디지털 비디오 압축 기술은 대역폭과 저장 공간이 제한되는 멀티미디어 데이터의 효율적인 전송과 저장을 가능하게 하는 중요한 역할을 해왔다. JVT가 제안한 새로운 비디오 코딩 표준인 H.264/AVC는 압축 성능에 있어서 이전의 표준들을 훨씬 능가하고 있다. 특히 비디오 및 이미지 압축 응용에서 가변길이 부호는 중요한 역할을 한다. H.264/AVC 표준은 엔트로피 코딩 방식으로서 CAVLC를 채택하였다. H.264/AVC의 CAVLC는 많은 메모리 액세스를 필요로 한다. 이는 메모리 액세스시에 상당한 전력을 소비하기 때문에 DMB와 비디오 폰 서비스와 같은 응용을 위해서는 심각한 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해, 산술연산에 근거한 메모리 사용없는 coeff_token, level 및 run_before 디코딩을 구현하고, total_zero 가변길이 디코딩시에만 필요한 메모리의 70%만 사용하여 구현하는 가변길이 디코딩 기법을 제안한다.
본 논문에서는 동영상의 실시간 부/복호화를 위한 하드웨어 기반의 CAVLC 엔트로피 부/복호화기 구조를 제안한다. H.264/AVC의 무손실 압축 기법인 내용기반 가변길이 부호화(Context-based Adaptive Variable Length Coding)는 이전 표준의 기법과 다른 알고리즘을 채용하여 높은 부호화 효율과 복잡도를 가지고 있다. 이를 하드웨어 구조로 설계하기 위하여 메모리 재사용 기법을 적용하여 리소스를 최적화 하였으며, 지금까지 제시된 여러 엔트로피 부/복호화 구조 중 휴대용 기기에 적합한 성능 대비 리소스를 가지는 구조를 선택하고 이를 병렬 처리 구조로 설계하여 부호화 성능을 향상시켰다. 구현된 전체 모듈은 Altera사의 Excalibur 디바이스를 이용하여 검증하고 삼성 STD130 0.18um CMOS Cell Library를 이용하여 합성 및 검증하였다. 이를 ASIC으로 구현할 경우 부호화기는 150Mhz 동작주파수에서 CIF 크기의 동영상을 초당 300프레임 이상 처리하며 복호화기는 140Mhz 동작주파수에서 CIF 크기의 동영상을 초당 250 이상 처리할 수 있다. 본 결과는 하드웨어 기반의 H.264/AVC 실시간 부호화기와 복호화기를 설계하기에 적합한 하드웨어 구조임을 보여준다.
In the construction of successful fuzzy models and/or controllers for nonlinear systems, the identification of a good fuzzy inference system is an important yet difficult problem, which is traditionally accomplished by a time-consuming trial-and-error process. In this paper, we propose a systematic identification procedure for complex multi-input single-output nonlinear systems with DNA coding method. A DNA coding method is optimization algorithm based on biological DNA as conventional genetic algorithms(GAs) are. The strings in the DNA coding method are variable-length strings, while standard GAs work with a fixed-length coding scheme. the DNA coding method is well suited to learning because it allows a flexible representation of a fuzzy inference system. We also propose a new coding method fur applying the DNA coding method to the identification of fuzzy models. This coding scheme can effectively represent the zero-order Takagi-Sugeno(TS) fuzzy model. To acquire optimal TS fuzzy model with higher accuracy and economical size, we use the DNA coding method to optimize the parameters and the number of fuzzy inference system. In order to demonstrate the superiority and efficiency of the proposed scheme, we finally show its application to a Duffing-forced oscillation system.
가변 길이 부호는 오늘날 이미지 및 비디오에 관한 많은 국제 표준의 통합된 요소이다. 문맥 기반의 가변 길이 코팅(CAVLC)는 오늘날 주목받고 있는 JVT에서 채용되었다. 본 논문에서는 coeff_token 인코더, level 인코더, total_zero 인코더 및 run_before 인코더를 포함하는 CALVC 인코더 아키텍처를 설계한다. 설계된 CAVLC 인코더는 매 사이클마다 하나의 신택스 요소를 부호화할 수 있다. 자일링스 버텍스 1000e를 사용하여 구현한 결과 68MHz로 동작하는 것을 확인하였다. 따라서 본 논문의 CAVLC 인코더는 고속의 쓰루풋을 요하는 비디오 응용에 아주 적합할 것으로 사료된다.
This paper proposes context-based coding methods for variable length coding of inter-frame DCT coefficients. The proposed methods classify run-level symbols depending on the preceding coefficients. No extra overhead needs to be transmitted, since the information of the previously transmitted coefficients is used for classification. Two entropy coding methods, arithmetic coding and Huffman coding, are used for the proposed context-based coding. For Huffman coding, there is no complexity increase from the current standards by using the existing inter/intra VLC tables. Experimental results show that the proposed methods give ~ 19% bits gain and ~ 0.8 dB PSNR improvement for adaptive inter/intra VLC table selection, and ~ 37% bits gain and ~ 2.7dB PSNR improvement for arithmetic coding over the current standards, MPEG-4 and H.263. Also, the proposed methods obtain larger gain for small quantizaton parameters and the sequences with fast and complex motion. Therefore, for high quality video coding, the proposed methods have more advantage.
가변길이 부호는 정보원(source)의 통계적인 특성을 이용하여 부호화 효율을 높이지만, 잡음이 심한 전송 환경에서 비트오류가 발생하면 데이터를 제대로 복원할 수 없다는 단점이 있다. 최근 가변길이 부호의 문제점을 해결하기 위해 전송 오류로 인해 손상된 비디오 비트열에서 올바른 데이터를 복구할 수 있는 양방향 가변길이 부호가 제안되었다. 이러한 양방향 가 변길이 부호는 부호 구성에 따라 대칭적 양방향 가변길이 부호와 비대칭적 양방향 가변길이 부호로 나눌 수 있다. 대칭적 양방향 가변길이 부호는 비대칭적 양방향 가변길이보다 평균부호길이는 더 길지만 구현이 쉽고 메모리 사용에 장점을 가진다. 그러나, 기존의 대칭적 양방향 가변길이 부호의 생성 방법은 구현하기에 복잡하고 부호화 효율성도 다소 개선될 여지가 있다 본 논문에서는 최적화된 Huffman 부호 테이블을 통해 대칭적 양방향 가변길이 부호를 생성하는 새로운 알고리즘을 제안한다 제안된 알고리즘은 기존의 알고리즘보다 부호의 생성과정이 간단하며 평균부호길이가 줄어들어 향상된 성능을 보여준다.
In this paper, we investigated the pattern recognition performance of the numeric patterns (from 0 to 9) using DNA coding method. The pattern recognition performance of the DNA coding method is compared to the that of the GA(Genetic Algorithm). GA searches effectively an optimal solution via the artificial evolution of individual group of binary string using binary coding, while DNA coding method uses four-type bases denoted by A(Adenine), C(Cytosine), G(Guanine) and T(Thymine), The pattern recognition performance of GA and DNA coding method is evaluated by using the same genetic operators(crossover and mutation) and the crossover probability and mutation probability are set the same value to the both methods. The DNA coding method has better characteristics over genetic algorithms (GA). The reasons for this outstanding performance is multiple possible solution presentation in one string and variable solution string length.
This paper is the research about a joint coding system of source and channel coding using VF(Variable-to-fixed length) arithmetic code and BCH code. We propose a VF arithmetic coding method with EDC( Error Detecting Capability) and a joint coding method in that the VF arithmetic coding method with EDC is combined with BCH code. By combining both the VF arithmetic code with EDC and BCH code. the proposed joint coding method corrects a source codeword with t-errors in decoding of BCH code and carries out a improvement of the EDC of a codeword with more than (t+1)-errors in decoding of the VF arithmetic coding with EDC. We examine the performance of the proposed method in terms of compression ratio and EDC.
웨이브릿 패킷을 이용한 방향성 벡터양자화 기법을 제안하였다. 영상에 대한 웨이브릿 패킷 계수들을 대응되는 방향에 따라 9개의 에지로 분할한 후, 국지적으로 지배적인 에지들을 부호화하여 전송한다. 에지의 방향은 조건부 부호책 교환이 있는 가변길이부호화를 통하여 부호화하며, 에지의 내용은 벡터양자화와 그 인덱스의 가변길이부호화를 이용하여 부호화하였다. 제안된 부호화기법은 기존의 여러 영상압축기법에 비하여 PSNR 성능이 우수하며, 특히 0.1~0.3 bpp의 낮은 부호율의 경우 상대적으로 더욱 우수하다. 제안된 알고리듬은 인간시각특성상 가장 중요한 에지 정보들을 보전함으로써, 낮은 부호율에서도 우수한 주관적 화질을 나타낸다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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