Desenvolvimento de uma arquitetura para estimação de movimento fracionária segundo o padrão emergente HEVC.

The real time processing of high-resolution digital videos is associated with a high computational complexity, mainly due to the necessity of using data compression techniques. Because of this, the development of specific integrated circuits for video processing is an important area of research in digital systems, since software solutions do not allow the required performance for several applications, especially mobile devices. The video encoders have several distinct stages, as transforms, quantization, entropy coding and motion estimation (ME), among others. The step of ME is the most important for the reduction of information to be transmitted, and can use a refinement technique called fractional motion estimation (FME), which helps to improve the results. Many articles can be found in the scientific literature proposing FME architectures for the H.264/AVC (Advanced Video Coding) standard. However, there are few works with FME for the High Efficiency Video Coding (HEVC) standard, which is under development and will be the successor to the H.264/AVC standard. Therefore, the development of efficient architectures for FME according to the HEVC standard is necessary. This work presents the algorithmic study and development of hardware implementations developed for the FME defined in the HEVC standard. The synthesis results show that the developed hardware is able to process Full HD (1920x1080 pixels) and QFHD (3840x2160 pixels) videos in real time.Sem bolsaO processamento em tempo real de vídeos digitais de alta resolução está associado a uma elevada complexidade computacional, principalmente devido à necessidade do uso de técnicas de compressão de dados. Dessa forma, o desenvolvimento de circuitos integrados específicos para processamento de vídeo é uma atividade importante na área de pesquisa de sistemas digitais, uma vez que soluções em software geralmente não atingem os desempenhos necessários para diversas aplicações, em especial para dispositivos móveis. Os codificadores de vídeo apresentam diversas etapas distintas, como transformadas, quantização, codificação de entropia e estimação de movimento (ME Motion Estimation), entre outras. A etapa ME é a que mais contribui para a redução na quantidade de dados a serem transmitidos, sendo que a mesma ainda pode utilizar uma técnica de refinamento chamada estimação de movimento fracionária (FME Fractional Motion Estimation), a qual contribui para melhorar os resultados obtidos. Inúmeros artigos científicos podem ser encontrados na literatura propondo arquiteturas para a FME do padrão de codificação de vídeo H.264/AVC (Advanced Video Coding). Porém, existem poucos trabalhos relacionados com a FME do padrão High Efficiency Video Coding (HEVC), que ainda está em desenvolvimento e será o sucessor do padrão H.264/AVC. Portanto, se faz necessário o desenvolvimento de arquiteturas eficientes para a etapa de FME do padrão HEVC. Este trabalho apresenta o estudo algorítmico e o desenvolvimento de sistemas de hardware para a implementação da FME segundo o padrão de codificação de vídeo HEVC. Os resultados de síntese mostram que o hardware desenvolvido é capaz de processar vídeos Full HD (1920x1080 pixels) e QFHD (3840x2160 pixels) em tempo real