• 방송공학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.501-515
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• 2008

최근에 고품질 이동 멀티미디어 서비스에 대한 사용자의 요구가 증대되고, 계층 변조 전송 기법을 통하여 추가적인 전송 대역폭을 확보할 수 있게 됨에 따라 스케일러블 비디오 부호화(Scalable Video Coding)를 이용하여 기존의 T-DMB(Terrestrial DMB)의 화질을 개선한 고품질 지상파 DMB(Advanced Terrestrial DMB) 서비스를 제공하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 T-DMB와 AT-DMB의 호환적인 서비스를 지원하는 SVC 계층 부호기는 매우 복잡한 구조를 갖게 되므로, 조기 서비스 도입을 위하여 부호기의 복잡도 감소에 대한 연구가 요구된다. 본 논문에서는 기존의 T-DMB와 호환성을 갖는 공간 확장성 SVC 부호기에서 매크로블록 계층의 부호화 모드 제한을 통한 고속 부호화 모드 결정 기법을 제안한다. 제안된 기법은 매크로블록 계층의 부호화 모드 결정 함수의 구조 분석을 통한 기저 계층과 향상 계층, 그리고 계층 간에 사용되는 부호화 모드의 통계적 특성에 기초한다. 모의실험을 통하여, 제안된 기법이 우수한 성능을 유지하면서, 수행시간을 크게 단축시킬 수 있는 호환적인 부호기를 얻을 수 있음을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.261-270
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• 2013

스테레오스코픽(stereoscopic) 3D 비디오 서비스는 기존 2D와의 호환성을 유지하면서 새로운 3D 비디오 서비스를 제공할 수 있다. 전송 대역이 제한된 지상파 방송의 경우 높은 부호화 효율을 갖는 스테레오스코픽 비디오 코덱이 요구된다. 따라서 기준영상은 기존 2D 비디오 서비스와의 호환성을 위해 MPEG-2로 부호화하는 반면 3D를 위한 부가영상 부호화를 위해 부호화 효율이 높은 H.264/AVC, HEVC(High Efficiency Video Coding) 등을 고려하고 있으며, 또한 부가영상을 비실시간으로 전송하는 NRT(Non-Real Time) 3D 서비스도 고려되고 있다. 본 논문에서는 NRT 3D 서비스를 위한 스테레오스코픽 비디오 부호화에 있어서, HEVC에서 고려되었던 적응루프필터(ALF: Adaptive Loop Filter)를 전/후처리 필터로 적용하는 기법을 제시한다. 특히, 부가영상의 후처리에 ALF를 적용하기 위하여 부호화 과정에 결정되는 CU(Coding Unit) 구조를 이용하는 HEVC와 달리 MVC(Multiview Video Coding)로 부호화한 부가영상의 매크로블록(MB) 부호화 모드 및 참조영상 인덱스 등의 MB 부호화 정보를 이용한 ALF 적용 기법을 제안한다. 부가 영상 부호화에 있어서 제안한 기법으로 전처리 및 후처리 과정으로 ALF를 적용함으로써 최대 약 24.9%의 비트율 감소를 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.225-236
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• 2013

3D 영상을 시청하면서 느끼는 고유한 피로를 입체 시각 피로라고 부른다. 이 현상을 유발시키는 주된 요인으로 꼽히는 것은 화면시차, 상 흐림, 크로스톡 (crosstalk)의 세 가지 요인으로 알려져 있다. 이 중 화면 시차와 상 흐림은 영상 콘텐츠에 의하여 결정되며, 사용하는 디스플레이 종류에 관계없이 직접 조작할 수 있다. 그러나 크로스톡 요인은 다른 요인과는 다르게 3D 디스플레이의 물리적인 특성에 의하여 결정되는 요인이며 따라서 손쉽게 감소시키거나 제거하는 것이 불가능하다. 그러나 크로스톡이 입체 시각 피로에 미치는 영향은 자극 특성에 의하여 달라지며, 이러한 자극 특성은 조작 가능하다. 따라서 크로스톡이 입체 시각 피로에 미치는 영향을 확인하려면 크로스톡 지각에 영향을 미치는 자극 특성의 효과를 확인하여야 한다. 이런 목적을 달성하기 위하여 상대적 깊이 판단 과제를 사용하여 자극 특성 (자극과 배경의 대비, 배경 텍스쳐 밀도, 자극의 화면 시차)이 크로스톡 지각에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과 영상에 배경이 존재하고 자극의 화면시차가 적을 때 지각되는 크로스톡이 감소함을 시사하는 결과를 얻었다.

• 방송공학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.204-214
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• 2013

최근 GPU의 뛰어난 병렬 연산 처리 능력을 이용하여 신호 처리나 통신 시스템을 소프트웨어로 구현하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 DVB-T에서 사용되는 2K/8K FFT를 GPU를 이용하여 처리함으로써 소프트웨어 모의실험에 소요되는 시간을 줄였다. 우리는 먼저 DTV 전송 표준 방식의 일종인 DVB-T 시스템을 CPU로 구현할 때 소요되는 처리 시간을 모의실험을 통해서 추정한다. 그리고 DVB-T의 핵심 연산 처리기의 일종인 FFT 처리를 NVIDIA사의 대용량 GPU 프로세서를 이용하여 소프트웨어로 구현한다. 본 논문은 CPU와 GPU 간의 데이터 전송에 소요되는 오버헤드를 줄이기 위해 스트림 처리 기법, 외부 전역 메모리 전송 시간을 단축하기 위한 결합 전송 기법 (coalescing), 공유 메모리 활용을 높이기 위한 변수 설계 기법 등을 통해서 연산시간을 대폭 단축하였다. 그 결과 제안된 방식은 DVB-T의 2K/8K FFT 모드의 경우 CPU 기반의 FFT 처리 방식 대비 약 20~30배, NVIDIA사에서 제공하는 FFT 라이브러리 (CUFFT version 2.1) 대비 약 1.8배 그리고 기존에 발표된 타 방식 대비 약 1.5~10배 정도 빠른 처리 능력을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.803-815
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• 2016

이 논문에서는 GNSS(global navigation satellite system) 신호를 RF(radio frequency) 대역에서 표본화하여 디지털 영역에서 복조하는 직접 RF 표본화 수신기를 설계하고 그 성능을 살펴보고자 한다. 직접 RF 표본화 방식은 IF(intermediate frequency) 대역에서 AD(analog to digital) 변환을 하고 복조하는 기존의 IF 변환 방식과 다르게, 아날로그 믹서(mixer)를 전혀 사용하지 않고 안테나 출력인 통과대역 신호를 직접 AD 변환하여 이후의 수신기의 모든 과정을 디지털 영역에서 처리하는 기술이다. IF 변환 방식과 비교하면 하드웨어 구조가 덜 복잡하고 전송환경 변화에 따른 재구성이 가능하며 하나의 AD 변환기를 사용하여 여러 대역의 신호를 동시에 변환할 수 있다는 장점이 있다. 이와 같은 재구성 기능과 동시 수신 기능은 특정 대역의 신호가 적으로부터 전파방해를 받았을 때 후속시스템으로의 빠른 전환이 필요한 군용 시스템에서 매우 중요한 역할을 한다. 한편 여러 대역의 신호를 한 번에 AD 변환하려면 수신하고자 하는 신호의 반송파 주파수, 대역폭, 표본화 후의 중간주파수 그리고 보호 대역 등을 고려하여 표본화 주파수를 정하는 것이 중요하다. 이 논문에서는 GPS L1, GLONASS G1 및 G2 등의 GNSS 신호를 동시에 수신할 수 있는 표본화 주파수를 선택하고 이를 적용한 직접 RF 표본화 수신기를 설계한다. 또한 설계한 수신기를 상용 AD 변환기와 소프트웨어를 사용하여 구현한 후 실제 신호의 수신시험을 통해 수신 성능을 살펴본다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.1-12
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• 2020

의료분야에서 질환별 유병률 차이로 인한 데이터 수적 불균형은 흔하게 발생되는 문제로 인공지능 학습 성능을 저하시켜 개발의 어려움을 초래한다. 최근 이러한 데이터 수적 불균형문제를 해결하기 위한 한 방법으로 적대적 생성 신경망(GAN) 기술이 도입되었고 다양한 분야에 성공적으로 적용되어왔다. 그러나 수적 불균형에 의해 저하된 성능 문제를 해결하는데 있어서 기존 연구들의 영상 해상도가 아직 충분하지 않고 영상 내 구조가 전역적으로 일관성 있게 모델링 되지 않아 좋은 결과를 얻기 어렵다. 본 논문에서는, 흉부 X선 영상 데이터의 수적 불균형문제를 해결하기 위하여 고해상도 영상을 생성할 수 있는 주목 메커니즘 기반 멀티 스케일 조건부 적대적 생성 네트워크를 제안한다. 해당 네트워크는 질환제어 조건변수에 의해 하나의 네트워크만으로 다양한 질환 영상을 생성할 수 있어 각 클래스별로 학습을 하는 비효율성을 줄였고, 자기 주목 메커니즘을 통해 영상 내 장거리 종속성 문제를 해결하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.665-671
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• 2020

MPEG-I에서는 최대 6자유도(6DoF)를 가지는 몰입형(immersive) 비디오의 압축 표준화를 진행하고 있다. 360 비디오의 전방위 뷰(view)와 함께 움직임 시차(parallax)를 제공하는 3DoF+ 비디오는 고정된 위치에서 상체 움직임 정도의 제한된 공간에서 획득된 여러 뷰 비디오를 사용하여 임의의 원하는 시점의 뷰를 렌더링한다. MPEG-I 비쥬얼 그룹에서는 이러한 3DoF+ 비디오의 압축 표준화를 진행하고 있으며, 그 과정에서 TMIV(Test Model for Immersive Video)라는 시험모델을 개발하고 있다. TMIV에서는 다수의 입력 뷰 비디오들의 중복성을 제거하고 남은 텍스쳐 및 깊이 영상 패치(patch)들을 촘촘히 프레임으로 패킹한 아틀라스(Atlas)를 생성하고 이를 부호화한다. 본 논문은 보다 효율적인 3DoF+ 비디오 부호화를 위해서 작은 크기의 블록들을 제거하는 아틀라스 생성 기법을 제시한다. 제안기법은 TMIV 대비 자연영상과 그래픽 영상에서 각각 0.7%와 1.4%의 BD-rate 비트율 감소의 성능 개선을 보였다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.698-708
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• 2020

현재 차세대 부호화 표준으로 진행 중인 VVC (Versatile Video Coding)는 재귀적 블록 분할 구조 및 GPM (Geometric Partitioning Mode)과 같은 다양한 예측 방법들의 채택으로 HEVC (High Efficiency Video Coding)대비 RA (Random Access) 환경에서 약 34%와 LDB (Low-Delay B) 환경에서 약 30%의 부호화 성능 향상을 보이지만 부호화 복잡도는 약 10배, 7배 증가를 보인다. 본 논문에서는 VVC의 부호화 복잡도 개선을 위하여 블록 내 방향성을 이용한 GPM 모드 고속 결정 및 블록 분할 고속 결정 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 현재 블록에 허프 변환을 적용하여 블록 내의 방향성을 파악하고, 이를 통해 율-왜곡 비용 탐색 과정에서 생략할 GPM 모드와 특정 블록 분할 방법을 결정하는 방법이다. 실험 결과로써 제안하는 방법은 VTM8.0 대비 RA 환경에서 2.48%의 부호화 성능 감소와 31.01%의 부호화 시간 감소의 효과를 얻고 LDB 환경에서 2.69%의 부호화 성능 감소와 29.84%의 부호화 시간 감소의 효과를 얻었다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.750-757
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• 2020

공연에 사용하는 로봇이 인간과의 상호작용하기 위한 기본 성능 중 하나는 인간의 행동을 빠르고 정확하게 파악하는 것이다. 따라서 로봇이 인간의 자세를 추정할 때 자세 인식의 정확도를 높임과 동시에 가능한 빠른 속도로 인식할 수 있어야 한다. 그러나 현재 인공지능 기술의 대표적인 방식인 딥 러닝을 사용하여 인간의 자세를 추정할 경우, 인식의 정확도와 속도라는 두 가지 성능을 동시에 만족하지 못하고 있다. 따라서 사용 목적에 따라 추론정확도가 높은 하향식 자세추정과 처리속도가 빠른 상향식 자세추정 중 하나를 선택해서 사용하는 것이 일반적이다. 본 논문에서는 앞서 언급한 두 가지 방식이 가진 장점을 모두 포함하면서 단점을 보완한 두 가지 방식을 제안한다. 첫 번째는 다중 그래픽 처리 장치를 활용해 상향식 자세추정과 물체검출을 병렬로 사용하는 방식이고, 두 번째는 상향식 자세추정과 단항분류를 융합하는 방식이다. 실험을 통해 두 가지 방식 모두 속도가 개선됨을 증명했다. 공연로봇에 이 두 가지 방식 중 하나를 사용한다면, 관객과 신뢰도 높으며 보다 빠른 상호작용을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 방송공학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.103-118
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• 1999

본 논문에서는 다중경로신호에 대한 8VSB 수신기의 성능 열화에 대한 원인을 수신단의 심볼 타이밍 동기와 등화기를 중심으로 분석하여 실내 수신 성능 개선을 위한 등화 기법을 제시하고자 한다. 심볼 타이밍 복원은 데이터 세그먼트 동기를 사용하는데 +1, +1, -1, -1의 검출 필터를 사용하여 에코 지연 시간과 크기에 따른 타이밍 오프셋의 크기변화를 측정하였다. 그 결과 5심볼 이상의 긴 시간의 지연 에코에 대해서는 타이밍 오프셋이 10% 이하로 작게 나타나고 1심볼 근처의 짧은 시간의 지연 에코에 대해서는 30% 이상의 매우 큰 타이밍 오프셋을 가진다. 실내 수신 환경에서는 짧은 시간의 지연 에코가 많이 발생하고 특히 사람의 움직임에 의한 수 Hz이 도플러 천이도 발생한다. 따라서 실내 수신 성능 개선을 위해서는 큰 타이밍 오프셋에 강한 FSE(Fractionally Spaced Equalizer)와 일반 정보 데이터 부분에서도 등화기의 탭 계수를 갱신할 수 있는 블라인드 등화 기법이 필요하다. 본 논문에서는 실내 수신 환경에서 심볼 간격 등화기와 FSE, 그리고 블리안드 등화 기법으로 Stop and Go 알고리즘의 사용 유무에 따른 성능을 실수 전산모의실험을 통하여 비교하였다. 그 결과 큰 타이밍 오프셋에 대해서는 FSE의 성능이 우수하고 도플러 천이에 대해서는 Stop and Go 알고리즘을 사용하는 것이 우수한 성능이 나타났으며, 실내 수신 성능 개선을 위해서는 Stop and Go 알고리즘을 사용한 FSE 결정 궤환 등화기 구조를 사용하는 것이 바람직하다.