特許 7581410 整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法、システム及びコンピュータ読み込み可能な記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法、システム及びコンピュータ読み込み可能な記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H03M 7/30 20060101AFI20241105BHJP

【ＦＩ】

H03M7/30 Z

H03M7/30 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023069245

(22)【出願日】2023-04-20

(65)【公開番号】P2024120817

(43)【公開日】2024-09-05

【審査請求日】2023-04-20

(31)【優先権主張番号】112107094

(32)【優先日】2023-02-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， 第７０巻， 第３８４８－３８６１頁（令和４年７月１３日発行）において発表

(73)【特許権者】

【識別番号】501027245

【氏名又は名称】中華電信股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】張國韋

【審査官】鉢呂 健

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２６０５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２３－０１４０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００６７７８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】PEI, Soo-Chang, et al.，Binary Signal Perfect Recovery From Partial DFT Coefficients，IEEE Transactions on Signal Processing，IEEE，2022年07月13日，Volume: 70，pp.3848-3861，<URL:https://ieeexplore.ieee.org/document/9829248>，<DOI: 10.1109/TSP.2022.3190615>

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｍ ３／００－９／００

Ｈ０４Ｎ １９／００－１９／９８

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オリジナル整数信号に対して高速フーリエ変換を行い、０以上の整数からなるＮ（Ｎ＝２のべき数）個のシーケンスであるオリジナル整数信号のスペクトルを取得する工程と、
該スペクトルに対してサンプリングを行い、サンプリングされた複数のサンプルをオリジナルサンプルシーケンスとして組み立てる工程と、
該オリジナルサンプルシーケンスを送信し、該オリジナルサンプルシーケンスに基づいて該オリジナル整数信号を復元する工程と、
を含み、
それらのサンプルの該スペクトルにおけるシリアル番号は、ｄ（ｄ＝Ｎ／Ｍ）組のシリアル番号を含み、ＭはＮより小さい２のべき数であり、該ｄ組のシリアル番号における第０組のシリアル番号は０、及び／または０より大きくＭより小さくかつＭを整除できるすべての整数を含み、該ｄ組のシリアル番号における第ｊ組シリアル番号は該０組のシリアル番号における各シリアル番号にＭ×ｊ（ｊは１～ｄ－１のうちのいずれかの整数）が加算された整数を含むことを特徴とする整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法。

【請求項2】

該オリジナルのサンプルシーケンスにおいて、それらのサンプルはそれらのサンプルの該スペクトルにおけるシリアル番号に基づいて並べられていることを特徴とする請求項１に記載の整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法。

【請求項3】

それらのサンプルの該スペクトルにおけるシリアル番号は０、及び／または０より大きくＮより小さくかつＮを整除できるすべての整数を含むことを特徴とする請求項１に記載の整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法。

【請求項4】

該オリジナルサンプルシーケンスに対して短ポイント数復元方法を実行し、該オリジナル整数信号を復元することを特徴とする請求項３に記載の整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法。

【請求項5】

該オリジナルサンプルシーケンスに基づいて、含まれるサンプル数量が該オリジナルサンプルシーケンスに含まれるサンプル数量のｄ分の１であるｄ個の短ポイント数サンプルシーケンスを生成する工程と、
短ポイント数復元方法を用いてそれらの短ポイント数サンプルシーケンスに基づいて、該オリジナル整数信号におけるＭ個の整数からなるシーケンスであるｄ個の短ポイント数整数信号をそれぞれ復元する工程と、
それらの短ポイント数整数信号を該オリジナル整数信号に組み立てる工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法。

【請求項6】

ｄ＝２である場合、該各短ポイント数サンプルシーケンスにおける各サンプルは、いずれも該オリジナルサンプルシーケンスにおけるシリアル番号にＭの差がある２つのサンプルに基づいて算出されたものであることを特徴とする請求項５に記載の整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法。

【請求項7】

それらの短ポイント数整数信号における整数を交差配列することで、該オリジナル整数信号に組み立てる工程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法。

【請求項8】

計算装置または電子装置に読み込まれ、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法を実行させるための指令が記憶されたことを特徴とするコンピュータ読み込み可能な記憶媒体。

【請求項9】

オリジナル整数信号に対して高速フーリエ変換を行うことで０以上の整数からなるＮ（Ｎは２のべき数）個のシーケンスである該オリジナル整数信号のスペクトルを取得し、さらに該スペクトルに対してサンプリングを行い、サンプリングされた複数のサンプルをオリジナルサンプルシーケンスとして組み立てる第１のプロセッサーと、該オリジナルサンプルシーケンスを送信する送信モジュールとを含む送信側機器と、
該送信側機器と相互に通信的または電気的に接続される受信側機器であって、該オリジナルサンプルシーケンスを受信する受信モジュールと、該オリジナルサンプルシーケンスに基づいて該オリジナル整数信号を復元する第２のプロセッサーと、を含み、該オリジナルサンプルシーケンス及び該オリジナル整数信号を記憶する受信側機器と、
を備え、
それらのサンプルの該スペクトルにおけるシリアル番号は、ｄ（ｄ＝Ｎ／Ｍ）組のシリアル番号を含み、ＭはＮより小さい２のべき数であり、該ｄ組のシリアル番号における第０組のシリアル番号は０、及び／または０より大きくＭより小さくかつＭを整除できるすべての整数を含み、該ｄ組のシリアル番号における第ｊ組シリアル番号は該０組のシリアル番号における各シリアル番号にＭ×ｊ（ｊは１～ｄ－１のうちのいずれかの整数）が加算された整数を含むことを特徴とする整数信号スペクトルサンプリングと復元のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は信号送信に適用可能な可逆圧縮技術に関し、特に整数信号のスペクトルサンプリングと復元の技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の送信圧縮方法において、ある周波数帯に対して人の目や耳が敏感ではないことを利用してそれに関する情報を除去するのが一般的である。復元された信号がオリジナルの信号と異なったとしても察知されることはない。このような圧縮を不可逆圧縮と称する。

【0003】

一方、圧縮は辞書式圧縮であってもよく、例えば一つのＮ×Ｍのマトリックス（Ｎ＞＞Ｍ、即ちＮはＭに比べて非常に大きい）を予め構築し、圧縮センシング（ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｓｅｎｓｉｎｇ）の概念を利用して、Ｍポイントの信号をＮ次元に変換する。この方法によれば、見かけ上では次元は拡大されているが、このＮ次元においてＫポイントの数値（Ｋ＜＜Ｍ、即ちＫはＭに比べて非常に小さい）のみ存在しているため、圧縮の効果が奏し、かつ可逆圧縮に属する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

また、前記の２つの方法とは異なる技術もある。まず、この方法は、復元された信号がオリジナル信号と完全に一致するという可逆圧縮である。次に、この技術は辞書データの構築を必要としないため、送信側機器と受信側機器の記憶容量が節約されている。しかしながら、このような技術はオリジナル信号長さの約３３％をサンプリングする必要があるため、そのパフォーマンスにはまだ改善する余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の課題を解決するために、本発明は、オリジナル整数信号に対して高速フーリエ変換（ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ， ＦＦＴ）を行うことで、０以上の整数からなるＮ（Ｎ＝２のべき数）個のシーケンスであるオリジナル整数信号のスペクトルを取得する工程と、該スペクトルに対してサンプリングを行い、サンプリングされた複数のサンプルをオリジナルサンプルシーケンスとして組み立てる工程と、該オリジナルサンプルシーケンスを送信して、該オリジナルサンプルシーケンスに基づいて該オリジナル整数信号を復元する工程と、を含む、整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法を提供する。

【0006】

また、本発明は、計算装置または電子装置に読み込まれ、上記の整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法を実行させるための指令が記憶されたコンピュータ読み込み可能な記憶媒体を提供する。

【0007】

さらに、本発明は、第１のプロセッサーと送信モジュールとを含む送信側機器と、第２のプロセッサーと受信モジュールとを含む受信側機器とを備え、該送信側機器の該第１のプロセッサーは０以上の整数からなるＮ（Ｎ＝２のべき数）個のシーケンスであるオリジナル整数信号に対して高速フーリエ変換を行い、該オリジナル整数信号のスペクトルを取得し、該送信側機器の該第１のプロセッサーはさらに、該スペクトルに対してサンプリングを行い、サンプリングされた複数のサンプルをオリジナルサンプルシーケンスとして組み立て、該送信側機器の該送信モジュールは該オリジナルサンプルシーケンスを送信し、該受信側機器の該受信モジュールは該オリジナルサンプルシーケンスを受信し、該受信側機器の該第２のプロセッサーは該オリジナルサンプルシーケンスに基づいて該オリジナル整数信号を復元して、該受信側機器は該オリジナルサンプルシーケンスと該オリジナル整数信号を記憶する、整数信号スペクトルサンプリングと復元のシステムを提供する。

【発明の効果】

【0008】

上記のように、本発明は、整数信号の送信時に、整数信号スペクトル全体ではなく一部だけを送信するだけで済むため、送信周波数帯の節約効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は本発明の一実施例に係る整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法を示す模式フロー図である。

【図2】図２は本発明の一実施例に係る整数信号の復元方法の模式フロー図である。

【図3】図３は本発明の一実施例に係る送信側機器と受信側機器の模式ブロック図である。

【図4】図４は本発明の一実施例に係る送信側機器と受信側機器の模式ブロック図である。

【図5】図５は本発明の一実施例に係る送信側機器と受信側機器の模式ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

下記において特定の具体的な実施例により本発明の実施方式を説明する。本明細書に記載の内容は、この技術分野に精通した者なら簡単に本発明のその他の利点や効果が理解できる。

【0011】

図１は本発明の一実施例に係る整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法を示す模式フロー図である。該整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法は、整数信号スペクトルサンプリング方法と整数信号復元方法とに分けられる。

【0012】

まず、送信側機器１００は、ステップ１１０～１４０の整数信号スペクトルサンプリング方法を実行し、入力された整数信号を離散フーリエ変換（ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ， ＤＦＴ）に変換し、該離散フーリエ変換に対してサンプリングを行い、サンプルシーケンスを取得し、該サンプルシーケンスを受信側機器２００に送信する。

【0013】

そして、受信側機器２００はステップ２１０～２２０の整数信号復元方法を実行し、該サンプルシーケンスを受信し、該サンプルシーケンスをオリジナルの整数信号に復元する。

【0014】

一つの実施例において、送信側機器１００及び受信側機器２００は、データ処理、計算、送信、受信機能を有する計算装置または電子装置であってもよい。送信側機器１００及び受信側機器２００は通信的または電気的に相互に接続されている。以下、図１のフローを説明する。

【0015】

まず、ステップ１１０において、整数信号を送信側機器１００に入力する。該整数信号は、０以上の整数ｘ（０）、ｘ（１）、・・・、ｘ（Ｎ－１）からなるＮ（Ｎ＝２のべき数、例えば３２、６４、１２８または２５６等である）個のシーケンスあるＮポイント整数シーケンスである。

【0016】

次に、ステップ１２０において、高速フーリエ変換により該整数信号の離散フーリエ変換ｘ（０）、ｘ（１）、・・・、ｘ（Ｎ－１）を取得する。一般的には、ｘ（０）、ｘ（１）、・・・、ｘ（Ｎ－１）はいずれも複素数である。また、該整数信号の離散フーリエ変換は該整数信号のスペクトルとも称する。

【0017】

そして、ステップ１３０において、スペクトルに対してサンプリング方法を実行し、スペクトルのサンプルシーケンスを取得する。詳しくは、Ｎ値が小さく、例えばＭ以下（Ｍも２のべき数である）であれば、スペクトルにおいてシリアル番号が０である複素数、シリアル番号が０より大きくＮより小さくかつＮを整除できるすべての複素数を該サンプルシーケンスにおけるサンプルとして選択することができる。

【0018】

一つの実施例において、Ｎ＝３２とすると、スペクトルにおいてシリアル番号が０、１、２、４、８、１６の複素数をサンプルとして選択する。つまり、該サンプルシーケンスはスペクトルにおけるｘ（０）、ｘ（１）、ｘ（２）、ｘ（４）、ｘ（８）、ｘ（１６）の６つの複素数からなる。サンプルシーケンスにおいて、これらのサンプルはスペクトルにおけるシリアル番号の小さい順に基づいて並べられている。

【0019】

以下、実際の３２ポイント二次元信号を例にして、ステップ１１０、１２０、１３０を説明する。送信側機器１００の整数信号ｘ（ｎ）＝
１，０，０，１，０，０，１，０，１，１，０，１，０，１，１，１，
１，０，０，１，０，０，０，０，１，１，０，０，０，０，０，０
を入力するとする。

【0020】

ＦＦＴによって得られたスペクトルＸ（ｋ）＝
13.0000 +0i, -2.9090 - 2.8887i, -0.1585 + 1.1481i,
-0.9622 - 2.2726i, 3.2929 - 0.1213i, 1.5367 - 0.5870i,
-2.2304 + 2.7716i, 0.0702 - 2.0114i, 2.0000 + 1.0000i,
1.0122 + 0.6017i, 2.2304 + 2.7716i, 1.0764 + 0.4954i,
4.7071 - 4.1213i, -1.6510 - 1.1902i, 0.1585 + 1.1481i,
1.8266 - 0.2756i, -1.0000 + 0i, 1.8266 + 0.2756i,
0.1585 - 1.1481i, -1.6510 + 1.1902i, 4.7071 + 4.1213i,
1.0764 - 0.4954i, 2.2304 - 2.7716i, 1.0122 - 0.6017i,
2.0000 - 1.0000i, 0.0702 + 2.0114i, -2.2304 - 2.7716i,
1.5367 + 0.5870i, 3.2929 + 0.1213i, -0.9622 + 2.2726i,
-0.1585 - 1.1481i, -2.9090 + 2.8887i
である。

【0021】

本来、整数信号ｘ（ｎ）を復元するのに、すべてのＸ（ｋ）（ｋ＝０～３１）が必要であるが、本発明の方法によれば、ｋ＝０、１、２、４、８、１６のＸ（ｋ）、即ちＸ（０）＝１３、Ｘ（１）＝－２．９０９０－２．８８８７ｉ、Ｘ（２）＝－０．１５８５ ＋１．１４８１ｉ、Ｘ（４）＝３．２９２９－０．１２１３ｉ、Ｘ（８）＝２．００００＋１．００００ｉ、Ｘ（１６）＝－１．００００＋０ｉを取り出すだけで、整数信号ｘ（ｎ）を復元することができる。

【0022】

一方、Ｎ値が大きく例えばＭよりも大きければ、０、０より大きくＭより小さくかつＭを整除できるすべての整数、及び前記の各整数（０を含む）にＭ×ｊ（ｊは１～ｄ－１のうちの整数であり、ｄ＝Ｎ／Ｍ）が加算された整数を該サンプルシーケンスのうちのサンプルのスペクトルにおけるシリアル番号として選択することができる。

【0023】

他の実施例において、Ｎ＝１２８かつＭ＝６４とすると、０、１、２、４、８、１６、３２、６４、６５、６６、６８、７２、８０、９６をサンプルのシリアル番号として選択する。そのうち、１、２、４、８、１６、３２は０より大きくＭより小さくかつＭを整除できるすべての整数である。シリアル番号６４、６５、６６、６８、７２、８０、９６はそれぞれシリアル番号０、１、２、４、８、１６、３２に６４が加算された整数である。従って、該サンプルシーケンスはスペクトルにおけるＸ（０）、Ｘ（１）、Ｘ（２）、Ｘ（４）、Ｘ（８）、Ｘ（１６）、Ｘ（３２）、Ｘ（６４）、Ｘ（６５）、Ｘ（６６）、Ｘ（６８）、Ｘ（７２）、Ｘ（８０）、Ｘ（９６）の１４個の複素数からなる。

【0024】

さらに他の実施例において、Ｎ＝２５６かつＭ＝６４とすると、前記のＮ＝１２８の１４個のサンプルシーケンスのほか、シリアル番号０、１、２、４、８、１６、３２のそれぞれに１２８（６４×２）及び１９２（６４×３）が加算され、他の１４個のシリアル番号、合計２８個のシリアル番号が生成される。該サンプルシーケンスはスペクトルにおいて該２８個のシリアル番号に対応する２８個の複素数からなる。

【0025】

上記の２つの実施例において、サンプリングして得られたサンプルシーケンスのデータ量はいずれもサンプリングする前の完全なスペクトルよりも十分小さいため、データ圧縮の効果を達成するとともに全体のパフォーマンスを向上させることができる。

【0026】

次に、ステップ１４０において、送信側機器１００は該サンプルシーケンスを有線または無線により受信側機器２００に送信する。

【0027】

ステップ２１０において、受信側機器２００は該サンプルシーケンスを受信する。

【0028】

そして、ステップ２２０において、受信側機器２００は復元方法を実行し、該サンプルシーケンスに基づいてオリジナル整数信号を取得し、ステップ１１０において、送信側機器１００の整数信号を入力する。

【0029】

ステップ２２０の復元方法の内容を図２に示す。

【0030】

まず、ステップ２２１において、該サンプルシーケンスを復元方法に入力する。

【0031】

次に、ステップ２２２において、オリジナル整数信号の長さＮがＭよりも大きいか否かを判断し、ＮがＭ以下である場合、ステップ２２４に進み、そうではない場合、ステップ２２３に進む。

【0032】

ステップ２２４において、短ポイント数復元方法を実行し、該サンプルシーケンスをオリジナル整数信号ｘ（０）、ｘ（１）、…、ｘ（Ｎ－１）に復元して、データ送信の目的を達成する。一つの実施例において、ステップ２２４の短ポイント数復元方法はブルートフォースアタック、分枝限定法またはその他の混合整数（ｍｉｘｅｄ ｉｎｔｅｇｅｒ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）問題を解決できるいかなる技術を使用することができ、本発明はそれに限定されない。

【0033】

一つの実施例において、Ｎ＝３２とすると、ステップ２２１において受信側機器２００がＸ（０）、Ｘ（１）、Ｘ（２）、Ｘ（４）、Ｘ（８）、Ｘ（１６）の６個の複素数かなるサンプルシーケンスを受信した後、Ｎ＝３２がＭ＝６４より小さいため、フローはステップ２２４に進み、短ポイント数復元方法を実行し、Ｘ（０）、Ｘ（１）、Ｘ（２）、Ｘ（４）、Ｘ（８）、Ｘ（１６）に基づいて整数信号ｘ（０）、ｘ（１）、・・・、ｘ（３１）を復元する。

【0034】

一方、ステップ２２３において、該サンプルシーケンスの長さがＬ（即ちＬ個の複素数のサンプルを含む）であるとすると、該サンプルシーケンスに基づいてｄ個の長さがＬ／ｄのサンプルシーケンスを生成し、オリジナルのＮポイント混合整数問題をｄ個のＭポイント混合整数問題に分割する。ここで、ｄ＝Ｎ／Ｍ。その後、ステップ２２４において短ポイント数復元方法を用いて該ｄ個の長さがＬ／ｄのサンプルシーケンスのそれぞれに基づいてｄ個のＭポイント整数信号を復元し、該ｄ個のＭポイント整数信号からオリジナルのＮポイント整数信号に組み立てる。

【0035】

他の実施例において、Ｎ＝１２８とすると、ステップ２２１においてＬ＝１４個の複素数からなるサンプルシーケンスを受信した後、Ｎ＝１２８がＭ＝６４より大きく、かつｄ＝１２８／６４＝２であるため、まずステップ２２３においてこの１２８ポイントの問題を２個の６４ポイントの問題に分割する。その後、ステップ２２４において短ポイント数復元方法により２個の６４ポイント整数信号を復元して、この２個の６４ポイント整数信号からオリジナルの１２８ポイント整数信号に組み立てる。

【0036】

上記のように、ｄ＝２とすると、ステップ２２３での分割の詳細は以下の通りである。

【0037】

まず、長さがＬであるオリジナルサンプルシーケンス及び下記の公式に基づいて長さがＬ／２である２個のサンプルシーケンスＥｖ（ｋ）、０ｄ（ｋ）を求めることができる。
Ｅｖ（ｋ）＝［Ｘ（ｋ）＋Ｘ（ｋ＋Ｍ）］／２
Ｏｄ（ｋ）＝［Ｘ（ｋ）－Ｘ（ｋ＋Ｍ）］／２／Ｗ

【0038】

ここで、ｋは０、及び／または０より大きくＭより小さくかつＭを整除できるすべての整数である。Ｍ＝６４とすると、ｋ＝０、１、２、４、８、１６、３２。また、Ｗ＝ｅｘｐ（－２πｉ／Ｎ）。

【0039】

フーリエ変換の特性によれば、Ｅｖ（ｋ）、ｋ＝ ０、１、２、４、８、１６、３２は、オリジナルの整数信号における偶数シリアル番号ポイントｘ（２ｎ）、ｎ＝０、１、２、・・・、６３の６４ポイントからなるシーケンスを用いて６４ポイントのフーリエ変換を行った後、シリアル番号ｋ＝０、１、２、４、８、１６、３２の箇所においてサンプリングして得られたサンプルシーケンスに相当する。言い換えれば、これは６４ポイントの混合整数問題である。

【0040】

同様に、Ｏｄ（ｋ）、ｋ＝０、１、２、４、８、１６、３２は、オリジナルの整数信号における奇数シリアル番号ポイントｘ（２ｎ＋１）、ｎ＝０、１、２、・・・、６３の６４ポイントからなるシーケンスを用いて６４ポイントのフーリエ変換を行った後、シリアル番号ｋ＝０、１、２、４、８、１６、３２の箇所においてサンプリングして得られたサンプルシーケンスに相当する。これは別の独立した６４ポイントの混合整数問題である。

【0041】

Ｅｖ（ｋ）及びＯｄ（ｋ）に基づいて２個の６４ポイント整数信号をそれぞれ復元した後、この２個の整数信号における整数を交差配列することにより、オリジナルの１２８ポイント整数信号を得ることができる。Ｍは２の他のべき数であるとすると、これに基づいて類推することができる。

【0042】

上記実施例とフローは一つの１２８ポイントの問題を２つの６４ポイントの問題に変換する。ステップ２２４の復元においてブルートフォースアタックを用いる場合、本来の１２８ポイント問題に対して、ブルートフォースアタックのために２^１２８種の組み合わせを用いことが必要である。分割された２つの６４ポイント問題に対して、２^６５＝２×２^６４種の組み合わせを用いるだけで、ブルートフォースアタックをできる。これにより、復元の難しさが大幅に軽減され、全体のパフォーマンスを向上させる。

【0043】

また、ｄは２またはその他の数値である場合、ステップ２２３の混合整数問題の分割は通常知識に基づいて処理することができる。例えば、ＪｏｈａｎＬoｆｇｒｅｎ及びＰｅｔｅｒ Ｎｉｌｓｓｏｎによって２０１１年１１月に発表されＩＥＥＥ定期刊行物「２０１１ ＮＯＲＣＨＩＰ」にに収録された論文「Ｏｎ Ｈａｒｄｗａｒｅ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｄｉｘ ３ ａｎｄ Ｒａｄｉｘ ５ ＦＦＴ Ｋｅｒｎｅｌｓ ｆｏｒ ＬＴＥ Ｓｙｓｔｅｍｓ」を参照することができる。本発明はそれに限定されない。

【0044】

図３～５は本発明の一実施例に係る送信側機器１００と受信側機器２００の模式ブロック図である。

【0045】

この実施例において、図３に示すように、送信側機器１００は、記憶装置１０１、プロセッサー１０２、送信モジュール１０３を備え、プロセッサー１０２は記憶装置１０１及び送信モジュール１０３と通信的に接続されている。受信側機器２００は、記憶装置２０１、プロセッサー２０２、受信モジュール２０３を備え、プロセッサー２０２は、記憶装置２０１及び受信モジュール２０３と通信的に接続されている。

【0046】

一つの実施例において、記憶装置１０１及び記憶装置２０１はいずれもメモリ、ハードディスクまたはその他データや情報が記憶可能なハードウェア装置であってもよく、送信モジュール１０３及び受信モジュール２０３はいずれもハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアからなるモジュールであってもよい。

【0047】

図４に示すように、送信側機器１００のプロセッサー１０２は、相互に通信的に接続される変換モジュール１５１、サンプリングモジュール１５２を含む。変換モジュール１５１及びサンプリングモジュール１５２はいずれもハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアからなるモジュールであってもよい。

【0048】

図５に示すように、受信側機器２００のプロセッサー２０２は、相互に通信的に接続される入力モジュール２５１、分割モジュール２５２、復元モジュール２５３を備える。入力モジュール２５１、分割モジュール２５２及び復元モジュール２５３はいずれもハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアからなるモジュールであってもよい。

【0049】

この実施例に係る送信側機器１００及び受信側機器２００は上記の整数信号スペクトルサンプリング方法及び整数信号復元方法の実行に用いられる。

【0050】

具体的には、図１、３に示すように、送信側機器１００の記憶装置１０１は、ステップ１１０において送信側機器１００の整数信号を記憶することができる。プロセッサー１０２は、ステップ１２０、ステップ１３０の実行に利用することができる。ここで、変換モジュール１５１はステップ１２０を、サンプリングモジュール１５２はステップ１３０をそれぞれ実行する。ステップ１４０及びステップ２１０において、送信側機器１００の送信モジュール１０３は、サンプルシーケンスを有線または無線により受信側機器２００の受信モジュール２０３に送信することができる。

【0051】

また、受信側機器２００の記憶装置２０１は、ステップ２１０において受信モジュール２０３にが受信したサンプルシーケンスを記憶することができる。プロセッサー２０２はステップ２２０の実行に利用することができる。ここで、入力モジュール２５１はステップ２２１において該サンプルシーケンスを受信し、ステップ２２２の判断の実行に利用することができる。また、分割モジュール２５２はステップ２２３の実行に、復元モジュール２５３はステップ２２４の実行及び復元されたオリジナルの整数信号の記憶装置２０１への記憶に、それぞれ利用することができる。

【0052】

他の実施例において、本発明は、少なくとも１つのメモリ、フロッピーディスク、ハードディスク及び／または光磁気ディスクを含むコンピュータ読み込み可能な記憶媒体を提供する。該コンピュータ読み込み可能な記憶媒体には、送信側機器１００及び受信側機器２００またはその他計算装置や電子装置に読み込まれ、上記の整数信号スペクトルサンプリングと復元の方法を実行させるための指令が記憶されている。

【0053】

また、本発明は、信号送信に適用可能な可逆圧縮技術を提供する。整数信号スペクトルサンプリングと復元の過程において、サンプリングされたサンプルの数は整数信号シーケンスの長さに応じて異なり、復元の場合には整数信号シーケンスの長さに応じて異なる対策が実施される。

【0054】

また、整数信号シーケンスが長い場合には、いくつかの短シーケンス信号に分解し個別に復元し、整数信号シーケンスが短い場合には、オリジナル整数信号を直接求める。

【0055】

上記のように、本発明は、整数信号の送信時に、整数信号スペクトル全体ではなく一部だけを送信するだけで済む。これにより整数信号を圧縮することで、送信側機器と受信側機器との間の送信周波数帯を節約するとともに送信側機器と受信側機器との間の送信効率を向上させることができる。また、受信側機器は本発明に係る復元方法により該整数信号を歪みなく復元することができる。

【0056】

このように、本発明は約１１％のサンプリング率を用いて０．０３秒内に６４個の０／１ビット値からなる整数信号シーケンスの復元を達成することができる。このため、従来の３３％のサンプリング率が必要とする可逆圧縮技術に対し大いに改善されており、圧縮と復元に必要とされたプロセッサーと記憶装置（上記のモジュールと同様）等のハードウェアリソースを大幅に低減可能だけでなく、可逆圧縮の利点、および、辞書データを必要としないという利点を有するため、全体のパフォーマンスが向上している。

【0057】

上記実施例は本発明の原理及びその効果を例示的に説明するに過ぎず、本発明を限定するためのものではなく、所属する技術分野において通常知識を有する者により本発明の主旨を逸脱しない範囲でそれらの実施態様に対して種々に修正や変更を施すことが可能である。従って、本発明の権利保護範囲は、後述の特許請求の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0058】

１００ 送信側機器
１０１ 記憶装置
１０２ プロセッサー
１０３ 送信モジュール
１１０、１２０、１３０、１４０ ステップ
１５１ 変換モジュール
１５２ サンプリングモジュール
２００ 受信側機器
２０１ 記憶装置
２０２ プロセッサー
２０３ 受信モジュール
２１０、２２０～２２４ ステップ
２５１ 入力モジュール
２５２ 分割モジュール
２５３ 復元モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】