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멀티프로세서 구조를 이용한 Wave Digital Filter의 구현
김형교,Kim, Hyeong-Kyo 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.12
Wave Digital Filter(WDF)는 그 구조상 반올림 오차에 의한 잡음에 아주 강하기 때문에 필터로 구현되는 DSP 알고리듬에 있어 그 필터의 계수의 단어길이가 짧을 경우 아주 유용하게 이용될 수 있다. 본 논문에서는 멀티프로세서 구조를 채택하여 입력의 샘플링 속도, 프로세서의 수, 그리고 주어진 입력에 대한출력의 지연에 있어 최적인 WDF를 구현하고자 한다. 이 구현은 제어신호를 포함한 완전한 회로도로 주어지며, 이 화로도는 기존의 실리콘 컴 파일러를 이용하여 VLSI 레이아웃으로 용이하게 변환 될 수 있다. The round off noise properties of wave digital filters have known and desirable properties in respect to their realization with short coefficient wordlengths. This paper presents the optimal implementation of wave digital filters by employing multiprocessor archtectures in the sense of input sampling rate, the number of processors, and input-output delay. The implementation will be specified by complete circuit diagrams including control signals, and can be applied to an existing silicon complier for VLSI layout generation.
최적 멀티프로세서 스케줄러를 이용한 재귀 DSP 알고리듬의 구현
김형교,Kim Hyeong-Kyo 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.2
본 논문은 주어진 재귀 DSP 알고리듬으로부터 최적멀티프로세서 스케줄러를 이용하여 완전한 회로도를 효과적으로 생성할 수 있는 체계적인 과정에 대하여 기술한다. 이과정은 크게 스케줄 생성 단계와 회로도 생성 단계로 구성된다. 스케줄 생성 단계는 입력으로서 Fully Specified Flow Graph(FSFG)로 표현된 재귀 DSP 알고리듬을 받아서 최적 멀티프로세서 스케줄러를 생성하며 회로도 생성 단계에서는 이 스케줄러로부터 제어신호를 포함한 완전한 회로도를 생성한다. 이 회로도는 실리콘 컴파일러를 이용하여 VLSI 레이아웃으로 용이하게 변환될 수 있다. 본 논문에서는 2차 Gray-Market Lattice 필터를 예로 사용하여 전체적인 구현과정을 보인다. This paper describes a systematic process which can generate a complete circuit specification efficiently for a given recursive DSP algorithm based on an optimal multiprocessor scheduler. The process is composed of two states: scheduling and circuit synthesis. The scheduling part accepts a fully specified flow graph(FSFG) as an input, and generates an optimal synchronous multiprocessor schedule. Then the circuit synthesis part translates the modified schedule into a complete circuit diagram including a control specification. The circuit diagram can be applied to a silicon compiler for VLSI layout generation. This paper illustrates the whole process with an example of a second order Gray-Market lattice filter.
Cyclo-static 스케줄러를 이용한 재귀형 LMS Filter의 VLSI 구조
김형교,Kim, Hyeong-Kyo 한국융합신호처리학회 2007 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.8 No.1
본 논문에서는 적응 필터링 분야에서 널리 쓰이고 있는 재귀형 LMS 필터의 고속연산을 위해 Cyclo-static 스케줄러를 이용하여 VLSI구현에 적합한 구조를 제안한다. 이과정은 크게 스케줄 생성 단계와 회로도 생성 단계로 구성되는데, 스케줄 생성단계는 입력으로서 Fully Specified Flow Graph(FSFG)로 표현된 재귀 DSP 알고리듬을 취하여 입력의 샘플링속도, 프로세서의 수, 그리고 주어진 입력에 대한 출력의 지연에 있어 최적인 Cyclo-static 스케줄러를 생성하여 각 프로세서간의 연결선이 최소가 되도록 스케줄을 변환한다. 회로도 생성 단계에서는 이 변환된 스케줄러로부터 미리 정의된 두 가지 형태의 프로세서 구조를 이용하여 그것을 구성하고 있는 레지스터 및 멀티플렉서의 할당을 행하고 제어신호를 포함한 완전한 회로도를 생성한다, 이렇게 생성된 회로도는 기존의 실리콘 컴파일러를 이용하여 VLSI 레이아웃으로 용이하게 변환 될 수 있다. In this paper, we propose a VLSI architecture of an LMS filter based on a Cyclo-static scheduler for fast computation of LMS filteing algorithm which is widely used in adptive filtering area. This process is composed of two steps: scheduling and circuit synthesis. The scheduling step accepts a fully specified flow graph(FSFG) as an input, and generates an optimal Cyclo-static schedule in the sense of the sampling rate, the number of processors, and the input-output delay. Then the generated schedule is transformed so that the number of communication edges between the processors. The circuit synthesis part translates the modified schedule into a complete circuit diagram by performing resource allocations. The VLSI layout generation can be performed easily by an existing silicon compiler.
이우섭,김형교,Lee, Ou-Seb,Kim, Hyeong-Kyo 한국융합신호처리학회 2010 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.11 No.1
We proposed a new directional edge based interpolation, DEBI, by combining two weighted directional information to reduce blurred edges and annoying artifacts. Four isotropic gradient masks are employed in defining edge directions and they are proven to hold a first order derivative relation with respect to a rotating coordinate. Two minimum gradients among four absolute directional results are shown to be sufficient to describe slant edges efficiently. Compared with widely used bilinear and bicubic interpolation methods, the proposed algorithm results in a noticeable improvement along edge area. 방향성 그라디언트 매스크의 크기값을 네 방향 에지 정보에 적용하여 선택된 두 방향의 가중된 합으로 표현하는 새로운 에지기반보간 기법 (Directional edge based interpolation, DEBI)을 제안한다. 네 방향의 그라디언트 정보를 추출하기 위한 등방성 그라디언트 매스크를 소개하고, 영상 보간을 이웃한 후보 영역 중에서 가장 유사한 영역을 선정하며, 선택된 영역만을 이용하여 보간을 실시한다. 보간 방향은 등방성 그라디언트 매스크의 최소 절대값을 나타내는 두 방향만이 이용되고, 그라디언트 매스크의 에지성분 특성에 따라서 영상 보간 방향이 결정된다. 두 방향의 보간값은 그라디언트 값을 가중치로 이용하는 방법으로 주변 간을 단순 평균에 의한 기존의 방법에 비하여, 영상 밝기 변화가 심한 곳과 경계선 영역에서 효과적임을 실험으로 증명하였다.