H.264/AVC ve HEVC için BİT düzlemi uyumlama temelli hareket kestirimi ve donanım mimarisi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MUHAMMAD ASLAM

Danışman: Anıl Çelebi

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

İnternet üzerinden video aktarımı ve video konferans gibi teknolojilerin artan popülaritesi ile; video sıkıştırma, yayın ve eğlence medyasında önemli bir bileşen haline gelmiştir. Ardışık video çerçeveleri arasındaki zamansal artıklığı etkin bir şekilde ortadan kaldıracak hareket kestirimi ve dengeleme teknikleri, H.264/AVC ve HEVC gibi popüler video sıkıştırma kodlama standartlarına yaygın şekilde uygulanmıştır. Önceki video kodlama standartlarının çoğu HK işlemi sırasında sabit boyutlu blok kullanır ve bu nedenle değişken blok boyutunun kullanılduğı yeni video kodlama standartlarına göre daha düşük doğruluğa sahiptirler. H.264/AVC ve HEVC video sıkıştırma standartlarında, zamansal artıklık, sabit blok boyutlu HK kullanan önceki video sıkıştırma standartlarına kıyasla değişken blok boyutlu hareket kestirimi kullanılarak ortadan kaldırılır. HEVC'teki HK karmaşıklığının, 64×64'e kadar artan kodlama bloğu boyutu ve 16×16 boyutunda makro bloğa kadar destekleyen H.264/AVC'e kıyasla asimetrik hareket bölünmesinin kullanımına bağlı olarak, önemli ölçüde artması nedeniyle, gerçek zamanlı uygulamalar için yüksek verimliliğe sahip donanım dostu bir mimariye ihtiyaç duyulmaktadır. Buna ek olarak, HK'nin donanım mimarisinde, referans ve güncel video çerçevesi arasında SAD'yi hesaplayan mutlak fark toplamı mimarisi, kaynak kullanımını verimli kılmak açısından darboğaz oluşturmaktadır. Önerilen çalışmada, bu darboğazı ortadan kaldırmakta ve özgün düşük karmaşıklığa sahip bit düzlemi temelli HK algoritması ve hem H.264/AVC hem de HEVC standartları için etkin bir donanım mimarisi sunulmaktadır. Önerilen HK donanım mimarisinde, hata ölçümü için SAD yerine hesaplama karmaşıklığını önemli ölçüde azaltan mantıksal XOR işlemini kullanılır. Donanım mimarisi, H.264/AVC için saniyede 1280×720 (HD) boyutlu 93 video çerçevesini yalnızca 25 milivat güç tüketerek işleyebilme kabiliyetine sahipken ve HEVC için aynı çerçeve boyutunu 284,9 milivat ortalama güç tüketimi ve saniyede 52 çerçeve performansı ile işleyebilmektedir.