• 전자공학회논문지SC
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• 제41권4호
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• pp.55-62
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• 2004

본 연구에서는 보행 가속도 신호를 측정할 수 있는 휴대용 무선 가속도 측정 시스템을 설계하고 편마비 환자로부터 획득된 데이터를 이용하여 보행 인자 계산과 보행의 규칙성 및 대칭성을 평가할 수 있는 보행 자동분석 알고리즘을 개발하였다. 휴대용 무선 가속도 측정 시스템은 2축 가속도계와 증폭기 및 16㎐ 저역 통과 필터로 구성된 아날로그 신호처리부(가속도 센서부)와 원칩 마이크로프로세서, EEPROM RF 송신부 및 수신부로 구성되어 있다. 보행 분석 알고리즘은 FFT 분석부, 필터 처리부 및 정점 검출부로 구성된다. 알고리즘 개발 및 평가를 위하여 8명의 편마비 환자가 실험군으로 또 다른 8명의 편마비 환자가 대조군으로 참여하였으며, 요추 3∼4번 위치에서 10m 동안의 보행 가속도 신호를 60㎐의 샘플링 주파수로 측정하였다. 보행자동분석 알고리즘에 의해 먼저 보행 구분점을 검출하고 좌우 발을 구분하였으며, 이 정보를 이용하여 보행 인자들을 계산하였다. 비디오 데이터와 보행 가속도 신호를 직접 관찰하여 얻은 정보와 비교하여 알고리즘의 성능을 평가한 결과 보행 구분점이 모두 정확히 검출되었으며 좌우 발 또한 모두 구분되었다. 향후 알고리즘의 신뢰성과 더 많은 보행 인자들을 계산할 수 있도록 성능을 향상시킴으로써 임상에서 편마비 환자의 재활치료 성과를 평가하는데 사용될 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권2호
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• pp.57-63
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• 2003

경암 내에 존재하는 소규모 공동 탐지를 목적으로 시추공 간 탄성파자료에 대한 주시 토모그래피 및 Kirchhoff 구조보정 기법의 적용 가능성을 고찰하였다. 주시 토모그래피의 경우 수치모델링을 통한 검토 결과, 소규모 공동($2m{\times}2m$)에 기인한 초동변위 양은 대단히 작고(<0.125msec)초동변위가 관측되는 수신기 오프셋 범위도 조사영역 평균속도의 $1\%$의 초동변위를 탐지가능 기준으로 보았을 때 4m 이내로 나타났다. 이로부터 초동변위를 성공적으초 발췌하기 위해서는 적절 샘플링 간격 0.03125msec, 자료획득 송수긴 간격을 가능한 좁게 설정하여야 함을 확인하였다. 한편, 시추공 탄성파 자료에 대한 Kirchhoff 구조보정 기법을 수치모델링 자료에 적용, 탐지 가능성을 확인하고 이를 현장자료에 적응하였다. 시추공 간 탄성파 자료에 나타나는 직접파 및 각종 모드 변환파 제거를 위해 메디안 필터 및 주파수 대역필터의 조합을 적응함으로써 공동에 의한 회절신호를 분리하였다. 공통 송신원 및 중합 구조보정 단면을 작성하고 이로부터 Kirchhoff 구조보정 기법은 공동에 의한 회절신호를 성공적으로 분리하였을 경우 공동에 대한 정보도출이 가능함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권6호
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• pp.1-8
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• 2005

본 논문에서는, 1.8V 6bit 2GSPS Nyquist CMOS A/D 변환기를 제안한다. 6bit의 해상도와 초고속의 샘플링과 입력 주파수를 만족시키면서 저 전력을 구현하기 위하여 Interpolation Flash type으로 설계되었다. 같은 해상도의 Flash A/D 변환기에 비해 프리앰프의 수가 반으로 줄기 때문에 작은 입력 커패시턴스를 가지며 면적과 전력소모 작게 할 수 있다. 또한 본 연구에서는 고속 동작의 문제점들을 해결하기 위하여 새로운 구조의 One-zero Detecting Encoder, Reference Fluctuation을 보정하기 위한 회로, 비교기 자체의 Offset과 Feedthrough에 의한 오차를 최소화하기 위하여 Averaging Resistor와 SNDR을 향상시키기 위한 Track & Hold, 제안하는 Buffered Reference를 설계하여 최종적으로 2GSPS Nyquist 입력의 A/D converter 출력 결과를 얻을 수가 있었다. 본 연구에서는 1.8V의 공급전압을 가지는 0.18$\mu$m 1-poly 3-metal N-well CMOS 공정을 사용하였고, 소비전력은 145mW로 Full Flash 변환기에 비해 낮음을 확인 할 수 있었다. 실제 제작된 칩은 측정결과 2GSPS에서 SNDR은 약 36.25dB로 측정되었고, Static 상태에서 INL과 DNL은 각각 $\pm$0.5LSB 로 나타났다. 유효 칩 면적은 977um $\times$ 1040um의 면적을 갖는다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.519-526
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• 2013

심전도 신호는 P, Q, R, S, T파를 한 주기로 하여 반복되는 특징을 가지고 있으며 일반적으로 높은 표본화 주파수로 샘플링 된다. 이러한 심전도 신호의 주기적인 특징을 이용하여 진단에 중요한 정보의 손실을 최소화하면서 압축 효율을 극대화시키는 방법이 필요하다. 그러나 이러한 주기적인 특징은 심검자와 측정 시기에 따라 진폭과 주기가 일정하지가 않다. 또한 환자의 경우, 같은 시기에 측정하더라도 주기적 특징이 다르게 나타나는 구간이 존재한다. 본 논문에서는 적응적 멀티 레벨 코드를 이용하여 주도적인 신호 구간과 비주도적인 신호 구간의 심전도 신호를 적응적으로 코드화하는 방법을 제안한다. 제안하는 방식은 주도적인 신호 구간과 비주도적인 신호 구간에 따른 손실 대비 압축률을 차등 적용함으로써 반복적인 신호를 멀티 레벨 코드를 이용하여 압축의 효율성을 극대화하는 것이다. 이는 심전도 신호의 주기성을 이용하지 않은 기존의 압축 방식에 비해 장시간 측정 데이터의 압축률을 극대화시키고 비주도적인 신호를 코드화하여 무손실 압축을 함으로써 진단에 중요한 정보를 손실 없이 보존할 수 있는 장점이 있다. MIT-BIH 부정맥 데이터베이스에 있는 심전도 신호에 대한 실험을 통하여 압축의 효용성을 검증하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제2권4호
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• pp.5-9
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• 2008

비산란 그리드는 X선 영상에서 산란방사선을 제거시키기 위해 사용되고, 그에 따라 X선 영상의 대조도를 향상 시킬 수 있다. 그러나 많은 경우 디지털 X선 영상에서는 그리드의 부적절한 샘플링으로 인해 moir$\acute{e}$ artifact를 발생 시키게 된다. 본 논문에서는 그리드 주파수, pixel pitch, 각도와 moir$\acute{e}$ artifact의 상관관계에 관하여 분석하고 실험으로 확인하였다. 실험을 위하여 4..0 - 8.5 까지의 6가지 탄소 그리드를 사용하여 $139{\mu}m{\times}139{\mu}m$ pixel size의 DDR system에서 실험을 하였다. 본 실험을 통하여 획득한 moir$\acute{e}$ artifact의 frequency는 이론적 계산값과 거의 같았고, 특히 그리드와 detector array의 각도에 따라 moir$\acute{e}$ frequency가 달라지는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구를 통한 moir$\acute{e}$ artifact에 대한 이론과 data는 향후 DR system에서 moir$\acute{e}$ artifact 제거에 큰 도움을 주리라 생각한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권5호
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• pp.1-10
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• 2006

본 논문에서는, 1.8V 8-bit 500MSPS CMOS A/D 변환기를 제안한다. 8-bit 해상도, 고속의 샘플링과 입력 주파수, 그리고 저 전력을 구현하기 위하여 Cascaded-Folding Cascaded-Interpolation type으로 설계되었다. 또한 본 연구에서는 고속 동작의 문제점들을 해결하기 위하여 새로운 구조의 Digital Encoder, Reference Fluctuation을 보정하기 위한 회로, 비교기 자체의 Offset과 Feedthrough에 의한 오차를 최소화하기 위한 Averaging Resistor, SNR을 향상시키기 위한 Distributed Track & Hold를 설계하여 최종적으로 500MSPS의 A/D 변환기 출력 결과를 얻을 수가 있다. 본 연구에서는 1.8V의 공급전압을 가지는 $0.18{\mu}m$ 1-poly 5-metal N-well CMOS 공정을 사용하였고, 소비전력은 146mW로 Full Flash 변환기에 비해 낮음을 확인할 수 있었다. 실제 제작된 칩은 측정결과 500MSPS에서 SNDR은 약 43.72dB로 측정되었고, Static상태에서 INL과 DNL은 각각 ${\pm}1LSB$ 로 나타났다. 유효 칩 면적은 $1050um{\times}820um$의 면적을 갖는다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제39권2호
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• pp.128-136
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• 2002

본 논문에서는 이동통신 단말기의 음성부호화기에 탑재할 수 있도록 TeakLite DSP Core를 이용한 음향반향제거기(Acoustic Echo Canceller)를 실시간으로 구현하였다. 음성부호화기에서 음향반향제거기가 사용할 수 있는 연산량의 제한때문에 적응필터는 NLMS(Normalized Least Mean Square) 알고리즘을 이용한 FIR 필터를 사용하였다. 먼저 음향반향제거기를 부동소수점 C-언어로 구현한 다음 고정소수점 시뮬레이션을 통하여 고정소수점 연산으로 바꾸었다. 그리고 고정소수점 연산 결과를 기반으로 어셈블리 언어로 프로그램을 작성하고 최적화 과정을 거쳐 실시간으로 동작하도록 하였다. 최종적으로 구현된 반향제거기는 프로그램 메모리가 624 words이고 데이터 메모리는 811 words이었다. 샘플링 주파수를 8 ㎑로 하였을 때, 32 msec의 반향경로 지연시간에 해당되는 256 차수의 필터를 이용한 경우에는 14.12 MIPS의 연산량을, 16 msec의 반향경로 지연시간에 해당되는 128 차수의 필터를 이용한 경우에는 9.00 MIPS의 연산량을 필요로 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.149-155
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• 2015

본 논문에서는 선형성이 개선된 5MHz의 샘플링 주파수를 가지는 10-비트 디지털/아날로그 변환기를 제안한다. 제안하는 디지털/아날로그 변환기는 10-비트 R-2R 기반 디지털/아날로그 변환기, rail-to-rail 입력 범위의 차동 전압증폭기를 이용하는 출력버퍼, 그리고 바이어스 전압을 위한 밴드-갭 기준전압 회로로 구성된다. R-2R 디지털/아날로그 변환기의 2R 구현에 스위치를 위해 사용되는 인버터의 turn-on 저항 값을 포함하여 설계함으로 선형성을 개선시킨다. DAC의 최종 출력 전압 범위는 출력버퍼에 차동전압증폭기를 이용함으로 R-2R의 rail-to-rail 출력 전압으로부터 $2/3{\times}VDD$로 결정된다. 제안된 디지털/아날로그 변환기는 1.2V 공급전압과 1-poly, 8-metal을 이용하는 130nm CMOS 공정에서 구현되었다. 측정된 디지털/아날로그 변환기의 동적특성은 9.4비트의 ENOB, 58dB의 SNDR, 그리고 63dBc의 SFDR이다. 측정된 DNL과 INL은 -/+0.35LSB 미만이다. 제작된 디지털/아날로그 변환기의 면적과 전력소모는 각각 $642.9{\times}366.6{\mu}m^2$과 2.95mW이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.276-284
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• 2020

본 논문에서는 인지 무선 통신을 위한 새로운 합성곱 신경망 기반 스펙트럼 센싱 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 주 사용자 신호에 대한 어떠한 사전 정보도 알지 못하는 상황에서 에너지 검출을 통해 주 사용자 신호 유무를 판단한다. 제안하는 기법은 센싱하고자 하는 전체 대역을 고려하여 수신신호를 고속으로 샘플링한다. 이후 신호의 FFT(fast Fourier transform)을 통해 주파수 스펙트럼으로 변환하고 연속적으로 이와 같은 스펙트럼을 쌓아서 2차원 신호를 만든다. 이렇게 만든 2차원 신호를 탐지하고자 하는 채널 대역폭 단위로 자르고 합성곱 신경망에 입력하여 채널이 사용 중인지 비어있는지 판단한다. 판단하고자 하는 분류의 종류가 두 가지이므로 이진 분류 합성곱 신경망을 사용한다. 제안하는 기법의 성능은 컴퓨터 모의실험과 실제 실내환경에서의 실험을 통해 검증하는데 이 결과에 따르면 제안하는 기법은 기존 문턱값 기반 기법보다 2 dB 이상 우수한 성능을 보인다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권1호
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• pp.19-23
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• 2024

양손 절단 환자들에게 미용적 목적과 함께 기능적 목적을 갖춘 의수가 필요하며 잔존 근육의 근전도를 이용한 인공 의수에 대한 연구가 활발하나 아직도 비싼 비용의 문제가 있다. 본 연구에서는 저비용의 부품과 소프트웨어인 표면 근전도 센서, 머신러닝 소프트웨어 Edge Impulse, Arduino Nano 33 BLE, 그리고 3D 프린팅을 이용하여 인공의수를 제작하고 성능을 평가하였다. 표면 근전도 센서로 획득하고 Edge Impulse에서 디지털 시그널 프로세싱 과정을 거친 신호들을 이용하여 머신러닝으로 손가락 운동의 종류를 판단하는 훈련을 통해 각 손가락의 굽힘 운동신호를 의수 모델의 손가락들에 전달하였다. 디지털 시그널 프로세싱 조건을 노치 필터 60 Hz, 대역필터 10-300 Hz, 그리고 샘플링 주파수 1,000 Hz로 했을 때, 머신 러닝의 정확도가 82.1%로 가장 높았다. 각 손가락 굴곡 운동간에 혼동될 수 있는 가능성은 약지가 가장 높아서 검지의 운동으로 혼동될 가능성이 44.7 %이었다. 저비용 인공의수의 성공적인 개발을 위해서는 더 많은 연구가 필요하다.