[发明专利]霍夫曼编码的硬件实现方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种霍夫曼编码的硬件实现方法、装置及存储介质，涉及数据处理领域。其中方法包括：读取待编码字符串，并通过多个计数器对待编码字符串的各个字符值进行统计，得到待编码字符串的字符值的数量n和各字符值的频数；构建n个第一结构体，其中，第一结构体的属性包括字符值、第一频数和第一编码值；构建与n个第一结构体一一对应的n个第二结构体，其中，第二结构体的属性包括第二频数；根据第二结构体的第二频数，循环更新第二结构体和第一结构体之间的对应关系，并根据第二结构体和第一结构体之间的对应关系更新第一结构体的第一编码值，以生成各字符值的霍夫曼编码值。上述方法提高了霍夫曼编码效率和硬件利用率，减少了资源的消耗。

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其是涉及一种霍夫曼编码的硬件实现方法、装置、存储介质及计算机设备。

背景技术

霍夫曼编码(Huffman Coding)，又称哈夫曼编码，是一种可变字长的编码方法。该编码方法最早由Huffman于1952年提出，该编码方法完全依据字符出现概率来构造异字头的平均长度最短的码字，在霍夫曼编码中，出现概率高的字符使用较短的编码，出现概率低的字符使用较长的编码，从而使编码后的平均码字长最短，因此，对字符串进行霍夫曼编码可以最大化的节省字符编码的存储空间。

现有的霍夫曼编码可以应用于多个领域，如文本处理领域、图像处理领域和视频处理领域等等，以图像处理领域来说，霍夫曼编码在该领域已形成了完善的代码库，应用面十分广泛，但是，伴随着计算机在数字图像处理方面的飞速发展，数字图像处理的实时性和高效性也变得越来越重要，基于这种需求，传统的通过软件实现霍夫曼编码从而完成数字图像处理的方式已经不能很好满足设计者的需求，与此相对的，通过硬件实现霍夫曼编码并进行数字图像处理的方式开始成为一种新的趋势。与此同时，霍夫曼编码在图像处理领域中出现的问题，在文本处理领域和视频处理领域也同样存在。

在现有技术中，通过硬件方式实现霍夫曼编码的方法主要有两种，一种是预先构造霍夫曼编码表，然后利用编码器通过查表的方法获取霍夫曼编码；另一种是编码器动态生成霍夫曼树，然后通过遍历节点方式获取霍夫曼编码。但是，第一种方法从平均码长角度看，在很多情况下不是最优的获取霍夫曼编码的方式；第二种方法则需要生成完整的霍夫曼树，这会产生大量的节点，且遍历霍夫曼树提取霍夫曼编码的方式也会占用较多资源，从而降低霍夫曼编码的效率。因此，目前亟需一种能够减少资源消耗、且能够提高编码效率的硬件实现霍夫曼编码的方法，从而有效的提高文本、图像或视频等资源的处理精度和效率。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种霍夫曼编码的硬件实现方法、装置、存储介质及计算机设备，主要目的在于解决现有技术中硬件实现霍夫曼编码会造成一定程度的资源浪费，且会降低编码解码效率的技术问题。

根据本发明的第一个方面，提供了一种霍夫曼编码的硬件实现方法，该方法包括：

读取待编码字符串，并通过多个计数器对待编码字符串的各个字符值进行统计，得到待编码字符串的字符值的数量n和各字符值的频数；

构建n个第一结构体，其中，第一结构体的属性包括字符值、第一频数和第一编码值，第一频数为字符值的频数；

构建与n个第一结构体一一对应的n个第二结构体，其中，第二结构体的属性包括第二频数，第二频数为与第二结构体对应的第一结构体的第一频数之和；

根据第二结构体的第二频数，循环更新第二结构体和第一结构体之间的对应关系，并根据第二结构体和第一结构体之间的对应关系更新第一结构体的第一编码值，以生成各字符值的霍夫曼编码值。

根据本发明的第二个方面，提供了一种霍夫曼编码的硬件实现装置，该装置包括：

字符串读取模块，用于读取待编码字符串，并通过多个计数器对待编码字符串的各个字符值进行统计，得到待编码字符串的字符值的数量n和各字符值的频数；