PT983634E

PT983634E - Codificação/descodificação aritmética de um sinal de informação digital

Info

Publication number: PT983634E
Application number: PT99902767T
Authority: PT
Inventors: Alphons Antonius Maria Lambertus Bruekers; Adriaan Rijnberg
Original assignee: Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2007-01-31
Also published as: DE69933519T2; CN1188949C; DE69937761T2; ATE381151T1; EP1605596A2; JP4179638B2; EP1605596B1; PT1605596E; KR20010012666A; EP1605596A3; ES2298942T3; WO1999048211A3; US6275176B1; WO1999048211A2; KR100630944B1; MY125647A; AU2295299A; DE69933519D1; DE69937761D1; AR018758A1

Description

DESCRIÇÃO

CODIFICAÇÃO/DESCODIFICAÇÃO ARITMÉTICA DE UM SINAL DE

INFORMAÇÃO DIGITAL A invenção refere-se a um aparelho de codificação aritmética para aritmeticamente codificar um sinal de informação digital, a um aparelho de descodificação aritmética para descodificar aritmeticamente um sinal de informação digital codificado aritmeticamente, num sinal de informação digital, a um método de codificação aritmética para codificar aritmeticamente o sinal de informação digital e a um veiculo de gravação.

Um aparelho de codificação aritmética como definido acima está exposto na publicação "Codificação sem perdas aperfeiçoada sinais áudio de 1 bit" por F. Bruekers et al, tiragem preliminar 4563 (1-6), apresentada na centésima terceira Convenção do AES, Setembro 26-29, 1997. A invenção visa fornecer medidas para aperfeiçoar a codificação sem perdas usando o codificador aritmético apresentado no estado anterior da técnica.

De acordo com a invenção, o codificador aritmético abrange as caracteristicas definidas na reivindicação 1. A invenção é baseada na aceitação de que o filtro de previsão e a tabela de probabilidades são destinados a uma performance media óptima, mas que, a sua performance local, pode estar longe de ser óptima. Isto pode resultar numa eficiência de compressão baixa. De acordo com a invenção, o codificador aritmético é comutado num modo de compressão tal de que ele 1 codifica o sinal recebido para um sinal de output codificado, que é substancialmente idêntico ao sinal recebido. Isto pode e.g. ser alcançado, comutando o codificador aritmético para um modo codificador, para codificar o sinal recebido como se um sinal predeterminado e de probabilidade fixa fosse aplicado ao codificador aritmético. É observado que NELSON M. et al: "0 livro de compressão de dados" 2a edição, Livros M&T, Nova Iorque, EUA, 1996, ISBN: 1-55851-431-1, nos capítulos 5 e 6, e em particular páginas 153-156 e 159-160, descreve um algoritmo onde a codificação aritmética é usada para codificar aritmeticamente uma sequência de caracteres. De forma a codificar aritmeticamente a sequência de caracteres, tem que ser fornecido um valor de probabilidade, juntamente com os caracteres da sequência de caracteres, a um módulo do algoritmo que leva a cabo a codificação, a seguir denominada "código aritmético". Tal valor de probabilidade é calculado baseado numa modelagem estatística da sequência de caracteres, que é dinamicamente actualizada ao mesmo tempo que codifica a sequência de caracteres. De forma a limitar a quantidade de memória necessária pela modelagem estatística, são criadas entradas para caracteres, ou sequências deles, só depois dos caracteres serem encontrados pela primeira vez: antes disto ser conseguido, isto é, quando nenhum valor de probabilidade podia ser calculado sobre a modelagem estatística, uma probabilidade fixa é transmitida ao codificador aritmético.

Estes e outros aspectos da invenção serão mais adiante explicados na descrição das figuras, em que

Figura la mostra um diagrama de circuito de um codificador sem perdas e a Figura 2a mostra um diagrama de 2 circuito de um descodificador correspondente, usando previsão linear e codificação aritmética,

Figura 2 mostra um exemplo da probabilidade po de uma previsão correcta como função do output \ Z \ do filtro previsto,

Figura 3 mostra como exemplo um sinal codificado, mostrando o numero de bits transmitidos no caso de: (a) nenhuma codificação (linha ponteada), (b) todos os bits codificados usando a tabela de probabilidades (linha continua) e (c) para os primeiros 128 bits, o output da tabela de probabilidades é anulado por p0=pi=l/2 (linha tracejada), e onde se verifica que a anulação melhora o rácio de compressão

Figura 4 mostra outro exemplo de um sinal codificado, mostrando o número de bits transmitidos no caso de: (a) nenhuma codificação (linha ponteada), (b) todos os bits codificados usando a tabela de probabilidades (linha continua) e (c) para os primeiros 128 bits, o output da tabela de probabilidades é anulado por p0=Pi=l/2 (linha tracejada) e onde se verifica que a anulação piora o rácio de compressão

Figura 5a mostra um diagrama de circuito de um codificador sem perdas, de acordo com a invenção e a Figura 5b mostra um diagrama de circuito de um descodificador correspondente, ambos tendo os meios para anular a probabilidade como indicada na tabela de probabilidades 3 (Ρ( I . I)),

Figura 6a mostra o codificador sem perdas da Figura 5a incluido num transmissor, que tem a forma de um aparelho de gravação, e Figura 6b mostra o codificador sem perdas incluido no receptor, que tem a forma de um aparelho reprodutor. 0 processo de codificação e descodificação sem perdas, para o exemplo de sinais áudio de 1 bit sobreamostrados, será explicado brevemente, mais adiante, por meio da Figura 1, que mostra uma estrutura do aparelho do codificador aritmético na figura la e mostra uma estrutura do aparelho do descodificador aritmético na figura lb. A codificação sem perdas no aparelho da figura la é realizada em partes isoladas (armações) do sinal áudio. Um comprimento tipico de tal armação é de 37632 bits. Os dois possiveis valores bit do sinal input F, '1' e '0', representam os valores de amostra +1 e -1 respectivamente. Por armação, a série de coeficientes para o filtro de previsão z”1 A(z) é determinado e.g. pelo método de auto correlação. A indicação do sinal do output do filtro, Z, determina o valor do previsto bit Fp-, ao passo que a magnitude do sinal de output do filtro, Z, é uma indicação de a probabilidade de a previsão estar correcta. Uma previsão correcta, ou F=FP- é equivalente a E=0 no sinal residual E. O conteúdo da tabela de probabilidades, p(|.|), é destinado por armação, de tal maneira, que por possivel valor de Z, p0 é a probabilidade que E=0. Um conteúdo tipico da tabela de probabilidades é mostrado na Figura 2. Para valores pequenos de |Z|, a probabilidade para uma previsão correcta está próxima de 0,5 e para valores maiores de |Z| a probabilidade de uma previsão 4 correcta, é próxima de 1,0. Claramente a probabilidade para uma previsão incorrecta, F^Fp ou E=l, é pi=l-p0. O codificador aritmético (AC Enc.) no aparelho da figura la codifica a sequência dos bits de E, de tal maneira que o código (D) requer menos bits. Para isto, o codificador aritmético usa a probabilidade de que bit n do sinal E, E[n], tem um valor particular. O número de bits para codificar o bit E[n]=0 é: dn = - 2 log (Po) + ε (bits) (Eq.l) que é, praticamente, não mais que 1 bit, desde que p0 h 1/2 (ver figura 2). O número de bits para codificar o bit E[n]=l é: dn = - 2 log (pi) + ε = -2 log (l-p0) + ε (bits) (Eq.2) que não é menos de 1 bit. Ο ε, em ambas as equações representa o comportamento não óptimo do codificador aritmético, mas pode ser ignorado na prática.

Uma correcta previsão (E[n]=0) resulta em menos do que um bit e uma previsão incorrecta (E[n]=l) resulta em mais do que 1 bit no código (D) . A tabela de probabilidades é planeada de tal maneira que na média para a armação completa, o número de bits para o código D é mínimo.

Além do código D, também os coeficientes do filtro de previsão e o conteúdo da tabela de probabilidades têm que ser transmitidas de codificador para descodificador. 5

No aparelho de descodificação da figura lb, exactamente o inverso do processo de codificação é implementado, deste modo criando um sistema de codificação sem perdas. 0 descodificador aritmético (AC Dec.) é fornecido com as probabilidades idênticas como foi o codificador aritmético, para reaver os valores correctos do sinal E. Portanto o descodificador contém o mesmo filtro de previsão e tabela de probabilidades como o codificador. 0 problema resolvido pela presente invenção pode agora ser identificado. Apesar de, quer o filtro de previsão, quer a tabela de probabilidades, serem de tal natureza que a sua performance média é óptima, a sua performance local pode ser má. Um exemplo para isto é o começo de uma armação onde o filtro de previsão não tem amostras actuais disponíveis para prever a próxima amostra. Portanto, o sinal de previsão do output do filtro não é sempre um indicador seguro para a probabilidade de uma previsão correcta.

Isto foi posteriormente explicado com referência à figura 3. A linha contínua na figura 3 é o número dos bits da palavra código D, necessário para codificar os primeiros n bits do sinal E. A linha ponteada dá o número de bits da palavra código D, no caso de não haver compressão. Para codificar os primeiros 1000 bits do sinal E, só cerca de 500 bits são necessários na palavra código D. Contudo para os primeiros 100 bits do mesmo sinal E, cerca de 170 bits são necessários na palavra código D. Nesta, de facto, são necessários mais bits para o código do que para o sinal original. Para outra armação as mesmas quantidades são demonstradas na figura 4, onde não se encontra nenhum problema ao codificar os primeiros 100 bits do sinal E. Também noutros sítios, sem ser no início da armação, pode acontecer que a codificação se 6 execute de má forma. Em tal caso, é melhor transmitir os bits originais de E do que a versão codificada de D. 0 problema agora é fundir a palavra código D com as partes do sinal original E, de tal maneira que o descodificador pode reaver os dados correctos. Isto foi resolvido da seguinte forma.

Das equações eq. 1 e eq. 2, pode ver-se que para p0=l/2 o número de bits na palavra código, D, é: dn= - 2 log (1/2)=1. Isto quer dizer, que não faz praticamente nenhuma diferença para o rácio de compressão do codificador sem perdas, se um único bit de E é transmitido directamente ou codificado com a probabilidade p0=l/2. Portanto, se para a parte do sinal E, onde a previsão se faz mal, a probabilidade, tal como fornecida pela tabela de probabilidades, é anulada pelo valor 1/2, o rácio de compressão melhora. De acordo com esta aproximação, não há nenhum problema em fundir a palavra código D com partes do sinal original E.

Na figura 3 e figura 4, a linha tracejada dá o número de bits da palavra código D no caso dos primeiros 128 bits (i.e. a ordem de previsão) serem codificados com a probabilidade p0=p1=l/2. No caso da figura 3 o rácio de compressão melhora e no caso da figura 4 o rácio de compressão piora. Estes dois exemplos mostram a necessidade de tornar seleccionável a anulação da probabilidade, segundo a tabela de probabilidades para os primeiros bits da armação. Isto pode ser indicado por um único bit nos dados de controlo que são transmitidos do codificador para o descodificador. 0 número de bits, no principio de uma armação para a qual a previsão se faz de forma pior e para a qual é melhor anular a 7 probabilidade segundo a tabela de probabilidades, depende da ordem do filtro de previsão. 0 actual número de bits para o qual é melhor anular a probabilidade, pode ser transmitido do codificador para o descodificador explicitamente. É também possível ligar este número à ordem de previsão e.g. idêntico à ordem de previsão, ou a uma conhecida fracção da ordem de previsão.

Muitos métodos são apropriados para identificar um primeiro lugar noutro sítio na armação, onde a previsão se faz de pior forma e para o que é melhor a anulação da probabilidade segundo a tabela de probabilidades. Como um exemplo, quer o índex do primeiro bit, quer o número total de bits, para que a probabilidade segundo a tabela de probabilidades é anulada, podem ser especificados nos dados de controlo de que são transmitidos de codificador para descodificador.

Para identificar um próximo sitio na armação onde a previsão se faz da pior maneira, e para a qual é melhor anular a probabilidade segundo a tabela de probabilidades, o mesmo método, como para o primeiro sítio, pode ser usado. Contudo, pode ser vantajoso identificar o começo deste próximo sítio não em termos absolutos, mas relativos ao sítio anterior onde era melhor anular a probabilidade segundo a tabela de probabilidades. Na figura 5a e 5b, é demonstrado que um multiplexador pode ser usado para anular o sinal de probabilidade. Pode ser vantajoso para o rácio de compressão do codificador sem perdas, anular a probabilidade segundo a tabela de probabilidades com um valor diferente de o valor 1/2. Nesse caso o valor real tem que ser transmitido de codificador para descodificador de alguma maneira. A decisão se a probabilidade segundo a tabela de probabilidades deveria ser anulada para melhorar o rácio de compressão, pode ser tomada sem realmente codificar os dados. Na base da equação 1 e 2 pode ser determinado qual a decisão óptima. A figura 6a mostra uma estrutura de um aparelho de transmissão que tem a forma de um aparelho de gravação. 0 aparelho de gravação abrange o aparelho de compressão de dados mostrado na figura 5a. 0 aparelho de gravação, para além disso abrange uma unidade de escrita 106, para escrever o sinal de informação de dados comprimidos numa faixa no portador de gravação 108. No presente exemplo, o portador de gravação 108 é um portador de gravação magnética, de modo que a unidade de escrita 106 abranja pelo menos uma cabeça magnética 110 para escrever o sinal de informação de dados comprimidos no portador de gravação 108. O portador de gravação pode ser contudo um portador de gravação óptica, como um disco CD ou um disco DVD 108'.

Transmissão via um meio de transmissão, tal como uma ligação de frequência de rádio ou um portador de gravação, geralmente requer uma codificação de correcção de erro e uma codificação de canal, levada a cabo no sinal de informação de dados comprimidos a serem transmitidos. A figura 6a mostra essas etapas de processamento de sinal. O arranjo de gravação da figura 6a, portanto, abrange um codificador de correcção de erro 102, bem conhecido na técnica, e um codificador de canal 104, também bem conhecido na técnica. A figura 6b mostra o aparelho de expansão de dados da figura 5b incorporado num aparelho de recepção, que tem a forma de um aparelho de reprodução. O aparelho de reprodução abrange 9 além disso uma unidade de leitura 112, para ler o sinal de informação de dados comprimidos de uma faixa no portador de gravação 108. No presente exemplo, o portador de gravação 108 é um portador de gravação magnética, de maneira que a unidade de leitura 112 abranja pelo menos uma cabeça magnética 114 para ler o sinal de informação de dados comprimidos do portador de gravação 108. O portador de gravação pode contudo ser um portador de gravação óptica, tal como um disco CD ou um disco DVD 108' .

Como foi explicado acima, a transmissão, via um meio de transmissão, tal como uma ligação de frequência de rádio ou um portador de gravação, geralmente requer uma codificação de correcção de erro e uma codificação de canal, levada a cabo no sinal de informação de nivel n de dados comprimidos a serem transmitidos, de maneira que uma descodificação de canal correspondente e uma correcção de erro possam ser levadas a cabo na altura da recepção. A figura 6b mostra as etapas de processamento de sinal da descodificação de canal e correcção de erro levado a cabo no sinal recebido, recebido pelos os meios de leitura 112. O arranjo que reproduz a figura 6b, portanto, abrange o descodificador de canal 116, bem conhecido na técnica, e uma unidade de correcção de erro 118, também bem conhecida na técnica, para obter uma réplica do sinal de informação de dados comprimidos.

Enquanto a invenção tem sido descrita com referência às estruturas preferidas, é para ser entendido que estes não são exemplos limitativos. Deste modo, várias modificações podem apresentar-se àqueles com conhecimento na matéria, sem sair do alcance da invenção, como definido pelas reivindicações. 10

Como um exemplo, o sistema descrito acima tratou com sinais de dois niveis só. Naquela situação, um sinal de probabilidade, na forma de apenas um valor de probabilidade para cada simbolo a ser codificado, é necessário. 0 sinal de probabilidade gerado pela unidade de gerador de sinal de probabilidade, denotado por p(|.|), foi anulado por um sinal de probabilidade igual a 1/2. A ideia apresentada é, contudo, também aplicável no caso de sinais niveis múltiplos. O sinal de probabilidade na forma do valor p=l/2 deveria então ser substituído por outro sinal de probabilidade, que é óptimo para aquela situação. Um exemplo: para um sinal de nível N para ser codificado no codificador aritmético, é necessário um sinal de probabilidade na forma de valores de probabilidade N-l, para fornecer o input de sinal de probabilidade do codificador aritmético. 0 sinal de probabilidade para anulação do sinal de probabilidade gerado pela unidade geradora de sinal de probabilidade, denotado p( | . | ) , poderia ser tal, que todos os valores de probabilidade N-l fossem iguais a 1/N. 10-01-2007 11

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Um aparelho codificador aritmético, para codificar aritmeticamente um sinal de informação digital (F) , consistindo o sinal de informação digital numa sequência de símbolos divididos em armações, abrangendo: - meios de input para receber o sinal de informação digital F),-meios de filtro de previsão (z_1 A(z))para derivar uma versão prevista (Z) do dito sinal de informação digital, do dito sinal de informação digital (F) , meios de filtro de previsão abrangendo um filtro de previsão para derivar um sinal de previsão de múltiplo valor do dito sinal de informação digital e meios de quantificar para quantificar a dita previsão de múltiplo valor, para assim obter uma versão de previsão do dito sinal de informação digital, -meios de combinação de sinal (Θ) para combinar o sinal de informação digital (F) e a dita versão prevista (Z) do sinal de informação digital, para assim obter um sinal residual, - um codificador aritmético (AC Enc.) tendo um primeiro input para receber um sinal input (E) , sendo este sinal de input (E), o dito sinal residual; um segundo input para receber um sinal de probabilidade (P0) , e um output para fornecer um sinal de output (D) , sendo o codificador aritmético adaptado a levar a efeito uma etapa de compressão de dados no sinal de input, em resposta ao dito sinal de probabilidade, para assim obter uma versão comprimida de dados do sinal de input, e para fornecer a versão comprimida de dados do sinal de input para o de output, meios para gerar o sinal de probabilidade 1 (ρ(I - I)para gerar dito sinal de probabilidade (Po) para o dito codificador aritmético (AC Enc.) do dito sinal de previsão de múltiplo valor, - meios para comutar o codificador aritmético (AC Enc.) a um modo de codificação para codificar um ou mais símbolos do sinal input (E) em símbolos correspondentes de um sinal de output (D), que são substancialmente idênticos aos ditos símbolos do sinal de input, sendo esses meios de comutação adaptados a comutar o codificador aritmético para o dito modo de codificação, como se um sinal predeterminado e de probabilidade fixa 1/2) fosse aplicado a esse dito codificador aritmético, caracterizado em que os ditos meios de comutação abrangem meios de anulação para anular o sinal de probabilidade (Po) para o codificador aritmético (AC Enc.) e para aplicar um sinal predeterminado e de probabilidade fixa (1/2) ao dito codificador aritmético para codificar os ditos um ou mais símbolos do sinal de input (E) no início da armação, para um número de símbolos ligados à ordem do filtro de previsão.
2. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 1, caracterizado em que os meios de anulação são adaptados para anulação do sinal de probabilidade( Po) no início da armação, se a dita anulação envolve um melhoramento no rácio de compressão.
3. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 1 ou 2, caracterizado em que os meios de anulação são adaptados para futura anulação do sinal de 2 se essa probabilidade (Po) noutro sitio na armação, anulação envolve um melhoramento do rácio de compressão.
4. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 1, caracterizado em que o sinal de input (E) é um sinal digital de nivel n, e em que os meios de anulação são adaptados para aplicar um sinal de probabilidade, compreendendo este, pelo menos um valor de probabilidade igual a 1/n, ao dito codificador aritmético (AC Enc.) , para codificar um ou mais símbolos no sinal de input.
5. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 4, caracterizado em que n=2.
6. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado em qualquer das reivindicações prévias, caracterizado em que os ditos meios de anulação abrangem meios multiplexadores (MUX) acoplados entre os ditos meios de gerar o sinal de probabilidade (p(I .I) ) e o dito segundo input do codificador aritmético (AC Enc.); sendo os meios multiplexadores adaptados para multiplexar dito sinal de probabilidade predeterminado (1/2) ao seu output, em resposta a um sinal de controlo (controlo) de forma a capacitar a codificação dos dito um ou mais símbolos no sinal de input (E).
7. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 1, caracterizado em que o número dos símbolos é igual à ordem do filtro de previsão ou a uma conhecida fracção desse.
8. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado em qualquer das reivindicações prévias caracterizado em que, 3 além disso, meios de codificar correcção de erros (102) para levar a cabo uma codificação de correcção de erro no sinal de output(D) do codificador aritmético (AC Enc.) e/ou meios de codificação de canal (104) para levar a cabo uma etapa de codificação de canal no dito sinal de output, de forma a capacitar uma transmissão do sinal de output via um meio de transmissão.
9. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 8, caracterizado em que abrange ainda meios para transmitir dados de controlo.
10. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 9, caracterizado em que os dados de controlo abrangem um bit, que indica se o sinal de probabilidade (Po) foi anulado durante a codificação no inicio da armação.
11. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 9 ou 10, caracterizado em que os dados de controlo abrangem o número de símbolos para o qual o sinal de probabilidade (Po) foi anulado durante a codificação no inicio da armação.
12. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 9, 10 ou 11, caracterizado em que os dados de controlo abrangem um índex do primeiro símbolo e um número de símbolos para os quais o sinal de probabilidade (Po) foi anulado durante a codificação num outro lugar na armação.
13. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 8, caracterizado em que o meio de transmissão é um portador de gravação (108), tal como um portador de 4 gravação magnético ou óptico, e em que o aparelho para além disso abrange meios de escrita (110) para escrever o sinal de output (D) para o dito portador de gravação.
14. Um aparelho codificador aritmético como reivindicado na reivindicação 13, caracterizado em que este para além disso abrange meios de conversão para gravar um sinal que é representativo do sinal de controlo (controlo) no portador de gravação (108).
15. Um método de codificação aritmético para codificar aritmeticamente um sinal de informação digital (F) , consistindo este sinal de informação digital de uma sequência de símbolos divididos em armações, o método abrangendo as etapas de - receber o sinal de informação digital (F), - derivar uma versão prevista (Z), do dito sinal de informação digital, do dito sinal de informação digital (F), abrangendo a derivação de um sinal de previsão de múltiplo valor do dito sinal de informação digital, e quantificando a dita previsão de valor múltiplo para assim obter a dita versão prevista do dito sinal de informação digital, - combinar o sinal de informação digital (F) e a dita versão prevista (Z) do sinal de informação digital, para assim obter um sinal residual, - levar a cabo uma etapa de compressão de dados num codificador aritmético (AC Enc.) num sinal de input (E) , sendo dito sinal de input um sinal residual, em resposta a um sinal de probabilidade (Po), para assim obter uma versão comprimida de dados do sinal de input, 5 - fornecer a versão comprimida de dados do sinal de input a um de output, - gerar dito sinal de probabilidade (Po) para a etapa de codificação aritmética do dito sinal de previsão de valor múltiplo, - comutar o codificador aritmético (AC Enc.) para um modo de codificação para codificar um ou mais símbolos do sinal de input (E) em símbolos correspondentes de um sinal de output (D) , que são substancialmente idênticos aos ditos símbolos do sinal de input, como se um sinal predeterminado e de probabilidade fixa (1/2) fosse aplicado ao dito codificador aritmético, caracterizado em que a dita etapa de comutação abrange a anulação do sinal de probabilidade (Po) ao codificador aritmético (AC Enc.) e a aplicação o dito sinal predeterminado de probabilidade fixa (1/2) ao dito codificador aritmético, para codificar ditos um ou mais símbolos do sinal de input (E) no início da armação para um número de símbolos ligados à ordem do filtro de previsão.
16. Um método de codificação aritmética como reivindicado na reivindicação 15, caracterizado por anulação do sinal de probabilidade (Po) no início da armação, se dita anulação envolve um melhoramento no rácio da compressão.
17. Um método de codificação aritmética como reivindicado na reivindicação 15 ou 16, caracterizado por, além disso, anular o sinal de probabilidade (Po) noutro sítio da armação, se mais anulação envolve um melhoramento no rácio de compressão. 6
18. Um método de codificação aritmética como reivindicado na reivindicação 15, caracterizado em que o método para, além disso, abrange a etapa de gravação do sinal de output no portador de gravação (108), tal como um portador de gravação magnético ou óptico.
19. Um método de codificação aritmético como reivindicado na reivindicação 18, abrangendo, para além disso, a etapa de gravação de dados de controlo no portador de gravação (108).
20. Um portador de gravação (108) tendo um sinal de output gravado pelo método da reivindicação 18.
21. Um portador de gravação (108) tendo um sinal de output e os dados de controlo gravados pelo método da reivindicação 19 .
22. Um portador de gravação (108) como reivindicado na reivindicação 21, caracterizado em que os dados de controlo abrangem um bit indicativo se o sinal de probabilidades (Po) foi anulado durante a codificação no início da armação.
23. Um portador de gravação (108) como reivindicado na reivindicação 21 ou 22, caracterizado em que os dados de controlo abrangem o número de símbolos para os quais o sinal de probabilidade (Po) foi anulado, durante a codificação no início da armação.
24. Um portador de gravação (108) como reivindicado nas reivindicações 21,22 ou 23 caracterizado em que os dados de controlo abrangem um índex do primeiro símbolo e um número de 7 símbolos para os quais o sinal de probabilidade (Po) foi anulado, durante a codificação num outro lugar da armação.
25. Um aparelho de descodificação aritmético para descodificar aritmeticamente um sinal de informação digital codificado aritmeticamente (D), num sinal de informação digital (F) , consistindo este sinal de informação digital numa sequência de símbolos divididos em armações, abrangendo - meios de input para receber um sinal de informação digital codificado aritmeticamente (D), um descodificador aritmético (AC Dec.) tendo um primeiro input para receber o sinal de informação codificada aritméticamente (D), um segundo input para receber um sinal de probabilidade (Po), e um output para fornecer um sinal de output (E), sendo o descodificador aritmético adaptado para levar a cabo uma etapa de expansão de dados no sinal de informação digital codificado aritmeticamente em resposta ao dito sinal de probabilidade, para assim obter dito sinal de output, os meios de geração de sinal de probabilidade (p ( I . I ) ) para gerarem o dito sinal de probabilidade para o dito descodificador aritmético (AC Dec.), - meios de filtro de previsão (z^1 A(z)) para derivar uma versão prevista (Z) do dito sinal de informação digital, do sinal de informação digital (F) , abrangendo um filtro de previsão para derivar um sinal de previsão de valor múltiplo desse sinal de informação digital, e meios de quantificação para quantificação do dito sinal de previsão de valor múltiplo, para assim obter a dita versão prevista do dito sinal de informação digital; sendo os meios de geração de sinal de probabilidade (p(| - I) adaptados para derivar o dito sinal de probabilidade (Po) do dito sinal de previsão de valor múltiplo, - meios de combinação de sinal ( ) para combinar o sinal de output (E) e a dita versão prevista (Z) do sinal de informação digital, para assim obter um sinal de informação digital (F), meios de output para fornecer o dito sinal de informação digital (F), meios para comutar o descodificador aritmético (AC Dec.) num modo de descodificação, para descodificar um ou mais símbolos no sinal de informação digital codificado aritmeticamente (D) em símbolos correspondentes do sinal de output, que são substancialmente idênticos aos ditos símbolos do sinal de informação digital aritmeticamente codificado, sendo esses meios de comutação adaptados para comutar o descodificador ao dito modo descodificador, como se um sinal predeterminado e de probabilidade fixo (1/2) fosse aplicado ao dito descodificador aritmético. caracterizado em que os ditos meios de comutação abrangem meios de anulação para anular o sinal de probabilidade a um descodificador aritmético (AC Dec.) e aplicar o dito sinal de probabilidade fixo e predeterminado (1/2) ao dito descodificador aritmético, para descodificar os ditos um ou mais símbolos do sinal de informação digital, codificado aritmeticamente (D) no início de uma armação, para um número de símbolos ligados à ordem do filtro de previsão.
26. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado na reivindicação 25, caracterizado em que os 9 meios de input são adaptados para receber também dados de controlo.
27. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado na reivindicação 26, caracterizado em que os meios de anulação são adaptados para anulação do sinal de probabilidade (Po) no inicio da armação, dependente de um bit, presente nos dados de controlo indicativos de se o sinal de probabilidade foi anulado durante a codificação no início da armação.
28. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado na reivindicação 26 ou 27, caracterizado em que os meios de anulação são adaptados para anulação do sinal de probabilidade (Po) no inicio da armação para um número de símbolos, para os quais o sinal de probabilidade foi anulado durante a codificação, sendo o número de símbolos especificados nos dados de controlo.
29. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado nas reivindicações 26, 27 ou 28, caracterizado em que os meios de anulação são adaptados para futura anulação do sinal de probabilidade (Po) noutro sítio da armação, se nos dados de controlo existe um índex do primeiro símbolo e um número de símbolos para os quais, o sinal de probabilidade foi anulado durante a codificação, na dita outra parte da armação.
30. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado nas reivindicações 25 a 33, caracterizado em que o sinal de output (E) é um sinal digital de nível n e em que os meios de anulação são adaptados para aplicar um sinal 10 de probabilidade o dito sinal de probabilidade, abrangendo pelo menos um valor de probabilidade igual a 1/n, ao dito descodificador aritmético para descodificar um ou mais símbolos no sinal de informação digital codificado (D).
31. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado na reivindicação 30, caracterizado em gue n=2 .
32. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado nas reivindicações 25 a 31, caracterizado em que os ditos meios de anulação abrangem os meios de multiplexador (MUX) acoplado entre o dito meios geradores de sinal de probabilidade (p( I . I ) e o segundo input do descodificador aritmético (AC Dec.), sendo os meios de multiplexador adaptados a multiplexar o sinal de probabilidade predeterminado (1/2) ao seu output, em resposta a um sinal de controlo (controlo) de forma a possibilitar a descodificação dos ditos um ou mais símbolos no sinal de informação digital codificada (D).
33. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado na reivindicação 25, caracterizado em que o número de símbolos é igual à ordem do filtro de previsão ou a uma sua conhecida fracção.
34. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado nas reivindicações 25 a 33, caracterizado em que, para além disso, abrange meios de correcção de erros (118) para levar a cabo uma correcção de erro no sinal de informação digital codificado (D) e/ou meios de descodificação de canal (116) para levar a cabo a etapa de 11 descodificação de canal no dito sinal de informação digital codificado, antes de fornecer o sinal de informação digital codificado ao dito primeiro input do descodificador aritmético (AC Dec.)·
35. Um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado na reivindicação 34, caracterizado em que o aparelho, para além disso, abrange meios de leitura (114) para ler o sinal de informação digital codificado (D) de um portador de gravação (108), como um portador de gravação magnético ou óptico.
36. Um sistema abrangendo um portador de gravação como reivindicado na reivindicação 20 e um aparelho de descodificação aritmética como reivindicado na reivindicação 25. 10-01-2007 12