• 반도체공학회 논문지
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• 제1권1호
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• pp.1-8
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• 2023

본 논문에서는 High-Level Synthesis(HLS)을 이용하여, 차세대 양자내성암호인 Crystals-Kyber를 하드웨어 가속기로 설계하여 FPGA에 구현하였으며, 성능 분석결과 우수성을 제시한다. Crystals-Kyber 알고리즘을 Vitis HLS 에서 제공하는 여러 Directive 를 활용해서 최적화 설계를 진행하고, AXI Interface 를 구성하여 FPGA-기반 양자내성암호 하드웨어 가속기를 설계하였다. Vivado 툴을 이용해서 IP Block Design 를수행하고 ZYNQ ZCU106 FPGA 에 구현하였다. 최종적으로 PYNQ 프레임워크에서 Python 코드로 동영상 촬영 및 H.264 압축을 진행한 후, FPGA 에 구현한 Crystals-Kyber 하드웨어 가속기를 사용해서 동영상 암호화 및 복호화 처리를 가속화하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.713-725
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• 2014

차세대 영상 기술의 하나로 다양한 분야에서 주목받고 있는 고품질 다시점 및 3차원 콘텐츠들에 대한 비디오 부호화 기술의 연구 및 표준화가 활발히 진행되고 있다. 다시점 및 3차원 비디오 기술은 복수의 시점을 이용하여 사용자에게 실감나는 영상을 제공할 수 있다. 하지만, 많은 시점을 획득 및 전송하는 것은 한계가 있으므로, 소수의 시점을 이용하여 다양한 시점을 제공하는 연구가 주를 이룬다. 이러한 연구에는 전송 시점을 줄이는 대신 깊이 정보를 전송하여 전송된 시점으로부터 더욱 정확히 임의 시점을 생성하는 기술과 시점간 정보 중복성을 제거하기 위한 부호화 기술이 있다. 최근 국제 표준화 기구인 JCT-3V(Joint Collaborative Team on 3D Video Coding Extension Development)에서는 다시점 및 3차원 비디오 영상을 효율적으로 부호화할 수 있는 기술에 대하여 표준화가 진행되고 있다. 본 논문은 현재 JCT-3V에서 HEVC(High Efficiency Video Coding) 기반으로 표준화가 진행 중인 3D-HEVC 부호화 기술에 대해 살펴보고 그 부호화 및 복잡도 성능을 분석하였다. 이러한 성능 분석은 향후 부호화 성능 향상을 위한 알고리즘 개발 및 고속 부호화기 개발을 위한 부호화 툴의 선별 및 조정에 유용할 것으로 판단된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.585-588
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• 2004

This paper describes design and verification of the motion estimation and compensation unit using full search algorithm. Video processor is the key device of video communication systems. Motion estimation is the key module of video processor. The technologies of motion estimation and compensation unit are the core technologies for wireless video telecommunications system, portable multimedia systems. In this design, Verilog simulator and logic synthesis tools are used for hardware design and verification. In this paper, motion estimation and compensation unit are designed using FPGA, coded in Verilog HDL, and simulated and verified using Xilinx FPGA.

• 방송공학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.273-280
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• 2019

360 비디오는 VR 응용의 확산과 함께 몰입형 미디어로 주목받고 있으며, MPEG-I Visual 그룹은 6 자유도(6DoF)까지의 몰입형 미디어를 제공하기 위한 표준화를 진행하고 있다. 제한된 공간내에서 전방위 6DoF를 제공하는 Omnidirectional 6DoF는 제공되는 제한된 수의 360 비디오로부터 임의의 위치에서의 뷰(view)를 제공하기 위한 가상시점 합성이 필요하다. 본 논문에서는 MPEG-I Visual 그룹에서 진행된 전방위 6DoF를 위한 합성에 대한 탐색실험의 성능 및 분석 결과를 기술한다. 즉, 합성하려는 가상시점과 합성을 위한 360 비디오의 입력시점 사이의 거리 및 입력시점의 개수 등의 다양한 실험조건에 따른 합성 성능 결과 및 분석을 제시한다.

• 방송공학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.258-273
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• 2011

본 논문에서는 기존 비디오 재생 시스템보다 고속으로 동작하는 다시점 3차원 비디오 재생 시스템을 설계하여 구현하였다. 대용량의 다시점 영상 데이터를 고속으로 처리하기 위해 구성 모듈들을 병렬화하여 다중코어 프로세서 환경에서 최적의 속도를 얻을 수 있는 구조를 제안하였다. 병목지점의 병행성을 활용하기 위하여 복호화, 영상합성, 렌더링 모듈을 파이프라인 구조로 설계하였다. 부하 균형을 위하여 복호화 모듈을 시점 단위로 분할하고, 영상합성 모듈을 합성영상을 기준으로 기하적으로 데이터 분할하였다. 실험결과로서, 다시점 영상이 올바르게 합성되어 무안경식 다시점 입체디스플레이 상에서 시청 시 입체감을 느낄 수 있었으며, 제안하는 응용프로그램의 처리구조는 다중코어 프로세서를 최대 활용하여 대용량의 다시점 영상데이터를 고속으로 처리할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권11C호
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• pp.1541-1550
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• 2004

본 논문에서는 다해상도 움직임 추정 알고리즘을 이용하여 모션 리터를 검색하는 고속 다해상도 움직임 추정기에 대한 하드웨어 구조를 제안한다. 동영상 압축기술인 MPEG-4 AVC 전체 구성 중에서 핵심 부분인 움직임 추정 모듈을 하드웨어로 설계하기 위하여 기본적인 구조를 구성하고 높은 화질로 실시간 부호화를 할 수 있도록 고속 움직임 검색을 위해 특수하게 설계된 램 구주 메모리 공유, 4화소x4화소 Motion Vector 추출 등과 같은 기술들을 사용하여 전체 움직임 검색기를 구현하였다. 구현된 전체 모듈은 Altera(사)의 Excalibur 디바이스를 이용한 FPGA 구성을 통해 검증하고 최종적으로 Samsung STD130 0.18um CMOS Cell Library를 이용하며 합성 및 검증을 하였다. 이렇게 검증된 구조의 성능은 ASIC으로 구현할 경우 최대 동작 주파수가 약 140MHz이며 QCIF(176화소x144화소) 사이즈 기준으로 초당 약 1100프레임, 4CIF(704화소x576화구 사이즈 기준으로 초당 약 70프레임의 움직임을 검색할 수 있다 본 성능은 하드웨어 기반의 MPEG-4 AVC 실시간 부호화기를 설계하기에 적합한 구조임을 보여준다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.487-492
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• 2018

최근 모바일 기기의 영상 촬영 기능의 확대에 따라, 영상처리를 위한 다양한 어플리케이션들이 모바일 환경으로 이식되고 있다. 또한 모바일 기기의 컴퓨팅 능력또한 상승으로 기존에 컴퓨터에서만 가능하였던 다양한 영상처리기술들이 모바일 환경으로 이식되고 있다. 이러한 영상처리 기술 중, 사용자가 촬영한 영상에서 전경만을 추출하여 원하는 새로운 배경에 합성하는 문제는 다양한 어플리케이션에서 사용이 가능하나 계산이 복잡하다는 문제점으로 모바일환경 이식에 어려움을 가지고 있었다. 본 연구에서는 모바일 기기로 촬영된 영상을 전경/배경으로 구분하여 목표 영상에 실시간으로 합성할 수 있는 영상합성 기술을 제안한다. 사용자가 촬영한 영상에서 배경이 움직이지 않는다는 가정하에 자동으로 전경을 추출하며 이를 새로운 배경에 합성하는 기법을 소개한다. 모바일 촬영의 특성을 고려하여 촬영시 약한 움직임을 포함하는 영상에서의 자동 전경 추출 알고리즘을 개발하며 이를 SIMD 및 GPGPU기반의 가속화 알고리즘을 사용하여 SD급 화질의 영상에 대해 모바일 상에서 실시간 처리가 가능한 결과를 보인다. 본 논문의 기술을 사용하여 상용화 가능한 영상처리 어플리케이션의 개발이 가능하다.

• 디지털융복합연구
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• 제17권4호
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• pp.255-260
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• 2019

연구는 $360^{\circ}$ 동영상과 3D 그래픽의 효율적인 합성 방법에 관한 연구이다. 먼저, 이안식 일체형 $360^{\circ}$ 카메라로 촬영한 영상을 스티칭하고, 영상에서 카메라 및 사물의 위치값을 추출하였다. 그리고 추출한 위치값의 데이터를 3D 프로그램으로 불러와 3D 오브젝트를 생성하고, 자연스러운 합성을 위한 방법에 관하여 연구하였다. 그 결과 $360^{\circ}$ 동영상과 3D 그래픽의 자연스러운 합성을 위한 방법으로 렌더링 요소와 렌더링 기법을 도출할 수 있었다. 첫째, 렌더링 요소로는 3D 오브젝트의 위치와 재질, 조명과 그림자가 있었고, 둘째, 렌더링 기법으로는 실사 기반 렌더링 기법의 필요성을 찾을 수 있었다. 본 연구 과정 및 결과를 통해 $360^{\circ}$ 동영상과 3D 그래픽의 자연스러운 합성에 관한 방법을 제시함으로써, $360^{\circ}$ 동영상 및 VR 영상 콘텐츠의 연구와 제작 분야에 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.43-51
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• 2014

깊이 영상을 고려한 다시점 비디오는 매우 많은 양의 데이터 때문에 저장과 전송을 위해서 새로운 부호화 압축 기술 개발이 요구된다. 계층적 깊이 영상은 다시점 비디오의 효과적인 표현방법이 된다. 이 방법은 다시점 칼라와 깊이 영상을 합성하는 데이터 구조를 만들어 준다. 이 새로운 콘텐츠를 효과적으로 압축하는 방법으로 3차원 워핑을 이용한 계층적 깊이 영상 표현과 비디오 압축 부호화를 적용하는 방법을 제안하였다. 이 논문은 계층적 영상 표현을 사용한 H.264/AVC 비디오 부호화 기술의 개선된 압축 방법을 제시하여 준다. 컴퓨터 모의시험으로 좋은 압축율과 좋은 성능의 회복 영상을 얻을 수 있음을 제시하였다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.91-100
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• 2011

Free viewpoint TV can provide multi-angle view point images for viewer needs. In the real world, But all angle view point images can not be captured by camera. Only a few any angle view point images are captured by each camera. Group of the captured images is called multi-view image. Therefore free viewpoint TV wants to production of virtual sub angle view point images form captured any angle view point images. Interpolation methods are known of this problem general solution. To product interpolated view point image of correct angle need to depth image of multi-view image. Unfortunately, multi-view video including depth image is necessary to develop a new compression encoding technique for storage and transmission because of a huge amount of data. Layered depth image is an efficient representation method of multi-view video data. This method makes a data structure that is synthesis of multi-view color and depth image. This paper proposed enhanced compression method using layered depth image representation and H.264/AVC video coding technology. In experimental results, confirmed high compression performance and good quality reconstructed image.