[发明专利]一种基于deflate霍夫曼编码的动态码表生成装置和方法

说明书

本发明提供了一种基于deflate霍夫曼编码的动态码表生成装置和方法，装置包括：码长统计电路，码长统计电路配置为计算待编码数据中各个码子的码长数量；最小编码电路，最小编码电路配置为接收码长统计电路的数据，并基于待编码数据中各个码子的码长数量计算各个码长对应的最小编码；码表生成电路，码表生成电路配置为接收最小编码电路的数据，并基于待编码数据中各个码长对应的最小编码生成动态码表，并将动态码表存储到寄存器中。通过使用本发明的方案，能够大幅减少了动态码表生成的时间，能够增加装置的通用性，能够增加装置的灵活性。

技术领域

本发明涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种基于deflate霍夫曼编码的动态码表生成装置和方法。

背景技术

随着时代的发展，人们使用和获取数据信息不再单纯的来自于书本，杂志，报刊等。同时伴随着移动互联，5G，社交网络，物联网，大数据，人工智能(AI)，云计算，安全监控等技术的成熟与发展，使得各种数据正迅速的膨胀并变大，呈爆炸性增长的趋势。5G正在加速普及，越来越多的设备和便捷的联网条件给存储市场带来了前所未有的机会。随着数据量的急剧增长，不断对数据存储系统提出挑战。在所有这些技术当中，云计算技术相当于人的大脑，提供着大容量的数据存储以及高效的计算方式，计算资源和存储资源也更加集中。但是同时使得产生的海量的数据指数级增长，对现有的存储设备带来了巨大的压力。如何能够高效的传输和存储海量数据，同时对CPU不造成过大负荷影响的问题成为关键。因此，高效安全的数据压缩技术成为降低存储成本，节省存储资源有效方法。同时如果将压缩和解压缩任务交给专用硬件电路处理，会大幅减少CPU的负荷，并且在提升存储性能方面非常可观。

Deflate是一种无损压缩标准，是由LZ77编码和霍夫曼编码组合的编码形式。Deflate中使用的霍夫曼编码就是“范式霍夫曼编码”，范式霍夫曼编码最早由Schwartz提出，它是霍夫曼编码的一个子集。其中心思想是使用某些强制的约定，仅通过很少的数据便能重构出霍夫曼编码树的结构。

霍夫曼编码是对数据经过 LZ77 压缩后的二次压缩，又进一步提高了压缩率，它是通过统计字符出现次数，对数据处理的可变长编码，利用字符出现的次数构造霍夫曼二叉树，从树的叶子节点到根节点进行编码，出现的越多的字符让短一些的码替换，同时出现次数少的字符被长一些的码替换掉，可以实现数据的总体大小减小，达到压缩的目的。

Deflate格式的霍夫曼编码分为静态霍夫曼编码和动态霍夫曼编码，动态霍夫曼编码的关键就是根据不同的数据块通过霍夫曼编码算法实时产生对应的动态编码码表。然而动态码表的生成约占整个压缩性能的百分之八十，因此，动态码表的高效实现对整个压缩性能影响至关重要。其中，霍夫曼编码动态码表的生成分为码字长度生成（CL）和码表（code table）生成。然而，传统的码表生成过程占用了约一半的霍夫曼编码动态码表生成时间。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种基于deflate霍夫曼编码的动态码表生成装置和方法，通过使用本发明的技术方案，能够大幅减少了动态码表生成的时间，能够增加装置的通用性，能够增加装置的灵活性。

基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种基于deflate霍夫曼编码的动态码表生成装置，包括：

码长统计电路，码长统计电路配置为计算待编码数据中各个码子的码长数量；

最小编码电路，最小编码电路配置为接收码长统计电路的数据，并基于待编码数据中各个码子的码长数量计算各个码长对应的最小编码；

码表生成电路，码表生成电路配置为接收最小编码电路的数据，并基于待编码数据中各个码长对应的最小编码生成动态码表，并将动态码表存储到寄存器中。

根据本发明的一个实施例，还包括：