改进的霍夫曼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霍夫曼解码方法。该方法包括：基于待解码的数据流获得两级霍夫曼码书的、具有三个分量的第一级搜索单元的第一级搜索；判定第一级搜索单元是叶子节点还是根节点的第一级判断；如果第一级搜索单元被判定是叶子节点，则将第一级搜索单元的第三分量和第二分量分别作为解码数据和霍夫曼码字的比特数输出；否则，本发明专利技术的方法还进行第二级搜索，并根据第二级搜索获得的第二级搜索单元，获得解码数据和霍夫曼码字的比特数。本发明专利技术还提供了与上述方法相应的霍夫曼解码装置。通过本发明专利技术的方法及装置，可以显著优化霍夫曼解码，特别是ＤＲＡ霍夫曼解码。

Improved Hoffman decoding method and apparatus

The invention discloses a Hoffman decoding method. The method comprises: a data stream to be decoded to obtain two Hoffman code book, with the first level three component search unit of the first level based search; determine the first level search unit is a leaf node or the root node of the first level judgment; if the first level search unit is determined to be a leaf node, the third component and the second component of the first level search unit respectively the decoded data and the bit number Hoffman output; otherwise, the method of the invention is second level search, and according to the second level second level search search unit, get the decoded data and Hoffman codeword bits. The invention also provides a Hoffman decoding device corresponding to the method described above. The method and apparatus of the present invention can significantly optimize Hoffman decoding, especially DRA Hoffman decoding.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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
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、视频进行压縮编码处理，在播放时再通过解码处理恢复原始声 音或图像。 为了压縮编码音、视频数据，现有技术中出现了一系列音频 压縮算法和视频压縮算法，其中最为常见的音频压缩算法如MPEG系列 音频压縮算法(如mp3、 MPEG-2AAC、 MPEG-4AAC等)。在MPEG系列音频压縮算法中，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縮处理以外，还对经过第一压縮处理 的信号进行例如霍夫曼熵编码的第二压縮处理，以利用该信号中还存在 的统计冗余来进一步压縮数据量。 除MPEG系列算法以外，现有技术中还存在其它利用霍夫曼 编码的音频压縮算法，如本文中提到的DRA音频编解码技术，该技术 由本专利技术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l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所提到的两歩式搜索 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—2 AAC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巻)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査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。
技术实现思路
为了解决上述问题以及其它问题，本专利技术特给出了以下的技 术方案。 本专利技术公开了一种霍夫曼解码方法。该方法包括基于待解码的数据流获得两级霍夫曼码书的、具有三个分量的第一级搜索单元的第一级搜索；判定第一级搜索单元是叶子节点还是根节点的第一级判 断；如果第一级搜索单元被判定是叶子节点，则将第一级搜索单元的第 三分量和第二分量分别作为解码数据和霍夫曼码字的比特数输出；否 则，本专利技术的方法还进行第二级搜索，并根据第二级搜索获得的第二级 搜索单元，获得解码数据和霍夫曼码字的比特数。另外，本专利技术还提供 了与之相应的霍夫曼解码装置。 基于上述技术方案，本专利技术实现了快速高效的音频霍夫曼解 码。 针对DRA码书的特点，本专利技术还提供了进一步的DRA霍夫 曼解码方法，该方法通过综合代价函数或三级判断的方式来确定针对 DRA码书的最优第一级读入比特数x。 基于上述进一步的技术方案，本专利技术实现了针对DRA技术的、快速高效的音频霍夫曼解离。 附图说明 下文中将参考由附图所图解说明的优选示例性实施例来更详 细地解释本专利技术的主旨，在附图中相同的附图标记代表相同或等同的元件。在附图中 图1A和1B是方框图，其分别示出了DRA音频编、解码器； 图2是流程图，其示出了根据本专利技术第一实施例的、改进的 霍夫曼解码方法； 图3是方框图， 霍夫曼解码装置； 图4是流程图 DRA霍夫曼解码方法； 图5是方框图 DRA霍夫曼解码装置；其示出了根据本专利技术第一实施例的、改进的 其示出了根据本专利技术第二实施例的、改进的 其示出了根据本专利技术第二实施例的、改进的 图6是流程图，其详细示出了 x数值计算步骤对应于步骤 3101A的x计算步骤3101';以及 图7是方框图，其详细示出了 x数值计算模块对应于模块 4101A的初始比特计算模块4101'。具体实施例方式通过借助附图在下文中将描述本专利技术的优选实施例。在以下 描述中，将不详细描述已成为现有技术的功能或结构，因为不必要的细 节将导致本专利技术的介绍含混不清。 在图1A中示出了典型的DRA音频编码器10，其可通过硬件、 软件、和/或韧件来实现。简言之，DRA标准所涉及的技术就是以多个 技术模块对源音(例如，输入PCM样本)进行信号处理，以达到"编 码缺陷几乎不可闻"地压縮源音的目的。上述多个技术模块包括但不限 于暂态分析模块20、多分辨率滤波器组模块22、线性标量量化模块 30、量化指数编码模块32、码书选择模块34、人耳听觉模型模块40、全局比特分配模块42及多路复用模块50。按照DRA标准的相关规定， 上述技术模块为必选模块，即符合标准的DRA输出码流(即，DRA标 准码流) 一定是经过上述模块处理后的码流。按照其功能，可将上述模 块分为四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种霍夫曼解码方法，包括：　第一级搜索，其基于待解码的数据流获得两级霍夫曼码书的、具有三个分量的第一级搜索单元；　第一级判断，其判定所述第一级搜索单元是叶子节点还是根节点；　其中，　如果所述第一级搜索单元被判定是叶子 节点，则将所述第一级搜索单元的第三分量和第二分量分别作为解码数据和霍夫曼码字的比特数输出；　否则，所述霍夫曼解码方法还包括：第二级搜索，其接收所述第一级搜索单元，并基于所述第一级搜索单元的第三分量获得所述两级霍夫曼码书的、具有三个分量 的第二级搜索单元；其中，所述霍夫曼解码方法进一步包括：　接收所述第二级搜索单元，并进行第二级判断，所述第二级判断包括：　ｐ）判定所述第二级搜索单元是否为目标单元；　ｑ）如果所述第二级搜索单元被判定为目标单元，则解码数据和霍 夫曼码字的比特数将作为所述第二级搜索单元的第一和第二分量的函数而被输出；　ｒ）否则，将第二级搜索单元重新设定为在所述两级霍夫曼码书中的下一个搜索单元，并重新进行所述第二级判断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张盈华，
申请(专利权)人：数维科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]