• 전자공학회논문지
• /
• 제53권12호
• /
• pp.42-49
• /
• 2016

논문은 저면적 비트-직렬 두 최소값 생성기를 제안한다. Min-sum 복호 알고리즘을 적용한 LDPC 복호기에서 두 최소값 생성기가 가장 큰 하드웨어 복잡도를 가지기 때문에, 두 최소값 생성기의 저면적 구현이 매우 중요하다. 하드웨어 면적을 줄이기 위해 비트-직렬 방식의 LDPC 복호기가 제안되었다. 하지만 기존의 비트-직렬 방식의 생성기는 하나의 최소값만 찾을 수 있어 BER 성능이 감소되었다. 제안하는 생성기는 두 최소값을 모두 찾을 수 있어 BER 성능열화를 극복하고 저면적의 LDPC 복호기 구현이 가능하다. 또한 기존의 두 최소값 생성기들과 비교하여 면적-시간 복잡도에서 가장 좋은 성능을 보인다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제47권5호
• /
• pp.31-40
• /
• 2010

본 논문에서는 IEEE 802.11n 무선 랜 표준용 LDPC 복호기 프로세서를 설계하였다. 설계된 프로세서는 IEEE 802.11n 표준의 블록길이 1,944와 부호화율 1/2의 패리티 검사 행렬을 지원하며, 하드웨어 감소를 위해 최소합 알고리듬과 layered 구조를 적용하였다. 최소합 알고리듬의 특징을 이용한 검사노드 메모리 최소화 방법을 고안하여 적용하였으며, 이를 통해 기존방법의 메모리 크기의 25%만을 사용하여 구현하였다. 설계된 프로세서를 $0.35-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 200,400 게이트와 19,400 비트의 메모리로 구현되었으며, 80 MHz@2.5V로 동작하여 약 135 Mbps의 성능을 갖는다. 설계된 회로는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작 검증과 복호성능을 분석하였으며, 이를 통해 설계된 LDPC 복호기의 유용성을 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제31권8C호
• /
• pp.763-770
• /
• 2006

본 논문에서는 소실 복호 기능을 갖는 가변형 Reed-Solomon(RS) 복호기가 수정 유클리드 알고리즘(modified Euclid's algorithm; MEA)을 기반으로 설계되었다. 복호기의 가변성은 원시 RS(255, 239, 8) 부호와는 다른 RS(124, 108, 8) 부호를 기반으로 단축과 펑처링을 통해 구현된다. 이렇게 하므로써 복호 시간을 단축시켰다. 복호기는 4단계 파이프라인 구조를 갖으며, 파이프라인의 각 단계는 서로 다른 클럭으로 동작할 수 있도록 설계하였다. 따라서 MEA 블록에 고속 클럭을 사용하므로써 복호기의 복잡도 및 복호 지연을 단축할 수 있으며, 버스트 및 연속 모드의 복호를 모두 지원한다. 설계된 복호기는 VHDL로 구현하고 FPGA에 합성하였으며, 3,717개의 로직 셀과 2,048 비트의 메모리가 사용되었다. 설계된 복호기는 최고 33MByte/sec의 데이터를 복호 할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제44권10호
• /
• pp.38-48
• /
• 2007

멀티미디어 비디오 응용의 이용이 증가함에 따라 모바일 임베디드 시스템 환경에서 K264/AVC 기반의 디코더 시스템 구현에 대한 수요가 증가하고 있다. H.264/AVC 디코딩 작업은 내부적으로 많은 연산을 필요하므로, 임베디드 시스템 환경 및 멀티미디어 비디오 응용의 기대 품질에 따라 다양한 구현 방법이 사용될 수 있다. 하지만, 주어진 모바일 임베디드 시스템 환경에 적합한 구현 방법을 선택하기 위해서는 임베디드 시스템의 연산 능력과 비디오 디코딩 작업에 필요한 연산 요구량에 대해 정확한 분석이 필요하다. 본 논문에서는 모바일 임베디드 단말 환경을 위한 H.264/AVC 디코더의 하드웨어 및 소프트웨어 구현 방안을 제안하고, 이에 대한 성능 측정 방법 및 결과를 제시하였다. 또한 리눅스 기반의 모바일 임베디드 시스템에서의 비디오 디코딩 시스템의 성능 제한 요소를 판별함으로써 효과적인 구현 방법을 보이고 있다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.2637-2642
• /
• 2015

Low-density parity-check(LDPC) 코드는 그 탁월한 에러 정정 능력으로 인해 많은 통신 표준에서 사용되고 있다. 여러 종류의 LDPC 코드 중 quasi-cyclic LDPC(QC-LDPC) 코드가 많이 사용되는데 QC-LDPC 코드의 복호기에는 여러 크기의 rotation을 수행할 수 있는 multi-size circular shifter(MSCS)가 필요하다. MSCS의 구현 방법 중 Benes 네트워크에 기반한 구조가 많이 사용되는데, rotation할 데이터의 개수가 3의 배수일 경우에는 $3{\times}3$ 스위치가 필요하다. 이 논문에서는 기존의 제어 신호 생성에 비해 복잡도가 줄어든 생성법과 기존의 $3{\times}3$ 스위치 구조 보다 더 빨리 동작할 수 있는 $3{\times}3$ 스위치 구조를 제안한다. IEEE 802.16e WiMAX 표준에서 사용되는 QC-LDPC 코드 복호기의 MSCS 에 적용하여 지연 시간을 8.7% 정도 줄이고 면적도 조금 감소시켰다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제31권4C호
• /
• pp.391-399
• /
• 2006

센서 네트워크와 같이 한정된 리소스만을 사용할 수 있는 차세대 소형 무선 비디오 시스템을 위해 움직임 추정(motion estimation)이 필요 없는 저 복잡도의 비디오 인코딩 방식과 이를 효과적으로 디코딩하는 새로운 비디오 코딩 방식을 제안한다. 비디오 프레임을 주기적으로 인트라 코딩(Intra coding)하고 인트라 코딩된 프레임 사이에 있는 프레임에 대해선 제안하는 불규칙 양자화(irregular binning) 방식을 이용하여 효과적으로 코딩한다. 불규칙 양자화 방식은 코딩할 데이터의 Local statistics에 따라 각 구간의 길이를 조절함으로써 적은 수의 불규칙적인 구간으로도 효과적으로 데이터를 표현할 수 있다. 이와 함께, 연속된 프레임 간에 존재하는 높은 상관 관계(correlation)를 활용하기 위해 디코딩 시 불규칙 양자화 정보로 복원된 영상을 기초로 하여, 주변 프레임으로부터 움직임이 보상된 선명한 영상 부분(motion compensated image components)을 가져와 합성함으로써 복원된 프레임의 화질을 향상시키는 방법을 제안한다. 제안된 비디오 코딩 방식은 실험 결과에서 최신의 비디오 압축 방식인 H.264/AVC의 IB 코딩 모드와 유사한 성능을 보여주고 있다. 따라서 제안된 비디오 코딩 방식은 저 복잡도의 인코더가 필요한 응용 분야에 H.264/AVC를 대신하여 사용될 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제8권6호
• /
• pp.736-745
• /
• 2002

압축한 비디오 데이타를 전송할 때 인터넷과 같이 네트워크 채널이 불안정한 경우 패킷이 분실될 가능성이 높다. 패킷 분실은 연속적 비트 열에 오류가 발생하는 버스트 오류 형태로 일어난다. 본 논문에서는 버스트 오류를 은닉 처리하는데 효과적인 오류 내성 기법을 적용하는 동시에 데이타 숨김을 이용하여 디코더의 계산 복잡도를 줄인 빠른 오류 은닉 방법을 제안한다. 오류 은닉 효과를 높이기 위해, 인코더에서는 네트워크 채널의 버스트 오류에 강건하도록 비디오 데이타에 공간적, 시간적 영역에 대한 오류 내성 기법을 적용한다. 공간적 오류 내성 기법으로는 패킷 분실이 발생한 오류 블록을 분리하는데 효과적인 블록 셔플링을 적용하고 시간적 오류 내성 기법으로는 움직임 벡터의 프레임간 패리티 비트를 데이터 숨김 방법으로 내용 데이타에 삽입, 전송하여 디코더에서 분실된 패킷을 처리한다. 비디오 데이타는 전송 후 디코더에서 오류 은닉 처리하는데 디코더에서 주변 정보를 이용하여 오류 비디오 블록을 보간하는 것은 계산이 복잡하여 비용이 많이 든다. 따라서 본 연구에서는 비디오 인코딩 단계에서 비디오 블록의 에지 특징을 추출 후 이 특징 데이타를 원 데이타에 숨겨 전송하고 전송 시 비디오 데이타가 손상되면 디코더에서 숨겨 온 비디오 블록의 특징을 추출하여 쌍선형 보간법을 통해 전송 시 발생한 오류를 은닉 처리한다. 데이타 숨김을 이용하면 디코더의 계산 복잡도는 낮아진다. 본 논문의 실험 결과는 제안 방법이 비디오의 패킷 분실이 30%에 달하는 경우에도 이를 은닉 처리하여 인지 가능한 품질의 비디오 데이타를 보장한다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제48권1호
• /
• pp.22-30
• /
• 2011

본 논문에서는 CMMB (China Mobile Multimedia Broadcasting) 표준의 LDPC(Low Density Parity Check) 부호 복호기를 효과적으로 구현하는 방법을 제안한다. 본 논문은 AGU(Address Generation Unit)와 Index 행렬을 이용하여 효율적으로 주소 값을 생성함으로써, 메모리 사용량을 줄이고 복잡도를 감소시켰다. 또한 LDPC 부호 복호기의 throughput을 향상시키기 위해 한 클럭에 여러 메시지를 전달하는 부분 병렬 구조를 사용하였고, 하나의 주소를 사용하여 병렬적으로 동작이 가능하도록 노드 그룹핑을 진행하였다. 제안하는 LDPC 부호 복호기는 Verilog HDL로 구현하였으며, Synopsys사의 Design Compiler를 이용하여 Chartered $0.18{\mu}m$ CMOS cell library 공정으로 합성하였다. 제안된 복호기는 455K(in NAND2)의 크기를 가지며, 185MHz의 클럭에서 1/2 부호는 14.32 Mbps의 throughput을 갖고, 3/4 부호는 26.97Mbps의 throughput을 갖는다. 또한 기존의 CMMB용 LDPC의 메모리와 비교하여 0.39% 의 메모리만 사용된다.

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제47권6호
• /
• pp.66-74
• /
• 2010

최근 부호화기의 성능 및 전력이 제한된 환경을 위한 비디오 부호화 기술로 분산 비디오 부호화 기술 (DVC : Distributed Video Coding)이 각광받고 있으며, Wyner-Ziv (WZ) 부호화 기술은 이의 대표적인 기술이다. WZ 부호화기는 기존 인트라 부호화 기술과 채널 부호를 사용하여 각각 키 (key)프레임과 WZ 프레임을 독립적으로 부호화한다. WZ 복호화기는 프레임 간 시간적 유사도를 기반으로, 복호화 된 키 프레임으로부터 보조 정보 (Side Information)를 생성한다. 보조 정보는 가상의 채널 잡음이 존재하는 WZ 프레임으로 간주되고, 가상의 채널 잡음은 채널 부호 복호화 과정을 통해 제거된다. 따라서 WZ 부호화 기술의 성능은 채널 부호의 성능에 크게 좌우된다. 현존하는 채널 부호 중 LPDC 채널 부호와 Turbo 채널 부호는 강력한 에러 정정 능력을 가지고 있으며, 확률적인 계산을 기반으로 반복적인 복호화 알고리즘을 수행하는 것이 특징이다. 하지만 반복적인 복호화 과정은 상당히 소모적인 과정으로 WZ 복호화기의 복잡도를 증가시킨다. 실제 WZ 부호화 기술에 LDPCA 채널 부호를 사용한 경우, WZ 복호화기 전체 복잡도에서 채널 복호화 과정이 차지하는 비율은 평균 60%에 이른다. 채널 복호화 과정 복잡도의 감소를 위해 채널 부호 분야에서 제안되었던 HDA (Hard Decision Aided) 방법을 LDPCA 채널 부호에 적용할 경우, 채널 복호화 과정의 복잡도는 상당히 줄어든다. 하지만 HDA 방법 적용을 위해 설정할 경계치에 따라 율 왜곡 측면에서 상당한 성능 저하가 있을 수 있으며. 적정 경계치는 영상마다 각각 다르다. 이에 본 논문에서는 영상의 특성에 따라 경계치가 설정되는 적응적 HDA 방법을 제안한다. 제안 방법은 적정 율 왜곡 성능을 유지하며, 채널 복호화 과정 및 WZ 복호화 과정에서 각각 약 62%, 32%의 시간 절감 성능을 보인다.

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제48권5호
• /
• pp.46-54
• /
• 2011

본 논문에서는 정수변환 기저의 특성을 기반으로 블록의 내부/경계 영역으로 분리되는 루프필터를 생성하고, 이를 선택적으로 적용하는 방법을 제안한다. 기존의 블럭 기반의 적응적 루프 필터(BALF)는 비디오 코덱의 압축 성능에 있어서 약 10%의 압축 효율을 보이는 기술이다. 이는 복원된 영상을 원본 영상에 최대한 유사하게 만드는 Wiener 필터계수를 생성하고 생성된 필터가 적용될 영역에 대한 정보를 전송한다. 그러나 블럭 기반의 적응적 루프 필터는 블록 단위로 영상을 참조하여 하나의 필터를 생성하는 방법으로, 높은 부호화 성능을 보이는 반면, 높은 복잡도를 수반한다는 단점이 있다. 본 논문에서 제안하는 방법은 정수변환 기저의 특성에 따라서 서로 다른 에러의 특성을 갖는 특징을 이용하여 블록의 내부와 경계 영역을 분리하고, 각 영역을 위한 필터를 생성한다. 이후, 이를 원하는 영역에 선택적으로 적용한다. 부호화기의 필터 생성 과정에서 선택된 특정 영역의 필터를 복호화기로 전송함으로써, 선택된 영역에 대해서만 필터링을 수행하여 복호화 복잡도를 조절할 수 있다. 제안하는 알고리즘을 사용하여 블럭의 경계 영역 필터만을 사용한 경우 기존의 BALF 대비 약 2.56%의 부호화 성능 저하에 대하여 약 35.5%의 필터링 속도 향상을 보였다.