• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.2503-2510
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• 2012

본 논문에서는 H.264/AVC 복호기를 위한 고성능 연산처리 인트라 예측기를 제안한다. 기존의 인트라 예측기는 $4{\times}4$블록에 적용되는 17개의 예측모드를 효율적으로 연산하기 위해 공통 연산기를 사용하였다. 하지만 기존의 공통 연산기는 한 픽셀에 적용되는 연산 수식을 분석하여 설계되었기 때문에, 16개 픽셀의 $4{\times}4$ 블록을 연산하기 위해 4개의 공통 연산기를 사용하며 4 사이클을 소요한다. 본 논문에서는 병렬 연산을 위한 T3(Three Type Transform) 연산기를 제안한다. 제안하는 T3 연산기는 17개의 인트라 예측 모드를 3가지 형태로 나누어, $4{\times}4$ 블록의 16개 픽셀에 적용되는 연산 수식을 한 사이클에 처리한다. 제안하는 인트라 예측기와 기존의 인트라 예측기의 예측 수행 사이클을 각 모드 별로 비교한 결과, 제안하는 인트라 예측기가 평균 58.95%의 향상된 결과를 얻었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.434-437
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• 2011

본 논문에서는 H.264/AVC 복호기의 성능을 향상시키기 위해 병렬 역양자화 구조와 역변환 구조를 제안한다. 제안하는 역양자화 구조는 공통 연산기를 사용하여 계산 복잡도를 감소시키고, 4개의 공통연산기를 사용하여 역양자화 수행 사이클 수를 1 사이클로 감소시킨다. 제안하는 역변환 구조는 4개의 변환 연산기를 사용하여 역변환 연산을 수행하는데 2 사이클이 소요된다. 또한 제안하는 구조는 역양자화 연산과 수평 역변환 연산을 동시에 수행하는 병렬 구조를 채택하여 역양자화 및 역변환 수행 사이클 수를 2 사이클로 감소시킨다. 제안하는 구조를 Magnachip 0.18um CMOS 공정 라이브러리를 이용하여 합성한 결과 1.5MHz의 동작 주파수에서 게이트 수는 14,173이고, 표준 참조 소프트웨어 JM 9.4에서 추출한 데이터를 이용하여 성능을 측정한 결과 제안하는 구조의 수행 사이클 수가 기존 구조 대비 38.74% 향상되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.1203-1212
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• 2013

본 논문에서는 HEVC 복호기내 화면내 예측의 연산 복잡도를 감소시키기 위해 공유 연산기, 공통 연산기, 고속 smoothing 결정 알고리즘, 고속 필터계수 생성 알고리즘을 적용한 하드웨어 구조를 제안한다. 공유 연산기는 공통수식을 공유하여 smoothing 과정의 연산 중복성을 제거하고, DC모드의 평균값을 미리 계산하여 수행 사이클 수를 감소시킨다. 공통 연산기는 모든 예측모드의 예측픽셀 생성과 필터링 과정을 하나의 연산기로 처리하기 때문에 연산기의 개수를 감소시킨다. 고속 smoothing 결정 알고리즘은 비트 비교기만을 사용하고, 고속 필터계수 생성 알고리즘은 곱셈연산 대신 LUT를 사용하여 연산 개수, 하드웨어 면적과 처리 시간을 감소시킨다. 또한 제안하는 구조는 2개의 공유 연산기와 8개의 공통 연산기를 사용하여 병렬처리함으로써 화면내 예측의 수행 사이클 수를 감소시킨다. 제안하는 구조를 TSMC 0.13um CMOS 공정 라이브러리를 이용하여 합성한 결과 게이트 수는 40.5k, 최대 동작 주파수는 164MHz이다. HEVC 참조 소프트웨어 HM 7.1에서 추출한 데이터를 이용하여 성능을 측정한 결과 제안하는 구조의 수행 사이클 수가 기존 구조 대비 93.7% 감소하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.875-878
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• 2015

본 논문에서는 고성능 HEVC 부호기 화면내 예측기의 적은 연산 시간 및 연산 복잡도, 하드웨어 면적 감소를 위한 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 화면내 예측기의 하드웨어 구조는 연산 복잡도를 감소시키기 위해 공통 연산기를 사용하였고, 저면적 하드웨어 구조를 위해 $4{\times}4$ 블록 단위 연산기를 사용하였다. 공통 연산기는 모든 예측모드의 예측픽셀 생성과 필터링 과정을 하나의 연산기로 처리하기 때문에 연산기의 개수를 감소시킨다. 화면내 예측 하드웨어 구조는 $4{\times}4$ PU 공통 연산기를 사용하여 하드웨어 면적은 감소 시켰으며, $32{\times}32$ PU까지 지원하는 하드웨어 구조로 설계하였다. 제안하는 하드웨어 구조는 10개의 공통 연산기를 사용하여 병렬처리함으로써 화면내 예측의 수행 사이클 수를 감소시킨다. 제안하는 화면내 예측기의 하드웨어 구조는 Verilog HDL로 설계하였으며, TSMC $0.13{\mu}m$ CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과 41.5k개의 게이트로 구현되었다. 제안하는 화면내 예측기 하드웨어 구조는 150MHz의 동작주파수에서 4K UHD@30fps 영상의 실시간 처리가 가능하며, 최대 200MHz까지 동작 가능하다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 추계학술발표대회
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• pp.668-671
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• 2012

본 논문에서는 차세대 비디오 압축 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding) 복호기의 연산량과 하드웨어 면적을 감소시키기 위하여 화면내 예측 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 하드웨어 구조는 공통 수식에 대한 연산을 공유하는 공유 연산기를 사용하여 연산량 및 연산기 개수를 감소시키고, $4{\times}4$ PU와 $64{\times}64$ PU의 필터링 수행 여부에 대한 연산을 수행하지 않고 나머지 PU에 대해서는 LUT를 이용하여 연산을 수행하기 때문에 연산량 및 연산 시간을 감소시킨다. 또한 하나의 공통 연산기만을 사용하여 예측 픽셀을 생성하기 때문에 하드웨어 면적이 감소한다. 제안하는 구조를 TSMC 0.18um 공정을 이용하여 합성한 결과 최대 동작 주파수는 100MHz이고, 게이트 수는 140,697이다. $4{\times}4$ PU를 기준으로 제안하는 구조의 처리 사이클 수는 11 사이클로 기존 구조 대비 54% 감소하였고, 16개 참조 픽셀의 필터링 처리를 기준으로 제안하는 구조의 덧셈 연산기 개수는 37개로 표준 draft 6에 비해 22.9% 감소하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권5호
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• pp.24-30
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• 2010

본 논문에서는 H.264/AVC에서 압축 성능을 높이기 위해 사용된 기법중 하나인 인트라 예측에 대해 기술하고 인트라 예측 모드 연산을 효율적으로 수행하기 위한 인트라 예측기의 구조를 제안한다. 제안하는 인트라 예측기는 공통 연산기, 전처리 연산기, 인트라 예측 컨트롤러, 내부 메모리, 레지스터 컨트롤러로 구성된다. 공통 연산기와 전처리 연산기를 사용하여 연산량을 줄이고, 내부 메모리와 레지스터를 사용하여 외부 메모리와의 접근을 최소화 하였다. 제안한 인트라 예측기는 Verilog-HDL을 이용하여 설계하였으며, YUV 파일을 부호화 한 테스트 벡터를 이용하여 검증하였다. 설계된 인트라 예측기는 주로 핸드폰과 같은 휴대용 단말기에 사용하는 베이스라인 프로파일에 속하며 영상크기는 $176{\times}144$ 픽셀이다. 제안한 인트라 예측기의 예측 수행 사이클의 비교 분석 결과 기존에 비해 평균 약 60%의 향상된 결과를 얻었다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2012년도 하계학술대회
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• pp.109-110
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• 2012

본 논문에서는 홀로그램을 실시간으로 생성하기 위하여 수정된 디지털 홀로그램(computer-generated hologram, CGH) 수식을 재정의 하여 3단계로 나누고 2차원 블록 단위 기반의 컴퓨터 생성 홀로그램 생성기의 하드웨어 구조를 제안하였다. 유효광원의 대한 z축 항에 대하여 연산하는 공통항 연산기와 x,y축을 연산하는 죄표값 연산기 마지막으로 각 화소의 대하여 연산하는 화소값 연산기로 이루어진 하드웨어를 제안하고 구현 하였다. 구현한 하드웨어는 $32{\times}32$ 중간 블록의 구조를 가질 때 기존 연구에 비하여 86%이상의 DSP블록을 줄일 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.771-777
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• 2012

본 논문에서는 공통 연산기(Common Operation Unit)를 이용한 CABAC의 이진 산술 부호화기를 제안한다. 제안한 공통 연산기는 모드에 상관없이 하나의 공통 연산기를 이용하여 산술 부호화 및 재정규화를 수행하는 이진 산술 부호화기의 하드웨어 구조를 단순하게 구현할 수 있다. 제안하는 CABAC의 이진 산술 부호화기는 Context RAM, Context Updater, Common Operation Unit, Bit-Gen으로 구성되며 매 클럭당 하나의 심볼이 부호화될 수 있는 4단 파이프라인으로 구성하였다. 제안한 CABAC의 이진 산술 부호화기는 기존 CABAC의 이진 산술 부호화기와 비교하여 게이트 수는 최대 47% 감소하였고, 동작 주파수는 최대 19% 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5389-5396
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• 2012

본 논문에서는 H.264/AVC의 고성능 잔여 데이터 복호기를 위해 최적화된 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 하드웨어 구조는 새로운 역영자화 수식들을 적용한 공통 연산기를 갖는 병렬 역양자화기와 병렬 역변환기를 통합한 하드웨어 구조이다. 새로운 역양자화 수식들은 기존 수식에서 나눗셈 연산을 제거하여 연산량 및 처리시간을 감소시키고 새로운 수식들을 처리하기 위해 곱셈기와 왼쪽 쉬프터로 구성된 하나의 공통 연산기를 사용한다. 역양자화기는 4개의 공통 연산기를 병렬처리하기 때문에 $4{\times}4$ 블록의 역양자화 수행 사이클 수를 1 사이클로 감소시키고, 제안하는 역변환기는 8개의 역변환 연산기를 사용하여 $4{\times}4$ 블록의 역변환 수행 사이클 수를 1 사이클로 감소시킨다. 또한 제안하는 구조는 역양자화 연산과 역변환 연산을 동시에 수행하기 때문에 하나의 $4{\times}4$ 블록을 처리하는 데 1 사이클이 소요되어 수행 사이클 수가 감소한다. 제안하는 구조를 Magnachip 0.18um CMOS 공정 라이브러리를 이용하여 합성한 결과 게이트 수는 21.9k, critical path delay는 5.5ns이고, 최대 동작 주파수는 181MHz이다. 최대 동작 주파수에서 제안하는 구조의 throughput은 2.89Gpixels/sec이다. 표준 참조 소프트웨어 JM 9.4에서 추출한 데이터를 이용하여 성능을 측정한 결과 제안하는 구조의 수행 사이클 수가 기존 구조들 대비 88.5% 이상 향상되었다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 1997년도 종합학술발표회논문집
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• pp.221-231
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• 1997

본 논문에서는 고속 멱승을 위한 모듈라 곱셈기를 시스토릭 어레이로 설계한다. Montgomery 알고리듬 및 시스토릭 어레이 구조를 분석하고 공통 피승수 곱셈 개념을 사용한 변형된 Montgomery 알고리듬에 대해 시스토릭 어레이 곱셈기를 설계한다. 제안 곱셈기는 각 처리기 내부 연산을 병렬화 할 수 있고 연산 자체도 간단화 할 수 있어 시스토릭 어레이 하드웨어 구현에 유리하며 기존의 곱셈기를 사용하는 것보다 멱승 전체의 계산을 약 0.4배내지 0.6배로 감소시킬 수 있다.