[发明专利]解码设备

说明书

本发明涉及解码数据流的解码设备，特别涉及解码包括霍夫曼编码数据的数据流的解码设备。

  近来，解码霍夫曼编码的比特流(数据流)的解码设备已被广泛地利用。在这种解码设备中使用的解码方法一般分类成两种类型。一种类型的解码方法把重点放在节省存储器上。另一种类型的解码方法把重点放在提高解码速度上。在说明这种解码方法之前，首先说明编码方法。

图11表示在霍夫曼编码中使用的霍夫曼编码手册1100的实例。该霍夫曼编码手册1100的左列1101表示待作霍夫曼编码的输入值。在图11所示的实例中，输入值的范围从0至63。霍夫曼编码手册1100的中间列1102表示与各个输入值对应的霍夫曼码。霍夫曼编码手册1100的右列1103表示与各个霍夫曼码对应的码长。在霍夫曼编码中，输入值出现的频率越高，分配给输入值的霍夫曼码就越短。相反地，输入值出现的频率越低，分配给输入值的霍夫曼码就越长。

例如，霍夫曼编码手册1100的第一行1104表示对输入值0分配的霍夫曼码(01110)，霍夫曼码的码长为5比特。编码设备接收和编码输入值0，并输出产生的霍夫曼码(01110)。编码设备不需要与霍夫曼码一起输出表示霍夫曼码码长的信息。这是因为具有从霍夫曼码(01110)的最左边数字开始但短于霍夫曼码(01110)的相同数字序列的任何码都不能包括在霍夫曼编码手册1100中。有5位或更多位码长的所有其它霍夫曼码不包括作为以其它霍夫曼码的最左边数字开始的数字序列的霍夫曼码(01110)。因此，当解码设备解码霍夫曼码(01110)时，解码设备不需要特别表示霍夫曼码(01110)的码长为5比特的信息。因此，霍夫曼码(01110)本身可以包括表示与输入值(0)对应的霍夫曼码的信息和表示霍夫曼码的码长(5)的信息。

由于此原因，可以按邻近方式产生霍夫曼码，以产生从编码设备输出的比特流。

下面，说明把重点放在节省存储器的普通解码方法。图12表示用于解码用图11所示的霍夫曼编码手册1100编码的数据的解码表1200。按从最短的霍夫曼码的码长开始的顺序，重新排列霍夫曼编码手册1100的行，由此获得解码表1200。解码表1200的左列1102A表示霍夫曼码。中间列1103A表示霍夫曼码的码长。右列1201表示解码霍夫曼码的结果。由图12可知，在第一行1202上有三比特(000)码长的霍夫曼码是最短的霍夫曼码。解码霍夫曼码(000)的结果是“9”，该结果对应于图11所示的霍夫曼编码手册1100的第十行1105(输入值“9”)。

由图12还可看出，在最低行1203上具有10比特的霍夫曼码(1111111111)是最长的霍夫曼码之一。解码霍夫曼码(1111111111)的结果是“63”，该结果对应于图11所示的霍夫曼编码手册1100的第64行1106(输入值“63”)。

下面说明在解码设备中使用解码表1200的霍夫曼解码。

解码表1200的第一行1202(最上边的行)表示码长为三。基于该码长，读取比特流的前三比特。解码设备确定比特流数据的前三比特是否与第一行1202上的霍夫曼码(000)匹配。

如果匹配成功(即发现匹配)，那么解码设备输出“9”作为解码的结果，并将比特流中的读取位置位移三比特。因此，完成一个霍夫曼解码操作。

如果匹配不成功，那么考虑解码表1200的下一行1204。第二行1204的码长为四。因此，读取比特流中的跟着已读取的三比特后面的附加的一比特(1＝4-3)。

然后，确定读取的四比特数据是否与第二行1204上的霍夫曼码(0010)匹配。

如果匹配成功，那么输出“17”作为解码的结果。比特流的读取位置位移一比特。从而完成一个霍夫曼解码操作。

如果匹配不成功，那么查看解码表1200的下一行1205。第三行1205的码长为4。因此，不读取比特流的新比特。然后，确定当前读取的四比特数据是否与第三行1205上的霍夫曼码(0011)匹配。

以这种方式，重复匹配步骤，直至顺序读取的比特流数据与解码表1200中包括的任何霍夫曼码匹配。当解码设备发现有匹配数据的霍夫曼码的行时，解码设备输出该行右列上的值，作为解码操作的结果。

在上述解码方法中使用的解码表在规模上很小。这是因为这种解码表仅需要与输入值(0至63)的数相同的行数。但是，在该解码方法中，在匹配步骤中要多次存取解码表，直至发现匹配的霍夫曼码。这需要很长的处理时间。

下面，说明把重点放在提高解码速度上的普通解码方法。