[发明专利]一种基于上下文的快速哈夫曼解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及编解码技术领域，尤其涉及一种通过查表进行哈夫曼解码的方法。

背景技术

哈夫曼编码是一种变长的无损数据压缩方法，广泛应用于语音，音频，视频，文本和数据等多媒体压缩领域，在MPEG(Moving Picture ExpertsGroup)、AVS(数字视音频编解码技术标准化工作组)、AC(Audio Coding)系列和H.26x(ITU-T视频编码标准)等音视频编码标准中，哈夫曼编码广泛被采用。哈夫曼编码利用了信号源符号的概率分布来确定符号编码的信息量，对于出现概率高的符号，采用短的码字来描述；对于出现概率低的符号，采用长的码字来描述。通过变长编码来消除信息之间的冗余，来实现对信号无损压缩的目的。

目前常见的哈夫曼解码方法有线性搜索法、直接查表法、二进制搜索法和分步查表法。其中线性搜索法效率和二进制搜索法的效率较低，不适合实时性要求高的场合；直接查表法效率稍高，但是内存开销较大；分步查表法是二进制搜索法和直接查表法的折衷；但是效率还不是很高。

在哈夫曼查表过程中，可以根据前面的搜索结果来进行下面的搜索查表，得到解码的结果，来使每一次的运算都为最终的结果做出贡献，从而最大程度地减少计算的复杂度，同时减少缓冲区的开销，这就是本专利中所提出的基于上下文的快速码字搜索算法。

发明内容

本发明提出了一种基于上下文的快速哈夫曼解码方法，每次搜索都对最终的搜索结果做出实质的贡献，最大限度的减少了运算的复杂度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于上下文的快速哈夫曼解码方法，包含以下步骤：

步骤1、哈夫曼码表的重新构造；

步骤1.1、根据哈夫曼码表中码值的大小，按照从小到大的顺序进行排序，将排序后获得的新码值表存储在表Table_val中；

步骤1.2、将从原来哈夫曼码值表映射到新码值表Table_val的映射关系存储到表Table_Index中；

步骤1.3、按照表Table_Index中映射关系，将原哈夫曼码表中的码长表映射到表Table_len中；

此时的表Table_val，Table_len和Table_Index就是步骤1构造成的新哈夫曼码表；

步骤2、基于步骤1中所构造的新哈夫曼码表进行基于上下文的快速码字搜索方法：

步骤2.1、首先从比特流中取出1个比特位，并把读取的值赋值给val变量：

val＝unpack(1)；

bitCnt＝1；

m＝0；

unpack(1)函数表示从码流中提取出一个比特位；bitCnt用来存储从比特流中提取的比特位数；m用来存储前一次在码表中搜索到的位置索引；val用来存储当前读取出bitCnt个比特位数后的值；

步骤2.2、不断地从比特流中提取比特数：赋值j＝1；

步骤2.3、若j＜Maxbits，进行步骤2.4；其中，Maxbits是从码流中最大提取比特的位数；若j＞＝Maxbits，说明Maxbits设置错误，退出程序，校正Maxbits值；

步骤2.4、查找val变量的当前值在哈夫曼码值表Table_val中的位置，该查找方法是基于上一次的查找结果m基础上的单调递增值，满足下面的关系：