H.264/AVC부호화기용 움직임 보상기의 아키텍처 연구

김원삼,손승일,강민구,Kim, Won-Sam,Sonh, Seung-Il,Kang, Min-Goo 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.3

움직임 보상은 고화질의 실시간 비디오 응용에 있어서 언제나 주된 병목을 초래한다. 따라서 실시간 비디오 응용에서는 움직임 보상을 수행하는 고속의 전용 하드웨어를 필요로 한다. 여러 동영상 부호화 방식에서 영상프레임은 픽셀의 블록으로 분할된다. 일반적으로 움직임 보상은 이전 프레임으로부터 움직임을 추정하여 현재의 블록을 예측하게 된다. 움직임 보상에 사용되는 화소 정밀도가 높을수록 보다. 좋은 성능을 갖지만 연산량은 증가하게 된다. 본 논문에서는 1/4 화소 정밀도를 지원하는 H.264/AVC 부호화기에 적합한 움직임 보상기의 아키텍처를 연구하였다. 설계된 움직임 보상기는 전치 배열과 휘도 6-tap 필터 3개를 사용하여 높은 하드웨어 이용률을 갖게 하였으며 내부 메모리의 크기를 감소시켰다. VHDL을 사용하여 기술하였으며, Xilinx ISE툴을 사용하여 합성하고, Modelsim_6.1i를 사용하여 검증하였다. 설계된 움직임 보상기는 단지 3개의 6-tap 필터만을 사용하면서 매크로블록 당 640 클럭 사이클에 수행하였다. 본 논문에서 제안하는 움직임 보상기는 실시간 비디오 처리를 요구하는 분야에 응용 가능할 것으로 사료된다. Motion compensation always produces the principal bottleneck in the real-time high quality video applications. Therefore, a fast dedicated hardware is needed to perform motion compensation in the real-time video applications. In many video encoding methods, the frames are partitioned into blocks of Pixels. In general, motion compensation predicts present block by estimating the motion from previous frame. In motion compensation, the higher pixel accuracy shows the better performance but the computing complexity is increased. In this paper, we studied an architecture of motion compensator suitable for H.264/AVC encoder that supports quarter-pixel accuracy. The designed motion compensator increases the throughput using transpose array and 3 6-tap Luma filters and efficiently reduces the memory access. The motion compensator is described in VHDL and synthesized in Xilinx ISE and verified using Modelsim_6.1i. Our motion compensator uses 36-tap filters only and performs in 640 clock-cycle per macro block. The motion compensator proposed in this paper is suitable to the areas that require the real-time video processing.

H.264/AVC용 매크로블록 겹침 기법에 기반한 디블록킹 필터의 설계

김원삼,손승일,Kim, Won-Sam,Sonh, Seung-Il 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.4

H.264/AVC is a new international standard for the compression of video images, in which a deblocking filter has been adopted to remoye blocking artifacts. This paper proposes an efficient architecture of deblocking filter in H.264/AVC. By making good use of data dependence between neighboring $4{\times}4$ blocks, the memory sire is reduced and the throughput of the deblocking filter processing is increased. The designed deblocking filter further enhances the parallelism by simultaneously executing horizontal and vertical filtering within a macroblock in pipeline method and adopting overlap between macroblocks. The implementation result shows that the proposed architecture enhances the performance of deblocking filter processing from 1.75 to 4.23 times than that of the conventional deblocking filter. Hence the Proposed architecture of deblocking filter is able to perform real-time deblocking in high-resolution($2048{\times}1024$) video applications. H.264/AVC는 블록킹 현상을 제거하기 위해 디블록킹 필터를 채용한 영상 이미지의 압축을 위한 새로운 국제 표준이다. 본 논문에서는 H.264/AVC에 존재하는 디블록킹 필터의 효율적인 아키텍처를 제안한다. 이웃한 $4{\times}4$ 블록사이의 데이터 종속성 을 이용하여 메모리의 사용량을 줄이고, 디블록킹 필터처리의 쓰루풋을 향상시켰다. 본 논문에서 설계된 디블록킹 필터는 매크로블록 내에서는 수평 필터링과 수직 필터링을 파이프라인 방식으로 수행하고, 매크로블록 간에는 겹침 방식을 채용함으로써 병렬성을 한층 향상시켰다. 구현 결과는 기존의 디블록킹 필터와 비교할 때 1.95에서 4.73배까지 성능을 향상시키는 것으로 나타났다. 따라서 본 논문에서 제안한 디블록킹 필터의 아키텍처는 고해상도 비디오 응용에서 실시간으로 디블록킹을 수행할 수 있을 것으로 예견된다.

H.264/AVC용 가변 블록 크기를 지원하는 움직임 추정 부호기의 연구

김원삼,손승일,Kim, Won-Sam,Sohn, Seung-Il 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.10

The key elements of inter prediction are motion estimation(ME) and motion compensation(MC). Motion estimation is to find the optimum motion vectors, not only by using a distance criteria like the SAD, but also by taking into account the resulting number of 비트s in the 비트 stream. Motion compensation is compensate for movement of blocks of current frame. Inter-prediction Encoding is always the main bottleneck in high-quality streaming applications. Therefore, in real-time streaming applications, dedicated hardware for executing Inter-prediction is required. In this paper, we studied a motion estimator(ME) for H.264/AVC. The designed motion estimator is based on 2-D systolic array and it connects processing elements for fast SAD(Sum of Absolute Difference) calculation in parallel. By providing different path for the upper and lower lesion of each reference data and adjusting the input sequence, consecutive calculation for motion estimation is executed without pipeline stall. With data reuse technique, it reduces memory access, and there is no extra delay for finding optimal partitions and motion vectors. The motion estimator supports variable-block size and takes 328 cycles for macro-block calculation. The proposed architecture is local memory-free different from paper [6] using local memory. This motion estimation encoder can be applicable to real-time video processing. 인터 예측의 핵심 요소는 ME와 MC이다. ME는 SAD(Sum of Absolute Difference)와 같은 정합기준을 사용하는 것뿐만 아니라 비트스트림의 최종 비트수에 따라서 최적의 움직임 벡터를 찾는다. 인터 예측부호화는 고화질의 실시간 비디오 응용에 있어서 언제나 주된 병목을 초래한다. 따라서 실시간 비디오 응용에서는 인터 예측을 수행하는 고속의 전용 하드웨어를 필요로 한다. 본 논문에서는 H.264/AVC의 움직임 추정기를 연구하였다. 설계된 움직임 추정기는 2-D 시스토릭 배열 기반으로 기본 처리기 요소를 병렬로 연결하여 SAD 값을 빠르게 계산한다. 참조데이터를 상위영역과 하위영역으로 나누어 각각의 연결선을 두고 입력 시퀀스를 조절하여 파이프라인 중지 없이 연속적인 연산을 수행한다. 데이터 재사용 기법을 통하여 메모리 엑세스를 줄였고 특별한 지연 없이 최소의 SAD를 갖는 파티션을 찾아내어 움직임 벡터를 생성하게 하였다. 설계된 움직임 추정기는 가변 블록 크기를 지원하며 하나의 매크로블록의 연산을 하는데 328 사이클이 소요된다. 논문 [6]이 로컬메모리를 사용하는 것과 달리, 본 논문은 로컬메모리를 사용하지 않는다.

EL Properties of Polymeric α-Pyridoin Ligated Europium Complex

김원삼,Nguyen Manh Tuong,이범종,권영수 한국고분자학회 2004 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.2004 No.04

아크릴계 고분자에 의한 폴리우레탄 접착제의 소수성 표면에 대한 접착성 향상

김원삼,손은미,김진운,이범종 한국고분자학회 2002 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.2002 No.4

방재정책 의사결정 제고를 위한 수해통계 수준평가 방안

강원삼,박선희,장권희,김원현,심우배 한국방재학회 2015 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.14 No.-

우리나라 수해 통계정보를 얻을 수 있는 자료로는 재해연보로서, 시설물 복구비 지원 위주의 단순 통계 집적 관리 목적으로 작성되어 방재정책 수립시 필요한 기본정보로서의 수준이 미흡하다. 반복되는 재해에 따른 피해액과 복구비 등의 국가적 손실을 최소화하기 위해서는 직접피해뿐 아니라 실제 체감할 수 있는 사회·경제 전반에 걸친 재해 정보를 통한 홍수피해 예측으로 타당한 방재 대책을 수립할 수 있는 의사결정 정보가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 수해 통계정보의 현황을 파악할 수 있는 수준평가 방안을 마련하였다. 방재 선진국의 홍수피해 산정을 위한 피해대상항목 및 피해액 도출방법 등의 통계 정보조사 및 브레인스토밍을 통해서 평가지표는 크게 피해조사 항목 적정성과 피해 산정 방법의 정밀도로 구분하고, 세부지표로는 직·간접 피해 정보의 적정성, 공간단위 정밀도, 직·간접피해 산정의 정밀도 등으로 구성하여 국내 수해통계 정보에 적용하였다. 향후 동일한 수준평가 항목을 일본, 미국 등 국외 수해통계 정보에 적용하여 수준을 평가하고, 국내의 수준과 비교분석을 통하여 국내 수해통계의 문제점에 대한 개선방안이 도출된다면 수해정보의 정확도 및 활용성 향상으로 효율적인 방재정책 수립이 가능할 것으로 사료된다.

다기준의사결정기법을 통한 국내 홍수피해 통계 수준평가

강원삼,김원현,박선희,심우배 한국방재학회 2016 한국방재학회논문집 Vol.16 No.2

Recently, Flood damage that cause life and property damage is a continuously increasing trend in accordance with the impacts of climate change. But information into Flood damage statistics are written in purpose of simple statistics integrated management, so this level is insufficient as basic information required for the policy of disaster prevention. In this study, we arrange level evaluation method consider drawbacks and implications of Korea, Japan and the United States’s flood damage statistics information in order that we evaluate level of flood damage statistics information as decision making information across the social and economic that we can actually feel, as well as direct damage. And we analyzed the current level of domestic flood damage statistics. Domestic flood damage statistics showed about 50% level of Japan and the United States due to problem that damage estimate support oriented restoration expense without considering the indirect damage items. If we build a detailed classification of flood damage statistics considering the advanced foreign statistics, we will establish a reasonable disaster prevention through directly or indirectly physical, social and economic damage assessment. 최근 기후변화 영향에 따라 인명 및 재산피해를 유발하는 홍수피해가 지속적으로 증가 추세이지만, 홍수피해 통계에 대한 정보는 시설물 복구비 지원 위주의 단순 통계 집적 관리를 위한 목적으로 작성되어 방재정책 수립 시 필요한 기본정보로서의 수준이 미흡한 실정이다. 따라서, 직접피해 뿐만 아니라 실제로 체감할 수 있는 사회·경제 전반에 걸친 방재 대책을 수립할 수 있는 의사결정 정보로서 수준을 평가하기 위해 본 연구에서는 국내외(한국, 일본, 미국) 홍수피해 통계 항목 및 피해산정방법 등 통계 정보의 문제점·시사점을 고려하여 수준평가 방안을 마련하고 국내 홍수피해 통계 정보의 현재 수준에 대해 평가하였다. 국내 홍수피해 통계 정보는 간접피해 항목을 고려하지 않고 피해 산정시 복구비 지원 위주의 일괄적인 원단위 적용의 문제점 등으로 인해 일본·미국의 약 50% 수준으로 나타났다. 향후 선진외국사례를 고려한 홍수피해 통계 항목의 분류체계를 상세화하여 구축된다면 직간접적 물리적, 사회·경제적 피해산정을 통한 타당한 방재 대책을 수립할 수 있을 것으로 사료된다.

a-피리도인과 유로피움 착체의 합성 및 광발광메 관한 연구

임종한,김원삼,이범종,권영수 한국화상학회 2004 한국화상학회지 Vol.10 No.2

H.264/AVC용 병렬 디블록킹 필터의 아키텍처에 관한 연구

손승일,김원삼,Sonh, Seung-Il,Kim, Won-Sam 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.4

H.264/AVC는 블록킹 현상을 제거하기 위해 디블록킹 필터를 채용한 영상 이미지의 압축을 위한 새로운 국제 표준이다. 본 논문에서는 H.264/AVC에 존재하는 디블록킹 필터의 효율적인 아키텍처를 제안한다. 이웃한 $4{\times}4$ 블록사이의 데이터 종속성을 이용하여 메모리의 사용량을 줄이고, 디블록킹 필터 처리의 쓰루풋을 향상시켰다. 수평 필터링과 수직 필터링을 병렬로 수행함으로써 기존의 디블록킹 필터와 비교할 때 1.75에서 4.23배까지 성능을 향상시켰다. 따라서 본 논문에서 제안한 아키텍처는 고해상도 비디오 응용의 실시간 디블록킹을 수행할 수 있을 것으로 예견된다. H.264/AVC is a new international standard for the compression of video images, in which a deblocking filter has been adopted to remove blocking artifacts. This paper proposes an efficient architecture of deblocking filter in H.264/AVC. By making good use of data dependence between neighboring $4{\times}4$ blocks, the memory size is reduced and the throughput of the deblocking filter processing is increased. Compared to the conventional deblocking filters, the proposed architecture enhances the performance of deblocking filter processing from 1.75 to 4.23 times. Hence the proposed architecture is able to perform real-time deblocking of high-resolution($2048{\times}1024$) video applications.

마이크로프로세서에 의한 태양에너지 시스템의 최대전력 추종제어 ( A Maximum Power Tracking Control of Solar Energy System based on Microprocessor )

김세찬,김덕헌,김원삼,원충연 대한전자공학회 1994 대한전자공학회 학술대회 Vol.1994 No.1