• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제49권3호
• /
• pp.21-29
• /
• 2012

본 논문에서는 H.264/AVC 부호화기의 성능 향상을 위해 고성능 CAVLC 부호화기의 하드웨어 구조를 제안한다. 기존의 CAVLC 부호화기는 변환계수의 재정렬 과정이 포함되어 변환계수를 저장해야 할 버퍼와 버퍼제어를 위한 추가적인 사이클이 필요하므로 하드웨어 면적이 증가하고 불필요한 사이클이 수행된다. 제안한 CAVLC는 CAVLC의 파라미터 중에 Runbefore를 순방향 탐색기법으로 계산하고 그 외 파라미터들은 역방향 탐색기법으로 계산하여 변환계수의 재정렬 과정을 수행하지 않는다. 또한, 제안한 CAVLC 부호화기에 조기 종료 모드를 적용하고 2단 파이프라인 구조를 사용하여 CAVLC의 수행 사이클 수를 감소시켰다. 제안한 CAVLC 부호화기의 하드웨어 구조를 매그나칩 공정 $0.18{\mu}m$ 셀 라이브러리로 합성한 결과, 최대동작 주파수는 125MHz이며 게이트 수는 17k이다. 제안한 CAVLC 부호화기의 하드웨어 구조를 H.264/AVC 표준 참조 소프트웨어 JM13.2에서 추출한 데이터를 이용하여 테스트한 결과, $16{\times}16$ 매크로블록을 처리하는데 평균적으로 36.0사이클이 소요되어 기존의 CAVLC 부호화기보다 성능이 57.8% 향상됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
• /
• pp.299-302
• /
• 2005

요즘 시대는 영상 기술과 IT 발전으로 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 고품질의 비디오와 높은 데이터 압축을 요구하게 되었고, 이를 위해 MPEG-4 AVC/H.264에서는 기존의 MPEG-4에서 채택한 VLC 기술과 유사한 Context-based Adaptive Variable Length Code(CAVLC)기술을 채택하여 이를 가능하게 하였다. 특히 CAVLC 기술은 HDTV처럼 큰 영상 뿐 아니라 카메라폰이나 DMB등과 같은 영상에서 고품질의 영상을 보다 효율적으로 제공 한다. 본 논문은 최근의 이미지와 비디오 압축에 대한 요구에 따라 H.264/AVC와 MPEG4-PART 1-에서 표준으로 채택한 CAVLC의 부호화 과정을 연구하여 Visual C++언어를 이용한 최적화된 시뮬레이션과 CAVLC의 성능평가를 통한 최적화를 실시하였고, 최적화된 예측 정보를 바탕으로 CAVLC를 VHDL언어를 이용하여 하드웨어로 구현하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제9권7호
• /
• pp.1485-1490
• /
• 2005

가변 길이 부호는 오늘날 이미지 및 비디오에 관한 많은 국제 표준의 통합된 요소이다. 문맥 기반의 가변 길이 코팅(CAVLC)는 오늘날 주목받고 있는 JVT에서 채용되었다. 본 논문에서는 coeff_token 인코더, level 인코더, total_zero 인코더 및 run_before 인코더를 포함하는 CALVC 인코더 아키텍처를 설계한다. 설계된 CAVLC 인코더는 매 사이클마다 하나의 신택스 요소를 부호화할 수 있다. 자일링스 버텍스 1000e를 사용하여 구현한 결과 68MHz로 동작하는 것을 확인하였다. 따라서 본 논문의 CAVLC 인코더는 고속의 쓰루풋을 요하는 비디오 응용에 아주 적합할 것으로 사료된다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제44권7호통권361호
• /
• pp.45-53
• /
• 2007

본 논문에서는 실시간 HD급 영상($1920{\times}1080@30fps$) 처리를 위한 효율적인 CAVLC (Context-based Adaptive Variable Length Code) 부호화기의 하드웨어 구조를 제안한다. 기존에 제안되었던 CAVLC 하드웨어 구조들은 CAVLC 부호화를 위해 필요한 $4{\times}4$ 블록내의 정보들을 구하기 위해서 16개의 계수들을 모두 탐색하면서 zigzag scanning을 하였다. 그러나 zigzag 방향으로 정렬 된 계수들 중 '0'이 아닌 마지막 계수 이후에 존재하는 '0'의 열은 CAVLC 부호화를 하는데 있어 불필요한 계수들이다. 본 논문에서는 이러한 불필요한 연산을 줄이기 위해서 계수 위치 탐색 기법과 레벨 순차 정렬 기법을 제안한다. 제안된 구조를 적용하여 실험한 결과, 하나의 매크로블록을 처리하는 평균 클럭 수(Cycles/MB)는 기존 방식보다 약 23%가 줄었다. 제안된 CAVLC 하드웨어 구조는 Verilog HDL을 사용하여 하드웨어로 설계 및 검증되었다. 0.18um 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과 16.3k 게이트를 가졌고, HD급($1920{\times}1080@30fps$) 영상을 기준으로 했을 경우 81MHz에서 동작할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
• /
• pp.431-435
• /
• 2011

본 논문에서는 H.264/AVC CAVLC 부호기의 성능 향상을 위해 변환계수의 재정렬 과정이 필요 없는 탐색기법을 제안한다. 기존의 CAVLC 부호기는 변환계수의 재정렬 과정이 포함되어 변환계수를 저장해야 할 버퍼와 버퍼제어를 위한 추가적인 사이클이 필요하므로 하드웨어 면적이 증가하고 불필요한 사이클이 수행된다. 제안한 탐색기법은 CAVLC의 파라미터 중에 Level을 역방향 탐색기법으로 계산하고 그 외 파라미터들은 순방향 탐색기법으로 계산하여 변환계수의 재정렬 과정을 수행하지 않는다. 또한, 제안한 CAVLC 부호기에 조기 종료 모드를 적용하고 3단 파이프라인 구조를 사용하여 CAVLC의 수행 사이클 수를 감소시켰다. 제안한 CAVLC의 하드웨어 구조를 매그나칩 공정 $0.18{\mu}m$ 셀라이브러리로 합성한 결과, 최대동작 주파수는 125MHz이며 게이트 수는 15.6k이다. 제안한 CAVLC의 하드웨어 구조를 H.264/AVC 표준 참조 소프트웨어 JM13.2에서 추출한 데이터를 이용하여 테스트한 결과, $16{\times}16$ 매크로블록을 처리하는데 평균적으로 66.6사이클이 소요되어 기존의 CAVLC 부호기보다 성능이 13.8% 향상됨을 확인하였다.

• ETRI Journal
• /
• 제30권1호
• /
• pp.167-169
• /
• 2008

In this paper, we propose hardware architecture for a high-speed context-adaptive variable length coding (CAVLC) decoder in H.264. In the CAVLC decoder, the codeword length of the current decoding block is used to determine the next input bitstreams (valid bits). Since the computation of valid bits increases the total processing time of CAVLC, we propose two techniques to reduce processing time: one is to reduce the number of decoding steps by introducing a lookup table, and the other is to reduce cycles for calculating the valid bits. The proposed CAVLC decoder can decode $1920{\times}1088$ 30 fps video in real time at a 30.8 MHz clock.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
• /
• pp.108-111
• /
• 2008

본 논문에서는 동영상의 실시간 Full HD 영상$(1920{\times}1080@30fps)$ 부호화를 위한 하드웨어 기반의 CAVLC 엔트로피 부호화기 구조를 제안한다 한 매크로 블록 당 AC 계수 376개 와 DC 계수 8개 총 384개의 데이터가 존재 할 수 있다. 실시간으로 처리하기 위해서는 최대 384개의 데이터를 모두 처리해야 한다. 데이터를 효율 적으로 처리하기 위해 병렬 처리, 파이프라인 처리를 사용, 블록당 16개의 데이터 이후의 존재하는 불필요한 '0' 제거로 동작 cycle를 최소화하였다. 설계된 모듈은 한 매크로 블록당 최대의 384개의 데이터를 469cycle로 처리한다. CAVLC 구조를 검증하기 위하여 JM 9.4부터 reference C를 개발하였으며, reference C로부터 test vector를 추출하여 설계 된 회로를 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.352-359
• /
• 2013

본 논문에서는 H.264/AVC 베이스라인 프로파일을 위한 엔트로피 코딩 유닛을 제안한다. 엔트로피 코딩에서는 매크로블록 부호화를 위해 코드 테이블들을 사용한다. 이 코드 테이블에 있는 코드워드들 간에는 일정한 패턴이 존재하는데, 본 논문에서는 코드워드의 패턴을 분석하여 하드웨어 비용을 줄였다. 제안하는 엔트로피 코딩 유닛은 Exp-Golomb 유닛과 CAVLC 유닛으로 구성된다. Exp-Golomb 유닛은 하나의 유닛에서 5가지 코드타입을 처리하고, 코드 패턴을 이용하여 두 개의 덧셈기만으로 복잡한 Exp-Golomb 연산을 처리 할 수 있다. 기존의 CAVLC 유닛은 큰 사이즈의 코드 테이블을 필요로 한다. 본 논문에서는 테이블에 차분 코드워드들을 저장하여 기존 방식대비 테이블 크기를 40% 이하로 줄인다. 엔트로피 코딩 유닛은 생성된 코드워드들이 MSB에 코드값 0이 분포되는 패턴을 이용하여 쉬프터 사이즈를 대폭 줄였다.

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제45권1호
• /
• pp.64-74
• /
• 2008

H.264/AVC의 엔트로피 부호화 방법 중 하나인 CABAC은 CAVLC 보다 높은 압축율을 보이나 화면 내 예측 시 고비트율에서는 압축 성능이 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 따라서 본 논문에서는 고화질의 비디오 응용 분야를 위하여 고비트율에서도 CABAC이 CAVLC에 못지않은 압축 성능을 발휘할 수 있도록 양자화된 DCT 계수를 위한 새로운 이진화 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 양자화된 DCT 계수의 통계적 특성을 고려하여 4개로 분할된 DCT 영역과 QP에 독립적인 이진화 방법을 이용하는 것이다. 실험 결과, 제안된 양자화된 DCT 계수를 위한 이진화 방법은 기존의 H.264/AVC의 CABAC과 비교하여 고비트율에서 높은 압축 성능의 향상을 보였으며, CAVLC에 유사한 성능을 나타내었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
• /
• 한국방송공학회 2009년도 추계학술대회
• /
• pp.107-110
• /
• 2009

본 논문에서는 무손실 위성 영상 압축의 효율을 높이기 위해 H.264/AVC의 무손실 화면내 부호화에 기반한 새로운 문맥기반 적응적 가변 길이 부호화 (CAVLC) 방법을 제안한다. 기존의 H.264/AVC의 CAVLC는 손실 압축에 적합하게 설계되었기 때문에, 변환과 양자화 과정을 수행하지 않는 무손실 압축에서 최적의 압축 성능을 제공하지 못한다. 본 논문에서는 손실 압축과 무손실 압축 환경에서 잔여 영상 신호의 통계적 차이가 있음을 확인하고, 무손실 위성 영상 압축 환경에서 잔여 신호의 통계적 특성을 고려하여 향상된 CAVLC 기반의 무손실 위성 영상 압축 방법을 제안한다. 제안한 방법을 사용하여 위성 영상을 압축한 결과 기존의 대표적인 무손실 영상 압축 방법인 JPEG-LS와 CALIC 보다 약 12% 정도 비트 수를 감소시켰다.