(57)【要約】デジタルデータデコーダ（５０）のチャンネル・デコーダ（５１）によって受信されたデジタルデータのソース・チャンネル連合デコード方法において、前記受信デジタルデータが、ソース（１０）の、離散値または記号（ｉ、ｊ、・・・）をエンコードする発信デジタルデータの、伝送チャンネル（４０）を介した伝送に由来し、前記記号に関連づけられた確率が前記チャンネル・デコーダ（５１）のチャンネル・デコード・トレリスに適用される方法。本発明によれば、前記確率（ｐ（ｉ）、ｐ（ｉ／ｊ））は前記デコーダ（５０）によって推定される記号の出現から統計的に推定される。用途分野は通信チャンネル内で伝送されるデジタルデータのエンコードとデコードである。【選択図】図３
2007531363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータデコーダ（５０）のチャンネル・デコーダ（５１）によって受信されるデジタルデータのソース・チャンネル連合デコード方法であり、前記受信デジタルデータが、ソース（１０）の、離散値または記号（ｉ、ｊ、・・・）をエンコードする発信デジタルデータの伝送チャンネル（４０）を介して伝送され、前記記号に関連づけられた確率が前記チャンネル・デコーダ（５１）のチャンネル・デコード・トレリスに適用され、前記確率（ｐ（ｉ）、ｐ（ｉ／ｊ））が前記デコーダ（５０）によって推定される記号の出現から統計的に推定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記確率が反復的に推定されることを特徴とする、請求項１に記載の連合デコード方法。
【請求項３】
前記確率が記号の出現確率（ｐ（ｉ））であることを特徴とする、請求項１または２に記載の連合デコード方法。
【請求項４】
前記確率が記号間の遷移確率（ｐ（ｉ／ｊ））であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載の連合デコード方法。
【請求項５】
前記チャンネル・デコーダ（５１）がチャンネル畳み込みエンコーダに組み合わされた畳み込みデコーダであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一つに記載の連合デコード方法。
【請求項６】
デコーダがターボデコーダであり、前記チャンネル・デコーダが前記ターボデコーダの入力チャンネル・デコーダ（５１）であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一つに記載の連合デコード方法。
【請求項７】
前記記号が有限規模の二分木によって表される可変長のエンコード（ＣＬＶ）に応じてエンコードされ、前記確率（ｐ（ｉ）、ｐ（ｉ／ｊ））が前記ツリーのそれぞれの枝に関連づけられ、前記チャンネル・デコード・トレリスの対応する段階に適用されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一つに記載の連合デコード方法。
【請求項８】
デジタルデータのソース・チャンネル連合デコーダにおいて、一方では、ソース（１０）の、離散値または記号（ｉ、ｊ、・・・）をエンコードする発信デジタルデータの伝送チャンネル（４０）を介した伝送に由来するデジタルデータを受信することに、また、他方では、前記記号に関連づけられた確率を受信することに適したチャンネル・デコーダ（５１）を含み、デコーダ（５０）によって推定された記号の出現ヒストグラム・ジェネレータ（５４）、復元された前記記号に関連づけられた確率（ｐ（ｉ）、ｐ（ｉ／ｊ））の計算手段、および、前記確率をチャンネル・デコーダ（５１）のチャンネル・デコード・トレリスに適用するための手段（５６）をも備えていることを特徴とするソース・チャンネル連合デコーダ（５０）。
【請求項９】
前記チャンネル・デコード・トレリスが二進値（変調を考慮に入れて（０、１）または（−１、１））のデコードトレリスであり、前記確率を適用するための前記手段が、二進値（（０、１）または（−１；１））確率への記号確率（ｐ（ｉ）、ｐ（ｉ／ｊ））の変換モジュール（５６）であることを特徴とする、請求項８に記載の連合デコーダ。
【請求項１０】
前記確率が記号の出現確率（ｐ（ｉ））であることを特徴とする、請求項８または９に記載の連合デコーダ。
【請求項１１】
前記確率が記号間の遷移確率（ｐ（ｉ／ｊ））であることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一つに記載の連合デコーダ。
【請求項１２】
前記チャンネル・デコーダ（５１）がチャンネル畳み込みエンコーダに組み合わされた畳み込みデコーダであることを特徴とする、請求項８から１１のいずれか一つに記載の連合デコーダ。
【請求項１３】
デコーダがターボデコーダであり、前記チャンネル・デコーダが前記ターボデコーダの入力チャンネル・デコーダ（５１）であることを特徴とする、請求項８から１２のいずれか一つに記載の連合デコーダ。
【請求項１４】
前記記号が有限規模の二分木によって表される可変長のエンコード（ＣＬＶ）に応じてエンコードされ、前記確率（ｐ（ｉ）、ｐ（ｉ／ｊ））が前記ツリーのそれぞれの枝に関連づけられ、前記チャンネル・デコード・トレリスの対応する段階に適用されることを特徴とする、請求項８から１３のいずれか一つに記載の連合デコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はソース・チャンネル連合デコード方法に関するものである。また、本発明は関連するソース・チャンネル連合デコーダにも関するものである。
【０００２】
本発明は、通信チャンネル内で伝送されるデジタルデータ、とりわけ移動電話のＵＭＴＳチャンネル上をＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ）エンコードで伝送されるデータのエンコードとデコードの分野にとくに有利な用途がある。
【背景技術】
【０００３】
現時点で、最も高性能のデジタル通信システムは、別個に最適化されたソースのエンコードのシステムとチャンネルのエンコードのシステムに基づいている。ソースエンコーダは伝送するソース信号の冗長を最大限減らすことを目的としている。反対に、全ての伝送に内在する変動からこの情報を保護するために、チャンネル・エンコーダは制御された仕方で冗長性を導入している。
【０００４】
より具体的には、最良の結果は、離散的コサイン変換（ＴＣＤすなわち英語でＤＣＴ）または可変長コードに組み合わされた「ウェーブレット」（ＣＬＶすなわち英語でＶＬＣ）によるエンコーダによるソースのエンコード（音響、映像およびビデオ）で得られる。チャンネルのエンコードについては、ターボ符号の、および、より一般的には軟判定反復エンコーダの概念が、シャノン（Ｓｈａｎｎｏｎ）が定義した理論的限界に向けて決定的な一歩を踏み出すことを可能にしたが、しかしながら、ソースのエンコードとチャンネルのエンコードの分離の最適性は無限に向かう長さのコードについてしか保証されない。そのため、実際に求められる最適な解決法は、有限長さのチャンネルコードで、ソース・チャンネル連合エンコードシステムおよび／またはソース・チャンネル連合デコードシステム（ＤＣＳＣ）を最適化するものになる。
【０００５】
最近数年間に、最も重要なケース、すなわち受信器が再同期化できる前にビットストリームのセグメント全体にたった一つのエラーが広がりうるＶＬＣのケースを処理するために、とくにＤＣＳＣの分野で数多くの研究が実現された。ＤＣＳＣのいくつもの方法が提案された。それらの共通点の一つは所与の伝送条件においてデコーダの全体的性能を向上させるためにソース統計に基づく必要があることである。大抵の場合、発案者はこの統計がデコーダから正確に知られると想定している。実際には、それは実際の信号には当てはまらず、非定常ソース信号をＵＭＴＳチャンネル上でＭＰＥＧ４伝送する上述の用途のような場合には、とりわけ当てはまらない。
【０００６】
現状技術では、チャンネルのエンコードの有無を問わず、「ノイズ」チャンネルと呼ばれる、劣化伝送チャンネル内で伝送される、例えばハフマン型の、ＶＬＣデコードに関する四つの種類の解決法がある。
【０００７】
ａ）分離または「タンデム型」デコード法
この第一の場合、チャンネルとソースのデコードは順次、独立して実現される。くわえて、ソースのデコードはテーブル内の読取によって実施され、したがって、いわゆる「ハードデコード」に対応する。この場合、エンコーダとデコーダに必要なのはＶＬＣエンコードテーブルの知識だけであり、ソース統計の追加の情報はデコーダにはいっさい無用である。ソースの「ハードデコード」による「タンデム型」デコードは現状技術の通信システムにおいては古典的な方式である。ターボ符号によるチャンネルのエンコードを伴う「タンデム型」デコードへの言及は、欧州特許第１２３０７３６号明細書にある。
【０００８】
ｂ）ソースの完全な推定によるデコード法
ＶＬＣツリーの構造、ならびにそれに組み合わされたソースの離散値、または記号の統計が、デコーダから完全かつ決定的に認識される。この統計は、ソフトデコードと呼ばれる形でソース・デコーダによって、および／または、チャンネル・デコーダによって使用されることができる。この意味で、前掲の欧州特許第１２３０７３６号明細書はチャンネルのエンコードによってソース統計を計算に入れる際に有意の前進となる。
【０００９】
ｃ）ソースのパラメトリック推定によるデコード法
いくつかの場合において、パラメトリック・モデルによって実際のソースをモデル化することが考えられる。これが当てはまるのが例えば、Ａ．Ｈ．ＭｕｒａｄおよびＴ．Ｅ．Ｆｕｊａの論文、「Ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇ  ｔｈｅ  ｒｅｓｉｄｕａｌ  ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｉｎ  ｍｏｔｉｏｎ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｖｅｃｔｏｒｓ  ｔｏ  ｉｍｐｒｏｖｅ  ｔｈｅ  ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｖｉｄｅｏ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  ｏｖｅｒ  ｎｏｉｓｙ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒ．Ｃｏｎｆ．ｏｎ  Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＩＣＩＰ）、４−７  Ｏｃｔ．１９９８の場合で、ここで著者らは動画シーケンスの運動ベクトル（ＶＭ）を表すのに８つのパラメータを含む１次元のマルコフモデルを提案している。エンコーダで推定され、完全に伝送されたと仮定されたこれらのパラメータは、ソース統計を、すなわちＶＭのＶＬＣ記号遷移確率を利用するために、つぎにデコーダで使用されることができる。
【００１０】
ｄ）ソースの非パラメトリック推定によるデコード法
モデルを必要としないデコード法はより一般的になり、それによって各種のソースに適用できる。現在知られている推定方法は、定常確率（Ｊ．ＷｅｎおよびＪ．Ｄ．Ｖｉｌｌａｓｅｎｏｒ、「Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｓｏｆｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｃｏｄｅｓ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＤＣＣ、Ｓｎｏｗｂｉｒｄ、Ｕｔａｈ、ＵＳＡ、Ｍａｒｃｈ  １９９９  参照）にしても、または、最もうまくいった場合、１次元のマルコフモデルのソースの遷移確率（Ｃ．ＷｅｉｄｍａｎｎおよびＰ．Ｓｉｏｈａｎ、「Ｄｅｃｏｄａｇｅ  ｃｏｎｊｏｉｎｔ  ｓｏｕｒｃｅ−ｃａｎａｌ  ａｖｅｃ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｅｎ  ｌｉｇｎｅ  ｄｅ  ｌａ  ｓｏｕｒｃｅ」、Ａｃｔｅｓ  ｄｅ  Ｃｏｒｅｓａ  ’０３、Ｌｙｏｎ、  Ｆｒａｎｃｅ、ｊａｎｖｉｅｒ  ２００３  参照）でも、記号の確率推定にしか関わらない。
【００１１】
これにはソース記号のアルファベットの大きさに等しい定常確率の数、あるいはこのアルファベットの平方に等しい遷移確率の数の計算が必要になる。そのため、実際には、この情報の伝送の可能性が排除され、デコーダでの推定を実現することが必要になる。例えば、ＭＰＥＧ４エンコーダのＶＭのために実現された単純な計算は、必要な統計の伝送、すなわち４０９６ビットのブロックあたり６５×６５のサイズの実数のマトリクスの伝送には、許容できない回線容量の増加が必要になるだろう。
【００１２】
しかしながら、これら様々なデコード方法のいずれにもいくつかの問題点がある。
【００１３】
ａ）タイプの方法の問題点
これらの方法の主たる問題点は、ソース・ソフト・デコードを実現するのに、あるいはソースに支援されるチャンネル・デコードのためにソースに事前に結びつけられた知識を利用しないことである。しかしながら、ｂ）、ｃ）またｄ）タイプの仮説に基づく数多くの研究が示したところでは、正確な知識、あるいはソース統計の推定のおかげで有意の利得を得ることができる。したがって、所与の伝送方式とチャンネルについて、ａ）タイプの方法は、下限の性能を提供すると言うことができる。
【００１４】
ｂ）タイプの方法の問題点
デコーダにおいてソース統計の完全な知識が想定されるデコードの方法は、実際にはあまりあり得ない理論的枠内にしか適用できない。所与の伝送方式とチャンネルについて、ｂ）タイプの方法は、上限の性能を提供すると言うことができる。
【００１５】
ｃ）タイプの方法の問題点
ソースのパラメトリック推定を伴うデコード方法は実際の用途に使用することに向けての第一歩である。しかしながら、上述のＡ．Ｈ．Ｍｕｒａｄらの論文に記載の方法はいくつもの欠点がある。
【００１６】
まず、一般的な第一の批判は、使用されているＭＡＰ（最大事後（ｍａｘｉｍｕｍ  ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ））デコードアルゴリズムがきわめて複雑なことであるが、なぜならそれは３つの基本デコードトレリスの積に対応するデコードトレリスを用いて実現されるからである。
【００１７】
いわゆる推定方法については、エンコーダで推定される８つのパラメータはエラーなしに、たった一回で伝送されると仮定されていることがわかる。この仮定は、この伝送が高価であることが考慮されていない。事実、それはまず回線容量を有意に増加させるが、なぜなら、実際には、ＶＭが非定常事象ソースを構成し、したがって、頻繁に切り替わるモデルのパラメータは再更新の都度伝送されなければならない。つぎに、運動パラメータによって伝送される情報はきわめて敏感なので、チャンネル・エンコードによるその保護のコストは高くなるおそれがあり、あるいは、デコーダでそれが推定される場合、モデルの不正確さが増す可能性がある。この観点からみれば、エンコーダにおいても、ＶＭのモデル化を実現するにはかなり複雑であり、また、上述のＡ．Ｈ．Ｍｕｒａｄらの論文において、著者ら自身が彼らのモデルが不完全であることを認めている。くわえて、このモデルは、回線容量を落とすためＶＭのエンコードにディファレンシャル・モードが選択されるビデオ標準の中で現実に行われることに実際には対応していないので、正確なモデルの獲得がなおいっそう複雑になる。
【００１８】
ｄ）タイプの方法の問題点
上述のＪ．ＷｅｎとＪ．Ｄ．Ｖｉｌｌａｓｅｎｏｒの論文は、デコードにおけるソース統計の非パラメトリック推定の第一の基準になる。エラーの伝播を阻止するために、一般的に当てはまるように、データはパケット内にカプセル化され、パケットあたりのビット数はデコーダにおいて認識されていると仮定される。パケットあたりの記号数は認識されていることもされていないこともある。これらの著者らが使用したアルゴリズムは柔軟な入力および柔軟な出力にあり、選択した配列について信頼性情報を与える。加算性ホワイトガウスノイズ（ＢＢＡＧ）のチャンネルのシミュレーションは、ハード・デコーダと比較すると有意の向上を示す。第二の部分において、著者らはデコーダにおけるソースの確率の推定に関心を抱いている。著者らはＶＬＣコンテキストにおいて記号の確率を推定するための、Ｂａｕｍ−Ｗｅｌｃｈアルゴリズムに近い前パス・後パスアルゴリズムを導き出す。この技術はソース・デコードにしか関係しないという事実は言うに及ばず、その主な難点は多大な複雑性によるものである。なぜなら、デコーダは、ＭＡＰの観点での最適なデコードされる配列の獲得のための一般的方法の実施に対応しているからである。このアプローチは動的プログラミングに基づき、簡略化された実施態様を提供しない。くわえて、該方法は各種のＶＬＣ記号の定常確率計算に限定され、したがって、性能の潜在的利得の観点からより興味深い、マルコフ・ソースの場合を考慮していない。
【００１９】
より最近では、上述のＣ．ＷｅｉｄｍａｎｎとＰ．Ｓｉｏｈａｎの論文は、ソース・デコーダ内に、１次元のマルコフ・ソース（マルコフ情報源）の統計推定モジュールを含んでいるＤＣＳＣ技術を提案している。まず、ＤＣＳＣの原理は、可変長エンコーダである第一のエンコーダによるターボコードシリーズの技術に基づいていることに注意しよう。デコードはつぎに、ターボ原理をチャンネル・デコーダとＶＬＣコードのソフトデコーダとの間に適用する。この方式は当初メモリのないソースのためにＢａｕｅｒとＨａｇｅｎａｕｅｒによって提案され、ついでマルコフ・ソースの場合にＧｕｙａｄｅｒらによって広められたが、毎回ＭＡＰの基準（記号または配列）に基づいている。上述のＣ．ＷｅｉｄｍａｎｎとＰ．Ｓｉｏｈａｎの論文に記載の推定方法は、ＤＣＳＣのこのタイプの方式に適用される。ソース・デコードの部分はビットおよび記号レベルで作動するトレリスを備えたＢＣＪＲ（Ｂａｈｌ  Ｃｏｃｋｅ  Ｊｅｌｉｎｅｋ  Ｒａｖｉｖ）アルゴリズムの形で記載される。ついで、ＢＣＪＲの前後の位相の変数を再使用してソース記号の統計推定を表示することができる、Ｂａｕｍ−Ｗｅｌｃｈアルゴリズムの変型を示す。
【００２０】
これらの簡易化にもかかわらず、該方法には複雑性がきわめて高いというコストの問題がある。
【００２１】
くわえて、後でくわしく見るように、ソースの完全推定の仮説で行われた比較（Ｍ．Ｊｅａｎｎｅ，Ｐ．Ｓｉｏｈａｎ，Ｊ．Ｃ．Ｃａｒｌａｃｈ，「Ｃｏｍｐａｒａｉｓｏｎ  ｄｅ  ｄｅｕｘ  ａｐｐｒｏｃｈｅｓ  ｄｕ  ｄｅｃｏｄａｇｅ  ｃｏｎｊｏｉｎｔ  ｓｏｕｒｃｅ−ｃａｎａｌ  ｐｏｕｒ  ｌａ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓａｎｓ  ｆｉｌ  ｄｅ  ｖｉｄｅｏ」，Ａｃｔｅｓ  ｄｕ  ｃｏｌｌｏｑｕｅ  Ｇｒｅｔｓｉ，ｓｅｐｔｅｍｂｒｅ  ２００３、参照）は、この反復方法が移動無線チャンネルに最も典型的なバイナリーエラー率（ＴＥＢ）について本発明に提案されたものより性能が低いことを示した（＜１０−３）。
【特許文献１】欧州特許第１２３０７３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、ｄ）タイプの方法の枠内に再入する。本発明の目的は、例えば、ビデオ信号を受信する移動電話である大衆受信システムのために受容できる程度の実現の複雑性を保ちながらＭＡＰの観点でのデコードの最適性能に近づき、さらには到達することである。
【００２３】
ｄ）のカテゴリーにおいて、先に述べた二つの技術に共通の主な欠点は実現の複雑性が多大なことに結びついている。この複雑性のコストはその大部分が、ソフト・ソースまたはＤＣＳＣの、デコードが記号のレベルで行われることにある。
【００２４】
本発明は、反対に、ビットレベルに統合される、ＶＬＣ記号のソース統計推定の単純かつ効果的な方法を組み込んでいる。本発明はビットレベルで実現されるソース・ソフト・デコード方法または、ＤＣＳＣ方法をすでに提案している欧州特許第１２３０７３６号明細書に基づいている。とくに、この特許において、ターボデコード技術は、デコーダを構成する第一のチャンネル・デコーダが同時にＶＬＣコードのツリー構造の知識とツリーの枝に関連づけられた統計を用いるとき、大幅に向上した性能を生み出すことができることが示された。ソースモデルによれば、有効統計は定常確率または遷移確率に対応することができる。しかしながら、上述の欧州特許において推奨されている全てのデコードオプション（ソフト・ソース、畳み込みコードまたはターボコードによるＤＣＳＣ）において、ソース統計がデコーダに完全に認識されていることが仮定されているが、これは実際には一般的に当てはまらない。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
したがって、本発明の脈略において、実施が簡単なソースの統計推定方法を付け加えることによって欧州特許第１２３０７３６号明細書の方法を補い完全にすることを提案する。
【００２６】
本発明によれば、デジタルデータデコーダのチャンネル・デコーダによって受信されるデジタルデータのソース・チャンネル連合デコード方法を用いて、これの目的は達成されるのだが、前記の受信されるデジタルデータは、ソースの、離散値または記号をエンコードする発信されたデジタルデータの伝送チャンネルを介した伝送に由来し、前記記号に関連づけられた確率が前記チャンネル・デコーダのチャンネル・デコードのトレリスに適用され、前記確率が、前記デコーダによって推定される記号の出現から統計的に推定される確率であることがとりわけ注目すべき点である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によるデコードの方法によって得られる主たる利点は次の通りである。
・ＶＬＣでエンコードされたマルコフ・ソースのデコードの際の複数の性能利得。これらの利得は所与のチャンネル上の伝送の際の低いＴＥＢ（バイナリーエラー率）によって、あるいは、二元的に、所与のＴＥＢを得るためのより小さい伝送出力の必要によって、ａ）タイプの方法との関連で評価されることができる。
・所与の伝送システムとチャンネルについて、ｂ）タイプの方法の性能の上限に近い結果を得る可能性
・伝送回線容量を増加させずに、種類が異なるソースを考慮に入れるために十分一般的なソース推定方法を実施する可能性
・実現の複雑性が、ｄ）タイプの先行技術の方法に対して比較的低い方法
【００２８】
ソースエンコードによってソースに関連づけられた記号をｉ、ｊ、・・・で表すと、本発明は前記確率が記号ｉの出現確率ｐ（ｉ）、または、記号ｉとｊとの間の遷移確率ｐ（ｉ／ｊ）であると予測する。ｐ（ｉ／ｊ）で表された確率（「ｊを知っている」ｉの確率）は、より正確には、記号ｊの出現の結果としての記号ｉの出現確率を意味する。
【００２９】
本発明によれば、前記確率は、デコーダの出力で推定された記号の情報の蓄積によって、反復的に推定される。
【００３０】
最後に、本発明の有利な実施態様は、前記記号が、有限規模の二分木によって表される可変長のエンコードによってエンコードされ、前記確率が前記ツリーのそれぞれの枝に関連づけられ、かつ、前記チャンネル・デコード・トレリスの対応する段階に適用されることから成る。
【００３１】
実際には、本発明の対象であるデコード方法はデジタルデータのソース・チャンネル連合デコーダにおいて実施することができ、一方では、ソースの、離散値または記号をエンコードする発信デジタルデータの伝送チャンネルを介した伝送に由来するデジタルデータを受信することに、また、他方では、前記記号に関連づけられた確率を受信することに適したチャンネル・デコーダを含み、特に注目すべき点は、前記連合デコーダが、デコーダによって推定された記号の出現ヒストグラム・ジェネレータと、前記の復元された記号に関連づけられた確率の計算手段と、前記確率をチャンネル・デコーダのチャンネル・デコード・トレリスに適用するための手段とをさらに含んでいることである。
【００３２】
より詳細には、前記チャンネル・デコード・トレリスは二進値デコード・トレリスであり、前記確率を適用するための前記手段は、記号確率を二進値確率に変換するモジュールである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
非制限的な例としてあげられた付属の図面を参照して以下の説明を読むことによって、本発明およびその実現方法がいっそうよく理解される。
【００３４】
図１は、本発明によるソース・チャンネル連合デコーダを含む「ノイズ」伝送チャンネルを介する、ソースのデジタルデータのエンコード／デコードの一連の流れの全体的な概略図である。
【００３５】
図２は、本発明によるソース・チャンネル連合デコーダの全体的な概略図である。
【００３６】
図３は、ターボエンコードの場合の図２のデコーダの詳細な概略図である。
【００３７】
図４は、「タンデム型」デコード方法（点線）、ソースの完全な知識を伴うＤＣＳＣ方法（実線）、および、ソース推定を伴う本発明によるＤＣＳＣ方法（ダッシュ）による、ＭｕｒａｄとＦｕｊａが提案した１次元マルコフ・ソースのためのＳＮ比（Ｅｂｕ/Ｎ０）に応じたバイナリーエラー率（ＴＥＢ）を示す比較グラフである。
【００３８】
図５は、「タンデム型」デコード方法（点線）、ソースの完全な知識を伴うＤＣＳＣ方法（実線）とソース推定を伴う本発明によるＤＣＳＣ方法（ダッシュ）による、０．９相関の、４つのレベルで量子化したガウス・マルコフ・ソースのためのＳＮ比（Ｅｂｕ/Ｎ０）に応じたバイナリーエラー率（ＴＥＢ）を示す比較グラフである。
【００３９】
図１に示されているのは、要素５０、６０で構成された受信段階またはデコーダのための要素１０、２０、３０で構成された発信器からのデジタルデータの、伝送チャンネル４０を介した伝送の概略図である。
【００４０】
前記発信器は、独立して、この場合にはメモリ無しと呼ばれるソースとなるか、あるいは依存して、例えば、二つの連続記号の間の結びつきを表現する１次元のマルコフモデルに従って、発生することのできる記号ｉ、ｊ、・・・のソース１０を含んでいる。ビデオエンコーダにおいて、これらの記号ｉ、ｊ、・・・は例えば、いくらかの離散値に量子化された構成の運動の係数に対応することができる。
【００４１】
前記ソース１０に、例えば、ＭＰＥＧ４ビデオ標準で標準化されたテーブルのような、可変長エンコード（ＣＬＶ）テーブルによって表されるビデオエンコーダ２０が続く。このＣＬＶテーブルは、ソース１０の記号をデジタルデータにエンコードすることができる。
【００４２】
最後に、チャンネル４０を介した伝送の過程で誘発される変動に対してエンコーダ２０から出たデジタルデータを保護するように、例えば、並列畳み込みターボエンコードのような、チャンネル・エンコードと呼ばれるエンコードが前記データに適用される。
【００４３】
伝送チャンネル４０は、例えば、ＢＢＡＧ（Ｂｒｕｉｔ  Ｂｌａｎｃ  Ａｄｄｉｔｉｆ  Ｇａｕｓｓｉｅｎ）単純チャンネルによってモデル化される、ノイズチャンネルである。
【００４４】
受信段階、またはデコーダはソース統計推定を伴うチャンネル・ソース連合デコーダ５０を備えている。連合デコーダ５０から出たデジタルデータは、デコーダの出力にソース１０の記号ｉ、ｊ、・・・の値の推定を提供するように、ＭＰＥＧ４ビデオデコーダのそれとすることのできる可変長コードＣＬＶのデコーダ６０に適用される。
【００４５】
それは本発明の対象である図１に太字で示されたチャンネル・ソース連合デコーダ５０、ならびにそれが用いるデコード方法である。
【００４６】
つぎに連合デコーダ５０を、図２を参照してより詳細に説明する。
【００４７】
図２の概略図は、デコーダ５０が「事後確率」（ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）ＡＰＰと呼ばれるソフト情報を発生することのできる、好適にはトレリス型の、チャンネル・デコーダ５１を備えている。ビット０または１の形のデジタルデータにおいて、ノイズ化した出力データを復元するように前記データに閾値５２が適用される。ついで、テーブルごとにＣＬＶデコーダ５３は受信ビットを記号ｉ、ｊ、・・・に変換することを可能にする。
【００４８】
ソースの記号ｉ、ｊ、・・・の統計推定は、メモリの無いモデルのための定常確率ｐ（ｉ）あるいは１次元のマルコフモデルのための遷移確率ｐ（ｉ／ｊ）の記号確率計算を可能にするヒストグラム・ジェネレータ５４を用いて反復によって実現される。
【００４９】
なお、確率をチャンネル・デコーダ５１内のビットレベルに投入するための記号確率からＣＬＶツリーのビット確率への変換モジュール５６も存在する。この変換モジュール５６は、欧州特許第１２３０７３６号明細書に用いられたものと同一である。しかしながら、図２に図示された本発明の脈絡において、ヒストグラム５４が先行するこのモジュールは、ソースの確率がチャンネル・デコーダ５１に認識されていると仮定して、一度しか使用されないこの特許の中で提案されているものとは反対に、ソース１０を推定するためにデコードの反復の都度使用される。
【００５０】
図３は、畳み込みチャンネル・デコーダ５１にくわえて第二の畳み込みチャンネル・デコーダ５１’を含み、それぞれの畳み込みチャンネル・デコーダが図１のチャンネル・エンコード３０のレベルで畳み込みチャンネル・エンコーダに関連付けられており、ターボエンコードの技術に従って実現されたチャンネルのエンコードの場合の、図２の連合デコーダ５０の特別な実施態様の概略図を提供する。一方から他方のエンコーダ、または、チャンネル・デコーダへの移行は、インターレース法則Ｅまたは逆法則Ｅ*を介して行われる。
【００５１】
ターボデコードの反復の都度、第二の畳み込みチャンネル・デコーダ５１’の出力のＡＰＰは閾値を定められる。この閾値５２の出力ビットは、ＣＬＶエンコードテーブル５３を用いて記号ｉ、ｊ、・・・を見つけ出すために使用される。ついで、ヒストグラム５４は、それぞれの記号について伝達数を、あるいは、デコードされた先行の記号の痕跡をメモリに保存して、記号の連続するそれぞれの対に対応する数を数えることを可能にする。
【００５２】
したがって、このヒストグラム５４は、定常確率ｐ（ｉ）と記号の間の遷移確率ｐ（ｉ／ｊ）（ソースが１次元のメモリで仮定される場合）の計算を可能にする。これらの確率はＣＬＶのツリーの枝の確率計算に用いられる。欧州特許第１２３０７３６号明細書に詳述されたこの計算は、図３の記号−ビット変換の実現を可能にする。この変換は、第一の畳み込みチャンネル・デコーダ５１のデコードのトレリスの対応する段階において、このときＣＬＶのツリーの枝の確率の形の、これらのソースの確率を挿入するために不可欠である。
【００５３】
このときこれらの確率は、先験的確率として畳み込みデコーダのトレリスで実現されたＭａｘ−Ｌｏｇ−ＭＡＰデコードアルゴリズムに挿入される。これらの確率は畳み込みコードのデコードを改善することを可能にする。ターボコードに次ぐ反復において、プロセスを再開するが、この再開によってソース記号の確率ｐ（ｉ）とｐ（ｉ／ｊ）の精細化が可能になり、したがって、先験的ソースがターボデコードに用いられる。
【００５４】
記号に組み合わされた定常確率と遷移確率の初期化は、均一な分布を想定して実施されるが、他の解決を考えることもできる。くわえて、エラーの広がりを抑えるために、例えば、ターボコードのインターレーサーＥの大きさに等しい８０×８０ビットのパケット化を実施することもできる。図３の概略図はｄ）タイプのデコードモードに対応する。
【００５５】
図３上に太字で示されたブロックが削除されたとき、言い換えれば、デコーダ５０がソースについての先験的知識を全く持たないで作動し、最後の反復の際に、閾値設定とＣＬＶテーブルによるハード・デコードとだけが実施されるとき、ａ）タイプの「タンデム型」デコードが実現されるだろう。
【００５６】
最後に、ｄ）の場合のような単純な推定の代わりに、第一のチャンネル・デコーダ５１がソース１０の完全な知識を有し、ＣＬＶのツリー構造とソースの正確な統計とを同時に用いるときはｂ）の場合になる。
【００５７】
図４と図５は、二つの異なるソースについて、これら三つの方法の結果を図示している。
【００５８】
図４が示すごとく、ＭｕｒａｄとＦｕｊａの提案した三つの記号のマルコフ・ソースについて、タンデム型方式ａ）に対する本発明によって提案されたＤＣＳＣ方法の（Ｅｂｕ／Ｎ０比で測定した）ＳＮ比利得は、１０-3のバイナリーエラー率（ＴＥＢ）ターボデコーダの三度目の反復を観察したとき、２ｄＢ程度になる。
【００５９】
他方で、本発明による連合デコード方法と連合デコーダによって得られた結果は、ａ）タイプのシステムによって定められたと考えられる性能の上限にほぼ一致する。
【００６０】
四つのレベルで均一に量子化した０．９相関係数のガウス・マルコフ・ソースについて、結果を図５に示した。本発明によって実現された利得も、同じくターボコードの三度目の反復で１０-3でＴＥＢを観察したところ、２ｄＢである。結果は、理論上の性能上限ｂ）とやはりほぼ一致するか、シミュレーションの条件が比較的不正確であるために上回ってさえもいる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明によるソース・チャンネル連合デコーダを含む「ノイズ」伝送チャンネルを介する、ソースのデジタルデータのエンコード／デコードの連鎖の全体的な概略図である。
【図２】本発明によるソース・チャンネル連合デコーダの全体的な概略図である。
【図３】ターボエンコードの場合の図２のデコーダの詳細な概略図である。
【図４】ＭｕｒａｄとＦｕｊａが提案した１次元マルコフ・ソースのためのＳＮ比（Ｅｂｕ/Ｎ０）に応じたバイナリーエラー率（ＴＥＢ）を示す比較グラフである。
【図５】相関０．９の、４つのレベルで量子化したガウス・マルコフ・ソースのためのＳＮ比（Ｅｂｕ/Ｎ０）に応じたバイナリーエラー率（ＴＥＢ）を示す比較グラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ソース
２０  エンコーダ
３０  チャンネル・エンコード
４０  伝送チャンネル
５０  連合デコーダ
５１、５１’  チャンネル・デコーダ
５２  閾値
５３  ＣＬＶテーブル
５４  ヒストグラム・ジェネレータ
５６  変換モジュール
６０  デコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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