지금까지 적용되었던 MPEG(Motion Picture Expert Group)기반의 워터마크(watermark) 기법들은 새로운 압축 표준 H.264/AVC의 달라진 부호화 방식으로 인하여 H.264/AVC에 그대로 적용되기에는 많은 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이전의 압축표준에 사용되었던 DCT(Discrete Cosine Transform)기반의 워터마크 기법이 H.264/AVC에 적용 되었을 때 발생 할 수 있는 문제를 분석하였으며, 그 결과를 영상왜곡 및 비트율(bit-rate) 변화의 측면에서 연구 하였다. 기존의 MPEG-2 사용 되었던 DCT기반 워터마크 기법들이 H.264/AVC에 적용되었을 때 H.264/AVC 부호화의 큰 특징인 인트라(intra) 부호화 및 CAVLC(Context Adaptive Variable Length Coding)의 영향으로 인하여 PSNR은 모든 QP(Quantization Parameter)에 대하여 평균 28.17 dB 감소 되었으며, 비트율은 모든 QP에 대하여 평균 56.71 % 증가 하였다.
본 논문에서는 유도전동기 고장 검출 및 분류를 위한 3-단계 (고장 신호의 전 처리, 고장 신호의 특징 추출, 고장 신호의 고장 유형별 분류) 알고리즘을 제안한다. 먼저 전 처리 단계에서는 저역 통과 필터를 통해 취득한 신호의 고주파 대역에 영향을 미칠 수 있는 잡음 성분을 제거하며, 다음으로는 이산 코사인 변환(discrete cosine transform)과 통계적 방법을 이용하여 고장 유형별 신호의 특징을 추출하고, 마지막 단계에서는 추출된 특징을 입력으로 하는 역 전파 신경 회로망(back propagation neural network)를 이용하여 신호를 고장 유형별로 분류한다. 시스템의 성능을 평가하기 위해 모의실험에 사용된 신호는 유도전동기의 진동 신호로, 정상 및 각종 이상 상태에 대해 8kHz의 샘플링율을 갖는 1초 길이의 데이터를 사용하였다. 모의실험 결과, 제안한 알고리즘은 학습된 상황의 고장 분류에서는 100%의 정확도를 보였으며, 기존의 공분산을 이용한 고장 검출 및 분류 알고리즘과 비교하여 약 50%의 정확도 향상을 보였다. 또한 고장 신호 취득 시 사용하는 센서의 종류나 주변 환경으로 인해 잡음이 추가될 수 있는 상황을 고려하여 취득한 데이터에 백색 가우시안 잡음을 인위적으로 추가한 모의실험에서도 98%이상의 고장 분류 정확도를 보였다. 더불어, 본 논문에서는 TI사의 TMS320F2812 디지털 신호 처리기에 제안한 고장 검출 및 분류 알고리즘을 탑재하여 실제 산업현장에서의 사용여부를 검증하였다.
A multiprocessor system for high-speed processing of hybrid image coding algorithms such as H.261, MPEG, or Digital HDTV is presented in this study. Using a combination of highly parallel 32-bit microprocessor, DCT(Discrete Cosine Transform), and motion detection processor, a new processing module is designed for the implementation of high performance coding system. The sysyem is implemented to allow parallel processing since a single module alone cannot perform hybrid coding algorithms at high speed, and crossbar switch is used to realize various parallel processing architectures by altering interconnections between processing modules within the system.
본 논문에서는 PSNR 을 높이도록 최적화된 HEVC 의 율-왜곡 최적화(RDO)를 MS-SSIM 를 높이도록 하여 RDO 를 수행 하도록 한다. 구현 방법으로는 MS-SSIM 도출 방법과 비슷하도록 원본과 4 단계의 저역 통과 필터(LPF)를 통과한 결과에 대한 DCT(Discrete Cosine Transform) 를 수행하고 그 AC 계수의 비율로 lagrange multiplier(${\lambda}$)를 수정하는 방식이다. AC 계수 비율과 MS-SSIM 에서 도출 된 가중치, LPF 특성 등에 따라 새롭게 각 스케일의 가중치를 결정하여 최종적으로 ${\lambda}$ 가중치를 결정하여 그 결과를 바탕으로 RDO 를 수행한다. 시뮬레이션을 통해 제안의 방법과 HEVC reference software 의 BD-rate 계산 결과 7%의 PNSR, -13.2%의 MS-SSIM 를 얻을 수 있었고 이에 따라 주관적 화질을 개선했다고 할 수 있다.
This paper presents an adaptive interpolation filtering scheme for the High Efficiency Video Coding (HEVC) standard. In regards to interpolation for motion estimation and compensation, the conventional HEVC employs 8-tap and 4-tap filters for luma and chroma samples, respectively. Coefficients in such filters are determined by discrete cosine transform (DCT). In the proposed scheme, boundary strength values are stored after the execution of the deblocking filter. For each block, the sum of boundary strength values is calculated to indicate whether its region is complex or simple. Consequently, based on the region classification, 12-tap and 8-tap interpolation filters are used for complex and simple regions, respectively. This process is applied to luma sample interpolation only. Simulation results show 1.8% average BD-rate reduction compared to the conventional method.
본 논문에서는 HEVC (High Efficiency Video Coding)의 IDCT (Inverse Discrete Cosine Transform) 모듈을 AVX2 (Advanced Vector Extensions 2) 명령어 셋을 사용하여 고속화하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 4 개의 $4{\times}4$ 블록을 AVX2 레지스터에 로드 한 후, 동시에 AVX2 명령어 셋을 통해 한 번에 IDCT 를 수행한다. 제안하는 방법은 $4{\times}4$ 블록 단위로 순차적으로 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 명령어 셋을 통해 IDCT 를 수행하는 방법에 비해 명령어 단위의 병렬화 성능을 극대화한다. 실험 결과, HEVC 디코더의 $4{\times}4$ IDCT 에 SIMD 명령어 셋을 적용한 경우 기존의 HM-12.1 에 비해 평균 3.35 배 수행 속도를 향상 시킨 반면, 제안하는 방법은 HM12.1에 비해 평균 9.50 배 수행 속도를 향상 시켰다.
광대역 무선 통신 시스템에서는 주파수 선택적 다중경로 페이딩 채널상에서 발생하는 인접 심볼간의 간섭에 의한 성능 열화를 극복하기 위해서 채널 등화 기술의 도입이 필연적이다. 그러나, 데이터 전송률이 증가함에 따라 채널 등화에 필요한 훈련열의 길이가 늘어나고, 이로 인한 오버헤드를 감소하기 위해서는 보다 수렴률이 높은 적응 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 주파수 영역의 적응 여파 기법 중의 하나인 자기 직교환 방식의 결정궤환 등화기를 고려한다. 이 채널 등화기에서는 적응 알고리즘으로 DCT-LMS (discrete cosine transform least mean square) 알고리즘을 채택함으로써 수렴률과 MSE (mean square error) 성능을 향상시켜 결과적으로 광대역 무선통신에서 요구되는 훈련열에 따른 오버헤드를 감소시킬 수 있게 된다. 시뮬레이션을 통해 주파수 선택적 다중경로 페이딩 채널에서의 제안된 채널 등화 기법에 대한 성능을 분석한다.
The discrete cosine transform (DCT)-based progressive coding standard proposed by the International Standardization Orgnnization (ISO) Joint Photographic Experts Groups (JPEG) is investigated for medical image compression and the performance of the JPEG is compared to that of the full-frame bit-allocation (FFBA) technique. From the comparison, the JPEG standard appeals superior to the FFBA technique in the following aspects: 1) JPEG achieves higher compression than the FFBA technique with less mean square error. 2) Less Gibb's artifact is observed in the compressed images by the JPEG. 3) Computational time for the JPEG is about one-fourth or the FFBA technique. Other attractive points of the JPEG include: Implementation of the JPEG with VLSIs is commercially available in relative low price and the JPEG compression format can easily be interchangeable with other applications.
Digital watermarking is the technique, which embeds an invisible signal including signal including owner identification and copy control information into multimedia data such as audio, video, and images for copyright protection. A new MPEG watermark embedding algorithm using complex block effect based on the Human Visual System(HVS) is introduced in this paper. In this algorithm, $8{\times}8$ dark blocks are selected, and the watermark is embedded in the DC component of the discrete cosine transform(DCT) by using quantization and modulus calculation. This algorithm uses a blind watermark retrieval technique, which detects the embedded watermark without using the original image. The experimental results show that the proposed watermark technique is robust against MPEG coding, bitrate changes, and various GOP(Group of Picture) changes.
Padding is a technique that enables applying conventional discrete cosine transform to encode boundary blocks of arbitrarily shaped objects by assigning imaginary values to the pixels that are not included in the object. Padding prevents the increase of high frequency DCT coefficients. However, in some boundary blocks, too many padded pixels are coded due to a small portion of object pixels. To reduce the number of padded pixels and to improve coding efficiency, we propose a block merging method for texture coding. The proposed mothed searches the shape information of boundary blocks and excludes the 4$\times$4 pixels of 8$\times$8 blocks if all the 4$\times$4 pixels are in the background region, and merges the remained 4$\times$4 pixels into new 8$\times$8 blocks. Experimental results show that our proposed method yields a rate-distortion gain about 0.5~1.6㏈ compared to conventional padding method, LPE
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[게시일 2004년 10월 1일]
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