專利名稱：解碼變長碼字序列的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及源解碼變長碼字序列的方法，所述源解碼基于包含多個狀態(tài)的相關(guān)狀態(tài)圖并且基于一個代碼，狀態(tài)是圖中的一個節(jié)點，通過其可能的解碼碼字序列可以通過。本發(fā)明還涉及解碼器，所述解碼器利用所述方法。
這樣的方法可用于使用變長代碼，例如，視頻或音頻通信系統(tǒng)的任何系統(tǒng)。
視頻通信系統(tǒng)典型地包括源編碼系統(tǒng)、信道和源解碼系統(tǒng)。所述源編碼系統(tǒng)生成碼字序列并且通過所述信道將其發(fā)送到所述源解碼系統(tǒng)，依靠一個共享碼對其解碼。所述共享碼定義了多個符號。碼字序列包括多個符號。解碼通過如

圖1所示的狀態(tài)圖(傳統(tǒng)地稱為位定向圖)進行。
狀態(tài)圖包括表示位時間的X軸，以及表示共享代碼的字符集的Y軸，其包含一組值。在圖1中，字符包括三個值“1”、“01”、“00”。方框表示狀態(tài)圖的一個狀態(tài)。路徑由不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換表示并且解碼序列由路徑和開始狀態(tài)(一般是狀態(tài)0)以及結(jié)束狀態(tài)表示。
因為通過信道有一些擾動，所以接收的碼字序列包含錯誤；因此，有多個可能的解碼碼字序列。所述狀態(tài)圖給出了可能的解碼碼字序列，狀態(tài)是圖中的一個節(jié)點，通過其可能的解碼碼字序列可以通過。一種最佳的方法是依靠該代碼，獨立于接收的序列尋找整個可能的解碼碼字序列，并且在狀態(tài)圖構(gòu)建的結(jié)尾選擇最佳的解碼碼字序列。因此找到最完整的解碼碼字序列的解決方案是在這些序列中搜索具有與接收的序列最小距離(根據(jù)選定的度量)的那個。
這個解決方案的一個主要問題是隨著發(fā)送的碼字序列越長該圖也越復雜，該圖越復雜，則要尋找的解碼碼字序列的數(shù)量越多。因此，如1999年3月15-19日由Park和Miller所著的IEEE關(guān)于聲學、語音和信號處理會議會議錄ICASSP’99第2451-2454頁“Joint source-channel decoding for variable length encoded data by exact andapproximate map sequence estimation(通過準確和大致圖序列估計的變長編碼數(shù)據(jù)的聯(lián)合源信道解碼)”中所描述的，對于這個復雜問題的提議的解決方案是通過在每個位時間選擇在具有共享代碼的字符集里相同符號值的一組狀態(tài)中具有最佳度量的解碼碼字序列來減少狀態(tài)的數(shù)量。但是，這個解決方案不能產(chǎn)生滿意的分組錯誤率性能。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供用于源解碼變長碼字序列的方法和解碼器，所述源解碼基于包含多個狀態(tài)的相關(guān)狀態(tài)圖并且基于一個代碼，狀態(tài)是圖中的一個節(jié)點，通過其可能的解碼碼字序列可以通過，其獲得了具有合理復雜度的有效的解碼。
為這個目的，根據(jù)本發(fā)明的方法包括以這樣的方法減少狀態(tài)圖中的狀態(tài)的步驟，即在一個位時間，在從部分度量計算中得到的標準并且否則獨立于所述代碼的字符集的基礎上，狀態(tài)組中僅有N個狀態(tài)被保留，組與位時間相關(guān)。
除此之外，根據(jù)本發(fā)明的解碼器包括適合于在一個位時間，在從部分度量計算中得到的標準并且否則獨立于所述代碼的字符集的基礎上，狀態(tài)組中僅有N個狀態(tài)被保留的狀態(tài)減少裝置，組與位時間相關(guān)。
如將在下面的細節(jié)中所看到的，這樣的方法一方面允許，在圖構(gòu)建的每一步減少狀態(tài)圖中的狀態(tài)并且，另一方面，由于從部分度量計算中獲得的標準而得到更好的性能。
在第一個實施方案中，源解碼的方法的特征在于該標準是根據(jù)最佳度量條件，具有相同數(shù)量的符號SY的組G的所有狀態(tài)中僅有一個狀態(tài)S被保留。
如下面所看到的，狀態(tài)N的數(shù)量是由位時間設置的上限，因此復雜性受限于這樣的上限。因此，這樣的標準導致類似于具有較低復雜性的現(xiàn)有技術(shù)的最佳方法類似的性能。
在第二個實施方案中，源解碼的方法的特征在于該標準是保留的狀態(tài)在所述狀態(tài)組中具有最佳度量。
如下文中很顯然的，在這種情況下狀態(tài)N的數(shù)量是固定的。因此，這樣的標準導致狀態(tài)圖的復雜性是固定的并且不隨位時間增加，與最佳的情況相反，并且這樣的標準導致狀態(tài)圖不再依賴于發(fā)送的碼字序列的長度。而且，與現(xiàn)有技術(shù)的Park和Miller的方法相反，其給出好的分組錯誤率性能。
一旦參考附圖閱讀了下列詳細描述，本發(fā)明的額外的目的、特性和優(yōu)點就變得顯而易見，其中圖1說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)變長碼字序列的源解碼的方法的狀態(tài)圖；圖2是其中使用根據(jù)本發(fā)明的源解碼方法的視頻通信系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的變長碼字序列的源解碼方法的第一狀態(tài)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的變長碼字序列的源解碼方法的第二狀態(tài)圖；圖5是顯示在圖3和圖4中說明的，根據(jù)本發(fā)明的方法的第一性能的第一個圖；圖6是顯示在圖3和圖4中說明的，根據(jù)本發(fā)明的方法的第二性能的第二個圖；以及圖7是顯示在圖3和圖4中說明的，根據(jù)本發(fā)明的方法的復雜性結(jié)果的第三個圖；圖8是顯示在圖3和圖4中說明的，根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施方案的第三狀態(tài)圖。
在下面的描述中，將不詳細描述本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的功能和結(jié)構(gòu)，因為其將在不必要的細節(jié)中使本發(fā)明變得模糊。
本發(fā)明涉及基于包含多個狀態(tài)的相關(guān)狀態(tài)圖的源解碼變長碼字序列的方法。所述方法特別用于如圖2所示的視頻通信系統(tǒng)VS里稱為VLC解碼器的變長碼解碼器。此外，所述視頻通信系統(tǒng)VS包含包括VLC編碼器VLC-ENC的源編碼系統(tǒng)S-ENC和信道CH以及包含所述VLC解碼器的源解碼系統(tǒng)S-DEC。源編碼系統(tǒng)S-ENC通過VLC編碼器對碼字序列SQ編碼并且在多個位時間期間通過所述信道CH將其發(fā)送到所述源解碼系統(tǒng)S-DEC，其依靠共享代碼C通過VLC解碼器VLC-DEC對其解碼。傳輸一位接一位進行。碼字序列SQ具有變長L_SQ。這意味著被發(fā)送的多個碼字序列SQs有不同的長度，因此，接收的碼字序列SQr有不同的長度。碼字序列SQ包含通過共享代碼C定義的多個符號SY。注意一個符號SY包含至少一位。
在圖3所示的第一個例子中，代碼C被定義如下-最大長度L_MAX等于2并且還表示符號的最大長度＝2，-大小K等于3并且還表示符號的數(shù)量，
-包含等于
的一組值[C1，C2，C3]的代碼C的字符集并且還表示3個符號采取的值。出現(xiàn)的3個概率[PC1，PC2，PC3]與這些代碼值相關(guān)。
發(fā)送的碼字序列定義如下。例如，SQs’＝00110100。因此，在源編碼系統(tǒng)S-ENC中的調(diào)制步驟，例如本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的BPSK調(diào)制步驟之后，SQs＝-1；-1；1；-1；1；-1；-1。然后，因為信道CH的擾動，由源解碼系統(tǒng)接收的序列SQr是SQr＝-0.8；-0.7；0.2；1.2；-0.5；0.6；-0.3；0.3。
從現(xiàn)在開始，接收的序列SQr必須被解碼以便恢復發(fā)送的序列SQs。換句話說，我們必須恢復在所述發(fā)送的序列SQs中已經(jīng)發(fā)送的符號SY。因為導致錯誤的擾動，我們注意到會有許多可能的解碼碼字序列SQd。
狀態(tài)圖被用于顯示所有可能的解碼碼字序列SQd。圖3說明這樣的狀態(tài)圖。X軸表示位時間。Y軸表示使用的代碼C的字符集，該字符集包含還表示符號SY所取的值的一組值。
圖3的狀態(tài)圖包含6組狀態(tài)G0到G5，每個分別與位時間B0到B5相關(guān)。組G對應于當接收到碼字序列SQr時在每個位時間Bj(j≥0)計算的所有狀態(tài)，無論代碼C的字符集是什么。狀態(tài)圖中的框表示狀態(tài)S。在每個狀態(tài)框中顯示T個符號。其表示在特定位時間Bj部分接收的序列SQr里符號SY的數(shù)量。其還表示在對應可能的解碼碼字序列SQd里符號的數(shù)量。
然而垂線限定了狀態(tài)組，水平線限定了包含這些符號取的三個值C1，C2，C3的代碼C的字符集。
路徑表示解碼碼字序列SQd。其由一個結(jié)束狀態(tài)和中間狀態(tài)組成。例如，路徑S011-S111-S321-S412-S512由符號“0”、“10”、“0”和“0”分別對應的結(jié)束狀態(tài)S512和三個中間狀態(tài)S111、S321和S412組成。符號的全部數(shù)量等于4。
注意我們用指數(shù)Sklm表示狀態(tài)S，k＝組數(shù)，1＝代碼C的字符集里值的數(shù)量，并且m＝組和代碼值中狀態(tài)的順序。例如，S211意味著這個狀態(tài)S屬于組G2，屬于代碼值C1并且對于代碼值C1是這個組G2中的第一個狀態(tài)。
如從狀態(tài)圖中可以看到的，狀態(tài)可以是不同路徑的結(jié)束狀態(tài)或者中間狀態(tài)，因此，我們可以說在位時間Bj的這樣的狀態(tài)S表示圖中的一個節(jié)點，通過其可能的解碼碼字序列可以通過，其也被稱為解碼的符號序列。
為了選擇與發(fā)送的碼字序列SQs最佳匹配的最好的解碼碼字序列SQd，執(zhí)行減少狀態(tài)圖中狀態(tài)的第一步1)。在位時間Bj(j≥0)，關(guān)于基于部分度量計算的標準并且否則獨立于所述代碼C的字符集，狀態(tài)組G中只有N個狀態(tài)被保留，組G與位時間Bj相關(guān)。
如將進一步解釋的，狀態(tài)數(shù)N或者是在第一個實施方案中隨位時間的上限，或者等于第二個實施方案中的給定值NBMAX。
因此，減少步驟包含兩個子步驟。
在第一個子步驟A)中，執(zhí)行在部分序列上部分度量的計算。形容詞“部分”指在整個序列SQr的接收結(jié)束之前執(zhí)行度量的計算。度量計算根據(jù)稱為MAP標準的“極大A后驗”標準執(zhí)行，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的這個標準等價于部分接收的序列SQr和調(diào)制之后部分發(fā)送的序列SQd之間的歐幾里得距離的計算，接著通過依賴于出現(xiàn)的碼字概率的因數(shù)加權(quán)。
整個度量計算的公式是m(i)＝∑I(‖SQri-Ci‖2+ln(PCi)，其中SQri是對應于代碼Ci的發(fā)射的發(fā)送序列SQr的一部分。因為僅由和的最初的項組成，所以可以很容易地從其中得到部分度量。
可以看出，狀態(tài)圖的構(gòu)造是作為接收的序列SQr的函數(shù)實現(xiàn)的，與在現(xiàn)有技術(shù)中說明的最佳方法相反。實際上，在每個位時間，在依賴于部分接收的序列的部分度量計算的基礎上有些狀態(tài)被刪除，而在現(xiàn)有技術(shù)中，沒有狀態(tài)被刪除并且整個度量計算在狀態(tài)圖構(gòu)建的末尾被執(zhí)行，并且狀態(tài)刪除技術(shù)不足夠地接近最佳。
在第二個子步驟B)中，應用減少標準。
在如圖3所示的第一個實施方案中，標準是這樣的，即根據(jù)最佳度量條件，在具有符號SY的相同數(shù)量T的組G的所有狀態(tài)中只有一個狀態(tài)被保留。
與考慮的狀態(tài)S相關(guān)的度量是在前往所述被考慮的狀態(tài)S的部分序列的第一個子步驟A)中計算的部分度量之一。
因此，在圖3中，例如，在位時間＝2，我們尋找在具有T＝1符號SY的第三組G2的所有狀態(tài)中具有最佳度量的狀態(tài)S。在第三組G2中的第二狀態(tài)S221和第三狀態(tài)S231具有T＝1符號SY。第二狀態(tài)S221因為有比第三狀態(tài)S231更好的度量而被保存。對于符號數(shù)T＝2，僅有一個狀態(tài)S211，所述狀態(tài)被保留。對于位時間＝3和符號數(shù)T＝2，等等，我們按相同的做。
這第一個實施方案的一個優(yōu)點是狀態(tài)圖的復雜性現(xiàn)在很容易被界定位時間值實際上是狀態(tài)數(shù)N的顯然的多數(shù)(majoration)。但是，因為所述狀態(tài)數(shù)N不是固定的，其仍然依賴于發(fā)送的碼字序列SQs的長度。因此，復雜性仍隨著位時間增加。
在如圖4所示的第二個優(yōu)選的實施方案中，標準是這樣的，即保留的狀態(tài)S具有最佳度量，無論符號或位值，或符號和位的數(shù)量。保留的狀態(tài)的數(shù)量N被定義為是給定值NBMAX并且作為我們想要獲得的性能和我們想要具有的復雜性的函數(shù)。沒有使用更多的條件。因此，例如，要保留的狀態(tài)數(shù)是NBMAX＝2。在圖4中，在位時間＝4，第一和第六狀態(tài)S411和S432因具有最佳度量而被保留。其他狀態(tài)被刪除。注意具有符號SY的相同數(shù)量，這里是數(shù)量3的所有狀態(tài)S可以被刪除。
與現(xiàn)有技術(shù)相比第二個實施方案的優(yōu)點是-NBMAX可以如我們希望的被固定，-因為NBMAX是不變的，所以復雜性不隨位時間并且因此隨發(fā)送的碼字序列SQs的長度而增加，與現(xiàn)有技術(shù)的最佳方法或Park和Miller的方法相反。
注意對于兩個實施方案，當狀態(tài)S被刪除時，暗示來自其的分支不再被認為是可能的候選者。狀態(tài)圖的減少明顯地值得注意，因為對于第一個實施方案在狀態(tài)圖中在位時間Bj(也就是對于j位的部分序列)幸存的狀態(tài)的數(shù)量最多等于j，并且對于第二個實施方案最多等于NBMAX。而且，如前面所提到的，很顯然出現(xiàn)這個最后狀態(tài)圖的復雜性不再依賴于發(fā)送的碼字序列SQs的長度。
還要注意除了在度量導出中其的影響之外，減少步驟獨立于代碼C字符集或元素的出現(xiàn)概率被執(zhí)行，與Park和Miller的方法相反。
在圖構(gòu)建的末尾，當在碼字序列中沒有更多的位需要發(fā)送時，做出對兩個實施方案相同的最后的決定。其包含在保留的狀態(tài)中選擇成為具有最佳度量的狀態(tài)的最后最佳狀態(tài)Sf以及確定具有與發(fā)送的碼字序列SQs相同的符號SY的數(shù)量的最佳解碼碼字序列SQd的第二步驟2)。
注意假設在一方面，VLC解碼器知道在發(fā)送序列SQs中由VLC編碼器發(fā)送的符號NB_SY的數(shù)量并且，在另一方面，為圖構(gòu)建的結(jié)束知道所述被發(fā)送的序列SQs的位的長度L_SQs。
還要注意，如典型地在著作中找到的并且對本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的，最佳度量被理解為意味著序列到達最佳，因此在MAP標準的意義上最高的概率，這等價于最佳，因此在上述定義的度量m(i)的意義上最低的最小距離。
執(zhí)行一個近似，這是因為這個最終最佳狀態(tài)Sf被認為在確定所有可能的解碼碼字序列的所有可能的狀態(tài)里具有最佳度量，盡管其僅在保留的狀態(tài)中取得。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法被稱為近似方法。
最后，在第三步3)，通過從選擇的最終最佳狀態(tài)Sf返回狀態(tài)圖中對應序列的路徑實現(xiàn)解碼，以便恢復通過發(fā)送序列SQs被發(fā)送的符號SY的值。
在下文中顯示根據(jù)本發(fā)明的方法的第一和第二個實施方案的性能。
與其他源解碼方法的性能比較圖5和圖6顯示與用于變長碼字序列的源解碼的其他方法相比，根據(jù)本發(fā)明的方法的性能。說明了下列方法的性能-硬VLC解碼“硬”(以圓圈表示)，-最佳軟VLC解碼“最佳”(以方形表示)，-Park和Mlller的VLC解碼“P&M”(以向上的三角形表示)，以及-根據(jù)本發(fā)明的方法的第一個實施方案“AMAP-1”(以交叉表示)，-根據(jù)本發(fā)明的方法的第二個實施方案“AMAP-2”(以向右的三角形表示)。
硬VLC方法是通常應用于固定長度碼字序列的方法。
最佳方法，如現(xiàn)有技術(shù)中所定義的，是沒有狀態(tài)減少并且沒有近似的方法。其他方法是近似方法。
在這兩個圖中，我們特別可以看到使用“垂直”條件(因其保留一些狀態(tài)作為與位時間相關(guān)的組的函數(shù))的根據(jù)本發(fā)明的方法的實施方案的性能，與使用“水平”條件(因其保留一些狀態(tài)作為符號SY的值的函數(shù))的P&M方法的性能的對比。
圖5和圖6兩個圖顯示在分組錯誤率PER與信噪比Eb/N0相比方面的性能，分組對應碼字序列SQ。注意，信噪比的計算對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的。換句話說，我們計算性能對代價的比。性能表示碼字序列是否被很好地解碼，而代價表示使用了多少功率(能量/噪聲)來發(fā)送碼字序列SQ的位。然后，依賴于我們接受的錯誤和/或我們想要使用的功率，我們選擇最好的解決方案。那些最佳的方法以及那些硬方法限制了性能。
對于第二個實施方案，選擇保留的狀態(tài)數(shù)NBMAX＝3等于或低于為P&M方法獲得的數(shù)量，以便保持關(guān)于P&M方法的公平的比較。實際上，對于P&M方法，在每個位時間，保留K個狀態(tài)，因其是對于每組狀態(tài)具有最佳度量的解碼碼字序列，其符號具有保留的相同的值[C1，...Ci，...CK]。
對于圖5中的第一個圖，為上述四種方法考慮代碼CA。
-考慮的變長代碼大小是K＝3，-其最大長度L_MAX＝2，-代碼的字符集包含值[C1；C2；C3]＝
，-相關(guān)的符號概率[Pc1(0)，Pc2(10)，Pc3(11)]已經(jīng)被選擇等于
，并且-發(fā)送的符號NB_SY的數(shù)量＝100。
如可以從第一個圖中看到的，顯示根據(jù)本發(fā)明的方法的兩個實施方案比P&M方法的性能好。其性能比P&M方法更接近最佳方法的性能。
對于圖6中的第二個圖，為上述四種方法考慮代碼CB。
-考慮的變長代碼大小是K＝6，-其最大長度L_MAX＝4，-代碼的字符集包含值[C1；C2；C3；C4；C5；C6]＝
，-相關(guān)的符號概率[Pc1(0)，Pc2(100)，Pc3(101)；Pc4(110)；Pc5(1110)；Pc6(1111)]已經(jīng)被選擇等于
，并且-發(fā)送的符號的數(shù)量＝100。
如可以從第二個圖中看到的，顯示根據(jù)本發(fā)明的方法的兩個實施方案比P&M方法的性能好。其性能比P&M方法更接近最佳方法的性能。根據(jù)本發(fā)明的方法的不同實施方案顯示有類似的性能。
為了充分選擇最佳方法，在圖7中對于第一個代碼CA給出了對除硬方法之外的這些方法的每一種方法的狀態(tài)圖的研究。在整個狀態(tài)圖中狀態(tài)S之間的多個轉(zhuǎn)換NbT以及狀態(tài)數(shù)NbS象征復雜性。狀態(tài)圖中的箭頭表示轉(zhuǎn)換。因此，復雜性與NbT*NbS相關(guān)。因為代碼的最大長度是K(在代碼CA的情況下K等于3)，對于所有方法每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換數(shù)是K。因此，可以看出，實際上，復雜性事實上與狀態(tài)NbS的數(shù)量相關(guān)。
在圖7中，X軸表示位時間的數(shù)量并且Y軸表示每個位時間狀態(tài)NbS的數(shù)量。因為對于上述每種方法每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換數(shù)相同，因此這組成了總的方法復雜性的良好估計。
顯然，雖然最佳方法和AMAP-1方法顯示與狀態(tài)圖位時間為線性關(guān)系的復雜性，P&M方法和AMAP-2方法都獨立于狀態(tài)圖位時間值。
當考慮第二個代碼CB時可以獲得類似的結(jié)果。
總之，從這些圖中顯示的結(jié)果可以看出，整體最佳解決方案是本發(fā)明的第二個實施方案，AMAP-2，因為與其他已有的近似方法相比其給出具有較低狀態(tài)圖復雜性的更好的分組錯誤率PER。對于第二個實施方案要保留的狀態(tài)數(shù)NBMAX優(yōu)選地在4和10之間的區(qū)間中取值。對于這個區(qū)間，在當NBMAX增加時其增加的復雜性和在值NBMAX＝10之后不再改善的性能之間有一個很好的均衡。
根據(jù)本發(fā)明的方法的實現(xiàn)這里有一個根據(jù)本發(fā)明的方法的軟實現(xiàn)的例子。
實際上，根據(jù)本發(fā)明的方法涉及，第一步，度量計算過程的第一個前向傳播，其中指向前面狀態(tài)的指針被保留，并且涉及第二步，追溯過程來建立對應于從所有保留狀態(tài)中選擇的一個狀態(tài)的最佳解碼碼字序列。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一個實施方案中，第一個前向傳播在每個位時間僅保留在其具有符號SY的相同數(shù)量的組G的所有狀態(tài)中具有最佳度量的狀態(tài)S，如前所述。
將在下列結(jié)構(gòu)的幫助下描述狀態(tài)圖。一個稱為“狀態(tài)”，包括
-直到考慮的狀態(tài)的符號數(shù)(為最后的決定其與發(fā)送的序列的符號數(shù)相比較)，-直到考慮的狀態(tài)的位數(shù)(其對應于位時間步驟的數(shù)量)，-在通向考慮的狀態(tài)的轉(zhuǎn)換上的符號值(為追溯過程保留)，-直到通向考慮的狀態(tài)的轉(zhuǎn)換的累積度量，-到前面狀態(tài)的第一個指針PSTATE_PREV，-到要研究的下一個“垂直”狀態(tài)的第二個指針PSTATE_VERT_NEXT，一個被稱為“格子結(jié)構(gòu)”，包括-為每個位時間存儲幸存的狀態(tài)數(shù)的整數(shù)矢量，圖狀態(tài)的矩陣。
注意在狀態(tài)結(jié)構(gòu)中的兩個指針對于根據(jù)本發(fā)明的方法至關(guān)重要。第一個PSTATE_PREV對于追溯操作是必須的，并且第二個PSTATE_VERT_NEXT允許掃描“垂直”狀態(tài)，也就是對于相同位時間Bj的所有狀態(tài)。在圖8中給出一個例子說明這一點。
因此，對于第一個實施方案的前向過程實現(xiàn)如下。在位時間Bj，從狀態(tài)S1j-對于每個新被研究的SI(j+1)狀態(tài)的概率-如果狀態(tài)SE(j+1)在具有相同位時間和相同數(shù)量的符號的圖中已經(jīng)存在，則*在這個已有的狀態(tài)SE(j+1)和被研究的那個SI(j+1)之間比較部分累積度量。保留具有最佳度量的一個。
-否則在圖中創(chuàng)建狀態(tài)并且將研究的狀態(tài)SI(j+1)拷貝到其中。
-研究下一個“垂直”狀態(tài)S2j(跟隨特設指針PSTATE_VERT_NEXT)或者，如果沒有更多的“垂直”狀態(tài)(第二個指針PSTATE_VERT_NEXT等于空)，則進入下一個位時間Bj+1。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的第二個實施方案中，第一個前向傳播在每個位時間保持NBMAX狀態(tài)，其有如上所述的最佳度量。
使用的結(jié)構(gòu)與第一個實施方案相同。
因此，第二個實施方案的前向過程實現(xiàn)如下。
在位時間Bj，從狀態(tài)S1j-對于每個新被研究的狀態(tài)SI(j+1)概率-如果狀態(tài)SE(j+1)在具有相同位時間和相同數(shù)量的符號的圖中已經(jīng)存在，則*在這個已有的狀態(tài)SE(j+1)和被研究的那個SI(j+1)之間比較部分累積度量。
-否則-如果在下一個位時間Bj+1的已有狀態(tài)的數(shù)量低于要保留的NBMAX的狀態(tài)的數(shù)量，則在圖中創(chuàng)建狀態(tài)并且將研究的狀態(tài)SI(j+1)拷貝到其中。
-否則*確定具有更壞部分累積度量的已有狀態(tài)SE(j+1)，并且*將研究的狀態(tài)SI(j+1)與這個更壞的已有狀態(tài)SE(j+1)相比較。保留具有最佳度量的那個。
-研究下一個“垂直”狀態(tài)S2j(跟隨特設第二指針PSTATE_VERT_NEXT)或者，如果沒有更多的“垂直”狀態(tài)(第二個指針PSTATE_VERT_NEXT等于空)，則進入下一個位時間Bj+1。
兩個實施方案的追溯過程實現(xiàn)如下。
研究與符號NB_SY匹配的在L_SQs位的最佳狀態(tài)-如果沒有找到具有正確數(shù)量的符號的狀態(tài)*沒有找到匹配-否則*找到一個匹配*返回并且記下對應轉(zhuǎn)換的符號*顛倒符號的順序以便得到解碼的碼字序列應該注意本發(fā)明不限于上述實施方案并且在不背離如所附的權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可能有變體和修改。在這個方面，進行了下面的結(jié)束評論。
應該注意本發(fā)明不限于上述視頻應用。其可以用于使用變長編碼的任何應用中并且可以支持所述解碼的代價(在計算復雜性和時間延遲方面，在根據(jù)本發(fā)明的方法中的所述時間延遲因追溯過程依賴于整個序列的接收的結(jié)束)。典型地，這可用于如視頻、音頻或文本壓縮中。
應該注意根據(jù)本發(fā)明的方法不限于上述實現(xiàn)。
假設硬件或軟件的單一項目可以實現(xiàn)幾個功能，利用硬件或軟件，或兩者有多種方式實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的功能。不排除硬件或軟件或者兩者的項目的集合實現(xiàn)功能的事實。例如，減少步驟可以和選擇最后最佳狀態(tài)的步驟合并，因此在不改變根據(jù)本發(fā)明的源解碼方法的情況下形成單一的功能。
所述硬件和軟件項目可以以幾種方式實現(xiàn)，如分別通過有線電路或通過合適的可編程集成電路。集成電路可以包含在計算機中或解碼器中。在第二種情況下，解碼器包含適合于根據(jù)第一或第二個標準進行減少步驟1)的狀態(tài)減少裝置，以及適合于進行選擇步驟2)的選擇裝置，如前面所述，所述裝置如上所述可以是硬件或軟件。
集成電路包含一組指令。因此，包含在例如計算機程序存儲器或解碼器存儲器中的所述指令組，會導致計算機或解碼器執(zhí)行源解碼方法的不同步驟。
指令組可以通過讀取例如磁盤的數(shù)據(jù)載體加載到程序存儲器中。業(yè)務提供者還可以通過如互聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)使指令組可用。
所附權(quán)利要求中任何參考符號不應該被解釋成限制權(quán)利要求。很顯然，詞“包含”以及其變體的使用不排除除了在任何權(quán)利要求中定義的之外的任何步驟或元素的存在。在元素或步驟前的詞“一個”不排除多個這樣的元素或步驟的存在。
權(quán)利要求
1.一種源解碼變長碼字序列的方法，所述源解碼基于包含多個狀態(tài)(S)的相關(guān)狀態(tài)圖以及代碼(C)，狀態(tài)是圖中的一個節(jié)點，通過其可能的解碼碼字序列(SQd)可以通過，其特征在于其包含以一種方式減少狀態(tài)圖中狀態(tài)(S)的步驟，所述方式是在位時間(Bj)，在從部分度量計算獲得的標準并且否則獨立于所述代碼(C)的字符集的基礎上，狀態(tài)組(G)中只有N個狀態(tài)被保留，組(G)與位時間(Bj)相關(guān)。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述標準是根據(jù)最佳度量條件，在具有相同數(shù)量的符號(SY)的組(G)的所有狀態(tài)中只有一個狀態(tài)被保留。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述標準是被保留的狀態(tài)(S)具有狀態(tài)組(G)中的最佳度量。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于其包含另一個步驟在保留的狀態(tài)中選擇一個最終最佳狀態(tài)(Sf)作為具有最佳度量的狀態(tài)，以及確定具有相同數(shù)量的符號(SY)的最佳解碼碼字序列(SQd)作為發(fā)送的碼字序列(SQs)。
5.用于解碼器的計算機程序產(chǎn)品，包含一組指令，所述指令被加載到所述解碼器中時，導致所述解碼器執(zhí)行如權(quán)利要求1到4所述的方法。
6.用于計算機的計算機程序產(chǎn)品，包含一組指令，所述指令被加載到所述計算機中時，導致所述計算機執(zhí)行如權(quán)利要求1到4所述的方法。
7.一種源解碼變長碼字序列的解碼器，所述源解碼基于包含多個狀態(tài)(S)的相關(guān)狀態(tài)圖以及代碼(C)，狀態(tài)是圖中的一個節(jié)點，通過其可能的解碼碼字序列(SQd)可以通過，其特征在于其包含狀態(tài)減少裝置，其適合于在位時間(Bj)，在從部分度量計算獲得的標準并且否則獨立于所述代碼(C)的字符集的基礎上，狀態(tài)組(G)中只有N個狀態(tài)被保留，組(G)與位時間(Bj)相關(guān)。
8.如權(quán)利要求7所述的解碼器，其特征在于所述標準是根據(jù)最佳度量條件，在具有相同數(shù)量的符號(SY)的組(G)的所有狀態(tài)中只有一個狀態(tài)被保留。
9.如權(quán)利要求7的解碼器，其特征在于所述標準是被保留的狀態(tài)(S)具有狀態(tài)組(G)中的最佳度量。
10.如權(quán)利要求7所述的解碼器，其特征在于其包含選擇裝置，其適合于在保留的狀態(tài)中選擇一個最終最佳狀態(tài)(Sf)作為具有最佳度量的狀態(tài)，并且適合于確定具有相同數(shù)量的符號(SY)的最佳解碼碼字序列(SQd)作為發(fā)送的碼字序列(SQs)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種源解碼變長碼字序列的方法，所述解碼基于包含多個狀態(tài)的相關(guān)狀態(tài)圖以及代碼(C)。其特征在于其包含以一種方式來減少狀態(tài)圖中狀態(tài)的步驟，所述方式是在位時間(Bj)，在從部分度量計算獲得的標準并且否則獨立于所述代碼(C)的字符集的基礎上，狀態(tài)組(G)中只有N個狀態(tài)被保留，組(G)與位時間(Bj)相關(guān)。組(G)對應于在每個位時間(Bj)計算的所有狀態(tài)(S)。
文檔編號H04N7/26GK1463500SQ02801786
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月22日
發(fā)明者C·拉米, O·博蒂爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司