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JPEG2000 Encoder를 위한 EBCOT Tier-1의 하드웨어 구현
이성목,장원우,조성대,강봉순,Lee, Sung-Mok,Jang, Won-Woo,Cho, Sung-Dae,Kang, Bong-Soon 한국융합신호처리학회 2010 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.11 No.2
본 논문은 JPEG2000 Encoder를 위한 EBCOT Tier-1의 하드웨어 구현에 관한 것이다. 2000년대 초반, JPEG의 단점을 극복하기 위해 차세대 정지영상 압축 표준으로 등장한 것이 JPEG2000이다. JPEG2000 표준은 DWT(Discrete Wavelet Transform)과 EBCOT Entropy coding 기술을 기반으로 하고 있다. 이 중 EBCOT(Embedded block coding with optimized truncation)은 JPEG2000 표준에서 실제 압축을 수행하는 가장 중요한 기술 중 하나이다. 하지만 EBCOT는 Bit-level 처리를 하기 때문에 JPEG2000 압축 과정 중 절반 정도의 연산 시간을 차지하는 단점을 가지고 있다. 그래서 이에 본 논문은 EBCOT 연산의 효율성을 높이기 위해 수정된 Context 추출 방법과 산술 부호화기 MQ- Coder를 하드웨어 구현하였다. 제안된 시스템은 Verilog-HDL로 구현되었으며 TSMC 0.25um ASIC 라이브러리로 합성한 결과, 게이트 카운트는 30,511개로 구현되었으며, 50MHz의 동작 조건을 만족한다. This paper presents the implementation of a EBCOT TIER-1 for JPEG2000 Encoder. JPEG2000 is new standard for the compression of still image for overcome the artifact of JPEG. JPEG2000 standard is based on DWT(Discrete Wavelet Transform) and EBCOT Entropy coding technology. EBCOT(Embedded block coding with optimized truncation) is the most important technology that is compressed the image data in the JPEG2000. However, EBCOT has the artifact because the operations are bit-level processing and occupy the harf of the computation time of JPEG2000 Compression. Therefore, in this paper, we present modified context extraction method for enhance EBCOT computational efficiency and implemented MQ- Coder as arithmetic coder. The proposed system is implemented by Verilog-HDL, under the condition of TSMC 0.25um ASIC library, gate counts are 30,511EA and satisfied the 50MHz operating condition.
유기산 및 효소적 전처리를 이용한 다시마에서 바이오 에탄올 생산
이성목 ( Sung Mok Lee ),이재화 ( Jae Hwa Lee ) 한국공업화학회 2012 공업화학 Vol.23 No.2
본 연구는 갈조류인 다시마의 당 성분 함량에 대한 분석과 효소 및 유기산 가수분해물을 이용한 생물학적 바이오에탄올 생산에 대해 연구하였다. HPLC를 이용한 당 성분 분석 결과 alginate가 total sugar의 65.99%로 가장 많은 것으로 확인되었으며, laminaran과 mannitol이 각각 6.24, 27.77%로 나타났다. 1.5% acetic acid를 이용하여 121 ℃, 60 min 동안 가수분해 결과 최대 1.874 g/L의 환원당이 생성되었으며, ascorbic acid의 경우 2.0%에서 최대 4.291 g/L의 환원당이 생성되는 것으로 나타났다. Alginate lyase와 laminarinase와 같은 효소를 이용한 가수분해에서 환원당 생성량은 최대 2.219 g/L였다. 다시마 가수분해물을 이용한 에탄올 발효 결과 유기산을 처리했을 때에는 에탄올 생산량이 오히려 감소하는 것으로 나타났으며, alginate lyase와 laminarinase를 혼합처리 했을 때 에탄올 생산량이 1.26 g/L로 가장 높았다. We investigated for the production of biological bio-ethanol from Laminaria japonica using the hydrolysis reaction of enzymes and organic acids and the polysaccharide content was also analyzed. The composition of the polysaccharide was characterized as 65.99% alginate, 6.24% laminaran and 27.77% mannitol. The optimum concentration for reducing the sugar conversion by Laminaria japonica was found to be 1.874 g/L at an acetic acid concentration of 1.5%, 121 ℃ for 60 min, and for an ascorbic acid of 2.0%, 4.291 g/L was produced in the same condition. The enzyme hydrolysis such as alginate lyase and laminarinase contained the maximum 2.219 g/L reducing sugar. In the result of ethanol fermentation using hydrolysate of Laminaria japonica, the organic acid treatment showed a high of reducing sugar yield, but decreased the ethanol yield, and then the maximum ethanol production obtained was 1.26 g/L using the mixed treated of enzyme.
JPEG 2000 Hard-wired Encoder를 위한 칼라 2-D DWT Processor의 구현
이성목,조성대,강봉순,Lee, Sung-Mok,Cho, Sung-Dae,Kang, Bong-Soon 한국융합신호처리학회 2008 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.9 No.4
본 논문에서는 차세대 정지영상 압축 표준 JPEG2000 CODEC의 Wavelet 변환부와 양자화기의 하드웨어 구조를 제안하고 선계하였다. 본 논문의 칼라 2-D DWT 프로세서는 JPEG 2000 Hard-wired Encoder에 적용하기 위해 제안하였다. JPEG 2000DWT(Discrete Wavelet Transform)에서는 Daubechies 9/7 filter를 사용하였고 2-B DWT의 변환과 복원과정에서의 오차가 ${\pm}1$LSB 이내로 들어갈 수 있게 설계하였다. 기존에 설계되었던 filter의 하드웨어 구조에서 하드웨어 복잡도를 높이는 곱셈기를 사용하지 않고 shift-and-adder 구조를 사용하였다. 이것은 DWT 변환에서 가장 많은 연산을 차지하는 filter의 동작 속도를 향상시킬 수 있으며 하드웨어 복잡도도 낮출 수 있다. 본 시스템은 표준화된 하드웨어 설계 언어인 Verilog-HDL을 사용하여 설계하였고, Synopsys사의 Design Analyzer와 TSMC $0.25{\mu}m$ ASIC Library를 사용하여 검증하였다. In this paper, we propose the hardware architecture of two-dimensional discrete wavelet transform (2D DWT) and quantization for using JPEG2000. Color 2-D DWT processor is proposed that is to apply to JPEG 2000 Hard-wired Encoder. JPEG 2000 DWT processor uses the Daubechies' (9,7) bi-orthogonal filter, and we design by minimizing error of the DWT transformer by ${\pm}1$ LSB during compression and decompression. We designed the DWT filters that using by using shift and adder structure instead of multiplier structure which raise the hardware complexity. It is improve the operation speed of filters and reduce the hardware complexity. The proposed system is designed by the hardware description language Verilog-HDL and verified by Synopsys Design Analyzer using TSMC 0.25${\mu}m$ ASIC library.
휴대디지털 기기를 위한 소형화된 TV-out 비디오 프로세서의 구현
이성목,장원우,하주영,김주현,강봉순,Lee, Sung-Mok,Jang, Won-Woo,Ha, Joo-Young,Kim, Joo-Hyun,Kang, Bong-Soon 한국융합신호처리학회 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.7 No.4
본 논문은 TV 출력 기능이 필요한 휴대용 디지털 기기를 위한 소형화된 비디오 프로세서의 구현에 관한 것이다. 설계된 비디오 프로세서는 ITU-R(International Telecommunication Union-Radiocomunication) BT.470 표준을 모두 지원한다. 또한 설계된 시스템의 하드웨어 부담을 줄여 다양한 디지털 기기에 적용하기 위해 하드웨어 사이즈를 소형화 하는데 설계에 중점을 두었다. ITU-R BT.470 표준은 크게 NTSC, PAL, SECAM의 3가지로 구분되는데, NTSC와 PAL은 색차 신호를 전송하기 위해서 구조진폭변조(QAM)를 사용하고, SECAM은 주파수변조(FM)를 사용한다. SECAM 표준은 변조를 위해 pre-emphasis 필터와 anti-cloche 필터가 필요한데, 표준(ITU-R BT.470)에서 권장하는 anti-cloche 필터의 특성이 아주 예리해서 디지털로 설계하기가 용이하지 않다. 이에 본 논문에서는 anti-cloche 필터의 특성을 설계하기 쉽도록 바꾸고, 표준에서 요구하는 결과와 동일하도록 수정된 변조 방법을 제안한다. 각종 휴대용 디지털 기기는 내장 배터리로 동작되므로 소비전력을 줄이기 위하여 출력모드에 따른 파워소비를 가변하도록 하였다. 제안된 비디오 프로세서는 Altera사의 FPGA APEX20K1000EBC652-3과 삼성 LCD-TV를 이용하여 실시간 검증을 수행하였다. This paper presents the design and implementation of a video processor for the device of need TV-OUT function. The designed video processor satisfies the standard conditions of ITU-R(International Telecommunication Union-Radiocommunication) BT.470. Also, in order to apply various digital device, we concentrate upon hardware complexity. ITU-R BT.470 can be classified as NTSC, PAL or SECAM. NTSC and PAL use QAM(Quardarature Amplitude Modulation) to transmit color difference signals and SECAM uses FM(Frequency Modulation). FM must have antic-cloche filter but filter recommended by ITU-R BT.470 is not easy to design due to sharpness of the frequency response. So this paper proposes that the special quality of anti-cloche filter is transformed easy to design and the modulation method is modified to be identical with the result required at standard. The processor can control power consumption by output mode to apply portable digital devices. The proposed processor is experimentally demonstrated with ALTERA FPGA APEX20KE EP20K1000EBC652-3 device and SAMSUNG LCD-TV.