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강대범(Dae-Beom Kang),심동규(Dong-Gyu Sim) 大韓電子工學會 2009 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.46 No.5
Audio Video Standard (AVS)는 중국내의 멀티미디어 응용기기를 위해 개발된 오디오/비디오 압축 표준이다. AVS는 표준화 코덱 중 성능이 가장 우수한 것으로 알려진 H.264/AVC에 비해 낮은 복잡도의 비디오 알고리즘을 사용하면서도 비슷한 RD 성능을 보인다. AVS 비디오 코덱은 VGA급 이상의 영상을 타겟으로 하기 때문에 큰 해상도에서 압축효율이 좋은 8×8 단위 블록의 예측 및 변환 알고리즘을 사용한다. 현재 중국에서 IPTV 및 모바일 애플리케이션을 위한 코덱으로 AVS를 사용하는 비중이 높아지고 있어 국내의 기업 및 연구소에서도 AVS를 위한 애플리케이션 및 칩 개발을 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 AVS 비디오 복호화기 알고리즘을 분석하고 이를 바탕으로 하여 불필요한 메모리 연산이 없도록 AVS 비디오 복호화기를 구현하고 이를 TI의 Davinci EVM보드에서 최적화하였다. 또한, 제안한 복호화기에 고속의 VLD 알고리즘을 적용하고 linear assembly로 디블록킹 필터를 구현하는 등 DSP에 적합하도록 최적화를 진행하였다. 이를 통해 AVS의 참조 소프트웨어인 RM 5.2J 복호화기와 비교하여 500%~700%의 복호 속도 향상을 이루었다. Audio Video Standard (AVS) is the audio and video compression standard that was developed for domestic video applications in China. AVS employs low complexity tools to minimize degradation of RD performance of the state-the-art video codec, H.264/AVC. The AVS video codec consists of 8×8 block prediction and the same size transform to improve compression efficiency for VGA and higher resolution sequences. Currently, the AVS has been adopted more and more for IPTV services and mobile applications in China. So, many consumer electronics companies and multimedia-related laboratories have been developing applications and chips for the AVS. In this paper, we implemented the AVS video decoder and optimize it on TI’s Davinci EVM DSP board. For improving the decoding speed and clocks, we removed unnecessary memory operations and we also used high-speed VLD algorithm, linear assembly, intrinsic functions and so forth. Test results show that decoding speed of the optimized decoder is 5∼7 times faster than that of the reference software (RM 5.2J).
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ASIP를 이용한 다중 비디오 복호화기 설계 및 최적화
안용조(Yong-Jo Ahn),강대범(Dae-Beom Kang),조현호(Hyun-Ho Jo),지봉일(Bong-Il Ji),심동규(Dong-Gyu Sim),엄낙웅(Nak-Woong Eum) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.48 No.1
본 논문은 다양한 비디오 표준의 복호화가 가능한 프로세서를 설계하고, MPEG-2, MPEG-4 및 AVS(Audio video standard)를 이용하여 프로세서의 성능을 검증하였다. 일반적으로 하드웨어 비디오 복호화기는 고속의 복호가 가능하나 설계 및 수정이 어렵다. 반면, 소프트웨어기반의 경우에는 구현이 상대적으로 수월하고 수정이 용이하나, 동작 성능이 낮아 기대하는 속도를 얻기 어렵다. 본 연구에서는 두 가지 연구 설계방법의 장점을 동시에 충족시키는 방법으로 ASIP(Application specific instruction-set processor) 프로세서를 설계하였다. 또한, 비디오 복호화기의 공통 모듈을 연구하여 8개의 모듈로 나누었고, 각 모듈에 공통적으로 적용할 수 있는 다수의 멀티미디어 전용 명령어를 프로세서에 추가하였다. 비디오 복호화기를 위해 개발된 프로세서는 Synopsys 플랫폼 시뮬레이터와 FPGA 보드에서 성능을 평가하였다. 결과적으로 MPEG-2, MPEG-4 및 AVS에 적용하여 평균 37%의 복호 속도를 향상시켰다. In this paper, we present a multi-media processor which can decode multiple-format video standards. The designed processor is evaluated with optimized MPEG-2, MPEG-4, and AVS (Audio video standard). There are two approaches for developing of real-time video decoders. First, hardware-based system is much superior to a processor-based one in execution time. However, it takes long time to implement and modify hardware systems. On the contrary, the software-based video codecs can be easily implemented and flexible, however, their performance is not so good for real-time applications. In this paper, in order to exploit benefits related to two approaches, we designed a processor called ASIP(Application specific instruction-set processor) for video decoding. In our work, we extracted eight common modules from various video decoders, and added several multimedia instructions to the processor. The developed processor for video decoders is evaluated with the Synopsys platform simulator and a FPGA board. In our experiment, we can achieve about 37% time saving in total decoding time.
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