• Title/Summary/Keyword: 엔트로피 코딩

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Voice Activity Detection Based on Entropy in Noisy Car Environment (차량 잡음 환경에서 엔트로피 기반의 음성 구간 검출)

  • Roh, Yong-Wan;Lee, Kue-Bum;Lee, Woo-Seok;Hong, Kwang-Seok
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.9 no.2
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    • pp.121-128
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    • 2008
  • Accurate voice activity detection have a great impact on performance of speech applications including speech recognition, speech coding, and speech communication. In this paper, we propose methods for voice activity detection that can adapt to various car noise situations during driving. Existing voice activity detection used various method such as time energy, frequency energy, zero crossing rate, and spectral entropy that have a weak point of rapid. decline performance in noisy environments. In this paper, the approach is based on existing spectral entropy for VAD that we propose voice activity detection method using MFB(Met-frequency filter banks) spectral entropy, gradient FFT(Fast Fourier Transform) spectral entropy. and gradient MFB spectral entropy. FFT multiplied by Mel-scale is MFB and Mel-scale is non linear scale when human sound perception reflects characteristic of speech. Proposed MFB spectral entropy method clearly improve the ability to discriminate between speech and non-speech for various in noisy car environments that achieves 93.21% accuracy as a result of experiments. Compared to the spectral entropy method, the proposed voice activity detection gives an average improvement in the correct detection rate of more than 3.2%.

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ECG Data Compression Using Adaptive Fractal Interpolation (적응 프랙탈 보간을 이용한 심전도 데이터 압축)

  • 전영일;윤영로
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.17 no.1
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    • pp.121-128
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    • 1996
  • This paper presents the ECG data compression method referred the adaptive fractal interpolation algorithm. In the previous piecewise fractal interpolation(PFI) algorithm, the size of range is fixed So, the reconstruction error of the PFI algorithm is nonuniformly distributed in the part of the original ECG signal. In order to improve this problem, the adaptive fractal interpolation(AEI) algorithm uses the variable range. If the predetermined tolerance was not satisfied, the range would be subdivided into two equal size blocks. large ranges are used for encoding the smooth waveform to yield high compression efficiency, and the smaller ranges are U for encoding rapidly varying parts of the signal to preserve the signal quality. The suggested algorithm was evaluated using MIT/BIH arrhythmia database. The AEI algorithm was found to yield a relatively low reconstruction error for a given compression ratio than the PFI algorithm. In applications where a PRD of about 7.13% was acceptable, the ASI algorithm yielded compression ratio as high as 10.51, without any entropy coding of the parameters of the fractal code.

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A Study on the Hardware Design of High-Throughput HEVC CABAC Binary Arithmetic Encoder (높은 처리량을 갖는 HEVC CABAC 이진 산술 부호화기의 하드웨어 설계에 관한 연구)

  • Jo, Hyun-gu;Ryoo, Kwang-ki
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2016.10a
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    • pp.401-404
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    • 2016
  • This paper proposes entropy coding method of HEVC CABAC Encoder for efficient hardware architecture. The Binary Arithmetic Encoder requires data dependency at each step, which is difficult to be operated in a fast. Proposed Binary Arithmetic Encoder is designed 4 stage pipeline to quickly process the input value bin. According to bin approach, either MPS or LPS is selected and the binary arithmetic encoding is performed. Critical path caused by repeated operation is reduced by using the LUT and designed as a shift operation which decreases hardware size and not using memory. The proposed Binary Arithmetic Encoder of CABAC is designed using Verilog-HDL and it was implemented in 65nm technology. Its gate count is 3.17k and operating speed is 1.53GHz.

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Fast Inverse Transform Considering Multiplications (곱셈 연산을 고려한 고속 역변환 방법)

  • Hyeonju Song;Yung-Lyul Lee
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.28 no.1
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    • pp.100-108
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    • 2023
  • In hybrid block-based video coding, transform coding converts spatial domain residual signals into frequency domain data and concentrates energy in a low frequency band to achieve a high compression efficiency in entropy coding. The state-of-the-art video coding standard, VVC(Versatile Video Coding), uses DCT-2(Discrete Cosine Transform type 2), DST-7(Discrete Sine Transform type 7), and DCT-8(Discrete Cosine Transform type 8) for primary transform. In this paper, considering that DCT-2, DST-7, and DCT-8 are all linear transformations, we propose an inverse transform that reduces the number of multiplications in the inverse transform by using the linearity of the linear transform. The proposed inverse transform method reduced encoding time and decoding time by an average 26%, 15% in AI and 4%, 10% in RA without the increase of bitrate compared to VTM-8.2.

An Adaptive Information Hiding Technique of JPEG2000-based Image using Chaotic System (카오스 시스템을 이용한 JPEG2000-기반 영상의 적응적 정보 은닉 기술)

  • 김수민;서영호;김동욱
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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    • v.41 no.4
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    • pp.9-21
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    • 2004
  • In this paper, we proposed the image hiding method which decreases calculation amount by encrypt partial data using discrete wavelet transform and linear scale quantization which were adopted as the main technique for frequency transform in JPEG2000 standard. Also we used the chaotic system which has smaller calculation amount than other encryption algorithms and then dramatically decreased calculation amount. This method operates encryption process between quantization and entropy coding for preserving compression ratio of images and uses the subband selection method and the random changing method using the chaotic system. For ciphering the quantization index we use a novel image encryption algerian of cyclically shifted in the right or left direction and encrypts two quantization assignment method (Top-down/Reflection code), made change of data less. Also, suggested encryption method to JPEG2000 progressive transmission. The experiments have been performed with the proposed methods implemented in software for about 500 images. consequently, we are sure that the proposed are efficient image encryption methods to acquire the high encryption effect with small amount of encryption. It has been shown that there exits a relation of trade-off between the execution time and the effect of the encryption. It means that the proposed methods can be selectively used according to the application areas. Also, because the proposed methods are performed in the application layer, they are expected to be a good solution for the end-to-end security problem, which is appearing as one of the important problems in the networks with both wired and wireless sections.

Efficient Pipeline Architecture of CABAC in H.264/AVC (H.264/AVC의 효율적인 파이프라인 구조를 적용한 CABAC 하드웨어 설계)

  • Choi, Jin-Ha;Oh, Myung-Seok;Kim, Jae-Seok
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.45 no.7
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    • pp.61-68
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    • 2008
  • In this paper, we propose an efficient hardware architecture and algorithm to increase an encoding process rate and implement a hardware for CABAC (Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) which is used with one of the entropy coding ways for the latest video compression technique, H.264/AVC (Advanced Video Coding). CABAC typically provides a better high compression performance maximum 15% compared with CAVLC. However, the complexity of operation of CABAC is significantly higher than the CAVLC. Because of complicated data dependency during the encoding process, the complexity of operation is higher. Therefore, various architectures were proposed to reduce an amount of operation. However, they have still latency on account of complicated data dependency. The proposed architecture has two techniques to implement efficient pipeline architecture. The one is quick calculation of 7, 8th bits used to calculate a probability is the first step in Binary arithmetic coding. The other is one step reduced pipeline arcbitecture when the type of the encoded symbols is MPS. By adopting these two techniques, the required processing time was reduced about 27-29% compared with previous architectures. It is designed in a hardware description language and total logic gate count is 19K using 0.18um standard cell library.

An Optimization on the Psychoacoustic Model for MPEG-2 AAC Encoder (MPEG-2 AAC Encoder의 심리음향 모델 최적화)

  • Park, Jong-Tae;Moon, Kyu-Sung;Rhee, Kang-Hyeon
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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    • v.38 no.2
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    • pp.33-41
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    • 2001
  • Currently, the compression is one of the most important technology in multimedia society. Audio files arc rapidly propagated throughout internet Among them, the most famous one is MP-3(MPEC-1 Laver3) which can obtain CD tone from 128Kbps, but tone quality is abruptly down below 64Kbps. MPEC-II AAC(Advanccd Audio Coding) is not compatible with MPEG 1, but it has high compression of 1.4 times than MP 3, has max. 7.1 and 96KHz sampling rate. In this paper, we propose an algorithm that decreased the capacity of AAC encoding computation but increased the processing speed by optimizing psychoacoustic model which has enormous amount of computation in MPEG 2 AAC encoder. The optimized psychoacoustic model algorithm was implemented by C++ language. The experiment shows that the psychoacoustic model carries out FFT(Fast Fourier Transform) computation of 3048 point with 44.1 KHz sampling rate for SMR(Signal to Masking Ratio), and each entropy value is inputted to the subband filters for the control of encoder block. The proposed psychoacoustic model is operated with high speed because of optimization of unpredictable value. Also, when we transform unpredictable value into a tonality index, the speed of operation process is increased by a tonality index optimized in high frequency range.

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A Study on integrated to communication and broadcasting cable telecommunication Structure for Digital Conversion (통방통합 유선전송망의 디지털 전환을 위한 전송망근조에 관한 연구)

  • Sung yong-seok;Jin Yong-Ok
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.31-35
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    • 2004
  • 정보통신 기술의 발달과 디지털 방송의 시작, 뉴미디어의 출현으로 인한 통신과 방송의 융합은 가속화되고 있다. 또한 2010년까지 광대역통신망 BcN과 홈네트워크 구축을 위한 정부정책이 실행 중에 있다. 100Mbps의 전송속도를 구현해야 하는 광대역 통신망(BcN)을 위해 기존 인터넷 백본 1)망은 잘 구축이 되어 있으나 가입자까지의 망 구조에 많은 문제점을 앉고 있다. 기존 전화국을 이용한 XDSL과 지역 SO를 활용한 Cable Modem의 경우 병목현상과 이론상 속도 또한 BcN과 통방통합이 요구하는 50-100Mhz의 전송속도를 만족하지 못한다. 새로운 망 구조를 구축하기 위해 많은 비용과 시간의 소요가 예상된다 가입자 망 구축에 따른 많은 방법과 이론이 제시되고 있다. 똔 논문에선 지역 SO를 활용하여 가입자까지 망을 통방통합과 BcN에 적합한 가입자 망을 새롭게 구성하는 것을 목표로 한다. 먼저 지역 50의 망을 활용하기 위해선 기존 KT와 파워콤의 COF(Glass Optical Fiber)망과 지역 케이블 SO의 HFC 망을 이용하기에는 동축케이블 망의 물리적 특성에 따른 한계로 통방통합과 BcN에 부적합하다. Tree And Branch 구조의 HFC망 대신 $SMF^{2)}$의 기존 SO의 자가망을 새롭게 설계하고 광분배망 기술인 $E-PON^{3)}$방식을 접목시켜 최대한 동축망을 사용하지 않고 굴곡 특성에 약한 $FOG^{4)}$의 특성을 극복하기 위해 $POF^{5)}$망을 이용하여 댁내 홈게이트웨이까지 연결하는 방식으로 지역 SO를 거점으로 활용하여 댁내까지 FHHT와 홈 네트워크까지의 가입자 망을 새롭게 구성하고자 한다. 저장의 효율성을 위해 이진 포멧인 IPMP화된 MP4 파일을 생성할 수 있다.으로써, 에러 이미지가 가지고 있는 엔트로피에 좀 근접하게 코딩을 할 수 있게 되었다. 이 방법은 실제로 Arithmetic Coder를 이용하는 다른 압축 방법에 그리고 적용할 수 있다. 실험 결과 압축효율은 JPEG-LS보다 약 $5\%$의 압축 성능 개선이 있었으며, CALIC과는 대등한 압축률을 보이며, 부호화/복호화 속도는 CALIC보다 우수한 것으로 나타났다.우 $23.87\%$($18.00\~30.91\%$), 갑폭 $23.99\%$($17.82\~30.48\%$), 체중 $91.51\%$($58.86\~129.14\%$)이였으며 성장율은 사육 온도구간별 차는 없었다.20 km 까지의 지점들(지점 2에서 지점 6)에서 매우 높은 값을 보이며 이는 조석작용으로 해수와 담수가 강제혼합되면서 표층퇴적물이 재부유하기 때문이라고 판단된다. 영양염류는 월별로 다소의 차이는 있으나, 대체적으로 지점 1과 2에서 가장 낮고, 상류로 갈수록 점차 증가하며 지점 7 상류역이 하류역에 비해 높은 농도이다. 월별로는 7월에 규산염, 용존무기태질소 및 암모니아의 농도가 가장 높은 반면에 용존산소포화도는 가장 낮다. 그러나 지점 14 상류역에서는 5월에 측정한 용존무기태질소, 암모니아, 인산염 및 COD 값이 7월보다 다소 높거나 비슷하다. 한편 영양염류와 COD값은 대체적으로 8월에 가장 낮으나 용존산소포화도는 가장 높다.출조건은 $100^{\circ}C$에서 1분간의 고온단시간 추출이 적합하였다. 증가를 나타내었는데

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A New Optical Access Network Structure for the convergence of Broadcast and Communication (방송통신 통합을 위한 새로운 광가입자망 구조에 관한 연구)

  • Hur Jung;Koo Bon-Jeong;Hyun Jae-Myoung;Park Youngil
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.17-20
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    • 2004
  • 가정 내에 방송과 총신을 통합하여 제공하기 위한 방법으로서 수동광가입자망(Passive Optical Network)이 제안되고 있다 이를 구현하기 위해 여러 방식들이 연구되고 있는데 크게는 방송과 통신에 각기 다른 파장을 이용하는 방식과, 이들을 시간 다중화 하여 한 개의 과장으로 송신하는 방식으로 나눌 수 있다. 또한 동신에 이용하는 과장의 경우 각 가입자에게 다른 파장을 적용하는 WPON 방식과 모든 가입자에게 한 개의 파장만을 이용하되 시간영역에서 다중화하고 이터넷 프로토콜을 적용하는 EPON 방식으로 구분할 수 있다. WPON의 경우 EPON에 비해 수월하게 광대역 서비스를 할 수 있는 장점이 있으나, 각 가입자 과장의 제어 및 관리가 복잡하며, 고비용을 요구한다. 반면 EPON의 경우 채널의 효율성은 극대화할 수 있으나, 동시 이용자가 많을 경우 전송 속도가 하락한다. 한편, 방송과 통신을 통합한 채널의 특성을 살펴보면 가입자 방향으로의 하향 신호의 양이 중양국 방향으로의 상향 신호의 양에 비해 훨씬 많은 비대칭 구조이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 채널 특성에 맞도록 하향 전송에는 WPON의 구조를 이용하고, 상향 전송에는 EPON의 구조를 적용하는 새로운 구조의 광가입자망을 제안하였다. 제안된 구조에 적합한 MPCP (Multi-Point Control Protocol) 프로토콜을 제시하고, 가입자 장치의 여러 종속 신호를 다중화하고 전송할 수 있는 ONU (Optical Network Unit)의 구조를 제안하였다. 또한 이러한 구조를 갖는 W-EPON 테스트베드를 구현하고 전송 시험을 통해 제시된 구조의 적합성을 측정한 결과를 보인다.4 Textual format) 파일을 생성한다. 또한, 콘텐츠 전송 및 저장의 효율성을 위해 이진 포멧인 IPMP화된 MP4 파일을 생성할 수 있다.으로써, 에러 이미지가 가지고 있는 엔트로피에 좀 근접하게 코딩을 할 수 있게 되었다. 이 방법은 실제로 Arithmetic Coder를 이용하는 다른 압축 방법에 그리고 적용할 수 있다. 실험 결과 압축효율은 JPEG-LS보다 약 $5\%$의 압축 성능 개선이 있었으며, CALIC과는 대등한 압축률을 보이며, 부호화/복호화 속도는 CALIC보다 우수한 것으로 나타났다.우 $23.87\%$($18.00\~30.91\%$), 갑폭 $23.99\%$($17.82\~30.48\%$), 체중 $91.51\%$($58.86\~129.14\%$)이였으며 성장율은 사육 온도구간별 차는 없었다.20 km 까지의 지점들(지점 2에서 지점 6)에서 매우 높은 값을 보이며 이는 조석작용으로 해수와 담수가 강제혼합되면서 표층퇴적물이 재부유하기 때문이라고 판단된다. 영양염류는 월별로 다소의 차이는 있으나, 대체적으로 지점 1과 2에서 가장 낮고, 상류로 갈수록 점차 증가하며 지점 7 상류역이 하류역에 비해 높은 농도이다. 월별로는 7월에 규산염, 용존무기태질소 및 암모니아의 농도가 가장 높은 반면에 용존산소포화도는 가장 낮다. 그러나 지점 14 상류역에서는 5월에 측정한 용존무기태질소, 암모니아, 인산염 및 COD 값이 7월보다 다소 높거나 비슷하다. 한편 영양염류와 COD값은 대체적으로 8월에 가장 낮으나

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A Encryption Technique of JPEG2000 Image Using 3-Dimensional Chaotic Cat Map (3차원 카오스 캣맵을 이용한 JPEG2000 영상의 암호화 기술)

  • Choi, Hyun-Jun;Kim, Soo-Min;Seo, Young-Ho;Kim, Dong-Wook
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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    • v.42 no.5 s.305
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    • pp.173-180
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    • 2005
  • In this paper, we proposed the image hiding method which decreases calculation amount by encrypt partial data using discrete wavelet transform(DWT) and linear scale quantization which were adopted as the main technique for frequency transform in JPEG2000 standard. Also we used the chaotic system and cat map which has smaller calculation amount than other encryption algorithms and then dramatically decreased calculation amount. This method operates encryption process between quantization and entropy coding for preserving compression ratio of images and uses the subband selection method. Also, suggested encryption method to JPEG2000 progressive transmission. The experiments have been performed with the Proposed methods implemented in software for about 500 images. Consequently, we are sure that the proposed is efficient image encryption methods to acquire the high encryption effect with small amount of encryption. It has been shown that there exits a relation of trade-off between the execution time and the effect of the encryption. It means that the proposed methods can be selectively used according to the application areas.