A flexible heterogeneous hardware/software solution for real-time high-definition H.264 motion estimation

International audienceThe MPEG-4 AVC/H.264 video compression standard introduces a high degree of motion estimation complexity. Quarter-pixel accuracy and variable block-size significantly enhance compression performances over previous standards, but increase computation requirements. Firstly, a DSP-based solution achieves real-time integer motion estimation. Nevertheless, fractional-pixel refinement is too computationally intensive to be efficiently processed on a software-based processor. Secondly, to address this restriction, a flexible and low complexity VLSI sub-pixel refinement coprocessor is designed. Thanks to an improved datapath, a high throughput is achieved with low logic resources. Finally, we propose a heterogeneous (DSP-FPGA) solution to handle real-time motion estimation with variable block-size and fractional-pixel accuracy for high-definition video. It combines efficiency and programmability. The flexibility offers complexity versus performance trade-offs. The system achieves motion estimation of 720p sequences at up to 60 frames per second

H.264 Fractional Motion Estimation Refinement : a real-Time and Low Complexity Hardware Solution for HD Sequences

The MPEG-4 AVC/H.264 video compression standard introduces a high motion estimation complexity. Quarter-pixel accuracy and variable block size enhances compression performances, but increase computation requirements. We propose a low complexity VLSI design for variable block size fractional motion estimation of high definition video sequences. Thanks to an improved datapath a high throughput is achieved with low logic resources. A complete real-time motion estimation application has been prototyped on a heterogeneous platform comprising a DSP and a FPGA. The system achieves motion estimation of 720p sequences at 60 frames per second

Estimateur de mouvement temps réel multi-DSP pour l'encodage vidéo MPEG-4 AVC/H.264 haute définition

National audienceLe dernier standard vidéo MPEG-4 AVC/H.264 proposé en mars 2003 s'appuie sur des nouvelles techniques améliorant la compression. En contrepartie, MPEG-4 AVC introduit une complexité rendant problématique les solutions temps réel dans le domaine de l'embarqué. Les performances de ces codeurs vidéo dépendent en grande partie de celles de l'estimation de mouvement. C'est aussi la fonction qui requiert le plus de ressources de calcul et de bande passante mémoire. Le cadre de la vidéo haute définition amplifie cette difficulté d'une exécution temps réel. De nombreuses techniques d'estimation de mouvement ont été développées afin de réduire les temps de traitement en gardant la meilleure précision possible. L'objectif de cet article est tout d'abord de faire le point sur ces travaux et de mettre en évidence les meilleurs candidats pour un estimateur MPEG-4 AVC. Les algorithmes HME et EPZS sont ensuite étudiés et implantés sur un processeur de traitement du signal. Leurs performances en terme de qualité d'estimation et de vitesse d'exécution sont finalement comparées

Real-time multi-DSP motion estimator for MPEG-4 AVC/H.264 High Definition Video Encoding

International audienceMPEG-4 AVC/H.264 video compression standard achieves high compression rates at the cost of a high encoder complexity. The encoder performances are greatly linked to the the motion estimation operation which requires high computation power and memory bandwidth. High definition context magnifies the difficulty of a real-time implementation. A state of the art of existing motion estimation techniques is firstly drawn and the most suited candidates for H.264 motion estimation are highlighted. Secondly HME and EPZS algorithms are implemented in a DSP and their performances are compared