Laitteistopohjainen ratkaisu H.264 standardin liikkeenestimointiin

Abstract

Videokuvan pakkaus ja siirto kannettavissa laitteissa vaatii matalaan tehonkulutukseen suunnattuja laitteistopohjaisia ratkaisuita. H.264 on uusi, erityisesti kannettaviin laitteisiin suunnattu videokoodausstandardi. Tässä työssä tutkittiin laitteistopohjaista ratkaisua H.264:n liikkeenestimointiin.

Työn kannalta oleellisimmat osat videokoodauksen teoriasta käydään läpi, kuten diskreetti kosinimuunnos, entropiakoodaus ja prediktiivinen laskenta. Digitaalitekniikasta käydään läpi digitaalipiirien suunnitteluvuo, CMOS piirien tehonkulutus ja logiikan ajoituskäyttäytyminen.

Toteutuksessa on otettu huomioon hakukuviot, prediktorit, muistiarkkitehtuuri ja naiden vaikutukset tehonkulutukseen ja laitteistoratkaisun monimutkaisuuteen. Muistiarkkitehtuuri on optimoitu H.264:n seitsemää eri blokkikokoa silmälläpitäen.

Monimutkaista liikkeenestimointimenetelmää on simuloitu ja tulokset ovat esitetty eri videosekvensseille. Liikkeenestimoinnin hakukone on toteutettu VHDL koodilla, simuloitu ja syntetisoitu sekä FPGA piirille että ASIC piirikuviolle. Mittaukset ovat suoritettu hakukoneen osalle FPGA piiriä käyttäen.