• 제목/요약/키워드: Bit Image

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한정된 자원을 갖는 FPGA에서의 이진가중치 신경망 가속처리 구조 설계 및 구현 (Design and Implementation of Accelerator Architecture for Binary Weight Network on FPGA with Limited Resources)

  • 김종현;윤상균
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.225-231
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    • 2020
  • 본 연구에서는 임베디드 시스템에 적용하기 위해 자원이 제한된 조건의 FPGA를 기반으로 BWN 가속처리를 하는 방법을 제시하였다. 사용할 수 있는 로직의 개수가 제한적이기 때문에 다양한 크기의 Conv-layer, FC-layer를 처리할 수 있는 하나의 연산장치를 설계해서 재활용하였다. Input feature map 데이터를 한번에 병렬처리를 할 수 없는 경우 데이터를 여러 번 읽어서 중간결과를계산하고 합산하여 최종 출력을 계산하였다. 사용할 수 있는 BRAM 모듈 개수가 제한적이기 때문에 BWN 가속기내의 데이터 bit수를 최소화한 구조를 사용하였다. 구현한 BWN가속기의 이미지 분류 처리 시간은 소형 시스템과 비교하였을 때 처리시간 측면에서 우수함을 보였고 고성능 시스템과 비교하였을 때는 데스크탑 PC보다는 빠르고 높은 클럭속도의 GPU시스템의 50%정도 느렸다. BWN가속기는 50MHz의 느린 clock을 사용하므로 성능대비 전력측면에서 유리함을 확인할 수 있었다.

동영상 전송을 위하여 터보코드와 EREC알고리즘을 이용한 UEP설계 (Implementation of UEP using Turbo Codes and EREC Algorithm for Video Transmission)

  • 심우성;허도근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권7A호
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    • pp.994-1004
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    • 2000
  • 본 논문에서는 무선과 같은 대역 제한되고 잡음의 영향이 심한 환경에서 동영상 부호화를 위해 H.263를 이용하여 비트스트림을 구성하였다. 구현된 비트스트림의 실제 데이터 부분에 대한 UEP를 위해 제안된 EREC 알고리즘을 적용하여 EREC 서부프레임을 구현한다. 이러한 것은 블록단위의 재동기를 할 수 있어 에러의 전파를 최소로할 수 있고 INTRADC, MVD와 같은 중요 비트위치알 수 있다. 이러한 중요비트 위치를 이용하여 클래스를 분류하고 클래스정보에 의해 가변적인 puncturing 테이블을 설계하였으며 터보 코드의 부호율을 클래스에 따라 다르게 설계하였다. 채널코딩은 터보 코드를 사용하고 인터리버는 EREC 서브프레임 단위의 가변 부호율을 적용시 중요비트의 부가 비트가 제거되지 않고 가변적인 크기이지만 송, 수신단에서 항상 동일하게 설계한다. 시뮬레이션 결과 비트오류확률 측면에서 EEP와 비슷한 부호율을 갖는 UEP는 개선된 결과를 얻을 수 있었고 영상에 적용한 결과 중요 비트들의 보호에의해 주관적, 객관적 화질이 좋아짐을 알 수 있었다.

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보안 영상 시스템에 적합한 H.264의 적응적 인트라 고속 알고리즘 (Adaptive Intra Fast Algorithm of H.264 for Video Surveillance)

  • 장기영;김응태
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권12C호
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    • pp.1055-1061
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    • 2008
  • H.264는 향상된 압축성능과 에러 복구 기술, 네트워크로의 적응력을 포함하고 있는 비디오 압축 표준으로, 실시간 비디오 스트리밍, 디지털 멀티미디어 방송 등의 여러 분야에서 적용되고 있다. 그러나 H.264/AVC는 압축효율은 높아졌지만 기존의 부호화 방식들 보다 훨씬 더 많은 연산 및 메모리 접근을 요구하게 되었다. 본 논문에서는 H.264/AVC의 부호화 복잡도를 줄이면서 실시간적인 보안 영상시스템에 적합한 적응적 인트라(Intra) 고속 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 현재프레임의 매크로블록(macroblock)과 이전프레임의 매크로블록 간 시간적 상관성(interrelationship)을 이용하여 매크로블록의 부호화모드를 저 연산화 및 고속으로 결정할 수 있는 인트라 예측(intra prediction)방법을 제안한다. 실험결과 제안된 방식은 평균 0.04dB이하의 미미한 화질 저하 및 비트량이 약간 증가하였지만, 부호화 처리시간이 상당히 개선되었고, 보안 영상과 같은 주변 배경의 움직임이 적은 영상에서 기존방식들에 비해 더욱 많은 부호화 처리시간을 줄일 수 있음을 알 수 있었다.

웨이브릿 변환 영역에서의 프랙탈 부호화를 이용한 효율적 MR 영상 압축 (Efficient Compression of MR Images Using Fractal Coding in Wavelet Transform Domain)

  • 배성호;윤옥경;김진한;박철현;이성기;박길흠;김현순
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.247-254
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    • 2000
  • 본 논문에서는 웨이브릿 변환 영역에서의 프랙탈을 이용한 효율적인 MR 영상의 압축 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 이산 웨이브릿 변환 계수의 절대값으로 유효 계수 트리를 구성하고 에너지가 높은 유효 계수의 정보를 이용하여 프랙탈 영상 압축을 수행한다. MR 영상의 경우 배경 부분을 비롯하여 대부분이 낮은 화소값을 가지므로 유효 계수의 수가 작게 나와 결과적으로 압축율이 높아진다. 또한 웨이브릿 변환 영역에서의 프랙탈을 이용하기 때문에 다른 압축 방법에 비해 블록화 현상이 생기지 않고 인간의 시각에 민감한 에지를 잘 복원하는 우수한 화질의 영상을 얻을 수 있다. 제안한 방법을 MR 영상에 적용하여 성능을 평가한 결과 0.33 [bpp] 이하의 낮은 비트율에서 기존의 JPEG 압축방법보다 복원 화질이 우수한 성능을 나타내었다.

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혼합 가우시안 모델과 민쉬프트 필터를 이용한 깊이 맵 부호화 전처리 기법 (Depth Map Pre-processing using Gaussian Mixture Model and Mean Shift Filter)

  • 박성희;유지상
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.1155-1163
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    • 2011
  • 본 논문에서는 깊이 맵(depth map)에 대한 효율적인 부호화를 위하여 전처리 기법을 제안한다. 현재 3차원 비디오 부호화(3D video coding : 3DVC)에 대한 표준화가 진행 중에 있지만 아직 깊이 맵의 부호화 방법에 대한 표준은 확정되지 않은 상태이다. 제안하는 기법에서는 먼저 입력된 깊이 맵의 히스토그램 분포를 가우시안 혼합모델(Gaussian mixture model : GMM) 기반의 EM(expectation maximization) 군집화 기법을 이용하여 분리한다. 분리된 히스토그램을 기반으로 깊이 맵을 여러 개의 레이어로 분리하게 된다. 분리된 각각의 레이어에서 배경과 객체의 포함여부에 따라 다른 조건의 민쉬프트 필터(mean shift filter)를 적용한다. 결과적으로 영상내의 각 영역 경계는 최대한 살리면서 영역내의 화소 값에 대해서는 평균 연산을 취하여 부호화시 효율을 극대화 하고자 하였다. 다양한 실험영상에 대하여 제안한 기법을 적용한 깊이 맵을 부호화하여 비트율(bit rate)이 감소하고 부호화 시간도 다소 줄어드는 것을 확인 할 수 있었다.

영상압축을 위한 최적의 서브밴드 양자화 필터 설계 (Optimum Subband Quantization Filter Design for Image Compression)

  • 박규식;박재현
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제12B권4호
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    • pp.379-386
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    • 2005
  • 본 논문은 다차원 서브밴드 필터 뱅크에서 양자화 효과에 대한 분석과 그에 따른 최적의 필터 설계 방법에 대한 이론을 제안한다. 기존의 서브밴드 필터뱅크에 대한 연구에서 양자화 과정에 대한 고려는 매우 미미하였다. 본 연구에서는 확률 밀도에 최적화된 양자화기가 이득에 무상관성 잡음이 더하여진 비선형 형태로 모델링 되어 서브밴드 구조에 결합된다. 분석/합성 필터 뱅크에 다위상 분리 방법을 적용하여 양자화 과정에 의한 출력에서의 MSE가 유도되며 이 에러의 최소화 과정을 통하여 최적의 필터 설계 방법이 개발된다. 또한 5점형 구조의 표본화 격자를 이용한 최적의 비분리 파라유니터리와 이중직교 필터의 설계와 이를 이용한 영상 데이터의 압축 및 복원 과정을 통하여 성능 분석을 한다. 시뮬레이션 결과 제안한 설계방법에 따른 필터가 기존의 단순한 PR 서브밴드 필터보다 영상의 압축 및 복원에서 10에서 20퍼센트 정도의 MSE 감소를 보여주었고 낮은 비트율에서 특히 우수한 성능을 나타내었다.

매크로블록의 활동성을 고려한 헤더정보의 오류 복원에 관한 연구 (A Study on Error Resilience of Header Parameters considering the activity of macroblock)

  • 김종훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.837-842
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    • 2008
  • MPEG-2의 비트열은 시퀀스 계층, GOP(group of pictures)계층, 픽쳐 계층 등으로 계층화되어 있다. 각 계층의 헤더 정보는 각 계층에 속한 그룹들의 공통된 속성들을 모아놓은 것이 다. 따라서, 어떤 계층의 헤더 정보 오류는 그 계층에 속한 모든 그룹들의 복호화 과정을 오동작하게 하여 심각한 화질의 열화를 일으킨다. 본 논문에서는 MPEG-2 비디오 비트스트림의 헤더정보에 오류가 발생 할 경우 헤더정보를 양자화된 DCT 계수에 반복적으로 삽입하여 전송함으로써 양자화된 DCT 계수에 삽입 된 헤더 정보를 추출하고, 매크로블록의 활동성을 고려한 헤더 정보에 대한 오류를 복원하는 방법을 제안하였다. 제안된 매크로블록의 활동성을 고려한 헤더 정보에 대한 오류 복원 방법은 역 DCT 과정이 필요없으므로 효율적으로 블록의 활동도를 판단할 수 있었고, 또 제안된 방법을 통하여 헤더 정보에서 오류가 발생하였을 경우 헤더 정보의 오류가 복원된다는 것을 실험을 통하여 확인할 수 있었다.

그레이레벨 이미지에서의 엔트로피 코딩 성능 향상을 위한 순위 기법 (A Ranking Method for Improving Performance of Entropy Coding in Gray-Level Images)

  • 유강수;심춘보
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.707-715
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    • 2008
  • 본 논문에서는 엔트로피 부호화기를 통해 그레이레벨 이미지에서의 효율적인 압축 알고리즘을 제안한다. 제안하는 기법의 핵심은 원래의 그레이레벨 이미지 정보를 특정 순위 정보로 변환하는 것이다. 이를 위해 먼저, 그레이레벨 값을 가지는 정보를 부호화하기 전에 이웃하는 주변 픽셀(그레이레벨) 값들에 대해서 상호 발생 빈도수를 계산한다. 그런 후, 이미 계산된 상호 발생 빈도수에 따른 특정 순위를 각 그레이레벨 값에 적용한다. 마지막으로, 엔트로피 부호화기를 통해 순위 정보를 전송하여 압축을 수행한다. 제안하는 기법은, 영상의 통계적 발생 빈도에 따른 정보를 토대로, 그레이레벨 이미지를 순위 영상으로 변환함으로써 기존의 엔트로피 코딩 기법의 성능을 향상시킨다. 시뮬레이션 결과 8비트의 그레이레벨 이미지에 대해서 제안하는 기법이 기존의 엔트로피 부호화기에 비해 최대 37.85%까지 압축 성능을 더 향상시킴을 알 수 있었다.

디지털 전송을 위한 페이딩 채널의 필터 모델링에 관한 연구 (A Study on the Filter Modeling of Fading Channel for Digital Transmission)

  • 임승각;김노환
    • 한국컴퓨터정보학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.55-67
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    • 1995
  • 원거리 지점간의 정보 전송을 위한 통신 시스템은 반도체 기술과 컴퓨터 기술의 발전으로 아날로그에서 디지탈 방식으로 변환되어 기존의 음성에서 데이타, 동 영상등 비음성급 데이타의 고속 전송이 가능하게 되었다. 디지탈 방식으로 변환되므로써 잡음의 영향, 저가격화를 이룰 수 있는 반면 전송 대역폭이 넓어지는 문제점이 있다. 특히 무선 전송의 경우 전송 과정에서 발생하는 페이딩은 전송 대역폭에 비례하므로 고속, 광대역의 통신 시스템에서는 이의 영향이 커지므로 새로운 대책이 필요하다. 디지탈 통신 시스템을 설계하는 경우 송신 전력, 변/복조 방식, 전송 속도, 비트 오율 특성을 결정하기 위해서는 전송 과정에서 발생되는 현상등을 반드시 고려하여야 되는데 본 논문은 채널에서 일어나는 페이딩 영향을 컴퓨터 모델로 표현하기 위한 채널 시뮬레이터의 구성과 송신 신호와 수신 신호를 이용하여 무선 채널의 필터 모델링에 관한 것으로 모델링된 필터 특성의 역수를 취하므로써 채널에서 발생되는 찌그러짐과 부호간 간섭 현상을 감소하여 설계하고자 하는 통신 시스템의 성능을 개선할 수 있다.

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움직임 벡터들의 시·공간적 상관성을 이용한 다시점 비디오 부호화를 위한 적응적 움직임 벡터 추정 기법 (An Adaptive Motion Vector Estimation Method for Multi-view Video Coding Based on Spatio-temporal Correlations among Motion Vectors)

  • 윤효순;김미영
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.35-45
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    • 2018
  • 움직임 추정은 동영상 내에 존재하는 중복된 데이터를 제거하기 때문에 영상 압축에서 중요한 역할을 하지만 많은 계산량을 요구하므로 계산량을 줄이기 위한 많은 고속 움직임 추정 기법이 제안되어 왔다. 다시점 비디오는 하나의 3차원 영상을 여러 시점에서 다수의 카메라로 촬영한 영상으로 다시점 비디오의 계산량은 카메라 수에 비례하여 증가한다. 따라서 다시점 비디오를 효율적으로 부호화하기 위한 움직임 추정 기법이 필요하다. 본 논문에서는 블록의 시공간적 상관성과 블록의 움직임 특성에 따라 적응적으로 탐색 패턴을 선택하여 움직임 벡터를 추정하는 움직임 추정 기법을 제안한다. 실험 결과, 제안한 움직임 추정 기법의 성능을 JMVC(Joint Multi-view Video Coding)의 TZ탐색과 전역탐색 기법의 성능과 비교한 경우, 영상 화질과 발생된 비트량을 비슷하지만 움직임 추정에 필요한 계산량은 각각 약 70~75%, 99%를 줄인다.