[发明专利]改进的霍夫曼解码方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及改进的霍夫曼解码方法及装置，更具体地，涉及用于DRA音频编解码系统的改进的音频霍夫曼解码方法及装置。 

背景技术

多媒体技术随着人类进入信息时代而得到迅猛发展，随之而来的是海量音、视频信息被广泛使用。例如，在数字电视、IPTV、DVD等多媒体技术领域中，大量的音、视频信息被以传输-播放和/或存储-播放的形式供用户使用。但另一方面，由于这些音、视频信息的数据量很大，因此带来了传输和存储上的不便。为此，在传输和/或存储时需要对原始音、视频进行压缩编码处理，在播放时再通过解码处理恢复原始声音或图像。 

为了压缩编码音、视频数据，现有技术中出现了一系列音频压缩算法和视频压缩算法，其中最为常见的音频压缩算法如MPEG系列音频压缩算法(如mp3、MPEG-2AAC、MPEG-4AAC等)。在MPEG系列音频压缩算法中，除了通过时频变换、心理声学模型等本领域常用的手段对原始音频信号进行第一压缩处理以外，还对经过第一压缩处理的信号进行例如霍夫曼熵编码的第二压缩处理，以利用该信号中还存在的统计冗余来进一步压缩数据量。 

除MPEG系列算法以外，现有技术中还存在其它利用霍夫曼编码的音频压缩算法，如本文中提到的DRA音频编解码技术，该技术由本发明申请人的关联公司广州广晟数码技术有限公司自主研发。如图1A和1B所示，作为中国音频编码电子行业标准的DRA音频编、解码技术近年来已为业内所熟知。有关DRA音频编解码技术更详细的内容可参见信息产业部2007年1月4日发布的、标准序号SJ/T 11368-2006 的行业标准，该标准的全部内容在此以引用的方式并入本文。另外，为了叙述方便，下文中将该标准简称为“DRA标准”，并将与DRA标准相应的DRA音频编解码技术简称为“DRA技术”。 

尽管霍夫曼编码产生了良好的编码效果，极大提高了编码效率(本文中的术语“编码效率”可定义为：原始音频信号数据量和编码音频信号数据量之比)，但其也并非没有缺点。例如，当霍夫曼码字较长、码字总数较多时，以传统的单级霍夫曼解码方法对编码音频信号进行逆变换时：搜索码书的平均时间长且不同码字解码时间相差大、所需存储量大。具体到DRA霍夫曼解码算法：在DRA解码端，霍夫曼解码所占用的时间和内存占据了总解码时间和总内存需求的相当部分。因此，提供快速高效的霍夫曼解码方法就成为优化DRA解码端解码效率的关键。 

为了解决上述问题，现有技术中已公开了一些针对音频解码端霍夫曼解码方法的改进技术。 

例如，在发表于《电子测量技术》2005年第二期上的、作者为李玥等人的、题目为《音频系统中的霍夫曼解码算法改进》的论文(下称为文件1)中，阐述了一种改进的霍夫曼解码方法，其通过将MPEG-1码书中的码字低位补零，从而生成19位码字升序排列的新码书；以及按19位码字前4位对所有码字进行分组(以该4位的值作为分组序号)的方式加快了霍夫曼解码的速度。但文件1的方法至少具有以下缺陷：可能需要对码字补零，增加了存储需求；在文件1所提到的两步式搜索方法中，第一步搜索固定为前4位，不一定是权衡了解码速度和存储需求后的最优选择。 

再例如，在发表于《微型机与应用》2005年第二期上的、作者为王昱洁等人的、题目为《一种应用于MPEG-2AAC的快速Huffman解码算法》的论文(下称为文件2)中，阐述了一种改进的霍夫曼解码方法，其通过下述步骤来优化霍夫曼解码效率：将AAC码书中的码字低位补零，从而生成了16位码字升序排列的新码书；以及取原码字时各码长的第一个码字组成定位表；通过定位表提供的基址+偏移量的方式确定原霍夫曼码字序号。但文件2的方法至少具有以下缺陷：可能需 要对码字补零，增加了存储需求；每次需遍历定位表，以搜索读入的二进制编码在定位表中的对应位置，增加了计算量。 

又例如，在2004年12月的《计算机工程》(第30卷)上发表的、作者为薛英智等人的、题目为《AAC解码器的Huffman算法选择和优化》的论文(下称为文件3)中，分别讨论了在ARM平台下，对基于分步查表和二进制树搜索的霍夫曼解码方法的改进。但文件3的方法至少具有以下缺陷：对分步查表法的改进不够精细，可能并未达到权衡了码字尺寸和搜索深度之后的最优结果；对二进制树搜索方法的改进是基于ARM系统自身特点的，不具有通用性。 

此外，现有技术中并未公开关于针对DRA系统的、快速高效的霍夫曼解码算法的改进方法。 

发明内容