Arquiteturas de hardware para filtros de interpolação segundo o codec de vídeo AV1

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: FREITAS, Daiane Fonseca
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Catolica de Pelotas; Centro de Ciencias Sociais e Tecnologicas; Brasil; UCPel; Mestrado em Engenharia Eletronica e Computacao
• Palavras-chave em Português: codificação de vídeo; AV1; filtro de interpolação; hardware; arquitetura; video coding; AV1; interpolation filter; hardware; architecture; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://tede.ucpel.edu.br:8080/jspui/handle/jspui/883

O crescente aumento no consumo de mídias digitais, especialmente em dispositivos móveis, tem motivado pesquisadores a desenvolver codificadores de vídeo cada vez mais eficientes. Entre as propostas mais recentes, o AV1 (AOMedia Video 1), o codificador de vídeo livre de royalties da AOMedia, apresenta uma eficiência de compressão até 30% maior que o HEVC e VP9, resultando em aumento do custo computacional. O aumento do custo computacional se dá especialmente na etapa de estimação de movimento fracionário, que é realizada com a utilização de filtros de interpolação definidos pelo AV1 para geração de pixels em posições fracionárias. Sendo assim, esse trabalho propõe arquiteturas de hardware para os filtros de interpolação de pixel fracionário definido no padrão de codificação de vídeo AV1. A análise realizada neste trabalho mostra que a família de filtros AV1 Regular tem o maior uso, seguida pela família Sharp, especialmente quando se considera vídeos de alta resolução. As arquiteturas de hardware propostas implementam os 15 filtros de interpolação das famílias AV1 Regular e Sharp, e ainda uma arquitetura multifiltro, sendo capazes de interpolar vídeos de até 8K a 50 qps no contexto da compensação de movimento. As arquiteturas propostas atingem um throughput 26,8× maior em comparação com trabalhos relacionados, sendo adequadas para utilização na estimação de movimento, que requer desempenho maior que a compensação de movimento, usada em decodificadores de vídeo.