CN107801033B - 应用于数字音视频编解码技术标准***的解码方法及解码装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码方法，用以解码一音视频数据。大于零且小于一区间值位移量上限的一偏移值位移量上限被预先提供。根据一偏移值位移量是否达到该偏移值位移量上限，是否停止一偏移值预读程序被决定。于该偏移值预读程序停止后，一偏移值有效量的一最高有效位元被保留。随后，于判断该音视频数据中的一待解码符号为一较大机率符号或一较小机率符号时，被保留的该偏移值有效量的该最高有效位元被用做考量依据。

Description

应用于数字音视频编解码技术标准***的解码方法及解码 装置

技术领域

本发明与多媒体信号处理技术相关，并且尤其与数字音视频编解码技术标准(audio video coding standard,AVS)中的解压缩技术相关。

背景技术

随着通讯技术的进步，数字电视广播渐趋成熟、普及。除了经由电缆线路传送外，数字电视信号也可透过基站或人造卫星等设备以无线信号的型态被传递。为了兼顾提升画面品质和降低传输数据量的需求，传送端通常会将待传递的影像及声音信号编码、压缩。相对应地，接收端必须正确地将收到的信号解码、解压缩，始能还原影音信号。

目前通行于中国大陆的数字音视频编解码技术标准(AVS)采用高级熵编码(advanced entropy coding,AEC)来处理影音数据，其实施方式可参考第7,808,406号美国专利及AVS工作小组提供的技术文件。如本发明所属技术领域中具有通常知识者所知，AVS接收端的二元算术编码引擎(binary arithmetic coding engine)所执行的二元算术解码为一递回程序，其输入称为偏移值(offset)。藉由找出该偏移值与一区间值(range)的大小相对关系，可判断目前待解码的符号为一较大机率符号(most probable symbol,MPS)或一较小机率符号(least probable symbol,LPS)。由于在二元算数编码中的待解符号仅有1和0两种可能性；两种可能性中出现机率大于0.5者为较大机率符号，另一者则为较小机率符号。

与区间值相关的两个主要变数为区间值位移量和区间值有效量，与偏移值相关的两个主要变数则是偏移值位移量和偏移值有效量。实务上，算术编码引擎每次能处理的数据长度有限。现行AVS技术文件规定，算术编码引擎应将区间值位移量和区间值有效量的长度分别设定为二进位制的八位元。另一方面，偏移值位移量和偏移值有效量的长度应分别被设定为二进位制的三十二位元与九位元。

AVS接收端的算术编码引擎首先会进行一偏移值初始化程序，其传统流程绘示于图1。步骤S101为将偏移值位移量设定为零，步骤S102则是读取九个位元的音视频数据做为偏移值有效量。接着，步骤103和步骤104代表偏移值预读程序，其中步骤S103为判断是否"偏移值有效量小于256"。偏移值有效量小于256表示偏移值有效量中的最高有效位元(第九位元)为二进制零。若步骤S103的判断结果为是，步骤S104被执行，亦即将偏移值有效量左移一个位元并读取一后续位元。相对应地，偏移值位移量被加1。随后，步骤S103会被重新执行。若步骤S103的判断结果为否，步骤S103～S104所代表的偏移值预读程序会被停止。随后，步骤S105为撷取该偏移值有效量的后八个位元，做为新的偏移值有效量。步骤S104所决定的偏移值位移量以及步骤S105所决定的偏移值有效量，共同构成随后解码程序采用的初始偏移值。

传统AVS接收端的算术编码引擎所进行的主要解码程序如图2(A)～图2(B)所示。步骤S201的功能在于读取前一次解码程序最后更新的上下文模型，据此得知本次解码程序中的较大机率符号是二进制零或二进制一，并得知该较大机率符号的出现机率。步骤S202的功能则是根据旧区间值和较大机率符号的出现机率更新区间值位移量、区间值有效量，并决定一判断旗帜的内容为二进制零或二进制一，其详细流程被绘示为图3中的子步骤S202A～S202G。

步骤S203为整个解码流程中的主要判断步骤，亦即判断目前的待解码符号为一较大机率符号或一较小机率符号。步骤S203可被拆解为包含以下三个判断式：(1)区间值位移量是否大于偏移值位移量，(2)区间值位移量是否等于偏移值位移量，以及(3)偏移值有效量是否大于或等于区间值有效量。若判断式(1)的判断结果为是，或者判断式(2)与判断式(3)的判断结果皆为是，则判定待解码符号为一较小机率符号的步骤S204会被执行。相对地，若第一个判断式的判断结果为否，且后两个判断式的判断结果中有任一个判断结果为否，则判定待解码符号为一较大机率符号的步骤S291会被执行。

步骤S204之后的步骤S205～S213是一连串的参数更新流程，只有在待解码符号被判定为较小机率符号的情况下才会执行。更具体地说，步骤S205～S207根据判断旗帜的状态决定如何更新一较小机率符号区间值。步骤S208～S210根据区间值位移量与偏移值位移量的关系，决定如何更新偏移值有效量。步骤S211～S213则是根据较小机率符号区间值，决定如何更新偏移值有效量与区间值有效量。

步骤S214～S218的主要功能在于预读后续偏移值，供下一次的符号判断程序使用。步骤S214将区间值位移量重新设定为零。步骤S215将偏移值位移量重新设定为零。步骤S216～S218则是与图1中的步骤S103～S105相同，亦即选择性地自音视频数据中读取后续位元做为做为偏移值有效量，并根据实际读取的位元数量来设定偏移值位移量。最后，步骤S219为更新上下文模型并回传解码结果。如图2(A)所示，在判定待解码符号为一较大机率符号的步骤S291之后，步骤S292也是更新上下文模型并回传解码结果。

在上述解码程序中，与预读后续偏移值相关的步骤存在有瑕疵，说明如下。

在图2(A)呈现的步骤S203中，偏移值位移量和区间值位移量会被互相比较。如先前所述，偏移值位移量的长度是三十二位元，而区间值位移量的长度是八位元。因此，偏移值位移量最大可达二的三十二次方减一，但区间值位移量最大仅可达二的八次方减一(也就是二百五十五)。实务上，在偏移值位移量未超过二百五十四的情况下，区间值位移量恒得以透过步骤S202E逐步追上偏移值位移量，使偏移值有效量和区间值有效量的比较基础保持一致。

目前已知接收端的算术编码引擎接收到的音视频数据中有可能连续出现多于二百五十四个二进制零，造成预读步骤S216～S217被重复执行超过二百五十四次，进而使得偏移值位移量被累加至高于二百五十四。然而，在上述解码流程中，唯有当步骤S203的判断结果为是(亦即判定待解码符号为较小机率符号)时，将偏移值位移量重新归零的步骤(S215)才会被执行。实务上，一旦发生偏移值位移量被累加至高于二百五十四的情况，步骤S203的判断结果将恒为否，使整个解码流程崩溃，输出错误的解码结果。

同样的情况也可能会出现在图1呈现的偏移值初始化程序。比较图1和图2(B)可看出，预读步骤S103～S105与预读步骤S216～S218完全相同。也就是说，偏移值位移量也有可能在初始化程序中就被累加至高于二百五十四，造成上述解码流程崩溃的问题。

发明内容

本发明提出一种新的解码方法及解码装置，应用于数字音视频编解码技术标准***。藉由适当地为偏移值读取程序设定一停止读取旗帜，根据本发明的解码方法与解码装置可有效避免偏移值位移量高于区间值位移量上限的情况，进而避免了解码流程因此崩溃的问题。值得注意的是，若采用根据本发明的解码方法与解码装置，便不需要对AVS编码端输出的编码结果施以相关预防性限制(例如令音视频数据中不得连续出现多于二百五十四个二进制零)，亦毋须修改AVS解码端中用以储存区间值位移量的暂存器的大小。

根据本发明的一具体实施例为一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码方法，用以解码一音视频数据。根据这个解码方法，大于零且小于一区间值位移量上限的一偏移值位移量上限被预先提供。是否停止一偏移值预读程序的判断依据包含一偏移值位移量是否达到该偏移值位移量上限。于该偏移值预读程序停止后，一偏移值有效量的一最高有效位元被保留。在进行下一次符号判断程序，以判断该音视频数据中的一待解码符号为一较大机率符号或一较小机率符号时，该偏移值有效量被保留的该最高有效位元被用做考量依据。

根据本发明的另一具体实施例为一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码装置，用以解码一音视频数据。该解码装置包含一偏移值预读电路与一符号判断电路。大于零且小于一区间值位移量上限的一偏移值位移量上限被预先提供。该偏移值预读电路用以执行一偏移值预读程序、根据一偏移值位移量是否达到该偏移值位移量上限决定是否停止该偏移值预读程序，并且于该偏移值预读程序停止后，保留一偏移值有效量的一最高有效位元。该符号判断电路用以根据被保留的该偏移值有效量的该最高有效位元进行下一次符号判断程序，以判断该音视频数据中的一待解码符号为一较大机率符号或一较小机率符号。

根据本发明的另一具体实施例为一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码方法，用以解码一音视频数据。根据该解码方法，一偏移值预读程序包含以下步骤：(a)判断一偏移值有效量是否低于一特定数值；(b)若步骤(a)的判断结果为是，为该偏移值有效量读取一个新的最低有效位元；以及(c)在步骤(b)被执行一次之后，停止该偏移值预读程序。

根据本发明的另一具体实施例为一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码装置，用以解码一音视频数据。该解码装置包含用以执行一偏移值预读程序的一偏移值预读电路。该偏移值预读电路包含一判断电路与一读取电路。该判断电路用以判断一偏移值有效量是否低于一特定数值。若该判断电路的判断结果为是，该读取电路为该偏移值有效量读取一个新的最低有效位元后即停止该偏移值预读程序。

根据本发明的另一具体实施例为一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码方法，用以解码一音视频数据。该解码方法包含判断该音视频数据中是否包含至少一笔待解码旁路(bypass)数据。若判断结果为否，该音视频数据被施以一第一解码程序。若判断结果为是，该至少一笔待解码旁路数据被施以不同于该第一解码程序的一第二解码程序。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1绘示了传统AVS接收端采用的偏移值初始化程序的流程图。

图2(A)～图2(B)绘示了传统AVS接收端的算术编码引擎采用的主要解码程序的流程图。

图3绘示了图2的步骤S202的详细子步骤与流程。

图4绘示了根据本发明的一实施例中的偏移值初始化程序流程图。

图5(A)～图5(B)绘示了根据本发明的一实施例中的主要解码程序的流程图。

图6为根据本发明的一实施例中的解码装置的功能方块图。

图7绘示了根据本发明的另一实施例中的偏移值初始化程序的流程图。

图8绘示了根据本发明的另一实施例中的主要解码程序的局部流程图。

图9为根据本发明的一实施例中的解码方法的流程图。

图10绘示了根据本发明的一实施例中的第二解码程序的流程图。

图11绘示了根据本发明的另一实施例中的第二解码程序的流程图。

图12为根据本发明的一实施例中的解码装置的功能方块图。

符号说明

S101～S108：步骤流程 S201～S224：步骤流程

S202A～S202G：步骤流程 S401～S404：步骤流程

S501～S524：步骤流程 600：解码装置

601：前置作业电路 602：符号判断电路

603：较小机率符号区间值决定电路

604：偏移值有效量重设电路 605：区间值有效量重设电路

606：偏移值预读电路 607：预读驱动电路

608：上下文更新电路 S701～S704：步骤流程

S811～S824：步骤流程 S901～S903：步骤流程

S1001～S1024：步骤流程 S1101～S1106：步骤流程

1200：解码装置 1201：判断电路

1202：第一解码电路 1203：第二解码电路

1203A：比较器 1203B：位元检查器

1203C：输出电路 500：解码程序

须说明的是，本发明的附图包含呈现多种彼此关联的功能性电路的功能方块图。这些图式并非细部电路图，且其中的连接线仅用以表示信号流。功能性元件及/或程序间的多种互动关系不一定要透过直接的电性连结始能达成。此外，个别元件的功能不一定要如附图中绘示的方式分配，且分散式的区块不一定要以分散式的电子元件实现。

具体实施方式

根据本发明的一具体实施例为一种应用于一数字音视频编解码技术标准(AVS)***的解码方法，其流程图绘示于图4以及图5(A)～图5(B)。以下说明主要假设区间值位移量、区间值有效量、偏移值位移量、偏移值有效量等四个变数的长度分别被设定为二进位制的八位元、八位元、三十二位元、九位元。透过以下说明，本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，本发明的概念可应用至变数长度不同于此假设的情况。

首先请参阅图4呈现的偏移值初始化程序400。比较图1与图4可看出，步骤S401～S402与步骤S101～S102相同。不同于步骤S103，除了判断是否"偏移值有效量小于256"，步骤S403进一步包含判断是否"偏移值位移量小于一偏移值位移量上限N"。此偏移值位移量上限N大于零且小于一区间值位移量上限。就区间值位移量的长度为八位元的情况而言，该区间值位移量上限等于255，偏移值位移量上限N因此可为1到254间的任一正整数。若步骤S403的判断结果为否，偏移值初始化程序400随即停止。若步骤S403的判断结果为是，则步骤S404被执行，亦即将偏移值有效量左移一个位元并读取一后续位元。相对应地，偏移值位移量被加1。随后，步骤S403会被重新执行。

值得注意的是，用以将偏移值有效量的最高有效位元重新设定为二进制零的步骤(S105)并未出现在偏移值初始化程序400中。更具体地说，在偏移值预读程序停止后，偏移值有效量的最高有效位元(第九位元)被特意保留，用来记录偏移值预读程序的停止原因。更明确地说，若步骤S403(是否"偏移值有效量小于256"且"偏移值位移量小于一偏移值位移量上限N")的判断结果为否的原因是出于"偏移值有效量大于或等于256"，目前偏移值有效量的最高有效位元必定为二进制一。相似地，若步骤S403是因为"偏移值有效量大于或等于256"与"偏移值位移量大于或等于偏移值位移量上限N"两个条件同时成立，使得步骤S403的判断结果为否，目前偏移值有效量的最高有效位元亦必定为二进制一。相对地，若步骤S403的判断结果因为"偏移值位移量达到偏移值位移量上限N"而为否，但"偏移值有效量大于或等于256"不成立，偏移值有效量的最高有效位元必定为二进制零。

以步骤S402读入的偏移值有效量为000000001且偏移值位移量上限N等于4的情况为例，步骤S403～S404会被重复执行四次；直到偏移值位移量被累加至不再小于4，步骤S403的判断结果始为否。在这个情况下，偏移值有效量为00001XXXX，其中符号X代表1或0。由偏移值有效量的最高有效位元为二进制零可看出，步骤S403是因为"偏移值位移量小于一偏移值位移量上限N"这个条件不成立而为否。

以步骤S402读入的偏移值有效量为001001101且偏移值位移量上限N等于4的情况为例，步骤S403～S404会被重复执行两次；直到偏移值有效量被调整为1001101XX，步骤S403的判断结果始为否。在这个情况下，偏移值位移量仅为2，尚未达到偏移值位移量上限N。由偏移值有效量的最高有效位元为二进制一可看出，步骤S403是因为"偏移值有效量小于256"这个条件不成立而为否。

由以上说明可看出，偏移值位移量上限N能将偏移值位移量限制为不等于或超过区间值位移量上限。因此，偏移值位移量不会有在初始化程序中就被累加至高于254的可能性。藉此，在偏移值初始化程序中因偏移值位移量过高而造成解码流程崩溃的原因可被消除。

如先前所述，在偏移值位移量未超过254的情况下，区间值位移量恒得以透过步骤S202E逐步追上偏移值位移量，使偏移值有效量和区间值有效量的比较基础保持一致。在区间值位移量追上或超越偏移值位移量之后，只要解码结果为较小机率符号，区间值位移量和偏移值位移量便会被归零、重新累计。上述做法的优点之一在于，加入偏移值位移量上限N此一限制条件并不会对解码结果的正确性造成负面影响，只是令原本区间值位移量追上偏移值位移量的一较长时间被拆分为多段较短的时间。

在偏移值初始化程序400结束后，图5(A)～图5(B)所代表的主要解码程序被继续执行。比较图5(A)和图2(A)可看出，步骤S501～S502为已知技术，其详细实施方式不再赘述。步骤S503可被拆解为包含以下四个判断式：(1)区间值位移量是否大于偏移值位移量，(2)区间值位移量是否等于偏移值位移量，(3)偏移值有效量的末八位元是否大于或等于区间值有效量，以及(4)被保留的偏移值有效量的最高有效位元(第九位元)是否为二进制一。若判断式(1)的判断结果为是，或者判断式(2)～(4)的三个判断结果皆为是，则步骤S503的判断结果即为是，判定待解码符号为一较小机率符号的步骤S504会被执行。相对地，若判断式(1)的判断结果为否，且判断式(2)、(3)、(4)的判断结果中有任一个判断结果为否，则步骤S503的判断结果即为否，判定待解码符号为一较大机率符号的步骤S523会被执行。

须说明的是，在实务上，步骤S503中的四个判断式不一定要全部执行。举例而言，如果判断式(1)首先被执行，并且发现判断式(1)的判断结果为是，即可确认步骤S503的判断结果必为是，不需要继续执行判断式(2)～(4)。再举例而言，如果已发现判断式(1)的判断结果为否，并且判断式(2)～(4)中有任一个判断式的判断结果为否，即可确认步骤S503的判断结果必为否，不需要继续执行其他判断式。

此外，步骤S503亦可利用上述判断式(1)、(2)、(3)、(4)的其他等效组合来实现。举例而言，判断式(3)与(4)都与偏移值有效量相关，可被进一步结合为单一判断式。更明确地说，"偏移值有效量的末八位元大于或等于区间值有效量"与"偏移值有效量的第九位元为二进制一"同时成立，等效于"偏移值有效量大于或等于区间值有效量加上256"。藉由合并判断式(3)与(4)，步骤S503所包含的判断式可以由四个精简为三个。图5(A)所呈现的即为如此修改后的步骤S503。本发明的范畴涵盖以上几个判断式的各种等效的组合变化型，不以特定组合为限。

步骤S505～S515为已知技术，与图2中的步骤S205～S215相同，其详细实施方式不再赘述。值得注意的是，步骤S509与S510于运算时仅需要偏移值有效量的末八位元。因此，在步骤S508之前新增一个步骤S521，用以将偏移值有效量的第九位元重新设定为二进制零、仅保留末八位元，以维持运算逻辑的一致性。

随后的步骤S516～S517为偏移值预读程序，与图4中的步骤S403～S404作用相同。更具体地说，步骤S516于决定是否停止偏移值预读程序时，亦将是否"偏移值位移量小于一偏移值位移量上限N"纳入考量，藉此避免因偏移值位移量过高而造成的解码流程崩溃。若步骤S516的判断结果为否，偏移值预读程序即停止，且偏移值有效量的最高有效位元(第九位元)被保留，供下一次的符号判断程序(步骤S503)使用。也就是说，不同于解码程序200，解码程序500并未在偏移值预读程序之后包含一个舍弃偏移值有效量的第九位元的步骤(步骤S218)。如图5(B)所示，若步骤S516的判断结果为否，更新上下文模型并回传解码结果的步骤S522便会被执行。

另一方面，不同于解码程序200，在待解码符号被判定为一较大机率符号(步骤S523)之后，在解码程序500不会立即执行更新上下文模型并回传解码结果的步骤S522。如图5(B)所示，步骤S523之后有一个判断步骤S524，用以判断区间值位移量是否等于偏移值位移量上限N(步骤S524)。若步骤S523的判断结果为是，步骤S514～S517会被执行。若步骤S523的判断结果为否，更新上下文模型并回传解码结果的步骤S522才会被执行。

本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，在图4及图5(A)～图5(B)中，某些步骤的顺序或其中的判断逻辑的组合方式可被等效调换，并且不会影响该解码方法的整体效果。

根据本发明的另一具体实施例为一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码装置，用以解码一音视频数据，其功能方块图绘示于图6。解码装置600包含一前置作业电路601、一符号判断电路602、一较小机率符号区间值决定电路603、一偏移值有效量重设电路604、一区间值有效量重设电路605、一偏移值预读电路606、一预读驱动电路607，以及一上下文更新电路608。

前置作业电路601负责执行偏移值初始化程序(对应于步骤S401～S404)、读取上下文模型(对应于步骤S501)、依据旧区间值和较大机率符号出现机率更新区间值并设定一判断旗帜(对应于步骤S502)。此外，前置作业电路601中亦预先储存有一偏移值位移量上限N。实务上，前置作业电路601可设有多个暂存器，用以储存该等随后将用于解码程序的参数或变数。须强调的是，在偏移值初始化程序中，前置作业电路601于判断是否应停止偏移值预读程序时，会同时考量"偏移值有效量小于256"以及"偏移值位移量小于一偏移值位移量上限N"(对应于步骤S403)，藉此避免因偏移值位移量过高而造成的解码流程崩溃。

符号判断电路602可自前置作业电路601得知目前的较大机率符号是二进制零或二进制一。符号判断电路602负责根据前置作业电路601提供的区间值位移量、偏移值位移量、偏移值有效量与区间值有效量进行符号判断程序(对应于步骤S503)，以判断音视频数据中的一待解码符号为一较大机率符号或一较小机率符号(对应于步骤S504、S523)。值得注意的是，前置作业电路601提供给符号判断电路602的偏移值有效量共有九个位元，其最高有效位元(第九位元)并未在前一次偏移值预读程序(可能由前置作业电路601或是偏移值预读电路606执行)结束后被重设。并且，此第九位元是符号判断电路602进行符号判断程序时的参考依据之一。

较小机率符号区间值决定电路603与偏移值有效量重设电路604都是受到符号判断电路602的输出信号驱动而运作。若符号判断电路602判定目前的待解码符号为一较小机率符号，较小机率符号区间值决定电路603会根据前置作业电路601提供的较大机率符号出现机率、判断旗帜以及一旧区间值有效量，决定一较小机率符号区间值(对应于步骤S505～S507)。此外，若符号判断电路602判定目前的待解码符号为一较小机率符号，偏移值有效量重设电路604首先会将偏移值有效量的最高有效位元设定为二进制零，且取偏移值有效量的后八位元做为一新的偏移值有效量(对应于步骤S521)。接着，偏移值有效量重设电路604会根据前置作业电路601提供的区间值位移量、偏移值位移量以及区间值有效量，再次重设偏移值有效量(对应于步骤S508～S510)。在图6中，偏移值有效量重设电路604产生的偏移值有效量被标示为"偏移值有效量_1"。

根据较小机率符号区间值决定电路603提供的较小机率符号区间值，区间值有效量重设电路605会重新设定较小机率符号区间值以及区间值有效量(对应于步骤S511～S513)。在这个过程中，区间值有效量重设电路605也会相对应地调整偏移值有效量(对应于步骤S512)。在图6中，区间值有效量重设电路605产生的偏移值有效量被标示为"偏移值有效量_2"。接着，偏移值预读电路606会先将区间值位移量与偏移值位移量重设为零，随后根据区间值有效量重设电路605产生的更新后偏移值有效量以及前置作业电路601提供的偏移值位移量上限，产生新的偏移值有效量与偏移值位移量(对应于步骤S514～S517)。在图6中，偏移值预读电路606产生的偏移值有效量被标示为"偏移值有效量_3"。偏移值预读电路606负责执行的工作即为一偏移值预读程序。须强调的是，偏移值预读电路606于判断是否应停止该偏移值预读程序时，会同时考量"偏移值有效量小于256"以及"偏移值位移量小于一偏移值位移量上限N"(对应于步骤S516)。如此一来，因偏移值位移量过高而造成的解码流程崩溃问题即可被有效避免。此外，于该偏移值预读程序停止后，偏移值预读电路606会保留偏移值有效量的最高有效位元，供符号判断电路602下一次进行符号判断程序时使用。

另一方面，若符号判断电路602判定待解码符号为一较大机率符号，预读驱动电路607会负责判断目前的区间值位移量是否等于偏移值位移量上限(对应于步骤S524)。若预读驱动电路607的判断结果为是，预读驱动电路607也会请求偏移值预读电路606执行上述偏移值预读程序。若预读驱动电路607的判断结果为否，或者是偏移值预读程序已结束，上下文更新电路608便会根据自区间值有效量重设电路605收到的区间值有效量，以及自偏移值预读电路606收到的偏移值有效量、偏移值位移量、区间值位移量，更新上下文模型供前置作业电路601参考(对应于步骤S522)。

实务上，上述各电路可分别利用多种控制和处理平台实现，包含固定式的和可程式化的逻辑电路，例如可程式化逻辑门阵列、针对特定应用的积体电路、微控制器、微处理器、数字信号处理器。此外，上述各电路亦可被设计为透过执行一存储器(未绘示)中所储存的处理器指令，来完成多种任务。本发明所属技术领域中具有通常知识者可理解，有多种电路组态和元件可在不背离本发明精神的情况下实现本发明的概念。再者，于实际应用中，该等功能方块中的某些非同时运作且功能相似的电路可以被设计为共用硬件，以降低实现成本。

须说明的是，先前在介绍图4及图5(A)～图5(B)呈现的解码流程时描述的各种操作变化亦可应用至解码装置600，其细节不再赘述。

如先前所述，出现在步骤S403、S516、S524中的偏移值位移量上限N可为1到254间的任一正整数。于根据本发明的一实施例中，偏移值位移量上限N被设定为1。若将此设定代入图4中的偏移值初始化程序400，会产生一个更为简化的流程。由于偏移值位移量在步骤S401中被设定为零，第一次执行步骤S403时，偏移值位移量等于零，使得"偏移值位移量小于偏移值位移量上限N(＝1)"这个条件必然成立。因此，只要"偏移值有效量小于256"这个条件成立，步骤S404就会被执行，令偏移值位移量被提高为1，且令偏移值有效量左移一位元并读进一个位元。在偏移值初始化程序400中，当步骤S404结束后，步骤S403会被重新执行。由于目前的偏移值位移量等于1，"偏移值位移量小于偏移值位移量上限N(＝1)"这个条件不再成立，因而使得第二次执行步骤S403的判断结果必然为否。

综上所述，若将偏移值位移量上限N设定为1，偏移值初始化程序400可被简化为图7所示的流程。步骤S701～S702与步骤S401～S402相同。步骤S703较步骤S403简单，仅判断"是否偏移值有效量小于256"。步骤S704亦与步骤S404相同。在这个简化后的偏移值初始化程序中，步骤S704只会被执行一次，随后该偏移值预读程序即停止。

相似地，上述概念亦可被应用至解码程序500中的步骤S516、S524。图8呈现据此简化后的后半段解码程序。步骤S811接续于图5(A)的步骤S510之后，而步骤S823接续于图5(A)的步骤S503之后。比较图7与图5(B)可看出，将偏移值位移量上限N设定为1可令步骤S816、S824较原本的步骤S516、S524更为简单。

须说明的是，将偏移值位移量上限N设定为1的概念亦可应用在图1及图2(A)～图2(B)呈现的解码流程。因此，根据本发明的另一具体实施例为一种应用于AVS***的解码方法，用以解码一音视频数据。根据该解码方法，一偏移值预读程序包含以下步骤：(a)判断一偏移值有效量是否低于一特定数值；(b)若步骤(a)的判断结果为是，为该偏移值有效量读取一个新的最低有效位元；其中，步骤(b)被执行一次之后，该偏移值预读程序即停止。

此外，将偏移值位移量上限N设定为1的概念亦可应用在解码装置600等硬件电路中。根据本发明的另一具体实施例为一种应用AVS***的解码装置，用以解码一音视频数据。该解码装置包含用以执行一偏移值预读程序的一偏移值预读电路(例如图6中的偏移值预读电路606)。该偏移值预读电路包含一判断电路与一读取电路。该判断电路用以判断一偏移值有效量是否低于一特定数值(256)。若该判断电路的判断结果为是，该读取电路为该偏移值有效量读取一个新的最低有效位元后即停止该偏移值预读程序。

于实际应用中，AVS传送端常常会将音视频数据的绝对值与正负符号分别编码，也就是先对多笔数据的绝对值施以编码程序，随后再编码该多笔数据所各自对应的正负符号。在大部分的情况下，正负符号的出现顺序相当随机(正负符号各自出现的机率都接近0.5)，于编码过程中对正负符号施以压缩程序往往无法得到良好的压缩效果。因此，AVS传送端会将这些正负符号视为旁路(bypass)数据，采用较为简略的压缩/编码程序。举例而言，不同于非旁路数据，旁路数据的较大机率符号是固定值，较大机率符号出现机率也是固定值。

上述旁路数据的特性能被利用来简化AVS接收端中的解码程序。根据本发明的一具体实施例为一种应用于AVS***的解码方法，其流程图绘示于图9。步骤S901为判断一音视频数据中是否包含至少一笔待解码旁路数据。若步骤S901的判断结果为否，步骤S902被执行，亦即对该音视频数据施以一第一解码程序(例如图4及图5(A)～图5(B)呈现的一般解码流程)。若步骤S901的判断结果为是，步骤S903被执行，亦即对该音视频数据中的非旁路数据施以上述第一解码程序，并且对该至少一笔待解码旁路数据施以一第二解码程序。不同于第一解码程序，第二解码程序可以是针对旁路数据而设计，较第一解码程序简单。可理解的是，相较于对所有音视频数据都施以一般解码流程的先前技术，解码程序900能降低AVS接收端整体耗用的运算资源。

图10呈现了第二解码程序的一种详细实施范例。步骤S1001与步骤S501相同。如先前所述，旁路数据的较大机率符号出现机率为一已知的定值。AVS规范目前要求将此较大机率符号出现机率设定为对应于数值1024。因此，将较大机率符号出现机率右移两位元的结果(＝256)无论如何一定会大于区间值有效量的可能最大值(＝255)。基于这个特性，某些判断步骤可被省略。举例而言，由于图3的步骤S202A的判断结果必然为否，将使得判断旗帜必然为1。在这个情况下，判断旗帜实际上没有存在的必要。因此，步骤S1002可以只包含图3中的步骤S202E～S202F。

随后的步骤S1003～S1004、S1021、S1008～S1010各自相同于步骤S503～S504、S521、S508～S510。承上所述，判断旗帜必然为1，步骤S505的判断结果因此必然为否，使得较小机率符号区间值必然会在步骤S507中被设定为等于较大机率符号出现机率右移两位元(＝256)加上旧区间值有效量。如此所产生的较小机率符号区间值必然会使得步骤S511的判断结果为否。基于上述逻辑推演，步骤S505～S507以及S511～S513在解码程序1000中都可省略。随后的步骤S1014～S1017与步骤S1022～S1024各自相同于步骤S514～S517与步骤S522～S524，不再赘述。若以图4及图5(A)～图5(B)呈现的解码流程做为第一解码程序来比较，图10呈现的第二解码程序显然更为简化。

此外，对AVS接收端来说，旁路数据通常是跟随在非旁路数据之后送达。举例而言，AVS接收端可预期在收到连续多笔数据的绝对值之后，随后将收到一连串该多笔数据所各自对应的正负符号。更明确地说，在收到连续M笔数据的绝对值之后(M为大于1的整数)，AVS接收端可预期随后将收到对应于连续M个正负符号的待解码旁路数据。值得注意的是，当音视频数据中包含连续多笔待解码旁路数据，第二解码程序可以被更进一步地简化，详述如下。

假设在开始解码该M笔待解码旁路数据前，稍早的偏移值预读程序已预读了P个位元的偏移值有效量(P为一整数)，则偏移值位移量会等于P，这是AVS接收端原本即能掌握的资讯。于根据本发明的一实施例中，根据数值P与数值M的大小相对关系，该M笔待解码旁路数据所对应的较大机率符号数量可以被快速地决定。

首先讨论M小于P的情况。由于M大于1且已知M小于P，P必然大于2。如先前所述，区间值位移量在偏移值预读程序中会被重新设定为零。接着，在开始将该连续M笔待解码旁路数据解码时，区间值位移量会在步骤S1002中被提高为1。因为目前的区间值位移量(＝1)小于偏移值位移量P(>2)，第一次执行的步骤S1003的判断结果必然为否，使得第一笔解码结果必然为较大机率符号。只要偏移值位移量上限N被设计为一个较高的数值(举例而言，高于M的可能最大值)，随后的步骤S1024的判断结果亦必然为否。在这个情况下，图十中的步骤S1001、S1002、S1003、S1023、S1024、S1022会被依序循环执行M次。由此可推论，当M小于P，该连续M笔待解码旁路数据的解码结果必然为M个较大机率符号。此外，经过这M次循环，最后的区间值位移量会被逐步提高为等于数值M。

接着讨论M大于或等于P的情况。基于步骤S1003中的判断规则，若经过偏移值预读程序后，偏移值有效量的最高有效位元为二进制一，则前(P-1)次执行的步骤S1003都会得出判断结果为否，直到第P次被执行时才得出判断结果为是。由此可推论，当M大于或等于P，且偏移值有效量的最高有效位元为二进制一，该连续M笔待解码旁路数据中的前P笔待解码旁路数据的解码结果必然为连续(P-1)个较大机率符号与一个较小机率符号。此外，最后的区间值位移量会被逐步提高为等于数值P。

同样基于步骤S1003中的判断规则，在M大于或等于P的情况下，若偏移值有效量的最高有效位元为二进制零，则前P次执行的步骤S1003都会得出判断结果为否。由此可推论，当M大于或等于P，且偏移值有效量的最高有效位元为二进制零，该连续M笔待解码旁路数据中的前P笔待解码旁路数据的解码结果必然为P个较大机率符号。此外，最后的区间值位移量会被逐步提高为等于数值(P-1)。

综上所述，根据数值P与数值M的相对关系，第二解码程序可被简化为图11所呈现的流程。首先，步骤S1101为取得数值M与数值P。接着，步骤S1102判断"M小于P"是否成立。若步骤S1102的判断结果为是，步骤S1103将被执行，亦即直接判定该连续M笔待解码旁路数据的解码结果为M个较大机率符号，且将区间值位移量设定为等于数值M。若步骤S1102的判断结果为否，步骤S1104将被执行，亦即继续判断"偏移值有效量的最高有效位元为二进制一"是否成立。若步骤S1104的判断结果为是，步骤S1105将被执行，亦即直接判定该连续M笔待解码旁路数据中的前P笔待解码旁路数据的解码结果为连续(P-1)个较大机率符号与一个较小机率符号，并且将区间值位移量设定为等于数值P。若步骤S1104的判断结果为否，步骤S1106将被执行，亦即直接判定该连续M笔待解码旁路数据中之前P笔待解码旁路数据的解码结果为P个较大机率符号，并且将区间值位移量设定为等于数值(P-1)。相较于图10呈现的第二解码程序，图11呈现的第二解码程序显然更为大幅简化。

上述利用旁路数据特性来简化解码程序的概念亦可应用在硬件装置中。根据本发明的另一具体实施例为一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码装置，用以解码一音视频数据。图12为其功能方块图。解码装置1200包含一判断电路1201、一第一解码电路1202与一第二解码电路1203。判断电路1201以判断该音视频数据中是否包含至少一笔待解码旁路数据。若判断电路1201的判断结果为否，第一解码电路1202负责对该音视频数据施以一第一解码程序。若判断电路1201的判断结果为是，第一解码电路1202负责对该音视频数据中的非旁路数据施以第一解码程序，而第二解码电路1203负责对该至少一笔待解码旁路数据施以不同于该第一解码程序的一第二解码程序。

实务上，第一解码电路1202的内部电路可为先前介绍的解码装置600，而该第一解码程序可为图4及图5(A)～图5(B)呈现的解码流程，于此不赘述。在图12绘示的范例中，第二解码电路1203包含一比较器1203A、一位元检查器1203B与一输出电路1203C。比较器1203A用以比较自判断电路1201取得的数值M，以及自第一解码电路1202取得的数值P。位元检查器1203B负责检查自第一解码电路1202取得的偏移值有效量的最高有效位元是二进制一或二进制零。

如果比较器1203A判断数值M小于数值P，输出电路1203C即输出M个较大机率符号做为解码结果，并将区间值位移量等于数值M的设定提供给第一解码电路1202。如果比较器1203A判断M大于或等于P，且位元检查器1203B判断偏移值有效量的最高有效位元为二进制一，输出电路1203C即输出(P-1)个较大机率符号与一个较小机率符号做为解码结果，并将区间值位移量等于数值P的设定提供给第一解码电路1202。如果比较器1203A判断M大于或等于P，且位元检查器1203B判断偏移值有效量的最高有效位元为二进制零，输出电路1203C即输出P个较大机率符号做为解码结果，并将区间值位移量等于数值(P-1)的设定提供给第一解码电路1202。

须说明的是，先前在介绍图9～图11呈现的解码流程时描述的各种操作变化亦可应用至解码装置1200，其细节不再赘述。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (18)

1.一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码方法，用以解码一音视频数据，该解码方法包含：

(d)判断该音视频数据中是否包含至少一笔待解码旁路数据；

(e)若步骤(d)的判断结果为否，对该音视频数据施以一第一解码程序；以及

(f)若步骤(d)的判断结果为是，对该至少一笔待解码旁路数据施以不同于该第一解码程序的一第二解码程序；

该音视频数据中包含连续M笔待解码旁路数据，M为大于1的整数，且偏移值位移量等于P，P为一正整数；该第二解码程序包含：

若M小于P，判定该连续M笔待解码旁路数据对应于M个较大机率符号。

2.如权利要求1所述的解码方法，其特征在于，该第一解码程序包含：

(a)根据一偏移值位移量是否达到一偏移值位移量上限决定是否停止一偏移值预读程序，其中该偏移值位移量上限大于零且小于一区间值位移量上限；

(b)于该偏移值预读程序停止后，保留一偏移值有效量的一最高有效位元；以及

(c)根据被保留的该偏移值有效量的该最高有效位元，判定该音视频数据中的一待解码符号为一较大机率符号或一较小机率符号。

3.如权利要求2所述的解码方法，其特征在于，步骤(c)包含：

(c1)判断是否一区间值位移量等于一偏移值位移量；

(c2)判断是否该偏移值有效量大于或等于一区间值有效量；

(c3)判断是否被保留的该偏移值有效量的该最高有效位元为二进制一；以及

(c4)若步骤(c1)、步骤(c2)与步骤(c3)的判断结果皆为是，判定该待解码符号为该较小机率符号。

4.如权利要求2所述的解码方法，其特征在于，步骤(c)包含：

(c5)判断是否一区间值位移量等于一偏移值位移量；

(c6)判断保留有该最高有效位元的该偏移值有效量是否大于或等于一区间值有效量与一特定数值之和；以及

(c7)若步骤(c5)与步骤(c6)的判断结果皆为是，判定待解码符号为该较小机率符号。

5.如权利要求2所述的解码方法，其特征在于，进一步包含：

若该待解码符号于步骤(c)被判定为该较大机率符号，且一区间值位移量等于一偏移值位移量上限，执行该偏移值预读程序。

6.如权利要求2所述的解码方法，其特征在于，该偏移值预读程序包含：

若该偏移值有效量低于一特定数值，为该偏移值有效量读取一个新的最低有效位元，并停止该偏移值预读程序。

7.如权利要求1所述的解码方法，其特征在于，当该音视频数据中包含连续多笔待解码旁路数据，该第二解码程序包含：

根据一偏移值位移量与该连续多笔待解码旁路数据的数量的大小关系并且参考一偏移值有效量的一最高有效位元，决定该连续多笔待解码旁路数据所对应的一较大机率符号数量。

8.如权利要求7所述的解码方法，其特征在于，该音视频数据中包含连续M笔待解码旁路数据，M为大于1的整数，且该偏移值位移量等于P，P为一正整数；该第二解码程序包含：

若M大于或等于P，且该偏移值有效量的该最高有效位元为二进制一，判定该连续M笔待解码旁路数据中之前P笔待解码旁路数据分别对应于(P-1)个较大机率符号与一个较小机率符号。

9.如权利要求7所述的解码方法，其特征在于，该音视频数据中包含连续M笔待解码旁路数据，M为大于1的整数，且该偏移值位移量等于P，P为一正整数；该第二解码程序包含：

若M大于或等于P，且该偏移值有效量的该最高有效位元为二进制零，判定该连续M笔待解码旁路数据中的前P笔待解码旁路数据分别对应于P个较大机率符号。

10.一种应用于一数字音视频编解码技术标准***的解码装置，用以解码一音视频数据，该解码装置包含：

一判断电路，用以判断该音视频数据中是否包含至少一笔待解码旁路数据；

一第一解码电路，若该判断电路的判断结果为否，该第一解码电路对该音视频数据施以一第一解码程序；以及

一第二解码电路，若该判断电路的判断结果为是，该第二解码电路对该至少一笔待解码旁路数据施以不同于该第一解码程序的一第二解码程序；

其中该音视频数据中包含连续M笔待解码旁路数据，且偏移值位移量等于P，M为大于1的整数，P为一正整数；该第二解码电路包含：

一比较器，用以比较数值M与数值P；

若该比较器判断数值M小于数值P，该第二解码电路即判定该连续M笔待解码旁路数据对应于M个较大机率符号。

11.如权利要求10所述的解码装置，其特征在于，一偏移值预读电路用于执行该第一解码程序，该偏移值预读电路用以执行一偏移值预读程序、根据一偏移值位移量是否达到一偏移值位移量上限决定是否停止该偏移值预读程序，并且于该偏移值预读程序停止后，保留一偏移值有效量的一最高有效位元，其中该偏移值位移量上限大于零且小于一区间值位移量上限；以及

一符号判断电路，用以根据被保留的该偏移值有效量的该最高有效位元，判断该音视频数据中的一待解码符号为一较大机率符号或一较小机率符号。

12.如权利要求11所述的解码装置，其特征在于，该符号判断电路包含：

一第一判断电路，用以判断是否一区间值位移量等于一偏移值位移量；

一第二判断电路，用以判断是否该偏移值有效量大于或等于一区间值有效量；

一第三判断电路，用以判断是否被保留的该偏移值有效量的该最高有效位元为二进制一；以及

一第四判断电路，若该第一判断电路、该第二判断电路与该第三判断电路的判断结果皆为是，该第四判断电路判定待解码符号为该较小机率符号。

13.如权利要求11所述的解码装置，其特征在于，该符号判断电路包含：

一第一判断电路，用以判断是否一区间值位移量等于一偏移值位移量；

一第二判断电路，用以判断保留有该最高有效位元的该偏移值有效量是否大于或等于一区间值有效量与一特定数值之和；以及

一第三判断电路，若该第一判断电路与该第二判断电路的判断结果皆为是，该第三判断电路判定待解码符号为该较小机率符号。

14.如权利要求11所述的解码装置，其特征在于，进一步包含：

一预读驱动电路，若该符号判断电路判定该待解码符号为该较大机率符号，该预读驱动电路判断一区间值位移量是否等于一偏移值位移量上限；若该区间值位移量等于该偏移值位移量上限，该预读驱动电路请求该偏移值预读电路执行该偏移值预读程序。

15.如权利要求11所述的解码装置，其特征在于，该偏移值预读电路包含：

一判断电路，用以判断该偏移值有效量是否低于一特定数值；以及

一读取电路，若该判断电路的判断结果为是，该读取电路为该偏移值有效量读取一个新的最低有效位元，然后停止该偏移值预读程序。

16.如权利要求10所述的解码装置，其特征在于，该第二解码电路根据一偏移值位移量与该连续多笔待解码旁路数据的数量的大小关系并且参考一偏移值有效量的一最高有效位元，决定该连续多笔待解码旁路数据所对应的一较大机率符号数量。

17.如权利要求16所述的解码装置，其特征在于，该音视频数据中包含连续M笔待解码旁路数据，M为大于1的整数，且该偏移值位移量等于P，P为一正整数；该第二解码电路包含：

一位元检查器，用以检查该偏移值有效量的该最高有效位元为二进制一或二进制零；

若该比较器判断M大于或等于P，且该位元检查器判断该偏移值有效量的该最高有效位元为二进制一，该第二解码电路即判定该连续M笔待解码旁路数据中的前P笔待解码旁路数据对应于(P-1)个较大机率符号与一个较小机率符号。

18.如权利要求16所述的解码装置，其特征在于，该音视频数据中包含连续M笔待解码旁路数据，且该偏移值位移量等于P，M为大于1的整数，P为一正整数；该第二解码电路包含：

一位元检查器，用以检查该偏移值有效量的该最高有效位元为二进制一或二进制零；

若该比较器判断M大于或等于P，且该位元检查器判断该偏移值有效量的该最高有效位元为二进制零，该第二解码电路即判定该连续M笔待解码旁路数据中的前P笔待解码旁路数据对应于P个较大机率符号。

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