| 研究課題/領域番号 |
23K24827
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| 補助金の研究課題番号 |
22H03571 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60060:情報ネットワーク関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
岩崎 裕江 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60902179)
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| 研究分担者 |
小林 広明 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (40205480)
佐藤 雅之 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (50781308)
新田 高庸 会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (70544352)
江川 隆輔 東京電機大学, 工学部, 教授 (80374990)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | VVC/H.266 / 符号化 / ハードウェアアーキテクチャ / エンコーダ / キャッシュ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界のIPトラフィックは現在と比べ2030年には30倍以上、2050年には4000倍に達するという予測もあり、その中でも映像トラフィックの圧縮が重大な課題となっている。2021年2月に規格化された最新の国際標準映像符号化規格(以下、VVC/H.266と呼ぶ)は、前進のH.265の約半分の高圧縮を実現できる反面、莫大な演算量を必要とする。このため、様々な特徴を持った映像を用いて真の圧縮効率を得られる符号化モードを事前に学習し、学習結果を用いる形でリアルタイムに超高圧縮な映像符号化を実現するハードウェア向きアルゴリズムの開発を行う。
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| 研究実績の概要 |
１．最新映像符号化VVC/H.266の実現に向けた映像符号化アーキテクチャの確立：
ハードウェアの技術水準を踏まえた上での最新映像符号化VVC/H.266の符号化を実現するためのハードウェアアーキテクチャの検討を行った。符号化モードの組み合わせをすべて探索して符号化モードを決定するVVC/H.266のリファレンスソフトウェアが出力する符号化モードとその特徴を調査した。また、リアルタイムハードウェアのエンコーダの実現を目指し、複数の符号化パラメータを並列処理可能になるように分類し、符号化性能への影響度を調査し、パイプライン化などハードウェアアーキテクチャの要となる部分についての検討を実施した。
２．最新映像符号化VVC/H.266の実現に向けたメモリアーキテクチャの確立：
VVC/H.266は、新衛星4K/8Kで利用されているHEVC/H.265の符号化方式の約50%の圧縮効率を実現可能であるが、リアルタイムハードウェアを用いた場合の真のVVC/H.266の圧縮効率を得るためには、エンコードに必要なメモリアクセスは莫大である。本研究では、効率的なリアルタイムエンコード処理を行うことを想定し、符号化エンコード処理を要素演算に分け、パイプライン化することを想定し、メモリアクセストレース解析を行った。また、メモリアクセストレースをキャッシュシミュレータに実装し、適切なキャッシュ容量とメモリアクセス遅延の発生によるエンコードへの影響などの調査を実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
VVC/H.266のハードウェアアーキテクチャを検討する上で、重要なパイプライン化やメモリトレース調査などを実施できているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
１．最新映像符号化VVC/H.266の実現に向けた映像符号化アーキテクチャの確立：
符号化モードの組み合わせをすべて網羅してから決定するVVC/H.266のリファレンスソフトウェアにおける符号化性能に迫る性能を目指し、VVC/H.266の符号化モード決定のパイプライン化の検討を踏まえ、VVC/H.266リアルタイムエンコーダを実現可能な基本アーキテクチャの検討を実施する。
２．最新映像符号化VVC/H.266の実現に向けたメモリアーキテクチャの確立：
VVC/H.266エンコード処理を想定したパイプラインで制御したときに発生するメモリアクセスのトレース解析、キャッシュ機構の検討に基づき、VVC/H.266向きのメモリシステムの基本設計を行う。さらに、キャッシュシミュレータなどに組み込み、メモリ規模およびアクセスの最適化を目指す。
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