Metodo di stima del moto in una sequenza video mediante

Scheda di dettaglio
Metodo di stima del moto in una sequenza video mediante tecnica di block-matching
con full search e architettura programmabile a bassa complessità ed elevato
throughput che attua tale metodo
La presente invenzione riguarda il settore dei sistemi elettronici per video comunicazione, con
particolare riferimento agli aspetti di codifica video sia per applicazioni asimmetriche (standard di
codifica ISO MPEG es. per applicazioni di HDTV) che simmetriche a basso bit-rate (standard ITU-T
H.261 ed H.263 per servizi di videoconferenza e videotelefonia). Più precisamente è stata messa a
punto una innovativa metodologia di gestione del flusso di elaborazione dati per la realizzazione
hardware della stima del moto in una sequenza video mediante tecnica di Full-Search BlockMatching (FS BM), che rappresenta la parte più critica all'interno dei codec previsti dagli standard
della ISO e della ITU-T. La nuova metodologia proposta ha permesso la realizzazione di una famiglia
di architetture VLSI sistoliche per la stima del moto caratterizzate da una ridotta complessità
circuitale e da una elevata efficienza throughput/area che le pongono in una posizione di
predominanza nei confronti dello stato dell'arte. Il cuore di queste architetture è un array
bidimensionale di N/2xN/2 Processor Element che, grazie al supporto di una opportuna risorsa di
memorizzazione consente l'elaborazione concorrente di tutti i blocchi NxN e N/2xN/2 in cui è
suddiviso ogni immagine di una sequenza video. Le architetture, implementate in tecnologie CMOS
submicrometriche con approccio semi custom stadard cells, sono in grado, in virtù di una capacità
computazionale che arriva fino all'ordine della decina di GOPs e al costo di una risibile complessità
circuitale, di gestire in tempo reale la stima del moto per tutti i principali formati video previsti dagli
standard di codifica.
Inventori
Classificazioni
Fanucci Luca (IEIIT)
trasmissione di immagini, televisione
Moio P.
Moio P.
Saponara S.
Sett. tecnologico
Titolarità
Keyword
Consiglio Nazionale delle Ricerche
codifica video, multimedialità, VLSI, video
comunicazione, videoconferenza/videotelefonia
Consiglio Nazionale delle Ricerche - P.le Aldo Moro, 7 - 00185 Roma - E-mail: [email protected]
Vantaggi
La nuova metodologia proposta ha permesso la realizzazione di una famiglia di architetture VLSI
sistoliche per la stima del moto caratterizzate da una ridotta complessità circuitale e da una elevata
efficienza throughput/area che le pongono in una posizione di predominanza nei confronti dello stato
dell'arte delle architetture VLSI per FS BM. Le architetture realizzate permettono l'implementazione
della tecnica di FS BM sia nella sua versione base che con l'opzione Advanced Prediction prevista
dagli standard per migliorare la qualità delle immagini codificate; inoltre garantiscono un semplice
interfacciamento ed una semplice gestione della frame memory all'interno dei coder ISO ed ITU-T.
Infine risultano parametriche in termine di block size e parametriche e programmabili in termini di
search area size rendendo possibile l'elaborazione di tutti i principali formati video (QCIF, CIF, 4CIF)
e search area size previsti dagli standard, con affinamento della stima del moto sia a pixel intero che
a mezzo pixel.
Applicazioni
L'innovativa metodologia di gestione del flusso di elaborazione dei dati e le relative architetture VLSI
realizzate consentono una implementazione hardware estremamente efficiente di uno stimatore del
moto, da integrare in un single chip coder (MPEG/H.263 compatibile), per tutti i principali formati
video. Le dimensioni, la capacità computazionale e le dissipazioni di potenza dei circuiti realizzati
vengono pienamente incontro alle richieste del mercato consumer dove le applicazioni della video
comunicazione (videoconferenza, videotelefonia, sorveglianza remota, apprendimento e lavoro a
distanza, telemedicina) sono ormai dei servizi chiave per la futura HDTV interattiva, per i servizi di
telefonia mobile di terza generazione e sulle linee digitali residenziali ADSL/ISDN.
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