0 引 言 
    PNG(Portable Network Graphic Format)是流式网络图形格式的简称，是一种位图文件(Bitmap File)存储格式。PNG文件采用压缩率高的LZ77和Huffman两种无损压缩算法，支持网络彩色图像传输，支持Alpha通道、定义透明区域和多重透明，逐步细化地显示图片。
    PNG压缩的核心算法是采用Zip压缩算法，该算法的特点就是先利用LZ77算法进行短语式重复的压缩得到未匹配的字节和匹配长度、距离的组合值，然后再根据Huffman算法进行单字节重复的压缩最终得到压缩码流。PNG解码的原理也就是压缩的反过程，那么解码时可根据码表信息和压缩码流还原出原始图像数据。
    PNG文件的解码通常由软件完成，软件解码实现方式灵活，但相对硬件解码而言，软件解码速度慢，能量消耗大，不利于移动设备的低功耗设计优化。为此，这里讨论了PNG图像的硬件解码实现方法，其应用对象是手机专用芯片，对低功耗和解码速度都有较高的要求，并解决了PNG解码的快速查表、软硬件协调和硬件加速等实现方法，而硬件加速解码功能的主要作用是减少CPU的负担，极大加快PNG图片显示速度，并在一定程度上减少了功耗，延长了手机的待机时间，具有很大研究与开发的实际价值。

1 PNG图像解码原理的介绍
1．1 LZ77算法介绍
    LZ77算法可以称为“滑动窗口压缩”，该算法将一个虚拟的，可以跟随压缩进程滑动的窗口作为术语字典；要压缩的字符串若在窗口中出现，则输出匹配长度和距离的组合信息，来替换前面出现的相同字符串，且要求最小匹配的字符串为3个字节，这样可以保证压缩后的数据量小于原始数据。
    例如窗口的大小为15个字符，冈0刚编码过的15个字符为：byhelloeveryone，即将编码的字符为：helloto—e、，eryonehi。可以发现有些字符串前面已经出现过，则用()起来的字符串表示滑动窗口中已出现过的匹配串：(hello)to(everyone)hi。
    以上这些原始信息，可利用LZ77算法用匹配长度和距离的组合信息来替换有匹配的字符串，若碰到未匹配的字节则直接输出，压缩后的内容为：(5，13)to(8，15)hi。在LZ77解压缩时，只要维护好滑动窗口，随着压缩信息的不断输入，可根据匹配的组合信息从窗口中找到相应的匹配字符串作为输出，即可还原出原始数据。
1．2 Huffman算法介绍
    Huffman算法属于编码式压缩，利用各个单字节所使用频率不一样的特点，使定长编码转变为变长的编码，给频率高的字节更短的编码，使用频率低的字节更长的编码，起到无损压缩的效果。这样，经过LZ77压缩后的未匹配的字节和匹配的组合信息可以进一步地进行Huffman压缩，从而得到很高的压缩效率。
    例如，对于一组元素的字符值为s={a，b，c，d，e，f}，其对应的出现频率为P={10，2，2，2，2，9}。图1是根据以上信息建立的Huffman树。各元素出现频率和元素值如图1所示，编码后的各个元素长度分别为L一{1，3，3，3，3，2}，可见编码后储存这些字符值所需的空间极大地减少了。

    这棵Huffman树是根据PNG规范的Dellate原则建立的，具有以下特点：
    (1)左边的叶子编码为0，右边的为1；
    (2)编码必须满足“前缀编码”的要求，即较短的编码不能是较长编码的前缀，这保证了码的惟一性；
    (3)每一层叶子的节点频率按从小到大排列，而同样频率的节点按字符值从小到大排列，这点也是PNG采用的zip算法对Huffman算法的一种改进。因此，解码时首先要提取出压缩流中的码表信息建立出Huffman树，其中每个叶结点应包含有码长和字符值信息，并把最终生成的码表保存在RAM中供给Huff_man解码模块查表还原出图像原始数据。