H.264에서 메모리 크기와 접속을 줄이기 위한 효율적인 CAVLC 디코딩 알고리즘에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 많은 메모리 접속(memory access)이 요구되는 기존의 CAVLD(Context-Based Adaptive Variable Length Coding) 대신, 간단한 산술연산(arithmetic operation)을 사용하여 VLCT(Variable Length Coding Table) 없이 디코딩(decoding) 할 수 있는 새로운 CAVLD(Context-based Adaptive Variable Length Decoding) 알고리즘(algorithm)을 제안한다. 제안한 알고리즘은 VLCT(Variable Length Coding Table)의 규칙성을 이용하여 연산 종류에 따른 간단한 판별식(discriminant)을 얻을 수 있으며, 이를 기반으로 하드웨어 복잡도(hardware complexity)를 줄이고 빠른 연산속도(operation speed)를 얻을 수 있다. 또한 산술연산을 1의 보수연산, 증가연산, 감소연산, 시프트연산 만으로 정의하여, 곱셈과 나눗셈으로 구현 되는 기존 연산의 복잡도를 줄일 수 있었다. 그리고 coeff_token, run_before값의 디코딩을 위한 VLCT를 제거하여, 메모리 크기(memory Size)와 메모리 접속에 의한 전력소모(power consumption)를 줄일 수 있다. 제안된 방법은 H.264/AVC의 참조 소프트웨어(Reference Software) JM ver.10.0을 통해 검증하였으며, 그 결과 기존의 알고리즘과 비교하여 화질의 열화 없이, 메모리의 크기를 약 50% , 연산의 복잡도를 약12%, 디코딩 처리 시간을 약 15% 감소시키며 디코딩 되는 것을 확인 할 수 있었다.; This paper presents a new CAVLC (context-based adaptive variable length coding) decoding algorithm. The CAVLC is widely used for the lossless compression in H.264/AVC. However, implementation of the conventional CAVLC decoding algorithm is complicated because of frequent memory access to the unstructured VLC (variable length code) tables, the adaptive switching of tables, and the five syntax elements. This is a serious problem for applications such as a DMB (digital media broadcasting) and videophone services respectively due to the considerable amount of power that is consumed in accessing the memory. In order to overcome this problem, we propose an efficient coeff_token VLD (variable length decoding) and a new run_before VLD algorithm that can decode run_before and coeff_token without VLC tables based on the simple arithmetic operation, respectively. The proposed algorithm has been verified by using the JM 9.8 software of H.264/AVC, and the simulation results show that the proposed algorithm has 50% higher saving rate of memory size and 12% less memory access without degrading video quality as compared to the conventional CAVLC decoding algorithms.