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)
-
\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. 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. 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. 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. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 4, caracterizado porque n = 2.
- 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. 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. 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. Aparato de codificación aritmética según la reivindicación 8, que comprende además medios para transmitir datos de control.
- 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. 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. 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. 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. 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. Soporte (108) de grabación obtenido con el procedimiento según la reivindicación 13.
- 16. Soporte (108) de grabación obtenido con el procedimiento según la reivindicación 14.
- 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. 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. 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. Aparato de descodificación aritmética según la reivindicación 19, caracterizado porque n = 2.
- 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. 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. 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. 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. 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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