面向通用视频编码4K ASIC解码器的轻量级硬件变换设计
图像与视频处理
2021-11-09 v2
摘要
通用视频编码（VVC）是于2020年7月定稿的下一代视频编码标准。相较其前身高效率视频编码（HEVC），VVC引入了新编码工具以提升编码效率。这些新工具对VVC软件解码器复杂度影响显著，估计为HEVC解码器复杂度的2倍。特别地，VVC中的变换模块包含分别称为多变换选择（MTS）与低频不可分变换（LFNST）工具的可分与不可分变换。本文提出一种用于VVC解码器的逆变换模块的面积高效硬件架构。所提设计在面向专用集成电路（ASIC）平台的流水线架构中总计使用64个常规乘法器。其为一多标准架构，支持近期MPEG标准包括先进视频编码（AVC）、HEVC与VVC的变换模块。该架构利用了所有主、次变换的优化，包括蝶形分解、系数置零以及变换间固有的线性关系。综合结果显示，所提方法对所有块尺寸均维持每周期1样本的恒定吞吐量与恒定延迟。该硬件逆变换模块以600MHz频率运行，能够以4:2:2色度子采样格式实时解码30帧每秒的4K视频。所提模块已集成于一款面向消费设备VVC视频能量感知解码的ASIC超高清解码器中。
引用
@article{arxiv.2107.11659,
title = {Lightweight Hardware Transform Design for the Versatile Video Coding 4K ASIC Decoders},
author = {Ibrahim Farhat and Wassim Hamidouche and Adrien Grill and Daniel Ménard and Olivier Déforges},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.11659},
year = {2021}
}