KR19990026981U

KR19990026981U - Arithmatic Coding System with Error Checking

Info

Publication number: KR19990026981U
Application number: KR2019970039545U
Authority: KR
Inventors: 조성렬
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 고안은 에러 체크 기능을 갖는 아리스메틱 코딩 장치에 관한 것으로, 인코딩 측과 디코딩 측의 확률 테이블은 이진 심볼에 대한 확률값과 에러 체크를 위한 확률값을 가지고 있으며, 아리스메틱 인코더는 이진 심볼에 대한 확률 값에 대응하는 제 1 인덱스를 인코딩하고, 일정 주기마다 상기 에러 체크용 확률 값에 대응하는 제 2 인덱스를 인코딩하여 인코딩된 제 1 및 제 2 인덱스를 전송하며, 아리스메틱 디코더는 상기 아리스메틱 인코더로부터 전송 채널을 통하여 제공된 인코딩된 제 1 인덱스 및 제 2 인덱스를 디코딩하여 디코딩된 제 1 인덱스에 대응하는 확률 값을 확률 테이블로부터 찾아 원래의 이진 심볼로 복구하며, 에러 체크부는 상기 디코딩된 제 2 인덱스에 대응하는 확률 값을 찾아 인코딩 장치측의 확률 테이블에 있는 확률 값과 비교하여, 서로 상이하면 아리스메틱 인코더로 인코딩된 데이터의 재전송을 요청한다. 그러므로, 본 고안에 따라서, 압축률은 우수하지만 에러에 약한 아리스메틱 코딩 시스템의 단점을 보완할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.The present invention relates to an arismatic coding apparatus having an error check function. The probability tables of the encoding and decoding sides have a probability value for a binary symbol and a probability value for an error check, and the arismatic encoder has a probability value for a binary symbol. Encodes a first index corresponding to, and transmits the encoded first and second indexes by encoding a second index corresponding to the error check probability value at regular intervals, wherein the arismatic decoder transmits from the arismatic encoder The encoded first index and the second index provided through the channel are decoded to find a probability value corresponding to the decoded first index from the probability table and recover the original binary symbol. The error check unit corresponds to the decoded second index. Find the probability value and compare it with the probability value in the probability table on the encoding device side. , If different from each other, and requests a retransmission of the data encoded in Alice systematic encoder. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an advantage that can compensate for the disadvantages of the Arithmetic coding system which is excellent in compression rate but weak in error.

Description

Arithmatic Coding System with Error Checking

본 고안은 아리스메틱 코딩 시스템(arithmetic coding system)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이진 입력 심볼에 대한 에러 체크 기능을 수행할 수 있는 아리스메틱 코딩 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an arithmetic coding system, and more particularly, to an arismatic coding system capable of performing an error check function for a binary input symbol.

일반적으로, 통상의 전송 채널에서 이용 가능한 주파수 대역폭은 제한되어 있으므로, 많은 양의 데이터를 전송하기 위해서 모뎀과 같은 다양한 전송 시스템은 전송 데이터의 양을 압축하거나 줄일 수 있는 효과적인 데이터 압축 기법을 이용해 왔다.In general, the frequency bandwidth available on a typical transmission channel is limited, so that various transmission systems, such as modems, have used effective data compression techniques to compress or reduce the amount of transmission data to transmit large amounts of data.

다양한 압축기법 중의 하나는 입력 데이터의 통계적 특성을 이용한 아리스메틱 코딩 방식으로, 각각의 이진 심볼의 확률을 기초로하여 각 입력 심볼마다 확률 구간을 나누어 가면서 코딩을 수행하는 방식이다. 아리스메틱 압축 방식은 현재까지 알려진 여러 코딩 기법중에 가장 압축률이 높은 것으로 알려져 있다.One of various compressor methods is an Arithmatic coding method using statistical characteristics of input data. The coding method is performed by dividing a probability interval for each input symbol based on the probability of each binary symbol. Arismatic compression is known to have the highest compression ratio among the various coding techniques known to date.

그러나, 아리스메틱 코딩 방식은 그 특성상 자체에 에러 체크를 위한 구성이 없기 때문에, 아리스메틱 코딩 방식을 이용하여 인코딩된 코드워드에서 에러가 발생하는 경우 그 영향이 연속하여 전파되어 원상태의 입력 심볼로 복원하기 어렵다는 문제가 있었다.However, since there is no structure for error checking in the nature of the coding scheme, if an error occurs in the codeword encoded using the coding scheme, the influence is continuously propagated and restored to the original input symbol. There was a problem that was difficult to do.

그러므로, 본 고안은 에러 체크 기능을 갖는 아리스메틱 코딩 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide an Arithmatic Coding System having an error check function.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 이진 심볼에 대한 에러 체크 기능을 갖는 아리스메틱 코딩 장치는, 상기 이진 심볼에 대하여 연산된 확률값과 에러 체크를 위한 확률값을 가지고 있는제 1 확률 테이블; 아리스메틱 디코더와의 초기 콜 셋업 과정을 통하여 코딩될 이진 심볼 개수의 주기를 결정하는 주기 결정부; 상기 제 1 확률 테이블을 참조하여 상기 이진 심볼에 대한 확률 값에 대응하는 제 1 인덱스를 인코딩하고, 상기 주기 결정부에서 결정된 주기마다 상기 에러 체크용 확률 값에 대응하는 제 2 인덱스를 인코딩하여 인코딩된 제 1 및 제 2 인덱스를 전송하는 아리스메틱 인코더; 상기 이진 심볼에 대하여 연산된 확률값과 에러 체크를 위한 확률값을 가지고 있는제 2 확률 테이블; 상기 아리스메틱 인코더로부터 전송 채널을 통하여 제공되는 인코딩된 제 1 인덱스 및 제 2 인덱스를 디코딩하여 디코딩된 제 1 인덱스에 대응하는 확률 값을 상기 제 2 확률 테이블로부터 찾아 상기 입력된 이진 심볼로 복구하는 아리스메틱 디코더; 상기 아리스메틱 디코더에서 디코딩된 제 2 인덱스에 대응하는 확률 값을 상기 제 2 확률 테이블로부터 찾아 상기 제 1 확률 테이블에 있는 확률 값과 비교하는 확률 값 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, an apparatus for error coding a binary symbol includes: a first probability table having a probability value calculated for the binary symbol and a probability value for an error check; A period determination unit that determines a period of the number of binary symbols to be coded through an initial call setup process with the arithmatic decoder; A first index corresponding to a probability value for the binary symbol is encoded with reference to the first probability table, and a second index corresponding to the error check probability value is encoded for each period determined by the period determiner. An arithmatic encoder for transmitting the first and second indexes; A second probability table having probability values calculated for the binary symbols and probability values for error checking; An arith that decodes the encoded first index and the second index provided through the transmission channel from the arismatic encoder and recovers a probability value corresponding to the decoded first index from the second probability table to the input binary symbol Matic decoders; And a probability value comparator for finding a probability value corresponding to the second index decoded by the arithmetic decoder from the second probability table and comparing the probability value with the probability value in the first probability table.

도 1은 본 고안에 따른 에러 체크 기능을 갖는 아리스메틱 코딩 시스템의 블록 구성도.1 is a block diagram of an Arithmatic Coding System having an error check function according to the present invention;

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 아리스메틱 인코딩 장치 110 : 아리스메틱 인코더100: Arismatic Encoding Device 110: Arismatic Encoder

120 : 제 1 확률 테이블 130 : 주기 결정부120: first probability table 130: period determination unit

200 : 아리스메틱 디코딩 장치 210 : 아리스메틱 디코더200: Arithmetic decoding device 210: Arithmetic decoder

220 : 제 2 확률 테이블 230 : 에러 체크부220: second probability table 230: error check unit

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 본 고안에 따라서 구성된 에러 체크 기능을 갖는 아리스메틱 코딩 시스템의 블록 구성도로서, 크게 아리스메틱 인코딩 장치(100)와 아리스메틱 디코딩 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a block diagram of an Arithmatic Coding System having an error checking function configured according to the present invention includes a Arithmetic encoding apparatus 100 and an Arismatic decoding apparatus 200.

아리스메틱 인코딩 장치(100)는 인코딩될 이진 심볼이 입력되는 아리스메틱 인코더(110), 확률 테이블(probability table)(120) 및 주기 결정부(130)를 포함한다.The arithmatic encoding apparatus 100 includes an arismatic encoder 110, a probability table 120, and a period determiner 130 to which a binary symbol to be encoded is input.

아리스메틱 인코더(110)는 0 와 1 이라는 두 개의 이진값 심볼로서 표현되는 이진 심볼 스트림에 대하여 발생할 확률이 높고 낮은지의 확률적 특성을 파악한 후 발생 확률이 높은 심볼에 대하여 발생 확률이 낮은 심볼보다 적은 비트를 할당하는 확률적 연산을 수행한다.Arithmetic encoder 110 determines the probability characteristics of whether or not a binary symbol stream represented by two binary symbols, 0 and 1, is high and low, and then selects less than that of low probability symbols for high probability symbols. Perform a stochastic operation that allocates bits.

확률 테이블(120)은 이진 심볼에 대하여 미리 정하여진 순서대로 기록되어있는 확률값과 본 고안에 따라서 에러 체크를 위한 확률값을 가지고 있다. 아리스메틱 인코더(110)는 확률 테이블(120)에 기록된 확률 값중에서 각각의 입력 심볼에 대한 확률 값을 선택하는 인덱스(index) 값을 인코딩하여 인코딩된 인덱스 값을 전송 채널(300)을 통하여 아리스메틱 디코딩 장치(200)로 전송한다.The probability table 120 has probability values recorded in a predetermined order for binary symbols and probability values for error checking according to the present invention. The arismatic encoder 110 encodes an index value that selects a probability value for each input symbol from the probability values recorded in the probability table 120 and outputs the encoded index value through the transmission channel 300. It transmits to the matic decoding apparatus 200.

주기 결정부(130)는 초기에 아리스메틱 코딩 시스템에서 채널 상태를 체크함으로써 아리스메틱 인코딩 장치(100)와 아리스메틱 디코딩 장치(200)에서 한 번에 처리할 수 있는 심볼 개수의 주기를 결정한다. 보다 상세히 말해서, 아리스메틱 인코딩 장치(100)의 주기 결정부(130)는 입력 심볼에 대한 인코딩 동작 이전에 디코딩 장치(200)의 아리스메틱 디코더(210)로 채널 상태를 확인한다. 이러한 채널 상태의 확인은 아리스메틱 인코딩 장치(100)와 아리스메틱 디코딩 장치(200)에서 코딩을 수행하면서 형성된 통계치를 이용하는 방법과, 아리스메틱 인코딩 장치(100)에서 이미 알려진 테스트 비트를 아리스메틱 디코딩 장치(200)로 전송하고 디코딩 장치(200)에서 이를 확인하는 과정을 포함하는 방법이 있다. 따라서, 주기 결정부(130)는 상술한 두가지 방법중의 어느 하나의 방법을 통하여 아리스메틱 코딩 시스템에서 한 번에 처리할 수 있는 심볼 개수의 주기를 결정할 수 있을 것이다. 이때, 전송 채널(310)의 상태가 양호하면 한 번의 주기에 처리할 심볼 개수는 증가될 것이며, 그와 반대로 전송 채널(310)의 상태가 불량하면 한 번의 주기에 처리할 심볼 개수는 감소될 것이다. 이와 같이 주기가 결정되면, 주기 결정부(130)는 결정된 주기마다 아리스메틱 인코더(110)로 하여금 확률 테이블(120)내에 저장된 에러 체크용 확률 값의 인덱스를 인코딩하도록 한다.The period determiner 130 initially determines the period of the number of symbols that can be processed by the arismatic encoding apparatus 100 and the arismatic decoding apparatus 200 at a time by checking the channel state in the arismatic coding system. In more detail, the period determination unit 130 of the arismatic encoding apparatus 100 checks the channel state with the arismatic decoder 210 of the decoding apparatus 200 before the encoding operation on the input symbol. The checking of the channel state may be performed by using the statistical values formed while performing coding in the arismatic encoding apparatus 100 and the arismatic decoding apparatus 200, and by using the test bits already known in the arismatic encoding apparatus 100. There is a method including the step of transmitting to (200) and confirming this in the decoding apparatus 200. Therefore, the period determiner 130 may determine a period of the number of symbols that can be processed at one time in the arismatic coding system through any one of the two methods described above. In this case, if the state of the transmission channel 310 is good, the number of symbols to be processed in one cycle will be increased. On the contrary, if the state of the transmission channel 310 is poor, the number of symbols to be processed in one cycle will be reduced. . When the period is determined as described above, the period determination unit 130 causes the arismatic encoder 110 to encode the index of the error check probability value stored in the probability table 120 at each determined period.

예를 들어, 전송 채널(310)의 상태를 확인할 결과 본 고안의 아리스메틱 코딩 시스템에서 한 번의 주기마다 처리할 심볼 개수가 다섯 비트인 것으로 가정한다면, 아리스메틱 인코더(110)는 다섯 개의 입력 심볼에 대하여 인코딩을 수행한 다음, 주기 결정부(130)에서 제공되는 주기 신호에 따라 에러 체크용 확률 값에 대하여 인코딩을 수행하게된다. 아리스메틱 인코더(110)에서 수행되는 압축 인코딩 방식은 본 기술 분야에서 널리 알려진 이산 여현 변환(discrete cosine transform : DCT)과 가변장 인코딩(variable length coding) 기법을 포함한다. 따라서, 입력 심볼에 대하여 인코딩된 제 1 인덱스 값과 에러 체크용 확률 값에 대하여 인코딩된 제 2 인덱스 값이 압축 인코딩된 코드워드(codeword)로서 전송 채널(300)을 통하여 아리스메틱 디코딩 장치(200)로 전송된다.For example, as a result of checking the state of the transmission channel 310, if it is assumed that the number of symbols to be processed per cycle in the inventive Arithmetic Coding System is five bits, the Arithmetic encoder 110 is applied to five input symbols. After the encoding is performed, the encoding is performed on an error check probability value according to the periodic signal provided from the period determination unit 130. The compression encoding scheme performed in the arithmetic encoder 110 includes a discrete cosine transform (DCT) and a variable length coding technique which are well known in the art. Therefore, the arithmetic decoding apparatus 200 through the transmission channel 300 as a codeword coded encoded first index value for the input symbol and the second index value encoded for the error check probability value. Is sent to.

아리스메틱 디코딩 장치(200)는 도 1의 아리스메틱 인코딩 장치(100)에서 인코딩된 코드워드를 디코딩하여 원래 신호로서 복원하는 구성으로서, 아리스메틱 디코더(210), 확률 테이블(220), 에러 체크부(230)을 포함한다.The arithmetic decoding apparatus 200 is a component for decoding the codeword encoded by the arismatic encoding apparatus 100 of FIG. 1 and restoring it as an original signal. The arismatic decoder 210, the probability table 220, and the error checker 230.

아리스메틱 디코더(210)는 전송 채널(300)을 통하여 수신된 인코딩된 코드워드를 디코딩하여 입력 심볼에 대한 제 1 인덱스 값과 에러 체크를 위한 제 2 인덱스 값으로 디코딩하며, 인코딩 장치(100)에서 사용된 것과 동일하게 미리 결정된 확률값을 가지고 있는 확률 테이블(220)에서 디코딩된 인덱스값에 대한 확률 값을 찾아서 이진 심볼로 재구성한다. 이때, 아리스메틱 디코더(210)에서 디코딩된 에러 체크를 위한 제 2 인덱스에 대응하는 확률 값은 에러 체크부(230)로 제공된다.The arithmatic decoder 210 decodes the encoded codeword received through the transmission channel 300 and decodes the encoded codeword into a first index value for an input symbol and a second index value for error checking. The probability value for the decoded index value is found in the probability table 220 having the same probability value as that used and reconstructed into a binary symbol. In this case, the probability value corresponding to the second index for the error check decoded by the Arithmetic decoder 210 is provided to the error check unit 230.

에러 체크부(230)는 인코딩 장치(100)로부터 수신된 인코딩된 코드워드에서 에러가 발생하였는 지를 확인하기위하여, 확률 테이블(220)로부터 찾은 확률 값이 인코딩 장치(100)의 확률 테이블(120)에 있는 확률 값과 동일한 지를 비교한다. 비교 결과, 두 개의 확률 값이 동일하면, 인코딩 장치(100)에서 전송된 코드워드는 전송중에 에러가 없는 것으로 확인할 수 있다. 그러나, 비교 결과 두 값이 다르다면, 전송중에 에러가 발생한 것으로 판단하여, 에러 체크부(230)는 전송 라인(320)을 통하여 아리스메틱 인코더(110)로 입력 심볼에 대하여 인코딩된 인덱스의 재전송을 요청한다. 따라서, 에러 체크부(230)의 재전송 요청에 따라 아리스메틱 인코더(110)는 인코딩된 인덱스를 아리스메틱 디코더(210)로 재전송하게된다.The error check unit 230 determines whether an error has occurred in the encoded codeword received from the encoding apparatus 100, and thus, the probability value found from the probability table 220 is used as the probability table 120 of the encoding apparatus 100. Compare to the probability value at. As a result of the comparison, when the two probability values are the same, it may be confirmed that the codeword transmitted from the encoding apparatus 100 has no error during transmission. However, if the two values are different as a result of the comparison, it is determined that an error has occurred during transmission, and the error check unit 230 retransmits the encoded index for the input symbol to the arismatic encoder 110 through the transmission line 320. request. Accordingly, in response to the retransmission request of the error check unit 230, the arismatic encoder 110 retransmits the encoded index to the arismatic decoder 210.

그러므로, 본 고안에 따라서, 압축률은 우수하지만 에러에 약한 아리스메틱 코딩 시스템의 단점을 보완할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an advantage that can compensate for the disadvantages of the Arithmetic coding system which is excellent in compression rate but weak in error.

Claims

In an artistic coding apparatus having an error check function for a binary symbol,

A first probability table having a probability value calculated for the binary symbol and a probability value for error checking;

A period determination unit that determines, as a period, the number of binary symbols to be processed at one time through an initial call setup process with the arithmatic decoder;

A first index corresponding to a probability value for the binary symbol is encoded with reference to the first probability table, and a second index corresponding to the error check probability value is encoded for each period determined by the period determiner. An arithmatic encoder for transmitting the first and second indexes as codewords;

A second probability table having probability values calculated for the binary symbols and probability values for error checking;

An arith that decodes the encoded first index and the second index provided through the transmission channel from the arismatic encoder and recovers a probability value corresponding to the decoded first index from the second probability table to the input binary symbol Matic decoders;

And an error check unit that finds a probability value corresponding to the second index decoded by the arithmetic decoder from the second probability table and compares the probability value with the probability value in the first probability table.