ES2298942T3 - Codificacion/descodificacion aritmetica de una señal de informacion digital. - Google Patents

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Abstract

Aparato de codificación aritmética para codificar aritméticamente una señal (F) de información digital, que comprende: - medios de entrada para recibir la señal (F) de información digital, - un codificador aritmético (Cod. AC) que tiene una primera entrada para recibir una señal (E) de entrada, una segunda entrada para recibir una señal (Po) de probabilidad, y una salida para suministrar una señal (D) de salida, estando adaptado el codificador aritmético para llevar a cabo una etapa de compresión de datos sobre la señal de entrada en respuesta a dicha señal de probabilidad para obtener una versión comprimida de datos de la señal de entrada, y para suministrar la versión comprimida de datos de la señal de entrada a la salida, - medios (z-1A(z)) de filtro de predicción para derivar una versión (Z) predicha de dicha señal de información digital a partir de dicha señal (F) de información digital, - medios (*) de combinación de señales para combinar la señal (F) de información digitaly dicha versión (Z) predicha de la señal de información digital para obtener una señal residual, siendo dicha señal residual dicha señal (E) de entrada para dicho codificador aritmético, - medios (p(**)) de generación de señales de probabilidad para generar dicha señal de probabilidad para dicho codificador aritmético, y - medios para conmutar el codificador aritmético a un modo de codificación para codificar uno o más símbolos de la señal de entrada para obtener símbolos correspondientes de una señal de salida, que son sustancialmente idénticos a dichos símbolos de la señal de entrada, estando adaptados dichos medios de conmutación para conmutar el codificador aritmético a dicho modo de codificación, como si una señal (1/2) de probabilidad fija y predeterminada se aplicara a dicho codificador aritmético, caracterizado porque el aparato comprende además medios para decidir si la probabilidad proporcionada por la señal de probabilidad debería reemplazarse para mejorar la relación de compresión y porque dichos medios de conmutación comprenden medios de reemplazo para reemplazar la señal de probabilidad al codificador aritmético y para aplicar dicha señal de probabilidad fija y predeterminada a dicho codificador aritmético para codificar dichos uno o más símbolos de la señal de entrada si esto da como resultado una mejora de la relación de compresión.

Description

Codificación/descodificación aritmética de una señal de información digital.
La invención se refiere a un aparato de codificación aritmética para codificar aritméticamente una señal de información digital, a un aparato de descodificación aritmética para descodificar aritméticamente una señal de información digital codificada aritméticamente en una señal de información digital, a un procedimiento de codificación aritmética para codificar aritméticamente la señal de información digital y a un soporte de grabación.
Un aparato de codificación aritmética tal como se define anteriormente se da a conocer en la publicación "Improved lossless coding of 1-bit audio signals", por F. Bruekers et al., documento previo 4563(I-6), presentada en la 103ª Convención AES, del 26 al 29 de septiembre de 1997.
La invención pretende proporcionar medidas para mejorar la codificación sin pérdidas utilizando el codificador aritmético dado a conocer en la técnica anterior.
Según la invención, el codificador aritmético es conforme a la definición de la reivindicación 1.
La invención se basa en el reconocimiento de que el filtro de predicción y la tabla de probabilidades están diseñados para un rendimiento promedio óptimo, aunque su rendimiento local puede estar muy lejos de ser óptimo. Esto puede dar como resultado una baja eficacia de compresión. Según la invención, el codificador aritmético se conmuta a un modo de compresión, de manera que codifica la señal recibida en una señal de salida codificada que es sustancialmente idéntica a la señal recibida. Esto puede realizarse por ejemplo conmutando el codificador aritmético a un modo de codificación para codificar la señal recibida como si una señal de probabilidad fija y predeterminada se aplicara al codificador aritmético.
Se observa que NELSON M. et al: "The Data Compression Book", 2º edición, M&T Books, Nueva York, EE.UU., 1996, ISBN: 1-55851-434-1, en los capítulos 5 y 6, y en particular, las páginas 153-156 y 159-160, describe un algoritmo en el que se utiliza la codificación aritmética para codificar aritméticamente una secuencia de caracteres. Con el fin de codificar aritméticamente la secuencia de caracteres, ha de proporcionarse un valor de probabilidad junto con los caracteres de la secuencia de caracteres, a un módulo del algoritmo que realiza la codificación, al que se hace referencia en lo sucesivo como "codificador aritmético". Un valor de probabilidad de este tipo se calcula a partir de un modelado estadístico de la secuencia de caracteres que se actualiza dinámicamente al mismo tiempo que se codifica la secuencia de caracteres.
Con el fin de limitar la cantidad de memoria requerida por el modelado estadístico, las entradas para los caracteres, o secuencias de los mismos, se crean sólo después de que éstas se hayan producido por primera vez: antes de conseguir esto, es decir en caso de no poder calcular un valor de probabilidad a partir del modelado estadístico, se pasa una probabilidad fija al codificador aritmético.
Estos y otros aspectos de la invención se explicarán adicionalmente a continuación en la descripción de las figuras, en las que
la figura 1a muestra un diagrama de circuito de un codificador sin pérdidas y la figura 2a muestra un diagrama de circuito de un descodificador correspondiente, utilizando la predicción lineal y la codificación aritmética,
la figura 2 muestra un ejemplo de probabilidad p_{0} de una predicción correcta como una función de la salida |Z| del filtro de predicción,
la figura 3 muestra un ejemplo de una señal codificada, que muestra el número de bits transmitidos en caso de que:
(a) no haya codificación (línea discontinua), (b) todos los bits estén codificados utilizando la tabla de probabilidades (línea continua) y (c) para los primeros 128 bits, la salida de la tabla de probabilidades se reemplace por p_{0} = p_{1} = 1/2 (línea punteada), y donde resulta que el reemplazo mejora la relación de compresión.
La figura 4 muestra otro ejemplo de una señal codificada, que muestra el número de bits transmitidos en
\hbox{caso de que:}
(a) no haya codificación (línea discontinua), (b) todos los bits estén codificados utilizando la tabla de probabilidades (línea continua) y (c) para los primeros 128 bits, la salida de la tabla de probabilidades se reemplace por p_{0} = p_{1} = 1/2 (línea punteada), y donde resulta que el reemplazo empeora la relación de compresión.
La figura 5a muestra un diagrama de circuito de un codificador sin pérdidas según la invención y la figura 5b muestra un diagrama de circuito de un descodificador correspondiente, teniendo ambos un medio para reemplazar la probabilidad proporcionada por la tabla (p(|.|)) de probabilidades.
La figura 6a muestra el codificador sin pérdidas de la figura 5a incluido en un transmisor, que está en forma de un aparato de grabación, y la figura 6b muestra el descodificador sin pérdidas incluido en un receptor, que está en forma de un aparato de reproducción.
El proceso de codificación y descodificación sin pérdidas, por ejemplo de señales de audio sobremuestreadas de 1 bit, se explicará brevemente a continuación por medio de la figura 1, que muestra una realización del aparato de codificación aritmética en la figura 1a y muestra una realización del aparato de descodificación aritmética en la figura 1b.
La codificación sin pérdidas en el aparato de la figura 1a se realiza en partes aisladas (tramas) de la señal de audio. Una longitud típica de una trama de este tipo es 37632 bits. Los dos valores de bit posibles de la señal F de entrada, "1" y "0", representan los valores de muestra +1 y -1, respectivamente. Por cada trama, el conjunto de coeficientes para el filtro z^{-1}.A(z) de predicción se determina mediante por ejemplo el procedimiento de autocorrelación. El signo de la señal de salida del filtro, Z, determina el valor del bit F_{p} predicho, mientras que la magnitud de la señal de salida del filtro, Z, es una indicación de la probabilidad de que la predicción sea correcta. Una predicción correcta, o F = F_{p}, es equivalente a E = 0 en la señal E residual. El contenido de la tabla de probabilidades, (p(|.|)), está diseñado por cada trama de manera que por cada valor posible de Z, p_{0} es la probabilidad de que E = 0. Un contenido típico de la tabla de probabilidades se muestra en la figura 2. Para valores pequeños de |Z|, la probabilidad de una predicción correcta está cerca de 0,5 y para valores grande de |Z|, la probabilidad de una predicción correcta está cerca de 1,0. Obviamente, la probabilidad de una predicción incorrecta, F \neq F_{p} o E = 1, es p_{1} = 1-p_{0}.
El codificador aritmético (Cod. AC) en el aparato de la figura 1a codifica la secuencia de bits de E de manera que el código (D) requiere menos bits. Para ello, el codificador aritmético utiliza la probabilidad de que el bit n de la señal E, E[n], tenga un valor particular. El número de bits para codificar el bit E[n] = 0 es:
(ec. 1)d_{n} = -^{2}log(p_{0})+\varepsilon(bits)
que prácticamente no es superior a 1 bit, ya que p_{0} \geq 1/2 (véase la figura 2). El número de bits para codificar el bit E[n] = 1 es:
(ec. 2)d_{n} = -^{2}log(p_{1})+\varepsilon = -^{2}log(1-p_{0})+\varepsilon(bits)
que no es inferior a 1 bit. \varepsilon representa en ambas ecuaciones el comportamiento no óptimo del codificador aritmético, aunque en la práctica puede ignorarse.
Una predicción correcta (E[n] = 0) da como resultado menos de 1 bit y una predicción incorrecta (E[n] = 1) da como resultado más de 1 bit en el código (D). La tabla de probabilidades está diseñada de manera que para el promedio de la trama completa, el número de bits para el código D es mínimo.
Además del código D, también han de transmitirse los coeficientes del filtro de predicción y el contenido de la tabla de probabilidades desde el codificador hasta el descodificador.
En el aparato de descodificación de la figura 1b, se implementa exactamente lo inverso del proceso de codificación, creando así un sistema de codificación sin pérdidas. Se proporciona al descodificador aritmético (Dec. AC) las mismas probabilidades que el codificador aritmético, para recuperar los valores correctos de la señal E. Por tanto, el descodificador contiene el mismo filtro de predicción y tabla de probabilidades que el codificador.
Ahora puede identificarse el problema solucionado por la presente invención. Aunque tanto el filtro de predicción como la tabla de probabilidades están diseñados de manera que su rendimiento promedio sea óptimo, su rendimiento local puede ser malo. Un ejemplo para ello es el inicio de una trama cuando el filtro de predicción no tiene muestras reales disponibles para predecir la muestra siguiente. Por tanto, la señal de salida del filtro de predicción no es siempre un indicador fiable de la probabilidad de una predicción correcta.
Esto se ha explicado adicionalmente con referencia a la figura 3. La línea continua en la figura 3 es el número de bits de la palabra D de código requerida para codificar los primeros n bits de la señal E. La línea discontinua indica el número de bits de la palabra D de código en caso de no haber compresión. Para codificar los primeros 1000 bits de la señal E, sólo se requieren aproximadamente 500 bits en la palabra D de código. Sin embargo, para los primeros 100 bits de la misma señal E, se requieren aproximadamente 170 bits en la palabra D de código. En el último caso, realmente se requieren más bits para el código que para la señal original. Para otra trama se muestran las mismas cantidades en la figura 4 cuando no se produce ningún problema en la codificación de los primeros 100 bits de la señal E. Además en otros lugares diferentes al inicio de una trama puede ocurrir que la codificación tenga un mal resultado. En tal caso es mejor transmitir los bits originales de E que la versión D codificada.
Ahora, el problema es unir la palabra D de código con partes de la señal E original de manera que el descodificador pueda recuperar los datos correctos. Esto se ha solucionado de la manera siguiente.
A partir de las ecuaciones ec. 1 y ec. 2, puede observarse que para p_{0} = 1/2, el número de bits en la palabra de código, D, es: d_{n} \approx -^{2}log(1/2) = 1. Esto significa que para la relación de compresión del codificador sin pérdidas prácticamente es irrelevante si un único bit de E se transmite directamente o se codifica con la probabilidad p_{0} = 1/2. Así, si para la parte de la señal E, cuando la predicción tiene un mal resultado, la probabilidad proporcionada por la tabla de probabilidades se reemplaza por el valor 1/2, se mejora la relación de compresión. Según este enfoque, no hay problema a la hora de unir la palabra D de código con partes de la señal E original.
En la figura 3 y la figura 4, la línea punteada muestra el número de bits de la palabra D de código en caso de que los primeros 128 bits (es decir, el orden de predicción) estén codificados con probabilidad p_{0} = p_{1} = 1/2. En el caso de la figura 3, la relación de compresión mejora y en el caso de la figura 4, la relación de compresión empeora. Estos dos ejemplos muestran la necesidad de hacer que el reemplazo de la probabilidad proporcionada por la tabla de probabilidades para los primeros bits de una trama pueda seleccionarse. Esto puede indicarse mediante un bit único en los datos de control que se transmite desde el codificador hasta el descodificador.
El número de bits, al comienzo de una trama para la que la predicción da un peor resultado y para la que es mejor reemplazar la probabilidad proporcionada por la tabla de probabilidades, depende del orden del filtro de predicción. El número real de bits para el que es mejor reemplazar la probabilidad puede transmitirse desde el codificador hasta el descodificador de manera explícita. También es posible enlazar este número al orden de predicción por ejemplo de manera idéntica al orden de predicción o una fracción conocida del orden de predicción.
Para identificar un primer lugar en algún otro lado en la trama en el que la predicción da un peor resultado y para la que es mejor reemplazar la probabilidad proporcionada por la tabla de probabilidades, son adecuados muchos procedimientos. A modo de ejemplo, en los datos de control que se transmiten desde el codificador hasta el descodificador pueden especificarse tanto el índice del primer bit como el número total de bits para el que se reemplaza la probabilidad proporcionada por la tabla de probabilidades.
Para identificar un lugar siguiente en la trama en el que la predicción da un peor resultado y para la que es mejor reemplazar la probabilidad proporcionada por la tabla de probabilidades, puede utilizarse el mismo procedimiento que para el primer lugar. Sin embargo, puede ser ventajoso identificar el inicio de este lugar siguiente no en términos absolutos, sino con respecto al lugar previo en el que era mejor reemplazar la probabilidad proporcionada por la tabla de probabilidades. En las figuras 5a y 5b se muestra que puede usarse un multiplexor para reemplazar la señal de probabilidad.
Puede ser ventajoso para la relación de compresión del codificador sin pérdidas reemplazar la probabilidad proporcionada por la tabla de probabilidades con un valor diferente del valor 1/2. En ese caso el valor real tiene que transmitirse desde el codificador al descodificador de algún modo.
La decisión de si la probabilidad proporcionada por la tabla de probabilidades debería reemplazarse para mejorar la relación de compresión puede tomarse sin codificar realmente los datos. Basándose en la ecuación 1 y 2 puede determinarse qué decisión es óptima.
La figura 6a muestra una realización de un aparato de transmisión en forma de aparato de grabación. El aparato de grabación comprende el aparato de compresión de datos mostrado en la figura 5a. El aparato de grabación comprende además una unidad 106 de escritura para escribir la señal de información comprimida de datos en una pista sobre el soporte 108 de grabación. En el presente ejemplo, el soporte 108 de grabación es un soporte de grabación magnético, de manera que la unidad 106 de escritura comprende al menos un cabezal 110 magnético para escribir la señal de información comprimida de datos en el soporte 108 de grabación. El soporte de grabación puede ser no obstante un soporte de grabación óptico, tal como un disco de CD o un disco 108' de DVD.
La transmisión a través de un medio de transmisión, tal como un enlace de radiofrecuencia o un soporte de grabación, necesita generalmente una codificación con corrección de errores y una codificación de canal llevadas a cabo sobre la señal de información comprimida de datos que ha de transmitirse. La figura 6a muestra tales etapas de procesamiento de señal. La disposición de grabación de la figura 6a comprende por tanto un codificador 102 con corrección de errores, muy conocido en la técnica, y un codificador 104 de canal, también muy conocido en la técnica.
La figura 6b muestra el aparato de expansión de datos de la figura 5b incorporado en un aparato receptor en forma de un aparato de reproducción. El aparato de reproducción comprende además una unidad 112 de lectura para leer la señal de información comprimida de datos desde una pista sobre el soporte 108 de grabación. En el presente ejemplo, el soporte 108 de grabación es un soporte de grabación magnético de forma que la unidad 112 de lectura comprende al menos un cabezal 114 magnético para leer la señal de información comprimida de datos desde el soporte 108 de grabación. El soporte de grabación puede ser no obstante un soporte de grabación óptico, tal como un disco de CD o un disco 108' de DVD.
Tal como se ha explicado anteriormente, la transmisión a través de un medio de transmisión, tal como un enlace de radiofrecuencia o un soporte de grabación, necesita generalmente una codificación con corrección de errores y una codificación de canal llevadas a cabo sobre la señal de información de n niveles comprimida de datos que ha de transmitirse, de forma que una descodificación de canal y corrección de errores correspondientes puedan llevarse a cabo tras la recepción. La figura 6b muestra las etapas de procesamiento de señal de la descodificación de canal y la corrección de errores llevadas a cabo sobre la señal recibida, recibida por los medios 112 de lectura. La disposición de reproducción de la figura 6b comprende por tanto un descodificador 116 de canal, muy conocido en la técnica, y una unidad 118 de corrección de errores, también muy conocida en la técnica, para obtener una réplica de la señal de información comprimida de datos.
A modo de ejemplo, el sistema descrito anteriormente trataba sólo con señales de dos niveles. En esa situación se necesita una señal de probabilidad en forma de un valor de probabilidad único para cada símbolo que va a codificarse. La señal de probabilidad generada por la unidad de generación de señales de probabilidad, indicada por (p|.|), se reemplazó por una señal de probabilidad igual a 1/2. No obstante, la presente idea es también aplicable en caso de señales de múltiples niveles. La señal de probabilidad en forma del valor p = 1/2 debería sustituirse entonces por otra señal de probabilidad que sea óptima para esa situación. Un ejemplo: para una señal de N niveles que va a codificarse en el codificador aritmético, se necesita una señal de probabilidad en forma de N-1 valores de probabilidad para suministrar a la entrada de señal de probabilidad del codificador aritmético. La señal de probabilidad para reemplazar la señal de probabilidad generada por la unidad de generación de señales de probabilidad, indicada por p(|.|), podría ser tal que todos los dichos N-1 valores de probabilidad sean iguales a 1/N.

Claims (25)

  1. \global\parskip0.900000\baselineskip
    1. Aparato de codificación aritmética para codificar aritméticamente una señal (F) de información digital, que comprende:
    - medios de entrada para recibir la señal (F) de información digital,
    - un codificador aritmético (Cod. AC) que tiene una primera entrada para recibir una señal (E) de entrada, una segunda entrada para recibir una señal (Po) de probabilidad, y una salida para suministrar una señal (D) de salida, estando adaptado el codificador aritmético para llevar a cabo una etapa de compresión de datos sobre la señal de entrada en respuesta a dicha señal de probabilidad para obtener una versión comprimida de datos de la señal de entrada, y para suministrar la versión comprimida de datos de la señal de entrada a la salida,
    - medios (z^{-1}A(z)) de filtro de predicción para derivar una versión (Z) predicha de dicha señal de información digital a partir de dicha señal (F) de información digital,
    - medios (\oplus) de combinación de señales para combinar la señal (F) de información digital y dicha versión (Z) predicha de la señal de información digital para obtener una señal residual, siendo dicha señal residual dicha señal (E) de entrada para dicho codificador aritmético,
    - medios (p(|.|)) de generación de señales de probabilidad para generar dicha señal de probabilidad para dicho codificador aritmético, y
    - medios para conmutar el codificador aritmético a un modo de codificación para codificar uno o más símbolos de la señal de entrada para obtener símbolos correspondientes de una señal de salida, que son sustancialmente idénticos a dichos símbolos de la señal de entrada, estando adaptados dichos medios de conmutación para conmutar el codificador aritmético a dicho modo de codificación, como si una señal (1/2) de probabilidad fija y predeterminada se aplicara a dicho codificador aritmético,
    caracterizado porque el aparato comprende además medios para decidir si la probabilidad proporcionada por la señal de probabilidad debería reemplazarse para mejorar la relación de compresión y porque dichos medios de conmutación comprenden medios de reemplazo para reemplazar la señal de probabilidad al codificador aritmético y para aplicar dicha señal de probabilidad fija y predeterminada a dicho codificador aritmético para codificar dichos uno o más símbolos de la señal de entrada si esto da como resultado una mejora de la relación de compresión.
  2. 2. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 1, que comprende además medios para proporcionar datos de control indicativos de si los medios de reemplazo se han controlado para reemplazar la señal de probabilidad para codificar dichos uno o más símbolos de la señal de entrada.
  3. 3. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 2, en el que los datos de control comprenden un índice de un primer símbolo y un número de símbolos que permiten la identificación de dichos uno o más símbolos de la señal de entrada.
  4. 4. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal (E) de entrada es una señal digital de n niveles y porque los medios de reemplazo están adaptados para aplicar una señal de probabilidad, comprendiendo dicha señal de probabilidad al menos un valor de probabilidad igual a 1/n, a dicho codificador (Cod. AC) aritmético para codificar el uno o más símbolos en la señal de entrada.
  5. 5. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 4, caracterizado porque n = 2.
  6. 6. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 1, 4 ó 5, caracterizado porque dichos medios de reemplazo comprenden medios multiplexores acoplados entre dichos medios (p(|.|)) de generación de señales de probabilidad y dicha segunda entrada del codificador (Cod. AC) aritmético, estando adaptados dichos medios multiplexores para multiplexar dicha señal (1/2) de probabilidad predeterminada hacia su salida en respuesta a una señal de control (control) con el fin de permitir la codificación de los dichos uno o más símbolos en la señal (E) de entrada.
  7. 7. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (z^{-1}A(z)) de filtro de predicción comprenden:
    - un filtro de predicción para derivar una señal de predicción de múltiples valores a partir de dicha señal de información digital,
    - medios de cuantificación para cuantificar dicha predicción de múltiples valores para obtener dicha versión predicha de dicha señal de información digital,
    estando adaptados dichos medios (p(|.|)) de generación de señales de probabilidad para derivar dicha señal (Po) de probabilidad a partir de dicha señal de predicción de múltiples valores.
    \vskip1.000000\baselineskip
  8. 8. Aparato de codificación aritmética según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además medios (102) de codificación con corrección de errores para llevar a cabo una codificación con corrección de errores sobre la señal (D) de salida del codificador (Cod. AC) aritmético y/o medios (104) de codificación de canal para llevar a cabo una etapa de codificación de canal sobre la dicha señal de salida para permitir la transmisión de la señal de salida a través de un medio de transmisión.
  9. 9. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 8, que comprende además medios para transmitir datos de control.
  10. 10. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de transmisión es un soporte (108) de grabación, tal como un soporte de grabación óptico o magnético, y porque el aparato comprende además medios (110) de escritura para escribir la señal (D) de salida sobre el dicho soporte de grabación.
  11. 11. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además medios de conversión para grabar una señal que es representativa de la señal de control (control) sobre el soporte (108) de grabación.
  12. 12. Procedimiento de codificación aritmética para codificar aritméticamente una señal (F) de información digital, comprendiendo el procedimiento las etapas de:
    - recibir la señal de información digital,
    - llevar a cabo una etapa de compresión de datos en un codificador (Cod. AC) aritmético sobre una señal (E) de entrada en respuesta a una señal (Po) de probabilidad para obtener una versión comprimida de datos de la señal (D) de entrada,
    - suministrar la versión comprimida de datos de la señal de entrada a una salida,
    - derivar una versión (Z) predicha de dicha señal de información digital a partir de dicha señal (F) de información digital,
    - combinar la señal (F) de información digital y dicha versión (Z) predicha de la señal de información digital para obtener una señal residual, siendo dicha señal residual dicha señal (E) de entrada para dicho codificador aritmético,
    - generar dicha señal (Po) de probabilidad para dicha etapa de codificación aritmética, y
    - conmutar el codificador aritmético a un modo de codificación para codificar uno o más símbolos de la señal de entrada en los símbolos correspondientes de una señal de salida, que son sustancialmente idénticos a dichos símbolos de la señal de entrada, como si una señal (1/2) de probabilidad fija y predeterminada se aplicara a dicho codificador aritmético,
    caracterizado porque el procedimiento comprende además la etapa de decidir si la probabilidad proporcionada por la señal de probabilidad debería reemplazarse para mejorar la relación de compresión, y porque dicha etapa de conmutación comprende reemplazar la señal de probabilidad al codificador aritmético y aplicar dicha señal de probabilidad fija y predeterminada a dicho codificador aritmético para codificar dichos uno o más símbolos de la señal de entrada si esto da como resultado una mejora de la relación de compresión.
  13. 13. Procedimiento de codificación aritmética según la reivindicación 12, caracterizado porque el procedimiento comprende además la etapa de grabar la señal de salida sobre un soporte (108) de grabación, tal como un soporte de grabación magnético u óptico.
  14. 14. Procedimiento de codificación aritmética según la reivindicación 13, que comprende además la etapa de grabar datos de control sobre el soporte (108) de grabación.
  15. 15. Soporte (108) de grabación obtenido con el procedimiento según la reivindicación 13.
  16. 16. Soporte (108) de grabación obtenido con el procedimiento según la reivindicación 14.
  17. 17. Soporte (108) de grabación según la reivindicación 16, caracterizado porque los datos de control comprenden un índice del primer símbolo y un número de símbolos para los que la señal de probabilidad se ha reemplazado durante la codificación.
  18. 18. Aparato de descodificación aritmética para descodificar aritméticamente una señal (D) de información digital codificada aritméticamente en una señal (F) de información digital, que comprende:
    - medios de entrada para recibir la señal (D) de información digital codificada aritméticamente,
    - un descodificador (Dec. AC) aritmético que tiene una primera entrada para recibir la señal de información codificada aritméticamente, una segunda entrada para recibir una señal (Po) de probabilidad, y una salida para suministrar una señal (E) de salida, estando adaptado el descodificador aritmético para llevar a cabo una etapa de expansión de datos sobre la señal de información digital codificada aritméticamente en respuesta a dicha señal de probabilidad para obtener dicha señal de salida,
    - medios (z^{-1}A(z)) de filtro de predicción para derivar una versión (Z) predicha de dicha señal de información digital a partir de dicha señal (F) de información digital,
    - medios (\oplus) de combinación de señales para combinar la señal (E) de salida y dicha versión (Z) predicha de la señal de información digital para obtener una señal (F) de información digital,
    - medios (P(|.|)) de generación de señales de probabilidad para generar dicha señal de probabilidad para dicho descodificador aritmético,
    - medios de salida para suministrar dicha señal de información digital, y
    - medios para conmutar el descodificador aritmético a un modo de descodificación para descodificar uno o más símbolos en la señal de información digital codificada aritméticamente en símbolos correspondientes de la señal de salida, que son sustancialmente idénticos a dichos símbolos de la señal de información digital codificada aritméticamente, estando adaptados dichos medios de conmutación para conmutar el descodificador aritmético a dicho modo de descodificación, como si una señal (1/2) de probabilidad fija y predeterminada se aplicara a dicho descodificador aritmético,
    caracterizado porque dichos medios de descodificación comprenden medios (MUX) de reemplazo para reemplazar la señal de probabilidad al descodificador aritmético y para aplicar dicha señal de probabilidad fija y predeterminada a dicho descodificador aritmético para descodificar dichos uno o más símbolos de la señal de información digital codificada aritméticamente, en el que los datos de control comprenden un índice de un primer símbolo y un número de símbolos que permiten la identificación de dichos uno o más símbolos para los que los medios de reemplazo han de controlarse para reemplazar la señal de probabilidad con el fin de reconstruir la señal de información digital, estando adaptados los medios de conmutación para reemplazar la señal de probabilidad para descodificar los símbolos identificados por los datos de control.
  19. 19. Aparato de descodificación aritmética según la reivindicación 18, caracterizado porque la señal (E) de salida es una señal digital de n niveles y los medios de reemplazo están adaptados para aplicar una señal de probabilidad, comprendiendo la dicha señal de probabilidad al menos un valor de probabilidad igual a 1/n, al dicho descodificador aritmético para descodificar el uno o más símbolos en la señal (D) de información digital codificada.
  20. 20. Aparato de descodificación aritmética según la reivindicación 19, caracterizado porque n = 2.
  21. 21. Aparato de descodificación aritmética según la reivindicación 18, 19 ó 20, caracterizado porque dichos medios de reemplazo comprenden medios multiplexores acoplados entre dichos medios (p(|,|)) de generación de señales de probabilidad y dicha segunda entrada del descodificador (Dec. AC) aritmético, estando adaptados dichos medios multiplexores para multiplexar dicha señal (1/2) de probabilidad predeterminada hacia su salida en respuesta a una señal de control (control) para permitir la descodificación de los dichos uno o más símbolos en la señal (D) de información digital codificada.
  22. 22. Aparato de descodificación aritmética según la reivindicación 18, caracterizado porque los medios de filtro de predicción comprenden:
    - un filtro de predicción para derivar una señal de predicción de múltiples valores a partir de dicha señal de información digital,
    - medios de cuantificación para cuantificar dicha señal de predicción de múltiples valores para obtener dicha versión predicha de dicha señal de información digital,
    estando adaptados dichos medios (p(|.|)) de generación de señales de probabilidad para derivar dicha señal (Po) de probabilidad a partir de dicha señal de predicción de múltiples valores.
  23. 23. Aparato de descodificación aritmética según una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizado porque comprende además medios (118) de corrección de errores para llevar a cabo una corrección de errores sobre la señal (D) de información digital codificada y/o medios (116) de descodificación de canal para llevar a cabo una etapa de descodificación de canal sobre la dicha señal de información digital codificada antes de suministrar la señal de información digital codificada a dicha primera entrada del descodificador (Dec. AC) aritmético.
  24. 24. Aparato de descodificación aritmética según la reivindicación 23, caracterizado porque el aparato comprende además medios (14) de lectura para leer la señal (D) de información digital codificada a partir del soporte (108) de grabación, tal como un soporte de grabación magnético u óptico.
  25. 25. Sistema que comprende un soporte de grabación según la reivindicación 16 y un aparato de descodificación aritmética según la reivindicación 18.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4049820B2 (ja) * 1996-11-07 2008-02-20 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ビットストリーム信号のデータ処理
HU228543B1 (en) * 1999-01-07 2013-03-28 Koninkl Philips Electronics Nv Device for efficient coding and decoding of digital information signal
JP3807342B2 (ja) * 2002-04-25 2006-08-09 三菱電機株式会社 デジタル信号符号化装置、デジタル信号復号装置、デジタル信号算術符号化方法、およびデジタル信号算術復号方法
WO2003092169A1 (en) * 2002-04-26 2003-11-06 Ntt Docomo, Inc. Signal encoding method, signal decoding method, signal encoding device, signal decoding device, signal encoding program, and signal decoding program
CN1954501B (zh) * 2003-10-06 2010-06-16 数字方敦股份有限公司 通过通信信道接收从源发射的数据的方法
US7400277B2 (en) * 2004-04-06 2008-07-15 International Business Machines Corporation Method and system for the compression of probability tables
KR100829558B1 (ko) * 2005-01-12 2008-05-14 삼성전자주식회사 스케일러블 오디오 데이터 산술 복호화 방법 및 장치와스케일러블 오디오 비트스트림 절단 방법
CN101499282B (zh) * 2008-02-03 2012-03-07 深圳艾科创新微电子有限公司 一种语音模数转换方法及装置
US9312886B2 (en) 2013-09-20 2016-04-12 Seagate Technology Llc Storage device with multiple coding redundancies
US8976474B1 (en) 2013-10-03 2015-03-10 Seagate Technology Llc Universal modulation coding for a data channel
CN113078834B (zh) * 2021-03-25 2022-02-18 华中科技大学 基于数字式delta-sigma与PID双环控制的逆变器及设计方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US557274A (en) * 1896-03-31 Soda watee appaeatus
CA1085044A (en) * 1975-04-03 1980-09-02 Yukihiko Iijima Composite feedback predictive code communication system for a color tv signal including a carrier chrominance signal
US4286256A (en) * 1979-11-28 1981-08-25 International Business Machines Corporation Method and means for arithmetic coding utilizing a reduced number of operations
JPS61107818A (ja) * 1984-10-30 1986-05-26 Nec Corp エントロピ−符号化方式とその装置
US5023611A (en) * 1989-07-28 1991-06-11 At&T Bell Laboratories Entropy encoder/decoder including a context extractor
US5475388A (en) * 1992-08-17 1995-12-12 Ricoh Corporation Method and apparatus for using finite state machines to perform channel modulation and error correction and entropy coding
US5381145A (en) * 1993-02-10 1995-01-10 Ricoh Corporation Method and apparatus for parallel decoding and encoding of data
KR0138029B1 (ko) * 1993-06-07 1998-05-15 가나이 쯔또무 Ad 컨버터 및 그것을 사용한 자기기록재생장치(ad converter and magnetic recording/regenerating apparatus using thereof
JP3027089B2 (ja) * 1993-08-06 2000-03-27 三菱電機株式会社 符号化方式及び復号方式及び符号化復号方法
JP3474005B2 (ja) * 1994-10-13 2003-12-08 沖電気工業株式会社 動画像符号化方法及び動画像復号方法
US6055338A (en) * 1996-08-22 2000-04-25 Sumitomo Metal Industries Limited Bi-level adaptive coding using a dual port memory and a context comparator

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