
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado
Centro: Não Informado
Departamento: Não Informado
Dimensão Institucional: Pós-Graduação
Dimensão ODS: Econômica
Tipo do Documento: Dissertação
Título: ANÁLISE DO IMPACTO DE PEL DECIMATION NA CODIFICAÇÃO DE VÍDEOS DE ALTA RESOLUÇÃO
Orientador
- JOSE LUIS ALMADA GUNTZEL
Aluno
- ISMAEL SEIDEL
Conteúdo
Ao mesmo tempo em que o número de pixels por quadro tende a aumentar nos novos padrões de codificação de vídeo de alta definição tais como o hevc, a subamostragem de pixels, também conhecida por pel decimation, surge como uma opção viável para aumentar a eficiência energética do cálculo da soma das diferenças absolutas (sad). este trabalho investiga as relações de compromisso entre energia e qualidade de codificação de vídeo decorrentes da aplicação de pel decimation. primeiramente, é apresentada uma extensa comparação analítica e estatística entre diversos padrões de subamostragem. para isto, foram conduzidos experimentos com 19 amostras de vídeo em cinco resoluções diferentes (nove destes em alta resolução), em 30 bitrates, usando o codificador x264 com o algoritmo successive elimination exhaustive search. duas métricas objetivas de qualidade foram reportadas, psnr e dssim, para 15 padrões de amostragem, resultando em 10680 pontos experimentais. a análise da massa de dados obtida mostrou que a subamostragem 4:3 proposta resultou em perdas médias de 5% em dssim e de 1% em psnr, proporcionando, por outro lado, uma aceleração de duas vezes no tempo de codificação. comparando-se com maiores subamostragens, a subamostragem 4:3 proposta apresenta uma melhor relação entre aceleração e perda de qualidade. a fim de se obter estimativas realistas para área em silício e energia por bloco, foram projetadas cinco arquiteturas para o cálculo da sad com blocos de 4x4 pixels. entre tais arquiteturas, uma pode ser configurada para operar com amostragens de 1:1, 4:3, 2:1 ou 4:1, ao passo que cada uma das demais foi projetada para operar exclusivamente com uma dentre estas quatro amostragens. as cinco arquiteturas foram sintetizadas no nível lógico para uma biblioteca standard cells industrial de 45nm para uma frequência-alvo e também para a frequência máxima. elas também foram simuladas com 100 mil vetores de teste obtidos mediante a codificação de um vídeo 1080p (full hd) com o codificador x264. os resultados obtidos mostraram que, usando-se a arquitetura configurável sem subamostragem (razão 1:1) os melhor resultado de energia é de 3,54pj/bloco (60% melhor do que a respectiva versão não-configurável, cuja energia é de 7,08pj/bloco). a energia por bloco pode ser reduzida ainda mais, até 1,34pj/bloco ao custo de 2,8% em psnr, em média, e 14,1% em dssim, em média. também mostra-se que a aceleração para um dado padrão de subamostragem é alcançada não apenas pela redução do número de pixels amostrados, mas também pela redução número total de cálculos de sad, sendo esta última resultante do algoritmo de busca utilizado no x264. finalmente, modelando-se as componentes da energia usada na codificação de um vídeo, é mostrado que a eficiência energética da compressão completa de um vídeo é melhorada além da razão de amostragem devido ao uso de uma arquitetura configurável para cálculo da sad.
Índice de Shannon: 3.98399
Índice de Gini: 0.936105
ODS 1 | ODS 2 | ODS 3 | ODS 4 | ODS 5 | ODS 6 | ODS 7 | ODS 8 | ODS 9 | ODS 10 | ODS 11 | ODS 12 | ODS 13 | ODS 14 | ODS 15 | ODS 16 |
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4,98% | 6,07% | 7,61% | 6,22% | 6,53% | 5,38% | 6,19% | 7,84% | 7,38% | 5,46% | 7,53% | 5,52% | 4,89% | 6,73% | 5,30% | 6,37% |
ODS Predominates


4,98%

6,07%

7,61%

6,22%

6,53%

5,38%

6,19%

7,84%

7,38%

5,46%

7,53%

5,52%

4,89%

6,73%

5,30%

6,37%