• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (상)
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• pp.711-714
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• 2001

본 논문에서는 파이프라인 구조를 이용하여 고성능 1 차원 이산 웨이블렛 변환 필터를 설계하였다. 각 레벨에서 입력이 다운샘플링(downsampling, decimation)되므로 각 레벨의 하드웨어를 폴딩(folding) 기법을 이용하여 곱셈기와 덧셈기를 공유함으로써 복잡도를 개선하였다. 즉, 제안한 구조에서는 레벨 2 와 레벨 3 에서 폴딩된 구조의 C.S.R(Circular Shift Register)곱셈기와 덧셈기를 사용함으로써 하드웨어 효율(hardware utilization)을 각 레벨에서 100%로 높일 수 있다. 또한, 홀수와 짝수의 샘플을 병렬로 입력함으로써 단일 입력의 시스템과 비교할 때, 동일 시간에 병렬화 만큼의 이득을 얻을 수 있었고, 필터 계수는 미러 필터(mirror filter)의 특성을 이용하여 쳐대한 고역 필터(high pass filter)와 저역 필터(low pass filter)의 계수들을 공유함으로써 곱셈기와 덧셈기의 수를 반으로 줄였다. 그리고 임계 경로(critical path)를 줄이기 위한 파이프라인 레지스터를 삽입하여 고성능 시스템을 구현하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제20권3호
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• pp.212-218
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• 2022

The performance of vision-based intelligent systems, such as self-driving cars and unmanned aerial vehicles, is subject to weather conditions, notably the frequently encountered haze or fog. As a result, studies on haze removal have garnered increasing interest from academia and industry. This paper hereby presents a 4K-capable hardware implementation of an efficient haze removal algorithm with the following two improvements. First, the depth-dependent haze distribution is predicted using a linear model of four haze-relevant features, where the model parameters are obtained through maximum likelihood estimates. Second, the approximated quad-decomposition method is adopted to estimate the atmospheric light. Extensive experimental results then follow to verify the efficacy of the proposed algorithm against well-known benchmark methods. For real-time processing, this paper also presents a pipelined architecture comprised of customized macros, such as split multipliers, parallel dividers, and serial dividers. The implementation results demonstrated that the proposed hardware design can handle DCI 4K videos at 30.8 frames per second.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권10호
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• pp.39-46
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• 1999

본 논문에서는 광대역 CDMA 무선 가입자망 시스템에서 초기 동기획득을 위한 단말기용 고속 탐색기의 새로운 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 고속 탐색기는 이중 적분 직렬 동기 획득 알고리즘을 사용하였고, 고속의 동기 획득을 위해 N개의 능동 상관기로 구성되었다. N개의 능동 상관기는 하드웨어 복잡도의 증가를 줄이기 위해서 하나의 에너지 계산기를 순차적으로 사용하는 파이프라인 기법으로 설계되었다. 제안된 무선 가입자망 시스템 단말기용 고속 탐색기는 광대역 무선 가입자망 규격에 맞게 VHDL로 설계되었고, JTC Wideband 채널 환경에서 검증되었다. 제안된 고속 탐색기의 평균 동기획득 시간은 상관기를 16개 사용하였을 때, 단말기가 처음 설치된 경우는 약 40초이었고, 단말기가 고정된 경우는 약 0.16초였다. 검증된 고속 탐색기는 LG의 0.6㎛ 라이브러리를 이용하여 게이트 수준으로 합성되었고, 합성된 탐색기의 게이트 수는 상관기가 16개 일 때 15.8K였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.379-385
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• 2015

본 논문에서는 필터 계수를 효율적으로 추출하기 위한 고성능 ALF(Adaptive Loop Filter)의 하드웨어 구조를 제안한다. HEVC의 ALF 기술은 고해상도 및 고화질의 영상을 높은 효율로 압축하고 주관적 화질을 향상시키기 위해 영상의 통계적인 특성을 이용한 필터 계수를 추출하여 필터링을 수행한다. 제안하는 ALF 하드웨어 구조는 필터 계수를 추출하기 위한 촐레스키 분해의 연산 관계를 분석하여 2단 파이프 구조로 설계함으로써 수행 사이클을 감소시켰다. 또한, 촐레스키 분해의 연산 과정에서 필요한 루트 연산은 멀티플렉서와 뺄셈기, 비교기 등을 이용하여 설계함으로써 적은 면적과 연산량, 복잡도를 갖는 하드웨어 구조로 설계하였다. 제안한 하드웨어는 Xilinx ISE 14.3 Vertex-7 XC7VCX485T FPGA 디바이스를 사용하여 합성한 결과 4K(3840x2160)@40fps의 영상을 실시간 처리할 수 있고, 최대 동작주파수는 186MHz이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권4호
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• pp.160-167
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• 2005

$GF(2^{m})$ 상의 공개키 암호 시스템에서 나눗셈/역원은 기본이 되는 연산으로 내부적으로 $AB^{2}$ 연산을 반복적으로 수행함으로써 계산이 된다. 본 논문에서는 유한 필드 $GF(2^{m})$상에서 $AB^{2}$ 연산을 수행하는 디지트 시리얼(digit-serial) 시스톨릭 구조를 제안하였다. L(디지트 크기)×L 크기의 디지트 시리얼 구조로 유도하기 위하여 새로운 $AB^{2}$ 알고리즘을 제안하고, 그 알고리즘에서 유도된 구조의 각 셀을 분리, 인덱스 변환시킨 후 병합하는 방법을 사용하였다. 제안된 구조는 공간-시간 복잡도를 비교할 때, 디지트 크기가 m보다 적을 때 비트 패러럴 구조에 비해 효율적이고, $(1/5)log_{2}(m+1)$ 보다 적을 때 비트 시리얼(bit-serial) 구조에 비해 효율적이다. 또한, 제안된 디지트 시리얼 구조에 파이프라인 기법을 적용하면 그렇지 않은 구조에 비해 m=160, L=8 일 때 공간-시간 복잡도가 $10.9\%$ 적다. 제안된 구조는 암호 프로세서 칩 디자인의 기본 구조로 이용될 수 있고, 또한 단순성, 규칙성과 병렬성으로 인해 VLSI 구현에 적합하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권6호
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• pp.42-49
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• 2007

H.264/AVC에서 압축 효율을 향상시키기 위해 사용된 엔트로피 코딩(entropy coding)중에 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)은 하드웨어 복잡도가 높고 비트 시리얼 과정에서 데이터 의존도(data dependancy)가 존재하기 때문에 빠른 연산이 어렵다. 본 논문에서는 H.264/AVC에 사용되는 CABAC의 핵심부분의 이진 산술 부호화기 (binary arithmetic encoder)의 정규화 과정을 효율적으로 구성하여 각 입력 심벌 정규화 과정의 반복횟수에 관계없이 매 클럭에 입력 심벌이 부호화 되도록 하였다. 또한 제한된 하드웨어로 인해 발생하는 캐리 발생 문제를 처리기 위해 채택된 bistOutstanding을 127까지 처리할 수 있으며 동시에 입력 심벌을 지연(stall) 없이 부호화 할 수 있다. 3단 파이프라인으로 구성된 구조는 동부 아남 $0.18{\mu}m$ 표준 셀 라이브러리를 사용하여 합성한 결과 최대 290MHz로 동작한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권3호
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• pp.21-29
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• 2012

본 논문에서는 H.264/AVC 부호화기의 성능 향상을 위해 고성능 CAVLC 부호화기의 하드웨어 구조를 제안한다. 기존의 CAVLC 부호화기는 변환계수의 재정렬 과정이 포함되어 변환계수를 저장해야 할 버퍼와 버퍼제어를 위한 추가적인 사이클이 필요하므로 하드웨어 면적이 증가하고 불필요한 사이클이 수행된다. 제안한 CAVLC는 CAVLC의 파라미터 중에 Runbefore를 순방향 탐색기법으로 계산하고 그 외 파라미터들은 역방향 탐색기법으로 계산하여 변환계수의 재정렬 과정을 수행하지 않는다. 또한, 제안한 CAVLC 부호화기에 조기 종료 모드를 적용하고 2단 파이프라인 구조를 사용하여 CAVLC의 수행 사이클 수를 감소시켰다. 제안한 CAVLC 부호화기의 하드웨어 구조를 매그나칩 공정 $0.18{\mu}m$ 셀 라이브러리로 합성한 결과, 최대동작 주파수는 125MHz이며 게이트 수는 17k이다. 제안한 CAVLC 부호화기의 하드웨어 구조를 H.264/AVC 표준 참조 소프트웨어 JM13.2에서 추출한 데이터를 이용하여 테스트한 결과, $16{\times}16$ 매크로블록을 처리하는데 평균적으로 36.0사이클이 소요되어 기존의 CAVLC 부호화기보다 성능이 57.8% 향상됨을 확인하였다.

• 전자공학회논문지S
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• 제36S권11호
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• pp.34-43
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• 1999

본 논문에서는 디지털 복합기에 사용할 수 있는 고속 영상처리 프로세스를 설계 및 구현하였다. 제안된 영상 처리 프로세스는 단일화 된 데이터 경로를 가진 이진화 알고리듬 아키텍쳐를 가진다. 외부 메모리 용량을 최소화하기 위해 화소별 파이프라인 구조를 가지고 있다. 쉐이딩 보정, 감마 보정, 자동이득조절과 같은 전처리 기능을 수행하고 CCD와 CIS를 구동한다. 전처리된 데이터는 확대/축소 과정을 거치고 다양한 이진화 알고리듬에 의해 이진화된다. 내장된 이진화 알고리듬은 단순이진화, 고대역 통과 필터링, 디더링, 오차확산법, 임계값이동 오차확산법이다. 이들 알고리듬의 구현은 임계값 이동 오차확산법에 기반을 두고 동일한 동작을 하는 회로들을 공유하도록 데이터 경로를 설계하였다. 이 구조를 구현함에 의해 제어의 복잡도와 게이트 카운터를 줄일 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권12호
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• pp.36-42
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• 2009

본 논문은 modified Booth 곱셈기를 위한 고성능 파이프라인 구조를 제안하고 있다. 제안하는 곱셈기 회로는 곱셈 속도를 향상시키기 위해 가장 널리 사용되는 기술인 modified Booth 알고리즘과 파이프라인 구조에 기반을 두고 있다. 최적의 파이프라인 곱셈기를 구현하기 위해 많은 실험이 수행되었다. 파이프라인의 단 수가 증가할수록 회로 속도 향상율이 회로 크기 증가율보다 더 크며, 파이프라인 레지스터를 적절한 위치에 삽입하는 것이 중요하다는 사실이 실험 결과를 통해 확인되었다. 제안하는 modified Booth 곱셈기 회로를 Verilog HDL로 설계하였으며 0.13um 표준 셀 라이브러리를 이용하여 게이트 수준 회로로 합성하였다. 합성된 회로는 다른 곱셈기들에 비해 좋은 성능을 나타내었으며, GHz 범위에서 동작할 수 있으므로 광통신 시스템과 같은 극히 높은 성능을 필요로 하는 응용 시스템에서 사용될 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권10호
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• pp.61-69
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• 2009

본 논문은 저 복잡도와 높은 throughput을 지원하는 LDPC 부호화기의 구조에 대하여 제안한다. LDPC 부호화기가 갖는 높은 복잡도 문제를 해결하기 위하여 기존의 복잡도가 높은 행렬 곱셈 연산기 대신에 간소화된 행렬 곱셈 연산기가 제안되었다. 또한 높은 throughput을 지원하기 위하여 행렬 곱셈 연산시 행 방향 연산 및 부분 병렬처리 연산을 적용하였다. 제안된 부호화기 구조의 로직 게이트와 메모리 사용량은 기존의 5단 파이프라인 부호화기의 구조에 비하여 각각 37.4%와 56.7%씩 감소하였다. 또한 40MHz 클럭 주파수에 대해 기존의 부호화기에 비하여 3배 이상의 throughput인 최대 800Mbps의 throughput을 지원한다.