• 전자공학회논문지CI
• /
• 제47권5호
• /
• pp.50-60
• /
• 2010

지난 반세기 동안 컴퓨터 시스템의 발전으로 개인용 컴퓨터와 소프트웨어 산업은 유래 없는 호황을 누렸다. 21세기에 들어서는 이러한 흐름이 모바일 기기로 점차 이동하면서 임베디드 시스템 시장이 폭발적으로 증가하였다. 휴대전화, 내비게이션 시스템, PMP 등의 휴대용 멀티미디어 기기들은 시장에 쏟아져 나온 반면에 대부분의 산업용 제어시스템은 여전히 단순제어 시스템에 의존하여 제품이 개발되고 있다. 실제로 이를 첨단 하드웨어와 소프트웨어의 기술로 전환하려고 해도 그 수요가 모바일 시장에 비해 낮아 부품수급이 어렵고 가격이 상승하는 문제를 안고 있으며 기술개발 시 발생하는 많은 비용과 인력은 기업 입장에서는 투자 부담이 될 수밖에 없다. 그러나 미래 고객들에게 제품에 대한 기업 이미지를 끌어올리기 위해서는 고성능 시스템의 하드웨어와 소프트웨어 플랫폼 개발이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 네트워크 임베디드 시스템의 최적화된 하드웨어 플랫폼과 소프트웨어 플랫폼을 개발하였다. 개발된 플랫폼은 멀티미디어 기능을 추가하여 고급형 제품을 위한 플랫폼으로 제작하였다. 멀티미디어 기능을 구현하기 위해서 텔레칩스 사의 멀티미디어 프로세서인 TCC8300을 기반으로 개발하였으며 프로세서 내부의 다양한 병렬하드웨어 기능을 이용함으로써 회로상의 부품의 수를 최소화 하고 성능 향상과 더불어 전력소모량을 최소화하였다. 그리고 소프트웨어의 기술비용(로열티)을 없애기 위해서 오픈소스 기반의 운영체제인 임베디드 리눅스와 오픈소스 기반의 그래픽 라이브러리인 TinyX와 GTK+를 이용하여 GUI(Graphic User Interface)를 구현하였다. 또한 개발된 플랫폼을 이용하여 여러 가지 방식의 YUV2RGB 프레임 변환 실험 및 측정을 통해서 성능 및 프레임별 변환 시에 소모되는 전력량을 계산하였고 플랫폼의 각 부분별 동작에 대한 전력소모량 측정을 통해서 플랫폼 구성 시 필요한 전력과 성능을 예측할 수 있도록 하였다. 응용제품을 개발할 때 주어진 기능 및 성능 그리고 저전력 등의 사양이 구현 가능한지 분석하고 절충할 때 사용할 수 있는 모델식을 개발하였고 이를 활용하여 직접 제작해 봄으로써 신뢰성을 입증하였다. 이 때, 하드웨어 부품들은 휴대폰 생산 시에 사용되는 부품들을 사용함으로써 저가의 부품을 안정적으로 수급하여 대량생산을 용이하게 하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.335-344
• /
• 2009

기존의 2차원 그래픽스 환경에서는 비트맵이나 래스터 위주의 연산들이 주가 되었지만, 최근에는 범위성(範圍性, scalability)을 지원하기 위해서, 임베디드 시스템과 웹 브라우저를 중심으로 2차원 스케일러블 벡터 그래픽스 기능(scalable vector graphics feature)을 제공하고 있다. 현재는 Flash, SVG 등이 활발히 사용되고 있으며, 이를 지원하기 위한 하위 라이브러리 표준으로는 크로노스 그룹(Khronos Group)의 OpenVG가 실질적 API 표준(de facto API standard)의 역할을 담당하고 있다. 이 논문에서는 OpenVG 표준의 구현 결과인 AlexVG의 설계 및 구현 과정, 최종 결과를 제시한다. AlexVG의 구현은 설계 당시부터 또다른 실질적 표준인 SVG-Tiny와의 연계를 염두에 두었고, 현재 OpenVG의 응용 프로그램들은 물론이고, SVG-Tiny 표준에 따른 미디어 파일들을 재생할 수 있는 능력을 제공한다. 제공하는 기능 면에서 본다면, AlexVG는 OpenVG 적합성 검사(conformance test)를 100% 통과하였으며, SVG-Tiny 적합성 검사의 그래픽스 관련 부분도 100% 통과하였다. 성능 면에서는 자원의 제한이 심한 휴대용 기기들과 임베디드 기기들에서의 효율성에 초점을 맞추었다. 그 결과로, 기존의 참조 구현(reference implementation)에 비하여 획기적인 속도 향상을 가져 왔으며, 특히 ARM 등의 저성능 CPU에서도 다른 라이브러리나 하드웨어 지원 없이 우수한 실행 속도를 보이고 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.139-146
• /
• 2007

기존의 임베디드 시스템은 Intel x86 계열의 CPU를 장착한 PC(Personal Computer) 플랫폼에 기반하여 구현되었는데, 이는 PC 환경에서 개발된 많은 솔루션들을 이용할 경우 전체적 인 제품 개발 기간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 신뢰성을 높일 수 있기 때문이다. 또한 PC 플랫폼 기반의 임베디드 시스템은 데이터 저장을 목적으로 하는 경우가 많아 주로 대용량 하드디스크를 데이터 저장장치로 사용한다. 최근 하드디스크의 용량은 빠른 속도로 증가하고 있는 반면에 하드디스크의 구동 준비 시간이 30초 이상으로 길어지는 문제점이 발생하고 있다. 길어진 하드디스크의 구동 준비 시간은 시스템의 부팅 시간에 영향을 미쳐 전체 시스템의 부팅 시간이 길어지고 사용자의 불편함을 가중시키게 된다. 본 논문에서는 대용량 저장장치를 지원하는 PC 플랫폼 기반의 임베디드 시스템에서 리눅스 커널이 빠른 부팅을 수행할 수 있도록 개선된 시스템 구조와 동적 디스크 장치 검사 기법을 제안하고, 성능을 평가하여 제시한다.

• 한국음향학회지
• /
• 제30권8호
• /
• pp.461-467
• /
• 2011

제한된 대역폭을 효율적으로 사용하기 위해서 도입된 가변 전송률은 먼저 신호의 정확한 분류를 필요로 한다. 특히 멀티미디어 서비스가 보편화 되면서 음성/음악 신호 분류의 중요성도 높아지게 되었다. 음성/음악 분류기 중, 서포트벡터머신 (SVM)을 이용한 분류기는 높은 분류 정확도로 주목받고 있다. 그러나 SVM는 많은 계산량과 저장 공간을 요구하므로 효율적인 구현이 요구되며, 특히 임베디드 시스템과 같이 자원이 제한 적인 경우에는 더욱 그러하다. 본 논문에서는 먼저 SVM을 이용한 음성/음악 분류기의 임베디드 시스템으로의 구현을 실행시간과 에너지소비의 관점에서 분석하고, 효율적인 구현을 위한 두가지 방법들을 제안한다. 서포트벡터의 판별결과에의 기여도를 바탕으로 기여도가 낮은 벡터들을 제외하는 방법과, 음성/음악 신호에 기본적으로 존재하는 각 프레임간의 상관관계를 이용하여 입력신호의 일부를 건너뛰는 방법이다. 이 기법들은 SVM의 학습 시 사용되는 다른 최적화 기법에 관계없이 적용이 가능하며, 실험을 통해 분류의 정확도, 실행시간, 그리고 에너지소비의 관점에서 그 성능을 증명하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
• /
• pp.17-22
• /
• 2009

다빈치 프로세서는 임베디드 멀티미디어 응용 구현 프로세서로 많이 사용된다. ARM 9 코어 및 DSP 코어의 듀얼 코어로 되어 있어 ARM 코어 에서는 주변 장치 제어, 비디오 입출력 제어, 네트워킹 등을 지원하며, DSP 코어는 보다 효율적인 디지털 신호 처리 연산을 지원한다. 본 논문에서는 본 저자들의 연구실에서 만들고 있는 다빈치 프로세서 기반의 스마트 카메라에 있어서 객체 추적 알고리즘의 최적 구현 방안 노력을 기술한다. 본 논문의 스마트 카메라는 입력 영상에서 관심 객체를 검출하고 이를 추적하며, 분류하고 감시구역에 침입한 경우 이를 IP 프로토콜로 원격 클라이언트에게 통보하는 기능을 보유한다. 객체 추적은 전방 마스크 추출, 전방 마스크 교정, 연결 요소 레이블링, 블롭 지역 계산 등 계산량이 많은 절차들로 구성되어 효율적으로 구현되지 않으면 실시간 처리가 힘들다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.94-102
• /
• 2010

오늘날의 핸드폰, PMP, 지능형 가정기기, 자동차 엔진 컨트롤 시스템과 같은 내장형 시스템은 인간의 삶과 일, 놀이 등 살아가는 환경에 대한 전환을 가져오고 있다. 사용자가 요구하는 다양한 서비스들을 지원하기 위해 내장형 시스템 응용들의 복잡성이 증가하고 있으며, 그런 내장형 컴퓨팅 플랫폼에는 시간결정성을 갖는 실시간 운영체제를 사용해야 한다. 이런 실시간 운영체제의 커널 서비스들은 각 서비스 수행에 얼마만큼의 시간이 소요되는지를 명세하여 시간결정성을 보장하면서 작은 실행 이미지 크기를 가져야만 한다. 이런 정보를 토대로, 응용 개발자들은 각 태스크가 마감시간을 준수하도록 하는 실시간 응용 소프트웨어를 설계할 수 있다. 본 논문에서는 추가적인 메모리 오버헤드 없이 2r 레벨의 우선순위를 갖는 시스템에서 다차원 기법을 이용하여 고정상수 시간 내에 최상위 우선순위를 결정하는 완전 일반화된 실시간 스케줄링 알고리즘을 제안한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.115-130
• /
• 2012

오늘날 대다수의 안전필수 시스템들(Safety-Critical Systems)에는 컴퓨터, 전기 및 전자 부품이나 장치들에 소프트웨어를 칩에 내장하거나 제어용 소프트웨어 시스템이 탑재되어 구축되고 있다. 이에 따라, 컴퓨터 소프트웨어를 내장하였거나 탑재한 시스템들의 안전성을 평가하기 위한 여러 가지의 결함 분석 기법들이 제안되어져 오고 있다. 이러한 소프트웨어 결함 분석 기법들은 전통적으로는 하나의 안전필수 시스템을 분석하는데 단지 하나의 방법으로만 분석해 왔으나, 시스템의 종류와 특성이 다양해지면서 그 시스템에 가장 알맞은 결함 분석 기법이 동원되어야 함은 필수적이다. 본 연구에서는, 안전필수 시스템에서 소프트웨어의 크기가 비교적 작고, 안전성과 관련한 시스템 제어 반응 시간이 특별히 민감하지 않는 소프트웨어의 안전성을 평가하는 방법으로 결함트리 분석(FTA)과 소프트웨어 고장 유형 및 영향 분석(FMEA)을 결합한 시스템 결함 분석 방법을 제안하고 유비쿼터스 헬스케어 시스템을 이용하여 사례연구를 수행하고자 한다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제38권12호
• /
• pp.44-55
• /
• 2001

MAC(Multiply and ACcumulate) 연산은 DSP와 멀티미디어 데이터 처리의 핵심이 되는 연산이다. 기존의 DSP 혹은 내장형 프로세서의 MAC 연산기들은 주로 3사이클의 latency를 가지며, 한번에 하나씩의 데이터를 처리하므로 성능에 한계를 보인다. 따라서 고성능의 범용 프로세서들은 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 연산을 지원하는 MAC 연산기를 실행 유닛으로 내장하는 추세이다. 하지만 이러한 고성능의 연산기는 고성능 범용 프로세서의 특성상 다양한 동작 모드를 지원해야 하고 clock 주파수가 높아야 하므로 파이프라인 기법을 사용하고 이에 따른 컨트롤이 복잡하여 하드웨어 설계가 까다롭고 면적이 큰 문제가 있다. 본 논문에서는 내장형 프로세서에 적합한 64비트 폭을 갖는 SIMD MAC 연산기를 설계하였다. 한 사이클에 누적연산까지 모두 완료하도록 하여 파이프라인 제어의 필요성을 없앴고, 기존의 Booth 곱셈기 구조에 기반하여 약간의 회로 추가로 SIMD 연산이 가능하도록 하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.379-388
• /
• 2005

화상 심층암호(image steganography)는 비밀 정보를 화상에 몰래 숨겨 송/수신자간에 주고받는 비밀 통신의 한 방법이다. 송신자는 특별한 의미를 갖지 않는 커버 화상(cover image)에 비밀 정보를 삽입한 스테고 화상을 수신자에게 전달한다. 수신자는 송신자에게 받은 스테고 화상(stego image)에서 숨겨진 비밀 정보를 추출하여 그 개용을 확인한다. 본 논문에서는 알고리즘이 간단하면서, 심층암호의 필수 조건인 비밀 정보의 삽입용량, 스테고 화상의 비가시성, 그리고 송i수신자간의 기밀성을 모두 만족할 수 있는 기법들을 제안한다 제안 방식은 커버 화상의 연속 두 화소간의 차분 값과 양자화 범위를 이용하여 비밀 정보를 은닉시킨다. 특별히, 스테고 화상의 비가시성을 위해 커버 화상의 두 화소간의 차분 값에 따라 삽입 비트수를 다르게 한다. 또한, 기밀성을 위해서는 비밀 양자화 범위를 사용하여 제3자에 의해 비밀 정보가 해독되는 것을 방지할 수 있다. 제안 방식은 기존의 방식보다 화질을 개선시키기 위하여 범위의 상한값을 이용하였고, 삽입용량을 증가시키기 위해 특정 화소에 대해서는 삽입 처리를 중복으로 수행하였다 실험을 통하여 기존의 방식과 제안 방식을 비교하였고, 그 결과 제안 방식의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제9권7호
• /
• pp.864-871
• /
• 2006

디지털 방송의 발달과 인터넷의 보급으로 디지털 데이터에 대한 요구가 급격히 증가하고 있다. 이러한 디지털데이터의 저작권 보호를 위하여 최근 디지털 워터마킹에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서 움직임 벡터의 변경을 최소화한 블라인드 비디오 워터마킹 기법을 제안한다. 기존의 움직임벡터 기반의 워터마킹 기법은 움직임벡터의 변경을 이용해 워터마크 삽입을 수행한다. 그러나 움직임벡터의 변경은 영상의 화질저하를 초래한다. 따라서 본 논문에서는 워터마크 정보의 삽입에 따른 움직임벡터의 변경을 최소화할 수 있는 삽입조건을 설정하여 영상의 비가시성을 향상시킬 수 있다. 그리고 워터마크 정보를 고려한 임계값을 적응적으로 설정하여 워터마크의 정보량을 안정 적으로 삽입할 수 있도록 보장할 수 있어 비디오 워터마킹을 효과적으로 수행할 수 있다. 제안한 방법은 비디오 비트스트림의 변화가 없기 때문에 기존의 동영상 압축표준과의 호환성을 유지할 수 있으며, 화질적인 측면에서 기존의 방법보다 약 $0.5{\sim}1.0\;dB$가 향상됨을 실험을 통해 확인할 수 있었다.