Diseño de una Arquitectura de Flujo de Datos para la Estimación de Movimiento en Tiempo Real Mediante la Técnica de Búsqueda Exhaustiva de Macrobloques
E. Serrano; J. Barba; J. Caba; S. Escolar; M.J. Abaldea; F. Rincón; J.C. López
Conference: Jornadas de Computación Empotrada y Reconfigurable
Location: Cáceres (Spain)
Date: 18/09/2019 - 20/09/2019
Pages: 606-613
ISBN: 978-84-09-12127-4
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Abstract
La estimación de movimiento es la etapa de mayor coste computacional en los estándares de compresión de vı́deo, los cuales tratan de reducir la cantidad de datos aprovechando la redundancia temporal existente entre dos frames consecutivos. Aunque el mecanismo es simple - dado un macrobloque el algoritmo tiene que encontrar su mejor emparejamiento dentro de una zona de búsqueda - su coste computacional es elevado. El mejor método, Full Search o búsqueda exhaustiva, utiliza un enfoque de fuerza bruta, el cual no es apropiado para aplicaciones en tiempo real. Este trabajo introduce una propuesta de arquitectura para FPGAs que implementa el algoritmo de estimación de movimiento mediante la técnica de búsqueda exhaustiva de macrobloques (FSBM ). La solución propuesta ha sido modelada con la herramienta Vivado HLS en lenguaje C++, implementándose en la placa de prototipado ZC702 de Xilinx. El IP implementa una arquitectura de flujo de datos para el procesamiento en tiempo real de una fuente de vı́deo. La arquitectura propuesta es configurable para adaptarse a diferentes alternativas. Los resultados obtenidos en placa muestran una frecuencia de fotogramas de 746fps, 247fps y 110fps para resoluciones VGA, HD y Full HD, respectivamente. Con una frecuencia de reloj de 115Mhz, el IP consume en la FPGA un tercio de los FF y BRAMs y un 60% de LUT.