국제 표준화 기구(ISO)에서는 약 680 Mbyte의 저장 용량을 갖는 CD에서 1시간 정도의 동영상과 오디오를 압축, 저장할 수 있는 MPEG-1 부호화 방식의 표준안을 1991년에 결정하였다. 이를 기반으로 HDTV와 같은 디지털 방송을 위한 다채널 구조의 MPEG-2 규격을 결정하였다. 그러나 미국의 HDTV 표준안을 결정하는 대연합(Grand Alliance)에서는 영상에서는 MPEG-2를 선정하고 오디오 부호화 방식의 표준안으로는 돌비의 AC-3 방식을 선정하였다. 그러나 국내 및 유럽 등의 미국을 제외한 국가에서는 MPEG 오디오 알고리듬을 그대로 사용할 예정으로 있다. 이에 디지털 방식의 HDTV에 적용된 오디오 압축 방식의 두가지 표준 알고리듬의 돌비의 AC-3와 국제 표준화 기구의 MPEG 알고리듬에 대해 비교해 보고 앞으로의 동향에 대해 설명하였다.
본 고에서는 모바일 3D 그래픽스 기술에 대한 국내외 표준화 연구 활동과 표준화 발전전망에 관하여 기술하고 있다. 모바일 3D API 표준으로는 국제사실표준으로서 크로노스 그룹에서 OpenGL|ES를 제안하고 있어 국내에 많은 모바일 3D 콘텐츠 개발사에서 채택하고 있으며, 자바진영의 M3G(JSR-184) 표준은 응용 콘텐트에 사용하는 상위레벨의 API를 규정하고 있다. 국내에는 모바일 3D 표준화 포럼을 중심으로 MPEG-4SNHC의 3D 압축 프로파일 제안을 위한 TFT 활동과 국내 모바일 3D API 표준을 위한 TFT를 운영하며, 그 결과를 바탕으로 국제 표준화 활동 및 크로노스 그룹과의 긴밀한 협력을 진행하고 있다. 모바일 3D 표준화의 향후 전망으로는 프로그래머블 그래픽 파이프라인에 대한 API의 표준화와 데이터의 압축을 포함한 모바일 게임 데이터 포맷의 표준화, 모바일 3D 그래픽 API를 기반으로 한 상위 수준의 애니메이션, 3D 콘텐츠 제작에 필요한 API에 대한 표준화 및 미디어 프로세싱의 표준화 일환으로 진행되는 크로노스 그룹의 OpenMAX의 표준화 등이 활발하게 이루어질 것이다.
로켓 노즐 목에 이용되는 ATJ 그라파이트에 대해 시편크기 및 온도에 따른 압축강도를 평가하였다. 압축시험은 ASTM C 965 규정에 준하여 상온 및 고온에서 수행되었다. 상온에서는 직경 대 높이 비가 1:2 인 ASTM 규정에 부합하는 표준시편 및 직경 대 높이비가 1:1 및 1:0.5 인 Type I, Type II 등 2종류의 확대시편이 일축 압축시험에 이용되었다. 또한 고온에서는 산화제를 도포한 코팅시편 및 일반시편을 이용하였다. 시험결과 상온에서 모든 확대시편들이 표준시편보다 약간의 압축강도 증가를 보였다. 고온환경에서의 압축시험결과 코팅시편은 $900^{\circ}C$ 까지 압축강도가 유지되거나 약간의 증가를 보였으나, 일반시편은 산화로 인해 압축강도가 급격하게 감소했다.
기존의 무손실 압축은 일반적으로 채널간의 상관관계를 거의 이용하지 않고, 각각의 채널을 따로 압축하였다. 본 논문에서는 컬러 이미지가 갖는 채널 간의 상관관계를 이용하여 무손실 압축의 성능을 향상시키는 방법을 제안하였다. 제안하는 방법에서는 채널 간 상관관계를 표현할 수 있도록 비대칭 샘플링을 이용하여 모자이크 이미지와 나머지 이미지로 나누어 압축을 수행하였고, 압축된 모자이크 이미지의 정보를 이용해서 나머지 이미지를 예측하여 압축할 정보의 양을 감소시켰다. 압축 성능을 평가하는데 일반적으로 사용되는 데이터들에 대하여 실험한 결과, 기존의 압축표준인 JPEG2000 lossless에 대해 평균 4.75%의 성능 향상을 보여주었다.
기존의 JPEG은 낮은 bit-rate에서의 화질열화현상과 고압축에서의 블록화 영상 등의 단점에 의해 새로운 정지영상 압축 방법이 요구되었다. 이에 차세대 정지영상 표준으로 등장한 것이 JPEG2000이다. JPEG2000 표준은 DWT(Discrete Wavelet Transform)과 EBCOT Entropy Encoding 기술을 기반으로 하고 있다. EBCOT(Embedded block coding with optimized truncation)은 JPEG2000 표준에서 실제 압축을 수행하는 가장 중요한 기술 중 하나이다. 하지만 EBCOT는 bit-level 처리를 하기 때문에 대부분의 연산 시간을 차지하고 있다. 이 때문에 EBCOT의 연산속도를 높이기 위한 연구가 많이 이뤄지고 있다. 이에 본 논문은 JPEG2000 표준의 특징을 이용하여 연산 구조를 개선시킨 Context 추출 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 고해상도 Multi-Component 정지영상의 압축을 위한 JPEF2000 Encoder Hardware에 적용될 것이다.
블록절단 코딩 또는 BTC(Block Truncation Coding)는 회색 영상을 위한 손실 영상 압축 기술의 일종이다. 이 방법은 원본 영상을 여러 개의 블록으로 나누고 각 블록에 대해서 평균과 표준편차를 계산하여 각 블록에서의 회색 레벨의 수를 줄인다. BTC는 비디오 압축에 적합하도록 만들어졌다. BTC의 변형된 것으로 AMBTC (Absolute Moment Block Truncation Coding)가 있다. AMBTC는 BTC보다 계산이 간편하다. 본 논문에서는 압축 성능과 이미지 해상도를 높이기 위해서 패턴을 활용한 BTC 기반의 이미지 압축방법을 제안하고자 한다. 이 방법은 여러 이미지의 BTC에 빈도수가 높은 패턴 36개와 64개를 추출하여 코드 북을 만든다. 이미지를 압축할 때 해당 블록과 패턴을 비교해서 일치하는 패턴의 인덱스를 압축에 이용하는 방법이다. 제안한 방법을 실험하였고 36개의 패턴을 활용할 경우 1.37bpp의 압축 성능을 보였다. 본 논문에서 제안한 방법은 BTC 압축보다 높은 성능을 보였다. 제안한 방법의 성능은 표준 이미지를 이용하여 실험하였다.
방대한 홀로그램 데이터를 디지털 형식으로 압축하는 것은 중요한 문제이다. 특히, 상용화를 위해 위상 전용 홀로그램의 압축에 관한 연구가 주목된다. 자연 영상에 최적화된 기존 표준 압축 기술은 위상 신호를 압축하는데 적합하지 않으며, 위상 신호에 대해 최적화 가능한 신경망 기반 압축 기술은 좋은 성능을 기대할 수 있으나 고해상도 홀로그램 데이터를 학습하는 데 메모리 문제가 존재한다. 본 논문에서는 메모리 문제를 해결할 수 있는 학습 가능한 신경망 기반의 블록 단위 압축 기술을 위상 전용 홀로그램에 적용해봄으로써 블록 기반이라는 동일 조건 내에서도 제안 방식이 표준 코덱보다 상당한 성능향상을 보일 수 있음을 밝혔다. 신경망 기반의 블록 단위 압축은 기존 코덱과의 호환성을 제공할 수 있으며, 메모리 문제를 해결하는 동시에 위상 전용 홀로그램 압축에 대해 월등히 좋은 성능을 보일 수 있다.
데이터의 압축은 화일의 저장공간과 전송시간을 줄이는 중요한 이점을 제공한다. 국내에는 많은 경우 데이터 화일에 2 바이트로 구성된 표준한글부호를 포함하고 있다. 본 논문에서는 2 바이트로 부호화 된 한글을 포함한 데이터 화일을 허프만 부호화 방식에 의해 압축 할때 한글을 한 바이트 단위로 인식하여 압축하는 경우와 두 바이트 단위로 인식하여 압축하는 경우의 여러가지 압축 특성을 비교하였다. 아울러 사전에 조사된 한글의 찾기 순서에 따라 고정된 압축 부호를 사용하는 경우와 앞에서 제시된 방법들을 비교하였다. 비교 결과 두 바이트 단위로 인식하여 압축하는 방법이 더 좋은 압축율을 보이었다.
$\cdot$ 영상 압축은 영상의 통계학적 분포, 반복성을 이용하여 빈도가 높은 데이터는 적은 수의 bits를, 빈도가 낮은 데이터에는 보다 많은 수의 bits를 할당하여 전체 영상을 나타내는 bits 수를 줄이는 것임. $\cdot$ 영상 압축은 크게 Lossy Coding, Lossless Coding으로 나뉘며, Lossy coding은 DCT, 양자화기, VLC Codes를 쓰며 압축 율은 높으나 원래의 영상을 정확히 복원하지 못함. $\cdot$ 영상 압축에 대한 국제 규격 협회는 JPEG, MPEG I, MPEG II, MPEG IV, H.261, H.263 등이 있으나 본 seminar에서는 JPEG 규격만 논함. $\cdot$ 의학 영상은 Resolution이 크고 study 단위로 관리되기 때문에 영상 데이터량이 많으나 진단의 목적으로 쓰이기 때문에 주로 lossless 압축을 쓰게 되나 압축율이 낮음.(3:1 이하). 최근에는 Fractal, Wavelet Coding을 통한 압축율을 증가 시키는 Image Compression Algorithms이 활용됨. $\cdot$ MPEG은 동영상의 압축 표준안이며, 동영상은 한frame 당 25개 이상의 정지 화상으로 이루어지기 때문에 JPEG 규격에서 사용되었던 기법이 그대로 활용되며 영상과 영상간, 또는 frame과 frame 간의 여상의 변화, 움직임을 Vector로 coding하는 interframe Coding 기법을 활용하나 설명하기에는 광범위한 topic이므로 본 seminar에서는 생략함.
본 논문에서는 JPEG Pleno에서 표준 데이터세트로 제공되고 있는 랜덤 위상 홀로그램의 압축 방법을 제시한다. 일반적으로 영상의 노이즈 성분은 압축의 효율을 크게 떨어트린다. 스페클 노이즈가 심한 홀로그램의 경우 일반 영상에 비해 압축률 대비 화질이 좋지 않다. 홀로그램의 시각화를 위한 랜덤 위상의 추가는 스페클 노이즈와 더블어 홀로그램의 압축 효율을 더욱이 떨어트린다. 랜덤 위상 홀로그램에 웨이블릿 기반의 다중 필터링 방법을 적용한다. 다중 필터링 방법은 홀로그램의 특성을 고려하여 에너지 집중도를 최대한 높이는 방법이다. 에너지 집중도가 높을수록 압축 효율이 좋은 Zero-Tree 방식의 압축을 통해 홀로그램을 압축하고 압축률 대비 정량적 화질평가로 그 효율을 분석한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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