• 방송공학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.452-462
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• 2008

본 논문에서는 디지털 라디오와 지상파 Digital Multimedia Broadcasting (DMB)에서 사용되는 MUSICAM 이라 불리는 MPEG-1/2 Layer-II 와 MPEG-4 ER-BSAC 디코더를 330 MHz 클럭수를 가지고 동작하는 고정 소수점 digital signal processor (DSP) TMS320C64x+ 상에 실시간 구현한다. 오디오 디코더의 실시간 구현하기 위해, 다음과 같은 여러 단계의 최적화를 수행한다. 첫 째, 메모리 공유, 데이터 타입 재설정 및 루프의 unrolling 과정을 통해, C 코드 레벨에서 최적화를 수행한다. 다음으로, 비트스트림 분석의 재구성, 합성 필터의 변경 및 합성 필터의 윈도우 계수의 재배열을 통해 알고리즘 레벨에서 최적화를 수행한다. 또한, MPEG-1/2 Layer-II 디코더의 합성필터 모듈을 linear assembly program 레벨로 치환한다. Linear assembly program 레벨로 치환하는 이유는 MPEG-1/2 Layer-II 디코더에서 합성 필터 모듈이 가장 많은 계산량을 차지하기 때문이다. 구현된 오디오 디코더의 성능 평가를 위해, 복호화 처리시간의 비율을 측정하고, 최적화된 MPEG 디코더와 레퍼런스 MPEG 디코더로 처리된 오디오 신호 사이의 root mean square (RMS)를 계산한다. 최적화 실시간 구현 결과, MPEG-1/2 Layer-II 와 MPEG-4 ER-BSAC 디코더는 TMS320C64x+가 동작하는 최대 클럭 수의 3%와 11%의 사용으로 각각 동작하며, 오디오 디코더의 품질은 MPEG standard에 정의된 -77.01 dB의 조건을 모두 만족함을 확인할 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.204-214
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• 2013

최근 GPU의 뛰어난 병렬 연산 처리 능력을 이용하여 신호 처리나 통신 시스템을 소프트웨어로 구현하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 DVB-T에서 사용되는 2K/8K FFT를 GPU를 이용하여 처리함으로써 소프트웨어 모의실험에 소요되는 시간을 줄였다. 우리는 먼저 DTV 전송 표준 방식의 일종인 DVB-T 시스템을 CPU로 구현할 때 소요되는 처리 시간을 모의실험을 통해서 추정한다. 그리고 DVB-T의 핵심 연산 처리기의 일종인 FFT 처리를 NVIDIA사의 대용량 GPU 프로세서를 이용하여 소프트웨어로 구현한다. 본 논문은 CPU와 GPU 간의 데이터 전송에 소요되는 오버헤드를 줄이기 위해 스트림 처리 기법, 외부 전역 메모리 전송 시간을 단축하기 위한 결합 전송 기법 (coalescing), 공유 메모리 활용을 높이기 위한 변수 설계 기법 등을 통해서 연산시간을 대폭 단축하였다. 그 결과 제안된 방식은 DVB-T의 2K/8K FFT 모드의 경우 CPU 기반의 FFT 처리 방식 대비 약 20~30배, NVIDIA사에서 제공하는 FFT 라이브러리 (CUFFT version 2.1) 대비 약 1.8배 그리고 기존에 발표된 타 방식 대비 약 1.5~10배 정도 빠른 처리 능력을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.205-216
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• 2010

본 논문에서는 UHDTV(Ultra HDTV)를 위한 MPEG-2 Transport Stream(TS)의 다중화 기법 및 다중화 SW 툴의 설계 및 구현에 대해서 기술한다. 대용량의 UHD 비디오를 처리하기 위해서는 당분간 병렬처리에 기반한 코덱 구현이 불가피하며 이로 인해 다수의 비디오 비트스트림 간의 동기화 및 다중화가 요구된다. 본 논문에서는 4K(또는 8K) 해상도의 UHD 비디오가 4 개의 화면으로 분할되어 각각 H.264/AVC로 부호화되고, 2 개의 5.0 채널의 오디오가 AC-3로 부호화되는 병렬처리 기반의 UHDTV의 TS 다중화를 고려한다. H.264/AVC와 AC-3를 TS로 전송하기 위한 MPEG-2 시스템(Systems) 확장 규격을 반영한 PES 패킷화 및 TS 다중화 툴을 설계한다. 또한 T-STD(TS System Target Decoder)의 타이밍 모델을 만족하도록 T-STD에 정의된 버퍼들의 상태를 모니터링 하면서 다중화 스케쥴링을 수행하고, 한 TS 패킷의 전송 시간 단위로 H/W의 실시간 처리를 에뮬레이션(emulation)하도록 구현한다. UHDTV 다중화를 위해서 재다중화(Re-multiplexing)를 포함하는 UHD 재다중화와 단일 TS로 다중화하는 UHD 프로그램 다중화의 2 가지 구조를 구현하고 이들의 장단점에 대해서 고찰한다. 본 논문에서 설계 구현된 TS 다중화 툴은 상용 분석 툴 및 실시간 재생 툴을 이용하여 규격 및 타이밍의 적합성과 그 기능을 검증한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.100-110
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• 2001

본 논문에서는 공유 메모리형 ATM 스위치 설계에 있어서 스위치 자원의 이용률 향상과 서비스 품질 기능 지원을 위한 버퍼관리방안을 고찰하고 여러 기법들의 성능을 비교 분석하였다. 정적 임계법(ST)와 푸시 아웃(PO) 그리고, 동적 임계법(DT)의 성능을 시뮬레이션을 통하여 비교 분석하였고, 특히 동적임계법이 트래픽 부하 및 버스티니스 (Burstyness), 복수개 출력포트간 부하의 불균형성 (Non-uniformity)등의 트래픽 특성 변화에 대해 푸시아웃 (Pushout)에 가까운 견고성 (Robustness)을 가짐을 보였다. 또한, 서비스 품질 기능 구현에 있어서 연결승인제어 (CAC)로부터 구한 트래적 기술자를 이용하여 각 셀 스트림의 서비스 요구조건에 맞도록 메모리 공간을 할당하는 가상분할법 (VP: Virtual partitioning)과 동적분할법 (DP: Dynamic partitioning)등의 버퍼관리 메커니즘을 고찰하였다. 이 기법들을 사용할 경우 규정된 트래픽 (Regulated traffic)과 규정되지 않은 (Unregulated) best-effort 트래픽의 공존이 가능하며 규정되지 않은 트래픽이 존재하더라도 규정된 트래픽이 연결승인제어에 의해 계산된 셀 유실률을 보장받게 됨을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 보였으며, 특히 과부하 상태에서 DP가 VP에 비해 서비스품질 지원 기능 면에서 우수함을 보였다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제5권12호
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• pp.3047-3062
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• 1998

본 논문은 ITU-T에서 제안한 영상회의 시스템에서 오디오/비디오 스트림 데이터를 회의 참여자에 송수신하거나 또는 수신된 멀티미디어 데이터들에 대한 QoS 정보를 송신측에 피드백 하기 위해 제공되는 RTP/RTCP 프로토콜(RFC1889,1890)에 관한 설계 및 구현에 관해 기술한다. RTP는 인코더로부터 전달된 오디오/비디오 데이터를 고정 포맷으로 패킷화하여 모든 회의 참여자에 멀티캐스팅하고, RTCP모듈은 RTP와 함께 연동되면서 수신 패킷을 모니터하여 지연, 지연변이 및 패킷 손실 등의 QoS 값들을 검출하고, 이를 비-정기적으로 송신측에 피드백하도록 구현하였다. 이들 프로토콜은 Windows NT에서 멀티쓰래드 방식으로 구현되었으며, 하위 프로토콜로 socket I/F를 통해서 U에/IP-Multicast를 이용하였다. 또한, 인터넷 환경에서 영상회의 시스템을 수행했을 때 나타나는 여러 QoS 값들을 검출하여 분석하였다. 시험은 오디오 데이터 전송을 이용하였으며 통신 부하가 심한 시간 구간에서 지연과 지연 변이는 음성 인식에 대체로 허용 범위에 충족되나 다량의 패킷 손실에 따른 품질 저하를 분석할 수 있었으며, 대부분의 손실된 패킷들은 비-연속적인 특성을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권10호
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• pp.523-532
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• 2003

VOD 서비스는 멀티미디어의 특성인 높은 대역폭과 긴 재생시간으로 인해 비디오 서버의 네트워크 자원 소비가 많다. 비디오 서버의 네트워크 입출력 대역폭을 절약하기 위해 패칭이 제안되었다. 패칭은 True VOD를 실현하기 위해 멀티캐스트를 사용하여 비디오 스트림을 공유하고, 사용자에게 서비스지연 없이 즉시 VOD 서비스를 제공한다. 패칭에서 통신 채널은 정규 채널로서 하나의 비디오 전체를 멀티캐스트하기 위해 또는 패칭 채널로서 비디오의 앞부분만을 멀티캐스트하기 위해 사용된다. 본 논문에서는 패칭에서 사용되는 정규 채널의 사용 시간을 단축시키기 위해 부정규 채널과 정규 채널로 구분하는 버퍼링 패칭 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서 부정규 채널은 정규 채널과 달리 비디오의 전체 데이타중에서 버퍼링 윈도우에 해당하는 비디오의 끝 부분을 전송하지 않으며, 이 비디오의 끝 부분은 최근의 정규 채널로부터 다운로드 되어 사용자 버퍼에 저장된다. 제안하는 기법의 성능을 패칭과 비교하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며 시뮬레이션 결과 제안한 기법이 사용자 스테이션에서 버퍼링 되는 비디오 데이터의 양은 패칭보다 많지만, 이탈율, 평균 서비스 지연시간, 공평성에 있어서 패칭보다 우수함을 보여주었다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.179-187
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• 2008

본 논문에서는 영상 특성에 제약 없이 적용 가능한 SVC 기반 범용 품질 메트릭을 제안한다. 이종 환경에서의 비디오 콘텐츠 소비가 증가하면서 서비스 품질(Quality of Service, QoS)은 중요한 이슈 중 하나가 되었다. 또한 스케일러블 비디오 코딩(Scalable Video Coding, SVC)은 하나의 부호화된 비트스트림이 공간적, 시간적 그리고 품질적으로 다양한 확장이 가능하다는 장점을 이유로 이종 환경에서 적응성이 높은 영상 부호화 기술로 주목받고 있다. 제한된 환경에서의 서비스 품질 보장을 위해서는 서비스의 사용 주체인 사람이 느끼는 주관적 비디오 품질이 고려되어야 한다. 주관적 품질은 영상의 시간적, 공간적 특성 모두에 영향을 받기 때문에 영상의 특성에 대한 고려 역시 중요하다. 제안하는 방법의 효율성은 실험을 통해 측정된 주관적 품질 값과 제안된 품질 메트릭을 이용해 측정된 품질 지수 사이의 상관계수를 이용하여 검증하였으며 제안하는 품질 메트릭은 SVC의 품질 확장 결정 기준으로 사용될 수 있다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.222-235
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• 2008

최근 H.264/AVC 표준을 이용한 HDTV, IPTV와 같은 고화질 디지털 서비스가 증가함에 따라 이를 위한 빠른 동영상 처리 기술들이 요구 되고 있다. 특히, 빠른 축소 영상 추출 방법은 영상의 색인과 동영상 요약 분야에서 요구된다. 하지만 H.264/AVC는 이전의 표준과는 달리 화소 공간에서도 예측방법을 사용하기 때문의 종래의 주파수 공간상의 DC 영상 추출 방법을 적용할 수 없었다. 본 논문에서는 Chen이 제안한 방법에 근간을 두고 H.264/AVC 인트라 프레임으로부터 축소영상을 주파수 영역에서 이론적으로 추출하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 변환 계수에 직접적으로 적용하기 때문에 고속으로 축소 영상을 추출할 수 있다. 제안하는 방법은 인트라 예측을 화소 공간에서 일반화된 식으로 정리하였고, 주파수 공간에서 LUT(Look Up Table)을 이용하여 고속으로 썸네일을 추출한다. 제안하는 방법을 통해 얻은 썸네일과 참조 복호화기를 통해 얻은 썸네일간의 주관적인 화질은 크게 차이가 나지 않으면서도, HD급 영상에서는 평균 63% 빠르게 썸네일을 추출할 수 있다.