(3.235.139.152) 您好!臺灣時間:2021/05/08 18:47
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:陶偉倫
研究生(外文):Wei-Lun Tao
論文名稱:ARM平台的全二元動量估測架構之設計
論文名稱(外文):An All-Binary Motion Estimation Architecture Design on ARM-Based Platform
指導教授:蔣迪豪
指導教授(外文):Tihao Chiang
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電子工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:51
中文關鍵詞:全二元動量估測
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:181
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
動量估測是視訊編碼程序中最耗費計算量的部分,為了解決此問題,有許多快速動量演算法被提出以減低運算複雜度。其中,ABME (all-binary motion estimation) 使用單一位元三層金字塔型構造來進行動量估測,能大幅減低運算量、記憶體頻寬,以及記憶體大小。本論文基於此演算法以設計其對應的硬體架構,並對部分演算法加以修改,使其更適於硬體設計的需求。此外,我們使用以區塊為單位的設計方式,達成資料重複利用。之後,為了測試所設計的架構,我們使用一個 ARM 平台,並在其上執行含有被 FPGA 加速的 ABME 之 MPEG-4 編碼器,並測出整體效能比單純以軟體執行加快了 41.2%。最後,我們所提出的設計在合理的硬體使用下能達到比其他現存架構還高的效能。
Motion estimation is the most computationally expansive part in the video encoding process. To solve this, there are lots of fast motion estimation algorithms are proposed to reduce computational complexity. All-binary motion estimation (ABME) using single-bit 3 layer pyramid for motion estimation can greatly reduce complexity, memory bandwidth, and required memory size. This thesis is based on this algorithm and to develop a relative architecture solution. Some of the original algorithm is modified to fit the need of hardware design requirement. For data reuse, block based design method is proposed. To test this architecture, ARM platform is used and MPEG-4 encoder is ported to co-work with ABME, which is accelerated with FPGA. Overall performance is archived with 41.2% improvement ratio when compared to that running with software. Finally, the proposed design can achieve high throughput with fair hardware cost when compared to existing architectures.
摘要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目錄 iv
圖表列表 vi
表格列表 vii
Chapter 1. 簡介 1
Chapter 2. 區塊動量估測 3
2.1 區塊動量估測 3
2.1.1 FSBM (Full-search Block-matching) 演算法 5
2.1.2 TSS (Three Step Search) 9
2.1.3 DS (Diamond Search) 10
2.1.4 階層式動量估測(Hierarchical Motion Estimation) 11
2.2 全二元動量估測(ABME)概述 12
2.2.1 二元化 (Binarization) 12
2.2.2 結合二元化以及降頻取樣 13
2.2.3 ABME 的階層式架構 14
2.2.4 區塊比對準則 14
2.2.5 搜尋步驟 15
2.2.6 分析與結論 18
Chapter 3. 含有ABME之MPEG-4編碼器於ARM平台上的實現 19
3.1 平台式設計架構概觀 19
3.1.1 ARM 處理器平台的核心模組 19
3.1.2 ARM 處理器平台的邏輯模組 20
3.1.3 MPEG-4 編碼器的平台式設計架構 21
3.2 ARM的平台式架構設計流程 22
3.3 ABME 演算法的修改 24
3.4 硬體架構設計 26
3.4.1 以MB為單位的二元化模組架構 27
3.4.2 SoD的PE架構 31
3.4.3 第一層搜尋模組架構 32
3.4.4 第二層搜尋模組架構 34
3.4.5 第三層搜尋模組架構 36
3.4.6 記憶體的縮減及其架構 38
3.5 ARM 平台的設計結果 41
Chapter 4. ABME 硬體架構的修改 43
4.1 二元化模組的修改 43
4.2 Pipeline 架構 44
Chapter 5. 實驗結果分析 47
5.1 以ARM 平台實現ABME之效能評估 47
5.1.1 FPGA 的元件使用率 47
5.1.2 編碼效率 48
5.2 各種硬體架構的分析比較 48
5.2.1 記憶體頻寬分析 48
5.2.2 各種動量估測架構比較 49
Chapter 6. 結論 51
6.1 結論 51
6.2 未來的工作 51
Bibliography 52
自 傳 55
[1] M. A. Elgamel, B. R. Nallamilli, M. A. Bayoumi, and S. Mashaly, “Systolic Array Architectures for Full-Search Block Matching Motion Estimation,” Digital and Computational Video, 2002. DCV 2002. Proceedings - Third International Workshop on , Nov. 14-15, 2002
[2] W. Li and E. Salari, “Successive elimination algorithm for motion estimation,” IEEE Trans. On Image Processing, vol.4, no. 1, pp. 105-107, Jan. 1995.
[3] X. Q. Gao, C. J. Duanmu, and C. R. Zou, “A multilevel successive elimination algorithm for block matching motion estimation,” IEEE Trans. On Image Processing, vol.9, no.3, pp.501-504, Mar. 2000
[4] Yu-Wen Huang, Shao-Yi Chien, Bing-Yu Hsieh, and Liang-Gee Chen, “An efficient and low power architecture design for motion estimation using global elimination algorithm,” Acoustics, Speech, and Signal Processing, 2002. Proceedings. (ICASSP ''02). IEEE International Conference on , Volume: 3 , 13-17 May 2002
[5] Thou-Ho Chen, “A cost-effective three-step hierarchical search block-matching chip for motion estimation,” Solid-State Circuits, IEEE Journal of , Volume: 33 Issue: 8 , Aug. 1998
[6] P. Lakamsani, Bing Zeng, Ming Liou, “An enhanced three step search motion estimation method and its VLSI architecture,” Circuits and Systems, 1996. ISCAS ''96., ''Connecting the World''., 1996 IEEE International Symposium on , Volume: 2 , 12-15 May 1996
[7] Zhongli He, M.L. Lieu, P.C.Chan, R. Li, “An efficient VLSI architecture for new three-step search algorithm,” Circuits and Systems, 1995., Proceedings., Proceedings of the 38th Midwest Symposium on , Volume: 2 , 13-16 Aug. 1995
[8] Liu Tieyan, Zhang Xudong, Wang Desheng, “An improved three-step search algorithm for block motion estimation,” Communications, 1999. APCC/OECC ''99. Fifth Asia-Pacific Conference on ... and Fourth Optoelectronics and Communications Conference , Volume: 2 , 18-22 Oct. 1999
[9] Peter J. Burt and Edward H. Adelson, “The Laplacian Pyramid as a Compact Image Code,” IEEE Tans. On Comms., vol.1001, 1988.
[10] Jeng-Hung Luo, Chung-Neng Wang, Tihao Chiang, “A novel all-binary motion estimation (ABME) with optimized hardware architectures,” Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on , Volume: 12 Issue: 8 , Aug. 2002
[11] T. Komarek, P. Pirsch, “Array architectures for block matching algorithms,” Circuits and Systems, IEEE Transactions on , Volume: 36 Issue: 10 , Oct. 1989
[12] K.-M. Yang, M.-T. Sun, L. Wu, “A family of VLSI designs for the motion compensation block-matching algorithm,” Circuits and Systems, IEEE Transactions on , Volume: 36 Issue: 10 , Oct. 1989
[13] C.-H. Hsieh, T.-P. Lin, “VLSI architecture for block-matching motion estimation algorithm,” Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on , Volume: 2 Issue: 2 , June 1992
[14] Yeu-Shen Jehng, Liang-Gee Chen, Tzi-Dar Chiueh, “An efficient and simple VLSI tree architecture for motion estimation algorithms,” Signal Processing, IEEE Transactions on [see also Acoustics, Speech, and Signal Processing, IEEE Transactions on] , Volume: 41 Issue: 2 , Feb. 1993
[15] Hangu Yeo, Yu Hen Hu, “A novel modular systolic array architecture for full-search block matching motion estimation,” Acoustics, Speech, and Signal Processing, 1995. ICASSP-95., 1995 International Conference on , Volume: 5 , 9-12 May 1995
[16] Yeong-Kang Lai, Liang-Gee Chen, “A data-interlacing architecture with two-dimensional data-reuse for full-search block-matching algorithm,” Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on , Volume: 8 Issue: 2 , April 1998
[17] Yuan-Hau Yeh, Chen-Yi Lee, “Cost-effective VLSI architectures and buffer size optimization for full-search block matching algorithms,” Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, IEEE Transactions on , Volume: 7 Issue: 3 , Sept. 1999
[18] Wei-Min Chao, Chih-Wei Hsu, Yung-Chi Chang, Liang-Gee Chen, “A novel hybrid motion estimator supporting diamond search and fast full search,” Circuits and Systems, 2002. ISCAS 2002. IEEE International Symposium on , Volume: 2 , 26-29 May 2002
[19] Her-Ming Jong, Liang-Gee Chen, Tzi-Dar Chiueh, “Parallel architectures for 3-step hierarchical search block-matching algorithm,” Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on , Volume: 4 Issue: 4 , Aug. 1994
[20] Z. He and M. Liou, ”An efficient architecture for fast block matching algorithms,” Proc. of mid-west symposium on ckts. And systems, aug.1995.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關論文
 
1. 張南生:<民歌沒落了!──從中國現代民歌看七0年代臺灣知識分子與流行文化的關係>,《聯合文學》第82號,1991年8月。
2. 張默:<台灣近四十年現代詩論評集書目初編《一九四九──一九九一》,《創世紀詩雜誌》第八十五、八十六期,1991年10月。
3. 張默:<中國現代詩壇三十年大事紀1952~1982>,《中外文學》,1982年5月。
4. 奚密:<台灣現代詩論戰──再論「一場位完成的革命」>,《國文天地》13卷10期,1998年3月。
5. 呂正惠:<鄉土文學中的「鄉土」>,《聯合文學》第158號,1997年12月。
6. 郝譽翔:<論一九八○年前後台灣新生代文學的發展>,《中外文學》第28卷11期,2000年4月。
7. 呂正惠:<現代文學與鄉土文學>,《幼獅文藝》第499期,1995年7月。
8. 向陽:<打開意識型態地圖──回看戰後台灣文學傳播的媒介運作>,《聯合文學》第114號,1994年4月。
9. 向陽:<從「小圈圈」到「大圈圈」──試析台灣現代詩的傳播困境>,《文訊月刊》第81期,1992年7月。
10. 張錯:<抒情繼承:台灣八○年代詩歌的延續與丕變>,《當代》第一一三期,1995年9月。
11. 陳芳明:<七○年代台灣文學史導論──一個史觀的問題>,《現代學術研究》第四期,1991年5月。
12. 陳玉玲:<台灣八0年代的政治詩──以《笠》詩刊為主的觀察>,《文訊雜誌》第166期,1999年8月。
13. 陳明柔:<敲打自己的鑼鼓──試論現代詩論戰>,《藍星詩學》1999耶誕號。
14. 楊照:<台灣戰後五十年文學批評小史>,《夢與灰燼--戰後文學史散論二集》(台北:聯合文學),1998年4月30日初版二刷。
15. 廖咸浩:<一種「後台灣文學」的可能>,《聯合文學》第190號,2000年8月。
 
系統版面圖檔 系統版面圖檔