[发明专利]硬件友好的数据压缩方法、压缩器

说明书

提供了用于压缩数据和解压缩压缩数据的系统、装置和方法。一种方法可以包括：接收要压缩的输入数据块，为所述输入数据块中的不同符号生成出现次数表和累积出现表，对于所述输入数据块中的每个符号，基于所述出现次数表和所述累积出现表，动态获得用于右移当前状态“x”以编码当前符号的移位数，将被右移的位输出到编码数据并获得下一状态“x”，并且从在最终循环中生成的最后状态“x”获得最终状态“X”。

技术领域

本公开涉及数据压缩，尤其涉及使用熵编码的无损压缩。

背景技术

数据压缩已广泛用于数字信号系统，例如通信和计算机系统。在信息论中，克劳德·香农(Claude Shannon)的信源编码定理(source coding theorem，或称为无噪声编码定理)确定了可能的数据压缩以及香农熵的运算含义的极限。根据香农的信源编码定理，符号的最佳代码长度为-log_bP，其中b是用于制作输出代码的符号数，P是输入符号的概率。霍夫曼(Huffman)编码和算术(Arithmetic)编码是最常见的两种熵编码技术。自 2014年以来，数据压缩器已开始使用熵编码技术的非对称数字系统(ANS)系列，该技术可结合算术编码的压缩率和类似于霍夫曼编码的运算成本。但是，这些现有的ANS实现是为通用计算系统开发的，该系统通常使用通用中央处理单元(CPU)来执行数据压缩或解压缩操作。因此，需要一种对硬件更友好的压缩技术，例如适用于现场可编程门阵列 (FPGA)或专用集成电路(ASIC)的压缩技术。

发明内容

本公开提供了用于使用熵编码的无损压缩的系统和方法。在示例性实施例中，提供了一种方法，该方法可以包括：接收要压缩的输入数据块，为该输入数据块中的不同符号生成出现次数表和累积出现表，对于该输入数据块中的每个符号，基于该出现次数表和该累积出现表，动态获得用于右移当前状态“x”以编码当前符号的移位数，将被右移的位(bits)输出到编码数据并获得下一状态“x”，并且从在最终循环中生成的最后状态“x”获得最终状态“X”。

在另一个示例性实施例中，提供了一种压缩器，其可以包括：输入接口，被配置为接收要压缩的输入数据块；输入缓冲器，其耦合到该输入接口以存储接收到的要压缩的输入数据块；计算器，其被耦合到输入接口并被配置为生成输入数据块中不同符号的出现次数表，并为输入数据块中的不同符号生成累积出现表；表缓冲器，被配置为存储出现次数表和累积出现表，以及一个编码器引擎，被耦合到表缓冲器和输入缓冲器，并被配置为：对于输入数据块中的每个符号，基于出现次数表和累积出现表，动态获得用于右移当前状态“x”以编码当前符号的移位数，将右移位输出到编码数据并获得下一状态“x”，并从最终循环中生成的最后状态“x”获得最终状态“X”。

附图简要说明

图1示意性地示出了根据本公开一实施例的压缩过程。

图2A示意性地示出了根据本公开一实施例的出现次数表。

图2B示意性地示出了根据本公开一实施例的累计出现表。

图2C示意性地示出了根据本公开一实施例的状态间隔和符号状态间隔。

图3示意性地示出了根据本公开一实施例的压缩器。

图4示意性地示出了根据本公开一实施例的解压缩过程。

图5A示意性地示出了根据本公开一实施例的解码表。

图5B示意性地示出了根据本公开另一实施例的解码表。

图6示出了根据本公开一实施例的解压缩器。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述根据本申请的具体实施例。为了一致性，各个图中的相同元件由相同的附图标记表示。