본 논문에서는 M 채널 필터 뱅크를 이용하여 심전도 자동 진단 시스템에서 매우 중요한 파라미터로 사용되는 QRS complex 검출을 실시하였다. 제안된 알고리즘에서는 심전도 신호를 M개의 균일한 주파수 대역으로 분할(decomposition)하고, 분할된 서브밴드(subband) 신호들 중에서 QRS complex의 에너지 분포가 가장 많이 존재하는 5∼25Hz 영역의 서브밴드 신호들을 선택하여 feature를 계산함으로써 QRS complex 검출을 실시하였다. 제안된 알고리즘의 성능 비교를 위하여 MIT-BIH arrhythmia database를 사용하였으며, sensitivity는 99.82%, positive predictivity는 99.82, 평균 검출율은 99.67%로 기존의 알고리즘에 비해 높은 검출 성능을 나타내었다. 또한 polyphase representation을 이용하여 M 채널 필터 뱅크를 구현한 결과 연산 시간이 단추되어 실시간 검출이 가능함을 확인하였다.
인터프레임 웨이블렛 부호화(Interframe Wavelet Coding)는 3D 서브밴드(Subband) 부호화라고도 하며, 기존의 DCT기반 Hybrid 동영상 부호화 방식에 비해 압축 효율이 우수하고. 특히 스케일러빌리티 기능이 뛰어난 부호화 방법이다. 인터프레임 웨이블렛 부호화 방법에서 복호화 과정 중 가장 연산 량이 많이 요구되는 역(inverse) 웨이블렛 변환이다 역 웨이블렛 변환의 연산 량은 복호화 과정에서 적용된 웨이블렛 변환과 동일한 연산량을 요구한다. 이는 순방향과 역방향에서 동일 길이의 필터와 분해 레벨을 사용해야 하기 때문이다. 이 웨이블렛 변환의 연산 량을 줄이기 위해 본 논문에서는 기존의 시간 밴드 영상에 대해 동일 한 웨이블렛 필터를 사용하여 공간 웨이블렛 필터를 적용하던 것을. 로우밴드에는 9/7 필터를 적용하고 하이 밴드에는 Haar필터를 사용하는 방법을 제안한다. PSNR 실험에서 기존의 9/7 필터만을 사용하는 경우와 비교한 결과 거의 차이가 없었다.
적응 LMS 알고리즘은 그 구조적 간결성으로 인해 많은 방면엣 활용되어 오고 있다. 이 논문에서는 입력 신호를 임의의 대역폭을 가진 서브밴드로 분할하여 처리한다. 각 서브밴드엣 신호의 동적범위가 줄어들 수 있으며 각 대역에서 독립적으로 수행되는 적응 필터링은 이로 인해 기존의 LMS 필터링보다 빠른 수렴 속도를 얻을 수 있다. 각 대역에서의 적응 필터링은 DCT 변환을 잉용하여 입력 신호의 백색화후 수행되며 이에 따라 탭입력 공분산 행렬의 고유치 분포율이 작아져 빠른 수렴 속도를 얻게 된다. 최종적으로, 각 서브밴드에서 필터링된 출력신호는 전 대역에 걸쳐 주파수 성분을 가지도록 합성 과정을 거쳐야 한다. 이 과정에서 웨이브렛 필터 뱅크는 스펙트럼 상에 간섭이 없는 완벽한 신호 복원을 가능하게 한다. 전산 모의 실험에서 가산성 백색 잡음이 가해진 음성신호 입력의 경우 제안된 알고리즘은 신호대 잡음비가 높아질수록 기존의 정규화 LMS(normalized LMS)보다 우수한 성능을 보였다.
본 논문에서는 웨이브릿 변환 영역의 4개의 서브밴드와 임계값 처리를 이용하는 계층적 블록 매칭 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 다분해능의 첫 번째 레벨에서 웨이브릿 변환 영역의 4개 서브밴드를 이용함으로써 복원된 영상의 PSNR 성능을 향상시켰고, 움직임 벡터에 대한 임계값 처리를 하여 계산량을 줄였다. Carphone 영상과 Mother and Daughter 영상에 대한 실험에서 기존의 계층적 움직임 추정 알고리즘과 비교하여 임계값을 0으로 하였을 경우에 계산량은 최대 16%까지 증가하였으나 복원된 영상의 PSNR 성능은 최대 0.16dB 정도 향상된 결과를 보였고, 임계값을 증가시킴에 따라서 계산량은 최대 8%정도 줄고 복원된 영상의 PSNR은 비슷한 성능을 보였다.
기존의 MPEG-1 오디오 부호화 방식 이 사용하는 비트 할당 알고리듬은 비트 할당이 종료될 때까지 최소의 MNR을 갖는 서브밴드를 탐색하는 과정을 반복적으로 수행한다. 따라서 비트 할당을 수행하는데 필요한 전체 계산량의 상당 부분을 서브밴드 탐색 과정이 차지한다. 본 논문에서는 서브 밴드 탐색을 좀 더 효율적으로 수행 할 수 있는 방안을 제 시 하고, 기존의 방식과 음질과 계산량 측면에서 비교하고자 한다. EBU(Europe Broadcasting Union)가 제공하는 음질 평가용 CD에 수록되어 있는 팝 음악 신호를 사용하여 실험한 결과, 128 kbps의 비트율로 오디오를 압축하는 계층 2 알고리듬 환경에서, 제안한 방식이 필요로 하는 계산량은 [1]의 방식이 필요로 하는 계산량의 42% 정도이며, MNR로 측정한 두 방식간의 음질 차이는 0.2 ㏈ 정도로 별 차이가 없음을 확인할 수 있었다.
본 논문은 음향 임펄스를 모델링하는데 코사인 변조된 필터 뱅크와 Decimation을 이용하여 수렴 속도를 개선하는 방법을 제안하고 이를 잡음제거에 응용하였다. 제안된 구조는 입력신호를 필터뱅크를 이용하여 각 서브밴드로 분할한 후 필터 입력신호의 고유벡터의 최대값과 최소값의 비를 줄이고 필터의 탭수를 줄이기 위해서 decimation을 행한다. 그리고 서브밴드대역의 샘플링 주파수를 낮추어 신호 스펙트럼을 확장시켜 이를 적응필터에 입력하여 수렴속도를 향상시켰다. 실험 결과, Colored잡음의 경우 LMS 알고리즘보다 제안된 방법이 MSE(Mean Square Error)는 좋지는 않았다. 실제 음향시스템의 모델링에는 거의 같은 MSE을 갖으며, 수렴 속도에는 모두 빠른 성능을 보였으며, 이를 음질향상에 적용하여 향상된 음질을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 각 프레임에서의 음성신호 및 비음성신호 구간을 검출하는 음성인식 알고리즘을 제안한다. 그리고 음성신호 및 비음성신호 구간의 검출에 따라서 각 프레임에서 잡음을 제거하는 멀티밴드필터에 의한 환경잡음억압 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 음성으로부터 특징 파라미터를 추출하여 필터뱅크의 서브밴드 영역에서 잡음을 제거하는 방법이다. 본 실험에서는 환경잡음억압 알고리즘의 성능을 멀티밴드필터를 사용하여 각 프레임에서 잡음을 제거하는 실험결과를 나타낸다. 잡음에 의하여 오염된 음성에 대하여 스펙트럴 왜곡률을 사용하여 본 알고리즘이 유효하다는 것을 확인한다.
음향 에코우제거기나 소음제어와 같은 임펄스 응답이 긴 디지털 필터를 이용하여 필터링을 할 경우 수렴속도가 느리고 계산시간이 많이 걸린다. 이러한 기존의 필터링에서 생기는 계산시간이나 수렴속도 문제를 개선하기 위해서 서브밴드 필터링과 멀티레이트 신호처리 기술이 개발되었다. 모든 시스템의 전달함수는 interpolator와 임펄스 응답사이에 임의 수만큼의 0이 들어있는 sparse 임펄스 응답을 갖는 서브필터를 직렬로 연결한 구조로 표현할 수 있다. 이 경우에 interpolator는 Hadamard 행렬로 표현되고 저역통과필터 특성을 갖는 원형필터를 균일하게 이동시킨 것과 같다. 그래서 입력신호를 Hadamard 변환을 이용하여 각 서브대역으로 분할하고 decimation을 하여 샘플링 레이트를 줄이는 멀티레이트기술이 음향 함수 모델링이나 잡음제거에 응용할 수 있다. 본 논문에서는 decimation으로 생기는 에리어싱을 제거하고 수렴속도를 향상시키기 위해서 입력 신호를 트리구조를 갖는 필터뱅크를 이용하여 비균일한 서브대역으로 분할, 그리고 decimation을 하여 샘플링레이트를 변환하고 각 서브대역에서 계수를 갱신한 후 이 계수를 전대역으로 Hadamard 변환을 이용하여 변환하는 비균일한 대역폭을 갖는 delayless 필터 구조를 제안하고 이 구조를 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 성능을 검증한다.
본 논문은 문자가 포함된 영상에서 문자의 가독성은 유지하면서 영상을 압축하고 복원하는 효율적인 방법을 제시한다. 본 논문에서 제시하는 방법은 문서 분할, Quincunx 다운샘플링, (5/3) 웨이블릿 리프팅 그리고 서브밴드별 SPIHT(Set Partitioning In Hierarchical Trees) 부호화 방법을 기반으로 하여 구축되었다. 부호화 과정에서는 Quincunx 다운샘를링과 서브밴드 SPIHT 부호화 방법을 사용하여 부호화 수행 시간을 단축하였으며 산술 부호화를 적용하여 SPIHT 부호기의 비트스트림을 더욱 압축하였다. 실험에서는, 복원된 영상을 제시하여 시스템의 성능을 압축율과 PSNR을 비교하고 분석하였다. 실험에서는, 복원된 영상을 제시하여 시스템의 성능을 확인할 수 있도록 하였으며, 여러 가지 양자화를 적용하여 제안한 SPIHT에 기반한 문서 압축 시스템의 압축율과 PSNR을 비교하고 분석하였다.
DCT 변환을 기반으로 하는 비디오 코딩은 많은 사용자와 더불어 급속한 기술 발전을 하게 되었다. 공간영역내에서 디코딩을 수행하는 것보다 DCT 영역에서 직접 데이터를 처리하는 것이 계산속도 면에서 빠르다. 그리고 블록처리 알고리듬은 병렬처리에 기초하므로 데이터 처리속도가 빠른 하드웨어로 구성되어질 수 있다. 본 논문에서는 서브밴드의 필터뱅크에서 블록변환영역 필터링을 이용한 JPEG브라우저를 제안한다. 디코딩시에 압축된 파일로부터 전체 영상을 디코딩하는대신 사용자가 원하는 크기의 영상을 브라우징 할 수 있다. 한편 DCT 영상 데이터가 입력으로 사용될 경우 제안된 블록변환 필터링은 일반적인 서브밴드 필터링보다 필터뱅크내에서의 곱셈 수를 줄임으로서 계산속도면에서 빠른 결과를 얻을 수 었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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