• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권9호
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• pp.4587-4605
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• 2019

High Efficiency Video Coding (HEVC) suffers from high computational complexity due to its quad-tree structure in motion estimation (ME). This paper exposes an adaptive search range decision algorithm for accelerating HEVC integer-pel ME on GPU which estimates the optimal search range (SR) using a MAP (Maximum A Posteriori) estimator. There are three main contributions; First, we define the motion feature as the standard deviation of motion vector difference values in a CTU. Second, a MAP estimator is proposed, which theoretically estimates the motion feature of the current CTU using the motion feature of a temporally adjacent CTU and its SR without any data dependency. Thus, the SR for the current CTU is parallelly determined. Finally, the values of the prior distribution and the likelihood for each discretized motion feature are computed in advance and stored at a look-up table to further save the computational complexity. Experimental results show in conventional HEVC test sequences that the proposed algorithm can achieves high average time reductions without any subjective quality loss as well as with little BD-bitrate increase.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 신호처리소사이어티 추계학술대회 논문집
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• pp.87-90
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• 2003

This paper presents a variable block size motion estimation (ME) algorithm and hardware architectures dedicated to H.264/AVC. Proposed ME architecture can achieve real-time processing for 720$\times$480@30Hz with search range of [-64, +63] in the horizontal and [-32, +31] in the vertical direction at integer-pel accuracy and upto 7 reference frames at the operating frequency of 54MHz.

• 정보처리학회논문지B
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• 제12B권2호
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• pp.131-136
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• 2005

동영상 데이터를 실시간으로 전송하기 위해서는 데이터의 압축이 필수적인데, 이때 움직임 추정 기법을 사용하여 동영상내에 존재하는 중복된 데이터를 제거함으로써 데이터를 압축한다. 일반적으로, 움직임 추정 기법은 정 화소 움직임 벡터 추정과 반 화소 움직임 벡터 추정으로 이루어져 있는데, 블록 정합 기법을 사용하는 정 화소 움직임 벡터 추정을 위하여 많은 기법들이 제안되어 정 화소 움직임 추정에 소요되는 계산량을 줄였지만, 반 화소 보간과 블록 정합 기법을 사용하는 반 화소 움직임 벡터 추정을 위해서 그렇지 않다. 본 논문에서는 많은 계산량을 필요로 하는 반 화소 움직임 추정을 위한 기법을 제안하였는데, 제안된 기법은 정 화소와 반 화소 사이에 존재하는 움직임 벡터들의 상관성을 이용하였다. 실험을 통하여, 제안된 기법과 일반적으로 반 화소 움직임 추정에 사용되는 기법을 비교하였을 경우, 제안된 기법은 움직임 보상 예측된 화질면에 있어서 약 $0.07\~0.69(dB)$정도 저하되었지만, 탄 화소 움직임 벡터 추정의 속도면에 있어서 약 $2.5\~80$배 이상 높은 성능 향상을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.159-166
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• 2013

본 논문은 움직임 추정 전용 프로세서를 위한 효율적인 루프 가속기를 제안한다. 실제로 움직임 추정 알고리즘은 복잡하고 다양한 순환 명령어들을 포함하고 있다. 본 논문에서는 효율적인 하드웨어 루프 명령어들을 지원하기 위해서, 네 개의 루프 명령어와 그에 따른 하드웨어 구조를 소개한다. 검증 결과 제안된 루프 가속기가 early-termination을 이용한 움직임 추정 시 비교명령어와 조건부 점프명령어를 갖고 있는 전형적인 구현 방법과 비교했을 때 평균 명령어 사이클 수를 약 29% 줄일 수 있다는 것을 보여준다. 제안된 움직임 추정 전용 프로세서 루프 가속기는 프로그램 메모리의 접근 빈도를 상당히 줄일 수 있고, 전력 소모를 많이 절약할 수 있다. 따라서, 제안된 루프 가속기는 전력 소모가 적고, 유연한 움직임 추정에 적합하다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권2호
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• pp.93-99
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• 2016

Background: Industrial X-ray CT system is normally applied to non-destructive testing (NDT) for industrial product made from metal. Furthermore there are some special CT systems, which have an ability to inspect nuclear fuel assemblies or rocket motors, using high power and high energy (more than 6 MeV) pulsed X-ray source. In these case, pulsed X-ray are produced by the electron linear accelerator, and a huge number of photons with a wide energy spectrum are produced within a very short period. Consequently, it is difficult to measure the X-ray energy spectrum for such accelerator-based X-ray sources using simple spectrometry. Due to this difficulty, unexpected images and artifacts which lead to incorrect density information and dimensions of specimens cannot be avoided in CT images. For getting highly precise CT images, it is important to know the precise energy spectrum of emitted X-rays. Materials and Methods: In order to realize it we investigated a new approach utilizing the Bayesian estimation method combined with an attenuation curve measurement using step shaped attenuation material. This method was validated by precise measurement of energy spectrum from a 1 MeV electron accelerator. In this study, to extend the applicable X-ray energy range we tried to measure energy spectra of X-ray sources from 6 and 9 MeV linear accelerators by using the recently developed method. Results and Discussion: In this study, an attenuation curves are measured by using a step-shaped attenuation materials of aluminum and steel individually, and the each X-ray spectrum is reconstructed from the measured attenuation curve by the spectrum type Bayesian estimation method. Conclusion: The obtained result shows good agreement with simulated spectra, and the presently developed technique is adaptable for high energy X-ray source more than 6 MeV.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권3호
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• pp.135-142
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• 2016

운량 기반 기온감률 추정모형을 이용하여 0600과 1500의 기온감률을 모의하고, 최저 및 최고기온 추정과정에 활용되었던 기존의 단일 기온감률($-6.5^{\circ}C/km$, $-9^{\circ}C/km$)에 비해 추정 기온감률이 0600, 1500 기온의 추정오차를 개선할 수 있는지 확인하였다. 경남 하동과 전남 구례, 광양 지역의 '하동 2 수위표' 집수역을 기온감률 추정기법의 실용성 평가 지역으로 선정하고, 이 집수역 내 기상관측지점 12곳의 0600, 1500 기온자료를 2015년 한 해에 대해 수집하였다. 또한 2015년의 기상청 하늘상태 초단기예보 5km 격자자료를 이용, 대상 집수역의 0600, 1500 운량(0~10) 공간평균값을 계산하여 기온감률을 추정하였다. 검증지점의 0600 기온 추정오차는 기존 기온감률을 적용한 경우 평균 ME $-0.39^{\circ}C$, RMSE $1.45^{\circ}C$ 였으나, 새로운 기온감률로 변경한 결과 ME $-0.19^{\circ}C$, RMSE $1.32^{\circ}C$로 개선되었으며, 맑은 날은 ME $-0.8^{\circ}C$에서 $-0.57^{\circ}C$로, RMSE는 $1.72^{\circ}C$에서 $1.42^{\circ}C$로 감소되었고 흐린 날은 ME $-0.17^{\circ}C$에서 $-0.06^{\circ}C$, RMSE $1.16^{\circ}C$에서 $1.01^{\circ}C$로 줄어들었다. 또한 1500 기온에서 기존의 단일 기온감률과 추정 기온감률의 적용결과를 비교하면 맑은 날은 기온 추정오차에 거의 차이가 없었지만, 흐린 날은 기존 ME $-0.69^{\circ}C$, RMSE $1.54^{\circ}C$에서 ME $-0.51^{\circ}C$, RMSE $1.19^{\circ}C$로 개선되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권6C호
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• pp.459-470
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• 2008

In this paper, we propose a fast ME (motion estimation) algorithm for MPEG-4 to H.264 Transcoder. Whereas 2 modes ($8{\times}8$, $16{\times}16$) are used for ME in MPEG-4 simple profile, ME using 7 modes is supported for further enhanced coding efficiency in H.264. The transcoding speed is affected dominantly by the computational complexity of encoder part in transcoder, where ME module of H.264 encoder has high complexity due to using 7 modes. In order to increase the speed of transcoding between MPEG-4 and H.264, we use 3 PMVs (predicted motion vectors) and the mode information of MBs (macroblocks) provided from the decoder part of transcoder. Since the proposed 3 PMVs are very close to an optimal motion vector, and we consider only some restricted modes according to the MB information transferred from decoder part, the proposed scheme can speed up the transcoding procedure without loss of image quality. We show experimental results which demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm, where performance of our scheme is compared with that of the conventional fast algorithm for H.264.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.811-812
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• 2008

In this paper, a modified cross search algorithm for fast block matching motion estimation is proposed. Various Motion Estimation (ME) algorithms have been proposed since ME requires large computational complexity. The proposed algorithm employs Modified Cross Search Pattern (MCSP) to search the motion vector. Efficient compression can be achieved since Modified Cross Search Algorithm (MCSA) simplifies the search pattern to reduce the computational complexity. The experimental results show that proposed algorithm reduces the search points up to 29% compared to conventional methods.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제3권6호
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• pp.397-403
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• 2014

A new video compression standard called High Efficiency Video Coding (HEVC) has recently been released onto the market. HEVC provides higher coding performance compared to previous standards, but at the cost of a significant increase in encoding complexity, particularly in motion estimation (ME). At the same time, the computing capabilities of Graphics Processing Units (GPUs) have become more powerful. This paper proposes a parallel integer-pel ME (IME) algorithm for HEVC on GPU using the Compute Unified Device Architecture (CUDA). In the proposed IME, concurrent parallel reduction (CPR) is introduced. CPR performs several parallel reduction (PR) operations concurrently to solve two problems in conventional PR; low thread utilization and high thread synchronization latency. The proposed encoder reduces the portion of IME in the encoder to almost zero with a 2.3% increase in bitrate. In terms of IME, the proposed IME is up to 172.6 times faster than the IME in the HEVC reference model.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권3C호
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• pp.278-286
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• 2010

DTV의 Full HD급이 보편화되면서 LCD(Liquid Crystal Display)기반 대형화와 고화질 요구가 급속도로 증대되고 있다. 이에 LCD의 잔상효과 제거와 격동적인 화면에서의 고화질 구현을 위해 수신 단에서 후처리 과정으로 움직임 보상 기반 프레임 보간법(MCFI)이 사용되고 있다. 이때 움직임 예측 시 구현의 용이성 때문에 블록정합기법(BMA)이 가장 많이 사용되고 있지만 여러 가지 문제점을 보여주고 있다. 본 논문에서는 움직임 정보의 정확성을 높이고 움직임 예측의 계산량 감소를 위하여 움직임 형태 기반의 움직임 예측 기법을 제안 한다. 움직임 정보의 정확성 향상을 위하여 움직임 형태를 기반으로 움직임 예측을 수행한다. 그리고 계산양 감소를 위하여 움직임 영역에서만 예측을 수행하는데 제안한 방법은 전 영역 움직임 예측기의 평균 25% 계산양만으로 비슷한 성능의 결과를 보여주고 있으며 특히 빠른 움직임 영역에서는 다른 여러 가지 움직임 예측 기법들 보다 우월한 성능을 보여준다.