High-performance low-complexity near-lossless embedded memory compression for HDTV

Abstract

HDTV video işlemcileri çerçeve hızı değiştirme, binişme giderme ve diğer video iyileştirme işlemlerini yapabilmek için, bir ya da daha fazla geçmiş çerçeveyi hafızada tutmak durumundadır. HD çözünürlüklerde sıkıştırılmamış çerçeve okuyup yazma işlemi yüksek bant genişliği gerektirir. Bu yüksek bant genişliği, çerçeveleri sıkıitırarak azaltılabilir. Video sıkıştırma yöntemleri bu kullanım için uygun değildir, çünkü bu yöntemler ağ trafiğini azaltırken fazladan hafıza trafiği yaratırlar. Bu amaca yçnelik sıkıştırma yönteminin yüksek performanslı, düşük karmaşıklıklı ve kayıpsız (ya da kayıpsıza yakın) olması gerekir. Bu tip sıkıştırma yöntemlerine Gömülü Sıkıştırma (GS) denir. Bu çalışmada, özgün uçtan uca bir gömülü sıkıştırma yöntemi önerilmektedir. Önerilen yöntem, 180nm ASIC üzerinde 4K Ultra HD çözünürlükte 30 Hz frekansında çalıimaya yeterli performansa sahiptir ve çekirdek başına benzer çalışmaların 2 katına yakın saat frekansına erişebilmektedir.

HDTV video processors need to keep one or more previously scanned frames as they process streaming video when performing tasks such as frame rate conversion, deinterlacing, and other video enhancement techniques. Reading and writing frames require high bandwidth at HD resolutions. This bandwidth can be reduced by applying compression. Video compression methods do not address this problem as they reduce network traffic while adding extra memory traffic. What is needed is high-performance, low-complexity, and lossless (or near-lossless) image compression. This type of compression method is called Embedded Compression (EC). We propose a novel end-to-end embedded memory compression solution. It can support 4K Ultra HD video streams at 30 Hz with a single core implemented in 180nm ASIC technology, which amounts to a per-core pixel rate twice the competition.