Nome do Projeto
Compressão de Vídeo em Dispositivos Móveis: Algoritmos e Projeto de Hardware Dedicado
Ênfase
PESQUISA
Data inicial - Data final
01/08/2019 - 31/07/2023
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação
Resumo
Este projeto propõe o desenvolvimento algoritmos e arquiteturas de hardware de baixo consumo para a compressão de vídeo de alta definição, HD (High Definition) e Ultra HD (Ultra High Definition), em dispositivos móveis, de acordo com os padrões de codificação mais importantes, como o High Efficient Video Coding (HEVC) e sua extensão para vídeos 3D (3D-HEVC), além dos padrões emergentes como o AV1 e VVC. O foco principal deste projeto está na redução do consumo a partir da aplicação de computação aproximada e utilização de operadores imprecisos no desenvolvimento arquitetural, além do desenvolvimento de operadores imprecisos dedicados para as diferentes etapas do processo de codificação, comuns a todos os codificadores de vídeo atuais. A utilização da computação aproximada será explorada em diferentes níveis, desde o algorítmico, com foco em otimizações que beneficiem o projeto de hardware, tento em vista, principalmente, a redução do consumo de energia. A utilização e o desenvolvimento de operadores aritméticos imprecisos será uma linha de trabalho paralela, onde operadores imprecisos conhecidos da literatura serão avaliados e utilizados no contexto do projeto de hardware dedicado para a compressão de vídeo. Além disso, o desenvolvimento de novos operadores imprecisos, dedicados para as diferentes etapas do processo de codificação, também está nos objetivos propostos neste projeto. Existe um grande interesse, tanto na comunidade científica quanto industrial, no tema abordado neste projeto. O mercado de dispositivos móveis capazes de processar vídeos digitais de alta definição está em franca expansão, além disso, a capacidade de captura e reprodução de vídeos destes dispositivos vem aumentando rapidamente, sendo que alguns smartphones atuais já são capazes manipular vídeos em resoluções superiores a HD 1080 (ou Full HD). Para dispositivos móveis, além dos requisitos de desempenho, o consumo de energia é um dos aspectos mais importantes. Neste contexto, o desenvolvimento de arquiteturas de hardware dedicadas para a codificação de vídeo, com elevado desempenho e baixo consumo de energia, é fundamental. Dada a resiliência a erros presente em diversas etapas do processo de compressão de vídeo, a aplicação de computação aproximada e o uso de operadores aritméticos imprecisos são alternativas muito interessantes para o projeto de hardware dedicado com baixo consumo.

Objetivo Geral

Este projeto tem como objetivo principal o desenvolvimento de algoritmos e arquiteturas de hardware dedicadas de baixo consumo para a codificação de vídeo digital de alta resolução em dispositivos móveis, a partir da aplicação de computação aproximada e operadores imprecisos, segundo os padrões de codificação de vídeo atuais e emergentes. Devido à crescente demanda pelo processamento de vídeo de alta resolução em dispositivos móveis, seja para captação, armazenamento ou transmissão em tempo real, o cenário atual proporciona amplo espaço de trabalho para pesquisas nesta área, onde as contribuições científicas podem ser aplicadas às novas gerações de dispositivos móveis comerciais.
Este trabalho irá investigar a aplicação de computação aproximada no processo de codificação de vídeo em diferentes níveis, desde o nível algorítmico até os operadores aritméticos, com foco no desenvolvimento de arquiteturas de hardware eficientes com baixo consumo. A codificação de vídeo é uma aplicação interessante para a exploração de soluções imprecisas, dada a resiliência a erros presente em diversas de suas etapas, como pode ser observado nos padrões comerciais atuais, como o HEVC e o VP9, e também nos novos codificadores, como o AV1 (AOM Video 1) e o VVC (Versatile Video Coding) (CHEN, 2018), que devem estar embarcados nas futuras gerações de dispositivos móveis. Neste contexto, a exploração de computação aproximada para o projeto arquitetural e o uso de operadores imprecisos para cálculos aritméticos, são alternativas muito eficientes para a redução do consumo de energia.
Outro objetivo importante deste projeto é a formação de recursos humanos em pós-graduação, uma vez que vários alunos do PPGC-UFPel, doutorandos e mestrandos, orientados pelo proponente, estarão diretamente envolvidos em atividades deste projeto. Além disso, também é objetivo deste projeto o fortalecimento do programa de Doutorado em Computação da Universidade Federal de Pelotas, do qual o proponente deste projeto é o atual Coordenador Adjunto.
Também é objetivo deste projeto ampliar as relações de colaboração e cooperação com os grupos de pesquisa nacionais, como o Instituto de Computação e Engenharia Elétrica da UFRGS, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul-rio-grandense (IF-Sul) e Unipampa campus Bagé, além dos grupos internacionais da Universidade de Coimbra e Universidade de Lisboa.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
BERNARDO RIBEIRO BELING2001/08/202031/07/2021
BRUNO ZATT201/08/201931/07/2023
CHRISTOPHER CONCEICAO MOURA2001/01/202031/07/2021
CRISTIANO FLORES DOS SANTOS2001/08/201931/07/2023
DANIEL MUNARI VILCHEZ PALOMINO201/08/201931/07/2023
EDUARDO VARGAS ZUMMACH2001/08/201931/08/2021
GUILHERME RIBEIRO CORRÊA201/08/201931/07/2023
ISIS DUARTE BENDER2001/08/201931/07/2023
JOAO PEDRO KOHLS BAST2001/08/201931/07/2023
JONES WILLIAM GÖEBEL2001/08/201931/07/2023
LETICIA DOS SANTOS DA SILVA2001/08/202031/07/2023
LETICIA DOS SANTOS DA SILVA2001/08/201931/12/2019
LUCIANO ALMEIDA BRAATZ2001/08/201931/07/2023
LUCIANO VOLCAN AGOSTINI201/08/201931/07/2023
MATHEUS CORREA LINDINO2001/08/202031/07/2021
MATHEUS DA ROSA MOELLER CHAVES2001/08/201931/07/2020
MATHEUS MARTINS ISQUIERDO2001/08/202031/07/2021
MURILO ROSCHILDT PERLEBERG2001/08/201931/07/2023
PAULO HENRIK RIBEIRO GONÇALVES2001/08/201931/07/2023
ROGER ENDRIGO CARVALHO PÔRTO2001/08/201931/07/2023
VITOR WACHHOLZ DE PINHO2001/08/201931/07/2023

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