[发明专利]算术编码器及实现算术编码的方法和图像编码方法

说明书

本申请公开了一种算术编码器及实现算术编码的方法，在一个时钟周期内能够并行处理多个编码字符，提高了吞吐率，加快了处理速度。

技术领域

本申请涉及但不限于图像处理技术，尤指一种算术编码器及实现算术编码的方法和图像编码方法。

背景技术

随着移动通信和互联网的发展，人们对图像的需求量不断增加，从而给有限的传输带宽和存储空间带来了巨大的压力。将图像数据先压缩编码后再进行传输，可以有效地提高图像的数据传输率。为此，图像压缩编码技术得到了迅速的发展和广泛的应用，并日臻成熟。

关于静止图像，国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)制定了编码标准联合图像专家组(JPEG)，是一种图像文件格式；关于活动图像，ISO/IEC制定了压缩编码标准如：动态图像专家组-1(MPEG-1)、MPEG-2、MPEG-4等；关于电视电话/会议电视，国际电信联盟(ITU)制定了视频编码标准如H.261、H.264、H.265等。这些标准图像编码算法融合了各种性能优良的传统图像编码方法，是对传统图像编码技术的总结，代表了当前图像编码的发展水平。此外，Lepton是Dropbox开源的一套无损图像压缩编码技术，由于其使用VP8算术编码替换哈夫曼编码，在目前JPEG图像压缩基础上，可以得到更高的压缩率。

发明内容

本申请提供一种算术编码器及实现算术编码的方法和图像编码方法，能够提高吞吐率，加快处理速度。

本发明实施例提供了一种算术编码器，包括：第一级处理单元、第二级处理单元、第三级处理单元、输出单元；其中，

第一级处理单元，用于在一个时钟周期内，并行对N个编码字符进行处理，获取当前编码区间大小需要左移的比特数值和当前编码区间的区间大小；

第二级处理单元，用于在一个时钟周期内，并行对N个当前编码区间大小需要左移的比特数值进行处理，获取当前编码后输出的比特在一个字节中的比特位置、比特位置的标志信息和当前编码字符的偏移量；

第三级处理单元，用于在一个时钟周期内，并行对N个编码字符、N个当前编码区间大小需要左移的比特数值、N个当前编码字符的偏移量和N个比特位置的标志信息进行处理，获取当前编码区间的区间下限值和编码字符的输出码流；

输出单元，用于将并行输入的N路输出码流按顺序转换为串行输出的单路输出码流输出；

其中，N为大于或等于1的整数。

在一种示例性实例中，所述第一级处理单元包括：N个串行连接的编码区间处理模块：第i编码区间处理模块，i＝1,2,3…N，以及第一临时寄存器，第一流水线寄存器；其中，

第i编码区间处理模块，用于接收当前所述时钟周期内的待处理的第i编码字符bin_(i-1)、第i编码字符的编码概率prob_(i-1)以及上一个编码字符的编码区间大小range_(i-2)；根据接收到的第i编码字符的编码概率prob_(i-1)以及上一个编码字符的编码区间大小range_(i-2)，计算得到第i个split值split_(i-1)；根据计算得到的第i个split值split_(i-1)和第i编码字符bin_(i-1)计算得到当前编码区间大小；根据当前编码区间大小，通过查表得到当前编码区间大小需要左移的比特数值shift_(i-1)以及左移后的编码区间大小值range_after_shift；将左移后的编码区间大小值range_after_shift作为第i编码字符处理模块输出的range值range_(i-1)；

第一临时寄存器，用于暂时存放第i编码字符处理模块输出的range值range_(i-1)，在下一个时钟周期时输出给第一编码区间处理模块；

第一流水线寄存器，用于在流水线中打拍，存放当前所述时钟周期内的编码字符bin：第i编码字符bin_(i-1)，并输出给所述第二级处理单元。