[发明专利]一种对哥伦布码进行解码的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体视频数据处理技术领域，尤其涉及一种对哥伦布码进行解码的装置及方法。

背景技术

熵编码是无损压缩编码方法，它生成的码流可以经解码无失真地恢复出原数据。熵编码是建立在随机过程的统计特性模型上的。

熵的大小和信源的概率模型有着密切的关系，各个符号出现的概率不同，信源的熵也不同。当信源中各事件是等概率分布时，熵具有极大值。信源的熵与其可能达到的最大值之间的差值反映了该信源所含有的冗余度。信源的冗余度越小，既每个符号所独立携带的信息量越大，那么传送相同的信息量所需要的序列长度就越短，符号位也越少。因此，数据压缩的一个基本的途径是去除信源的符号之间的相关性。

在以往的视频标准中，都是采用普通变长码编码，所有的符号都采用一张仅从概率统计分布模型得出的码表，它虽然简单，但是可能会有以下的缺点：概率分布可能不是很符合实际情况；概率分布是静止的；忽略了符号相关性，没有利用条件概率。

最新的视频标准H.264，AVS中都采用了基于上下文模型的熵编码，利用相邻符号所提供的相关性，为所要编码的符号选择合适的上下文模型。利用合适的上下文模型，就可以大大降低符号之间的冗余度。

指数哥伦布码是一种结构码字，编解码适合硬件实现，采用指数哥伦布码的熵编码在上下文模型的选择主要体现在两个方面：非零系数编码所需表格的选择及指数哥伦布码阶次的更新。

相比普通变长码解码，自适应的指数哥伦布解码大大提高了解码运算量和复杂度，所需的解码时间比较长，需要存储码表也大大增加了面积和成本，针对高清视频解码应用，研究快速、高效、面积开销小的VLD是解码器研究的一个重点。

由于自适应指数哥伦布码解码过程比较复杂，现有的解码方法大多数采用在多个周期内实现一个哥伦布码解码的方法，其方法是将解码过程中码字长度计算、语法元素解析、查表过程、更新码表和指数哥伦布码的阶次K等解码步骤分开在多个周期内完成，这些方法虽然一定程度上提高了解码器的工作频率，但大大降低了解码效率。

另外，现有解码方法一般将多个解码码表存储在一个大容量的外部存储器中，这样的方法大大增加了解码器的面积和开销，提高了制造成本，并且频繁地读写存储器带来了很大的延时和功耗。

在其他一些单周期实现哥伦布解码的方法中，由于解码过程复杂度高，需要解码器外部的控制器一起来参与完成解码过程，设计复杂且不利用方法的复用性。

总之，目前实现对指数哥伦布码进行解码的装置及方法，存在的效率低，面积开销大，速度慢，功耗高，成本高，不易于移植和复用等问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种对指数哥伦布码进行解码的装置，以解决目前对指数哥伦布码进行解码装置存在的效率低，面积开销大，速度慢，功耗高，成本高，不易于移植和复用等问题。

本发明的另一个目的在于提供一种对指数哥伦布码进行解码的方法，以解决目前对指数哥伦布码进行解码装置存在的效率低，面积开销大，速度慢，功耗高，成本高，不易于移植和复用等问题。

(二)技术方案

为达到上述一个目的，本发明提供了一种对哥伦布码进行解码的装置，该装置包括：

桶形移位器(1)，用于对外界输入的数据进行逻辑移位得到有效的哥伦布码数据，并将得到的有效哥伦布码数据通过零比特检测器(2)输出给语法元素计算单元(5)；

零比特检测器(2)，用于对桶形移位器(1)输入的有效哥伦布码数据进行检测，将从哥伦布码前缀中检测出的零比特个数输出给码字长度生成器(3)和语法元素计算单元(5)；

码字长度生成器(3)，用于根据零比特检测器(2)输入的零比特个数和哥伦布码阶次产生器(6)输入的指数哥伦布码阶次计算哥伦布码的长度，并将得到的哥伦布码长度输出给比特偏移产生器(4)；

比特偏移产生器(4)，用于将码字长度生成器(3)输入的哥伦布码长度与自身保存的比特偏移值进行累加，得到下一个解码周期所需要的比特偏移值，并在下一个解码周期输出给桶形移位器(1)；

语法元素计算单元(5)，用于对零比特检测器(2)输入的有效哥伦布码数据、零比特个数，以及哥伦布码阶次产生器(6)输入的指数哥伦布码阶次进行计算，将计算得到的解码所需要的哥伦布语法元素输出给查表索引生成器(7)和输出运算器(9)；