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Implementação de métrica de avaliação objetiva de qualidade de vídeo digital em lógica reconfigurável

It is implemented in hardware an objective digital video evaluation method, using the VHDL language. As a computationally expensive process in software, it is investigated its implementation in a hardware platform. The implemented method, named NRVQA-LM, employs six spatio-temporal features extracte...

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Autor principal: Oliveira, Marcelo de
Formato: Dissertação
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2018
Assuntos:
Vídeo digital - Controle de qualidade
VHDL (Linguagem descritiva de hardware)
Gravações de vídeo - Controle de qualidade
Vídeo digital - Avaliação
Engenharia elétrica
Digital vídeo - Quality control
VHDL (Computer hardware description language)
Video recordings - Quality control
Digital vídeo – Evaluation
Electric engineering
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
Engenharia Elétrica
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2907
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spelling riut-1-29072018-02-15T19:07:45Z Implementação de métrica de avaliação objetiva de qualidade de vídeo digital em lógica reconfigurável Implementation of objective video quality metric in reconfigurable logic Oliveira, Marcelo de Pohl, Alexandre de Almeida Prado http://lattes.cnpq.br/9118815178885363 Pedroni, Volnei Antonio http://lattes.cnpq.br/4042230658960645 Pohl, Alexandre de Almeida Prado Silva, Wyllian Bezerra da Silva, Wyllian Bezerra da Vídeo digital - Controle de qualidade VHDL (Linguagem descritiva de hardware) Gravações de vídeo - Controle de qualidade Vídeo digital - Avaliação Engenharia elétrica Digital vídeo - Quality control VHDL (Computer hardware description language) Video recordings - Quality control Digital vídeo – Evaluation Electric engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES Engenharia Elétrica It is implemented in hardware an objective digital video evaluation method, using the VHDL language. As a computationally expensive process in software, it is investigated its implementation in a hardware platform. The implemented method, named NRVQA-LM, employs six spatio-temporal features extracted from different videos in order to obtain a quality score. These features are studied and the implementation is designed to be developed in an optimized way, in order to explore the benefits of reprogammable logic platforms, such as FPGAs. During the development it was necessary to study non-recurrent tools of the VHDL language, such as fixed- and floating-point arithmetics and the writing of math functions. Results shows high correlation between the calculated scores of the hardware and the original software implementations. The hardware implementation revealed to be highly resource expensive, mainly due the need of storing a whole video frame, but efficient in time, thanks to the parallelism feature of FPGA devices, executing quality score calculations between 20 and 40 times faster than a high-level language such as MATLAB. The fixed-point arithmetics revealed to be more efficient than the floating-point, specially regarding operation frequency. Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) É implementado em hardware, por meio da linguagem VHDL, um método de avaliação objetiva de qualidade de vídeo digital. Sendo um processo computacionalmente custoso em software, investiga-se sua implementação em hardware. O método implementado, chamado de NRVQA-LM, utiliza seis características espaço-temporais extraídas de diferentes vídeos para chegar a um escore de qualidade. São estudadas essas características e planejada a sua implementação de forma otimizada, a fim de aproveitar as vantagens de plataformas de lógica reconfigurável, como as FPGAS. Durante o desenvolvimento foi necessário o estudo de ferramentas não usuais da linguagem VHDL, tais como as aritméticas de ponto fixo e flutuante e a escrita de funções matemáticas. Os resultados mostram alta correlação com os valores das características e dos escores de qualidade em relação ao método em software. A implementação se mostrou custosa em termos de recursos lógicos, especialmente devido à necessidade de se armazenar um quadro de vídeo inteiro, mas eficiente graças à característica de paralelismo das FPGAs, executando cálculos entre 20 e 40 vezes mais rapidamente que em uma linguagem de alto nível como o MATLAB. A aritmética ponto fixo mostrou-se vantajosa em relação ao ponto flutuante, principalmente no que tange à frequência de operação. 2018-02-15T19:07:45Z 2018-02-15T19:07:45Z 2017-02-24 masterThesis OLIVEIRA, Marcelo de. Implementação de métrica de avaliação objetiva de qualidade de vídeo digital em lógica reconfigurável. 2017. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2907 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR
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Implementação de métrica de avaliação objetiva de qualidade de vídeo digital em lógica reconfigurável
description It is implemented in hardware an objective digital video evaluation method, using the VHDL language. As a computationally expensive process in software, it is investigated its implementation in a hardware platform. The implemented method, named NRVQA-LM, employs six spatio-temporal features extracted from different videos in order to obtain a quality score. These features are studied and the implementation is designed to be developed in an optimized way, in order to explore the benefits of reprogammable logic platforms, such as FPGAs. During the development it was necessary to study non-recurrent tools of the VHDL language, such as fixed- and floating-point arithmetics and the writing of math functions. Results shows high correlation between the calculated scores of the hardware and the original software implementations. The hardware implementation revealed to be highly resource expensive, mainly due the need of storing a whole video frame, but efficient in time, thanks to the parallelism feature of FPGA devices, executing quality score calculations between 20 and 40 times faster than a high-level language such as MATLAB. The fixed-point arithmetics revealed to be more efficient than the floating-point, specially regarding operation frequency.
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