파장 가변형 광 필터와 파장 선택형 광 스위치는 파장분할다중 광통신 및 광 교환 시스템을 구현하는데 매우 중요한 소자들 중의 하나이다. 특히 음향광학효과를 이용한 파장 가변형 광 필터(AOTF : Acousto-Optic Tunable Filter)는 150nm 이상의 넓은 파장 가변범위, 1.5nm이하의 좁은 통과대역폭, 수 $\mu\textrm{s}$ 정도의 비교적 빠른 스위칭 속도 그리고 여러 개의 파장 채널을 동시에 선택할 수 있는 장점들을 가지고 있지만, 한편으로 표면 음향파(SAW: Surface Acoustic Wave) 구동에 필요한 RF 파워와 부 모드 (sidelobe)가 비교적 크다는 단점 때문에 실용화에 많은 제약을 받아왔다. (중략)
본 논문에서는 웨이블렛 변환에 의해서 얻어진 고주파 대역에 웨이블렛 변환을 반복 적용하면 분해된 대역들이 필터링 방향에 따라서 대역 내의 웨이블렛 계수의 자승합으로 정의되는 에너지량을 다르게 갖는 특성을 이용하여 영상을 압축 부호화한다. 2차원 영상에 웨이블렛 변환을 적용하면 하나의 저해상도 영상과 세 개의 고주파 대역을 얻을 수 있다. 원영상에 포함되어 있는 고주파 성분은 웨이블렛 변환에 의해서 수평 방향, 수직 방향, 대각 방향의 윤곽선 형태로 세 개의 고주파 대역에 나뉘어서 존재하게 된다. 이러한 세 개의 고주파 대역에 다시 웨이블렛 변환을 적용하면, 윤곽선 방향과 동일한 방향으로 저역 통과 필터링되어 얻어진 대역에서는 에너지량이 크게 나타나지만, 윤곽선 방향과 동일한 방향으로 고역 통과 필터링되어 얻어진 대역에서는 에너지량이 적게 나타난다. 그러므로, 효율적인 압축을 위하여 에너지량이 적은 대역들을 부호화 과정에서 제외하며 제외되지 않은 나머지 대역들은 대역에 따라 DPCM 또는 임계값을 이용하여 양자화한 후에 엔트로피 부호화한다. 본 논문에서 제안한 방법은 압축률과 화질면에서 기존의 웨이블렛 변환과 벡터 양자화를 이용한 방법보다 우수한 성능을 보인다는 것을 실험을 통하여 제시하였다.
입체음향 시스템에서 모노음에 방향감을 제어하기 위한 방법으로 FIR 필터 형태의 머리전달함수( HRTF : Head-Related Transfer Function)를 사용한다. 그러나 이때 사용되는 FIR형태의 머리전달함수는 높은 차수를 가지고 있어 실시간 음상정위 처리가 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 FIR 형태의 머리전달함수를 ARMA 시스템 인지기법을 이용하여 저차의 IIR필터 형태로 모델링하여 실시간 데이터 처리가 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제안하는 ARMA 시스템 인지기법을 이용하게 되면 주어진 고차의 FIR형태의 머리전달함수를 다양한 안정성을 갖는 IIR모델들을 얻을 수 있으며, 이들 중 적절한 스펙트럼오차를 갖는 저차의 IIR모델을 선택 할 수 있다.
현대인들은 생활환경에서 발생하는 각종 미세먼지 등의 입자상 오염물질 뿐만 아니라 각종 VOCs 등의 가스상 오염물질과 곰팡이, 박테리아, 바이러스 등 생물학적 오염물질까지 생활공간 내의 공기환경은 점점 악화 되고 있으며 공기 정화 등의 필요성이 증대 되고 있다. 이에 본 연구에서는 닥 펄프와 활성탄이 주성분인 Sheet를 Corrugation 장치를 통해 편파형(골판지)으로 제작하고, 다시 다층 구조로 적층된 골판지 sheet을 제작한 후 이를 두께 방향으로 일정 폭(20mm이하)으로 절단하여 필터부품의 소자로 이용하는 활성탄 필터의 제조 및 그 특성을 확인하고자 하였다. 닥펄프/펄프와 무기물의 혼합비, 해리시간 등의 변화를 주어 샘플을 만들었고, 강도, 평활성, 생산성 향상을 위해 첨가보조제 선정을 하였다. 이렇게 제조된 필터의 물리적 특성을 알아보고자 인장시험을 실시하였고, 주사전자현미경을 통하여 필터의 평활성과 표면을 관찰하였고 흡착성능 및 기능성을 VOCs 방출량, 탈취율, 항균도, 곰팡이 저항성 등의 실험을 통하여 알아보았다.
오차확산 하프토닝 기법은 연속계조 영상을 이진영상으로 생성시 우수한 재현성을 보인다. 그러나 표시오차의 특성분석에서 경계정보의 재현성이 다소 떨어지는 특성을 보인다. 이러한 경계정보의 재현성 개선하기 위해 전처리 필터를 적용하는 오차확산 기법을 제안한다. 제안한 전처리 필터는 원영상의 수평 및 수직 방향의 미분값, 필터의 가중치 함수로 구성된다. 첫째, 원영상의 수평 및 수직 방향의 미분값은 현재 화소를 중심으로 하여 $3{\times}3$ 인접화소에 Sobel 연산자를 적용시켜 얻는다. 둘째, 필터의 가중치 함수는 미분값의 크기를 포함하는 함수와 미분값의 부호로 구성된다. 제안한 기법을 적용한 하프토닝 영상은 경계가 강조되어 시각적으로 선명한 결과를 보인다. 원영상과 오차확산된 하프토닝 영상과의 차이(표시오차)를 환상 평균 전력 스펙트럼 밀도를 이용하여 기존의 경계강조 오차확산 알고리즘과 비교한다.
대부분의 디지털 카메라에선 크기와 가격을 줄이기 위해 컬러 필터 어레이를 포함한 단일 이미지 센서를 사용하고 있다. 이렇게 얻어진 이미지들은 각 픽셀 당 하나의 색상 정보만을 가지고 있기 때문에 사람이 볼 수 있는 이미지로 만들기 위해서는 나머지 두 개의 손실된 색상 정보를 복원해야 하며, 이 과정을 디모자이킹(Demosaicing) 혹은 컬러 필터 보간법(Color Filter Interpolation)이라 부른다. 본 논문에서는 방향성을 고려한 새로운 디모자이킹 알고리듬을 제안하고 있으며, 이 알고리듬에서는 개선된 가중치 함수를 통해 화질을 개선하고 있다. 보간 성능이 개선되었음을 보여주기 위해 기존의 방법들과 비교를 했으며, PSNR과 주관적인 화질 비교를 통해 더 나은 성능을 보여주는 것을 입증하였다.
Tapered 방향성 가중 결합 음향파 도파로를 이용하여 음향광학형 파장가변 광 필터를 LiNbO₃와 Ti 이중 확산 공정 기술을 이용하여 제작하였다. 1551.1㎚ 파장의 TE, TM 입사 편광모드와 173.58㎒ 35㎽ RF구동 신호에 대해서 각각 -14.29㏈, -14.99㏈ 부 모드 억압과 61%, 86% 변환효율이 측정되었다. 파장변화율과 통과 대역폭은 8.6㎚/㎒ 1.8㎚로 측정되었으며, 스위칭 속도는 2.82㎲로 측정되었다. 2.5㎚ 채널 간격에 대해서 약 -l4㏈누화 레벨이 측정되었으며, 부 모드와 채널 간격이 누화에 매우 큰 영향을 미치고있음을 확인하였다.
능동 소음제어시스템의 적응필터 알고리즘으로 FIR구조가 많이 사용되고 있으나, FIR 필터는 IIR 필터에 비해 비슷한 성능을 얻기 위해 필터의 차수가 커져야 하므로 계산량이 많아지는 단점이 있다. IIR 필터의 경우는 항상 극점이 존재하므로 안정성에 문제가 많으며 능동 소음 제어 시스템의 작동 초기에 IIR 필터의 극점이 z평면에서 단위 원 밖으로 나가는 경우 시스템 자체가 불안정해질 수 있다. 본 논문에서는 초기에 IIR 필터의 극점을 원점방향으로 끌어당겨 안정도를 개선하고 정상상태에는 원위치로 보내 필터성능에는 영향을 미치지 않는 안정도가 강화된 적응 IIR 필터 알고리즘을 제안한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 안정도가 개선된 IIR 필터의 성능이 우수함을 확인하였으며, 소음실에서 TMS320C6701 DSP 칩을 사용하여 소음제어 실험을 한 결과 안정되게 l0㏈ 이상의 소음 감쇄 효과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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