(57)【要約】      （修正有）【課題】通信システム及び記憶デバイスからのデータを復号する方法を提供する。【解決手段】非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）符号を用いてソース情報を符号化することにより生成された符号化ビットストリームを受け取るステップと、受け取った符号化ビットストリームの雑音に関連した１つまたは複数のパラメータに基づいて、ＮＲＺＩ復号方法を選択するステップと、選択されたＮＲＺＩ復号方法を用いて、受け取った符号化ビットストリームを処理することにより、複数の判定を生成するステップとを含み、受け取られる符号化ビットストリームは複数の符号化ビットを含み、複数の判定はソース情報の複数のソースビットの推定である。【選択図】図１
2013153420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）符号を用いてソース情報を符号化することにより生成された符号化ビットストリームを受け取るステップと、
前記受け取った符号化ビットストリームの雑音に関連した１つまたは複数のパラメータに基づいて、ＮＲＺＩ復号方法を選択するステップと、
前記選択されたＮＲＺＩ復号方法を用いて、前記受け取った符号化ビットストリームを処理することにより、複数の判定を生成するステップとを含み、
前記受け取られる符号化ビットストリームが複数の符号化ビットを含み、前記複数の判定が、前記ソース情報の複数のソースビットの推定である方法。
【請求項２】
前記受け取った符号化ビットストリームを処理するステップが、
ＮＲＺＩ符号に対応するトレリス線図の複数の分岐に対応する複数の分岐メトリックを求めるステップと、
前記複数の分岐メトリックを用いて、前向き回帰（ｆｏｒｗａｒｄ  ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ）および後ろ向き回帰（ｂａｃｋｗａｒｄ  ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ）に基づいて、複数の確率関数を求めるステップと、
前記複数の確率関数に基づいて、前記トレリス線図の複数のノードおよび前記複数の分岐に対応する帰納的確率（ＡＰＰ）を求めるステップと、
前記帰納的確率に基づいて、前記複数の符号化ビットに対応する前記複数の判定を生成するステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記受け取った符号化ビットストリームを処理するステップが、
前記複数の符号化ビット間で符号化ビットに対応する第１の尤度関数を求めるステップと、
前記符号化ビットに対応する第２の尤度関数を求めるステップと、
前記第１の尤度関数および前記第２の尤度関数を用いて、前記符号化ビットに対応する前記複数の判定の中の判定が０であるという第１の仮説を生成するステップと、
前記第１の尤度関数および前記第２の尤度関数を用いて、前記符号化ビットに対応する前記複数の判定の中の判定が１であるという第２の仮説を生成するステップと、
前記第１の仮説を前記第２の仮説と比較して、前記符号化ビットに対応する前記複数の判定の中の判定を生成するステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記受け取った符号化ビットストリームを処理するステップが、
前記複数の符号化ビットの中の符号化ビットに基づいて多項式関数の値を求めるステップと、
前記多項式関数の前記値を閾値と比較して、前記符号化ビットに対応する前記複数の判定の中の判定を生成するステップとを含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記１つまたは複数のパラメータが、前記受け取られる符号化ビットストリームの雑音のタイプおよび雑音のレベルを含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記雑音の前記タイプが光学雑音および電気雑音を含む請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ＮＲＺＩ復号方法が、Ｂａｈｌ−Ｃｏｃｋｅ−Ｊｅｌｉｎｅｋ−Ｒａｖｉｖ（ＢＣＪＲ）復号方法、仮説検定方法、またはアナログＸＯＲ方法を含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記ＢＣＪＲ復号方法が、
前記複数のソースビットのソースビットが０であるという第１の事前確率を初期化するステップと、
前記複数のソースビットの前記ソースビットが１であるという第２の事前確率を初期化するステップとを含む請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記ＢＣＪＲ復号方法が、前記第１の事前確率および前記第２の事前確率を０．５に初期化するステップを含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の事前確率と前記第２の事前確率が別々の値を有する請求項８記載の復号方法。
【請求項１１】
前記アナログＸＯＲ復号方法が、ガウスのチャネルモデルまたはガウスの雑音モデルに基づくものである請求項７記載の復号方法。
【請求項１２】
非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）符号を用いて符号化された符号化ビットストリームを記憶するためのデータ記憶デバイスと、
前記データ記憶デバイスと通信結合された処理システムとを備え、前記処理システムが、
前記符号化ビットストリームの雑音に関連した１つまたは複数のパラメータに基づいて、ＮＲＺＩ復号方法を選択し、
前記選択されたＮＲＺＩ復号方法を用いて、前記符号化ビットストリームを処理することにより、複数の判定を生成するように構成されており、
前記符号化ビットストリームが複数の符号化ビットを含み、前記複数の判定がソース情報の複数のソースビットの推定であるシステム。
【請求項１３】
前記符号化ビットストリームが、各ビットのランレングス限定（ＲＬＬ）符号化系列を含む請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記ＮＲＺＩ復号器が、最適な帰納的最大確率（ＭＡＰ）復号器を利用する請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記ＮＲＺＩ復号器が、トレリスに基づく次善の復号器を利用する請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
前記ＮＲＺＩ復号器が、２を法とする加算および仮説比較を用いて前記符号化ビットストリームを処理するように構成される請求項１２記載のシステム。
【請求項１７】
前記ＮＲＺＩ復号器が、Ｂａｈｌ−Ｃｏｃｋｅ−Ｊｅｌｉｎｅｋ−Ｒａｖｉｖ（ＢＣＪＲ）復号方法、仮説検定復号方法、またはアナログＸＯＲ復号方法を含む請求項１２記載のシステム。
【請求項１８】
前記複数の判定がハード判定またはソフト判定を含む請求項１２記載のシステム。
【請求項１９】
前記データ記憶デバイスが、光学式記憶デバイス、光ディスク、またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）デバイスを含む請求項１２記載のシステム。
【請求項２０】
前記複数の判定を、決められたフォーマットで出力する出力デバイスをさらに備える請求項１２記載のシステム。
【請求項２１】
前記出力デバイスが、表示デバイス、オーディオデバイス、プリンタ、またはそれらの組合せを備える請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記処理システムが、復号器、光ディスク読取り装置、デジタル多用途ディスクプレーヤ、コンパクトディスクプレーヤを備える請求項１２記載のシステム。
【請求項２３】
非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）符号を用いて符号化された符号化ビットストリームを生成する符号器と、
通信チャンネルを介して符号化ビットストリームを受け取る復号器とを備え、前記復号器が、
前記受け取った符号化ビットストリームの雑音に関連した１つまたは複数のパラメータに基づいて、ＮＲＺＩ復号方法を選択し、
選択されたＮＲＺＩ復号方法を使用して、複数の判定を生成するように構成されており、
前記符号化ビットストリームが複数の符号化ビットを含み、前記複数の判定が、ソース情報の複数のソースビットの推定である通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は、一般にデータ通信システムおよび方法に関する。より具体的には、この主題は、通信システムおよび記憶デバイスからのデータを復号する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
記憶デバイスの容量は最近３０年間で著しく増加しており、動作速度も向上して、消費者によるビデオ／データファイルの保管のような多くの適用分野が進展している。初期のコンパクトディスク（ＣＤ）が記憶することができるデータは数百メガバイト（ＭＢ）であったが、後のデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）は、記憶容量を１０倍に増すことができた。最近、標準的なブルーレイディスク（ＢＤ）は、２重層ディスク上に５０ＧＢの記憶容量を達成している。
【０００３】
ホログラフィックデータ記憶（ＨＤＳ）のような新興技術は、媒体の表面にしか情報を記憶することができなかった従前の技術と異なって、記憶媒体のボリュームの全体にわたって情報を記憶することができる。従来型のデータ記憶では、情報は、直線的に一度に１ビット記録されるが、ホログラフィックデータ記憶は、何百万ビットも並行して記録し読み出すことができ、はるかに高いデータ転送速度を可能にする。
【０００４】
このような記憶デバイスは、データ信号の符号化および復号を必要とすることがある。信号の復号は、ソースデータに適用された符号化プロセスと関連し得る。このような記憶システムの信頼性は、符号化動作および復号動作の効率に依存する。光学的に記憶されたデータをより高速に効率的に復号することは、使用するのが容易で新興用途への適応性がある記憶システムの望ましい特徴である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２２６２１８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
簡単には本技法の１つによれば、方法が提供される。この方法は、非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）符号を用いてソース情報を符号化することにより生成された符号化ビットストリームを受け取るステップと、受け取った符号化ビットストリームの雑音に関連した１つまたは複数のパラメータに基づいて、ＮＲＺＩ復号方法を選択するステップと、選択されたＮＲＺＩ復号方法を用いて、受け取った符号化ビットストリームを処理することにより、複数の判定を生成するステップとを含み、受け取られる符号化ビットストリームは複数の符号化ビットを含み、複数の判定は、ソース情報の複数のソースビットの推定である。
【０００７】
本システムの一態様によれば、システムが提供される。このシステムは、非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）符号を用いて符号化された符号化ビットストリームを記憶するためのデータ記憶デバイスと、データ記憶デバイスと通信結合された処理システムとを含み、処理システムが、符号化ビットストリームの雑音に関連した１つまたは複数のパラメータに基づいてＮＲＺＩ復号方法を選択し、選択されたＮＲＺＩ復号方法を用いて、符号化ビットストリームを処理することにより、複数の判定を生成するように構成されており、符号化ビットストリームは複数の符号化ビットを含み、複数の判定はソース情報の複数のソースビットの推定である。
【０００８】
本システムの別の態様によれば、通信システムが提供される。この通信システムは、非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）符号を用いて符号化された符号化ビットストリームを生成する符号器と、通信チャンネルを介して符号化ビットストリームを受け取る復号器とを含み、復号器が、受け取った符号化ビットストリームの雑音に関連した１つまたは複数のパラメータに基づいてＮＲＺＩ復号方法を選択し、選択されたＮＲＺＩ復号方法を用いて複数の判定を生成するように構成されており、符号化ビットストリームは複数の符号化ビットを含み、複数の判定はソース情報の複数のソースビットの推定である。
【０００９】
本発明の実施形態の、これらおよび他の特徴および態様が、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を解読するときに一層よく理解されるはずであり、各図面を通じて、同じ符号は同じ部品を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本システムおよび技法の特定の態様による、符号化ビットストリームを復号するためのシステムの概略図である。
【図２ａ】例示的実施形態による、ＮＲＺＩ復号器および１７ＰＰ復号器を有する図１で参照された処理システムを示す図である。
【図２ｂ】例示的実施形態による、ＮＲＺＩ復号器を有する図１で参照された処理システムを示す図である。
【図３】例示的実施形態による、図２ａで参照された符号化ビットストリームを復号する方法を表す流れ図である。
【図４】例示的実施形態による、１７ＰＰ変調ビットストリームを生成する方法を表す流れ図である。
【図５】例示的実施形態による、１７ＰＰ変調ビットストリームに基づいて複数の判定を求める方法を表す流れ図である。
【図６】例示的実施形態による、図２ｂで参照された符号化ビットストリームを復号する方法を表す流れ図である。
【図７】例示的実施形態による、ＢＣＪＲ復号方法を表す流れ図である。
【図８】別の例示的実施形態による、仮説検定復号方法を表す流れ図である。
【図９】例示的実施形態による、アナログＸＯＲ復号方法を表す流れ図である。
【図１０】例示的実施形態による、単純復号方法を表す流れ図である。
【図１１】ＮＲＺＩ符号器の概略図、状態図および対応するトレリス線図である。
【図１２】さまざまな雑音条件下におけるＮＲＺＩ−１７ＰＰ復号方法のさまざまな実施形態の性能を示す図である。
【図１３】さまざまな雑音条件下におけるＮＲＺＩ−１７ＰＰ復号方法のさまざまな実施形態の性能を示す図である。
【図１４】さまざまな雑音条件下におけるＮＲＺＩ−１７ＰＰ復号方法のさまざまな実施形態の性能を示す図である。
【図１５】さまざまな雑音条件下におけるＮＲＺＩ復号方法のさまざまな実施形態の性能を示す図である。
【図１６】さまざまな雑音条件下におけるＮＲＺＩ復号方法のさまざまな実施形態の性能を示す図である。
【図１７】さまざまな雑音条件下におけるＮＲＺＩ復号方法のさまざまな実施形態の性能を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、符号化ビットストリームを復号するためのシステム１０の概略図である。システム１０は、符号化ビットストリーム１４を記憶するデータ記憶デバイス１２を含む。データ記憶デバイス１２は、コンパクトディスク（ＣＤ）、ビデオＣＤ（ＶＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）、ＵＳＢ大容量記憶（ＵＭＳ）デバイス、ホログラフィック記憶（ＨＤＳ）デバイスなどとすることができる。本明細書に用いられる用語「符号化ビットストリーム」は、非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）符号および／または１７  Ｐａｒｉｔｙ  Ｐｒｅｓｅｒｖｅ／Ｐｒｏｈｉｂｉｔ（１７ＰＰ）符号を用いてソース情報を符号化することによって生成される符号化データを指すように用いられる。本明細書に用いられる用語「ソース情報」は、ソースビットを含むようにバイナリ形式で表された、符号化ビットストリームを生成するためにＮＲＺＩ符号および／または１７ＰＰ符号を用いて符号化されているデータを指すように用いられる。
【００１２】
システム１０は、データ記憶デバイス１２と動作通信する処理システム１６をさらに含む。処理システム１６は、例えば復号器、光ディスク読取り装置、デジタル多用途ディスクプレーヤ、コンパクトディスクプレーヤなどとすることができる。処理システム１６は、データ記憶デバイス１２から符号化ビットストリーム１４を受け取る、または取得する。現在企図されている構成では、処理システム１６は、データ記憶デバイス１２から符号化ビットストリーム１４を受け取るが、特定の実施形態では、処理システム１６は、符号器から符号化ビットストリームを受け取ってもよいことに留意されたい。処理デバイス１６は、通信チャンネルを介して符号化ビットストリームを受け取ることができる。通信チャンネルは、例えば、無線チャンネル、光チャンネル、または有線のチャンネルとすることができる。さらに、処理システム１６は、受け取った符号化ビットストリーム１４を処理することにより、複数の判定１８を生成する。複数の判定１８は、ソース情報の複数のソースビットの推定である。換言すれば、処理システム１６は、符号化ビットストリーム１４を復号して最小誤差のソース情報を生成する。符号化ビットストリーム１４の処理は、図３および図６を参照しながらより詳細に説明される。システム１０は、動作において処理システム１６と通信する出力デバイス２０をさらに含む。出力デバイス２０は、例えば、表示デバイス、オーディオデバイス、プリンタ、またはそれらの組合せとすることができる。出力デバイス２０は、処理システム１６から、複数の判定またはソース情報１８の推定を受け取る。さらに、出力デバイス２０は、ソース情報１８の推定を決められたフォーマットで出力する。決められたフォーマットは、例えばオーディオフォーマット、ビデオフォーマット、表示デバイス上のソフトコピーなどとすることができる。
【００１３】
図２ａは、本システムの一実施形態による、図１で参照された処理システム１６を示す。現在企図されている構成では、処理システム１６は復号器である。復号器１６は、ＮＲＺＩ復号器２２および１７ＰＰ復号器２４を含む。復号器１６は、データ記憶デバイス１２から符号化ビットストリーム１４’を受け取る（図１を参照されたい）。本明細書に用いられる用語「符号化ビットストリーム１４’」は、ＮＲＺＩ符号および１７  Ｐａｒｉｔｙ  Ｐｒｅｓｅｒｖｅ／Ｐｒｏｈｉｂｉｔ（１７ＰＰ）符号を用いてソース情報を符号化することによって生成される符号化データを指すように用いられる。現在企図されている構成では、ＮＲＺＩ復号器２２は、符号化ビットストリーム１４’を処理して１７ＰＰ変調ビットストリーム２６を求める。１７ＰＰ変調ビットストリーム２６を求めるための符号化ビットストリーム１４’の処理は、図４を参照しながらより詳細に説明される。処理システム１６は、ＮＲＺＩ復号器２２から１７ＰＰ変調ビットストリーム２６を受け取る１７ＰＰ復号器２４をさらに含む。１７ＰＰ復号器２４は、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６を処理して複数の判定１８を求める。１７ＰＰ変調ビットストリーム２６の処理は、図５を参照しながらより詳細に説明される。
【００１４】
図２ｂは、本システムの別の実施形態による、図１で参照された処理システム１６を示す。現在企図されている構成では、処理システム１６は、データ記憶デバイス１２から符号化ビットストリーム１４”を受け取るＮＲＺＩ復号器２２を含む。本明細書では、符号化ビットストリーム１４”は、ＮＲＺＩ符号を用いて符号化された符号化データを指すように用いられる。ＮＲＺＩ復号器２２は、符号化ビットストリーム１４”を処理して複数の判定１８を生成する。ＮＲＺＩ復号器２２は、符号化ビットストリーム１４”の雑音に関連した１つまたは複数のパラメータに基づいて、ＮＲＺＩ復号方法を選択する。さらに、ＮＲＺＩ復号器２２は、選択されたＮＲＺＩ復号方法を用いて符号化ビットストリーム１４”を処理することにより、複数の判定１８を生成する。ＮＲＺＩ復号器２２によるビットストリーム１４”の処理は、図６を参照しながらより詳細に説明される。
【００１５】
図３は、本技法の一実施形態によって、図２ａで参照された符号化ビットストリーム１４’を処理する、または復号する例示的方法３００を表す流れ図である。図２ａを参照しながら述べたように、符号化ビットストリーム１４’は、本明細書では、ＮＲＺＩ符号および１７  Ｐａｒｉｔｙ  Ｐｒｅｓｅｒｖｅ／Ｐｒｏｈｉｂｉｔ（１７ＰＰ）符号を用いてソース情報を符号化することによって生成される符号化データを指すように用いられる。符号化ビットストリーム１４’は、例えば、処理システム１６によって処理され、または復号されてもよい。具体的には、符号化ビットストリーム１４’は、図２ａで参照されたＮＲＺＩ復号器２２および１７ＰＰ復号器２４によって処理され、または復号されてもよい。図３に示されるように、ステップ３０２で、符号化ビットストリーム１４’を受け取ることができる。符号化ビットストリーム１４’は、例えば処理システム１６がデータ記憶デバイス１２から受け取ることができる。ステップ３０４で、符号化ビットストリーム１４’を処理することにより、１７ＰＰ変調ビットストリームが求められる。１７ＰＰ変調ビットストリームは、例えば１７ＰＰ変調ビットストリーム２６とすることができる（図２ａを参照されたい）。１７ＰＰ変調ビットストリームの割出しは、図４を参照しながらより詳細に説明される。１７ＰＰ変調ビットストリーム２６は、例えばＮＲＺＩ復号器２２によって求めることができる。
【００１６】
次に、ステップ３０６で、ステップ３０４で求めた１７ＰＰ変調ビットストリームを処理することにより、複数の判定１８を求めることができる。複数の判定１８は、例えば１７ＰＰ復号器２４によって生成されてもよい（図２ａを参照されたい）。複数の判定１８は、ソース情報における複数のソースビットの推定であることに留意されたい。複数の判定は、ハード判定またはソフト判定とすることができる。本明細書に用いられる用語「ハード判定」は、ソース情報のソースビットの推定が「１」または「０」であるものを指すように用いられる。さらに、本明細書に用いられる用語「ソフト判定」は、ソースビットが「０」である確率およびソースビットが「１」である別の確率を指すように用いられる。
【００１７】
図４は、本技法の一実施形態によって１７ＰＰ変調ビットストリーム２６を生成する例示的方法３０４を表す流れ図である。具体的には、図４は、図３のステップ３０４についてより詳細に説明する。ステップ４０２で、複数の復号方法の第１の組から、複数の動作条件に基づいて、第１の復号方法が選択されてもよい。復号方法の第１の組は、例えばＢａｈｌ−Ｃｏｃｋｅ−Ｊｅｌｉｎｅｋ−Ｒａｖｉｖ（ＢＣＪＲ）復号方法、仮説検定復号方法、またはアナログＸＯＲ復号方法などの非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）復号方法とすることができる。
【００１８】
本明細書に用いられる用語「動作条件」は、受け取られる符号化ビットストリームの信号対雑音比（ＳＮＲ）、受け取られる符号化ビットストリームの雑音のタイプ、符号化ビットを記憶するのに使用される記憶装置の媒体、またはそれらの組合せを指すように使用することができる。限定的でない例として、光学的および電気的信号対雑音比が１５ｄＢ以上であるとき、ＮＲＺＩ復号用に仮説検定復号方法が選択されてもよい。別の例によれば、処理システム１６の計算能力が十分であれば、ＢＣＪＲ復号方法を利用することができる。別の例として、光学雑音および電気雑音がどちらも非常に小さければ、ＢＥＲ性能の大きな劣化なしでアナログＸＯＲ復号方法を使用することができる。以下では、「第１の復号方法」と「第１の選択された復号方法」という用語は、互換性があるように用いられるものとする。一実施形態では、第１の選択された復号方法はＢＣＪＲ復号方法である。別の実施形態では、第１の選択された復号方法は仮説検定復号方法である。代替実施形態では、第１の選択された復号方法はアナログＸＯＲ復号方法である。
【００１９】
さらに、ステップ４０４で、符号化ビットストリーム１４’に対して第１の選択された復号方法を適用することにより、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６を求めることができる。１７ＰＰ変調ビットストリーム２６を生成するための第１の選択された復号方法の適用は、第１の選択された復号方法の処理ステップ次第である。ＢＣＪＲ復号方法、仮説検定復号方法、およびアナログＸＯＲ復号方法を含む第１の選択された復号方法は、それぞれ図７、図８および図９を参照しながらより詳細に説明されることになる。
【００２０】
図５は、本技法の一実施形態によって１７ＰＰ変調ビットストリーム２６に基づいて複数の判定１８を求める例示的方法３０６を表す流れ図である。具体的には、図５は、図３のステップ３０６をより詳細に説明する。ステップ５０２で、複数の復号方法の第２の組から第２の復号方法が選択されてもよい。複数の復号方法の第２の組は、例えばＢＣＪＲ復号方法、単純復号方法などといった１７ＰＰ復号方法である。第２の復号方法は、例えば複数の動作条件に基づいて選択されてもよい。動作条件は、例えば、受け取られる符号化ビットストリームの信号対雑音比（ＳＮＲ）、受け取られる符号化ビットストリームの雑音のタイプ、符号化ビットを記憶するのに使用される記憶装置の媒体、第１の選択された複合方法、またはそれらの組合せを含むことができる。例えば、第１の選択された復号方法がアナログＸＯＲ復号方法であれば、第２の選択された復号方法は単純復号方法とすることができる。一例として、１Ｍｂｓを上回る程度の非常に高速の処理が必要とされるとき、単純復号方法と仮説検定復号方法の組合せを利用することができる。第２の復号方法として、計算上好ましいその他の方法が選択されてもよいことに留意されたい。以下では、「第２の復号方法」、「第２の選択された復号方法」という用語は、互換性があるように用いられることになる。さらに、ステップ５０４で、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６に対して第２の選択された復号方法の適用することにより、複数の判定１８を求めることができる。ＢＣＪＲアルゴリズムを含む第２の選択された復号方法および単純復号方法が、それぞれ図７および図１０を参照しながらより詳細に説明される。一実施形態では、第１の選択された復号方法と第２の選択された復号方法の組合せは、アナログＸＯＲ復号方法と単純復号方法の組合せ、仮説検定復号方法と単純復号方法の組合せ、ＢＣＪＲ復号方法と単純復号方法の組合せ、仮説検定復号方法とＢＣＪＲ復号方法の組合せ、およびＢＣＪＲ復号方法とＢＣＪＲ復号方法の組合せを含むことができる。
【００２１】
図６は、本技法の一実施形態によって、図２ｂで参照された符号化ビットストリーム１４”を処理する、または復号する例示的方法６００を表す流れ図である。ステップ６０２で、符号化ビットストリーム１４”が処理システム１６によって受け取られる。具体的には、符号化ビットストリーム１４”は、ＮＲＺＩ復号器２２によって受け取られてもよい（図２ｂを参照されたい）。図２ｂを参照して言及したように、用語「符号化ビットストリーム１４”」は、非ゼロ復帰変換（ＮＲＺＩ）符号を用いてソース情報を符号化することによって生成される符号化データを指すように用いられる。ステップ６０４で、ＮＲＺＩ復号方法は、受け取った符号化ビットストリーム１４”の雑音に関連付けられた１つまたは複数のパラメータに基づいて、複数のＮＲＺＩ復号方法から選択されてもよい。複数のＮＲＺＩ復号方法は、例えばＢａｈｌ−Ｃｏｃｋｅ−Ｊｅｌｉｎｅｋ−Ｒａｖｉｖ（ＢＣＪＲ）復号方法、仮説検定復号方法、またはアナログＸＯＲ復号方法を含むことができる。１つまたは複数のパラメータは、例えば、受け取った符号化ビットストリームの雑音のタイプおよび雑音のレベルを含む。ステップ６０６で、選択されたＮＲＺＩ復号方法を適用することにより、複数の判定１８を生成することができる。複数の判定１８が、ソース情報におけるソースビットの推定であることに留意されたい。特定の実施形態では、複数の判定１８は、ハード判定またはソフト判定とすることができる。
【００２２】
本明細書に用いられる用語「ハード判定」は、ソース情報のソースビットの推定が「１」または「０」であるものを指すように用いられる。さらに、本明細書に用いられる用語「ソフト判定」は、ソースビットが「０」である確率およびソースビットが「１」である別の確率を指すように用いられる。複数の判定１８が、ソフト判定であるか、またはハード判定であるかといったことは、選択されたＮＲＺＩ復号方法次第であることに留意されたい。例えば、選択されたＮＲＺＩ復号方法がアナログＸＯＲ復号方法であれば、複数の判定１８はハード判定である。別の例では、選択されたＮＲＺＩ復号方法がＢＣＪＲ復号方法であれば、複数の判定１８はソフト判定である。
【００２３】
図３のステップ３０４および図６のステップ６０６で用いられる選択されたＮＲＺＩ復号方法ならびに図３のステップ３０６で用いられる１７ＰＰ復号方法のさまざまな実施形態が、図７〜図１０で詳細に説明される。具体的には、ＢＣＪＲ復号方法、仮説検定復号方法、またはアナログＸＯＲ復号方法が、図７〜図９を参照しながらより詳細に説明される。選択されたＮＲＺＩ復号方法および１７ＰＰ復号方法のさまざまな実施形態が、計算上の要件およびビット誤り率（ＢＥＲ）性能において異なることに留意されたい。特定の選択された復号方法は、ＢＣＪＲ復号方法などの最適な復号アルゴリズムから、適切な近似および単純化を行うことによって導出される。図７〜図９を参照しながら説明される、選択された復号方法の実施形態は、説明される仮定および近似に限定されるべきでないことに留意されたい。選択された復号方法の説明される実施形態は、説明される仮定および近似に類似の仮定および近似を採用することによって導出されるさまざまな他の実施形態も含んでいる。
【００２４】
図７は、本技法の一実施形態による、図４のステップ４０２（第１の復号方法）、図５のステップ５０２（第２の復号方法）、および図６のステップ６０４（選択されたＮＲＺＩ復号方法）で参照された、例示的な選択された復号方法７００を表す流れ図である。一実施形態では、図７は、図４のステップ４０４、図５のステップ５０４、および図６のステップ６０６をより詳細に説明する。一実施形態では、図７は、例示的ＢＣＪＲ復号方法を説明する。現在企図されている構成では、最適なＭＡＰアルゴリズムが利用される。図７に示されるように、ステップ７０２で符号化ビットストリーム１４”が受け取られる。現在企図されている構成は、符号化ビットストリーム１４”を処理することによって説明されているが、特定の実施形態では、本方法７００を用いて、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６および符号化ビットストリーム１４’を処理してもよいことに留意されたい。
【００２５】
特定の実施形態では、最適なＭＡＰアルゴリズムとしてＢＣＪＲ復号方法７００が用いられる。ステップ７０３で、第１の事前確率および第２の事前確率が初期化することができる。ＭＡＰ復号方法によって第１の事前確率および第２の事前確率が使用されてもよい。ステップ７０３で、ソース情報におけるソースビットがゼロである第１の事前確率Ｐｒ（Ｓ＝０）およびソース情報におけるソースビットが１である第２の事前確率Ｐｒ（Ｓ＝１）が適切な値に初期化される。特定の実施形態では、ＢＣＪＲ復号方法７００に対する入力が符号化ビットストリーム１４’であるとき、第１の事前確率と第２の事前確率は、不均等値を用いて初期化することができる。換言すれば、ＢＣＪＲ復号方法７００に対する入力が１７ＰＰ−ＮＲＺＩ符号化ビットストリームであるとき、第１の事前確率と第２の事前確率は、不均等値を用いて初期化することができる。特定の実施形態では、ＢＣＪＲ復号方法において入力として１７ＰＰ変調ビットストリーム２６が用いられるとき、第１の事前確率は０．７であり、第２の事前確率は０．３である。
【００２６】
さらに、ステップ７０４で、トレリス線図の分岐に対応する複数の分岐メトリックを求めることができる。図１１ｄを参照しながら例示的トレリス線図が示される。トレリス線図は、入力と出力の関係が図１１ｂの表で与えられている図１１ａのＮＲＺＩ符号器に対応する図１１ｃの状態遷移図から導出される。分岐メトリックは、例えば符号化ビットストリーム１４”に基づいて求められる。次に、ステップ７０６で、複数の確率関数が求められる。複数の確率関数は、例えば、前向き回帰（ｆｏｒｗａｒｄ  ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ）および後ろ向き回帰（ｂａｃｋｗａｒｄ  ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ）、符号化ビットストリーム１４”ならびに分岐メトリックを利用することにより求めることができる。ここで、確率関数は、接続の前向き確率（ｊｏｉｎｔ  ｆｏｒｗａｒｄ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）、条件付き後ろ向き確率（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ  ｂａｃｋｗａｒｄ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）および／または分岐メトリックを表す。
【００２７】
さらに、ステップ７０８で、トレリス線図の分岐およびノードに関する帰納的確率（ＡＰＰ）が求められる。ここで、ＡＰＰは、受け取った符号化シーケンスに関する状態および状態遷移の条件付き確率を指す。帰納的確率（ＡＰＰ）は、ステップ７０６で求めた確率関数に基づいて求められる。次に、ステップ７１０で、複数の判定１８を求めることができる。現在企図されている構成では、ステップ７１０で求められる複数の判定１８はソフト判定である。その代わりに、単に閾値検出器を用いることにより、ハード判定を導出することも可能である。
【００２８】
ＢＣＪＲアルゴリズムは、各ビットの帰納的確率を最大化する。ＢＣＪＲアルゴリズムは、ビット誤り率（ＢＥＲ）を最小限にする最適方法である。本実施形態は、ＢＣＪＲアルゴリズムを用いて説明されているが、トレリスに基づく他の方法を使用することもできる。例えば、ビタビ復号方法またはその変形形態を使用することができる。ビタビ復号方法は、それぞれの復号された符号ワードの可能性を最大化する。ビタビ復号方法は、ワード誤差率を最小限にする最適方法である。ビタビ復号方法は、図４のステップ４０２（第１の復号方法）、図５のステップ５０２（第２の復号方法）、および図６のステップ６０４（選択されたＮＲＺＩ復号方法）で使用することができる。
【００２９】
図８は、本技法の一実施形態による、図４のステップ４０２（第１の選択された復号方法）および図６のステップ６０４（選択されたＮＲＺＩ復号方法）で参照された、別の例示的な選択された復号方法８００を表す流れ図である。この例では、方法８００は、ビット単位の仮説検定によるビットである。したがって、方法８００のステップ８０２〜８１２を実行すると、複数の判定１８の間の判定８１４がもたらされる。具体的には、方法８００の結果の各繰返しによって、符号化ビットストリーム１４”の単一の符号化ビットに対応する単一の判定が求められる。図８に示されるように、ステップ８０２で、符号化ビットストリーム１４”が受け取られる。現在企図されている構成は符号化ビットストリーム１４”を処理することによって説明されているが、特定の実施形態では、本方法８００を用いて、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６および符号化ビットストリーム１４’を処理してもよいことに留意されたい。ステップ８０３で、符号化ビット８０５を抽出することができる。次に、ステップ８０４で、符号化ビット８０５の推定が０であれば、符号化ビット８０５に対応する第１の尤度関数を求めることができる。
【００３０】
さらに、ステップ８０６で、符号化ビット８０５の推定が１であれば、符号化ビット８０５に対応する第２の尤度関数を求めることができる。第１の尤度関数および第２の尤度関数は、符号化ビットストリームに１４”基づいて求められる。さらに、ステップ８０８で、判定８１４が０であるという第１の仮説を求めることができる。さらに、ステップ８１０で、判定８１４が１であるという第２の仮説を求めることができる。第１の仮説および第２の仮説は、第１の尤度関数および第２の尤度関数に基づいて求められる。限定的でない例として、符号化ビットストリーム１４”の符号化ビット８０５に対応する判定８１４が０であるという第１の仮説は次式で表され、
【００３１】
【数１】
2013153420.tif 000003
【００３２】
さらに、限定的でない例として、符号化ビットストリーム１４”の符号化ビット８０５に対応する判定８１４が１であるという第２の仮説は次式で表され、
【００３３】
【数２】
2013153420.tif 000004
【００３４】
ここで、Ｙは符号化ビットを表し、Ｘは判定を表し、ｔは時間の瞬間を表し、Ｙtは瞬間ｔで受け取られる符号化ビットを表し、Ｙt-1は瞬間ｔ−１で受け取られる符号化ビットを表す。
【００３５】
ステップ８１２で、第１の仮説が第２の仮説と比較されて判定８１４が求められる。判定８１４は、例えばソフト判定またはハード判定とすることができる。例えば、第２の仮説に対する第１の仮説の比較は、次式によって表すことができ、    
【００３６】
Ｘ＝０ただし
【００３７】
【数３】
2013153420.tif 000005
【００３８】
の場合、
Ｘ＝１それ以外
ここで、Ｘはソース情報における１つのソースビットの判定または推定を表し、Ｙは符号化ビットストリームの１つの符号化ビットを表す。一例としてハード判定を考えると、第１の仮説の値が第２の仮説の値より大きい場合は、常に第１の仮説に対応する判定が有利であり、この場合判定は０である。あるいは、第１の仮説の値が第２の仮説の値以下である場合は、第２の仮説に対応する判定を有利とすることができ、この判定は１である。以下では、式（３）は復号ルールと称される。式（３）、式（１）の第１の仮説および式（２）の第２の仮説から、復号ルールは、現行の符号化ビットおよび直前の符号化ビットを含んでいることに留意されたい。式（１）で示された第１の仮説および式（２）で示された第２の仮説は、事前確率が０．５である仮定でＢＣＪＲ復号方法から導出されたものである。この仮定を用いて、分岐メトリックに対応する確率関数は、次式に簡略化され、
【００３９】
【数４】
2013153420.tif 000006
【００４０】
ここで、Ｐｒ｛Ｙt｜ｍ｝はトレリスの現在の状態における符号化ビットの条件付き確率であり、ｍはトレリス線図の現在の状態であり、ｎはトレリス線図の直前の状態である。したがって、１７ＰＰ入力からのバイアスを想定することなく、単純仮説検定を用いて、各ＮＲＺＩビットを、２つの連続するビットを含めて復号することができる。
【００４１】
方法８００は、符号化ビットストリーム１４”をビット単位の方式で復号することに留意されたい。したがって、符号化ビットストリーム１４”の最後の符号化ビットが復号されるまで、ステップ８０３から８１２を繰り返すことができる。換言すれば、符号化ビットストリーム１４”の各符号化ビットに対応する判定が求められるまで、ステップ８０３〜８１２を繰り返すことができる。したがって、ステップ８１６では、符号化ビットストリーム１４”の最後の符号化ビットが復号されたかどうか判断するために検査が行われる。ステップ８１６で、符号化ビットストリームの最後の符号化ビットが復号されていないと判断されると、制御はステップ８０３に移る。ステップ８０３で、符号化ビットストリーム１４”の後続の符号化ビットが選択される。次に、ステップ８０３〜８１２が繰り返される。しかし、ステップ８１６で、符号化ビットストリーム１４”の最後の符号化ビットが復号されていると判断されると、次いで、複数の判定１８が求められる。現在企図されている構成では、複数の判定１８は、ステップ８０３〜８１４の各繰返しで求められた各判定８１４を含む。
【００４２】
ビット単位の方式で判定を求める方法８００が、ＭＡＰを包含する系列検出（ＢＣＪＲ復号方法）と比較してより高速であることに留意されたい。方法８００は、非常に低い複雑度で、より小さくかつ許容できるビット誤り率（ＢＥＲ）性能で動作し得る。例えば、この方法８００は、ホログラフィックデータ記憶などの高いデータ転送速度の用途向けに、図４のステップ４０２における第１の選択された復号方法およびステップ６０４におけるＮＲＺＩ復号方法として選択されてもよい。
【００４３】
図９は、本技法の一実施形態による、図４のステップ４０２（第１の選択された復号方法）および図６のステップ６０４（選択されたＮＲＺＩ復号方法）で参照された、別の例示的な選択された復号方法９００を表す流れ図である。具体的には、図９は、アナログＸＯＲ復号方法の例示的ステップについて説明する。一実施形態では、図９は、図４のステップ４０４および図６のステップ６０６についてより詳細に説明する。図９に示されるように、ステップ９０２で、符号化ビットストリーム１４”が受け取られる。現在企図されている構成は、符号化ビットストリーム１４”を処理することによって説明されているが、特定の実施形態では、本方法９００を用いて、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６および符号化ビットストリーム１４’を処理してもよいことに留意されたい。
【００４４】
さらに、ステップ９０６で、符号化ビットストリーム１４”用をいて多項式関数９０４の値を求めることができる。一実施形態では、多項式関数９０４は、符号化ビットストリーム１４”に基づいて求められる。多項式関数９０４は、例えば１または０である符号化ビット９０８の値に基づいて求めることができる。例えば、ガウス型通信路を想定すると、符号化ビットストリーム１４”がガウス雑音を含んでいるとき、０または１である符号化ビットに対応する式（１）および式（２）の仮説は次式で簡略化される。
【００４５】
【数５】
2013153420.tif 000007
【００４６】
符号化ビットは次のように復号することができる。
【００４７】
Ｘ＝１ただし
【００４８】
【数６】
2013153420.tif 000008
【００４９】
のとき
Ｘ＝０；それ以外
次式で示されるような例示的多項式関数に基づく判定を求めるために、上述の式（５）および（６）が解かれ、
【００５０】
【数７】
2013153420.tif 000009
【００５１】
この式で、Ｐ（Ｙ）はＹの多項式関数であり、Ｙtは瞬間ｔにおいて選択された符号化ビットストリームであり、Ｙt-1は瞬間ｔ−１において選択された符号化ビットストリームである。式（５）に到達する間に、信号の強度の２乗に比例するものとして正規確率分布の単純推定（ｃｒｕｄｅ  ｅｓｔｉｍａｔｅ）が用いられる。０に対応する確率関数が減少関数でなければならず、１に対応する確率関数が増加関数でなければならないので、それらは（Ｙt）2および（Ｙt-1）2として近似される。
【００５２】
次に、ステップ９０６で、符号化ビットストリーム１４”から符号化ビット９０５が選択される。方法９００の第１の繰返しでは、第１の符号化ビットが選択されてもよい。次に、ステップ９０８で、選択された符号化ビット９０５に基づいて多項式関数９０４の値が求められる。さらに、ステップ９１０で、多項式関数の値を決められた閾値と比較することができる。閾値に関する適切な設定は、無雑音条件下の２つの可能な出力の中央にある０．５である。判定９１２は、多項式関数の値を閾値と比較することに基づいて求めることができる。式（８）は、多項式関数９０４の値と閾値の比較に基づく、判定９１２の割出しを示す。
【００５３】
Ｘ＝０；  ただし
【００５４】
【数８】
2013153420.tif 000010
【００５５】
のとき
Ｘ＝１；  それ以外
ここで、Ｘはソース情報におけるソースビットの判定または推定であり、Ｙtは瞬間ｔにおいて選択された符号化ビットストリームであり、Ｙt-1は瞬間ｔ−１において選択された符号化ビットストリームである。多項式関数９０４の値の閾値との比較に続いて、判定９１２を求めることができる。
【００５６】
さらに、ステップ９１４では、符号化ビットストリーム１４”の各符号化ビットが復号されたかどうか判断するために検査が行われる。換言すれば、符号化ビットストリーム１４”の各符号化ビットに対応する判定が求められているかどうか判断される。符号化ビットストリーム１４”の各符号化ビットに対応する判定が求められていないと判断されると、制御はステップ９０６に移る。ステップ９０６で、符号化ビットストリーム１４”から別の符号化ビットが選択される。一実施形態では、ステップ９０６で、以前に選択された符号化ビットの後続の符号化ビットが選択される。次に、選択された符号化ビットに対応する判定を求めるために、ステップ９０６から９１２が繰り返される。戻ってステップ９１４を参照すると、符号化ビットストリーム１４”の各符号化ビットが復号されていると判断されると、複数の判定１８が求められる。この実施形態では、複数の判定１８は、ステップ９０２から９１２の各繰返しで求められた各判定９１２を含む。
【００５７】
図１０は、本技法の実施形態による、図５のステップ５０２で参照された例示的な第２の復号方法５０２を表す流れ図である。一実施形態では、図１０は、単純復号方法をより詳細に説明する。単純復号方法では、雑音のある符号化ビットストリームは、決められた閾値を用いてハード判定に変換される。ステップ１００２で、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６を受け取ることができる。１７ＰＰ変調ビットストリーム２６は、例えば１７ＰＰ復号器２４（図２ａを参照されたい）によってデータ記憶デバイス１２（図１を参照されたい）から受け取られてもよい。ステップ１００４で、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６から３ビットが選択されてもよい。方法５０２の第１の繰返しで、変調ビットストリーム２６の最初の３ビットが選択されてもよい。
【００５８】
次に、ステップ１００６で、選択された３ビットに対応して複数の中間のハード判定を生成することができる。一実施形態では、選択された３ビットのそれぞれに対応する中間のハード判定を生成することができる。ハード判定は、例えば、選択された３ビットのそれぞれの値を決められた閾値と比較することによって生成されてもよい。閾値は、例えば次式を用いて決定されてよく、
【００５９】
【数９】
2013153420.tif 000011
【００６０】
ここで、σAは１７ＰＰ変調ビットストリーム２６における光学雑音成分を表し、σEは１７ＰＰ変調ビットストリーム２６における電子雑音成分を表す。
【００６１】
さらに、ステップ１００８で、中間のハード判定を１７ＰＰ表におけるソース情報の推定にマッピングすることができる。例示的な１７ＰＰ表が、表１として以下に示されている。ソース情報の推定は、選択された３ビットに対応する判定１０１０である。表１は例示のために示されており、特定の値および数に限定されるべきではない。
【００６２】
次に、ステップ１０１２では、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６の各ビットが復号されたかどうか判断するために検査が行われる。換言すれば、ステップ１０１２で、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６の各ビットに対応する判定１０１０が求められているかどうか確認される。ステップ１０１２で、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６の各ビットに対応する判定１０１２が求められていないことが確認されると、制御はステップ１００４に移る。ステップ１００４で、初期の繰返しのステップ１００４で選択された直前の３ビットに続く３ビットが選択される。さらに、この続く３ビットを用いてステップ１００４から１００８が繰り返される。ステップ１００８では、ソース情報の推定への中間のハード判定のマッピングは、１７ＰＰ表の項目に示されるように、現在の状態と直前の状態とに左右される。戻ってステップ１０１２を参照すると、１７ＰＰ変調ビットストリーム２６の各ビットが復号されていると判断されると、複数の判定１８が求められる。この実施形態では、複数の判定１８は、ステップ１００４から１０１２の各繰返しで求められた各判定１０１０を含むことに留意されたい。
【００６３】
【表１】
2013153420.tif 000012
【００６４】
本発明のさまざまな実施形態の性能を確認するために、シミュレーションが実行された。図１２、図１３および図１４は、さまざまな雑音条件下におけるＮＲＺＩ−１７ＰＰ復号方法のさまざまな実施形態の性能の図的表現を示す。シミュレーションでは、５００ビットの符号化ビットストリームの約１０００の系列が用いられた。復号方法の性能を評価する際に、さまざまな電子雑音および光学雑音のエネルギーレベルが考慮された。光学的ＳＮＲが１０ｄＢから２１ｄＢの間で変化する状況で、５ｄＢから２１ｄＢの範囲の電子的ＳＮＲが考慮された。グラフ１２００、１３００および１４００において、Ｘ軸１２０２は電子雑音レベルを表し、Ｙ軸１２０４はビット誤り率（ＢＥＲ）を表す。図１２のプロファイル１２１６、図１３のプロファイル１３１６および図１４のプロファイル１４１６に示される、１７ＰＰ符号化ビットストリームに対するＢＣＪＲ復号方法の性能が、さまざまなＮＲＺＩ−１７ＰＰ復号方法の性能を比較するための基線として用いられる。
【００６５】
ＮＲＺＩ−１７ＰＰ復号方法のうちで最も簡単な方式は、アナログＸＯＲ復号方法を用いるＮＲＺＩの復号および単純復号方法を用いる１７ＰＰの復号を含む。図１２のプロファイル１２０６、図１３のプロファイル１３０６および図１４のプロファイル１４０６に示されるアナログＸＯＲ復号方法−単純復号方法の性能は、低雑音レベルでは他のものと同等である。１７ｄＢの中位雑音レベルでは、図１３に示されるように、基線の場合は、選択された復号方法、すなわち仮説検定復号方法−単純復号方法、ＢＣＪＲ復号方法−単純復号方法、仮説検定復号方法−ＢＣＪＲ復号方法およびＢＣＪＲ復号方法−ＢＣＪＲ復号方法に対して１ｄＢの符号化利得を有する。これらの復号方法の性能の間にはわずかな差しかないので、複雑さが最小限のものを好都合に選択することができるはずである。
【００６６】
本技法の別の実施形態では、ＮＲＺＩ段階に対して仮説検定復号方法を用い、１７ＰＰ段階に対して単純復号器を用いる、といった組合せが使われる。図１２のプロファイル１２０８、図１３のプロファイル１３０８および図１４のプロファイル１４０８は、単純復号方法−仮説検定復号方法の性能の図的表現を示す。この組合せは、ビット単位の方式で復号されてよく、非常に高速である（ＰＣで試験したところ１ｍｂｐｓを上回った）。（ＢＣＪＲアルゴリズムを用いる）ＭＡＰ検出を包含する系列検出と比較して、ビット単位の検出は複雑度が著しく低く、ソフトウェアまたは低複雑度のハードウェアで実施することができる。
【００６７】
さまざまなＮＲＺＩアルゴリズムの性能が独立して評価される。結果を生成するために、入力の１７ＰＰ符号化ビット系列がＮＲＺＩに変換され、次いでチャネル雑音を付加した後に復号して戻される。次いで、ＮＲＺＩ復号段階では、ビット誤り率を見いだすために、復号されたビットが入力の１７ＰＰ系列と比較される。図１４、図１５および図１６は、さまざまな雑音条件下におけるＮＲＺＩ復号アルゴリズムのさまざまな実施形態の性能を示す。
【００６８】
完全なＢＣＪＲを用いる復号方法は、すべての環境下において最善を遂行する。図１５のプロファイル１５０４、図１６のプロファイル１６０４および図１７のプロファイル１７０４はアナログＸＯＲ方式を示しており、この方式が他の２つの方式と同等なのは、電子雑音および光学雑音が小さいときのみである。完全なＢＣＪＲ復号方法（図１５のプロファイル１５０８、図１６のプロファイル１６０８および図１７のプロファイル１７０８）とビット単位の仮説検定復号方法（図１５のプロファイル１５０６、図１６のプロファイル１６０６および図１７のプロファイル１７０６）の間の比較は、より興味深い。２つの方式の間に性能上のかなりの差があるのは、電子雑音および光学雑音が非常に大きいときのみである。実際、ほとんどの許容できる動作条件（光学的ＳＮＲおよび電子的ＳＮＲが１５ｄＢを上回ること）の下では、ビット単位の仮説検定復号方法の、完全なＢＣＪＲ復号方法に対する利得の差は１ｄＢ未満である。
【００６９】
本方法および技法は、１７ＰＰ復号器／１７ＰＰ復号技法とＮＲＺＩ復号器／ＮＲＺＩ復号技法を直列化して、計算負荷が大きい特大のトレリスの利用を回避する。本システムおよび技法は、ＮＲＺＩ復号器において、仮説検定復号方法、アナログＸＯＲ復号方法など、計算上魅力的な方法を利用する。さらに、１７ＰＰ復号器には、単純復号方法などのより簡単な方法が用いられてもよい。したがって、ＮＲＺＩ復号器と１７ＰＰ復号器を直列化すると、計算上の顕著な節約をもたらす。例えば、ＮＲＺＩ復号器にアナログＸＯＲ復号方法を用い、１７ＰＰ復号器に単純復号方法を用いると、計算上の節約が向上する。本技法および方法は、ホログラフィックデータ検索システムなど、高速かつ大量のデータ処理用途では有利であり得る。さらに、仮説検定復号方法は、ビット単位の方式でＮＲＺＩ復号を遂行して、復号の複雑さを低減する。アナログＸＯＲ復号方法は、多項式関数の評価を利用して、さらなる計算上の節約を提供する。
【００７０】
任意の特定の実施形態によって、上記で説明されたこのような目的または利点のすべてが必ずしも達成されなくてもよいことを理解されたい。したがって、例えば当業者なら、本明細書で説明されたシステムおよび技法は、本明細書で教示された利点の１つまたは群を、本明細書で教示または示唆され得る他の目的または利点を必ずしも達成することなく、達成する、または最適化するように実施または実行することができることを理解するであろう。
【００７１】
本発明を、限定された数の実施形態だけに関連して詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されるはずである。むしろ、本発明はこれまでに説明されていない任意数の変形形態、変更形態、代替形態または同等な機構を組み込むように変更することができるが、それらは本発明の趣旨および範囲と相応するものである。さらに、本発明のさまざまな実施形態を説明してきたが、本発明の各態様が、説明された実施形態のうちのいくつかしか含まなくてもよいことを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明によって限定されるものと見なされるべきでなく、添付の特許請求の範囲の適用範囲によってのみ限定される。新規のものとして特許請求され、米国の特許証によって保護されることが望まれるものは次のとおりである。
【符号の説明】
【００７２】
１０  システム
１２  データ記憶デバイス
１４  符号化ビットストリーム
１４’  符号化ビットストリーム
１４”  符号化ビットストリーム
１６  処理システム
１８  複数の判定
２０  出力デバイス
２２  ＮＲＺＩ復号器
２４  １７ＰＰ復号器
２６  １７ＰＰ変調ビットストリーム
３００  方法
３０６  方法
６００  方法
７００  ＢＣＪＲ復号方法
８００  方法
８０５  抽出された符号化ビット
８１４  符号化ビットストリームの符号化ビットに対応する判定
９００  方法
９０４  多項式関数
９０５  選択された符号化ビット
９１２  判定
１０１０  判定
１２００  グラフ
１２０２  Ｘ軸
１２０４  Ｙ軸
１２０６  アナログ復号方法−単純復号方法
１２０８  単純復号方法−仮説検定復号方法
１２１０  ＢＣＪＲ復号方法−単純復号方法
１２１２  仮説検定復号方法−ＢＣＪＲ復号方法
１２１４  ＢＣＪＲ復号方法−ＢＣＪＲ復号方法
１２１６  ＢＣＪＲ復号方法の基線
１３００  グラフ
１３０６  アナログ復号方法−単純復号方法
１３０８  単純復号方法−仮説検定復号方法
１３１０  ＢＣＪＲ復号方法−単純復号方法
１３１２  仮説検定復号方法−ＢＣＪＲ復号方法
１３１４  ＢＣＪＲ復号方法−ＢＣＪＲ復号方法
１３１６  ＢＣＪＲ復号方法の基線
１４００  グラフ
１４０６  アナログ復号方法−単純復号方法
１４０８  単純復号方法−仮説検定復号方法
１４１０  ＢＣＪＲ復号方法−単純復号方法
１４１２  仮説検定復号方法−ＢＣＪＲ復号方法
１４１４  ＢＣＪＲ復号方法−ＢＣＪＲ復号方法
１４１６  ＢＣＪＲ復号方法の基線
１５００  グラフ
１５０４  アナログＸＯＲ方式のＮＲＺＩ復号
１５０６  仮説検定方式のＮＲＺＩ復号
１５０８  ＢＣＪＲ方式のＮＲＺＩ復号
１６００  グラフ
１６０４  アナログＸＯＲ方式のＮＲＺＩ復号
１６０６  仮説検定方式のＮＲＺＩ復号
１６０８  ＢＣＪＲ方式のＮＲＺＩ復号
１７００  グラフ
１７０４  アナログＸＯＲ方式のＮＲＺＩ復号
１７０６  仮説検定方式のＮＲＺＩ復号
１７０８  ＢＣＪＲ方式のＮＲＺＩ復号
【図１】
2013153420.tif 000013
【図２ａ】
2013153420.tif 000014
【図２ｂ】
2013153420.tif 000015
【図３】
2013153420.tif 000016
【図４】
2013153420.tif 000017
【図５】
2013153420.tif 000018
【図６】
2013153420.tif 000019
【図７】
2013153420.tif 000020
【図８】
2013153420.tif 000021
【図９】
2013153420.tif 000022
【図１０】
2013153420.tif 000023
【図１１】
2013153420.tif 000024
【図１２】
2013153420.tif 000025
【図１３】
2013153420.tif 000026
【図１４】
2013153420.tif 000027
【図１５】
2013153420.tif 000028
【図１６】
2013153420.tif 000029
【図１７】
2013153420.tif 000030
【外国語明細書】
2013153420000001.pdf