본 논문은 파워 상호보완 윈도우를 이용한 지연 감소 알고리즘을 IntMDCT(Integer Modified Discreate Cosine Transform)에 적용하고자 제안한다. 기존에 사용하는 변환 방식인 MDCT는 정수 입력에 대해 실수 값을 출력하므로 데이터의 확장을 야기 시킨다. 이에 정수 대 정수 변환인 IntMDCT 기술이 등장했다. 하지만 IntMDCT는 MDCT(Modified Discreate Cosine Transform)처럼 알고리즘 지연을 갖는 문제점을 가지고 있다. 지연은 실시간 통신을 목표로 하는 환경에 있어 중요한 이슈로 자리 잡고 있다. 이러한 샘플의 지연을 최소화하기 위해 제안하는 알고리즘을 적용하고 성능을 평가한 결과, IntMDCT에서 발생하는 샘플 지연이 절반으로 감소하는 것을 확인 할 수 있었다.
MPEG-2 AAC(Advanced Audio Coding) is the most advanced coding scheme available for high quality audio coding. This MPEG-2 AAC audio Standard allows for ITU-R ‘indistinguishable’ quality according to at data rates of 320 kb/s for five full-bandwidth channel audio signals. The compression ratio is around a factor of 1.4 better compared to MPEG Layer 3, you get the same quality at 70% of the bitrate. This paper suggest optimization method for MDCT/IMDCT (Modified Discrete Cosine Transform/Inverse Modified Discrete Cosine Transform) in Encoder and Decoder for AAC.
Currently, the most important technology is compression methods in the multimedia society. In audio compression, the method using human auditory nervous property is used. This method using psychoacoustical model is applied to perceptual audio coding, because human's audibility is limited. MPEG-II AAC(Advanced Audio Coding) is the most advanced coding scheme that is of benefit to high quality audio coding. The compression ratio is 1.4 times compared with MPEG-I layer-III. In this paper, the vector processor for MDCT/IMDCT(Modified Discrete Cosine Transform /Inverse Modified Discrete Cosine Transform) of MPEG-II AAC is designed.
음향압축에 있어서 인간의 청각신경의 특성을 이용하는 방식이 사용되고 있다. 이러한 방법은 심리음향모델(psychoacustical model)에서 도입되었다. 음향압축에서는 이러한 심리음향모델을 사용하여 인간이 지각할 수 없는 한도 내에서 부호화하지 않는 지각음향부호화(perceptual audio coding)사용한다. 지각음향부호화는 분석필터와 합성필터로 각각 부호화 복호화하는데 이것은 필터뱅크(filter bank)로 구현된 서브밴드코더(subband coder) 이다. 본 논문에서는 분석필터와 합성필터에 사용되는 MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)와 IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)를 FPGA에 구현하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권9호
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pp.4448-4466
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2018
In recent years, due to its high efficiency and better performance, the high efficiency video coding (HEVC) has become the most common compression standard in the field of video coding. In this paper, the framework of HEVC is deeply analyzed, and an improved HEVC video coding algorithm based on all phase biorthogonal transform (APBT) is proposed, where APBT is utilized to replace the discrete cosine transform (DCT) and discrete sine transform (DST) in original HEVC standard. Based on the relationship between APBT and DCT, the integer APBT is deduced. To further improve the coding performance, an optimal HEVC video coding algorithm based on hybrid APBT is proposed. The coding performance of the proposed HEVC coding algorithm is improved without increasing the complexity. Experimental results show that compared with HEVC standard algorithm, the improved HEVC video coding algorithm based on hybrid APBT can improve the coding performance of chrominance components by about 0.3%.
The exhaustive list of sparsification methods for a digital image suffers from achieving an adequate number of zero and near-zero coefficients. The method proposed in this paper, which is known as the Discrete Rajan Transform Sparsification, overcomes this inadequacy. An attempt has been made to compare the simulation results for benchmark images by various popular, existing techniques and analyzing from different aspects. With the help of Discrete Rajan Transform algorithm, both lossless and lossy sparse representations are obtained. We divided an image into $8{\times}8-sized$ blocks and applied the Discrete Rajan Transform algorithm to it to get a more sparsified spectrum. The image was reconstructed from the transformed output of the Discrete Rajan Transform algorithm with an acceptable peak signal-to-noise ratio. The performance of the Discrete Rajan Transform in providing sparsity was compared with the results provided by the Discrete Fourier Transform, Discrete Cosine Transform, and the Discrete Wavelet Transform by means of the Degree of Sparsity. The simulation results proved that the Discrete Rajan Transform provides better sparsification when compared to other methods.
본 논문에서는 WDCT(Warped Discrete Cosine Transform)의 개념에 대해서 소개하고 이의 응용분야로서 WDCT를 이용한 영상 압축 알고리듬을 제시한다. WDCT는 기존의 일반적인 DCT와 주파수 특성이 하나의 파라미터로 조절되는 IIR(infinte impulse response) 전대역 통과 필터(all-pass filter)를 직렬로 연결한 변환이다. 제시된 영상 압축 알고리듬에서는 필터의파라미터가 미리 정의된 범위 내에서 조절되도록 한다. 각 영상의 블록에 대해서 주어진 범위 내에서 가장 좋은 파라미터가 선정되면 이를 이용한 WDCT의 결과와 이 파라미터를 디코더로 전송한다. 본 논문에서는 IIR 전대역 통과 필터링 과정을 하나의 행렬로 대체하거나 DCT를 필터뱅크로 보아 IIR 필터와 DCT의 결합을 일반적인 DCT와 마찬가지로 하나의 행렬로 표현하였다. 따라서 주어진 파라미터에 따라 각각 다른 새로운 WDCT 행렬을 정의할 수 있으므로 WDCT의 결과는 행렬과 벡터의 곱으로 얻어진다. WDCT를 이용한 영상 압축의 결과는 높은 비트율과 고주파 성분이 많은 영상에 대하여 DCT의 성능보다 우수함을 알 수 있었다.
Modified Discrete Cosine Transform (MDCT)와 역변환인 IMDCT는 서브밴드 및 변환 코딩 기법에서 시간 영역 에일리어징 제거(Time Domain Aliasing Cancellation)를 기반으로 하는 분석/합성 필터 뱅크로서 채택되고 있으며, MPEG 오디오 표준의 레이어-Ⅲ에서 가장 많은 연산 량을 필요로 한다 본 논문에서는 MDCT/IMDCT를 효율적으로 계산할 수 있는 새로운 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 DCT를 이용하여 MDCT/IMDCT를 계산하는 알고리즘에 기반을 두고 있기 때문에, MDCT/IMDCT 계산을 위해 두 개의 DCT-Ⅱ를 이용한다. 더불어, 제안한 알고리즘은 4로 나누어지는 길이의 입력을 갖는 MDCT/IMDCT의 계산에도 적용할 수 있다. 제안한 알고리즘은 계산 복잡도 면에서 기존의 알고리즘들과 비교하여 적은 계산 량을 필요로 하며, 구조적인 면에서 병렬적인 구조로 나타낼 수 있기 때문에, VLSI 구현에 매우 적합하다.
본 연구는 사람의 시각시스템(Human Visual System, HVS) 특성 및 이산코사인변환 (Discrete Cosine Transform, DCT)을 이용하여 디지털 이미지에 워터마킹(watermarking)하는 방법을 제시한다. 이미지 압축분야에서 연구되어온 사람의 시각 시스템 모델 중 Tong등의 텍스쳐 마스킹(texture mashing). 휘도 마스킹(luminance masking) 모델과 JPEG(Joint Photographic Experts Group)의 양자화 매트릭스(quantization matrix)를 이용한 주파수 마스킹(frequency masking) 기법을 결합하여 워터마크를 삽입한다. 제안한 인지 시각시스템을 이용한 워터마킹 알고리즘은 워터마크를 삽입할 블록이미지의 특성에 따라서 워터마크의 삽입강도를 적응적으로 조절한다. 두가지 형태의 워터마크(의사난수 또는 로고이미지)를 DCT 영역에서 각각 삽입한다. 이를 위하여 이미지를 $8\times8$블록단위로 분할하고 이산코사인 변환을 수행한 후, 변환계수의 저주파 영역에 워터마킹한다. 다양한 실험을 통하여 제안한 방법이 기존의 워터마킹 방법과 비교하여 놀은 화질을 유지하면서 압축과 잡음 등에 견고함을 보인다.
본 논문에서는 $256{\times}256$ 입력영상을 압축을 위하여 $8{\times}8$ 블록의 유효 블록과 에지 블록으로 나눈다. 유효 블록에 대해서는 유효계수인 DC계수에 대해서만 DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행한다. 에지 블록에 대해서는 양자화 계수가 0이 되는 위치를 예측하고, 축소된 영역 내에서 DCT를 수행하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 이 제안한 알고리즘은 FDCT(Forward DCT)와 IDCT(Inverse DCT)의 계산 량을 줄여 부호화 시간과 복호화 시간을 감소시킬 뿐만 아니라, 허프만 부호화 시에도 각각의 블록에 대하여 분류된 블록 크기에 따라 각기 다른 수평 수직 지그 재그 스캔을 수행함으로써 압축률을 증가시킨다. 또한 제안한 알고리즘은 분류된 블록 특성에 적합한 수평 수직 지그재그 스캔을 수행함으로써 Run-Length를 줄이고, 그로 인해 향상된 압축률을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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