Zastosowanie adaptacyjnego wielokontekstowego kodera arytmetycznego do bezstratnej kompresji dźwięku

W artykule przedstawiono szczegółową analizę zastosowania adaptacyjnego kodera arytmetycznego w bezstratnej kompresji dźwięku. Przedstawiono nowatorskie reguły podziału kontekstowego, dzięki którym dla każdej próbki istnieje możliwość właściwego doboru jednego z 20 rozkładów prawdopodobieństwa pozwalającego na efektywne kodowanie arytmetyczne. Scharakteryzowano sposób adaptacji długookresowej. Zwiększenie tempa adaptacji krótkookresowej osiągnięto przez wprowadzenie odpowiedniej kwantyzacji błędów predykcji. Zaproponowano także osobne kodowanie bitu znaku. Na końcu przedstawiono porównanie efektywności omawianej metody z innymi kodekami znanymi z literatury. Zaimplementowana metoda pozwala na kodowanie dźwięku w czasie rzeczywistym.

The paper presents a detailed analysis of application of an adaptive arithmetic encoder in lossless audio compression. Novel rules for contextual split are provided thanks to which there exists the possibility of proper selection for each sample, one from 20 probability distributions aiming at effective arithmetic encoding. A longterm adaptation technique is characterized. An increase in the shortterm adaptation speed is obtained due to the introduction of an appropriate prediction error quantization. The separate encoding of the sign bit is also proposed. Eventually, there is a comparison of the proposed method effectiveness with other encoders known from literature. The implemented method allows us to encode audio in the real time.