• ETRI Journal
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• 제31권6호
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• pp.784-794
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• 2009

We present a full HD (1080p) H.264/AVC High Profile hardware encoder based on fast motion estimation (ME). Most processing cycles are occupied with ME and use external memory access to fetch samples, which degrades the performance of the encoder. A novel approach to fast ME which uses shared multibank memory can solve these problems. The proposed pixel subsampling ME algorithm is suitable for fast motion vector searches for high-quality resolution images. The proposed algorithm achieves an 87.5% reduction of computational complexity compared with the full search algorithm in the JM reference software, while sustaining the video quality without any conspicuous PSNR loss. The usage amount of shared multibank memory between the coarse ME and fine ME blocks is 93.6%, which saves external memory access cycles and speeds up ME. It is feasible to perform the algorithm at a 270 MHz clock speed for 30 frame/s real-time full HD encoding. Its total gate count is 872k, and internal SRAM size is 41.8 kB.

• 전자공학회논문지
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• 제50권10호
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• pp.199-203
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• 2013

In this paper, a fast algorithm of discrete cosine transform-based interpolation filter (DCT-IF) for HEVC (high efficiency video coding) encoder is proposed. DCT-IF filter accounts for around 30% of encoder complexity, according to the computational complexity analysis with the HEVC reference software. In this work, the proposed DCT-IF is optimized by applying frame-level interpolation, SIMD optimization, and task-level parallelization via OpenMP on a developed C-based HEVC encoder. Performance analysis is conducted by measuring speed-up factor of the proposed optimization technique on the developed encoder. The results show that speed-up factors by frame-level interpolation, SIMD, and OpenMP are approximately 38-46, 3.6-4.4, and 3.0-3.7, respectively. In the end, we achieved the speed-up factor of 498.4 with the proposed fast algorithm.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.285-290
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• 2012

In this paper, we propose a fast encoding algorithm for scalable video encoding without compromising coding performance. Through analysis on multiple motion estimation processes performed at the enhancement layer, we show redundant motion estimations and suggest the condition under which the redundant ones can efficiently be determined without additional memory. Based on the condition, the redundant motion estimation processes are excluded in the proposed algorithm. Simulation results show that the proposed algorithm is faster than the conventional fast encoding method without performance degradation and additional memory.

• 방송공학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.582-590
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• 2010

H.264/AVC 부호기에서 각 모드 결정에 사용되는 방법인 율-왜곡 최적화(RDO(Rate-distortion optimization))는 부호기의 높은 성능 향상을 보이지만 많은 계산량을 요구하는 문제점을 가진다. 이러한 계산량을 줄이기 위해 원본 영상의 각 블록에 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수 분포를 통해 각 블록의 방향성을 예측하여 부호기의 RDO 수행에 참여하는 후보 모드 수를 줄이는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 H.264/AVC에 부호화 방법에 비해 적은 PSNR 손실 및 비트의 증가에도 불구하고 평균 68.40%의 부호기 속도 향상을 가진다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권6C호
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• pp.459-470
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• 2008

In this paper, we propose a fast ME (motion estimation) algorithm for MPEG-4 to H.264 Transcoder. Whereas 2 modes ($8{\times}8$, $16{\times}16$) are used for ME in MPEG-4 simple profile, ME using 7 modes is supported for further enhanced coding efficiency in H.264. The transcoding speed is affected dominantly by the computational complexity of encoder part in transcoder, where ME module of H.264 encoder has high complexity due to using 7 modes. In order to increase the speed of transcoding between MPEG-4 and H.264, we use 3 PMVs (predicted motion vectors) and the mode information of MBs (macroblocks) provided from the decoder part of transcoder. Since the proposed 3 PMVs are very close to an optimal motion vector, and we consider only some restricted modes according to the MB information transferred from decoder part, the proposed scheme can speed up the transcoding procedure without loss of image quality. We show experimental results which demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm, where performance of our scheme is compared with that of the conventional fast algorithm for H.264.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.1097-1100
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• 1999

Due to the significant computation of full search in motion estimation, extensive research in fast motion estimation algorithms has been carried out. However, most of the algorithms have the degradation in predicted images compared with the full search algorithm. To reduce an amount of significant computation while keeping the same prediction quality of the full search, we propose a fast block-matching algorithm based on gradient magnitude of reference block without any degradation of predicted image. By using Taylor series expansion, we show that the block matching errors between reference block and candidate block are proportional to the gradient magnitude of matching block. With the derived result, we propose fast full search algorithm with adaptively determined scan direction in the block matching. Experimentally, our proposed algorithm is very efficient in terms of computational speedup and has the smallest computation among all the conventional full search algorithms. Therefore, our algorithm is useful in VLSI implementation of video encoder requiring real-time application.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권4호
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• pp.75-82
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• 2004

압축 과정 중에 빠른 처리율을 보여주는 렘펠-짚 알고리즘의 결합에 의하여 채널 전송율은 증가한다. 영상정보의 압축 과정동안 처리율을 향상시키기 위하여 ICMEP 알고리즘을 제안하였으며 HDTV에 적용시켜 엔트로피 부호화기를 설계하였으며 이를 검증하였다. ICMEP 엔트로피 암호기는 top-down 방식을 이용하여 설계하였으며 VHDL을 이용하여 회로 합성 및 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과, 구현된 ICHEP 엔트로피 부호화기는 메모리 포화방지 및 압축률 증가로 인하여 전체적인 시스템 효율이 향상됨을 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.849-857
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• 2011

주문형 게임 서비스는 서버에서 실행하는 게임을 동영상 부호화하여 클라이언트에 전송하고, 클라이언트에서 비디오 복호화를 통해 게임을 즐길 수 있게 해 준다. 다수의 사용자가 네트워크상에서 실시간 게임 서비스를 즐기기 위해서는 초고속 게임 인코더가 필요하다. 본 논문에서 제안한 방법은 장면 기술자를 정의하고, 이를 게임 영상을 부호화하는 부호화기에 부가적인 정보로 입력함으로써 움직임 예측, 율 왜곡 최적화와 같은 복잡도가 높은 부호화 과정을 생략하여 부호화기를 고속화한다. 장면 기술자를 움직임 벡터로 사용하고, 장면 기술자를 이용하여 매크로블록 모드를 결정해 부호화기를 고속화한다. 제안하는 방법의 성능 평가를 위해 H.264/AVC의 오픈 소프트웨어인 x264와 비교한 결과, x264에 어셈블리 코드가 포함되지 않은 경우에 대해서 약 192%의 부호화 속도 향상을 확인하였고, x264에서 일부 모듈에 대해서 어셈블리 최적화를 반영한 결과에 대해서는 86%의 부호화 속도가 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 부호화기의 고속화 결과 60 FPS의 부호화 속도를 넘어 주문형 게임을 실시간으로 수행할 수 있게 되었다.

• 방송공학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.171-182
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• 2015

HEVC는 H.264/AVC에 비해 압축 성능을 크게 개선시킬 수 있지만 부호화기와 복호화기 모두 복잡도가 크게 증가한다. 본 논문에서는 HEVC의 화면 간 예측 모드 결정 과정을 분석하고, 이 결과로부터 부호화기 및 복호화기의 복잡도를 효과적으로 감소시키기 위한 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 단방향 예측 모드의 결과로부터 양방향 예측 모드를 수행하지 않아도 되는 조건을 찾고, 이 조건을 만족하는 경우 미리 종료시킴으로써 부호화 복잡도를 감소시킨다. 실험 결과 압축률 하락 폭이 각각 0.6%, 1.0%, 1.5%인 경우 부호화 복잡도를 12.0%, 14.2%, 17.2% 감소시킬 수 있었으며, 이 때, 양방향 예측 모드의 비율을 각각 6.3%, 11.8%, 16.6% 감소시킴으로써 복호화기의 복잡도도 함께 감소시킬 수 있었다. 마지막으로, 제안한 방법이 HEVC 참조 소프트웨어에 기 적용되어 있는 고속화 알고리즘과 함께 사용되는 경우에도 유사한 효과를 낼 수 있음을 검증하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제3권3호
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• pp.430-435
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• 2008

In the paper, an algorithm called a Constraint algorithm is proposed to solve the fan-in problem occurred in ADC encoding circuits. The Flash ADC architecture uses a double-base number system (DBNS). The DBNS has known to represent the multi-dimensional logarithmic number system (MDLNS) used for implementing the multiplier accumulator architecture of FIR filter in digital signal processing (DSP) applications. The authors use the DBNS with the base 2 and 3 to represent binary output of ADC. A symmetric map is analyzed first, and then asymmetric map is followed to provide addition read DBNS to DSP circuitry. The simulation results are shown for the Double-Base Integer Encoder (DBIE) of the 6-bit ADC to demonstrate an effectiveness of the Constraint algorithm, using $0.18{\mu}\;m$ CMOS technology. The DBIE’s processing speed of the ADC is fast compared to the FAT tree encoder circuit by 0.95 GHz.