어쿠스틱 센서 IC용 4차 단일 비트 연속 시간 시그마-델타 모듈레이터

김형중(Hyoungjoong Kim),이민우(Minwoo Lee),노정진(Jeongjin Roh) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.46 No.3

본 논문에서는 어쿠스틱 센서 IC 용 연속 시간 시그마-델타 모듈레이터를 구현하였다. 모듈레이터의 전력 소모를 최소화하기 위해 summing 단의 필요성을 제거한 피드-포워드 (feed-forward) 구조로 설계 하였으며, 해상도를 높이기 위해 선형성이 우수한 active-RC 필터를 사용하여 설계 하였다. 또한 초과 루프 지연 시간 (excess loop delay) 에 의한 성능 저하를 방지하기 위한 회로 기법을 제안 하였다. 저 전압, 고 해상도의 4차 단일 비트 연속 시간 시그마-델타 모듈레이터는 0.13 ㎛ 1 poly 8 metal CMOS 표준 공정으로 제작하였으며 코어 크기는 0.58 ㎟ 이다. 시뮬레이션 결과 25 ㎑ 의 신호 대역 내에서 91.3 ㏈의 SNR(signal to noise ratio)을 얻었고 전체 전력 소모는 290 ㎼ 임을 확인하였다. This paper presents the design of continuous-time sigma-delta modulator for acoustic sensor. The feedforward structure without summing block is used to reduce power consumption of sigma-delta modulator. A high-linearity active-RC filter is used to improve resolution of sigma-delta modulator. Excess loop delay problem in conventional continuous-time sigma-delta modulators is solved by our proposed architecture. A low power, high resolution fourth-order continuous-time sigma-delta modulator with 1-bit quantization was realized in a 0.13-㎛, 1-poly 8-metal CMOS technology, with a core area of 0.58 ㎟. Simulation results show that the modulator achieves 91.3-㏈ SNR over a 25-㎑ signal bandwidth with an oversampling ratio of 64, while dissipating 290 ㎼ from a 3.3-V supply.

자기참조 가상 패리티 비트를 이용한 XOR기반의 고화질 정보은닉 기술

최용수,김형중,이달호,Choi, YongSoo,Kim, HyoungJoong,Lee, DalHo 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.50 No.8

최근 들어 정보은닉기술에 대한 필요성이 많이 증가되고 있으며 국제치안, 군사 그리고 의료영상 등의 분야에서 그 예를 많이 볼 수 있다. 본 논문에서는 한 픽셀의 다수 MSB(MSBs: Most Significant Bits)의 Parity Bit를 이용하여 gray영상에 대해 정보를 은닉하는 방법을 제안한다. 스테가노그라피(Steganography) 분야에서 많은 연구들이 LSB 대체(Substitution), XOR연산을 채용하여 연구되어왔으며 궁극적인 목적은 낮은 복잡도와 높은 은닉용량, 동시에 화질의 저하를 최소화하는 것이다. 하지만 LSB 대체 방법은 높은 은닉용량을 가짐에도 불구하고 너무나 간단한 작업으로 인해 안전하지 못하다. 또한 XOR연산을 이용한 방법들은 픽셀 수 대비 약 75%의 은닉률을 달성하였다. 제안된 방법에서 각 픽셀의 LSB(Least Significant Bit)는 비밀메시지 1비트와 해당 픽셀의 7 MSBs의 Parity Bit와 XOR 연산된다. 제안한 방법은 대칭키 프로토콜의 개념을 스테가노그라피에 적용한 것이며 대칭키를 자기참조에 의해 생성하도록 하였다. 제시한 방법은 기존의 XOR방법들에 비해 은닉률이 25% 높으며 원본 대비 픽셀의 LSB 반전률이 약 6%정도 개선되는 효과를 보였다. Recently, Information Hiding Technology are becoming increasingly demanding in the field of international security, military and medical image This paper proposes data hiding technique utilizing parity checker for gray level image. many researches have been adopted LSB substitution and XOR operation in the field of steganography for the low complexity, high embedding capacity and high image quality. But, LSB substitution methods are not secure through it's naive mechanism even though it achieves high embedding capacity. Proposed method replaces LSB of each pixel with XOR(between the parity check bit of other 7 MSBs and 1 Secret bit) within one pixel. As a result, stego-image(that is, steganogram) doesn't result in high image degradation. Eavesdropper couldn't easily detect the message embedding. This approach is applying the concept of symmetric-key encryption protocol onto steganography. Furthermore, 1bit of symmetric-key is generated by the self-reference of each pixel. Proposed method provide more 25% embedding rate against existing XOR operation-based methods and show the effect of the reversal rate of LSB about 2% improvement.

자기참조 가상 패리티 비트를 이용한 XOR기반의 고화질 정보은닉 기술

최용수(YongSoo Choi),김형중(HyoungJoong Kim),이달호(DalHo Lee) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.12

최근 들어 정보은닉기술에 대한 필요성이 많이 증가되고 있으며 국제치안, 군사 그리고 의료영상 등의 분야에서 그 예를 많이 볼 수 있다. 본 논문에서는 한 픽셀의 다수 MSB(MSBs: Most Significant Bits)의 Parity Bit를 이용하여 gray영상에 대해 정보를 은닉하는 방법을 제안한다. 스테가노그라피(Steganography) 분야에서 많은 연구들이 LSB 대체(Substitution), XOR연산을 채용하여 연구되어왔으며 궁극적인 목적은 낮은 복잡도와 높은 은닉용량, 동시에 화질의 저하를 최소화하는 것이다. 하지만 LSB 대체 방법은 높은 은닉용량을 가짐에도 불구하고 너무나 간단한 작업으로 인해 안전하지 못하다. 또한 XOR연산을 이용한 방법들은 픽셀 수 대비 약 75%의 은닉률을 달성하였다. 제안된 방법에서 각 픽셀의 LSB(Least Significant Bit)는 비밀메시지 1비트와 해당 픽셀의 7 MSBs의 Parity Bit와 XOR 연산된다. 제안한 방법은 대칭키 프로토콜의 개념을 스테가노그라피에 적용한 것이며 대칭키를 자기참조에 의해 생성하도록 하였다. 제시한 방법은 기존의 XOR방법들에 비해 은닉률이 25% 높으며 원본 대비 픽셀의 LSB 반전률이 약 6%정도 개선되는 효과를 보였다. Recently, Information Hiding Technology are becoming increasingly demanding in the field of international security, military and medical image This paper proposes data hiding technique utilizing parity checker for gray level image. many researches have been adopted LSB substitution and XOR operation in the field of steganography for the low complexity, high embedding capacity and high image quality. But, LSB substitution methods are not secure through it"s naive mechanism even though it achieves high embedding capacity. Proposed method replaces LSB of each pixel with XOR(between the parity check bit of other 7 MSBs and 1 Secret bit) within one pixel. As a result, stego-image(that is, steganogram) doesn"t result in high image degradation. Eavesdropper couldn"t easily detect the message embedding. This approach is applying the concept of symmetric-key encryption protocol onto steganography. Furthermore, 1bit of symmetric-key is generated by the self-reference of each pixel. Proposed method provide more 25% embedding rate against existing XOR operation-based methods and show the effect of the reversal rate of LSB about 2% improvement.

SoC 전원 관리를 위한 인덕터와 커패시터 내장형 100㎒ DC-DC 부스트 변환기

이민우(Minwoo Lee),김형중(Hyoungjoong Kim),노정진(Jeongjin Roh) 大韓電子工學會 2009 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.46 No.8

본 논문은 SoC 전원 관리를 위한 고성능 DC-DC 부스트 변환기 설계에 관한 것이다. DC-DC 변환기에서 일반적으로 전하축전용으로 사용되는 인덕터와 커패시터를 칩 안에 집적하기 위해 그 크기를 크게 감소시키고, 스위칭 주파수를 100㎒로 하였다. 고속 동작에서 전압 방식의 제어를 선택하여 신뢰성을 높였으며, 적절한 주파수 보상으로 안정적인 동작 특성을 확보하였다. 설계한 DC-DC 변환기는 thick gate oxide 옵션이 포함된 0.18㎛ CMOS 표준 공정으로 제작하였다. 내부 필터 커패시터를 포함한 칩의 면적은 8.14㎟ 이고, 제어기가 차지하는 면적은 1.15㎟ 이다. 부하 전류 300㎃ 이상에 대하여 4V의 출력을 얻는 변환기의 최대 효율은 76% 이상, load regulation은 100㎃의 변화에 대하여 0.012% (0.5㎷)의 특성을 갖는다. This paper presents a design of a high performance DC-DC boost converter as a power module for SoC designs. It applied to this chip that reduced inductor and capacitor for integrating on a chip, and it operates with a switching frequency of 100㎒. It has reliability and stability in high switching frequency. The controller of DC-DC boost converter is designed by voltage-mode control method and compensated properly. The designed DC-DC converter is fabricated with the 0.18㎛ standard CMOS technology with a thick-gate oxide option. The overall die size is 8.14㎟, and controller size is 1.15㎟. The converter has the maximum efficiency over 76% for the output voltage of 4V and load current larger 300㎃. The load regulation is 0.012% (0.5㎷) for the load current change of 100㎃.

데이터 은닉 기법을 이용한 BTC(Block Truncation Coding) 영상의 압축

최용수(YongSoo Choi),김형중(HyoungJoong Kim),박춘명(ChunMyung Park),최희진(HuiJin Choi) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.47 No.1

이 논문에서는 데이터 은닉기법을 적용하여 BTC 영상을 압축하는 방법을 제안한다. BTC는 일반적인 디지털 영상을 2진 영상으로 압축하는 알고리즘이며 프린터와 같은 응용에서도 사용이 가능하다. BTC 알고리즘에서 이진영상과 함께 전송되는 부가정보의 크기가 이진영상의 크기와 같을 정도로 크므로 이 정보를 정보은닉 기법을 이용하여 줄임으로서 전체적인 전송량을 줄이고자 한다. 하지만 일반적인 BTC 영상에서 데이터 은닉을 위한 공간이 충분하지 않으므로 본 논문에서는 Adaptive AMBTC 알고리즘을 적용하여 생성된 이진영상에 가상 히스토그램을 구한 후 히스토그램 변형을 통하여 부가정보의 양을 줄이고자 한다. 논문에서 제공하는 알고리즘은 기존의 BTC 또는 Adaptive AMBTC 알고리즘에서 생성된 영상과 화질의 차이를 크게 보이지 않는 범위 내에서 파일 크기를 6-11%정도 줄일 수 있다. In this paper, It propose methods compressing BTC image utilizing data hiding technique. BTC is used to compress general digital image into binary image and applied into application such as printer. Additional information ,transferred with binary image, is as big as the size of binary image. therefore, we wish to reduce the total transmission bandwidth by decreasing the additional information with sustaining the small image degradation. Because typical BTC image doesn't have enough space for data hiding, we adopt Adaptive AMBTC (Absolute Moment BTC) algorithm to produce the binary image, and calculate virtual histogram from created binary image and modify this histogram for reducing the additional information. The proposed algorithm can reduce about 6-11 % of the image file size ,compared with the existing BTC algorithm, without making perceptible image degradation.

미디어 검색의 기술적 진화 : 해쉬를 이용한 미디어 검색을 중심으로

최용수(YongSoo Choi),김형중(HyoungJoong Kim) 한국문화산업학회 2011 한국문화산업학회 학술대회 Vol.2011 No.6

개인용 컴퓨터 내에서 파일을 검색하는 기술이 미디어 검색의 시작이라 할 수 있다. 파일명과 같은 파일의 헤더정보 또는 메타파일의 정보를 검색의 질의어로 사용을 하였으며 이후 내용기반의 검색이 주를 이루게 되었다. 본 논문에서는 검색에 사용되는 질의어의 형태에 따른 검색 기술의 발전에 대해 알아보고, 미디어의 저장 또는 검색에 있어 항상 공존하는 해쉬함수 그리고 최근 많이 사용되는 지각적 해쉬 생성함수에 대해 다루고자 한다. 최근 몇 년간 높아진 디지털 저작물의 권리 보호 조치 등에 발맞추어 미디어의 인증 및 필터링에 필요한 기술들의 지속적인 발전이 필요하다. 특히, 멀티미디어 해쉬는 데이터베이스화되는 미디어의 저장 및 필터링에 있어서는 상당히 효과적이며 향후 그 사용이 증가할 것으로 보여진다.

특정 전처리 기술을 이용한 간섭-불변 영상 해쉬 생성

최용수(YongSoo Choi),김형중(HyoungJoong Kim),여인권(InKwon Yeo) 대한전자공학회 2010 대한전자공학회 학술대회 Vol.2010 No.6

Image Hash is the descriptor or identifier of image which can be used for evaluating the similarity among candidate images. Histogram based image hashing techniques are known for having robustness against tampers of general image processing modification and geometrical distortion, thought a number of image hashing methods have been developed. It proposes histogram based image hashing method, adopting image quantization and user defined windowing as pre-processing steps, generating robust image hash string. These two steps make input image characterized. It also develope hash decision algorithm which is robust to statistical errors. The result of proposed paper shows that it is comparable to previous robust hashing techniques.

사용자에 의한 영상 불변 특징을 이용한 이미지 해쉬 기술

최용수 ( Yongsoo Choi ),김형중 ( Hyoungjoong Kim ) 한국정보처리학회 2010 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.17 No.1

이미지 해쉬는 기술자(Descriptor) 또는 구분자(Identifier)로서 영상의 유사성을 측정하는데 사용될 수 있다. 수많은 이미지 해쉬 기술들이 있지만, 그 중에서도 히스토그램 기반의 방법들이 일반적인 영상처리나 다양한 기하학적 공격들에 강인함을 보여준다. 이 논문에서는 강인한 히스토그램 기반 이미지 해쉬를 생성하기 위하여 영상의 양자화, 사용자 지정 윈도우를 적용하여 영상의 특성화 과정을 적용하며 해쉬 값 결정 알고리즘도 오류에 강하도록 설계하였다. 이러한 기술은 기존의 논문들이 보여주었던 성능을 향상시킨다. 특히, 통계적인 오류측정을 통해 수행결과를 설명함으로서 수행성능의 향상을 객관적으로 평가하였다.

Histogram-Based Image Hash 성능 개선 방법

권하나(Hana Kwon),김소영(SoYoung Kim),김형중(HyoungJoong Kim) 한국방송·미디어공학회 2008 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2008 No.-

Image hash는 영상에서 유사성을 찾는 방법으로 사용될 수 있는 기술자(Descriptor)로 특징지을 수 있다. 많은 image hash 방법중에 Histogram-based image hash는 Histogram equalization을 제외한 보통 잡음 및 다양한 기하학적 변조를 주어도 같은 그림을 찾아내는데 강력한 기능을 수행한다. 본 논문에서는 Histogram-Based Hash를 생성함에 있어 서로 다른 3개의 bin의 관계를 이용하여 Hash를 생성하였다. 본 논문은 이를 통해 영상의 유사성을 찾아내는데 있어 원본영상에 대해 기하학적 변조뿐만 아니라 상대적으로 성능이 약했던 Histogram equalization을 이용한 변조에 대해서도 성능이 개선되었다. 또한 가우시안 필터링의 알파 값을 다르게 지정함으로 인하여 생성되는 두 히스토그램을 이용하여 기존의 방법보다 성능이 개선되었다.