HEVC/VP9 4×4 Transform 통합 블록 설계

Abstract

본 논문에서는 HEVC와 VP9 코덱의 계수 변환 (Transform)을 수행하는 통합형 아키텍쳐를 제안하여 하드웨어 크기를 줄이고자 한다. 제안하는 아키텍쳐는 HEVC <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDCT, HEVC <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDST, VP9 <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDCT, VP9 <TEX>$4{\times}4$</TEX> IADST를 통합 하드웨어에서 처리가 가능하다. HEVC <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDCT와 VP9 <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDCT는 계수의 스케일만 다를 뿐 동일한 IDCT 연산을 사용하며, 마찬가지로 HEVC <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDST와 VP9 <TEX>$4{\times</TEX><TEX>}4$</TEX> IADST도 계수의 스케일만 다를 뿐 동일한 IDST 연산을 사용한다. 더욱이 IDCT 연산과 IDST 연산에는 상당히 많은 유사점이 있어 일부 하드웨어를 공동으로 사용할 수 있다. 따라서 제안하는 하드웨어는 4가지 연산에 대해 곱셈기의 계수는 각각 다르지만 버터플라이 덧셈기등은 공통으로 사용하여 통합적으로 수행한다. 0.18um 공정에서 합성했을 때 게이트 수가 약 6,679 게이트로 기존 아키텍처 대비 25.3% 감소함을 확인하였다. This paper proposes a unified <TEX>$4{\times}4$</TEX> transform architecture for HEVC and VP9 codec to reduce hardware size. It performs HEVC <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDCT, HEVC <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDST, VP9 <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDCT, and VP9 <TEX>$4{\times}4$</TEX> IADST in a unified hardware. HEVC <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDCT and VP9 <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDCT have same IDCT computation except for the scales of coefficients. Similarly, HEVC <TEX>$4{\times}4$</TEX> IDST and VP9 <TEX>$4{\times}4$</TEX> IADST have same IDST computation except for the scales of coefficients. Furthermore, IDCT and IDST have quite a lot of similarity, so they can share some hardwares in common. So the proposed hardware performs all 4 operations in a unified hardware, where each operation has its own multiplication coefficients with shared butterfly adders. The synthesized block in 0.18 um technology is 6,679 gates, and the gate count is reduced by 25.3% in comparison with conventional designs.