[发明专利]一种基于查找表的变长码解码方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及视频解码技术，尤其是涉及一种通过简单查找表方式实现可变长码的解码方法及设备。

背景技术

哈夫曼(Huffman)变长编码是根据字符出现的概率来构造平均长度最短的编码。它是一种变长的编码。在编码中，若各码字长度严格按照码字所对应符号出现概率的大小的逆序排列，则编码的平均长度是最小的。其中，码字即为符号经哈夫曼编码后得到的编码，其长度是因符号出现的概率而不同，所以说哈夫曼编码是变长的编码。

哈夫曼树又称最优二叉树，是一种带权路径长度最短的二叉树。所谓树的带权路径长度，就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的路径长度(若根结点为0层，叶结点到根结点的路径长度为叶结点的层数)。树的带权路径长度记为WPL＝(W1*L1+W2*L2+W3*L3+...+Wn*Ln)，N个权值Wi(i＝1，2，...n)构成一棵有N个叶结点的二叉树，相应的叶结点的路径长度为Li(i＝1，2，...n)。可以证明哈夫曼树的WPL是最小的。

在视频编解码方案中，如MPEG-2协议，就使用了固定的哈夫曼树作为编解码参考。

在码表中，前缀相同，长度相同的码字的解码信息连续存储，使用这一组码字中最小码字的地址减去最小码字的最低4位，由此构造出这组码字的基地址；码流经过可变长解码器时，首先使用前缀分析器查找分组信息，得到当前码字的长度和伪基础地址，然后使用累加器把整个码字的最低4位和伪基础地址相加，获得该码字在码表中的地址，从而获得解码信息，完成解码。

但是，目前的视频解码方案存在如下缺陷：

1、在解码过程中，由于受限于移位寄存器的移位效率以及查表操作对于前缀分析模块的依赖性，整个功能模块工作效率不高，即使使用了表划分机制，硬件资源利用率仍旧较低；

2、在面对多路标清或多路高清码流的高数据流量压力下，由于没有对占据较多资源的查找表进行复用，需要多个相同模块并行工作，极大消耗硬件资源。

发明内容

本发明提出一种通过简单查找表方式实现可变长码解码的方法，以解决现有视频解码效率较低，消耗硬件资源大的技术难题。

为解决本发明的技术问题，本发明公开一种基于查找表的变长码解码方法，用于解码多路视频流数据，包括：

a、根据给定的哈夫曼树构建查找表，并将该查找表扩展为每个元素均高位对齐、位数为Y位的等长码表；

b、将各路视频数据码流作为地址，对照所述等长码表作寻址运算进行解码，其中，第N路视频数据码流的解码步骤包括：

b1、取出第N路视频数据码流的前Y位，以该Y位数据为地址对照所述等长码表进行寻址运算，获得该第N路视频数据码流第一码字解码数据和码长LEN；

b2、依次从第N路视频码流待解码数据的高位中移位出为码长LEN的位数，并用后续码流中的数据补足Y位，以其为地址对照所述等长码表进行解码。

较优的，所述步骤b中，还包括步骤：在对每个码字解码前，将其从串行数据转为并行数据。

较优的，所述等长码表的结构包括扩展为Y位的编码、对应的解码、以及码长LEN。

较优的，所述等长码表中每个元素的位数Y为16。

另外，本发明还公开一种基于查找表的变长码解码设备，用于解码多路视频流数据，包括：

查找表单元，用于根据给定的哈夫曼树构建查找表，并将该查找表扩展为每个元素均高位对齐、位数为Y位的等长码表；

对应视频数据码流路数的多个解码器，用于分别对该路视频数据码流对照所述等长码表作寻址运算进行解码。

其中，所述解码器包括：数据缓冲模块；数据处理模块，用于在对每个码字解码前，将其从串行数据转为并行数据，并存储至所述数据缓冲模块；解码模块，与所述数据处理模块连接，用于取出该路视频数据码流的前Y位，以该Y位数据为地址对照所述等长码表进行寻址运算，获得该第N路视频数据码流第一码字解码数据和码长LEN，并依次从该路视频码流待解码数据的高位中移位出为码长LEN的位数，并用后续码流中的数据补足Y位，以其为地址对照所述等长码表进行解码。

较优的，所述等长码表的结构包括扩展为Y位的编码、对应的解码、以及码长LEN。

较优的，所述等长码表中每个元素的位数Y为16。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、由于本发明将查找表扩展成等长码表，即可通过简单的查表得到解码数据，大大简化了解码的过程，提高了解码效率；