• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.585-593
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• 2017

본 논문에서는 모바일 시스템을 위한 저전력 HEVC(High Efficiency Video Coding) 루프 내 필터의 디블록킹 필터 하드웨어 구조를 제안한다. HEVC의 디블록킹 필터는 영상압축 시 발생한 블록화 현상을 제거한다. 현재 다양한 모바일 시스템에서 UHD 영상 서비스를 지원하지만 전력 소모가 높은 단점이 있다. 제안하는 저전력 디블록킹 필터 하드웨어 구조는 필터를 적용하지 않을 때 내부 모듈에 클록을 차단하여 전력 소모를 최소화 하였다. 또한, 낮은 동작 주파수에서 높은 처리량을 위해 4개의 병렬 필터 구조를 가지며, 각 필터는 4단 파이프라인으로 구현하였다. 제안하는 디블록킹 필터 하드웨어 구조는 65nm CMOS 표준 셀 라이브러리를 사용하여 합성한 결과 약 52.13K개의 게이트로 구현되었다. 또한, 110MHz의 동작 주파수에서 8K@84fps의 실시간 처리가 가능하며, 동작 전력은 6.7mW이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권9B호
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• pp.1126-1142
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• 2011

본 논문에서는 CATV망을 통해 양안식 3DTV 콘텐츠를 전송하기 위한 송수신 정합 기술에 대해서 살펴보기로 한다. CATV망을 통해 3D를 전송하기 위해서는 3D 영상 포맷, 압축, 다중화, 시그널링, 전송 및 수신에 대한 기술 기준이 마련되어야 한다. 2D와 달리 3D는 부가 영상에 대한 전송이 대역폭 측면에서 부담으로 작용하고 또한 기존 2D 서비스와의 호환성 만족에 대한 요구사항이 있어 이를 잘 고려하여 설계되어야 한다. 본 논문에서는 국내.외 3D 표준화 동향 및 국내 CATV망을 통해 3D 콘텐츠를 전송하기 위해 필요한 요구사항 및 시나리오에 대한 정의를 살펴보고 나아가 3DTV 시스템 및 콘텐츠 포맷, 부호화 및 복호화, 다중화 및 시그널링, 시스템 및 서비스 시그널링 및 전송 부분으로 나누어 관련 기술을 소개하고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권3C호
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• pp.297-305
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• 2007

본 논문에서는 주요 영화사들로 구성된 DCI(Digital Cinema Initiatives)에 의해 디지털 시네마를 위한 영상 압축 표준으로 제정된 Motion JPEG2000 부호화기를 FPGA를 타겟으로 구현하였다. JPEG2000의 주요 구성요소인 리프팅-기반의 DWT(Discrete Wavelet Transform)와 EBCOT(Embedded Block Coding with Optimized Truncation)의 Tier 1을 하드웨어로 구현하였고, Tier 2과정은 소프트웨어로 구현하였다. 디지털 시네마를 위해 입력 영상의 크기(tile size)는 최대 $1024\times1024$까지의 고해상도를 지원할 수 있도록 하였고, 실시간성을 보장하기 위해 3개의 엔트로피 부호화기를 사용하였다. Verilog-HDL을 이용하여 하드웨어로 구현했을 경우 Altera사의 Stratix EP1S80에서 32,470 LE (logic element)에 해당하는 자원을 사용하면서 FPGA에 사상되었고, 150Mhz의 주파수에서 안정적으로 동작하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권12C호
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• pp.1232-1239
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• 2006

MPEG-1/2/4, H.264/AVC와 같은 영상압축표준에서 사용되는 부호화 기술 중 움직임 추정 및 보상은 부호기의 복잡도에 가장 큰 영향을 끼친다. 영상 코덱에서 일반적으로 사용되는 전역탐색(Full Search) 방식은 최적의 정합블록을 찾기 위해 탐색 영역내의 모든 위치에서 SAD값을 비교하기 때문에 부호화 시간을 다량으로 소비하게 된다. 이런 문제를 개선하기 위해 초기에는 TSS, NTSS, DS, HEXBS 등 다양한 형태의 탐색 패턴을 활용한 고속 움직임 탐색 기법들이 개발되었고, 이후에는 움직임 벡터의 시 공간적 상관도를 이용한 DS기반의 MVFAST, PMVFAST, MAS, FAME 등이 개발되었다. 하지만 부정확한 움직임 벡터 탐색으로 인해 화질이 열화되는 문제와 알고리즘의 복잡도가 높아지는 문제는 여전히 해결해야 할 과제로 남아있다. 본 논문에서는 움직임 벡터 탐색시작점을 보다 정확히 결정하고, 각 프레임들의 움직임 특성을 고려한 단순화된 일차원 탐색 패턴들을 사용하여 탐색속도를 극대화하고 화질열화를 최소화시키는 알고리즘을 제안한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권1호
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• pp.79-85
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• 2010

H.264/AVC와 같은 영상압축표준에서 움직임 추정 및 보상은 비디오 코딩 과정에서 가장 많은 연산량을 차지하는 중요한 처리과정이다. 영상 코덱에서 일반적으로 사용되는 전역 탐색 기법(Full Search)은 가장 좋은 화질을 보여주긴 하지만 매우 많은 계산량이 필요하다는 단점이 있다. 따라서 좋은 화질을 유지하면서도 계산량을 낮추기 위한 많은 고속 알고리즘들이 제안되었다. 그 중 NPDS(Normaized Partial Distortion Search)는 개선된 블록 정합 오류 연산을 이용하여 계산량을 낮추면서도 전역 탐색 기법에 거의 근접한 화질을 얻어 낼 수 있었다. 본 논문에서는 움직임 예측 벡터를 이용하여 초기에 최소 정합에러를 결정하고, 새로운 탐색 순서를 적용한 알고리즘을 제안한다. 실험결과에 따르면 제안하는 알고리즘은 기존의 전역탐색 알고리즘에 비해 비교적 화질 열화가 없고 계산량이 평균적으로 약 95% 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.586-595
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• 2008

본 논문에서는 이동 환경에서 다시점 비디오를 제공하는 적응형 다시점 비디오 서비스 프레임워크를 제안한다. 중간시점 영상의 실시간 생성과 다시점 비디오의 클라이언트 적응을 통해 이동 환경이 갖는 성능 제약을 해결한다. 그리고 적응 변환 작업을 서버에서 수행함으로써 클라이언트의 부하를 줄이고, H.264/AVC를 채택하여 비디오의 압축 효율을 개선한다. 이를 위해, 멀티미디어 프레임워크 표준인 MPEG-21 DIA (Digital Item Adaptation)를 참조하여, 사용자 요구와 클라이언트 기기의 특성에 맞도록 비디오를 적응시키는 이동 환경을 위한 새로운 다시점 비디오 DIA를 구현한다. 제안 프레임워크의 효율성과 성능을 측정한 결과, 다시점 비디오의 이동 서비스는 양방향으로 해상도가 $320{\times}240$이면, 최대 초당 13 프레임까지 가능하고, 기존 3D 점의 투영 방법과 비교하여 5배 빠른 중간시점 영상을 생성한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권6C호
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• pp.497-504
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• 2005

본 논문에서 재예측과 움직임벡터의 변경 최소화를 이용한 효율적인 비디오 워터마킹 기법을 제안한다. 일반적인 움직임벡터 기반의 워터마킹 기법들은 움직임벡터의 변경하여 워터마크를 삽입하기 때문에 움직임벡터를 변경에 따른 영상의 화질저화를 가져왔다. 따라서 제안한 방법은 움직임벡터의 변경을 최소화할 수 있는 삽입조건의 설정과 변경에 따른 오차를 최소화할 수 있는 재예측 기법에 의해 움직임벡터의 변경에 따른 화질열화를 최소화한다. 그리고 워터마크 정보를 고려한 임계값을 적응적으로 설정하여 워터마크의 정보량의 안정적 삽입을 보장할 수 있어 비디오 워터마킹을 효과적으로 수행할 수 있다. 제안한 방법은 비디오 비트스트림의 변화가 없기 때문에 기존의 동영상 압축표준과의 호환성을 유지할 수 있으며, 화질적인 측면에서 기존의 방법보다 약 $0.6{\sim}1.3\;dB$가 향상됨을 실험을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.197-206
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• 2006

정지 영상 압축 표준인 JPEG2000의 가장 큰 특징 중의 하나는 관심영역(ROI) 코딩이다. JPEG2000은 다양한 ROI 기법과 ROI 파리미터를 제공하는데, 이것을 특정 응용 프로그램에 적용하기 위해서는 적절한 값을 선택해야 한다. 본 논문에서는 JPEG2000 성능에 영향을 미치는 ROI 코딩 기법과 ROI 파라미터가 ROI 품질과 전체 영상 품질에 어떤 영향을 미치는지를 평가한다. 평가에 사용된 ROI 기법은 Maxshift 방법과 Implicit 방법이며 평가된 파라미터는 타일 크기와 ROI 크기, 코드블록의 크기, DWT 분해 레벨의 수, ROI 중요도가 사용된다. 타일 크기가 크면 품질은 좋아지며, ROI가 크면 품질은 떨어지며, 코드블록은 Maxshit와 Implicit 모두에서 $32{\times}32$가 최고의 품질을 보이며, ROI 중요도가 커지면 품질은 떨어지고, 분해 레벨의 수가 증가할수록 품질은 떨어진다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권2C호
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• pp.182-192
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• 2010

본 논문은 이진 영상 압축 표준인 JBIG2의 주요 구성모듈을 하드웨어 IP(Intellectual Property)로 설계 구현을 제안한다. JBIG2가 표준화된 이후 차세대 FAX 하드웨어 개발을 용이하게 하기 위하여 JBIG2 부호화기의 주요 모듈인 심볼 추출부, 허프만 부호화기, MMR 부호화기, MQ 산술부호화기를 하드웨어 IP로 합성하였다. VHDL코드 생성 및 합성을 위해서 ImpulseC Codeveloper와 Xilinx ISE/EDK 프로그램을 사용하였다. 심볼추출시 메모리의 사용을 최소화하기 위해 문서를 128라인씩 분할하여 처리하도록 설계하였다. 합성된 IP들은 Xilinx사의 ML410 개발보드의 Virtex-4 FX60 FPGA에 다운로드하여 성능평가를 수행하였다. 4개의 IP가 FPGA에서 차지하는 면적은 전체 slice의 36.7%를 차지하였다. 동작 검증을 위해 Active HDL 툴을 이용하여 각 IP에 대한 파형 검증을 수행한 결과 정상 동작함을 확인하였다. 아울러 ML410 개발보드 상에서 Microblaze CPU를 이용해 소프트웨어로만 수행한 경우와 동작 속도를 비교 한 결과, 구현된 IP들은 심볼 추출부는 17배, 허프만 부호화기는 10배, MMR 부호화기는 6배, MQ 산술부호화기는 2.2배 이상의 빠른 처리 속도를 나타내었다. 구현된 하드웨어 IP와 연동된 소프트웨어 모듈로 표준 CCITT문서를 압축한 결과 정상적으로 동작함을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.108-121
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• 2012

스케일러블 비디오 코딩은 동영상 압축 표준인 H.264/AVC에서 확장된 표준으로써 시간, 공간, 화질적인 측면에서 확장성을 제공하는 부호화 방법이다. 여러 측면에서 제공하는 확장성으로 압축에 대한 효율 등은 좋아졌지만, 상대적으로 복잡도의 큰 증가로 인해 효율적인 사용을 위해서는 복잡도의 감소가 필수적이다. 본 논문에서는 스케일러블 비디오 코딩의 복잡도를 감소시키기 위해서, B-화면에서의 방향성 정보를 이용하여 계층 간 예측을 효율적으로 수행함으로 부호화 과정의 복잡도를 크게 감소시킬 수 있는 모드 결정 고속화 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 우선 업-샘플링 (Up-sampling)된 하위 계층의 최적 모드와 이웃한 매크로블록의 최적 모드 정보를 이용하여 간단하게 SKIP 모드를 검색한다. 그런 후 현재 수행하는 매크로블록의 예측에 이웃한 매크로블록의 최적 모드를 사용하게 되는데, 이 때 업-샘플링 된 하위 계층의 최적 모드의 방향성 정보가 순 방향과 역 방향, 양쪽 방향에 따라서 검색 모드 수를 달리하는 방법으로 모드 결정을 고속화하는 방법이다. 이러한 고속화 방법을 수행함으로 얻은 실험 결과는 SVC의 부호화 과정에서 소요되는 시간을 참조 소프트웨어의 원본 대비 53%까지 감소시키며 이에 따른 비트율의 증가나 화질의 열화는 무시할 수 있을 정도로 적음을 실험을 통해 확인한다.