• Title/Summary/Keyword: 고정소수점

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FPGA-based Artificial Neural Network Accelerator Optimization Using Approximate Computing (Approximate computing 기법을 이용한 FPGA 기반 인공 신경망 가속기 최적화)

  • Park, Sangwoo;Kim, Hanyee;Suh, Taeweon
    • Annual Conference of KIPS
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    • 2019.05a
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    • pp.479-481
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    • 2019
  • 본 연구에서는 이미지를 분류하는 인공 신경망 가속기를 최적화했고, 이를 구현하여 기존 인공 신경망 가속기와 성능을 비교 분석했다. FPGA(Field Programmable Fate Array) 보드를 이용하여 가속기를 구현했으며, 해당 보드의 내부 메모리인 BRAM 을 FIFO(First In First Out)구조로 설계하여 메모리 시스템을 구현했다. Approximate computing 기법을 효율적으로 적용하기 위해 FWL(Fractional Word Length)최적점을 분석했고, 이를 기반으로 인공 신경망 가속기의 부동 소수점 연산을 고정 소수점 연산으로 변환했다. 구현된 인공 신경망 가속기는 기존의 인공 신경망에 비해, 약 7.4%더 효율적인 전력소모량을 보였다.

The Modeling of the Optimal Data Format for JPEG2000 CODEC on the Fixed Compression Ratio (고정 압축률에서의 JPEG2000 코덱을 위한 최적의 데이터 형식 모델링)

  • Seo, Choon-Weon
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.19 no.6
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    • pp.109-116
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    • 2005
  • Recently, images/videos have been preferred as the communication media because of their information-implication and easy recognizability. But the amount of their data is so large that it has been the major research area to compress their data. This paper is related to optimization in th image data format, which can make a great effect in performance of data compression and is based on the wavelet transform and JPEG2000. This paper established a criterion to decide the data format to be used in wavelet transform, which is on the bases of the data errors in frequency transform and quantization. This criterion has been used to extract the optimal data format experimentally. The result were(1, 9) of 10-bit fixed-point format for filter coefficients and (9, 7) of 16-bit fixed-point data dormat for wavelet coefficients and their optimality was confirmed.

Real-time Implementation of Acoustic Echo and Noise Canceller for Hands-free Communication in Car Environment (차량용 핸즈프리 통신을 위한 음향반향 및 잡음제거기의 실시간 구현)

  • 조점군;박선준;이충용;윤대희
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2000.09a
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    • pp.19-22
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    • 2000
  • 최근 이동전화의 사용이 급격히 확산됨에 따라 핸즈프리 단말기를 이용한 전화통신의 필요성이 대두되고 있다. 차량내 핸즈프리 통신상황의 경우 근거리에 위치한 스피커와 마이크로폰의 커플링에 의해 발생하는 음향반향과 차량내에 존재하는 배경잡음은 통화 품질을 크게 저하시킨다. 본 논문에서는 이동통신에 적합한 음향반향제거기와 잡음제거기의 결합시스템을 제안하고, 이를 고정 소수점 DSP를 이용하여 실시간 구현하였다. 실시간 구현을 위하여 음향반향제거기에는 NLMS 알고리즘에 의해 구동되는 제한된 차수의 적응반향제거기법을 사용하였다. 잔여반향 및 배경잡음제거를 위해 CDMA방식의 셀룰라 이동통신에 사용되는IS-127 EVRC음성 부호화기의 표준안에 포함된 잡음제거방식을 사용하였다. 제안된 시스템을 16 비트 고정소수점DSP인 OAK DSP Core를 이용하여 약 18.6MIPS의 연산량으로 실시간 구현되었다.

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A study on the extended fixed-point arithmetic computation for MPEG audio data processing (MPEG Audio 데이터 처리를 위한 확장된 고정소수점 연산처리에 관한 연구)

  • 한상원;공진흥
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2000.06b
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    • pp.250-253
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    • 2000
  • In this paper, we Implement a new arithmetic computation for MPEG audio data to overcome the limitations of real number processing in the fixed-point arithmetics, such as: overheads in processing time and power consumption. We aims at efficiently dealing with real numbers by extending the fixed-point arithmetic manipulation for floating-point numbers in MPEG audio data, and implementing the DSP libraries to support the manipulation and computation of real numbers with the fixed-point resources.

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Design Optimization of MPEG-2 AAC Decoder (MPEG-2 AAC 복호화 시스템의 구조 제안 및 구현)

  • 방경호;김준석;윤대희
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2001.09a
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    • pp.257-260
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    • 2001
  • 본 논문에서는 2 채널 MAIN 프로필 MPEG-2 AAC 복호화 시스템의 구조를 제안하고 구현하였다. 복호화 알고리듬의 구조적인 모듈화에 근거하여, 시스템 설계 과정에서 전체 시스템을 3 개의 하드웨어 모듈로 분할하였다. 전체 시스템은 허프만 복호화기, 예측기, 20 비트 고정소수점 DSP 코어로 이루어져 있다. 허프만 복호화기는 주어진 작업을 1 클럭 사이클 내에 수행할 수 있는 고속의 하드와이어드 모듈이고, 예측기는 높은 해상도를 가지고 다른 모듈들과 병렬처리가 가능한 구조를 가진 모듈이다. 구현된 시스템은 16.9 MIPS 로 2 채널의 MPEG-2 AAC 비트열을 고음질로 복호화할 수 있다.

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Real-Time Implementation of the Navigation Parameter Extraction from the Aerial Image Sequence (항공영상을 이용한 항법변수 추출 알고리듬의 실시간 구현)

  • 박인준;신상윤;전동욱;김관석;오영석;이민규;김인철;박래홍;이상욱
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2000.09a
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    • pp.489-492
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    • 2000
  • 본 논문에서는 영상 항법 변수 추출 알고리듬의 실시간 구현에 관해 연구하였다. 영상 항법 변수 추출 알고리듬은 이전 위치를 기준으로 현재 위치를 추정해내는 상대위치 추정 알고리듬과 상대위치 추정에 의해 누적되는 오차를 보정하기 위한 절대위치 보정 알고리듬으로 구성된다. 절대위치 보정 알고리듬은 고해상도 영상과 IRS (Indian Remote Sensing) 위성영상을 기준영상으로 이용하는 방법 및 DEM (Digital Elevation Model) 을 이용하는 방법으로 구성된다. 하이브리드 영상 항법 변수 추출 알고리듬을 실시간으로 구현하기 위해 MVP (Multimedia Video Processor)로 명명된 TMS320C80 DSP (Digital Signal Processor) 칩을 사용하였다. 구현된 시스템은 MVP의 부동 소수점 프로세서인 MP (Master Processor) 를 고정 소수점 프로세서인 PP (Parallel Processor) 를 제어하거나 삼각함수 계산과 같은 부동 소수점 함수를 계산하는데 사용하였고, 대부분의 연산은 PP를 사용하여 수행하였다. 처리시간이 많이 필요한 모듈에 대해서는 고속 알고리듬을 개발하였고, 4개의 PP를 효율적으로 사용하기 위한 영상분할 방법에 대해 제안하였다. 비행체에서 캡코더를 이용해 촬영한 연속 항공 영상과 비행체의 자세정보를 입력으로 실시간 시뮬레이션 하였다. 실험결과는 하이브리드 항법 변수 추출 알고리듬의 실시간 구현이 효과적으로 구현되었음을 나타내고 있다.

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A fast DCT algorithm with reduced propagation error in the fixed-point compuitation (고정 소수점 연산시 오차의 전파를 줄이는 고속 이산 여현 변환 알고리즘)

  • 정연식;이임건;최영호;박규태
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.23 no.9A
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    • pp.2365-2371
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    • 1998
  • Discrete cosine transform (DCT) has wide applications in speech and image coding. In this paper, we propose a novel fast dCT scheme with the property of reduced multiplication stages and the smaller number of additions and multiplications. This exploits the symmetry property of the DCT kernel to decompose the N-point dCT to N/2 point, and can be generally applied recursively to $2^{m}$-point. The proposed algorithm has a structure that most of multiplications tend to be performed at final stage, and this reduces propagation of truncation error which could occur in the fixed-point computation. Also the minimization of the multiplication stages further decreases the error.

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Fixed-point Optimization of a Multi-channel Digital Hearing Aid Algorithm (다중 채널 디지털 보청기 알고리즘의 고정 소수점 연산 최적화)

  • Lee, Keun Sang;Baek, Yong Hyun;Park, Young Chul
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.2 no.2
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    • pp.37-43
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    • 2009
  • In this study, multi-channel digital hearing aid algorithm for low power system is proposed. First, MDCT(Modified Discrete Cosine Transform) method converts time domain of input speech signal into frequency domain of it. Output signal from MDCT makes a group about each channel, and then each channel signal adjusts a gain using LCF(Loudness Compensation Function) table depending on hearing loss of an auditory person. Finally, compensation signal is composed by TDAC and IMDCT. Its all of process make progress 16-bit fixed-point operation. We use fast-MDCT instead of MDCT for reducing system complexity and previously computed tables instead of log computation for estimating a gain. This algorithm evaluate through computer simulation.

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Bus Architecture Analysis for Hardware Implementation of Computer Generated Hologram (컴퓨터 생성 홀로그램의 하드웨어 구현을 위한 버스 구조 분석)

  • Seo, Yong-Ho;Kim, Dong-Wook
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.16 no.4
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    • pp.713-720
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    • 2012
  • Recently, holography has received much attention as the next generation visual technology. Hologram is obtained by the optical capturing, but in recent years it is mainly produced by the method using computer. This method is named by computer generated hologram (CGH). Since CGH requires huge computational amount, if it is implemented by S/W it can't work in real time. Therefore it should use FPGA or GPU for real time operation. If it is implemented in the type of H/W, it can't obtain the same quality as S/W due to the bit limitation of the internal system. In this paper, we analyze the bit width for minimizing the degradation of the hologram and reducing more hardware resources and propose guidelines for H/W implementation of CGH. To do this, we performs fixed-points simulations according to main internal variables and arithmetics, analyze the numerical and visual results, and present the optimal bit width according to application fields.

Analytic derivation of the finite wordlength errors in fixed-point implementation of SDFT (SDFT 고정소수점 연산에 대한 유한 비트 오차영향 해석)

  • Chang, Tae-Gyu;Kim, Jae-Hwa
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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    • v.37 no.4
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    • pp.65-71
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    • 2000
  • Finite wordlength effect of the recursive implementation of SDFT(sliding-DFT) is analytically derived in this paper. Representation errors of the twiddle coefficients and the data registers are the two major causes of the spectral errors in the recursive implementation. The noise-to-signal ratio is analytically derived in terms of the coefficients wordlength, the data registers wordlength, and the DFT's block-length used in the computation Error dynamic equation is obtained from the recursive DFT and the probabilistic models for the coefficients error and the round-off error are introduced for the NSR derivation, The result of the NSR derivation is verified with the simulation data.

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