dc.creator | Corrêa, Marcel Moscarelli | |
dc.date.accessioned | 2023-04-04T00:38:19Z | |
dc.date.available | 2023-04-03 | |
dc.date.available | 2023-04-04T00:38:19Z | |
dc.date.issued | 2023-02-14 | |
dc.identifier.citation | CORRÊA, Marcel Moscarelli. Heuristic-based Algorithms and Hardware Designs for Fast Intra-picture Prediction in AV1 Video Coding. 2023. 126f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2023. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9237 | |
dc.description.abstract | Video coding for compression purposes is paramount for any application or service
based on digital video. Without compression, modern digital content requires a
prohibitively large amount of data. A video coding format defines the format for video
content representation in a compressed form, to be used conveniently for storage or
transmission. Video formats are, typically, standardized and have video encoders and
decoders made for them, in both software and hardware. This thesis presents
hardware-friendly algorithms capable of reducing the number of operations of the video
encoder mode decision process in the intra-picture prediction module, one of its most
time-consuming modules. Additionally, it also presents intra-picture prediction
hardware designs, optimized for both low power and high energy efficiency,
implementing the proposed algorithms. All software and hardware solutions described
in this thesis target the AOMedia Video 1 (AV1) format, which is state-of-the-art in
open-source and royalty-free video coding. All algorithms proposed were evaluated in
the AV1 reference software using common test conditions, and all hardware designs
were described in VHDL and synthesized to TSMC 40nm standard-cells technology.
The encoding efficiency and encoding time results for the proposed algorithms, as well
as the gate count and energy consumption results for the hardware designs, confirm
that solutions developed during this Ph.D. project meet the requirements of current
video technology, such as coding of Ultra-High Definition (UHD) resolutions at high
speeds and high visual quality. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Sem bolsa | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Codificação de vídeo | pt_BR |
dc.subject | Predição intra | pt_BR |
dc.subject | Decisão de modo | pt_BR |
dc.subject | AV1 | pt_BR |
dc.subject | Arquitetura em hardware | pt_BR |
dc.subject | Video coding | pt_BR |
dc.subject | Intra prediction | pt_BR |
dc.subject | Mode decision | pt_BR |
dc.subject | Hardware design | pt_BR |
dc.title | Heuristic-based Algorithms and Hardware Designs for Fast Intra-picture Prediction in AV1 Video Coding. | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/8820221510460074 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/9604735363839730 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Corrêa, Guilherme Ribeiro | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1389878856201800 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co2 | Palomino, Daniel Munari | |
dc.contributor.advisor-co2Lattes | http://lattes.cnpq.br/3163503973303585 | pt_BR |
dc.description.resumo | A codificação de vídeo para fins de compressão é indispensável para qualquer
aplicação ou serviço baseado na manipulação de vídeos digitais. Sem compressão,
conteúdo de vídeo digital moderno requer uma quantidade proibitiva de dados.
Um formato de codificação de vídeo define o formato de representação do conteúdo
de vídeo em uma forma comprimida, para ser utilizada de maneira conveniente para
armazenamento e transmissão. Formatos de vídeo são tipicamente padronizados e
têm codificadores e decodificadores de vídeo desenvolvidos para eles, implementados
tanto em software quanto em hardware. Esta tese apresenta algoritmos apropriados
para implementação em hardware, capazes de reduzir o número de operações
associadas à etapa de decisão de modo da predição intraquadros em um codificador
de vídeo, que é um dos módulos do codificador que mais consome recursos de
processamento. Ainda, esta tese também apresenta arquiteturas em hardware que
implementam os algoritmos propostos, otimizadas para baixa potência dissipada e alta
eficiência energética. Todas as soluções de software e hardware descritas nesta tese
têm como alvo o formato AOMedia Video 1 (AV1), que é o estado da arte em formatos
de vídeo abertos e livres de royalties. Todos os algoritmos propostos foram testados
no software de referência do codificador AV1, utilizando-se condições comuns de teste
deste campo de pesquisa, e todas as arquiteturas de hardware foram descritas em
VHDL e sintetizadas para tecnologia TSMC 40nm. Os resultados de eficiência de
compressão e tempo de codificação dos algoritmos propostos e, também,
os resultados de custo em portas lógicas e consumo de energia das arquiteturas de
hardware, confirmam que as soluções desenvolvidas durante este projeto de
doutorado atendem as demandas das tecnologias atuais de vídeo, como a codificação
de resoluções Ultra-High Definition (UHD) em alta velocidade e alta qualidade visual. | pt_BR |
dc.publisher.department | Centro de Desenvolvimento Tecnológico | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Computação | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Agostini, Luciano Volcan | |