• 제목/요약/키워드: Bit Stream Processing

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Hardware Accelerated Design on Bag of Words Classification Algorithm

  • Lee, Chang-yong;Lee, Ji-yong;Lee, Yong-hwan
    • Journal of Platform Technology
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    • 제6권4호
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    • pp.26-33
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    • 2018
  • In this paper, we propose an image retrieval algorithm for real-time processing and design it as hardware. The proposed method is based on the classification of BoWs(Bag of Words) algorithm and proposes an image search algorithm using bit stream. K-fold cross validation is used for the verification of the algorithm. Data is classified into seven classes, each class has seven images and a total of 49 images are tested. The test has two kinds of accuracy measurement and speed measurement. The accuracy of the image classification was 86.2% for the BoWs algorithm and 83.7% the proposed hardware-accelerated software implementation algorithm, and the BoWs algorithm was 2.5% higher. The image retrieval processing speed of BoWs is 7.89s and our algorithm is 1.55s. Our algorithm is 5.09 times faster than BoWs algorithm. The algorithm is largely divided into software and hardware parts. In the software structure, C-language is used. The Scale Invariant Feature Transform algorithm is used to extract feature points that are invariant to size and rotation from the image. Bit streams are generated from the extracted feature point. In the hardware architecture, the proposed image retrieval algorithm is written in Verilog HDL and designed and verified by FPGA and Design Compiler. The generated bit streams are stored, the clustering step is performed, and a searcher image databases or an input image databases are generated and matched. Using the proposed algorithm, we can improve convenience and satisfaction of the user in terms of speed if we search using database matching method which represents each object.

초저속 고압축 비디오의 미디어내 동기화를 위한 멀티 스트림 생성 기법 (Multi-stream Generation Method for Intra-media Synchronization of Very Low Bit Rate Video)

  • 강경원;류권열;권기룡;문광석;김문수
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.9-15
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    • 2001
  • 초저속 고압축 비디오는 고압축 부호화를 위해 주로 화면간 부호화 방법을 사용한다. 화면간 부호화는 현재 프레임과 이전 프레임간의 데이터 의존성이 높기 때문에 전송시 패킷 손실이 발생할 경우 복원 영상에 심각한 화질 열화를 야기할 수가 있다. 따라서 본 논문에서 초저속 고압축 비디오 데이터에 대한 신뢰성 있는 전송과 미디어내 동기화를 위해 TCP 기반 멀티 스트림 생성 기법을 제안한다. 제안한 방법은 TCP 기반으로 신뢰성 있는 전송이 가능하며, 멀티 스트림을 통해 효율적인 전송과 네트워크 지터에 강하며, 클라이언트가 가진 대역폭을 최대한 활용할 수 있다.

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기밀성과 무결성이 우수한 SHACAL-2 기반 스트림 암호 설계 및 구현 (Design and Implementation of Stream Cipher based on SHACAL-2 Superior in the Confidentiality and Integrity)

  • 김길호;조경연
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.1427-1438
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    • 2013
  • 5단계 파이프라인으로 구성된 기밀성과 무결성이 우수하고 실시간처리가 가능한 128비트 출력 스트림 암호를 개발했다. 개발한 스트림 암호는 ASR 277비트와 SHACAL-2를 통해 128비트 스트림을 만들고 이를 CFB모드 적용한 후 표백처리 과정을 통하여 최종적인 128비트 암호문을 만드는 스트림 암호 알고리즘이다. 스트림 암호의 하드웨어는 Verilog HDL을 사용하여 Modelsim 6.5d를 활용하여 기능을 검증하였고, 성능은 Quartus II 12.0을 활용하여 분석했고, Worst Case에서 Max Frequency는 33.34MHz(4.27Gbps)의 빠른 성능을 보여주었다. 이는 무선 인터넷과 센서 네트워크 및 DRM 환경의 속도를 충분히 만족함을 보여준다. 기밀성과 무결성이 우수한 스트림 암호 알고리즘 개발에 본 논문은 매우 유용한 아이디어를 제공하고 있다.

프레임율 변환을 위한 개선된 트랜스코딩 기법 (Enhanced Transcoding Technique for Frame Rate Conversion)

  • 양시영;정제창
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권7C호
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    • pp.548-553
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    • 2008
  • 네트워크에 의해서 필요한 비트율로 줄이거나 터미널의 제한된 한계를 만족하기 위해서, 비디오 비트 스트림의 시간적 해상도를 줄이는 것이 사용된다. 본 논문에서는 압축된 비디오 스트림의 감소된 해상도 트랜스코딩의 문제점에 대해서 논의하고, 시간적 해상도 변환을 위한 트랜스코딩 기법을 논의한다. 트랜스코딩의 속도를 증가시키기 위해서, 비디오 트랜스코더는 보통 입력된 비디오 스트림으로부터의 움직임 벡터를 재사용한다. 본 논문에서는 코딩된 프레임의 높은 화질을 유지하기 위해서 강화된 움직인 재추정 기법을 제안한다. 실험결과는 감소된 프레임율을 가진 비디오 트랜스코더를 위한 저 복잡도를 가지면서도 성능이 개선된 것을 보여준다.

실시간 처리 응용에 적합한 고속 스트림 암호 AA128 구현 (Implementation of fast stream cipher AA128 suitable for real time processing applications)

  • 김길호;조경연;이경현;신상욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.2207-2216
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    • 2012
  • 최근 휴대폰과 같은 무선 인터넷 환경과 자원의 제약을 크게 받는 무선 센서 네트워크(wireless sensor network) 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 신뢰성과 안전성이 보장된 센서 네트워크 구축을 위해 전반적으로 보안에 관한 연구가 반드시 필요하다. 센서 네트워크 보안을 위한 한 가지 방안으로 암호학적으로 안전한 알고리즘 개발이 필요하며, 따라서 본 논문에서는 휴대폰과 같은 무선 인터넷 환경, 무선 센서 네트워크, DRM(Digital Right Management) 등과 같은 실시간처리가 필요한 분야에 사용할 목적으로 소프트웨어 및 하드웨어 구현이 쉬운 128비트 스트림 암호 AA128을 제안한다. AA128은 278비트 Arithmetic Shift Register(ASR)과 비선형 변환의 두 부분으로 구성된 스트림 암호이며, 비선형 변환은 혼잡함수(Confusion Function), 비선형변환(SF0 ~ SF3)과 표백(Whitening)을 사용하여 구성된다. 제안한 AA128은 AES와 Salsa20보다 수행 속도가 빠르고, 안전성 또한 현대 암호 알고리즘에서 요구하는 조건을 만족하고 있다. 하드웨어 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 알고리즘이 실시간 처리가 필요한 어플리케이션의 속도 요구사항을 만족시키는 성능을 가지고 있음을 보였다.

비트-벡터 해시 테이블을 이용한 효율적인 다중 스트림 조인 알고리즘 (An Efficient M-way Stream Join Algorithm Exploiting a Bit-vector Hash Table)

  • 권태형;김현규;이유원;김명호
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제35권4호
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    • pp.297-306
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    • 2008
  • MJoin은 변화가 잦은 데이타 스트림의 조인을 효율적으로 수행하기 위한 방법으로 소개되었다. MJoin은 다중 스트림의 처리가 가능하도록 대칭적 해시 알고리즘을 확장한 것으로, 각 입력 튜플마다 모든 해시 테이블에 동일한 키를 지닌 튜플이 존재하는지 반복적으로 체크한다. 그러나, 조인 선택율이 낮고 조인되는 데이타 스트림의 수가 많을 경우, 이러한 체크 과정의 성능은 조인되는 데이타 스트림의 조인순서에 많은 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 MJoin처럼 대칭적 해시 알고리즘을 기본으로 하지만, 이러한 체크 과정을 조인순서에 상관없이 상수 시간에 처리하는 BiHT-Join 알고리즘을 제안한다. BiHT-Join은 스트림에 있는 튜플의 존재 유무를 비트-벡터로 유지하며, 이를 비교하는 것으로 조인의 성공/실패를 판단한다. 따라서, BiHT-Join은 이 판단을 기준으로 조인이 성공하는 튜플만 해시 조인을 수행함으로 조인 효율을 높일 수 있다. 우리는 실험을 통해 BiHT-Join이 다중 데이타 스트림 조인에서 MJoin에 비해 더 나은 성능을 제공한다는 것을 보인다.

디지털 비디오 라이브러리 서비스를 지원하는 ATM-기반 비디오 스트림 스위치의 설계 및 분석 (Design and Analysis of ATM-based Video Stream Switch for Supporting Digital Video Library Service)

  • 박병섭;김성수
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제8C권2호
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    • pp.164-172
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    • 2001
  • 최근 인터넷의 확산과 더불어 디지털 비디오 라이브러리(DVL : Digital Video Library) 서비스에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나 현재의 통신망 대역폭과 스위칭 환경 하에서는 종단간 QoS 보장하는데 많은 제약사항이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 비디오 스트림 처리를 효율적으로 수행하여, 지연-처리율 특성을 만족할 수 있는 스트림 스위칭 구조를 제안하고 이에 대한 성능을 분석하였다. 제안된 ATM-기반 스트림 스위치는 각각 다중화되는 CBR(Constant Bit Rate) 및 VBR(Variable Bit Rate) 스트림의 QoS(Quality of Service)를 보장해야만 한다. 성능분석 결과는 제안된 스위치의 처리율이 r=4일 때 약 0.996의 값을 보였으며, 지연시간도 부하가 0.7 이하일 때 2미만으로 특정되었다. 이 결과는 제안된 구조가 적당한 입력 스트림의 그룹핑을 통하여 비디오 응용을 위한 처리율 및 지연 요구사항 QoS를 보장할 수 있음을 보여준다.

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화면간 영상 변화량을 고려한 H.264/AVC 비트율 제어 방법 (A Bitrate Control considering Interframe Variance of Image for H.264/AVC)

  • 손남례;이귀상
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제13B권3호
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    • pp.245-254
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    • 2006
  • H.264/AVC 표준은 기존의 부호화 기법보다 뛰어난 압축성능 때문에 비디오 데이터의 압축과 전송에 널리 응용될 것으로 전망된다. 그러나 H.264/AVC 표준도 기존의 비디오 압축표준과 마찬가지로 가변길이부호화방식을 따르기 때문에, 동영상을 부호화할 때 발생하는 데이터 량은 시간의 흐름에 따라 큰 폭으로 변할 수 있다. 이 때문에 PSTN이나 ISDN 망과 같이 대역폭이 고정된 네트워크를 통해 비디오 스트림을 전송하고자 할 경우에는 부호기로부터 출력되는 비트량을 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 전송율이 고정된 비디오 전송채널 환경에서 H.264/AVC 부호화 기법으로 압축된 영상 데이터를 전송할 때 필요한 새로운 비트율 제어방식을 제안한다. 제안하는 비트율 제어방식은 우선 화면간 영상 변화량 따른 프레임당 목표비트량과 MAD간의 관계를 선형회귀분석기법을 이용하여 분석한 다음, 이를 기반으로 프레임 단위로 효율적인 비트율 제어 방법을 제안한다. 실험결과 화면간 움직임이 많은 영상의 경우 기존의 비트율 제어 방법이 채널 전송에 부적합할 정도로 비트량을 초과하지만, 제안한 방법은 채널 전송에 적합하게 효율적으로 부호화한다. 또한 프레임 스킵 방법은 기존의 비트율 제어 방법에 비하여 제안한 방법이 평균 $1{\sim}15%$ 감소하였다.

효율적인 의미 검색을 위한 동영상 데이터 모델링 (Modeling of Video Data for Sffective Content-based Retrival)

  • 정미영;이원석
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.908-922
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    • 1997
  • 본 논문에서는 많은 양의 정보를 복합적으로 포함하는 비디오 데이터의 의미적인 접근 효율을 높이고 저장 장소를 절약하기 위한 관리 방안을 제안한다. 비디오 데이터를 단순히 화일 단위의 비드열로 간주하여 처리하는 것이 아니라 원하는 부분을 속성을 통해 의미를 기술함으로써 접근할 수 있도록 한다. 비디오 데이터는 복잡한 의미를 내포하며 의미기술에 필요한 속성이 변할 수 있으므로 데이타베스 시스템의 고정된 스키마 를 통한 의미기술 방법과 유동적인 속성 집할을 통한 의미기술 방법을 병합하여 의미 기술하도록 지원하며 사용자마다 의미 표현 방법에 차이가 있을 수 있으므로 일관된 속성값을 선택 할 수 있도록 속성과 속성값을 체계적으로 관리하는 방안을 제안한다. 또한 비디오 데이타베이스에 저장된 비디오 데이터간에 의미상속을 통해 접근 효율을 높이는 한편 비디오 데이터를 물리적으로 분리하거나 공유하여 새로운 프린젠테이션을 구 성할 수 있도록 함으로써 저장공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 지원한다.

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스트림 암호 Salsa20/8의 재설계 (Redesign of Stream Cipher Salsa20/8)

  • 김길호;김성기;조경연
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.1904-1913
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    • 2014
  • 스트림 암호의 동일한 키 재사용 금지와 무결성 보장이 안 되는 단점을 개선한 256비트 출력의 스트림 암호를 개발 했다. 개발한 스트림 암호는 Salsa20의 라운드 함수를 사용하여 8라운드 적용하고 5단계 파이프라인 구조의 하드웨어로 구현 했으며, WSN, DMB 등과 같은 응용에 적용하기 위해 실시간 처리와 빠른 성능을 보이며, 안전성도 만족하고 있다.