• 한국통신학회논문지
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• 제30권5C호
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• pp.371-381
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• 2005

본 논문에서는 동영상의 실시간 부/복호화를 위한 하드웨어 기반의 CAVLC 엔트로피 부/복호화기 구조를 제안한다. H.264/AVC의 무손실 압축 기법인 내용기반 가변길이 부호화(Context-based Adaptive Variable Length Coding)는 이전 표준의 기법과 다른 알고리즘을 채용하여 높은 부호화 효율과 복잡도를 가지고 있다. 이를 하드웨어 구조로 설계하기 위하여 메모리 재사용 기법을 적용하여 리소스를 최적화 하였으며, 지금까지 제시된 여러 엔트로피 부/복호화 구조 중 휴대용 기기에 적합한 성능 대비 리소스를 가지는 구조를 선택하고 이를 병렬 처리 구조로 설계하여 부호화 성능을 향상시켰다. 구현된 전체 모듈은 Altera사의 Excalibur 디바이스를 이용하여 검증하고 삼성 STD130 0.18um CMOS Cell Library를 이용하여 합성 및 검증하였다. 이를 ASIC으로 구현할 경우 부호화기는 150Mhz 동작주파수에서 CIF 크기의 동영상을 초당 300프레임 이상 처리하며 복호화기는 140Mhz 동작주파수에서 CIF 크기의 동영상을 초당 250 이상 처리할 수 있다. 본 결과는 하드웨어 기반의 H.264/AVC 실시간 부호화기와 복호화기를 설계하기에 적합한 하드웨어 구조임을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.576-582
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• 2011

본 논문에서는 CODEC을 사용한 동영상의 손실 압축에 의해 발생하는 블러링 현상과 복원 과정 중 발생하는 링잉 노이즈를 감쇄하기 위한 개선된 선명도 향상 알고리즘을 제안하였다. 기존 알고리즘은 RGB 색 좌표계의 세 가지 칼라 값을 사용하는 연산으로 인해 많은 연산량을 요구한다. 이를 개선하기 위해 YCbCr 색 좌표계 중 휘도 값만을 사용하여 연산하였다. 시뮬레이션을 통해 RGB 칼라 값을 사용하는 기존 알고리즘과 휘도 성분인 Y 칼라 값만을 사용하는 개선된 알고리즘의 성능이 동등함을 확인하였다. 또한 Kodak 표준 이미지를 사용한 연산 처리 속도 측정을 통해서 개선된 알고리즘의 연산 처리 속도가 기존 알고리즘에 비해 약 24% 향상함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제42권5호
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• pp.173-180
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• 2005

본 논문에서는 JPEG2000 표준에서 주파수 변환기법으로 채택된 이산 웨이블릿 변환을 기반으로 영상의 부분 데이터만을 암호화하여 계산량을 줄이는 방법을 제안하였다. 또한 계산량이 많은 암호화 알고리즘 대신 비교적 계산량이 적은 캣맵(cat mad)과 카오스 시스템을 이용함으로써 계산량을 더욱 감소시켰다. 이 방법은 영상의 압축비를 유지하기 위해서 양자화와 엔트로피 코딩 사이에서 암호화를 수행하며, 부대역의 선택과 카오스 시스템을 이용한 무작위 변환방법을 사용한다. 영상에 대한 실험방법은 우선 암호화할 부대역을 선택하여 영상데이터를 3차원 블록으로 만든 후 캣맵에 의해 3차원으로 영상의 픽셀값을 교환 하는 방법과 캣맵에 의해 암호화된 부대역을 카오스 시스템을 이용하여 모듈러 연산에 의해 암호화하였다. 또한, JPEG2000의 점진적 전송(Progressive transmission)에 적합하게 암호화하기 위해서 비트 평면을 선택하여 암호화하였다. 제안한 방법을 소프트웨어로 구현하여 500개의 영상을 대상으로 실험한 결과 원 영상 데이터를 부분적으로 암호화함으로써 원 영상을 인식할 수 없을 정도의 암호화효과를 얻을 수 있었다. 본 논문에서는 여러 방식을 제안하였으며, 이들의 암호화 수행시간과 암호화 효율 사이에는 상보적인 관계가 있음을 보여, 적용분야에 따라 선택적으로 사용할 수 있음을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제43권6호
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• pp.36-45
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• 2006

삼차인 텍스처 좌표(texture coordinates)란 삼차원 표면을 텍스처와 텍스처 매핑(texture mapping) 기술을 이용하여 렌더링 할 때, 폴리곤(polygon)에 사상되는 텍스처 조각의 위치 정보를 의미한다. 삼차원 텍스처 좌표를 압축하는 기존의 방법은 기하학 정보를 압축하기 위해 사용한 선형 예측기(linear predictor)를 그대로 다시 이용하였다. 그러나 기존의 방법은 부호화 순서에 따라 텍스처 좌표가 불연속적으로 위치하기 때문에, 선형 예측을 효과적으로 수행할 수가 없었다. 특히, 이러한 텍스처 좌표의 불연속성(discontinuity)은 non-atlas 텍스처를 가지고 있는 삼차원 메쉬 모델에서 더 심각하게 나타난다. 본 논문에서는 부호화 순서에 따라 텍스처 영상을 재배열하여 삼차원 텍스처 좌표를 부호화하는 새로운 방법을 제안한다. 제안한 텍스치 좌표 부호화는 텍스처로부터 텍스처 조각을 추출하고, 이를 부호화 순서에 맞게 연속적으로 재배치한 후, 텍스처 좌표를 선형 예측한다. 제안한 방법은 텍스처 좌표의 불연속성을 효과적으로 최소화할 수 있기 때문에, 텍스처 좌표의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 실험 결과는 제안한 방법이 MPEG-4 3DMC 표준보다 부호화 효율성 측면에서 성능이 우수함을 보여준다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.325-337
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• 2020

VVC(Versatile Video Coding)는 ISO/IEC/ITU-T의 JVET(Joint Video Experts Team)에서 표준화 중인 새로운 비디오 부호화 표준으로 스크린 콘텐츠 부호화 툴을 포함한 다양한 기술을 채택하고 있다. 스크린 콘텐츠는 문자 영역과 같이 사선 방향 에지가 자주 발생하는 특징을 가지며, 이런 특징을 갖는 영상에 삼각형 형태의 분할 부호화를 적용하면 압축 효율이 증가할 수 있다. 본 논문에서는 스크린 콘텐츠를 위한 VVC 기반 화면내 삼각형 분할 예측 방법을 제안한다. 기존 VVC의 화면간 예측 부호화에서 삼각형 분할 예측을 지원하는 Triangular Prediction Mode 방법과 유사하게, 제안 방법은 화면내 예측 부호화에서 수직과 수평 방향 예측 모드와 주변 복원 참조 라인을 이용하여 두 개의 사각형 예측 블록을 생성하고 삼각형 모양의 마스크로 두 예측 블록을 가중합하여 최종 예측 신호를 만든다. 제안 방법의 실험 결과는 All Intra 스크린 콘텐츠 영상 실험에서 YUV 각각 평균 1.86%, 1.49%, 1.55% 부호화 성능향상을 보이고, 자연 영상 실험 조건에서는 부호화 효율에 미미한 손실을 보였다. 결론적으로, 화면내 예측 부호화 모드에 제안 방법을 적용하여 압축 성능을 향상할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권4호
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• pp.172-179
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• 2014

HEVC (High Efficiency Video Coding) 부호화 기술은 기존 기술을 더욱 정교하게 하고 많은 새로운 부호화 기법을 채택한 결과, 기존 비디오 부호화 표준인 H.264/AVC 대비 약 2배정도 압축률 향상을 이루었다. HEVC에 채택된 새로운 부호화 기술 중 하나인 변환을 생략하고 양자화만을 수행하는 변환생략 부호화 방법은, 특히 컴퓨터로 생성된 인공영상 또는 이와 유사한 성질을 갖는 영상영역의 부호화 시 큰 압축률 향상을 가져올 수 있다. 하지만 입력 영상의 전체 또는 국부적인 성질을 미리 알 수 없기 때문에, 변환생략 필요 여부를 매번 판별하여야 한다. 즉, 변환수행 혹은 변환생략 각 경우의 율-왜곡 비용을 산출하여 부호화모드를 결정하려면 연산복잡도가 증가한다. 본 논문에서는 잔차신호의 주파수적 특성을 고려하여, 변환생략의 율-왜곡 산출 여부에 대한 고속 판별 방법을 제안한다. 제안 방법을 적용할 경우, $4{\times}4$ 변환 블록 부호화 시간의 약 27.1%를 절감할 수 있으며, 이때 저하되는 율-왜곡 성능은 평균적으로 약 0.03% (BDBR)에 불과하다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.10-17
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• 2016

HD 블랙박스에 포함되는 GPS 위치정보 저장방법은 특정한 표준을 가지지 않고 제조사마다 고유한 방식을 사용하고 있다. 본 논문에서는 GPS 위치정보를 저장하기 위한 저장 공간의 한계성을 극복하고 이에 따른 화질저화를 유발하는 문제점을 해결하기 위하여, 숨겨진 필수영역을 이용한 HDTV 비디오 콘텐츠에 포함된 위치정보 은닉방법을 제안한다. HDTV 비디오 콘텐츠는 압축을 위하여 프레임 하단에 8-라인의 Border Extender가 반드시 필요하게 된다. 이는 현 위치정보를 은닉하는 공간으로 사용되며 화질열화를 방지하기 위하여 그레이스케일 블록 형태의 이미지로 삽입하였다. 제안 방법은 실제 HD블랙박스를 사용하여 확인되었으며, 기존의 부가영역을 사용한 ASCII 코드의 형식보다 해석이 어려우며 편집 재 압축할 경우 위치정보가 사라지는 보안효과가 있다. 따라서 제안방법은 페이스 북이나 유튜브 등과 같은 위치기반 동영상 서비스에도 적합하다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제38권3호
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• pp.258-268
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• 2001

정보량이 많은 고화질의 동영상을 실시간으로 전송하기 위하여 압축 알고리즘을 필수적으로 사용하고 있으며, 시간적 중복성을 제거하는 동영상의 압축방법은 움직임 추정 알고리즘을 사용한다. 본 연구에서 설계하고자 하는 움직임 추정기는 블록정합 알고리즘이며, MPEG 부호기에서 사용되는 DCT 연산 결과인 DC 값을 이용하여 화면의 밝기를 판단한다. 움직임 추정기는 휘도 신호 8비트 모두를 사용하지 않고, 화면 밝기에 따른 비트 플레인(bit plane)에서 3비트만 선택하는 비교선택기를 이용한다. 본 연구에서 제안한 비교 선택기는 I-Picture만을 계산한다. I-Picture에 의해 계산된 선택 비트는 I, P와 B Picture의 움직임 추정 연산에 사용함으로서 움직임 추정기의 크기를 줄일 수 있는 구조를 제안하였다. 제안된 움직임 추정기의 고찰을 위하여 실험에 사용된 표준 동영상의 해상도는 352×288이며, DCT 연산의 처리 블록은 8×8이며, 탐색 영역은 23×23이다. 제안된 알고리즘은 C언어로 모델링하였으며, 기존 완전탐색방법과 PSNR을 비교한 결과 사람의 시각으로 거의 구별할 수 없는 작은 차이(0～0.83dB)가 나타남을 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 움직임 추정기의 하드웨어 크기는 기존 구조Ⅰ보다 38.3％, 기존 구조Ⅱ보다 30.7％ 줄일 수 있었고, 메모리 크기는 기존 구조Ⅰ,Ⅱ보다 31.3％ 줄일 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.158-165
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• 2014

최신 동영상 압축 표준 기술인 HEVC (High Efficiency Video Coding)는 기존의 AVC/H.264와 비교하여 동일 화질 대비 약 2배의 높은 압축률을 보여준다. 하지만 이러한 성능을 얻기 위하여 복잡한 연산이 필요한 기법들을 많이 도입한 결과, HEVC의 시간 복잡도는 AVC/H.264보다 더욱 증가하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 고속 알고리즘 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 HEVC에 구현된 RMD (Rough Mode Decision)의 결과와 MPM (Most Probable Mode)을 활용하여 고속화된 최적 예측 모드 결정 방법을 제안한다. 제안한 방법은 RMD 과정에서 계산한 예측 방향과 MPM 도출 과정에서 계산한 예측 방향을 비교하여 최적 예측 방향을 선정한다. 이 방법을 All-Intra 환경에서 실험한 결과, 평균 0.8%의 BD-rate 손실이 발생하였고 전체 부호화 실행 시간은 평균 26% 감소하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권8호
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• pp.41-52
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• 2009

Motion JPEG2000과 같은 동영상 압축 시스템에서는 데이터 메모리에 대한 빈번한 접근이 전체 시스템에 큰 병목 현상이 된다. 이처럼 시스템에서 요구하는 메모리의 대역폭을 감소시키기 위해서, 본 논문은 약간의 화질 손실이 있는 새로운 embedded compression(EC) 알고리즘과 구조를 고안하였다. 또한, 메모리 내의 압축된 데이터에 임의 접근성(Random Accessibility)과 짧은 지연 시간(Latency)을 보장하기 위해서 매우 단순하면서도 효율적인 entropy 부호화 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 JPEG2000 표준안 알고리즘에는 어떠한 변경도 하지 않으면서, 제안한 multi-mode 알고리즘을 통해 JPEG2000 시스템에서 요구하는 메모리의 대역폭의 감소(약 52${\sim}$81%) 와 코드블록 메모리의 크기를 약 2 배 이상 감소시킬 수 있었다.