H.264/AVC를 위한 고속의 intra/inter 모드 결정 기법 및 고성능의 Intra 예측

Abstract

H.264/AVC는 가장 최신의 동영상 인코딩 표준안으로서, 인코딩 효율의 측면에서 기존의 표준들보다 훨씬 높은 성능을 보인다. 단, H.264/AVC는 그 인트라 및 인터 예측 블록들에 관해 그 연산량이 극히 많은 단점이 있다. 본 논문에서는 고속의 인트라 및 인터 모드 예측 알고리즘을 제안함으로서 이러한 연산량의 감소를 꾀한다. 제안된 알고리즘은 최악의 경우에 한해서 예측되는 모드들의 숫자를 줄일 수 있기 때문에 고성능의 H.264/AVC 애플리케이션의 구현에 용이하게 사용될 수 있다. 인터 예측의 경우, 제안된 고속의 알고리즘은 연산량을 70프로 가까이 줄일 수 있으며, 이를 통해 최악의 경우에서의 모드의 숫자를 7개에서 4개로 줄일 수 있게 된다. 제안된 인트라 예측 기법의 경우에는 4x4 블록 사이즈의 경우에 적용이 가능한데, 제안된 알고리즘을 적용하는 경우 44 프로 가까이 연산량을 줄일 수 있다. 인트라 예측의 경우, 최대 129.5MHz에서 동작하는 하드웨어로 설계되었으며, 이 경우 처리율은 인트라 예측 블록의 경우 30프로 가까이 성능 향상 효과가 있는 것으로 나타났다. 구현된 하드웨어는 19K의 게이트 수를 가지며, 0.18 um CMOS cell을 이용하여 합성되었다. 구현된 하드웨어의 처리율은 HDTV 720p 4:2:0을 기준으로 초당 41 프레임으로 나타난다.