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8K UHD(7680×4320) H.264/AVC 부호화기를 위한 4×4블럭단위 보간 필터 및 SAD트리 기반 부화소 움직임 추정 엔진 설계
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저자명
이경호,공진흥,Lee. Kyung-Ho,Kong. Jin-Hyeung
간행물명
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea
권/호정보
2013년|50권 6호|pp.145-155 (11 pages)
발행정보
대한전자공학회
파일정보
정기간행물|
PDF텍스트
주제분야
기타
이 논문은 한국과학기술정보연구원과 논문 연계를 통해 무료로 제공되는 원문입니다.
서지반출

기타언어초록

본 연구에서는 8K UHD($7680{ imes}4320$) 영상을 실시간 부호화하기 위한 $4{ imes}4$ 블록 부화소 움직임추정기를 제안한다. 연산처리성능을 향상시키기 위해 보간 연산을 $4{ imes}4$ 블록 단위로 병렬화시켰으며, 병렬 보간 연산에서 필요한 메모리 대역폭을 확장하기 위해 $10{ imes}10$개의 메모리 어레이를 가진 2D 캐쉬 버퍼 구조를 설계하였다. 그리고 2D 캐쉬 버퍼는 검색영역 간 재사용 기법을 적용하여 참조화소의 중복저장을 최소화하였으며, $4{ imes}4$ 블록 병렬 보간 필터는 3단(수평 수직 1/2부화소, 대각선 1/2부화소, 1/4부화소) 평면 보간 연산 파이프라인 구조로 설계하여 연산회로를 고속화시켰다. 0.13um 공정에서 시뮬레이션한 결과, 436.5K게이트의 $4{ imes}4$ 블록 부화소 움직임추정기는 동작주파수 187MHz에서 8K UHD급 동영상을 초당 30프레임으로 실시간 처리하는 성능을 보였다.

기타언어초록

In this paper, we proposed a $4{ imes}4$ block parallel architecture of interpolation for high-performance H.264/AVC Fractional Motion Estimation in 8K UHD($7680{ imes}4320$) video real time processing. To improve throughput, we design $4{ imes}4$ block parallel interpolation. For supplying the $10{ imes}10$ reference data for interpolation, we design 2D cache buffer which consists of the $10{ imes}10$ memory arrays. We minimize redundant storage of the reference pixel by applying the Search Area Stripe Reuse scheme(SASR), and implement high-speed plane interpolator with 3-stage pipeline(Horizontal Vertical 1/2 interpolation, Diagonal 1/2 interpolation, 1/4 interpolation). The proposed architecture was simulated in 0.13um standard cell library. The gate count is 436.5Kgates. The proposed H.264/AVC Fractional Motion Estimation can support 8K UHD at 30 frames per second by running at 187MHz.