본 논문에서는 H.264/AVC의 성능향상을 위해 단방향 예측에 의한 $4{\times}4$ 인트라 부호화 방법을 제안한다. 최신의 동영상 압축 표준인 H.264/AVC에서는 $16{\times}16$과 $4{\times}4$ 인트라 예측 방법을 사용하고 있다. $4{\times}4$ 인트라 예측 방법은 예측 블록의 크기가 작기 때문에 $16{\times}16$ 예측 방법과 비교하여 상대적으로 복잡한 영역에서 보다 정밀한 예측이 가능하고, $16{\times}16$ 인트라 예측 방법은 $4{\times}4$ 예측 방법에 비해 상대적으로 큰 예측 블록을 사용하여 예측 방향정보를 적게 전송함으로써 평편한 영역에서 보다 높은 효율로 부호화할 수 있는 특징이 있다. 제안하는 방법은 매크로블록(Macroblock)을 부호화하기 위해 $4{\times}4$ 블록 단위로 예측하여 예측블록의 정밀도를 높이고, 동시에 모두 같은 방향으로 예측하여 예측 방향 정보를 줄임으로써 부호화 효율을 높이는 효과가 있다. 실험 결과, 제안하는 단방향의 $4{\times}4$ 인트라 예측 방법은 기존 H.264/AVC의 $16{\times}16$ 예측 방법과의 툴 단위 성능 비교에서 약 10.47% 정도의 비트 감소를 보인다. 또한, $16{\times}16$ 및 $4{\times}4$ 예측 방법을 모두 적용한 것과 두 가지 방법에 제안한 방법을 추가로 적용했을 때의 성능 비교에서는 평균적으로 약 1.57% 정도의 비트 감소가 있음을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 3GPP와 ETSI에서 IMT-2000의 음성부호화 방식 표준안으로 채택한 AMR 음성부호화 알고리즘을 분석하고 C 컴파일러와 어셈블리 언어를 이용한 최적화 과정을 거친 후, 고정 소수점 DSP 칩인 TMS320C6201을 이용하여 실시간 구현하였다. 구현된 codec의 프로그램 메모리는 약 31.06 kWords, 데이터 RAM 메모리는 약 9.75 kWords, 그리고 데이터 ROM 메모리는 약 19.89 kWords 정도를 가지며, 한 프레임(20 ms)을 처리하는데 약 4.38 ms가 소요되어 TMS320C6201 DSP 칩의 전체 가용한 clock의 21.94%만 사용하여도 충분히 실시간으로 동작 가능함을 확인하였다. 또한, DSP 보드상에서 구현한 결과가 ETSI에서 공개한 ANSI C 소스 프로그램의 수행 결과와 일치함을 검증하였고, 구현된 AMR 음성부호화기를 sound I/O 모듈과 결합하여 실험한 결과, 어떠한 음질의 왜곡이나 지연 없이 실시간으로 충분히 동작함을 확인하였다. 마지막으로, Host I/O와 LAN 케이블을 이용하여 AMR 음성부호화 알고리즘을 통한 쌍방간 실시간 통신을 full-duplex 모드로 확인하였다.
정보화 사회가 진행되어감에 따라 카메라 센서, 디지털 카메라, 휴대폰, 영상 관련디지털 기기들이 증가하고 이로 인하여 영상정보 서비스 기술의 중요성이 크게 부각되었다. 특히 멀티미디어 응용서비스 기술에서는 영상 정보가 필수적인데, 그 영상 정보의 양이 너무 방대하여 압축 부호화를 하여 사용되고 있다. 본 논문에서는 정지영상압축 방법 중 JPEG표준에서 제시한 4가지 동작 모드 중 베이스라인을 기반으로 하는 JPEG 알고리즘을 연구하여 허프만코팅 기반의 엔트로피 디코더의 불규칙적인 데이터 입출력타이밍의 효과적인 제어를 통해 Motion JPEG에서 동작 가능한 디코더를 C언어를 통해 시뮬레이션하고 최적화된 결과를 VHDL로 구현하였다.
HEVC (High Efficiency Video Coding)는 최근에 제안된 비디오 압축 표준으로서 이전의 비디오 압축 표준보다 두 배 이상의 부호화 효율을 가진다. 다양한 종류의 인트라 예측 블록과 모드는 HEVC의 높은 압축 성능과 연산 복잡도 증가의 주요 요인이다. 본 논문은 파이프라인과 인터리빙 기술을 사용하여 하드웨어 자원의 요구조건을 줄이는 반면 효율과 성능은 향상시킨 HEVC 용 인트라 예측 하드웨어 구조를 제시한다.
본 논문에서는 AMR 음성 부호화 알고리즘을 분석하고 C프로그램 최적화 과정을 거친후 OakDSPCore?를 기반으로 설계된 C&S Technology사의 CSD17C00A칩을 이용하여 전과정을 어셈블리어로 실시간 구현 하였다. 구현된 코덱은 최대의 계산량을 요구하는 6.7kbps 모드일때, 인코더부분이 최대 20.6MIPS 이며 디코더부분은 약 2.7MIPS 의 복잡도를 나타낸다. 사용된 프로그램 메모리는 약 21.97kwords, 데이터 RAM 메모리는 약 6.64kwords를 가지며 데이터 ROM 메모리는 약 15.1kwords 이다. 구현된 코덱은 최대 약23.29MIPS의 복잡도를 가지고 있으므로 40MIPS의 처리용량을 가지는 CSD17C00A 를 이용한 보드상에서 실시간 동작이 가능함을 확인하였다. 구현된 프로그램은 3GPP에서 제공하는 21개의 test 벡터들을 통하여 bit-exact 함을 확인하였다.
본 논문에서는 EVRC 음성 부호화 시스템을 OakDSPCore(R) 를 기반으로 설계된 C&S Technology사의 CSD17C00칩을 이용하여 전 과정을 어셈블리어로 실시간 구현하였다. 구현된 EVRC음성 부호화기는 최대의 계산량이 요구되는8kbps 전송 모드일 때, 인코더부분이 최대24.45MIPS 이며 디코더부분은 3.35MIPS의 복잡도를 나타낸다. 사용된 메모리양은 프로그램 ROM 12.2Kworsd, 데이터 ROM(table) 6.72Kwords 및 RAM2.94Kwords 이다. 구현된 EVRC음성 부호화기는 북미 표준화 기구인Telecommunications Industry Association(TIA)에서 제공하는 19개의 test 벡터들을 모두 통과하였다.
스마트폰이 대중화되면서 이동통신 시장은 일대 혁신을 맞이했다. 최근 출시되는 스마트폰이 크고 선명한 화면과 빠른 프로세서를 잇따라 탑재하면서 고해상도 및 고품질 영상에 대한 사용자들의 수요가 급증하고 있다. 하지만 고해상도 및 고품질 영상은 데이터의 양이 방대하므로 실제 서비스 적용을 위해서는 데이터 통신 트래픽의 증가 및 저장 공간의 한계로 인한 문제를 해결해야 한다. 이에 따라 MPEG과 VCEG은 JCT-VC(joint collaborative team on video coding)를 설립하고 차세대 비디오 압축 표준인 HEVC(high efficiency video coding)의 국제 표준화 작업을 시작했다. 2010년 4월에 시작된 JCT-VC 회의는 최근 제 7차 회의까지 진행되었으며, 향후 2013년 1월까지 최종 국제 규격안(final draft international standard, FDIS)이 제정될 예정이다. 이 논문에서는 HEVC의 표준화 과정, 요구사항, 실험 영상 및 부호화 모드, 응용 분야, 최신 표준화 동향 등을 알아본다.
An efficient intra mode selection algorithm is proposed to reduce the computational complexity of inter frames for the H.264|AVC video encoding system. We propose an adaptive thresholding algorithm based on distribution characteristics of the sum of the absolute differences (SAD) of the best inter mode. Through comparative analysis, the proposed algorithm shows better speed up ratio with a negligible quality loss.
정보화 사회가 진행되어감에 따라 카메라 센서, 디지털 카메라, 휴대폰, 영상 관련디지털 기기들이 증가하고 이로 인하여 영상정보 서비스 기술의 중요성이 크게 부각되었다. 특히 멀티미디어 응용서비스 기술에서는 영상 정보가 필수적인데, 그 영상 정보의 양이 너무 방대하여 압축 부호화를 하여 사용되고 있다. 본 논문에서는 정지영상압축 방법 중 JPEG표준에서 제시한 4가지 동작 모드 중 베이스라인을 기반으로 하는 JPEG 알고리즘을 연구하여 Motion JPEG에서 동작 가능한 디코더를 C언어를 통해 시뮬레이션하고 최적화된 결과를 VHDL로 구현하였다. Motion JPEG의 무선전송 환경에 적용 가능한 불규칙한 스트리밍 방식의 입력데이터의 처리가 가능한 파이프라인 구조로 설계하였다. 설계결과 Xilinx XC3S1000 FG676-4 환경에서 66.130MHz의 동작속도를 나타내었고 최초 223클록의 딜레이 이후 매 클록마다 화소데이터를 얻을 수 있었다 Motion JPEG 디코더를 설계하는데 사용된 게이트는 총 54,143개이다.
정보화 사회가 진행되어감에 따라 카메라 센서, 디지털 카메라, 휴대폰, 영상 관련디지털 기기들이 증가하고 이로 인하여 영상정보 서비스 기술의 중요성이 크게 부각되었다. 특히 멀티미디어 응용서비스 기술에서는 영상 정보가 필수적인데, 그 영상 정보의 양이 너무 방대하여 압축 부호화를 하여 사용되고 있다. 본 논문에서는 정지영상압축 방법 중 JPEG표준에서 제시한 4가지 동작 모드 중 베이스라인을 기반으로 하는 JPEG압축 알고리즘을 연구하여 허프만 인코더의 메모리 사이즈를 줄인 엔트로피 인코더를 C언어를 통해 시뮬레이션하고 최적화된 결과를 VHDL로 구현하여 향후 디코더나 Motion JPEG연구에 응용 가능하도록 연구 및 분석, 평가 하였다. 설계결과 11-bit 한 입력 데이터가 처리되는데 5-clock이 소요 되었고 Xilinx xc3s1000 환경에서 21,962개의 게이트 수와 74.212MHz의 동작 속도를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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