dc.creator | Borges, Vinicius de Araujo | |
dc.date.accessioned | 2025-04-22T09:46:20Z | |
dc.date.available | 2025-04-22T09:46:20Z | |
dc.date.issued | 2024-08-28 | |
dc.identifier.citation | BORGES, Vinicius de Araujo. Exploração no Espaço de Projeto de Arquiteturas para os Modos Angulares da Predição Intra Quadro do Padrão VVC. 2024. 84 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Programa de Pós-Graduação em Computação, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/15743 | |
dc.description.abstract | Today's society has a high demand for digital videos for various purposes in everyday
life. Along with this demand, digital videos are increasingly having more information as
their resolutions and frame rates per second increase. When we consider new
technologies such as immersive videos, this amount of information can be
exponentially greater. To meet this demand, video encoders are needed, responsible
for compressing digital videos to sizes that can be stored and/or transmitted between
devices with current market configurations. The Versatile Video Coding (VVC) encoder
is one of the most current video encoders and was developed to provide greater coding
efficiency than previously developed coding standards, in addition to enabling greater
versatility for several different types of videos. In order for the standard to encode
digital videos efficiently, VVC has several innovations in each of the basic tools of a
video encoder. This dissertation proposes the creation of two heuristics and three
hardware architectures for the angular modes tool of intra-frame prediction of the VVC
coding standard. The objective of this work is to present different strategies focused
on reducing computational cost and/or coding efficiency. Both heuristics presented
focus on reducing the computational cost of the angular modes tool using strategies
such as reducing angular modes and available block sizes. Two architectures created
are based on the proposed heuristics, while the third architecture was created with a
focus on not generating an impact on coding efficiency and, therefore, supports all
modes and all block sizes defined for the tool in VVC. The results extracted from the
heuristics show that the reductions in computational cost obtained, considering the
entire VVC encoder, range from 18.72% to 60.92% of encoder time reduction. In order
to reach these computational cost reduction values, the heuristics generated losses in
coding efficiency that range from 2.17% to 8.62% of BD-Rate increase. In the synthesis
results, the developed hardware architectures are capable of encoding videos at
1080p@30fps resolution with frequencies between 75.8 MHz and 131.3 MHz. The
power dissipated for these frequencies was in the range of 91.65 mW and 755.18 mW,
while the required area for each architecture was between 1,453 k gates and 13,508.4
k NAND2 gates. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Design de hardware | pt_BR |
dc.subject | Predição intra quadro | pt_BR |
dc.subject | Modos angulares | pt_BR |
dc.subject | Versatile Video Coding | pt_BR |
dc.subject | Hardware design | pt_BR |
dc.subject | Intra-frame Prediction | pt_BR |
dc.subject | Angular Modes | pt_BR |
dc.title | Exploração no espaço de projeto de arquiteturas para os modos angulares da predição intra quadro do padrão VVC | pt_BR |
dc.title.alternative | Design Space Exploration of Architectures for Angular Modes of Intra-Frame Prediction of the VVC Pattern | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0002-2782-6430 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/5451966248477163 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-3421-5830 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/9604735363839730 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Porto, Marcelo Schiavon | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5741927083446578 | pt_BR |
dc.description.resumo | A sociedade atual possui uma alta demanda de vídeos digitais para diversos
propósitos da vida cotidiana. Junto com essa demanda, os vídeos digitais passam a
ter cada vez mais informações conforme suas resoluções e taxas de quadros por
segundo aumentam. Quando consideramos novas tecnologias, como vídeos
imersivos, essa quantidade de informação pode ser exponencialmente maior. Para
atender essa demanda, são necessários os codificadores de vídeo, responsáveis por
comprimir vídeos digitais para tamanhos que possam ser armazenados e/ou
transmitidos entre dispositivos com as configurações de mercado atuais. O codificador
Versatile Video Coding (VVC) é um dos codificadores de vídeo mais atuais e foi
desenvolvido para fornecer uma maior eficiência de codificação que os padrões de
codificação anteriormente desenvolvidos, além de possibilitar uma maior versatilidade
para diversos tipos de vídeos diferentes. Para que seja possível que o padrão
codifique vídeos digitais de forma eficiente, o VVC possui diversas inovações em cada
uma das ferramentas básicas de um codificador de vídeo. Esta dissertação propõe a
criação de duas heurísticas e três arquiteturas de hardware para a ferramenta de
modos angulares da predição intra quadro do padrão de codificação VVC. O objetivo
deste trabalho é apresentar diferentes estratégias com foco em redução de custo
computacional e/ou eficiência de codificação. Ambas heurísticas apresentadas
possuem como foco a redução de custo computacional da ferramenta modos
angulares utilizando estratégias como redução de modos angulares e tamanhos de
bloco disponíveis. Duas arquiteturas criadas são baseadas nas heurísticas propostas,
enquanto a terceira arquitetura foi criada com foco em não gerar impacto na eficiência
de codificação e, portanto, suporta todos os modos e todos os tamanhos de bloco
definidos para a ferramenta no VVC. Os resultados extraídos das heurísticas mostram
que as reduções em custo computacional obtidas, considerando todo o codificador
VVC, variam de 18,72% a 60,92% de redução no tempo de codificação. Para que
fosse possível chegar nesses valores de redução de custo computacional, as
heurísticas geraram perdas na eficiência de codificação que variam de 2,17% a 8,62%
de aumento no BD-Rate. Nos resultados de síntese, as arquiteturas de hardware
desenvolvidas são capazes de codificar vídeos na resolução 1080p@30qps com
frequências entre 75,8 MHz e 131,3 MHz. A potência dissipada para essas frequências
ficou no intervalo de 91,65 mW e 755,18 mW, enquanto a área necessária para cada
arquitetura ficou entre 1.453 k portas e 13.508,4 k portas NAND2. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Computação | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Agostini, Luciano Volcan | |
dc.subject.cnpq1 | CIENCIA DA COMPUTACAO | pt_BR |