PL192073B1

Method for data compression and expansion, device for data compression and expansion, transmitter and receiver, recording and reproducing device as well as sound signal carrier

Abstract

A data compression apparatus is disclosed for data compressing an audio signal. The data compression apparatus comprises an input terminal (1) for receiving the audio signal, a 1-bit A/D converter (4) for A/D converting the audio signal so as to obtain a bitstream signal, a lossless coder (10) for carrying out a lossless data compression step on the bitstream signal so as to obtain a data compressed bitstream signal, and an output terminal (14) for supplying the data compressed bitstream signal. Further, a recording apparatus and a transmitter apparatus comprising the data compression apparatus are disclosed. In addition, a data expansion apparatus for data expanding the data compressed bitstream signal supplied by the data compression apparatus is disclosed, as well as a reproducing apparatus and a receiver apparatus comprising the data expansion apparatus.

PL192073B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 3

Term

Term ended

Expired 26 September 2017, 9 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

21 claims: 9 independent, 12 dependent

  1. 1
    A method of data compression, for data compression of an audio signal, in which the audio signal is received, is converted to the audio signal, obtaining a signal in the form of a 1-bit stream, lossless data compression is performed on the bit stream to obtain a compressed data stream signal, and the signal is provided. a bit stream of compressed data, characterized in that sigma-delta modulation is performed during the audio conversion, and during lossless data compression, entropy the bitstream signal is entropy-coded in response to a probability signal and the compressed data bitstream signal is obtained, then prediction is performed for the bitstream signal and a probability signal is determined for the output signal obtained in the prediction step. 1. Sposób kompresji danych, do kompresji danych sygnału fonicznego, w którym odbiera się sygnał foniczny, dokonuje się na sygnale fonicznym konwersji, otrzymując sygnał w postaci strumienia 1-bitowego, dokonuje się bezstratnej kompresji danych na strumieniu bitowym uzyskując sygnał strumienia danych skompresowanych oraz dostarcza się sygnał strumienia bitowego danych skompresowanych, znamienny tym, że podczas konwersji fonii przeprowadza się modulację sigma-delta, a podczas bezstratnej kompresji danych realizuje się entropijne kodowanie sygnału strumienia bitowego w odpowiedzi na sygnał prawdopodobieństwa i otrzymuje się sygnał strumienia bitowego danych skompresowanych, następnie realizuje się predykcję dla sygnału strumienia bitowego oraz wyznacza się sygnał prawdopodobieństwa dla sygnału wyjściowego otrzymanego w etapie predykcji.
  2. 3
    A data expansion method for expanding a compressed audio signal to obtain a replica of the original audio signal, wherein the compressed audio signal is a lossless compressed bit signal generated by a modulator, wherein the compressed audio signal is received in the form of a compressed data bitstream signal, performing a lossless data expansion step on the compressed data bitstream signal and obtaining a bitstream signal, performing a digital-to-analog D / A conversion for the bitstream signal to obtain a replica of the original audio signal, and then providing a replica of the original audio signal, characterized by that the bitstream is generated with a sigma-delta modulator, and during lossless decoding, entropy decoding the bitstream signal in response to the probability signal is performed, obtaining the bitstream signal, and further providing the probability signal. 3. Sposób ekspansji danych, do ekspansji skompresowanego sygnału fonicznego, dla otrzymania repliki pierwotnego sygnału fonicznego, przy czym skompresowany sygnał foniczny stanowi skompresowany bezstratnie sygnał bitowy wygenerowany przez modulator, w którym to sposobie odbiera się skompresowany sygnał foniczny, który ma postać sygnału strumienia bitów skompresowanych danych, realizuje się etap bezstratnej ekspansji danych na sygnale strumienia bitowego skompresowanych danych i otrzymuje się sygnał strumienia bitowego, realizuje się konwersję cyfra-analog D/A dla sygnału strumienia bitowego uzyskując replikę oryginalnego sygnału fonicznego, a następnie dostarcza się replikę oryginalnego sygnału fonicznego, znamienny tym, że strumień bitowy generuje się za pomocą modulatora sigma-delta, a podczas bezstratnego dekodowania realizuje się entropijne dekodowanie sygnału strumienia bitowego w odpowiedzi na sygnał prawdopodobieństwa, i otrzymuje się sygnał strumienia bitowego, a ponadto dostarcza się sygnał prawdopodobieństwa.
  3. 5
    A data compression apparatus for compressing an audio signal, which includes an input block for receiving an audio signal, a conversion block for converting an audio signal to a 1 bit stream signal, a lossless encoding block for performing a lossless encoding of the signal. 5. Urządzenie kompresji danych, do kompresowania sygnału fonicznego, które zawiera blok wejściowy do odbioru sygnału fonicznego, blok konwersji realizujący konwersję sygnału fonicznego do sygnału strumienia 1-bitowego, blok kodowania bezstratnego realizujący bezstratne kodowanie sygna10 In order to obtain a compressed data bitstream signal, an output block for providing a compressed data bitstream signal, characterized in that the conversion block (4) is a sigma-delta modulator, and the lossless compression block (10) includes an entropy encoder (154). ) to entropy a bitstream signal in response to a probability signal to obtain a compressed data bitstream signal, a prediction filter (152) for performing a prediction step on the bit stream signal;and block (156) for determining a probability signal from the output signal output by the prediction filter (152). PL 192 073 B1 łu strumienia bitowego dla uzyskania sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych, blok wyjściowy dostarczający sygnał strumienia bitowego danych skompresowanych, znamienne tym, że blok konwersji (4) stanowi modulator sigma-delta, ablok kompresji bezstratnej (10) zawiera koder entropijny (154) do entropijnego kodowania sygnału strumienia bitowego w odpowiedzi na sygnał prawdopodobieństwa dla otrzymania sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych, filtr predykcyjny (152) do realizacji etapu predykcji na sygnale strumienia bitowego oraz blok (156) wyznaczania sygnału prawdopodobieństwa z sygnału wyjściowego odprowadzanego przez filtr predykcyjny (152).
  4. 9
    A data expansion device for expanding a bitstream signal of the compressed audio data to obtain a replica of the original audio signal, wherein the compressed audio data bitstream signal is obtained by lossless compression of the bitstream signal generated by the modulator, the device comprising an input block for receiving the compressed audio signal. in the form of a compressed data bit stream signal, a lossless decoding block for performing lossless data expansion of the compressed data bitstream signal to obtain a bitstream, a digital-to-analog D / A conversion block for performing a digital-to-analog conversion of the bitstream to obtain a replica of the original audio signal, an output block for providing a replica of the original audio signal, characterized in that it is provided with a sigma-delta modulator for bitstream generation, and the lossless decoding block comprises an entropy decoder (172) for entropy decoding a compressed data bitstream signal in response to a probability signal to obtain a bitstream signal and a probability signal generator (180) for inputting a probability signal. 9. Urządzenie ekspansji danych, do ekspansji sygnału strumienia bitowego skompresowanych danych fonicznych dla uzyskania repliki pierwotnego sygnału fonicznego, przy czym sygnał strumienia bitowego skompresowanych danych fonicznych został uzyskany w bezstratnej kompresji sygnału strumienia bitowego wygenerowanego przez modulator, które to urządzenie zawiera blok wejściowy do odbioru skompresowanego sygnału fonicznego w postaci sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych, blok bezstratnego dekodowania do realizacji bezstratnej ekspansji danych sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych dla uzyskania strumienia bitowego, blok konwersji cyfra-analog D/A do realizacji konwersji cyfra-analog strumienia bitowego dla uzyskania repliki pierwotnego sygnału fonicznego, blok wyjściowy dla dostarczania repliki oryginalnego sygnału fonicznego, znamienne tym, że do generacji strumienia bitowego jest zaopatrzony w modulator sigma-delta, a blok dekodowania bezstratnego zawierają dekoder entropijny (172) do entropijnego dekodowania sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych w odpowiedzi na sygnał prawdopodobieństwa dla otrzymania sygnału strumienia bitowego oraz generator sygnału prawdopodobieństwa (180), do wprowadzania sygnału prawdopodobieństwa.
  5. 12
    An audio signal transmitter for transmitting an audio signal by a transmission medium, the transmitter being provided with a data expansion device comprising an input block. for receiving an audio signal, a block for converting an audio signal into a 1 bit stream signal, a block for encoding a lossless bitstream signal into a signal. a compressed data bitstream;and an output block for providing a compressed data bitstream signal, characterized in that the conversion block (4) is a sigma-delta modulator and the lossless compression block (10) includes an entropy encoder (154) to entropy the bitstream signal in response to the probability signal to obtain the compressed data bitstream signal, the predictive filter (152) to performing a prediction step on the bit stream signal and a block (156) for determining a probability signal from the output signal output by the prediction filter (152), wherein the audio signal is an analog audio signal, and the conversion block (4) is an analog-to-digital A / D conversion block (60) performing a 1-bit analog-to-digital A / D conversion on the analog audio signal to obtain a bitstream signal, and a filter the predictive (152) includes means for performing the predictive filtering on the bitstream signal to obtain a multi-valued output signal, and at the output of the probability signal determination block (156) there is a probability signal derived from the multivalued output signal, wherein the entropy encoder (154) is an arithmetic encoder, the transmitter further comprising a transmission block (40) for providing a compressed data bit stream signal to a transmission medium. 12. Nadajnik sygnału fonicznego, do przekazywania sygnału fonicznego za pomocą nośnika transmisyjnego, który to nadajnik jest zaopatrzony w urządzenie ekspansji danych zawierające blok wejściowy do odbioru sygnału fonicznego, blok konwersji sygnału fonicznego na sygnał strumienia 1-bitowego, blok kodowania bezstratnego sygnału strumienia bitowego na sygnał strumienia bitowego danych skompresowanych i blok wyjściowy dostarczający sygnał strumienia bitowego danych skompresowanych, znamienny tym, że blok konwersji (4) stanowi modulator sigma-delta, a blok kompresji bezstratnej (10) zawiera koder entropijny (154) do entropijnego kodowania sygnału strumienia bitowego w odpowiedzi na sygnał prawdopodobieństwa dla otrzymania sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych, filtr predykcyjny (152) do realizacji etapu predykcji na sygnale strumienia bitowego oraz blok (156) wyznaczania sygnału prawdopodobieństwa z sygnału wyjściowego odprowadzanego przez filtr predykcyjny (152), przy czym sygnał foniczny jest analogowym sygnałem fonicznym ablok konwersji (4) ma postać bloku konwersji analog-cyfra A/D (60) realizującego konwersję 1-bitową analog-cyfra A/D na analogowym sygnale fonicznym dla uzyskania sygnału strumienia bitowego, a ponadto filtr predykcyjny (152) zawiera elementy realizujące filtrowanie predykcyjne na sygnale strumienia bitowego dla uzyskania wielowartościowego sygnału wyjściowego, a na wyjściu bloku (156) wyznaczania sygnału prawdopodobieństwa występuje sygnał prawdopodobieństwa wyprowadzony z wielowartościowego sygnału wyjściowego, gdzie koder entropijny (154) jest koderem arytmetycznym, przy czym nadajnik ponadto zawiera blok transmisyjny (40) dostarczający sygnał strumienia bitów danych skompresowanych do nośnika transmisyjnego. PL 192 073 B1 PL 192 073 B1
  6. 14
    An audio signal receiver for receiving an audio signal via a transmission medium, the receiver having a compressed audio data bitstream signal data expansion device comprising an input block for receiving the compressed audio signal, a lossless decoding block for a lossless data expansion, a digital-to-analog D / A conversion block for obtaining a replica of the original audio signal and an output block providing a replica of the original audio signal, characterized in that it is provided with a sigma-delta modulator for generating the bit stream;the lossless decoding block comprises an entropy decoder (172) for entropy decoding a compressed data bitstream signal in response to a probability signal to obtain a bitstream signal and a probability signal generator (180) for inputting a probability signal, wherein the entropy decoder (172) is an arithmetic decoder and the digital-to-analog D / A conversion block (60) includes a sigma-delta demodulator, in addition, the receiver comprises a receiving block (75) for receiving a compressed data bitstream signal from the transmission medium. 14. Odbiornik sygnału fonicznego, do odbioru sygnału fonicznego poprzez nośnik transmisyjny, który to odbiornik jest zaopatrzony w urządzenie ekspansji danych sygnału strumienia bitowego skompresowanych danych fonicznych, zawierające blok wejściowy do odbioru skompresowanego sygnału fonicznego, blok bezstratnego dekodowania do bezstratnej ekspansji danych, blok konwersji cyfra-analog D/A do uzyskania repliki pierwotnego sygnału fonicznego oraz blok wyjściowy dostarczający replikę oryginalnego sygnału fonicznego, znamienny tym, że do generacji strumienia bitowego jest zaopatrzony w modulator sigma-delta, ablok dekodowania bezstratnego zawierają dekoder entropijny (172) do entropijnego dekodowania sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych w odpowiedzi na sygnał prawdopodobieństwa dla otrzymania sygnału strumienia bitowego oraz generator sygnału prawdopodobieństwa (180), do wprowadzania sygnału prawdopodobieństwa, przy czym dekoder entropijny (172) jest dekoderem arytmetycznym, ablok konwersji cyfra-analog D/A (60) zawiera demodulator sigma-delta, ponadto odbiornik zawiera blok odbiorczy (75) do odbioru z nośnika transmisyjnego sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych.
  7. 16
    An audio signal recording apparatus on a record carrier having a data compression apparatus comprising an input block for receiving an audio signal, an audio signal conversion block to a 1 bit stream signal, a lossless bit stream signal encoding block into a compressed data bit stream signal, and an output block for providing the signal compressed data bitstream, characterized in that the conversion block (4) is a sigma-delta modulator, the lossless compression block (10) includes an entropy encoder (154) for entropy encoding a bitstream signal in response to a probability signal to obtain a compressed data bitstream signal, a prediction filter (152) for performing a prediction step on the bitstream signal, and a determination block (156) a probability signal from the output signal output by the predictive filter (152), wherein the audio signal is an analog audio signal, and the conversion block (4) is an analog-to-digital A / D conversion block (60) performing a 1-bit analog-to-digital A / D conversion on the analog audio signal to obtain a bitstream signal, and a filter the predictive (152) includes means for performing the predictive filtering on the bitstream signal to obtain a multi-valued output signal, at the output of the probability signal determining block (156) there is a probability signal derived from the multivalued output signal, wherein the entropy encoder (154) is an arithmetic encoder, the writer further comprising a recorder (30) for recording the compressed data bit stream signal on the record medium. 16. Urządzenie zapisujące sygnał foniczny, na nośniku zapisu, zaopatrzone w urządzenie kompresji danych zawierające blok wejściowy do odbioru sygnału fonicznego, blok konwersji sygnału fonicznego na sygnał strumienia 1-bitowego, blok kodowania bezstratnego sygnału strumienia bitowego na sygnał strumienia bitowego danych skompresowanych i blok wyjściowy dostarczający sygnał strumienia bitowego danych skompresowanych, znamienny tym, że blok konwersji (4) stanowi modulator sigma-delta, ablok kompresji bezstratnej (10) zawiera koder entropijny (154) do entropijnego kodowania sygnału strumienia bitowego w odpowiedzi na sygnał prawdopodobieństwa dla otrzymania sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych, filtr predykcyjny (152) do realizacji etapu predykcji na sygnale strumienia bitowego oraz blok (156) wyznaczania sygnału prawdopodobieństwa z sygnału wyjściowego odprowadzanego przez filtr predykcyjny (152), przy czym sygnał foniczny jest analogowym sygnałem fonicznym ablok konwersji (4) ma postać bloku konwersji analog-cyfra A/D (60) realizującego konwersję 1-bitową analog-cyfra A/D na analogowym sygnale fonicznym dla uzyskania sygnału strumienia bitowego, a ponadto filtr predykcyjny (152) zawiera elementy realizujące filtrowanie predykcyjne na sygnale strumienia bitowego dla uzyskania wielowartościowego sygnału wyjściowego, ana wyjściu bloku (156) wyznaczania sygnału prawdopodobieństwa występuje sygnał prawdopodobieństwa wyprowadzony z wielowartościowego sygnału wyjściowego, gdzie koder entropijny (154) jest koderem arytmetycznym, przy czym urządzenie zapisujące zawiera ponadto blok zapisowy (30) do zapisu sygnału strumienia bitów danych skompresowanych na nośniku zapisu.
  8. 19
    An audio signal reproducing apparatus, from a recording medium, provided with a data expansion device of the compressed audio data bitstream signal, comprising an input block for receiving the compressed audio signal, a lossless decoding block for a lossless data expansion, a D / A digital conversion block for obtaining a replica of the original an audio signal and an output block providing a replica of the original audio signal, characterized by that for bitstream generation it is provided with a sigma-delta modulator, and the lossless decoding block includes an entropy decoder (172) for entropy decoding a bitstream compressed data bitstream signal in response to a probability signal to obtain a bitstream signal and a probability signal generator (180) for inputting probability signal, the entropy decoder (172) being an arithmetic decoder, and the digital-analog D / A conversion block (60) includes a sigma-delta demodulator, wherein 19. Urządzenie odtwarzające sygnał foniczny, z nośnika zapisu, zaopatrzone w urządzenie ekspansji danych sygnału strumienia bitowego skompresowanych danych fonicznych, zawierające blok wejściowy do odbioru skompresowanego sygnału fonicznego, blok bezstratnego dekodowania do bezstratnej ekspansji danych, blok konwersji cyfra-analog D/A do uzyskania repliki pierwotnego sygnału fonicznego oraz blok wyjściowy dostarczający replikę oryginalnego sygnału fonicznego, znamienny tym, że do generacji strumienia bitowego jest zaopatrzony w modulator sigma-delta, ablok dekodowania bezstratnego zawierają dekoder entropijny (172) do entropijnego dekodowania sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych w odpowiedzi na sygnał prawdopodobieństwa dla otrzymania sygnału strumienia bitowego oraz generator sygnału prawdopodobieństwa (180), do wprowadzania sygnału prawdopodobieństwa, przy czym dekoder entropijny (172) jest dekoderem arytmetycznym, a blok konwersji cyfra-analog D/A (60) zawiera demodulator sigma-delta, przy czym PL 192 073 B1 urządzenie odtwarzające zawiera ponadto blok odczytowy (70) do odczytu sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych ze ścieżki nośnika zapisu. The reproduction apparatus further comprises a read block (70) for reading the compressed data bitstream signal from a track of the recording medium.
  9. 21
    A recording medium containing a compressed data bit stream signal recorded in a track provided on a recording medium, the compressed data bit stream signal being obtained by performing lossless data compression on the 1 bit stream signal, and the 1 bit stream signal being obtained by performing the conversion of the audio signal characterized in that the conversion is sigma-delta modulation, and during lossless compression, entropy the bitstream signal is entropy-coded in response to a probability signal to obtain the compressed data bitstream signal, the bitstream signal is predicted, and a probability signal is determined for the output signal obtained in the prediction step. 21. Nośnik zapisu, zawierający zapisany w ścieżce umieszczonej na nośniku zapisu sygnał strumienia bitów danych skompresowanych, przy czym sygnał strumienia bitów danych skompresowanych uzyskano dzięki realizacji bezstratnej kompresji danych na sygnale strumienia 1-bitowego, a sygnał strumienia 1-bitowego został uzyskany dzięki realizacji konwersji sygnału fonicznego, znamienny tym, że konwersją jest modulacja sigma-delta, a podczas bezstratnej kompresji realizuje się entropijne kodowanie sygnału strumienia bitowego w odpowiedzi na sygnał prawdopodobieństwa dla otrzymania sygnału strumienia bitowego danych skompresowanych, realizuje się predykcję sygnału strumienia bitowego oraz wyznacza się sygnał prawdopodobieństwa dla sygnału wyjściowego otrzymanego w etapie predykcji.