Solução arquitetural para a decodificação intraquadro do padrão de codoficação AV1

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Goebel, Jones William
• Orientador(a): Porto, Marcelo Schiavon
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Computação
• Departamento: Centro de Desenvolvimento Tecnológico
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Codificação de vídeo; AV1; Decodificação intraquadro; Projeto de hardware; Video coding; Intra-frame decoder; Hardware design
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/4817

Os vídeos digitais estão presentes cada vez mais no nosso dia-a-dia, justamente pelo aumento do número de dispositivos eletrônicos que são capazes de manipular os vídeos e também pela redução do custo da produção dos dispositivos. A codificação de vídeo tem o objetivo em reduzir o tamanho do vídeo respeitando a relação entre qualidade do vídeo e o tamanho do bitstream. Para atender estes requisitos, inúmeros codificadores foram desenvolvidos, sendo que cada codificador visa atender a demanda e as restrições de desempenho vigentes em sua época de desenvolvimento. Desta forma, podemos citar alguns codificadores importantes na atualidade: H.264 e HEVC e VP9. Tais codificadores são definidos por órgãos de padronização internacionais e seu uso é submetido ao pagamento de royalties para os casos do H.264 e HEVC. Diante disto, Google, Xiph e Cisco deram início a uma aliança chamada AOMedia (Alliance for Open Media) e definiram um novo codificador de vídeo, onde, a partir dos codificadores previamente desenvolvidos por estas empresas, iniciou-se o desenvolvimento do AV1 (AOMedia Video 1). A proposta do AV1 é justamente ser um codificador livre de royalties e de código aberto. Nos codificadores de vídeo atuais, a predição intraquadro é o módulo responsável por reduzir a redundância espacial entre amostras vizinhas dentro de um mesmo quadro. O AV1 trouxe novas técnicas para a predição intraquadro, tornando-a mais complexa e eficiente. Dentre as novas técnicas podemos citar o modo Croma from Luma e os intrafiltros, além disso o AV1 estendeu a predição intraquadro para 19 tamanhos de blocos. A arquitetura desenvolvida neste trabalho visa abordar uma solução arquitetural para a decodificação intraquadro do padrão de codificação AV1. No decorrer da dissertação será explicado a estratégia de modelamento utilizado para desenvolver a arquitetura como também os módulos que a compõem. A arquitetura decodificador intraquadro AV1 (DIAV1) foi sintetizada em ASIC considerando três casos de estudo, que visam retratar a operação da arquitetura desde cenários pessimistas até cenários mais realistas. Os resultados demostram que a DIAV1 pode operar nestes três cenários tendo uma potência dissipada que pode variar desde 76,03 mW até 16,9 mW, de acordo com o cenário pretendido