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2014 年度 実績報告書

スーパハイビジョン用エンコーダLSIの研究

研究課題

研究課題/領域番号 24246064
研究機関早稲田大学

研究代表者

後藤 敏  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10367170)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード画像圧縮 / スーパハイビジョン / エンコーダ / デジタル回路設計 / LSI
研究実績の概要

スーパハイビジョン(7680x4320@60fps)は現在のハイビジョン(1920x1080@30fps)に比べ16倍の画素数と2倍のフレーム数を扱うこととなり、スループットでは32倍の速度向上を図る必要がある。特に、エンコーダにおいては、演算量は100倍以上、メモリバンド幅も50~100倍となり、現在までに開発された技術の延長では、高スループットを保証した下で、1チップで実装することは極めて困難である。本研究では、画像符号化の新標準であるHEVC方式を対象に、300MHzで8kx4k画像を60fpsで動作させ、エンコード可能なLSIが実現できることを目標に、アルゴリズムから回路実装までの研究を行った。
本年度は最終年度であり、エンコーダの性能を決める主要な要素である、イントラ予測処理、インター予測処理、インループフィルター、CABAC, DRAMとのインターフェイス処理に関して、新アルゴリスムの開発とハードウエア向けアーキテクチャの設計を行い、論理回路設計を行うことで、目標とする(7680x4320@60fpsを画質を保証して実行できることをシミュレーション上で確認した。各コンポーネントの開発に基づき、8Kx4K@60fpsを400MHzで実行するエンコーダチップの見積ったところ、ロジック回路で約4500Kゲート、SRAMは約750Kゲートでエンコーダのチップを実装できる見込みを得た。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High-throughput power-efficient VLSI architecture of fractional motion estimation for Ultra-HD HEVC video encoding2015

    • 著者名/発表者名
      Gang He, Dajiang Zhou, Yunsong Li, Zhixiang Chen, Tianruo Zhang, and Satoshi Goto
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on VLSI Systems (TVLSI)

      巻: Vo.22 ページ: 76-86

    • DOI

      10.1109/TVLSI.2014.2386897

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast SAO estimation algorithm and its implementation for 8Kx4K@120fps HEVC encoding2014

    • 著者名/発表者名
      Jiayi Zhu, Dajiang Zhou, Shinji Kimura, and Satoshi Goto
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals

      巻: E97-A ページ: 2488-2497

    • DOI

      10.1587/transfun.E97.A.2488

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new reference frame recompression algorithm and its VLSI architecture for UHDTV video codec2014

    • 著者名/発表者名
      Li Guo, Dajiang Zhou, and Satoshi Goto
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Multimedia (TMM)

      巻: 16 ページ: 2323-2332

    • DOI

      10.1109/TMM.2014.2350256

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ultra-high-throughput VLSI architecture of H.265/HEVC CABAC encoder for UHDTV applications2014

    • 著者名/発表者名
      Dajiang Zhou, Jinjia Zhou, Wei Fei, and Satoshi Goto
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology (TCSVT)

      巻: 25 ページ: 497-507

    • DOI

      10.1109/TMM.2014.2350256

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 7.Jinjia Zhou, Dajiang Zhou, and Satoshi Goto, Alternating asymmetric search range assignment for bidirectional motion estimation in H.265/HEVC and H.264/AVC2014

    • 著者名/発表者名
      Jinjia Zhou, Dajiang Zhou, and Satoshi Goto
    • 雑誌名

      Journal of Visual Communication and Image Representation (JVCI)

      巻: 25 ページ: 1275-1286

    • DOI

      10.1016/j.jvcir.2014.01.002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A 1.59Gpixel/s motion estimation processor with -211 to +211 search range for UHDTV video encoder,2014

    • 著者名/発表者名
      Dajiang Zhou, Jinjia Zhou, Gang He, and Satoshi Goto
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Solid-State Circuits (JSSC)

      巻: 49 ページ: 827-837

    • DOI

      10.1109/JSSC.2013.2293136

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] An Area-Efficient 4/8/16/32-Point IDCT Architecture for UHDTV HEVC Decoder2014

    • 著者名/発表者名
      Heming Sun, Dajiang Zhou, Shinji Kimura and Satoshi Goto
    • 学会等名
      Visual Communication and Image Processing (VCIP)
    • 発表場所
      Malta
    • 年月日
      2014-12-07 – 2014-12-10
  • [学会発表] Langping He, and Satoshi Goto “A High Parallel Way for Processing IQ/IT part of HEVC Decoder Based on GPU2014

    • 著者名/発表者名
      Langping He, and Satoshi Goto
    • 学会等名
      International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS)
    • 発表場所
      Kuching, Maraysia,
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Unified VLSI Architecture of Motion Vector and Boundary Strength Parameter Decoder for 8K UHDTV HEVC Decoder2014

    • 著者名/発表者名
      Shihao Wang, Dajiang Zhou, Jianbin Zhou, Takeshi Yoshimura, and Satoshi Goto
    • 学会等名
      Pacific-Rim Conference on Multimedia (PCM)
    • 発表場所
      Kuching, Maraysia
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-04
  • [学会発表] FPGA based 3840x2160 Video Decoding and Display System”, Live Demonstration2014

    • 著者名/発表者名
      Haoming Zhang, Dajiang Zhou and Satoshi Goto
    • 学会等名
      APCCAS
    • 発表場所
      Ishigaki, Japan
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] A 610 Mbin/s CABAC decoder for H.265/HEVC level 6.1 applications2014

    • 著者名/発表者名
      Yijin Zhao, Jinjia Zhou, Dajiang Zhou, and Satoshi Goto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-30
    • 招待講演
  • [学会発表] OpenCL based high-quality HEVC motion estimation on GPU2014

    • 著者名/発表者名
      Fan Wang, Dajiang Zhou, and Satoshi Goto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • 発表場所
      Paris, Farance
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-30
  • [学会発表] Reducing power consumption of HEVC codec with lossless reference frame recompression2014

    • 著者名/発表者名
      Dajiang Zhou, Li Guo, Jinjia Zhou, and Satoshi Goto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-30
  • [学会発表] VLSI architecture of HEVC intra prediction for 8K UHDTV applications2014

    • 著者名/発表者名
      Jianbin Zhou, Dajiang Zhou, Heming Sun, and Satoshi Goto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-30
  • [学会発表] Fast SAO estimation algorithm and its VLSI architecture2014

    • 著者名/発表者名
      Jiayi Zhu, Dajiang Zhou, Shinji Kimura, and Satoshi Goto,
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-30
    • 招待講演
  • [学会発表] A Low Power 720p Motion Estimation Processor with 3D Stacked Memory2014

    • 著者名/発表者名
      Shuping Zhang, Jinjia Zhou, Dajiang Zhou and Satoshi Goto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Very Large Scale Integration (VLSI-SoC)
    • 発表場所
      Playa del Carmen、Mexico
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-08
    • 招待講演
  • [学会発表] Motion compensation architecture for 8K UHDTV HEVC decoder2014

    • 著者名/発表者名
      Shihao Wang, Dajiang Zhou, and Satoshi Goto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME)
    • 発表場所
      Chendu, China
    • 年月日
      2014-07-14 – 2014-07-18
  • [学会発表] A Fast Mode Selection Algorithm for HEVC Intra Prediction2014

    • 著者名/発表者名
      Heming Sun, and Satoshi Goto
    • 学会等名
      ITC-CSCC
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 招待講演
  • [備考] 早稲田大学情報生産システム研究科後藤敏研究室

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/goto/

URL: 

公開日: 2016-06-03  

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