• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권12호
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• pp.50-57
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• 2009

본 논문에서는 H.264/AVC 영상 압축 기술에서 영상데이터의 통계적 중복성을 제거하기 위한 CAVLC의 하드웨어 복호기 구조를 제안한다. 기존의 CAVLC 하드웨어 복호기는 4단계에 걸쳐 5가지 코드를 복호한다. 복호과정에서 각 단계 전환시 불필요한 유휴 사이클이 포함되어 복호기의 성능을 저하시키고 또한 가변길이의 코드 복호과정 중 유효비트길이 계산 과정에서도 불필요한 유휴 사이클을 포함한다. 본 논문에서는 이러한 유휴 사이클을 효과적으로 제거하기 위한 하드웨어 구조를 제안한다. 첫 번째로 복호된 코드를 저장하는 불필요한 버퍼를 제거하여 파이프라인 구조를 효율적으로 개선하고 두 번째로 유효비트길이를 계산하는 과정에서 연산 및 제어를 단순화하는 쉬프터 구조를 제안한다. 제안된 방법을 적용한 결과 하나의 매크로 블록을 처리하는데 평균적으로 89사이클만을 소모한다. 기존 방식에 비하여 29% 가량 성능이 향상됨을 확인하였다. 제안된 구조를 0.18um CMOS 공정을 적용하여 합성하였을 경우 최대 동작 주파수는 140Mhz이며 게이트 크기는 11.5K이다. 기존 방식에 비해 사이클 수는 적게 소모하면서도 적은 회로 사이즈를 구현하여 저전력 동작이 가능하다.

• 한국항행학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.69-79
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• 2013

본 논문에서는 H.264/AVC의 부호기를 제작하기 위하여 DCT(Discrete Cosine Transform) 부호화와 엔트로피 부호화인 CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding)를 하드웨어 IP로 설계하고 나머지 부분은 소프트웨어로 설계하는 병행설계(Co-Design)방법을 이용하였다. DCT 및 Hadamard 변환의 처리속도를 개선하기 위하여 Shift table을 제안하여 기존의 방식보다 16(%)정도 빠른 연산이 가능했다. 설계된 IP들은 Xilinx ML410보드의 Virtex-4 FX60 FPGA에 다운로드하여 MicroBlaze CPU를 이용하여 H.264/AVC의 참조 소프트웨어인 JM13.2와 연동이 가능하도록 설계하였다. 검증을 위해 각 IP에 대한 기능 시뮬레이션을 ModelSim을 이용하여 수행하였다. 마지막으로 실제 FPGA에 포팅하여 정상 동작여부를 확인하였다. 실험 결과 MicroBlaze를 이용한 S/W 연산시와 비교하여 H/W를 이용할 경우 DCT는 약 16배, CAVLC는 약 10배 빠른 처리 속도를 나타내었다. 본 연구는 H.264시스템의 H/W와 S/W의 병행설계에 관한 것이지만, 개발에 사용한 방법은 다른 임베디드 시스템 개발에도 유용하게 사용할 수 있다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.191-194
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• 2012

CU 정보 중에서 분할 정보 및 스킵 정보는 공간적으로 인접한 CU뿐만 아니라 시간적으로 대응되는 CU와 매우 유사한 특성을 지닌다. 본 논문은 CU 정보를 부호화할 때, 공간적 상관도뿐만 아니라 시간적 상관도를 이용함으로써 부호화 효율을 향상시키는 방법을 제안한다. CABAC의 경우에는 CU 분할정보 및 스킵 정보에 대한 문맥모델을 생성할 때 시간적으로 대응되는 CU의 정보를 활용하고, CAVLC의 경우에는 시간적으로 대응되는 CU정보를 이용하여 현재 CU 정보들을 유추하는 방법을 이용하여 부호화하였다. 그 결과 현재까지 나온 HM3.0와 비교하여 CABAC에서 0.1%~0.6%의 성능 향상을 보였고 CAVLC에서는 0.1%~0.4%의 성능 향상이 있었고, 특히 시간적으로 가까운 참조프레임을 사용하는 저지연 환경에서 더 좋은 성능을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권3C
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• pp.245-249
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• 2006

일반적으로 H.264/AVC 압축 표준의 CAVLC 복원 기법에 있어서 많은 횟수의 메모리 액세스가 요구되어진다. 그런데 이것은 상당한 전력 소모를 가져오기 때문에 DMB 및 비디오폰 서비스에 있어서 큰 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 효율적인 run_before 복원 방식을 제안한다. 제안 방식에서는 산술 연산으로 구성된 FSM 기법을 토대로 하여 복호화시에 야기되는 메모리 액세스가 제거된다. 모의 실험 결과는 제안 방식에 의하여 화질의 손실이 발생하지 많으며 시스템 Power가 절약됨을 보여준다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.119-126
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• 2013

실시간 부호 매김과 비디오데이터 부호화 변환을 위한 비디오 부호화 방법은 비디오 압축 과정을 가진 통합 부호화 기법을 사용한다. 본 연구에서는 접근이 허용되지 않은 비디오 데이터를 가진 사람이 접근을 하지 못하도록 비디오 데이터 부호화 기법에 대해서 연구 하였다. H.264 엔트로피 코딩에 대한 연구와 H.264 CAVLC 부호화 방법을 이용하여 진보된 비디오 부호화 알고리즘에 대한 연구이다. 특히 보다 더 강한 보안 부호화 프레임을 만들기 위하여 혼합 알고리즘을 제안하였다. 제안한 방법은 비디오 데이터 암호화 기능과 압축률이 호전됨을 실험을 통하여 알 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제31권5호
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• pp.510-517
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• 2009

A high throughput parallel decoding method is developed for context-based adaptive variable length codes. In this paper, several new design ideas are devised and implemented for scalable parallel processing, a reduction in area, and a reduction in power requirements. First, simplified logical operations instead of memory lookups are used for parallel processing. Second, the codes are grouped based on their lengths for efficient logical operation. Third, up to M bits of the input stream can be analyzed simultaneously. For comparison, we designed a logical-operation-based parallel decoder for M=8 and a conventional parallel decoder. High-speed parallel decoding becomes possible with our method. In addition, for similar decoding rates (1.57 codes/cycle for M=8), our new approach uses 46% less chip area than the conventional method.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.39-42
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• 2005

H.264, a recently proposed international video coding standard, has adopted context-based adaptive variable length coding (CAVLC) as the entropy coding tool in the baseline profile. By combining an adaptive variable length coding technique with context modeling, we can achieve a high degree of redundancy reduction. However, CAVLC in H.264 has weakness that the correct prediction rate of the variable length coding (VLC) table is low in a complex area, such as the boundary of an object. In this paper, we propose a VLC table prediction scheme considering multiple reference blocks; the same position block of the previous frame and the neighboring blocks of the current frame. The proposed algorithm obtains the new weighting values considering correctness of the VLC table for each reference block. Using this method, we can enhance the prediction rate of the VLC table and reduce the bit-rate.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권12호
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• pp.102-107
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• 2007

본 논문에서는 메모리 공정이 필요 없고 내장 프로세서를 사용하지 않는 H.264/AVC 엔트로피 복호기를 제안한다. 기존에 발표된 H.264/AVC 엔트로피 복호기의 경우 상당수의 연구가 내부의 ROM 또는 RAM이 필요하기 때문에 일반적인 디지털 로직 공정에서 구현이 어렵다. 또한 상당수의 연구가 비트열 처리를 위하여 내장 프로세서를 사용하기 때문에 면적이 크고 전력소모가 많은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 내장 프로세서를 사용하지 않는 H.264/AVC Hardwired 엔트로피 복호기를 제안함으로써 데이터 처리 속도를 증가시키고 전력 소모를 줄인다. 또한 CAVLC 복호기에서 복호 시에 이용되는 룩업 테이블 및 저장 공간을 최적화하고 내장 메모리를 사용하지 않는 구조를 제안함으로써, 기존 연구에 비해 하드웨어 크기를 줄이고 ROM 또는 RAM이 지원되지 않는 디지털 로직 제조 공정에서도 쉽게 구현이 가능하다. 설계된 엔트로피 복호기는 H.264/AVC 비디오 복호기의 일부로 내장되어 전체 시스템에서 동작하는 것을 검증하였다. TSMC 90nm 공정으로 합성한 결과 최대동작주파수는 125MHz이며, QCIF, CIF, QVGA 영상을 지원할 뿐만 아니라 nC 레지스터 등 약간의 수정을 통해서 VGA 영상도 지원이 가능하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.35-43
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• 2008

새로운 컨텍스트 기반 적응형 가변 길이 코드의 효율적인 병렬처리 기법을 개발하였다. 본 논문에서는 확장적인 병렬처리, 작은 면적, 저전력 설계를 위한 몇 가지 새로운 아이디어 제시한다. 첫 번째, 빠른 저전력 연산을 위해 메모리 방식 대신에 단순화된 논리 연산 방식으로 회로를 설계하였다. 두 번째, 효율적인 논리 연산을 위하여 코드 길이를 이용하여 코드들을 그룹지었다. 세 번째, M 비트까지의 입력은 고속 처리를 위하여 병렬 처리하였다 비교를 위해 M=8인 병렬 논리 연산 복호기와 대표적인 기존 방식의 복호기를 설계하여 비교하였다. 실험 결과, 제안한 기법은 고속 병렬처리가 가능하며 같은 복호 속도 (M=8일 때, 1.57codes/cycle) 에서는 기존 방식의 복호기보다 46% 작은 면적을 사용한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제45권5호
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• pp.35-42
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• 2008

본 논문에서는 기존 VLCT의 재구성에 기반한 고속 Coeff_token 복호화 방식을 제안한다. 기존의 개선 방식은 여전히 많은 메모리 엑세스를 필요로 하기 때문에 고속 복원 및 저 전력 소비를 요하는 PMP, DMB, DVB-H와 같은 멀티미디어 서비스에 적합하지 않다. 본 논문에서는 Coeff_token 복원에 사용되는 기존 부호어들의 구조 분석을 통하여 새로운 부호어 구조를 정의하고 이들을 효율적으로 저장하는 메모기 구조를 제시한다. 모의실험은 제안 방식이 기존 방식보다 최소 10%에서 최대 57% 정도 메모리 액세스 이득을 지니고 있음을 보인다. 이것은 세안 방식이 복원 영상의 성능과 화질의 저하없이 복원시에 요구되는 저 전력 소비 및 고속 처리 제약을 해결할 수 있음을 의미한다.