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準瞬時FV符号およびその拡張符号に対する理論および応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H01436
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

山本 博資  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 名誉教授 (30136212)

研究分担者 岩田 賢一  福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (80284313)
阪井 和男  明治大学, 法学部, 専任教授 (50225752)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード準瞬時FV符号 / AIFV符号 / AIVF符号 / 無歪みデータ圧縮 / 繰返し最適化手法 / 通信路-情報源同時符号化アルファベッティク符号 / アルファベッティクAIFV符号 / 動的AIFV符号 / 準瞬時符号 / データ圧縮 / 情報源符号化 / 情報理論 / 準瞬時FV符号 (AIFV符号) / 準瞬時VF符号 (AIVF符号) / 情報源符号 / 準瞬時VF符号 / 準舜時FV符号 / 準舜時VF符号 / 繰り返し最適化手法 / データ圧縮符号 / ユニバーサル符号 / LZW符号 / 平均性能最適化 / 繰り返し最適化
研究成果の概要

準瞬時(AIFV)符号に関して次の研究成果を得た。最適なAIFV符号を得るための繰返し最適化手法の提案とその最適性の証明。動的AIFV符号の構成法とその性能評価。アルファベッティックAIFV符号の構成法とその性能評価。2元AIFV符号木の数え上げとその符号化法。AIFV-m符号の最悪冗長度の評価。AIVF符号に基づくユニバーサル符号とその性能評価。最適な2元アルファベッティクAIFV-m符号の構成法とその性能評価。離散情報源と有限状態無雑音通信路に対するAIFV符号化法を用いた同時符号化法とその性能評価。不均一な符号ビットコストに対して2ビット復号遅延を持つAIFV符号の構成法とその性能評価。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ハフマン符号は平均符号長を最小にする最適な符号として知られていたが、準瞬時FV(AIFV)符号では複数の符号木を同時に使うことで、ハフマン符号よりさらに短い平均符号長を達成することができる。本研究ではAIFV符号の最適な構成法やAIFV符号の拡張法(動的符号, アルファベッティック符号, ユニバーサル符号, 情報源と通信路の同時符号化, 符号語ビットが不均一コストを持つ場合符号化など)を示すことで、それらの従来知られていた符号よりもさらに小さい平均符号長を達成できることを明らかにした。これらの符号を利用することで,さまざまな通信システムや記録システムの符号化効率を改善することができる。

報告書

(6件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] AIFV Codes Allowing 2-bit Decoding Delays for Unequal Bit Cost2024

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Iwata, Kengo Hashimoto, Takahiro Wakayama, Hirosuke Yamamoto,
    • 雑誌名

      Proceedings of 2024 IEEE International Symposium on Information Theory

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Joint Coding for Discrete Sources and Finite-State Noiseless Channels2022

    • 著者名/発表者名
      Iwata Ken-Ichi、Yamamoto Hirosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of 2022 IEEE International Symposium on Information Theory

      巻: - ページ: 3327-3332

    • DOI

      10.1109/isit50566.2022.9834437

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AIVF Codes Based on Iterative Algorithm and Dynamic Programming2021

    • 著者名/発表者名
      Iwata Ken-ichi、Yamamoto Hirosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of 2021 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT2021)

      巻: 1 ページ: 2018-2023

    • DOI

      10.1109/isit45174.2021.9518033

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Algorithm for Constructing the Optimal Code Trees for Binary Alphabetic AIFV-m Codes2021

    • 著者名/発表者名
      Iwata Ken-ichi、Yamamoto Hirosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of 2020 IEEE Information Theory Workshop (ITW2020)

      巻: 1 ページ: 261-265

    • DOI

      10.1109/itw46852.2021.9457572

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 準瞬時FV符号(AIFV符号)─ハフマン符号に勝る圧縮率を達成する符号─2021

    • 著者名/発表者名
      山本博資
    • 雑誌名

      電子情報通信学会誌

      巻: 104 ページ: 35-42

    • NAID

      40022455335

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] A Universal Data Compression Scheme based on the AIVF Coding Techniques2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Hirosuke、Imaeda Koki、Hashimoto Kengo、Iwata Ken-ichi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2020 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT2020)

      巻: 1 ページ: 2378-2382

    • DOI

      10.1109/isit44484.2020.9173982

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On a Redundancy of AIFV-m Codes for m =3,52020

    • 著者名/発表者名
      Fujita Ryusei、Iwata Ken-ichi、Yamamoto Hirosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of 2020 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT2020)

      巻: 1 ページ: 2373-2377

    • DOI

      10.1109/isit44484.2020.9174219

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Iterative Algorithm to Optimize the Average Performance of Markov Chains with Finite States2019

    • 著者名/発表者名
      Ryusei Fujita, Ken-ichi Iwata, Hirosuke Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of International Sympoium on Information Theory

      巻: 1 ページ: 1902-1906

    • DOI

      10.1109/isit.2019.8849856

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enumeration and Coding of Compact Code Trees for Binary AIFV Codes2019

    • 著者名/発表者名
      Kengo Hashimoto, Ken-ichi Iwata, Hirosuke Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of International Sympoium on Information Theory

      巻: 1 ページ: 1527-1531

    • DOI

      10.1109/isit.2019.8849775

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] An Optimality Proof of the Iterative Algorithm for AIFV-m Codes2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita Ryusei、Iwata Ken-Ichi、Yamamoto Hirosuke
    • 雑誌名

      Proceedings of 2018 IEEE International Symposium on Information Theory

      巻: 1 ページ: 2187-2191

    • DOI

      10.1109/isit.2018.8437861

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alphabetic AIFV Codes Constructed from Hu-Tucker codes2018

    • 著者名/発表者名
      Tomotaka Hiraoka, Hirosuke Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 2018 IEEE International Symposium on Information Theory

      巻: 1 ページ: 2182-2186

    • DOI

      10.1109/isit.2018.8437915

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic AIFV Coding2018

    • 著者名/発表者名
      Tomotaka HIRAOKA, Hirosuke YAMAMOTO
    • 雑誌名

      Proceedings of 2018 International Symposium on Information Theory and Its Applicaitons

      巻: 1 ページ: 577-581

    • DOI

      10.23919/isita.2018.8664267

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Nビットの復号遅延を許容するアルファベティック符号の構成法2023

    • 著者名/発表者名
      植田大智,岩田 賢一,山本 博資
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会技術報告
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 符号ビットのコストを考慮した2ビットの復号遅延を許容するAIFV符号2023

    • 著者名/発表者名
      若山貴洋,橋本健吾,岩田 賢一,山本 博資
    • 学会等名
      第46回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 3ビットの復号遅延を許容するアルファベティック符号の構成法2022

    • 著者名/発表者名
      植田大智,岩田 賢一,山本 博資
    • 学会等名
      第45回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2元AIFV-m符号の最悪冗長度が1/mである予想の反例と改良2021

    • 著者名/発表者名
      中村優太,植田大智,岩田賢一,山本博資
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告(情報理論研究会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] AIFV-m符号の冗長度について ~ m=3,5の場合 ~2020

    • 著者名/発表者名
      藤田龍星,岩田賢一,山本博資
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告(情報理論研究会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] AIFV符号の構成法および有限マルコフ状態における平均性能の最適化法2020

    • 著者名/発表者名
      岩田賢一,藤田龍星,山本博資
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告(フォトニックネットワーク研究会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2元AIFV-m符号における符号木の列挙と符号化2020

    • 著者名/発表者名
      大西源太,橋本健吾,岩田賢一,山本博資
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告(情報理論研究会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] AIFV符号化テクニックに基づくユニバーサルデータ圧縮符号2019

    • 著者名/発表者名
      山本博資,橋本健吾, 今枝弘貴, 岩田賢一
    • 学会等名
      第11回シャノン理論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 平均性能最適化の繰り返しアルゴリズムによるAIVF符号の改良2019

    • 著者名/発表者名
      牧野楓也, 藤田龍星, 岩田賢一, Danny Dube;, 山本博資
    • 学会等名
      第42回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Enumeration of Compact Trees of AIFV codes2018

    • 著者名/発表者名
      K.Hashimoto, K.Iwata, and H.Yamamoto
    • 学会等名
      International Symposium on Information Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不均一コストに対する2元AIFV符号の簡易構成法2018

    • 著者名/発表者名
      吉田崇裕, 山本博資
    • 学会等名
      電子情報通信学会情報理論研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 元AIFV符号におけるコンパクト符号木の列挙と符号化2018

    • 著者名/発表者名
      橋本健吾, 岩田賢一, 山本博資
    • 学会等名
      第41回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 最適な2元AIFV-m符号の構成法の実装例2018

    • 著者名/発表者名
      河井貴哉, 藤田龍星,橋本健吾, 岩田賢一, 山本博資
    • 学会等名
      第41回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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