Efficient CAVLC Decoder VLSI Design for HD Images

In this paper, we propose an efficient hardware architecture for H.264/AVC CAVLC (Context-based Adaptive Variable Length Coding) decoding which used for baseline profile and extended profile. Previous CAVLC architectures are consisted of five step block and each block gets effective bits from Controller block and Accumulator. If large number of non-zero coefficients exist, process for getting effective bits has to iterates many times. In order to reduce this unnecessary process, we propose two techniques, which combine five steps into four steps and reduce process to get efficiency bit by skipping addition step. By adopting these two techniques, the required processing time was reduced about 26% compared with previous architectures. It was designed in a hardware description language and total logic gate count was 16.83k using 0.18um standard cell library.

HD급 영상을 효율적으로 복호하기 위한 CAVLC 복호화기 VLSI 설계

본 논문에서는 H.264/AVC 엔트로피 부호화기의 베이스라인(Baseline)과 익스텐디드(Extended) 프로파일에서 사용되는 내용 기반 가변 길이 부호화(CAVLC: Context-based Adaptive Variable Length Coding)의 하드웨어 기반 복호화기 구조를 제안한다. 기존에 제안되었던 CAVLC 복호화기 하드웨어 구조는 5단계의 블록으로 설계되어 있고, 각 블록들이 유효비트를 얻기 위해서는 컨트롤러블록과 Accumulator블록을 거쳐 구해진다. 이때 레지듀얼 계수가 많을수록 이 과정을 여러 번 반복하게 되기 때문에 복호화 효율이 떨어진다. 본 논문에서는 이러한 유효비트를 구하는 과정을 줄이기 위해 2가지 방법을 제안한다. 한 가지 방법은 5단계로 이루어져 있던 블록을 4단계의 블록으로 줄이는 것이고 다른 한 가지 방법은 컨트롤러에 의한 덧셈 연산단계를 생략함으로써 블록별 유효비트를 효율적으로 구하는 것이다. 제안된 방법을 적용한 구조에 실험한 결과 하드웨어의 크기는 비슷하면서 하나의 매크로블록을 처리하는데 요구되는 평균 사이클 수가 기존의 방식보다 약 26% 줄었고 0.18um 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과 14.2K 게이트를 가졌다.