Arquitetura de hardware aproximada para o filtro de interpolação de pixel fracionário do padrão de codificação de vídeo Versatile Video Coding

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: SILVA, Giovane Gomes
• 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; Versatile Video Coding; computação aproximada; estimação de movimento fracionário; filtro de interpolação; video coding; Versatile Video Coding; approximate computation; fractional motion estimation; interpolation filter; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://tede.ucpel.edu.br:8080/jspui/handle/jspui/890

A distribuição de vídeos com altíssimas definições e vídeos com tecnologias imersivas não param de crescer. Isso só é possível, por causa da codificação e decodificação de vídeo, que com técnicas eficientes deixam os vídeos mais compactos, permitindo que os dispositivos sejam capazes de armazenar, processar e transmitir esses conteúdos de vídeo. O codificador desenvolvido mais eficiente nos dias de hoje é o HEVC, porém, grupos de pesquisa trabalham para tornar a compressão de vídeo mais eficiente. Assim, um novo codificador de vídeo está sendo desenvolvido, o Versatile Video Coding (VVC). O VVC suporta vídeos 3D, vídeos em 360 graus, realidade virtual (Virtual Reality – VR), realidade aumentada (Augmented Reality – AR) e realidade mista (Mixed Reality – MR). Para compressão de vídeo de melhor definição, há um custo computacional maior. Será mostrado que a parte mais complexa de um codificador de vídeo é a estimação de movimento (ME), sendo a maior parte gasta em sua parte fracionária (Estimativa de Movimento Fracionário - FME). Esse projeto tem como proposta, desenvolver uma arquitetura de hardware aproximada dos filtros de interpolação fracionário do codificador VVC. Será aplicando técnicas de computação aproximada nos filtros. Ao aplicar filtros aproximados eles reduzem a complexidade computacional da interpolação fracionária, porém, com perda, insignificante, de PSNR e aumento da taxa de bits. Com a arquitetura proposta no trabalho, conseguiu operar a uma frequência de 522MHz e processar vídeos de 2560x1600 pixels a 30 fps com uma degradação de eficiência de compressão média de apenas 0,41% quando comparado com o VTM 10.0.