專利名稱：：一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及視頻解碼技術(shù)，尤其是涉及一種通過(guò)簡(jiǎn)單查找表方式實(shí)現(xiàn)可變長(zhǎng)碼的解碼方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
：哈夫曼(Huffman)變長(zhǎng)編碼是根據(jù)字符出現(xiàn)的概率來(lái)構(gòu)造平均長(zhǎng)度最短的編碼。它是一種變長(zhǎng)的編碼。在編碼中，若各碼字長(zhǎng)度嚴(yán)格按照碼字所對(duì)應(yīng)符號(hào)出現(xiàn)概率的大小的逆序排列，則編碼的平均長(zhǎng)度是最小的。其中，碼字即為符號(hào)經(jīng)哈夫曼編碼后得到的編碼，其長(zhǎng)度是因符號(hào)出現(xiàn)的概率而不同，所以說(shuō)哈夫曼編碼是變長(zhǎng)的編碼。哈夫曼樹(shù)又稱最優(yōu)二叉樹(shù)，是一種帶權(quán)路徑長(zhǎng)度最短的二叉樹(shù)。所謂樹(shù)的帶權(quán)路徑長(zhǎng)度，就是樹(shù)中所有的葉結(jié)點(diǎn)的權(quán)值乘上其到根結(jié)點(diǎn)的路徑長(zhǎng)度(若根結(jié)點(diǎn)為0層，葉結(jié)點(diǎn)到根結(jié)點(diǎn)的路徑長(zhǎng)度為葉結(jié)點(diǎn)的層數(shù))。樹(shù)的帶權(quán)路徑長(zhǎng)度記為WPI^(WPLl+W2^2+W3化3+…+Wn承Ln),N個(gè)權(quán)值Wi(i^，2，…n)構(gòu)成一棵有N個(gè)葉結(jié)點(diǎn)的二叉樹(shù)，相應(yīng)的葉結(jié)點(diǎn)的路徑長(zhǎng)度為L(zhǎng)i(i^,2,…n)。可以證明哈夫曼樹(shù)的WPL是最小的。在視頻編解碼方案中，如MPEG-2協(xié)議，就使用了固定的哈夫曼樹(shù)作為編解碼參考。在碼表中，前綴相同，長(zhǎng)度相同的碼字的解碼信息連續(xù)存儲(chǔ)，使用這一組碼字中最小碼字的地址減去最小碼字的最低4位，由此構(gòu)造出這組碼字的基地址；碼流經(jīng)過(guò)可變長(zhǎng)解碼器時(shí)，首先使用前綴分析器查找分組信息，得到當(dāng)前碼字的長(zhǎng)度和偽基礎(chǔ)地址，然后使用累加器把整個(gè)碼字的最低4位和偽&出地址相加，獲得該碼字在碼表中的地址，從而獲得解碼信息，完成解碼。但是，目前的視頻解碼方案存在如下缺陷1、在解碼過(guò)程中，由于受限于移位寄存器的移位效率以及查表操作對(duì)于前綴分析模塊的依賴性，整個(gè)功能模塊工作效率不高，即使使用了表劃分機(jī)制，硬件資源利用率仍舊較低；2、在面對(duì)多路標(biāo)清或多路高清碼流的高數(shù)據(jù)流量壓力下，由于沒(méi)有對(duì)占據(jù)較多資源的查找表進(jìn)行復(fù)用，需要多個(gè)相同模塊并行工作，極大消耗硬件資源。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種通過(guò)簡(jiǎn)單查找表方式實(shí)現(xiàn)可變長(zhǎng)碼解碼的方法，以解決現(xiàn)有視頻解碼效率較低，消耗硬件資源大的技術(shù)難題。為解決本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼方法，用于解碼多路視頻流數(shù)據(jù)，包括a、根據(jù)給定的哈夫曼樹(shù)構(gòu)建查找表，并將該查找表擴(kuò)展為每個(gè)元素均高位對(duì)齊、位數(shù)為Y位的等長(zhǎng)碼表；b、將各路視頻數(shù)據(jù)碼流作為地址，對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表作尋址運(yùn)算進(jìn)行解碼，其中，第N路視頻數(shù)據(jù)碼流的解碼步驟包括bl、取出第N路視頻數(shù)據(jù)碼流的前Y位，以該Y位數(shù)據(jù)為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行尋址運(yùn)算，獲得該第N路視頻數(shù)據(jù)碼流第一碼字解碼數(shù)據(jù)和碼長(zhǎng)LEN;b2、依次從第N路視頻碼流待解碼數(shù)據(jù)的高位中移位出為碼長(zhǎng)LEN的位數(shù)，并用后續(xù)碼流中的數(shù)據(jù)補(bǔ)足Y位，以其為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行解碼。較優(yōu)的，所述步驟b中，還包括步驟在對(duì)每個(gè)碼字解碼前，將其從串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為并4亍凄t據(jù)。較優(yōu)的，所述等長(zhǎng)碼表的結(jié)構(gòu)包括擴(kuò)展為Y位的編碼、對(duì)應(yīng)的解碼、以及碼長(zhǎng)LEN。較優(yōu)的，所述等長(zhǎng)碼表中每個(gè)元素的位數(shù)Y為16。另外，本發(fā)明還公開(kāi)一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼設(shè)備，用于解碼多路視頻流數(shù)據(jù)，包括查找表單元，用于根據(jù)給定的哈夫曼樹(shù)構(gòu)建查找表，并將該查找表擴(kuò)展為每個(gè)元素均高位對(duì)齊、位數(shù)為Y位的等長(zhǎng)碼表；對(duì)應(yīng)^L頻數(shù)據(jù)碼流路數(shù)的多個(gè)解碼器，用于分別對(duì)該路^L頻數(shù)據(jù)碼流對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表作尋址運(yùn)算進(jìn)行解碼。其中，所述解碼器包括數(shù)據(jù)緩沖模塊；數(shù)據(jù)處理模塊，用于在對(duì)每個(gè)碼字解碼前，將其從串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為并行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)緩沖模塊；解碼模塊，與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于取出該路視頻數(shù)據(jù)碼流的前Y位，以該Y位數(shù)據(jù)為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行尋址運(yùn)算，獲得該第N路^L頻數(shù)據(jù)碼流第一碼字解碼數(shù)據(jù)和碼長(zhǎng)LEN，并依次從該路視頻碼流待解碼數(shù)據(jù)的高位中移位出為碼長(zhǎng)LEN的位數(shù)，并用后續(xù)碼流中的數(shù)據(jù)補(bǔ)足Y位，以其為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行解碼。較優(yōu)的，所述等長(zhǎng)碼表的結(jié)構(gòu)包括擴(kuò)展為Y位的編碼、對(duì)應(yīng)的解碼、以及碼長(zhǎng)LEN。較優(yōu)的，所述等長(zhǎng)碼表中每個(gè)元素的位數(shù)Y為16。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果1、由于本發(fā)明將查找表擴(kuò)展成等長(zhǎng)碼表，即可通過(guò)簡(jiǎn)單的查表得到解碼數(shù)據(jù)，大大簡(jiǎn)化了解碼的過(guò)程，提高了解碼效率；2、本發(fā)明在對(duì)每路-見(jiàn)頻數(shù)據(jù)碼流解碼的過(guò)程中，對(duì)于每路—見(jiàn)頻數(shù)據(jù)碼流具有不同碼長(zhǎng)時(shí)，采用后續(xù)數(shù)據(jù)將每個(gè)碼字?jǐn)U展成對(duì)應(yīng)所述等長(zhǎng)碼表中元素的長(zhǎng)度，以簡(jiǎn)化查表過(guò)程，因此，此過(guò)程復(fù)用了占較多資源的查找表，每路視頻數(shù)據(jù)碼流解碼所占資源大大降低，解碼能力僅取決于系統(tǒng)時(shí)鐘速度，極大提高解碼速度，完成高性能系統(tǒng)的解碼需求。圖l是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的流程示意圖。圖2是本發(fā)明的解碼設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明的構(gòu)思如下在對(duì)視頻流數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)解碼時(shí)，由于待解碼數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度并不唯一，因此，為實(shí)現(xiàn)高速解碼，本發(fā)明通過(guò)采用引入冗余位，將所有變長(zhǎng)碼字延長(zhǎng)到其最長(zhǎng)碼字的長(zhǎng)度后直接查表，以實(shí)現(xiàn)將原本需要多個(gè)時(shí)鐘周期才能完成的數(shù)據(jù)解碼在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)快速完成解碼。本發(fā)明尤其適用于對(duì)多路標(biāo)清或多路高清視頻數(shù)據(jù)碼流的高數(shù)據(jù)流量壓力下的解碼。為描述方便，詳細(xì)描述應(yīng)用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)單路視頻數(shù)據(jù)碼流的解碼過(guò)程，請(qǐng)參考圖1所示。步驟S110:根據(jù)給定的HUFFMAN樹(shù)構(gòu)建查找表，由于該查找表是一種可變長(zhǎng)編碼(VariableLengthCode，VLC或V-L編碼)表，其表中元素長(zhǎng)度不同，因此，需要根據(jù)協(xié)議規(guī)定，對(duì)所述查找表進(jìn)行后向擴(kuò)充處理，將所有碼字延長(zhǎng)至碼表最長(zhǎng)長(zhǎng)度16位(暫不考慮符號(hào)位)、高位對(duì)齊的等長(zhǎng)碼表。具體處理方式如下所述查找表的結(jié)構(gòu)類似如表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>將所述查找表擴(kuò)充后的等長(zhǎng)碼表的結(jié)構(gòu)類似如表2:V<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2步驟S120:通過(guò)使用移位寄存器及計(jì)數(shù)器配合工作，湊足輸出16比特的視頻碼流并行數(shù)據(jù)，并放入緩沖區(qū)；步驟S130:以該16比特視頻碼流并行數(shù)據(jù)為地址，對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行尋址運(yùn)算，獲得該視頻數(shù)據(jù)碼流第一碼字解碼數(shù)據(jù)(V-L解碼)和碼長(zhǎng)LEN;步驟S140:數(shù)據(jù)緩沖區(qū)依次從待解碼的視頻數(shù)據(jù)碼流中移出LEN位高位數(shù)據(jù)，同時(shí)釆入LEN位低位數(shù)據(jù)(即視頻數(shù)據(jù)碼流中LEN位高位數(shù)據(jù)的后續(xù)數(shù)據(jù))補(bǔ)足16位，以其為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行尋址運(yùn)算的解碼過(guò)程。依次重復(fù)上述步驟S140完成對(duì)該路視頻數(shù)據(jù)碼流的解碼。然而，當(dāng)今的數(shù)字電視中，并非只有一路視頻數(shù)據(jù)碼流，在當(dāng)今的標(biāo)清數(shù)字電視或高清數(shù)字電視中，而是存在多路標(biāo)清或多路高清視頻數(shù)據(jù)碼流，因此，本發(fā)明需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多路視頻數(shù)據(jù)碼流進(jìn)行解碼。本發(fā)明同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)多路視頻數(shù)據(jù)碼流進(jìn)行解碼的過(guò)程，實(shí)際上，每路視頻數(shù)據(jù)碼流的解碼過(guò)程類似于圖l所示。比如，第N路視頻數(shù)據(jù)碼流的解碼過(guò)程如下在前述步驟步驟S130中，對(duì)16比特的并行數(shù)據(jù)為Ol10_0101_0000_0000_0001_1IOO的編碼碼流，則以此查上述表2所示的所述等長(zhǎng)碼表，得到V-L解碼為00001J)00001的解碼數(shù)據(jù)，并且，其碼長(zhǎng)LEN為3，即完成了單路視頻數(shù)據(jù)碼流的第一碼字的解碼。而在所述步驟S140中，則依次從該路視頻數(shù)據(jù)碼流的待解碼數(shù)據(jù)中，從其高位移出3位，并用待解碼數(shù)據(jù)中的后續(xù)數(shù)據(jù)補(bǔ)齊至16位，以此16為數(shù)據(jù)為地址，查上述表2所示的所述等長(zhǎng)碼表，得到對(duì)應(yīng)的V-L解碼，從而完成該第N路視頻數(shù)據(jù)碼流的解碼。在對(duì)第N路視頻數(shù)據(jù)碼流進(jìn)行解碼的同時(shí)，各路:枧頻數(shù)據(jù)碼流在其各自的緩沖區(qū)緩沖數(shù)據(jù)，由串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化稱并行數(shù)據(jù)，等待解碼；且同時(shí)與第N路數(shù)據(jù)開(kāi)始解碼，比如，第N+1路數(shù)據(jù)的第一碼字編碼為0010—1000—0000—0000,進(jìn)行查表的尋址運(yùn)算后，得到V-L解碼為00000J)00011，碼長(zhǎng)LEN為5，則對(duì)該第N+1路視頻數(shù)據(jù)碼流的后續(xù)數(shù)據(jù)的解碼時(shí)，每次從高位移出3位待解碼數(shù)據(jù)，并用待解碼數(shù)據(jù)中的后續(xù)數(shù)據(jù)補(bǔ)齊至16位，以此16為數(shù)據(jù)為地址，查上述表2所示的所述等長(zhǎng)碼表，得到對(duì)應(yīng)的V-L解碼，從而完成該第N+1路^L頻數(shù)據(jù)碼流的解碼。另外，本發(fā)明還公開(kāi)一種用于解碼多路視頻流數(shù)據(jù)、基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼設(shè)備200，請(qǐng)參考圖2所示的結(jié)構(gòu)，包括查找表單元210，用于根據(jù)給定的哈夫曼樹(shù)構(gòu)建查找表，并將該查找表擴(kuò)展為每個(gè)元素均高位對(duì)齊、位數(shù)為Y位的等長(zhǎng)碼表；其中，所述查找表和所述等長(zhǎng)碼表的結(jié)構(gòu)分別類似于前述表1和表2。對(duì)應(yīng)視頻數(shù)據(jù)碼流路數(shù)的多個(gè)解碼器220,用于分別對(duì)該路視頻數(shù)據(jù)碼流對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表作尋址運(yùn)算進(jìn)行解碼。其中，所述解碼器220包括數(shù)據(jù)緩沖模塊221，用于緩沖處理待解碼的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理模塊222,用于在對(duì)每個(gè)碼字解碼前，將其從串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為并行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)緩沖模塊221;解碼模塊223,與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于取出該路視頻數(shù)據(jù)碼流的前Y位，以該Y位數(shù)據(jù)為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行尋址運(yùn)算，獲得該第N路視頻數(shù)據(jù)碼流第一碼字解碼數(shù)據(jù)和碼長(zhǎng)LEN,并依次從該路視頻碼流待解碼數(shù)據(jù)的高位中移位出為碼長(zhǎng)LEN的位數(shù)，并用后續(xù)碼流中的數(shù)據(jù)補(bǔ)足Y位，以其為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行解碼。其中，Y可以根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)處理情況設(shè)定，一般Y可以設(shè)定為16。綜上，本發(fā)明具有如下有益技術(shù)效果1、由于本發(fā)明將查找表擴(kuò)展成等長(zhǎng)碼表，即可通過(guò)簡(jiǎn)單的查表得到解碼數(shù)據(jù)，大大簡(jiǎn)化了解碼的過(guò)程，提高了解碼效率；2、本發(fā)明在對(duì)每路4見(jiàn)頻數(shù)據(jù)碼流解碼的過(guò)程中，對(duì)于每路視頻數(shù)據(jù)碼流具有不同碼長(zhǎng)時(shí)，采用后續(xù)數(shù)據(jù)將每個(gè)碼字?jǐn)U展成對(duì)應(yīng)所述等長(zhǎng)碼表中元素的長(zhǎng)度，以簡(jiǎn)化查表過(guò)程，因此，此過(guò)程復(fù)用了占較多資源的查找表，每路視頻數(shù)據(jù)碼流解碼所占資源大大降低，解碼能力僅取決于系統(tǒng)時(shí)鐘速度，極大提高解碼速度，完成高性能系統(tǒng)的解碼需求。權(quán)利要求1、一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼方法，用于解碼多路視頻流數(shù)據(jù)，其特征在于，包括a、根據(jù)給定的哈夫曼樹(shù)構(gòu)建查找表，并將該查找表擴(kuò)展為每個(gè)元素均高位對(duì)齊、位數(shù)為Y位的等長(zhǎng)碼表；b、將各路視頻數(shù)據(jù)碼流作為地址，對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表作尋址運(yùn)算進(jìn)行解碼，其中，第N路視頻數(shù)據(jù)碼流的解碼步驟包括b1、取出第N路視頻數(shù)據(jù)碼流的前Y位，以該Y位數(shù)據(jù)為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行尋址運(yùn)算，獲得該第N路視頻數(shù)據(jù)碼流第一碼字解碼數(shù)據(jù)和碼長(zhǎng)LEN；b2、依次從第N路視頻碼流待解碼數(shù)據(jù)的高位中移位出為碼長(zhǎng)LEN的位數(shù)，并用后續(xù)碼流中的數(shù)據(jù)補(bǔ)足Y位，以其為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行解碼。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼方法，其特征在于，所述步驟b中，還包括步驟在對(duì)每個(gè)碼字解碼前，將其從串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為并行數(shù)據(jù)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼方法，其特征在于，所述等長(zhǎng)碼表的結(jié)構(gòu)包括擴(kuò)展為Y位的編碼、對(duì)應(yīng)的解碼、以及碼長(zhǎng)LEN。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼方法，其特征在于，所述等長(zhǎng)碼表中每個(gè)元素的位數(shù)Y為16。5、一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼設(shè)備，用于解碼多路3見(jiàn)頻流數(shù)據(jù)，其特征在于，包括查找表單元，用于根據(jù)給定的哈夫曼樹(shù)構(gòu)建查找表，并將該查找表擴(kuò)展為每個(gè)元素均高位對(duì)齊、位數(shù)為Y位的等長(zhǎng)碼表；對(duì)應(yīng)視頻數(shù)據(jù)碼流路數(shù)的多個(gè)解碼器，用于分別對(duì)該路視頻數(shù)據(jù)碼流對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表作尋址運(yùn)算進(jìn)行解碼。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼設(shè)備，其特征在于，所述解碼器包括數(shù)據(jù)緩沖模塊；數(shù)據(jù)處理模塊，用于在對(duì)每個(gè)碼字解碼前，將其從串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為并行數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)緩沖模塊；解碼模塊，與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于取出該路視頻數(shù)據(jù)碼流的前Y位，以該Y位數(shù)據(jù)為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行尋址運(yùn)算，獲得該第N路^L頻數(shù)據(jù)碼流第一碼字解碼數(shù)據(jù)和碼長(zhǎng)LEN，并依次從該路4見(jiàn)頻碼流待解碼數(shù)據(jù)的高位中移位出為碼長(zhǎng)LEN的位數(shù)，并用后續(xù)碼流中的數(shù)據(jù)補(bǔ)足Y位，以其為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行解碼。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼設(shè)備，其特征在于，所述等長(zhǎng)碼表的結(jié)構(gòu)包括擴(kuò)展為Y位的編碼、對(duì)應(yīng)的解碼、以及碼長(zhǎng)LEN。8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼設(shè)備，其特征在于，所述等長(zhǎng)碼表中每個(gè)元素的位數(shù)Y為16。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種基于查找表的變長(zhǎng)碼解碼方法和設(shè)備，用于解碼多路視頻流數(shù)據(jù)，其中該方法包括a.根據(jù)給定的哈夫曼樹(shù)構(gòu)建查找表，并將該查找表擴(kuò)展為每個(gè)元素均高位對(duì)齊、位數(shù)為Y位的等長(zhǎng)碼表；b.將各路視頻數(shù)據(jù)碼流作為地址，對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表作尋址運(yùn)算進(jìn)行解碼，其中，第N路視頻數(shù)據(jù)碼流的解碼步驟包括b1、取出第N路視頻數(shù)據(jù)碼流的前Y位，以該Y位數(shù)據(jù)為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行尋址運(yùn)算，獲得該第N路視頻數(shù)據(jù)碼流第一碼字解碼數(shù)據(jù)和碼長(zhǎng)LEN；b2、依次從第N路視頻碼流待解碼數(shù)據(jù)的高位中移位出為碼長(zhǎng)LEN的位數(shù)，并用后續(xù)碼流中的數(shù)據(jù)補(bǔ)足Y位，以其為地址對(duì)照所述等長(zhǎng)碼表進(jìn)行解碼。本發(fā)明簡(jiǎn)化了解碼過(guò)程，極大提高了解碼速度。文檔編號(hào)H04N7/26GK101257633SQ200710076719公開(kāi)日2008年9月3日申請(qǐng)日期2007年8月28日優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日發(fā)明者譚舒亮申請(qǐng)人:深圳市同洲電子股份有限公司