KR20010012666A - 디지탈 정보신호의 연산 인코딩/디코딩 - Google Patents

Abstract

공지된 시그마-델타 변조기술을 사용하여 오디오 신호가 아날로그 신호로부터 디지탈 신호로 변환된다. 이때, 디지탈 신호는 예를 들면 2822400 Hz(=64*44100 Hz)의 주파수에서 복수의 1-비트 샘플로 이루어진 시퀀스로 구성된다. 이들 1-비트 오버샘플링된 오디오 신호에 필요한 저장 용량 또는 전송 용량을 줄이는 무손실 코딩 기술이 알려져 있다. 본 발명에 따르면, 1-비트 오버샘플링된 오디오 신호에 대한 무손실 코더의 성능(압축률)을 향상시킬 수 있다. 이것은 무손실 코더에 대한 확률 신호를 때때로 일정한 확률값으로 대체함으로써 구현된다.

Description

디지탈 정보신호의 연산 인코딩/디코딩{ARITHMETIC ENCODING/DECODING OF A DIGITAL INFORMATION SIGNAL}

본 발명은, 디지탈 정보신호를 연산적으로 인코딩하는 연산 인코더 장치와, 연산적으로 인코딩된 디지탈 정보신호를 디지탈 정보신호로 연산적으로 디코딩하는 연산 디코딩 장치와, 디지탈 정보신호를 연산적으로 인코딩하는 연산 인코딩 방법과, 기록매체에 관한 것이다.

전술한 것과 같은 연산 인코딩 장치는, 관련문헌 목록의 문헌 D1인, F. Bruekers et al의 문헌 "Improved lossless coding of 1-bit audio signals"에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은, 종래기술에 개시된 연산 코더를 사용하는 무손실 코딩을 개량하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따르면, 연산 코더는,

- 디지탈 정보신호를 수신하는 입력수단과,

- 입력신호를 수신하는 제 1 입력과, 확률 신호를 수신하는 제 2 입력과, 출력신호를 출력하는 출력을 갖고, 상기 확률 신호에 응답하여 입력신호에 대해 데이터 압축과정을 수행하여, 입력신호의 데이터 압축된 신호를 얻으며, 입력 신호의 데이터 압축된 신호를 출력으로 출력하도록 구성된 연산 코더와,

- 상기 연산 코더에 대한 상기 확률 신호를 발생하는 확률신호 발생수단을 구비하며, 상기 장치가,

- 상기 입력신호의 1개 또는 그 이상의 심볼을 입력신호의 상기 복수의 심볼과 동일한 출력신호의 대응하는 복수의 심볼로 코딩하는 인코딩 모드로 상기 연산 코더를 전환시키는 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 예측 필터와 확률표는 최적의 평균 성능을 위해 설계된 것이지만, 그것의 국부적인 성능은 전혀 최적이 아닐 수 있다는 착상에 근거를 두고 있다. 이것은 낮은 압축 효율을 발생한다. 본 발명에 따르면, 연산 코더는 압축 모드로 전환되어, 수신된 신호를 수신된 신호와 거의 동일한 인코딩된 출력신호로 인코딩한다. 이것은, 예를 들면, 소정의 일정한 확률 신호가 연산 코더에 인가된 것처럼, 연산 코더를 수신된 신호를 인코딩하기 위한 인코딩 모드로 전환시킴으로써 실현될 수 있다.

이하, 본 발명의 이와 같은 발명내용과 또 다른 발명내용을 다음의 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다:

도 1a는, 선형 예측과 연산 코딩을 사용하는 무손실 인코더의 회로도이고, 도 1b는 이에 대응하는 디코더의 회로도이며,

도 2는 예측기 필터 출력의 함수로써의 정확한 예측의 확률값 p₀의 일례를 나타낸 것이고,

도 3은 (a) 코딩을 하지 않은 경우(점선), (b) 모든 비트가 확률표를 사용하여 코딩된 경우(실선)와, (c) 첫 번째 128 비트에 대해, 확률표의 출력을 p₀=p₁=1/2로 대체한 경우(파선)에, 전송되는 비트의 수를 나타낸 인코딩된 신호의 일례를 나타낸 것으로, 이것으로부터 대체하는 것(overruling)이 압축률을 향상시키는 것으로 판명되었으며,

도 4는 (a) 코딩을 하지 않은 경우(점선), (b) 모든 비트가 확률표를 사용하여 코딩된 경우(실선)와, (c) 첫 번째 128 비트에 대해, 확률표의 출력을 p₀=p₁=1/2로 대체한 경우(파선)에, 전송되는 비트의 수를 나타낸 인코딩된 신호의 또 다른 예를 나타낸 것으로, 이 경우에는 대체하는 것이 압축률을 악화시키는 것으로 판명되었고,

도 5a는 본 발명에 따른 무손실 인코더의 회로도이며, 도 5b는 이에 대응하는 디코더의 회로도로서, 이들 인코더 및 디코더는 확률표()에 의해 주어진 확률값을 대체하는 수단을 갖고,

도 6a는 기록장치의 형태를 갖는 송신기 내부에 포함된 도 5a의 무손실 인코더를 나타내며, 도 6b는 재생장치의 형태를 갖는 수신기 내부에 포함된 무손실 디코더를 나타낸다.

이하에서는, 예를 들면 1-비트 오버샘플링된 오디오 신호의 예에 대해 무손실 인코딩 및 디코딩하는 과정을 도 1을 사용하여 간단하게 설명하는데, 도 1a는 연산 인코더 장치의 일 실시예를 나타낸 것이고, 도 1b는 연산 디코더 장치의 일 실시예를 나타낸 것이다.

도 1a에 도시된 장치에서의 무손실 코딩은 오디오 신호의 분리된 부분(프레임)에 대해 수행된다. 이와 같은 프레임의 일반적인 길이는 37632 비트이다. 입력신호 F의 2가지 가능한 비트값인 '1' 및 '0'은 각각 샘플값 +1 및 -1을 표시한다. 프레임마다, 예를 들면 자동상관법(autocorrelation method)에 의해 예측 필터 z^-1·A(z)에 대한 계수 세트가 결정된다. 필터 출력신호 Z의 부호는 예측된 비트 F_p의 값을 결정하는 반면에, 필터 출력신호 Z의 크기는 예측 필터가 정확한 확률에 대한 표시에 해당한다. 정확한 예측값, 즉 F=F_p는 나머지 신호 E에 있어서 E=0와 동등하다. 상기한 확률표의 내용은, z의 가능한 값마다, p₀가 E=0일 확률이 되도록, 프레임마다 설계된다. 확률표의 일반적인 내용은 도 2에 나타내었다. 작은 값의에 대해서는 정확한 예측에 대한 확률이 0.5에 근접하고, 큰 값의에 대해서는, 정확한 예측에 대한 확률이 1.0에 근접한다. 부정확한 예측 F≠F_p, 즉 E=1에 대한 확률은 p₁=1-p₀인 것이 명백하다.

도 1에 도시된 장치 내부의 연산 인코더(AC Enc.)는 코드(D)가 더 적은 비트를 요구하도록 E의 복수의 비트로 이루어진 시퀀스를 코딩한다. 이를 위해, 연산 코더는, 신호 E의 비트 n, E[n]이 특정한 값을 가질 확률을 이용한다. 비트 E[n]=0을 코딩하기 위한 비트의 수는 다음과 같이 표시되는데:

d_n= -²log(p₀) + ε(bits)

이것은 P₀≥1/2이므로(도 2를 참조할 것) 실제로 1 비트보다 크기 않다. 비트 E[n]=1을 코딩하기 위한 비트의 수는 다음과 같이 표시되는데:

d_n= -²log(p₁) + ε = -²log(1-p₀) + ε(bits)

이것은 1 비트보다 작지 않다. 이와 같은 2개의 수학식에 있어서 ε은 연산 코더의 최적인 아닌 거동을 표시하는데, 실제로는 무시할 수 있다.

정확한 예측(E[n]=0)은 1 비트보다 작은 비트를 발생하고, 부정확한 예측(E[n]=1)은 코드(D)에 1 비트보다 큰 비트를 발생한다. 상기한 확률표는, 평균적으로 완전한 프레임에 대해, 코드 D에 대한 비트수가 최소가 되도록 설계된다.

코드 D 이외에, 예측 필터의 계수와 확률표의 내용도 인코더로부터 디코더로 전송되어야 한다.

도 1b에 도시된 디코더 장치에 있어서는, 인코더 과정의 정확히 역과정이 수행됨으로써 무손실 코딩 시스템을 생성한다. 연산 디코더(AC Dec.)에는, 신호 E의 정확한 값을 검색하기 위해, 연산 코더와 동일한 확률이 주어진다. 따라서, 디코더는 인코더와 동일한 예측 필터 및 확률표를 포함한다.

이하에서는, 본 발명에 의해 해결된 문제점을 확인할 수 있다. 비록, 예측 필터와 확률표는 그것들의 평균 성능이 최적이 되도록 설계되었지만, 그것들의 국부적인 성능은 나쁠 수 있다. 이에 대한 예로는, 예측 필터가 다음의 샘플을 예측하는데 사용할 수 있는 실제적인 샘플을 갖고 있지 않는 프레임의 시작을 들 수 있다. 따라서, 예측 필터의 출력신호가 언제나 정확한 예측의 확률에 대한 신뢰할 수 있는 지시자인 것은 아니다.

도 3을 참조하여 이것을 더욱 상세히 설명한다. 도 3의 실선은 신호 E의 첫 번째 n개의 비트를 코딩하는데 필요한 코드어 D의 비트 수를 나타낸다. 점선은 압축을 하지 않은 경우에 코드어 D의 비트 수를 나타낸다. 신호 E의 첫 번째 1000개의 비트를 코딩하는데, 코드어 D 내부에 단지 약 500개의 비트가 필요하다. 그러나, 동일한 신호 E의 첫 번째 100개의 비트에 대해서는, 코드어 D에 약 170개의 비트가 필요하다. 후자의 경우에는, 원래의 신호에 대한 것보다 많은 비트가 코드에 대해 필요하다. 또 다른 프레임에 대해, 도 4에 동일한 양을 나타내었는데, 이 경우에는 신호 E의 첫 번째 100개의 비트를 코딩하는데 어떠한 문제도 발생하지 않는다. 또한, 프레임의 시작점 이외의 다른 위치에서 코딩이 나쁜 성능을 나타낼 수 있다. 이와 같은 경우에는, 코딩된 비트 D보다는 E의 원래의 비트를 전송하는 것이 바람직하다.

문제는, 디코더가 정확한 데이터를 검색할 수 있도록 코드어 D를 원본 신호 E의 일부분과 병합하는 것이다. 이것은 다음과 같은 방법으로 해결할 수 있다.

상기한 수학식 1 및 수학식 2로부터, p₀=1/2에 대해, 코드어 D에 있는 비트 수는 d_n -²log(1/2)=1인 것을 알 수 있다. 이것은, E의 단일 비트가 직접 전송되는지 또는 확률 p₀=1/2로 코딩되는데 무손실 코더의 압축률에 실제로 아무런 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, 예측 성능이 악화되는 신호 E의 부분에 대해, 확률표에 의해 주어진 확률값을 값 1/2로 대체하면, 압축률이 향상된다. 이와 같은 접근방법에 따르면, 코드어 D를 원본 신호 E의 부분과 병합하는데 아무런 문제가 없다.

도 3 및 도 4에 있어서, 파선은, 첫 번째 128 비트(즉, 예측 차수)가 확률값 p₀=p₁=1/2를 사용하여 코딩되는 경우에, 코드어 D의 비트 수를 나타낸다. 도 3의 경우에는 압축률이 향상되지만, 도 4의 경우에는 압축률이 악화된다. 이와 같은 2가지 예는, 프레임의 첫 번째 비트에 대한 확률표에 의해 주어진 확률값의 대체를 선택가능하게 만들 필요가 있다는 것을 나타낸다. 이것은, 인코더로부터 디코더로 전송되는 제어 데이터에 있는 단일 비트에 의해 표시될 수 있다.

예측 성능이 나빠지고 확률표에 의해 주어진 확률값을 대체하는 것이 바람직한 프레임의 시작시에, 비트의 수는 예측 필터의 차수에 의존한다. 확률값을 대체하는 것이 바람직한 실제적인 비트 수는, 인코더로부터 디코더로 명시적으로 전송될 수 있다. 또한, 이러한 수치를, 예를 들면 예측 차수 또는 예측 차수의 알려진 분율과 동일한 예측 차수와 연계시킬 수 있다.

예측 성능이 나쁘고 확률표에 의해 주어진 확률값을 대체하는 것이 바람직한 프레임 내부의 다른 어느 위치에 있는 첫 번째 위치를 식별하기 위해, 다양한 방법을 선택할 수 있다. 일례로서, 첫 번째 비트의 색인과, 확률표에 의해 주어진 확률값이 대체되는 비트의 전체수를 인코더로부터 디코더로 전송되는 제어 데이터에서 특정할 수 있다.

예측 성능이 나쁘고 확률표에 의해 주어진 확률값을 대체하는 것이 바람직한 프레임 내부의 다음 위치를 식별하기 위해, 첫 번째 위치에 대한 것과 동일한 방법이 사용될 수 있다. 그러나, 이와 같은 다음 위치의 시작점을 절대적인 항목이 아니라, 확률표에 의해 주어진 확률값을 대체하는 것이 바람직하였던 이전의 위치에 대해 상대적인 항목으로 지정하는 것이 유리할 수 있다. 도 5a 및 도 5b에는, 확률값을 대체하기 위해 멀티플렉서가 사용될 수 있다는 것을 나타낸다.

무손실 코더의 압축률을 위해, 확률표에 의해 주어진 확률값을 값 1/2과 다른 값으로 대체하는 것이 유리할 수도 있다. 이와 같은 경우에, 어떤 방법으로도 실제값은 인코더로부터 디코더로 전송되어야만 한다.

압축률을 향상시키기 위해 확률표에 의해 주어진 확률값을 대체해야만 하는지에 대한 판정은 데이터를 실제로 코딩하지 않고 이루어질 수 있다. 상기한 수학식 1 및 2에 근거하여, 어떠한 판정이 최적이 되는지를 결정할 수 있다.

도 6a는 기록장치의 형태를 갖는 송신장치의 일 실시예를 나타낸 것이다. 이 기록장치는 도 5a에 도시된 데이터 압축장치를 구비한다. 이 기록장치는, 기록매체(108) 상의 트랙에 데이터 압축된 정보신호를 기록하는 기록부(106)를 더 구비한다. 본 실시예에 있어서, 기록매체(108)는 자기 기록매체이므로, 상기한 기록부(106)는 기록매체(108) 내부에 데이터 압축된 정보신호를 기록하기 위한 적어도 한 개의 자기 헤드(110)를 구비한다. 그러나, 상기한 기록매체는 CD 디스크 또는 DVD 디스크(108')와 같은 광 기록매체일 수도 있다.

무선 주파수 링크 또는 기록매체와 같은 전송매체를 통한 전송은 일반적으로 전송하려는 데이터 압축된 정보신호에 대해 오류 정정 인코딩과 채널 인코딩을 수행하는 것을 필요로 한다. 도 6a는 이와 같은 신호처리 단계를 나타낸 것이다. 따라서, 도 6a에 도시된 기록장치는, 당업계에 공지된 오류 정정 인코더(102)와, 마찬가지로 당업계에 공지된 채널 인코더(104)를 구비한다.

도 6b는, 재생장치의 형태를 갖는 수신장치 내부에 통합된 도 5b에 도시된 데이터 압축해제장치를 나타낸 것이다. 이 재생장치는, 기록매체(108) 상의 트랙으로부터 데이터 압축된 정보신호를 판독하는 판독부(112)를 더 구비한다. 본 실시예에 있어서, 기록매체(108)는 자기 기록매체이므로, 상기한 판독부(112)는 기록매체(108)로부터 데이터 압축된 정보신호를 판독하기 위한 적어도 한 개의 자기 헤드(114)를 구비한다. 그러나, 상기한 기록매체는 CD 디스크 또는 DVD 디스크(108')와 같은 광 기록매체일 수 있다.

위에서 설명한 것과 같이, 무선 주파수 링크 또는 기록매체와 같은 전송매체를 통한 전송은 일반적으로 전송하려는 데이터 압축된 n-레벨 정보신호에 대해 오류 정정 인코딩과 채널 인코딩을 하는 것을 필요로 하므로, 수신시에 이에 대응하는 채널 디코딩과 오류 정정이 수행될 수 있다. 도 6b는, 판독수단(112)에 의해 수신된 수신신호에 대해 수행되는 채널 디코딩과 오류 정정의 신호처리 단계를 나타낸 것이다. 따라서, 도 6b에 도시된 재생장치는, 데이터 압축된 정보신호의 복제본을 얻기 위해, 당업계에 공지된 채널 디코더(116)와, 마찬가지로 당업계에 공지된 오류 정정부(118)를 구비한다.

비록, 본 발명을 그것의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 자명하다. 따라서, 청구범위에 기재된 것과 같은 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서, 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

일례로서, 전술한 시스템은 2-레벨 신호만을 취급하였다. 이와 같은 상황에서는, 인코딩하려는 각각의 심볼에 대해 단지 한 개의 확률값의 형태를 갖는 확률 신호가 필요하다.로 표시한 확률신호 발생부에 의해 발생된 확률 신호는 1/2과 같은 확률 신호에 의해 대체되었다. 그러나, 본 발명에서 제시된 착상은 다중-레벨 신호의 경우에도 적용할 수 있다. 이때에는, p=1/2의 값의 형태를 갖는 확률 신호가 이 상황에 대해 최적인 다른 확률 신호에 의해 교체되어야만 한다. 일례로서, 연산 코더 내부에서 인코딩하려는 N-레벨 신호에 대해, 연산 코더의 확률 신호 입력으로 공급하기 위해 N-1개 확률값의 형태를 갖는 확률 신호가 필요하다.로 표시되는 확률신호 발생부에 의해 발생된 확률 신호를 대체하기 위한 확률 신호는, 상기한 모든 N-1개의 확률값이 1/N과 같아지도록 선택된다.

더구나, 본 발명은 이러한 모든 특징부 및 이들 특징부의 조합을 포괄한다.

관련문헌 목록

(D1) F. Bruekers et al, 'Improved lossless coding of 1-bit audio signals', preprint 4563(I-6), AES 103차 총회에서 발표, September 26-29, 1997.

Claims (26)

1. 디지탈 정보신호를 연산적으로 인코딩하며,

   - 디지탈 정보신호를 수신하는 입력수단과,

   - 입력신호를 수신하는 제 1 입력과, 확률 신호를 수신하는 제 2 입력과, 출력신호를 출력하는 출력을 갖고, 상기 확률 신호에 응답하여 입력신호에 대해 데이터 압축과정을 수행하여, 입력신호의 데이터 압축된 신호를 얻으며, 입력 신호의 데이터 압축된 신호를 출력으로 출력하도록 구성된 연산 코더와,

   - 상기 연산 코더에 대한 상기 확률 신호를 발생하는 확률신호 발생수단을 구비하한 연산 인코더 장치에 있어서,

   상기 입력신호의 1개 또는 그 이상의 심볼을 입력신호의 상기 복수의 심볼과 동일한 출력신호의 대응하는 복수의 심볼로 코딩하는 인코딩 모드로 상기 연산 코더를 전환시키는 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전환수단은, 소정의 일정한 확률 신호가 상기 연산 코더에 인가된 것처럼, 연산 코더를 상기 인코딩 모드로 전환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전환수단은, 연산 코더에 대한 확률 신호를 대체하고, 입력 신호의 상기 1개 또는 그 이상의 심볼을 인코딩하기 위해 상기 소정의 일정한 확률 신호를 상기 연산 코더에 인가하는 대체수단을 구비한 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 입력 신호는 n-레벨 디지탈 신호이고, 입력 신호에 있는 1개 또는 그 이상의 심볼을 인코딩하기 위해, 상기 대체수단은, 1/n과 동일한 적어도 한 개의 확률값을 포함하는 확률 신호를 상기 연산 코더에 인가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   n = 2인 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
6. 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 대체수단은 상기 확률신호 발생수단과 상기 연산 코더의 제 2 입력 사이에 접속된 멀티플렉서 수단을 구비하고, 입력 신호에 있는 상기 1개 또는 그 이상의 심볼을 인코딩할 수 있도록 하기 위해, 상기 멀티플렉서 수단은 제어신호에 응답하여 상기 소정의 확률 신호를 그것의 출력으로 다중화하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
7. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 입력신호는 디지탈 정보신호와 동일한 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   - 상기 디지탈 정보신호로부터 상기 디지탈 정보신호의 예측 신호를 도출하는 예측 필터수단과,

   - 디지탈 정보신호와 디지탈 정보신호의 상기 예측 신호를 합성하여, 상기 연산 코더에 대한 상기 입력 신호에 해당하는 나머지 신호를 얻는 신호합성수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 예측 필터수단은,

   - 상기 디지탈 정보신호로부터 다중값 예측신호를 도출하는 예측 필터와,

   - 상기 다중값 예측신호를 양자화하여 상기 디지탈 정보신호의 상기 예측 신호를 얻는 양자화 수단을 구비하고,

   상기 확률신호 발생수단은 상기 다중값 예측신호로부터 상기 확률 신호를 도출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
10. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

    연산 코더의 출력신호에 대해 오류정정 인코딩을 수행하는 오류정정 인코딩 수단, 또는 전송매체를 통해 출력신호를 전송할 수 있도록 하기 위해 상기 입력신호에 대해 채널 인코딩 과정을 수행하는 채널 인코딩 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 전송매체는 광 또는 자기 기록매체와 같은 기록매체이고, 상기 장치는 상기 기록매체 상에 출력신호를 기록하는 기록수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.
12. 디지탈 정보신호를 연산적으로 인코딩하며,

    - 디지탈 정보신호를 수신하는 단계와,

    -연산 코더 내부에서 확률 신호에 응답하여 입력신호에 대해 데이터 압축과정을 수행하여, 입력신호의 데이터 압축된 신호를 얻는 단계와,

    - 입력신호의 데이터 압축된 신호를 출력으로 출력하는 단계와,

    - 상기 연산 코딩단계에 대한 상기 확률 신호를 발생하는 단계를 포함한 연산 인코딩 방법에 있어서,

    상기 입력신호의 1개 또는 그 이상의 심볼을 입력신호의 상기 복수의 심볼과 동일한 출력신호의 대응하는 복수의 심볼로 코딩하는 인코딩 모드로 상기 연산 코더를 전환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연산 인코딩 방법.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 출력신호를 광 또는 자기 기록매체와 같은 기록매체 상에 기록하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연산 인코딩 방법.
14. 제 13 항에 기재된 방법을 사용하여 얻어진 기록매체.
15. 연산적으로 인코딩된 정보신호를 디지탈 정보신호로 연산적으로 디코딩하며,

    - 연산적으로 인코딩된 디지탈 정보신호를 수신하는 입력수단과,

    - 연산적으로 인코딩된 정보신호를 수신하는 제 1 입력과, 확률 신호를 수신하는 제 2 입력과, 출력신호를 출력하는 출력을 갖고, 상기 확률 신호에 응답하여 연산적으로 인코딩된 디지탈 정보신호에 대해 데이터 압축해제과정을 수행하여 상기 출력신호를 얻는 연산 디코더와,

    - 상기 연산 디코더에 대한 상기 확률 신호를 발생하는 확률신호 발생수단과,

    - 상기 디지탈 정보신호를 출력하는 출력수단을 구비한 연산 디코딩 장치에 있어서,

    상기 연산적으로 인코딩된 디지탈 정보신호에 있는 1개 또는 그 이상의 심볼을 연산적으로 인코딩된 디지탈 정보신호의 상기 복수의 심볼과 동일한 출력신호의 대응하는 복수의 심볼로 디코딩하는 디코딩 모드로 상기 연산 디코더를 전환시키는 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 전환수단은, 소정의 일정한 확률 신호가 상기 연산 디코더에 인가된 것처럼, 연산 디코더를 상기 디코딩 모드로 전환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 전환수단은, 연산 디코더에 대한 확률 신호를 대체하고, 연산적으로 인코딩된 디지탈 정보신호의 상기 1개 또는 그 이상의 심볼을 디코딩하기 위해 상기 소정의 일정한 확률 신호를 상기 연산 디코더에 인가하는 대체수단을 구비한 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 출력 신호는 n-레벨 디지탈 신호이고, 인코딩된 디지탈 정보신호에 있는 1개 또는 그 이상의 심볼을 디코딩하기 위해, 상기 대체수단은, 1/n과 동일한 적어도 한 개의 확률값을 포함하는 확률 신호를 상기 연산 디코더에 인가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    n = 2인 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
20. 제 17 항, 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

    상기 대체수단은 상기 확률신호 발생수단과 상기 연산 디코더의 제 2 입력 사이에 접속된 멀티플렉서 수단을 구비하고, 인코딩된 디지탈 정보신호에 있는 상기 1개 또는 그 이상의 심볼을 디코딩할 수 있도록 하기 위해, 상기 멀티플렉서 수단은 제어신호에 응답하여 상기 소정의 확률 신호를 그것의 출력으로 다중화하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
21. 제 17 항, 제 18 항, 제 19 항 및 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 출력신호는 디지탈 정보신호와 동일한 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
22. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,

    - 상기 디지탈 정보신호로부터 상기 디지탈 정보신호의 예측 신호를 도출하는 예측 필터수단과,

    - 출력신호와 디지탈 정보신호의 상기 예측 신호를 합성하여, 디지탈 정보신호를 얻는 신호합성수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 예측 필터수단은,

    - 상기 디지탈 정보신호로부터 다중값 예측신호를 도출하는 예측 필터와,

    - 상기 다중값 예측신호를 양자화하여 상기 디지탈 정보신호의 상기 예측 신호를 얻는 양자화 수단을 구비하고,

    상기 확률신호 발생수단은 상기 다중값 예측신호로부터 상기 확률 신호를 도출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
24. 제 17 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,

    인코딩된 디지탈 정보신호에 대해 오류정정을 수행하는 오류정정 수단, 또는 연산 디코더의 상기 제 1 입력으로 인코딩된 디지탈 정보신호를 출력하기 전에, 상기 인코딩된 디지탈 정보신호에 대해 채널 디코딩 과정을 수행하는 채널 디코딩 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
25. 제 24 항에 있어서,

    광 또는 자기 기록매체와 같은 기록매체로부터 인코딩된 디지탈 정보신호를 판독하는 판독수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 연산 디코딩 장치.
26. 제 11 항에 있어서,

    제어신호를 나타내는 신호를 기록매체 상에 기록하는 변환수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 연산 인코더 장치.