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[모터] 스텝 모터 의 기능 및 장단점 설계 실습(VHDL) 평가C아쉬워요

Stepping motorStepping motor 의 개요스테핑 모터(Stepping motor) : 스텝 모터, 펄스 모터 AC servo, DC servo motor에 비해 저렴. 정확한 각도 제어에 유리하여 OA, FA 장 비에 널리 사용. 다른 모터와 다른 점은 모터의 shaft의 위 치를 검출 하기 위한 feedback없이, 정해 진 각도를 회전, 높은 정확도로 정지. 디지털 신호로 제어하므로 컴 퓨터 제어에 용이장 점디지털신호로 직접 오픈루프제어를 할 수 있고, 시스템전체 가 간단하다. 펄스신호의 주파수에 비례한 회전속도를 얻을 수 있으므로 속도제어가 광범위하다. 기동, 정지, 정-역회전, 변속이 용이하며 응답특성도 좋다. 모터의 회전각이 입력 pulse수에 비례하고, 모터의 속도가 1 초간의 입력 pulse수에 비례한다. 1 step당 각도오차가 5% 이내이며 회전각의 오차가 step마 다 누적되지 않는다. 정지 시에 높은 유지토크로 위치를 유지할 수 있으며, 기동 및 정지 응답성이 양호하다. 초 저속으로 높은 토크( torque ) 운전을 할 수 있으며, 모터 축에 직결하므로써 초저속 동기 회전이 가능하다. DC motor등과 같이 brush교환 등 보수를 필요로 하지 않고, 모터자체의 부품수가 적기 때문에 신뢰성이 높다. 회전각의 검출을 위한 별도의 센서가 필요 없어 제어계가 간 단하며, 가격이 상대적으로 저렴 하다단 점1) 어느 주파수에서는 진동, 공진 현상이 발생하기 쉽고, 관성이 있는 부하에 약하다. 2) 고속 운전시에 탈조하기 쉽다. 3) 보통의 driver도 구동 시에는 권선의 인덕턴스 영향으로 인하여 권선에 충분한 전류를 흘리게 할 수 없으므로 pulse비가 상승함에 따라 torque가 저하하며 DC motor에 비해 효율이 떨어진다.Stepping motor의 동작 원리Stepping motor는 크게 나누어 스테이터(고정자) 와 로터(회전자)의 2개 부분으로 구성 되어 있으며, 고정자의 극의 수에 따라 상(마주하는 2개의 극이 1개의 상)의 수에 따라 단상(1상) 모터, 2상 모터, 3상 모터, 4상 모터, 5상 모터, 6상 모터 등으로 분류하고, 이 극의 수에 따라 motor의step각 등의 기본 특성이 달라 집니다. 일반적으로 4상 tepping motor 가 가장 많이 사용되고 있다.여자 방식에 의한 분류1) 1상여자법 고정자의 1개 코일만을 차례로 여자하여 회전자계를 만드는 방법이다. 이 여자법에서는 회전자가 정지하는 위치( 안정점 )이 고정자와 회전자가 일치하는 점이된다. 이방법은 효율은 좋으나 damping특성이 나쁘기 때문에 일정한 펄스비로 사용할 때에는 진동이 발생하기 쉽다.2) 2상여자법 모터에 있는 2개고정자의 코일을 동시에 여자하고 각권선 사이에 발생한 자계를 이용하여 회전 시키는 방법이다. 이 여자법에서 회전자의 안정점은 고정자의 사이에 있게 된다. 이 방법은 1상여자에 비해 2배의 입력신호를 필요로하게 되어 효율은 저하되지만 damping특성이 양호하므로 가장널리 이용되는 방식이다.3) 1-2상여자법 1상여자와 2상여자를 교대로 행하는 것으로 1펄스에대한 스텝각은 1상여자와 2상여자에 의한 스텝각의 반이된다. 이를 하프스텝이라 하며 만일 스텝각이 3.6。의 모터를 1-2상여자법으로 구동시키면 1.8。의 스텝각을 얻을수 있는 것이다. 이 여자법은 진동과 소음을 줄일 수 있으나 스텝의 정확도는 떨어진다.드라이버와 소스드라이버TD62064 다아링톤 스위치제어에 의한 분류유니폴라 구동 : 모터 내부 코일에 전류를 한 쪽 방향으로만 흘리는 방법. 모터 내부에 센터탭이 있는 스텝 모터 구동시 활용. - 저속 영역에서는 토크가 작다. - 회로의 구성이 간단하여 저렴. - 에너지 효율이 낮으나, 고속시 탈조 가능성이 낮아 고속 회전시 활용.(마이크로 로봇 등에 활용)바이폴라 구동 : 코일에 전류의 방향을 교대로 바꾸어 줌. - 스텝각을 정밀하게 제어 가능 - 회로 구성 복잡, 비용 많이 듬. - 저속에서의 토크가 크다. - 에너지 효율이 높으나, 고속시 탈조 가능성이 높아 저속 회전시 활용.(공장내의 로봇 등에 활용)소스(VHDL이용) p.1library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity stepmotor_r is port(reset, clk : in std_logic; dir : in std_logic; q_l : out std_logic_vector(3 downto 0); q_r : out std_logic_vector(3 downto 0)); end stepmotor_r;소스(VHDL이용) p.2architecture sample of stepmotor_r is type states is (s0,s1,s2,s3); ---------------------------------------signal state :states; signal mot_en : std_logic; signal mot_cnt : integer range 0 to 9999; constant mot_cnt_full : integer := 50; ---------------------------------------begin p1: process(clk,reset) begin if reset='1' then소스(VHDL이용) p.3mot_en ='0'; mot_cnt = 0; elsif clk'event and clk='1' then if mot_cnt = mot_cnt_full then mot_en = '1'; mot_cnt = 0; else mot_en = '0'; mot_cnt = mot_cnt +1;소스(VHDL이용) p.4end if; end if; end process; p2: process(clk,reset) begin if reset ='1' then state = s0; elsif clk'event and clk='1' then if mot_en ='1' then소스(VHDL이용) p.5if dir = '0' then case state is when s0 = state = s1; when s1 = state = s2; when s2 = state = s3; when s3 = state = s0; end case; else case state is when s0 = state = s3; when s1 = state = s0; when s2 = state = s1; when s3 = state = s2;소스(VHDL이용) p.6end case; end if; end if; end if; end process; p3: process(state) begin case state is소스(VHDL이용) p.7when s0 = q_l = 0001 ; --1 q_r = 0001 ; when s1 = q_l = 0010 ; --2 q_r = 0010 ; when s2 = q_l = 0100 ; --4 q_r = 0100 ; when s3 = q_l = 1000 ; --8 q_r = 1000 ; end case; end process; end sample;{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2005.07.19| 21페이지| 1,000원| 조회(2,471)

VHDL, 마이크로 프로세서, Stepping motor, 스탭 모터, 스태핑 ..

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[마이크로 프로세서] PIC 개요

PIC 원칩 마이크로 컴퓨터칩 데이터 자료 - 이하 기술된 자료는 인터넷 공개 자료임Microchip technology사의 홈페이지데이터 시트(하드웨어, 소프트웨어의 사양이 자세히 기재되어 있다)Application note(각종 응용 예를 회로도와 프로그램 리스트를 첨부하여 소개)개발 소프트웨어 구입처(모두 프리 소프트웨어로 무료로 사용할 수 있다)1. PIC 시리즈의 개요저 전력- 전지로 구동 가능소형, one chip- 전원과 크리스털만 접속 바로 동작메모리나 입출력- 내장PIC16C84, PIC16F84- 메모리가 EEPROM, 프로그램을 소거, 기록 가능개발용 소프트웨어- 프리 소프트, ROM 라이터 자작가능RISC- 명령수가 적다(35 명령)2. PIC 컨트롤러의 사양개발원 : 미국 마이크로칩테크놀러지社(Microchip Technology Co.)명칭 : PIC16/17 시리즈《 특징》소형 : 18핀 DIP, 28핀 DIP, 40핀 DIP고속 : 최대 1명령 200ns, RISC 아키텍처동작 전압 : 최소 2V부터 6V에서 동작( 광범위), 소비전력 최소 30μA메모리 : 512∼4KB의 EEPROM입 출력핀 : LED 직접 구동 가능한 용량, 입력/출력 programmable개발환경 : 어셈블러, 시뮬레이터가 PC 통신, BBS 등에서 제공되고 있다저가격 : 전문 전자 부품점에서 1개 5000원 미만으로 입수 가능부가기능 : power on reset, watchdog timer 내장A/D 컨버터, serial port, PWM 출력 부가3. PIC 패밀리의 일람현재 Microchip사로부터 공급되고 있는 PIC 시리즈로는 아래 표와 같이, 크게 나누어 12, 14, 16비트의 3계열이 있다. 그리고 각각 메모리의 종별로 나누면 4종류로 분류할 수 있다. 계속 개발이 진행되고 있으며, 나날이 신종이 발표되고 있다.4. PIC 시리즈의 종류 일람(E=EPROM EE=EEPROM U=UVPROM)NAMEBITMEMORYTIMERPWMA/DSIPOR를 가진다입출력 핀 : LED 직접 구동 가능한 용량(싱크 25mA Max): 입력/출력 개별 programmable 13 PORT발진회로 : 크리스털/세라믹 발진자, RC 발진의 선택 설정 가능리셋 : power on reset 회로 내장이상감시 : 독립 발진회로의 watch dog 내장외부 인터럽트 : 타이머, 외부단자에 의한 인터럽트 가능타이머 내장 : 8비트 prescaler가 부가된 8비트 타이머슬립 : 한가할 때 power down 모드로 설정 가능저가격 : 전자 부품점에서 1개 7000원 미만으로 입수 가능2. 칩 단자표(주: 단자의 배열은 TTL 등의 통상 IC와 같으며, 전원단자의 위치가 다르므로 주의하기 바란다)핀번호 단자명 용도--------------------------------------------------------------1 RA2 I/O PORT A(bit2)2 RA3 I/O PORT A(bit3)3 RA4/TOCKI I/O PORT A(bit4) (외부 카운터 클록 입력단자)(슈밋 트리거 입력)(오픈 드레인 출력)4 MCLR 리셋(EEPROM 라이트시에는 라이트 전압단자)5 VSS GND6 PB0/INT I/O PORT B(bit0) (외부 인터럽트 단자)7 PB1 I/O PORT B(bit1)8 PB2 I/O PORT B(bit2)9 PB3 I/O PORT B(bit3)10 PB4 I/O PORT B(bit4) (포트 체인지 인터럽트)11 PB5 I/O PORT B(bit5) (포트 체인지 인터럽트)12 PB6 I/O PORT B(bit6) (포트 체인지 인터럽트)13 PB7 I/O PORT B(bit7) (포트 체인지 인터럽트)14 VDD 전원단자15 OSC2/CLKOUT오실레이터 출력 단자16 OCS1/CLKIN 오실레이터 입력 단자17 RA0 I/O PORT A(bit0)18 RA1 I/O PORT A(bit1)PIC의 사용법(하드웨어편)1. 사용상의 유의점(1) 발진소자에 대하여CPU를 동작시키기 위해 필요한 클록의 경우:4.5∼5.5V[7.3∼10mA at 5.5V(10MHz)](최대 10MHz까지)(3) 입출력 핀의 허용전류에 대하여PIC의 입출력 핀은 드라이브 능력이 크기 때문에, 발광 다이오드(LED)나 릴레이 등을 직접 구동할 수 있어 매우 편리하다. 그러나, 핀 전부를 최대허용전류로 동시에 구동하면 포트 전체의 허용전류가 over하여, 발열, 파괴로 이어질 가능성도 있으므로 주의할 필요가 있다.허용 싱크전류(인입전류): PORTA:80mA PORTB:150mA허용 소스전류(공급전류): PORTA:50mA PORTB:100mA허용 소비전력: 패키지당:800mW1핀당: 최대 싱크전류:25mA 최대 소스전류:20mA예: 출력 포트에서 릴레이(25mA)를 직접 드라이브했다고 하면 전체 포트라면 다음과 같이 허용을 over하여 발열하기도 하므로 위험하다.PORTA에서 25mAx5 포트=125mA로 되어 80mA를 초과PORTB에서 25mAx8 포트=200mA로 되어 150mA를 초과따라서 PORTA는 80mA/5 포트=16mA가 최대허용전류가 되고 PORTB는 150mA/8 포트=약 19mA가 최대허용전류로 된다.PIC의 메모리 구조PIC 시리즈에는 크게 나누어 "프로그램 메모리와 "데이터 메모리","스택 메모리", "EEPROM 메모리"의 4종류가 있다. 이 차이는 아래 표와 같다.메모리의 명칭기 능메모리 사이즈, 기타프로그램메모리실행되는 프로그램 그 자체를 저장하는 메모리.page의 개념으로 2kB 단위로 구별할 수 있다.시리즈에 따라 다르다.0.5kB, 1kB, 2kB, 4kB, 8kB의 종류가 있다."Page"의 개념데이터메모리Special Function Register(FSR)주변기기의 제어, 플래그로 사용General Purpose RAM유저가 자유로이 사용할 수 있는 변수 및 데이터 영역Bank의 개념으로 128바이트 단위로 간접 어드레싱이 가능시리즈에 따라 다르다.64, 96, 128, 192, 256 종류가 있다."Bank"의 개념스택메모리서브루틴이gister (GPR)범용의 데이터 에리어로 사용하며, 변수나 버퍼로 사용한다아래 그림에 Register File의 내용을 나타낸다.[데이터 메모리의 구조]데이터 메모리는 128바이트를 단위로 하는 최대 4개의 "Bank"로 구성되어 있다.또, 각 에리어는 "직접 어드레싱"과 "간접 어드레싱"의 2계통으로 액세스할 수 있다.PIC의 스택 메모리 구조[스택 메모리란?]stack memory란 독립적으로 갖추어져 있는 작은 메모리로, 서브루틴을 CALL 명령으로 호출했을 때와,인터럽트가 들어갔을 때의 복귀번지의 저장용으로 사용된다.[스택 메모리의 구조와 동작]스택 메모리는 13비트폭의 PC 레지스터 저장용 메모리가 8개만으로 되어 있다. 여기서, 스택의 깊이는 8레벨(8, 이 메모리밖에 없다)이기 때문에 서브루틴 중에서 또 서브루틴을 부르다(nesting이라 부른다)고 하는 것을 반복하면 스택 메모리가 부족하게 된다. 그 때는 스택 포인터는 cyclic으로 돌기 때문에 오래된 복귀번지는 써올려지고, 더 이상 원래로 돌아갈 수 없게 되어 버린다. 따라서, 《서브루틴의 nesting은 너무 많이 사용해서는 안된다》고 하는 것이다. 겨우 3회 정도의 네스팅으로 억제해 두는 것이 안전하다.프로그램의 시작PIC는 전원이 들어갔을 때, 자동적으로 "RESET"된다. RESET되면 프로그램은 어드레스 0번지부터 실행된다. 따라서, 프로그램의 최초는 0번지라는 것이다.이에 대해, 프로그램이 실행중에 '인터럽트'가 허가되어 있으면 이 인터럽트가 들어갔을 때에는 강제적으로 어드레스 4번지로 점프한다. 따라서, 인터럽트에 관한 프로그램은 4번지부터 실행된다. 그래서, 보통 프로그램을 작성할 때에는 아래와 같이 하여 8번지 이후에 실제 프로그램을 작성하도록 한다.ORG 0 ;RESET으로 0번지부터 시작된다GOTO MAIN ;0번지는 GOTO에 의해 MAIN 처리로 점프ORG 4 ;인터럽트로 4번지부터 시작된다GOTO INTERRUPT ;4번지는 GOTO에 의해 INTR 처리로 점프ORTA를 모두 출력 모드로 설정한다set_tris_a(0x02); // PORTA의 RA1만 입력으로 한다set_tris_b(0xfo); // PORTB의 상위 4포트를 입력, 하위는// 출력으로 설정출력 방법(PORTB의 하위 4 포트가 출력으로 한다)(ASM)MOVLW 0CH ;00001100을 로드MVWF PORTB ;PORTB의 하위에 1100을 출력;(상위는 입력)BSF PORTB,1 ;PORTB의 RB1을 High로 출력BCF PORTB,0 ;PORTB의 RB0을 Low로 출력;즉 RB0, RB1이 Low, RB2, RB3이( C )portb = 0x0c; //PORTB의 하위에 1100을 출력output_high(pin_b1); //PORTB의 RB1을 High로 출력output_low(pin_b1); //PORTB의 RB0을 Low로 출력입력 방법(ASM)MOVF PORTB,W ;PORTB를 W 레지스터에 입력MOVWF DATA ;입력한 PORTB의 데이터를 DATA에 저장( C )data = input_b();인터럽트의 사용법1. 인터럽트란?프로그램에서 사용하는 "인터럽트"란 그 이름과 같이 메인 프로그램 실행 중에 끼어들어 다른 처리를 시킬 때에 사용한다. 목적은 어떤 이벤트가 발생했을 때, 긴급 처리를 위해 사용된다.(1) PIC의 인터럽트 요인의 종류PIC에서 사용할 수 있는 인터럽트에는 다음 4종류가 있다.① 포트 B의 RB0/INT 핀의 입력에 의한 외부 인터럽트② 포트 B의 RB4부터 RB 7까지 입력 변화 시의 인터럽트③ TMR0의 타이머/카운터의 overflow시 인터럽트④ 데이터 EEPROM에 써넣기 종료 시의 인터럽트(2) 인터럽트시의 세부적인 동작PIC에서 인터럽트를 사용하려 할 때의 동작은 다음과 같은 순서로 한다.1.인터럽트를 허가하도록 INTCON 레지스터의 GIE 비트에 BSF 명령으로 "1"을 세트2.인터럽트가 발생하면 이후의 다른 인터럽트를 금지하기 위해 INTCON 레지스터의 GIE 비트를 클리어3.·실행중인 명

공학/기술| 2005.07.19| 21페이지| 1,000원| 조회(1,208)

PIC, 인터럽트, 마이크로 프로세서, 마이크로 컴퓨터, 원 칩

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[영상처리] 영상 압축 기술 평가A좋아요

(1) 데이터 압축기술멀티미디어는 영상과 음향을 중심으로 문자, 도형, 음성등의 정보를 디지털 기술에 의해 압축하여 결합한 것이다. 각각의 정보를 단순히 PCM에 의해 디지털로 표현하면 데이터 양이 방대해진다. 전화 음성은 64Kbps(8KHz 표본화 주파수에 표본당 8비트), 스테레오 음악을 담는 CD는 1.5Mbps (44.1MHz 표본화 주파수에 표본당 16비트로 2채널), 미국과 일본, 한국등지 에서 채택하고 있는 NTSC컬러 TV의 복합 영상신호는 114.5Mbps(1 4.3MHz 표본화 주파수에 표본당 8비트)이다(D-2 VTR).또 전세계에서 쓰이는 세가지 컬러 TV방식인 NTSC, PAL, SECAM의 스튜디오 디지털 규격인 ITU-R 601에서는 휘도와 색 신호를 성분 별로 처리하는데, 휘도성분은 13.5MHz표본화 주파수에 표본당 8비트이고 두 색 성분은 각각 6.75MHz 표본화 주파수에 표본당 8비트여서 합계 2백16Mb ps가 된다(D-1VTR). 한편 차세대 TV로서 영화관에서의 감동을 안방에 전해줄 것으로 기대되면서 서기 2000년을 전후하여 실용화될 예정인 고선명 HD TV의 경우, 그 스튜디오 규격인 SMPTE 2백40M에 의하면 휘도 성분은 74.25MHz로 표본화되고 두 색성분은 그 반의 주파수로 표본화되는데 각각 표본당 8비트이므로 발생하는 데이터량은 총 1.2Gbps에 이른다. 멀티미디어의 실현에 열쇠가 되는 것은 바로 이렇게 많이 발생하는 각종 데이터를 어떻게 압축하는가에 달려 있다. 세계 각국은 영상, 음성등의 정보 유형에 따른 효율적인 데이터 압축방식의 개발을 위하여 치열한 경쟁을 벌이면서 또 한편으로는 국제 표준데이터 압축 방식의 제정을 위하여 국제표준화기구(ISO)나 국제전기통신연합(ITU)등을 통해 공동의 노력을 기울여왔다. 대체적으로 가전과 컴퓨터에 뿌리를 둔 멀티미디어 상품은 (개별적 컨소시엄 형태 포함)기술개발 경쟁의 성향을 보이고 있고, 통신에 뿌리를 둔 멀티미디어의 경우에는 국제표준화를 위한 공동 노력의고 있는 NTSC 컬러TV방식에서는 화면당 5백25라인의 주사선에 초당 30장(정확히는29.97장)을, 유럽 등지에서 채택하고 있는 PAL이나 SECAM 방식에서는 6백25라인에 초당 25장을 전송하고 있다.또한 TV에 있어서는 제한된 주사선을 이용하여 보다 효과적으로 동영상을 나타내기 위해 한 화면(프레임)을 다시 짝수번째 주사선으로 이루어진 짝수 필드와 홀수번째 주사선으로 이루어진 홀수필드로 나누어 교대로 전송하는 소위 격행(interlaced) 주사방법을 사용하고 있다. 따라서 초당 NTSC는60필드, PAL이나 SECAM은 50필드가 되어 스포츠 화면과 같이 움직임이 많은 경우에도 잘 따라가도록 하고 있다.영화를 TV로 방영할 때는 텔레시네(텔레비전과 시네마의 합성어)라는 변환기를 통해 영화필름 한장한장을 주사하여 전송한다. 이때 영화와 TV의 초당 화면수가 달라 이를 맞추지 않고 필름을 단순히 TV화면속도로 재생하면 PAL이나 SECAM의 초당 25화면은 영화의 초당 24화면과 큰 차이가 없어 시각적으로 별 문제가 되지 않으나 NTSC는 초당 30화면이므로 움직임이 빠르고 목소리도 높고 빠른 영화를 보게 된다. 따라서 영화필름을 NTSC TV로 전송할 때는 화면 속도를 맞추어야 하는데 초당 24화면으로부터 60필드를 얻어야 하므로 2화면으로부터 5필드를 얻으면 된다. 간단하고 실용적으로 널리 쓰이는 방법은 2화면중 첫 화면에서 3필드를 주사하고 다른 화면에서 2필드를 주사하는 방법이다. 이를 "3:2 풀다운" 방식이라고 부른다. 데이터 압축의 관점에서 보면 영화나 TV처럼 초당 수십장의 화면을 취하면 화면간 즉 시간축상) 중복성이 매우 높다. 예를 들어 고정된 장면의 경우 화면 한장한장의 내용이 같으므로 첫 화면만 전송하면 다음 화면들은 "앞 화면과 같다"는 단순 정보만으로 완전하게 전송할 수 있다. 또 움직임이 있는 장면에서도 우선 배경부분은 정지해 있는 경우가 많고 움직인 부분도 "어떤 부분이 어디로 움직였는지"의 정보를 보냄으로써 데이터량을 크게 무손실 부호화(DPCM.런길이 부호화, 허프만부호화.산술부호화)를 결합하고 있다. 화면을 블록(8×8화소)단위로 나누어 블록별로 DCT를 행하여 에너지 를저주파계수에 집중시킨 후 양자화한다. 이때 인간의 눈이 고주파 성분의 양자화 잡음을 덜 느끼는 점을 이용하여 고주파 계수일수록 양자화 스텝을 크게 한다. 따라서 고주파 DCT계수들은 크기도 작은데 양자화 스텝도 커서대부분 0이 된다.손실 모드는 기본(Ba-seline)방식과 확장(E-.tended)방식으로 나뉜다. 기본방식은 양자화된 DCT계수들을 더욱 압축하기 위해 런길이 부호화와 허프 만 부호화를 쓰고 있다. 즉 DC로부터 출발하여 지그재그 주사를 하면서 0이 몇개 반복되고 0이 아닌 값이 나오는지를 런.레벨의 형태로 나타낸다. 이 심벌들은 발생 확률이 각각 다르므로 2차원 허프만 부호를 써서 더욱 압축하고 있다. 이때 각 블록의 평균값에 해당하는 DC는 화질에 크게 영향을 주므로 보다 충실히 표현할 필요가 있다. 따라서 DC는 AC계수들에 비해 보다 세밀히 양자화하고, 양자화된 결과에 대해 이전 블록과의 차이를 취해 1차원 허프만 부호화한다.확장방식은 양자화된 DCT 계수들을 보다 더 효율적으로 압축하기 위해 산술 부호화를 사용한다. 허프만 부호에 비해 약간 효율은 높으나 그만큼 더 복잡 하고 특히 IBM을 비롯한 몇개사가 이 부분의 특허를 보유하고 있어 특허료가 없고 구현이 용이한 기본방식이 오히려 더 널리 사용되고 있다. 확장방식은 또 한 화면을 점진적으로 부호화하여 수신측에서 점진적으로 선명해지는 화면을 선택적으로 재생할 수 있도록 하는 기능도 포함하고 있다.컴퓨터에 있어서 현재 여러가지의 영상데이터 저장포맷과 압축방식이 사용되고 있다. 널리 쓰이는 GIF나 TIFF 포맷 등은 렘펠-지브 알고리듬을 이용한 무손실 압축기법에 기초하고 있다. 이들보다 훨등히 뛰어난 압축률과 응용범위를 갖는 JPEG는 최근 PC에 적극적으로 도입되기 시작하여.jpg라는 확장 자를 갖는 파일을 출력시킨다. 또 동영상에 일음에 대한 특성으로 가청 주파수인 20Hz~20KHz 대역에서 각주파수 성분마다 다른 귀의 감도를 곡선으로 나타낸다. 즉 귀에 들리기 위한최소크기 임계치 를 음압으로 나타낸 것으로 1KHz 부근이 가장 낮아 귀에가장 잘 들리고 20Hz의 저주파나 20KHz의 고주파 쪽은 매우 높아진다.두번째의 청각 특성은 복합성분간의 상호작용에 관한 것이다. 즉 어떤 주파 수 성분이 큰 값으로 존재하면 그 주변에 언덕모양의 소위 마스킹 커브를 만들어 이 임계치 이하의 신호는 귀에 들리지 않고 그 이상의 큰 신호만이 들리게 된다.위 두가지 특성을 결합하면 음향의 스펙트럼을 분석하여 각 주파수에 있어서귀에 들리지 않는 범위인 마스킹 값을 구할 수 있다. 각 주파수 성분의 양자 화 잡음이 이 임계치 이내가 되어 들리지 않도록 하면 그만큼 비트를 절약할 수 있다. 이것이 손실이 있음에도 불구하고 원음과의 차이가 거의 느껴지지않는 MPEG1 오디오 압축의 근본 원리이다.MPEG1 오디오에서는 DCT를 이용하는 비디오와 달리 소위 서브밴드 부호화를이용한다. 입력신호를 우선 32개의 균일한 폭을 갖는 대역통과필터로 구성된 필터뱅크를 통과시켜 저주파에서부터 고주파에 이르기까지 성분별로 나눈다.또한편에서는 보다 세밀한 푸리에 스펙트럼 분석을 통해 마스킹 임계치를구하고 이에 따라 32개의 각 대역에서의 양자화잡음 허용범위를 결정한다.비트율이정해지면 오버헤드를 뺀 가용 비트수가 구해지므로 이를 32개의대역에 할당하여 대역별로 양자화를 행한다. 이때 비트를 많이 필요로 하는、 즉 양자화 잡음을 적게 해야 하는 곳부터 비트를 차례로 한 비트씩 할당한 다. 이렇게 하면 전체 비트의 한도내에서 각 대역들이 필요한 만큼 비트를할당받게 된다. 한 비트 증가할 때마다 그 대역의 양자화잡음의 크기가 반으로 줄어 약 6㏏씩 신호대잡음비가 개선된다.각 대역마다 이렇게 할당된 비트수와 신호의 진폭에 관한 정보인 스케일인자 、 그리고 양자화된 표본값을 구하여 이들을 정해진 포맷에 따라 보내게 된다. MPEG1 오디 출발하였다. 이 프로젝트는 MPEG-2를 기본으로 한 차세대 TV방식의 사양을 정하여 CATV.위성방송.지상방송 등을 디지털화하기 위한 토대를 만들고 있다.미국의 ATV프로젝트의 진전에 보조를 맞추어 MPEG-2는 훗날 HDTV표준을 위한 MPEG-3를 따로 만들 시간이 없음을 감안하여 MPEG-3를 흡수하여 HDTV품질까지를 그 표준화 대상으로 하기로 결정했다(92년 3월 회의). 이와 같은 우여곡절을 겪으면서 MPEG-2의 표준화가 진척되어 수렴 단계에 들어서 드디어 TM0(Test Model 0, 91년 1월 싱가포르 회의), TM1(3월 하이파회의), TM2(7월 리우데자네이루 회의)로 개량이 거듭되고 드디어 93년 11월 서울 회의에서 HDTV까지를 포함하는 방식으로 CD(Committee Draft, 위원회 원안)가 완성되어 표준화작업의 기술적 사항이 거의 완결되었다.방송품질의 실현을 목표로 표준화작업이 추진되어 최근 표준화가 끝난 MPEG-2는 뛰어난 성능과 유연성에 따라 디지털 위성방송(우리나라의 무궁화위성을 통한 DBS포함), 고선명TV, 디지털비디오디스크(DVD), 주문형 비디오(VOD) 등 많은 분야에서 채용이 결정되어 멀티미디어 혁명을 주도하는 원동력이되고 있다. 특히 최근 소니 필립스 진영과 도시바 마쓰시타 진영이 규격에 합의을 본 DVD는 한장에 MPEG-2화질(평균 6Mbps)의 1백30분 길이 영화를담을 수 있어 현재의 비디오CD나 VHS, 디지털 VCR 등에 큰 영향을 주고 나아가서 약 5GB의 대용량을 실현함으로써 HDD, CD-ROM 등 컴퓨터 보조기억장치분야에도 파급효과가 매우 클 것으로 보인다.(14) MPEG2 비디오 (상)MPEG2 비디오는 MPEG1 비디오를 포함하고 있어 순방향 호환성이 유지된다.MPEG1비디오가 CD등 디지털 축적 매체에 1.15Mbps의 저비트율로 동화상 을 저장하는데 반해, MPEG2 비디오는 보다 고비트율의 방송, 통신, 축적 미 디어에서 고화질의 동화상을 전송하거나 저장하는데 사용된다. 응.

공학/기술| 2005.07.19| 22페이지| 1,000원| 조회(2,333)

mpeg, jpeg, H.261, 영상 압축, 영상 처리

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