TWI404420B - 可變長度解碼器、視訊解碼器、具有此解碼器的影像顯示系統以及可變長度解碼方法 - Google Patents

Description

可變長度解碼器、視訊解碼器、具有此解碼器的影像顯示系統以及可變長度解碼方法

本發明是有關於一種無損資料壓縮(lossless data compression)，且特別是有關於一種可變長度解碼器、視訊解碼器、具有此解碼器的影像顯示系統以及可變長度解碼方法。

一般來說，無損資料壓縮技術可降低資料的冗餘(redundancy)。當使用無損資料壓縮技術時，原始資料會在無任何資料遺失的情況下編碼以產生壓縮資料。此壓縮資料可被解碼來恢復原始資料。無損壓縮或無損編碼是參考為熵編碼(entropy coding)。熵編碼包括固定長度與可變長度編碼方法。

可變長度編碼方法廣泛用在視訊壓縮，例如動畫專家群(moving picture experts group,MPEG)與H.261標準。可變長度編碼方法可分為兩種：樹搜尋演算法(tree searching algorithm)與查詢表演算法(lookup table algorithm)。

根據樹搜尋演算法，會使用碼樹(code tree)來判斷碼字(codeword)與碼字的長度。樹搜尋演算法具有相對慢的解碼速度。

根據查詢表演算法，每個碼字會對應在查詢表中的登錄(entry)。與解碼資料匹配的碼字會在查詢表中被搜尋，並且對應碼字的符號會被決定。每時鐘週期會產生一個符號。相較於樹搜尋演算法來說，查詢表演算法的解碼速度是較快的。

行動裝置(例如行動電話、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)與可攜式媒體播放器(portable media player,PMP))已廣泛地被使用。因為電池容量是有限的，所以此些裝置需具低耗電。一般來說，此些裝置具有時鐘速度以強化其效能，由此會增加耗電。

圖1是繪示傳統可變長度解碼器的方塊圖，其揭露於美國專利第6,653,955號。

在圖1中，可變長度解碼器100會每時鐘週期(per clock cycle)輸出兩個符號(symbol)。部分碼空間解碼器(partial code space decoder)112會輸出一個符號並且整體碼空間解碼器(entire code space decoder)152會輸出另一個符號。然而，可變長度解碼器100無法總是每時鐘週期輸出兩個符號。可變長度解碼器100具有不規則資料流並且無法在每時鐘週期輸出一致的符號數目。

因此，有需要可一致地輸出增加符號數目的可變長度解碼器來改善解碼速度。

在本發明的範例實施例中，提供一種可變長度解碼器，其包括位元流介面單元(bitstream interface unit)與解碼單元。位元流介面單元是用以依據未使用位元流(unused bitstream)與輸入位元流(input bitstream)來產生用於目前解碼程序的解碼位元流，未使用位元流包括先前解碼位元流(previous decoding bitstream)的未使用位元。解碼單元是用以解碼此解碼位元流來每時鐘週期產生多個符號，並且用以提供用於下一個解碼程序的下一個未使用位元流至位元流介面單元。

位元流介面單元會從輸入位元流中接收使用長度(used length)的新位元，並且用以結合先前解碼位元流的未使用位元和新位元來產生解碼位元流，其中使用長度是對應先前解碼位元流的使用位元數。

位元流介面單元包括第一輸入暫存器、第一桶式移位器(barrel shifter)、未使用位元流暫存器與邏輯電路。第一輸入暫存器是用以儲存輸入位元流。第一桶式移位器是用以在輸入位元流上執行按位元移位運算(bitwise shift operation)來提供新位元。未使用位元流暫存器是用以儲存未使用位元流。邏輯電路是用以依據未使用位元流暫存器的輸出與第一桶式移位器的輸出來產生解碼位元流。

位元流介面單元更包括第二桶式移位器與第二輸入暫存器。第二桶式移位器是用以當第一桶式移位器接收到新輸入位元流時從第一輸入暫存器中接收輸入位元流，並且用以在輸入位元流上執行按位元移位運算來提供未使用位元。第二輸入暫存器是用以儲存第二桶式移位器的輸出，其中邏輯電路會依據第二輸入暫存器的額外輸出來產生解碼位元流。

位元流介面單元會決定第一與第二桶式移位器的移位數以及第一輸入暫存器多常接收新輸入位元流的更新計時，其是依據使用長度。

解碼單元包括多個基線解碼單元(baseline decoding unit)，其以串聯方式彼此耦接。

每個基線解碼單元會接收包括在先前一個基線解碼單元中未使用之位元的解碼位元流、產生對應所接收解碼位元流之前導碼字(leading codeword)的符號以及輸出前導碼字的位元數。

每個基線解碼單元包括碼查詢表、長度查詢表、桶式移位器與加法器。碼查詢表會提供對應前導碼字的符號。長度查詢表會提供前導碼字的位元數。桶式移位器是用以在所接收解碼位元流上以前導碼字之位元數來執行按位元移位運算以輸出除前導碼字之外的解碼位元流。加法器是用以藉由累積前導碼字之位元數來計算用於下一個解碼程序的下一個使用長度，下一個使用長度是對應在目前解碼程序期間使用位元的數目。

在本發明範例實施例中，提供一種可變長度解碼方法，此方法包括：依據未使用位元流與輸入位元流來產生用於目前解碼程序的解碼位元流；依據解碼位元流來每時鐘週期產生多個符號；提供用於下一個解碼程序的下一個未使用位元流。未使用位元流包括先前解碼位元流的未使用位元。下一個未使用位元流包括解碼位元流的未使用位元。

產生解碼位元流包括：從輸入位元流中接收使用長度的新位元；以及結合先前解碼位元流的未使用位元和新位元來產生解碼位元流。使用長度是對應先前解碼位元流的使用位元數。

產生多個符號包括以碼字單位來依序地產生每個符號。

在本發明範例實施例中，提供一種視訊解碼器，其包括反向量化單元(inverse quantization unit)、反向轉換單元(inverse conversion unit)、動態補償器(motion compensator)與可變長度解碼器。反向量化單元是用以在視訊資料上執行反向量化運算來產生轉換係數(conversion coefficient)。反向轉換單元是用以在轉換係數上執行反向轉換運算來產生殘餘訊框(residual frame)。動態補償器是用以依據參考訊框(reference frame)與動態向量(motion vector)來產生重建的視訊訊框。可變長度解碼器是用以在位元流上執行可變長度解碼程序來產生視訊資料與動態向量。

可變長度解碼器包括位元流介面單元與解碼單元。位元流介面單元是用以依據未使用位元流與輸入位元流來產生用於目前解碼程序的解碼位元流。未使用位元流包括先前解碼位元流的未使用位元。解碼單元是用以解碼此解碼位元流來每時鐘週期產生多個符號，並且提供用於下一個解碼程序的下一個未使用位元流至位元流介面單元。

位元流介面單元會從輸入位元流中接收使用長度的新位元，並且用以結合先前解碼位元流的未使用位元和新位元來產生解碼位元流，其中使用長度是對應先前解碼位元流的使用位元數。

位元流介面單元包括第一輸入暫存器、第一桶式移位器、未使用位元流暫存器與邏輯電路。第一輸入暫存器是用以儲存輸入位元流。第一桶式移位器是用以在輸入位元流上執行按位元移位運算來提供新位元。未使用位元流暫存器是用以儲存未使用位元流。邏輯電路是用以依據未使用位元流暫存器的輸出與第一桶式移位器的輸出來產生解碼位元流。

位元流介面單元更包括第二桶式移位器與第二輸入暫存器。第二桶式移位器是用以當第一桶式移位器接收到新輸入位元流時從第一輸入暫存器中接收輸入位元流，並且用以在輸入位元流上執行按位元移位運算來提供未使用位元。第二輸入暫存器是用以儲存第二桶式移位器的輸出，其中邏輯電路會依據第二輸入暫存器的額外輸出來產生解碼位元流。

位元流介面單元會決定第一與第二桶式移位器的移位數以及第一輸入暫存器多常接收新輸入位元流的更新計時，其是依據使用長度。

解碼單元包括多個基線解碼單元，其以串聯方式彼此耦接。

每個基線解碼單元會接收包括在先前一個基線解碼單元中未使用之位元的解碼位元流、產生對應所接收解碼位元流之前導碼字的符號以及用以輸出前導碼字的位元數。

每個基線解碼單元包括碼查詢表、長度查詢表、桶式移位器與加法器。碼查詢表會提供對應前導碼字的符號。長度查詢表會提供前導碼字的位元數。桶式移位器是用以在所接收解碼位元流上以前導碼字之位元數來執行按位元移位運算以輸出除前導碼字之外的解碼位元流。加法器是用以藉由累積前導碼字之位元數來計算用於下一個解碼程序的下一個使用長度，下一個使用長度是對應在目前解碼程序期間使用位元的數目。

在本發明範例實施例中，提供一種影像顯示系統，其包括接收單元、解多工器、視訊解碼器、編碼器與顯示裝置。接收單元是用以接收內容程式。解多工器是用以從內容程式中選擇視訊資料。視訊解碼器是用以依據可變長度解碼算法來解碼視訊資料來產生重建的視訊訊框。編碼器是用以將重建的視訊訊框轉換為對應視訊訊框的顯示資料。顯示裝置是用以顯示此顯示資料。

視訊解碼器包括位元流介面單元與解碼單元。位元流介面單元是用以依據未使用位元流與輸入位元流來產生用於目前解碼程序的解碼位元流，未使用位元流包括先前解碼位元流的未使用位元。解碼單元是用以解碼此解碼位元流來每時鐘週期產生多個符號，並且用以提供用於下一個解碼程序的下一個未使用位元流至位元流介面單元。

位元流介面單元會從輸入位元流中接收使用長度的新位元，並且用以結合先前解碼位元流的未使用位元和新位元來產生解碼位元流，其中使用長度是對應先前解碼位元流的使用位元數。

位元流介面單元包括第一輸入暫存器、第一桶式移位器、未使用位元流暫存器與邏輯電路。第一輸入暫存器是用以儲存輸入位元流。第一桶式移位器是用以在輸入位元流上執行按位元移位運算來提供新位元。未使用位元流暫存器是用以儲存未使用位元流。邏輯電路是用以依據未使用位元流暫存器的輸出與第一桶式移位器的輸出來產生解碼位元流。

位元流介面單元更包括第二桶式移位器與第二輸入暫存器。第二桶式移位器是用以當第一桶式移位器接收到新輸入位元流時從第一輸入暫存器中接收輸入位元流，並且用以在輸入位元流上執行按位元移位運算來提供未使用位元。第二輸入暫存器是用以儲存第二桶式移位器的輸出，其中邏輯電路會依據第二輸入暫存器的額外輸出來產生解碼位元流。

位元流介面單元會決定第一與第二桶式移位器的移位數以及第一輸入暫存器多常接收新輸入位元流的更新計時，其是依據使用長度。

解碼單元包括多個基線解碼單元，其以串聯方式彼此耦接。

每個基線解碼單元會接收包括在先前一個基線解碼單元中未使用之位元的解碼位元流、產生對應所接收解碼位元流之前導碼字的符號以及用以輸出前導碼字的位元數。

每個基線解碼單元包括碼查詢表、長度查詢表、桶式移位器與加法器。碼查詢表會提供對應前導碼字的符號。長度查詢表會提供前導碼字的位元數。桶式移位器是用以在所接收解碼位元流上以前導碼字之位元數來執行按位元移位運算以輸出除前導碼字之外的解碼位元流。加法器是用以藉由累積前導碼字之位元數來計算用於下一個解碼程序的下一個使用長度，下一個使用長度是對應在目前解碼程序期間使用位元的數目。

必須瞭解的是當元件參考為“連接”或“耦接”至另一元件時，則其可直接地連接或耦接至此另一元件或透過中介元件來連接或耦接至此另一元件。相同參考編號是參考相同元件。

以下將配合所附圖式詳細說明本發明的範例實施例。

圖2是根據本發明範例實施例繪示可變長度解碼器的方塊圖。

請參照圖2，可變長度解碼器200包括位元流介面210以及每時鐘週期產生多個符號的解碼單元220。

位元流介面210會依據目前輸入位元流、先前未使用的解碼位元流與先前使用解碼位元流的使用長度來產生用於目前解碼程序的解碼位元流。解碼位元流的長度是對應在一個時鐘週期中能被解碼的最大長度。

解碼單元220包括多個基線解碼單元221至223，其是以串聯方式耦接。基線解碼單元的數目不限於圖2所示的三個，並且可被改變。

每個基線解碼單元221至223會產生單一符號。此符號是指示對應包括在可變長度編碼位元流中之可變碼字的原始資料。

例如，當由’A’、’B’、’C’與’D’所表示的資料藉由使用可變長度編碼方法來編碼時，則各別可變碼字會對應’0’、’10’、’110’與’111’。因此可變長度編碼位元流’010011011011100010001000’會被分割為如’0’、’10’、’0’、’110’、’110’、’111’、’0’、’0’、’0’、’10’、’0’、，0’、’10’、’0’與’0’的15個可變碼字，並且位元流會表示成’ABACCDAAABAABAA’。

每個基線解碼單元221至223會接收包括在先前基線解碼單元中未使用之位元的解碼位元流。例如，第一基線解碼單元221會接收從位元流介面210中所輸出的解碼位元流與使用長度值’0’。第二基線解碼單元222會接收第一解碼位元流與第一使用長度值，其中第一解碼位元流包括從位元流介面210中所輸出解碼位元流的未使用位元並且第一使用長度值是指示第一基線解碼單元221所使用碼字的長度。第三基線解碼單元223會接收第二解碼位元流與第二使用長度值，其中第二解碼位元流包括第一解碼位元流的未使用位元並且第二使用長度是指示第一與第二基線解碼單元221與222所使用碼字的長度。第三解碼位元流與第三使用長度值會輸入至位元流介面210，其中第三解碼位元流包括經基線解碼單元221至223的解碼位元流的未使用位元並且第三使用長度值是指示基線解碼單元221至223所使用碼字的長度。

在圖2中的解碼單元220包括三個基線解碼單元221至223。然而，基線解碼單元的數目可根據解碼單元220的時鐘頻率來變動。例如，當解碼單元220的時鐘頻率是十分低時，則解碼單元220會包括24個基線解碼單元來每時鐘週期產生24個符號。

儘管在圖2中的每個基線解碼單元是會是成每時鐘週期產生單一符號，但由此各別基線解碼單元所產生的符號數目是可變動的。

圖3是繪示在圖2中位元流介面之範例實施例的方塊圖。

位元流介面210會依據未使用位元流與輸入位元流來產生用於目前解碼程序的解碼位元流。未使用位元流包括先前解碼位元流的未使用位元。請參照圖3，位元流介面210包括累積器(accumulator)310、三個暫存器322、324與326、兩個桶式移位器332與334、兩個多工器342與344、減法器350以及OR電路360。

累積器310會累積先前使用解碼位元流的長度(即位元數)並且當累積器310溢位時產生進位信號(carry signal)。當累積器310的內容超過累積器310的容量時，則進位信號會作動(例如邏輯高位準)。累積器310的容量是依據三個暫存器322、324與326和兩個桶式移位器332與334的尺寸而不同。例如，當三個暫存器322、324與326的尺寸分別地對應256個位元時，則累積器310可在值0至255之間的變動。

進位信號會判斷位元流介面210是否接收到新輸入位元流，由此產生解碼位元流。位元流介面單元會在當進位信號未作動時將先前未使用解碼位元流和目前輸入位元流結合為解碼位元流，並且當進位信號作動時將目前輸入位元流與新輸入位元流結合為解碼位元流。

當從累積器310中所輸出的進位信號作動時，則第一輸入暫存器322會輸出先前所儲存的值至第二桶式移位器334並且儲存新輸入位元流以回應進位信號。第一多工器342會輸出累積器310的值至第二桶式移位器334以回應進位信號。

第二桶式移位器334會依據第一多工器342的值來在第一輸入暫存器322的先前儲存值上執行按位元運算。例如當第一多工器342具有值‘5’時，則第二桶式移位器334會在第一輸入暫存器322的先前儲存值上以值‘5’來執行按位元左移位運算。

第二輸入暫存器324會儲存第一輸入暫存器322之先前儲存值的左移位值(即第二桶式移位器334的輸出)以回應進位信號並且輸出第一輸入暫存器322之先前儲存值的左移位值至第二多工器344。

第二多工器344會選擇第二輸入暫存器324的輸出(即第一輸入暫存器322之先前儲存值的左移位值)以回應進位信號來輸出第一輸入暫存器322之先前儲存值的左移位值至OR電路360。

減法器350會將解碼位元流的預定最大長度減去累積器310的值以輸出此已減後的值至第一桶式移位器332。解碼位元流的預定最大長度是對應三個暫存器322、324與326和兩個桶式移位器332與334的尺寸。

第一桶式移位器332會以此已後減的值來在新輸入位元流(即第一輸入暫存器322的目前值)上執行按位元右移位運算以輸出新輸入位元流的右移位值至OR電路360。

OR電路360會在第一輸入暫存器322之先前儲存值的左移位值和新輸入位元流的右移位值上執行按位元OR運算來輸出解碼位元流。

當從累積器310中所輸出的進位信號未作動時，則未使用位元流暫存器326會儲存先前未使用解碼位元流並且輸出此先前未使用解碼位元流至第二多工器344。

第一輸入暫存器322會輸出先前儲存值至第一桶式移位器332並且保留此先前儲存值。

減法器350會將解碼位元流的預定最大長度減去累積器310的值來輸出已減後的值至第一桶式移位器332。解碼位元流的預定最大長度是對應三個暫存器322、324與326和兩個桶式移位器332與334的尺寸。

第一桶式移位器332會以此已減後的值來在先前儲存值上執行按位元右移位運算以輸出先前儲存值的右移位值至OR電路360。

OR電路360會在先前未使用解碼位元流和第一輸入暫存器322之先前儲存值的右移位值上執行按位元OR運算來輸出解碼位元流。

圖4是繪示在圖3中位元流的運算的表。

在圖4中，其假設三個暫存器的尺寸是對應8個位元值，並且第二基線解碼單元222包括第一基線解碼單元221以使得每時鐘週期會解碼單一碼字。連續輸入位元流假設為‘a0a1a2b0b1c1c2c3d0d1d0d1e0e1e2e3f0f1f2g0g1h0h1i0i1’，其中‘a0a1a2’、‘b0b1’、‘c0clc2’、‘d0d1’、‘e0e1e2e3’、‘f0f1f2’、‘g0g1’、‘h0h1’與‘i0i1’分別地對應不同碼字。

在初始步驟中，在位元流介面210接收輸入位元流之前所有三個暫存器322、324與326會設定為值‘0’。在前兩個時鐘週期期間，進位信號會設為值‘1’以使得第一輸入暫存器322會從連續輸入位元流中接收下一個輸入位元流。

在第一時鐘週期期間，第一輸入暫存器322會經由第二桶式移位器334來輸出先前儲存值‘00000000’至第二輸入暫存器324並且接收具值‘a0a1a2b0b1c0c1c2’的輸入位元流以回應來自於累積器310的已作動進位信號。

第二輸入暫存器324會儲存第一輸入暫存器322的先前儲存值(即值‘00000000’)以回應已作動的進位信號。

在第二時鐘週期期間，第一輸入暫存器322會輸出先前儲存值‘a0a1a2b0b1c0c1c2’並且接收具值‘c3d0d1e0e1e2e3f0’的新輸入位元流以回應已作動的進位信號。

第二輸入暫存器324會儲存第一輸入暫存器322的先前儲存值(即值‘a0a1a2b0b1c0c1c2’)以回應已作動的進位信號。

第二多工器344會選擇第二輸入暫存器324的值以回應已作動的進位信號。

減法器350會將預定最大長度(即值‘8’)減去值‘0’以使得此已減後的值會對應值‘8’，並且第一桶式移位器332會在第一輸入暫存器322的值上執行按位元右移位運算以使得第一輸入暫存器322的右移位值會對應值‘00000000’。

OR電路360會在第二輸入暫存器324的值(即值‘a0a1a2b0b1c0c1c2’)和第一桶式移位器332的右移位值(即值‘00000000’)上執行按位元OR運算來輸出具值‘a0a1a2b0b1c0c1c2’的解碼位元流至解碼單元220。

解碼單元220會解碼此解碼位元流來產生單一碼字(即具值‘a0a1a2’的前導碼字)，並且輸出用於具值‘a0a1a2’之單一碼字的未使用解碼位元流(即值‘b0b1c0c1c2000’)與具值‘3’的使用長度。

在第三時鐘週期期間，累積器310會儲存值‘3’。未使用位元流暫存器326會接收值‘b0b1c0c1c2000’。

第二多工器會選擇未使用位元流暫存器326的值以回應來自於累積器310的未作動之進位信號。

第一輸入暫存器322會輸出先前儲存值(即值‘c3d0d1e0e1e2e3f0’)並且保留先前儲存值以回應未作動的進位信號。

減法器350會將預定最大長度(即值‘8’)減去使用長度(即值‘3’)來產生用於輸入至第一桶式移位器332的已減後值(即值‘5’)。

第一桶式移位器332會以此已減後的值在第一輸入暫存器322的先前儲存值上執行按位元右移位運算以使得第一桶式移位器的輸出會對應值‘00000c3d0d1’。

OR電路360會在第二多工器344的值(即值‘b0b1c0c1c2000’)和第一桶式移位器332的值(即值‘00000c3d0d1’)上執行按位元OR運算來產生具值‘b0b1c0c1c2c3d0d1’的解碼位元流。

解碼單元220會解碼此解碼位元流來產生單一碼字(即具值‘b0b1’的碼字)，並且輸出用於具值‘b0b1’之單一碼字的未使用解碼位元流(即值‘c0c1c2c3d0d100’)與具值‘2’的使用長度。

在第四時鐘週期期間，累積器310會儲存值‘5’。

OR電路360會以類似於在第三時鐘週期期間所執行的步驟來產生具值‘c0c1c2c3d0d1e0e1’的解碼位元流。

解碼單元220會解碼此解碼位元流來產生單一碼字(即具值‘c0c1c2’的碼字)，並且輸出對應使用碼字‘c0c1c2’之位元數的未使用解碼位元流(即值‘d0d1e0e10000’)與具值‘3’的使用長度。

在第五時鐘期間，因為累積器310的值(即值‘8’)大於累積器310的容量，所以累積器310會溢位並且產生作動的進位信號。累積器310會重置為值‘1’，其是對應累積器310的值(即值‘8’)模(modulo)減去‘1’的預定最大長度(即值‘7’)。

第一輸入暫存器322會輸出先前儲存值(即值‘c3d0d1e0e1e2e3f0’)至第二桶式移位器334並且接收具值‘f1f2g0g1h0h1i0i1’的新輸入位元流以回應已作動的進位信號。

第二桶式移位器334會以累積器310的值(即值‘1’)來在先前儲存值(即值‘c3d0d1e0e1e2e3f0’)上執行按位元左移位運算來產生第一輸入暫存器322的左移位值(即值‘d0d1e0e1e2e3f00’)以回應已作動的進位信號。

第二輸入暫存器324會儲存第一輸入暫存器322的左移位值(即值‘d0d1e0e1e2e3f00’)以回應已作動的進位信號。

第二多工器344會選擇第二輸入暫存器324的值以回應進位信號來輸出第二輸入暫存器324的值(即值‘d0d1e0e1e2e3f00’)。

減法器350會將預定最大長度(即值‘8’)減去累積器310的值(即值‘1’)來輸出已減後值(即值‘7’)至第一桶式移位器332。

第一桶式移位器332會以此已減後的值(即值‘7’)在第一輸入暫存器322的新輸入位元流(即值‘f1f2g0g1h0h1i0i1’)上執行按位元右移位運算以使得第一桶式移位器的輸出會對應值‘0000000f1’。

OR電路360會在第二輸入暫存器324的值(即值‘d0d1e0e1e2e3f00’)和第一桶式移位器332的右移位值(即值‘0000000f1，)上執行按位元OR運算來輸出具值‘d0d1e0e1e2e3f0f1’的解碼位元流至解碼器單元220。

解碼單元220會解碼此解碼位元流來產生單一碼字(即具值‘d0d1’的前導碼字)，並且輸出對應具值‘d0d1’之位元數的未使用位元流(即值‘e0e1e2e3f0f100’)與具值‘2’的使用長度。

在第六時鐘週期期間，累積器310會儲存值‘3’。

類似在第三時鐘週期期間所發生的步驟，OR電路360會產生具值‘e0e1e2e3f0f1f2g0’的解碼位元流。

解碼單元220會解碼此解碼位元流來產生單一碼字(即具值‘e0e1e2e3’的前導碼字)，並且輸出對應具值‘e0e1e2e3’之位元數的未使用位元流(即值‘f0f1f2g00000’)與具值‘4’的使用長度。

當對應單一符號的碼字具最大位元數8並且可變長度解碼器每時鐘週期產生24個符號時，則暫存器會分別地具有192個位元與並且解碼位元流具有192個位元。在此，使用長度會是在值24與192之間的變動。

圖5是繪示在圖2中基線解碼單元的範例實施例的方塊圖。

第二基線解碼單元222會接收從第一基線解碼單元221中所輸出的先前未使用解碼位元流與解碼串流之先前使用長度並且輸出單一符號、未使用解碼位元流與解碼串流的使用長度(即單一符號的長度)。

請參照圖5，第二基線解碼單元222包括碼查詢表510、長度查詢表520、基線桶式移位器530與加法器540。

碼查詢表510會儲存對應每個符號的多個碼字，並且當碼查詢表510接收到先前未使用解碼位元流時會輸出對應先前未使用解碼位元流之前導碼字的符號。

長度查詢表520會輸出先前未使用解碼位元流之前導碼字的長度(即對應先前未使用解碼位元流之前導碼字的位元數)。

基線桶式移位器530會以前導碼字之長度來在先前未使用解碼位元流上執行按位元左移位運算以輸出先前未使用解碼位元流的左移位值。

加法器540會將前導碼字之長度加至解碼位元流的使用長度。

例如，當使用可變長度編碼方法來編碼文字‘A’、‘B’、‘C’與‘D’時，則各別可變字碼會對應‘0’、’10’、‘110’與‘111’，並且先前未使用解碼位元流會對應值‘11001000’，之後先前未使用解碼位元流的前導碼字會對應值值‘110’。

碼查詢表510會輸出對應先前未使用解碼位元流之前導碼字的符號‘C’並且長度查詢表520會輸出前導碼字的長度(即值‘3’)。

基線桶式移位器530會以前導碼字之長度(即值‘3’)來在先前未使用解碼位元流上執行按位元左移位運算以輸出左移位值(即值‘01000000’)。

加法器540會將前導碼字之長度(即值‘3’)加入至先前使用長度(即值‘2’)來輸出相加的使用長度(即值‘5’)。

圖6是根據本發明範例實施例繪示可變長度解碼之方法的流程圖。

位元流介面210會接收新輸入位元流、先前未使用解碼位元流與先前使用解碼位元流的使用長度(步驟S610)。新輸入位元流會從可變長度解碼器200的外部裝置中提供。先前未使用解碼位元流與先前使用解碼位元流的使用長度會從解碼單元220中提供。

位元流介面210會依據新輸入位元流、先前未使用解碼位元流與先前使用解碼位元流的使用長度來產生用於目前解碼程序的解碼位元流(步驟S620)。

解碼單元220會從解碼位元流中產生多個符號，其中每個符號是對應解碼位元流的單一碼字(步驟S630)。

解碼單元220會提供用於目前解碼程序的未使用解碼位元流與在目前解碼程序中的解碼位元流之使用長度至位元流介面(步驟S640)。

圖7是根據本發明範例實施例繪示視訊解碼器的方塊圖。

請參照圖7，視訊解碼器700包括可變長度解碼器200、反向量化單元720、反向轉換器730、參考訊框緩衝器740、動態補償器750與加法器760。

在圖2中的可變長度解碼器200會解碼位元流來每時鐘週期產生多個符號。此符號是對應視訊資料或動態向量。

反向量化單元720會在所產生的量化符號上執行反向量化運算來提供轉換係數。

反向轉換單元730會在轉換係數上執行轉換運算來產生視訊訊框或殘餘訊框。例如，轉換運算包括反離散餘弦轉換(Inverse Discrete Cosine Transform,IDCT)與反小波轉換(inverse wavelet transform)。反向轉換單元730會產生具訊框間(即I－訊框)相關轉換係數的視訊訊框和具訊框內(即B－訊框、P－訊框)相關轉換係數的殘餘訊框。

參考訊框緩衝器740會儲存先前重建之參考視訊訊框來幫助重建視訊訊框。

動態補償器750會使用從參考訊框緩衝器740中所輸出的參考視訊訊框與從可變長度解碼器中所輸出的動態向量來產生預測訊框(prediction frame)。

加法器760會將所產生的預測訊框加至殘餘訊框以重建視訊訊框。

圖8是根據本發明範例實施例繪示顯示系統的方塊圖。

請參考圖8，顯示系統包括影像處理單元810、顯示裝置820與揚聲器830。

影像處理單元810包括接收單元801、解多工器802、視訊解碼器700、第一數位轉類比轉換器(digital to analog converter,DAC)804、音訊解碼器805與第二DAC 806。

接收單元801會透過有線/無線通道來接收包括多媒體內容的位元流。例如，有線通道包括電纜廣播系統(cable broadcasting system)與網際網路廣播系統，且無線通道包括地面廣播系統(例如數位多媒體廣播(digital multimedia broadcasting,DMB))、數位視訊廣播(digital video broadcasting,DVB)與衛星廣播系統。

解多工器802會在位元流之中選擇已編碼的視訊資料來輸出所選擇之編碼視訊資料至視訊解碼器700並且在位元流之中選擇已編碼音訊資料來輸出所選擇的編碼音訊資料至音訊解碼器805。

視訊解碼器700會解碼所選擇的編碼視訊資料來產生解碼視訊資料並且音訊解碼器805會解碼所選擇的編碼音訊資料來產生解碼音訊資料。

第一與第二DAC 804與806會各別地將解碼視訊/音訊資料轉換為對應的類比資料。顯示裝置820與揚聲器830會各別地輸出所轉換的視訊/音訊資料。

如上所述，本發明的可變長度解碼器的至少一個實施例會每時鐘產生多個符號。因此，實現此可變長度解碼的系統可在相對低時鐘頻率裡運作，由此降低耗電。此系統也可使用在行動裝置的領域。

在本發明的範例實施例中，上述可變長度解碼器是在先前解碼位元流的未使用長度中使用先前解碼位元流的使用長度。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．可變長度解碼器

112．．．部分碼空間解碼器

152．．．整體碼空間解碼器

200．．．可變長度解碼器

210．．．位元流介面

220．．．解碼單元

221、222、223．．．基線解碼單元

310．．．累積器

322、324、326．．．暫存器

332、334．．．桶式移位器

342、344．．．多工器

350．．．減法器

360．．．OR電路

510．．．碼查詢表

520．．．長度查詢表

530．．．基線桶式移位器

540．．．加法器

S610、S620、S630、S640．．．步驟

700．．．視訊解碼器

720．．．反向量化單元

730．．．反向轉換器

740．．．參考訊框緩衝器

750．．．動態補償器

760．．．加法器

810．．．影像處理單元

801．．．接收單元

802．．．解多工器

804．．．第一數位轉類比轉換器

805．．．音訊解碼器

806．．．第二數位轉類比轉換器

820．．．顯示裝置

830．．．揚聲器

圖1是繪示傳統可變長度解碼器的方塊圖。

圖2是根據本發明範例實施例繪示可變長度解碼器的方塊圖。

圖3是繪示在圖2中位元流介面之範例實施例的方塊圖。

圖4是繪示在圖3中位元流之運算的表。

圖5是繪示在圖2中基線解碼單元之範例實施例的方塊圖。

圖6是根據本發明範例實施例繪示可變長度解碼之方法的流程圖。

圖7是根據本發明範例實施例繪示視訊解碼器的方塊圖。

圖8是根據本發明範例實施例繪示顯示系統的方塊圖。

200．．．可變長度解碼器

210．．．位元流介面

220．．．解碼單元

221、222、223．．．基線解碼單元

Claims (30)

1. 一種可變長度解碼器，其包括：位元流介面單元，其用以依據未使用位元流與輸入位元流來產生用於目前解碼程序的解碼位元流，所述未使用位元流包括先前解碼位元流的未使用位元；以及解碼單元，其用以解碼所述解碼位元流來每時鐘週期產生多個符號，並且用以提供用於下一個解碼程序的下一個未使用位元流至所述位元流介面單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可變長度解碼器，其中所述位元流介面單元是用以從所述輸入位元流中接收使用長度的新位元，並且用以結合所述先前解碼位元流的未使用位元和所述新位元來產生所述解碼位元流，所述使用長度是對應所述先前解碼位元流的使用位元數。
3. 如申請專利範圍第2項所述之可變長度解碼器，其中所述位元流介面單元包括：第一輸入暫存器，其用以儲存所述輸入位元流；第一桶式移位器，其用以在所述輸入位元流上執行按位元移位運算來提供所述新位元；未使用位元流暫存器，其用以儲存所述未使用位元流；以及邏輯電路，其是用以依據所述未使用位元流暫存器的輸出與所述第一桶式移位器的輸出來產生所述解碼位元流。
4. 如申請專利範圍第3項所述之可變長度解碼器，其中所述位元流介面單元更包括：第二桶式移位器，其用以當所述第一桶式移位器接收到新輸入位元流時從所述第一輸入暫存器中接收所述輸入位元流，並且用以在所述輸入位元流上執行按位元移位運算來提供所述未使用位元；以及第二輸入暫存器，其用以儲存所述第二桶式移位器的輸出，並且其中所述邏輯電路是用以依據所述第二輸入暫存器的額外輸出來產生所述解碼位元流。
5. 如申請專利範圍第4項所述之可變長度解碼器，其中所述位元流介面單元是用以決定所述第一與第二桶式移位器的移位數以及所述第一輸入暫存器多常接收新輸入位元流的更新計時，其是依據所述使用長度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可變長度解碼器，其中所述解碼單元包括：多個基線解碼單元，其以串聯方式彼此耦接。
7. 如申請專利範圍第6項所述之可變長度解碼器，其中每個所述基線解碼單元是用以接收包括在先前一個所述基線解碼單元中未使用之位元的所述解碼位元流、用以產生對應所接收解碼位元流之前導碼字的符號以及用以輸出所述前導碼字的位元數。
8. 如申請專利範圍第7項所述之可變長度解碼器，其中每個所述基線解碼單元包括：碼查詢表，其提供對應所述前導碼字的符號；長度查詢表，其提供所述前導碼字的位元數；桶式移位器，其用以在接收的所述解碼位元流上以所述前導碼字之位元數來執行按位元移位運算以輸出除所述前導碼字之外的所述解碼位元流；以及加法器，其用以藉由累積所述前導碼字的位元數來計算用於所述下一個解碼程序的下一個使用長度，所述下一個使用長度是對應在所述目前解碼程序期間使用位元的數目。
9. 如申請專利範圍第6項所述之可變長度解碼器，其中所述基線解碼單元的數目是對應每時鐘週期所述多個符號的數目。
10. 一種可變長度解碼方法，其包括：依據未使用位元流與輸入位元流來產生用於目前解碼程序的解碼位元流，所述未使用位元流包括先前解碼位元流的未使用位元；依據所述解碼位元流來每時鐘週期產生多個符號；以及提供用於下一個解碼程序的下一個未使用位元流，所述下一個未使用位元流包括所述解碼位元流的未使用位元。
11. 如申請專利範圍第10項所述之可變長度解碼方法，其中產生所述解碼位元流包括：從所述輸入位元流中接收使用長度的新位元；以及結合所述先前解碼位元流的未使用位元和所述新位元來產生所述解碼位元流，所述使用長度是對應所述先前解碼位元流的使用位元數。
12. 如申請專利範圍第10項所述之可變長度解碼方法，其中產生所述多個符號包括：以碼字單位來依序地產生每個所述符號。
13. 一種視訊解碼器，其包括：反向量化單元，其用以在視訊資料上執行反向量化運算來產生轉換係數；反向轉換單元，其用以在所述轉換係數上執行反向轉換運算來產生殘餘訊框；動態補償器，其用以依據參考訊框與動態向量來產生重建的視訊訊框；以及可變長度解碼器，其用以在位元流上執行可變長度解碼程序來產生所述視訊資料與所述動態向量，所述可變長度解碼器包括：位元流介面單元，其用以依據未使用位元流與輸入位元流來產生用於目前解碼程序的解碼位元流，所述未使用位元流包括先前解碼位元流的未使用位元；以及解碼單元，其用以解碼所述解碼位元流來每時鐘週期產生多個符號，並且用以提供用於下一個解碼程序的下一個未使用位元流至所述位元流介面單元。
14. 如申請專利範圍第13項所述之視訊解碼器，其中所述位元流介面單元是用以從所述輸入位元流中接收使用長度的新位元，並且用以結合所述先前解碼位元流的未使用位元和所述新位元來產生所述解碼位元流，所述使用長度是對應所述先前解碼位元流的使用位元數。
15. 如申請專利範圍第14項所述之視訊解碼器，其中所述位元流介面單元包括：第一輸入暫存器，其用以儲存所述輸入位元流；第一桶式移位器，其用以在所述輸入位元流上執行按位元移位運算來提供所述新位元；未使用位元流暫存器，其用以儲存所述未使用位元流；以及邏輯電路，其用以依據所述未使用位元流暫存器的輸出與所述第一桶式移位器的輸出來產生所述解碼位元流。
16. 如申請專利範圍第15項所述之視訊解碼器，其中所述位元流介面單元更包括：第二桶式移位器，其用以當所述第一桶式移位器接收到新輸入位元流時從所述第一輸入暫存器中接收所述輸入位元流，並且用以在所述輸入位元流上執行按位元移位運算來提供所述未使用位元；以及第二輸入暫存器，其用以儲存所述第二桶式移位器的輸出，並且其中所述邏輯電路是用以依據所述第二輸入暫存器的額外輸出來產生所述解碼位元流。
17. 如申請專利範圍第16項所述之視訊解碼器，其中所述位元流介面單元是用以決定所述第一與第二桶式移位器的移位數以及所述第一輸入暫存器多常接收新輸入位元流的更新計時，其是依據所述使用長度。
18. 如申請專利範圍第13項所述之視訊解碼器，其中所述解碼單元包括：多個基線解碼單元，其以串聯方式彼此耦接。
19. 如申請專利範圍第18項所述之視訊解碼器，其中每個所述基線解碼單元是用以接收包括在先前一個所述基線解碼單元中未使用之位元的所述解碼位元流、用以產生對應所接收解碼位元流之前導碼字的符號以及用以輸出所述前導碼字的位元數。
20. 如申請專利範圍第19項所述之視訊解碼器，其中每個所述基線解碼單元包括：碼查詢表，其提供對應所述前導碼字的符號；長度查詢表，其提供所述前導碼字的位元數；桶式移位器，其用以在接收的所述解碼位元流上以所述前導碼字之位元數來執行按位元移位運算以輸出除所述前導碼字之外的所述解碼位元流；以及加法器，其用以藉由累積所述前導碼字的位元數來計算用於所述下一個解碼程序的下一個使用長度，所述下一個使用長度是對應在所述目前解碼程序期間使用位元的數目。
21. 如申請專利範圍第18項所述之視訊解碼器，其中所述基線解碼單元的數目是對應每時鐘週期所述多個符號的數目。
22. 一種影像顯示系統，其包括：接收單元，其用以接收內容程式；解多工器，其用以從所述內容程式中選擇視訊資料；視訊解碼器，其用以依據可變長度解碼算法來解碼所述視訊資料來產生重建的視訊訊框，所述視訊解碼器包括：位元流介面單元，其用以依據未使用位元流與輸入位元流來產生用於目前解碼程序的解碼位元流，所述未使用位元流包括先前解碼位元流的未使用位元；以及解碼單元，其用以解碼所述解碼位元流來每時鐘週期產生多個符號，並且用以提供用於下一個解碼程序的下一個未使用位元流至所述位元流介面單元；編碼器，其用以將所述重建的視訊訊框轉換為對應所述視訊訊框的顯示資料；以及顯示裝置，其用以顯示所述顯示資料。
23. 如申請專利範圍第22項所述之影像顯示系統，其中所述位元流介面單元是用以從所述輸入位元流中接收使用長度的新位元，並且用以結合所述先前解碼位元流的未使用位元和所述新位元來產生所述解碼位元流，所述使用長度是對應所述先前解碼位元流的使用位元數。
24. 如申請專利範圍第23項所述之影像顯示系統，其中所述位元流介面單元包括：第一輸入暫存器，其用以儲存所述輸入位元流；第一桶式移位器，其用以在所述輸入位元流上執行按位元移位運算來提供所述新位元；未使用位元流暫存器，其用以儲存所述未使用位元流；以及邏輯電路，其用以依據所述未使用位元流暫存器的輸出與所述第一桶式移位器的輸出來產生所述解碼位元流。
25. 如申請專利範圍第24項所述之影像顯示系統，其中所述位元流介面單元更包括：第二桶式移位器，其用以當所述第一桶式移位器接收到新輸入位元流時從所述第一輸入暫存器中接收所述輸入位元流，並且用以在所述輸入位元流上執行按位元移位運算來提供所述未使用位元；以及第二輸入暫存器，其用以儲存所述第二桶式移位器的輸出，並且其中所述邏輯電路是用以依據所述第二輸入暫存器的額外輸出來產生所述解碼位元流。
26. 如申請專利範圍第25項所述之影像顯示系統，其中所述位元流介面單元是用以決定所述第一與第二桶式移位器的移位數以及所述第一輸入暫存器多常接收新輸入位元流的更新計時，其是依據所述使用長度。
27. 如申請專利範圍第22項所述之影像顯示系統，其中所述解碼單元包括：多個基線解碼單元，其以串聯方式彼此耦接。
28. 如申請專利範圍第27項所述之影像顯示系統，其中每個所述基線解碼單元是用以接收包括在先前一個所述基線解碼單元中未使用之位元的所述解碼位元流、用以產生對應所接收解碼位元流之前導碼字的符號以及用以輸出所述前導碼字的位元數。
29. 如申請專利範圍第28項所述之影像顯示系統，其中每個所述基線解碼單元包括：碼查詢表，其提供對應所述前導碼字的符號；長度查詢表，其提供所述前導碼字的位元數；桶式移位器，其用以在接收的所述解碼位元流上以所述前導碼字之位元數來執行按位元移位運算以輸出除所述前導碼字之外的所述解碼位元流；以及加法器，其用以藉由累積所述前導碼字的位元數來計算用於所述下一個解碼程序的下一個使用長度，所述下一個使用長度是對應在所述目前解碼程序期間使用位元的數目。
30. 如申請專利範圍第27項所述之影像顯示系統，其中所述基線解碼單元的數目是對應每時鐘週期所述多個符號的數目。