• 방송공학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.152-164
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• 1996

본 논문은 GA(Grand Alliance) HDTV 동영상 부호화기의 하드웨어 구조 및 그의 구현을 위한 기술을 기술한다. 구현된 동영상 부호화기는 1125본(30Hz)의 비월주사 방식 영상을 입력으로 받고, MPEG-2에 따르는 비트열을 출력한다. 부호화기의 처리과정은 넓은 영역 움직임 추정 및 진보된 비트율 제어 기법을 포함한다. 시스템의 복잡도를 현실화하기 위해 계층적 움직임 추정기법이 사용되었고, 그것의 하드웨어 구조를 개발하였다. 또한, 시각적 화질을 향상시키기 위해 시각 특성을 이용한 적응 양자화 기법이 사용되었다. 개발된 시스템은 실시간 처리를 위해 병렬처리구조를 취하고, 프로그램 가능 소자, 기억 소자, 그리고 DCT와 움직임 추정 소자와 같은 특수 처리 소자를 이용하여 구현된다.

• 방송공학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.8-15
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• 1997

본 논문에서는 하나의 TMS320C31 Digital Signal Processor (DSP)를 사용하여 실시간으로 동작하는 Motion Picture Experts Group-1 (MPEG-1) 오디오 인코더 시스템을 구현하였다. 우선 MPEG-1 Audio Layer-2 및 심리음향모델-1 관련 기본 알고리듬을 C-언어로 구현하여 기본 동작을 확인하였다. 그리고 전체실행 시간을 줄이기 위하여, 이를 다시 Texas Instruments (Tl) 어셈블리어로 작성하였다. 마지막으로, MPEG-1 오디오 인코더 시스템을 위한 실제 DSP 하드웨어 회로 보드를 설계, 제작하였다. Analog-to-Digital Converter (ADC) 제어, 입출력 제어, 그리고 DSP 보드에서 PC로의 비트열 전송과 같은 주변 모듈들은 Very High Speed Hardware Description Language (VHDL)을 사용하여 Field Programmable Gate Array (FPGA)로 구현하였다. 제작된 시스템은 48 KHz로 샘플링 되는 스테레오 오디오 신호를 실시간으로 처리하여 192 kbps 비트율로 부호화된 비트열을 출력시킨다. 다양한 형태의 스테레오 오디오 신호를 통해, 제작된 오디오 인코더 시스템의 실시간 동작과 양질의 오디오 신호가 복원됨을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제40권5호
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• pp.417-425
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• 2003

ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication standardization sector)와 MPEG(Moving Picture Experts Group)에 의해서 최근 표준화가 완성된 H.264는 가변 블록 크기 움직임 추정, 복수참조영상, 1/4화소 움직임 예측/보상, 4×4 정수 DCT(Integer Discrete Cosine Transform), 율-왜곡 최적화(Rate-Distortion Optimization) 등의 새로운 부호화 기술로 H.263, MPEG-4 등 기존 비디오 표준에 비해 더 좋은 부호화 효율을 제공하고 있다. 그러나 새로운 부호화 기술들은 H.264 의 전반적인 복잡도를 심화시키는 주된 요인이기도 하다. 따라서, H.254 의 실제 응용을 용이하게 하기 위해서는 이러한 기술에 대한 고속 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 율-왜곡 최적화를 통한 부호화 모드 결정시 부호화기의 복잡도에서 가장 큰 비중을 차지하는 가변 블록 크기 움직임 추정 및 공간예측 부호화를 효율적으로 생략하여 부호화 모드 결정을 빠르게 수행하는 고속 모드 결정법을 제안한다. 실험결과, 제안된 방법은 부호화 효율의 손실이 거의 없으면서도 계산법을 약 4배 향상시킨다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.352-358
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• 2004

본 논문은 움직임 벡터의 분포특성을 이용한 새로운 움직임 벡터 탐색 알고리즘과 정수 연산만을 필요로 하는 정수형 DCT(Discrete Cosine Transform)를 사용하여 H.263 환경에서 동영상 부호기의 성능향상에 대해 연구한다. 정수형 DCT는 Un(Walsh-Hadamard Transform)와 정수 lifting을 이용하여 정수의 덧셈 연산만으로 DCT연산을 수행하므로 부동소수점수의 곱셈을 포함하는 기존 DCT에 비하여 연산량은 줄이면서도 동일한 PSNR을 얻는다. 새로운 움직임 벡터 탐색 알고리즘은 기존의 움직임 벡터 탐색 알고리즘인 3SS(Step Search)나 4SS에 비하여 움직임 추정에 필요한 연산량을 감소시키면서 거의 비슷한 PSNR을 보인다. 또한 모의 실험에서 H.263 부호기 환경에서 정수형 DCT와 기존 DCT는 서로 호환됨을 보인다. 따라서 본 논문에서 제안한 부호화 방법은 H.263 부호화 과정에서 동영상 정보의 효율적인 실시간 처리를 가능하게 하며 다른 동영상 부호기에도 적용하여 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2009년도 IWAIT
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• pp.618-622
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• 2009

An improvement of standard encoder has been saturated recently. However, new coding method does not have a compatibility with conventional standard. To solve this problem, new concept coding method that has a semicompatibility with standard may be discussed. On the other hand, cyclic Intra-picture coding is used for access and refreshment. However, I-picture spend large amount of bits. An enhancement of I-picture is desired with keeping its refreshment performance. Further, it's a problem that quality change at the border of GOP because of its independency. To respond these, we propose the coding which is applied an inter-frame processing at the border of GOP. Applied method is the reduction of quantization error using the motion compensated inter-picture processing. In this report, we check the improvement of the efficiency and the compatibility of proposed method. As a result of examination, we recognize that the total gain is maximally 1.2dB in PSNR. Generally, the degradation of performance in standard decoding is smaller than its gain. Also the refreshment performance is tested.

• 방송공학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.140-151
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• 2012

Wyner-Ziv 부호화 방법에서는 키 픽처 부호화를 위하여 상대적으로 복잡도가 낮은 H.264/AVC 인트라 부호화 기술을 사용하고 있다. 인트라 부호화와 달리 인터 부호화는 율 왜곡 성능은 매우 좋으나, 움직임 예측 및 보상과 같은 복잡한 연산을 반복적으로 수행하기 때문에 저복잡도 부호화를 지향하는 분산 비디오 부호화에 적합하지 않다. 하지만 제로 모션 부호화 방법은 시간적 상관도를 활용하면서도 높은 복잡도를 갖는 움직임 예측을 사용하지 않기 때문에 현재 Wyner-Ziv 부호화에 사용하고 있는 키 픽처 부호화의 좋은 대안이 될 수 있다. 특히, 변환 영역 Wyner-Ziv 잔차 신호 부호화 기술은 시간적 중복성을 WZ 픽처에만 활용하기 때문에, 제로 모션 부호화 방법으로 키 픽처를 부호화하는 경우 키 픽처와 WZ 픽처 모두 시간적 상관도를 활용하여 율 왜곡 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 본 논문에서 제안하는 제로 모션 키 픽처 부호화를 적용한 Wyner-Ziv 부호화의 경우, 인트라 키 픽처 부호화를 사용한 기존의 Wyner-Ziv 부호화 대비 평균적으로 약 9%의 복잡도가 증가되었지만, 움직임이 적은 정적인 영상에서 최대 54% 비트율이 감소하였다. 또한, 변환 영역 Wyner-Ziv 잔차 신호 부호화 기술에 제안한 제로 모션 키 픽처 부호화를 적용할 경우, 인트라 키 픽처 부호화를 사용한 기존의 Wyner-Ziv 부호화의 율 왜곡 성능과 비교하여 최대 70%의 비트율을 감소시킬 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅳ
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• pp.2072-2075
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• 2003

This paper is studied the high speed processing moving picture encodec to compress and encode a moving picture by real time. This is used the new motion vector search algorithm with smallest search point in H.263 encodec, and is applied the integer DCT for the encodec by converting a moving picture. The integer DCT behaves DCT by the addition operation of the integer using WHT and a integer lifting than conventional DCT that needs the multiplication operation of a floating point number. Therefore, the integer DCT can reduce the operation amount than basis DCT with having an equal PSNR because the multiplication operation of a floating point number does not need.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.594-600
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• 2017

본 논문에서는 고성능 HEVC(High Efficiency Video Coding) 부호기를 위한 전역탐색 기반의 움직임추정 알고리즘과 이에 적합한 하드웨어 구조를 제안한다. HEVC 화면 간 예측에서의 움직임추정은 시간적 중복성을 제거하기 위하여 보간 된 참조 픽쳐에서 현재 PU와 상관도가 높은 예측 블록을 탐색하는 과정으로 전역탐색 알고리즘과 고속탐색 알고리즘을 이용한다. 전역 탐색 기법은 주어진 탐색 영역내의 모든 후보 블록에 대하여 움직임을 예측하기 때문에 최적의 결과를 보장하지만 연산량 및 연산시간이 많은 단점을 지닌다. 그러므로 본 논문에서는 Inter Prediction의 연산량 및 연산시간을 줄이기 위해 전역탐색에서 SAD연산을 재사용하여 연산복잡도를 줄이는 새로운 알고리즘을 제안하고 이에 적합한 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 알고리즘은 HEVC 표준 소프트웨어 HM16.12에 적용하여 검증한 결과 기존 전역탐색 알고리즘보다 연산시간은 61%, BDBitrate는 11.81% 감소하였고, BDPSNR은 약 0.5% 증가하였다. 또한 하드웨어설계 결과 최대 동작주파수는 255 Mhz, 총 게이트 수는 65.1K 이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.72-81
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• 2008

고성능 DSP는 보통 캐쉬와 내부 메모리를 지원한다. 이러한 고성능 DSP에 멀티미디어 스트림 응용을 최적화하여 구현하고자 하는 경우에는, DSP 가 지원하는 캐쉬와 내부 메모리를 효율적으로 잘 활용하여야 한다. 본 논문에서는 2단계 레벨 캐쉬 구조 및 내부 메모리 구성을 지원하는 고성능 DSP인 TMS320C6000 시리즈에 대해 동영상 인코더와 같은 멀티미디어 스트림 처리 응용을 최적으로 구현하기 위해서 필요한 캐쉬 성능 분석, 내부 메모리 구성 및 배치에 따른 성능 분석과 개선 방안에 대해 연구하였다. 분석 및 실험 결과, L2 메모리의 경우, 이중 집합연관 캐쉬로 구성하고, 남은 메모리는 내부 메모리로 구성하는 것이 수행 시간 성능 개선에 효과적임을 확인하였다. 또한, L1P 캐쉬의 경우는 자주 호출되고 시간이 많이 소요되는 루틴들을 연속적으로 내부 메모리에 배치하는 것이 L1P 캐쉬의 히트 율을 개선하며, L1D 캐쉬의 경우는 사용하는 데이터의 크기를 조절하므로 써 쉽게 히트 율을 개선할 수 있다는 것을 밝혔다. 본 논문의 연구 결과는 고성능 DSP 에 멀티미디어 스트림 처리 응용을 최적화로 구현하는데 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권12호
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• pp.262-272
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• 2007

SAD(Sum of Absolute Difference) 알고리즘은 동영상 인코더에서 가장 많은 시간이 소용되는 것으로 잘 알려진 움직임 추정에서 가장 자주 계산이 수행되는 알고리즘으로, 동영상 인코딩 수행시간을 줄이기 위해서 우선적으로 최적화 구현되어야 하는 알고리즘이다. 본 논문에서는 VLIW 기반 고성능 DSP 프로세서에서의 조건 분기를 갖는 SAD 알고리즘의 최적 스케줄링 구현 방법을 제안한다. 제안 방법은 먼저 조건 분기를 갖는 중첩 루프를 VLIW 구조가 제공하는 ILP(Instruction Level Parallelism) 능력을 잘 활용할 수 있도록 충분한 크기의 루프 몸체를 가지며 또한 빨리 루프를 탈출 할 수 있는 조건 분기를 갖는 단일 루프로 변환한 후에, 모듈로 스케줄링 기법을 적용하여 VLIW 기반 프로세서에서 최적화 스케줄링 구현을 한다. 제안된 구현 방안을 TMS320C6713에서 구현하고, 코드 크기 및 수행 시간에 대한 성능 분석을 하였다. 구현된 최적화 SAD 루틴은 코드 크기도 크지 않아 임베디드 응용에 적합하며, 이 SAD 구현을 사용한 H.263 인코더가 그렇지 않은 H.263 인코더보다 훨씬 좋은 성능을 보임을 실험을 통해 확인하였다.