• 한국광학회지
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• 제24권5호
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• pp.262-270
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• 2013

본 논문에서는 블록암호화의 CBC(Cipher Block Chaining) 방식을 광학적인 XOR 연산을 이용하여 새로운 변형된 CBC 암호화 및 복호화 시스템을 제안한다. 제안한 방법은 광학적 XOR 연산의 병렬 처리를 위해 이중 인코딩 방법과 자유 공간 연결 광논리 게이트 방법을 사용한다. 또한 제안된 XOR 연산 기반의 CBC 암호화 방식의 광학적 구성도를 공학적으로 실제 제작 구현 가능한 광 모듈 형태의 광 암호화/복호화 장치로 제안한다. 제안된 방법은 기존의 CBC 방식을 광학적으로 구현했기 때문에 기존의 전자적인 CBC 방식의 장점과 광학적인 고속성과 병렬 처리의 특성으로 인해 많은 정보를 빠른 속도로 암호화 및 복호화가 가능하다. 또한, 광 병렬 처리의 특성상 데이터가 2차원으로 배열되어 데이타 크기가 증가된 평문 데이터와 암호키를 사용함으로써 기존의 전자적 CBC 방식보다도 한층 더 암호 강도가 강력해진 암호화 시스템을 제공한다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 제안한 기법이 CBC 모드의 암호화 및 복호화 과정에 효율적임을 보여준다. 한편 제안된 방식은 CBC 방식 외에 ECB(Electronic Code Book) 방식과 CFB(Cipher Feedback Block) 방식에도 적용할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.765-770
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• 2012

본 논문에서는 인트라 모드 결정으로 인해 발생되는 연산 복잡도 문제를 줄이기 위해 DCT 기반 인트라 예측을 사용하는 효율적인 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 하드웨어 구조는 처음 입력 블록에 대해 DCT를 수행하고 DCT 계수의 특성을 이용하여 에지 방향성을 예측한다. 그리고 예측된 에지 방향에 해당하는 모드에 대해서만 화면 내 예측을 수행함으로써 복잡도 문제를 해결하였다. DCT 하드웨어 구조는 4개의 덧셈기와 4개의 뺄셈기, 2개의 쉬프트 연산기로 구성된 Transform_PE를 이용하여 Multitransform_PE를 구현하였고 $4{\times}4$ 블록 DCT를 1 사이클에 계산한다. 또한, 15개의 덧셈기, 15개의 쉬프트 연산기로 구성된 Intra_pred_PE를 통해 2 사이클에 하나의 화면 내 예측을 수행한다. 따라서 하나의 매크로블록을 인코딩할 때 517 사이클을 소요하며 기존의 하드웨어 구조 보다 수행 사이클 수에 있어서 17%의 성능이 향상됨을 보였다. 본 논문의 하드웨어 구조는 DCT 기반 인트라 예측 알고리즘을 사용하며 Verilog HDL을 이용하여 구현되었고, 매그나칩 공정 $0.18{\mu}m$ 셀 라이브러리로 합성 결과 최대 125MHz에서 동작함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.545-548
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• 2005

최근 들어 클라이언트/서버 컴퓨팅 환경에서 서버의 과도한 부하 문제를 해결하고자 P2P 컴퓨팅 환경이 대두되고 있다. 현재 실용화 되어 운영중인 P2P 컴퓨팅 환경은 주로 파일 출판자/송신자/수신자의 실명기반 혹은 익명기반의 P2P 시스템으로 전개되고 있다. 하지만, 어떤 환경에서건 현재의 파일 보호는 파일 단위 기반의 보안기술이 적용됨에 따라 첫째, 적의 공격목표가 특정 단일 호스트라는 취약점을 지니게 되고, 둘째, 취득된 파일에 대해 Brute Force 공격이 용이하고, 셋째, DOS공격 목표를 명료하게 하는 등의 문제점을 지니고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점 해결책으로 파일을 블록단위로 분리하고 각 블록을 피어들에게 안전하게 분산시켜 이를 활용하는 분산 P2P 파일분리 시스템을 새롭게 제안하였다. 제안 시스템은 파일이 블록 단위로 인코딩되어 각 피어로 분산됨에 따라 상기의 3가지 문제점을 해결할 뿐만 아니라 파일 활용의 효율성을 증진시키는 부대 효과를 얻을 수 있다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제49권1호
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• pp.29-38
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• 2012

네트워크 환경과 유무선 통신 기술의 급속한 발달로 인해 비디오 콘텐츠의 배포가 손쉽게 이루어짐에 따라 비디오 콘텐츠에 대한 보안은 매우 중요시 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 MPEG-2 비디오 인코딩 과정 내에 복수의 카오스 사상 기반의 디지털 비디오 암호화 방법을 제안한다. 제안방법은 카오스 사상인 텐트 사상(Tent map)을 기본블록으로 하는 해시체인으로부터 128-bit의 난수특성이 우수한 비밀 해시 키를 생성하고 이를 로지스틱 사상(Logistic Map)과 헤논 사상(Henon map)에 적용하여 64개의 난수로 이루어진 $8{\times}8$ 난수블록을 생성한다. 제안한 방법은 $8{\times}8$ 난수 블록과 DCT 블록 내 영상정보에 대한 파급효과가 큰 저주파 계수들에 대해 선택적으로 XOR 암호화 연산을 수행함으로써 암호화 처리에 따른 오버헤드를 줄일 수 있으며, 복수의 카오스 사상을 결합한 구조를 사용하여 비교적 간단하면서 우수한 난수특성을 제공한다. 실험 결과를 통해 제안 방법은 암호화된 영상에 대해 PSNR이 12dB 이하로 좋은 시각적 암호화 성능을 나타냈으며, 압축 효율성 측면의 시간변화율과 압축 변화율은 각각 2%와 0.4% 이내의 실시간성에 적용 가능한 성능을 나타냈다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권4C호
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• pp.365-373
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• 2003

본 논문에서는 수정 유클리드 알고리즘을 기반으로 임의의 메시지 길이 k 뿐 아니라 임의의 블록 길이 n를 갖는 RS 부호를 복호할 수 잇는 적응형 RS 복호기를 설계한다. 설계된 복호기는 임의의 길이를 갖는 단축형 RS 부호의 복호 전에 영들을 추가하지 않아도 되므로 단축형 RS 부호에 특히 유리하다. 또한 이들 RS 부호의 오류정정 능력 t의 값을 매 부호어 블록마다 실시간으로 변화시킬수 있으므로 응답 채널이 유용한 경우 채널의 시변 잡음 레벨에 적응적으로 오류 정정 능력을 변화시킬 수 있다. 제시된 복호기 구조는 수정 유클리드 알고리즘에 기반한 4단계는 파이프라인 처리를 수행한다 : (1) 신드롬 계산 (2) MEA 블록 (3) 에러크기 계산 (4) 복호기 실패 검사. 각 단계는 가변 길이의 RS 복호에 적합한 구조를 갖도록 설계된다. 수정 유클리드 알고리즘(MEA) 블록의 새로운 구조를 제시하고, 에러의 크기 계산을 위한 다항식 평가를 위해 역순 출력을 갖는 다항식 평가 회로를 채용한다. MEA 블록은 연산 셀들의 멀티플렉싱 기법과 배속의 전용 클럭 기법(overclocking)을 적용하여 간단한 하드웨어로써 처리 속도를 유지하도록 하였다. 최대 오류정정 능력이 10인 GF($2^8$) 상의 적응형 RS 부호를 VHDL로 설계하고, FPGA에 성공적으로 합성하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권1호
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• pp.36-44
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• 2003

본 논문에서는 비터비 디코더의 디코딩과정에서 trace-forward 과정이후. trace-back 동작 없이 decision bit를 결정 가능한 구조로 설계하여 사용 메모리 크기와 동작 cycle에서 이득을 가지는 변형된 레지스터 교환(modified register exchange) 방식을 제안하였다. 제안된 구조는 시뮬레이션에 의해 trace-back이 있는 기존의 방식과 동일한 결과를 나타냄을 확인하였으며, 변형된 레지스터 교환 방식과 기존의 레지스터 교환 방식, 그리고 trace-back 방식과 비교하였다. 제안한 방식은 다른 방식들에 비해 메모리를 1/(5 x constraint length)로 줄일 수 있고, trace-back 방식에 비해 throughput을 2배 향상시켰다. 변형된 레지스터 교환 방식을 적용한 비터비 디코더의 동작을 검증하기 위해 code rate 2/,3, constraint length, K가 3인 디코더를 radix-4 구조의 1 bit 디코딩 방식으로 설계하여 FPGA(field programmable gate away)를 이용하여 구현하고 측정을 통해 오류 정정 작용을 확인하였다. 또한 블록 디코딩 방식에도 적용할 수 있음을 보였다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.742-755
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• 2012

본 논문에서는 high efficiency video coding (HEVC) 복호화기의 디블록킹 필터를 병렬화할 때 발생하는 작업량 불균형 문제를 해결하는 병렬화 방법을 제안한다. HEVC의 디블록킹 필터는 인-루프 필터로써 먼저 수직 에지에서 필터링을 수행한 후, 수평 에지에서 필터링을 수행한다. 수직 및 수평 에지에 대해 필터링을 수행하는 경우 주변 에지와 의존성이 없기 때문에 데이터 레벨의 병렬화를 통하여 복호화를 고속화 할 수 있다. 그러나 데이터 레벨 병렬화 방법을 통해 데이터가 균등하게 분할된 경우에도 영역 간의 작업량은 불균등 할 수 있으며, 이는 복호화기의 병렬화 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 coding tree block (CTB)에서 coding unit (CU)의 깊이 정보를 사용하여, 현재 프레임에 대한 디블록킹 필터링 과정의 연산량을 예측하고, 이를 통해 각 코어에 동등한 작업량이 분배되게 함으로써 작업량 불균형 문제를 해결하였다. 실험 결과, 제안하는 작업량 예측 기반의 데이터 레벨 병렬화 방법은 단일 코어를 사용하여 디블록킹 필터를 수행하는 것에 비하여 64.3%의 평균 시간 감소 (average time saving; ATS)를 얻었고, 기존의 균등 분할 데이터 레벨 병렬화 방법보다 평균 6.7%, 최대 13.5% 감소를 얻었다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.137-147
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• 2013

본 논문에서는 폴딩 구조에 저항열 인터폴레이션 기법을 적용한 1.2V 8b 1GS/s CMOS folding-interpolation A/D 변환기(ADC)에 대해 논한다. 기존 폴딩 ADC가 갖는 경계조건 비대칭 오차를 최소화하기 위해 홀수개의 폴딩 블록과 프랙셔널 폴딩 비율(fractional folding rate)을 사용하는 구조를 제안한다. 또한, 프랙셔널 폴딩기법을 구현하기 위해 덧셈기를 사용하는 새로운 디지털 인코딩기법도 제안한다. 그리고 iterating offset self-calibration 기법과 디지털 오차 보정 회로를 적용하여 소자 부정합과 외부 요인에 의한 노이즈 발생을 최소화하였다. 제안하는 A/D 변환기는 1.2V 0.13um 1-poly 6-metal CMOS 공정을 사용하여 설계 되었으며 $2.1mm^2$ 유효 칩 면적과(A/D 변환기 core : $1.4mm^2$, calibration engine : $0.7mm^2$), 350mW의 전력 소모를 나타내었다. 측정결과 변환속도 1GS/s에서 SNDR 46.22dB의 특성을 나타내었다. INL 과 DNL 은 자체보정회로를 통해 모두 1LSB 이내로 측정되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2007년도 춘계학술발표대회
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• pp.667-670
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• 2007

볼륨 데이터에 대한 압축 기법의 필요성은 데이터 용량의 증가와 네트워크 사용량의 증가와 함께 더불어 증가해 왔다. 현재에는 다양한 압축 기법이 개발돼 있으며, 사용자는 데이터 유형이나 응용 분야에 맞춰 압축 기법을 선택, 적용할 수 있다. 그러나 최근에는 응용 과학자들로부터 생성되는 데이터의 용량이 기하급수적으로 증가했는데, 이렇게 응용과학 분야에서 생성되는 데이터는 대부분 3차원 볼륨 데이터다. 2차원 이미지나 3차원 동영상 데이터의 경우에는 다양한 표준 압축 방식을 사용할 수 있지만 3차원 볼륨 데이터에 적용할 수 있는 방법은 한정돼 있으며, 특히 시간가변(time-varying) 볼륨 데이터에 대한 압축 표준은 거의 존재하지 않는다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 시간가변 볼륨 데이터에 대한 압축 방식을 제안한다. 이 방식은 가시화를 목적으로 하는 시간가변 볼륨 데이터의 인코딩을 목적으로 하며, MPEG의 I-프레임과 P-프레임 개념을 사용해서 압축률을 높인다. 본 방식은 시간가변 부동 소수점 데이터(single precision floating-point data)로 구성된 시간가변 볼륨 데이터를 대상으로 하는데, 한 블록 단위의 무작위 복원을 지원하며 Daubechies 웨이블릿 필터와 프레임간의 상관 관계를 사용, 대형 시간가변 볼륨 데이터를 이미지 화질을 보존한다.

• 방송공학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.303-310
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• 2007

비디오 압축 기법에서 움직임 추정(Motion Estimation)은 매우 중요한 부분을 차지하는데, 그것은 움직임 추정이 화질과 인코딩 시간에 직접적으로 영향을 미치기 때문이다. 가장 기본적인 움직임 추정 기법은 전역 탐색 기법(Full Search)인데, 이는 가장 좋은 화질을 보여주긴 하지만 매우 많은 계산량이 필요하다는 단점이 있다. 따라서 좋은 화질을 유지하면서도 계산량을 낮추기 위한 많은 고속 알고리즘들이 제안되었다. 그 중 PMVFAST는 움직임 벡터간의 연관성을 이용하여 계산량을 낮추면서도 전역 탐색 기법에 거의 근접한 화질을 얻어낼 수 있었다. 이 논문에서는 현재 프레임과 이전 프레임의 움직임 벡터에 기초하여 현재 매크로블록의 움직임 벡터를 예측하는 새로운 예측방법을 제시한다. 실험결과에 따르면 제안한 알고리즘은 PMVFAST보다 빠르면서도 전역 탐색기법보다도 높은 평균 PSNR을 보여주었다.