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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 류광기
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 한밭대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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본 논문에서는 서로 다른 임의의 입출력 순서를 갖는 영상신호의 블록 신호처리에서 블록 크기의 단일 버퍼를 사용하는 실시간 스캔변환기의 구현 가능성을 입증하고 효율적 구현방법을 제안한다.
지그재그 스캔과 같이 블록 데이터의 입출력 순서를 바꿔주는 스캔변환기는 블록 크기의 버퍼를 한 개 사용하는 단일 버퍼링 방법이 가장 이상적이지만 복잡한 주소열의 변화를 구현하기 어렵기 때문에 버퍼를 두 개를 사용하는 이중 버퍼링 방법을 일반적으로 사용한다.
반면 데이터를 읽어 낸 자리에 동시에 새로 들어오는 데이터를 저장하는 단일 버퍼링 방법은 한 개의 블록 크기의 버퍼로 구현이 가능하기 때문에 이중 버퍼링 방법에 비해 메모리 절감 효과가 있다. 하지만 임의의 입출력 순서 변환이 일어나는 경우 블록을 처리할 때마다 주소의 접근순서가 복잡하게 바뀌기 때문에 구현이 어렵다.
본 논문에서는 복잡한 순서열 변화가 일어나는 단일 버퍼링 방법에서도 순서열 변화에 반복성과 유한성이 있음을 밝히고 그것을 이용하여 임의의 입출력 순서 변화에도 대응하는 단일 버퍼링 방식의 주소발생기를 구현하는 효율적인 방법을 제안한다.
제시한 방법은 본 논문에서 입증한 순서열의 반복성과 유한성에 바탕을 둔 방법으로 블록 내의 개별화소를 세는 카운터와 그룹화한 주소군에 독립적으로 할당되는 카운터 및 개별주소 옵셋테이블로 구성되며 블록의 크기와 입출력 데이터의 순서에 상관없이 최소 40% 이상의 면적 절감 효과를 보이는 방법이다.
제시한 방법을 적용한 다양한 스캔블록은 Verilog HDL로 설계하여 TSMC 0.18 CMOS 공정 라이브러리로 합성하여 검증하였으며 JPEG, MPEG 등의 8x8 지그재그 스캔블록은 41%, H.264의 4x4 지그재그 블록은 43.6%, 그리고 HEVC에 적용된 4x4 대각선 스캔 블록은 45.7%의 면적 감소율을 보였다.
검증 결과를 통하여 본 논문에서 제시한 방법은 기존의 여러 표준스펙에 사용되는 스캔블록에 대해 우수한 면적 절감 효과를 보임을 확인하였다. 또한 제안하는 방법은 데이터를 표현하는 비트 수나 다루는 블록의 크기가 클수록 자원절감 효과가 증가하는 방법으로 고화소 영상의 압축 코덱에도 효과적으로 적용 가능하다.
지그재그 스캔과 같이 블록 데이터의 입출력 순서를 바꿔주는 스캔변환기는 블록 크기의 버퍼를 한 개 사용하는 단일 버퍼링 방법이 가장 이상적이지만 복잡한 주소열의 변화를 구현하기 어렵기 때문에 버퍼를 두 개를 사용하는 이중 버퍼링 방법을 일반적으로 사용한다.
반면 데이터를 읽어 낸 자리에 동시에 새로 들어오는 데이터를 저장하는 단일 버퍼링 방법은 한 개의 블록 크기의 버퍼로 구현이 가능하기 때문에 이중 버퍼링 방법에 비해 메모리 절감 효과가 있다. 하지만 임의의 입출력 순서 변환이 일어나는 경우 블록을 처리할 때마다 주소의 접근순서가 복잡하게 바뀌기 때문에 구현이 어렵다.
본 논문에서는 복잡한 순서열 변화가 일어나는 단일 버퍼링 방법에서도 순서열 변화에 반복성과 유한성이 있음을 밝히고 그것을 이용하여 임의의 입출력 순서 변화에도 대응하는 단일 버퍼링 방식의 주소발생기를 구현하는 효율적인 방법을 제안한다.
제시한 방법은 본 논문에서 입증한 순서열의 반복성과 유한성에 바탕을 둔 방법으로 블록 내의 개별화소를 세는 카운터와 그룹화한 주소군에 독립적으로 할당되는 카운터 및 개별주소 옵셋테이블로 구성되며 블록의 크기와 입출력 데이터의 순서에 상관없이 최소 40% 이상의 면적 절감 효과를 보이는 방법이다.
제시한 방법을 적용한 다양한 스캔블록은 Verilog HDL로 설계하여 TSMC 0.18 CMOS 공정 라이브러리로 합성하여 검증하였으며 JPEG, MPEG 등의 8x8 지그재그 스캔블록은 41%, H.264의 4x4 지그재그 블록은 43.6%, 그리고 HEVC에 적용된 4x4 대각선 스캔 블록은 45.7%의 면적 감소율을 보였다.
검증 결과를 통하여 본 논문에서 제시한 방법은 기존의 여러 표준스펙에 사용되는 스캔블록에 대해 우수한 면적 절감 효과를 보임을 확인하였다. 또한 제안하는 방법은 데이터를 표현하는 비트 수나 다루는 블록의 크기가 클수록 자원절감 효과가 증가하는 방법으로 고화소 영상의 압축 코덱에도 효과적으로 적용 가능하다.
목차
Ⅰ. 서론 1Ⅱ. 영상압축코덱의 개념 62.1. 영상압축코덱의 구조 62.1.1. 기본 알고리즘 62.1.1. 구조 102.2. 영상압축표준 142.2.1. JPEG 142.2.2. MPEG4 152.2.3. H.264 152.2.4. HEVC 16Ⅲ. 영상압축표준을 위한 스캔 방법 183.1 행렬전치 183.2. 지그재그 스캔 193.3. 수평/수직 스캔 193.4. 대각선 스캔 20IV. 제안하는 스캔변환기의 구현방법 214.1. 기존 스캔 변환기의 구현 방법 및 제약 214.1.1. 스캔변환기의 기본적인 구현방법 214.1.2. 이중 버퍼링 방법 214.1.3. 단일 버퍼링 방법 224.1.4. 주소저장방식 단일 버퍼링 방법 234.2. 제안하는 스캔 변환기의 원리 및 구현방법 254.2.1. 입출력 순서열 패턴의 특징 254.2.2. 유한성과 반복성의 예측 및 입증 284.2.3. 순서열 그룹을 이용한 주소발생기의 구현 32Ⅴ. 하드웨어 구현 및 검증 345.1. 주소발생기의 구조 345.2. 검증 및 결과비교 35Ⅵ. 결론 38참고문헌 39ABSTRACT 41
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