다양한 블록 크기의 전역 탐색 알고리즘을 위한 효율적인 구조를 갖는 움직임 추정기 설계

황종희; 최윤식

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자료유형: 학술저널

저자정보: 황종희 최윤식

저널정보: 대한전자공학회 전자공학회논문지-SD 電子工學會論文誌 SD編第46卷第11號

발행연도: 2009.11

수록면: 66 - 76 (11page)

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움직임 추정은 영상 부호화 시스템에서 큰 비중을 차지하는 부분으로, 실시간 동작을 위해서는 효율적인 구조를 필요로 한다. 따라서 H.264 전체 시스템을 위한 움직임 추정기 블록의 구현은 부호화 과정을 고속으로 수행할 수 있도록 별도의 전용 하드웨어 모듈로 설계하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 많은 연산량을 효율적으로 줄일 수 있도록 병렬 처리를 바탕으로 움직임 추정 감지 블록, 41개의 SAD(Sum of Absolute Difference)값 계산 블록, 최소의 SAD값 계산과 움직임 벡터 생성 블록을 제안하고자 한다. 움직임 추정 감지 블록과 최소의 SAD값 계산기에서는 선계산(pre-computation) 방법을 적용함으로써, 입력 Switching Activity를 줄여 고속 구현이 가능하도록 하였으며, 움직임 추정 감지 블록과 41개의 SAD값 계산 블록에서 가장 많은 부분을 차지하는 가산기 구조를 일반적으로 사용되는 Ripple Carry Adder 대신에 Carry Skip Adder를 적용함으로써, Adder Tree 구조를 고속으로 처리할 수 있도록 하였다. 또한 외부에서 탐색 영역 제어와 같은 주요 변수를 쉽게 제어할 수 있도록 하여, 하드웨어 구조의 효율성을 높였다. 시뮬레이션 및 FPGA 검증 결과, 움직임 추정기의 임계 경로를 발생시키는 MED블록에서 일반적인 구조를 적용했을 때보다 19.89%의 Delay 감소 효과를 얻을 수 있었다.

#motion estimation detection #SAD #pre-computation #carry skip adder

참고문헌 (16)

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1. [학술대회논문] - Suk-Ju Kang / 2008 / Hardware Implementation of Motion Estimation Using a Sub-sampled Block for Frame Rate Up-Conversion / International SoC Design Conference(ISOCC) : 101 ~ 104

2. [학술지(정기간행물)] - Chun-Ho Cheung / 2002 / A Novel Cross-Diamond Search Algorithm for Fast Block Motion Estimation / IEEE Trans. Circuit and Systems for video technology 12 (12)

3. [학술지(정기간행물)] - B. M. Wang / 1994 / Zero waiting cycle hierarchical block matching algorithm and its array architectures / IEEE Trans. Circuit and Systems for video technology, Video Technology 4 : 18 ~ 28

4. [학술지(정기간행물)] - R. Srinivasan / 1985 / Predictive coding based on efficient motion estimation / IEEE Trans. Commun. COM-33 : 888 ~ 896

5. [학술지(정기간행물)] - Xiangwen Wang / 2009 / An improved block size selection method based on macroblock movement characteristic / multimedia tools and applications 43 (2) : 131 ~ 143

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