• 방송공학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.193-206
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• 2017

본 논문에서는 4K UHD 입력 영상을 실시간으로 부호화하기 위해 GOP 단위 또는 IDR 주기 단위의 병렬 부호화 구조를 지원하는 $R-{\lambda}$ 모델 기반의 율 제어 방법을 제안한다. 제안하는 $R-{\lambda}$ 모델 기반의 율 제어 방법에서는 순차적 프레임 부호화가 아닌 병렬 부호화를 위한 슬라이스 레벨 비트 분배(bit allocation) 방법을 제안한다. GOP 단위 또는 IDR 주기 단위의 병렬 부호화에서 율 제어기를 작동시키는 경우, 계층적 B구조에서 최하위 프레임 계층을 제외한 동일 계층에 속한 프레임 간에는 상호간에는 부호화 수행 이후 각 소모된 비트양에 대한 정보를 공유 할 수 없기 때문에 기존의 비트량 분배 방식으로는 비트 예산(bit budget) 관리가 불가능하다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는, 기존의 $R-{\lambda}$ 모델 기반 율 제어 방법인 프레임 부호화 순서에 따라 각 프레임별로 목표 비트량 분배하던 방식으로부터, GOP 별로 비트량을 할당한 후, 각 GOP 내의 계층적 B 구조에서 계층이 깊어지는 방향으로 순차적으로 비트 예산을 갱신하여 비트량을 분배하는 방식으로 율 배분 방식을 개선하였다. 뿐만 아니라, 입력 영상의 전처리 과정을 통해 획득된 영상의 복잡도 정보를 고려하여 비트를 분배하여 영상의 주관적인 화질을 향상시켰다. 실험을 통해 제안 방법이 병렬 구조의 HEVC 부호화기에서 잘 작동함을 확인 할 수 있었고, 전처리 결과를 활용하여 율 제어기의 성능을 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (상)
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• pp.735-738
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• 2001

디지털 캠코더에서 이용하는 영상 압축 방식인 DV 부호화방식은 DCT와 가변장 부호화 방식을 이용한다. DV 방식은 하드웨어 복잡도가 낮은 반면 압축된 비트 율이 약 26Mbps로 높은 편이다. 따라서 스튜디오에서 낮은 복잡도로 영상을 부호화 한 후 VOD 시스템에서 이용하기 위하여 MPEG-2로 변환부호화 할 필요가 있다. 이때의 두 압축방식이 DCT를 이용하므로, DCT영역에서 변환부호화 하면 중간과정을 줄일 수 있어서 계산상의 복잡도를 줄일 수 있다. 본 논문에서는 DV방식에서 MPEG-2의 인트라로 변환부호화시, DV방식의 4:1:1 색차포맷을 MPEG-2의 4:2:2 색차 포맷으로 변환할 때 변환영역에 있는 데이터에 미리 계산된 행렬을 곱하여 병렬처리가 가능하게 설계하였다. 또한 MPEG-2 율제어는 중요한 서브 블록의 분산을 완전히 DCT영역에서 계산하여 하드웨어 복잡도를 줄였다. 색차포맷변환부 하드웨어 구현을 위하여 VHDL로 코딩한 후 FPGA-EXPRESS(synopsys), ALTERA MAX-PLUS II를 사용하여 모의실험을 하였다. 각 모듈별로 기능을 검증한 후, FPGA EXPRESS(synopsys)를 사용하여 합성 및 검증을 하였다.

• 정보통신설비학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.61-71
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• 2004

Transorthogonal 코드를 블록 단위로 확장해서 얻은 코드 집합을 적절하게 부집합으로 나누고 부호화기의 코드집합으로 할당한다. 이러한 부초화기를 병렬로 구성하고 정보 비트에 의해 선택된 부호화기의 각 출력 코드들을 합산하여 전송하는 다중코드 transorthogonal 변조 방식이 제안되어 있다. 본 논문에서는 다중코드 transorthogonal 변조 시스템의 부호화기로부터의 각 출력 코드를 또 다른 정보 비트로 이진 위상 변조한 후 합산하여 전송하는 시스템을 제안한다. 다중코드 transorthogonal 변조 시스템에서 적용된 정 진폭 부호화 알고리즘과정 전폭 부호화에 사용된 잉여비트를 이용한 수신 에러 정정 알고리즘을 제안된 시스템에 수정 없이 적용할 수 있으며 다중코드 transorthogonal 변조 방식에 비해 대역폭 효율이 개선됨을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.401-404
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• 2017

360 VR 영상은 등장방형 또는 정육면체, 정십이면체 등의 입체 도형의 전개도 형태의 포맷을 가진다. 이러한 포맷들은 각각 다른 특성을 가지고 있지만, 공통적으로 해상도가 일반 2D 영상에 비해 높다는 공통점을 가지고 있다. 따라서 부호화/복호화를 할 때 시간이 많이 걸리며, 병렬 처리가 필수적으로 요구된다. 최신 2D 비디오 코덱인 HEVC에는 병렬화 기술로 Wavefront Parallel Processing(WPP) 기술이 표준으로 적용되어 있는데, 이 기술은 2D 영상을 고려하여 만들어진 기술으로 3D 영상에서 사용했을 때 최적의 성능을 보이지 않는다. 따라서, WPP를 3D 영상에 적절한 방법이 필요하며 본 논문에서는 큐브맵 포맷에서 개선된 WPP 부호화/복호화 방법을 제안한다. 실험은 HEVC 참조 소프트웨어인 HM 12.0에 적용하였고, 실험 결과 기존 WPP와 비교하여 PSNR에는 큰 손실이 없으며 15%~20% 정도의 부호화 복잡도가 추가로 감소했다. 제안하는 방법은 향후 3D VR 영상을 위한 코덱에 필수적으로 포함될 것으로 기대된다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2012년도 하계학술대회
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• pp.290-293
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• 2012

본 논문에서는 기존 AVC 보다 50% 압축성능 향상을 목표로 표준화가 진행되고 있는 차세대표준인 HEVC 부호화기의 속도를 높이기 위한 방안으로, HEVC 의 기술 중 화면 분할 기술인 타일(Tile)을 기반으로 효율적으로 부호화기를 병렬화하는 구조를 제안한다. 부호화기에서 복잡도가 높은 율왜곡 기반 모드 결정 과정을 멀티코어 병렬프로그래밍으로 구현하고, 병렬처리에 의한 속도 개선 결과를 제시한다. 타일은 병렬처리를 지원하기 위해 HEVC 가 채택한 구조로, 화면을 여러 개로 분할하여 부/복호화 할 수 있어 병렬처리 단위로 적합하며, 표준화의 기고서를 통해 화면분할로 인한 압축성능 변화량은 여러 차례 보고되고 있다. 본 논문의 결과에 의하면 타일의 수만큼 쓰레드를 생성하여 각 타일 단위로 율왜곡 기반 부호화 모드 결정을 하도록 병렬화 하였을 때 기존 참조 소프트웨어 대비 12 개의 쓰레드 생성 시 6 배의 속도 개선을 보인다. 향후 병렬로 처리할 수 있는 모듈을 확장하면 쓰레드 수 증가에 따른 속도개선 효과가 증대되어 부호화기 실용화를 위한 실시간 부호화기 개발에 한 걸음 다가갈 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (A)
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• pp.13-15
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• 2003

본 논문은 FastImage1300가 제공하는 병렬처리 구조를 사용하여 최적의 MPEG-4 부호화기를 구현하기 위한 프로세서 및 데이터 관리 방법을 제시한다. MPEG-4 부호화기가 가진 병렬성과 순차성을 FastImage1300 특성에 맞추어서 이 시스템이 제공할 수 있는 최대 속도로 동작하는 MPEG-4 부호화기를 구현한다. 이 부호화기를 사용하여 CIF 영상을 MPEG-4 CP@L3로 최대 25fps까지 부호화 할 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (3)
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• pp.774-776
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• 1998

영상 압축의 표준인 MPEG은 대표적 비대칭 코딩방법으로 인코딩 시간이 디코딩 시간보다 훨씬 많은 시간을 소비한다. MPEG인코딩 과정은 크게 DCT, 양자화, 움직임 벡터 추출, 가변장 부호화로 구성된다. 이중에서 DCT와 움직임 벡터 추출 정도가 많은 계산량을 가지므로 병렬화의 관심이 되고 있다. 본 논문에서는 움직임 벡터의 추출에 관해서 병렬화하는 기법을 제시한다 병렬화의 단위는 fine-grained이며, 통신 오버헤드를 보다 줄일 수 있는 기법을 제시하였다. 최소한의 초기 데이터 할당으로 계산을 시작하여, 계산을 위한 초기화 과정을 줄여 속도를 증대시킨다. 통신비용 즉, 메시지 전달 수 및 메시지 전달 홉(hop) 수를 비교하고, 기존의 기법에 대해 한 프레임에 대한 움직임 벡터 추출 시간을 요소로 할 때 보다나은 결과를 나타냄을 보였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제19C권4호
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• pp.247-252
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• 2012

네트워크 코딩(Network Coding)은 통신망의 성능 향상에 도움을 줄 수 있으나 이의 소프트웨어적 구현은 부호화/복호화 단계에서 매우 큰 지연시간을 유발할 수 있어 이를 줄일 수 있는 병렬화된 구현이 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 랜덤 리니어 네트워크 코딩(Random Linear Network Coding)과 랜덤 리니어 네트워크 코딩의 단점을 보완하고자 최근 제안된 파이프라인 네트워크 코딩(Pipeline Network Coding)의 병렬처리 성능을 비교한다. 또한, 네트워크 코딩의 CPU에서의 병렬처리 기법과 GPGPU(General Purpose Graphics Processing Units)에서의 병렬처리 기법을 비교하여 네트워크 코딩의 사용 시 그 파라미터에 따라 적절한 병렬처리 기법을 선택할 필요성이 있음을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제47권6호
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• pp.48-56
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• 2010

최근 멀티미디어 서비스에 대한 사용자들의 고화질, 고해상도 요구에 따라 비디오 코덱의 연산량이 크게 증가되었기 때문에, 모바일 장치 멀티미디어 장치에서 실시간 영상 서비스를 위해서는 많은 속도 개선이 필요하다. 이에 새롭게 등장한 멀티 코어 플랫폼을 이용한 코덱 병렬화에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 비디오 코덱을 슬라이스 기반으로 병렬화 하는 방법을 제안한다. 병렬화를 위한 새로운 병렬 슬라이스(parallel slice)를 정의하고, 부호화 효율을 고려하여 병렬 슬라이스에 적합한 부호화 순서를 제안한다. 또한, 제안하는 슬라이스간의 동기화 시간을 최소화하기 위하여 복호화 가능 여부를 각각의 슬라이스에서 판단하는 동기화 방법을 제안한다. 제안하는 병렬화 슬라이스를 H.264/AVC에 적용하여 CIF 영상에 대해서 3.4%의 비트율 증가에 27.5%의 병렬화 속도 개선을 얻었으며, 720p 영상에 대해서는 2.7%의 비트율 증가에 40.7%의 병렬화 속도 개선을 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권2호
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• pp.196-201
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• 2013

본 논문은 LDPC 부호화 과정에서 기존의 부호화 방식은 패리티를 구하는 과정에서 이전의 패리티 값을 알아야 다음 패리티 값을 알 수 있으므로, 항상 패리티 개수만큼의 클럭이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 기존의 직렬구조에서 360 개의 부분 병렬을 이용하여, 그리고 부호화 구조에서 메모리를 효율적으로 적용하여, 고속으로 부호화 알고리즘을 제안하였다. DVB-S2기반의 LDPC 부호화율 1/2 일 때, 기준 클럭 100MHz에서 최대 throughput이 10Gbps 가 가능함을 알 수 있었다.