• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2003.07b
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• pp.839-842
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• 2003

본 논문에서는 MPEG-4 디블록킹 필터를 매크로블록 단위의 효율적인 파이프라인 구조를 사용하여 구현하였다. MPEG-4 QCIF/CIF 영상 시퀀스의 디블록킹 필터링 효과를 보일것이며, 디블록킹 필터링의 많은 계산량을 줄임과 동시에 낮은 클록에서 실시간 처리할 수 있는 구조를 제안하였다. 대부분 블록기반의 비디오 코딩 시스템에서, 블록 에지 효과는 블록기반 영상 압축에 치명적인 화질 저하를 나타낸다. 특히 압축 비율이 커질수록 화질 저하는 뚜렷하다. 그래서, 영상 후처리 기술로서 디블록킹 필터를 사용하여 블록 에지 영향을 줄임으로써 영상 화질을 향상시킨다. 그러나 디블록킹 필터의 주요 단점은 많은 계산량을 요구하고 있어서 구현에 어려움이 있다. 이 문제를 해결하기 위해, MPEG-4 디블록킹 필터를 매크로 블록단위의 파이프라인 구조로 설계하였고, 실시간으로 동작하는 MPEG-4 SP@L2의 비디오 코덱 칩을 구현하였다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.19 no.12
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• pp.2409-2417
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• 1994

The ODR(orthogonal double-rotation) digital lattice filters have desirable properties for VLSI implementation such as local connection, regularity and pipelinability. These filters are also known to exhibit good numerical behavior for finite precision implementation. Although these filters can be pipelined by the cut-set localization procedure, it should be noted that the maximum sample rate obtained by this technique is limited by the feedback computations. In this paper, a pipelining method for the ODR digital lattice filter is proposed, by which the sample rate can be increased at any desired level. it is also shown that the low-power CMOS digital implementation of ODR digital lattice filters can be done successfully using our pipelining method. The pipelining method is based on the properties of the Schur algoithm, constrained filter design methods, and the polyphase decomposition technique.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.113-116
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• 2011

고해상도 이미지 센서를 장착한 고가의 모바일 제품들이 확산되면서 중간값 필터에 기반을 둔 잡음 제거 필터의 필요성이 증가하고 있다. 이는 초박형 카메라에 내장된 이미지 센서의 물리적인 수광부 면적이 줄어듦에 따라 이미지 센서의 SNR이 떨어지기 때문이다. 게다가 영상의 해상도가 매우 높기 때문에 잡음제거 필터는 초고속으로 동작해야 한다. 따라서 잡음 제거 필터의 핵심 기능인 중간값 필터는 높은 동작주파수에서도 효과적으로 동작해야 한다. 초고속으로 동작하는 필터를 하드웨어로 구현하려면 입출력 간의 물리적 지연시간을 클럭의 주기 단위로 나누어서, 시분할하여 순차적으로 처리하는 파이프라인 구조를 가져야 한다. 파이프라인 단계는 많은 비용이 소모되는 레지스터로 구현되므로 파이프라인 단계를 줄이는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 입력부터 출력까지의 물리적 지연시간이 데이터의 수에 비례하는 기존의 중간값 필터와 달리, 데이터 수의 로그값에 비례하는 중간값 필터의 구조를 제안한다. 제안한 중간값 필터는 서로 다른 값을 가지는 데이터 집합에서의 중간값은 자신보다 큰 원소의 수와, 작은 원소의 수가 같다는 사실을 이용하며, 버블 정렬 구조에 기반을 둔 중간값 필터에 비해서 같은 동작주파수에서의 게이트 수가 25.3% 줄어든다. 중간값 필터는 잡음제거나 위색제거 등에서도 널리 사용되고 있으므로, 제안한 구조의 중간값 필터는 초고속으로 동작하는 이미지 신호 처리기의 효과적인 구현에 적합하다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.711-714
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• 2001

본 논문에서는 파이프라인 구조를 이용하여 고성능 1 차원 이산 웨이블렛 변환 필터를 설계하였다. 각 레벨에서 입력이 다운샘플링(downsampling, decimation)되므로 각 레벨의 하드웨어를 폴딩(folding) 기법을 이용하여 곱셈기와 덧셈기를 공유함으로써 복잡도를 개선하였다. 즉, 제안한 구조에서는 레벨 2 와 레벨 3 에서 폴딩된 구조의 C.S.R(Circular Shift Register)곱셈기와 덧셈기를 사용함으로써 하드웨어 효율(hardware utilization)을 각 레벨에서 100%로 높일 수 있다. 또한, 홀수와 짝수의 샘플을 병렬로 입력함으로써 단일 입력의 시스템과 비교할 때, 동일 시간에 병렬화 만큼의 이득을 얻을 수 있었고, 필터 계수는 미러 필터(mirror filter)의 특성을 이용하여 쳐대한 고역 필터(high pass filter)와 저역 필터(low pass filter)의 계수들을 공유함으로써 곱셈기와 덧셈기의 수를 반으로 줄였다. 그리고 임계 경로(critical path)를 줄이기 위한 파이프라인 레지스터를 삽입하여 고성능 시스템을 구현하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.46 no.1
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• pp.104-110
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• 2009

In this paper, we suggest a new technique which employ the pipelined architecture for the implementation of the SAP adaptive filter using variable step size. According as SAP adaptive filter is sufficiently decomposed, a simplified SAP adaptive filter can be derived, and the weights of adaptive sub-filters can be updated by a simple formular without a matrix inversion. The convergence speed and the steady state error of the simplified SAP adaptive filter are improved by using variable step size. For practical implementation, the simplified SAP adaptive sub-filters are transformed by the pipeline technique.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2012.07a
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• pp.468-470
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• 2012

본 논문에서는 High Efficiency Video Coding (HEVC)을 하드웨어로 구현하기 위해서 파이프라인 방식을 인-루프 필터에 새롭게 도입된 기술인 Sample Adaptive Offset (SAO)에 적용하여 병렬화 처리하는 방법을 제안한다. 현재 HEVC 에서 SAO 의 입출력이 프레임단위로 구현되어 있는데, 이를 파이프라인 방식의 하드웨어 설계시에는 Largest Coding Unit(LCU)단위로 입출력이 가능하도록 수정해야 한다. SAO 에서 사용하는 두 가지 방식으로 Edge Offset(EO)과 Band Offset(BO)모드가 있으며, 이 중 EO 모드가 주변 화소값을 이용하므로 주변 화소값 정보가 없는 LCU 경계에 위치한 화소들을 버퍼에 저장한 뒤, 다음 LCU 블록의 입력과 함께 SAO 를 수행한다. 또한, SAO 앞 단의 인-루프 필터 기술인 디블록킹 필터(Deblocking Filter)에서도 LCU 단위로 입출력이 수행되므로 디블록킹 필터에서 저장하는 버퍼를 고려하면, SAO 입력에서 사용가능한 데이터는 LCU 가 천이된 형태가 된다. 따라서 SAO 입력의 천이된 형태와 버퍼 사용에 따라 총 9 가지 타입을 갖게 되며, 이 중 경계에 위치한 블록을 제외한 타입들의 경우 서로 다른 정보를 가진 SAO 를 4 번 수행해야 한다. 이러한 점을 반영한 파이프라인 방식을 SAO 에 적용하여 하드웨어에 적합한 구조를 구현할 수 있다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.13 no.1
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• pp.108-121
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• 1994

본고에서는 일반적인 디지틀 필터의 설계 방법과 설계시 고려 사항을 살펴보고, 특히 실시간 구현이 어려운 고속 IIR 디지틀 필터의 설계 방법에 대하여 고찰하였다. 현재의 발달된 VLSI 기술의 잇점을 최대로 활용하기 위한 병렬 및 파이프라이닝 필터들의 구조 및 특성을 비교하였으며, 실제 하드웨어를 구현하는 여러가지 방법들을 상술하였다. 또한 각 연산 소자를 고속으로 구현하기 위한 비트레벨 구조및 수체계(Numer System)에 대해 알아보고, 이를 이용한 파이프라이닝 필터의 설계 예를 보였다. 필터의 구조에 따라 유한 길이 레지스터(FWL)의 영향이 달라지며, 제안된 새로운 구조에 대한 FWL영향의 분석이 항시 수행되어야 한다. 디지틀 필터에서의 FWL영향과 그 분석 방법, 그리고 이를 줄이기 위한 설계 방법에 대해 기술하였다. 디지틀 필터를 포함한 많은 디지틀 신호 처리 알고리즘이 내재된 병렬성을 갖고 있으며, 이들의 효율적인 하드웨어 실현을 위해 본고에서 고찰한 기술들이 적용될 수 있다.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.12A no.1 s.91
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• pp.7-12
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• 2005

Scattered look-ahead(SLA) pipelining method can be efficiently used for high-speed or low-power applications of digital II R filters. Although the pipelined filters are guaranteed to be stable by this method, these filters suffer from large roundoff noise when the poles are crowded within some critical regions. An angle and radius constrained II R fille. design approach using modified Remez exchange algorithm and least squares algorithm is proposed to avoid tight pole-crowding in pipelined filters, resulting in improved frequency responses and reduced coefficient sensitivities. Experimental results demonstrate that our proposed method leads to chip area reduction by $33{\%}$ and low power by $45{\%}$ against the conventional method.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.47 no.1
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• pp.20-27
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• 2010

This paper describes a design of 5-stage pipelined de-blocking filter with power reduction scheme and proposes a efficient memory architecture and filter order for high performance H.264/AVC Decoder. Generally the de-blocking filter removes block boundary artifacts and enhances image quality. Nevertheless filter has a few disadvantage that it requires a number of memory access and iterated operations because of filter operation for 4 time to one edge. So this paper proposes a optimized filter ordering and efficient hardware architecture for the reduction of memory access and total filter cycles. In proposed filter parallel processing is available because of structured 5-stage pipeline consisted of memory read, threshold decider, pre-calculation, filter operation and write back. Also it can reduce power consumption because it uses a clock gating scheme which disable unnecessary clock switching. Besides total number of filtering cycle is decreased by new filter order. The proposed filter is designed with Verilog-HDL and functionally verified with the whole H.264/AVC decoder using the Modelsim 6.2g simulator. Input vectors are QCIF images generated by JM9.4 standard encoder software. As a result of experiment, it shows that the filter can make about 20% total filter cycles reduction and it requires small transposition buffer size.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.25 no.4B
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• pp.788-795
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• 2000

Scattered look-ahead pipelining method can be efficiently used for high sample rate or low-power applications of digital recursive filters. Although the pipelined filters are guaranteed to be stable by this method, these filters suffer from large round off noise when the poles are crowed within some critical regions. To avoid this problem, a low-noise implementation technique was proposed using constrained Remez exchange algorithm. By the constrained filter design approach, the desired filter spectrum is satisfied while some of the pole angles are constrained to avoid pole crowding within critical regions. In the proposed approach, to obtain improved spectrum characteristics or better round off noise properties, the radius of the angle-constrained pole is optimized depending on the direction of the pole movement.