JP5359538B2 - 復号装置、復号方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、復号装置、復号方法およびプログラムに関する。

畳み込み符号の中で、初期状態と最終状態とが一致するという条件を満たすものをTail-biting畳み込み符号という。Tail-biting畳み込み符号は、誤り訂正符号の一種で、情報ビット列の符号化の際に、符号化装置内のシフトレジスタの初期状態が情報ビット列の終端部によって初期化(Tail bite)される。したがってTail-biting畳み込み符号の復号処理では、復号開始時点における初期状態を一意に定めることができない。

復号開始時点における初期状態を一意に定めることができないという問題を解決するために、たとえば特許文献１の「ビタビ復号器」が提案されている。

特許文献１に開示されている「ビタビ復号器」では、全状態について各々をパスの始点と仮定してメトリックの演算が行われる（特許文献１の請求項１）。

また、非特許文献１、２には、Tail-biting畳み込み符号の復号において、ビタビ復号を繰り返し用いることにより、比較対象となるパスの数を削減する手法が提案されている。

特許第３１２０３４２号公報

Ｔｓａｏ−Ｔｓｅｎ Ｃｈｅｎ；Ｓｈｉａｕ−Ｈｅ Ｔｓａｉ，"Ｒｅｄｕｃｅｄ−ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｗｒａｐ−ａｒｏｕｎｄ Ｖｉｔｅｒｂｉ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔａｉｌ−ｂｉｔｉｎｇ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ ｃｏｄｅｓ，"ＩＥＥＥ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２００８，ｐｐ．１−６，Ｊｕｎｅ２００８． Ｈｕｎｇ−Ｔａ Ｐａｉ；Ｙｕｎｇｈｓｉａｎｇ Ｈａｎ；Ｔｉｎｇ−Ｙｉ Ｗｕ；Ｐｏ−ｎｉｎｇ Ｃｈｅｎ；Ｓｈｉｎ−Ｌｉｎ Ｓｈｉｅｈ，"Ｌｏｗ−ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ＭＬ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ Ｔａｉｌ−ｂｉｔｉｎｇ ｃｏｄｅｓ，"ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｐｐ．８８３−８８５，Ｄｅｃ．，２００８．

上述したように、Tail-biting畳み込み符号を復号する際には、復号開始時点における初期状態を一意に定めることができないという問題を解決するために、たとえば「全状態について各々をパスの始点と仮定してメトリックの演算を行う」などの方策が採られる（たとえば特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１の発明では、全状態について各々をパスの始点と仮定してメトリックの演算が行われるので、復号の途中において探索すべき候補の数がTail-zero等の一般的な畳み込み符号と比べて多くなる。この探索候補数の増大のために、Tail-biting畳み込み復号装置は、Tail-zero等の一般的な畳み込み復号装置と比較して複雑な処理が要求され、復号遅延も増大する傾向がある。

また、非特許文献１の発明では、同じ復号方法を何度も繰り返すため、復号処理が複雑になる。また、非特許文献２の発明では、まず、可能性の高い初期状態を見付けるための復号処理を行い、次に、この復号処理によって見付けた可能性の高い初期状態を初期状態とする復号処理が、見付けた初期状態の回数分行われる。これによっても復号処理を行う回数は多数となり、やはり復号処理が複雑になる。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、復号結果に対する信頼性を確保しつつ復号の処理を簡略化できると共に復号遅延を小さくすることができる復号装置、復号方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第一の観点は、復号装置としての観点である。すなわち、本発明の復号装置は、初期状態と最終状態とが一致するという条件を満たして畳み込み符号化されたデータ（すなわちTail-biting畳み込み符号）をビタビ復号する復号装置において、復号装置の各初期状態におけるパスメトリックを全て等しい重みにより初期化して第１のパスメトリックを与え、復号装置入力データに基づいて初期状態から最終状態に至るまでの各状態遷移においてパスメトリックがより大きくなるパスを生き残りパスとして選択し、最終状態における第２のパスメトリックを得る第１段階の生き残りパス選択手段と、得られた第２のパスメトリックを初期状態におけるパスメトリックとして再び同じ復号装置入力データに基づいて初期状態から最終状態のＮ(Ｎは自然数)前まで生き残りパスを選択し、最終状態のＮ前の状態における第３のパスメトリックを得る第２段階の生き残りパス選択手段と、最終状態のＮ前の状態から最終状態までの各遷移に対応するブランチのメトリックと第３のパスメトリックとの合計値が最大となるパスを、最終状態と初期状態とが一致するという条件の下で選択する最尤パス選択手段と、を備えるものである。たとえばＮは１である。

さらに、第１段階のパスメトリック算出手段は、第２のパスメトリックを第１のパスメトリックに置き換えることにより同じ処理をＭ(Ｍは自然数)回繰り返し、得られた結果を第２のパスメトリックとして第２段階の生き残りパス選択手段に与えてもよい。

あるいは、本発明の復号装置は、初期状態と最終状態とが一致するという条件を満たして畳み込み符号化されたデータをビタビ復号する復号装置において、復号装置の初期状態のパスメトリックを全て等しい重みにより初期化して第４のパスメトリックを与え、初期状態から最終状態に至る各状態遷移においてパスメトリックがより大きくなるパスを生き残りパスとして選択し、最終状態における第５のパスメトリックを得、さらに第５のパスメトリックを初期状態におけるパスメトリックとして初期状態から最終状態に至る各状態遷移においてパスメトリックがより大きくなるパスを生き残りパスとして選択する生き残りパス選択手段と、最終状態における生き残りパスのうちパスメトリック値が最大となるパスを最終状態と初期状態とが一致するという条件の下で最尤のパスとして選択する最尤パス選択手段と、を備えるものである。

本発明の第二の観点は、復号方法としての観点である。すなわち、本発明の復号装置は、初期状態と最終状態とが一致するという条件を満たして畳み込み符号化されたデータ（すなわちTail-biting畳み込み符号）をビタビ復号する復号装置が行う復号方法において、復号装置の各初期状態におけるパスメトリックを全て等しい重みにより初期化して第１のパスメトリックを与え、復号装置入力データに基づいて初期状態から最終状態に至るまでの各状態遷移においてパスメトリックがより大きくなるパスを生き残りパスとして選択し、最終状態における第２のパスメトリックを得る第１段階の生き残りパス選択ステップの処理と、得られた第２のパスメトリックを初期状態におけるパスメトリックとして再び同じ復号装置入力データに基づいて初期状態から最終状態のＮ前まで生き残りパスを選択し、最終状態のＮ前の状態における第３のパスメトリックを得る第２段階の生き残りパス選択ステップの処理と、最終状態のＮ前の状態から最終状態までの各遷移に対応するブランチのメトリックと第３のパスメトリックとの合計値が最大となるパスを、最終状態と初期状態とが一致するという条件の下で選択する最尤パス選択ステップの処理と、を実行するものである。たとえばＮは１である。

さらに、第１段階のパスメトリック算出ステップの処理として、第２のパスメトリックを第１のパスメトリックに置き換えることにより同じ処理をＭ回繰り返し、得られた結果を第２のパスメトリックとして第２段階の生き残りパス選択ステップの処理に与えてもよい。

あるいは、本発明の復号方法は、初期状態と最終状態とが一致するという条件を満たして畳み込み符号化されたデータをビタビ復号を実行する復号方法において、復号装置が、初期状態のパスメトリックを全て等しい重みにより初期化して第４のパスメトリックを与え、初期状態から最終状態に至る各状態遷移においてパスメトリックがより大きくなるパスを生き残りパスとして選択し、最終状態における第５のパスメトリックを得、さらに第５のパスメトリックを初期状態におけるパスメトリックとして初期状態から最終状態に至る各状態遷移においてパスメトリックがより大きくなるパスを生き残りパスとして選択する生き残りパス選択ステップの処理と、最終状態における生き残りパスのうちパスメトリック値が最大となるパスを最終状態と初期状態とが一致するという条件の下で最尤のパスとして選択する最尤パス選択ステップの処理と、を実行するものである。

本発明の第三の観点は、プログラムとしての観点である。すなわち、本発明のプログラムは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、本発明の復号装置における、第１段階および第２段階の生き残りパス選択手段、最尤パス選択手段、の機能を実現するものである。

本発明によれば、復号結果に対する信頼性を確保しつつ復号の処理を簡略化できると共に復号遅延を小さくすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る復号装置のブロック構成図である。 図１の制御部が行う処理手順を示すフローチャートの一部である。 図１の制御部が行う処理手順を示すフローチャートであり、図２から続くフローチャートである。 図３のフローチャートにおける制御部の処理手順を説明するためのトレリス線図である。 本発明の第２の実施の形態に係る復号装置のブロック構成図である。 図５の制御部が行う処理手順を示すフローチャートである。

（本発明の第１の実施の形態に係る復号装置１の構成について）
本発明の第１の実施の形態に係る復号装置１の構成について図１を参照して説明する。図１は、復号装置１のブロック構成図である。復号装置１は、誤り訂正符号の一種であるTail-biting畳み込み符号を復号する装置である。復号装置１は、入力データ記憶部１０、ブランチ相関部１１、生き残りパス選択部１２、パスメトリック記憶部１３、Tail-biting候補選択部１４および復号結果出力部１５から構成されている。なお、請求項でいう第１の生き残りパス選択手段および第２の生き残りパス選択手段は、生き残りパス選択部１２が双方を兼ねている。また、請求項でいう最尤パス選択手段は、Tail-biting候補選択部１４である。

ここで、メトリックとは、ブランチあるいはパスに対応する符号語と入力データ２０との相関値である。ブランチとは、状態から状態への遷移である。パスとは、初期状態から最終状態（または途中の状態）に至るブランチの集合である。初期状態とは、復号開始時点でのとり得る状態の集合である。最終状態とは復号終了時点においてとり得る状態の集合である。すなわち、初期状態も最終状態も複数あり、対応する生き残りパスも状態の数と同じだけ存在する。

入力データ記憶部１０は、復号装置１への入力データ２０を記憶する。入力データ２０は、誤り訂正符号の一種であるTail-biting畳み込み符号によって符号化された符号語を表す。

ブランチ相関部１１は、入力データ記憶部１０からの読み出しデータ２１に対してブランチのメトリックの計算を行う。

生き残りパス選択部１２は、ブランチ相関部１１からのブランチのメトリック２２と、パスメトリック記憶部１３から読み出した過去の生き残りパス情報２３とから、新たな生き残りパスを選択した後、パスメトリック記憶部１３に更新値２４を書き戻す。すなわち、生き残りパス選択部１２は、パスメトリック記憶部１３に格納されている過去の生き残りパス情報２３を読み出して空き状態となったパスメトリック記憶部１３のメモリ（不図示）に対し、更新値２４を書き込む。

パスメトリック記憶部１３は、各生き残りパスのメトリック累積値（すなわち、初期状態から最終状態の１つ前の状態までのパスメトリック累積値）、パスに付随する復号結果、各パスと対応する初期状態に関する情報を保持し、生き残りパス選択部１２はこれらの情報を更新する機能も併せ持つ。

Tail-biting候補選択部１４は、後述する処理における第２段目の最終状態において、パスメトリック記憶部１３から最終状態の１つ前までの状態の生き残りパスの情報２５（パスメトリック累積値）を読み出す。また、Tail-biting候補選択部１４は、この読み出し値と、ブランチ相関部１１から得た最終状態のブランチのメトリック２６とを合計した上で、 Tail-biting畳み込み符号の構造的制約に基づいてさらに生き残りパスを選別（ふるいにかける）する。

復号結果出力部１５は、Tail-biting候補選択部１４がふるいにかけた生き残りパス情報２７をもとに、最終復号結果２８を出力する。

（復号装置１の動作について）
次に、復号装置１の動作について図２〜図４を参照して説明する。図２、図３は、復号装置１の制御部１６の処理手順を示すフローチャートである。図４は、図３のフローチャートにおけるステップＳ１２〜Ｓ１４の処理手順を説明するためのトレリス線図である。

ＳＴＡＲＴ：復号装置１は、入力データ２０（Tail-biting畳み込み符号語）が到着すると復号処理を開始し、ステップＳ１の処理へ移行する。

ステップＳ１：入力データ記憶部１０は、入力データ２０を読み込む。

ステップＳ２：パスメトリック記憶部１３は、保持するパスメトリック累積値を初期化してステップＳ３の処理へ移行する。

ステップＳ３：パスメトリック記憶部１３は、パスメトリック累積値を除く全ての情報（各生き残りパスに対応する復号結果など）を初期化してステップＳ４の処理へ移行する。

ステップＳ４：ブランチ相関部１１は、入力データ記憶部１０から各状態についてのデータ２１を読み出し、各ブランチのメトリックを計算してステップＳ５の処理へ移行する。

なお、ブランチ相関部１１が行うステップＳ４の処理は、同一状態に遷移する各ブランチについて繰り返される（繰り返し♯１）。

ステップＳ５：生き残りパス選択部１２は、ブランチ相関部１１から各ブランチのメトリック２２を読み出すと共に、パスメトリック記憶部１３から過去の生き残りパス情報２３としてのパスメトリック累積値（初期状態から最終状態の１つ前までのパスメトリック累積値）を読み出し、生き残りパス選択部１２において、これらの値を合計してステップＳ６の処理へ移行する。

なお、ステップＳ５においては、ステップＳ２においてパスメトリック記憶部１３のパスメトリック累積値が初期化されているため、第１段目の処理では、初期値が読み出され、第２段目の処理では、第１段目の処理のステップＳ６においてパスメトリック記憶部１３に書き戻された更新値２４としてのパスメトリック累積値が読み出される。

ステップＳ６：生き残りパス選択部１２は、合計の結果が最大となるパスを生き残りパスとし、その情報を更新値２４としてパスメトリック記憶部１３に書き戻してステップＳ７の処理へ移行する。更新値２４は、初期状態から最終状態の１つ前までの生き残りパスのメトリック累積値を示す情報である。

なお、ブランチ相関部１１、生き残りパス選択部１２が行うステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６の処理は、データ２０の最終状態を除く各状態に対して繰り返される（繰り返し♯２）。

ステップＳ７：入力データ記憶部１０は、データ２０の処理について、第１段目の処理は終了しているか否かを判断する。すなわち、入力データ記憶部１０は、データ２０の処理について、第１段目の処理が未だ終了していない場合（ステップＳ７でＮｏ）、ステップＳ８の処理へ移行する。一方、入力データ記憶部１０は、データ２０の処理について、第１段目の処理が終了している場合（ステップＳ７でＹｅｓ）、ステップＳ１２（Ａ）の処理へ移行する。なお、ステップＳ７における入力データ記憶部１０の判断には、後述するステップＳ１１で立てるフラグを利用する。

ステップＳ８：ブランチ相関部１１は、入力データ記憶部１０から各状態についてのデータ２１を読み出し、各ブランチのメトリックを計算してステップＳ９の処理へ移行する。

なお、ブランチ相関部１１が行うステップＳ８の処理は、各最終状態の１つ前の状態から最終状態に遷移する全てのブランチに対して繰り返される（繰り返し♯３）。

ステップＳ９：生き残りパス選択部１２は、ブランチ相関部１１から最終状態の１つ前から最終状態に遷移する各ブランチのメトリック２２を読み出すと共に、パスメトリック記憶部１３からパスメトリック読み出し値２３（すなわち、初期状態から最終状態の１つ前までの生き残りパスのパスメトリック累積値）を読み出し、生き残りパス選択部１２において、これらの値を合計してステップＳ１０の処理へ移行する。

ステップＳ１０：生き残りパス選択部１２は、合計の結果が最大となるパスを生き残りパスとし、その情報を更新値２４としてパスメトリック記憶部１３に書き戻してステップＳ１１の処理へ移行する。

ステップＳ１１：入力データ記憶部１０は、データ２０の読み出し位置を先頭に戻し、第１段目の処理終了フラグを立て、ステップＳ３の処理へ戻る。

ステップＳ１２：Tail-biting候補抽出部１４は、パスメトリック記憶部１３より初期状態から最終状態の１つ前までの状態におけるメトリック累積値２５を読み出し、ブランチ相関部１１より最終状態の１つ前から最終状態に遷移するブランチのメトリック２６を読み出してステップＳ１３の処理へ移行する。これにより、Tail-biting候補抽出部１４では、初期状態から最終状態までの複数の最尤パスの候補が生成される。

ステップＳ１３：Tail-biting候補抽出部１４は、生成された最尤パスの候補の中から図４を参照して後述する「最終状態＝初期状態」の条件を満たす生き残りパスを選択し、その情報２７を復号結果出力部１５に送出してステップＳ１４の処理へ移行する。

ステップＳ１４：復号結果出力部１５は、入力された生き残りパスの情報２７に基づいて、最尤のパスの復号の結果を復号結果２８として出力して信号処理を終了する（ＥＮＤ）。

ここで、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理について図４のトレリス線図を参照して説明する。図４において「○」は状態を示す。また、図４において実線太矢印は生き残りパスを示す。また、図４において、破線は生き残らなかったパスを示す。また、図４において、細実線は未だ判定が行われていないブランチを示す。

いま、最終状態３３に対するTail-biting候補選択を行っている場合を考える。このとき、最終状態３３に至るブランチは、状態３１からのブランチ３７と、状態３０からのブランチ３６とがある。

Tail-biting候補選択部１４は、これら２つのブランチと前状態までの生き残りパスとの組み合わせによって考えられる全てのパス対して、それぞれのパスに紐づく初期状態が最終状態３３と一致しているかどうかを調べ、一致しているパスのみを選択する。一致しているパスが複数ある場合は、それらの中でメトリックが最大のものを生き残りパスとして選択する。

次に、ステップＳ１４の処理においては、Tail-biting候補選択部１４は、最終状態３２〜最終状態３５までの全ての最終状態に対して生き残った最尤パスの候補のメトリックを比較し、最も確からしい最尤パスを決め、復号結果出力部１５は、それをもとに復号結果２８を出力する。

（効果の説明）
以上説明したように、復号装置１の各初期状態におけるパスメトリックを全て等しい重みにより初期化して第１のパスメトリックを与え、データ２０に基づいて初期状態から最終状態に至るまでの各状態遷移においてパスメトリックがより大きくなるパスを生き残りパスとして選択し、最終状態における第２のパスメトリックを得て、第２のパスメトリックを復号装置１の各初期状態におけるパスメトリックとして与え、再び同じデータ２０に基づいて初期状態から最終状態のＮ前まで生き残りパスを選択し、最終状態のＮ前の状態における第３のパスメトリックを得て、最終状態のＮ前の状態から最終状態までの各遷移に対応するブランチのメトリックと第３のパスメトリックとの合計値が最大となるパスを、最終状態と初期状態とが一致するという条件の下で選択する。

このように復号装置１は、２段階のビタビ復号を適用することと、復号の最終状態における最尤パスの決定前に、Tail-biting候補選択部１４により符号構造に基づいて比較対象となるパスをふるいにかけること、を特徴としている。

すなわち、２段階で復号を行うことで、初期状態の曖昧さに起因する復号性能劣化を軽減できる。たとえば第１段目の開始時点では「全ての初期状態に対応するメトリックを全て同じ値とする」ことにより全ての初期状態を同じ重要度で扱う。この状態から第１段目の復号処理を行うことで可能性の高い初期状態を絞り込むことができる。

第２段目では、第１段目の最終状態でのメトリックを用いて復号を開始する。第１段目の最終状態でのメトリックには、第１段目の処理によって絞り込まれた初期状態の情報が保持されている。このため、第２段目ではより確からしい初期状態から復号を開始することができる。

また、Tail-biting畳み込み符号の構造的制約に基づいて最尤パスを選別（ふるいにかける）しているので、復号結果に対する高い信頼性を確保できる。また、構造的制約による生き残りパスの選別を復号の最終状態に対してのみ適用しているので、復号装置１の構成を簡略化できる。

（本発明の第２の実施の形態に係る復号装置１Ａについて）
本発明の第２の実施の形態に係る復号装置１Ａについて図５、図６を参照して説明する。復号装置１Ａは、復号装置１と一部が異なる。よって、復号装置１と共通する部材については同一または同一系の符号を用い、その説明を省略または簡略化し、復号装置１とは異なる部材について主に説明する。復号装置１Ａのブランチ相関部１１Ａは、復号装置１のブランチ相関部１１が出力する最終状態のブランチのメトリック２６を出力していない。

また、図６は、復号装置１Ａの処理手順を示すフローチャートであるが、図２、図３のフローチャートと共通する処理（ＳＴＡＲＴ、ステップＳ１〜Ｓ３、Ｓ７、Ｓ１１、Ｓ１３、Ｓ１４）については図２、図３と同じ符号とし、その説明を省略または簡略化し、図２、図３とは異なる処理について主に説明する。

ステップＳ２０：ブランチ相関部１１Ａは、入力データ記憶部１０より初期状態から最終状態までの各状態についてのデータ２１Ａを読み出し、各ブランチのメトリックを計算してステップＳ２１の処理へ移行する。

なお、ブランチ相関部１１Ａが行うステップＳ２０の処理は、初期状態から最終状態までの同一状態に遷移する各ブランチに対して繰り返される（繰り返し♯４）。

ステップＳ２１：生き残りパス選択部１２Ａは、ブランチ相関部１１Ａから初期状態から最終状態までの各ブランチのメトリック２２Ａを読み出すと共に、パスメトリック記憶部１３Ａからパスメトリック読み出し値２３Ａを読み出し、これらの値を合計してステップＳ２２の処理へ移行する。

なお、ステップＳ２１においては、ステップＳ２においてパスメトリック記憶部１３Ａのパスメトリック累積値が初期化されているため、第１段目の処理においては初期値が読み出され、第２段目の処理においてはステップＳ２２でパスメトリック記憶部１３Ａに書き戻されたメトリックの値が読み出される。

ステップＳ２２：生き残りパス選択部１２Ａは、合計の結果が最大となるパスを生き残りパスとし、その情報を更新値２４Ａとしてパスメトリック記憶部１３Ａに書き戻してステップＳ７の処理へ移行する。

なお、ブランチ相関部１１Ａ、生き残りパス選択部１２Ａが行うステップＳ２０、Ｓ２１、Ｓ２２の処理は、データ２０の初期状態から最終状態までの各状態に対して繰り返される（繰り返し♯５）。

ステップＳ２３：Tail-biting候補抽出部１４Ａは、パスメトリック記憶部１３Ａから最終状態におけるメトリック累積値２５Ａを読み出してステップＳ１３の処理へ移行する。

これにより、Tail-biting候補抽出部１４Ａには、初期状態から最終状態までの複数の最尤パスの候補が読み出される。

このように、復号装置１Ａでは、ブランチ相関部１１ＡからTail-biting候補選択部１４Ａへの最終状態に関するブランチのメトリック２６の提供を省略することができる。

（プログラムを用いる実施の形態）
また、復号装置１、１Ａの各部は、所定のプログラムにより動作する汎用の情報処理装置（ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）など）によって構成されてもよい。例えば、汎用の情報処理装置は、メモリ、ＣＰＵ、入出力ポートなどを有する。汎用の情報処理装置のＣＰＵは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、汎用の情報処理装置には、復号装置１、１Ａの各部の機能が実現される。また、その他の機能についてもソフトウェアにより実現可能な機能については汎用の情報処理装置とプログラムとによって実現することができる。

なお、汎用の情報処理装置が実行する制御プログラムは、復号装置１、１Ａの出荷前に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、復号装置１、１Ａの出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、制御プログラムの一部が、復号装置１、１Ａの出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。復号装置１、１Ａの出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶される制御プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。

また、制御プログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態は、その要旨を逸脱しない限り、様々に変更が可能である。たとえば、図１において入力データ記憶部１０を設ける代わりに入力データを必要回数分繰り返してブランチ相関部１１に入力するようにしてもよい。

また、図１のパスメトリック記憶部１３において各パスに紐付けられた初期状態を記憶する代わりに、Tail-biting候補選択部１４において各パスをトレースバックすることで初期状態を発見するようにしてもよい。

また、図１のパスメトリック記憶部１３において、パスの復号結果に関する情報を記憶する代わりに、復号装置１の状態遷移履歴に関する情報を記憶するようにしてもよい。

また、図１のブランチ相関部１１や生き残りパス選択部１２、パスメトリック記憶部１３、Tail-biting候補選択部１４においては、相関メトリックの代わりに、各パスに対応する符号語と復号装置１の入力との間のユークリッド距離を用いることも可能である。ユークリッド距離を用いる場合は、より距離が小さいパスの方が尤度が高くなる。

また、図２、図６における第１段目の処理は、繰り返し行うことも可能である。すなわち、生き残りパス選択部１２、１２Ａは、第１段目の処理が終了した結果得られたパスメトリック記憶部１３、１３Ａの更新値２４を、第１段目の処理を開始する際の過去の生き残りパス情報２３に置き換えて再度処理を実行する処理を複数Ｍ回繰り返してもよい。

この場合、ステップＳ１１における終了フラグは所定の繰り返し回数が終了したことを示すフラグとなる。この繰り返し回数は、多ければ多いほど初期状態の曖昧さは払拭される。しかしながら、この繰り返し回数は、多ければ多いほど復号遅延も増加する。よって、初期状態の曖昧さの払拭度合いと復号遅延との関係に基づき適当な繰り返し回数を設定することが好ましい。

また、第２段階の生き残りパス選択ステップの処理において、初期状態から最終状態のＮ前の状態まで復号処理を行い、Ｎを“１”として説明した。これは説明を分り易くするためであり、Ｎの値は“１”に限定されない。たとえば、Ｎをデータ２０と同じ長さとすることで生き残りパスを選択せず、可能性のあるパス全てに対して最尤パス選択ステップの処理を適用してもよい。

図２、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２のパスメトリック初期化に用いる初期値は零としてもよい。

また、以上に挙げたその他の実施の形態を組み合わせて実施することも可能である。

１、１Ａ…復号装置、１０…入力データ記憶部、１１、１１Ａ…ブランチ相関部、１２、１２Ａ…生き残りパス選択部（第１、第２の生き残りパス選択手段、生き残りパス選択手段）、１３、１３Ａ…パスメトリック記憶部、１４、１４Ａ…Tail-biting候補選択部（最尤パス選択手段）、１５…復号結果出力部

Claims (7)

1. 初期状態と最終状態とが一致するという条件を満たして畳み込み符号化されたデータをビタビ復号する復号装置において、
   上記復号装置の各初期状態におけるパスメトリックを全て等しい重みにより初期化して第１のパスメトリックを与え、復号装置入力データに基づいて初期状態から最終状態に至るまでの各状態遷移においてパスメトリックがより大きくなるパスを生き残りパスとして選択し、最終状態における第２のパスメトリックを得る第１段階の生き残りパス選択手段と、
   上記第２のパスメトリックを上記復号装置の各初期状態におけるパスメトリックとして与え、再び同じ上記復号装置入力データに基づいて初期状態から最終状態のＮ(Ｎは自然数)前まで生き残りパスを選択し、最終状態のＮ前の状態における第３のパスメトリックを得る第２段階の生き残りパス選択手段と、
   最終状態のＮ前の状態から最終状態までの各遷移に対応するブランチのメトリックと第３のパスメトリックとの合計値が最大となるパスを、最終状態と初期状態とが一致するという条件の下で選択する最尤パス選択手段と、
   を備え、
   上記Ｎは、符号長より小さい整数である、
   ことを特徴とする復号装置。
2. 請求項１記載の復号装置において、
   前記Ｎは、“１”である、
   ことを特徴とする復号装置。
3. 請求項１または２記載の復号装置において、
   前記第１段階の生き残りパス選択手段は、前記第２のパスメトリックを前記第１のパスメトリックに置き換えて再度処理を実行する処理を複数Ｍ（Ｍは自然数）回繰り返した結果を前記第２のパスメトリックとする、
   ことを特徴とする復号装置。
4. 初期状態と最終状態とが一致するという条件を満たして畳み込み符号化されたデータをビタビ復号する復号装置が行う復号方法において、
   上記復号装置が、
   復号装置の各初期状態におけるパスメトリックを全て等しい重みにより初期化して第１のパスメトリックを与え、復号装置入力データに基づいて初期状態から最終状態に至るまでの各状態遷移においてパスメトリックがより大きくなるパスを生き残りパスとして選択し、最終状態における第２のパスメトリックを得る第１段階の生き残りパス選択ステップの処理と、
   上記第２のパスメトリックを初期状態におけるパスメトリックとして再び同じ復号装置入力データに基づいて初期状態から最終状態のＮ(Ｎは自然数)前まで生き残りパスを選択し、最終状態のＮ前の状態における第３のパスメトリックを得る第２段階の生き残りパス選択ステップの処理と、
   最終状態のＮ前の状態から最終状態までの各遷移に対応するブランチのメトリックと上記第３のパスメトリックとの合計値が最大となるパスを、最終状態と初期状態とが一致するという条件の下で選択する最尤パス選択ステップの処理と、
   を実行し、
   上記Ｎは、符号長より小さい整数である、
   ことを特徴とする復号方法。
5. 請求項４記載の復号方法において、
   上記Ｎは“１”である、
   ことを特徴とする復号方法。
6. 請求項４または５記載の復号方法において、
   前記第１段階のパスメトリック算出ステップの処理として、前記第２のパスメトリックを前記第１のパスメトリックに置き換えることにより同じ処理をＭ(Ｍは自然数)回繰り返し、得られた結果を前記第２のパスメトリックとして前記第２段階の生き残りパス選択ステップの処理に与える、
   ことを特徴とする復号方法。
7. 情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、
   請求項１から３のいずれか１項記載の復号装置における、第１および第２の生き残りパス選択手段、最尤パス選択手段、の機能を実現する、
   ことを特徴とするプログラム。

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