一种用于LES求解和ΔMV计算的实时硬件，在VVC仿射预测中应用

《IEEE Design & Test》：A Real-Time Hardware for LES Solving and ΔMV Calculation in VVC Affine Prediction

数字视频因高数据需求需压缩，VVC标准引入affine预测提升效率，但计算成本高需专用硬件。本文设计实时硬件解决方案，专用于VVC affine预测中的线性方程系统（LES）求解和Delta运动向量（ΔMV）计算，在40nm ASIC工艺下实现4K@60fps处理，功耗仅165.07mW，面积281.92k gates，较先前方案功耗降低44.96%，面积减少35.19%，编码效率损失仅0.004%。

　　

摘要：

随着互联网和移动设备的普及，数字视频已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。然而，由于数字视频数据量庞大，压缩变得至关重要。多功能视频编码（VVC）标准代表了视频压缩领域的最新技术，它引入了仿射预测机制来提高编码效率。不过，这种技术计算成本较高，需要专用硬件加速器才能实现实时处理。本文提出了一种实时硬件设计，用于在VVC的仿射预测过程中求解线性方程组（LES）并计算Delta运动矢量（ΔMV）。所提出的LES-ΔMV单元能够在40纳米ASIC芯片上处理超高清（UHD）4K@60fps的视频流，功耗仅为165.07毫瓦，占用281,920个逻辑门，且在BD-BR编码标准下的编码效率损失仅为0.004%。与以往的研究相比，该设计将功耗降低了44.96%，芯片面积需求减少了35.19%。