カウントを受信する。入力２７０は、スイッチ２５５からスイッチ出力信号２７５を受信する。スイッチ２５５、および、この明細書中に記載される他のスイッチは、たとえば、電気機械的スイッチ、１つ以上のトランジスタ、または機械可読命令として実現することができる。
スイッチ２５５は、高い基準２８０および低い基準２８５を含む。高い基準２８０は、ハイ状態を有する数字を信号１２５で表わすイベントが発生することとなる間隔内における時刻を具体化する。低い基準２８５は、ロー状態を有する数字を信号１２５で表わすイベントが発生することとなる間隔内における時刻を具体化する。スイッチ２５５は、状態検出器２０５によって検出される状態２２０の表示を受信する。スイッチ２５５は、状態検出器２０５によって検出される状態の表示に応じてコンパレータ２６０の入力２７０に与えられる高い基準２８０と低い基準２８５とを切替える。特に、状態検出器２０５がロー状態を検出したとの表示に応じて、スイッチ２５５は、低い基準２８５を入力２７０に接続するよう切替わる。状態検出器２０５がハイ状態を検出したとの表示に応じて、スイッチ２５５は、高い基準２８０を入力２７０に接続するよう切替わる。
コンパレータ２６０は、カウンタ２３０によって出力されたクロック信号のカウントを、与えられた低い基準２８５または高い基準２８０と比較して、比較結果２９０を出力する。
イベント発生器２１５は、出力信号１３５でイベントを生成するよう構成された構成要素である。イベント発生器２１５は、コンパレータ２６０からの比較の結果２９０を受信し、かつ、比較の結果に基づいてイベントの生成を時間設定するよう接続される。たとえば、イベント発生器２１５は、所与の低い基準２８５または高い基準２８０を通りすぎて遷移するカウンタ２３０によって出力されるクロック信号から生じる結果２９０における遷移に応じてパルスを発生させるパルス発生器であってもよい。間隔リセット２３５によって区別される間隔内におけるこのようなイベントの発生は、こうして、信号１２５内における数字の状態を符号化するよう時間設定され、このため、「データイベント」とも称され得る。イベント発生器２１５は、発生させたイベント２９５を出力１１５に与える。
タイミングセレクタ２４０はまた、間隔リセット信号２５０を受信するよう接続される。タイミングセレクタ２４０は次の数字へと進み、リセット信号２５０に応じてコンパレータ２６０による比較をリセットすることができる。いくつかの実現例においては、状態検出器２０５はまた、間隔リセット信号２５０を受信するよう接続される（状態検出器２０５に入力される破線を参照）。状態検出器２０５は、たとえば、リセット信号２５０に応じて、検出された状態の表示をタイミングセレクタ２４０に提示する時間設定を行うことができ、これにより次の数字に進み得る。
動作時に、時間エンコーダ１０５が、入力１１０を介して信号１２５を受信する。状態検出器２０５は、入力情報１２０を表わす信号１２５の数字における状態を検出し、それらの数字を特徴付ける信号（すなわち、状態２２０の表示）を出力する。タイミングセレクタ２４０は、それらの数字を記述する信号を受信し、状態に相応して間隔内に起こるように時間設定される出力（すなわち、結果出力２９０）を生成する。特に、信号１２５における第１の状態は、対応する時間間隔内における第１の時刻で起こる結果２９０に遷移をもたらし、信号１２５における第２の状態は、対応する時間間隔内における第２の時刻で起こる結果２９０に遷移をもたらす。これらの遷移のタイミングは、低い基準２８５および高い基準２８０によって設定される。
結果２９０における遷移に応じて、イベント発生器２１５は、出力１１５に与えられるイベント２９５を発生させる。イベントのタイミングは、結果２９０における遷移のタイミングに追従する。間隔リセット２３５は間隔を区切って、タイミングセレクタ２４０を信号１２５における１つの数字の状態から次の数字に進め、結果２９０に遷移を発生させる比較をリセットする。信号１２５におけるすべての数字（低い「０」状態を含む）は、こうして、間隔における相応に時間設定されたイベントによって表わされる。
図３は時間符号化のプロセスを示す概略図である。図示される時間符号化は、時間エンコーダ１０５などの時間エンコーダによって実行することができる（図１および図２）。図示される実現例においては、情報１２０が、一連の大きい数字３０５および小さい数字３１０として２進数で表わされる。
時間符号化により、情報１２０が時間ベースのコード信号１３５に符号化される。時間ベースのコード信号１３５は、時間間隔３２０の集まりを含み、その各々は、信号１２５内における数字３０５および３１０に対応する。各々の時間間隔３２０、それぞれのデータイベント３２５を含む。個々の時間間隔３２０内におけるデータイベント３２５のタイミングは、その時間間隔３２０に対応する数字３０５および３１０の状態を示す。たとえば、図示される実現例においては、大きい状態数字３０５に対応する間隔３２０におけるデータイベント３２５は、それらの間隔３２０の始まり付近の時刻３３０で起こる。小さい状態数字３０５に対応する間隔３２０におけるデータイベント３２５は、それらの間隔３２０の中間付近の時刻３３５で起こる。時刻３３０は時刻３３５から識別可能である。
さまざまな実現例においては、データイベント３２５を含むイベントのさまざまな特徴が、イベントが起こる時刻として識別かつ処理され得る。たとえば、図示される実現例においては、データイベント３２５は、ベースライン（baseline）（すなわち、「停止」（resting））状態３４０からハイ（すなわち、「活動（excited）」状態３４５に遷移し、次いで、ベースライン停止状態３４０に戻るパルスである。いくつかの実現例においては、ベースライン状態３４０からハイ状態３４５への最初の遷移は、データイベント３２５が起こる時刻として識別かつ処理され得る。他の実現例においては、ハイ状態３４５からベースライン状態３４０に戻る遷移は、データイベント３２５が起こる時刻として識別かつ処理され得る。いくつかの実現例においては、データイベント３２５は、最初の遷移および戻りの遷移の時間が非常に近いために、たとえば時間エンコーダ１０５にとって識別不可能となる過渡パルスである。過渡的なデータイベント３２５が起こる時刻は、最初の遷移および戻りの遷移の発生が明らかに一致していることに基づいて識別される。
図示される実現例においては、さまざまなデータイベント３２５の形状は互いに識別不可能であり、さまざまなデータイベント３２５はそれらのタイミングによってのみ識別することができる。さらに、いくつかの実現例においては、データイベント３２５は、間隔におけるわずかに２回の起こり得る時刻のうち一方の時刻に起こるという点で「バイナリイベント」であり得る。それらの時刻で起こる場合、それらデータイベントは、同じ信号レベル（たとえば、ハイ）であるが、間隔内におけるそれらのタイミングはそれらイベントが表わす数字の状態に起因する。
図示される実現例においては、時間間隔３２０はすべて同じ期間を有し、連続的に起こる。時間間隔３２０のシーケンスは、信号１２５における対応する数字３０５および３１０のシーケンスに対応する。言い換えれば、時間ベースのコード信号１３５の第１の時間間隔３２０（およびそのイベント３２５）は、信号１２５における第１の数字３０５に対応し、時間ベースのコード信号１３５の第２の時間間隔３２０（およびそのデータイベント３２５）は、信号１２５における第２の数字３１０に対応する、などである。この対応関係は波線の矢印３５０によって表わされる。
図４は時間エンコーダ１０５の別の実現例を示す概略図である。状態検出器２０５、イベントタイミング回路２１０およびイベント発生器２１５に加えて、時間エンコーダ１０５についての図示される実現はまた開始／停止検出器４０５を含む。開始／停止検出器４０５は、信号１２５でのデータ伝送の始まりと終わりとを検出するよう構成された構成要素である。たとえば、開始／停止検出器４０５は、信号１２５における１つ以上のヘッダまたはフッタを認識し得る。
開始／停止検出器４０５は入力１１０に接続することができる。開始／停止検出器４０５は、信号１２５でのデータ伝送の始まりおよび終わりの表示４１０を、イベント発生器２１５と、時間エンコーダ１０５の他の部分（たとえばイベント発生器２１５）とに出力する。イベント発生器２１５は、開始／停止検出器４０５によって出力される表示に応じて、始めのイベントと終わりのイベントとを（たとえばイベント２９５の一部として）生成することができる。始めのイベントは、結果２９０におけるデータ出力の始まりを区別し、第１のデータイベントおよび第１の間隔のタイミングの決定を可能にする時に起こるイベントである。終わりのイベントは、結果２９０において出力されるデータの終わりを区別する時に起こるイベントである。いくつかの実現例においては、始めのイベントおよび終わりのイベントのうちの一方または両方は、以下にさらに記載されるように、時間依存のプロセスをリセットするのに用いることができる。イベント発生器２１５が発生させた始めのイベントおよび終わりのイベントは、イベント２９５として出力され、出力１１５に与えられる。
開始／停止検出器４０５によって出力される信号１２５でのデータ伝送の始まりおよび終わりの表示は、時間エンコーダ１０５の他の部分に伝達されてこの他の部分によって用いられて、イベント発生器２１５による始めのイベント、終わりのイベントおよびデータイベントの出力を時間設定する。たとえば、クロック２２５、カウンタ２３０および間隔リセット２３５のうちの１つ以上は、（たとえば、情報１２０におけるヘッダの処理／無視を可能にするために）始めのイベントに関連付けられる間隔に対しては無効にされる可能性がある。別の例として、数字ごとのタイミングセレクタ２４０の推移、または状態検出器２０５による状態の検出は、始めのイベントに関連付けられる間隔に対しては無効される可能性がある。
図５は、信号でのデータ伝送の始まりと終わりとを検出する時間エンコーダでの時間符号化を示す概略図である。たとえば、図示される時間符号化は、開始／停止検出器４０５（図４）を含む時間エンコーダ１０５などの時間エンコーダによって実行することができる。図示される実現例においては、信号１２５は、（「Ｘ」として図示される）ヘッダ５０５および（「Ｙ」として図示される）フッタ５１０を含む。ヘッダ５０５およびフッタ５１０は、こうして、信号１２５内における情報１２０を構築する。
時間符号化により、図３を参照して上述したように、情報１２０が時間ベースのコード信号１３５に符号化される。時間ベースのコード信号１３５は、ヘッダ間隔５１５およびフッタ間隔５２０を含む。ヘッダ間隔５１５は、ヘッダ間隔５１５内における時刻５３５に起こるヘッダイベント５２５を含む。フッタ間隔５２０は、フッタ間隔５２０内における時刻５４０に起こるフッタイベント５３０を含む。ヘッダ間隔５１５およびヘッダイベント５２５は、時間ベースのコード信号１３５の開始を区別する。フッタ間隔５２０およびフッタイベント５３０は、時間ベースのコード信号１３５の終わりを区別する。時間ベースのコード信号１３５の開始の区別は、第１の間隔３２０内における第１のイベント３２５のタイミングを決定するのに用いることができる。たとえば、第１のイベント３２５は、ヘッダイベント５２５後の時刻５４５に起こる。第１の間隔３２０内における第１のイベント３２５のタイミングは、間隔５１５および時刻５４５の期間を用いて決定することができる。たとえば、間隔５１５の期間が間隔３２０と同じである実現例においては、イベント５２５の検出は、間隔をリセットするためのリセット信号として用いることができる。
図示される実現例においては、イベント５２５および５３０は、ベースライン状態３４０からハイ状態３４５にまで遷移し、次いでベースライン状態３４０に戻るパルスである。いくつかの実現例においては、イベント５２５および５３０の形状は互いから識別不可能であり、データイベント３２５の形状からも識別不可能であり得る。これらの実現例においては、イベント３２５、５２５、５３０はそれらのタイミングおよび位置によってのみ識別することができる。たとえば、イベント５２５は第１のイベントとして認識することができる。いくつかの実現例においては、間隔５１５および５２０はともに、互いに同じ期間を有し、かつ時間間隔３２０と同じ期間を有する。
図６は時間エンコーダ１０５の別の実現例を示す概略図である。状態検出器２０５、イベントタイミング回路２１０およびイベント発生器２１５に加えて、時間エンコーダ１０５についての図示される実現例はまた、ヘッダ／フッタエンコーダ６０５を含む。ヘッダ／フッタエンコーダ６０５は、信号１２５でのデータ伝送の始まりに位置するヘッダと、信号１２５でのデータ伝送の終わりに位置するフッタとを符号化するよう、またはともに情報で符号化するよう、構成された構成要素である。いくつかの実現例においては、ヘッダまたはフッタが符号化される情報は、たとえば、信号１２５のヘッダまたはフッタにおいて受信することができる。たとえば、ヘッダ／フッタエンコーダ６０５は、入力１１０で受信された信号を識別する情報を含むヘッダもしくはフッタ、または入力１１０で受信された信号の局面を特徴付ける情報を含むヘッダもしくはフッタを符号化することができる。たとえば、入力１１０において受信された信号は、たとえば受信信号の発生源および行先、受信信号における情報の種類、および受信信号と他の信号との間の関係に従って識別することができる。特徴付けることのできる受信信号の局面は、受信信号内における浮動小数点の位置、受信信号内における数の符号、およびエラーチェック情報を含む。ヘッダ／フッタエンコーダ６０５は、入力信号１２５に関連付けられるヘッダ領域またはフッタ領域に対する１つ以上のイベントの投入をトリガすることによって、このような情報を含むヘッダまたはフッタを符号化することができる。
ヘッダ／フッタエンコーダ６０５は入力１１０に接続することができる。ヘッダ／フッタエンコーダ６０５は、ヘッダまたはフッタにおける情報を識別するかまたは特徴付ける１つ以上の信号６１０を出力して、信号６１０をイベント発生器２１５に供給する。イベント発生器２１５は、ヘッダ／フッタエンコーダ６０５によって出力される表示に応じて、信号１２５のヘッダまたはフッタ内で起こるよう時間設定されるイベントを発生させることができる。イベント発生器２１５によって発生したイベント２９５は、出力１１５に供給される。
いくつかの実現例においては、信号６１０における識別情報または特徴付け情報も、時間エンコーダ１０５の他の部分に出力することができる。この情報は、たとえば、エラーチェック、ならびに間隔の区別およびデータイベントの生成のトリガおよび／またはリセットなどを含むさまざまな方法で用いることができる。
図７は、信号でのデータ伝送の始めにおけるヘッダの符号化を示す概略図である。たとえば、図示される符号化は、ヘッダ／フッタエンコーダ６０５（図６）を含む時間エンコーダなどの時間エンコーダ１０５によって実行することができる。情報は、信号１３５におけるヘッダ間隔５１５またはフッタ間隔５２０内で起こる１つ以上のイベントによって符号化することができる。
図示される実現例においては、ヘッダ間隔５１５はヘッダイベント７０５を含む。ヘッダイベント７０５は、ヘッダ間隔５１５内における時刻７１０に起こる。ヘッダ間隔５１５内におけるヘッダイベント７０５のタイミングは、たとえば、時刻５３５と時刻７１０との間のタイムスパン７１０を測定することによって決定することができる。
いくつかの実現例においては、ヘッダ間隔５１５はそれ自体が、複数の小間隔に分割可能であり、その各々は１つ以上の情報イベントを含み得る。さまざまな小間隔は、さまざまな識別情報および特徴付け情報を符号化するよう割当てることができる。たとえば、第１の小間隔はイベントを含んでいてもよく、そのタイミングは、信号１３５で符号化された数に正の符号が付けられているかまたは負の符号が付けられているかを示す。別の例として、小間隔の集まりは情報のイベントを含んでいてもよく、そのタイミングは、（たとえば、以下にさらに記載するように、セグメント化した後の）情報のより大きな集まり内における信号１３５で符号化された情報の位置を示す。
図示される実現例においては、ヘッダイベント７０５は、ベースライン状態３４０からハイ状態３４５に遷移し、さらにベースライン状態３４０に戻るパルスである。いくつかの実現例においては、ヘッダイベント７０５の形状は、互いから識別不可能であり、イベント５２５、５３０の形状およびデータイベント３２５の形状からも識別不可能であり得る。これらの実現例においては、イベント７０５、３２５、５２５、５３０は、それらのタイミングおよび位置によってのみ識別することができる。
いくつかの実現例においては、信号でのデータ伝送の終わりにおけるフッタは、１つ以上の情報イベントで符号化することができる。いくつかの実現例においては、ヘッダおよびフッタはともに、１つ以上の情報イベントで符号化することができる。
図８は時間エンコーダ１０５の別の実現例を示す概略図である。時間エンコーダ１０５の図示される実現例は、３以上の実現可能な状態を有する数字で情報を符号化する信号１２５での動作に適した状態検出器２０５およびイベントタイミング回路２１０を含む。たとえば、信号１２５は、情報を４進数または１０進数に符号化することができる。
状態検出器２０５は、信号１２５における数字の状態を検出し、検出された状態の表示をイベントタイミング回路２１０に伝達するよう構成される。イベントタイミング回路２１０は、これらの表示を受信し、これに応じてスイッチ２５５を構成するよう接続されたタイミングセレクタ２４０を含む。特に、スイッチ２５５は、各々がそれぞれの状態に関連付けられる３つ以上の基準８０５の集まり（すなわち、数字の対応状態を信号１２５で表わすイベントが起こる間隔内における時刻）を含む。たとえば、第１の基準８０５は、間隔内における第１の時刻に関連付けることができ、第２の基準８０５は、間隔内における第２の時刻に関連付けることができ、第Ｎの基準８０５は、間隔内における第Ｎの時刻に関連付けることができる。
スイッチ２５５は、状態検出器２０５によって検出される状態の表示に応じてコンパレータ２６０の入力２７０に適切な基準８０５を印加するよう構成される。コンパレータ２６０は、カウンタ２３０によって出力されたクロック信号のカウントを適切な基準８０５と比較し、比較の結果２９０を出力する。こうして、信号１２５における数字のさまざまな状態により、結果として、基準８０５によって設定されるこれらの遷移のタイミングで、対応する時間間隔内における識別可能な時刻に遷移が起こることとなる。
図９は、３つ以上の実現可能な状態を有する数字を含む信号の時間符号化を示す概略図である。図示される時間符号化は、時間エンコーダ１０５（図８）などの時間エンコーダによって実行することができる。図示される実現例においては、情報１２０は、さまざまな実現可能な４つの状態、すなわち、第１の状態を有する数字９０５（すなわち「Ａ」）、第２の状態を有する数字９１０（すなわち「Ｂ」）、第３の状態を有する数字９１５（すなわち「Ｃ」）、および第４の状態を有する数字９２０（すなわち「Ｄ」）を用いて、信号１２５で表わされる。他の実現例においては、情報１２０は、さまざまな数の実現可能な状態を有する数字（たとえば、情報１２０を１０進数で表わす１０のさまざまな実現可能な状態を有する数字）で、または、非常に多くの実現可能な状態もしくは実現可能な連続体（たとえば、実現可能な状態のほぼアナログもしくはアナログな連続体）を有する数字で、表わすことができる。いくつかの実現例においては、実現可能な４つの状態を有する数字を用いて、遺伝子情報を表わし、４つの核酸を表わすことができる。
時間符号化により、情報１２０が時間ベースのコード信号１３５に符号化される。時間ベースのコード信号１３５は時間間隔３２０の集まりを含み、その各々は、信号１２５内における数字９０５、９１０、９１５、９２０に対応する。各々の時間間隔３２０は、それぞれのデータイベント３２５を含む。個々の時間間隔３２０内におけるデータイベント３２５のタイミングは、その時間間隔３２０に対応する数字９０５、９１０、９１５、９２０の状態を示す。たとえば、図示される実現例においては、第１の状態の数字９０５に対応する間隔３２０におけるデータイベント３２５が、間隔３２０の終わり付近の時刻９３０に起こる。第２の状態の数字９１０に対応する間隔３２０におけるデータイベント３２５が、間隔３２０の中間付近の時刻９３５で起こる。第３の状態の数字９１５に対応する間隔３２０におけるデータイベント３２５が、間隔３２０の中間よりも前の時刻９４０で起こる。第４の状態の数字９２０に対応する間隔３２０におけるデータイベント３２５が、間隔３２０の始まり付近の時刻９４５で起こる。時刻９３０、９３５、９４０、９４５は互いから識別可能である。
他の実現例においては、時間エンコーダは、予め定められた１組の符号から一連の符号を入力として受信し、時間符号化された出力信号を出力として生成するデジタル回路として実現することができる。この場合、時間符号化された出力信号における各時間間隔は、対応する入力符号によって決定される間隔内において一度に単一のパルスを含む。デジタル回路は、プログラムされたコンピュータによって制御可能であるか、または埋込み型コンピュータを含み得る。いくつかの実現例においては、各々の入力符号は、さまざまな実現可能な入力符号の数と同じである２進数（すなわちビット）Ｎの長さを有する固有の文字にマップされており、この場合、ビットはすべて、１つを除いては同じであり、このため、文字中における別個のビットの位置により、文字が対応している符号が識別されることとなる。こうして、符号の入力シーケンスが文字の入力シーケンスにマップされ、これがシフトレジスタに入力され得る。Ｎビットがすべての時間間隔３２０に現われるように、シフトレジスタの出力がクロックされる。この出力はパルス発生器に結合されており、このため、別個のビットが現われることにより時間エンコーダの出力において出力パルスが生成されることとなる。いくつかのこのような実現例においては、時間エンコーダは、アナログ入力信号を一連の符号に変換する回路を含む。出力信号においてヘッダ、フッタおよび同期が所望される場合、対応する入力符号は、エンコーダおよび下流のデコーダによって採用される規定またはプロトコルに従って、場合によっては接頭辞または接尾辞として、伝送されるべき実際の信号に追加することができる。
図１０は、システム１００、すなわち情報を符号化することのできるシステム１０００、の実現例を示す概略図である。システム１０００は、信号１３５が時間エンコーダ１０５から伝送されるニューラル処理構成要素１００５を含む。ニューラル処理構成要素１００５は、神経組織で構成される構成要素、または神経組織の設計および機能によって示唆される設計を有する構成要素である。こうして、ニューラル処理構成要素１００５は、「ウェットな（wet）」神経および他のニューラル構成要素を（たとえば、生物学上の神経回路網もしくは脳、または生体の他の神経組織として）用いて実現することができるか、または、ニューラル処理構成要素１００５は、半導体素子を（たとえばハードウェアもしくはソフトウェアを用いて実現される人工の神経回路網として）用いて実現することができる。いくつかの実現例においては、半導体素子とウェットなニューラル構成要素との組合せによりニューラル処理構成要素１００５を実現することができる。
図示のとおり、時間エンコーダ１０５は、時間設定されたイベントを含む信号１３５をニューラル処理構成要素１００５に出力する。ニューラル処理構成要素１００５が「ウェットな」ニューラル構成要素を用いて実現される実現例においては、信号１３５の特性は、ウェットなニューラル構成要素と適合するよう調整することができる。たとえば、信号１３５内におけるイベントは、活動電位の振幅および時間特性を模倣するよう調整することができる。
いくつかの実現例においては、ニューラル処理構成要素１００５は、信号１３５を受信する複数の要素を含み得る。たとえば、「ウェットな」ニューラル構成要素を用いて実現されるニューラル処理構成要素１００５においては、複数の神経が信号１３５を受信し得る。別の例として、半導体構成品を用いて実現されるニューラル処理構成要素１００５においては、複数のニューラルネットワーク入力が信号１３５を受信し得る。
動作時に、時間エンコーダ１０５は、信号１２５における情報１２０をニューラル処理構成要素１００５によって理解される形式に符号化し得る、すなわち、一連の間隔における間隔内で識別可能な時刻にイベントが起こるよう時間設定されている信号１３５が得られる。こうして、時間エンコーダ１０５は、バイナリ（および他の）デジタルデータ処理と統計処理とニューラル処理構成要素１００５において提供されるパターン認識との間のインターフェイスとして機能することができる。たとえば、時間エンコーダ１０５は、たとえば信号１３５に符号化された聴覚、視覚または他の知覚情報を用いて神経を刺激する神経補綴に含まれ得る。
図１１は、システム１００、すなわち、情報を符号化することのできるマルチチャネルエンコーダ１１００を含むシステム、の実現例を示す概略図である。システム１１００は、時間エンコーダ１０５の集まりと、データセグメンタ１１０５と、入力１１１０と、１つ以上の出力１１１５の集まりとを含む。
入力１１１０は、データ通信経路を介して信号１２５における情報１２０を受信する。入力１１１０は、信号１２５における情報を伝達する信号１１１７をデータセグメンタ１１０５の入力１１２０に供給する。データセグメンタ１１０５は、信号をより小さな単位に分割（または「フラグメント化」）する構成要素である。データセグメンタ１１０５は入力１１２０および１つ以上の出力１１２５を含む。
データセグメンタ１１０５は、信号１２５における比較的大きな集まりの数字を、各々が情報１２０の真部分集合を表わしているより小さな集まりからなる数字の集まりに分割する。いくつかの実現例においては、セグメントは信号１２５における数字の連続した部分をなし得る。他の実現例においては、セグメントは非連続の数字を含み得る。図示される例においては、データセグメンタ１１０５によって受信される信号１２５は、順序付けられた有限集合の離散数字、たとえばビットの集まり、における情報１２０を表わす。データセグメンタ１１０５は、信号１２５を、各々が順序付けられた有限集合の離散数字における情報１２０の真部分集合を表わしているより小さなセグメントの集まりに分割する。データセグメンタ１１０５は、セグメント１１２０を１つ以上の出力１１２５から対応する時間エンコーダ１０５の入力１１０に供給する。各々の時間エンコーダ１０５は、それぞれの出力信号１３５の時間間隔内におけるイベントの発生を時間設定することによって、受信されたセグメントにおける情報を符号化する。各々の出力信号１３５における間隔内におけるイベントのタイミングは、各々のセグメント内における離散数字のすべてを表わす。
時間エンコーダ１０５は、マルチチャネルエンコーダ１１００の出力１１１５からそれぞれの出力信号１３５を出力する。いくつかの実現例においては、出力信号１３５は、同じ時刻に単一のシステムまたは媒体１４０に供給される。たとえば、出力信号１３５の時間ベースのコードが各々、ヘッダ間隔５１５およびヘッダイベント５２５を含む実現例においては、それぞれの出力信号におけるヘッダイベント５２５が同時に発生する。システムまたは媒体１４０は入力の集まりを含み得るが、その各々は、以下にさらに説明するように、対応する出力信号１３５を受信するよう対応する出力１１１５に接続される。
動作時に、データセグメンタ１１０５が、入力１１２０を介して信号１２５を受信する。データセグメンタ１１０５は、信号１２５を介してデータセグメント化プロセスを実行し、セグメントの集まりを生成する。セグメントは各々、時間エンコーダ１０５のそれぞれの入力１１０に入力される。時間エンコーダ１０５は各々、さまざまな間隔内における識別可能な時刻に起こるよう時間設定されたイベントで情報を表わすことによってそれぞれのセグメントにおいて情報を符号化する。各々の時間エンコーダ１０５が出力するそれぞれの信号１３５が、マルチチャネルエンコーダ１１００の出力１１１５と、システムまたは媒体１４０とに伝達される。
図１２は、情報を符号化、圧縮、記憶／伝送することができ、さらに、アクセス／受信、復号および解凍することのできるシステム１２００を示す概略図である。システム１２００は、上述のシステム１００の実現例のうち１つ以上と、入力１２１０および出力１２１５を含むデコーダ１２０５とを含み得る。入力１２１０および出力１２１５が有する物理的構造により、信号がそれぞれ、デコーダ１２０５に受信されたり、デコーダ１２０５から転送されたりする。デコーダ１２０５は、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される信号を復号する構成要素である。デコーダ１２０５は、実質的には、間隔内におけるイベントのタイミングが情報内容を表わしている時間ベースの信号を、順序付けされた有限集合の離散数字でその情報を表わす出力フォーマットに翻訳する。
デコーダ１２０５の入力１２１０は、信号１２２０を受信するよう接続することができ、この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される。信号１２２０は、システムまたは媒体１４０からデータ通信経路上に出力することができる。情報をシステムまたは媒体１４０から信号１２２０を介してデコーダ１２０５に転送する際のその性質は、システム１２００の動作上の情況に依存する。たとえば、システム１２００がデータ伝送システムの一部である場合、システムまたは媒体１４０は、デコーダ１２０５におけるデータ受信機に信号１２２０を出力するデータ送信機を含み得る。別の例として、システム１２００がデータ記憶システムの一部である場合、デコーダ１２０５は、たとえば、データ記憶媒体１４０から情報を読取ることのできる読取ヘッドを含み得る。信号１２２０は、たとえば、有線または無線のデータ通信経路を介して伝達することができる。
出力フォーマットへの翻訳後、デコーダ１２０５は、復号された情報１２２５を含む信号１２３０を出力する。復号された情報１２２５は、順序付けされた有限集合の離散数字で、たとえば、図示のとおり一連のハイ状態およびロー状態として２進数で、表わすことができる。出力１２１５は、直列または並列な１つ以上のバイナリデータポートの形式であってもよい。
動作時に、デコーダ１２０５が、システムまたは媒体１４０から入力１２１０を介して信号１２２０を受信する。信号１２２０は、さまざまな間隔内における識別可能な時刻に起こるよう時間設定されたイベントで情報を表わす。デコーダ１２０５は、情報１２２５を復号し、復号された情報１２２５を含む信号１２３０を出力する。
デコーダ１２０５は、システム１２００の外部で、他の装置とともに用いることができる。たとえば、デコーダ１２０５は、時間ベースのデコーダ４１（図１Ａ）として用いることができる。
図１３はデコーダ１２０５の実現例を示す概略図である。デコーダ１２０５の図示される実現例は、イベント検出器１３０５、時間−状態トランスレータ回路１３１０、および状態セレクタ回路１３１５を含む。回路について言及しているが、デコーダの構成要素のうち１つ以上はファームウェアまたはソフトウェアで実現することができる。イベント検出器１３０５は、信号１２２０におけるイベントとそれらのタイミングとを検出することができる構成要素である。イベント検出器１３０５の構造は、信号１２２０におけるイベントの性質を反映させることができる。たとえば、信号１２２０におけるイベントがパルスである場合、イベント検出器１３０５はパルス検出器になり得る。イベント検出器１３０５は、入力１２１０から信号１２２０と、間隔タイミング回路１３２０から間隔１３２５内における時刻を表わす信号とを受信するよう接続される。イベント検出器１３０５は、イベントが検出される間隔内における時刻１３２５を出力するよう接続される。
間隔タイミング回路１３２０は、クロック１３３０、カウンタ１３３５、および間隔リセット１３４０を含む。クロック１３３０が出力クロック信号１３４５をカウンタ１３３５に供給すると、次いで、カウンタ１３３５がクロック信号の動的カウント１３３２を生成する。動的カウント１３３２が、イベント検出器１３０５および間隔リセット１３４０の両方に与えられる。間隔リセット１３４０は、クロック信号の動的カウントを間隔期間を表わすしきい値カウントと比較するコンパレータ（図示せず）を含み得る。このような比較により、間隔がいつ経過したかを判断することができる。間隔リセット１３４０は、リセット信号１３５０を出力としてカウンタ１３３５に供給する。カウンタ１３３５は、リセット信号１３５０に応じてリセットされる。カウンタ１３３５のリセットにより、しきい値カウントの期間の間隔の範囲が定められる。
間隔リセット２３５によって出力されるリセット信号１３５０は、デコーダ１２０５の他の部分に伝達されこの部分によって用いられることにより、たとえば、時間−状態トランスレータ１３１０によるイベントの翻訳と、状態セレクタ１３１５による数字の選択および出力とが時間設定される。たとえば、時間−状態トランスレータ１３１０は、リセット信号１３５０に応じて翻訳と翻訳結果の出力とをリセットする１つ以上のスイッチを含み得る。別の例として、状態セレクタ１３１５は、リセット信号１３５０を誘発させることにより、間隔ごとに単一の数字を選択して出力することを確実にし得る。
イベントの検出に応じて、イベント検出器１３０５は、イベントが検出される間隔１３２５内における時刻の表示を出力する。これらの表示は、時間−状態トランスレータ１３１０によって受信される。図示される実現例においては、時間−状態トランスレータ１３１０は、高ビット検出器１３５５および低ビット検出器１３６０を含み、これら検出器はともに、イベントが検出される間隔内における時刻の表示を受信するよう接続される。
いくつかの実現例においては、高ビット検出器１３５５は、１対のコンパレータ１３５６、１３５８およびＡＮＤゲート１３５９を含む。コンパレータ１３５６は、イベントが検出される間隔内における時刻を第１の基準ｒｅｆ＿１と比較するよう接続される。コンパレータ１３５８は、イベントが検出される間隔内における時刻を第２の基準ｒｅｆ＿２と比較するよう接続される。基準ｒｅｆ＿１、ｒｅｆ＿２は、検出されたイベントが第１の状態（たとえば、高ビット）であるとみなされる間隔内における最早の時刻および最遅の時刻を示すしきい値である。ビットがｒｅｆ＿１によって示される時刻よりも後の時刻と、ｒｅｆ＿２によって示される時刻よりも前の時刻とにおいて検出される場合、コンパレータ１３５６および１３５８の両方の出力が設定される。ＡＮＤゲート１３５９はまた、イベント検出器１３０５によって検出されるイベントのタイミングが間隔内にあることを示す出力１３６５（たとえばハイ信号）を生成する。
図示される実現例においては、低ビット検出器１３６０は、１対のコンパレータ１３６１、１３６３およびＡＮＤゲート１３６４を含む。コンパレータ１３６１は、イベントが検出される間隔内における時刻を第１の基準ｒｅｆ＿３と比較するよう接続される。コンパレータ１３６３は、イベントが検出される間隔内における時刻を第２の基準ｒｅｆ＿４と比較するよう接続される。基準ｒｅｆ＿３、ｒｅｆ＿４は、検出されたイベントが第２の状態（たとえば、低ビット）であるとみなされる間隔内における最早の時刻および最遅の時刻を示すしきい値である。イベントがｒｅｆ＿３によって示される時刻よりも後の時刻とｒｅｆ＿４によって示される時刻よりも前の時刻とにおいて検出される場合、コンパレータ１３６１および１３６３の両方の出力が設定される。ＡＮＤゲート１３６４はまた、イベント検出器１３０５によって検出されるイベントのタイミングが間隔内にあることを示す出力１３７０を与える。
状態セレクタ１３１５は、出力１２１５を介する信号１２３０の出力についての数字の状態を選択するよう構成される構成要素である。いくつかの実現例においては、数字はバイナリビットであってもよい。状態セレクタ１３１５は、翻訳（すなわち、出力１３６５および１３７０）を受信するよう接続される。受信された翻訳に基づいて、状態セレクタ１３１５が状態情報１２１５を出力する。数字は、並列または直列に出力することができる。
動作時に、イベント検出器１３０５は信号１２２０を受信する。この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報１２２５が符号化される。イベント検出器１３０５は、それぞれの間隔内におけるイベントのタイミングを検出し、そのタイミング１３２５の記述を出力する。時間−状態トランスレータ回路１３１０は、イベント検出器１３０５によってイベントが検出された時刻と状態に割当てられた時刻とを比較することによって、間隔内における時刻をデコーダ１２０５から信号１２３０で出力されるべき離散数字に翻訳する。特に、基準ｒｅｆ＿１、ｒｅｆ＿２によって規定される時刻の第１の範囲内で検出されたイベントにより、結果として、出力１３６５上で設定信号が得られることとなる。基準ｒｅｆ＿３、ｒｅｆ＿４によって規定される時刻の第２の範囲内で検出されたイベントにより、結果として、出力１３７０上で設定信号が得られることとなる。状態セレクタ回路１３１５は、それらの比較の結果を受信し、それらの結果に従って出力１２１５を介して出力すべき数字の状態を選択する。
図１４は、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される信号の復号を示す概略図である。復号は、たとえばデコーダ１２０５（図１２）などのデコーダによって実行することができる。
復号により、時間ベースのコード信号１２２０で符号化された情報が、順序付けされた有限集合の離散数字で情報１２２５を表わす信号１２３０に翻訳される。図示される実現例においては、情報１２２５は、一連の大きい２進数１４０５（すなわち「１」）および小さい２進数１４１０（すなわち「０」）として２進法で信号１２３０で表わされる。
時間ベースのコード信号１２２０は、時間間隔１４２０の集まりを含み、その各々は、信号１２３０内における数字１４０５および１４１０に対応する。各々の時間間隔１４２０は、それぞれのデータイベント１４２５を含む。個々の時間間隔１４２０内におけるデータイベント１４２５のタイミングは、その時間間隔１４２０に対応する数字１４０５および１４１０の状態を示す。たとえば、図示される実現例においては、ハイ状態の数字１４０５に対応する間隔１４２０におけるデータイベント１４２５は、それらの間隔１４２０の始まり付近の時刻１４３０で起こる。ロー状態の数字１４０５に対応する間隔１４２０におけるデータイベント１４２５は、それらの間隔１４２０の中間付近の時刻１４３５で起こる。時刻１４３０は時刻１４３５からは識別可能である。
図示される実現例においては、データイベント１４２５は、ベースライン（すなわち、「停止」）状態２１４０からハイ（すなわち、「活動」）状態１４４５に遷移し、次いで、ベースライン停止状態１４４０に戻るパルスである。いくつかの実現例においては、ベースライン状態２１４０からハイ状態１４４５への最初の遷移は、データイベント１４２５が起こる時刻として識別および処理することができる。他の実現例においては、ハイ状態１４４５からベースライン状態２１４０に戻る遷移は、データイベント３２５が起こる時刻として識別および処理することができる。いくつかの実現例においては、データイベント１４２５は、最初の遷移と戻りの遷移とが時間的に非常に近いために、たとえば時間エンコーダ１２０５にとっては識別不可能となる過渡パルスである。過渡的なデータイベント１４２５が起こる時刻は、最初の遷移および戻りの遷移の発生が明らかに一致していることに基づいて識別される。
いくつかの実現例においては、さまざまなデータイベント１４２５の形状は、互いとは識別不可能であり、さまざまなデータイベント１４２５は、それらのタイミングによってのみ識別することができる。さらに、いくつかの実現例においては、データイベント１４２５は、２つの実現可能な時刻においてのみ起こる、すなわち、間隔内における第１の時刻または第２の時刻に起こるという点でバイナリイベントであり得る。
図示される実現例においては、時間間隔１４２０はすべて同じ期間を有しており、連続的に発生する。時間間隔１４２０のシーケンスは、信号１４３０における対応する数字１４０５および１４１０のシーケンスに対応する。言い換えれば、時間ベースのコード信号１２２０の第１の時間間隔１４２０（およびそのイベント１４２５）は、信号１２３０における第１の数字１４０５に対応し、時間ベースのコード信号１２２０の第２の時間間隔１４２０（およびそのデータイベント１４２５）は、信号１２３０における第２の数字１４１０に相当する、などである。この対応関係は波線の矢印１４５０によって表わされる。
図１５はデコーダ１００５の別の実現例を示す概略図である。イベント検出器１３０５、時間−状態トランスレータ回路１３１０、状態セレクタ回路１３１５および間隔タイミング回路１３２０に加えて、デコーダ１００５の図示される実現例はまた、開始／停止検出器１５０５を含む。開始／停止検出器１５０５は、信号１２２０でのデータ伝送の始まりおよび終わりのうちの一方または両方を検出するよう構成された構成要素である。たとえば、開始／停止検出器１５０５は、信号１２２０におけるヘッダイベント、ヘッダ間隔、フッタイベントおよびフッタ間隔のうち１つ以上を認識することができる。
開始／停止検出器１５０５は、（図示のとおり）信号１２２０を受信するよう入力１２１０に接続され得る。いくつかの実現例においては、開始／停止検出器１５０５は、信号１２２０における始めのイベントと終わりのイベントとを検出することによって、信号１２２０でのデータ伝送の始まりおよび終わりのうちの一方または両方を検出することができる。開始／停止検出器１５０５は、信号１２２０でのデータ伝送の始まりおよび終わりのうちの一方または両方を示す表示１５１０を、間隔リセット１３４０およびデコーダ１２０５の他の部分に出力する。間隔リセット１３４０は、開始／停止検出器１５０５によって出力される表示に応じて、それ自体と、間隔間の区別とをリセットすることができる。開始／停止検出器１５０５は、これにより、間隔リセット１３４０を信号１２２０内における間隔およびイベントのタイミングに同期させることができる。
いくつかの実現例においては、開始／停止検出器１５０５によって出力される信号１２２０でのデータ伝送の始まりおよび終わりを示す表示は、デコーダ１２０５の他の部分に伝達されてこの部分によって使用され得る。たとえば、いくつかの実現例においては、状態セレクタ１３１５は、開始／停止検出器１５０５によって出力される表示に応じて、ヘッダイベントおよびフッタイベントを用いて信号１２２０の始まりおよび終わりのうちの一方またはこれら両方を区別することができる。
図１６は、信号でのデータ伝送の始まりと終わりとを検出するデコーダを用いた、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される信号の復号を示す概略図である。たとえば、例示される復号は、開始／停止検出器１５０５（図１５）を含むデコーダ１２０５などのデコーダによって実行することができる。図示される実現例においては、信号１２３０はヘッダ１６０５（「Ｘ」として図示）およびフッタ１６１０（「Ｙ」として図示）を含む。こうして、ヘッダ１６０５およびフッタ１６１０によりフレーム信号１２３０が構築される。
復号することにより、図１４を参照して上述したとおり、時間ベースのコード信号１２２０が信号１２３０に復号される。時間ベースのコード信号１２２０はヘッダ間隔１６１５およびフッタ間隔１６２０を含む。ヘッダ間隔１６１５は、ヘッダ間隔１６１５内における時刻１６３５に起こるヘッダイベント１６２５を含む。フッタ間隔１６２０は、フッタ間隔１６２０内における時刻１６４０に起こるフッタイベント１６３０を含む。ヘッダ間隔１６１５およびヘッダイベント１６２５は、時間ベースのコード信号１２２０の開始を区別する。フッタ間隔１６２０およびフッタイベント１６３０は、時間ベースのコード信号１２２０の終わりを区別する。時間ベースのコード信号１２２０の始まりを区別することにより、第１の間隔１６２０内における第１のイベント１６２５のタイミングを決定することができる。たとえば、第１のイベント１６２５は、ヘッダイベント１６２５後の期間１６４５に起こる。第１の間隔１６２０内における第１のイベント１６２５のタイミングは、間隔１６１５の期間および時刻１６４５を用いて決定することができる。
図示される実現例においては、イベント１６２５、１６３０および１４２５は、ベースライン状態１６４０からハイ状態１４４５に遷移し、次いで、ベースライン状態１６４０に戻るパルスである。いくつかの実現例においては、イベント１６２５および１６３０の形状は、互いとは識別不可能であり、また、データイベント１４２５の形状とも識別不可能であり、イベント１４２５、１６２５、１６３０はそれらのタイミングによってのみ識別することができる。さらに、いくつかの実現例においては、間隔１６１５および１６２０はともに、互いに同じ期間を有し、時間間隔１４２０と同じ期間を有する。
図１７はデコーダ１２０５の別の実現例を示す概略図である。イベント検出器１３０５、時間−状態トランスレータ回路１３１０、状態セレクタ回路１３１５、間隔タイミング回路１３２０および開始／停止検出器１３０５に加えて、デコーダ１００５の図示される実現例はまたヘッダ／フッタデコーダ１７０５を含む。ヘッダ／フッタデコーダ１７０５は、信号１２２０のヘッダにおいて符号化された情報、信号１２２０のフッタにおいて符号化された情報またはこれら両方において符号化された情報を復号するよう構成された構成要素である。
ヘッダ／フッタデコーダ１７０５は、信号１２２０と、信号１２２０に含まれるヘッダイベントまたはフッタイベントとを受信するよう入力１２１０に接続される。たとえば、ヘッダ間隔およびフッタ間隔の期間が間隔１４２０の期間と同じであるいくつかの実現例においては、ヘッダ／フッタデコーダ１７０５は、信号１２２０でのデータ伝送の始まりおよび終わりのうち一方または両方の表示１５１０を受信するよう接続可能であり、間隔リセットによって特定されるサイズを有する間隔内における時刻の動的カウント１３２５を受信するようイベント検出器１３０５に接続可能である。たとえば、ヘッダ間隔およびフッタ間隔の期間が間隔１４２０の期間とは異なる実現例においては、ヘッダ／フッタデコーダ１７０５は、別の間隔タイミング回路の出力に接続され得るか、内部の開始／停止検出構成要素を含み得るか、または、他の場合には、情報のイベントがヘッダ、フッタまたはこれら両方内で起こる時刻を決定し得る。
ヘッダ／フッタデコーダ１７０５は、ヘッダまたはフッタ内において出力１７１０として起こる情報のイベントの情報内容の表示を出力する。状態セレクタ１３１５は、表示を受信し、この表示に従って離散数字１０１５を出力し得る。たとえば、いくつかの実現例においては、状態セレクタ１３１５は、信号１２３０の発生源および行先、信号１２３０における情報の種類、および信号１２３０と他の信号との間の関係を識別する一連の数字を選択することができる。
いくつかの実現例においては、ヘッダ／フッタデコーダ１７０５によって出力される表示が、デコーダ１２０５の他の部分に伝達されてこの部分によって使用され得る。たとえば、エラーチェック情報が、デコーダ１００５内におけるエラーチェック構成要素に伝達され、この部分によって使用され得る。別の例として、ヘッダ／フッタデコーダ１７０５によって出力される表示は、トランスレータ回路１３１０に伝達することができ、この表示を用いることにより、たとえば、検出されるべき数字の数を設定するか、または、検出されたイベントが或る状態に合致するとみなされる間隔内における時刻を変更することができる。
図１８は、デコーダ１２０５の別の実現例を示す概略図である。デコーダ１２０５の図示される実現例は、トランスレータ回路１３１０および状態セレクタ回路１３１５を含む。これら回路は、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される信号を、３つ以上の実現可能な状態を有する数字で情報を符号化する信号に復号するのに適している。たとえば、デコーダ１２０５は、時間ベースのコード信号１２２０を信号１２３０に復号することができる。
イベントの検出に応じて、イベント検出器１３０５は、イベントが検出される間隔内における時刻の表示を出力する。これらの表示１３２５は、時間−状態トランスレータ１３１０によって受信される。時間−状態トランスレータ１３１０は、状態検出器１８０５、１８１０、１８１５、１８２０の集まりを含んでおり、これら状態検出器はすべて、イベントが検出される間隔内における時刻の表示を受信するよう接続されている。
状態検出器１８０５、１８１０、１８１５、１８２０は各々、イベントが検出される間隔内における時刻を、検出されたイベントが対応する状態であるとみなされる間隔内における最早の時刻および最遅の時刻を具体化する基準と比較するよう接続される。間隔内におけるイベントのタイミングが対応する範囲内にあることを検出したことに応じて、状態検出器１８０５、１８１０、１８１５、１８２０が各々、表示１８２５、１８３０、１８３５、１８４０を出力する。こうして、状態検出器１８０５、１８１０、１８１５、１８２０は、間隔内における時刻を、デコーダ１００５から出力されるべき信号１２３０における数字の状態のうちの１つに翻訳する。
状態セレクタ１３１５は、翻訳（たとえば表示１８２５、１８３０、１８３５、１８４０）を受信するよう接続され、受信された翻訳に基づいて、状態セレクタ１３１５が、状態を有する数字を出力１２１５に出力する。
動作時に、イベント検出器１３０５は信号１２２０を受信し、この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報１２０が符号化される。イベント検出器１３０５は、それぞれの間隔内におけるイベントのタイミングを検出し、そのタイミングの記述（たとえば表示１３２５）を出力する。時間−状態トランスレータ回路１３１０は、イベントがイベント検出器１３０５によって検出された時刻を状態に割当てられた時刻と比較することによって、間隔内における時刻をデコーダ１３０５から信号１３３０で出力されるべき状態に翻訳する。状態セレクタ回路１３１５は、それらの比較の結果（たとえば表示１８２５、１８３０、１８３５、１８４０）を受信し、それらの結果に従って出力１２１５に与えられるべき出力される数字の状態を選択する。
図１９は、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される信号を、３つ以上の実現可能な状態を有する数字を含む信号に復号することを示す概略図である。たとえば、図示される復号は、図１８に示されるデコーダ１２０５などのデコーダによって実行することができる。図示される実現例においては、時間ベースのコード信号１２２０は時間間隔１４２０の集まりを含み、その各々は、信号１２３０内における数字１９０５、１９１０、１９１５、１９２０に対応する。各々の時間間隔１４２０はそれぞれのデータイベント１４２５を含む。個々の時間間隔１４２０内におけるデータイベント１４２５のタイミングは、その時間間隔１４２０に対応する数字１９０５、１９１０、１９１５、１９２０の状態を示す。たとえば、図示される実現例においては、第１の状態の数字１９０５に対応する間隔１４２０におけるデータイベント１４２５は、間隔１４２０の終わり付近の時刻１９３０で起こる。第２の状態の数字１９１０に対応する間隔１４２０におけるデータイベント１４２５は、間隔１４２０の中間付近の時刻１９３５で起こる。第３の状態の数字１９２５に対応する間隔１４２０におけるデータイベント１４２５は、間隔１４２０の中間よりも前の時刻１９４０で起こる。第４の状態の数字１９０５に対応する間隔１４２０におけるデータイベント１４２５は、間隔１４２０の始まり付近の時刻１９４５で起こる。時刻１９３０、１９３５、１９４０、１９４５は互いから識別可能である。
復号では、時間ベースのコード信号１２２０を信号１２３０に復号する。情報は、４つの異なる離散的な電位状態を有する数字、すなわち、第１の状態を有する数字１９０５（すなわち「Ａ」）、第２の状態を有する数字１９１０（すなわち「Ｂ」）、第３の状態を有する数字１９１５（すなわち「Ｃ」）、および第４の状態を有する数字１９２０（すなわち「Ｄ」）、を用いて信号１２３０で表わされる。他の実現例においては、信号１２３０は、異なる数の実現可能な状態を有する数字（たとえば、１０進数で情報を表わす１０のさまざまな実現可能な状態を有する数字）で、または、非常に多数の実現可能な状態または実現可能な連続体（たとえば、ほぼアナログもしくはアナログな連続体）を有する数字で、情報を表わすことができる。いくつかの実現例においては、信号１２３０は、４つの異なる実現可能な状態を用いて遺伝子情報、すなわち４つの核酸、を表わすことができる。
他の実現例においては、デコーダは、Ｎ個の２進数字（すなわちビット）の所定の長さを有するバイナリ文字にグループ化されるビットの順序付けされた集まりを入力として受信するデジタル回路として実現することができる。この場合、１つのビットだけが他のビットから識別され、一連の出力符号を出力として生成する。デジタル回路は、プログラムされたコンピュータによって制御され得るか、または埋込み型コンピュータを含み得る。いくつかのこのような実現例においては、デコーダは、符号のシーケンスをアナログ出力信号に変換する回路を含む。
図２０は、復号システム２０００の実現例を示す概略図である。システム２０００は、スタンドアロンのシステムまたはより大型のシステムの一部、たとえばシステム１２００（図１２）などであり得る。システム２０００は、ニューラル処理構成要素１４０および１００５を含み、ここから信号１２２０がデコーダ１２０５によって受信される。信号１２２０は、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報を符号化する。いくつかの実現例においては、ニューラル処理構成要素１４０および１００５は、信号１２２０におけるイベントに寄与する複数の要素を含み得る。たとえば、「ウェットな」ニューラル構成要素を用いて実現されるニューラル処理構成要素１４０および１００５においては、複数の神経は、信号１２２０におけるイベントに寄与し得る。別の例として、半導体素子を用いて実現されるニューラル処理構成要素１４０および１００５においては、複数のニューラルネットワーク出力は、信号１２２０におけるイベントに寄与し得る。
動作時に、デコーダ１２０５は、信号１２２０を信号１２３０に復号して、情報１２２５を順序付けされた有限集合の離散数字で表わすことができる。デコーダ１２０５は、こうして、ニューラル処理構成要素１２０５およびバイナリ（および他の）デジタルデータ処理装置によって与えられるパターン認識機能と統計処理との間のインターフェイスとして機能し得る。たとえば、デコーダ１２０５は、たとえば制御または他の情報で信号１２２０に符号化された神経のスパイク列を受信するモータまたは他の補綴に含まれていてもよい。
図２１は、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される信号復号システム、すなわちマルチチャネルデコーダシステム２１００、の実現例を示す概略図である。マルチチャネルデコーダシステム２１００は、単独で、または他の装置とともに用いることができる。たとえば、マルチチャネルデコーダシステム２１００は時間ベースのデコーダ４１（図１Ａ）として用いることができる。
システム２１００は、デコーダ１２０５の集まり、データアグリゲータ２１０５、入力２１１０の集まり、および出力２１１５を含む。入力２１１０は、それぞれの時間ベースのコード信号１２２０を受信する。時間ベースのコード信号１２２０は各々、間隔の集まりを含んでおり、それら間隔自体がイベントを含む。これらの間隔内におけるイベントのタイミングにより情報が符号化される。いくつかの実現例においては、さまざまな時間ベースのコード信号１２２０はすべて、図示のとおり、同じ単一のシステムまたは媒体１４０から受信することができる。
時間ベースのコード信号１２２０は、入力２１１０からデコーダ１２０５の対応する入力１２１０に与えられる。デコーダ１２０５は各々、こうして、それぞれの時間ベースのコード信号１２２０を受信するよう接続される。デコーダ１２０５は、情報を信号１２２０で復号し、復号された信号２１２５を出力する。復号された信号においては、信号１２２０の情報内容のうちの少なくともいくらかは、順序付けされた有限集合の離散数字で、たとえば高ビットおよび低ビットの集まりで、表わされる。
復号された信号２１２５は、データアグリゲータ２１０５の１つ以上の入力２１３０に供給される。データアグリゲータ２１０５はまた出力２１３５を含む。データアグリゲータ２１０５は、数字の比較的小さな集まりを数字のより大きな集まりへと集約する構成要素である。図示される実現例においては、データアグリゲータ２１０５は、受信した復号信号を、順序付けされた有限集合の離散数字で情報１２２５を表わす出力信号１２３０へと集約するよう接続される。出力信号１２３０は、データアグリゲータ２１０５の出力２１３５からシステム２１００の出力２１１５に供給される。
動作時には、各々のデコーダ１２０５が、システムまたは媒体１４０からそれぞれの時間ベースのコード信号１２２０を受信する。デコーダ１２０５は、それぞれの時間ベースのコード信号１２２０を、順序付けされた有限集合の離散数字で情報内容を表わす信号に復号する。データアグリゲータ２１０５は、信号１２２０を受信し、これら信号を集約し、出力信号２１４５に出力するよう接続される。
図２２は、情報を符号化することのできるシステム２２００の実現例を示す概略図である。システム２２００は、マルチチャネルエンコーダ１１０５および圧縮エンコーダ２２０５を含む。
圧縮エンコーダ２２０５は、複数の入力信号を単一の出力信号２２２０に圧縮する構成要素である。圧縮エンコーダ２２０５は、１つ以上の入力２２１０および出力２２１５の集まりを含む。１つ以上の入力２２１０は、マルチチャネル時間エンコーダ１１０５の出力１１１５から時間ベースのコード信号を受信するよう接続可能である。圧縮エンコーダ２２０５は、受信した時間ベースのコード信号を圧縮し、圧縮された信号２２２０を出力２２１５を介してシステムまたは媒体１４０に出力する。
システム２２００は、単独で、または他の装置とともに用いることができる。たとえば、システム２２００は、時間ベースのエンコーダ２５、振幅重み付け構成要素２７およびコンプレッサ２９（図１Ａ）として用いることができる。
図２３は、圧縮エンコーダ２２０５の一実現例を示す概略図である。圧縮エンコーダ２２０５は、信号の集まりから情報を符号化する構成要素であり、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって、情報が、信号２２２０（図２２）などの時系列にされたイベントを含む信号に符号化される。
図示される実現例においては、エンコーダ２２０５は、さまざまなバイナリ−アナログコンバータ２３０５の集まり、インテグレータ２３１０、入力２３１５の集まり、および出力２３２０を含む。バイナリ−アナログコンバータ２３０５は各々、それぞれの入力２３２５および出力２３３０を含む。各々のバイナリ−アナログコンバータ２３０５の入力２３２５は、それぞれの信号１３５を受信するよう接続される。この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって、情報が、対応する入力２３１５から符号化される。
各々の入力２３１５および対応するバイナリ−アナログコンバータ２３０５の対は、符号化チャネル２３４０を形成する。圧縮エンコーダ２２０５は、こうして、複数の符号化チャネル２３４０の並列な組合せをなす。信号１３５は、同じ情報を有し得るか、異なる情報内容を有し得るか、または、同じ情報内容と異なる情報内容との組合せを有し得る。
各々のバイナリ−アナログコンバータ２３０５は、イベントの入力時系列における個々のイベントの振幅に対して、入力時系列における他のイベントのタイミングの関数として、重み付けするよう構成された構成要素である。いくつかの実現例においては、イベントは、非線形関数を用いて重み付けすることができる。いくつかの実現例においては、圧縮エンコーダ２２０５は、少なくとも２つの異なるバイナリ−アナログコンバータ２３０５を含む。異なるバイナリ−アナログコンバータ２３０５は、さまざまな時間感度パラメータ、さまざまな時間感度、または、これらもしくは他の係数の組合せを用いてイベントに重み付けすることができる。いくつかの実現例においては、エンコーダ２２０５におけるすべてのバイナリ−アナログコンバータ２３０５は、エンコーダ２２０５における他のすべてのバイナリ−アナログコンバータ２３０５とは異なることとなるだろう。いくつかの実現例においては、エンコーダ２２０５におけるバイナリ−アナログコンバータ２３０５の集まりは、プロセス３９００（図３９）などのプロセスを用いて構築されたバイナリ−アナログコンバータの完全集合である。このような違いがあるために、結果として、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される同じ信号が、異なるバイナリ−アナログコンバータ２３０５に入力されると、入力信号内における重み付けされていないイベントのタイミングに対応する相対的な時刻において重み付けされたイベントを含む異なる信号が、異なるバイナリ−アナログコンバータ２３０５によって出力されることとなる。
各々のバイナリ−アナログコンバータ２３０５は、出力２３３０にわたる入力信号内における重み付けされていないイベントのタイミングに対応する相対的な時刻において、重み付けされたイベントを含み得る信号２３４５を出力する。信号２３４５は、インテグレータ２３１０のそれぞれの入力２３５０に供給される。インテグレータ２３１０が「ウェットな」ニューラル構成要素を用いて実現される実現例においては、信号２３４５の特性を、ウェットなニューラル構成要素と適合するよう調整することができる。たとえば、信号２３４５内におけるイベントは、活動電位の振幅および時間特性を模倣するよう調整することができる。
インテグレータ２３１０は、入力２３５０および出力２３５５の集まりを含む。インテグレータ２３１０は、出力２３５５に供給される信号を生成するために入力２３５０で受信された信号を積分する構成要素である。これらの信号を積分することにより、これらの信号が結合されて単一の信号に圧縮される。いくつかの実現例においては、インテグレータ２３１０は、異なる入力２３５０で受信される異なる信号が、出力２３５５に供給される信号に対してさまざまな程度に寄与するという点で、非線形のインテグレータとなり得る。いくつかの実現例においては、インテグレータ２３１０は、異なる入力２３５０で受信される異なる信号が、出力２３５５に供給される信号に対して同じ程度に寄与するという点で線形のインテグレータとなり得る。いくつかの実現例においては、さらに以下に記載するように、インテグレータ２３１０は、脳または他のニューラル処理装置において、１つ以上のニューロンまたはノードを模して作られる。たとえば、インテグレータ２３１０の出力２３５５上に設けられる単一の信号出力２３６０は、入力２３５０において受信される異なる信号の全体的な相互作用を表わすことができる。
出力２３５５は、信号２３６０を圧縮エンコーダ２２０５の出力２３２０に結合する。出力２３２０は、信号２３６５をシステムまたは媒体１４０に供給する。
図２４、図２５、図２６、図２７は、インテグレータ２３１０のさまざまな実現例、すなわち、インテグレータ２４００、インテグレータ２５００、インテグレータ２６００、およびインテグレータ２７００、に関連する概略図である。インテグレータ２４００は、ニューラル処理システムの非分岐ノードである。インテグレータ２５００は、複数の分岐を有するニューラル処理システムのノードである。インテグレータ２６００および２７００は、ニューラル処理システムのノードのネットワークである。インテグレータ２４００、２５００、２６００、２７００はハードウェア、ソフトウェア、ウェットなニューラル構成要素、またはこれらの構成要素の組合せで構築することができる。
図示のとおり、インテグレータ２５００は分岐２５０５の集まりを含む。いくつかの実現例においては、分岐２５０５は同一の特性を有する。他の実現例においては、異なる分岐２５０５は異なる特性を有する。たとえば、異なる分岐２５０５は異なるケーブル特性を有し得る。
図示のとおり、インテグレータ２６００および２７００は各々、リンク２６１０の集まりによって接合されたノード２６０５の集まりを含む。リンク２６１０は、たとえばフィードフォワードリンク、フィードバックリンク、反復リンク、またはそれらの組合せを含み得る。インテグレータ２７００は１対の出力２３５５を含む。出力２３５５はともに、入力２３５０で受信された信号を組合わせて圧縮した結果を供給する。しかしながら、概して、出力２３５５は、入力２３５０において受信された信号のさまざまな組合せおよび圧縮に起因して、さまざまな信号を出力することとなる。結果として、２つの異なる信号が、圧縮エンコーダから出力され、システムまたは媒体１４０に伝達され得る。これらの２つの異なる信号も、上述のシステムおよび技術を用いて並列に記憶または復号することができる。このような並列な記憶および復号により、データ記憶密度が低下する可能性があるかまたは付加的な処理が必要となる可能性があるが、記憶および復号の忠実性はチェックすることができ、必要に応じて、並列な復号の結果を比較することによって向上させることができる。
動作時には、インテグレータ２４００、２５００、２６００、２７００は１つ以上のモデルに従って入力信号を積分することができる。たとえば、いくつかの実現例においては、インテグレータ２４００は、積分−発火モデルに従って積分することができる。このようなモデルは、キャパシタＣを、電流Ｉ（ｔ）によって駆動される抵抗器Ｒと並列に含み、以下の数式を提供する。
このモデルにおいては、入力２３５０上の信号は、時刻のいずれかの瞬間における各々の信号の振幅を線形にまとめることによって積分される（すなわち、各々の入力信号（ＲｘＩ（ｔ））の電圧が合計される）。電圧信号は、時定数τｍとともに指数関数的に減衰する。しきい値電圧を選択することができ、これよりも高い電圧で、バイナリ状態を出力２３５５において信号送出することができる。
他の実現例においては、インテグレータ２４００〜２７００は、以下の数式によって与えられるコンダクタンスベースの積分−発火ニューロンモデルに従って積分することができる。
ｇｊは特定のイオン種についてのコンダクタンスであり、Ｖ−Ｖｊはコンダクタンスのネルンスト電位であり、Ｉｅｘｔは外部から印加された電流である。
このモデルにおいては、入力２３５０上の信号は、時刻のいずれかの瞬間に各々の信号の振幅を非線形にまとめることによって積分され、これは、時刻のいずれかの瞬間に達成される総電圧に応じて信号（Ｉｅｘｔ）の振幅をスケーリングする１つ以上のコンダクタンスｇによって達成される。各々の信号の振幅はまた、コンダクタンスが変化するように設定されている場合に変動し得る時定数τｍとともに指数関数的に減衰する。しきい値電圧を選択することができ、これよりも高い電圧で、バイナリ状態を出力２３５５において信号送出することができる。
いくつかの実現例においては、インテグレータ２５００は、電圧のコンダクタンスベースの発生がケーブル内における電圧の減衰を含むよう拡張されるモデルに従って動作し得る。これは、以下の式によって与えられる電信方程式によって記述される。
ここで、λは分岐の特性によって決定された長さ定数であり、χは分岐に沿った長さの計数化された単位であり、ＶＬは平衡状態にある電圧である。
このモデルにおいては、入力２３５０上の信号は、上述の式１または式２を用いて、そして、入力２３５０上の各信号がシステムの物理的な分岐に沿って他のすべての入力２３５０に伝搬し得るようにさらに線形に合計することによって、積分される。信号が伝搬するのに応じて長さ定数λに従って振幅が減衰する一方で、入力２３５０上の各信号は、各々の入力２３５０においてある程度まで振幅に寄与する。したがって、入力２３５０におけるいずれか１つの信号の振幅は、各々が例示的な入力２３５０の位置へと伝搬しつつも固有に減衰した後に、その信号の振幅に入力２３５０上の他の信号のすべての振幅の合計をプラスしたものとなる。しきい値電圧を選択することができ、これよりも高い電圧で、バイナリ状態を出力２３５５において信号送出することができる。
いくつかの実現例においては、インテグレータ２６００および２７００は、すべてのノードが直接的または他のノードを介して間接的に相互接続されるニューラルネットワークモデルに従って動作し得る。このようなインテグレータにおいては、いずれのノードも出力として機能し得る。いくつかの実現例においては、インテグレータ２６００および２７００は、以下の式によって与えられるモデルに従って動作し得る。
Ｉｉ（ｔ）は時刻ｔで入力ｉによって投入される電流であり、ニューロンへのｎの入力が存在する。
このモデルにおいては、入力２３５０上の信号は、上述の式１、式２または式３によって各々がモデル化される処理要素２６０５をネットワーク接続することによって積分される。そして、これにより、各々の要素２６０５への付加的な内部入力２６１０が設けられ、こうして、すべての入力２３５０を任意に非線形かつ並列にまとめて出力２３５５をもたらすことを可能にする。処理要素２６０５のうちのいずれか１つの要素は、ネットワークのバイナリ状態を出力２３５５として信号送出するよう選択することができる。
インテグレータ２４００、２５００、２６００、２７００はコンプレッサ２９（図１Ａ）として用いることができる。
図２８は、バイナリ−アナログコンバータ２３０５を示す概略図である。バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、たとえば、エンコーダ、時系列スキャナまたは重み付け装置において用いることができる。このため、バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、以下にさらに記載するように、いくつかの実現例においては、基準バイナリ−アナログコンバータであり得る。
バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、イベントの入力時系列における個々のイベントの振幅に対して、入力時系列における他のイベントのタイミングの関数として重み付けするよう構成された構成要素である。いくつかの実現例においては、イベントは非線形関数を用いて重み付けすることができる。たとえば、バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、複数の時間感度パラメータを用いて、入力信号内における先行するイベントのタイミングに基づいて各々の個々のイベントに対する個々の重みを生成することができる。バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、たとえば、イベントに重みを乗じ、入力信号内における重み付けされていないイベントのタイミングに対応する相対的な時刻において重み付けされたイベントを出力することによって、生成された重みを個々のイベントに加えることができる。
バイナリ−アナログコンバータ２３０５は入力２３２５および出力２３３０を含む。入力２３２５は、イベントの時系列を含む信号２８０５を受信する。たとえば、入力２３２５は、時間ベースのコード信号１３５または圧縮エンコーダ２２０５から出力された信号を受信し得る。出力２３３０は、入力信号内における重み付けされていないイベントのタイミングに対応する相対的な時刻において重み付けされたイベントを含む信号２８１０を供給する。
いくつかの実現例においては、バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、個々のイベントの振幅の重み付けを既知の状態にリセットするリセット機構を含み得る。リセット機構は、たとえば、信号１３５のフッタ間隔５２０内におけるフッタイベント５３０の存在によってトリガされ得る（図５）。重み付けをリセットすることにより、時間感度パラメータの漸進的変化を停止させて、これらのパラメータを既知の値に戻すことができる。他の実現例においては、バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、たとえば時間とともに、トリガなしでも静止可能である。
いくつかの実現例においては、バイナリ−アナログコンバータ２３０５によって用いられるパラメータは、時間依存の微分方程式で表わすことができる。たとえば、バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、３つの時間感度パラメータ（以下の式においてはＵ、τｄ、τｔ）および１つの時間感度パラメータ（以下の式においてはＡ）を用いて、個々の重みを発生させることができる。いくつかの実現例においては、イベント（１、…ｋ）が時刻（Δｋ、…、Δｋ−１）によって分離される信号における第ｋのイベントの振幅Ａｋを以下の式によって与えることができる。
この場合、Ψおよびμｋは、第１のイベントについてのΨ１＝１およびμ１＝Ｕの初期値を有する隠された動的変数（μ∈［０，１］；（Ψ∈［０，１］）である。変数Ψは、たとえば、各々のイベントの時刻において利用可能なリソースの小数部を表わすことができる。変数μは、たとえば、各々のイベントによって用いられるリソースの小数部を表わすことができる。いくつかの実現例においては、変数はともに、各々のイベントとともに展開し、信号における各々のイベントに対する反応の振幅がさまざまに異なり、その信号におけるイベントの一時的な履歴を反映するように規定することができる。
これらの動的な変数が展開する態様と、各々の反応が信号の一時的な履歴についての情報を蓄積する期間とは、時間感度パラメータ（Ｕ、τｄ、τｆ）の値に依存する。パラメータＵは、第１のイベントにとって利用可能な最大リソースを設定することができ、これにより、（Ａによって与えられる）実現可能な最大限の反応が分別される。こうして、Ａ１＝ＡＵとなる。パラメータτｄは、使用後にリソースを回復させるための時定数である。パラメータτｆは、簡易化されたμκから一定量（典型的にはμ）だけ回復させるための時定数である。
パラメータＵ、τｄ、τｆに異なる値を割当てることにより、異なるバイナリ−アナログコンバータ２３０５が、イベントのうち同一の入力シーケンスに応じて異なるシーケンスの振幅を生成することとなる。いくつかの実現例においては、パラメータτｄ、τｆのうちの一方または両方についての二倍または高次の指数関数を用いて、より複雑な時間感度を達成することができる。いくつかの実現例においては、時間感度関数を用いて、τｄ、τｆのうち一方または両方を与え、パラメータ自体にリンクされた確率変数または関数を作り出すことによって、より複雑な時間感度を達成することができる。
いくつかの実現例においては、バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、以下のうち１つ以上の文献に開示されるように実現することができる：米国特許公報２００３／０２０８４５１；米国特許５，１５５，８０２；米国特許５，５３７，５１２；米国特許６，３６３，３６９；および米国特許４，９６２，３４２。これらすべての公報の内容は、引例によりこの明細書中に援用されている。たとえば、バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、信号２８０５におけるイベントの一時的なパターンに従って反応強度を動的に調整し、これにより、米国特許６，３６３，３６９に開示されるように「動的なシナプス」をシミュレートする１つ以上の処理接合によって相互接続された信号プロセッサのネットワークを含む装置として実現することができる。これら処理接合は、ネットワークにおける１つの信号プロセッサから接合前信号を受信および処理して、接合信号を生成することにより、ネットワークにおける第２の信号プロセッサに対する接合後信号を発生させることができる。各々の処理接合は、接合信号が接合前信号に対して動的に依存するように構成することができる。
図２９は、イベントの時系列における個々のイベントの振幅に対する、時系列における他のイベントのタイミングの関数としての重み付けを示す概略図である。図示される重み付けは、バイナリ−アナログコンバータ２３０５（図２８）などのバイナリ−アナログコンバータによって実行することができる。図示される実現例においては、信号１３５は、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報を符号化する時間ベースのコード信号である。たとえば、信号１３５は、デコーダ１０５（図１、図２、図４、図６、図８）から出力される時間ベースのコード信号であってもよい。信号１３５は、重み付けされた時間信号２９００を形成するよう重み付けされる。
重み付けされた時間信号２９００は、一連の時間間隔２９０５を含み、その各々がそれぞれのイベント２９１０を含む。イベント２９１０は、それぞれの間隔２９０５内における時刻２９１５で発生する。
図示される実現例においては、イベント２９１０は、ベースライン（すなわち、「停止」）状態２９２０からハイ（すなわち、「活動」状態２９２５に遷移し、その後、ベースライン停止状態２９２０に戻るパルスである。ハイ状態２９２５のレベルはさまざまなイベント２９１０ごとに異なっている。ハイ状態２９２５のレベルは、イベント２９１０の振幅および重み付けの結果である。ハイ状態２９２５のレベル（すなわち、各々のイベント２９１０の振幅）は、信号１３５内におけるそのイベント２９１０のタイミングと信号１３５内における他のイベント２９１０のタイミングとを具体化する。言い換えれば、信号１３５内における２つ以上のイベント２９１０のタイミングによって符号化される情報は、各々のイベント２９１０の振幅内で具体化される。上述のとおり、いくつかの実現例においては、各々のイベント２９１０の振幅は、先行するイベント２９１０のみのタイミングを具体化することができる。
図示される実現例においては、時間ベースのコード信号１３５におけるイベントの重み付けは、間隔内および信号内におけるタイミング情報を保持しつつ、それらのイベントの振幅を変化させる。特に、図示される重み付けされた時間信号２９００は時間間隔２９０５の集まりを含み、その各々は信号１３５におけるそれぞれの間隔３２０に対応している。この対応関係は矢印２９３０によって表わされる。図示される実現例においては、いくつかのイベント２９１０は、それぞれの対応するイベント２０５に対する振幅で増やされ、いくつかのイベント２９１０は、それぞれの対応するイベント２０５に対する振幅で減らされる。
対応する時間間隔２９０５および３２０は各々、情報を符号化するそれぞれのイベント２９１０および３２５を含む。対応する時間間隔２９０５および３２５それぞれの内部におけるイベント２９１０および３２０の位置は同じである。たとえば、イベント３２０が時間間隔３２５の始めに起こる場合、対応する時間間隔２９０５におけるイベント２９１０もその間隔の始めに起こる。別の例として、イベント３２０が時間間隔３２５の途中で起こる場合、対応する時間間隔２９０５におけるイベント２９１０もその間隔の途中で起こる。図示される実現例においては、対応する間隔２９０５および３２５の期間は同じである。さらに、それぞれの信号２９００および１３５内における他の間隔２９０５および３２５に対する対応する間隔２９０５および３２５の順序は、同じである。
図３０は信号２３６５の一実現例を示す概略図である。信号２３６５は、携帯電話のトランスミッタまたはディスクドライブのヘッドなどの装置の圧縮エンコーダ２２０５から出力することができる。信号２３６５は、１次元信号であってもよく、１次元信号２９（図１Ａ）であってもよい。
信号２３６５は、時系列にされたイベント３００５を含む。イベント３００５は、タイムスパン３０１０によって互いから分離される。タイムスパン３０１０の期間は、重み付けされたイベント、たとえば重み付けされた時間信号２９００、を含む振幅シーケンスの積分を具体化する。
図示される実現例においては、イベント３００５は、ベースライン（すなわち、「停止」）状態３０１５からハイ（すなわち、「活動」状態３０２０に遷移し、その後、ベースライン停止状態３０１５に戻るパルスである。いくつかの実現例においては、さまざまなイベント３００５の形状は互いに識別不可能であり、さまざまなイベント３００５はそれらのタイミングによってのみ識別可能となる。
単位時間内における所与の信号２３６５についてのタイムスパン３０１０の数は、予め定められた確率分布に一致するよう選択することができる。いくつかの実現例においては、確率分布は、非対称であってもよく、たとえば、その中心よりも左側に傾斜していてもよい。いくつかの実現例においては、確率分布の標準偏差は、確率分布の平均値の二乗根にほぼ等しい。たとえば、いくつかの実現例においては、単位時間内におけるタイムスパン３０１０の数は、ポアソン分布にされてもよい。
いくつかの実現例においては、信号２３６５は、追加情報に追加され得るか、追加情報に重ね合わされ得るか、または追加情報とともに伝送され得る。たとえば、イベント３００５は、変調またはシフトされたアナログまたはデジタル信号に追加することができ、このため、その信号におけるノイズに類似し得る。このような実現例は、特に、隠されたかまたは暗号化されたデータ通信に関連している。たとえば、イベント３００５は、それ自体がたとえばラジオ放送などの目立たない情報を伝達する周波数変調アナログ信号とともに伝送することができる。通知を受けていないオブザーバにとっては、イベント３００５は、この第２の信号上のノイズのように見えることとなる。このようにして、イベント３００５によって符号化された情報内容を偽装することができる。
図３１は、データ記憶装置３１００を示す概略図である。データ記憶装置３１００は、情報をそこに記憶することができ、そしてそこに記憶された情報にアクセスすることのできる構成要素である。たとえば、データ記憶装置３１００は、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ、レコードアルバム、パンチカード、バーコード付きラベルまたは他のデータ記憶装置であってもよい。
データ記憶装置３１００は、検知可能な物理的表現３１０５の集まりを含む。物理的表現３１０５は、データ記憶装置のリーダによって検出可能または検知可能な構造要素である。たとえば、物理的表現３１０５は、光ディスクのリーダによって検出可能な光ディスクのピットまたはバンプであってもよい。別の例として、物理的表現３１０５は、磁化センサによって検出可能な磁気ディスクまたはテープの磁化素子であってもよい。別の例として、物理的表現３１０５は、レコードプレーヤの針によって検出可能なレコードアルバムの特徴であってもよい。
物理的表現３１０５は、経路３１１０に沿って順に配置および位置決めされる。経路３１１０は、データ記憶およびアクセスを誘導するものであり、たとえばトラック、溝、磁気テープ、バーコードの長さであり得る。各々の経路３１１０に沿った物理的表現３１０５は、互いから距離３１１５だけ離されている。距離３１１５の長さは、信号におけるイベント間の時刻に対応するようスケーリングすることができる。たとえば、距離３１１５の長さは、信号２３６５におけるタイムスパン３０１０の期間に対応するようスケーリングすることができる（図３０）。
データ記憶装置３１００へのデータの書込み中、データ記憶装置３１００の経路３１１０とデータ記憶装置のライタとの間の相対的な移動速度は、このような信号におけるイベント間の時刻を経路３１１０に沿った物理的表現３１０５の位置に変換することができる。データ記憶装置３１００からのデータの読出し中、データ記憶装置３１００の経路３１１０とデータ記憶装置のリーダとの間の相対的な移動速度は、経路３１１０に沿った物理的表現３１０５の位置をこのような信号におけるイベント間の時刻に変換し返すことができる。いくつかの実現例においては、読取りおよび書込み中の相対的な移動速度は一定である必要はなく、たとえばデータ記憶装置３１００上の経路３１１０の位置に基づいて変動し得る。
単位長さ内における距離３１５の長さの数は、予め定められた確率分布に一致するよう選択することができる。いくつかの実現例においては、確率分布は、非対称であってもよく、たとえば、その中心の左側に傾斜していてもよい。いくつかの実現例においては、確率分布の標準偏差は、確率分布の平均値の二乗根とほぼ等しくなり得る。たとえば、いくつかの実現例においては、単位長さ内における距離３１５の長さの数は、ポアソン分布にされてもよい。
動作時に、データ記憶装置のライタが、信号２３６５などの時系列にされたイベントを特徴付ける信号を受信することができる。データ記憶装置のライタは、距離３１１５の長さが信号におけるイベント間の時刻に対応するようスケーリングされるように、データ記憶装置３１００上の１つ以上の経路３１１０に沿って物理的表現３１０５を書込むことができる。データ記憶装置３１００は、物理的表現３１０５と、物理的表現３１０５を隔てる距離３１１５の長さとを維持または「記憶」することができる。
記憶された情報にアクセスする際に、データ記憶装置のリーダは、データ記憶装置３１００上の１つ以上の経路３１１０に沿って物理的表現３１０５を隔てる距離３１１５の長さを測定することができる。これらの測定値は、信号２３６５（図３０）などの時系列にされたイベントを特徴付ける信号に変換することができる。たとえば、データ記憶装置のリーダは、タイムスパン３０１０の期間が距離３１１５の長さに対応するようスケーリングされるように、信号２３６５を出力することができる。いくつかの実現例においては、データ記憶装置のリーダおよびデータ記憶装置のライタは同じ装置であってもよい。
図３２は、情報を復号することのできるシステム、すなわちシステム３２００、の実現例を示す概略図である。システム３２００は、マルチチャネルデコーダ２１００および拡張デコーダ３２０５を含む。
拡張デコーダ３２０５は、１つ以上の入力信号を出力信号の集まりに拡張する構成要素である。拡張デコーダ３２０５は、入力３２１０と、１つ以上の出力３２１５の集まりとを含む。入力３２１０は、システムまたは媒体１４０から信号２３６５を受信する。拡張デコーダ３２０５は、信号２３６５を拡張し、そして、１つ以上の出力３２１５上における時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される１つ以上の信号の集まりをマルチチャネルデコーダ２１００に出力する。
システム３２００は、単独で、または他の装置とともに用いることができる。たとえば、システム３２００は、重み付けエキスパンダ３７、振幅デコーダ３９および時間ベースのデコーダ４１（図１Ａ）として用いることができる。
図３３は、拡張デコーダ３２０５の一実現例を示す概略図である。デコーダ３２０５は、時系列にされたイベント含む信号における情報を時間ベースのコード信号に復号する構成要素であり、この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される。デコーダ３２０５は、こうして、信号２３６５（図３０）などの信号を信号１２２０（図１２）などの信号に復号することができる。
入力３２１０および１つ以上の出力３２１５に加えて、デコーダ３２０５は、重み付け装置３３１０および時系列スキャナ３３１５を含む。重み付け装置３３１０は、時系列にされたイベントを含む信号におけるイベントに重み付けするための構成要素である。時系列スキャナ３３１５は、適切に基準化されたバイナリ−アナログコンバータに入力されると、時間ベースのコード信号をもたらす時系列を走査する構成要素であり、この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される。
拡張デコーダ３２０５の入力３２１０は信号２３６５を受信する。信号２３６５は時系列にされたイベントを含む。重み付け装置３３１０は、入力３２１０に結合され、出力３３３５を含む。出力３３３５は、振幅イベント３３４０の正味の級数を供給する。
時系列スキャナ３３１５は入力３３４５を含み、デコーダ３３０５の出力３２１５に結合される。入力３３４５は、イベント３３４０を受信し、時間ベースのコード信号を出力する。この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される。たとえば、出力３２１５は、信号１３５をシステムまたは媒体に供給することができる。
拡張デコーダは、単独で、または他の装置とともに用いることができる。たとえば、拡張デコーダは、重み付けエキスパンダ３７および振幅デコーダ３９（図１Ａ）として用いることができる。
図３４は、重み付け装置３３１０を示す概略図である。重み付け装置３３１０は、時系列にされたイベントを含む信号におけるイベントに重み付けするための構成要素である。たとえば、重み付け装置３３１０は、信号２３６５のイベント３００５に重み付けすることができる（図３０）。以下にさらに記載するように、重み付け装置３３１０がイベントに重み付けする際の重みは、圧縮エンコーダ２２０５の入力チャネル２３４０上の特定の信号上で数学的動作または他の動作を表現することに成功したことに基づいて選択することができる（図２３）。たとえば、いくつかの実現例においては、重み付け装置３３１０がイベントに重み付けする際の重みは、入力チャネル２３４０上の信号に対するデータ圧縮動作および暗号化動作、入力チャネル２３４０上の信号に対する文書処理動作、入力チャネル２３４０上の信号に対する数字処理動作、入力チャネル２３４０上の信号に対する画像処理動作、および入力チャネル２３４０上の信号に対する信号処理動作のうちの１つ以上を実行するよう選択可能である。重み付け装置３３１０は、拡張デコーダ３２０５の一部であってもよい（図３３）。
重み付け装置３３１０は、入力３２１０、出力３３３５、バイナリ−アナログコンバータ２３０５の集まり、乗算器３４４０の集まり、重み３４４５の集まり、および加算器３４６５を含む。入力３２１０は、時系列にされたイベントを含む信号２３６５を受信する。入力３２１０は、バイナリ−アナログコンバータ２３０５の入力２３２５に信号２３６５を分配する。バイナリ−アナログコンバータ２３０５は各々、入力時系列における他のイベントのタイミングの関数として、イベントの入力時系列における個々のイベントの振幅に重み付けをする。たとえば、各々のバイナリ−アナログコンバータ２３０５は、時間感度パラメータを用いて、信号２３６５内における先行するイベントのタイミングに基づいて個々のイベントごとに個々の重みを生成することができる。概して、各々のバイナリ−アナログコンバータ２３０５は、たとえば、イベントに重みを乗じ、信号２３６５内における重み付けされていないイベントのタイミングに対応する相対的時刻において重み付けされたイベントを出力することによって、生成された重みを個々のイベントに加える。
いくつかの実現例においては、バイナリ−アナログコンバータ２３０５の集まりは、プロセス３９００（図３９）などのプロセスを用いて構築することができる。いくつかの実現例においては、重み付け装置３３１０におけるバイナリ−アナログコンバータ２３０５のセットは、プロセス３９００を用いて構築されるバイナリ−アナログコンバータの完全集合になり得る。
各々のバイナリ−アナログコンバータ２３０５は出力２３３０を含み、これに対して、重み付けされた時系列のイベント３４３０が出力される。重み付けされた時系列のイベント３４３０は、入力としてそれぞれの乗算器３４４０に供給される。乗算器３４４０は、重み付けされた時系列のイベントに別の重みを乗ずるよう構成された構成要素である。以下にさらに記載されるように、重み３４４５はトレーニングプロセス中に決定することができる。たとえば、重み３４４５は各々、対応するバイナリ−アナログコンバータ２３０５が圧縮エンコーダ２２０５のチャネル２３４０に入力された特定の信号１３５を表示することに成功したことに応じて決定することができる。別の例として、重み３４４５は、それぞれのバイナリ−アナログコンバータ２３０５が圧縮エンコーダ２２０５のチャネル２３４０に入力された特定の信号１３５で数学的動作または他の動作を表現することに成功したことに応じて決定することができる。
各々の重み３４４５は、それぞれの入力３４５０を介して乗算器３４４０によって受信され得る。重み３４４５は、たとえば１つ以上のデータ記憶装置に記憶させることができる。乗算器３４４０は、重み３４４５に従って入力３４３５上で受信された、重み付けされた時系列のイベント３４３０をスケーリングする構成要素である。乗算器３４４０は、重み付けされ時系列のイベントを線形または非線形にスケーリングすることができる。たとえば、いくつかの実現例においては、乗算器３４４０は、重み３４４５をスカラー重みとして用いて、各々の時系列における重み付けされたイベントに対応する重み３４４５を乗ずることができる。いくつかの実現例においては、乗算器３４４０は、重み３４４５を用いて、各々の時系列におけるさまざまな重み付けされたイベントを非線形などの形にスケーリングすることができる。
各々の乗算器３４４０は、加算器３４６５の入力３４６０に結合された出力３４５０を介して、スケーリングされかつ重み付けされた時系列のイベント３４５５を出力する。加算器３４６５は、これらのスケーリングされ重み付けされたイベント３４５５を、入力されたスケーリングされ重み付けされた時系列で時刻ごとに合計して振幅イベント３４７０の正味の級数を生成する構成要素である。
いくつかの実現例においては、加算器３４６５は、正味の級数３４７０において振幅イベントを生成するための動的しきい値を含み得る。動的しきい値は変動するしきい値である。動的しきい値は、正味の級数３４７０における振幅イベントを含めるためにより低いカットオフであってもよい。言い換えれば、第１の時刻におけるスケーリングされ重み付けされたイベントの合計が、このより低いカットオフ未満である場合、たとえ合計がゼロでなくても、この合計は正味の級数３４７０には含まれない。動的しきい値は、正味の級数３４７０における振幅イベントの数を制御するよう変更されてもよい。たとえば、動的しきい値は、正味の級数３４７０における振幅イベントの数が入力信号２３６５におけるイベントの数に等しくなることを確実にするよう変更することができる。いくつかの実現例においては、加算器３４６５が、まず、入力されスケーリングおよび重み付けがなされた時系列で時刻ごとにスケーリングされ重み付けされたイベントを合計し、次いで、正味の級数３４７０における振幅イベントの数が信号２３６５におけるイベントの数と等しくなるまで動的な振幅が徐々に低下する。これにより、同じ動的しきい値を正味の級数３４７０全体に適用することが可能となる。
図示される実現例においては、正味の級数３４７０内における振幅イベントは、不均一な期間で分離される。このことは必ずしも当てはまるわけではない。この代わりに、加算器３４６５は、タイミング情報なしで正味の級数３４７０内における振幅イベントを出力することができる。上述の動的しきい値を考慮すると、加算器３４６５は、実質的に、それらのイベント間のタイミングについて記述することなく最大の振幅イベントの振幅のリストを正味の級数３４７０として出力することができる。このようなリストにおける振幅の順序は、このようなイベントが起こった順序に対応し得る。
図３５は、イベントの時系列における個々のイベントの振幅に対する時系列における他のイベントのタイミングの関数としての重み付けを示す概略図である。図示される重み付けは、バイナリ−アナログコンバータ２３０５（図２８）などのバイナリ−アナログコンバータによって実行することができる。図示される実現例においては、信号２３６５は、タイムスパン３０１０によって互いから分離されている時系列のイベント３００５を含む。タイムスパン３０１０の期間は、重み付けされたイベントを含む振幅シーケンスの積分を具体化する。こうして、信号２３６５は、たとえばインテグレータ２３１０、２４００、２５００、２６００、２７００などのうちの１つのインテグレータから出力することができる。
信号２３６５は、重み付けされた時間信号３５００を形成するよう重み付けされる。重み付けされた時間信号３５００は、タイムスパン３５１０によって互いから隔てられるイベント３５０５の集まりを含む。
図示される実現例においては、イベント３５０５は、ベースライン（すなわち、「停止」）状態３５２０からハイ（すなわち、「活動」）状態３５２５に遷移し、その後、ベースライン停止状態３５２０に戻るパルスである。ハイ状態３５２５のレベルはさまざまなイベント３５０５ごとに異なる。ハイ状態３５２５のレベルは、イベント３５０５の振幅および重み付けの結果である。ハイ状態３５２５のレベル（すなわち各々のイベント３５０５の振幅）は、信号２３６５内におけるそのイベント３５０５のタイミングと、信号２３６５内における他のイベント３５０５のうちの少なくともいくつかのタイミングとを具体化する。言い換えれば、信号２３６５内における２つ以上のイベント３５０５のタイミングによって符号化された情報は、各々のイベント３５０５の振幅内で具体化される。上述のとおり、いくつかの実現例においては、各々のイベント３５０５の振幅は、先行するイベント３５０５のみのタイミングを具体化し得る。
図示される実現例においては、いくつかのイベント３５０５は、それぞれの対応するイベント２３６５に対する振幅で増やされ、いくつかのイベント３５０５は、それぞれの対応するイベント２３６５に対する振幅で減らされる。
重み付けされた時間信号３５００内におけるイベント３５０５の発生間のタイムスパン３５１０は、２３６５内におけるイベント３００５の発生間のタイムスパン３０１０にスケーリングされる。図示される実現例においては、タイムスパン３５１０は、タイムスパン３０１０に１対１でスケーリングされる。言い換えれば、第１の対のイベント３００５を隔てるタイムスパン３０１０は、第１の対に対応する１対のイベント３５０５を隔てるタイムスパン３５１０と同一である。
図３６は時系列スキャナ３３１５を示す概略図である。時系列スキャナ３３１５は、適切に基準化されたバイナリ−アナログコンバータに入力されると時間ベースのコード信号をもたらす、時系列について走査する構成要素である。この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される。たとえば、時系列スキャナ３３１５は、圧縮エンコーダ２２０５のチャネル２３４０（図２３）に入力された時間ベースのコード信号１３５と近似しているかまたは同じである時間ベースのコード信号１３５をについて走査することができる。
時系列スキャナ３３１５は入力３３４５および出力３２１５を含む。入力３３４５は、振幅または振幅イベントの正味の級数３４７０を受信する。入力３３４５は、正味の級数３４７０を振幅バッファ３６２５の入力３６２０に伝達する。振幅バッファ３６２５は、コンパレータ３６３５による比較のために正味の級数３４７０における振幅をバッファリングする構成要素である。いくつかの実現例においては、振幅バッファ３６２５は、正味の級数３４７０の振幅または振幅イベントの大きさを記憶するキャッシュまたは他のメモリを含み得る。正味の級数３４７０がタイミング情報を含む実現例においては、振幅バッファ３６２５は、振幅情報を失うことなく正味の級数３４７０からタイミング情報を除去するための構成要素を含み得る。振幅バッファ３６１５は、バッファリングされた振幅をコンパレータ３６３５の入力３６４０に与える出力３６３０を含む。
コンパレータ３６３５はまた入力３６４５および出力３６５０を含む。コンパレータ３６３５は、入力３６４０上の振幅を入力３６４５上の振幅と比較し、出力３６５０上で比較の結果を表示する構成要素である。比較の結果により、入力３６４０と入力３６４５との振幅の差が具体化される。たとえば、入力３６４０と入力３６４５との振幅の差が非常に小さい場合、出力３６５０は小さい信号を出力することができる。
コンパレータ３６３５は、振幅バッファ３６１５においてバッファリングされた振幅を、基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５から出力された振幅と比較する。単一の構成要素として示されているが、コンパレータ３６３５は、個々の振幅を比較するために、たとえば並列に接続されたコンパレータの集まりを含み得る。言い換えれば、第１のコンパレータは、振幅バッファ３６２５においてバッファリングされた第１の振幅を基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５から出力された第１の振幅と比較することができ、第２のコンパレータは、振幅バッファ３６２５においてバッファリングされた第２の振幅を基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５から出力された第２の振幅と比較することができる、などである。コンパレータのこのような集まりによる個々の比較の結果は、１つ以上の出力の集まりに出力することができる。
コンパレータ３６３５の出力３６６０は、時間ベースのコードパーミュータ３６７０の入力３６６５に供給される。時間ベースのコードパーミュータ３６７０は、出力３６６０によるフィードバックに応じて時間ベースのコードの時間を並べ替える構成要素である。特に、時間ベースのコードパーミュータ３６７０は、コンパレータ３６３５の入力３６４０と入力３６４５との振幅の差を最小限にするよう時間ベースのコードを並べ替える。時間ベースのコードパーミュータ３６７０は、出力３６８０を介して、候補となる時間ベースのコード３６７５を出力する。以下にさらに記載するように、候補となる時間ベースのコードは、圧縮エンコーダ２２０５のチャネル２３４０（図２３）に入力された時間ベースのコード信号１３５に近似した解として提案される。たとえば、時間ベースのコードパーミュータ３６７０は、逐次近似法を用いて、候補となる時間ベースのコード３６７５を生成することができる。
コード３６７５は、基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５の入力２３２５に供給される。基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、たとえば、複数の時間感度パラメータを用いて、時間ベースのコード内における先行するイベントのタイミングに基づいて個々の各イベントについての個々の重みを生成するために、候補となる時間ベースのコードにおける他のイベントのタイミングの関数として、候補となる時間ベースのコードの個々のイベントの振幅に重み付けすることができる構成要素である。基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、候補となる時間ベースのコード内で、またはタイミング情報なしで、重み付けされていないイベントのタイミングに対応する相対的時刻において、重み付けされたイベントを出力することができる。言い換えれば、基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、入力された候補となる時間ベースのコードでそれらのイベント間のタイミングを記述することなく、振幅重みについての順序付けられたリストを出力することができる。いくつかの実現例においては、基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、重みまたは重み付けされた振幅の大きさを記憶するバッファ、キャッシュまたは他のメモリを含み得る。
いくつかの実現例においては、基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、圧縮エンコーダ２２０５のバイナリ−アナログコンバータ２３０５（図２３）と同一であってもよい。たとえば、時系列スキャナ３３１５における基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５によって用いられる時間感度パラメータは、チャネル２３４０におけるバイナリ−アナログコンバータ２３０５によって用いられる時間感度パラメータと同一であり得る。
いくつかの実現例においては、時間ベースのコードパーミュータ３６７０はまた、出力３６６０によって与えられるフィードバックを、コンパレータ３６３５の入力３６４０と３６４５との振幅同士の許容可能な量の差を具体化するしきい値レベルと比較するコンパレータを含み得る。時間ベースのコードパーミュータ３６７０は、許容可能な量の差に達するまで候補となる時間ベースのコードを並べ替えることができる。言い換えれば、忠実性が非常に重要な実現例においては、しきい値レベルは、より厳密であってもよく、コンパレータ３６３５の入力３６４０と入力３６４５との振幅の差を比較的小さくするかまたはゼロにすることが必要となるよう設定される。このような状況下では、概して、時間ベースのコードパーミュータ３６７０が実行することとなる並べ替えが比較的多くなるだろう。忠実性がそれほど重要ではなく、たとえば速度などの要因がより重要である実現例においては、しきい値レベルはそれほど厳密ではあり得ず、コンパレータ３６３５の入力３６４０と入力３６４５との振幅同士の差を比較的大きくすることができるように設定することができる。このような状況下では、概して、時間ベースのコードパーミュータ３６７０が実行することとなる並べ替えは比較的少なくなるだろう。いくつかの場合には、コンパレータ３６３５の入力３６４０と入力３６４５との振幅同士の許容可能な量の差は、一般に必要とされるよりも多くの並べ替えまたは少ない並べ替えを行った後に達成され得る。たとえば、時間ベースのコードパーミュータ３６７０は、置換をほとんど行わずに、偶然に、候補となる時間ベースのコードを出力して、非常に厳密なしきい値レベルさえも満たす可能性がある。いくつかの実現例においては、しきい値の厳密性は、さまざまな情況下での動作のために、たとえばユーザによって、調整可能であり得る。
しきい値レベルに達するかまたはしきい値レベルを超える出力３６６０からのフィードバックに応じて、時間ベースのコードパーミュータ３６７０が、出力３６９０を介して選択信号３６８５を出力し得る。選択信号３６８５は、コンパレータ３６３５の入力３６４０と入力３６４５との振幅同士の差が許容可能な低いレベルに達したことを示す。選択信号３６８５は、スイッチ３６９０を閉じるように設定することができ、これにより、出力３２１５をコード３６７５に関連させることができる。これにより、候補となる時間ベースのコード３６７５が出力３２１５に伝達されて、信号１３５でステムまたは媒体１４０に出力される。
図３７は、拡張デコーダ３２０５、すなわちマルチチャネル拡張デコーダ３７００、を示す概略図である。デコーダ３７００は、時系列のイベントを含む信号における情報を時間ベースのコード信号に復号する構成要素であり、この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される。デコーダ３７００は、こうして、信号２３６５（図３０）などの信号を信号１３５の集まりに復号することができる。デコーダ３７００は、単独で、または他の装置とともに用いることができる。たとえば、デコーダ３７００は、重み付けエキスパンダ３７および振幅デコーダ３９（図１Ａ）として用いることができる。
デコーダ３７００は、重み付け装置３３１０の集まり、時系列スキャナ３３１５の集まり、入力３７１０、および１つ以上の出力３７１５の集まりを含む。重み付け装置３３１０は各々、対応する時系列スキャナ３３１５と対をなす。これらの対は、デコーダ３７００における復号チャネル３７１７の集まりを形成し得る。デコーダ３７００は、こうして、複数の復号チャネル３７１７の並列な組合せをなし、その各々は、別個の拡張デコーダ３２０５を形成する。
デコーダ３７００においては、各々の重み付け装置３３１０は、関連付けられたセットのバイナリ−アナログコンバータ２３０５および関連付けられたセットの重み３４４５を用いて、イベントに重み付けすることができる。いくつかの実現例においては、バイナリ−アナログコンバータ２３０５のうちの少なくともいくつか、さまざまな重み付け装置３３１０の重み３４４５のうち少なくともいくつか、またはこれら両方が相違することとなる。たとえば、バイナリ−アナログコンバータ２３０５のセットがプロセス３９００（図３９）などのプロセスを用いて構築されたバイナリ−アナログコンバータ２３０５の完全集合である実現例においては、同じバイナリ−アナログコンバータ２３０５を、マルチチャネル拡張デコーダ３７００におけるすべての重み付け装置３３１０に含めることができる。しかしながら、さまざまな重み付け装置３３１０の重み３４４５のうち少なくともいくつかは相違することとなる。たとえば、いくつかの実現例においては、さまざまな重み付け装置３３１０の重み３４４５の多くがゼロになるかまたはゼロに近くなるが、いくつかの重み３４４５はゼロにはならないだろう。これらの差があることで、結果として、同じ時系列のイベントが異なる重み付け装置３３１０に入力されると、各々の重み付け装置３３１０は、概して、さまざまな正味の級数の振幅イベントを出力することとなる。しかしながら、このことは必ずしも当てはまるわけではない。というのも、バイナリ−アナログコンバータ２３０５と重み３４４５とが異なっているにも関わらず、偶然により、結果として、異なる重み付け装置３３１０が同じ正味の級数の振幅イベントを出力する可能性があるからである。
デコーダ３７００においては、各々の時系列スキャナ３３１５は、さまざまな構成要素を用いて、時間ベースのコード信号について走査し得る。たとえば、各々の時系列スキャナ３３１５は、異なる基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５を含み得る。たとえば、各々の時系列スキャナ３３１５における基準バイナリ−アナログコンバータ２３０５は、圧縮エンコーダ２２０５のチャネル２３４０のバイナリ−アナログコンバータ２３０５（図２３）と同一であり得る。
異なる時系列スキャナ３３１５における構成要素が異なっているために、結果として、異なる時系列スキャナ３３１５は、概して、入力３３４５上で受信されている同じ正味の級数の振幅イベントに応じた場合でも、異なる時系列を出力する。さらに、異なる時系列スキャナ３３１５同士に差があることで、状況に応じて異なる時系列スキャナ３３１５によって同じ時系列が出力される場合であっても、異なる時系列がもたらされることとなる。また、異なる時系列スキャナ３３１５は、時として、入力３３４５上で受信されている異なる正味の級数の振幅イベントに応じて同じ時系列をもたらす可能性がある。
デコーダ３７００の入力３７１０が信号２３６５を受信する。信号２３６５は時系列にされたイベントを含む。入力３７００は、信号２３６５を重み付け装置３３１０の入力３２１０に分配する。こうして、同じ単一の信号２３６５が、集まりに含まれる異なる重み付け装置３３１０に入力される。
各々の時系列スキャナ３３１５の１つ以上の出力３２１５は時間ベースのコード信号３７２５を生成する。この場合、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される。信号３７２５は各々、デコーダ３７００のそれぞれの出力３７１５に時間ベースのコードを伝達する。１つ以上の出力３７１５は、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される時間ベースのコード信号１３５を、たとえばシステムまたは媒体１４０に供給する。
図３８は、情報を符号化および復号することのできるシステム、すなわちシステム３８００、の実現例を示す概略図である。システム３８００はシステム２２００（図２２）およびシステム３２００（図３２）を含む。システム３８００は、たとえばデータ記憶システム、通信システム、および／または、データ圧縮システムであってもよい。システム３８００は、単独で、または他の装置とともに用いることができる。たとえば、システム３８００は、時間ベースのエンコーダ２５、振幅重み付け構成要素２７、コンプレッサ２９、重み付けエキスパンダ３７、振幅デコーダ３９、および時間ベースのデコーダ４１（図１Ａ）として用いることができる。
システム３８００においては、マルチチャネル時間エンコーダ１１０５は信号１２５を受信し、出力１１１５を介して、時間ベースのコード信号の集まりを出力する。時間ベースのコード信号は、受信された時間ベースのコード信号を圧縮し、圧縮された信号２２２０を出力２２１５を介してシステムまたは媒体１４０に出力する圧縮エンコーダの１つ以上の入力２２１０によって受信される。拡張デコーダ３２０５は、システムまたは媒体１４０からの信号２３６５を入力３２１０において受信する。拡張デコーダ３２０５は、信号２３６５を拡張し、さらに、時間間隔内におけるイベントの発生のタイミングによって情報が符号化される１つ以上の信号の集まりを、１つ以上の出力３２１５を介してマルチチャネルデコーダ２１００に出力する。マルチチャネルデコーダ２１００は、信号を受信し、これら信号を復号して出力信号１２３０にまとめて、順序付けされた有限集合の離散数字で情報を表わす。
図３９は、バイナリ−アナログコンバータの集まりを構築するためのプロセス３９００のフローチャートである。たとえば、プロセス３９００は、重み付け装置３３１０（図３４）においてバイナリ−アナログコンバータ２３０５を構築するのに用いることができる。別の例として、プロセス３９００は、圧縮エンコーダ２２０５（図２３）においてバイナリ−アナログコンバータを構築するのに用いることができる。別の例として、プロセス３９００は、時系列スキャナ３３１５（図２６）において基準バイナリ−アナログコンバータを構築するのに用いることができる。プロセス３９００は、単独で、または他の動作とともに実行することができる。たとえば、プロセス３９００は、エンコーダ／デコーダの対を作り出すためのプロセス４１００（図４１）の一部をなし得る。プロセス３９００は１つ以上のデータ処理装置によって実行することができる。
上述したように、１組のバイナリ−アナログコンバータは、複数の時間感度パラメータを用いて、入力信号におけるイベント間のタイミングに基づいてイベントの時系列で個々のイベントごとに個々の重みを生成することができる。いくつかの実現例においては、重みは、入力信号内における先行するイベントのタイミングに基づいて生成することができる。ステージ３９０５においては、各々の時間感度パラメータについてのある範囲の実現可能な値が割当てられる。たとえば、時間感度パラメータは、同じ正規化された範囲内になるように、たとえば０と１との間に収まるように、制限することができる。
各々の範囲内におけるいくつかの離散値は識別可能である（ステージ３９１０）。いくつかの実現例においては、離散値は、それらがすべて、最も近い値から単一の距離だけ離されるように、各範囲内に分配することができる。たとえば、０から１の範囲が割当てられた時間感度パラメータの場合、５つの別個の値、すなわち、０、０．２５、０．５、０．７５および１、を識別することができる。いくつかの実現例においては、離散値は各範囲内では均一に分配されず、バイナリ−アナログコンバータでの用途に応じて分配される。たとえば、非線形関数で現われる時間感度パラメータの値は、非線形関数における時間感度パラメータの位置に応じて分配することができる。いくつかの実現例においては、各々の範囲内における離散値の数は重み付け装置３３１０の数とほぼ同じであるかまたはその数よりも大きくなるよう選択することができ、時系列スキャナ３３１５はマルチチャネル拡張デコーダ３７００内で対をなす（図３７）。
バイナリ−アナログコンバータによって用いられる各々のパラメータについての識別された離散値のうちの１つが選択される（ステージ３９１５）。これらの値は、ランダムプロセスまたは非ランダムプロセスを用いて選択することができる。いくつかの実現例においては、所与のパラメータのうち選択された値は、そのパラメータの選択については除外可能となる。実質的には、これにより、構築されたバイナリ−アナログコンバータが各パラメータのさまざまな値を有することが必要となる。これらの実現例においては、Ｙ個の異なるパラメータの各範囲内にＮ個の離散値がある場合、いくつか（Ｎ＊Ｙ）の実現可能な値の組合せを選択することができる。
いくつかの実現例においては、複数のバイナリ−アナログコンバータについて同じ値を複数回選択することができる。たとえば、バイナリ−アナログコンバータは、識別された値の網羅的な組合せを用いて構築することができる。たとえば、Ｙ個の異なるパラメータの各範囲内にＮ個の離散値がある場合、いくつか（ＮＹ）の実現可能な値の組合せを選択することができる。
いくつかの実現例においては、複数のバイナリ−アナログコンバータについて同じ値を複数回選択することができるが、識別された値の組合せは網羅的である必要がない。たとえば、Ｙ個の異なるパラメータの各範囲内にＮ個の離散値がある場合、（ＮＹ）よりも大きいが（ＮＹ）よりも小さい数の実現可能な値の組合せを選択することができる。
バイナリ−アナログコンバータは選択された値を用いて構築することができる（ステージ３９２０）。所望の数のバイナリ−アナログコンバータが構築されたかどうかを判断するためにチェックを行うことができる（ステージ３９３０）。いくつかの実現例においては、所望の数のバイナリ−アナログコンバータは、イベントについての単一の入力時系列に関して、所与のセットのパラメータおよびそれらの範囲についてのほとんどすべての実現可能な重み付けされた時系列が、その集まりにおけるバイナリ−アナログコンバータの１つ以上の出力の何らかの線形の重ね合わせによって生成可能となるように、十分に大きなものとなるだろう。所望の数のバイナリ−アナログコンバータがまだ構築されていない場合、付加的なパラメータ値を選択して付加的なバイナリ−アナログコンバータを構築するためにプロセスが戻される（ステップ３９１５および３９２０）。所望の数のバイナリ−アナログコンバータが構築されている場合、構築されたバイナリ−アナログコンバータを用いて装置を組立てることができる（ステージ３９３５）。
図４０は、重み付け装置を較正するためのプロセス４０００を示すフローチャートである。たとえば、プロセス４０００は、重み付け装置３３１０（図３４）などの重み付け装置を較正するのに用いることができる。プロセス４０００は、単独で、または他の動作とともに用いることができる。たとえば、プロセス４０００は、エンコーダ／デコーダの対を作り出すためのプロセス４１００（図４１）の一部であってもよい。プロセス４０００は、たとえば、１つ以上のデジタルデータ処理装置で実行することができる。
１つ以上の既知の時間ベースのコード信号をマルチチャネルエンコーダのチャネルに入力することができる（ステージ４００５）。たとえば、システムは、１つ以上の既知の時間ベースのコード信号１３５を圧縮エンコーダ２２０５の入力２３１５（図２３）に入力することができる。いくつかの実現例においては、同じ時間ベースのコード信号１３５を、すべてのチャネルに入力することができる。
マルチチャネルエンコーダの出力信号だけでなく、マルチチャネルエンコーダにおける各チャネルについての振幅重み付けされた時系列も同様に、識別することができる（ステージ４０１０）。いくつかの実現例においては、システムは、振幅重み付けされた時系列の記述とマルチチャネルエンコーダの出力とを記憶することができる。たとえば、いくつかの実現例においては、システムは、データ記憶装置３１００（図３１）におけるマルチチャネルエンコーダからの出力信号を記憶することができる。
マルチチャネルエンコーダからの出力信号は、未較正のマルチチャネル拡張デコーダへの入力として供給される（ステップ４０１５）。マルチチャネルデコーダは、特定の出力信号を生成したマルチチャネルエンコーダ（すなわち、ステップ４０１０においてそこから出力信号が受信されるマルチチャネルエンコーダ）とともに動作するよう較正されていなかったという点で、較正されていない。
マルチチャネル拡張デコーダのチャネルごとの振幅イベントの正味の級数が識別され、対応するチャネルの振幅重み付けされた時系列と比較される（ステージ４０２０）。いくつかの実現例においては、このような比較には、イベントの振幅の測定が含まれ得るが、振幅イベントの正味の級数と、所与のチャネルについての振幅重み付けされた時系列との両方についてイベントのタイミングは放棄されてもよい。たとえば、いくつかの実現例においては、システムは、振幅重み付けされた時系列におけるイベントの振幅の一連のリストと、振幅イベントの正味の級数におけるイベントの振幅の一連のリストとを形成することができる。これらのリストは、振幅重み付けされた時系列または振幅イベントの正味の級数においてはイベントのタイミングについて記述していない。しかしながら、リストにおける振幅を比較することで差を決定することができる。概して、比較の結果はチャネルごとに表わされる。しかしながら、いくつかの実現例においては、比較の結果は、複数のチャネルの比較を具体化する値で表わすことができる。
いくつかの実現例においては、振幅イベントの正味の級数は、対応するチャネルの振幅重み付けされた時系列で実行された数学的動作または他の動作の結果と比較される。たとえば、重み付け装置が特定のチャネルに２を乗ずるよう較正されるべき場合、まず、そのチャネルの振幅重み付けされた時系列に２を乗じて、その乗算の結果を振幅イベントの正味の級数と比較することができる。次いで、重みを用いて、数学的動作または他の動作を実行することができる。たとえば、重みは、データ圧縮および暗号化の動作、文書処理動作、数字処理動作、画像処理動作および信号処理動作のうち１つ以上を実行するよう選択することができる。いくつかの実現例においては、単一の装置における異なるチャネルは、さまざまな動作を実行する重みを用いることができる。
振幅イベントの正味の級数と対応するチャネルの振幅重み付けされた時系列との差が十分に小さいかどうかが判断される（ステージ４０２５）。たとえば、いくつかの実現例においては、システム実行プロセス４０００は、これらの差をしきい値と比較して、許容可能なレベルの差をチャネルごとに具体化し得る。いくつかの実現例においては、しきい値の厳密度は、さまざまな情況下での動作のために、たとえばユーザによって調整可能であり得る。
振幅イベントの正味の級数と対応するチャネルの振幅重み付けされた時系列との差が十分に小さくないと判断されたことに応じて、重み付け装置の重みが調整される（ステージ４０３０）。いくつかの実現例においては、重みはチャネルごとに調整される。たとえば、システムは、振幅重み付けされた時系列に最も非常に酷似している個々のバイナリ−アナログコンバータ３２０によって出力されるイベントの重み付けされた時系列の重みを識別することができる。それらの重み付けされた時系列のイベントに関連付けられる重み３４５は増やすことができる。別の例として、システムは、振幅重み付けされた時系列と最も異なっている個々のバイナリ−アナログコンバータ３２０によって出力される重み付けされた時系列のイベントの重みを識別することができる。それらの重み付けされた時系列のイベントに関連付けられる重み３４５は減らすことができる。
いくつかの実現例においては、マルチチャネルエンコーダからの出力信号のマルチチャネルデコーダへの入力は、重みを増分調整した後に繰り返すことができる。振幅イベントの連続した正味の級数と対応するチャネルの振幅重み付けされた時系列との比較結果は、増分調整が適切であったかどうかを示すものとみなすことができる。言い換えれば、振幅イベントの正味の級数が所与のチャネルについての振幅重み付けされた時系列に非常に酷似している場合、そのチャネルに対する調整を好適なものとしてみなすことができ、さらなる調整が行われる。たとえば、重みは、場合によってはさらに増やしたり減らしたりしてもよい。
一方、振幅イベントの正味の級数と振幅重み付けされた時系列との差が大きくなる場合、チャネルへの調整を不利なものとみなすことができ、重みが元の値に戻されるかまたは異なる方向に変更され得る。たとえば、最初に増やされた重みを減らして、最初に減らされた重みを増やしてもよい。
１つ以上の新しい時間ベースのコード信号が、振幅イベントの正味の級数と対応するチャネルの振幅重み付けされた時系列との差が十分に小さくないとの判断に応じて、選択される（ステージ４０３５）。いくつかの実現例においては、新しい時間ベースのコード信号は、新しい時間ベースのコード信号と前の時間ベースのコード信号との差に従って選択することができる。たとえば、前の時間ベースのコードとは大きく異なる新しい時間ベースのコード信号を優先的に選択することができる。他の実現例においては、新しい時間ベースのコード信号を無作為に選択することができる。プロセスを続けて、１つ以上の新しい時間ベースのコードをマルチチャネルエンコーダのチャネルに入力することができる（ステージ４００５）。
振幅イベントの正味の級数と対応するチャネルの振幅重み付けされた時系列との差が十分に小さいと判断されたことに応じて、重み付け装置の重みを固定することができる（ステージ４０４０）。重みを固定した後、マルチチャネルデコーダは、特定の出力信号を生成したマルチチャネルエンコーダ（すなわち、ステップ４０１０において、そこから出力信号が受信されるマルチチャネルエンコーダ）とともに動作するよう較正される。
図４１は、エンコーダ／デコーダの対を作り出すためのプロセス４１００を示すフローチャートである。プロセス４１００は、単独で、または他の動作とともに用いることができる。たとえば、プロセス４１００は、プロセス３９００（図３９）およびプロセス４０００（図４０）のうち１つ以上を含み得る。プロセス４１００は１つ以上のデジタルデータ処理装置で実行することができる。
プロセス４１００は、バイナリ−アナログコンバータの集まりを構築することによって開始される（ステージ４１０５）。バイナリ−アナログコンバータは、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せで構築することができる。バイナリ−アナログコンバータの構造は、プロセス３９００（図３９）などのプロセスを含み得る。
バイナリ−アナログコンバータを用いるエンコーダを組立てる（ステージ４１１０）。いくつかの実現例においては、組立てられたエンコーダのチャネルは各々、バイナリ−アナログコンバータのうち異なるコンバータを含み得る。
時系列スキャナの集まりは、同じバイナリ−アナログコンバータを用いて組立てられる（ステージ４１１５）。いくつかの実現例においては、時系列スキャナは各々、エンコーダのチャネルに現われるバイナリ−アナログコンバータのうちの１つを含み得る。時系列スキャナにおけるバイナリ−アナログコンバータは、基準バイナリ−アナログコンバータとして機能し得る。エンコーダのチャネルにおけるバイナリ−アナログコンバータと各々の時系列スキャナにおけるバイナリ−アナログコンバータとの対応関係に注目すると、この対応関係を用いて、たとえば重み付け装置の重みを較正することができる。
重み付け装置の集まりは、バイナリ−アナログコンバータの集まりを用いて組立てられる（ステージ４１２０）。いくつかの実現例においては、エンコーダと時系列スキャナの集まりとを組立てるのに用いられる同じバイナリ−アナログコンバータを用いて、重み付け装置の集まりを組立てる。他の実現例においては、全く異なるバイナリ−アナログコンバータを用いて、重み付け装置の集まりが組立てられる。他の実現例においては、同じバイナリ−アナログコンバータと異なるバイナリ−アナログコンバータとの組合せを用いて、重み付け装置の集まりが組立てられる。
いくつかの実現例においては、バイナリ−アナログコンバータは（少なくとも最初は）各々の重み付け装置において存在し得る。たとえば、いくつかの実現例においては、構築されるバイナリ−アナログコンバータの完全集合が各々の重み付け装置に存在している。以下にさらに記載されるように、バイナリ−アナログコンバータの出力に重み付けするのに用いられる重みはゼロにまで較正することができ、これにより、重み付け装置からバイナリ−アナログコンバータが実質的に除去される。ハードウェア実現例においては、バイナリ−アナログコンバータは、その出力がゼロにまで重み付けされるものであるが、重み付け装置から物理的に除去することができる。
重み付け装置における重みが較正される（ステージ４１２５）。重み付け装置における重みの較正はプロセス４０００（図４０）などのプロセスを含み得る。
プロセス４１００は、エンコーダ、時系列スキャナの集まりおよび重み付け装置の集まりを用いて情報を符号化、圧縮または記憶する（ステージ４１３０）。
この明細書中に記載される主題および動作の実施例は、デジタル電子回路において、または、この明細書において開示される構造とそれらの構造上の同等物を含むコンピュータソフトウェア、ファームウェアもしくはハードウェアにおいて、またはこれらのうち１つ以上の組合せにおいて、実現することができる。
この明細書中に記載される主題の局面は、１つ以上のコンピュータプログラムとして、すなわち、データ処理装置によって、またはデータ処理装置の動作を制御するように実行されるコンピュータ記憶媒体上で符号化されるコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールとして、実現することができる。たとえば、情報を伝達するラインおよび信号は、情報を伝達するためにコンピュータプログラムコンポーネント（たとえば、コンピュータプログラム、ソフトウェアモジュール、サブルーチン、手順および関数）間を通される変数またはオブジェクトとして実現することができる。検出器、コンパレータ、タイマ、スイッチおよびセレクタは、動作を実行するよう協働するコンピュータプログラムコンポーネントとして実現することができる。
たとえば、エンコーダ・コンプレッサ１０（図１Ａ）によって実行される符号化／圧縮動作は、以下の命令に従って実行することができる。
符号化−圧縮
別の例として、エキスパンダ・デコーダ３４(図１Ａ)によって実行される拡張／復号動作は以下の命令に従って実現することができる。
拡張および復号
コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読取可能記憶装置、コンピュータ読取可能記憶基板、ランダムもしくはシリアル・アクセスメモリ・アレイもしくはデバイス、または、これらのうち１つ以上の組合せであり得るかまたはそこに含まれ得る。コンピュータ記憶媒体はまた、１つ以上の別個の物理的構成要素または媒体（たとえば、複数のＣＤ、ディスクまたは他の記憶装置）であり得るかまたはそこに含まれ得る。
この明細書中に記載される動作は、１つ以上のコンピュータ読取可能記憶装置に記憶されたデータまたは他のソースから受信されたデータで、データ処理装置によって実行される動作として実現することができる。
「データ処理装置」という語は、一例として、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、チップ上のシステム、または上述のうち複数の要素もしくはそれらの組合せを含む、データを処理するためのあらゆる種類の装置、デバイスおよび機械を包含する。装置は、特殊用途の論理回路、たとえばＦＰＧＡ（field programmable gate array：フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit：特定用途向けＩＣ）を含み得る。装置はまた、ハードウェアに加えて、当該コンピュータプログラムのための実行環境を作製するコード、たとえば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、クロスプラットフォーム・ランタイム環境、バーチャルマシンまたはそれらのうち１つ以上の組合せを構成するコード、を含み得る。装置および実行環境は、ウェブサービス、分散コンピューティングおよびグリッド・コンピューティング・インフラストラクチャなどのさまざまな異なるコンピューティングモデルインフラストラクチャを実現することができる。
（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプトまたはコードとしても公知である）コンピュータプログラムは、コンパイルまたは翻訳された言語、宣言的または手続き型言語を含むプログラミング言語の如何なる形式でも書込むことができ、スタンドアロンプログラムまたはモジュールとして、コンポーネント、サブルーチン、オブジェクトまたはコンピューティング環境で使用するのに適した他のユニットを含む如何なる形式で展開することもできる。コンピュータプログラムは、ファイルシステムにおけるファイルに対応していてもよいが、対応している必要はない。プログラムは、当該プログラム専用の単一のファイルまたは複数の対応付けされたファイル（たとえば、１つ以上のモジュール、サブプログラムまたはコードの一部を記憶するファイル）に他のプログラムまたはデータ（たとえば、マークアップ言語文書に記憶された１つ以上のスクリプト）を保持するファイルの一部に記憶することができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で実行されるか、または、１つのサイトに位置するかもしくは複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続される複数のコンピュータ上で実行されるよう展開することができる。
この明細書中に記載されるプロセスおよびと論理フローは、１つ以上のプログラマブルプロセッサが１つ以上のコンピュータプログラムを実行して、入力データ上で動作し出力を生成することによって動作を実行することによって実行することができる。プロセスおよび論理フローはまた、特定用途の論理回路、たとえばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）によって実行することができ、装置も、この特定用途の論理回路、たとえばＦＰＧＡまたはＡＳＩＣとして実現することができる。
この明細書中に記載されるプロセスにおいて動作を実行するコンピュータプログラムを実行するのに適したプロセッサは、一例として、汎用のマイクロプロセッサおよび特殊用途のマイクロプロセッサの両方を含み、さらに、如何なる種類のデジタルコンピュータのうち１つ以上のプロセッサをも含む。概して、プロセッサは、読取り専用メモリもしくはランダムアクセスメモリまたはこれらの両方から命令およびデータを受信することとなる。コンピュータの本質的な要素は、命令に従って動作を実行するためのプロセッサと、命令およびデータを記憶するための１つ以上のメモリ素子に該当する。概して、コンピュータはまた、データを記憶するための１つ以上の大容量記憶装置、たとえば、磁気ディスク、磁気光学ディスクまたは光ディスクを含むか、または、これら大容量記憶装置からのデータの受信もしくは大容量記憶装置へのデータの送信または大容量記憶装置とのデータの送受信を行うよう動作可能に接続されることとなる。しかしながら、コンピュータはこのような装置を備える必要がない。さらに、コンピュータは、別の装置、たとえば、数例を挙げると、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ：personal digital assistant）、携帯型オーディオもしくはビデオ機器、ゲーム機、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）受信機、またはポータブル記憶装置（たとえばユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ：universal serial bus）フラッシュドライブ）に組込まれてもよい。コンピュータプログラム命令を記憶するのに適した装置は、一例として、半導体記憶装置、たとえばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭおよびフラッシュメモリ素子、磁気ディスク、たとえば内部ハードディスクまたはリムーバブルディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む、すべての形式の不揮発性メモリ、媒体およびメモリ素子を含む。プロセッサおよびメモリは、特殊用途の論理回路によって補われるか、または特殊用途の論理回路に組込まれてもよい。
この明細書は多くの特定の実現例の詳細を含んでいるが、これらは、本発明の範囲またはそれがクレームし得るものに対する限定として解釈されるべきではなく、むしろ、本発明の特定の実施例に特有の特徴の記述として解釈されるべきである。別個の実施例の文脈におけるこの明細書に記載されるいくつかの特徴も、単一の実施例における組合せで実現することができる。逆に、単一の実施例の文脈に記載されているさまざまな特徴も、複数の実施例において別個に、または如何なる好適な下位の組合せでも実現することができる。さらに、特徴をいくつかの組合せで動作するものとして上述し、そのようなものとして冒頭に主張してきたが、主張された組合せから得られる１つ以上の特徴は、場合によっては、その組合せから除外することができ、主張された組合せは、下位の組合せまたは下位の組合せの変形例に向けられてもよい。
同様に、動作は、図面において特定の順序で記載されているが、これは、このような動作が、望ましい結果を達成するために、示された特定の順序でもしくは逐次的に行われるように、または、図示されるすべての動作が実行されるように、必要に応じて理解されるべきではない。いくつかの状況下では、マルチタスク処理および並行処理が有利であり得る。さらに、上述の実施例におけるさまざまなシステム構成要素の選別は、すべての実施例におけるこのような選別を必要とするものとして理解されるべきではなく、上述のプログラムコンポーネントおよびシステムが概して単一のソフトウェアプロダクトに一体化され、複数のソフトウェアプロダクトにパッケージングされ得ることが理解されるはずである。
実施例
コンピュータ記憶媒体上で符号化されるコンピュータプログラムを含み、この明細書中に記載の情報を符号化および復号するための方法、システムおよび装置が、以下の実施例のうちの１つ以上において具体化され得る。
実施例１：デジタルデータ処理と、統計処理と、ニューラル処理構成要素に設けられたパターン認識とを調和させ、エンコーダにおいて情報を符号化する方法は、離散数字の集まりを用いて情報を表わす信号を受信するステップと、受信信号を、エンコーダによって時間ベースのコードに変換するステップとを含み、時間ベースのコードは時間間隔に分割され、時間ベースのコードの時間間隔の各々は受信信号における数字に対応し、受信信号の第１の状態の数字は各々、時間ベースのコードの対応する時間間隔内における第１の時刻において起こるイベントとして表わされ、受信信号の第２の状態の数字は各々、時間ベースのコードの対応する時間間隔内における第２の時刻において起こるイベントとして表わされ、第１の時刻は、第２の時刻から識別可能であり、受信信号における数字の状態はすべて、時間ベースのコードにおいてイベントによって表わされ、上記方法はさらに、時間ベースのコードをニューラル処理構成要素に出力するステップを含む。実施例２：実施例１の方法においては、受信信号は情報の２進表現であり、受信信号の数字は、２進表現でのビットを含む。実施例３：実施例１および２のうちいずれかの方法においては、２進表現の第１の状態の数字は各々、時間ベースのコードの対応する時間間隔の途中で起こるイベントとして表わされ、２進表現の第２の状態の数字は各々、時間ベースのコードの対応する時間間隔の始まりまたは終わりのうち一方で起こるイベントとして表わされる。実施例４：実施例１〜３のいずれかの方法においては、発生の時刻を除いては、第１の状態の数字を表わすイベントは第２の状態の数字を表わすイベントからは識別不可能である。実施例５：実施例１〜４のうちいずれかの方法においては、イベントは各々、ローからハイおよびハイからローへの１対の遷移を含む。実施例６：実施例１〜５のいずれかの方法においては、イベントは２進数である。実施例７：実施例１〜６のうちいずれかの方法においては、時間ベースのコードを出力するステップは、時間ベースのコードを、ウェットなニューラル構成要素を用いて実現されるニューラル処理構成要素に出力するステップを含み、時間ベースのコードの特性は、ウェットなニューラル構成要素と適合するよう調整することができる。実施例８：実施例１〜７のうちのいずれかの方法においては、受信信号を時間ベースのコードに変換するステップは、開始ヘッダを時間ベースのコードに追加するステップを含み、開始ヘッダは、時間ベースのコードの開始を区別し、受信信号におけるヘッダに対応している。実施例９：実施例１〜８のうちいずれかの方法においては、受信信号を時間ベースのコードに変換するステップは、停止フッタを時間ベースのコードに追加するステップを含み、停止フッタは、時間ベースのコードの終わりを区別し、受信信号におけるフッタに対応している。実施例１０：実施例１〜９のうちいずれかの方法においては、時間間隔は単一の期間全体である。実施例１１：実施例１〜１０のうちいずれかの方法においては、時間間隔は、受信信号における対応する数字と同じシーケンスで連続的に順序付けされる。実施例１２：実施例１〜１１のうちいずれかの方法においては、受信信号を時間ベースのコードに変換するステップは、受信信号の第１の状態のすべての数字を第１の時刻において起こるイベントに変換するステップと、２進表現である第２の状態のすべての数字を第２の時刻において起こるイベントに変換するステップとを含む。
実施例１３：デジタルデータ処理と統計処理とニューラル処理構成要素に設けられたパターン認識とを調和させるためのシステムであって、離散数字の集まりを用いて情報を表わす信号を受信するための入力と、受信信号を符号化するエンコーダとを含み、エンコーダは、受信信号における数字の状態を検出するよう構成された状態検出器と、受信信号における数字の状態を時間ベースのコードに翻訳するよう構成されたトランスレータとを含み、時間ベースのコードは、各々が受信信号におけるそれぞれの数字に割当てられた時間間隔の集まりを含み、時間間隔の各々はイベントを含み、時間間隔の各々内におけるイベントのタイミングは、それぞれの割当てられた数字の状態を特徴付け、上記システムはさらに、時間ベースのコードを別のシステムまたは装置に与えるための出力と、時間ベースのコードを受信するよう接続されたニューラル処理構成要素とを含む。実施例１４：実施例１３のシステムにおいては、ニューラル処理構成要素は、ウェットなニューラル構成要素を用いて実現され、時間ベースのコードの特性は、ウェットなニューラル構成要素と適合するよう調整される。実施例１５：実施例１３および１４のいずれかのシステムにおいては、受信信号は２進信号を含み、状態検出器は、２進信号におけるビットの状態を検出するよう構成されたビット検出器を含む。実施例１６：実施例１３〜１５のいずれかのシステムにおいては、トランスレータはイベント発生器を含み、イベント発生器は、時間ベースのコードのイベントを生成するよう構成および接続される。実施例１７：実施例１６のシステムにおいては、イベント発生器はパルス発生器を含み、第１の状態を表わすパルスの形状は第２の状態を表わすパルスの形状からは識別不可能である。実施例１８：実施例１６のシステムにおいては、イベント発生器はさらに、時間ベースのコードの開始を区別し、受信信号におけるヘッダに対応しているヘッダイベントを生成するよう構成される。実施例１９：実施例１３〜１８のいずれのシステムはさらに、受信信号の始まりと終わりとを検出するよう構成および接続された開始／停止検出器を含む。実施例２０：実施例１３〜１９のいずれかのシステムはさらに、間隔タイミング構成要素を含み、間隔タイミング構成要素は、時間ベースのコードの時間間隔の経過を区別する。実施例２１：実施例２０のシステムにおいては、間隔タイミング構成要素は、単一の期間の時間間隔の経過を区別するよう構成される。
実施例２２：統計処理と、ニューラル処理構成要素およびデジタルデータ処理装置によって提供されるパターン認識機能とを調和させ、時間ベースのコード信号を復号するための方法であって、ニューラル処理装置からの時間ベースのコード信号をデコーダにおいて受信するステップを含み、時間ベースのコード信号は、時間間隔に分割され、時間ベースのコード信号の時間間隔の各々はイベントを含み、時間間隔内におけるイベントのタイミングは、時間ベースのコード信号の情報内容を表わし、上記方法はさらに、時間間隔内におけるイベントのタイミングを検出するステップと、離散数字の集まりを用いて時間ベースのコード信号で表わされた情報を表わす信号を出力するステップとを含む。実施例２３：実施例２２の方法はさらに、時間ベースのコード信号の間隔の第１の時間範囲内に起こるイベントを、出力信号における第１の状態の離散数字に変換するステップと、時間ベースのコード信号の間隔の第２の時間範囲内に起こるイベントを、出力信号における第２の状態の離散数字へと変換するステップとを含む。実施例２４：実施例２３の方法においては、出力信号は２進信号を含む。実施例２５：実施例２２〜２４のうちいずれかの方法はさらに、時間ベースのコード信号のデータ内容の開始を検出するステップをさらに含む。実施例２６：実施例２５の方法においては、データ内容の開始を検出するステップは、時間ベースのコード信号のヘッダイベントを検出するステップを含む。実施例２７：実施例２６の方法はさらに、ヘッダイベントとヘッダイベント後の第１のイベントとの間の時間を決定するステップを含む。実施例２８：実施例２５の方法はさらに、時間ベースのコード信号のデータ内容の開始とともに時間間隔内にイベントが起こる時刻の検出を同期させるステップをさらに含む。実施例２９：実施例２２〜２８のうちいずれかの方法においては、時間ベースのコード信号を受信するステップは、ウェットなニューラル構成要素を用いて実現されるニューラル処理装置から時間ベースのコード信号を受信するステップを含む。実施例３０：実施例２２〜２９のうちいずれかの方法はさらに、第２のデコーダにおいて第２の時間ベースのコード信号を受信するステップを含み、第２の時間ベースのコード信号は時間間隔に分割され、第２の時間ベースのコード信号の時間間隔の各々はイベントを含み、時間間隔内におけるイベントのタイミングは、第２の時間ベースのコード信号の情報内容を表わし、上記方法はさらに、第２のデコーダにおいて時間間隔内におけるイベントのタイミングを検出するステップと、第２のデコーダから、離散数字の第２の集まりを用いて第２の時間ベースのコード信号で表わされる情報を表わす信号を出力するステップと、離散数字の集まりおよび離散数字の第２の集まりを第２の信号に集約するステップとを含む。実施例３１：実施例２２〜３０のうちいずれかの方法においては、時間ベースのコード信号のイベントは識別不可能な形状を有する。
実施例３２：統計処理と、ニューラル処理構成要素およびデジタルデータ処理装置によって提供されるパターン認識機能とを調和させ、時間ベースのコード信号を復号するためのシステムであって、ニューラル処理構成要素と、ニューラル処理構成要素が接続され、時間ベースのコード信号を受信する入力とを含み、時間ベースのコード信号は時間間隔に分割され、時間ベースのコード信号の時間間隔の各々はイベントを含み、時間間隔内におけるイベントのタイミングは、時間ベースのコード信号の情報内容を表わし、上記システムはさらに、時間ベースのコード信号の時間間隔内におけるイベントのタイミングを検出するよう構成されたイベント検出器と、時間ベースのコードの時間間隔内におけるイベントのタイミングを数字の集まりの状態に翻訳するよう構成されたトランスレータと、数字を含む信号を与えるよう構成された出力とを含む。実施例３３：実施例３２のシステムにおいては、トランスレータは、イベントの検出されたタイミングを受信しかつ、検出されたイベントのタイミングを間隔内における時間範囲と比較するコンパレータの集まりを含む。実施例３４：実施例３２および３３のうちいずれかのシステムにおいては、ニューラル処理構成要素はウェットなニューラル構成要素を用いて実現される。実施例３５：実施例３２〜３４のうちいずれかのシステムにおいては、トランスレータは、時間ベースのコードの時間間隔内におけるイベントを２進信号に翻訳するよう構成される。実施例３６：実施例３２〜３５のうちいずれかのシステムにおいては、イベント検出器はパルス検出器を含む。実施例３７：実施例３２〜３６のうちいずれかのシステムはさらに、間隔タイミング構成要素を含み、間隔タイミング構成要素は、時間ベースのコードの時間間隔の経過を区別する。実施例３８：実施例３７のシステムにおいては、間隔タイミング構成要素は、タイムカウントを基準と比較するよう構成されたコンパレータを含む。実施例３９：実施例３８のシステムにおいては、基準は一定であり、時間間隔はすべて同じ単一の長さである。実施例４０：実施例３７のシステムはさらに、時間ベースのコード信号の開始を検出するよう構成された開始検出器を含む。実施例４１：実施例３２〜４０のうちいずれかのシステムにおいては、開始検出器は、間隔タイミング構成要素に結合され、間隔タイミング構成要素にリセット信号を与え、リセット信号は時間間隔の経過の区別をリセットする。
こうして、本発明の特定の実施例を記載してきた。他の実施例は添付の特許請求の範囲内に収まる。場合によっては、請求項に記載される動作は、異なる順序で実行されてもよく、それでもなお所望の結果を達成することができる。加えて、添付の図面において図示されるプロセスは、所望の結果を達成するために、図示される特定の順序または連続した順序を必ずしも必要とするものではない。いくつかの実現例においては、マルチタスクおよび並行処理が有利になり得る。
１ 画像化システム、３ 顕微鏡部、５ ＯＣＴ部、７ 目。

Claims (59)

  1. 方法であって、
    入力において時間ベースのコード信号を受信するステップを含み、時間ベースのコード信号は、時間間隔に分割され、時間ベースのコード信号の時間間隔の各々はイベントを含み、間隔内におけるイベントの発生は情報を表わすよう時間設定され、前記方法はさらに、
    時間ベースのコード信号におけるイベントのうち少なくともいくつかのイベントの振幅に、時間ベースのコード信号における他のイベントのタイミングの関数として、重み付けして、重み付けされたイベントを含む振幅シーケンスを生成するステップと、
    振幅重み付けされた時間ベースのコードを出力するステップとを含む、方法。
  2. イベントの振幅に重み付けするステップは、時間ベースのコード信号に新しい情報を追加しない、請求項１に記載の方法。
  3. 入力イベントの振幅に重み付けするステップは、直接先行する入力イベントの重み付けされた振幅の関数として第１の入力イベントに重み付けするステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
  4. 入力イベントの振幅に重み付けするステップは、時間感度パラメータを有する直接先行する入力イベントから経過した時間を乗ずることによって、第１の入力イベントの振幅に重み付けするステップを含む、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
  5. 入力イベントの振幅に重み付けするステップは、確率変数の関数として入力イベントの振幅に重み付けするステップをさらに含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
  6. 時間ベースのコードにおけるフッタイベントに応じて、イベントの振幅に対する重み付けを既知の状態にリセットするステップをさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
  7. システムであって、
    情報を時間ベースのコード信号の集まりに符号化するよう構成された時間エンコーダを含み、時間ベースのコード信号は各々、時間間隔に分割され、時間間隔の各々はイベントを含み、間隔内におけるイベントの発生が情報を表わすよう時間設定され、前記システムはさらに、
    圧縮エンコーダを含み、前記圧縮エンコーダは、コンバータ装置の集まりを含み、前記コンバータ装置は各々、それぞれの時間ベースのコード信号におけるイベントの振幅を受信し、それぞれの時間ベースのコードにおける他のイベントの特徴の関数として、前記受信したイベントの振幅に重み付けするよう接続および構成される、システム。
  8. エンコーダはリセット機構を含み、前記リセット機構は、コンバータ装置におけるイベントの振幅に対する重み付けを既知の状態にリセットするよう構成される、請求項７に記載のシステム。
  9. エンコーダは、振幅重み付けされた時間ベースのコードを信号に積分するよう接続および構成されたインテグレータを含む、請求項７または８に記載のシステム。
  10. インテグレータは、振幅重み付けされた時間ベースのコードを１次元信号に積分するよう構成される、請求項７から９のいずれかに記載のシステム。
  11. インテグレータは、振幅重み付けされた時間ベースのコードを信号に積分するよう構成され、単位時間内におけるイベント間のいくつかのタイムスパンがポアソン分布される、請求項７から１０のいずれかに記載のシステム。
  12. コンバータ装置の重み付けは時間ベースのコード信号に新しい情報を追加しない、請求項７から１１のいずれかに記載のシステム。
  13. 各々のイベントの重み付けは、時間ベースのコード信号における先行するイベントの発生の時刻の非線形関数である、請求項７から１２のいずれかに記載のシステム。
  14. 機械によって実現される方法であって、
    イベントの振幅重み付けされたシーケンスの集まりを入力において受信するステップを含み、振幅重みは、イベントの各シーケンスにおける他のイベントのタイミングの関数であり、前記方法はさらに、
    時間シーケンス間の相互作用を積分して、それらの相互作用を表わす積分を生成するステップと、
    イベントのうち振幅重み付けされたシーケンスにおけるイベントの数に応じてしきい値を調整するステップと、
    しきい値に達する積分に応じて出力において出力イベントを出力するステップとを含み、これにより、各々の出力イベントのタイミングは、動的しきい値に達する積分のタイミングを示す、方法。
  15. イベントのうち各々の振幅重み付けされたシーケンスにおける入力イベントの数が同じであり、
    前記方法はさらに、出力イベントの数が入力イベントの数と等しくなるように、動的しきい値を調整するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 出力イベントのタイミングを除いて、出力イベントは互いから識別不可能である、請求項１４または１５に記載の方法。
  17. イベントの振幅重み付けされたシーケンスの各々は同じ時刻から始まる、請求項１４から１６のいずれかに記載の方法。
  18. 出力イベントを出力するステップは、ローからハイおよびハイからローに遷移するステップを含む、請求項１４から１７のいずれかに記載の方法。
  19. 方法１から６のいずれかと組合わされる、請求項１４から１８のいずれかに記載の方法。
  20. システムであって、
    イベントの振幅重み付けされたシーケンスの集まりを受信するよう接続および構成されたインテグレータを含み、振幅重みは、イベントの各シーケンスにおける他のイベントのタイミングの関数であり、インテグレータは、積分を特徴付ける信号を受信するよう接続されたコンパレータを含み、前記コンパレータは、
    積分を特徴付ける信号を動的しきい値と比較し、
    動的しきい値に達する積分を特徴付ける信号に応じて、出力イベントを出力し、積分を特徴付ける信号と動的しきい値との比較をリセットするよう構成される、システム。
  21. インテグレータはさらに、入力イベントの数を時間シーケンスで数えるよう構成されたイベントカウンタを含む、請求項２０に記載のシステム。
  22. インテグレータはさらに、入力イベントのカウントを時間シーケンスで受信するよう接続されたしきい値調整器を含み、しきい値調整器は、時間シーケンスでの入力イベントの数のカウントに応じて、動的しきい値を調整するよう接続および構成される、請求項２０または２１に記載のシステム。
  23. 出力イベントのタイミングを除いて、出力イベントは互いからは識別不可能である、請求項２０から２２のいずれかに記載のシステム。
  24. コンパレータによって出力される出力イベントを伝送するよう構成された送信機をさらに含む、請求項２０から２３のいずれかに記載のシステム。
  25. 出力イベントをデータ記憶装置に書込むよう構成されたデータ書込装置をさらに含む、請求項２０から２４のいずれかに記載のシステム。
  26. システム７から１３のいずれかと組合わされる、請求項２０から２５のいずれかに記載のシステム。
  27. データ記憶装置であって、情報を符号化する検出可能な物理的表現を含み、物理的表現は、符号化方式に従って間隔を空けて配置され、これにより、物理的表現間の間隔が符号化された情報の内容を表わす、データ記憶装置。
  28. 物理的表現間の間隔は、予め定められた確率分布と一致する、請求項２７に記載のデータ記憶装置。
  29. 確率分布は非対称であり傾斜している、請求項２８に記載のデータ記憶装置。
  30. 確率分布は確率分布の中心の左側に傾斜している、請求項２９に記載のデータ記憶装置。
  31. 確率分布の標準偏差は、確率分布の平均の二乗根にほぼ等しい、請求項３０に記載のデータ記憶装置。
  32. 確率分布はポアソン分布である、請求項３１に記載のデータ記憶装置。
  33. 物理的表現間の間隔を除いて、物理的表現は互いからは識別不可能である、請求項２７から３２のいずれかに記載のデータ記憶装置。
  34. 物理的表現の数は、データ記憶装置に記憶されたビットの数と等しい、請求項２７から３３のいずれかに記載のデータ記憶装置。
  35. 各々の物理的表現は１対の遷移、すなわち、第１の状態から第２の状態への第１の遷移、および第２の状態から第１の状態に戻る第２の遷移、を含む、請求項２７から３４のいずれかに記載のデータ記憶装置。
  36. 物理的表現間の間隔は、請求項２０から２６のいずれかに記載のシステムによって出力される出力イベント間の時刻にスケーリングされる、請求項２７から３５のいずれかに記載のデータ記憶装置。
  37. 方法であって、
    時系列のイベントを受信するステップを含み、イベントは、入力時系列内における不均一な間隔で起こり、入力時系列内における入力イベントのタイミングにより情報が符号化され、前記方法はさらに、
    重みの複数の集まりを生成するステップを含み、各々の集まりにおける各々の重みは、入力時系列におけるそれぞれの入力イベントに対応し、各々の集まりにおける重みは、受信した時系列における複数のイベントのタイミングの関数であり、前記方法はさらに、
    重みの集まりを出力するステップを含む、方法。
  38. 受信した時系列におけるイベント間の間隔が、請求項２７から３６のいずれかに記載のデータ記憶装置の物理的表現間の間隔にスケーリングする、請求項３７に記載の方法。
  39. 前記方法はさらに、入力時系列におけるイベントに振幅重みを乗ずるステップと、
    入力時系列を、重み付けされたイベントの振幅重み付けされた時系列の集まりに変換するステップと、
    重みの集まりを出力するステップとを含み、前記出力するステップは、重み付けされたイベントの振幅重み付けされた時系列の集まりを出力するステップを含み、各々の集まりにおける重みのうち少なくともいくつかは、非ゼロの入力時系列ごとに異なっている、請求項３７または３８に記載の方法。
  40. 重みの集まりを出力するステップは、時間情報のない重みのリストを出力するステップを含む、請求項３７から３９のいずれかに記載の方法。
  41. 重みの集まりを生成するステップは、時系列における第１のイベントに対応する第１の重みを、時系列における第１のイベントに先行するイベントのタイミングの非線形関数として生成するステップを含む、請求項３７から４０のいずれかに記載の方法。
  42. 前記方法はさらに、振幅重みの集まりの生成を較正するステップを含む、請求項３７から４１のいずれかに記載の方法。
  43. 振幅重みの生成を既知の状態にリセットするステップと、
    第２の後続の入力時系列を受信するステップとをさらに含む、請求項３７から４２のいずれかに記載の方法。
  44. 請求項１から６または１４から１９のいずれかに記載の方法と組合わされる、請求項３７から４３のいずれかに記載の方法。
  45. デコーダ装置であって、
    イベントの入力時系列を受信するよう接続可能な入力を含み、入力時系列におけるイベントは不均一な間隔において起こり、入力時系列内における入力イベントのタイミングにより情報が符号化され、前記デコーダ装置はさらに、
    各々が、入力時系列を振幅の集まりに固有に変換するよう構成されたコンバータ装置の集まりを含み、各々の振幅は、入力時系列における複数の入力イベントのタイミングの関数であり、前記デコーダ装置はさらに、
    出力の集まりを含み、各々は、それぞれの振幅の列を出力するよう接続可能であり、振幅は異なっているが、振幅の数は、入力時系列におけるイベントの数と同じであり、
    異なる重み発生器によって生成される振幅のうち少なくともいくつかは、非ゼロの入力時系列ごとに異なっている、デコーダ装置。
  46. リセット機構をさらに含み、リセット機構は、コンバータ装置を既知の状態にリセットするよう構成される、請求項４４に記載のデコーダ。
  47. 重みの集まりを記憶するデータ記憶装置の集まりと、
    乗算器の集まりとを含み、乗算器の各々は、振幅の集まりのうちの１つにそれぞれの重みを乗ずるよう接続および構成され、さらに、
    振幅の集まりの積とそれぞれの第２の重みとを合計するよう構成された加算器を含む、請求項４４または４５に記載のデコーダ。
  48. コンバータ装置の各々は、振幅の集まりを生成するように、入力時系列におけるイベントの一時的なパターンに従って、反応強度を動的に調整する１つ以上の処理接合によって相互接続される信号プロセッサのネットワークを含む、請求項４４から４７のいずれかに記載のデコーダ。
  49. 請求項７から１３または２０から２６のいずれかと組合わされる、請求項４４から４８のいずれかに記載のデコーダ。
  50. 装置であって、
    振幅の入力列を受信するよう接続可能な入力と、
    振幅の入力列を振幅の第２の列と比較して、振幅の入力列と振幅の第２の列との差を示す信号を生成するよう接続されたコンパレータと、
    時系列を振幅の第２の列に変換するよう構成されたコンバータ装置とを含み、第２の列における各々の振幅は、コンバータ装置に入力される時系列における複数のイベントのタイミングの関数であり、前記装置はさらに、
    コンバータ装置に入力される時系列を並べ替えるよう構成されたパーミュータと、
    振幅の入力列としきい値を下回る振幅の第２の列との差を示す信号に応じて、コンバータ装置に入力される時系列を出力するよう接続可能な出力とを含む、装置。
  51. コンバータ装置は、振幅の第２の列を生成するように、入力時系列におけるイベントの一時的なパターンに従って、反応強度を動的に調整する１つ以上の処理接合によって相互接続される信号プロセッサのネットワークを含む、請求項５０に記載の装置。
  52. 振幅の入力列を記憶するためのバッファをさらに含む、請求項５０または５１に記載の装置。
  53. 振幅の第２の列を記憶するための第２のバッファをさらに含む、請求項５０から５２のいずれかに記載の装置。
  54. コンパレータは、コンパレータの集まりを含み、コンパレータは各々、入力列の単一の振幅を振幅の第２の列の単一の振幅と比較するよう接続される、請求項５０から５３のいずれかに記載の装置。
  55. 請求項４４から４８、７から１３または２０から２６のいずれかと組合される、請求項５０から５４のいずれかに記載の装置。
  56. 方法であって、
    振幅の入力列を受信するステップと、
    入力列の振幅を振幅の第２の列の振幅と比較して、その差を示す信号を生成するステップと、
    差信号に応じて、装置に入力される時系列を並べ替えるステップとを含み、前記装置は、入力時系列に応じて振幅の第２の列を生成する、方法。
  57. しきい値を下回る差信号に応じて時系列を出力するステップをさらに含む、請求項５６に記載の方法。
  58. 比較のために、入力列の振幅および第２の列の振幅を１つ以上のバッファに記憶するステップをさらに含む、請求項５６または５７に記載の方法。
  59. 請求項３７から４４、１から６または１４から１９のいずれかに記載の方法と組合される、請求項５６から５８のいずれかに記載の方法。
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