We suggest 2 dimensional Fast Fourier Transform using Polynomial Transform and integer Fast Fourier Transform. Unlike conventional 2D-FFT using the direct quantization of twiddle factor, the suggested 2D-FFT adopts implemented by the lifting so that the suggested 2D-FFT is power adaptable and reversible. Since the suggested FFT performg integer-to-integer mapping, the transform can be implemented by only bit shifts and auditions without multiplications. In addition. polynomial transform severely reduces the multiplications of 2D-FFT. While preserving the reversibility, complexity of this algorithm is shown to be much lower than that of any other algorithms in terms of the numbers of additions and shifts.
We propose a novel graphics processing unit (GPU) algorithm that can handle a large-scale 3D fast Fourier transform (i.e., 3D-FFT) problem whose data size is larger than the GPU's memory. A 1D FFT-based 3D-FFT computational approach is used to solve the limited device memory issue. Moreover, to reduce the communication overhead between the CPU and GPU, we propose a 3D data-transposition method that converts the target 1D vector into a contiguous memory layout and improves data transfer efficiency. The transposed data are communicated between the host and device memories efficiently through the pinned buffer and multiple streams. We apply our method to various large-scale benchmarks and compare its performance with the state-of-the-art multicore CPU FFT library (i.e., fastest Fourier transform in the West [FFTW]) and a prior GPU-based 3D-FFT algorithm. Our method achieves a higher performance (up to 2.89 times) than FFTW; it yields more performance gaps as the data size increases. The performance of the prior GPU algorithm decreases considerably in massive-scale problems, whereas our method's performance is stable.
고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)은 다양한 응용처에서 널리 사용되는 주요 신호처리 블록이다. 일반적으로 1024 포인트 이상의 긴 FFT 처리의 경우 높은 SQNR(Signal-to-Quantization Ratio)를 유지하면서도 낮은 하드웨어 복잡도의 구현이 매우 중요하다. 본 논문에서는 낮은 복잡도의 FFT 알고리즘과 간단한 동적스케일링 기법을 제시한다. 이를 통해 2048 포인트 FFT연산에 대해서 널리 알려진 radix-2 알고리즘에 비해 곱셉기의 수를 절반으로 줄일 수 있으며, 또한 twiddle factor를 저장하기 위해 필요한 테이블의 크기를 radix-2 및 radix-22 알고리즘에 비해 각각 35% 및 53%로 축소할 수 있다. 그리고 내부 데이터의 폭을 점진적으로 늘리지 않고서도 55dB 이상의 높은 SQNR을 달성하는 것을 확인하였다.
이 논문에서는 TFT-LCD의 제조공정에서 발생하는 mura를 효율적으로 검출하는 multi-point FFT를 기반으로 한, 2차원 FFT를 이용하는 새로운 전기적인 검출 방식을 제안한다. TFT-LCD의 mura 패턴은 어느 일정한 영역을 갖고 있으므로 어느 한 라인에서 관찰하면 sin 파의 모양으로 관찰된다. Mura의 모양은 원, 가로 타원, 세로 타원으로 분류할 수 있으며 2-D FFT 변환을 통하여 일정한 문턱치와 비교하면 mura를 쉽게 검출할 수 있음을 보인다. 실험영상의 simulation을 통하여 제안 알고리즘이 다양한 크기의 mura 패턴을 효과적으로 검출할 수 있음을 보였다. 따라서 제안된 알고리즘은 TFT-LCD mura의 자동 검사 시스템에 이용될 수 있을 것이다.
Objective: To investigate the effects of frontal facial type (FFT) and sex on preferred chin projection (CP) in three-dimensional (3D) facial images. Methods: Six 3D facial images were acquired using a 3D facial scanner (euryprosopic [Eury-FFT], mesoprosopic [Meso-FFT], and leptoprosopic [Lepto-FFT] for each sex). After normal CP in each 3D facial image was set to $10^{\circ}$ of the facial profile angle (glabella-subnasale-pogonion), CPs were morphed by gradations of $2^{\circ}$ from normal (moderately protrusive [$6^{\circ}$], slightly protrusive [$8^{\circ}$], slightly retrusive [$12^{\circ}$], and moderately retrusive [$14^{\circ}$]). Seventy-five dental students (48 men and 27 women) were asked to rate the CPs ($6^{\circ}$, $8^{\circ}$, $10^{\circ}$, $12^{\circ}$, and $14^{\circ}$) from the most to least preferred in each 3D image. Statistical analyses included the Kolmogorov-Smirnov test, Kruskal-Wallis test, and Bonferroni correction. Results: No significant difference was observed in the distribution of preferred CP in the same FFT between male and female evaluators. In Meso-FFT, the normal CP was the most preferred without any sex difference. However, in Eury-FFT, the slightly protrusive CP was favored in male 3D images, but the normal CP was preferred in female 3D images. In Lepto-FFT, the normal CP was favored in male 3D images, whereas the slightly retrusive CP was favored in female 3D images. The mean preferred CP angle differed significantly according to FFT (Eury-FFT: male, $8.7^{\circ}$, female, $9.9^{\circ}$; Meso-FFT: male, $9.8^{\circ}$, female, $10.7^{\circ}$; Lepto-FFT: male, $10.8^{\circ}$, female, $11.4^{\circ}$; p < 0.001). Conclusions: Our findings might serve as guidelines for setting the preferred CP according to FFT and sex.
본 논문에서는 OFDM 기반의 통신 시스템용 FFT/IFFT 코어 생성기(FFT_Core_Gen)를 구현하였다. FFT_Core_Gen은 $N=64{\times}2^k$($0{\leq}k{\leq}7$)의 8가지 FFT/IFFT 코어의 Verilog-HDL 코드를 생성한다. 생성되는 FFT/IFFT 코어는 in-place 방식의 단일 메모리 구조를 기반으로 하며, FFT 길이에 따라 radix-4와 radix-2 DIF 알고리듬의 혼합 구조가 적용된다. 또한, 메모리 감소와 연산 정밀도 향상을 위하여 중간 결과값의 크기에 따른 조건적 스케일링이 연산 stage 단위로 적용되도록 하였으며, 내부 데이터와 격자계수는 각각 14비트를 사용한다. FFT_Core_Gen에서 생성되는 FFT/IFFT 코어의 연산 정밀도는 최소 58-dB (N=8,192)에서부터 최대 63-dB (N=64)의 SQNR을 갖는다. 생성되는 코어를 $0.35-{\mu}m$ CMOS 표준 셀로 합성한 결과 75-MHz@3.3-V의 속도로 동작 가능하여 64점 FFT 연산에 $2.55-{\mu}s$가 소요되고, 8192점 FFT 연산에 $762.7-{\mu}s$가 소요되어 OFDM 기반의 무선 랜, DMB, DVB 시스템의 요구조건을 만족한다.
A direct computation algorithm of two dimensional fast Fourier transform (2D-FFT) is considered here for implementation in mesh connected multiprocessor array of both a 2D-toroidal and a rectangular type. Results are derived for a hardware algorithm including data allocation and interprocessor communications. A performance comparison is carried out between the proposed direct 2D-FFT computation and the conventional one to show that a new algorithm gives higher speedup under a reasonable assumption on the speeds of operations.
본 연구에서는 OFDM 기반 통신 시스템을 위한 가변길이 FFT/IFFT 프로세서를 설계하였다. 설계된 FFT/IFFT 프로세서는 $N=64{\times}2^k$ ($0{\leq}k{\leq}7$)의 8가지 크기에 대해 FFT/IFFT 연산이 가능하며, in-place 방식의 단일 메모리 구조를 기반으로 FFT 길이에 따라 radix-4와 radix-2 DIF 알고리듬의 혼합구조가 적용된다. 메모리 감소와 연산 정밀도 향상을 위해, 중간결과 값의 크기에 따른 2단계 조건적 스케일링 기법을 적용하여 설계되었다. 설계된 가변길이 FFT/IFFT 프로세서의 성능을 평가한 결과, 64점~8,192점 FFT 연산의 경우 평균 60-dB 이상의 정밀도를 가지며, $0.35-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 75-MHz@3.3-V의 클록주파수로 동작 가능한 것으로 평가되었다. 64점 FFT 연산에 $2.55-{\mu}s$가 소요되고, 8,192점 FFT 연산에 $762.7-{\mu}s$가 소요되어 OFDM 기반의 무선 랜, DMB, DVB 시스템의 요구조건을 만족한다.
본 논문에서는 A/D변환 모듈, 신호처리 모듈, VXI 인터페이스 모듈의 하드웨어를 구성하였고 신호처리 모듈과 VXI 인터페이스 모듈 각각에 연산 및 제어용 소프트웨어를 구현하였다. FFT 분석 디바이스의 실시간 대역폭은 100KHZ라고 말할 수 있다. 샘플링을 200KHz에서 point수 2048의 연산 파라미터 하였을 때 20KHz 입력신호의 정현파, 삼각파 및 구형파에 대한 결과를 Hewlett-Packard 3562A Dynamic Signal Analyzer낱 이용한 FFT 분석결과와 각각 비교하였다 주파수 SPAN을 0-100KHz까지로 하고 출력범위를 -40dBV 에서 30dBV 까지로 하였을 때의 결과로서 매우 정확하게 분석됨을 알 수 있었으며, 입력주파수를 10KHz, 20KHz, 50KHz로 각각 주었을 때의 결과를 비교했을 때 원하는 결과를 얻을 수 있다.
다중 표준을 지원하는 OFDM 기반 통신 시스템용 가변길이 FFT/IFFT 프로세서 (VL_FCore)를 설계하였다. VL_FCore는 $N=64{\times}2^k\;(0{\leq}k{\leq}7)$의 8가지 길이의 FFT/IFFT를 선택적으로 연산할 수 있으며, in-place 방식의 단일 메모리 구조를 기반으로 FFT 길이에 따라 radix-4와 radix-2 DIF 알고리듬의 혼합구조가 적용된다. 중간 결과 값의 크기에 따른 2단계 조건적 스케일링 기법을 적용하여 메모리 크기 감소와 연산 정밀도 향상을 이루었다. 설계된 VL_FCore의 성능을 평가한 결과, 64점~8,192점 FFT 연산에 대해 평균 60 dB 이상의 SQNR 성능을 가지며, $0.35-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성하여 23,000 게이트와 32 Kbytes의 메모리로 구현되었다. VL_FCore는 75-MHz@3.3-V의 클록으로 동작하며, 64점 FFT 연산에 $2.25-{\mu}s$, 8,192점 FFT 연산에 $762.7-{\mu}s$가 소요되어 다양한 OFDM 통신 시스템의 요구조건을 만족한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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