2011 Fiscal Year Annual Research Report
超高スループット動画像エンコーダーの最適化設計の研究
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11J01301
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
周 金佳 早稲田大学, 情報生産システム研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | DRAMトラフィック / 8Kx4k / MEエンジン / 消費電力 |
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| Research Abstract |
数十年の間に日進月歩しているマルチーメディア技術は、情報社会や我々の生活の枠組みを変えようとしている。NHKでは8k x 4k(7,680x4,320@60fps)のスーパハイビジョンに取り組み、8台のコーデックを並列に動作させる方式で実現したシステムを稼働させている。今後、一般に広く普及していくには、1チップで画像エンコーダを実現する必要があり、アルゴリズム、アーキテクチャ、回路技術、チップ実装の観点から従来技術からの飛躍した革新技術の研究開発が必要である。我々は、8k x 4kビデオエンコーダを1チップ化するに必要なキーテクノロジーの開発を、3年内の目標とした。
本年度の研究は、8k x 4kのMEエンジンの方式研究を実施した。まず、メモリバンド幅を削減した高性能動き予測エンジンを開発した。ソフトウエアモデル(JMソフトウエア)上で参照サンプル圧縮方式をもつ階層的探索手法の有効性をシミュレーションで確認した。演算量とメモリバンド幅を更に削減するために、各階層に演算の打ち切り(ターミネート)手法を導入しました。高品質な画像を保つもとで、演算量を最大に削減できるアルゴリズムを考案しました。スーパハイビジョンの様々なビデオコンテンツに対して実験を行った、最適なアルゴリズムを見つけた。
次に、フレーム並列化エンジンを開発した。8k x 4kのような大規模画像データでは、1つのMEエンジンで高スループットを達成することは難しく、複数のMEエンジンを並列に動作させてスループットを上げることが必要となる。画質を保つもとで、早期に演算の打ちきる手法を考案し、アルゴリズムとして最適なパラメータを実験的に求めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
合理的な研究計画の策定を行いました。遭遇した問題が順調に解決されました。
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| Strategy for Future Research Activity |
フレーム並列に基づいたアーキテクチャの研究開発を行う。ソフトウエアモデルをもとに、並列エンジンを最大に利用できる同期方式とスケジューリング方式の課題に取り組み、最大のスループットを達成するアーキテクチャを決定する。またメモリバンド幅削減に向けて、複数のMEエンジン間で探索領域を再利用が可能キャッシュ構造方式を開発する。1部の機能(例えば、イントラ予測,CABAC等)ハードウエア化に取り組む。
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Research Products
(5 results)
