구문 요소의 저장 공간을 효과적으로 줄인 H.264/AVC CABAC 부호화기 설계

Design of H.264/AVC CABAC Encoder with an Efficient Storage Reduction of Syntax Elements

  • 김윤섭 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 문전학 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 이성수 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Kim, Yoon-Sup (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Moon, Jeon-Hak (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Lee, Seong-Soo (School of Electronic Engineering, Soongsil University)
  • 투고 : 2009.12.26
  • 심사 : 2010.03.22
  • 발행 : 2010.04.25

초록

본 논문에서는 H.264/AVC에서 구문 요소의 저장 공간을 줄인 효율적인 CABAC 부호화기를 제안하였다. 제안하는 구조는 모든 블록을 하드웨어 기반으로 설계하여 프로세서에 의존하지 않고 빠른 처리가 가능하다. 또한 CABAC 부호화기의 문맥 모델러에서는 문맥 모델을 유도하기 위해 이웃 블록의 데이터가 필요한데 이웃 블록 데이터를 가공하지 않은 상태로 전부 저장하게 된다면 메모리 용량이 비효율적으로 커지게 된다. 따라서 본 논문에서는 이웃 블록 데이터를 효율적으로 저장하여 메모리 크기를 감소시키는 방법을 사용한다. 제안하는 CABAC 부호화기는 0.18um 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성한 결과 35,463 게이트의 면적을 사용하였으며, 최대 180MHz까지 동작이 가능하고 입력 심벌 당 소요되는 사이클 수는 약 1에 가깝다.

This paper proposes an efficient CABAC encoder to reduce syntax element storage in H.264/AVC entropy coding. In the proposed architecture, all blocks are designed in dedicated hardware, so it performs fast processing without programmable processors. Context modeler of CABAC encoder requires the neighbor block data. However it requires impractically huge memory size if the neighbor block data is directly stored without proper processing. Therefore, this paper proposes an effective method of storing the neighbor block data to decrease memory size. The proposed CABAC encoder has 35,463 gates in 0.18um standard cell library. It operates at maximum speed of 180MHz and its throughput is about 1 cycle per input symbol.

키워드

참고문헌

  1. Joint Video Team(JVT) of ISO/IEC MPEG and ITU-T VCEG, "Draft ITU-T Recommendation and Final Draft International Standard of Joint Video Specification(ITU-T Rec. H.264 | ISO/IEC 14496-10 AVC)," JVTG050, March 2003.
  2. A. Joch, F. Kossentini, H. Schwarz, T. Wiegand, and G. J. Sullivan, "PERFORMANCE COMPARISON OF VIDEO CODING STANDARDS USING LAGRANGIAN CODER CONTROL," Proceedings of International Conference Image Processing, vol. 2, pp. 501-504, Rochester, NY, Oct. 2002.
  3. D. Marpe, H. Schwarz and T. Wiegand, "Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Coding in the H.264/AVC Video Compression Standard," IEEE Transaction on Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 13, No. 7, pp. 620-636, July. 2003. https://doi.org/10.1109/TCSVT.2003.815173
  4. Yan Zheng, Shibao Zheng, Zhonghua Huang, Ziliang Zhao, "A Time and Storage Optimized Hardware Design for Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Decoding in H.264_AVC", IEEE International Conference on Multimedia and Expo, pp. 1567-1570, July. 2007.
  5. R. R. Osorio and J. D. Bruguera, "High-Throughput Architecture for H.264/AVC CABAC Compression System," IEEE Trans on Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 16, No. 11, pp. 1376-1384, Nov. 2006. https://doi.org/10.1109/TCSVT.2006.883508
  6. 최진하, 오명석, 김재석, "H.264/AVC의 효율적인 파이프라인 구조를 적용한 CABAC 하드웨어 설계," 전자공학회 논문지, 제45권 SD편, 제7호, 759-766쪽, 2008년 7월
  7. Chia-Cheng Lo, Ying-Jhong Zeng, Ming-Der Shieh, "Design and test of a high throughput cabac encoder", TENCON 2007 - 2007 IEEE Region 10 Conference, pp. 1-4, Oct. 2007.