• 제목/요약/키워드: Entropy coding

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무선 통신상 임의 에러에 대한 에러내성 엔트로피 부호화에 기반한 정지영상의 화질 개선 (An Improvement of Still Image Quality Based on Error Resilient Entropy Coding for Random Error over Wireless Communications)

  • 김정식;이근영
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제43권3호
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    • pp.9-16
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    • 2006
  • 많은 영상과 비디오 압축 알고리듬들은 영상을 블록으로 나누어 처리하여 각 블록에서 가변길이 부호비트를 생성한다. 만일 에러 검출기법을 사용하지 않고 가변길이 부호데이터를 에러 발생채널에 전송한다면 수신측 복호화기는 압축된 스트림(Stream)을 적절히 복호할 수 없다. 따라서 표준 영상 및 비디오 압축 알고리듬에서는 채널 에러로부터 데이터 스트림을 보호하기 위해 추가적인 정보들을 삽입한다. 그런 추가 정보 중의 하나가 재동기 마커(resynchronization marker)이다. 이 방법은 전송 에러 발생시 복호화를 다시 시작하기 위한 위치를 복호화기에게 알려줄 수 있지만 주파수 대역폭의 낭비가 심한 단점이 있다. 에러 내성 엔트로피 부호화(EREC)는 어떤 추가 정보 없이 재동기 시작점을 찾을 수 있는 방법으로 잘 알려져 있다. 이 방법은 대부분의 영상 압축 기법에서 사용되는 접두 코드(prefix code)에 적용될 수 있으므로 본 논문에서는 FEREC(Fast Error-Resilient Entropy Coding)의 성능을 개선한 EREREC(Efficient and Robust EREC) 기법을 제안하였다. 첫째로 연속 블록들의 부호화비트 길이를 이용하여 초기 탐색 위치를 계산한다. 둘째, 초기 오프셋은 가변 길이 부호들에서 길고 짧은 블록들의 확률 분포를 이용하여 결정되고, 결정된 초기 오프셋 값은 제안 방법에서 사용되는 모든 오프셋 시퀀스 값들을 보장하기 위해 조정된다. 제안된 EREREC 알고리듬은 슬롯 구성에 있어 EREC보다 빠르며, 전송 에러 발생시 복호화된 영상의 화질이 개선된다. 실험 결과는, 임의 에러 발생 채널에서 기존의 EREC 및 FEREC와 복원영상의 화질을 비교하였을 때 약 $0.3{\sim}3.5dB$의 화질이 개선됨을 보여준다.

비디오 압축을 위한 영상간 차분 DCT 계수의 문맥값 기반 부호화 방법 (Context-based coding of inter-frame DCT coefficients for video compression)

  • Lee, Jin-Hak;Kim, Jae-Kyoon
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.281-285
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    • 2000
  • This paper proposes context-based coding methods for variable length coding of inter-frame DCT coefficients. The proposed methods classify run-level symbols depending on the preceding coefficients. No extra overhead needs to be transmitted, since the information of the previously transmitted coefficients is used for classification. Two entropy coding methods, arithmetic coding and Huffman coding, are used for the proposed context-based coding. For Huffman coding, there is no complexity increase from the current standards by using the existing inter/intra VLC tables. Experimental results show that the proposed methods give ~ 19% bits gain and ~ 0.8 dB PSNR improvement for adaptive inter/intra VLC table selection, and ~ 37% bits gain and ~ 2.7dB PSNR improvement for arithmetic coding over the current standards, MPEG-4 and H.263. Also, the proposed methods obtain larger gain for small quantizaton parameters and the sequences with fast and complex motion. Therefore, for high quality video coding, the proposed methods have more advantage.

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차량 잡음 환경에서 엔트로피 기반의 음성 구간 검출 (Voice Activity Detection Based on Entropy in Noisy Car Environment)

  • 노용완;이규범;이우석;홍광석
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.121-128
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    • 2008
  • 정확한 음성 구간 검출은 음성 인식 및 음성 코딩 그리고 음성 통신 시스템 등과 같은 음성 어플리케이션의 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 실제 운전하고 있는 상태에서 다양한 차량 노이즈 환경의 음성 구간 검출 방법을 제안한다. 기존의 음성 구간 검출은 시간 에너지, 주파수 에너지, 영 교차율, spectral entropy 등 다양한 방법을 사용하였으며 잡음 환경에서 급격하게 성능이 저하되는 단점이 있었다. 본 논문에서는 기존의 spectral entropy를 기반으로 하여 MFB(Mel-frequency Filter Banks) spectral entropy, 기울기 FFT(Fast Fourier Transform) spectral entropy, 기울기 MFB spectral entropy를 이용한 음성 구간 검출 방법을 제안한다. MFB는 멜 스케일과 FFT를 곱한 것으로 멜 스케일은 인간이 소리를 인지할 때 주파수에 대해 비선형적인 스케일이며 음성의 특징을 잘 반영한다. 제안한 MFB spectral entropy 방법은 다양한 차량 잡음 환경에서 음성 및 비음성 분별 능력을 향상시킬 수 있으며 실험 결과 93.21%의 음성 구간 검출율을 나타내었다. 이는 기존의 spectral entropy 방법과 비교할 때 MFB를 이용한 음성 구간 검출 방법이 3.2%의 검출율이 향상되었다.

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H.264/AVC를 위한 CAVLC 엔트로피 부/복호화기의 VLSI 설계 (VLSI architecture design of CAVLC entropy encoder/decoder for H.264/AVC)

  • 이대준;정용진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권5C호
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    • pp.371-381
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    • 2005
  • 본 논문에서는 동영상의 실시간 부/복호화를 위한 하드웨어 기반의 CAVLC 엔트로피 부/복호화기 구조를 제안한다. H.264/AVC의 무손실 압축 기법인 내용기반 가변길이 부호화(Context-based Adaptive Variable Length Coding)는 이전 표준의 기법과 다른 알고리즘을 채용하여 높은 부호화 효율과 복잡도를 가지고 있다. 이를 하드웨어 구조로 설계하기 위하여 메모리 재사용 기법을 적용하여 리소스를 최적화 하였으며, 지금까지 제시된 여러 엔트로피 부/복호화 구조 중 휴대용 기기에 적합한 성능 대비 리소스를 가지는 구조를 선택하고 이를 병렬 처리 구조로 설계하여 부호화 성능을 향상시켰다. 구현된 전체 모듈은 Altera사의 Excalibur 디바이스를 이용하여 검증하고 삼성 STD130 0.18um CMOS Cell Library를 이용하여 합성 및 검증하였다. 이를 ASIC으로 구현할 경우 부호화기는 150Mhz 동작주파수에서 CIF 크기의 동영상을 초당 300프레임 이상 처리하며 복호화기는 140Mhz 동작주파수에서 CIF 크기의 동영상을 초당 250 이상 처리할 수 있다. 본 결과는 하드웨어 기반의 H.264/AVC 실시간 부호화기와 복호화기를 설계하기에 적합한 하드웨어 구조임을 보여준다.

개선된 제로트리 구조를 이용한 웨이브릿 기반의 영상 부호화 (Wavelet image coding using an improved zerotree-structure)

  • 한명수;정영훈;김재호
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.743-746
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    • 2001
  • An improved zerotree-structure based wavelet coding algorithm is proposed. When the descendants of a significant coefficient are all zerotree, its four-childs are coded respectively in conventional EZW. But in the proposed algorithm, a new symbol is assigned for the significant coefficient. Entropy for both methods are analyzed and new coding scheme is proposed. The experimental results show that the Proposed algorithm has a better performance than the original EZW algorithm.

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영상 부호화를 위한 LPPU M 대역 필터군의 설계와 성능 분석 (Design and performance analysis of the linear phase para-unitary M bandfilter bank with application to image coding)

  • 이창우;김종원;이상욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.1141-1154
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    • 1996
  • The para-unitary (PU) M band filter bank, which can beused for M band decomposition, has many useful properties. In this ppaer, attempts have been made to design and and analyze the linear phase para-unitary (LPPU) M band filter bank, which is appropriate to the image coding application. First, we derive a unified coding gain in terms of the correlation in the band, as well as the energy compaction. And M band filter bank has been designed, maximizing the new coding gain. Then, we analyze the image coding performance of the LPPU M band filter bank, such as the energy compaction, the correlation in the band and the entropy. From the analysis, it is shown that the coding gain for LPPU M band filter bank improves, and the coding gain for the LPPU 4 band filter bank approaches very closely to that for LPPU 8 band filter bank, as the length of the filter increases. This fact is also verified by the coding results on the real images.

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H.264/AVC의 CABAC 엔트로피 부호기를 위한 변환 계수의 새로운 이진화 방법 (New Binarization Method of Transformed Coefficient for CABAC In H.264/AVC)

  • 김대연;이영렬
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권1호
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    • pp.64-74
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    • 2008
  • H.264/AVC의 엔트로피 부호화 방법 중 하나인 CABAC은 CAVLC 보다 높은 압축율을 보이나 화면 내 예측 시 고비트율에서는 압축 성능이 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 따라서 본 논문에서는 고화질의 비디오 응용 분야를 위하여 고비트율에서도 CABAC이 CAVLC에 못지않은 압축 성능을 발휘할 수 있도록 양자화된 DCT 계수를 위한 새로운 이진화 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 양자화된 DCT 계수의 통계적 특성을 고려하여 4개로 분할된 DCT 영역과 QP에 독립적인 이진화 방법을 이용하는 것이다. 실험 결과, 제안된 양자화된 DCT 계수를 위한 이진화 방법은 기존의 H.264/AVC의 CABAC과 비교하여 고비트율에서 높은 압축 성능의 향상을 보였으며, CAVLC에 유사한 성능을 나타내었다.

MPEG-4 ALS - The Standard for Lossless Audio Coding

  • Liebchen, Tilman
    • 한국음향학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.618-629
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    • 2009
  • The MPEG-4 Audio Lossless Coding (ALS) standard belongs to the family MPEG-4 audio coding standards. In contrast to lossy codecs such as AAC, which merely strive to preserve the subjective audio quality, lossless coding preserves every single bit of the original audio data. The ALS core codec is based on forward-adaptive linear prediction, which combines remarkable compression with low complexity. Additional features include long-term prediction, multichannel coding, and compression of floating-point audio material. This paper describes the basic elements of the ALS codec with a focus on prediction, entropy coding, and related tools and points out the most important applications of this standardized lossless audio format.

The Entropy of Recursively-Indexed Geometric Distribution

  • Sangsin Na;Kim, Young-Kil;Lee, Haing-Sei
    • Journal of Electrical Engineering and information Science
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    • 제1권1호
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    • pp.91-97
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    • 1996
  • This paper proves by straightforward computation an interesting property of a recursive indexing: it preserves the entropy of a geometrically-distributes stationary memoryless source. This result is a pleasant surprise because the recursive indexing though one-to-one, is a symbol-to-string mapping and the entropy is measured in terms of the source symbols. This preservation of the entropy implies that the minimum average number of bits needed to represent a geometric memoryless source by the recursive indexing followed by a good binary encoder of a finite imput alphabet remains the same as that by a good encoder of an infinite input alphabet. Therefore, the recursive indexing theoretically keeps coding optimality intact. For this reason recursive indexing can provide an interface for a binary code with a finite code book that performs reasonably well for a source with an infinite alphabet.

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OCM방법을 이용한 Compact Code의 구성에 관한 연구 (A Study on the Composition of Compact Code using Octal-Compact Mapping Technique)

  • 김경태;민용식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.103-107
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    • 1984
  • 데이터 통신의 급격한 발전으로 인하여 각종 정보를 손쉽게 이용할 수 있게 되었다. 이같이 얻은 정보들을 송수신함에 있어서 가능한 한 비트수를 최소화하여 정보를 전송하는 것이 필요로 하게 되었다. 즉 8개의 symbol을 다룬 경우의 entropy가 평균적으로 3.5bytes로서 다른 방식에서 사용된 것보다 적어도 1byte이상 축약되는 OCM(Octal-Compact Mapping)방식을 제시함과 이같이 최소화로 인해 redundancy가 상당히 감소되며 동시에 기존에 사용한 data compression 방식보다 효율성이 좋은 방식을 본 논문에서 제시하였다.

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