• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.296-302
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• 2023

멀티미디어 산업이 발전함에 따라 다양한 형식의 해상도를 표시할 수 있게 되었다. 따라서 고화질을 유지하며 해상도를 변환하는 스케일러 알고리즘의 성능과 이를 하드웨어로 구현하는 것은 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 이미지 확대/축소 스케일러의 하드웨어 설계를 고려하여 수직 방향으로는 수정된 양 선형 보간, 수평 방향으로는 양 3차 회선 보간을 사용하여 라인 메모리 부담을 줄인 조합 스케일러 알고리즘을 제안한다. 본 논문은 정량적 그리고 정성적 평가를 통해 제안하는 알고리즘의 성능을 널리 사용되는 다른 세 가지 알고리즘과 비교 평가하였고, 이를 하드웨어로 구현할 때에 필요한 하드웨어 부담을 비교하였다. 본 논문은 성능평가를 위해 정현파 신호와 8개의 일반 이미지를 사용하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.26-32
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• 2024

최근 다양한 영상의 해상도 포맷이 등장하였고, 디지털 기기는 이를 지원하기 위해 입력 영상의 해상도를 확대 또는 축소하는 전용 스케일러 칩을 내장하고 있다. 따라서 스케일러 칩의 성능과 하드웨어 크기는 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 Han이 제안한 조합 보간 스케일러 알고리즘을 Han, Jung이 제안한 Dual-clock을 가지는 라인 메모리 구조를 이용해 하드웨어 설계를 진행하였다. 제안하는 하드웨어는 QHD 환경에서 실시간으로 처리가 가능한 구조로, Verilog를 이용해 설계되었으며 Xilinx Vivado 2023.1을 이용하여 검증하였다. 또한 Han이 제안한 알고리즘과 하드웨어의 정량적 수치 평가 비교를 통해 성능을 검증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.163-170
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• 2007

본 논문에서는 bicubic 방법보다 하드웨어 구조는 간단하면서 확대 이미지는 더욱 선명한 polyphase scaler를 제안하였다. 제안된 시스템은 새로운 픽셀을 얻기 위해서 디지털 필터의 group delay를 이용하여 해상도를 확대하는 방식을 사용하였으며 bicubic 방법과 비교하여 더 좋은 성능을 가지면서 하드웨어 구조를 간단히 하여 모바일 기기 등에 쉽게 적용이 가능하도록 설계하였다. 기존 polyhpase 필터는 해상도 확대시 영상을 흐릿하게 하는 blurring 노이즈가 발생하는 문제점을 가지고 있었다. 그래서 입력 신호의 고주파 성분을 증폭시키도록 Polyphase 필터를 boost-up 필터로 수정하여 보다 선명한 결과를 얻을 수 있었다. 본 논문에서 제안하는 polyphase scaler는 Xilinx Virtex2 FPGA를 이용하여 하드웨어 검증을 수행하였다. 제안된 polyphase scaler는 핸드폰 카메라의 디지털 줌으로 사용되어 질 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권6호
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• pp.22-34
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• 2010

기존의 영상 스케일러(scaler)들은 연산량과 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해 선형 보간과 같은 간단한 보간을 적용함으로써 화질을 희생시키거나, 고품질 영상을 얻기 위하여 복잡한 보간 기법을 적용함으로써 전력소모와 크기가 큰 하드웨어 구조를 적용하여 왔다. 그러나 영상기기들의 소형화와 고화질 영상에 대한 사용자들의 욕구 증대로 소형, 저전력이면서 결과 영상의 화질 또한 우수한 스케일러의 개발이 중요시되고 있다. 따라서 본 논문은 실시간, 고화질, 소형, 저전력의 목표를 모두 달성할 수 있는 래스터 스캔(raster scan) 방식의 스케일러 하드웨어 구조를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 스케일러는 기존의 3차 보간(cubic interpolation) 기법과 룩업테이블(look-up table) 구조를 개선하여 저전력화와 소형화를 달성하였다. 제안하는 스케일러 구조의 특징은 기존의 실시간 스케일러가 포함하던 버퍼를 라인메모리로 대체하여 메모리 접근 횟수를 줄임으로써 저전력을 달성할 수 있도록 했다는 것이며, 또한 기존의 룩업테이블 구조에서 사용하던 3차 보간 수식을 재정리하여 곱셈기 수와 룩업테이블의 크기를 줄임으로써 하드웨어를 소형화하는 방법을 제안하였다. 마지막으로 사용되는 계수의 크기에 따른 결과를 분석하여 영상의 화질과 하드웨어 크기 간의 최적의 타협점을 제시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.1895-1900
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• 2010

본 논문에서는 4개의 기능 블록들로 구성된 디스플레이 변환기의 구조를 제안하였다. 디스플레이 변환기의 4개의 기능 블록들은 각각 color space converter, de-interlacer, video display scaler, gamma corrector 등이다. 제안한 구조들은 실제 하드웨어로 구현한 후 정확한 동작을 검증하였다. 구현된 디스플레이 변환기는 Altera 사의 Stratix 디바이스에서 7,629개의 LUT, 6,800개의 Logic Register를 사용하였고, 최대 270 MHz에서 동작이 가능하였다.

• ETRI Journal
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• 제42권4호
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• pp.596-607
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• 2020

Scaling is an important operation because of the iterative nature of arithmetic processes in digital signal processors (DSPs). In residue number system (RNS)-based DSPs, scaling represents a performance bottleneck based on the complexity of intermodulo operations. To design an efficient RNS scaler for special moduli sets, a body of literature has been dedicated to the study of the well-known moduli sets {2ⁿ - 1, 2ⁿ, 2ⁿ + 1} and {2ⁿ, 2ⁿ - 1, 2ⁿ⁺¹ - 1}, and their extension in vertical or horizontal forms. In this study, we propose an efficient programmable RNS scaler for the arithmetic-friendly moduli set {2^n+p, 2ⁿ - 1, 2ⁿ⁺¹ - 1}. The proposed algorithm yields high speed and energy-efficient realization of an RNS programmable scaler based on the effective exploitation of the mixed-radix representation, parallelism, and a hardware sharing technique. Experimental results obtained for a 130 nm CMOS ASIC technology demonstrate the superiority of the proposed programmable scaler compared to the only available and highly effective hybrid programmable scaler for an identical moduli set. The proposed scaler provides 43.28% less power consumption, 33.27% faster execution, and 28.55% more area saving on average compared to the hybrid programmable scaler.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3094-3097
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• 2009

임의의 입력 해상도와 출력 해상도의 비율로 주어지는 영상 축소 스케일러를 구현하려면 축소된 영상에 대한 화소의 좌표를 계산하기 위해서 범용 제산기의 사용이 요구된다. 이 범용 제산기는 매 화소마다 동작해야하기 때문에 처리속도를 높이기 위하여 LUT로 구현되나, LUT의 정밀도에 따라서 하드웨어의 규모가 비대해지는 문제가 야기된다. 본 논문에서는 제산기나 LUT 기반의 제산 연산을 수반하지 않는 영상 축소 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 비교기와 가산기만으로 구성되어 있으며, 임의의 유리수로 표현되는 축소 비율을 허용함에도 불구하고, 기존 방식에 비해서 1/10 이하로 하드웨어 규모를 줄이는 것이 가능하다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권8호
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• pp.1-11
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• 2021

본 논문에서는 HPC 시스템의 에너지 효율을 향상시키기 위해 Event-driven Uncore Frequency Scaler (eUFS)라는 새로운 전력관리 메커니즘을 제안한다. eUFS는 LAPI (LLC accesses Per Instructions) 및 CPI (Clock Cycles Per Instruction)와 같은 하드웨어 이벤트를 활용하여 언코어 주파수를 동적으로 조정한다. 기준 시간을 주기로 해당 하드웨어 이벤트를 취합하고, 취합한 이벤트와 이전 언코어 주파수를 이용해 목표 언코어 주파수를 결정한다. NPB 벤치마크를 사용한 실험을 통해 본 논문에서 제안하는 UFS 메커니즘은 C/D class NPB 벤치마크에 대해 평균 6%의 에너지 소비를 감소시키는 것으로 확인되었고 실행시간 증가는 평균 2% 수준인 것으로 확인되었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.93-101
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• 2001

본 논문에서는 DTV, TV-PIP, PC-video, camcorder, videophone 등에 널리 웅용되고 있는 영상 축소기를 제안한다. 제안된 영상 축소기는 2차원 위상 교정 디지털 필터를 이용한 고성능/고화질의 축소이미지를 제공하는 영상 축소기이다. 본 논문에서는 기존 제품에 웅용된 영상 축소기 방식인 Pixel-drop 방식, Upsampling 방식 및 Scaler32 방식의 문제점들을 모두 보완하는 엘리어싱 노이즈 제거 방법과 하드웨어 부담을 최소화한 방법인 디지털 필터의 위상 특성을 웅용한 축소원리를 설명할 것이다. 또한, 제안된 영상 축소기의 성능이 Scaler32 방식보다 우수함을 최종 시뮬레이션 결과(축소 영상)를 Scaler32 방식에 의한 결과와 비교하여 그 타당성을 증명할 것이다. 본 논문에서 제안된 영상 축소기는 라인메모리, 수직축 축소기, 수평축 축소기 및 FIFO로 크게 4블럭으로 구성되어 있다. 또한, 시스템 면적의 최소화를 위해 사용된 필터의 계수는 덧셈기와 천이기로 구현이 가능하며, 필터는 MUX-adder 형태의 구조를 가진다. 그리고, 보상 필터의 추가로 인한 필터의 대역제한폭이 영상 대역제한폭인 6MHz 까지 향상되어 원영상의 고주파 성분의 손실이 최소화된다. 제안된 영상 축소기는 하드웨어 언어인 Verilog-HDL로 설계되고, Cadence로 검증된다. 그리고, 회로 합성은 Synopsys 합성기로 합성되며, 레이아웃은 Mentor에서 수행된다. 사용되는 칩 마스터는 4,500$\mu\textrm{m}$$\times$4,500$\mu\textrm{m}$이며, 실제 레이아웃 크기는 2,528$\mu\textrm{m}$$\times$3,237$\mu\textrm{m}$이다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.615-619
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• 2009

방향 적응적인 저대역 통과 필터를 사용한 보간 방식은 화소의 방향성에 따른 적응적인 필터 처리를 통하여 가로 세로의 비율이 다른 보간을 수행할 시 생기는 영상의 왜곡을 최소화한 방식이다. 본 방식은 하드웨어 적인 구현에 적합하도록 설계되었으며, 영상의 보간 시 사용하는 저대역 통과 필터 처리 강도의 조절이 용이하여 최종 영상의 선명도를 쉽게 변경 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 적은 연산량과 화질의 변경이 용이함으로 인하여, 본 기술은 디지털 카메라, CCTV, 평판 디스플레이 장치 등 영상 보간 기술이 필요한 영상 장비에 적용될 수 있다.