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무선통신 적용을 위한 단일 DSP칩상의 음성/채널 부호화기 실시간 구현 (Real-time Implementation of Speech and Channel Coder on a DSP Chip for Radio Communication System)

  • 김재원;손동철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.1195-1201
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    • 2005
  • 본 논문에서는 무선통신 시스템 적용을 위한 G.729 음성부호화기와 길쌈부호화기(R=1/2, K=9) 비터비 복호기를 하나의 고정 소수점 DSP칩을 이용하여 실시간 구현하였다. 프로그램 구현은 고정 소수점 C 프로그램을 연산결과의 기준으로 활용하였으며, 복잡도의 최적화를 위하여 어셈블 언어로 설계하였다. 최적화 과정을 통하여 구현한 결과는 연산량 측면에서 음성부호화기 24MIPS, 채널부호화기 9MIPS, 프로그램 크기 측면에서 음성 24K words, 채널 4K words가 소요되었으며, 연산의 검증은 테스트 벡터를 이용하여 Bit exact 방법에 의하여 검증하였다. 본 논문의 결과는 기존의 음성/채널 부호화기의 개별적인 칩을 이용한 구현 방법에 비하여 구현의 용이성 및 구현 비용 측면에서 성능 개선이 가능할 것으로 판단된다.

고속DCT변환 방식의 정수형 연산에 관한 연구 (On the Finite-world-length Effects in fast DCT Algorithms)

  • 전준현;고종석;김성대;김재균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.309-324
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    • 1987
  • 오늘날 데이터 감축을 위한 디지털 영상처리에 KLT와 매우 유사한 성능을 갖는 DCT에 관한 관심도가 점점 늘고 있다. 지금까지 계산량을 줄이기 위해 발표된 많은 알고리즘 중에서 Chen의 알고리즘이 가장 많이 알려져 있다. 최근데 발표된 Lee 알고리즘은 Chen의 알고리즘에 비해 복잡한 계산량을 줄였지만 고정 소수점 연산시 FWL에 의한 성능감소가 발생한다. 본 논문에서는 FWL 영향에 따른 오차 분석을 행하여 두 알고리즘들의 성능비교를 하였다. 또한 고정 소수점 연산에 따른 성능감소를 줄이기 위해 up&down-scaling기법을 제안하였다. 16비트 고정 소수점 연산으로 16x16 2차원 DCT를 구현하여 영상 데이타에 적용할 경우 이론적인 고찰과 시뮬레이션 결과 Lee 알고리즘이 Chen 알고리즘과 유사한 성능을 갖는다는 것을 입증하였다.

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LSTM 언어모델 기반 한국어 문장 생성 (LSTM Language Model Based Korean Sentence Generation)

  • 김양훈;황용근;강태관;정교민
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권5호
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    • pp.592-601
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    • 2016
  • 순환신경망은 순차적이거나 길이가 가변적인 데이터에 적합한 딥러닝 모델이다. LSTM은 순환신경망에서 나타나는 기울기 소멸문제를 해결함으로써 시퀀스 구성 요소간의 장기의존성을 유지 할 수 있다. 본 논문에서는 LSTM에 기반한 언어모델을 구성하여, 불완전한 한국어 문장이 입력으로 주어졌을 때 뒤 이어 나올 단어들을 예측하여 완전한 문장을 생성할 수 있는 방법을 제안한다. 제안된 방법을 평가하기 위해 여러 한국어 말뭉치를 이용하여 모델을 학습한 다음, 한국어 문장의 불완전한 부분을 생성하는 실험을 진행하였다. 실험 결과, 제시된 언어모델이 자연스러운 한국어 문장을 생성해 낼 수 있음을 확인하였다. 또한 문장 최소 단위를 어절로 설정한 모델이 다른 모델보다 문장 생성에서 더 우수한 결과를 보임을 밝혔다.

복잡도를 개선한 Digital Down Converter 시스템 (Digital Down Converter System improving the computational complexity)

  • 문기탁;홍무현;이정석;김경석
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.11-17
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    • 2010
  • 다중 규격, 다중 대역, 다중 서비스 시스템간의 유연한 인터페이스를 보장하기 위한 SDR(Software Defined Radio)기술의 구현을 위해서는 안정성 및 저전력, 저연산량의 DDC(Digital Down Conversion)기술이 필수적이다. DDC 기술은 디지털 채널 필터로 이루어진다. 이 때 일반적인 디지털 필터는 유한어장으로 인하여 오버플로우나 반올림 오차에 취약한 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하는 DDC 구조를 제안하였다. 그 방법으로 WDF(Wave Digital Filter)를 이용한 구조는 그 구조상 반올림 오차에 의한 잡음에 강하다. 따라서 필터계수의 단어길이가 짧을 경우 유용하게 사용된다. 또한 IIR기반의 필터이기 때문에 FIR기반의 필터보다 탭수가 줄어들므로 연산량이 줄어든다. 제안한 DDC구조에 사용된 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터, WDF, IFOP(Interpolated Fourth-Order Polynomials)에 대하여 분석하였으며, 모의실험을 통하여 결과를 확인하였다.

성도 정규화를 이용한 감정 변화에 강인한 음성 인식 (Robust Speech Recognition using Vocal Tract Normalization for Emotional Variation)

  • 김원구;방현진
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.773-778
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    • 2009
  • 본 논문에서는 인간의 감정 변화에 강인한 음성 인식 시스템을 구현하기 위하여 감정 변화의 영향을 최소화 하는 방법에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 우선 다양한 감정이 포함된 음성 데이터베이스를 사용하여 감정 변화에 따른 음성 신호의 변화를 관찰하였다. 감정이 포함되지 않은 평상의 음성으로 학습된 음성 인식 시스템에 감정이 포함된 인식 데이터가 입력되는 경우 감정에 따른 음성의 차이가 인식 시스템의 성능을 저하시킨다. 본 연구에서는 감정의 변화에 따라 화자의 성도 길이가 변화한다는 것과 이러한 변화는 음성 인식 시스템의 성능을 저하시키는 원인 중의 하나임을 관찰하였다. 본 연구에서는 이러한 음성의 변화를 감소시키는 방법으로 성도 길이 정규화 방법을 사용한 감정 변화에 강인한 음성 인식 시스템을 개발하였다. HMM을 사용한 단독음 인식 실험에서 제안된 학습 방법을 사용하면 감정 데이터의 오차가 기존방법보다 41.9% 감소되었다.

인간에게 친밀한 한글 인식 및 편집 지원시스템 (Human Friendly Recognition and Editing Support System of Korean Language)

  • 손영선
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.494-499
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    • 2007
  • 본 논문에서는 책 또는 논문을 읽을 때 중요한 부분 또는 정리해야 할 부분의 영역을 선택하면, 해당영역의 문자들을 문서편집기에 순차적으로 출력시킴으로써 수정 저장 가능하게 하여 공부한 부분을 정리하는 시스템을 구현하였다. 이 시스템은 사용자가 원하는 영역을 손가락으로 선택하면, 손 인식 알고리즘을 적용하여 손가락 움직임을 검출하여 선택된 영역을 인식한다. 선택된 영역의 가로, 세로 거리를 펄스 수로 변환한 후 모터를 제어하여 그 위치만큼 카메라를 이동시킨다. 문자인식이 가능하도록 줌을 확대/축소하고 조정된 줌에 맞는 초점으로 근접 제어한 후, 더욱 선명한 영상을 얻기 위해 명암차이를 이용하여 미세조정을 하였다. 획득된 영상에 문자인식 알고리즘을 적용하여 문서로 변환시켜서 중요 부분들을 정리케하는 한글 인식 및 편집지원 시스템을 구현하였다

SPI-4.2 프로토콜을 사용한 PHY-LINK 계층간의 데이터 전송 성능평가 (The Performance Evaluation for PHY-LINK Data Transfer using SPI-4.2)

  • 박노식;손승일;최익성;이범철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.577-585
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    • 2004
  • 시스템 패킷 인터페이스 4레벨 2단계(System Packet Interface Leve14 Phase 2)는 10Gbps 이더넷 응용 뿐만아니라, OC-192 대역폭의 ATM 및 POS를 통한 패킷 또는 셀 전송을 위한 물리계층과 링크계층 소자간의 인터페이스이다. 본 논문에서는 시스템 패킷 인터페이스 4레벨 2단계(SPI-4.2)에 대한 연구와 C언어를 이용한 인터페이스 모듈의 성능평가를 실시하였다. SPI-4.2 인터페이스 모들은 512워드의 FIFO를 사용할 경우 랜덤 유니폼 트래픽에서는 97%까지, 버스트 길이 32를 갖는 버스트 트래픽에서는 94% 까지의 offered load에 대해 적응이 가능하다. 그리고 14 바이트 미만의 작은 크기 패킷을 대규모로 수신할 경우, 오버헤드로 인한 성능 저하가 발생한다는 것을 확인하였다. SPI-4.2 인터페이스 모듈은 기가비트/테라비트 라우터, 광학 크로스바 스위치 및 SONET/SDH 기반의 전송 시스템에서 라인카드로 사용할 경우 적합할 것으로 사료된다.

32-비트 몽고메리 모듈러 곱셈기 기반의 2,048 비트 RSA 공개키 암호 프로세서 (2,048 bits RSA public-key cryptography processor based on 32-bit Montgomery modular multiplier)

  • 조욱래;신경욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권8호
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    • pp.1471-1479
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    • 2017
  • 2,048 비트의 키 길이를 지원하는 RSA 공개키 암호 프로세서를 설계하였다. RSA 암호의 핵심 연산인 모듈러 곱셈기를 워드 기반의 몽고메리 곱셈 알고리듬을 이용하여 설계하였으며, 모듈러 지수승 연산은 Left-to-Right(LR) 이진 멱승 알고리듬을 이용하여 구현하였다. 모듈러 곱셈에 8,448 클록 사이클이 소요되며, RSA 암호화와 복호화에 각각 185,724 클록 사이클과 25,561,076 클록 사이클이 소요된다. 설계된 RSA 암호 프로세서를 Virtex 5 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였다. $0.18{\mu}m$ CMOS 표준셀을 사용하여 100 MHz의 동작 주파수로 합성한 결과, RSA 암호 프로세서는 12,540 GE로 구현되었고, 12 kbit의 메모리가 사용되었다. 동작 가능한 최대 주파수는 165 MHz로 평가되었으며, RSA 암호화, 복호화 연산에 각각 1.12 ms, 154.91 ms가 소요되는 것으로 예측되었다.

주파수 와핑을 이용한 감정에 강인한 음성 인식 학습 방법 (A Training Method for Emotionally Robust Speech Recognition using Frequency Warping)

  • 김원구
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.528-533
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    • 2010
  • 본 논문에서는 인간의 감정 변화의 영향을 적게 받는 음성 인식 시스템의 학습 방법에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 우선 다양한 감정이 포함된 음성 데이터베이스를 사용하여 감정 변화가 음성 신호와 음성 인식 시스템의 성능에 미치는 영향에 관한 연구를 수행하였다. 감정이 포함되지 않은 평상의 음성으로 학습된 음성 인식 시스템에 감정이 포함된 인식 데이터가 입력되는 경우 감정에 따른 음성의 차이가 인식 시스템의 성능을 저하시킨다. 본 연구에서는 감정의 변화에 따라 화자의 성도 길이가 변화한다는 것과 이러한 변화는 음성 인식 시스템의 성능을 저하시키는 원인 중의 하나임을 관찰하였다. 본 연구에서는 이러한 음성의 변화를 포함하는 학습 방법을 제안하여 감정 변화에 강인한 음성 인식 시스템을 개발하였다. HMM을 사용한 단독음 인식 실험에서 제안된 학습 방법을 사용하면 감정 데이터의 오차가 기존 방법보다 28.4% 감소되었다.

가변 LDPC 부호의 성능과 반복횟수 통계 (Performance and Iteration Number Statistics of Flexible Low Density Parity Check Codes)

  • 서영동;공민한;송문규
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.189-195
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    • 2008
  • WiMAX 표준인 IEEE 802.16e의 OFDMA 물리 계층에서는 채널 환경과 다양한 전송 성능의 요구에 부응하기 위해서 다양한 부호율과 부호 길이를 갖는 총 114가지의 가변 LDPC 부호를 정의하고 있다. 본 논문에서는 AWGN 채널에서 Min-Sum 복호 알고리즘을 사용한 시뮬레이션을 통해 부호율 및 부호 길이에 따른 LDPC 부호들의 성능을 평가한다. 부호율은 감소하고 부호의 길이는 증가할수록 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 특히 각각 동일한 부호율에 대해 2가지의 LDPC 부호가 정 의 되 어 있는 2/3과 3/4의 부호율의 경우는 2/3A와 3/4B이 2/3B와 3/4A보다 우수한 성능을 보임을 확인하였다. 또한 반복횟수의 통계적 분석을 통한 반복횟수의 확률밀도함수를 통해 복호 복잡도를 파악하고, WER 성능을 추정하였다. 이상의 결과는 LDPC 복호기의 설계에서 부호의 성능과 복호 복잡도간의 절충을 위해 사용될 수 있다.