International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제4권1호
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pp.34-39
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2004
Huffman coding which has been used in many data compression algorithms is a popular data compression technique used to reduce statistical redundancy of a signal. It has been proposed that the Huffman algorithm can decode efficiently using characteristics of the Huffman tables and patterns of the Huffman codeword. We propose a new Huffman decoding algorithm which used a multi way tree search and present an efficient hardware implementation method. This algorithm has a small logic area and memory space and is optimized for high speed decoding. The proposed Huffman decoding algorithm can be applied for many multimedia systems such as MPEG audio decoder.
본 논문에서는 정규 허프만 트리의 성질을 이용하여 허프만 코드를 효율적으로 디코딩 하는 방법을 제안하고 그 특성을 살펴보았다. 허프만 코드를 정규 허프만 트리로 변환한 후 각 레벨의 단말 노드 값들에 대한 규칙을 이용하여 최소한의 정보로 허프만 트리를 표현하였다. 제안한 방법은 기존의 방법과 동일한 수행 시간을 유지하며 트리정보를 위한 메모리를 줄일 수 있었다. 트리정보를 저장하기 위한 메모리의 크기는 2h + 2klogn로서 기존의 방법들보다 적었으며 심벌로 변환하기 위한 검색의 수는 비슷하였다.
본 논문에서는 허프만 코드의 효율적인 복호화를 위하여 균형이진 트리와 정규 허프만 트리를 이용한 복호화 방법을 제안하였다. 균형이진 트리 방식은 트리의 높이를 낮추고 이진탐색이 가능하도록 하여 검색횟수를 줄일 수 있었지만 심벌의 발생확률이 아니라 코드의 크기에 트리를 만드는 것이 단점이다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 트리의 레벨 마다 심벌의 발생확률에 따른 균형이진 트리를 구성하고 이진탐색을 레벨 별로 수행하였다. 최상위 레벨부터 순차적으로 검색을 하지 않고 코드가 있는 레벨을 찾아 검색하기 위하여 정규 허프만 트리를 사용하여 검색횟수를 최소화하였다.
An MPEG-2 AAC Huffman decoding method based on the fixed length compacted codeword tables, where each codeword can contain multiple number of Huffman codes, was proposed. The proposed method enhances the searching efficiency by finding multiple symbols in a single search, i.e., a direct memory reading of the compacted codeword table. The memory usage is significantly saved by separately handling the Huffman codes that exceed the length of the compacted codewords. The trade-off relation between the computational complexity and the amount of memory usage was analytically derived to find the proper codeword length of the compacted codewords for the design of MPEG-2 AAC decoder. To validate the proposed algorithm, its performance was experimentally evaluated with an implemented MPEG-2 AAC decoder. The results showed that the computational complexity of the proposed method is reduced to 54% of that of the most up-to-date method.
This paper presents a new method for Huffman decoding specially designed for the MPEG-2 AAC audio. The method significantly enhances the processing efficiency of the conventional Huffman decoding realized with the ordinary binary tree search method. A data structure is newly designed based on the numerical interpretation of the incoming bit stream and its utilization for the offset oriented nodes allocation. The experimental results show the average performance enhancement of 54% and 665%, compared to those of the conventional binary tree search method and the sequential search method, respectively.
영상 압축을 위하여 제시된 JPEG, MPEG 등과 같은 표준에서는 영상 자료의 허프만 부호화를 위하여 한쪽으로 기운 허프만 트리를 사용하고 있다. 본 논문에서는 이러한 허프만 트리에 대하여 효율적인 새로운 허프만 부호 복원방법을 제안한다. 제안한 허프만 부호 복원방법에서는 입력된 비트열로부터 미리 결정된 수 만큼의 연속된 비트를 반복적으로 취하여 이를 토대로 심볼 정보가 저장된 테이블을 참조함으로써 부호회된 심볼을 복원한다. 이러한 복원방법은 주어진 허프만 트리가 한쪽으로 기울어진 경우에 복원을 위한 테이블의 크기를 작게 할 수 있으며 실제로 본 논문에서는 이의 상한값을 제시한다. 또 한, 이 방법은 한 클릭에 여러 비트를 동시에 처리하기 때문에 실시간 동작이 가능하며 이에 대한 평가 결과를 보인다.
허프만 코드는 영상이나 비디오 전송뿐만 아니라 여러 분야에서 광범위하게 사용되고 있는 데이터 압축 알고리즘으로서, 실시간 데이터의 양이 증가함에 따라 효율적인 디코딩 알고리즘에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 호프만 디코딩을 위해 균형 트리를 형성하여 효율적인 이진 검색을 수행하는 구조를 제안하고 타 구조와의 성능을 비교하였다. 제안하는 구조는 길이가 다른 코드워드 간의 크기 비교를 가능하게 하는 정의를 사용하여 비어있는 내부 노드를 포함하지 않는 완전 균형 트리를 구성하므로, 디코딩 테이블을 위해 필요로 하는 메모리의 크기에 있어 매우 우수한 구조이다. 실제 영상 데이터를 사용하여 실험한 결과, 256개의 심볼 set에 대해 제안하는 구조는 매우 적은 수의 테이블 엔트리를 요구하며, 디코딩 성능은 최소 1번, 최대 5번, 평균 2.41번의 메모리 접근을 소요함을 보았다.
This paper presents an efficient huffman decoding method based on the multiple branch technique. In the proposed search method, the internal node which does not contain a leaf node are removed for decrease the searching time and the memory consumption. The proposed search method gives 44% of improved in searching time and 34% of decreased in memory requirement compared to the binary search method.
본 논문에서는 효율적인 허프만 디코딩을 수행할 수 있도록 하기 위하여 Bit-wise comparison 방법을 제시하였다. 이 방법은 허프만 코딩 원리인 이진트리 구성에 기초하여 허프만 테이블을 재구성 함으로서 디코딩 사간의 단축 및 알고리즘의 간소화를 가져오도록 하였고, 이를 토대로 MPEG-2 AAC 디코더의 허프만 디코딩 부분에 적용함으로써 성능검증을 수행하였다.
A RVLC(Reversible Variable Length Code) with an efficient table memory is proposed in this paper. In the conventional decoding methods, the weight of symbols and code values are used for the decoding table. These methods can be applied for Huffman decoding. In VLC decoding, many studies have been done for memory efficiency and decoding speed. We propose an improved table construction method for general VLC and RVLC decoding, which uses the transition number of bits within a symbol with an enhanced weight decomposition. In this method, tile table for RVLC decoding can be implemented with a smaller memory
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[게시일 2004년 10월 1일]
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