• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제9권4호
• /
• pp.1457-1470
• /
• 2015

In wireless multimedia sensor networks (WMSN), the latency of transmission is an increasingly problem. With the improvement of resolution, the time cost in image and video compression is more and more, which seriously affects the real-time of WMSN. In JPEG system, the core of the system is DCT, but DCT-JPEG is not the best choice. Block-based DCT transform coding has serious blocking artifacts when the image is highly compressed at low bit rates. APBT is used in this paper to solve that problem, but APBT does not have a fast algorithm. In this paper, we analyze the structure in JPEG and propose a parallel framework to speed up the algorithm of JPEG on GPU. And we use all phase biorthogonal transform (APBT) to replace the discrete cosine transform (DCT) for the better performance of reconstructed image. Therefore, parallel APBT-JPEG is proposed to solve the real-time of WMSN and the blocking artifacts in DCT-JPEG in this paper. We use the CUDA toolkit based on GPU which is released by NVIDIA to design the parallel algorithm of APBT-JPEG. Experimental results show that the maximum speedup ratio of parallel algorithm of APBT-JPEG can reach more than 100 times with a very low version GPU, compared with conventional serial APBT-JPEG. And the reconstructed image using the proposed algorithm has better performance than the DCT-JPEG in terms of objective quality and subjective effect. The proposed parallel algorithm based on GPU of APBT also can be used in image compression, video compression, the edge detection and some other fields of image processing.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
• /
• pp.305-307
• /
• 2012

무선 센서 네트워크에서 실시간 서비스는 중요한 이슈들 중 하나이다. 일반적으로, 기존의 연구는 이를 위해 비컨 (beacon)에 의존한다. 최근, 자원 제약적인 환경의 무선 센서 네트워크에서는 비컨으로 인한 제어 오버헤드 또한 부담이므로, 이를 극복하기 위한 비컨리스 라우팅이 제안되었다. 그러므로, 비컨리스 방안을 기반으로 한 실시간 통신이 활용 된다면 적은 에너지 소모로 환경적 제약에 유리하게 작용할 것이다. 그러나 이를 위해서는 새로운 도전에 직면한다. 전통적인 실시간 통신에서는, 요구 시간 안에 데이터를 전달하기 위해 각 노드들이 단일 홉 지연 시간을 파악하고 있어야 한다. 이 지연 시간은 비컨 메시지를 통한 이웃 노드 정보에 기반하여 파악되며, 이를 바탕으로 송신자가 적합한 다음 중계 노드를 선정한다. 그러나, 수신자 기반의 비컨리스 방안에서는 수신자가 스스로 다음 중계 노드를 결정하는 방식이기 때문에 기존의 송신자를 기준으로 한 지연 시간을 그대로 사용할 수 없다. 또한 비컨리스 라우팅을 위한 경쟁 지연 시간도 단일 홉 지연 시간에 포함되어야 한다. 따라서, 지연 시간 측정 원리가 새롭게 설계되어야 한다. 본 논문에서는 수신자 기반의 실시간 라우팅 방안을 제안한다. 제안 방안에서, 우리는 새로운 지연시간 측정 방법을 제시한다. 송신자로부터 수신자로의 단일 홉 지연 시간은 수신자에 의해 계산되어, 수신자는 실시간 제약 사항을 만족하는지 스스로가 결정할 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안 방안이 비컨없이도 우수한 성능으로 실시간 서비스를 지원할 수 있음을 보여준다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.119-122
• /
• 2016

특징 검출 기법은 원하는 신호에 대한 부분적인 정보가 수신단에 알려진 상황에서 정확도 높은 검출이 가능한 기법으로 알려져 있다. 이러한 방식의 검출 기법은 잡음이 강한 환경을 위해 제안되었다. 사이클로스테이셔너리 검출은 인지 무선 시스템에서 스펙트럼 검출 기법의 하나의 예이다. 그러나 이 기법은 원하는 신호에 대한 많은 양의 정보와 처리 시간을 요구한다. 반면, 에너지 검출 기반의 스펙트럼 검출은 단순한 기법으로 널리 알려져 있다. 그러나 에너지 검출은 잡음의 영향을 많이 받으며 이로 인한 검출 오류가 많이 발생하게 된다. 본 논문에서는 에너지와 사이클로스테이셔너리 기반의 기법을 결합하여 검출의 정확도를 높이는 한편 계산량과 처리 시간을 감소시키는 기법을 제안한다. 2단계의 문턱값을 이용하여 사이클로스테이셔너리 기법의 복잡도와 처리시간을 단축하여 시스템의 전송 효율을 증가시킨다. 시뮬레이션 결과 에너지 기반 사이클로스테이셔너리 검출 기법은 신호 검출에 소요되는 시간을 상당히 감소시키는 반면 시스템의 성능을 향상시킴을 보여준다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.92-99
• /
• 2007

본 논문은 기존의 블록 암호 프로세서를 128-bit 구조에서 32-bit구조로 소형화시킨 저 전력 구조를 제안하였다. 본 논문의 목적은 암호 이론 연구가 아닌 실용화 연구로서 실용화 결과를 보이는 것이다. 제안된 구조는 하드웨어 크기를 줄이기 위해 데이터 패스와 확산 함수가 수정되었다. 저전력 암호회로의 예로서 ARIA 알고리즘을 고쳐서 4개의 S-box가 사용되었다. 제안된 32-bit ARIA는 13,893 게이트로 구성되어있으며 기존 128-bit 구조보다 68.25% 더 작다. 설계된 회로는 매그너칩스의 0.35um CMOS 공정을 기반으로 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성되었다. 트랜지스터 레벨에서 전력 시뮬레이션 결과 이 회로의 전력 소모는71MHz에서 기존의 128-bit ARIA구조의 9.7%인 61.46mW으로 나타났다. 이 저전력 블록 암호 회로는 전원이 없는 무선 센서 네트워크 또는 RFID 정보보호에 핵심요소가 될 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.242-246
• /
• 2005

RFID란(Radio Frequency Identi-ficationD)최근 사회 전반적으로 급속히 발전되고 있는 디지털 컨버젼스 패러다임 변화의 한 모습으로 등장한 유비쿼터스 네트워크(Ubiquitous network)의 근원이 되는 핵심기술이다. 즉 사물에 전자태그 부착하여 그 정보를 판독 할 수 있는 Reader(RFID Rader)기를 이용하여 사물의 정보를 판독하고 주변 상황정보를 인식하는 기술이다. 이러한 기술의 등장으로 기존의 바코드로 물품을 관리하던 구시대의 상품관리를 네트워크화, 지능화함으로써 유통 및 물품 관리뿐만 아니라 의료, 약품, 식품 둥 전자 태그를 붙일 숭 있는 모든 분야에서 보안, 안전, 환경관리 등 산업 전반에 걸쳐 혁명을 주도 할 것이다. 본 논문은 RFID Tag의 정보를 standalone방식의 임베디드 시스템으로 근거리 무선통신 기술인 블루투스를 이용하여 Reader기간의 네트워크인 피코넷 구성과 메인서버와의 데이터 통신을 구현해본다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제16권12호
• /
• pp.1427-1438
• /
• 2013

5단계 파이프라인으로 구성된 기밀성과 무결성이 우수하고 실시간처리가 가능한 128비트 출력 스트림 암호를 개발했다. 개발한 스트림 암호는 ASR 277비트와 SHACAL-2를 통해 128비트 스트림을 만들고 이를 CFB모드 적용한 후 표백처리 과정을 통하여 최종적인 128비트 암호문을 만드는 스트림 암호 알고리즘이다. 스트림 암호의 하드웨어는 Verilog HDL을 사용하여 Modelsim 6.5d를 활용하여 기능을 검증하였고, 성능은 Quartus II 12.0을 활용하여 분석했고, Worst Case에서 Max Frequency는 33.34MHz(4.27Gbps)의 빠른 성능을 보여주었다. 이는 무선 인터넷과 센서 네트워크 및 DRM 환경의 속도를 충분히 만족함을 보여준다. 기밀성과 무결성이 우수한 스트림 암호 알고리즘 개발에 본 논문은 매우 유용한 아이디어를 제공하고 있다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제36권11B호
• /
• pp.1363-1372
• /
• 2011

본 논문에서는 기존 HubNet 기반의 참여 모의실험의 한계를 극복하기 위한 능동형 참여 모의실험 (Active Participatory Simulation; APS) 학습 구조를 제시하고, 이를 위한 고고보도용 NetLogo 확장 모듈을 자바로 개발한다. NetLogo는 복잡하게 보이는 과학현상의 이면에 존재하는 복잡계를 모델링할 수 있는 에이전트 기반 모델링 (Agent Based Modeling) 언어다. 이것과 HubNet을 이용하면 모의실험이 수행되는 동안 학생은 하나의 에이전트로서 이 실험에 참여할 수 있다. 하지만 HubNet에서는 서버만이 외부장치와 연결된다. 따라서 고고보드를 이용한 환경 데이터 및 사용자 입력을 다수의 클라이언트를 통하여 수신할 수 없어 이중초점 모델링 기반 학습이 불가능하다. 이에 클라이언트에 연결된 고고보드의 입력 정보를 TCP/IP 소켓을 이용하여 수신하고 보드를 제어하는 자바 확장 모듈을 개발한다. 또한 HubNet과 이 확장 모듈을 사용한 APS 학습 구조 모델링 방법과 이를 위한 NetLogo 프로그래밍을 소개한다. 마지막으로 다양한 APS 학습 구조에 따른 예시를 제시하고 응답처리지연 시간 관점에서 평가하여 과학분야에 활용될 수 있는 방안을 모색한다.

• 정보처리학회논문지A
• /
• 제18A권3호
• /
• pp.115-122
• /
• 2011

모든 제약만족 최적화 문제의 해를 구하는 일반화된 알고리즘을 구하는 것은 매우 어렵다. 그러나 결정 변수의 특성에 따라 세분화된 문제는 해를 위한 알고리즘을 구하기에 더 쉽다는 가정을 할 수 있다. 이와 같은 가정 하에 문제를 세분화 시키는 문제분류규칙을 제안하고 세분화된 문제의 특성에 맞는 백트래킹 알고리즘을 개발한다. 백트래킹을 이용한 깊이우선탐색에서 해를 빨리 찾기 위한 방법 중 하나는 탐색되는 노드의 순서를 효과적으로 배열하는 것이다. 정적 특성이 우세한 무선 센서 네트워크의 클러스터 헤드 위치문제와 동적 및 정적 특성의 혼합특성을 갖는 RFID 리더 간섭 최소화 문제를 선택하여 최적의 변수 순서화 알고리즘을 개발하고 기존의 방법과 비교하였다. 결과적으로 문제를 세분화시킴으로써 체계적인 탐색을 위한 백트래킹의 구조화를 실현하였다. 또한 개발된 백트래킹 알고리즘의 성능이 우수함을 보였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.468-474
• /
• 2020

IoT, 무선 센서 네트워크와 같이 제한된 자원을 갖는 응용분야의 보안에 적합하도록 개발된 경량 블록 암호 알고리듬 SPECK의 하드웨어 구현에 관해 기술한다. 블록 암호 SPECK 크립토 코어는 8가지의 블록/키 크기를 지원하며, 회로 경량화를 위해 내부 데이터 패스는 16-비트로 설계되었다. 키 초기화 과정을 통해 복호화에 사용될 최종 라운드 키가 미리 생성되어 초기 키와 함께 저장되며, 이를 통해 연속 블록에 대한 암호화/복호화 처리가 가능하도록 하였다. 또한 처리율을 높이기 위해 라운드 연산과 키 스케줄링이 독립적으로 연산되도록 설계하였다. 설계된 SPECK 크립토 코어를 FPGA 검증을 통해 하드웨어 동작을 확인하였으며, Virtex-5 FPGA 디바이스에서 1,503 슬라이스로 구현되었고, 최대 동작 주파수는 98 MHz로 추정되었다. 180 nm 공정으로 합성하는 경우, 최대 동작 주파수는 163 MHz로 추정되었으며, 블록/키 크기에 따라 154 Mbps ~ 238 Mbps의 처리량을 갖는다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.151-155
• /
• 2017

무선 기반 네트워크와 인터넷 기술의 급속한 발전과 더불어, 주변의 모든 사물들이 인터넷으로 연결되어지는 초 연결 사회로 발전해 가고 있으며, 최근 사물인터넷에 기반한 스마트 응용 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 사물인터넷은 사람, 사물, 공간, 데이터 등이 유무선 네트워크로 연결되어, 정보의 생성, 수집, 공유 및 활용을 할 수 있는 초 연결망을 구축하는 것으로 여기에 다양한 센서들과 클라우드 기술을 이용하여 실시간 상황정보를 수집 저장하여 스스로 판단하고 결정할 수 있는 지능을 부여하여 서비스화 하는 스마트 응용 개발이 주류를 이루고 있다. 본 연구에서는 이러한 시대적 조류에 맞춰 사물인터넷을 기반으로 하는 모바일 컴퓨팅 환경에서 센서와 클라우드 등 첨단 ICT 기술을 이용하여 특정 상황정보의 실시간 탐지와 인식을 바탕으로 현재 상황에 맞는 정확한 판단과 결정을 내릴 수 있는 지능을 기반으로 실시간 제어와 통제 및 처리를 할 수 있는 스마트 응용을 설계하고자 한다.