• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.800-803
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• 2005

모바일 단말 기반 동영상 서비스 기술에 관한 연구는 최근에 이르기까지 활발히 수행되고 있으며, 인터넷 기반에서 상용화가 가능한 기술 분야를 모바일에 응용하는 시도가 계속되고 있다. 모바일 단말 기반 영상서비스와 관련하여 최신형 모바일 단말에서는 관련기술을 하드웨어적으로 구현하거나 독자적 동영상 압축기술을 적용한 소프트웨어적 구현을 통하여 동영상 서비스를 제공하고 있다. 그러나 상당한 비율을 점하고 있는 기존 모바일 단말에서는 이들 하드웨어 칩이 없거나 추가적으로 애드온(add-on) 할 수 있는 표준적인 방법이 정해지지 않아 최신의 동영상 서비스 기술을 제공받을 수 없다. 따라서 시시각각으로 변화하는 모바일 동영상 서비스 환경에 적극적으로 대처하기 위해서는 소프트웨어적 해결방안이 필수적이라는 인식이 대두되고 있다. 본 연구에서는 모바일 단말에서 소프트웨어 디코더를 이용하여 기존 단말에서 뿐만 아니라 향후 최신단말에서도 적극적으로 대처하기 위하여 H.264/AVC 기반 소프트웨어 디코더를 모바일 단말에 적용하는 방안에 대하여 제안한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권12호
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• pp.58-65
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• 2011

본 논문은 H.264/AVC, MPEG4 등, 다양한 영상압축 코덱을 지원할 수 있는 ME ASIP (Application-specific Instruction Processor)의 정화소 움직임 추정 전용 명령어와 재구성 가능한 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 전용의 명령어와 하드웨어 가속기는 HD급의 고화질 영상을 지원할 수 있는 성능을 가지고 있다. 제안하는 정화소 움직임 추정 명령어는 다수의 병렬 연산과 패턴 정보를 이용한 가변 포인트 2D SAD 연산기 구조를 통하여 전역탐색을 비롯한 각종 고속 탐색 알고리즘을 지원한다. 이를 위한 하드웨어 구조는 128개의 Processor Elements (PEs)로 구성되어 있는 Processor Element Group (PEG) 하나당 25,500 게이트를 가진다. 제안하는 ASIP은 Synopsys 사의 Processor Designer 로 검증하였고, Design Compiler를 이용 IBM 90nm 공정으로 합성하였다. 그 결과 제안하는 ASIP의 하드웨어 사이즈는 453K 게이트였으며, 동작 주파수는 188MHz로 HD급 1080p의 해상도를 가지는 영상을 실시간으로 동작 시킬 수 있다. 본 논문은 기존 2D SAD ASIP에 비하여 하드웨어 사이즈 측면에서 26%, 연산 속도 측면에서 평균 18%의 성능 향상을 보인다.

• 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.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.71-76
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• 2008

H.264(또는 MPEG-4/AVC pt.10) 압축 표준은 고성능 영상 압축 알고리즘으로 그 적용 범위를 넓혀 가고 있다. H.264 압축 표준의 가변길이 코드(Variable Length Code)는 데이터의 통계적 중복성의 특성을 이용하여 압축을 한다. 이러한 압축된 비트 스트림은 복호기에서 연속된 비트 스트림을 잘라내는 작업과 테이블에서 비트 스트림과 비교하는 작업을 진행하는데 순수 하드웨어 구현이 까다로운 연산부이다. 본 논문에서는 HD 영상을 실시간으로 복호 가능한 가변길이 복호기 구조를 제안한다. Exp-Golomb 복호기는 연산기로 구성되어 있으며, CAVLD는 테이블과 연산기를 혼합하여 최적화된 하드웨어로 설계하였다. 비트 스트림의 분할(parsing) 작업은 배럴 쉬프터(Barrel shifter)와 1값 감지기(First 1's detector)에서 진행되며, 이 두 유닛은 Exp-Golomb 복호기와 CAVLD가 공유하는 구조로 설계하여 불필요한 하드웨어를 제거하였다. CAVLD와 재정렬(Reorder) 유닛간의 병목현상으로 가변길이 복호기 뿐만 아니라 H.264 디코더 전체의 성능 저하가 나타나는 단점을 제거하기 위해서 CAVLD와 재정렬 유닛간 FIFO와 재정렬 유닛의 최종 출력에 메모리를 두어 병목현상을 제거하였다. 제안된 가변길이 복호기는 Verilog-HDL을 이용하여 설계하고 FPGA를 통해 검증하였다. 0.18um 표준 CMOS 공정을 사용한 합성 결과는 22,604 게이트 수이며, 동작 주파수 120MHz에서 HD 영상이 복호됨을 확인하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.640-658
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• 2012

기존의 다채널 지상파 디지털 TV 서비스인 KoreaView는 6MHz의 대역폭을 유지하면서 1개의 MPEG-2기반 HD 비디오와 3개의 H.264/AVC기반 SD 비디오, 총 4개의 채널을 제공하는 서비스이다. 그러나 KoreaView는 추가되는 3개의 SD급 비디오 채널이 작은 공간 해상도와 낮은 목표 비트율로 인한 화질 열화 때문에 높은 시청 만족도를 제공하지 못하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 KoreaView의 한계점을 극복하기 위한 공간 계위 스케일러블 비디오 부호화 기반 지상파 다채널 하이브리드 고화질 방송 서비스 프레임워크를 제안한다. 제안하는 지상파 다채널 하이브리드 고화질 방송 서비스 프레임워크는 H.264/AVC 기반 SD 비디오 3개를 H.264/SVC 공간 기본 계층 부호화를 통해 동일하게 서비스 하고, 공간 향상 계층 부호화로 추가된 3개의 HD 비디오를 광대역망을 통해 전송하여 고화질의 다채널 방송을 서비스를 가능하게 한다. 이같이 기존의 3개의 SD 채널에 공간 향상 계층을 추가적으로 전송하면 고화질 채널을 통해 높은 시청 만족도를 갖는 여러 개의 채널을 확보하게 된다. 제안하는 프레임워크의 성능을 검증하기 위하여 실제로 방송에서 사용되는 다양한 영상을 이용하여 실험을 수행하였다. 먼저 H.264/SVC를 이용하여 SD 입력 비디오가 공간 기본 계층에서 1.5Mbps 목표 비트율로 부호화될 때, 34.5-42.9dB의 화질을 제공하여 상용 서비스가 가능한 수준의 객관적 화질을 제공 할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 12Mbps 목표 비트율로 부호화된 MPEG-2 기반 HD 복원 영상과 제안하는 서비스 프레임워크의 H.264/SVC 공간 향상 계층의 HD 복원 영상을 비교하여 부호화 성능을 분석하였다. MPEG-2 기반 HD 복원 영상과 유사한 객관적 화질 수준을 제공하기 위하여 제안하는 서비스 프레임워크에서 사용된 H.264/SVC 공간 계위 부호화를 수행한 결과 실험 영상의 종류와 특성에 따라 약 690kbps에서 8,200kbps의 비트율이 발생함을 실험을 통하여 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.193-195
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• 2009

블루투스는 저전력으로 근거리상의 장치들을 무선으로 연결하여 통신하는 기술이다. 본 논문은 이러한 블루투스를 이용하여 Mepg-4 AVC/H.264방식으로 전송하여 재생할 수 있는 프로그램의 설계와 구현에 대해서 설명한다. 본 논문에서 제안하는 동영상 플레이어는 JM기반으로 Bluetooth로 미디어 스트림을 읽어올 수 있게 기능을 추가하고 화면에 출력하기 위하여 SDL(Simple DirectMedia Layer)를 사용하였다. JM은 Mpeg-4 AVC/H.264방식의 동영상을 파일에서 읽어와 YUV420 형식의 파일로 출력을 해주는 프로그램이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권12C호
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• pp.1669-1676
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• 2004

H.264/AVC [l]-[4]는 ITU-T H.264와 ISO/IEC 14496-10 (MPEG-4 Part 10)으로써 승인된 새로운 국제 비디오 압축 표준이다. H.264/AVC는 7가지 가변 블록에 대한 움직임 예측 및 RD[5], 디블로킹 필터[6], 다중 프레임 참조등 여러 가지 방식으로 인해 압축 효율은 높아졌으나 복잡도 또한 훨씬 증가하였다. 그러므로 압축시간 단축을 위한 효율적인 고속 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 H.264/AVC에서 매크로 블록의 모드와 움직임벡터를 결정하기 위한 효율적인 방법을 제안한다. H.264/AVC에서는 7가지 가변블록들에 대한 블록모드와 움직임 벡터를 찾고 그 중에 가장 효율적인 하나의 모드와 움직임 벡터를 선택한다. 이와 달리 본 논문에서는 가장 작은 블록(4${\times}$4)의 움직임 벡터를 이용하여 더 큰 블록들의 모드와 움직임벡터를 추정하는 방법을 제안한다. 컴퓨터 실험을 통해 제안하는 방법과 기존의 방법을 비교한 결과 영상의 화질은 거의 유사하면서 전체적인 부호화 시간은 단축되어짐을 알 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권2C호
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• pp.181-188
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• 2007

본 논문에서는 동영상 압축 기술인 MPEG-4 Part 10 H.264/AVC의 main profile에서 사용되는 엔트로피 코더인 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coder)을 이용하여 워터마크를 삽입하고 추출하는 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘은 워터마크 삽입을 위한 블록과 계수는 CABAC의 주변 블록 및 주변 계수와의 관계에서 추출된 컨텍스트(context)를 기반으로 선정한다. 이렇게 선별된 계수는 그 절대값과 삽입할 워터마크에 따라 원 계수를 그대로 유지하거나 LSB(Least Significant Bit) 만을 치환하는 방법으로 워터마크를 삽입한다. 따라서 공격자가 워터마크 삽입위치를 판별하기 어렵고, DC계수에 인접 계수들에 워터마크를 삽입함으로써 그 강인성(Robustness)을 만족할 수 있다. 여러 종류 및 강도의 공격을 가한 후 워터마크를 추출했을 때 최대 에러율이 5% 정도로 높은 강인성을 보였다. 또한 제안한 알고리즘은 CABAC 엔트로피 코딩 과정에서 컨텍스트 추출과정 및 이진화과정 수행 중에 워터마크를 삽입하므로, 하드웨어 구현을 고려했을 시에 워터마크 삽입을 위한 위치선정 및 계수선정에 필요한 별도의 연산 과정이 매우 적은 것이 특징이다. 따라서 이 방법은 비디오를 획득한 후 곧바로 압축하여야 하는 응용분야에서 매우 유용하게 사용될 것이라 기대된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.146-147
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• 2009

본 논문에서는 단일 프레임 내에서 인접한 매크로 블록 간의 움직임의 유사도를 이용한 개선된 PDE 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 기존의 방법보다 불필요한 후보 블록을 효율적으로 제거하기 위하여 인접한 매크로블록간의 유사도를 고려하여 인접 4개의 매크로블록 가운데 서브 블록간 최대 복잡도를 가지는 서브블록의 CDF(cumulative distribution function)와 개선된 매칭스캔 방법을 이용하여 효율적으로 계산량을 줄였다. 제안한 알고리즘은 화질의 저하 없이 기존의 PDE 알고리즘에 비해 55% 이상의 계산량을 줄였으며, MPEG-2 및 MPEG-4 AVC를 이용하는 비디오 압축 응용분야에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2008년도 추계학술대회
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• pp.263-266
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• 2008

최근 MPEG에서 HD (High Definition) 해상도 이상의 초고해상도 비디오를 위한 HVC 표준화에 대해 논의가 되고 있다. 본 논문에서는 HVC 표준화를 위해 기본적으로 필요한 H.264를 HD 이상의 초고해상도 부호화 적용시 문제점을 분석하기 위해 SVT 4K UHD테스트 시퀀스와 이를 SVC Downsampling 필터를 이용하여 HD, QHD, QQHD로 변환한 시퀀스들을 이용하여 부호화 실험을 수행 하였고, 실험 결과 분석을 통해 개선 방안에 대해 논하였다.