[發明專利]一種適合硬件實現的快速指數哥倫布碼解碼方法

無效

• 申請號: 200910099561.0
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN101707484A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 劉亮;陳日儀
• 申請（專利權）人: 杭州高特信息技術有限公司
• 主分類號: H03M7/40
• 分類號: H03M7/40;H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 沈孝敬

所屬技術領域

本方法用于在硬件ASIC上實現快速AVS、H.264等視頻編碼碼流中的的指數哥 倫布碼解碼。

背景技術

AVS和H.264標準中都采用自適應變長編碼技術——指數哥倫布碼。指數哥倫 布碼是一種變長碼，因此其碼長也是由其碼字內容決定的。然而指數哥倫布碼又有 區別于通常的變長碼，它具有對應于階數的固定形式，不像一般的變長碼具有對應 的碼表。這就是說當一個碼字是由指數哥倫布編碼時，不需要知道它的變長碼碼表， 而只要根據它的階數按照表的規則構造出一張碼表來。解析k階指數哥倫布碼時，首 先從比特流的當前位置開始尋找第一個非零比特，并將找到的零比特個數記為 leadingZeroBits，然后根據leadingZeroBits計算CodeNum。下表給出了0階、1階、2 階指數哥倫布碼的結構。指數哥倫布碼的比特串分為“前綴”和“后綴”兩部分。前綴 由leadingZeroBits個連續的‘0’和一個‘1’構成。后綴由leadingZeroBits+k個比特構成， 即表中的x_n串，x_n的值為‘0’或‘1’。

在ASIC上以通常的串行實現指數哥倫布碼解碼時，碼流逐位送入解碼器，解 碼器通過逐位匹配實現可變長碼的解碼。由于這種方式采用逐位操作方式，而可變 長碼的碼長又各不相同，使得碼字識別所需的運行周期也不相同。在解碼長較短、 階數低的碼字時，其解碼速度較快，而在解碼長較長、階數高的碼字時，其解碼速 度較慢。顯然，位串行解碼方案效率相對較低，解碼速度因碼字長度不同而不同， 無法滿足某些對實時性要求較高的應用場合。另一種常用的PLA解碼算法，其特點 是因為容易實現，且可靠。PLA是一種特殊的ROM，它用較少的存儲單元就能存儲 大量的信息。但用PLA實現解碼時，當碼字的CodeNum不大時可以很好地在硬件上 得到綜合并實現解碼功能；但是當該碼字的CodeNum的范圍超過2¹⁰時，生成的PLA 碼表很難得到速度和面積上均令人滿意的結果結果，而且大的PLA碼表會導致電路 的關鍵路徑過長，因此，純粹的PLA并行解碼算法不適合解CodeNum大的指數哥倫 布碼。綜上所述，以完全串行或完全并行的方式都不能很好的在硬件上實現指數哥 倫布碼的解碼。

發明內容

為了解決純串行解碼在解碼長較長、階數高的碼字時，其解碼速度較慢、純并 行解碼速度和面積不理想，而且電路的關鍵路徑過長等問題，本方法提供一種適合 硬件實現，電路面積小、工作頻率低、存儲數據少的快速實現指數哥倫布碼解碼的 方法。

解決上述問題采用的技術方案是：一種適合硬件實現的快速指數哥倫布碼解碼 方法，其特征是按以下步驟進行：

(1)解碼器每次并行輸入32位定長的未解碼數據串；

(2)將該數據串中的高位數據與一組同樣長度的二進制數比較，確定零比特 個數，進而根據指數哥倫布碼的階數確定有效碼字長度；所述的一組二進制數的數 值分別為2⁰、2¹、2²......2^n-1，其中，n是比較器的個數。