• 제목/요약/키워드: 선형 예측 부호화

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예측 VQ-Pyramid VQ를 이용한 광대역 음성용 LSF 양자학기 설계 (A LSF Quantizer for the Wideband Speech Using the Predictive VQ-Pyramid VQ)

  • 이강은;이인성;강상원
    • 한국음향학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.333-339
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    • 2004
  • 본 논문에서는 벡터 양자화기와 피라미드 벡터 양자화기를 직렬로 결합하여 16차 벡터 소스에 대한 vector quantizer-pyramid vector quantizer (VQ-PVQ)를 개발하였으며, 예측 구조와 세이프티-넷 (safety-net) 개념을 결합시켜 광대역 음성 부호화기용 LPC 계수 양자화 기를 설계하였다. 본 양자화기의 성능은 AMR-WB(ITRT-T G.722.2)의 LPC양자화기 성능과 비교하였는데, 스펙트럼 왜곡 및 메모리 요구량에서 상당한 이득을 얻었다.

발성 속도에 따른 가변전송률 CELP 부호화기 설계에 관한 연구 (A Study on a Design of the Variable Bit-Rate Vocoder by Measuring of the Speaking Rate)

  • 나덕수;배명진
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(4)
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    • pp.273-276
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    • 2001
  • CELP 부호화기는 선형 예측 합성에 의한 분석 부호화의 원칙에 기본을 두고 있다. 그리고 음성 신호의 스펙트럼을 LPC 분석을 통해 부호화하는데 고정 윈도우를 사용하여 부호화한다. 그러나 음성신호는 화자의 발성속도에 따라 파형의 변화가 시간적으로 빠르게 변화하기도 하고, 반대로 유사한 파형이 일정시간 유지되기도 한다. 따라서 윈도우의 크기를 발성속도에 맞추어 분석한다면 보다 효율적인 부호화를 할 수 있다. 본 논문에서는 발성속도에 따라 전송률을 달리 적용하는 방법을 제안한다. 발성속도의 측정은 스펙트럼 변화도를 이용하여 측정하였고, 발성속도가 빠를 때는 프레임 크기를 줄여 시간적으로 빠르게 변화하는 신호에 적응적으로 분석하고 대신 파라미터 표현에 비트를 줄인다. 반대로 발성속도가 느릴 때는 프레임 크기를 키우고 파라미터 표현에 비트를 더 할당한다. 제안한 방법을 실험하기 위해 G.723.1 5.3kbps ACELP 부호화기를 이용하였다 음질의 열하 없이 평균 16.34% 전송률 감소효과를 얻을 수 있었다.

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시간 영역 에너지 Companding을 사용한 프리 에코 감소 방법 (Pre-Echo Reduction Using Time Domain Energy Companding)

  • 김재원;임유진;유정찬;서은미;박호종
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2022년도 하계학술대회
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    • pp.61-62
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    • 2022
  • 본 논문에서는 시간 영역 에너지의 companding을 이용하여 오디오 부호화에서 발생하는 프리 에코를 효과적으로 감소시키는 방법을 제안한다. 일반적으로 오디오 부호화는 블록 단위의 변환 부호화를 사용하므로 과도 구간에서 프리 에코를 발생시킨다. 프리 에코를 줄이기 위한 기존 TNS 방법은 주파수 영역에서 선형 예측 방법을 사용하며, 부가 정보 전송이 필요하고 성능이 낮은 문제점을 가진다. 제안하는 방법은 시간 영역 에너지의 동적 범위를 감소시킨 후 부호화 하고, 복호화 이후에 에너지를 복원하는 과정을 통하여 양자화 오차의 시간 영역 에너지 분포를 조정하여 프리 에코를 감소시킨다. 제안하는 방법이 TNS보다 우수한 프리 에코 감소 성능을 가지는 것을 확인하였다.

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잔차 신호 복제 기반 오디오 대역 확장 방법 (Research on audio bandwidth extension using residual signal replication)

  • 임우택;백승권;이태진
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2021년도 하계학술대회
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    • pp.57-60
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    • 2021
  • 오디오 대역 확장 기술은 저 해상도의 오디오 신호를 고 해상도의 오디오 신호로 복원 또는 생성해 내는 기술이다. 이와 관련하여 오디오 코덱에서는 고 대역 오디오 신호의 저 비트 부호화를 위해 사람이 청각이 둔감하게 인지하는 고 대역의 오디오 신호에 대해 실제 신호에 대한 양자화를 수행하지 않고, 코딩 되어 전송된 저 대역 신호와 고 대역의 파라미터를 이용하여 신호를 합성하는 스펙트럼 대역 복제 기술이 널리 사용된다. 본 연구에서는 선형 예측 기반의 주파수 대역 복제 방법을 통해 추가 정보를 활용한 오디오 대역 확장을 수행하고 신경망 기반의 오디오 신호 개선을 통해 복제된 신호의 개선 가능성을 검토하였다. 실험 평가는 MPEG 에서 코덱 평가용으로 사용되는 테스트 시퀀스를 사용하였으며, 실험 결과 제안하는 방법을 적용하여 기존 오디오 대역 확장 기술 대비 성능이 향상됨을 확인하였다.

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Hybrid 무손실 오디오 부호화기의 설계 (A Design of Hybrid Lossless Audio Coder)

  • 박세형;신재호
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제41권6호
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    • pp.253-260
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    • 2004
  • 본 논문에서는 정수 웨이블릿 변환(Integer Wavelet Transform)과 선형 예측(Linear Prediction)을 이용한 Hybrid 무손실 오디오 부호화 알고리즘을 제안하였다. 제안된 부호화기는 입력된 신호를 적당한 프레임으로 분할 후, 정수 웨이블릿 변환과 정수 예측기를 사용하여 입력된 오디오 신호내의 상관관계(Correlation)를 제거하였다. 그리고 신호내의 상관이 제거된 신호를 엔트로피 부호화(Entropy Coding) 하였다. 엔트로피 부호화기로는 정수 입력원의 특성에 따라 최적의 압축 효율을 갖는 옵션을 선택적으로 처리하는 Adaptive Golomb-Rice 부호화기법을 이용하였다. 제안된 부호화 방식은 모든 연산을 정수 연산으로 가능케 하므로 기존의 실수를 사용하는 연산과 비교하여 연산 속도의 개선과 시스템의 복잡성을 낮추어 고속처리 및 저전력화가 가능하다. 또한 각 프레임은 독립적으로 부호화되고, 부호화된 데이터는 프레임헤더와 바이트 단위로 정렬이 되도록 데이터 포맷을 설계하여, 압축 부호화된 데이터의 이동, 찾기, 편집이 편리하도록 하였다.

영상의 적응적 워핑 예측을 이용한 웨이브렛 기반의 동영상 부호화 (A WAVELET-BASED VIDEO CODING USING ADAPTIVE IMAGE WARPING PREDICTION)

  • 김상준;지인호
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.55-58
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    • 2001
  • 기존에 MPEG-1, 2나 H.261/263 등에 사용되고있는 움직임 예측 방법은 블록 기반의 코딩 방식으로 단순히 영상의 움직임을 선형 모델로 간주하고 영상을 일정한 크기의 사각형으로 나누어, 각 사각형이 어느 곳으로 이동하는지를 추정하는 방식이었다. 그러나 이러한 방식은 블록 당 하나의 움직임 벡터만으로 처리하기 때문에 블록 내의 복잡한 움직임은 추정할 수 없을 뿐만 아니라, 보다 일반적인 움직임인 회전, 뒤틀림, 확대, 축소 등을 추정할 수 없다. 또한, 영상의 내용에 상관없이 일정한 크기의 블록으로 나누어 처리하기 때문에 주어진 영상에 최적화된 움직임 추정을 수행하기가 어렵다. 특히 저속 비트율에서는 이러한 점들이 크게 부각된다. 이러한 점들을 극복하기 위해서 여기에서는 삼각형 메쉬를 이용한 공간 변환 방법을 이용하였다. 여기에 영상을 영상에 따라 적응적으로 분해하여 처리할 수 있는 웨이브렛 패킷 부호화를 사용하여 에너지가 많고 적음에 따라 초기 제어점의 격자를 조절하여 좀 더 우수한 성능을 얻을 수 있다.

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LPC와 DTW 기법을 이용한 유도전동기의 고장검출 및 진단 (Fault Detection and Diagnosis of Induction Motors using LPC and DTW Methods)

  • 황철희;김용민;김철홍;김종면
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.141-147
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    • 2011
  • 본 논문은 유도전동기의 고장검출 및 진단을 위한 효율적인 2-단계 고장예측 알고리즘을 제안한다. 첫 번째 단계에서는 고장 패턴 추출을 위해 선형 예측 부호화 (Linear Predictive Coding: LPC) 기법을 사용하고, 두 번째 단계에서는 고장 패턴 매칭을 위해 동적시간교정법 (Dynamic Time Warping: DTW)을 사용한다. 유도전동기에서 정상 및 각종 이상 상태의 조건을 발생시켜 추출한 샘플링 주파수 8kHz, 샘플링 시간 2.2초의 정상상태 및 비정상 상태의 진동데이터 8개를 사용하여 모의 실험한 결과, 제안한 고장예측 알고리즘은 기존의 고장진단 알고리즘보다 약 45%의 정확도 향상을 보였다. 또한 TI사의 TMS320F2812 DSP를 내장한 테스트베드 시스템을 제작하여 제안한 고장예측 알고리즘을 구현하고 검증하였다.

FIR 필터, 선형 필터, 고정밀도 필터를 이용한 색차 보간법 (Chroma Interpolation using High Precision Filter, FIR Filter, Linear Filter)

  • 문경수;김정필;이영렬
    • 방송공학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.480-490
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    • 2012
  • H.264/AVC 표준은 색차 신호를 보간할 때 선형 보간을 이용하여 예측 보간 신호를 생성한다. 휘도 신호의 예측 보간에 사용되는 6탭 FIR 필터, 2탭 선형필터, 고정밀도 필터의 조합은 선형 예측 보간에 비해서 더 정확한 예측 값을 생성할 수 있다. 본 논문에서는 휘도신호의 예측 보간에 사용되는 6탭 FIR 필터, 2탭 선형 필터, 고정밀도 필터를 색차신호의 예측보간에 사용하여 부호화 효율을 높이는 방법을 제안하였다. 실험 결과, 제안하는 방법은 jm11.0kta2.7 과 비교하여 PSNR의 감소없이 BD-Rate의 감소를 확인하였다. Y는 최대 1.3%, Cb는 최대 19.8%, Cr은 최대 25.0%의 BD-Rate의 감소를 확인 할 수 있었다. 평균적으로 Y는 0.5%, Cb는 6.1%, Cr는 6.9%의 BD-Rate의 감소를 확인하였다.

DCT-IF를 이용한 적응적 인트라 예측 방법 (Adaptive Intra Prediction using DCT-IF for HEVC)

  • 홍성욱;이영렬
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2013년도 하계학술대회
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    • pp.407-408
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    • 2013
  • 동영상 압축 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)는 ITU-T(VCEG)와 ISO-IEC(MPEG)에서 JCT-VC라는 팀을 이루어 공동으로 표준화를 완성단계에 이르고 있다. 이 표준에서는 동영상 압축의 대표적 기술인 인트라 예측 방법을 사용하며, 기존 H.264/AVC 보다 더욱 다양한 방향의 예측을 통한 부호화 및 복호화의 효율을 가져온다. 제안하는 방법은 다양한 방향의 화소 예측에 사용되는 필터링 방법을 개선하여, 영상에 특성에 맞추어 DCT-IF 필터와 선형 필터를 적응적으로 영상의 특징에 맞추는 화소 예측 방법을 통해 기존 방법보다 약 2% 이상의 성능 향상을 가져오는 방법이다.

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선형적 통계특성을 이용한 H.264/AVC 인트라 프레임의 비트율 제어 알고리즘 (H.264/AVC Video coding rate Control Algorithm Using linear statistical characteristic for Intra frame)

  • 주원희;김명진;홍민철
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.255-258
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    • 2009
  • 제한된 채널을 통하여 영상을 전송하고자 할 때 한정된 비트량 에서 최적의 화질을 얻기 위한 비트 할당기법은 영상의 부호화 과정에서 중요한 역할을 하며 중요한 연구 과제이다. H.264/AVC 표준안의 비트율 제어 방식은 영상의 복잡도에 따라 최적의 비트를 할당하는 방식을 사용하지만 첫 번째 프레임인 인트라 프레임에 대한 QP 값을 정확히 예측하지 못하는 문제점을 보인다. 비트율 제어에 있어 인트라 프레임의 복잡도를 예측하여 인트라 프레임에 대하여 할당되는 비트량은 인트라 프레임 이후 영상들의 화질에 큰 영향을 미치게 되므로 인트라 프레임의 복잡도를 예측하여 적절한 QP를 결정 하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 실시간 H.264/AVC를 위하여 인트라 모드의 적응적 비트율 제어 기법에 대해 제안한다. 통계적 실험을 통한 인트라 프레임과 인터 프레임과의 선형적 특성을 이용하여 인트라 프레임과 인터 프레임 간의 관계식을 도출한다. 이 관계식을 통하여 인터 프레임 이후에 일어나는 인트라 프레임의 QP 값을 정확하게 예측하는 비트율 제어 알고리즘을 제안한다.

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