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Mathematical analysis of delay and coding rate with respect to precision of arithmetic code

Research Project

Project/Area Number 18K04131
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Nishiara Mikihiko  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (90333492)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords情報理論 / 通信の数学的理論 / 情報源符号化 / 通信路符号化 / 遅延 / 歪みのある情報源符号化 / コスト付き通信路符号化 / コスト / 符号化レート / 符号化遅延
Outline of Final Research Achievements

Interpreting a delay as a distortion or a cost, the mathematical aspect of the main problems in the framework of conventional information theory were analyzed scientifically. As a result about the distortion, for various formulations due to the difference in fixed length encoding and variable-length record encoding in the encoding method and the difference between mean distortion condition and maximum distortion limitation in the distortion limitation, the rate-distortion problems for general sources with noise reduced into the corresponding problems without noise. As a result about the cost, expanding the concept of the conventional cost, the optimal solution about the cost that the output of the channel cost was derived as well as the optimal solution about the stochastic cost.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究開始当初は遅延の解析を目標に掲げていたが、遅延の解釈を一般化することによって当初想定していたよりも適用範囲の広い結果が得られた。歪みの概念を決定論的なものから確率論的なものへ一般化したことで揺らぎのある歪みを伴う問題に対する理論的体系を示すことができた。一方、コストの概念を決定論的なものから確率論的なものへ一般化したことで間接的な要因によるコスト変動に対する理論的体系を示すことができた。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Channel Coding with Cost Paid on Delivery2022

    • Author(s)
      NISHIARA Mikihiko
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      Volume: E105.A Issue: 3 Pages: 345-352

    • DOI

      10.1587/transfun.2021TAP0002

    • NAID

      130008165403

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • Year and Date
      2022-03-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 情報スペクトル指向の情報源可変長符号化定理について2022

    • Author(s)
      西新幹彦
    • Organizer
      第45回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 雑音を含んで観測される一般情報源に対するレート歪み理論について2022

    • Author(s)
      金子歩夢, 西新幹彦
    • Organizer
      第45回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Channel Capacity with Cost Constraint Allowing Some Cost Overrun2022

    • Author(s)
      Masaki Hori, Mikihiko Nishiara
    • Organizer
      International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2022)
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 漸近的コスト制約付き通信路符号化2021

    • Author(s)
      堀真樹,西新幹彦
    • Organizer
      第44回情報理論とその応用シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] パケット間隔で情報を送る通信路の記憶を考慮したSum-Product復号法の検証2021

    • Author(s)
      佐藤奏杜,西新幹彦
    • Organizer
      2021年度電子情報通信学会信越支部大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 二元定常無記憶情報源に対するレート・遅延関数2020

    • Author(s)
      大橋輝路, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 復号誤りとコスト超過を許容した漸近的コスト制約付き通信路符号化定理2020

    • Author(s)
      堀真樹, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 定常無記憶情報源に対するレート・遅延関数の導出について2020

    • Author(s)
      大橋輝路, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 誤り訂正符号としてのラテン方陣の復号方法について2020

    • Author(s)
      塚田芳寿, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 微小なコスト超過を許容した一般通信路における漸近的コスト制約付通信路符号化定理2020

    • Author(s)
      堀真樹, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 情報鮮度の観点に基づく通信システムの数理的評価に向けて2020

    • Author(s)
      千葉直紀, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] On Channel Coding with Cost Constraint on Delivery2019

    • Author(s)
      MIkihiko Nishiara
    • Organizer
      11th Asia-Europe workshop on Concepts in Information Theory
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On Searching for Optimal Non-alphabetic Arithmetic Codes with Low Delay Based on A* Algorithm2019

    • Author(s)
      Naohiro Uchida, Mikihiko Nishiara
    • Organizer
      2019 IEEE International Symposium on Information Theory, Recent Results Session
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] レート・遅延理論に関する基礎的検討2019

    • Author(s)
      大橋輝路, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 離散無記憶通信路に対するコストあたり通信路容量の算出に関する考察2019

    • Author(s)
      川合康太, 西新幹彦
    • Organizer
      第42回情報理論とその応用シンポジウム
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 一般通信路に対する漸近的コスト制約付き通信路符号化定理2019

    • Author(s)
      堀真樹, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 離散無記憶通信路に対するコストあたり通信路容量の算出に向けて2019

    • Author(s)
      川合康太, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 順序保存性のない最適な算術符号の探索アルゴリズムの評価2019

    • Author(s)
      打田尚大, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] レート・遅延理論に関する基礎的検討2019

    • Author(s)
      大橋輝路, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会信越支部大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] An A* algorithm for constructing optimal AIFV codes2018

    • Author(s)
      Mikihiko Nishiara, Masashi Yamakawa
    • Organizer
      Asia Pacific Society for Computing and Information Technology 2018 Annual Meeting
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A*アルゴリズムを用いた順序保存性のない最適な算術符号の探索について2018

    • Author(s)
      打田尚大, 西新幹彦
    • Organizer
      電子情報通信学会情報理論研究会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 微小なコスト超過を許容する着払いコスト制約付き通信路符号化について2018

    • Author(s)
      西新幹彦
    • Organizer
      第41回情報理論とその応用シンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ランダム符号化を用いない一般情報源に対するレート・歪み理論の順定理2018

    • Author(s)
      伊藤佑樹, 西新幹彦
    • Organizer
      第41回情報理論とその応用シンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 順序保存性のない最適な算術符号の探索アルゴリズム2018

    • Author(s)
      打田尚大, 西新幹彦
    • Organizer
      平成30年度電子情報通信学会信越支部大会
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  • [Presentation] レート歪み理論と遅延の関係について2018

    • Author(s)
      大橋輝路, 西新幹彦
    • Organizer
      平成30年度電子情報通信学会信越支部大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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