[發(fā)明專利]一種基于硬件的Huffman編碼方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710529129.5
• 申請日: 2017-07-01
• 公開（公告）號: CN107623524B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃以華;吳黃濤;吳君豪;陳銳
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: H03M7/40
• 分類號: H03M7/40
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于硬件的Huffman編碼方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.將所有的編碼元素按照其權(quán)值的大小進(jìn)行排序，然后將排序后的編碼元素按照從小到大的順序分別存儲在若干個寄存器組中，寄存器組的數(shù)量與編碼元素的數(shù)量一致；所述寄存器組包括Huffman編碼位、碼長位和標(biāo)識位；為每個寄存器組的標(biāo)識位初始化一個標(biāo)識數(shù)值；

S2.將權(quán)值最小及次小的兩個編碼元素所在的寄存器組分別記為寄存器組1與寄存器組2，然后對兩個編碼元素的權(quán)值做加法操作，得到合并后的權(quán)值；

S3.使用合并后的權(quán)值對寄存器組1的編碼元素的權(quán)值進(jìn)行替換；將寄存器組2的編碼元素的權(quán)值賦值為二進(jìn)制的全1，即最大值；

S4.根據(jù)寄存器組1的標(biāo)識，調(diào)用標(biāo)識判斷器從所有的寄存器組中找出標(biāo)識與其相應(yīng)的寄存器組；

S5.對步驟S4找出的寄存器組，調(diào)用編碼單元以壓棧的方式在其編碼位中添加編碼1，然后調(diào)用累加單元在其碼長位中加1，標(biāo)識位保持不變；

S6.根據(jù)寄存器組2的標(biāo)識，調(diào)用標(biāo)識判斷器從所有的寄存器組中找出標(biāo)識與其相應(yīng)的寄存器組；

S7.對步驟S6找出的寄存器組，調(diào)用編碼單元以壓棧的方式在其編碼位中添加編碼0，然后調(diào)用累加單元在其碼長位中加1，標(biāo)識位保持不變；

S8.調(diào)用標(biāo)識單元使用步驟S2中寄存器組1的標(biāo)識替換步驟S7中找出的所有寄存器組的標(biāo)識；

S9.循環(huán)執(zhí)行步驟S1～步驟S8共t次，t為編碼元素的個數(shù)；

S10.執(zhí)行完畢步驟S9后，t個寄存器組中分別存儲了各個編碼元素的編碼和碼長，即Huffman編碼需要用到的編碼表，根據(jù)編碼表完成Huffman編碼輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硬件的Huffman編碼方法，其特征在于：所述碼長和標(biāo)識采用2進(jìn)制編碼表示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硬件的Huffman編碼方法，其特征在于：所述寄存器組中，從高位到低位依次為Huffman編碼位、碼長位和標(biāo)識位。

4.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述方法的系統(tǒng)，其特征在于：包括若干個寄存器組、標(biāo)識判斷器、編碼單元、累加單元和標(biāo)識單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)還包括有控制單元，所述控制單元用于協(xié)調(diào)寄存器組、標(biāo)識判斷器、編碼單元、累加單元和標(biāo)識單元的工作處理過程，以及步驟S2對權(quán)值的合并。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)還包括有排序單元，所述排序單元用于將所有的編碼元素按照其權(quán)值的大小進(jìn)行排序。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)還包括有輸出單元，所述輸出單元用于根據(jù)編碼表完成Huffman編碼輸出。