• 제목/요약/키워드: Binary Coding

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

  • 조현구;류광기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.401-404
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    • 2016
  • 본 논문은 HEVC의 엔트로피 코딩방법인 CABAC Encoder를 위한 효율적인 하드웨어 구조를 제안한다. CABAC의 이진 산술 부호화(Binary Arithmetic Encode)는 각 단계간의 의존도가 높아 빠른 연산이 어렵다. 제안하는 이진 산술 부호화기는 입력으로 들어오는 빈을 고속으로 처리하기 위하여 4단계의 파이프라인 구조로 설계 되었다. 입력 빈의 값에 따라 MPS(Most Probable Symbol) 혹은 LPS(Least Probable Symbol)로 결정되어 이진 산술 부호화를 수행 하며 반복되는 연산으로 발생하는 Critical path는 LUT를 사용하여 줄일 수 있었고 하드웨어 면적을 줄이기 위해 메모리를 사용하지 않는 구조로 설계 되었다. 제안하는 CABAC의 이진 산술 부호화기는 Verilog-HDL로 설계하였으며 65nm 공정으로 합성하였다. 합성 결과 게이트수는 3.17k 이며 최대 동작주파수는 1.53GHz이다.

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Design of A Multimedia Bitstream ASIP for Multiple CABAC Standards

  • Choi, Seung-Hyun;Lee, Seong-Won
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • 제6권4호
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    • pp.292-298
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    • 2017
  • The complexity of image compression algorithms has increased in order to improve image compression efficiency. One way to resolve high computational complexity is parallel processing. However, entropy coding, which is lossless compression, does not fit into the parallel processing form because of the correlation between consecutive symbols. This paper proposes a new application-specific instruction set processor (ASIP) platform by adding new context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) instructions to the existing platform to quickly process a variety of entropy coding. The newly added instructions work without conflicts with all other existing instructions of the platform, providing the flexibility to handle many coding standards with fast processing speeds. CABAC software is implemented for High Efficiency Video Coding (HEVC) and the performance of the proposed ASIP platform was verified with a field programmable gate array simulation.

MAE 기반 예측 정확도 함수를 이용한 VVC의 고속 화면간 CU 분할 알고리즘 (Fast Inter CU Partitioning Algorithm using MAE-based Prediction Accuracy Functions for VVC)

  • 원동재;문주희
    • 방송공학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.361-368
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    • 2022
  • VVC(Versatile Video Coding) 표준에서는 블록 분할 기술로써 QT+MTT(Quaternary Tree plus Multi-Type Tree) 분할 구조가 채택되었다. QT+MTT 분할 구조는 우수한 부호화 효율을 제공하지만, BT(Binary Tree)와 TT(Ternary Tree) 분할 타입으로 인한 블록 분할의 확장성 때문에, 전반적인 부호화 복잡도가 크게 증가하였다. 본 논문에서는 MAE(Mean of the Absolute Error)에 기한반 예측 정확도 함수를 이용하여, BT와 TT 분할 타입을 위한 화면간 CU(Coding Unit) 분할 알고리즘의 고속화 기법을 제안한다. 제안하는 고속화 기법은 부호화 복잡도 감소율의 일관성과 안정적이고 낮은 부호화 손실을 통해, 저복잡도 VVC 부호화기 설계 시에 실용적인 방법으로 활용될 수 있다. RA(Random Access) 실험 환경에서 휘도 성분의 BD(Bjontegaard Delta) 비트율은 1.0%~2.1% 증가한 반면에 부호화 시간 복잡도는 24.0%~31.7% 감소시킬 수 있었다.

EVC 의 블록 분할 방식 (Block partitioning in EVC)

  • 박민수;박민우;최기호;표인지;최광표
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2020년도 추계학술대회
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    • pp.162-165
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    • 2020
  • 본 논문에서는 차세대 비디오 압축 표준인 MPEG-5 Essential Video Coding (EVC) 에서 사용된 블록 분할 방식에 대해서 소개한다. EVC 에서 사용된 블록 분할 방식은 기존 비디오 압축 표준인 HEVC/H.265 에서 사용된 쿼드 트리(Quad-tree)가 아닌 이진 분할(Binary split)과 삼진 분할(Ternary split)을 사용한 Binary ternary tree(BTT) 기술을 사용하고 있다. 또한 기존 비디오 압축 기술과 달리 분할된 블록의 코딩 순서를 정해서 사용 할 수 있는 Split unit coding order (SUCO) 기술이 사용되고 있다.

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MIMO 시스템에서 데이터 정보와 안테나 선택 기법을 이용한 공간 부호화 (Spatial Coding using Data Information and Antenna Selection Technique in MIMO System)

  • 송재웅;김백현;정락교;곽경섭
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.81-88
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    • 2012
  • 다중 입출력(MIMO : Multiple-Input Multiple-Output) 시스템은 공간 다이버시티 이득과 공간 다중화 이득을 얻을 수 있게 한다. 본 논문에서는 MIMO 시스템에서 데이터 정보와 안테나 선택 기법을 이용한 공간 부호화 기법을 제안한다. 이 기법은 부호화 이득과 동시에 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있게 한다. BPSK(Binary Phase-Shift Keying) 변조 방식을 사용한 MIMO 시스템에서 BER 성능을 분석하고, 데이터의 편재율에 따라 달라지는 공간 다이버시티 이득을 실험을 통하여 비교하였다.

Nonlinear Product Codes and Their Low Complexity Iterative Decoding

  • Kim, Hae-Sik;Markarian, Garik;Da Rocha, Valdemar C. Jr.
    • ETRI Journal
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    • 제32권4호
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    • pp.588-595
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    • 2010
  • This paper proposes encoding and decoding for nonlinear product codes and investigates the performance of nonlinear product codes. The proposed nonlinear product codes are constructed as N-dimensional product codes where the constituent codes are nonlinear binary codes derived from the linear codes over higher order alphabets, for example, Preparata or Kerdock codes. The performance and the complexity of the proposed construction are evaluated using the well-known nonlinear Nordstrom-Robinson code, which is presented in the generalized array code format with a low complexity trellis. The proposed construction shows the additional coding gain, reduced error floor, and lower implementation complexity. The (64, 24, 12) nonlinear binary product code has an effective gain of about 2.5 dB and 1 dB gain at a BER of $10^{-6}$ when compared to the (64, 15, 16) linear product code and the (64, 24, 10) linear product code, respectively. The (256, 64, 36) nonlinear binary product code composed of two Nordstrom-Robinson codes has an effective gain of about 0.7 dB at a BER of $10^{-5}$ when compared to the (256, 64, 25) linear product code composed of two (16, 8, 5) quasi-cyclic codes.

가우시안 이진 대칭 채널에서 쇄상부호의 최적 내.외 부호율에 관한 연구 (Optimum Inner and Outer Code Rates for Concatenated Codes in Gaussian Binary Symmetric Channels)

  • 이예훈
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.110-113
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    • 2014
  • 본 논문에서는 가우시안 이진 대칭 채널에서 쇄상부호를 사용할 때의 최적 내 외 부호율에 관하여 연구한다. 쇄상부호의 전체 부호율이 고정되어 있을 때, 내 부호율이 감소할수록 내 부호의 오류 검출 능력은 향상되지만, 반대로 외 부호의 오류 정정 능력은 감소하게 된다. 이러한 trade-off 관계를 이용하여 본 논문에서는 쇄상부호의 최대 성능 이득을 얻기 위한 내 부호와 외 부호에의 최적의 중복(redundancy) 분포에 관하여 연구한다. 분석한 결과, 가우시안 이진 대칭 채널에서는 외 부호화율을 최소화하고 내 부호화율을 최대화함으로써 전체 쇄상부호 시스템의 성능을 극대화 시킬 수 있음을 알 수 있었다.

허프만 코드의 효율적인 복호화에 관한 연구 (A Study on Efficient Decoding of Huffman Codes)

  • 박상호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.850-853
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    • 2018
  • 본 논문에서는 허프만 코드의 효율적인 복호화를 위하여 균형이진 트리와 정규 허프만 트리를 이용한 복호화 방법을 제안하였다. 균형이진 트리 방식은 트리의 높이를 낮추고 이진탐색이 가능하도록 하여 검색횟수를 줄일 수 있었지만 심벌의 발생확률이 아니라 코드의 크기에 트리를 만드는 것이 단점이다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 트리의 레벨 마다 심벌의 발생확률에 따른 균형이진 트리를 구성하고 이진탐색을 레벨 별로 수행하였다. 최상위 레벨부터 순차적으로 검색을 하지 않고 코드가 있는 레벨을 찾아 검색하기 위하여 정규 허프만 트리를 사용하여 검색횟수를 최소화하였다.

대칭용량 달성을 위한 극 퀀텀 채널 코딩 (Polar Quantum Channel Coding for Symmetric Capacity Achieving)

  • 양재승;박주용;이문호
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.3-14
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    • 2013
  • 본 논문에서는 어떠한 이진 입력 이산 퀀텀채널(quantum channel)이 주어지더라도 대칭 용량을 달성할 수 있는 qubit(quantum bit)를 생성하기 위해, 극(polar) 퀀텀 채널 코딩이라 부르는 퀀텀 채널의 결합과 분리 형태를 제시한다. 현재의 용량은 동등 확률을 갖는 임의의 qubit 입력에 따라서 결정된다. 퀀텀채널의 분극은 대칭채널이 1에 근접하면 rate 1로 아니면 rate 0으로 전송하는 채널을 통해 퀀텀 데이터를 부분적으로 전송하는 퀀텀 오류정정 부호화에 아주 적합하다.

OFDM 기반의 전력선 통신 시스템에서 이중 이진 터보 부호 성능 연구 (Study on Performance of Double Binary Turbo Code for Power Line Communication Systems Base on OFDM)

  • 김진영;차재상;김성권;이종주;김재현;이종훈;김은철
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.193-199
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    • 2009
  • 전력선 통신(PLC : Power Line Communication) 기술은 유선 액세스 네트워크 솔류션 중 높은 잠재력을 갖고 있는 후보로서 논의되고 있다. 본 논문에서는 PLC 채널에서 이중 이진 터보 부호(DBTC : Double Binary Turbo Code) 성능에 대해 연구하였다. PLC 채널 환경을 만들기 위해 Bernoulli-Gaussian 잡음을 고려하였다. 시스템 성능은 비트 오류 확률 측면에서 분석되었다. 실험 결과로부터 이중 이진 터보 부호화는 상당한 부호화 이득을 제공하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 터보 복호 과정에서 복호 횟수를 증가시킴에 따라서 시스템 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

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