I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   2 4 6 9 ~ 2 4 8 0   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 4 . pp 2 4 6 9 - 2480           2469       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Area a nd   po w er e ff icien VL SI  a rc hitectu re of   m o de  decisio in   integer  m o tion  est i m a tion  for  H EV v ideo  coding  st a nda rd       E l A n s a ri  Abde s s a m a d 1 Nej m e dd i ne  B a hri 2 Ana s s   M a ns o uri 3 No uri   M a s m o ud 4 Ah a it o uf   Ali 5   1, 5 F a c u lt y   o f   S c ien c e s a n d   T e c h n o lo g y ,   L ERS I,   L a b o ra to ry ,   Un iv e r sity   o f   S id M o h a m m e d   Be n   A b d e ll a h   F e z ,   M o ro c c o     2 ,4   Na ti o n a S c h o o o f   En g in e e rs / L ET I   L a b o ra to ry ,   Un iv e rsit y   o f   S f a x ,   T u n isia    3 Na ti o n a S c h o o o f   A p p li e d   S c ien c e s,  L ERS I,   L a b o ra to ry ,   Un iv e r sity   o f   S id M o h a m m e d   Be n   A b d e ll a h   F e z ,   M o ro c c o       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   2 2 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma r   8 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   Ma r   1 2 ,   2 0 1 9       In   th is  p a p e r,   w e   p ro p o se   a   n e w   p a ra ll e h a rd w a re   a r c h it e c tu re   f o r   th e   m o d e   d e c isio n   a lg o rit h m ,   th a it   is  b a s e d   o n   th e   S u m   A b so lu te  o f   th e   Diff e r e n c e   (S A D)  f o c o m p u te  th e   m o ti o n   e st im a ti o n ,   w h ich   is   th e   m o st  c rit ica a lg o rit h m   in   t h e   re c e n v i d e o   e n c o d i n g   sta n d a rd   HE V C.   In   f a c t,   th is sta n d a rd   in tro d u c e n e w   larg e   v a riab le  b lo c k   siz e   o f   th e   m o ti o n   e stim a ti o n   a lg o rit h m   a n d   t h e re f o re   th e   S A re q u ire   a   m o re   re d u c e d   e x e c u ti o n   t im e   in   o rd e to   a c h ie v e   th e   re a ti m e   p ro c e ss in g   e v e n   f o th e   u lt r a - h ig h   re so l u ti o n   se q u e n c e s.  T h e   p r o p o se d   a c c e ler a to e x e c u tes   th e   S A a lg o rit h m   in   a   p a ra ll e l   w a y   f o a ll   su b - b l o c k   p re d ictio n   u n it ( P Us )   a n d   c o d in g   u n it   (CU)  w h a tev e th e ir  siz e s,  w h ich   tu r n in   a   h u g e   im p ro v e m e n ts  in   th e   p e rf o r m a n c e s,  g iv e n   th a a ll   th e   b l o c k   siz e s,   P Us   in   e a c h   CU,  a re   su p p o rted   a n d   p ro c e ss e d   i n   t h e   sa m e   ti m e .   T h e   X il i n x   A rti x - 7   (Z y n q - 7 0 0 0 )   F P G A   is  u se d   f o th e   p ro t o ty p in g   a n d   th e   sy n th e sis  o f   th e   p r o p o se d   a c c e lera to r.   T h e   m o d e   d e c isio n   f o t h e   m o ti o n   e stim a t io n   sc h e m e   is  im p le m e n ted   w it h   3 2 L U T s,  5 0 r e g isters   a n d   1 0 8 Kb   BRA M s.   T h e   im p le m e n tatio n   re su lt s h o w   th a o u r   h a r d w a re   a rc h it e c tu re   c a n   a c h iev e   3 0   f ra m e p e se c o n d   o f   th e   4 (3 8 40 × 2 1 6 0 re so l u ti o n s   in   re a ti m e   p ro c e ss in g   a 1 1 5 . 1 5 M Hz .     K ey w o r d s :   HE VC   I n teg er   Mo tio n   E s ti m atio n   ( I ME )   R ea l ti m p r o ce s s in g   Su m   A b s o lu te  o f   t h Dif f er e n ce   ( SA D)   Ver y - L ar g e - Scale  I n te g r atio n   ( VL SI)   ar ch itect u r e   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .     Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   E l A n s ar A b d ess a m ad   Facu lt y   o f   Sc ien ce s   an d   T ec h n o lo g y   o f   Fez,   L ab o r ato r y   o f   R en e w ab le  E n er g y   &   S m ar t S y s te m s ,   Sid i M o h a m m ed   B en   A b d ella h   Un iv er s it y ,   P . O.   B o x   2 2 0 2   Fez,   0 0 2 1 2 6 2 6 2 4 3 3 5 5 ,   M o r o cc o .   E m ail:  ab d ess a m ad . elan s ar i@ u s m b a. ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   Hig h   E f f icie n c y   Vid eo   C o d in g   ( HE VC )   is   th n e w   s tan d ar d   v id eo   co d in g   p r o p o s ed   in   J an u ar y   2 0 1 3   b y   t h I SO/IE C   an d   I T U - T .   I p r o d u ce s   ef f icie n c y   co d in g   u p   to   5 0 co m p ar ed   to   its   p r ed ec ess o r   H. 2 6 4 /A VC   [ 1 ,   2 ] .   T h is   n e w   s ta n d ar d   in tr o d u ce s   i m p r o v e m e n t s   in   th e n co d er   to   w o r k   w it h   u l tr a - h i g h   r eso lu tio n   li k 4 k   ( 3 8 4 0 × 2 1 6 0   p ix els)  an d   8 k   ( 7 6 8 0 × 4 3 2 0   p i x els).   T h m ar k ed   i m p r o v e m e n ts   ar e:  ( i)   th i n tr a   p r ed ictio n   th at  w o r k s   w it h   3 5   m o d e s   i n s tead   o f   9   m o d es   i n   H. 2 6 4 ( ii)  th s e v en - tap   a n d   e ig h t - tap   f i lter s   u s ed   f o r   th m o tio n   p r ec is io n ,   w h e r ea s   o n l y   s i x - tap   i s   u s ed   in   H. 2 6 4 /A VC a n d   ( iii)  th b lo c k   p ar titi o n   s tr u ct u r e   b ased   o n   co d in g   tr ee   u n its   ( C T Us),   allo w i n g   p r ed icti o n   r ef i n e m en w it h   v ar iab l b lo ck   s ize  f r o m   16 × 1 6   t o   6 4 × 6 4   ag ain s t th f i x ed   Ma cr o b lo ck   s ize  1 6   ×  1 6   i n   th o ld   s ta n d ar d   H. 2 6 4 /A VC .     Ma n y   w o r k s   h a v b ee n   d ev o ted   to   im p le m e n ti n g   t h HE V C   s tan d ar d   b y   u s i n g   b o th   s o f t w ar an d   h ar d w ar f ac il ities   to   r ea ch   r ea ti m p r o ce s s i n g   f o r   t h u l tr a - HD  ( h i g h   d ef i n itio n )   ap p licatio n s .   T h v id eo   co d in g   al g o r ith m   i s   k n o w n   b y   h i g h   co m p u tin g   co m p le x i t y   t h at  f o r ce s   d esig n er s   to   c h o o s b et w ee n   t h e   ar ch itect u r es  o f   t h m o r p o p u lar   Dig ital  Sig n al  P r o ce s s i n g   ( DSP )   an d   Field   P r o g r a m m ab le  Gate   A r r a y   ( FP GA ) ,   w h ic h   ar th m o r u s ed   e m b ed d ed   p latf o r m s .   C u r r en tl y ,   t h r ec en e m b ed d ed   s y s te m s   o f f er ,   i n   m o s t   ca s es,  b o th   h o m o g en o u s   an d   h eter o g en eo u s   ar ch itect u r es   lead in g   to   m a n y   i m p le m e n t atio n   p o s s ib ilit ie s ,   in cl u d in g   b o th   s i m p le  an d   m i x ed   s o f t w ar an d /o r   h ar d w ar i m p le m e n tat io n s .   Ho w e v er ,   ev en   if   D SP s   h a v an   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9   :   2 4 6 9   -   2480   2470   ad v an ta g i n   t h s p ee d u p   o f   h ig h   p r o ce s s in g   al g o r it h m s ,   t h e y   h av li m itatio n s ,   f o r   in s tan c e,   th n ee d ed   ti m e   f o r   s o m s o p h is t icate d   p r o g r am s   lo ad i n g ,   w h ile  FP G A s   ca n   ea s il y   s u r r o u n d   s u ch   p r o b le m s ,   e s p ec iall y   f o r   in te n s i v tas k s ,   h av in g   m an y   l o ad in g   s tep s .     Ma n y   e f f o r ts   ar n ec e s s ar y   to   i d en tify   w h ic h   o f   t h h ar d w ar o r   s o f t w ar i m p le m e n tatio n   ca n   b m o r e   ad v an ta g eo u s   f o r   ea ch   tas k .   Fo r   in s ta n ce ,   it  is   p r ef er ab le  to   co n v er t h m o s ti m co n s u m i n g   p ar in   h ar d w ar p ar t,  as  th ca s o f   task s   u s in g   co m m u n icatio n   ex ch a n g es  b et w ee n   b lo ck s .   So m eti m e s ,   m ix in g   t h ad v an ta g e s   o f   s o f t w ar an d   h ar d w ar ca n   b m o r b en ef ic ial  i n   t h w h o l v id eo   co d in g   p r o ce s s .   T h wa y   is   f ir s to   p r o f ile   th s o f t w ar p r o j ec to   p in p o in th m o r cu m b er s o m p ar ts   a n d   to   d ec id w h ic h   k in d   o f   d esi g n   is   m o r ad ap ted .   Fo r tu n ate l y ,   m an y   e m b ed d ed   d ev elo p m en b o ar d s   o f f er   th m i x in g   d esi g n   f ac ilit y   a m o n g   w h ic h   is   th C h ip   Z y n q   7 0 0 0   f r o m   th Xili n x   f a m il y ,   b ased   o n   2 8   n m   C MO t ec h n o lo g y .   T h in ter   p r ed ictio n   is   th m o r lo ad in g   ti m b lo ck   o f   th en co d er ,   b ec au s it  co n tain s   th a lg o r ith m s   o f   m o t io n   esti m a ti o n   an d   m o tio n   co m p e n s at io n   [ 3 ] .   T h m o tio n   esti m atio n   alg o r ith m   s t ill  th s a m as  f o r   th H. 2 6 4 /A V C ,   b ased   o n   th co s S A w it h   th ab ilit y   to   p r o ce s s   th b ig g e s t P Us s izes a n n o u n ce d   in   t h HE VC .     I n   p r ev io u s   w o r k   [ 4 ] ,   w h av co m p ar ed   an   i m p le m en ta tio n   o f   w h o le  HE V C   en co d er   in   b o th   p r o ce s s o r s ,   AR a n d   I n tel   in   o r d er   to   s tu d y   t h s o f t w ar co m p lex i t y .   S o ,   in   I n tel   p r o ce s s o r   is   f a s ter   ab o u 1 0   ti m e s   th an   t h e m b ed d ed   p r o ce s s o r   A R M,   h o w e v er ,   th ex ec u t io n   s teel  to o   f ar   f r o m   r ea ti m p r o ce s s in g   co n d itio n s ,   e s p ec iall y   f o r   h ig h   r eso lu tio n .   T o   o v er co m e   th is   p r o b lem ,   w f o cu s   o n   t h h ar d w ar i m p le m e n tat io n   in   t h i s   w o r k .   T h r ef er e n ce   s o f t w ar o f   t h s tan d ar d   HE VC   te s Mo d el  ( HM )   i s   av a ilab le  o n - lin e   [ 5 ].   T h T C o m R DC o s class ,   w h i ch   it  is   u s ed   f o r   R co s co m p u tatio n   an d   it  in cl u d es  t h all  f u n ctio n s   f o r   S A D   co m p u tatio n .   T h T C o m R DC o s tak es  th lo n g est  e x ec u t io n   ti m o f   HM   en co d er ,   w h en   co m p ar ed   to   th o th er   class es.  T h at  tak e s   ab o u t 4 0 % o f   th co m p lete l y   e n co d in g   t i m [ 3 ] .     I n   th in ter - p r ed ictio n   b lo ck s ,   th S A f o r   th m o tio n   es ti m a tio n   alg o r it h m   i s   th m o s i m p o r tan an d   ti m e - co n s u m i n g   s tep .   I ts   h ar d w ar i m p le m en ta tio n   ca n   b h elp f u l   f o r   t h v id eo   en co d er .   I n   th li ter atu r e,   m an y   w o r k s   ar p r o p o s ed   to   s u p p o r t   th SA ar ch itec tu r f o r   s ev e r al  ap p licatio n   d o m a i n s ,   s u ch   as c o m p u ter   v is io n ,   lik m o tio n   d etec tio n   f o r   i m a g p r o ce s s i n g   [ 6 ] ,   o n   th e   s y s t e m   v id eo   s u r v eilla n ce   b ased   m o tio n   d etec t io n   a n d   r ec o g n itio n   in   [ 7 ] ,   th at  it  i m p l e m en t s   o n   a n   e m b ed d ed   b o ar d   b ased   o n   XC 2 V1 0 0 0   FP GA   an d   m o tio n   es ti m atio n   f o r   v id eo   co m p r ess io n   s ta n d ar d s   [ 8 ,   9 ,   1 0 ,   1 1 ,   1 2 ,   1 3 ,   1 4 ] .   A ll  th p r o p o s ed   ar ch itectu r es  aim   to   r ea ch   r ea l - ti m e   p r o ce s s in g   f o r   h i g h er   r eso lu ti o n s   s eq u e n ce s   w it h   th h i g h e s p o s s ib le  o p er atin g   f r eq u e n c y   an d   to   co m p u te  th e   m ax i m u m   i n ter - p r ed ictio n   b lo cs  w h atev er   th eir   s izes.   W alter   et  al.   [ 8 ]   r ep o r ted   o n   h ar d w a r ar ch itect u r w it h   h i g h - t h r o u g h p u f o r   lo w   p o w er   S A ca lcu la tio n   f u n ct i o n in g   u p   to   r ea l - ti m e n co d in g   p r o c ess   f o r   th e   r eso lu tio n   o f   7 2 0 × 4 8 0   p ix els.  T h eir   d esig n   w as  d e v elo p ed   an d   s y n t h e s ized   u s in g   t w o   C MO S   tec h n o lo g ies,   1 8 0 n m   an d   6 5 n m .   T h e y   u s ed   tw o   m e tr ics  to   co m p ar th eir   o b tain ed   r esu lt s ,   th m ax i m u m   th r o u g h p u an d   th e   m i n i m u m   co n s u m ed   e n er g y   p er   o p er atio n .   T h ey   r ep o r ted   th av er a g o f   t h co n s u m ed   p o w er   u s i n g   6 5   n m   tech n o lo g y   d ec r ea s es  b y   5 3 co m p ar ed   t o   1 8 0   n m   tec h n o lo g y ,   co n s id er in g   th n ee d ed   lo w er   s u p p l y   v o lta g e.   I n   ad d itio n ,   th n e w   tec h n o l o g y   6 5   n m   ac h ie v ed   t h h i g h   f r eq u e n c y   b e ca u s o f   t h h ig h er   t h r o u g h p u t.   I n   [ 9 ] ,   R eh m a n   et  al.   p r o p o s ed   ef f icie n h ar d w ar ar ch itec tu r f o r   th S AD  alg o r it h m ,   d esi g n ed   f o r   i m a g e   p r o ce s s in g .   T h ad v a n ta g o f   t h is   ar c h itect u r is   t h d ec r ea s i n g   ab s o lu te  d i f f er en ce   ad d itio n s   f o r   th 4 × 4   p ix el s   b lo ck   s izes.  U s in g   a n   FP G A   with   Xil in x   X C 2 V1 0 0 0 ,   th e y   r ea ch ed   f r eq u e n c y   o f   1 3 3   MH an d   u s ed   6 5 7   L UT s   w it h   s in g le  4 × 4   b lo c k ,   an d   t h er ea f ter ,   th e y   u s t h d ev elo p ed   4   ×  4   en g in f o r   p r o ce s s in g   th b i g g est  b lo ck s .   An o th er   S AD  d ed icate d   h ar d w ar ar ch itectu r h a s   b ee n   r ep o r ted   b y   Kala m ir o s   an d   L y g o u r a s   [ 10 ]   f o r   th s ter eo   v is io n   ac ce ler atio n ,   e s p ec iall y   f o r   co m p u ti n g   th m et h o d   o f   lo ca co r r elatio n .   T h p r o p o s ed   ar ch itectu r w a s   i m p l e m en ted   o n   FP G A   C y clo n I I   E P 2 C 3 5   d ev ice,   w o r k i n g   at  1 0 0   MH z,   an d   th eir   p r o p o s ed   SA ac ce ler ato r   tak es  2 3 9 0 0   lo g ic  ele m e n t s   to   r ea ch   1 6 2   f r a m es  p er   s ec o n d   in   VG A   r e s o lu tio n   ( 6 4 0 × 4 8 0 )   c o d ed   o n   8 - b it  d ep th .     Z h en y u   et  al.   [ 11 ]   d esig n ed   t wo   h ar d w ar ar ch itect u r es  f o r   t h S A al g o r ith m ,   w it h   th H . 2 6 4 /A VC   s tan d ar d   s u p p o r tin g   t h v ar ia b le  b lo ck   s ize  tech n iq u e.   T h f ir s ar ch itec tu r e,   b ased   o n   th p r o p ag ated   p ar tial   S A D,   r ea ch es  2 3 1 . 6   MH z - o p er atin g   f r eq u e n c y   at  co s o f   8 4 . 1 g ates,  an d   th s ec o n d   i s   tr ee   b ased   SA ar ch itect u r ac h ie v i n g   2 0 4 . 8   MH w ith   8 8 . 5 k   g ates.  T h t w o   d esi g n s   w er s y n th e s ized   o n   0 . 1 8 µm   1 P 6 M   C MO S   tech n o lo g y ,   a n d   th e   a r ch itect u r lev e ap p r o ac h es  w er u s ed   to   i m p r o v p er f o r m an ce .   I n   ad d itio n ,   P u r n ac h a n d   et  al.   [ 12 ]   d ev elo p ed   h ar d w ar ar ch itect u r f o r   th HE VC   v id eo   co d in g   s ta n d ar d .   T h s y n t h es is   w a s   p er f o r m ed   o n   Xilin x   Vir tex - 5   FP GA ,   tak es  2 9 1 . 2 7 o f   g ate  co u n ts ,   a n d   r ea ch es  1 7 1 . 9   MH as  o p er atin g   f r eq u en c y .   T h eir   ac ce ler ato r   is   b ased   o n   p ar allel  p r o ce s s in g   a n d   d esig n ed   to   s u p p o r a ll  P Us  b lo ck   s izes,   in cl u d in g   b lo ck s   f o r   A s y m m etr ic  Mo tio n   P a r titi o n in g   ( AM P ) .   Xu   et  al.   [ 13 ]   an d   s y n th e tized   in   Xilin x   Vir tex - 6   XC 6 V L X - 5 5 0 T   FP G A   p r o p o s ed   an o th er   h ar d w ar S A ac ce ler ato r .   T h eir   ar ch itec tu r co n tai n s   t w o   p ar allel  s u b - ar ch itect u r es  to   p r o ce s s   1 0 8 0 p   w i th   3 0   f r a m e s   p er   s ec o n d   ( f p s )   r ea ch in g   r ea l - ti m v id eo   co d in g .   Ho w e v er ,   th ac ce ler ato r   ca n   o n l y   co m p u te  1 6 × 1 6   P U   an d   t h co r r esp o n d in g   s u b - b lo ck s .   T h s y n t h esi s   s h o ws   an   o p er atin g   f r eq u en c y   o f   1 1 0   MH w it h   5 5 3 4 6   L UT s ,   1 9 7 4 4   r eg is ter s ,   a n d   1 4 8 k B   o f   B R A M.   Mo r r ec en t l y ,   Me d h at  et  al.   [ 14 ]   p r o p o s ed   a   p ar allel  h ar d w ar S A ac ce le r ato r   f o r   th m o tio n   esti m a tio n ,   s y n th e tized   o n   Xilin x   Vir ti x - 7   XC 7 VX5 5 0 T   FP GA .   A n   o p er atin g   f r eq u e n c y   o f   4 5 8   MH h a s   b ee n   r ep o r t ed   w it h   3 9 9 0 1   L UT s   an d   2 4 9 5 7   r eg is ter s .   W ith   th i s   ar ch itect u r e,   2 K   r eso lu tio n   w it h   3 0   f p s   ca n   b p r o ce s s ed ,   w h ic h   is   th s u cc es s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A r ea   and   p o w er e fficien t V LS I   a r ch itectu r o f m o d d ec is io n   i n   in teg er mo tio n …    ( E l A n s a r i A b d ess a ma d )   2471   k e y   o f   t h i s   ar ch i tectu r e.   Ot h er   cu s to m ized   s o l u tio n   h a v e   b ee n   also   p u b lis h ed   s u ch   t h V L SI  p ip eli n ed   m u ltip lier l es s   f i x ed - p o in 8 x 8   DC T Desig n   o f   Fas P i p elin ed   8 x 8   Dis cr ete  C o s in T r an s f o r m   o th er   b lo ck s   [ 15 ] .   A u th o r s   h av i m p le m en ted   a n d   co m p ar ed   th e   DC T   u s in g   t w o   ar ch itect u r e s ,   n o n - p ip elin a n d   2 - s ta g p ip elin a n d   th eir   s i m u latio n   r es u lt s   s h o w   th a th r o u g h p u ca n   b i m p r o v ed   b y   a l m o s f ac to r   o f   t w o ,   f r o m   ar o u n d   1   Gig p ix els/ s   to   1 . 8   Gig p ix els/ s ,   at  s m a ll  co s o f   r o u g h l y   1 4 %   m o r r eso u r ce s   ( i.e .   p i p elin e   r eg is ter s ) .     I n   th is   w o r k ,   w p r o p o s a   n e w ,   h i g h l y   e f f icie n VL SI  ar ch itect u r f o r   th S A d ec is i o n   m o d e,   i m p le m en ted   in   t h HM   o f   HE VC .   T h is   ar ch itectu r ca n   p r o ce s s   all  s izes  o f   P Us,  in cl u d in g   A MP ,   w h ic h   i s   u s ed   to   i n cr ea s t h co d in g   ef f icien c y   o f   v id eo   s eq u en ce s   h a v i n g   ar ea s   th a ar m o r e   ir r eg u lar .   T h n e ar ch itect u r is   d esi g n ed   to   lo ad   all  th i n p u p ix el s   f r o m   t h r ef er en ce   a n d   cu r r e n b lo ck s   i n   f ir s t   s tep ,   m ak i n g   th e m   a v ailab le  d u r i n g   t h p r o ce s s i n g   p r o ce s s .   T h en   th p r o p o s ed   d esig n   h i g h l y   r ed u ce s   ex ch a n g es  w it h   th e   m e m o r y   a n d   th e   m e m o r y   ac ce s s es   an d   f i n all y   lead s   to   p ar allel  co m p u tin g   o f   all   P Us  s i m u l tan eo u s l y ,   r ed u cin g   th late n c y   ti m e.       2.   H E VC  M O DE   DE CIS I O O F   M O T I O E ST I M AT I O AL G O RI T H M     2 . 1 .     Co din g   s t ruct ure    T h HE VC   in tr o d u ce s   m o r i m p r o v e m e n t h an   H. 2 6 4 / A VC   [ 1 ,   2 ] .   T h m o s i m p o r tan ce   is   th h i g h l y   f le x ib le  an d   ef f icie n b lo ck   p ar titi o n i n g   s tr u ct u r b y   in tr o d u cin g   f o u r   b lo ck   co n ce p ts C o d in g   T r ee   Un it  ( C T U) ,   co d in g   u n it  ( C U) ,   p r ed ictio n   u n it  ( P U) ,   an d   tr a n s f o r m   u n it  ( T U) .   T h f ir s s tep   i s   t h p ar ti tio n in g   s tr u c tu r o f   th p ict u r es,  w h ic h   ca n   b p ar titi o n ed   i n   s l ices  a n d   tile s t h s lice  is   p ar titi o n ed   i n to   C T Us.  I n   H. 2 6 4 ,   th C T Us  ar an alo g u to   f i x ed   m ac r o b lo ck   s ize  o f   1 6 ×1 6 ,   w h er ea s   in   HE VC ,   t h e y   ca n   b s ized   to   1 6 × 1 6 ,   3 2 × 3 2   an d   64 × 6 4   to   ac ce p s ev er al  v id eo   s eq u en ce s .   T h s ize  o f   C T is   f i x ed   in   th m ai n   en co d er   co n f ig u r atio n   f ile  an d   ca n   b p ar titi o n ed   in to   m u ltip l s q u ar ed   C Us r eg io n s   as  s h o w n   i n   F i g u r 1 .           Fig u r 1 .   C o d in g   s tr u ct u r o f   t h C i n   t h HE VC   e n co d er       T h n u m b er   o f   C U s   i n   C T is   m ai n l y   d eter m i n ed   b y   th e   r eq u ir e d   r eso lu tio n .   T h s m all  C i s   8 × an d   ca n   b s ca led   u p   t o   6 4 × 6 4 .   T h C ca n   b e   d iv id ed   in to   P r ed ictio n   Un its .   T h is   b lo ck   ca n   b u s ed   f o r   th e   in tr an d   in ter   b lo ck   p r ed ict io n ,   an d   its   s ize  v ar ies f r o m   4 × 4   to   6 4 × 6 4 .   A f ter   th P U,   an   ap p r o p r iate   s ize  o f   th tr an s f o r m   U n it,  T U,   is   d eter m i n ed   f o r   th I n te g er   Dir ec t Co s i n T r an s f o r m   ( I DC T )   an d   th q u an ti f icat io n .   I n   th e   HE V C   en co d er ,   ea ch   C ca n   b d i v id ed   in to   m u ltip le   P Us,  an d   ea ch   P is   c h ar ac te r ized   b y   a   m o tio n   es ti m atio n   v ec to r .   I n   ad d itio n ,   w h en   t h C s ize  is   e q u al  to   2 2 w it h   an   i n te g e r   v al u a m o n g   3 2 ,   1 6 ,   8   o r   4   d ep en d in g   o n   th d ep th   ( 0 ,   1 ,   2   an d   3 )   in   th co r r e s p o n d in g   co d in g   tr ee   s tr u ctu r e ,   eig h P s p litt in g   t y p es   ar d ef i n ed   as  illu s tr ate d   in   F i g u r 2 t w o   s q u ar ed   r eg io n   ( P A R T _ 2 2 an d   PAR T _ N)   an d   s i x   r ec tan g u lar   o n e s ,   t w o   s y m m etr ic  ( P A R T _ 2 an d   P A R T _ 2 N) ,   an d   f o u r   as y m m etr ic  n a m ed   A MP   ( P A R T _ 2 n U,   P A R T _ 2 n D,   P A R T _ n L ×2 N,   a n d   P AR T _ n R ×2 N)   w h er U,   D,   L ,   an d   R   m ea n   Up ,   Do w n ,   L e f t,  an d   R i g h t,  r esp ec tiv el y   a n d   n   r ep r esen t s   th s m al ler   s iz in   A MP   p ar titi o n   m o d es   [ 1 6 ] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9   :   2 4 6 9   -   2480   2472       Fig u r 2.   S y m m e tr ic  an d   as y m m e tr ic  b lo ck   p o r tio n in g   o f   t h P U       2 .2 .   M o de  decisi o n SAD  a lg o rit h m   i n H E VC   T h cr itical  p ar o f   th all - v i d eo   en co d er   s tan d ar d s   ex p lo itin g   te m p o r al  r ed u n d an c y   is   t h Mo tio n   E s ti m a tio n   ( ME ) .   T h r ec en HE VC   h as  m o r co m p lex   m o tio n   esti m atio n   alg o r it h m   th a n   H. 2 6 4 /A V C ,   d u e   to   th p ix el  d en s it y   i n   t h h i g h   p ictu r r eso lu t io n   p r o ce s s in g   ( 8 an d   4 K)   an d   th n e w   P b lo ck   p ar titi o n in g .   T h SA p r o ce s s in g   is   p er f o r m ed   f o r   th in te g er   ME   ( I M E ) ,   an d   it  is   ca lcu lated   f o r   al s izes  f o r   th P Us   ca n d id ates.  I is   co m p u ted   b as ed   o n   th in f o r m atio n   co m i n g   f r o m   t h cu r r en o r   o r ig in al  b l o ck   ( B o )   o f   th P an d   th e   p r ed icted   o r   th r ef e r en ce   b lo ck   ( B r )   o b tain ed   b y   th m o tio n   v ec to r   p r ed icto r   d er iv atio n   p r o ce s s .   T h ca lcu latio n   o f   t h S A i s   p er f o r m ed   u s i n g   ( 1 ) .     11 ( , ) ( , ) KL ro ij S A D B i j B i j      ( 1 )     W h er an d   j   ar th e   co r r esp o n d in g   p i x el  i n   t h B o   an d   B r   b lo ck s .   a n d   L   ar t h w id t h   a n d   h ei g h t   o f   ea ch   s ea r ch   w i n d o w ,   r esp e ctiv el y .   in d icate s   t h p ix el  o f   t h r ef er en ce   b lo ck   an d   B o ( i,j )   in d icate s   th p ix e o f   th o r ig in al  ( c u r r en t)   b lo ck .   T h co m p u tat io n   co m p le x it y   is   i n   t h n u m b er   o f   ca lls   a n d   th d if f er en s ize   S A f o r   I ME   o f   th i n ter   p r ed ictio n .   Hen ce ,   h ar d w ar ac ce ler ato r   o f   SA i s   r eq u ir ed .       3.   P RO P O SE SAD  H AR DW ARE ARC H I T E C T UR E   T h SA is   co s f u n ctio n   u s ed   to   c o m p u te  d is to r tio n   b et w ee n   t w o   b lo ck s .   Se v er al  ar ch it ec tu r es  f o r   th S A ca lcu lat io n   w er p r o p o s ed   in   th liter atu r e.   T h ey   ar m ai n l y   b ased   o n   o n o f   th f o l lo w i n g   th r ee   k in d s   o f   d esig n s ,   p ar allel,   P ip elin e,   a n d   s eq u e n tial.  T h s eq u e n tia l d esig n   u s es  ac c u m u la to r   to   s to r th r esu lts   o f   th e   ab s o lu te  v a lu i n   ea c h   clo ck   c y cle.   I t u s es a   m i n i m u m   h ar d w ar u s a g e,   b u t ta k es  m o r th an   o n clo ck   c y cle  t o   g iv th o u tp u r es u lt s s u b s eq u en tl y ,   it  is   i m p o s s ib le  to   r ea ch   u p   r ea l - ti m p r o ce s s i n g   d u to   th h i g h er   r eso lu tio n s   tr ea t m en t   in   o u r   c ases .   T h p ip elin ar ch i tectu r e,   as  it  u s es  s er ies  o f   co n n e cted   s tag e s ,   tak e s   i n   in p u t   v ec to r   o f   p i x els   in s te ad   o f   o n p i x el  i n p u a n d   g e n er ates  s ev er al   r es u lts   o n   o n lin e;   f o r   in s tan ce ,   in   [ 9 ] ,   th au th o r s   u s a n   in p u v ec to r   o f   1 2 8 - b it  p r esen t s   1 6   p ix els  8 - b it  s a m p le  o f   4 × 4   b lo ck   s a m p le.   So   th e   p ip elin ar ch itect u r is   f a s ter   t h an   t h s eq u e n tia l,  b u it  is   n o en o u g h   to   r ea ch   th r ea ti m f o r   h ig h   r eso l u tio n .   I n   [ 9 ] ,   th p r o p o s ed   ar ch itectu r is   d esig n ed   in   p ip eli n ed   s ta g es;  h o w ev er ,   it  r ea ch e s   r ate   o f   3 0   f p s   o n l y   f o r   s m al l seq u e n ce s   w i th   7 2 0 × 4 8 0   p ix els  w it h   th co n f i g u r atio n   lev el  3   o f   H. 2 6 4 /A V C   en co d er .     T h p ar allel  d esig n   is   f a s ter   th an   b o th   s eq u en tial  an d   p ip elin e,   b ec au s it  is   co n s tr u cted   o n   s ev er a l   s lices,  w h ic h   ar p r o ce s s ed   i n d ep en d en tl y   o f   ea ch   o th er co n s eq u e n tl y   t h e   ar ea   co n s u m p tio n   i s   i n cr ea s ed .   I n   ad d itio n ,   it s   p o s s ib le  to   m i x   th ese  t y p e s f o r   in s ta n ce ,   th to tal  ar ch itectu r w o r k s   p ar allel,   an d   th s ilices   d esig n   w o r k   in   s eq u e n tia o r   p ip elin ed   m o d lik in   r e f .   [ 1 1 ] .   Fo r   th u s o f   f u ll y   p ar allel  ar ch itect u r e,   h ig h l y   o p tim ized   d esig n   is   n ee d ed   to   r ed u ce   th co n s u m ed   ar ea   an d   to   k ee p   h ig h er   p er f o r m an ce s .     T h p a r allelis m   i n   th h ar d war ar ch itectu r is   ex p lo r ed   t o   in cr ea s th ac ce ler ato r   th r o u g h p u to   co m p u te  al S AD  o p er atio n s   o n   f o u r   clo ck   c y cle s ,   b u t   t h n u m b er   o f   in p u s a m p le s   p i x e ls   i n cr ea s es   an d   t h e   n u m b er   o f   ad d er s   in   th d ep t h   tr ee   s ta g i n cr ea s es.  An   o p ti m izatio n   is   n ec e s s ar y   to   r ed u c th e   co n s u m ed   ar ea   an d   th d ela y   in   r ea ch i n g   th r ea l ti m e n co d in g   s y s te m ,   p ar ticu lar l y   f o r   4 ap p licatio n s .     T h SA al g o r ith m   i m p le m e n tatio n   i s   ac h iev ed   i n   th r ee   m ai n   s tep s f ir s th ab s o l u te   d if f er e n ce   b et w ee n   t w o   p i x els  i s   ca lcu la ted   b y   t h p r o ce s s in g   u n it  ( P r U)   d esig n ed   i n   F i g u r 3 .   Nex t,  th s u m   o f   th e s e   d if f er e n ce s   i s   ca lcu la ted   in   o n s tep   f o r   f o u r   i n p u t p ix e ls   u s i n g   t h d eig n ed   p r o ce s s in g   ele m en t ( P E )   p r esen ted   in   F i g u r 4 .   Fin al l y ,   f o r   th wh o le  S A al g o r it h m ,   t h P E   i s   i m p le m e n ted   1 0 2 4   ti m es  to   allo w   p r o ce s s i n g   o f   all  b lo ck   s izes  f r o m   4 × 8   &   8 × 4   to   6 4 × 64.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A r ea   and   p o w er e fficien t V LS I   a r ch itectu r o f m o d d ec is io n   i n   in teg er mo tio n …    ( E l A n s a r i A b d ess a ma d )   2473   3 . 1 .     Arc hite ct ure  o f   a bs o lute   diff er ence   T h P r U,   g iv en   t h ab s o lu te  d i f f er en ce   ( ab s ) ,   o p er ates  b y   co m p ar i s o n   b et w ee n   th t w o   p ix els  co m in g   f r o m   th r ef er en ce   an d   cu r r en i m a g es.  I f   th d if f er en ce   is   p o s itiv e   o r   eq u al  to   ze r o ,   th ab s   is   d ir ec tly   o b tain ed if   n o t,  th t w o   co m p l i m e n ts   o f   th n eg a tiv ter m   ar u s ed   to   m ak t h r esu lt  p o s itiv e.   T h is   o p er atio n   o f   p ix el  co m p ar is o n   ca n   b d escr ib ed   b y   t h f o llo w in g   ( 2 ) :     ,0 ( ) 1 , 0 r o r o r o r o B B B B abs n o t B B B B   ( 2 )     T h p r o p o s ed   h ar d w ar ar ch i t ec tu r o f   P r is   p r ese n ted   in   F ig u r 3 .   I co n s i s ts   o f   a n   o p tim al  cir c u it   u s i n g   o n m u ltip le x er   ( MU X )   f o r   w h ic h   t h s elec tio n   i n p u co r r esp o n d s   to   o n e   o f   t h e   t w o   s tate s   o f   th e   co m p ar ato r   ( C o m p )   o u tp u ts   ( i.e .   P o s itiv o r   n eg ativ v al u e) .   Dep en d in g   o n   th s i g n   o f   th co m p ar is o n ,   th e   MU is   g iv e n   in   ea ch   ca s e   th ab s o lu te  d if f er e n ce   co m i n g   f r o m   th o u tp u o f   t h s u b tr ac to r   ( SUB ) .   T h eq u atio n   n o t( B r - B o ) +1   is   i m p le m en ted   u s in g   o n i n v er ter   f o llo w ed   b y   o n e   1   b it  ad d er .   T h r esu lts   ar e   al w a y s   8   b i ts - co d ed .   T h r eg i s ter s   ( R )   ar u s ed   to   s to r th e   v alu e s   o f   t h p r o ce s s ed   p ix el s .   T o   d ec r ea s th e   h ar d w ar co s t,  t h d esig n   o f   P r is   o p ti m ized   b y   th o p ti m iz atio n   th co m p ar ato r .           Fig u r 3 .   P r o ce s s in g   u n it ( P r U)   f o r   th ca lcu latio n   o f   t h ab s o lu te  d if f er en ce   v al u e       T h m ai n   f u n ct io n   o f   C o m p   is   to   co m p ar t w o   in p u s i g n als  a n d   to   r etu r n   t h r es u lts   o n   th r e o u tp u ts ,   ea ch   co d ed   in   1 - b it.  T h C o m p   is   8 - b it   co m p ar ato r .   T o   r e d u ce   t h u s ed   ar ea ,   it  co n tain s   t h lo g ic  g a tes  i n   t h e   1 - bi co m p ar ato r   as  s h o w n   i n   F ig u r 4   a n d   u s es  th p r i n ci p al  2 :1   co m p r es s o r   d escr ib ed   in   r e f   [ 1 7 ] .   I n   o u r   ar ch itect u r [ 1 8 ] ,   th C o m   c o n s tr u ct io n   i s   b ased   o n   tr ee   o f   1 - b it  co m p ar ato r   u s i n g   th m eth o d   o f   2 :1   co m p r es s o r   to   co m p ar t w o   A   an d   B   in p u p i x els  co d ed   i n   8 - b it   an d   d eli v er in g   t h r es u lt s   o f   t h co m p ar i s o n   o f   th o u tp u t.             Fig u r 4 .   1 - b it c o m p ar ato r   u s i n g   i n   t h C o m p       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9   :   2 4 6 9   -   2480   2474   T h P E ,   as   s h o w n   in   F i g u r 5 ,   is   co m p o s ed   f r o m   f o u r   P r U,   s e v en   r eg i s ter s ,   an d   th r ee   ad d er s   co m p u te   th s u m   o f   ab s o l u te  d i f f er e n c o f   ei g h p ix e ls ,   f o u r   f r o m   t h r ef er e n ce   B l o ck   a n d   f o u r   f r o m   t h o r i g in a l.   T h r esu lt is   g iv e n   b y   t h o u tp u t si g n al  S4 x 1 ,   w h ich   i s   n o w   c o d ed   in   1 0 - b its   an d   o b tain ed   in   o n clo ck   c y cle.             Fig u r 5 .   P r o ce s s in g   ele m en t ( P E )   f o r   ei g h t p ix el  i n p u t s   an d   o n o u tp u t       T h g lo b al  SA ca lc u latio n   ar ch itect u r is   p r esen ted   i n   F i g u r 6 .   I t c o n tain s   1.   T h r ee   4 K   s in g le  p o r R AM   b lo ck s ,   th t w o   f ir s ( 2 ×1 0 2 4 ×8   b its )   ar d e d icate d   to   th p ix els  o f   th cu r r en t   an d   o r ig in al  b lo ck   s to r ag e,   an d   th th ir d   is   e m p lo y ed   to   s to r th r esu l ts   o f   t h co m p u ted   S A Ds.    2.   1 0 2 4   P E   ar r an g ed   in   p ar allel   w a y   to   s tar f u n ct io n i n g   at  t h s a m e   ti m e,   a n d   ca lcu la tin g   li n b y   lin e   t h p ar tial su m   o f   t h ab s o lu te  d i f f er en ce s   ( P SA D)   f o r   th eig h s elec ted   p ix els.    3.   A   th r ee   ad d er   b lo ck s   to   d eli v er   t h S AD  b y   s u m m i n g   t h P SA D   t w o   b y   t w o   u n ti t h f i n al  r es u lt .   T h is   p ar t is   n a m ed   co m b i n at io n   ad d itio n   in   F ig u r 5 .             Fig u r 6 .   T h g lo b al  ar ch itectu r o f   th S A al g o r ith m   in   I ME   f o r   HE VC   en co d er       I n   th h ar d w ar ar ch itectu r e,   t h P r Us  is   o r g an ized   lin b y   lin in   s u c h   w a y   t h at,   f r o m   e ig h P r Us,  t w o   s m all  P Us  8 × 4   an d   4 × 8   ca n   b co n s tr u cted .     Mo r eo v er   th p r o p o s ed   a r ch itectu r is   d esi g n ed   f o r   th lar g e s t   s ize  b lo ck   6 4 × 6 4   an d   ca n   ea s i l y   b ad a p ted   f o r   t h o th er   s m allest  s ize  b lo ck s   w it h   ad eq u a te  m e m o r y   s to r ag e   of   th s tar t in g   p ix el s   g i v i n g   in   F ig u r 7 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A r ea   and   p o w er e fficien t V LS I   a r ch itectu r o f m o d d ec is io n   i n   in teg er mo tio n …    ( E l A n s a r i A b d ess a ma d )   2475       Fig u r 7 .   L o ca tio n   o f   d ata  i n p u t p ix el s   S u b - C 6 4 × 64       3 .2 .    H i g h sp ee d a dd er   CL A   T h SA D   alg o r it h m   is   b ased   o n   b asic  ar it h m etic  o p er atio n ,   s in ce   it  co m p r i s es  d o u b le  s u m m atio n s .   T o   m a k it  f aster ,   s ev er al  p r o p o s ed   ar ch itectu r es  u s t h ca r r y   p r o p ag atio n   f o r   th b in ar y   ad d itio n   k n o w n   b y   its   h i g h   p er f o r m a n ce s .   T h er ef o r e,   its   i m p le m e n tatio n   is   ad e q u ate  f o r   Ver y   L ar g Scale  I n t eg r atio n   ( V L SI) .     I n   r ef er en ce s   [ 1 7 ]   an d   [ 1 8 ] ,   th au th o r s   u s ed   t w o   f as ter   p ar a llel  ad d er s ,   R ip p le  C ar r y   A d d er s   ( R C A )   an d   C ar r y   L o o k ah ea d   A d d er s   ( C L A ) ,   a n d   th e y   m a k co m p ar is o n   b et w ee n   t h e m   b ased   o n   th d ela y   an d   t h ar ea   co n s u m p tio n .   Fir s t,  R C tak es  m o r d ela y   th a n   t h C L A   b ec au s it  h as  le n g t h y   p r o p ag atio n   ( th r o u g h   all  ad d er s ) it  s tar ts   f r o m   t h f ir s ad d er   an d   it  f i n is h es  at  t h last   o n e.   T h C L A   h as  n o   ca r r y   p r o p ag atio n   b ec au s t h ca r r y   o u tp u o f   c u r r en ad d er   is   co n n ec ted   to   th ca r r y   i n p u b it  o f   th n e x t   ad d er .   In   th ar ea ,   th R C A   r eq u ir ed   less   s u r f ac th a n   t h C L A ,   s i n ce   t h la s h a s   s ca lar   ar ch itect u r a n d   it  n ee d ed   m o r co m p o n e n t s .   Giv i n g   th at  w ar in ter ested   in   r ap id   s y s t e m ,   th C L A   i s   m o r ad o p te d   in   o u r   h ar d w ar ac ce ler ato r   f o r   d esig n i n g   al ad d er s ,   ev en   th o u g h   it  in cr ea s e s   th n ee d ed   ar ea ,   b u w it h o u t   af f ec ti n g   th to tal  s u r f ac e;  m o r eo v er ,   it  is   s i m p le   to   d esig n ,   g i v e n   th a th e   C L ar ch itect u r u s e s   b asic  g ate  l o g ic  s u ch   a s   A ND ,   OR   an d   XO R .     Ou r   C L A   co m p r is e s   t w o   lev e l s .   T h f ir s lev el  is   u s ed   to   c o m p u te  th p ar tial  ( in ter m ed iat e)   v alu es,   Gi  an d   P i,  an d   g en er ate  t h ter m s ,   SUM( i)   an d   C i+1   as  o u tp u t,  d ef i n ed   b y   th eq u atio n   ( 3 ) ,   ( 4 ) ,   ( 5 )   an d   ( 6 )   as  p r esen ted   in   F ig u r 8 ,   w h ic h   p r o p o s ed   s ec tio n   o f   th w h o le   C L A   d esi g n .   T h s ec o n d   lev el  is   th e   to tal  d esig n   o f   C L A   as  s h o w n   i n   F i g u r 9 ,   w h ic h   co m p u te s   ea ch   ca r r y ,   th to tal  s u m ,   a n d   in d icate s   t h o v er f lo w   o f   ad d itio n   as  o u tp u t.  W h e n   ea ch   ca r r y   i s   av ailab le,   th p ar tial  s u m   is   ca lcu lated   s i m u lta n eo u s l y   a n d   th en   th o v er f lo w   o f   th ad d itio n   is   ca lc u lated   at  t h en d .     G i = A ( i ) .B ( i )     ( 3 )   P i   =   A ( i )     B ( i )     ( 4 )   C o ut i   G i   +   ( P i .C i n i ) .     ( 5 )   S u m ( i )   =   P i     C i   ( 6 )           Fig u r 8 .   P r o p o s ed   s ec tio n   o f   C L ad d er         Fig u r 9 .   P r o p o s ed   C L A   n - b it  ad d er   b ased   o n   th ar ch itect u r o f   C L A   ad d er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9   :   2 4 6 9   -   2480   2476   C o u t_ ( o r   C n +1 )   an d   C i n _ ( o r   C n )   co r r esp o n d   r esp ec tiv el y   to   th ca r r y   o u tp u a n d   th ca r r y   in p u o s ec tio n   N.   As  illu s tr ated   in   F i g u r 9 ,   ea ch   C o u o f   g iv e n   s ec tio n   is   co n n ec ted   to   C in   o f   t h s u b s eq u en o n e.   Gn   an d   P n   ar r esp ec tiv el y   t h e   g en er ated   an d   t h p r o p ag ated   ca r r ies.     I n   Fi g u r 9 ,   o u r   h ig h   p ar all el  ar ch itect u r s tar ts   p r o ce s s i n g   f r o m   1 0 2 4   P E s   an d   ar r iv es  to   t h e   S A D_ 6 4 ×6 4 ,   d if f er en to   th ca s in   [ 1 9 ] ,   th at  ca n   co m p u te  t h s ize  o f   w in d o w s   d if f er en tl y .   T h SA D_ 6 4 ×6 4   is   th v a lu o f   S AD  co r r esp o n d s   to   th b ig g er   b o ck   6 4 × 6 4 ,   an d   g en er ates  all  it s   co r r esp o n d in g   s m a ll  S A s i m u lta n eo u s l y .   T o   s u m m ar iz o u r   ap p r o ac h ,   o n c o m p u te s   b o t h   s m aller   b lo ck s   8 × 4   an d   4 × 8 ,   p r esen ted   b y   v alu e s   S AD_ 4 × 8   an d   S A D _ 8 × 4   r esp ec tiv el y .   T h e y   ar e   co m p u ted   b y   t h ad d itio n   o f   th ei g h P E s   co r r es p o n d in g   to   ea ch   b lo ck .   Af ter   co m p u ti n g   all  s m aller   b lo ck s   in s id 6 4   ×   6 4 ,   th n ex s tep   co m p u tes  t h e   S A v al u ( SAD_ 8 ×8 )   o f   8 × 8   b lo ck   b y   ad d in g   t w o   s m alle r   b lo ck s   alr ea d y   p r o ce s s ed .   F ol lo w i n g   t h s a m e   m et h o d ,   th b lo ck   is   p r o ce s s e d   f r o m   t h p r ev io u s   S A v al u es  to   ar r iv at   th e   v al u S A D_ 64 × 6 4   o f   th b ig g er   b lo ck .   Fin all y ,   th d esi g n   is   ar r an g ed   in   t h tr ee .   A n   e x a m p l is   g iv e n   in   F ig u r 1 0 ,   s h o w i n g   S AD_ 8 ×8   v alu e   is   p r o ce s s ed   b y   ad d in g   t w o   S A D_ 8 ×4 .               Fig u r 1 0 .   C o n s tr u c tio n   o f   t h e   SA Ds 8 × 4   an d   4 × 8   f r o m   P E s   an d   also   th co n s tr u ctio n   o f   8 × 8   f r o m   t w o   8 × 4       4.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   I n   th f ir s t step ,   th p r o p o s ed   ar ch itect u r f o r   th S A al g o r ith m   w as i m p le m e n ted   in   C ++   lan g u ag e,   th en   it w as  co m p iled   to   b v alid ated   an d   to   r e d u ce   its   co m p le x it y .   Af ter w ar d s ,   th ac ce ler ato r   h ar d w ar d esig n   is   d ev elo p ed   u s i n g   t h h ar d war d escr ip tio n   lan g u a g VH DL ,   te s ted   u s in g   Me n to r   Gr ap h ics  Mo d elSi m   P E   b ef o r b ein g   s y n th et ized   in   t h FP GA   A r tex - 7.     T h f ir s te s w a s   p er f o r m ed   o n   s o m te s v id eo   s eq u e n ce s   p r o p o s ed   b y   t h s ta n d ar d .   T h S A w a s   v alid ated   u s i n g   th r ee   tech n ic s ,   f ir s w it h   r ef er en ce   s o f t w ar o f   HE VC   HM 1 5 . 0   v er s io n   [ 5 ] ,   th s ec o n d   b y   t h e   s o f t w ar C ++   ex ec u ted   u n d er   L in u x   Ub u n t u ,   an d   th last   f r o m   th p r o p o s ed   h ar d w ar d esig n .   T h th r ee   o b tain ed   r esu lts   ar i n   r ath er   g o o d   ag r ee m e n t.     T h f r am e s   o f   s eq u e n ce   B ask e tb alld r iv ( 1 0 8 0 p )   an d   o th er s   ar u s ed   in   th is   test ,   an d   th v alu o f   QP   is   f i x ed   at  3 2 .   Fo r   m o r co n f ig u r at io n s   o f   th ex ec u tio n ,   w h a v b ee n   in s p ir ed   b y   t h e   w o r k   p r esen ted   in   R ef .   [ 2 0 ] ,   w h ic h   p r o v id a   p er f o r m an ce   ev al u atio n   o f   d is tr i b u ted   HE VC   en co d in g ,   a n d   w a s   f o cu s ed   o n   t h e   ef f ec ts   o f   t h v id eo   p ar titi o n i n g   m et h o d   o n   o v er all  d is tr ib u ted   en co d in g   p er f o r m a n ce   u s in g   p ar titi o n i n g   s ch e m b ased   o n   GOP  in   o r d er   to   m ea s u r th en co d er   ef f icie n c y .   T h en   th R a n d o m - ac ce s s   o n l y   co n f ig u r atio n   f ile  i s   s elec ted   f r o m   t h r ee   co n f i g u r atio n s   (   R a n d o m - ac ce s s ,   lo w - d ela y   a n d   in tr o n l y ) ,   b ec au s it  is   m o s s u itab le   f o r   o u r   ca s e.   A l t h ese  c h ar ac ter is tics   a n d   e v en   m o r i n f o r m a tio n   ar m e n tio n ed   i n   t h e   co n f i g u r atio n   f il e   p r o p o s ed   b y   th s tan d ar d   in   [ 2 1 ] .     T h p r o p o s ed   d esig n   b lo ck   f o r   ar ch itectu r f o r   th S A al g o r ith m   i n   HE VC   i s   f ir s co d ed   in   h ig h - lev el  lan g u ag C ++   an d   it  is   i m p le m e n ted   o n   b o th   p r o ce s s o r s ,   A R co r tex - a9   e m b ed d ed   in   Z y n q   d ev ice  an d   I n tel  co r i3   C P clo ck ed   6 6 7 MH an d   2 . 4 0   GHz ,   r esp ec tiv e l y ,   to   b v alid ated   an d   t o   r e d u ce   th co m p u tatio n a co m p le x it y .   Seco n d ,   th is   d esi g n   is   al s o   co d ed   in   VHDL   la n g u ag a n d   test ed   u s i n g   Me n to r   Gr ap h ics  Mo d elSi m   P E ,   th en   th h ar d w ar ar ch i tectu r p r o to ty p ed   o n   A r te x - 7   FP GA   ( x c7 z0 2 0 - 1 clg 4 0 0 )   f r o m   Xi lin x ,   a n d   ac ce ler atio n   h ar d w ar w a s   v er if ied   o n   Mic r o ze d   b o ar d .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A r ea   and   p o w er e fficien t V LS I   a r ch itectu r o f m o d d ec is io n   i n   in teg er mo tio n …    ( E l A n s a r i A b d ess a ma d )   2477   4 . 1   Sy nthesis   re s ults a n d a na ly s i s   T h p r o p o s ed   ar ch itectu r w a s   s y n t h esized   u s in g   r ec en d es ig n   e n v ir o n m e n ( Xili n x   Viv a d o   2 0 1 6 . 3 )   lik u s i n g   in   th p r ev io u s   w o r k   f o r   I C T   alg o r ith m   i n s id t h HE V C   en co d er   [ 2 2 ]   an d   in   o th er   w o r k   [ 2 3 ] .   T h s y n th e s is   r esu lts   f o r   o u r   ar ch itect u r ar p r esen ted   i n   T ab le  1 .   T h d esig n   w o r k s   w it h   m a x i m u m   f r eq u en c y   u p   to   1 1 5 . 1 5 MH z,   an d   it  co n s u m e s   3 2 7 5 2   L UT s ,   co r r esp o n d in g   to   6 1 . 5 6 o f   d ev ice  r eso u r ce s   ( 5 3 2 0 0   L UT s ) ,   an d   it  u s es  5 0 7 7   r eg is ter s   ( 4 . 7 7 %)  f r o m   t h 1 0 6 4 0 0   av ailab le  o n   th b o ar d .   I tak es  1 0 8 Kb   in   th e m b ed d ed   m e m o r y   B R AM ,   an d   in   ad d itio n ,   o u r   d esig n   ex p lo its   b o th   em b ed d ed   m u ltip le x er s   o n   th FP GA ,   F7   MU an d   F8   MU b y   1 5 7 7   an d   4 8 1 ,   r esp ec tiv el y .   Ho w e v er ,   it  n ee d s   n o   DSP s   f r o m   th e   2 2 0   ex is tin g   DSP s   in   th FP GA .   T h p r o p o s ed   d esig n   w as  s i m u lated - u s i n g   Mo d elSi m .   I w as  s h o w n   th at  th ar ch itect u r co u ld ,   in   o n e   clo ck   c y cle,   co m p u te   th e   S A D   f o r   all  b lo ck   s izes   u p   to   64 × 64 ,   in clu d i n g   A MP .   Giv in g   t h r ea ch ed   f r eq u e n c y   1 1 5 . 1 5   MH z,   o u r   h ar d w ar d e s ig n   ca n   p r o ce s s   3 0   f r a m es  p e r   s ec o n d   ( f p s )   f o r   4 r eso lu ti o n   ca lcu lated   f r o m   th n u m b er   o f   s ea r ch   p o in ts   esti m ated   f o r   3 0 f p s @ 4 k   in   s ec t io n   I I   d iv id ed   b y   th o p er atin g   f r eq u e n c y ,   a n d   it  ca n   r ea ch   u p   to   1 2 0   f p s   f o r   th e   f u ll  h i g h   r eso l u tio n   ca lc u lated   in   th s a m w a y .   T h d esig n   ca n   b i m p r o v ed   to   r ea ch   m o r t h an   t h i s   n u m b er   o f   f r a m es  p er   s ec o n d   w ith   co s o f   ad d it io n al  r eso u r ce   co n s u m p tio n   f r o m   th d ev ice.       T ab le  1 .   T h s y n t h esi s   r es u l ts   o f   th p r o p o s ed   ar ch itectu r e   A v a i l a b l e   S A D   b l o c k   8 x 4   &   4 x 8   t o   6 4 × 6 4   S l i c e   L U T s   3 2 7 5 2   S l i c e   r e g i st e r s   5 0 7 7   M a x i m u m   f r e q u e n c y   1 1 5 . 1 5 M h z   D S P   0   F 7   M U X   1 5 7 7   F 8   M U X   4 8 1   M e mo r y   1 0 8 K b   R A M       4 . 2   Co m pa riso n w it h o t her  wo r ks   I n   T ab le  2 ,   w e   r ep o r p u b lis h ed   r esu lts   [ 1 2 ,   1 3 ,   1 4 ] ,   [ 2 4 ]   an d   [ 25 ]   to   co m p ar o u r   p er f o r m a n ce s .   We   s elec ted   r elate d   w o r k s   o n   FP GA   m en t io n i n g   t h s a m ch ar ac ter is tic s ,   s u c h   as  s lice  L UT s ,   s lice  r eg is ter s ,   m ax i m u m   f r eq u e n c y ,   f r a m e   r ate  p er   s ec o n d ,   an d   th P Us  s ize  b lo ck   u s ed   f o r   th SA co m p u tin g     in   ea ch   w o r k .         T ab le  2 T h s y n t h esi s   r es u lts   o t h p r o p o s ed   a r ch itectu r e     Our  work   [12 ]   [13 ]   [14 ]   [24 ]   [25 ]   T ec h n o l o g y   2 8   n Ar t i x - 7   6 5   n Vi rt ex - 5   4 0   n Vi rt ex - 6   2 8   n Vi rt ex - 7   9 0   n Vi rt ex - 4   1 2 0   n Vi rt ex   2   L UT s   33K   15K   55k   39K   12K   657   R eg i st ers   5K   20K   19K   24K   7K   -   M ax   fr eq u en cy   1 1 5 . 1 5 M h z   1 7 1 . 9 4 M h z   110Mhz   4 5 8 . 7 M h z   32Mhz   133Mhz   S erac h   w i n d o w   F rames   rat e   ± 6 4   4 K@30 fp s   -   -   ± 2 4   1 0 8 0 p @3 0 fps   ± 2 0   2 K@30 fp s   ± 1 6   HD @5 . 3 4   -   1 0 2 4   x   1 0 2 4 @1 2 7 fps   P Us   AL L   AL L   4 ×8  t o   3 2 ×32   AL L   3 2 × 3 2   4 × 4       I n   [ 1 2 ] ,   th w h o le  h ar d w ar ar ch itect u r f o r   S A a lg o r it h m   is   p r esen ted ,   i n   o r d er   to   co m p ar o u r   p er f o r m a n ce   w it h   it s   w o r k ,   w li m ited   t h co m p ar is o n   o n l y   o n   th co n s u m ar ea   o b tain ed   in   t h Vir te x - 5   6 5   n m   b ec au s t h au t h o r s   n o in d icate   h o w   its   d esi g n   t h n u m b er s   o f   f r a m ca n   b p r o ce s s ed .   s o ,   its   m a x i m u m   f r eq u en c y   i s   in cr ea s ed   ab o u t   1 . 5   ti m es  t h a n   o u r   f r eq u e n c y .   F o r   L UT s ,   it  tik es  1 8 les s   t h an   o u r   w o r k ,   h o w ev er ,   th r esu lts   f o r   r eg is ter s   s h o w s   th at  h a v 1 5 m o r th a n   o u r   r esu lts .   Y u a n   et  al.   [ 13 ]   p r esen p ar allel  S A ar ch itect u r e   s y n t h esized   o n   Vi r tex - 6   4 0 n m .   T h e y   u s ed   m o r L UT s   r eso u r ce s   a n d   r eg i s ter s   co m p ar ed   w it h   o u r   ca s e,   b u th e y   r ep o r ted   lo w   m ax i m u m   f r eq u en c y ,   o n l y   1 1 0   MH z.   T h f r a m es  co m p u ti n g   p er   s ec o n d   co u ld   b e   u p   to   3 0   f p s   j u s f u ll  HD  ( 1 0 8 0 p ) .   Me d h at  el  al.   [ 14 ]   o n   an   FP GA   Vir tex - 7   w it h   2 8   n m ,   t h s a m tec h n o lo g y   u s ed   in   th i s   w o r k ,   h a s   r ep o r ted   an o th er   p ar allel  d esig n .   E v e n   if   th eir   r esu lt s   s ee m   co m p ar ab le  to   o u r s ,   o u r   d esig n   tik es   1 1 8 o f   L UT s   less   th a n   its   w o r k ,   h o w ev er ,   o u r   r es u lt   o f   th e   r eg i s ter s   co n s u m i n g   s h o w s   th a t   h a v 3 8 0 m o r t h an   o u r   r es u lts   w i th   l o w er   m a x i m u m   f r eq u en c y   ( 3 9 8 m o r th a n   o u r   f r eq u e n c y ) .   T h ey   e x p lo it  f i v e   ti m e s   m o r s lice  r eg i s ter s ,   an d   th e y   ca n   p r o ce s s   3 0 f p s   f o r   th 2 r eso lu tio n ,   u s in g   on l y   s m all  s ea r ch   w in d o w,   104 × 1 0 4   p ix els.   C o m p ar ed   t o   o u r   ar ch itect u r e,   Mu r alid h ar   a n d   R a m ar o   [ 2 4 ]   r ep o r o n   lo w er   co n s u m ed   a r ea   ( L UT   an d   r eg is ter   )   o n   th Vir tex - 4   FP GA ,   b u th e y   s ta y ed   s o   f ar   f r o m   th r ea ti m p r o ce s s i n g ,   w it h   r ate  j u s t   5 . 3 2   f p s   f o r   th HD  r eso lu tio n ;   th eir   cir cu it  is   s ti ll  o n l y   w e ll   ad o p ted   f o r   th H. 2 6 4 /A VC   v id eo   co d in g   s tan d ar d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9   :   2 4 6 9   -   2480   2478   C o m p ar ed   to   ex is ti n g   w o r k s ,   o u r   d esig n p r esen t s   g o o d   p er f o r m an ce   t h at  e x p lo r es  th e   p ar allelis m   i n   t h e   h ar d w ar ar ch i tectu r e,   w h ich   i s   th w a y   to   r ea ch   h i g h th r o u g h p u f o r   4 en co d in g   i n   r ea l - t i m e.   T h er ef o r e ,   o u r   cir cu it  p r esen ts   g o o d   co d in g   an d   ef f icie n c y   r eg ar d in g   th r eso u r ce   co n s u m p tio n .   J o s h et  al.   [ 2 5 ]   p r esen ted   an   ar ch itect u r f o r   S A in   HE VC   s ta n d ar d .   it  u s e s   p ip elin ed   d esig n   w it h   p ar allel  p r o ce s s in g   w it h   1 6   p r o ce s s in g   u n i in   o r d er   to   r ed u ce   co m p u t atio n   ti m o f   th e x ec u tio n   a n d   to   in cr ea s th p er f o r m a n ce .   T h h ar d w ar d esig n   is   p r o to ty p ed   an d   s i m u lated   o n   Xili n x   Vir te x - 5   FP G A   f o r   XC 5 VL X2 0 T   f a m il y .   an d   also   is   s y n t h esized   o n   6 5   n m   tec h n o lo g y   a n d   r ea ch es  m ax i m u m   clo ck   f r eq u en c y   o f   4 7 5 . 2 1   MH z.   T h e y   d id   n o g i v th n u m b er   o f   co d ed   f r a m es,  a n d   t h h ig h es f r eq u en c y   o b tai n ed   led   to   m o r co n s u m p tio n   o f   en er g y .   T h ey   o n l y   r ea c h ed   j u s t   1 2 7   f p s   f o r   1 0 2 4 × 1 0 2 4   im ag r eso lu tio n ,   b u t t h eir   d esi g n   i s   s till   li m ited   to   th m id d le  r eso lu tio n .         5.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   p ap er ,   w d esig n ed   n o v el  h ig h   p ar allel  ac ce le r ato r   f o r   th S A alg o r it h m   h ar d w ar i m p le m en ta tio n .   T h is   co n ce r n s   th n e w   HE VC   s ta n d ar d ,   an d   it  is   im p le m en ted   o n   an   FP GA   A r ti x - 7   Xilin x   Z y n q - 7 0 0 0 .     T h d esig n     is   p ar allel  an d   allo w s   t h ac c eler atio n   o f   in te g er   m o tio n   esti m atio n   w it h   n o   m o d i f icat io n   in   t h m o tio n   esti m atio n   al g o r ith m .   T h p r o p o s ed   ar ch itectu r h as  m ax i m u m   o p er atin g   f r eq u en c y   u p   to   1 1 5 . 1 5   MH an d   ca n   p r o ce s s   t h w ell - k n o w n   4 v id eo   s eq u e n ce s   with   h ig h   r eso l u tio n   3840 × 2 1 6 0   w it h i n   t h r ea l - ti m r eq u ir e m e n ts .   C o m p ar ed   w it h   p r e v io u s   w o r k s ,   th is   d es ig n   p r esen t s   a   h i g h   s p ee d   an d   lo w   ar ea   co s ar c h itectu r s u itab le  f o r   v id eo   en co d er s   o v er   w i d r an g o f   v id eo   ap p licatio n s .   T h d esig n   is   s i m p le  an d   p er f e ctl y   ad ap ted   f o r   th HE VC   en co d er .   I n   th n ex t w o r k ,   o u r   p r o p o s ed   ar ch itectu r e   w il b u s ed   as  an   e n g in f o r   th n ex p r o p o s ed   cir cu it  f o r   an   i n ter   p r ed ictio n   b lo ck   o f   HE VC   en co d er ,   k ee p in g   th r ea l - t i m p r o ce s s i n g   f o r   h i g h er   r eso l u tio n s ,   8 an d   4 K.       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h is   w o r k   is   p ar tiall y   s u p p o r ted   b y   th Mo r o cc an - T u n i s ia n   p r o g r am   n 0 1 7 /T 2 4   titl ed   Stu d y   a n d   d esig n   o f   a n   e m b ed d ed   s y s t e m   f o r   Ultr Hi g h   De f i n itio n   co m p r es s io n   o n   d ed icate d   m u lti - co m p o n e n ar ch itect u r e,   as  A p p licatio n :   Dig ita T V.   T h au t h o r s   wo u ld   lik to   t h a n k   t h e   Mo r o cc an   an d   T u n i s ia n   g o v er n m e n ts   f o r   th eir   f in a n cia l su p p o r t.       RE F E R E NC E S     [1 ]   J. - R.   Oh m ,   G .   J.  S u ll iv a n ,   H .   S c h w a r z ,   T .   K.  T a n ,   a n d   T .   W ieg a n d ,   Co m p a riso n   o f   th e   c o d i n g   e ff ic ien c y   o f   v id e o   c o d in g   sta n d a rd si n c lu d in g   h ig h   e ff icie n c y   v id e o   c o d i n g   (HE V C),   Ci rc u it S y st.  Vi d e o   T e c h n o l.   IE EE   T ra n s .   O n ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 6 6 9 1 6 8 4 ,   2 0 1 2 .   [2 ]   G .   J.  S u ll iv a n ,   J. - R.   Oh m ,   W . - J.  Ha n ,   a n d   T .   W ieg a n d ,   Ov e rv i e w   o f   th e   h ig h   e ff icie n c y   v id e o   c o d i n g   (HEV C )   sta n d a rd ,   Circ u i ts S y st.  V id e o   T e c h n o l .   IEE E   T ra n s.  On ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 6 4 9 1 6 6 8 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   F .   B o ss e n ,   B.   Bro ss ,   K.  S u h rin g ,   a n d   D.  F ly n n ,   HE V c o m p lex it y   a n d   im p le m e n tatio n   a n a ly sis,   Circ u it S y st.   Vi d e o   T e c h n o l.   IE EE   T r a n s.  O n ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 6 8 5 1 6 9 6 ,   2 0 1 2 .   [4 ]   El   A n sa ri,   A b d e ss a m a d ,   A li   A h a i to u f ,   a n d   A n a ss   M a n so u ri.   A n   im p le m e n tatio n   c o m p a riso n   o f   th e   HEV e n c o d e r   o n   tw o   e m b e d d e d   p r o c e ss o rs ,   W ire les T e c h n o lo g ies ,   Em b e d d e d   a n d   I n telli g e n t   S y ste ms   ( W IT S ),   2 0 1 7   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   IEE E ,   2 0 1 7 .   [5 ]   sv n   HEV CS o f tw a re   -   Re v isio n   4 5 9 8 / t a g s/HM - 1 5 . 0 .   [ On li n e ] .   A v a il a b le:  ,   < h tt p s:// h e v c . h h i .   f ra u n h o f e r. d e /sv n /sv n _ HEV CS o f tw a r e /t a g s/HM - 1 5 . 0 />   [6 ]   J. - H.  Hs ieh ,   J. - H.  Hu a n g ,   a n d   H. - R.   W a n g ,   DV F S - a w a re   m o ti o n   e stim a ti o n   d e sig n   sc h e m e   b a s e d   o n   b a n d w id th ra ted isto rti o n   o p ti m iza t io n   in   a p p li c a ti o n   p ro c e ss o sy ste m s,   In teg r.  VL S J . ,   v o l.   5 7 ,   p p .   7 4 8 0 ,   2 0 1 7 .   [7 ]   M o u ss a ,   M o u ra d ,   Ne srin e   Bd i o u i ,   a n d   A li   Do u ik ,   M o ti o n   De tec ti o n   a n d   Cl u ste rin g   Us in g   P CA   a n d   NN   in   Co lo r   Im a g e   S e q u e n c e , ”  T e lec o mm u n ica ti o n   C o mp u ti n g   El e c tro n ics   a n d   Co n tro ( T EL KOM NIKA ),   1 6 . 2 ,   7 4 7 - 7 5 4 ,   2 0 1 8 .   [8 ]   F .   L .   W a lt e r,   C.   M .   Din iz,  a n d   S .   Ba m p i,   S y n th e sis  a n d   c o m p a riso n   o f   lo w - p o w e h ig h - th r o u g h p u a rc h it e c tu re s   f o r   S A D ca l c u latio n ,   A n a lo g   In teg r,   Circ u it s S i g n a Pro c e ss . ,   v o l.   7 3 ,   n o .   3 ,   p p .   8 7 3 8 8 4 ,   2 0 1 2 .   [9 ]   S .   Re h m a n ,   R.   Yo u n g ,   C.   Ch a tw in ,   a n d   P .   Birch ,   A n   F P G A   b a se d   g e n e ric  f ra m e w o rk   f o h ig h   sp e e d   s u m   o f   a b so lu te  d if fe re n c e   i m p le m e n tatio n ,   Eu r.   J .   S c i.   Res . ,   v o l.   3 3 ,   n o .   1 ,   p .   6 2 9 ,   2 0 0 9 .   [1 0 ]   J.  Ka lo m iro a n d   J.  Ly g o u ra s,  Co m p a ra ti v e   stu d y   o f   lo c a S AD   a n d   d y n a m ic  p ro g ra m m in g   f o s tere o   p ro c e ss in g   u sin g   d e d ica ted   h a rd w a re ,   EURA S IP  J .   Ad v .   S ig n a Pro c e ss . ,   v o l.   2 0 0 9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 8 ,   2 0 1 0 .   [1 1 ]   Z.   L iu ,   S .   G o to ,   a n d   T .   Ik e n a g a ,   Op ti m iza ti o n   o f   P ro p a g a te  P a rti a l   S A a n d   S A tree   m o ti o n   e stim a ti o n   h a rd w ired   e n g in e   f o H.  2 6 4 ,   i n   C o mp u ter   De sig n ,   2 0 0 8 .   ICCD 2 0 0 8 .   IEE In ter n a t io n a C o n fer e n c e ,   p p . 3 2 8 3 3 3 ,   2 0 0 8 .   [1 2 ]   P .   Na ll u ri ,   L .   N.  A lv e s,  a n d   A .   Na v a rro ,   A   n o v e S A a rc h it e c tu re   f o v a riab le  b l o c k   siz e   m o ti o n   e stim a ti o n   i n   HEV v id e o   c o d in g ,   i n   S y ste m   o n   Ch i p   (S o C),   2 0 1 3   I n ter n a ti o n a S y mp o si u m p p .   1 4 ,   2 0 1 3 .   [1 3 ]   X .   Yu a n ,   L .   Jin so n g ,   G .   L i w e i,   Z .   Zh i,   a n d   R.   K.  T e n g ,   h ig h   p e rfo rm a n c e   VL S a rc h it e c tu re   fo r   in teg e mo ti o n   e stima ti o n   in   HEVC,   in   AS IC  ( A S ICON),  2 0 1 3   IEE 1 0 t h   In ter n a t io n a C o n fer e n c e p p .   1 4 ,   2 0 1 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.