DCT 영역에서의 POCS에 근거한 후처리

임창훈,Yim Chang hoon 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.3C

POCS에 근거한 후처리 방식은 블록 결함 제거에 좋은 결과를 보여 주었지만, POCS는 반복적인 과정에 많은 연산을 요구하여 실시간 제약이 있는 실제적인 후처리를 위해서는 구현되기가 어렵다. 본 논문에서는 반복적인 기존의 POCS와 거의 비슷한 성능을 보이면서 계산 양을 획기적으로 감축한 DCT 영역에서의 POCS 방식을 제안한다. DCT 영역에서의 POCS 방식에서는 저역 통과 필터링을 DCT 영역에서 수행하여 역방향 DCT와 순방향 DCT 모듈을 제거하였다. 반복적인 POCS에서의 저역 통과 필터링을 분석하여, k번째 반복 과정에서의 필터링과 동일한 효과를 갖는 k차 저역 통과 필터링을 정의하고, 여기에 해당하는 k차 DCT 영역 POCS를 정의한다. 시뮬레이션 결과는 반복적 과정이 없는 k차 DCT 영역 POCS는 k번 반복적 과정을 거친 기존의 POCS 방식에 비하여 PSNR과 주관적 화질 면에서 거의 비슷한 성능을 보여 주면서, 훨씬 작은 계산 양을 필요로 한다. 본 논문에서 제안하는 DCT 영역에서의 POCS 방식은 실제적인 실시간 동작을 필요로 하는 후처리 구현을 위해서 효과적으로 사용될 수 있다. Even though post-processing methods based on projections onto convex sets (POCS) have shown good performance for blocking artifact reduction, it is infeasible to implement POCS for real-time practical applications. This paper proposes DCT domain post-processing method based on POCS. The proposed method shows very similar performance compared to the conventional POCS method, while it reduces tremendously the computational complexity. DCT domain POCS performs the lowpass filtering in the DCT domain, and it removes the inverse DCT and forward DCT modules. Through the investigation of lowpass filtering in the iterative POCS method, we define kth order lowpass filtering which is equivalent to the lowpass filtering in the kth iteration, and the corresponding kth order DCT domain POCS. Simulation results show that the kth order DCT domain POCS without iteration gives very similar performance compared to the conventional POCS with k iterations, while it requires much less computations. Hence the proposed DCT domain POCS method can be used efficiently in the practical post-processing applications with real-time constraints.

DCT 영역에서의 POCS에 근거한 디지털 영상 후처리

임창훈 건국대학교 산업기술연구원 2005 건국기술연구논문지 Vol.30 No.-

Even though post-processing methods based on projections onto convex sets (POCS) have shown good performance for blocking artifact reduction, it is infeasible to implement POCS for real-time practical applications. This paper proposes DCT domain post-processing method based on POCS. The proposed method shows very similar performance compared to the conventional POCS method, while it reduces tremendously the computational complexity. DCT domain POCS performs the lowpass filtering in the DCT domain, and it removes the inverse DCT and forward DCT modules. Through the investigation of lowpass filtering in the iterative POCS method, we define kth order lowpass filtering which is equivalent to the lowpass filtering in the kth iteration, and the corresponding kth order DCT domain POCS. Simulation results show that the kth order DCT domain POCS without iteration gives very similar performance compared to the conventional POCS with k iterations, while it requires much less computations. Hence the proposed DCT domain POCS method can be used efficiently in the practical post-processing applications with real-time constraints.

ARPS 움직임 추정과 POCS 복원을 동시에 이용하는 HR 영상 재구성

송희근(Heekeun Song),김용철(Yong Cheol Kim) 한국통신학회 2009 韓國通信學會論文誌 Vol.34 No.3

POCS (projection onto convex sets)를 이용하는 고해상도 영상 재구성에서는 재구성 연산 사이에 프레임간 움직임을 추정함으로써 양질의 HR (high resolution) 영상을 얻을 수 있으나, 반복적인 움직임 추정으로 인해 연산량은 증가한다. 본 논문에서는 기존의 ARPS (adaptive rood pattern search) 움직임 추정법을 수정하여 연산량을 줄이면서, 움직임 추정과 POCS 복원을 동시에 수행하는 HR 영상의 재구성 알고리즘을 제안한다. ARPS에서 필요한 기준 움직임의 값으로 POCS 복원의 이전 단계에서 추정한 움직임 벡터의 값과 위상 상관도법으로 얻은 값을 이용하여 연산량을 줄였다. 또한, 추정된 움직임을 정규화하여 그 정확도를 더욱 향상시켰다. 실험 결과, 전체 탐색 블록 정합법과 POCS를 동시에 수행하여 영상을 재구성한 경우와 비교했을 때 유사한 화질의 HR 영상을 약 30배 빠르게 재구성하였다. In POCS (projection onto convex sets)-based reconstruction of HR (high resolution) image, the quality of reconstructed image is gradually improved through iterative motion estimation and image restoration. The amount of computation, however, increases because of the repeated inter-frame motion estimation. In this paper, an HR reconstruction algorithm is proposed where modified ARPS (adaptive rood pattern search) and POCS are simultaneously performed. In the modified ARPS, the motion estimates obtained from phase correlation or from the previous steps in POCS restoration are utilized as the initial reference in the motion estimation. Moreover, estimated motion is regularized with reference to the neighboring blocks' motion to enhance the reliability. Computer simulation results show that, when compared to conventional methods which are composed of full search block matching and POCS restoration, the proposed method is about 30 times faster and yet produces HR images of almost equal or better quality.

POCS에 기반한 3D 메쉬 모델 워터마킹

이석환,권기룡,이건일,Lee Suk-Hwan,Kwon Ki-Ryong,Lee Kuhn-Il 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.11C

본 논문에서는 POSC 기반의 3D 메쉬 워터마킹 방법을 제안하였다. 제안한 방법에서는 3D 메쉬를 두 가지의 제약 조건 집합으로 수렴 조건을 만족할 때까지 반복 투영한다. 이들 집합은 워터마크를 삽입하기 위한 강인성 집합 및 비가시성 집합으로 구성된다. 원 모델없이 워터마크를 추출하기 위하여 제안한 방법에서는 워터마크가 삽입되는 위치 정보 및 결정치를 이용한다. 실험 결과로부터 제안한 방법이 메쉬 간단화, 절단, 아핀 변환, 및 랜덤 잡음 첨가 등의 공격에 우수한 강인성을 가짐을 확인하였다. In this paper, we proposed the 3D mesh watermarking using projection onto convex sets (POCS). 3D mesh is projected iteratively onto two constraint convex sets until it satisfy the convergence condition. These sets consist of the robustness set and the invisibility set that designed to embed watermark Watermark is extracted without original mesh by using the decision values and the index that watermark is embedded. Experimental results verified that the watermarked mesh have the robustness against mesh simplification, cropping, affine transformation, and vertex randomization as well as the invisibility.

정규화된 블록매칭과 POCS에 의한 HR 영상 재구성

최종범,오태석,김용철,Choi Jong-Beom,Oh Tae-Seok,Kim Yong Cheo 한국통신학회 2005 韓國通信學會論文誌 Vol.30 No.8C

LR 영상을 이용하는 HR 영상 재구성에서 추정된 움직임 벡터의 오류는 재구성된 영상의 화질을 저하시킨다. 이를 해결하기 위해 움직임 추정과 HR 영상의 추정을 동시에 하는 방법들이 제안되었으나, 블록 정합법과 같은 간단한 방법을 사용하는 경우 추정된 움직임 벡터에는 여전히 오류가 발생한다. 본 논문에서는 정규화된 움직임 추정과 POCS를 이용한 HR 영상 재구성을 동시에 하는 IBR 재구성 방법을 제안한다. 이 방법에서는 어느 한 화소의 움직임 벡터가 이웃의 움직임 벡터들과 연관성이 있음을 이용하여 블록 정합법에 정규화를 적용하여 움직임 추정이 이루어진다. 제안된 방법을 사용한 실험 결과 종래의 방법에 비하여 움직임 추정이 개선되었으며 이에 따라서 재구성된 고해상도 영상의 화질과 PSNR이 현저히 개선되었다. In the reconstruction of high resolution (HR) images from low resolution (LR) images frames, the error in the estimated motion degrades the reliability of the reconstructed HR image. Some methods were recently proposed where motion estimation and HR reconstruction is performed simultaneously. The estimated motion is still prone to error when it is based on a simple block matching. In this paper, we propose a reconstruction of a HR image by applying POCS and a regularized block matching simultaneously. In this method, a motion vector is obtained from a regularized block matching algorithm since the motion of a pixel in an image is highly correlated with the motion in neighboring regions. Experimental results show that the improved accuracy of the estimated motion vectors results in higher PSNR of the reconstructed HR images.

다계층 비디오 코딩에 적용 가능한 POCS 기반 에러 은닉 기법

윤병주(Byoung-Ju Yun) 대한전자공학회 2009 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.46 No.4

현재 무선망 등 다양한 네트워크에 적응적 서비스를 제공하기 위해 비디오 데이터에 확장성을 제공하는 다계층 비디오 부호화 기법을 사용하고 있다. 하지만 네트워크에서는 전송 에러로 인한 패킷 손실은 복호된 비디오에 오류를 발생시킨다. 특히 연집 에러에 의한 화질 저하는 현재 프레임뿐만 아니라 다음의 인트라 프레임이 나타날 때까지 파급되어 비디오 화질의 치명적 열화를 발생시킨다. 이러한 문제를 인코더에 의존하지 않고 디코더에서 독립적으로 해결하기 위해 본 논문에서는 다계층 비디오 부호화에 적합한 에러 은닉 기법을 제안한다. 제안된 기법은 다계층 비디오 부호화 기법의 계층 간 유사도와 에러 은닉 기법에 널리 사용되는 POCS 기법을 이용한다. POCS 기법의 적절한 초기치는 반복횟수를 줄일 수 있고, 성능에 영향을 미친다. 초기치 설정을 위해 본 논문에서는 계층 간 상관도와 이웃한 블록들 간의 상관도를 이용한다. 모의실험에서 제안된 에러은닉의 우수성을 볼 수 있다. Multi-layered video coding that provides scalability across the visual content has emerged for easily adaptive service over current heterogeneous network. However, the network is still error prone environment so that video service may suffer packet loss or erroneous decoding of the video. Especially distortion caused by the burst error may propagate to several pictures until intra refreshing, which will raise a terrific degradation of picture quality. To overcome the problem at terminal independently, we propose a new error concealment algorithm for the multi-layered video coding. The proposed method uses the similarity of between layers in the multi-layered video coding and POCS (Projections Onto Convex Sets) which is a powerful error concealment tool, but heavily dependent on initial values. To find adequate initial value which can reduce iteration times as well as achieve high performance, we took consideration into both features of layered approach coding and the correlation in neighbor blocks. The simulation results show that the proposed concealment method works well.

Pulse Shape Design for Ultra-Wideband Radios Using Projections onto Convex Sets

이서영(Seoyoung Lee) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.3A

FCC 스펙트럼을 만족하는 초광대역(UWB) 무선을 위한 새로운 펄스 파형을 제안한다. POCS(projections onto convex sets) 기술은 UWB 신호의 제반특성(FCC 스펙트럼 마스크하에서의 효율적인 스펙트럼 이용, 시간 제한성, 좋은 자기상관)의 제약 조건하에서 UWB 펄스의 시간 및 스펙트럼의 파형을 최적화한다. 시뮬레이션 결과에 의하면 펄스 파형의 모든 값에 대해 새로운 펄스 파형은 FCC 스펙트럼 마스크를 매우 효율적으로 만족할 뿐만 아니라 거의 동일한 자기상관함수를 갖고 있음을 보여준다. 또한 동일한 펄스폭에 대해 제안된 펄스의 절단된(즉 엄격히 시간 제한된) 펄스 파형은 이진 TH-PPM(time-hoping pulse position modulation) 시스템의 BER 성능에서 절단된 가우시안 모노싸이클(Gaussian monocycle)보다 우수하다. POCS 기술은 이 기술의 본질적인 설계 유연성 및 결합 최적화 능력 관점에서 UWB 펄스 파형 설계에 매우 효과적인 방법을 제공한다. We propose new pulse shapes for FCC-compliant ultra-wideband (UWB) radios. The projections onto convex sets (POCS) technique is used to optimize temporal and spectral shapes of UWB pulses under the constraints of all of the desired UWB signal properties: efficient spectral utilization under the FCC spectral mask, time-limitedness, and good autocorrelation. Simulation results show that for all values of the pulse duration, the new pulse shapes not only meet the FCC spectral mask most efficiently, but also have nearly the same autocorrelation functions. It is also observed that our truncated (i.e., strictly time-limited) pulse shapes outperform the truncated Gaussian monocycle in the BER performance of binary TH-PPM systems for the same pulse durations. The POCS technique provides an effective method for designing UWB pulse shapes in terms of its inherent design flexibility and joint optimization capability.

Edge 가중치를 이용한 적응적인 POCS Demosaicking 알고리즘

박종수(Jong-Soo Park),이성원(Seong-Won Lee) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.45 No.3

최근 대부분의 보급형 CCD/CMOS 영상 센서는 크기와 비용을 줄이기 위해 한 가지 색상만 선택적으로 통과시키는 CFA(Color Filter Array)를 사용한다. 따라서 원래의 컬러 영상을 복원하기 위하여 패턴인식이나, 정규화 등을 이용한 많은 알고리즘이 제안되었으나, 지엽적인 색상오류, zipper 효과 등의 오류를 충분히 제거하지 못하고 있다. 본 논문에서는 전체 영상의 PSNR 뿐 아니라 주관적인 화질에 영향을 주는 에지 부분에서의 오류를 줄이기 위하여, 기존에 제시되었던 방법인 POCS(Projection Onto Convex Sets) 알고리즘을 기반으로 에지 가중치를 적응적으로 적용하였다. 그 결과 강한 에지 부분에서 보다 효율적인 컬러복원을 할 수 있었다. Most commercial CCD/CMOS image sensors have CFA(Color Filter Array) where each pixel gathers light of a selective color to reduce the sensor size and cost. There are many algorithms proposed to reconstruct the original clolr image by adopting pettern recognition or regularization methods to name a few. However the resulting image still suffer from errors such as false color, zipper effect. In this paper we propose an adaptive edge weight demosaicking algorithm that is based on POCS(Projection Onto Convex Sets) not only to improve the entire image's PSNR but also to reduce the edge region's errors that affect subjective image quality. As a result, the proposed algorithm reconstruct better quality images especially at the edge region.

Controller design for active noise control of compressor by using the time window POCS technique

Jeong-Mo Ku,정의봉,Chinsuk Hong 대한기계학회 2020 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.34 No.7

To design an active noise controller, the transfer function between the reference signal and the error signal should be measured and defined. When the noise source operates at specific frequencies, the transfer function can only be measured at the operating frequency and its harmonics. This transfer function has reliable values only at the operating frequency and its harmonic frequencies. The frequency domain controller is implemented as an FIR filter, and the coefficients are calculated using the inverse Fourier transform. At this time, the second half part of the coefficient values of the FIR filter is high due to the insufficient frequency resolution and the unreliable transfer function. As a result, the magnitude and phase response of the filter do not follow the design values. To overcome this problem in filter design, the time window projection onto convex sets (POCS) technique is proposed. POCS technique is utilized repeatedly to make the response of the filter to converge by setting the second half part of the filter to 0, and to reassign the response in the control frequency band. The response of the converged filter was verified by comparing it with that of a time-shifting filter and Wiener filter. As a result, the FIR filter designed using POCS showed high performance, regardless of the magnitude of the disturbance and the reference signal.

POCS 이론을 이용한 인간시각시스템 기반 디지털 워터마킹

김희정(Kim Hee-Jung),서용수(Seo Yong-Su),김지홍(Kim Ji-Hong) 한국멀티미디어학회 2005 멀티미디어학회논문지 Vol.8 No.4