• 제목/요약/키워드: Integer transform

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동형 암호 시스템을 위한 정수 푸리에 변환의 메모리 절약 구조 (Memory saving architecture of number theoretic transform for lattice cryptography)

  • 문상국
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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    • pp.762-763
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    • 2016
  • 동형 암호화 시스템을 구현하는 데 있어, encrypt, decrypt, recrypt 연산은 큰 골격을 이루는 연산이다. 각각에 있어 공통된 가장 중요한 연산은 백만 비트가 넘는 큰 정수에 대한 법 곱셈이며, 이것은 푸리에 변환을 반복적으로 수행하여 얻을 수 있는 매우 큰 정수에 대한 곱셈 연산과 곱셈 결과에 대한 법 간소화를 요구한다. 본 논문에서는 Schonhage-Strassen이 제안한 큰 정수에 대한 법 곱셈을 수행하는 알고리즘을 응용하여, 이를 다시 메모리를 절약할 수 있는 효율적인 알고리즘을 제안하고 구현한다. 제안한 정수 푸리에 변환 구조는 FPGA에 구현하여 성능을 비교하였다.

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MPEG-2에서 H.264로의 Transcoding 과정에서 DCT 계수를 H.264 변환 계수로 변환하는 효율적인 알고리듬 (An Efficient Algorithm for the Conversion of DCT Coefficients to H.264 Transform Coefficients in MPEG-2 to H.264 Transcoding)

  • 김용재;이창우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권8C호
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    • pp.729-737
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    • 2007
  • 가장 최근에 표준화된 H.264/AVC 동영상 압축 부호화 방식은 기존의 방법인 MPEG-2에 비해 우수한 압축 효율을 보이지만, 아직 많은 응용분야에서 MPEG-2가 적용되고 있기 때문에 MPEG-2에서 H.264/AVC로의 변환 기법 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 변환을 위해 가장 첫 번째 단계로 볼 수 있는 DCT 계수에서 H.264 변환 계수로의 변환을 위한 효율적인 방법을 제안한다. 이러한 변환은 영상의 압축을 위한 변환기술로 MPEG-2에서는 $8{\times}8$ discrete cosine transform(DCT)를 사용하고 있고, H.264/AVC 표준안에서는 $4{\times}4$ integer transform을 사용하고 있기 때문에 필수적이다. 제안하는 알고리듬에서는 부호화 성능을 유지하면서 효율적으로 계산량을 감소시킬 수 있는 방법을 제시하고 계산량 분석과 모의실험을 통해서 이를 입증한다.

스프레드 스펙트럼 워터마킹 기법의 연구 (A Study on the Spread Spectrum Watermarking Method)

  • 강환일;김갑일;한승수
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.731-735
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    • 2001
  • 본 논문은 새로운 워터마킹기법을 제안하고 이 기법은 실시간 처리에 이용될 수 있다. 웨이브릿변환 대신에 계산량을 줄이기 위해 정수 웨이브릿변환을 이용한다. 본 논문에서 정수 웨이브릿 공간에서 카이자승분포와 관련한 워터마크를 삽입한다. 워터마크를 추출할 때 확산스펙트럼 기법을 이용하고 유사도는 공분산 수열에서 결정하낟. 실험을 통하여 카이 자승분포를 이용한 워터마크를 이용하는 것이 소음에 강인함을 보인다. 이 워터마킹 기법은 동시에 은닉된 정보에 제어되고 오디오 신호에 따라 움직일 수 있는 전기 기기의 제작에 쓰일 수 있다.

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MPEG-2에서 H.264로의 Transcoding 과정에서 정수 변환 계수를 이용한 효율적인 인트라 예측 모드 결정 방법 (Efficient Intra Prediction Mode Decision Method using Integer Transform Coefficients for the Transcoding of MPEG-2 to H.264 Standard)

  • 김용재;이창우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권12C호
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    • pp.1039-1045
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    • 2008
  • H.264/AVC 비디오 부호화 표준은 높은 부호화 효율을 보여주지만, 그에 따른 부호기의 복잡도가 증가하는 단점이 있다. 특히 비트율-왜곡 최적화 기법을 이용하여 인트라 모드를 결정하는 방법은 부호기의 복잡도를 증가시키는 가장 큰 원인이다. 따라서 부호화 효율을 유지하면서 부호기의 복잡도를 감소시키는 여러 가지 방법이 제안되고 있다. 본 논문에서는 MPEG-2에서 H.264로의 변환 과정에서 $4{\times}4$ 정수 변환 계수를 이용하여 효율적으로 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 제안한다. 제안하는 알고리듬을 적용한 모의실험 결과는 영상의 부호화 성능을 유지하면서 복잡도 및 부호화 수행 시간을 감소시킬 수 있었다.

High Performance Integer Multiplier on FPGA with Radix-4 Number Theoretic Transform

  • Chang, Boon-Chiao;Lee, Wai-Kong;Goi, Bok-Min;Hwang, Seong Oun
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권8호
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    • pp.2816-2830
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    • 2022
  • Number Theoretic Transform (NTT) is a method to design efficient multiplier for large integer multiplication, which is widely used in cryptography and scientific computation. On top of that, it has also received wide attention from the research community to design efficient hardware architecture for large size RSA, fully homomorphic encryption, and lattice-based cryptography. Existing NTT hardware architecture reported in the literature are mainly designed based on radix-2 NTT, due to its small area consumption. However, NTT with larger radix (e.g., radix-4) may achieve faster speed performance in the expense of larger hardware resources. In this paper, we present the performance evaluation on NTT architecture in terms of hardware resource consumption and the latency, based on the proposed radix-2 and radix-4 technique. Our experimental results show that the 16-point radix-4 architecture is 2× faster than radix-2 architecture in expense of approximately 4× additional hardware. The proposed architecture can be extended to support the large integer multiplication in cryptography applications (e.g., RSA). The experimental results show that the proposed 3072-bit multiplier outperformed the best 3k-multiplier from Chen et al. [16] by 3.06%, but it also costs about 40% more LUTs and 77.8% more DSPs resources.

고속 동영상 부호기를 위한 부호화 방법에 관한 연구 (A study on the Encoding Method for High Performance Moving Picture Encoder)

  • 김용욱;허도근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.352-358
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    • 2004
  • 본 논문은 움직임 벡터의 분포특성을 이용한 새로운 움직임 벡터 탐색 알고리즘과 정수 연산만을 필요로 하는 정수형 DCT(Discrete Cosine Transform)를 사용하여 H.263 환경에서 동영상 부호기의 성능향상에 대해 연구한다. 정수형 DCT는 Un(Walsh-Hadamard Transform)와 정수 lifting을 이용하여 정수의 덧셈 연산만으로 DCT연산을 수행하므로 부동소수점수의 곱셈을 포함하는 기존 DCT에 비하여 연산량은 줄이면서도 동일한 PSNR을 얻는다. 새로운 움직임 벡터 탐색 알고리즘은 기존의 움직임 벡터 탐색 알고리즘인 3SS(Step Search)나 4SS에 비하여 움직임 추정에 필요한 연산량을 감소시키면서 거의 비슷한 PSNR을 보인다. 또한 모의 실험에서 H.263 부호기 환경에서 정수형 DCT와 기존 DCT는 서로 호환됨을 보인다. 따라서 본 논문에서 제안한 부호화 방법은 H.263 부호화 과정에서 동영상 정보의 효율적인 실시간 처리를 가능하게 하며 다른 동영상 부호기에도 적용하여 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.

Overlapping method와 SPIHT Algorithm과 Lifting Steps을 이용한 3차원 손실 의료 영상 압축 방법 (3-D Lossy Volumetric Medical Image Compression with Overlapping method and SPIHT Algorithm and Lifting Steps)

  • 김영섭
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.263-269
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    • 2003
  • 이 논문은 3차원 정수 웨이브릿 변환을 이용한 손실 의료 영상 압축에 대한 방법을 보여준다. 의료영상에 3차원 웨이브릿 분할법과 3차원 spatial dependence tree를 이용한 Set Partitioning in Hierarchical Trees(SPIHT) algorithm을 제공한다. 또한 3차원 웨이브릿 분할법에서 정수 웨이브릿 필터들을 이용한 lifting방법을 이용하고, unitary 변환을 만들기 위하여 정확한 scaling을 이용한다. 압축률이 증가하면 할수록 인접한 coding unit사이에선 boundary effect가 생긴다. Video와 같지 않아서 인접한 coding unit사이에서의 boundary artifact는 보여서는 안 된다. 이러한 현상을 제거하기 위해서 인접한 coding unit사이에 axial domain으로 overlapping방법을 사용한다. 또한 코딩 할 때 여러 종류의 정수 필터들을 사용한다. 결과로 어떤 특정한 필터를 사용할 때 좋은 결과를 얻었고 overlapping방법을 사용했기 때문에 ringing artifacts는 거의 찾아 볼 수가 없게 되었다. 그리고 어두운 면을 코딩 할 때도 좋은 결과를 얻었다.

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Lossless Audio Coding using Integer DCT

  • Kang MinHo;Lee Sung Woo;Park Se Hyoung;Shin Jaeho
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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    • pp.114-117
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    • 2004
  • This paper proposes a novel algorithm for hybrid lossless audio coding, which employs integer discrete cosine transform. The proposed algorithm divides the input signal into frames of a proper length, decorrelates the framed data using the integer DCT and finally entropy-codes the frame data. In particular, the adaptive Golomb-Rice coding method used for the entropy coding selects an optimal option which gives the best compression efficiency. Since the proposed algorithm uses integer operations, it significantly improves the computation speed in comparison with an algorithm using real or floating-point operations. When the coding algorithm is implemented in hardware, the system complexity as well as the power consumption is remarkably reduced. Finally, because each frame is independently coded and is byte-aligned with respect to the frame header, it is convenient to move, search, and edit the coded data.

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9/7텝을 갖는 정수 웨이브릿 변환을 이용한 무손실 정지영상 압축 (A Lossless Image Compression using Wavelet Transform with 9/7 Integer Coefficient Filter Bank)

  • 추형석;서영천;전희성;이태호;안종구
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.82-88
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    • 2000
  • 본 논문에서는 S+P 웨이브릿 변환과 정수 웨이브릿 필터들을 비교 분석하고, 9/7텝 정수 웨이브릿 필터를 이용하여 웨이브릿 변환을 하고, 점진적 전송에 적합하고, 다중 분해능 구조의 종속성과 예측 오차의 피드백을 고려한 컨텍스트 모델링 예측과 적응산술부호화에 의한 엔트로피 코딩 방법을 제안하였다. 다양한 영상들에 대한 실험을 통해 본 논문에서 제안한 무손실 정지영상 압축알고리즘을 S+P 웨이브릿을 이용한 결과와 비교하였다

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