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算術符号の精度に関する遅延と符号化レートの解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K04131
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関信州大学

研究代表者

西新 幹彦  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (90333492)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード情報理論 / 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
研究成果の概要

遅延を歪みと解釈したりコストと解釈したりすることによって従来の情報理論の枠組みで主要となる問題を数理科学的に解析することができた。歪みに関する結果として、符号化法における固定長符号化と可変長符号化の違いと歪み制約における平均歪み制約と最大歪み制約の違いによって定式化の違いが生まれるが、そのすべてにおいて雑音を伴う一般情報源に対するレート歪み問題を雑音のない問題へ帰着することができた。コストに関する結果としては、従来のコストの概念を拡張して通信路の出力に掛かるコストに関する最適解を導いたほか、この問題の解法を応用することによって適用範囲の広い確率的コストについても最適解を導くことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Channel Coding with Cost Paid on Delivery2022

    • 著者名/発表者名
      NISHIARA Mikihiko
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E105.A 号: 3 ページ: 345-352

    • DOI

      10.1587/transfun.2021TAP0002

    • NAID

      130008165403

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2022-03-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      西新幹彦
    • 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] 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

    • 著者名/発表者名
      金子歩夢, 西新幹彦
    • 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] Channel Capacity with Cost Constraint Allowing Some Cost Overrun2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hori, Mikihiko Nishiara
    • 学会等名
      International Symposium on Information Theory and Its Applications (ISITA2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 漸近的コスト制約付き通信路符号化2021

    • 著者名/発表者名
      堀真樹,西新幹彦
    • 学会等名
      第44回情報理論とその応用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      佐藤奏杜,西新幹彦
    • 学会等名
      2021年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 二元定常無記憶情報源に対するレート・遅延関数2020

    • 著者名/発表者名
      大橋輝路, 西新幹彦
    • 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
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      堀真樹, 西新幹彦
    • 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
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大橋輝路, 西新幹彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      塚田芳寿, 西新幹彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      堀真樹, 西新幹彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      千葉直紀, 西新幹彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] On Channel Coding with Cost Constraint on Delivery2019

    • 著者名/発表者名
      MIkihiko Nishiara
    • 学会等名
      11th Asia-Europe workshop on Concepts in Information Theory
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Searching for Optimal Non-alphabetic Arithmetic Codes with Low Delay Based on A* Algorithm2019

    • 著者名/発表者名
      Naohiro Uchida, Mikihiko Nishiara
    • 学会等名
      2019 IEEE International Symposium on Information Theory, Recent Results Session
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レート・遅延理論に関する基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      大橋輝路, 西新幹彦
    • 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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      川合康太, 西新幹彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      堀真樹, 西新幹彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      川合康太, 西新幹彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      打田尚大, 西新幹彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レート・遅延理論に関する基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      大橋輝路, 西新幹彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] An A* algorithm for constructing optimal AIFV codes2018

    • 著者名/発表者名
      Mikihiko Nishiara, Masashi Yamakawa
    • 学会等名
      Asia Pacific Society for Computing and Information Technology 2018 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      打田尚大, 西新幹彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      西新幹彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      伊藤佑樹, 西新幹彦
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      打田尚大, 西新幹彦
    • 学会等名
      平成30年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] レート歪み理論と遅延の関係について2018

    • 著者名/発表者名
      大橋輝路, 西新幹彦
    • 学会等名
      平成30年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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