H.264/AVC 4モード並列16×16 lumaイントラ予測回路に関するー検討

摘要

Intra prediction improves coding efficiency in H.264/AVC which is a video coding standard. However, plane prediction, which is used in 16×16 luma intra prediction, requires complicated calculation. Therefore, the plane prediction becomes a bottleneck when processing ultra high definition videos. In this study, we decrease the number of processing cycles by efficient parameter calculation. Also, adder scheduling provides the reduction of circuit area. Implementation results show that the number of cycles is 20 and the maximum operating frequency is 375 MHz; which is sufficient to process 4K×2K 60 fps in real time. Our architecture can process the 4 modes of 16x16 luma intra prediction in parallel, and thus operates efficiently in encoders.%動画像符号化標準規格H.264/AVCで導入されたイントラ予測は符号化効率の向上に寄与している.しかしながら，16×16画素のlumaイントラ予測で用いられる平面予測では複雑な演算を必要とするため，近年の髙解像度化に対応する際にボトルネックとなる.本研究では，平面予測におけるパラメータ算出を効率的に行ってサイクル数を抑え，加算器を時分割で共有化することで回路面積の増大を抑えた.HDLによる実装の結果，マクロプロックあたりの処理サイクル数は20サイクルとなり，最大動作周波数は40 nmのテクノロジで375 MHzとなった.これは4K×2K 60 fpsのリアルタイム処理に十分な性能である.本アーキテクチャは16×16画素lumaイントラ予測の全4モードを並列で演算することが可能であり，特にエンコーダで効率的に動作する.