高性能变长编解码方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高性能变长编解码方法及装置，其在编码端编码装置对像素点残差的映射值进行编码，具体编码方法为：首先采用Huffman编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb系数Q，然后采用Golomb编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb余数R，在解码端采用解码装置对比特流进行解码，具体解码方法为：在一个时钟周期内首先读取多个像素点的比特流，接着并行解码各像素点的Q和R，最后根据Q和R并行计算出各像素点的残差的映射值，通过本发明专利技术，可有效解决现有变长编码方法中编码效率低和解码装置时延长、面积大等的问题。

【技术实现步骤摘要】
高性能变长编解码方法及装置
本专利技术关于一种编解码方法及装置，特别是涉及一种视频或图像处理领域的高性能变长编解码方法及装置。
技术介绍
图像或视频是一种有效生动的信息表达方式，目前在电视、视频会议和DVD等领域得到了广泛的使用。为了解决图像或视频存储成本高和传输带宽大等缺点，国际上相关组织制定了视频压缩标准如MPEG-x系列和图像压缩标准JPEG系列等。图像或视频压缩标准中的主要编码方法有Huffman编码、Golomb-Rice编码和算术编码，使得编码效率更高。Huffman编码：Huffman编码是一种无损的熵编码方式，其主要的编码思想是：对出现概率较高的信息分配以较少的码字，出现概率较小的信息分配以较多的码字。其缺点是：当信息种类比较多(如256种)且概率分布均匀时，压缩效率将非常低，而且解码装置需用多级的多路选择器，不仅产生巨大的延迟同时使得解码装置面积增大。Golomb-Rice编码：Golomb-Rice编码是一种无损的熵编码方式，其主要编码方式是：根据预先设定的K值，首先计算得出系数Q，编码Q个0；接着编码一位标志位M，此时M值必为1；最后用K位编码余数R。其缺点是：当预先设定的K值不准确时，压缩效率将非常低，而且解码装置需用多级的多路选择器，不仅产生巨大的延迟同时使得解码装置面积增大。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种高性能变长编解码方法及装置，其有效地解决了现有变长编码方法中编码效率低和解码装置时延长、面积大等的问题，实现了高性能变长编解码。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种高性能变长编码方法，包括如下步骤：步骤一，根据当前行像素值和已编码像素值，计算出预测值；步骤二，根据该预测值与当前像素值计算出残差值并映射为非负整数；步骤三，根据已编码像素值的信息计算出Golomb-Rice编码所需的K值；步骤四，采用Huffman编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb系数Q，然后采用Golomb编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb余数R，对所有待编码残差映射值进行编码；步骤五，对编码后产生的变长码字进行打包产生最终比特流。进一步地，步骤四进一步包括如下步骤：步骤2.1，根据K值利用残差映射值计算公式计算出待编码的残差映射值的Golomb系数Q和Golomb余数R；步骤2.2，采用Huffman编码方式编码待编码的残差映射值的Golomb系数Q；步骤2.3，采用Golomb编码方法并利用二进制编码待编码的残差映射值的Golomb余数R；步骤2.4，把该Golomb系数Q和该Golomb余数R聚合产生待编码的残差映射值的变长码字；步骤2.5，循环步骤2.1～34编码所有的待编码的残差映射值。进一步地，步骤2.1中的残差映射值计算公式为：dm＝Q×2k+R其中，dm为待编码的残差映射值，Q为Golomb系数Q，R为Golomb余数R。进一步地，步骤2.2中，该Huffman编码方式为根据预先制定的码表编码该Golomb系数Q值。为达到上述目的，本专利技术还提供一种高性能变长解码方法，包括如下步骤：步骤一，对原比特流进行解包操作产生Golomb-TT解码装置所需的最长比特流；步骤二，根据当前行像素值和已编码像素值计算出预测值；步骤三，根据已编码像素值的信息计算出Golomb-Rice解码所需的K值；步骤四，利用该Golomb-TT解码装置并行解码多个像素点的Golomb系数Q和Golomb余数R，并根据K值以及Golomb系数Q和Golomb余数R，利用残差映射值计算公式计算出各像素点的残差映射值；步骤五，根据预测值与当前残差映射值进行反映射并计算出当前像素值。进一步地，于步骤四中，采用Huffman解码方式解码Golomb系数Q，从比特流中解码出二进制的Golomb余数R值，并根据K、Q和R值，利用该残差映射值计算公式计算出各像素点的残差映射值。进一步地，该残差映射值计算公式为：dm＝Q×2k+R其中，dm为待解码的残差映射值，Q为Golomb系数Q，R为Golomb余数R。为达到上述目的，本专利技术还提供一种高性能变长解码装置，至少包括：解包模块，对原比特流进行解包操作产生Golomb-TT解码装置所需的最长比特流；预测模块，根据当前行像素值和已编码像素值计算出预测值；K值计算模块，根据该已编码像素值的信息计算出Golomb-Rice解码所需的K值；Golomb-TT解码装置，于一个时钟周期内至少读取三个像素点的比特流，并行采用Huffman解码方式解码各像素点的Golomb系数Q，从比特流中解码出二进制的各像素点的Golomb余数R，并根据K值、Golomb系数Q和Golomb余数R并行计算出各像素点的残差的映射值；反映射模块，根据预测值pix_pred与当前残差映射值进行反映射，计算出当前像素值。进一步地，该Golomb-TT解码装置采用二分法解码Huffman解码方式中的Huffman码表，以减少解码Golomb系数Q中的多路选择器的级数。进一步地，该Golomb-TT解码装置采用并行方式在一个时钟周期内解码多个像素点分量，并在解码第n个像素点分量的Golomb系数Q时并行加法第n-1个像素点分量所消耗的比特数。与现有技术相比，本专利技术一种高性能变长编解码方法及装置通过先采用Huffman编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb系数(Quotient，Q)，然后采用Golomb编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb余数(Remainder，R)，并在解码端解码时采用二分法减少Huffman解码所需多路选择器的级数，同时采用并行的方式解决时延长的问题，有效地解决了现有变长编码方法中编码效率低和解码装置时延长、面积大等的问题。附图说明图1为本专利技术一种高性能变长编码方法的步骤流程图；图2为本专利技术一种高性能变长编码方法的一个应用场景示意图；图3为本专利技术一种高性能变长编码方法中步骤104的细部流程图；图4为本专利技术一种高性能变长解码方法的步骤流程图；图5为本专利技术一种高性能变长解码装置的系统架构图；图6为本专利技术中每个时钟解码3个分量的dm值的波形示意图；图7为采用传统方法解码Golomb-TT解码装置中的Q值时最长路径示意图；图8为本专利技术Golomb-TT解码装置中解码Q值时最长路径示意图图9为本专利技术所提出的Golomb-TT解码装置的并行解码过程示意图图10为本专利技术采用并行方式解决时延问题的示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。在说明本专利技术之前，先对本专利技术所涉及的几个名词进行定义说明：(1)映射：设A、B是两个非空集合，如果存在一个法则F，使得对A中的每个元素a，按法则F，在B中有唯一确定的元素b与之对应，则称F为从A到B的映射；(2)残差值：预测值与当前值的差值；(3)多路选择器：在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路；(4)二分法：一分为二的方法；图1为本专利技术一种高性能变长编码方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能变长编码方法，包括如下步骤：步骤一，根据当前行像素值和已编码像素值，计算出预测值；步骤二，根据该预测值与当前像素值计算出残差值并映射为非负整数；步骤三，根据已编码像素值的信息计算出Golomb‑Rice编码所需的K值；步骤四，采用Huffman编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb系数Q，然后采用Golomb编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb余数R，对所有待编码残差映射值进行编码；步骤五，对编码后产生的变长码字进行打包产生最终比特流。

【技术特征摘要】
1.一种高性能变长编码方法，包括如下步骤：步骤一，根据当前行像素值和已编码像素值，计算出预测值；步骤二，根据该预测值与当前像素值计算出残差值并映射为非负整数；步骤三，根据已编码像素值的信息计算出Golomb-Rice编码所需的K值；步骤四，采用Huffman编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb系数Q，然后采用Golomb编码方法编码像素点残差的映射值的Golomb余数R，对所有待编码残差映射值进行编码；步骤五，对编码后产生的变长码字进行打包产生最终比特流。2.如权利要求1所述的一种高性能变长编码方法，其特征在于，步骤四进一步包括如下步骤：步骤2.1，根据K值利用残差映射值计算公式计算出待编码的残差映射值的Golomb系数Q和Golomb余数R；步骤2.2，采用Huffman编码方式编码待编码的残差映射值的Golomb系数Q；步骤2.3，采用Golomb编码方法并利用二进制编码待编码的残差映射值的Golomb余数R；步骤2.4，把该Golomb系数Q和该Golomb余数R聚合产生待编码的残差映射值的变长码字；步骤2.5，循环步骤2.1～2.4编码所有的待编码的残差映射值。3.如权利要求2所述的一种高性能变长编码方法，其特征在于，步骤2.1中的残差映射值计算公式为：dm＝Q×2k+R其中，dm为待编码的残差映射值，Q为Golomb系数Q，R为Golomb余数R。4.如权利要求2所述的一种高性能变长编码方法，其特征在于：步骤2.2中，该Huffman编码方式为根据预先制定的码表编码该Golomb系数Q值。5.一种高性能变长解码方法，包括如下步骤：步骤一，对原比特流进行解包操作产生Golomb-TT解码装置所需的最长比特流；步骤二，根据当前行像素值和已编码像素值计算出预测值；步骤三，根据已编码像素值的信息计算出Golomb-Rice解码所需的K值；步骤四，利用该Golomb-TT解码装置并行解码多个像素点的Golomb...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪剑，林江，田磊磊，
申请(专利权)人：上海通途半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31