DE10306685A1 - Vorrichtung und Verfahren zur skalierbaren verlustlosen Audio-Codierung/-Decodierung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur skalierbaren verlustlosen Audio-Codierung/-Decodierung

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur skalierbaren verlustlosen Audio-Codierung/-Decodierung. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird zur Audio-Codierung ein Eingangsaudiosignal verlustbehaftet codiert (200), der erhaltene Bitstrom decodiert (212), das decodierte Signal mit dem Eingangsaudiosignal verglichen (214) und ein bei der verlustbehafteten Codierung verlorengegangenes Signal wiedergewonnen. Das verlustbehaftete Signal wird verlustlos codiert (226) und aus dem resultierenden verlustlosen Bitstrom und dem verlustbehafteten Bitstrom wird durch Multiplexen (230) ein einziger Ausgangsbitstrom erzeugt. Zur Audio-Decodierung wird der gemischte Bitstrom durch Demultiplexen entmischt, wonach der verlustlose Bitstrom und das verlustbehaftete Signal wiederhergestellt werden, und die beiden wiederhergestellten Signale werden addiert, um ein verlustloses Audiosignal wiederherzustellen. DOLLAR A Verwendung z. B. in der MPEG-Audiosignalverarbeitungstechnik.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur skalierbaren verlustlosen Audio-Codierung/-Decodierung.
  • Seit die Verwendung von MP3-Techniken begann, wurden überall in der Welt viele weitere MPEG-Techniken verwendet. Bei den meisten MPEG- Techniken wird im Vergleich zu einem Ursprungssignal eine sehr geringe Menge an Information komprimiert, und Verlustkompression ist üblicherweise von einem Datenverlust begleitet. Das heißt, die Größe der codierten Information wird beträchtlich reduziert, codierte Information entspricht jedoch nicht vollständig dem ursprünglichen Ton. Wenn jedoch eine Internet-Umgebung von schmalbandig zu breitbandig geändert wird und bald Übertragungsleitungen mit sehr hoher Kapazität aufgebaut werden, wie drahtlose und optische Übertragungen, nehmen die Wünsche der Nutzer hinsichtlich des Empfangs von Diensten mit klarerem Ton zu. Um sich für diesen Trend vorzubereiten, erzeugt eine MPEG-Standardisierungsorganisation eine Atmosphäre für einen verlustlosen Codierstandard, und es müssen verlustlose Codier-/Decodier- Vorrichtungen dafür bereitgestellt werden. Außerdem ist für eine Vielzahl von Diensten eine skalierbare Funktion erforderlich, die selektiv einen verlustbehaftet codierten Bitstrom oder einen verlustlos codierten Bitstrom bereitstellt.
  • Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer herkömmlichen verlustlosen Codier- Vorrichtung. Bezugnehmend auf Fig. 1 schätzt ein Prädiktor 100 anhand eines Eingangsaudiosignals INPUT, das momentan eingegeben wurde, ein als nächstes einzugebendes Eingangsaudiosignal voraus. Eine Fehlersignalerzeugungseinheit 110 vergleicht das Eingangsaudiosignal INPUT mit dem Signal, das von dem Prädiktor 100 angekündigt wurde, detektiert, ob ein Fehler zwischen den zwei Signalen vorliegt, und gibt das Resultat der Detektion als ein Fehlersignal ab. Eine verlustlose Codiereinheit 120 codiert das Fehlersignal, das von der Fehlersignalerzeugungseinheit 110 abgegeben wird, verlustlos und erzeugt einen verlustlosen Bitstrom.
  • Durch die in Fig. 1 gezeigte, herkömmliche, verlustlose Codiervorrichtung kann jedoch keine skalierbare Funktion bereitgestellt werden. Um die skalierbare Funktion bereitzustellen, sollten ein verlustbehafteter Bitstrom und ein verlustloser Bitstrom separat erzeugt, in je einem separaten Speicherraum gespeichert und mittels Umschalten geliefert werden. In diesem Fall sollten zwei Datenwerte gleichzeitig in der Speichereinheit eines Servers gespeichert sein, wofür ein Speicherraum mit relativ großer Kapazität notwendig ist, was die Kosten erhöht.
  • Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur verlustlosen Audio-Codierung bzw. Audio-Decodierung mit einer skalierbaren Funktion zugrunde, die selektiv einen verlustbehafteten codierten Bitstrom oder einen verlustlosen codierten Bitstrom bereitstellen kann.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur verlustlosen Audio-Codierung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 10 sowie einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur verlustlosen Audio-Decodierung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 bzw. Die Erfindung ermöglicht die Ausführung einer Umschaltfunktion zwischen einem verlustbehafteten Bitstrom und einem verlustlosen Bitstrom.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung und das zu deren besserem Verständnis oben erläuterte, herkömmliche Ausführungsbeispiel sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen zeigen:
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen verlustlosen Codier- Vorrichtung,
  • Fig. 2 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform einer skalierbaren verlustlosen Audio-Codiervorrichtung gemäß der Erfindung darstellt,
  • Fig. 3A bis 3C Signalverläufe von Hauptsignalen der Vorrichtung von Fig. 2,
  • Fig. 4 die Struktur eines Bitstromausgangssignals von einer Multiplex- Einheit von Fig. 2 und
  • Fig. 5 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform einer skalierbaren verlustlosen Audio-Decodiervorrichtung zum Decodieren eines Audio-Bitstroms, der von der Codiervorrichtung von Fig. 2 codiert und abgegeben wurde, gemäß der Erfindung darstellt.
  • Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform einer skalierbaren verlustlosen Audio-Codiervorrichtung gemäß der Erfindung darstellt. Bezugnehmend auf Fig. 2 beinhaltet die skalierbare verlustlose Audio-Codiervorrichtung eine verlustbehaftete Codiereinheit 200, eine verlustbehaftete Signalerzeugungseinheit 210, eine verlustlose Codiereinheit 220 und eine Multiplex-Einheit 230.
  • Die Fig. 3A bis 3C zeigen Signalverläufe von Hauptsignalen der Vorrichtung von Fig. 2, wobei Fig. 3A ein Eingangsaudiosignal INPUT, Fig. 3B ein von einem ersten Fehlersignalgenerator 214 erzeugtes, verlustbehaftetes Signal und Fig. 3C ein von einem zweiten Fehlersignalgenerator 224 erzeugtes Fehlersignal zeigt.
  • Bezugnehmend auf die Fig. 2 und 3A bis 3C codiert die verlustbehaftete Codiereinheit 200 das Eingangsaudiosignal INPUT verlustbehaftet und erzeugt einen verlustbehafteten Bitstrom. Auf diese Weise geht ein Teil eines Audiosignals, der das menschliche Gehör nicht beeinflusst, verloren, wenn eine verlustbehaftete Codierung ausgeführt wird. Hierbei kann ein Bit-Sliced-Arithmethic-Coding(BSAC)-Codierer für die verlustbehaftete Codiereinheit 200 verwendet werden.
  • Die verlustbehaftete Signalerzeugungseinheit 210 decodiert den verlustbehafteten Bitstrom, vergleicht ein wiederhergestelltes Signal mit dem Eingangsaudiosignal INPUT und erzeugt das Audiosignal, das verlorengeht, wenn durch die verlustbehaftete Codiereinheit 200 eine verlustbehaftete Codierung durchgeführt wird, als verlustbehaftetes Signal. Die verlustbehaftete Signalerzeugungseinheit 210 beinhaltet vorzugsweise einen verlustbehafteten Decodierer 212 und den ersten Fehlersignalgenerator 214.
  • Der verlustbehaftete Decodierer 212 decodiert den verlustbehafteten Bitstrom, der von der verlustbehafteten Codiereinheit 200 abgegeben wird, und stellt das Eingangsaudiosignal INPUT wieder her. Ein Teil des Audiosignals ist jedoch, wie vorstehend beschrieben, verloren, wenn durch die verlustbehaftete Codiereinheit 200 eine verlustbehaftete Codierung durchgeführt wird. Demgemäß wird durch den verlustbehafteten Decodierer 212 ein verlustbehaftetes Audiosignal wiederhergestellt, von dem ein Teil verloren ist. Hierbei ist, wenn die verlustbehaftete Codiereinheit 200 ein BSAC-Codierer ist, der verlustbehaftete Decodierer 212 vorzugsweise ein BSAC-Decodierer.
  • Der erste Fehlersignalgenerator 214 vergleicht das Eingangsaudiosignal INPUT mit dem verlustbehafteten Audiosignal, das durch den verlustbehafteten Decodierer 212 wiederhergestellt wurde, detektiert, ob ein Fehler zwischen den zwei Signalen vorliegt, und gibt das Resultat der Detektion als ein verlustbehaftetes Signal ab.
  • Nachfolgend codiert die verlustlose Codiereinheit 220 das verlustbehaftete Signal, das von der verlustbehafteten Signalerzeugungseinheit 210 abgegeben wurde, verlustlos und erzeugt einen verlustlosen Bitstrom. Die verlustlose Codiereinheit 220 beinhaltet vorzugsweise einen Prädiktor 222, den zweiten Fehlersignalgenerator 224 und einen verlustlosen Codierer 226.
  • Der Prädiktor 222 schätzt anhand des von der verlustbehafteten Signalerzeugungseinheit 210 eingegebenen, vorliegenden verlustbehafteten Signals das als nächstes zu erzeugende verlustbehaftete Signal voraus. Dies wird gemacht, weil die Menge an zu codierenden Daten durch Eliminieren von Redundanz zwischen Proben reduziert wird, die in dem verlustbehafteten Signal existieren. Ein verlustbehaftetes Signal (siehe Fig. 3B), das von dem ersten Fehlersignalgenerator 214 erzeugt wird, entspricht einer Differenz zwischen dem Eingangsaudiosignal INPUT (siehe Fig. 3A) und einem Audiosignal, das durch die verlustbehaftete Codiereinheit 200 quantisiert wird, und somit ist der Gesamtwert des quadratischen Mittels (RMS) kleiner als jener eines Ursprungssignals.
  • Das Audiosignal wird jedoch nicht bei jeder Frequenz identisch durch die verlustbehaftete Codiereinheit 200 quantisiert, und somit besteht weiterhin Zeitredundanz. So wird, um die Zeitredundanz weiter zu reduzieren, ein endgültiges Signal so gesteuert, dass einer Laplace-Verteilung durch Schätzung auf einer Zeitachse folgt. Ein autoregressives Verfahren oder ein Verfahren mit gleitendem Mittelwert können als Schätzverfahren verwendet werden. Außerdem ist eine Schätzung lediglich durch Verwenden eines einfachen, festen Schätzfaktors niedrigen Grades möglich. So wird ein Prädiktor gewählt, der eine minimale Bitzahl erfordert, indem ein Verfahren gewählt wird, das aus einem autoregressiven Verfahren, einem Verfahren mit gleitendem Mittelwert, einem einfachen polynomialen Schätzverfahren und einem weiteren Schätzverfahren unter Berücksichtigung eines Overheads bezüglich eines Schätzfaktors ausgewählt wird.
  • Der zweite Fehlersignalgenerator 224 vergleicht das verlustbehaftete Signal mit einem Schätzsignal, das von dem Prädiktor 222 vorausgeschätzt wird, detektiert, ob ein Fehler zwischen den zwei Signalen vorliegt, und gibt das Resultat der Detektion als Fehlersignal ab (siehe Fig. 3C). Folglich minimiert das Fehlersignal, das von dem zweiten Fehlersignalgenerator 224 erzeugt wird, wie in Fig. 3C gezeigt, den RMS-Wert durch Minimieren der Zeitredundanz des verlustbehafteten Signals (siehe Fig. 3B), das von dem ersten Fehlersignalgenerator 214 erzeugt wird, wodurch die Menge an durch den verlustlosen Codierer 226 zu codierenden Daten minimiert wird, wie unten beschrieben.
  • Der verlustlose Codierer 226 codiert das von dem zweiten Fehlersignalgenerator 224 abgegebene Fehlersignal verlustlos und erzeugt den verlustlosen Bitstrom.
  • Nachfolgend multiplext die Multiplexeinheit 230 den verlustbehafteten Bitstrom, der von der verlustbehafteten Codiereinheit 200 abgegeben wird, mit dem verlustlosen Bitstrom, der von der verlustlosen Codiereinheit 220 abgegeben wird, und erzeugt einen Ausgangsbitstrom.
  • Fig. 4 stellt die Struktur eines Bitstroms dar, der von der Multiplexeinheit 230 von Fig. 2 abgegeben wird. Bezugnehmend auf Fig. 4 besteht ein Ausgangsbitstrom aus einem ersten Längenfeld 500, das die Länge eines Rahmens eines verlustbehafteten Bitstroms repräsentiert, einem ersten Datenfeld 501, in dem der verlustbehaftete Bitstrom aufgezeichnet ist, einem zweiten Längenfeld 502, das die Länge eines Rahmens eines verlustlosen Bitstroms repräsentiert, und einem zweiten Datenfeld 503, in dem der verlustlose Bitstrom aufgezeichnet ist.
  • Zusammengefasst kann die skalierbare, verlustlose Audio-Codiervorrichtung von Fig. 2 gemäß der Erfindung eine verlustbehaftet codierte Basisschicht und eine verlustlos codierte, erweiterte Schicht als einen Bitstrom erzeugen und den Bitstrom dann übertragen.
  • Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform einer skalierbaren, verlustlosen Audio-Decodiervorrichtung zum Decodieren eines Audiobitstroms gemäß der Erfindung darstellt, der von der Codiervorrichtung von Fig. 2 codiert und abgegeben wird. Die skalierbare, verlustlose Audio-Decodiervorrichtung beinhaltet eine Demultiplex-Einheit 300, eine verlustlose Decodiereinheit 310, eine verlustbehaftete Decodiereinheit 320 und einen zweiten Signalgenerator 330.
  • Bezugnehmend auf Fig. 5 empfängt die Demultiplexeinheit 300 den Ausgangsbitstrom, der von der Vorrichtung von Fig. 2 abgegeben wird, als Eingangsbitstrom und separiert einen verlustbehafteten Bitstrom und einen verlustlosen Bitstrom des Eingangsbitstroms. Das heißt, die Demultiplexeinheit 300 empfängt den Bitstrom der in Fig. 4 gezeigten Struktur, interpretiert die verlustbehaftete Bitstromlänge 500, separiert den verlustbehafteten Bitstrom 501 von dem Eingangsbitstrom, interpretiert die verlustlose Bitstromlänge 502 und separiert den verlustlosen Bitstrom 503 von dem Eingangsbitstrom.
  • Die verlustbehaftete Decodiereinheit 320 decodiert den verlustbehafteten Bitstrom, der von der Demultiplexeinheit 300 separiert wurde und stellt wieder ein Audiosignal her. Wie vorstehend beschrieben, geht jedoch ein Teil eines Audiosignals verloren, wenn durch die verlustbehaftete Codiereinheit 200 eine verlustbehaftete Codierung durchgeführt wird. Somit wird durch die verlustbehaftete Decodiereinheit 320 das Audiosignal wiederhergestellt, von dem ein Teil verlorenging. Hierbei ist die verlustbehaftete Decodiereinheit 320 vorzugsweise ein BSAC- Decodierer, wenn die verlustbehaftete Codiereinheit 200 ein BSAC- Codierer ist.
  • Die verlustlose Decodiereinheit 310 stellt den verlustlosen Bitstrom wieder her, der von der Demultiplexeinheit 300 separiert wird, und stellt ein verlustbehaftetes Signal wieder her, bevor es durch die verlustlose Codiereinheit 220 von Fig. 2 codiert wird. Die verlustlose Decodiereinheit 310 kann das verlustbehaftete Signal mittels Durchführung einer Prozedur, die bezüglich jener der verlustlosten Codiereinheit 220 umgekehrt ist, wiederherstellen. Die verlustlose Decodiereinheit 310 beinhaltet vorzugsweise einen verlustlosen Decodierer 312, einen Prädiktor 314 und einen ersten Signalgenerator 316.
  • Der verlustlose Decodierer 312 stellt den verlustlosen Bitstrom wieder her, der von der Demultiplexeinheit 300 separiert wird, und stellt das Fehlersignal wieder her, das von dem zweiten Fehlersignalgenerator 224 von Fig. 2 abgegeben wird.
  • Der Prädiktor 314 schätzt ein Ursprungssignal von dem Fehlersignal voraus, das von dem verlustlosen Decodierer 312 wiederhergestellt wurde.
  • Der erste Signalgenerator 316 addiert das Fehlersignal, das von dem verlustlosen Decodierer 312 wiederhergestellt wurde, zu dem Signal, das von dem Prädiktor 314 vorausgeschätzt wird, und stellt das verlustbehaftete Signal wieder her.
  • Nachfolgend addiert ein zweiter Signalgenerator 330 das verlustbehaftete Audiosignal, das durch die verlustbehaftete Decodiereinheit 320 wiederhergestellt wurde, zu dem verlustbehafteten Signal, das von der verlustlosen Decodiereinheit 310 wiederhergestellt wurde, und stellt ein verlustloses Audiosignal wieder her. Das heißt, das Audiosignal, das von der verlustbehafteten Decodiereinheit 320 wiederhergestellt wird, ist ein Signal, das teilweise verloren geht, wenn das eingegebene Audiosignal INPUT verlustbehaftet codiert wird, und das verlustbehaftete Signal, das durch die verlustlose Decodiereinheit 310 wiederhergestellt wird, ist ein Audiosignal, das verlorengeht, wenn eine verlustbehaftete Decodierung durchgeführt wird. Demzufolge addiert der zweite Signalgenerator 330 das verlustbehaftete Signal zu dem verlustbehafteten Audiosignal, das durch die verlustbehaftete Decodiereinheit 320 wiederhergestellt wurde, wodurch das Eingangsaudiosignal INPUT wiederhergestellt wird.
  • Dabei kann der zweite Signalgenerator 330 selektiv gemäß einer externen Steuerung lediglich das Audiosignal, das von der verlustbehafteten Decodiereinheit 320 wiederhergestellt wurde, oder das verlustlose Audiosignal abgeben, bei dem das wiederhergestellte verlustbehaftete Signal zu dem wiederhergestellten Audiosignal hinzugefügt wurde. Zum Beispiel kann ein Serviceprovider zur Bereitstellung von Audiodiensten jedem Nutzer unter Verwendung der skalierbaren, verlustlosen Decodiervorrichtung gemäß der Erfindung selektiv Audiodiensten bereitstellen. Der Serviceprovider kann zum Beispiel einem Nutzer, der ein Schmalbandnetzwerk verwendet, wie einem nicht-zahlenden Nutzer, erlauben, lediglich das verlustbehaftete Audiosignal wiederzugewinnen, das durch die verlustbehaftete Decodiereinheit 320 wiederhergestellt wird, und einem Nutzer, der ein Breitbandnetzwerk verwendet, wie einem zahlenden Nutzer, ermöglichen, das verlustlose Audiosignal wiederzugewinnen.
  • Außerdem kann die Erfindung mit computerlesbaren Codes von computerlesbaren Aufzeichnungsmedien ausgeführt werden. Die computerlesbaren Aufzeichnungsmedien beinhalten alle Arten von Aufzeichnungsvorrichtungen, bei denen computerlesbare Daten gespeichert werden. Die computerlesbaren Aufzeichnungsmedien beinhalten ROMs, RAMs, CD-ROMs, Magnetbänder, Disketten und optische Datenspeichervorrichtungen und beinhalten des Weiteren Trägerwellen (d. h. Übertragung über das Internet). Die computerlesbaren Aufzeichnungsmedien sind auf ein Computersystem verteilt, das mit einem Netzwerk verbunden ist, und somit können computerlesbare Codes durch ein Verteilverfahren gespeichert und ausgeführt werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der Vorrichtung und dem Verfahren zur skalierbaren verlustlosen Audio-Codierung/-Decodierung gemäß der Erfindung der verlustbehaftet codierte, verlustbehaftete Bitstrom mit dem verlustlos codierten, verlustlosen Bitstrom gemischt, wodurch ein einziger Ausgangsbitstrom erzeugt und übertragen wird, und das verlustbehaftete Audiosignal, bei dem lediglich der verlustbehaftete Bitstrom aus dem Ausgangsbitstrom wiederhergestellt wird, oder das verlustlose Audiosignal, bei dem der verlustbehaftete Bitstrom und der verlustlose Bitstrom wiederhergestellt und miteinander gemischt werden, selektiv erzeugt werden können.

Claims (15)

1. Skalierbare, verlustlose Audio-Codiervorrichtung, gekennzeichnet durch
eine verlustbehaftete Codiereinheit (200), die ein Eingangsaudiosignal verlustbehaftet codiert und einen verlustbehafteten Bitstrom erzeugt,
eine verlustbehaftete Signalwiederherstellungseinheit (210), die den verlustbehafteten Bitstrom decodiert, ein decodiertes Signal mit dem Eingangsaudiosignal vergleicht und ein verlustbehaftetes Signal wiederherstellt, das verloren geht, wenn eine verlustbehaftete Codierung ausgeführt wird,
eine verlustlose Codiereinheit (220), die das verlustbehaftete Signal verlustlos codiert und das Resultat der verlustlosen Codierung als verlustlosen Bitstrom erzeugt, und
eine Multiplexeinheit (230), die den verlustbehafteten Bitstrom mit dem verlustlosen Bitstrom multiplext und einen einzigen Ausgangsbitstrom erzeugt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsbitstrom beinhaltet:
ein erstes Längenfeld (500), das die Länge eines Rahmens des verlustbehafteten Bitstroms repräsentiert,
ein erstes Datenfeld (501), in dem der verlustbehaftete Bitstrom aufgezeichnet ist,
ein zweites Längenfeld (502), das die Länge eines Rahmens eines verlustlosen Bitstroms repräsentiert, und
ein zweites Datenfeld (503), in dem der verlustlose Bitstrom aufgezeichnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verlustbehaftete Codiereinheit ein Bit-Sliced-Arithmetic- Coding(BASC)-Codierer ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verlustbehaftete Signalwiederherstellungseinheit folgende Elemente beinhaltet:
- einen verlustbehafteten Decodierer (212), der den verlustbehafteten Bitstrom decodiert und das Eingangsaudiosignal wiederherstellt, und
- einen ersten Fehlersignalgenerator (214), der das Eingangsaudiosignal mit dem wiederhergestellten, verlustbehafteten Audiosignal vergleicht, einen Fehler zwischen den zwei Signalen detektiert und das Resultat der Detektion als das verlustbehaftete Signal abgibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der verlustbehaftete Decodierer ein BSAC-Decodierer ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verlustlose Codiereinheit folgende Elemente beinhaltet:
- einen Prädiktor (222), der ein als nächstes zu erzeugendes, verlustbehaftetes Signal anhand des momentan eingegebenen, verlustbehafteten Signals vorausschätzt,
- einen zweiten Fehlersignalgenerator (224), der das verlustbehaftete Signal mit einem Vorausschätzsignal vergleicht, das von dem Prädiktor vorausgeschätzt wird, einen Fehler zwischen den zwei Signalen detektiert und das Resultat der Detektion als ein Fehlersignal abgibt, und
- einen verlustlosen Codierer (226), der das Fehlersignal verlustlos codiert und den verlustlosen Bitstrom erzeugt.
7. Skalierbare, verlustlose Audio-Decodiervorrichtung zum Decodieren eines Audiosignals von einem Bitstrom, in welchem ein verlustbehafteter Bitstrom, bei dem das Audiosignal verlustbehaftet codiert ist, und ein verlustloser Bitstrom, bei dem ein verlustbehaftetes Audiosignal, das verloren geht, wenn das Audiosignal verlustbehaftet codiert wird, verlustlos codiert wird, zusammengemischt sind, gekennzeichnet durch
eine Demultiplexeinheit (300), die den verlustbehafteten Bitstrom und den verlustlosen Bitstrom von dem gemischten Bitstrom demultiplext,
eine verlustbehaftete Decodiereinheit (320), die den verlustbehafteten Bitstrom decodiert, der von der Demultiplexeinheit separiert wird, und das Audiosignal wiederherstellt,
eine verlustlose Decodiereinheit (310), die den verlustlosen Bitstrom wiederherstellt, der von der Demultiplexeinheit separiert wird, und das verlustbehaftete Signal wiederherstellt, und
einen Signalgenerator (330), der das verlustbehaftete Audiosignal, das von der verlustbehafteten Decodiereinheit wiederhergestellt wird, zu dem wiederhergestellten verlustbehafteten Signal addiert und ein verlustloses Audiosignal wiederherstellt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die verlustbehaftete Decodiereinheit ein Bit-Sliced-Arithmetic- Coding(BSAC)-Decodierer ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die verlustlose Decodiereinheit folgende Elemente beinhaltet:
- einen verlustlosen Decodierer (312), der den verlustlosen Bitstrom wiederherstellt, der von der Demultiplexeinheit separiert wird, und ein Fehlersignal erzeugt,
- einen Prädiktor (314), der ein Ursprungssignal aus dem Fehlersignal vorausschätzt, das durch den verlustlosen Decodierer wiederhergestellt wird, und
- einen Signalgenerator (316), der das wiederhergestellte Fehlersignal zu dem vorausgeschätzten Signal addiert und das verlustbehaftete Signal erzeugt.
10. Verfahren zur skalierbaren, verlustlosen Audio-Codierung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) verlustbehaftetes Codieren eines Eingangsaudiosignals und Erzeugen eines verlustbehafteten Bitstroms,
b) Decodieren des verlustbehafteten Bitstroms, Vergleichen eines decodierten Signals mit dem Eingangsaudiosignal und Wiedergewinnen eines verlustbehafteten Signals, das verlorengeht, wenn eine verlustbehaftete Codierung durchgeführt wird,
c) verlustloses Codieren des verlustbehafteten Signals und Erzeugen des Resultats der verlustlosen Codierung als einen verlustlosen Bitstrom und
d) Multiplexen des verlustbehafteten Bitstroms mit dem verlustlosen Bitstrom und Erzeugen eines einzigen Ausgangsbitstroms.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die verlustbehaftete Codierung in Schritt (a) unter Verwendung eines Bit-Sliced-Arithmetic-Coding(BSAC)-Codierers durchgeführt wird und das Decodieren des verlustbehafteten Bitstroms in Schritt (b) unter Verwendung eines BSAC-Decodierers durchgeführt wird.
12. Verfahren zur skalierbaren, verlustlosen Audio-Decodierung zum Decodieren eines Audiosignals aus einem Bitstrom, in welchem ein verlustbehafteter Bitstrom, bei dem das Audiosignal verlustbehaftet codiert ist, und ein verlustloser Bitstrom, bei dem ein verlustbehaftetes Audiosignal, das verloren geht, wenn das Audiosignal verlustbehaftet codiert wird, verlustlos codiert wird, zusammengemischt sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) Demultiplexen des verlustbehafteten Bitstroms und des verlustlosen Bitstroms aus dem gemischten Bitstrom,
b) Decodieren des verlustbehafteten Bitstroms, der von der Demultiplexeinheit separiert wird, und Wiederherstellen des Audiosignals,
c) Wiederherstellen des verlustlosen Bitstroms, der von der Demultiplexeinheit separiert wird, und Wiederherstellen des verlustbehafteten Signals und
d) Addieren des verlustbehafteten Audiosignals, das von der verlustbehafteten Decodiereinheit wiederhergestellt wird, zu dem wiederhergestellten verlustbehafteten Signal und Wiederherstellen eines verlustlosen Audiosignals.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die verlustbehaftete Decodierung unter Verwendung eines Bit-Sliced- Arithmetic-Coding(BSAC)-Decodierer ausgeführt wird.
14. Aufzeichnungsmedium, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur skalierbaren, verlustlosen Audio-Codierung nach Anspruch 10 oder 11 und/oder das Verfahren zur skalierbaren, verlustlosen Audio-Decodierung nach Anspruch 12 oder 13 durch einen Programmcode darin aufgezeichnet ist, der von einem Computer ausgeführt werden kann.
DE10306685A 2002-03-09 2003-02-12 Vorrichtung und Verfahren zur skalierbaren verlustlosen Audio-Codierung/-Decodierung Ceased DE10306685A1 (de)

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