[發明專利]針對Lloyd-Max量化器的最優熵編碼方法

有效

• 申請號: 201710956857.4
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107612556B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 劉小軍;李朋;張群英;方廣有
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H03M7/40
• 分類號: H03M7/40;G01S13/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

1.一種針對Lloyd-Max量化器的最優熵編碼方法，包括：

根據原始數據的概率密度函數，計算輸出電平的概率分布；

根據Lloyd-Max量化器的位數選擇擴展霍夫曼編碼或者霍夫曼編碼結合輸出電平的概率分布來計算霍夫曼碼，得到不同位數的霍夫曼碼庫；以及

利用不同位數的霍夫曼碼庫，獲取輸出電平的霍夫曼碼；

其中，所述根據Lloyd-Max量化器的位數選擇擴展霍夫曼編碼或者霍夫曼編碼結合輸出電平的概率分布來計算霍夫曼碼包括：

對于編碼位數為2的低位Lloyd-Max量化器的輸出電平編碼時，采用擴展霍夫曼編碼；對于超過2位的高位輸出電平編碼時，采用霍夫曼編碼。

2.根據權利要求1所述的最優熵編碼方法，其中，所述采用擴展霍夫曼編碼包括：

當編碼位數為2時，將輸出電平的各個項復制為兩組，將兩組的每個項進行兩兩組合，得到擴展輸出電平，并將其對應的概率分布兩兩相乘，得到擴展輸出電平的概率分布，然后依據擴展輸出電平的概率分布進行霍夫曼編碼。

3.根據權利要求2所述的最優熵編碼方法，其中，

所述輸出電平表示為：[Y₁，Y₂，...，Y_k，]；

所述輸出電平的概率分布表示為：[P₁，P₂，...，P_k，]；

所述擴展輸出電平表示為：

[Y₁Y₁，Y₁Y₂，...，Y₁Y_k，Y₂Y₁，Y₂Y₂，...，Y₂Y_k，...，Y_kY₁，Y_kY₂，...，Y_kY_k]；

所述擴展輸出電平的概率分布表示為：

[P₁P₁，P₁P₂，...，P₁P_k，P₂P₁，P₂P₂，...，P₂P_k，...，P_kP₁，P_kP₂，...，P_kP_k]。

4.根據權利要求1所述的最優熵編碼方法，其中，所述輸出電平的概率分布為P(Y_k)，滿足：

其中，x為原始數據；f(x)為x服從的概率密度函數；k表示量化區間的序號；S_k，S_k+1分別為量化電平；[S_k，S_k+1]為第k個量化電平區間。

5.根據權利要求1所述的最優熵編碼方法，其中，所述獲取的輸出電平的霍夫曼碼的編碼效率η滿足：

其中，H為輸出電平的熵值；L為霍夫曼平均碼長。

6.根據權利要求5所述的最優熵編碼方法，其中，所述輸出電平的熵值H滿足：

其中，M為輸出電平總數；P_k為第k個輸出電平的概率。

7.根據權利要求5所述的最優熵編碼方法，其中，所述霍夫曼平均碼長L表示輸出電平的霍夫曼碼的平均碼長，滿足：

其中，M為輸出電平總數；l_k為第k個輸出電平的霍夫曼碼的碼長；P_k為第k個輸出電平的概率。