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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박영석
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 경남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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영상처리에서 멀티레이트 시스템은 성능을 향상시키거나, 연산효율을 증가시키기 위해 많이 사용되고 있다. 멀티레이트 시스템 구현에서 다상분해는 다양한 용도로 사용될 수 있고, 다채널 영상신호를 제공함으로써 디지털 필터 설계에서 병렬연산을 가능하게 하여 알고리즘 처리시간을 단축시킨다. 하지만 일반적으로 다상분해신호는 원영상을 다운샘플링을 위해 데시메이션 하기 때문에 원영상에 비해 많은 고주파 성분을 포함하여 주파수 대역이 확장되는 경향이 있다. 영상에서 주파수 대역확장은 영상 압축응용에 있어서는 압축률을 감소시키는 문제를 발생시킨다.
본 논문에서는 2차원 다상분해 영상신호의 주파수 대역압축 알고리즘을 제시하고 그 효과를 확인 하였다. 이를 위해 먼저 알고리즘을 윈도우 기반 응용프로그램으로 만들어 알고리즘의 효과를 검증하고, 그다음 Matlab Simulink 모델링을 사용하여 제시한 알고리즘을 FPGA 회로로 구현하였다. 또한 구현된 회로를 사용하여 영상을 다상분해 및 대역압축을 수행하고 전송하는 FPGA 기반 임베디드 시스템 구현 방법을 제시하였다.
알고리즘의 효과를 확인하기 위한 실험에서 다상분해된 표본 영상의 대역압축을 1-10회 반복 수행했을 경우 그렇지 않을 경우에 비해 채널당 평균 JPEG 압축률은 Lena는 3.8%, Baboon은 5.9%, Boat는 6.5% 향상되었다. 또 원영상을 대역압축을 통해 평활화 했을 경우 그렇지 않은 경우에 비해 JPEG 압축률은 Lena는 4.7% 감소하고, Baboon은 3.3%, Boat는 5.0% 향상되었다. 따라서 대역압축을 수행하는 경우 음성과 같은 1차원 신호에서와 같이 주파수 대역이 축소되어 JPEG, JPEG2000, MPEG 압축률이 향상되는 효과를 확인하였다.
본 논문에서는 2차원 다상분해 영상신호의 주파수 대역압축 알고리즘을 제시하고 그 효과를 확인 하였다. 이를 위해 먼저 알고리즘을 윈도우 기반 응용프로그램으로 만들어 알고리즘의 효과를 검증하고, 그다음 Matlab Simulink 모델링을 사용하여 제시한 알고리즘을 FPGA 회로로 구현하였다. 또한 구현된 회로를 사용하여 영상을 다상분해 및 대역압축을 수행하고 전송하는 FPGA 기반 임베디드 시스템 구현 방법을 제시하였다.
알고리즘의 효과를 확인하기 위한 실험에서 다상분해된 표본 영상의 대역압축을 1-10회 반복 수행했을 경우 그렇지 않을 경우에 비해 채널당 평균 JPEG 압축률은 Lena는 3.8%, Baboon은 5.9%, Boat는 6.5% 향상되었다. 또 원영상을 대역압축을 통해 평활화 했을 경우 그렇지 않은 경우에 비해 JPEG 압축률은 Lena는 4.7% 감소하고, Baboon은 3.3%, Boat는 5.0% 향상되었다. 따라서 대역압축을 수행하는 경우 음성과 같은 1차원 신호에서와 같이 주파수 대역이 축소되어 JPEG, JPEG2000, MPEG 압축률이 향상되는 효과를 확인하였다.
목차
국문요약제 1 장 서 론 = 1제 2 장 다상분해 신호의 주파수 대역압축 및 대역복원 알고리즘 = 2제1절 신호의 다상표현 = 2제2절 다상분해 신호의 압축 및 복원 = 4제3절 다상분해 신호의 대역압축 및 복원 알고리즘 = 5제 3 장 2차원 다상분해 신호의 주파수 대역압축 및 대역복원 알고리즘 구현 = 11제1절 Window 기반 다상분해 신호의 주파수 대역압축 및 대역복원기 구현 = 111) 다상분해 및 다상복원기 구현 = 152) 주파수 대역압축 및 대역복원기 구현 = 18제2절 Simulink 모델링 기반 다상분해 신호의 주파수 대역압축 및 대역복원 IP 구현 = 221) 다상분해 및 다상복원 IP 구현 = 272) 주파수 대역압축 및 대역복원 IP 구현 = 37제 4 장 영상 전송을 위한 FPGA 기반 임베디드 프로세서 시스템 구현 = 44제1절 하드웨어 구현 = 44제2절 소프트웨어 구현 = 511) 리눅스 포팅 = 522) 영상 전송을 위한 리눅스 기반 응용 소프트웨어 구현 = 553) 영상 수신을 위한 윈도우 기반 응용 소프트웨어 구현 56제 5 장 실험 및 결과 = 58제1절 실험환경 = 58제2절 IP 시뮬레이션 검증 = 601) 2차원 신호의 다상분해 IP의 시뮬레이션 검증 = 602) 2차원 신호의 다상복원 IP의 시뮬레이션 검증 = 603) 다상분해 신호의 주파수 대역압축 IP의 시뮬레이션 검증 = 614) 다상분해 신호의 주파수 대역복원 IP의 시뮬레이션 검증 = 61제3절 실험 결과 및 고찰 671) 실험 결과 = 672) RTL 회로 블록도 = 713) FPGA 피팅 결과 = 744) 결과 영상 = 74제 6 장 결 론 = 76참고문헌 = 77ABSTRACT
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