[发明专利]一种适合硬件实现的快速指数哥伦布码解码方法

说明书

所属技术领域

本方法用于在硬件ASIC上实现快速AVS、H.264等视频编码码流中的的指数哥 伦布码解码。

背景技术

AVS和H.264标准中都采用自适应变长编码技术——指数哥伦布码。指数哥伦 布码是一种变长码，因此其码长也是由其码字内容决定的。然而指数哥伦布码又有 区别于通常的变长码，它具有对应于阶数的固定形式，不像一般的变长码具有对应 的码表。这就是说当一个码字是由指数哥伦布编码时，不需要知道它的变长码码表， 而只要根据它的阶数按照表的规则构造出一张码表来。解析k阶指数哥伦布码时，首 先从比特流的当前位置开始寻找第一个非零比特，并将找到的零比特个数记为 leadingZeroBits，然后根据leadingZeroBits计算CodeNum。下表给出了0阶、1阶、2 阶指数哥伦布码的结构。指数哥伦布码的比特串分为“前缀”和“后缀”两部分。前缀 由leadingZeroBits个连续的‘0’和一个‘1’构成。后缀由leadingZeroBits+k个比特构成， 即表中的x_n串，x_n的值为‘0’或‘1’。

在ASIC上以通常的串行实现指数哥伦布码解码时，码流逐位送入解码器，解 码器通过逐位匹配实现可变长码的解码。由于这种方式采用逐位操作方式，而可变 长码的码长又各不相同，使得码字识别所需的运行周期也不相同。在解码长较短、 阶数低的码字时，其解码速度较快，而在解码长较长、阶数高的码字时，其解码速 度较慢。显然，位串行解码方案效率相对较低，解码速度因码字长度不同而不同， 无法满足某些对实时性要求较高的应用场合。另一种常用的PLA解码算法，其特点 是因为容易实现，且可靠。PLA是一种特殊的ROM，它用较少的存储单元就能存储 大量的信息。但用PLA实现解码时，当码字的CodeNum不大时可以很好地在硬件上 得到综合并实现解码功能；但是当该码字的CodeNum的范围超过2¹⁰时，生成的PLA 码表很难得到速度和面积上均令人满意的结果结果，而且大的PLA码表会导致电路 的关键路径过长，因此，纯粹的PLA并行解码算法不适合解CodeNum大的指数哥伦 布码。综上所述，以完全串行或完全并行的方式都不能很好的在硬件上实现指数哥 伦布码的解码。

发明内容

为了解决纯串行解码在解码长较长、阶数高的码字时，其解码速度较慢、纯并 行解码速度和面积不理想，而且电路的关键路径过长等问题，本方法提供一种适合 硬件实现，电路面积小、工作频率低、存储数据少的快速实现指数哥伦布码解码的 方法。

解决上述问题采用的技术方案是：一种适合硬件实现的快速指数哥伦布码解码 方法，其特征是按以下步骤进行：

(1)解码器每次并行输入32位定长的未解码数据串；

(2)将该数据串中的高位数据与一组同样长度的二进制数比较，确定零比特 个数，进而根据指数哥伦布码的阶数确定有效码字长度；所述的一组二进制数的数 值分别为2⁰、2¹、2²......2^n-1，其中，n是比较器的个数。