• 제목/요약/키워드: lifting scheme

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MCM과 폴딩 방식을 적용한 웨이블릿 변환 장치의 VLSI 설계 (VLSI Design for Folded Wavelet Transform Processor using Multiple Constant Multiplication)

  • 김지원;손창훈;김송주;이배호;김영민
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.81-86
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    • 2012
  • 본 논문은 하드웨어 곱셈 연산을 최적화 한 리프팅 기반의 9/7 웨이블릿 필터의 VLSI 구조를 제안한다. 제안하는 구조는 범용 곱셈기를 사용하는 기존의 리프팅 기법과 달리 웨이블릿 계수에 패턴 탐색 기법의 Lef$\grave{e}$vre 알고리즘을 적용하였으며, MCM(Multiple constant multiplication)과 폴딩 방식을 9/7 DWT 필터에 적용하여 효율적으로 하드웨어 설계가 이루어 질수 있도록 제안하였다. 이러한 구조는 하드웨어 자원을 100% 활용하는 이점을 지니며, 이전의 성능에 비해 화질 열화 없이 단순한 하드웨어 구조, 속도, 면적, 전력소모 측면에서 효율적이다. 비교 실험을 위해 Verilog HDL을 통해 구현하였으며, $0.18{\mu}m$ CMOS 공정의 스탠다드 셀을 이용하여 합성하였다. 제안한 구조를 기존의 구조와 200MHz의 합성 타겟 클럭 주파수에서 비교하였을 때 면적, 전력소모 측면에서 60.1%, 44.1% 감소하였으며, 이를 통해 이전의 리프팅 기법에 비해 하드웨어 구현에 보다 최적화된 구조임을 보여준다.

무손실 음향부호화를 위한 정수 DCT실현기법 (An Integer DCT Algorithm for Lossless Audio Coding)

  • 신재호;박세형
    • 정보통신설비학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.1-11
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    • 2006
  • Lifting scheme based integer transforms provides very useful properties on the multimedia coding. An integer transform outputs the integer form when the input has integer value. This doesn't produce quantization errors on coding, so integer transforms are adequate to lossless coding, In this paper, we present an integer DCT algorithm which is able to transform audio signal with longer length. Also the proposed method can be easily implemented recursively even though input is long time. We present the method to overcome the poor approximation which is produced by recursive lifting step. And we have applied the proposed integer DCT to lossless audio coding.

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리프팅 구조를 경유한 고속의 DCT 계산 알고리즘에 관한 연구 (A Study on the Fast Computational Algorithm for the Discrete Cosine Transform(DCT) via Lifting Scheme)

  • 지인호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.75-80
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    • 2023
  • 미래의 무선과 휴대용 계산 응용에서 DCT 대체할 수 있는 가역적인 블록 변환의 구현을 제시하였다. 이것을 binDCT라 불린다. BinDCT에서 정방향과 역방향 변환들은 이진 천이와 더하기 연산으로 구현될 수 있다. 그리고 binDCT는 바람직한 DCT 특징인(고코딩이득, DC손실 없음, 대칭적인 기저함수, 재귀적 구성)을 유지한다. 또한 binDCT는 lifting 특징인(빠른 구현, 가역적인 정수대정수 매핑, 내부 계산)을 유지한다. 따라서 복잡한 DCT 연산을 보다 빠르게 실행할 수 있는 장점을 가진다. 이 논문에서는 DCT와 binDCT의 계산비용과 성능분석을 Shapiro의 EZW을 사용하여 제시하였다.

Lifting 기반 1D DWT 영역 상의 강인한 DNA 워터마킹 (A Robust DNA Watermarking in Lifting Based 1D DWT Domain)

  • 이석환;권기룡;권성근
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권10호
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    • pp.91-101
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    • 2012
  • 개인 유전정보 또는 대용량 DNA 저장 정보의 보호와 GMO(Genetically Modified Organism) 저작권 보호를 위하여 DNA 서열 워터마킹 연구가 필요하다. 기존 멀티미디어 데이터 워터마킹에서는 강인성 및 비가시성에 대한 성능이 우수한 DCT, DWT, FMT(Fourer-Mellin transform) 등 주파수 기반으로 설계되어졌다. 그러나 부호 영역 서열의 주파수 기반 워터마킹은 아미노산 보존성을 유지하면서 변환 및 역변환을 수행하여야 하므로, 워터마크 삽입에 대한 상당한 제약을 가진다. 따라서 본 논문에서는 변이 강인성, 아미노산 보존성 및 보안성을 가지는 부호 영역 서열의 Lifting 기반 DWT 변환 계수를 이용한 워터마킹을 제안하며, 주파수 기반 DNA 서열 워터마킹에 대한 가능성을 제기한다. 실험 결과로부터 제안한 방법이 10%의 포인트 변이와 5%의 삽입 및 삭제 변이에 대한 강인성을 가지며, 아미노산 보존성 및 보안성을 가짐을 확인하였다.

패턴 탐색 기법을 사용한 Multiplierless 리프팅 기반의 웨이블릿 변환의 설계 (Design of Multiplierless Lifting-based Wavelet Transform using Pattern Search Methods)

  • 손창훈;박성모;김영민
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.943-949
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    • 2010
  • 본 논문은 하드웨어 곱셈 연산을 최적화하여 리프팅 기반의 9/7 웨이블릿 필터의 개선된 VLSI의 구조를 제안한다. 제안한 구조는 범용 곱셈기를 사용하는 기존의 리프팅 기반의 웨이블릿 필터와 비교하여 화질의 열화 없이 보다 적은 로직과 전력소모를 갖는다. 본 논문은 Pattern search 기반의 Lefevre 알고리즘을 이용하여 하드웨어 구조를 개선한다. 제안한 구조는 범용의 곱셈기를 단순한 shift-add 연산으로 대체하여 하드웨어 구현을 단순하게 하고 계산 속도를 빠르게 한다. 제안한 구조와 기존의 구조를 Verilog HDL을 이용하여 구현하고 비교 실험하였다. 두 구조는 0.18um 디지털 CMOS 공정의 스탠다드 셀을 이용하여 합성된다. 제안한 구조는 200MHz의 합성 타겟 클록 주파수에서 기존의 구조에 비해 면적, 전력소모와 최대 지연시간이 각각 약 51%, 43%와 30%로 감소하였다. 구현 결과를 통해 제안한 구조가 범용의 곱셈기 블록을 사용한 기존의 구조보다 스탠다드 셀을 이용한 ASIC 구현에 보다 적합하다는 것을 보여준다.

Approximate calculation of the static analysis of a lifted stay cable in super-long span cable-stayed bridges

  • Zhao, Xinwei;Xiao, Rucheng;Sun, Bin
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제74권5호
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    • pp.635-655
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    • 2020
  • The sag effect of long stay cables is one of the key factors restricting further increase in the span of cable-stayed bridges. Based on the formerly proposed concept of long stay cables lifted by an auxiliary suspension cable in cross-strait cable-stayed bridges, corresponding static approximate calculations and analytical theory based on catenary and parabolic cable configurations are established. Taking a main span 1400 m cable-stayed bridge as the research object, three typical lifting conditions and the whole process of auxiliary cable lifting are analyzed and discussed. The results show that the sag effect is effectively reduced. The support efficiency is only improved when the cables are lifted above the original cable chord. Reduction of the horizontal component force of the cable is limited. The equivalent elastic modulus and the vertical support stiffness of the lifted cables are significantly increased with increased horizontal projection length and not sensitive to the change of the lifting point position. The scheme of lifting the cable to the chord midpoint is more economical because of the less steel required for the auxiliary suspension cable, but its effect on improving the vertical support efficiency is limited. The support efficiency is better when the cable is lifted to the cable end tangential to the original cable chord, but the lifting force and the cross-sectional area of the auxiliary suspension cable are doubled. The approximate calculation results of the lifted cables are very close to the numerical analysis results, which verifies the applicability of the approximation method proposed in this study. The results of parabolic approximation calculations are approximately equal to that of catenary cable geometry. As the parabolic approximation analysis theory of lifted cables is more convenient in mathematical processing, it is feasible to use parabolic approximation analysis theory as the analytical method for the conceptual design of lifted cables of super-long span cable-stayed bridges.

무손실 영상 압축을 위한 변형된 정수 변환들에 대한 성능 분석 (Performance analysis on modified integer transforms for lossless image compression)

  • 김희경;유훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.1273-1278
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    • 2012
  • 본 논문에서는 무손실 영상 압축에서 쓰이는 변형된 정수 변환들을 설명하고 이를 2차원으로 확장한 것에 대한 성능 분석을 제시한다. 변형된 정수 변환들은 2차원으로 확장하는 방법에 따라서 그 성능 및 복잡도가 다른 면이 있다. 따라서 본 논문에서는 분리 가능한 형태로 확장한 변형 H.264 정수 변환 및 리프팅 구조를 이용한 가역 정수 변환과 분리 가능하지 않은 형태로 확장한 JPEG XR의 PCT변환에 대한 성능 및 복잡도를 비교 분석하여 제시하고, 이에 관련된 실험 결과를 제공한다. 실험 결과는 리프팅 구조를 이용하여 변형된 가역 정수 변환을 분리 가능한 형태로 확장하는 방법이 압축 효율면에서 가장 우수함을 보여준다.

무손실 압축을 위한 H.264/AVC 정수 변환의 변형 (Modification of the integer transform in H.264/AVC for lossless compression)

  • 유훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.2254-2260
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    • 2010
  • 본 논문에서는 H.264/AVC 표준에서 사용되는 정수 변환을 변형하여 무손실 압축에 효율적인 변환 구현 방법을 제안한다. 기존의 가역(reversible) 변환용으로 제시된 정수 변환은 변환 계수의 값의 범위가 상당히 커서 무손실 압축에 효율적이지 못한 면이 있다. 이런 문제점을 해결하기 위해서 효율적인 정수 변환을 제시한다. 기존 정수 변환의 변형은 고속 연산 수행을 위해서 리프팅을 기반으로 설계되고 효율적인 구조를 도출한다. 본 논문의 결과로서 고속 연산 수행을 위한 신호 흐름도를 제시하고, 이에 관련된 실험 결과를 제공한다. 실험 결과는 제안된 변형 정수변환이 기존 구현 방법에 비하여 무손실 압축 성능에서 우수하단 것을 보여준다.

수정된 보간 웨이블렛응 이용한 적응 웨이블렛-콜로케이션 기법 (An Efficient Adaptive Wavelet-Collocation Method Using Lifted Interpolating Wavelets)

  • 김윤영;김재은
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권8호
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    • pp.2100-2107
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    • 2000
  • The wavelet theory is relatively a new development and now acquires popularity and much interest in many areas including mathematics and engineering. This work presents an adaptive wavelet method for a numerical solution of partial differential equations in a collocation sense. Due to the multi-resolution nature of wavelets, an adaptive strategy can be easily realized it is easy to add or delete the wavelet coefficients as resolution levels progress. Typical wavelet-collocation methods use interpolating wavelets having no vanishing moment, but we propose a new wavelet-collocation method on modified interpolating wavelets having 2 vanishing moments. The use of the modified interpolating wavelets obtained by the lifting scheme requires a smaller number of wavelet coefficients as well as a smaller condition number of system matrices. The latter property makes a preconditioned conjugate gradient solver more useful for efficient analysis.

비평면 양력면 이론과 반복적 캠버변형 기법을 이용한 날개의 실속 특성 예측 (Stall Prediction of Wing Using the Nonplanar Lifting Surface Theory and an Iterative Decambering Approach)

  • 조정현;조진수;조연우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권10호
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    • pp.1-6
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    • 2006
  • 본 연구에서는 3차원 날개의 실속 특성을 예측하였다. 날개의 실속 특성을 해석하기 위해 반복적 캠버변형 기법을 비평면 양력면 이론에 도입하였다. 반복적 캠버변형 기법은 기지의 2차원 에어포일 데이터를 이용하여 3차원 날개의 실속 특성을 해석한다. 날개의 한 단면에서의 캠버변형이 날개의 다른 단면에 미치는 영향은 다차원 뉴턴 반복법을 사용하여 고려하였다. 해석 결과는 실험값과 타 전산해석 결과와 비교하여 일치되는 결과를 보였다. 본 기법은 비틀림 또는 조종면을 갖는 어떠한 날개에도 적용이 가능하며 또한 날개와 날개의 상호 작용이 있을 때의 실속 특성도 예측 가능하다.