Design of Unified Inverse Transformer for HEVC and VP9

In this paper, a unified inverse transformer is designed for HEVC and VP9. The proposed architecture performs all modes of HEVC and VP9 in the unified inverser transformer, such as $4{\times}4{\sim}32{\times}32$ HEVC IDCT, $4{\times}4$ HEVC IDST, $4{\times}4{\sim}32{\times}32$ VP9 IDCT, $4{\times}4{\sim}16{\times}16$ VP9 IADST and $4{\times}4$ IWHT. Same computations are used in HEVC IDCT and VP9 IDCT, except for the scales of the coefficients. Similarly, same computations are used in HEVC $4{\times}4$ IDST and VP9 $4{\times}4$ IADST, except for the scales of the coefficients. Furthermore, HEVC IDCT, VP9 IDCT, and VP9 IADST are the subsets of upper level IDCTs. The proposed architecture reuses multipliers when the computation is identical. Also it shares adders and butterfly structures even when the multiplier coefficients are different. So it reduces the hardware size significantly. Synthesized in 0.18 um technology, the gate count is 456,442 gates. which achieved 22.6% reduction compared to conventional architectures.

HEVC 및 VP9 겸용 통합 역변환기의 설계

본 논문에서는 HEVC와 VP9 겸용의 통합 역변환기를 설계하였다. 제안하는 아키텍처는 $4{\times}4$부터 $32{\times}32$ 크기의 HEVC IDCT, $4{\times}4$ 크기의 HEVC IDST, $4{\times}4$부터 $32{\times}32$ 크기의 VP9 IDCT, $4{\times}4$부터 $16{\times}16$ 크기의 VP9 IADST, $4{\times}4$ 크기의 IWHT까지 모든 모드의 계수 변환을 통합 역변환기에서 처리가 가능하다. HEVC와 VP9의 IDCT는 계수의 스케일만 다를 뿐 동일한 연산을 사용하며, HEVC의 $4{\times}4$ IDST와 VP9 $4{\times}4$ IADST 또한 계수의 스케일만 다를 뿐 동일한 연산을 사용한다. 더욱이 HEVC IDCT, VP9 IDCT, VP9 IADST 또한 상위 수준 IDCT의 서브셋이다. 제안하는 아키텍처는 연산이 같은 경우 곱셈기를 재사용하고 계수가 다를 경우에도 덧셈기 및 버터플라이 구조등을 최대한 공유함으로써 하드웨어의 크기를 크게 줄였다. 0.18 um 공정에서 합성했을 때 게이트 수가 456,442 게이트로 기존 아키텍처 대비 22.6% 감소하였다.