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Defesa de Mestrado Bruno Zatt Sergio Bampi Orientador

Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC. Defesa de Mestrado Bruno Zatt Sergio Bampi Orientador. Sumário. Introdução; H.264/AVC; HP422- MoCHA ; Compensação de Movimento; Arquitetura; Resultados e Comparação;

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Defesa de Mestrado Bruno Zatt Sergio Bampi Orientador

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  1. Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC Defesa de Mestrado Bruno Zatt Sergio Bampi Orientador

  2. Sumário • Introdução; • H.264/AVC; • HP422-MoCHA; • Compensação de Movimento; • Arquitetura; • Resultados e Comparação; • Modelagem SystemC do Codificador H.264/AVC; • Modelagem; • Arquitetura; • Resultados; • Conclusão e Trabalhos Futuros. Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  3. INTRODUÇÃO Introdução

  4. Introdução • Mercado de vídeo voltando-se para HDTV; • Necessidade de padrões de compactação mais eficiente; • Surgimento do padrão H.264/AVC, dobrando a taxa de compressão alcançada pelo MPEG2; • Necessidade de hardware dedicado para codificação e decodificação de vídeo HDTV, em tempo real; • Necessidade de técnicas adequadas para desenvolvimento de HW em sistemas complexos. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  5. H.264/AVC

  6. H.264/AVC • H.264/AVC é o padrão estado da arte para compressão de vídeo definido pela ITU-T e ISO/IEC; • Orientado a macroblocos; • 16x16 pixels; • Utiliza codificação diferencial; • Espaço de cores YCbCr; • Subamostragem de cores 4:2:0. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  7. Perfil Extended High 4:2:2 Extended Main High Perfil High Slices SP e SI Slices SP e SI Transformada 8x8 Formato 4:2:2 Predição ponderada Predição ponderada TransformadaAdaptativa Predição Intra 8x8 Partição de dados Partição de dados Slices B Slices B Monocromático Quantização em Percepção Quantização adaptativa Slices I Slices I Grupo de Slices e ASO High 10 Slices P Slices P CABAC Amostras Até 10 bits Slices Redundantes CABAC CAVLC CAVLC Perfil Main Baseline Grupo de Slices e ASO Slices Redundantes Perfil Baseline H.264/AVC • 4 Perfis; • Baseline; • Extended; • Main: • Quadros B; • Prediçãoponderada (WP); • VídeoEntrelaçado; • CABAC; • High; • High; • High 10; • High 4:2:2; • High 4:4:4. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  8. Codificador H.264/AVC Q Quadros Atual(original) T Codificaçãode Entropia • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros - Estimação de Movimento Quadros de Referência Compensação de Movimento Predição Intra Quadros Quadro Atual(reconstruído) T-1 Q-1 Filtro + Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  9. Decodificador H.264/AVC • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Quadros de Referência Compensação de Movimento Predição Intra Quadros Decod.de Entropia Quadro Atual(reconstruído) T-1 Q-1 Filtro + Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  10. Estimação de Movimento (ME) Quadro de Referência Quadro de Atual • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Vetor de Movimento Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  11. Compensação de Movimento (MC) Quadro de Atual Reconstruído Quadro de Referência • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  12. Compensação de Movimento (MC) Quadro de Atual Reconstruído Quadro de Atual • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  13. M A B C D E F G H I a b c d J e f g h K i j k l L m n o p Predição Intra-Quadro • Inovação do padrão H.264/AVC; • Dois tamanhos de bloco: 4x4 e 16x16; • Realizada como interpolações polinomiais dos pixels das bordas adjacentes. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  14. Transformadas e Quantização • Transformadas DCT-2D e Hadamard; • 4x4 amostras (8x8 nos perfis High); • Matriz Ef contém coeficientes constantes e pode ser realizada junto à quantização; • A quantização é função do parâmetro QP utilizado para controlar qualidade e compressão. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros

  15. Filtro Redutor de Efeitos de Bloco • O H.264/AVC normatiza a utilização de um filtro redutor do efeito de bloco; • A predição baseada em blocos e transformadas gera artefatos de bloco; • É um filtro adaptativo, que prevê 5 diferentes pesos para a filtragem entre os blocos (0 - 4); • O peso dos filtros é definido de acordo com regras que se baseiam no modo de predição utilizado pelos blocos vizinhos. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  16. Codificação de EntropiaCAVLC • Codifica resíduos provenientes do bloco de quantização; • Produz códigos de tamanho variável dependentes do contexto; • Exploradas determinadas características dos blocos quantizados: • Número de coeficientes não zero; • Seqüências de valores ‘1’; • Magnitude dos coeficientes; • Corrida de zeros. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  17. HP422-MoCHA

  18. Compensação de Movimento (MC) • Múltiplos tamanhos de bloco; • Múltiplos quadros de referências; • Vetores apontando para fora da imagem; • Precisão de ¼ de amostra; • Bi-predição; • Predição ponderada. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  19. Amostras 8 -12 bits - Transformada 8x8 - Predição Intra 8x8 - Matrizes de Escala Perceptuais - Monocromático Transformada Residual Perfil Main Amostras 8 -10 bits Formato4:2:2 Codificação Sem Perde HIGH Formato 4:4:4 HIGH 10 HIGH 4:2:2 HIGH 4:4:4 MC nos Perfis High • High; • Subamostragem de cor 4:0:0 (monocromático); • High 10; • Largura de amostras de 9 e 10 bits; • High 4:2:2; • Subamostragem de cor 4:2:2. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  20. HP422-MoCHA – High Profile 4:2:2 Motion Compensation Hardware Architecture Memória de Referências • Baseado na arquitetura MoCHA (Azevedo A. etalli, ISCAS 2007, UFRGS); • Desenhado como um pipeline hierárquico; • Preditor de Vetores de Movimento (MVP); • Acesso à Memória; • Processador de Amostras. Acesso à Memória • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Processamento de Luma Preditor de Vetores de Movimento Buffer de Macrobloco Processamento de Croma Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  21. Preditor de Vetores (MVP) 1 WAITING TEST_MB_TYPE 2 B D B C B B PRE_PROC SPATIAL 6 1 A 0 4 5 • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros CONTROL FOR 1 3 A 2 7 6 CONTROL SUB-FOR 1 A 8 12 9 13 4 7 11 15 A 10 14 6 STANDARD SPATIAL TEMPORAL 4 SET VECTORS 1 SAVE MV 16 MEMORY REFRESH Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  22. DDR Amostras Addr Linha Coluna Amostras = Addr POC Memória Interna CACHE Acesso à Memória • Cache 3-D para reduzir a retransmissão; • 32 conjuntos; • Luma; • 16 linhas x 40 colunas; • Chroma; • 16 linhas x 20 colunas; • Amostras de 10 bits • Completando com zeros os MSBs das amostras com 8 ou 9 bits; • 25% de aumento; • 4:2:2; • Metade das linhas de crominância não utilizadas; • 33% de aumento; • 400 Kb; • Até 60% de redução na largura de banda e 85% no número de acessos à memória. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros

  23. Processador de Amostras • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Caminho de Dados de Luma Caminho de Dados de Croma Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  24. Arquitetura Prévia do Interpolador de Luminância • 4 FIR Verticais; • 9 FIR Horizontais; • 4 Filtros Bilineares. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros *Wang, 2005

  25. Interpolador de Luminância • 4 FIR Verticais; • 8 FIR Horizontais; • 4 Filtros Bilineares. F I R 6:2 F I R Bilinear • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros F I R F I R 6:2 Bilinear F I R F I R F I R 6:2 Bilinear F I R F I R F I R 6:2 Bilinear F I R F I R

  26. Filtro FIR E F G H I J • Implementado em 3 estágios de pipeline; • Sem multiplicadores. + • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros + <<2 - + <<2 + + Y = (E–5F+20G+20H–5I+J)/32 ↓ ↓ ↓ Y = {(E+J)+(G+H)+4*[4*(G+H)–(F+I)]+ [4*(G+H)–(F+I)]}/32 Clip

  27. Interpolador de Croma • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Chroma 1/8 pel Filter A B Chroma 1/8 pel Filter C Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  28. Filtro de Croma * * + • Implementação sem multiplicadores; • ANDs; • Deslocadores; • Somadores. - * * Y • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros * * - X * * ‘32’ A B

  29. Clipping de Largura de Bits Variável C L I P 9 • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros C L I P 10 19 10 10 C L I P 8 Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  30. Resultados de Síntese FPGA: - Synplify Pro version 8.1; - Xilinx Virtex 2 PRO (XC2VP30-7). • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros • @ 99.9 MHz; • Decodifica, em tempo real, HDTV 1080p para o perfil High 4:2:2; • Até 37 quadros por segundo para slices tipo B; • Até 69 quadros por segundo para slices tipo P. Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  31. Comparação • Até o momento da conclusão deste trabalho não havia nenhuma arquitetura para MC HP 4:2:2 publicada detalhadamente na literatura; • Wang S., ISCAS 2005; • Perfil Baseline 1080p em tempo real; • MVP em HW sem predição direta; • 1 FIR a mais se com parado à HP422-MoCHA; • ASIC 0.18um; • Wang R., ICASSP 2005; • Perfil Baseline 720p @30qps; • Lie W., ISCAS 2005; • Utiliza filtros diagonais de 4-taps inserindo ruído; • Não apresenta dados da performance do HW. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  32. Comparação • Chen J., ICASSP 2006; • MVP em software; • 48% redução da largura de banda X HP422-MoCHA = 60%; • 8 filtros bilineares a mais do que a HP422-MoCHA; • ASIC 0.18um; • Li Y., ISCAS 2007; • Sem MVP; • 60%-80% redução da largura de banda; • 1080p @ 30qps para perfil Main. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  33. Resultados de Síntese do Interpolador para Perfil Main • TSMC 0.18µm typical; • Mentor Graphics Leonardo Spectrum. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros • @ 129.9 MHz; • 163 M amostras/segundo; • @ 82 MHz; • Decodificação em tempo real para HDTV 1080p @ 30 qps; • 93.3 M amostras/segundo. Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  34. Comparação • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros 17%

  35. Considerações Finais • A arquitetura HP422-MoCHA trouxe excelentes resultados acadêmicos; • Performance desejada; • Área condizente com as demais arquiteturas relacionadas; • Integração se mostrou um grande desafio; • Muitos sinais de interface; • Sincronização; • Estímulo para uma nova abordagem de desenvolvimento de sistemas; • Bottom-up  Meet-in-the-middle. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  36. Modelagem SystemC do Codificador H.264/AVC

  37. Modelagem de Sistemas Complexos • Problemas enfrentados no desenvolvimento de SOCs: • Aumento da complexidade; • Dificuldades na abordagem botton-up; • Menor time-to-market; • Alternativas: • Reuso; • Modelagem de alto nível; • Uso da abordagem meet-in-the-middle; • Refinamentos sucessivos reduzindo nível de abstração. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  38. Objetivos • Desenvolver um modelo em SystemC para o codificador H.264/AVC na abordagem TLM (Transaction Level Modeling); • Especificar os módulos integrantes do sistema; • Localizar simplificações orientadas a implementação em HW; • Avaliar as transações entre os módulos; • Detectar gargalos do sistema; • Taxa de processamento; • Acesso à memória; • Servir como ferramenta para validação de módulos em HW; • Permitir refinamento para níveis mais baixos de abstração. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  39. TLM (Transaction Level Modelling) Modelos de Abstração • A. Specification Model • B. Component Assembly Model • C. Bus-Arbitration Model • D. Bus-functional Model • E. Cycle Accurate computation Model • F. Implementation Model • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros * CAI, L., GAJSKI, D. Transaction Level Modeling: An Overview Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  40. Codificador H.264/AVC Q Quadros Atual(original) T Codificaçãode Entropia • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros - Estimação de Movimento Quadros de Referência Compensação de Movimento Predição Intra Quadros Quadro Atual(reconstruído) T-1 Q-1 Filtro + Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  41. Codificador H.264/AVC Q Quadros Atual(original) T Codificaçãode Entropia • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros - Estimação de Movimento Quadros de Referência Compensação de Movimento Predição Intra Quadros Quadro Atual(reconstruído) T-1 Q-1 Filtro + Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  42. 1º Estágio do Macro-pipeline 2º Estágio Codificador H.264/AVC Modo de Decisão Preditor Intra-Quadro MB Buffer CAVLC T/Q IT/IQ Estimação de Movimento Salva Memória Memória de Referência Arquitetura Modelada • 2 estágios de macro-pipeline; • Caminho de reconstrução simplificado utilizando memória de predição. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros

  43. Preditor Intra-Quadro • Base temporal para o codificador; • Paralelismo de 4 amostras; • Critério de similaridade: SAD; • Modos de predição: • 9 modos I4MB; • 4 modos I16MB; • 4 modos croma. • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros *Bruno Zatt e Cláudio Diniz

  44. Preditor Intra-Quadro Intra Vizinhos Preditor de Amostras SAD/ I4MB Mode Decision Memória de Predição Control Save Cb Mem. Y Dual Port SRAM Cr Save Read Preditor Intra-Quadro • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Canais e Interfaces • Cycle Accurate Computation Model – Computação com precisão de ciclo e comunicação com tempo aproximado. SC_METHOD/SC_THREAD SC_MODULE Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  45. Preditor Intra-Quadro Intra Vizinhos Preditor de Amostras SAD/ I4MB Mode Decision Memória de Predição Control Save Cb Mem. Y Dual Port SRAM Cr Save Read Preditor Intra-Quadro • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros sc_port<line_read_if> org_line; typedef sample_line{ int[4]; } sample_line trasformed_input;

  46. Preditor Intra-Quadro Intra Vizinhos Preditor de Amostras SAD/ I4MB Mode Decision Memória de Predição Control Save Cb Mem. Y Dual Port SRAM Cr Save Read Preditor Intra-Quadro • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros void intra_vizinhos::atualiza_vizinhos() { switch(next_state) { case RESET: ….. break; case WAIT: …. } }

  47. Transformadas e Quantização (TQ) • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  48. T/Q S U B W R I T E Luma Luma I16MB Chroma Transformadas e Quantização (TQ) • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros • Paralelismo de 4 amostras; • Bus ArbitrationModel – Computação e comunicação aproximadas. Modelagem de Hardware para Codificação de Vídeo e Arquitetura de Compensação de Movimento Segundo o Padrão H.264/AVC

  49. T/Q S U B W R I T E Luma Luma I16MB Chroma Transformadas e Quantização (TQ) • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros void TQ::transproc() { …. for (int i=0;i<4;i++) for (int j=0;j<4;j++) mult_temp[i][j] = (fabs(mult_temp1[i][j]) * (PF[i][j] * pow(2, qbits))/QS + f) / pow(2, qbits); …. tranform_block.notify(); }

  50. ME Controle da Busca Leitura da Memória Área de Busca Acumuladores de SAD Cálculo do SAD FIFO Estimação de Movimento (ME) • Introdução • H.264/AVC • HP422-MoCHA • - MC High • - Arquitetura • - Resultados e • Comparação • Modelagem SC • - Modelagem • - Arquitetura • - Resultados • Conclusão e Trabalhos Futuros • Paralelismo de Macrobloco; • Critério de Similaridade SAD; • Busca Full Search; • Área de busca de até 48x48 amostras; • Todos os tamanhos de blocos; • SAD gerado para cada bloco 4x4, sua acumulação define os tamanhos de bloco; • Bus ArbitrationModel – Computação e comunicação aproximadas.

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