본 논문에서는 차세대 비디오 표준인 High Efficiency Video Coding(HEVC)의 영상 부호화 과정의 시간복잡도 감소를 위한 효율적인 Prediction Unit(PU)레벨 움직임예측(Motion Estimation, ME) 병렬화의 구현 기법을 제시하고자 한다. 움직임예측 과정은 부호화기에서 80%의 복잡도를 차지하는 과정으로 고속 부호화의 걸림돌이 되고 있다. 이를 해결하기 위한 많은 기술들이 제안되었는데, 그 방법 중의 하나가 움직임예측 알고리즘의 병렬화이다. 이러한 병렬 ME 설계의 일환으로 ME의 일부인 Merge Estimation의 병렬화를 위한 Merge Estimation Region(MER)기반의 설계방법이 제안되었다. 하지만 HEVC Test Model reference software(HM)에 반영된 MER을 이용하여 실제로 병렬화 된 ME를 구현하는 과정에서는 알고리즘 측면에서 아직 고려되지 않은 문제들이 존재한다. 이에 본 논문에서는 HM을 바탕으로 MER을 사용한 안정적인 병렬 ME를 구현하기 위한 전략으로 각 PU의 정보를 독립적으로 사용하기 위한 부분 순차화 방법과 메모리 접근제한을 이용한 병렬화 방법을 제시한다. 실험을 통해 본 연구의 우수성이 확인되었는데, 제안된 방법에 기반을 둔 구현의 전체 부호화 시간이 순차적인 ME를 이용한 HM의 것보다 평균 25.64% 감소하였다.
본 논문에서는 시분할 방식을 확장하여 윈도를 통해 비터비 복호화 되는 단위를 다중으로 버퍼링하고 병렬적으로 처리하는 비터비 복호화기를 구현한다. 연속적으로 입력되는 신호를 복호화 길이의 배수로 버퍼링한 후 이를 고속의 비터비 복호화기 셀을 이용하여 병렬적으로 복호화를 수행한다. 비터비 복호화기 셀의 사용수에 비례하여 데이터 출력율을 얻을 수 있는데 입력 버퍼의 프로그래밍 및 수정에 따라서 이러한 동작을 만족시킬 수 있다. 구현된 비터비 복호화기 셀은 해밍 거리 계산을 위한 HD 블록, 각 상태의 계산을 위한 CM 블록, 비교를 위한 CS 블록, 그리고 trace-back을 위한 TB 블록 및 LIFO 등으로 구성된다. 비터비 복호화기 셀은 ALTERA의 APEX20KC EP20K600CB652-7 FPGA에서 $1\%(351;cell)$의 LAB(Logic a..ay block)를 사용하여 최대 139MHz에서 안정적으로 동작할 수 있었다. 또한 비터비 복호화기 셀과 입출력 버퍼링을 위한 회로를 포함한 전체 비터비 복호화기는 약 $23\%$의 자원을 사용하면서 최대 1Gbps의 데이터 출력율을 가질 수 있도록 설계하였다.
본 논문에서는 다중입출력 가시광통신에서 플리커 현상을 완화하기 위한 방법에 대하여 연구하였다. LED 가시광통신은 LED의 광을 이용하여 데이터를 전송하는 기술로 조명의 역할과 동시에 네트워크 구축이 가능한 효과적인 방법이다. 최근에는 전송률 향상을 위해 다수의 송신 LED를 이용한 다중입출력 가시광통신에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 다중입출력 가시광통신은 송신 LED들 간의 광 간섭 문제와 수신부에서의 광 검출 문제, 서로 다른 데이터 비트를 전송하며 발생하는 플리커 문제점 등을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 전송률과 오류율 성능에 관한 광 간섭과 광 검출 문제는 많은 연구가 진행되고 있지만 조명의 역할을 위한 플리커 현상의 문제점에 관하여 많은 연구가 진행되지 않고 있다. 이러한 다중입출력 가시광통신에서의 플리커 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 전송 패턴의 변화를 이용한 PFM(Parallel Flicker Mitigation) 코드를 제안하고 시뮬레이션을 통해 제안하는 시스템의 플리커 완화 성능을 분석하였다.
최근 멀티미디어 서비스에 대한 사용자들의 고화질, 고해상도 요구에 따라 비디오 코덱의 연산량이 크게 증가되었기 때문에, 모바일 장치 멀티미디어 장치에서 실시간 영상 서비스를 위해서는 많은 속도 개선이 필요하다. 이에 새롭게 등장한 멀티 코어 플랫폼을 이용한 코덱 병렬화에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 비디오 코덱을 슬라이스 기반으로 병렬화 하는 방법을 제안한다. 병렬화를 위한 새로운 병렬 슬라이스(parallel slice)를 정의하고, 부호화 효율을 고려하여 병렬 슬라이스에 적합한 부호화 순서를 제안한다. 또한, 제안하는 슬라이스간의 동기화 시간을 최소화하기 위하여 복호화 가능 여부를 각각의 슬라이스에서 판단하는 동기화 방법을 제안한다. 제안하는 병렬화 슬라이스를 H.264/AVC에 적용하여 CIF 영상에 대해서 3.4%의 비트율 증가에 27.5%의 병렬화 속도 개선을 얻었으며, 720p 영상에 대해서는 2.7%의 비트율 증가에 40.7%의 병렬화 속도 개선을 얻었다.
The Trellis Coded Modulation(TCM) allows the considerable achievements of coding gains compare with conventional multi-level modulation without compromising bandwidth efficiency. In this paper, we are presented a design of the parallel Viterbi decoder for 16-QAM TCM decoder with large constraint length (K=9), which can be applicable for the Digital Audio Broadcasting(DAB) receiver. As a mid-term result, a parallel Branch Metric Calculator (BMC)can compute 16 BMs within 3 clocks and a parallel 16 Add-Compare-Selects (ACS) unit can compute in a single clock. And also, two 256 Path Metric Memories (PMM) 32 Trace Back(TB) memories are specially designed with shuffle exchange switches for 16 parallel accesses. As a VHDL simulation, we can find the correctness of proposed model, which can be operated 16 S per symbol. Now, we are performing the hardware reduction for realtime operation and FPGA implementation.
Ultra-High Definition Television (U-HDTV) 는 차세대 TV로 불리는 실감 TV의 가장 유망한 요소 기술로 주목받고 있으며 이를 효과적으로 압축하기 위한 병렬 비디오 부호화 기술 개발의 필요성이 증대되고 있다. 기존의 병렬 부호화 기술은 영상을 공간적으로 분할하고 분할비디오 (sub-sequence)를 독립적으로 부호화 하는 방식을 사용하였다. 본 논문에서는 분할비디오간의 높은 상호상관 (cross-correlation)을 이용하여 부호화 효율을 향상하는 파이프라인 (pipeline) 구조의 병렬 부 복호화기를 제안한다. 실험결과를 통하여 제안하는 기술이 압축 효율을 향상시키며 균일한 화질의 분할비디오를 생성하는 것을 확인한다.
In this paper, we propose an effective coding method of the angiography by using the scalable structure in the frequency domain for MPACS(Medical Picture Archiving and Communication System). We employed the subband decomposition method and MPEG-2 system which is the international standard coding method of the general moving picture. After the subband decomposition is applied to split an input image into 4 bands in the spatial frequency domain, the motion compensated DPCM coding method of MPEG-2 is carried out for each subband. As a result, an easily controllable coding Structure is accomplished by composing the compound hit stream for each subband group. Follows are the simulation results of the proposed sheme for the angiography. A scalable structure which can be easily controlled for a loss of transmission or the band limit can be accomplisbed in the MPEG-2 stucture by the subband decomposition minimizing the side information. And by reducing the search area of the motion vector between -4 and 3, the processing speed of a codec is enhanced by more than two times without a loss of the picture quality compare with the conventional DCT coefficients decompositon method. And the processing speed is considerably improved in the case of the parallel construction of each subband in the hardware.
터보 부호와 터보 처리는 무선 단일 입출력 통신 시스템과 마찬가지로 무선 다중 입출력 통신 시스템에서도 재귀 처리를 통하여 Shannon Limit에 근접하는 방법으로 알려져 왔다. 재귀 처리는 복호와 간섭 제거의 상호 영향을 극대화시킬 수 있으나 터보 부호는 복잡도와 내부의 복호 처리의 지연으로 인해 터보 처리에 사용되지 않고 있다. 본 논문에서는 고속 무선 통신을 위한 적응형 Turbo-PAST 처리를 갖는 터보 부호화된 다중 입출력 시스템과 효율적인 조기 정지 기법으로 E-CRC 기법을 제안한다. 시뮬레이션 결과는 Turbo-PAST가 기존 시스템보다 1.3dB 뛰어나고 제안된 E-CRC 기법은 평균 재귀 횟수 관점에서 터보 처리의 재귀를 약 1회정도 줄이는 것을 보여준다.
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.
본 논문에서는 생명창발과 진화에 기반한 신경망 구성방법을 제안한다. 이 방법은 생뭉의 DNA 구조의 특성과 식물의 생장에 기반을 둔 방법이다. 본 논문에서 제안한 방법은 DNA 코딩 방법과 L-system의 생장 구칙을 이용하여 신경망을 구성하는 방법이닫. L-system은 병렬적인 제조합 규칙을 이용하여, DNA 코딩 방법은 표현의 제약이 없는 표기법이다. 또한 진화 알고리듬은 다윈의 자연도태를 모방한 탐색법으로 다양한 해공간의 표현과 높은 효율로 탐색이 가능하다. 본 논문에서는 이러한 방법들을 이용햐 신경망을 구성하고, 신경망의 Mackey-Glass, Sunspot, KOSPI 같은 시계열 예측분제에 적용하여 유효성을 입증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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