Adotando o TZS como o algoritmo de busca da ME, este trabalho realizou uma análise dos acessos às amostras presentes dentro de uma área de busca. A etapa de Pré-Busca do TZS foi desabilitada, já que o fato de que a área de busca pode não ser sempre formada ao redor do bloco colocalizado dificulta implementações em hardware e impede o uso eficiente de estratégias de reuso de dados. Além disso, como este trabalho foca na estimação de movimento, este módulo foi isolado em todo o trabalho. Com isso, técnicas como o early skip e a ocorrência de blocos intra em quadros inter também foram desabilitadas. Ainda, a configuração Low Delay P foi adotada para todo o trabalho desenvolvido nesta dissertação.
Assim, para quantificar o total de amostras acessadas dentro de uma área de busca e a posição de acesso, foram consideradas seis sequencias de vídeo HD 1080p: BasketballDrive, BQTerrace, Cactus, Kimono, ParkScene e Tennis e os QPs 22, 27, 32 e 37. O tamanho de bloco de 64x64 amostras e um search range (SR) [-64,
38
+63] foram utilizados, totalizando uma área de busca de 192x192 amostras, já que a área de busca é dada por (2 𝑥 𝑆𝑅ℎ + 𝐵𝑆) x (2 𝑥 𝑆𝑅𝑣 + 𝐵𝑆) amostras, onde BS é o tamanho de um lado do bloco e h e v indicam as direções horizontal e vertical. Além disto, modificações foram feitas no software de referência do HEVC, o HM 16.6, para que as informações necessárias para este estudo fossem obtidas através de um trace.
A estrutura do trace implementado no HM está presente na Figura 9. Os dados que compõem este trace envolvem as posições referentes às posições do bloco em processamento (PosXBlocOrig, PosYBlocOrig) no quadro original, que está sendo codificado, o deslocamento do bloco candidato em relação a este bloco em processamento (DeslXBlocCand, DeslYBlocCand) e o tamanho do bloco (TamBloco). Dado que blocos não-quadráticos são utilizados em uma escala muito menor do que os blocos quadráticos (SULLIVAN, et al., 2012), os blocos não-quadráticos foram desabilitados na etapa da ME.
Com as informações obtidas pelo trace foi contabilizado o número de acessos feitos a cada amostra na área de busca durante o processamento de 100 frames de cada um dos seis vídeos avaliados, a fim de verificar o comportamento dos acessos que ocorre dentro da janela de busca. A Figura 10 apresenta os seis histogramas referentes a estes acessos, gerados pela média dos QPs de cada vídeo.
Os histogramas da Figura 10 mostram, dentro de uma área de busca de 192x192 amostras, o percentual de acesso de cada amostra. Somando o total de ocorrências de acessos às amostras, chegamos em 100%. Em uma versão colorida desta figura, as regiões em tons de azul, mais próximas da borda da área de busca, representam as amostras que receberam menos acessos, enquanto as regiões em tons de vermelho, verde e roxo, mais centrais e mais próximas do topo dos histogramas, representam as amostras que receberam o maior número de acessos.
1. struct trace { 2. short PosXBlocOrig; 3. short PosYBlocOrig; 4. char DeslXBlocCand; 5. char DeslYBlocCand; 6. char TamBloco; 7. }
(a)
BasketballDrive
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(c) Cactus
(e) ParkScene
(f) Tennis
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Por meio da Figura 10 nota-se que a região mais acessada na área de busca de todos os vídeos é a região central, onde se localiza o bloco colocalizado ao bloco em processamento e de onde parte a expansão do TZS durante a fase de Busca Inicial. Ademais, fica visível na figura que vídeos com alta movimentação ou textura como BasketballDrive, Kimono e Tennis, apresentaram um acesso maior nas regiões mais próximas a borda da área de busca do que vídeos que apresentam menor movimentação ou textura, como os vídeos BQTerrace, Cactus e ParkScene, onde os acessos apresentaram uma concentração central e poucos acessos ocorreram fora desta região.
A ocorrência de uma maior quantidade de acessos em regiões mais próximas às bordas da área de busca em vídeos de alta movimentação é explicada pelo fato de que, quando o vídeo apresenta uma movimentação alta, o bloco com maior similaridade tende a estar localizado em um ponto mais afastado do bloco colocalizado, ou seja, da região central. Esta distância faz com que o algoritmo expanda mais a sua busca e realize um maior número de comparações. Se a busca atingir um determinado nível de expansão, a Busca Raster poderá ocorrer, como já explicado anteriormente, aumentando ainda mais o número de comparações e acessos realizados na memória.
A Figura 11 ilustra o histograma referente à média dos acessos, com as visões lateral (a) e superior (b). Esses histogramas reafirmam a ocorrência da maior parte dos acessos na região central da área de busca. No entanto, na visão superior do histograma, é notável que uma região considerável da área de busca é representada por amostras que recebem poucos acessos. Assim, embora a maioria dos acessos se concentre na região central da área de busca, a grande maioria das amostras recebe poucos acessos. Essa relação entre número de acessos e região da área de busca onde esses acessos ocorrem é apresentada no gráfico da Figura 12.
Com a relação apresentada no gráfico da Figura 12, nota-se que as amostras que representam 50% dos acessos dentro da área de busca se encontram em uma região que corresponde a apenas 15,81% do tamanho total desta janela. Além disso, uma região que corresponde a um terço da área de busca compreende as amostras que receberam apenas 5% do total de acessos.
A análise destes resultados também proporcionou um maior entendimento do que ocorre em diferentes regiões de um mesmo quadro, como será abordado na próxima subseção.
(b)
Figura 11. Comportamento médio dos acessos durante a codificação dos vídeos analisados: (a) visão lateral e (b) visão superior
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