一种算术熵编码方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种算术熵编码方法及装置，其中，该方法包括：更新并行输入的两个上下文符号对的概率区间值，并对更新后的概率区间值进行移位处理；更新所述两个上下文符号对的概率区间下限；对所述概率区间下限进行归一化处理并输出码流。通过本发明专利技术，可以解决相关技术中MQ编码器编码耗费较多硬件资源且芯片实现成本较高的问题，使用一个归一化器完成归一化操作，码流按照顺序输出，节省硬件资源，且保证每个时钟可以处理两个上下文判决对。

【技术实现步骤摘要】
一种算术熵编码方法及系统
本专利技术涉及通信领域，具体而言，涉及一种算术熵编码方法及系统。
技术介绍
MQ算术编码是一种无损的数据压缩技术，已被JPEG2000标准采用，作为该标准的关键技术之一。MQ编码器也是JPEG2000中复杂度较高的一个模块。MQ算术编码器是一种改进的基于上下文的自适应算术编码器。它的前级是位平面编码模块，位平面编码输出的是二进制数据判决D和与之相关的上下文CX，称之为上下文符号对或上下文判决对，MQ编码器将上下文判决对所组成的序列进行编码，映射成压缩码字，最终形成编码码流。已有技术方案主要是围绕提高编码速度和吞吐率，便于硬件实现。例如授权公告号CN101820549B的《基于JPEG2000标准的高速实时处理算术熵编码系统》就是通过改进原有的算法结构，使得编码处理速度达到每个时钟可以处理两个上下文判决对的效果。其方案核心介绍如下：图1是相关技术中的MQ编码器编码的示意图，如图1所示，该方案将MQ编码器总体架构划分成如下四部分：概率区间值预测器、码值预测器、码流缓存器以及输出选择器。其中，概率区间值预测器根据输入的两个上下文判决符号对完成判决编码符号类型，更新概率区间；码值预测器根据编码符号类型对码值进行更新，并输出三类归一化码流和排空码流；码流缓存器和输出选择器则按顺序完成最终的码流输出。其核心模块是前两级模块，图2是相关技术中的MQ编码器编码中概率区间值预测器的结构框图，如图2所示，概率区间值预测器结构如下：概率区间值预测器先根据两个上下文判决对得到概率判断信号和指示信号及索引对，然后由其内部的处理器单元完成8种不同的概率区间、码值移位计数值和归一化使能的计算。另一个核心模块是码值预测器，图3是相关技术中的MQ编码器编码中码值预测器的结构框图，如图3所示，结构如下：码值预测器先判断出归一化类型，然后根据判断出的归一化类型选择相应的归一化器，输出归一化得到的码流。结束上下文编码后，由排空器将残留在码值寄存器内的有效码流输出。上述处理方式是将概率区间的计算、码值移位的计算分成8个不同的处理单元，每个单元完成一种处理；另外，码值预测器实现也采用了三个归一化器，分别完成一种归一化操作，后级还需要四路码流缓存。其并行结构较多，耗费较多硬件资源，对于芯片实现成本较高。针对相关技术中MQ编码器编码耗费较多硬件资源且芯片实现成本较高的问题，尚未提出解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种算术熵编码方法及系统，以至少解决相关技术中MQ编码器编码耗费较多硬件资源且芯片实现成本较高的问题。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种算术熵编码方法，包括：更新并行输入的两个上下文符号对的概率区间值，并对更新后的概率区间值进行移位处理；更新所述两个上下文符号对的概率区间下限；对所述概率区间下限进行归一化处理并输出码流。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种算术熵编码装置，包括：更新移位模块，用于更新并行输入的两个上下文符号对的概率区间值，并对更新后的概率区间值进行移位处理；第一更新模块，用于更新所述两个上下文符号对的概率区间下限；处理模块，用于对所述概率区间下限进行归一化处理并输出码流。根据本专利技术的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。根据本专利技术的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。通过本专利技术，更新并行输入的两个上下文符号对的概率区间值，并对更新后的概率区间值进行移位处理；更新所述两个上下文符号对的概率区间下限；对所述概率区间下限进行归一化处理并输出码流，可以解决相关技术中MQ编码器编码耗费较多硬件资源且芯片实现成本较高的问题，使用一个归一化器完成归一化操作，码流按照顺序输出，节省硬件资源，且保证每个时钟可以处理两个上下文判决对。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是相关技术中的MQ编码器编码的示意图；图2是相关技术中的MQ编码器编码中概率区间值预测器的结构框图；图3是相关技术中的MQ编码器编码中码值预测器的结构框图；图4是本专利技术实施例的一种算术熵编码方法的移动终端的硬件结构框图；图5是根据本专利技术实施例的一种算术熵编码方法的流程图；图6是根据本专利技术实施例的的示意图；图7是根据本专利技术实施例的计算编码相关参数的示意图；图8是根据本专利技术实施例中的MPS更新的流程图；图9是根据本专利技术实施例的概率区间更新的流程图一；图10是根据本专利技术实施例的概率区间更新的流程图二；图11是根据本专利技术实施例的CX0概率区间归一化计算的流程图；图12是根据本专利技术实施例的CX0的概率区间归一化处理的流程图；图13是根据本专利技术实施例的CX0的归一化移位的流程图；图14是根据本专利技术实施例的CX1的概率区间归一化计算的流程图；图15是根据本专利技术实施例的CX1的概率区间归一化处理的流程图；图16是根据本专利技术实施例的CX1的归一化移位的流程图；图17是根据本专利技术实施例的CX0的区间下限更新的流程图；图18是根据本专利技术实施例的CX1的区间下限更新的流程图；图19是根据本专利技术实施例的CX0更新后的区间下界C’归一化的流程图一；图20是根据本专利技术实施例的CX1更新后的区间下界C”归一化的流程图二；图21是根据本专利技术实施例的区间下届C’归一化操作的示意图；图22是根据本专利技术实施例的算术熵编码装置的框图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。实施例1本申请实施例一所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图4是本专利技术实施例的一种算术熵编码方法的移动终端的硬件结构框图，如图4所示，移动终端10可以包括一个或多个(图4中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图4所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端10还可包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的配置。存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本专利技术实施例中的报文接收方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种算术熵编码方法，其特征在于，包括：更新并行输入的两个上下文符号对的概率区间值，并对更新后的概率区间值进行移位处理；更新所述两个上下文符号对的概率区间下限；对所述概率区间下限进行归一化处理并输出码流。

【技术特征摘要】
1.一种算术熵编码方法，其特征在于，包括：更新并行输入的两个上下文符号对的概率区间值，并对更新后的概率区间值进行移位处理；更新所述两个上下文符号对的概率区间下限；对所述概率区间下限进行归一化处理并输出码流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新并行输入的两个上下文符号对的概率区间值包括：获取所述两个上下文符号对的初始概率区间值；对所述初始概率区间值进行更新。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述初始概率区间值进行更新包括：确定第一上下文判决对和第二上下文判决对的编码相关参数，其中，所述编码相关参数至少包括：上下文概率，更新的小概率符号索引，更新的大概率符号索引，大概率符号索引，区间交换标志，前导零的个数；所述两个上下文符号对包括所述第一上下文判决对、第一上下文判决，所述第二上下文判决对，第二上下文判决；根据所述第一上下文判决对和所述第二上下文判决对的所述编码相关参数对所述初始概率区间值进行更新。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述第一上下文判决对和所述第二上下文判决对的编码相关参数包括：在所述第一上下文判决对与所述第二上下文判决对不相同的情况下，从预先存储的查找表中获取所述第一上下文判决对和所述第二上下文判决对的所述编码相关参数；在所述第一上下文判决对与所述第二上下文判决对相同的情况下，从所述查询表中获取所述第一上下文判决对的所述编码相关参数，通过所述第一上下文判决对的更新的小概率符号索引或更新的大概率符号索引从预先存储的概率估计表中获取所述第二上下文判决对的所述编码相关参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过所述第一上下文判决对的更新的小概率符号索引或更新的大概率符号索引从所述概率估计表中获取所述第二上下文判决对的所述编码相关参数包括：判断第一上下文判决对的大概率符号索引与所述第一上下文判决是否相同；在判断结果为是的情况下，将所述第一上下文判决对的更新的大概率符号索引作为索引从预先存储的概率估计表中获取所述第二上下文判决对的所述编码相关参数；在判断结果为否的情况下，将所述第一上下文判决对的更新的小概率符号索引作为索引从所述概率估计表中获取所述第二上下文判决对的所述编码相关参数。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一上下文判决对和所述第二上下文判决对的所述编码相关参数对所述初始概率区间值进行更新包括：根据所述第一上下文判决、所述第一上下文判决对的大概率符号索引以及所述第一上下文判决对的上下文概率对所述第一上下文判决对的初始概率区间值进行更新，得到更新后的第一概率区间值；对所述第一概率区间值进行归一化处理，得到第二概率区间值；根据所述第二上下文判决、所述第二上下文判决对的大概率符号索引、所述第二上下文判决对的上下文概率以及所述第二概率区间值对所述第二上下文判决对的初始概率区间值进行更新，得到更新后的第三概率区间值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述第一上下文判决、所述第一上下文判决对的大概率符号索引以及第一上下文判决对的上下文概率对所述第一上下文判决对的初始概率区间进行更新，得到更新后的第一概率区间值包括：根据所述第一上下文判决、所述第一上下文判决对的大概率符号索引以及第一上下文判决对的上下文概率确定所述第一概率区间值等于所述第一上下文判决对的初始概率区间与所述第一上下文判决对的上下文概率的差值，所述第一上下文判决对的区间下限更新方式指示信号为1；或者根据所述第一上下文判决、所述第一上下文判决对的大概率符号索引以及第一上下文判决对的上下文概率确定所述第一概率区间值等于所述第一上下文判决对的上下文概率，所述第一上下文判决对的区间下限更新方式指示信号为0；根据所述第二上下文判决对、所述第二上下文判决对的大概率符号索引、所述第二上下文判决对的上下文概率以及所述第二概率区间值对所述第二上下文判决对的初始概率区间进行更新，得到更新后的第三概率区间值包括：根据所述第二上下文判决对、所述第二上下文判决对的大概率符号索引、所述第二上下文判决对的上下文概率以及所述第二概率区间值确定所述第三概率区间值等于所述第二概率区间值与所述第二上下文判决对的上下文概率的差值，所述第二上下文判决对的区间下限更新方式指示信号为1；根据所述第二上下文判决、所述第二上下文判决对的大概率符号索引、所述第二上下文判决对的上下文概率以及所述第二概率区间值确定所述第三概率区间值等于所述第二上下文判决对的上下文概率，所述第二上下文判决对的区间下限更新方式指示信号为0。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对更新后的概率区间值进行移位处理包括：分别确定所述第一上下文判决对的第一移位位数和所述第二上下文判决对的第二移位位数；根据所述第一移位位数和所述第二移位位数对所述第一上下文判决对更新后的概率区间值和所述第二上下文判决对更新后的概率区间值进行移位处理。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，分别确定所述第一上下文判决对的第一移位位数和所述第二上下文判决对的第二移位位数包括：确定所述第一移位位数为所述第一上下文判决对的前导零的个数；或者，确定所述第一移位位数为以下之一：0、1、2；确定所述第二移位位数为所述第二上下文判决对的前导零的个数；或者，确定所述第二移位位数为以下之一：0、1、2。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述第一移位位数和所述第二移位位数对所述第一上下文判决对更新后的概率区间值和所述第二上下文判决对更新后的概率区间值进行移位处理包括：在所述第一上下文判决对和所述第二上下文判决对的归一化移位标识均为0的情况下，放弃对所述第一上下文判决对和所述第二上下文判决对进行归一化移位；在所述第一上下文判决对和所述第二上下文判决对的归一化移位标识均为1的情况下，根据所述第一移位位数对所述第一上下文判决对更新后的概率区间值进行左移处...

【专利技术属性】
技术研发人员：于攀，朱竹青，陈琦，方伟，杨银昌，
申请(专利权)人：浙江大华技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33