• 제목/요약/키워드: 양자계산 알고리즘

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TCM/PSK의 양지화 Radix-trellis Viterbi 복호 (Radix-trellis Viterbi Decoding of TCM/PSK using Metric Quantization)

    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.731-737
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    • 2000
  • 본 논문에서는 기존의 컨볼루션 부호화(강판정 비터비 알고리즘 사용)에 이용된 Radix-trellis 개념의 디코딩 방법을 Ungerboeck의 TCM/PSK 부호화 변조에 적용하여 TCM/PSK의 고속 복호 방식을 제안한다. 구체적인 예로서 16-stage, trellis 부호화 8-ary PSK의 경우를 다루었다. Radix-4와 Radix-16 격자 디코딩에 대하여 path metric(PM) 및 branch metric(BM) 값의 계산과정을 설명하고 모의 실험을 통하여 I-Q 값, branch metric 값 및 path metric 값 양자화 레벨에 따른 성능을 분석하여 이들의 적정 양자화 이진 심별(binary digit)수를 도출하였다.

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신경 회로망 벡터 양자화를 이용한 움직임 탐색 영역의 예측 (Motion Search Region Prediction using Neural Network Vector Quantization)

  • 유대현;김재창
    • 전자공학회논문지B
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    • 제33B권1호
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    • pp.161-169
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    • 1996
  • 본 논문에서는 동영상 압축의 핵심 기술인 움직임 벡터 추정에 있어서 신경 회로망을 이용한 벡터 양자화에 의해 탐색 영역을 예측하는 방법을 제안한다. 훈련영상을 입력으로 하여 전역 탐색법 등에 의하여 구해진 움직임 벡터를 이용하여 움직임 벡터 코드 북을 생성하고 이를 예측 탐색 점으로 이용한다. 움직임 벡터 코드 북을 생성하기 위해서 병렬 처리 특성과 다양한 학습 알고리즘을 갖는 신경 회로망을 이용하였다. 제안된 방법은 움직임 벡터들의 높은 공간적 상관성을 이용하게 되고 결과적으로 적은 탐색 점으로 움직임 벡터를 추정할 수 있으므로 계산량을 줄일 수 있을 뿐 아니라 움직임 벡터를 표현하기 위해 소요되는 비트 수도 크게 줄일 수 있다. 모의 실험을 통하여 제안된 방식이 기존의 고속 블록 매칭 알고리즘보다 우수함을 보였다.

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비트율 제어를 위한 인트라 프레임 양자화 모델링 (Quantization Modeling of Intra Frame for Rate Control)

  • 박상현
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제9권10호
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    • pp.1207-1214
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    • 2014
  • 비디오 코딩에서 GOP의 첫 번째 프레임은 많은 비트를 발생시키는 인트라 모드로 압축되고 다음 프레임의 인터 모드 압축에 사용되기 때문에 첫 프레임인 인트라 프레임의 압축 결과는 이후 프레임에도 영향을 주게 된다. 기존 알고리즘의 경우 인트라 프레임의 압축은 bpp 값에 따라 양자화 파라미터를 설정하여 압축하는데, 이때 bpp는 영상의 특성을 전혀 고려하지 않는다. 정확한 인트라 프레임 압축을 위해서는 bpp 뿐만 아니라 영상의 복잡도와 전송률을 함꼐 고려하여 양자화 파라미터를 결정하여야 한다. 본 논문에서는 GOP의 인코딩 특성에 대한 분석을 바탕으로 인트라 프레임 압축을 위한 양자화 파라미터를 계산에 필요한 실시간 양자화 모델링 방법을 제안한다. 실험 결과는 제안하는 모델이 인트라 프레임의 특성을 잘 반영하고 있으며 또한 실시간으로 모델 파라미터를 구하는 방법도 효과적으로 작동함을 보여준다.

양자내성암호를 활용한 경량 보안 프로토콜 설계 (Design of a Lightweight Security Protocol Using Post Quantum Cryptography)

  • 장경배;심민주;서화정
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제9권8호
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    • pp.165-170
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    • 2020
  • IoT (Internet of Things) 시대가 활성화되면서 개인정보를 포함한 많은 정보들이 IoT 디바이스들을 통해 전달되고 있다. 정보보호를 위해 디바이스끼리 상호 암호화하여 통신하는 것이 중요하며 IoT 디바이스 특성상, 성능의 제한으로 인해 경량 보안 프로토콜 사용이 요구된다. 현재 보안 프로토콜에서 사용하는 암호 기법들은 대부분 RSA, ECC (Elliptic Curve Cryptography)를 사용하고 있다. 하지만 고사양의 양자 컴퓨터가 개발되고 쇼어 알고리즘을 활용한다면 앞선 RSA와 ECC가 근거하는 안정성의 문제를 쉽게 해결할 수 있기 때문에 더 이상 사용할 수 없다. 이에 본 논문에서는 양자 컴퓨터의 계산능력에 내성을 가지는 보안 프로토콜을 설계하였다. 미국 NIST (National Institute of Standards and Technology) 양자내성암호 표준화 공모전을 진행중인 코드기반암호 ROLLO를 사용하였으며, IoT 디바이스끼리의 상호 통신을 위해 연산 소모가 적은 해시, XOR연산을 활용하였다. 마지막으로 제안하는 프로토콜과 기존 프로토콜의 비교 분석 및 안전성 분석을 실시하였다.

가우시안 입력신호에 대한 Signed Regressor 최소 평균자승 적응 방식의 동작 특성 (On the Behavior of the Signed Regressor Least Mean Squares Adaptation with Gaussian Inputs)

  • 조성호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.1028-1035
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    • 1993
  • Signed Regressor 적응 알고리즘은 한 비트 양자화를 이용하여 탭 입력이 +1또는 -1이 되도록 양자화한다. 따라서 이미 널리 사용되고 있는 Least Mean Square (LMS) 알고리즘에 비하여 계산량 측면에서 효율적이다. 그러나 SR 알고리즘의 동작특성은 입력신호의 특성에 매우 종속적이며, 효율성을 위하여 성능을 약간 희생한다. 본 논문에서는 이 SR 알고리즘의 동작특성에 대하여 통계적 분석을 하였다. 이를 위해, 사용되는 신호가 평균이 제로인 가우시안 신호라는 가정과 이러한 분석에 이미 널리 통용되어 사용되는 독립가정을 이용하여, SR 알고리즘의 평균 및 평균자승 특성을 나타내는 일련의 비선형 관계식을 유도하였다. 그리고 유도된 이론적 결과가 실험적 결과와 매우 일치함을 보였다.

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하드웨어 기반의 H.264 정수 변환 및 양자화 구현 (Hardware Implementation of Integer Transform and Quantization for H.264)

  • 임영훈;정용진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권12C호
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    • pp.1182-1191
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    • 2003
  • 본 논문에서는 H.264의 정수 변환 모듈, 양자화 모듈, 역양자화 모듈, 정수 역변환 모듈에 대한 하드웨어 구조를 제안한다. 새로운 동영상 압축기술인 H.264의 전체 구성 중에서 핵심 부분인 동영상 데이터의 영역 변환 및 양자화 기능들을 하드웨어로 설계할 수 있도록 알고리즘을 기술하고, 저전력 설계를 위하여 하드웨어 사이즈를 최소화하도록 구조를 정하였다. 구현된 전체 모듈들은 PCI 인터페이스를 통한 Altera APEX-II FPGA 구성과 삼성 STD130 0.18um CMOS Cell Library를 이용하여 각각 합성하고 검증하였다. 이렇게 검증된 구조의 성능은 ASIC으로 구현하였을 경우 최대 동작 주파수가 100MHz이며, QCIF의 사이즈 기준으로 초당 최대 1295 프레임의 계산을 수행할 수 있으며, 이는 하드웨어 기반의 H.264 실시간 부호화기를 설계하기에 적합한 구조임을 보여준다.

대역 선택 구조와 선택적 벡터 양자화를 이용한 개선된 웨이브릿 변화형 CELP 보호화기 (Enhanced Wavelet Transform-based CELP Coder with Band Selection and Selective VQ)

  • 장동일;조영권;안수길
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제14권1E호
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    • pp.46-55
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    • 1995
  • 본 논문에서는 대역선택 웨이브릿 변환 CELP 보호화기라 명명한 4.8 kbps 전송률의 새로운 웨이브릿 변화형 CELP 부호화기를 구현하였다. 제안된 알고리듬에서는 이산 웨이브릿 주파수 대역에 대한 대역 선택과 선택적 벡터 양자화 기법을 사용하였다. 이러한 대역 선택 및 선택적 벡터 양자화 구조는 구분형 VQ 구조를 이용하여 구현하였다. 제안한 알고리즘은 계산량 및 저장용량을 크게 줄이면서도, 기존의 불규칙 잡음 코드북 검색 구조에 비해 0.5에서 1 dB 가량 개선된 segmental SNR을 갖는다. 많은 실험 결과를 통해 확인한 결과, 제안된 대역 선택 웨이브릿 변환 CELP 부호화기는 기존의 CELP 구조나 웨이브릿 변환 구조에 비해서 실제 응용에 훨씬 적합함을 확인하였다.

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JPEG2000의 보안을 위한 카오스 시스템의 하드웨어 구현 (Hardware Implementation of Chaotic System for Security of JPEG2000)

  • 서영호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권12C호
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    • pp.1193-1200
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    • 2005
  • 본 논문에서는 JPEG2000 표준에서 주파수 변환기법으로 채택된 이산 웨이블릿 변환과 선형양자화 방법을 사용하여 영상 전체가 아닌 영상의 부분 데이터만을 암호화하여 계산양을 줄이는 부분 암호화 방법을 제안하고 하드웨어로 구현하였다. 또한 계산양이 많은 암호화 알고리즘 대신 비교적 계산양이 적은 카오스 시스템을 이용함으로써 계산양을 더욱 감소시킨다. 영상 데이터의 변환 방법은 암호화할 부대역을 선택하여 영상데이터를 일정한 블록으로 만든 후 무작위로 좌/우 쉬프트 하는 방법과 두 가지 양자화 할당 방식(하향식-코드 할당방식/반향-코드 할당방식)에 따라 데이터를 교환하는 방식을 사용한다. 제안한 암호화 방법을 소프트웨어로 구현하여 약 500개의 영상을 대상으로 실험한 결과 원 영상 데이터를 부분적으로 암호화함으로써 원 영상을 인식할 수 없을 정도의 암호화효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 구현한 하드웨어 암호화 시스템은 삼성 $0.35{\mu}m$ 팬텀-셀 라이브러리를 사용하여 합성함으로써 게이트 수준 회로를 구성하였고 타이밍 시뮬레이션을 수행한 결과 100MHz 이상의 동작 주파수에서 안정적으로 동작함을 확인하였다.

RGB 최대 주파수 인덱싱과 BW 클러스터링을 이용한 콘텐츠 기반 영상 검색 (Content based Image Retrieval using RGB Maximum Frequency Indexing and BW Clustering)

  • 강지영;백정욱;강광원;안영은;박종안
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제1권2호
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    • pp.71-79
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    • 2008
  • 칼라 코렐로그램은 계산량이 많아지고 저장 공간이 커져서 검색하는 시간이 길어지므로 일반적으로 64*64 로 양자화 하여 사용되어지는데, 본 논문에서는 메디안 픽셀 특징에 공간정보를 이용하여 9*9 로 양자화 하였다. 기존 알고리즘의 경우 메디안 값이 중복되는 경우 중복된 값들을 정렬하여 그 중 가운데 값을 특징자 값으로 정하였으나, 제안된 알고리즘에서는 중복된 값들을 정렬하여 그 중 공간정보가 가장 작은 값을 특징자 값으로 정하였다. 그리고 코렐로그램을 적용하여 특징자 테이블을 구성하고 이를 이용하여 비교하였다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션을 통해 테스트 하였고 그 결과 기존 알고리즘 보다 더 나은 검색성능을 나타내게 되었다.

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확률분포 특성을 이용한 OFDM용 IFFT∪FFT프로세서 설계 (Design of an IFFT∪FFT processor with manipulated coefficients based on the statistics distribution for OFDM)

  • 최원철;이현;조경록
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제40권12호
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    • pp.87-94
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    • 2003
  • 본 논문에서는 통계적 분석 방법으로 IEEE 802.11a WLAN의 OFDM 모뎀용 IFFT 및 FFT의 양자화 에러를 최소화하는 설계방법을 제안한다. 제안된 방법은 IFFT 및 FFT의 회전계수(twiddle coefficient)에 통계적으로 계산된 계수를 적용하여 회전계수를 수정하는 새로운 알고리즘을 사용한다. 본 논문에서는 알고리즘을 radix-2² SDF(single-path delay feedback) 구조에 적용하여 설계하였고 IFFT와 FFT의 대칭적 성질을 이용하여 회로블록을 공유하도록 하였다. 회로 레벨에서 설계된 입출력 10비트인 송신단의 IFFT와 수신단의 FFT가 자기루프 구조 가졌을 때 최대 양자화 오차는 0.0021이다. 기존의 선형확장 회전계수의 최대 양자화 오차가 0.0087로 측정되었기 때문에 제안된 프로세서가 3비트 효율이 좋다.