[發明專利]硬件友好的數據解壓縮

在審

• 申請號: 202110674195.8
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113315523A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 英韌科技（南京）有限公司
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 吳珊;成春榮

提供了用于解壓縮壓縮數據的系統、裝置和方法。一種方法可以包括：接收要解壓縮的編碼數據，獲得所述編碼數據中符號總數的大小S_total”，所述編碼數據中不同符號的出現次數以及在編碼過程中生成的最終狀態作為解碼的第一個狀態，建立解碼表，所述解碼表包含對應于編碼狀態的不同符號行、對應于編碼狀態的要恢復位數的替代行和對應于編碼狀態的新狀態的替代行，使用所述解碼表對所述編碼數據進行解碼，包括：基于當前狀態X從所述解碼表中獲取當前符號，根據對應替代動態地確定要從所述編碼數據中恢復的當前位數和新狀態X，L可以等于不同符號的出現次數之和。

技術領域

本公開涉及數據壓縮，尤其涉及使用熵編碼的無損壓縮。

背景技術

數據壓縮已廣泛用于數字信號系統，例如通信和計算機系統。在信息論中，克勞德·香農(Claude Shannon)的信源編碼定理(source coding theorem，或稱為無噪聲編碼定理)確定了可能的數據壓縮以及香農熵的運算含義的極限。根據香農的信源編碼定理，符號的最佳代碼長度為-log_bP，其中b是用于制作輸出代碼的符號數，P是輸入符號的概率。霍夫曼(Huffman)編碼和算術(Arithmetic)編碼是最常見的兩種熵編碼技術。自2014年以來，數據壓縮器已開始使用熵編碼技術的非對稱數字系統(ANS)系列，該技術可結合算術編碼的壓縮率和類似于霍夫曼編碼的運算成本。但是，這些現有的ANS實現是為通用計算系統開發的，該系統通常使用通用中央處理單元(CPU)來執行數據壓縮或解壓縮操作。因此，需要一種對硬件更友好的壓縮技術，例如適用于現場可編程門陣列(FPGA)或專用集成電路(ASIC)的壓縮技術。

發明內容

本公開提供了用于使用熵編碼的無損壓縮的系統和方法。在示例性實施例中，提供了一種方法，該方法可以包括：接收要解壓縮的編碼數據；獲得所述編碼數據中符號總數的大小S_total”，所述編碼數據中不同符號的出現次數以及在編碼過程中生成的最終狀態作為解碼的第一個狀態；建立解碼表，所述解碼表包含對應于L個編碼狀態的不同符號行、對應于所述L個編碼狀態的要恢復位數的替代行和對應于所述L個編碼狀態的新狀態的替代行；使用所述解碼表對所述編碼數據進行解碼，包括：基于當前狀態X從所述解碼表中獲取當前符號，根據對所述當前狀態X的解碼表中要恢復的位數的對應替代和對新狀態的對應替代動態地確定要從所述編碼數據中恢復的當前位數和新狀態X；和輸出從所述編碼數據中恢復的符號。

在另一個示例性實施例中，提供了一種解壓縮器，其可以包括：解包器，被配置為接收要解壓縮的編碼數據并獲得所述編碼數據中符號總數的大小S_total”，所述編碼數據中不同符號的出現次數以及在編碼過程中生成的最終狀態作為解碼的第一個狀態；解碼表構建器，被配置為建立解碼表，所述解碼表包含對應于L個編碼狀態的不同符號行、對應于所述L個編碼狀態的要恢復位數的替代行和對應于所述L個編碼狀態的新狀態的替代行；解碼表存儲器，用于存儲所述解碼表；和解碼器引擎，被配置為使用所述解碼表對所述編碼數據進行解碼，包括：基于當前狀態X從所述解碼表中獲取當前符號，根據對所述當前狀態X的解碼表中要恢復的位數的對應替代和對新狀態的對應替代動態地確定要從所述編碼數據中恢復的當前位數和新狀態X，并且輸出從所述編碼數據恢復的輸出符號。

附圖簡要說明

圖1示意性地示出了根據本公開一實施例的壓縮過程。

圖2A示意性地示出了根據本公開一實施例的出現次數表。

圖2B示意性地示出了根據本公開一實施例的累計出現表。

圖2C示意性地示出了根據本公開一實施例的狀態間隔和符號狀態間隔。

圖3示意性地示出了根據本公開一實施例的壓縮器。

圖4示意性地示出了根據本公開一實施例的解壓縮過程。

圖5A示意性地示出了根據本公開一實施例的解碼表。