• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권9호
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• pp.4467-4486
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• 2016

Discrete cosine transform (DCT) based JPEG standard significantly improves the coding efficiency of image compression, but it is unacceptable event in serious blocking artifacts at low bit rate and low efficiency of high-definition image. In the light of all phase digital filtering theory, this paper proposes a novel transform based on discrete sine transform (DST), which is called all phase discrete sine biorthogonal transform (APDSBT). Applying APDSBT to JPEG scheme, the blocking artifacts are reduced significantly. The reconstructed image of APDSBT-JPEG is better than that of DCT-JPEG in terms of objective quality and subjective effect. For improving the efficiency of JPEG coding, the structure of JPEG is analyzed. We analyze key factors in design and evaluation of JPEG compression on the massive parallel graphics processing units (GPUs) using the compute unified device architecture (CUDA) programming model. Experimental results show that the maximum speedup ratio of parallel algorithm of APDSBT-JPEG can reach more than 100 times with a very low version GPU. Some new parallel strategies are illustrated in this paper for improving the performance of parallel algorithm. With the optimal strategy, the efficiency can be improved over 10%.

• 대한전자공학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.70-77
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• 1984

This paper represents a fast computational algorithm for the discrete sine transform defined by Kekre and Solanki. Techniques are developed to factor the discrete sine trans form matrix into M=log2 2N matrices, where the number(N) of sampled data points is a power of two. Each factorial matrix contains not more than two non-zero real elem tints in any row or column. As a result of this method, the exact a배orithm for the fast discrete sine transform is accomplished. The algorithm is illustiated by a signal flow graph, which may be readily translated to hardware or software implementation.

• ETRI Journal
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• 제39권5호
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• pp.672-682
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• 2017

Video compression exploits statistical, spatial, and temporal redundancy, as well as transform and quantization. In particular, the transform in a frequency domain plays a major role in energy compaction of spatial domain data into frequency domain data. The high efficient video coding standard uses the type-II discrete cosine transform (DCT-II) and type-VII discrete sine transform (DST-VII) to improve the coding efficiency of residual data. However, the DST-VII is applied only to the Intra $4{\times}4$ residual block because it yields relatively small gains in the larger block than in the $4{\times}4$ block. In this study, after rearranging the data of the residual block, we apply the DST-VII to the inter-residual block to achieve coding gain. The rearrangement of the residual block data is similar to the arrangement of the basis vector with a the lowest frequency component of the DST-VII. Experimental results show that the proposed method reduces the luma-chroma (Cb+Cr) BD rates by approximately 0.23% to 0.22%, 0.44% to 0.58%, and 0.46% to 0.65% for the random access, low delay B, and low delay P configurations, respectively.

• 방송공학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.100-108
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• 2023

하이브리드 블록 기반 비디오 압축에서 변환 부호화는 공간 영역의 잔차 신호를 주파수 영역으로 변환하여 낮은 주파수 대역에 에너지를 집중시켜 이후 엔트로피 코딩 과정에서 높은 압축률을 달성할 수 있게 한다. 최신 비디오 압축 표준인 VVC(Versatile Video Coding)는 DCT-2(Discrete Cosine Transform type 2), DST-7(Discrete Sine Transform type 7), DCT-8(Discrete Cosine Transform type 8)를 사용하여 주변환을 수행한다. 본 논문에서는 DCT-2, DST-7, DCT-8이 모두 선형 변환임을 고려하여, 선형 변환의 선형성을 이용하여 역변환 시 곱셈 연산량을 줄이는 역변환 방법을 제안한다. 제안하는 역변환 방법은 VVC의 참조 소프트웨어인 VVC Test Model-8.2 (VTM-8.2) 대비 비트율의 증가 없이 부호화 시간과 복호화 시간이 AI(All Intra)에서 평균 26%, 15%, RA(Randon Access)에서 평균 4%, 10% 감소하였다.

• 전자공학회논문지B
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• 제33B권2호
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• pp.103-110
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• 1996

In this paper, we propose a unified systolic array for the computation of the 2D discrete cosine transform/discrete sine transform/discrete hartley transform (DCT/DST/DHT). The unified systeolic array for the 2D DCT/DST/DHT is a generalization of the unified systolic array for the 1D DCT/DST/DHT. In order to calculate the 2D transform, we compute 1D transforms along the row, transpose them, and obtain 1D transforms along the column. When we compare the proposed systolic array with the conventional method, our architecture exhibits a lot of advantages in terms of latency, throughput, and the number of PE's. The simulation results using very high speed integrated circuit hardware description language (VHDL), international standard language for hardware description, show the functional validity of the proposed architecture.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권9호
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• pp.4448-4466
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• 2018

In recent years, due to its high efficiency and better performance, the high efficiency video coding (HEVC) has become the most common compression standard in the field of video coding. In this paper, the framework of HEVC is deeply analyzed, and an improved HEVC video coding algorithm based on all phase biorthogonal transform (APBT) is proposed, where APBT is utilized to replace the discrete cosine transform (DCT) and discrete sine transform (DST) in original HEVC standard. Based on the relationship between APBT and DCT, the integer APBT is deduced. To further improve the coding performance, an optimal HEVC video coding algorithm based on hybrid APBT is proposed. The coding performance of the proposed HEVC coding algorithm is improved without increasing the complexity. Experimental results show that compared with HEVC standard algorithm, the improved HEVC video coding algorithm based on hybrid APBT can improve the coding performance of chrominance components by about 0.3%.

• 방송공학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.321-326
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• 2017

HEVC 표준은 정수 화소로 표현된 신호에 DCT-II를 기반으로 하는 보간 필터를 사용하여 부화소 신호를 생성한다. 이러한 방법으로 생성된 신호는 움직임 보상 및 예측의 성능 향상을 가져온다. HEVC 표준은 부화소를 생성하기 위해서 길이가 다른 각각의 DCT 보간 필터를 사용하고 있다. 1/2-화소를 생성할 땐, 필터의 길이가 8인 DCT 기반 보간 필터를 사용하며, 1/4-화소와 3/4-화소의 경우에는 필터의 길이가 7인 DCT 기반 보간 필터를 사용한다. 본 논문에서는 DST-VII을 기반으로 하는 보간 필터를 제안하여, 움직임 보상 및 예측의 성능 향상을 가져온다. 본 논문에서 제안하는 방법은 HEVC 표준보다 BD-rate가 Random Access와 Low Delay B configurations에서 각각 0.45%와 0.5%의 성능 향상을 가져온다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.37-40
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• 2021

비디오 압축 시 변환(transform)은 예측을 통해 만들어진 공간 영역에서의 잔차신호를 주파수 영역으로 변환함으로써 낮은 주파수 대역으로 에너지를 이동시켜 비디오 압축에서 중요한 역할을 수행한다. VVC(Versatile Video Coding)에서는 DCT-II(Discrete Cosine Transform-II), DST-VII(Discrete Sine Transform-VII), DCTVIII(Discrete Cosine Transform-VIII)를 이용하여 잔차신호 변환을 수행한다. 본 논문에서는 DCT-II, DST-VII, DCT-VIII 가 모두 선형 변환(linear transform)이라는 점에서 착안하여 변환의 선형성을 이용하여 계산량을 감소시키는 역변환을 제안한다. 실험결과 변환 수행 시 약 12.7%의 시간이 감소되는 것을 확인하였다.

• 산업기술연구
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• 제14권
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• pp.19-28
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• 1994

일반적으로 2차원 Poisson 방정식을 풀기 위해 유한 차분법을 이용하여 tridiagonal block Toeplitz 선형방정식을 얻는다. 이 선형방정식의 독특한 형태를 활용하기 위해 Lyapunov 방정식으로 변화시킨 다음 이산정현변환(DST)을 이용해서 대각선 행렬로 만들면 계산이 용이해진다. 또 DST는 FFT를 이용해 계산할 수 있으므로 고속 계산이 가능하다. FFT를 병렬로 처리하기 위해 프로세서가 4,096개인 SIMD 컴퓨터 MP-2에서 시뮬레이션했다. 본 논문에서는 알고리즘 유도, 매핑 및 시뮬레이션 결과를 제시했다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.107-109
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• 2017

HEVC 표준은 정수 화소로 표현된 신호에 DCT-II 를 기반으로 하는 보간 필터를 사용하여 부화소 신호를 생성한다. 움직임 보상 및 예측의 성능 향상을 위해서 부화소 신호를 생성하는 방법을 이용한다. HEVC 표준은 부화소를 각각 1/4-화소 단위로 생성을 하며, 부화소를 생성하기 위해서 길이가 다른 각각의 DCT 보간 필터를 사용하고 있다. 1/2-화소를 생성하는 경우에는 필터의 길이가 8 인 DCT 기반 보간 필터를 사용하며, 1/4-화소와 3/4-화소의 경우에는 필터의 길이가 7 인 DCT 기반 보간 필터를 사용한다. 본 논문에서는 DST-VII을 기반으로 하는 보간 필터를 제안하여, CTU-Level 단위로 RDO 과정을 통해 최적화된 보간 필터를 선택하여 사용한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 HEVC 표준보다 BD-rate 가 Low Delay B 와 Random Access configurations 에서 각각 0.6%와 0.6%의 성능 향상을 가져오며 Low Delay P configuration 에서 0.5%의 성능감소를 보인다.