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고형화 ( Hyung Hwa Ko ),서석용 ( Seok Yong Seo ) 한국항행학회 2015 韓國航行學會論文誌 Vol.19 No.6
2진(binary) MQ 산술부호화는 최근 들어 멀티미디어 압축 표준시스템에 기본 엔트로피 방식으로 사용되고 있다. MQ 산술부호기는 JBIG2와 JPEG2000에 적용되면서 압축성능을 인정받기 시작했다. 최근에 차세대 동영상 부호화 표준인 HEVC (highefficiency video coding)에는 산술부호화가 단일 엔트로피부호화로 채택되면서 그 중요성이 커지고 있다. 기존의 2진 MQ 산술부호기는 RANGE(구간)을 분할하는 과정에서 곱셈을 없애면서 근사화 방법을 사용하고 있다. 이 경우 MPS/LPS의 구간이 뒤바뀌는 경우가 발생하며 출력비트가 늘어날 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 완화하기 위하여 근사식을 사용하는 대신에 룩업테이블 형태로 AQe의 값을 양자화하여 계산에 적용하는 방법을 제안하고자 한다. 제안한 방법의 압축 성능을 실험을 통해 확인한결과, 2진영상 압축표준 방식인 JBIG2의 경우 약 4%의 압축율의 개선을 보였다. 정지영상 압축표준인 JPEG2000의 경우 약 1%정도의 개선을 가져왔다. 룩업테이블을 사용하기 때문에 계산량이 기존방법에 비해 늘지 않는다. Binary MQ arithmetic coding is widely used recently as a basic entropy coder in multimedia coding system. MQ coder esteems high in compression efficiency to be used in JBIG2 and JPEG2000. The importance of arithmetic coding is increasing after it is adopted as an unique entropy coder in HEVC standard. In the binary MQ coder, arithmetic approximation without multiplication is used in the process of recursive subdivision of range interval. Because of the MPS/LPS exchange activity happened in MQ coder, output byte tends to increase. This paper proposes an enhanced binary MQ arithmetic coder to make use of a lookup table for AQe using quantization skill in order to reduce the deficiency. Experimental results show that about 4% improvement of compression in case of JBIG2 for bi-level image compression standard. And also, about 1% improvement of compression ratio is obtained in case of lossless JPEG2000 coding. For the lossy JPEG2000 coding, about 1% improvement of PSNR at the same compression ratio. Additionally, computational complexity is not increasing.
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JBIG2 심벌 ID 부호화를 위한 런코드 부호기의 하드웨어 구현
서석용 ( Seok Yong Seo ),고형화 ( Hyung Hwa Ko ) 한국항행학회 2011 韓國航行學會論文誌 Vol.15 No.2
본 논문은 팩시밀리를 위한 이진 영상 압축 표준인 JBIG2의 주요 구성모듈의 하나인 심벌 ID 코드 길이 부호화를 위한 런코드 부호기 IP를 하드웨어로 설계구현에 관한 것이다. VHDL코드 생성 및 하드웨어 합성을 위해서 ImpulseC Codeveloper와 Xilinx ISE/EDK 프로그램을 사용하였다. 합성된 하드웨어는 Xilinx사의 ML410 개발보드의 Virtex-4 FX60 FPGA에 다운로드하여 성능평가를 수행하였다. 합성된 하드웨어가 FPGA에서 차지하는 면적은 전체 slice의 13%를 차지하였다. 동작 검증을 위해 Active HDL 툴을 이용하여 각 IP에 대한 파형 검증을 수행한 결과 정상 동작함을 확인함으로써 하드웨어로의 구현에 적합성을 확인하였다. 아울러 ML410 개발보드 상에서 Microblaze CPU를 이용해 소프트웨어로만 수행한 경우와 동작 속도를 비교 한 결과, 구현된 하드웨어는 40배 이상의 빠른 처리 속도를 나타내었다. 구현된 하드웨어와 연동된 소프트웨어 모듈로 표준 CCITT문서를 압축한 결과 정상적으로 동작함을 확인하였다. In this paper, the RUNCODE encoder hardware IP was designed and implemented for symbol ID code length encoding, which is one of major modules of JBIG2 encoder for FAX. ImpulseC Codeveloper and Xilinx ISE/EDK program are used for the hardware generation and synthesis of VHDL code. The synthesized hardware was downloaded to Virtex-4 FX60 FPGA on ML410 development board. The synthesized hardware utilizes 13% of total slice of FPGA. Using Active-HDL tool, the hardware was verified showing normal operation. Compared with the software operating using Microblaze cpu on ML410 board, the synthesized hardware was better in operation time. The improvement ratio of operation time between the synthesized hardware and software showed about 40 times faster than software only operation. The synthesized H/W and S/W module cooperated to succeed in compressing the CCITT standard document.
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