本發(fā)明涉及一種用于給數(shù)據(jù)編碼的方法和一種用于給數(shù)據(jù)、尤其是給已借助于所述用于給數(shù)據(jù)編碼的方法編碼的數(shù)據(jù)解碼的方法。

背景技術(shù)：

1、從現(xiàn)有技術(shù)中已知，為了傳送信息，不同類型的測量數(shù)據(jù)通過數(shù)字的接口例如從傳感器傳輸?shù)竭M(jìn)行數(shù)據(jù)處理的計(jì)算器單元。在這樣的傳輸中，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的相應(yīng)的分辨率和值范圍起著重要的作用。

2、在給定的靜態(tài)的數(shù)字編碼中，由分別所需要的分辨率和分別所必需的值范圍得出對數(shù)據(jù)傳輸率的要求，而為了傳輸測量數(shù)據(jù)，至少必須提供所述數(shù)據(jù)傳輸率。例如，例如在用于外圍的碰撞傳感器的psi規(guī)范、用于慣性傳感器的spi規(guī)范和用于壓力傳感器等等的sent的規(guī)范中規(guī)定于此相關(guān)的要求。

3、在已知對數(shù)字地編碼的靜態(tài)的定義的情況下，對測量數(shù)據(jù)的分辨率的高的要求與這樣的測量數(shù)據(jù)的待展示的大的值范圍導(dǎo)致對數(shù)據(jù)傳輸率的特別高的要求。但是，由此產(chǎn)生的高的數(shù)據(jù)傳輸率不一定在所有的傳輸情形下都是必需的。例如，在系統(tǒng)的某些運(yùn)行狀態(tài)下，測量值通常位于相對小的值范圍內(nèi)，但是在該范圍內(nèi)需要具有高的絕對的準(zhǔn)確度(例如，在車輛的制動(dòng)系統(tǒng)中的壓力值在主要的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)非常小，但是應(yīng)記錄小的壓力，來識別出駕駛員的制動(dòng)要求)。而如果系統(tǒng)處于這樣的運(yùn)行狀態(tài)下：在所述運(yùn)行狀態(tài)下需要更大的值范圍，則可能發(fā)生：測量值不再需要相同的絕對的準(zhǔn)確度，而等效的相對的分辨率已足夠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種用于給數(shù)據(jù)編碼的方法，該方法特別有利地、但是不僅僅可以使用于給傳感器(例如車輛、工業(yè)設(shè)施、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)等等的傳感器)的測量值編碼。

2、例如，該方法借助于分析利用單元來實(shí)施，所述分析利用單元有利地構(gòu)型為asic、fpga、處理器、數(shù)字的信號處理器、微控制器或者類似的。例如，該方法實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序保存在在信息技術(shù)方面附接在分析利用單元上和/或集成在分析利用單元中的存儲器單元中并且可以由分析利用單元實(shí)施。

3、在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一步驟中，接收一數(shù)據(jù)項(xiàng)(datum)(例如，所述數(shù)據(jù)項(xiàng)來自于傳感器、存儲器單元、計(jì)算機(jī)寄存器等等)，該數(shù)據(jù)項(xiàng)表示來自預(yù)定義的最大的值范圍的一數(shù)值。要指出，最大的值范圍可以是與最初產(chǎn)生的(傳感器)數(shù)據(jù)的值范圍相比受限的值范圍。可能地，當(dāng)待編碼的數(shù)據(jù)的分辨率應(yīng)比在這些數(shù)據(jù)的下游的處理鏈中更高時(shí)，這可以有意義地使用。通過將數(shù)據(jù)的初始的值范圍縮減到被使用于該方法的最大的值范圍，由此，最初已經(jīng)可以減少由數(shù)據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量。

4、在根據(jù)本發(fā)明的方法的第二步驟中，從至少一種預(yù)定義的第一編碼規(guī)定和預(yù)定義的第二編碼規(guī)定中選擇適合用于數(shù)據(jù)項(xiàng)的編碼規(guī)定，其中，第一編碼規(guī)定設(shè)置用于編碼第一值范圍，所述第一值范圍的下限相當(dāng)于最大的值范圍的下限，并且所述第一值范圍的上限相當(dāng)于這樣的二進(jìn)制數(shù)：所述二進(jìn)制數(shù)比被使用于最大的值范圍的上限的二進(jìn)制表示的二進(jìn)制數(shù)至少小一個(gè)二進(jìn)制位(或者還有位數(shù))。

5、此外，第二編碼規(guī)定設(shè)置用于編碼第二值范圍，所述第二值范圍的下限相當(dāng)于這樣的二進(jìn)制數(shù)：所述二進(jìn)制數(shù)比被使用于最大的值范圍的下限的二進(jìn)制表示的二進(jìn)制數(shù)至少大一個(gè)二進(jìn)制位，并且所述二進(jìn)制數(shù)的上限與最大的值范圍的上限一致。換言之，通過第一編碼規(guī)定和通過第二編碼規(guī)定分別編碼不同的值范圍。預(yù)定義的編碼規(guī)定例如保存在以上所提到的存儲器單元中或者保存在不同于其的存儲器單元中。

6、在選擇編碼規(guī)定時(shí)，總是選擇這樣的編碼規(guī)定：所述編碼規(guī)定的值范圍包含數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)值，其中，在一種情況下，數(shù)值被包含在多個(gè)編碼規(guī)定的值范圍內(nèi)(因?yàn)橹捣秶缇哂兄丿B)，在所述情況下，選擇這樣的值范圍：所述值范圍具有最小的值范圍下限。由此確保，當(dāng)前待編碼的數(shù)值總是以盡可能高的分辨率被編碼，從而使根據(jù)本發(fā)明的編碼產(chǎn)生的總體誤差保持盡可能低。

7、在根據(jù)本發(fā)明的方法的第三步驟中，基于所選擇的編碼規(guī)定給數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)值編碼，其方式是，省略被視為二進(jìn)制數(shù)的數(shù)值的所有這樣的二進(jìn)制位：所述二進(jìn)制位比被使用于所選擇的編碼規(guī)定的值范圍的下限的二進(jìn)制表示的二進(jìn)制位(即，所謂的“最低有效位”，簡稱lsb)更低位，并且其方式是，省略被視為二進(jìn)制數(shù)的數(shù)值的所有這樣的二進(jìn)制位：所述二進(jìn)制位比被使用于所選擇的編碼規(guī)定的值范圍的上限的二進(jìn)制表示的二進(jìn)制位(即，所謂的“最高有效位”，簡稱msb)更高位。優(yōu)選地，低位的二進(jìn)制位的省略由此進(jìn)行：使待編碼的數(shù)值的二進(jìn)制位朝向lsb(也就是說，向右)移動(dòng)相應(yīng)的數(shù)量的二進(jìn)制位。

8、在根據(jù)本發(fā)明的方法的第四步驟中，在預(yù)定義的位置上以預(yù)定義的編碼信息擴(kuò)展被編碼的數(shù)值的二進(jìn)制數(shù)，所述編碼信息明確地辨識分別所使用的編碼規(guī)定。對于編碼信息必需的二進(jìn)制位的數(shù)量取決于被使用于該方法的編碼規(guī)定的數(shù)量，并且可以與之相應(yīng)地在最終被編碼的數(shù)值中占據(jù)一個(gè)或者多個(gè)二進(jìn)制位。

9、一般而言，要指出，根據(jù)本發(fā)明的方法也可以在沒有二進(jìn)制表示和/或在二進(jìn)制的層面上處理的情況下實(shí)施，并且這里進(jìn)行的、根據(jù)二進(jìn)制的表示的說明僅僅使用于簡化地解釋。相應(yīng)地，所述方法例如也可以在十進(jìn)制、十六進(jìn)制、八進(jìn)制或者在不同的計(jì)數(shù)系統(tǒng)中通過使用等效的算術(shù)運(yùn)算來執(zhí)行。

10、此外，不言而喻的是，在由根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行處理之前，首先部分地或者全部地對所接收的這樣的數(shù)據(jù)項(xiàng)的可能已經(jīng)存在的編碼進(jìn)行解碼：所述數(shù)據(jù)項(xiàng)的數(shù)值要借助于根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行編碼，所述數(shù)值不適合用于二進(jìn)制位的根據(jù)本發(fā)明地省略(auslassen)和/或根據(jù)本發(fā)明的方法的其他的處理步驟(例如，負(fù)的數(shù)值的二補(bǔ)數(shù)編碼)。

11、根據(jù)本發(fā)明的方法此外提供這樣的優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)必須的數(shù)據(jù)量的減少，而通常必須以特別高的準(zhǔn)確度存在的較小的數(shù)值可以以其初始的(高的)分辨率進(jìn)行編碼或者具有僅僅小的分辨率損失地編碼。從必需的數(shù)據(jù)量的根據(jù)本發(fā)明地減少可以減少例如必需的存儲器需求和/或必需的數(shù)據(jù)傳輸率和/或使數(shù)據(jù)傳輸加速。

12、從屬權(quán)利要求表明了本發(fā)明的優(yōu)選的拓展方案。

13、在本發(fā)明的一種特別有利的構(gòu)型中，被使用于對相應(yīng)的編碼規(guī)定的值范圍進(jìn)行編碼的一定數(shù)量的位對于所有的編碼規(guī)定是統(tǒng)一的。這提供這樣的優(yōu)點(diǎn)：例如與根據(jù)本發(fā)明編碼的數(shù)據(jù)的傳輸相關(guān)聯(lián)地，可以實(shí)現(xiàn)恒定的比特率和/或?qū)崟r(shí)的傳輸，因?yàn)槊總€(gè)待編碼的數(shù)值的比特?cái)?shù)量不改變。

14、在本發(fā)明的一種另外的有利的構(gòu)型中，在本方法中附加地使用至少一條第三編碼規(guī)定，所述至少一條第三編碼規(guī)定設(shè)置用于編碼第三值范圍，所述第三值范圍的下限與這樣的二進(jìn)制數(shù)一致：所述二進(jìn)制數(shù)比被使用于第一值范圍的下限的二進(jìn)制表示的二進(jìn)制數(shù)至少大一個(gè)二進(jìn)制位，并且所述第三值范圍的上限與這樣的二進(jìn)制數(shù)一致：所述二進(jìn)制數(shù)比被使用于第二數(shù)值范圍的上限的二進(jìn)制表示的二進(jìn)制數(shù)至少小一個(gè)二進(jìn)制位。此外，有利地可能的是，使用具有分別相對應(yīng)的、相互不同的值范圍的第四、第五或者更多編碼規(guī)定。

15、位于相應(yīng)的值范圍的下限值的相應(yīng)的二進(jìn)制表示之間的一定數(shù)量的二進(jìn)制位有利地是相同的或者是基本上相同的?！盎旧舷嗤敝傅氖沁@樣的情況：在所述情況下，由于設(shè)置用于被編碼的數(shù)值的二進(jìn)制位總數(shù)量和一定數(shù)量的所使用的編碼規(guī)定，二進(jìn)制位的相同的數(shù)量是不可能的。相應(yīng)地，這里，也應(yīng)包含大致相同數(shù)量的二進(jìn)制位。替代地，可設(shè)想，相應(yīng)的值范圍的下限的數(shù)值越高，則位于下限之間的二進(jìn)制位的相應(yīng)的數(shù)量越高。以此方式實(shí)現(xiàn)，對于越小的數(shù)值，達(dá)到相應(yīng)地越高的分辨率。

16、有利地，根據(jù)當(dāng)前的邊緣條件動(dòng)態(tài)地調(diào)整相應(yīng)的值范圍的相應(yīng)的下限和/或上限。例如，就使用根據(jù)本發(fā)明方法的車輛而言，可以考慮現(xiàn)有的環(huán)境條件和/或所識別出的危急的駕駛情形和/或車輛的當(dāng)前速度等等作為邊緣條件。這分別實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法與相應(yīng)的邊界條件的優(yōu)化地匹配。通過調(diào)整下限和/或上限，一方面可以最優(yōu)地調(diào)整用于相應(yīng)的編碼規(guī)定的值范圍的偏移，而且最優(yōu)地調(diào)整相應(yīng)的值范圍的規(guī)模(umfang)。這樣的動(dòng)態(tài)的調(diào)整可以例如通過將附加的標(biāo)識添加至被編碼的數(shù)值來明確地辨識出，從而實(shí)現(xiàn)正確地解碼。替代地或者附加地，特別有利地可能的是，將關(guān)于這樣的動(dòng)態(tài)的調(diào)整的信息存儲在單獨(dú)的數(shù)據(jù)項(xiàng)中，例如在傳輸被編碼的數(shù)值之前，將所述單獨(dú)的數(shù)據(jù)項(xiàng)傳輸給被編碼的數(shù)值的接收者。例如只有在值范圍的動(dòng)態(tài)的調(diào)整改變時(shí)，該信息才會被發(fā)送給接收者(例如通過單獨(dú)的傳輸幀)，從而接收者可以分別基于最后所接收到的信息執(zhí)行對所接收到的被編碼的數(shù)值的解碼。

17、優(yōu)選地，待編碼的負(fù)的數(shù)值借助于符號位來表示，在預(yù)定義的位置上通過符號位擴(kuò)展被編碼的數(shù)值。用于符號位的位置以及用于編碼信息的位置和可能另外的信息的位置基本上可以任意地規(guī)定。

18、特別優(yōu)選地，本發(fā)明的方法使用于給傳感器的測量值編碼和/或用于在發(fā)射器和接收器之間傳輸數(shù)據(jù)，尤其是在車輛中或者在家庭自動(dòng)化系統(tǒng)中。此外，可以考慮雷達(dá)傳感器和/或激光雷達(dá)傳感器和/或超聲傳感器和/或速度傳感器和/或加速度傳感器和/或位置傳感器和/或溫度傳感器和/或壓力傳感器和/或另外的傳感器作為傳感器。

19、進(jìn)一步優(yōu)選地，在數(shù)據(jù)傳輸中，每個(gè)被編碼的數(shù)值在一個(gè)唯一的傳輸幀(英語也被稱作“frame”)中被傳輸。這實(shí)現(xiàn)具有特別小的時(shí)間延遲的傳輸，這尤其是在時(shí)間緊迫的應(yīng)用中可以發(fā)揮重要的作用。不言而喻地，這不排除，根據(jù)本發(fā)明編碼的數(shù)值也可以在發(fā)射器和接收器之間以分段的形式傳輸。

20、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種用于給數(shù)據(jù)解碼的方法，其中，待解碼的數(shù)據(jù)優(yōu)選是已借助于根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的、用于給數(shù)據(jù)編碼的方法編碼的數(shù)據(jù)。

21、在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一步驟中，接收數(shù)據(jù)項(xiàng)，數(shù)據(jù)項(xiàng)具有被編碼的數(shù)值和與被編碼的數(shù)值相對應(yīng)的編碼信息。接收的過程和以下說明的進(jìn)一步的處理例如借助于分析利用單元進(jìn)行，所述分析利用單元優(yōu)選類似于或者等同于以上所說明的、用于給數(shù)據(jù)編碼的分析利用單元地構(gòu)造。

22、在本發(fā)明方法的第二步驟中，根據(jù)編碼信息，從至少一條預(yù)定義的第一編碼規(guī)定和預(yù)定義的第二解碼規(guī)定中選擇用于給被編碼的數(shù)值解碼的、預(yù)定義的解碼規(guī)定。有利地，將編碼規(guī)定保存在在信息技術(shù)方面附接在分析利用單元上的存儲器單元中。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法的相應(yīng)的解碼規(guī)定與根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法的相應(yīng)的編碼規(guī)定相對應(yīng)，使得可以借助于相應(yīng)地編碼的數(shù)值可通過相應(yīng)的編碼規(guī)定完全地重建或者具有由編碼導(dǎo)入的分辨率誤差地重建。

23、在本發(fā)明方法的第三步驟中，使被視為二進(jìn)制數(shù)的被編碼的數(shù)值朝向更高位的二進(jìn)制位移動(dòng)由所選擇的解碼規(guī)定所規(guī)定的數(shù)量的二進(jìn)制位移動(dòng)，以便產(chǎn)生解碼后的二進(jìn)制數(shù)。在這里，解碼后的二進(jìn)制數(shù)具有預(yù)定義的數(shù)量的目標(biāo)二進(jìn)制位，所述數(shù)量至少這樣大，使得可借助于解碼后的二進(jìn)制數(shù)表示在給數(shù)值編碼時(shí)所使用的預(yù)定義的最大的值范圍。此外，將解碼后的二進(jìn)制數(shù)中比被移位的二進(jìn)制數(shù)最高地占據(jù)的二進(jìn)制位更高位的二進(jìn)制位以0值占據(jù)，并且將解碼后的二進(jìn)制數(shù)中比被移位的二進(jìn)制數(shù)最低地占據(jù)的二進(jìn)制位最低地被占據(jù)的二進(jìn)制位更低位的二進(jìn)制位以預(yù)定義的替代值占據(jù)。優(yōu)選地，這樣選擇替代值，使得在重建解碼后的數(shù)值時(shí)的平均誤差相對于初始編碼的數(shù)值盡可能最小，不一定因此而以這樣的最小化為前提。

24、在規(guī)定替代值時(shí)，例如設(shè)置，將解碼后的二進(jìn)制數(shù)的每個(gè)待借助于替代值占據(jù)的二進(jìn)制位以0值占據(jù)，或者將解碼后的二進(jìn)制數(shù)的每個(gè)待借助于替代值占據(jù)的二進(jìn)制位以1值占據(jù)。特別有利地，也可能的是，將解碼后的二進(jìn)制數(shù)的待以替代值占據(jù)的二進(jìn)制位的最高位的二進(jìn)制位以1值占據(jù)，并且將各另外的待以替代值占據(jù)的二進(jìn)制位以值0占據(jù)，或者將解碼后的二進(jìn)制數(shù)的待以替代值占據(jù)的二進(jìn)制位的最高位的二進(jìn)制位以0值占據(jù)，并且將各另外的待以替代值占據(jù)的二進(jìn)制位以值1占據(jù)。