본 논문에서는 하드웨어의 제한된 자원을 이용하여 HEVC 코덱을 구현할 때 DCT 와 엔트로피 부호화를 사용하지 않고 율 및 왜곡값을 예측하여 고효율의 부호화를 수행하는 방법에 대하여 제안한다. HEVC 는 기존의 부호화기에 비하여 계층적 부호화 구조와 함께 큰 블록 크기를 갖는 DCT 와 엔트로피 부호화를 반복적으로 수행하기 때문에 하드웨어 구현 시 그 복잡도가 매우 크게 증가한다. 먼저 DCT 는 하다마드변환 행렬과 또 다른 정규 직교 변환 행렬의 곱으로 표현될 수 있는 성질을 이용하여 부호화 변환 시 생성된 하드마드변환 행렬에 저복잡도의 정규 직교 변환 행렬을 곱하여 DCT 변환 계수를 생성한 후 변환 및 양자화를 수행한다. 왜곡값의 경우, 이 때 생성된 양자화 계수와 변환 계수 간의 차이를 변환도메인에서 제곱합을 이용하여 계산하여 역변환을 생략함으로써 복잡도를 감소시킬 수 있다. 또한 텍스처에 대한 비트율 예측은 각 CU 블록내의 양자화 계수의 수를 더하여 계산하여 엔트로피를 수행하지 않고 예측할 수 있다. 그리고 비 텍스처에 대한 비트율 예측의 경우 움직임벡터의 비트에 대한 Pseudo CABAC 코드를 수행하여 예측할 수 있다. 이러한 저 복잡도의 텍스처 및 비텍스처 비트와 왜곡을 예측함으로써 하다마드변환만을 이용하여 부호화하였을 때에 비해 최대 33%의 비트율 감소를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 단일 색인을 사용하는 임의 계수의 이동평균 변환 지원 서브시퀀스 매칭 방법을 제안한다. 단일 색인을 사용함으로써, 제안한 방법은 색인 저장 공간 및 색인 관리의 오버헤드를 크게 줄일 수 있다. 이동평균 변환은 시계열 데이타 내의 노이즈 영향을 감소시킴으로써, 시계열 데이타 전체의 경향을 파악하는데 매우 유용하다. 그런데, 기존 연구에서는 임의 계수를 지원하기 위해 여러 색인을 생성해야 하고, 이에 따라 색인 저장 공간의 오버헤드와 색인 관리의 오버헤드가 발생하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 우선 이동평균 변환의 정의를 확장한 다계수 이동평균 변환(poly-order moving average transform) 개념을 제시한다. 다계수 이동평균 변환이란, 각 윈도우를 하나의 이동평균 계수에 대해서 이동평균 변환하는 것이 아니라, 여러 계수에 대해서 이동평균 변환하여 윈도우의 집합을 구성하는 변환으로서, 이동평균 변환의 정의를 여러 계수로 구성된 집합에 대해서 확장한 것이다. 다음으로, 이러한 다계수 이동평균 변환 개념을 사용한 서브시퀀스 매칭 방법의 이론적 근거인 정확성을 정리로서 제시하고 증명한다. 또한, 다계수 이동평균 변환을 기존 서브시퀀스 매칭 연구인 Faloutsos 둥의 방법 및 DualMatch에 각각 적용하여, 두 가지 이동평균 변환 지원 서브시퀀스 매칭 방법을 제시한다. 실험 결과, 제안한 두 가지 서브시퀀스 매칭 방법은 모든 경우에 있어서 순차 스캔보다 성능을 크게 향상시킨 것으로 나타났다. 실제 주식 데이타에 대한 실험 결과, 제안한 방법은 순차 스캔에 비해서 평균 22.4배${\~}$33.8배까지 성능을 향상시킨 것으로 나타났다. 또한, 각 계수에 대해 모두 색인을 생성하는 경우와 비교할 때, 성능 저하는 매우 적은 반면 필요한 색인 공간은 크게 줄인 것으로 나타났다(일곱 개의 계수를 사용한 경우, 성능 저하는 평균 $9\%{\~}42\%$에 불과한 반면 색인 공간은 약 1/7.0로 크게 줄인다). 이와 같이 성능 측면과 색인 공간 및 관리 측면에서의 우수성에 덧붙여, 제안한 방법은 이동평균 변환 이외의 다른 변환을 지원하는 서브시퀀스 매칭으로 일반화 될 수 있는 장점이 있다 따라서, 제안한 방법은 이동평균 변환을 포함하는 많은 다른 종류의 변환을 지원하는 서브시퀀스 매칭에 폭넓게 적용되는 우수한 연구결과라 사료된다.
단일주파수 수신기를 사용하는 저궤도위성의 전리층 보정을 수행하기 위해선 지상기반 전리층 보정 모델에 변환 계수를 적용해야 한다. 전리층 변환 계수는 3차원 전리층 분포를 제공하는 NeQuick 모델을 이용하여 계산할 수 있다. 본 연구에서는 2015년 한 해 NeQuick G 모델을 이용하여 전리층 변환 계수를 계산한 후, 저궤도위성 관측값과 IGS 지상 전리층지도의 비율로 계산된 전리층 변환계수와 비교하였다. NeQuick G의 전리층 변환 계수를 IGS 전리층지도에 적용한 후, 저궤도위성에서 관측된 전리층 지연과 비교하여 정확도를 분석하였다. 또한, NeQuick G 변환 계수를 IGS 전리층 지도에 적용하여 계산한 전리층 지연 오차와 NeQuick G 모델만을 이용하여 계산한 전리층 지연 오차를 비교분석하였다. 추가적으로 위도 및 태양활동에 따른 전리층 지연오차를 분석하였다. 2015년 한 해 NeQuick G 모델로 계산된 평균 전리층 변환 계수는 0.269로 나타났으며, IGS 전리층 지도에 NeQuick G 변환 계수를 적용한 전리층 지연 오차는 NeQuick G 모델만으로 계산된 전리층 지연 오차보다 23.7% 더 작았다.
ITU-T VCEG과 ISO/IEC MPEG은 공동으로 JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding) 를 구성하여 차세대 비디오 코덱 HEVC(High Efficiency Video Coding)에 대한 표준화를 진행하고 있다. HEVC에서 사용되고 있는 양자화 및 역 양자화는 TU(Transform Unit)내 모든 위치의 변환계수에 동일한 크기의 양자화 및 역 양자화를 수행한다. TU내의 변환계수는 동일하게 분포되어 있지 않으므로 모든 위치의 변환계수에 동일한 크기의 양자화 및 역 양자화를 수행하는 것은 비효율적이다. 또한 주사 순서상 뒤쪽에 있는 양자화 된 계수는 엔트로피 부호화 방법상 비효율적 일 수도 있다. 이 논문에서는 엔트로피 부호화의 효율성을 고려하여 TU 내 변환계수의 위치에 따라 다른 크기의 양자화를 수행하여 성능을 향상시키는 알고리즘을 제시한다. 이 알고리즘의 원리는 양자화 된 계수 분포의 통계적 특징에 따른 TU의 주사 순서에 따라 다른 크기의 양자화 및 역 양자화를 수행하는 것이다. 이 알고리즘은 평균 Y BD-rate 0.34% 의 압축률 향상을 나타내었다.
본 연구에서는 두께 모드 압전 진동자의 특성제어 부임피던스 변환 (NIC) 회로를 적용하였다. 두 개의 두께 모드 압전 진동자를 적층한 후, NIC 회로를 적용하여 입력 어드미턴스와 전기기계 변환효율을 측정한 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 그 결과 NIC 회로에서 구현되는 부저항의 값에 따라 압전 진동자의 품질계수 및 전기음향 변환효율이 제어되었으며 NIC 회로를 적용한 경우에 품질계수는 약 20배, 전기음향 변환효율은 약 2.5배 정도 향상됨을 확인하였다.
대부분의 영상정보들은 데이터 양이 방대하기 때문에 압축되어 저장되고 전달된다. 이 때문에 영상정보의 변환을 위해서는 사전에 압축을 해제하여 공간정보를 추출한 뒤에 소정의 변환을 하고 다시 압축해야 하는 번거로움과 불편한 점이 있다. 본 논문에서는, JPEG등의 정지영상 압축이나 MPEG-4와 H.264 등의 영상 압축 표준에서 널리 사용되는 DCT 변환에 의한 영상정보의 주파수 영역의 계수 값들의 부호나 이들 간의 상대적 위치를 적절히 바꿈으로써 공간적 영역에서의 원하는 기하학적 변환이 이루어지는 규칙을 발견하고 정리하였다. 본 저자들은 주파수 영역에서의 계수 값 변환 효과가 공간적 영역에 어떻게 나타나는지 수학적으로 유도하고 실제 JPEG 압축 파일에 본 방식을 적용하여 이미지를 변환시켜 그 성능을 검증하였다. 이 방법은 압축을 완전히 해제하지 않고도 공간적 영역에서의 변환을 달성할 수 있기 때문에 대용량의 간단한 이미지 암호화를 위한 경량암호화 시스템에 응용될 수 있다.
프랙탈 압축 알고리즘에서는 필요에 따라 다양한 분할 방식을 사용하고 있다. 기존에는 분할방식에 따라 다른 isometry 변환계수 값만을 사용하고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 모든 분할 방식에서 공통적으로 사용할 수 있도록 변환 가능한 isometry 변환계수 방식을 제안하였으며 이를 하드웨어로 구현하였다.
본 논문에서는 기존의 단방향 컬러 스페이스 컨버터(Color Space Converter)를 양방 향으로 변환하는 것뿐만 아니라, 기존의 디코더, 엔코터 및 모니터 등이 가지고 있는 Brightness 기능을 갖도록 변환 행렬 계수를 임의로 조정할 수 있는 컬러 스페이스 컨버터 를 설계하였다. 이러한 변환 계수 자체를 조정하여 휘도 및 색차 신호에 변화를 주는 방법 은 새롭게 제안한 방법으로 계수의 조정은 ROM형태를 이용하여 향후 인터페이스 부분을 부가하여 소프트웨어적으로 제어할 수 있도록 설계하였다. 본 논문에서 제안한 Brightness 기능을 갖는 컬러 스페이스 컨버터는 저가의 멀티미디어 비디오 관련 시스템을 구현할 수 있는 장점을 가지고 있다.
본 논문은 웨이브릿을 기반으로 하는 EZW(Embedded Zerotree Wavelet) 복호기의 설계와 구현에 대하여 소개한다. EZW 부호화는 zerotree를 이용하는 부호화 방법으로서 웨이브릿 변환된 영상이 지니고 있는 계수의 특징을 잘 활용한 부호화 방법이다. EZW 복호화는 EZW 부호화와 대칭 관계를 갖는 구조로 구성되어 있다. EZW 복호기는 부호화의 결과로 생성된 파일의 bit stream을 입력으로 받아서 dominant와 subordinate pass로 구성된 2-pass의 EZW 복호화 과정을 수행하여 부호화 이전의 웨이브릿 변환된 입력 영상의 계수값을 복원한다. 복원된 웨이브릿 변환된 영상의 계수 값은 IDWT(Inverse Discrete Wavelet Transform)를 수행하여 부호화 되기 이전의 원래의 영상으로 재구성된다.
본 논문은 그레이 영상에 웨이블릿 필터계수를 적용하여 의사컬러 이미지를 향상한 연구이다. 의사컬러 향상은 웨이블릿 변환을 사용해 분해능을 상승시켰고, 웨이블릿 필터계수를 사용하여 RGB 영상을 추출한 후 의사변환 하였다. 웨이블릿 필터계수를 사용한 의사컬러 변환은 일반적인 웨이블릿 변환에 비해 30dB이상 향상 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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