• 제목/요약/키워드: Butterworth Filter

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디지털 IIR Filter와 Deep Learning을 이용한 ECG 신호 예측을 위한 성능 평가 (Performance Evaluation for ECG Signal Prediction Using Digital IIR Filter and Deep Learning)

  • 윤의중
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권4호
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    • pp.611-616
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    • 2023
  • 심전도(electrocardiogram, ECG)는 심박동의 속도와 규칙성, 심실의 크기와 위치, 심장 손상 여부를 측정하는데 사용되며, 모든 심장질환의 원인을 찾아낼 수 있다. ECG-KIT를 이용하여 획득한 ECG 신호는 ECG 신호에 잡음을 포함하기 때문에 딥러닝에 적용하기 위해서는 ECG 신호에서 잡음을 제거해야만 한다. 본 논문에서는, ECG 신호에서 잡음은 Digital IIR Butterworth의 저역 통과 필터를 이용하여 제거하였다. LSTM의 딥러닝 모델을 사용하여 3가지 활성화 함수인 sigmoid(), ReLU(), tanh() 함수에 대한 성능 평가를 비교했을 때, 오차가 가장 작은 활성화 함수는 tanh() 함수 임을 확인하였으며, 또한 LSTM과 GRU 모델에 대한 성능 평가와 경과 시간을 비교한 결과 GRU 모델이 LSTM 모델보다 우수한 것을 확인하였다.

저역통과 LC 필터를 이용한 PWM 가변속 3상 유도전동기의 전류파형 개선 (The Improvement of Current Waveforms for a PWM Variable Speed $3{\Phi}$ Induction Motor with the Low Pass LC Filter)

  • 남택근;박진길;김필재
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.588-590
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    • 1996
  • An AC induction motor or constant speed characteristics has been widely used as power source because of simple structure and low maintenance cost in industrial field. The variable frequency AC source with a conventional inverter which is composed or power semi-conductors and drive systems contains much noises in sine wave current due to high speed switching or direct current. In this paper, the low pass LC filter for a variable speed induction motor driven by a full bridge inverter is introduced to solve EMI problem originated by much noise current. The modified LC filter based on the 3rd order Butterworth LC filter is used for the computer simulations and real experiments. The characteristics or proposed LC filter are investigated through FET analysis.

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SPECT filter의 cut off level에 따른 반폭치(FWHM) 크기에 관한 연구 (A study of Full Width at Half Maximum(FWHM) according to the Filter's Cut off level in SPECT camera)

  • 박성옥;권수일
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제26권2호
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    • pp.63-69
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    • 2003
  • 영상재구성에 있어 잡음(noise)을 제거하고 공간 분해능과 대조도 분해능을 향상시킬 수 있는 filter에서 cut off 주파수 level에 따라 영상의 질에 영향을 미치는 경향을 반폭치(FWHM : full width at half maximum)측정방법을 이용하여 비교하였다. 선택한 filter의 종류는 Band-limited, Sheep-logan, Sheep-logan Hanning, Generalized Hamming, Low pass cosine, Parazen, 그리고 Butterworth filter이다. SPECT 영상을 기록하기 위한 점선원(point source)으로 방사성의약품 $^{99m}TcO_4$을 이용하였으며 점선원에 대하여 각각의 filter에서 cut off 주파수 준위별로 영상을 기록하고 axial transverse, coronal sagittal... fh의 section image의 profile 곡선에서 반폭치을 측정하여 비교하였다. 본 연구에서 사용한 filter들에 있어서는 cut off level에 따라 X, Y, 그리고 Z축 방향으로의 평균 FWHM의 길이가 $9.16\;mm{\sim}18.14\;mm$까지 측정되었는데 cut off level 0.7에서 Generalized Hamming filter와 Band limited filter의 경우 9.16 mm로 반폭치의 길이가 제일 짧은 것으로 나타났다.

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류마티스 관절염 환자의 무릎 MR 영상 개선을 위한 변형된 Fermi 필터 설계 (Modified Fermi Filter Design to Improve the MR Image of Knee in the Rheumatoid Arthritis Patient)

  • 김동현;예수영
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권10호
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    • pp.820-825
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    • 2010
  • In this study, we intended to design the optimal Fermi filter to apply the k-space date that is knee image of the rheumatoid arthritis patient acquired from the MRI (magnetic resonance imaging) instrument. After deciding the suitable coefficient for the Fermi filter, the results were compared with modified Fermi filter and inverse Chebyshev filter, Chebyshev filter, Elliptic filter and Butterworth filter. Firstly, in comparison to the results, the radiologist confirmed that modified Fermi filter was best decision for boundary of the rheumatoid arthritis images. The number of the black voxels of the histogram showed the quantity of the results. At the proposed filter images, numbers of the blacks voxels were statistically decreased. That meant voxels only appeared the black color were changed to others voxels color. Because the number of the total voxels was fixed, the area appeared block color could be effected to the other areas. If the modified Fermi filter were used for rheumatoid arthritis patient, the result will be better than other filters.

연료전지 전원을 갖는 Z-소스 능동전력필터에 의한 장거리 배전선로의 전압 THD 저감 (Voltage THD Mitigation of Power Distribution System using Z-Source Active Power Filter with a Fuel Cells Source)

  • 정영국
    • 전기학회논문지
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    • 제57권12호
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    • pp.2161-2166
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    • 2008
  • This paper deals with a Z-source active power filter(Z-AFU) for mitigation voltage THD(total harmonic distortion) due to voltage harmonic propagation(amplification) in 6.6kv power distribution system. Bus voltage harmonic signal is detected by 60Hz butterworth BPF(band pass filter). As an ESS(energy storage system) of the proposed system, PEM fuel cells(Ballard NEXA, 1.2kw) is employed. Test results based on PSIM(power electronics simulation tool) validate the proposed approach.

A 3V-50MHz analog CMOS continuous time current-mode filter with a negative resistance load

  • 현재섭;윤광섭
    • 한국통신학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.1726-1733
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    • 1996
  • A 3V-50MHz analog CMOS continuous-time current-mode filter with a negative resistance load(NRL) is proposed. In order to design a current-mode current integrator, a modified basic current mirror with a NRL to increase the output resistance is employed. the inherent circuit structure of the designed NRL current integrator, which minimizes the internal circuit nodes and enhances the gain bandwidth product, is capable of making the filter operate at the high frequency. The third order Butterworth low pass filter utilizing the designed NRL current integrator is synthesized and simulated with a 1.5.mu.m CMOS n-well proess. Simulation result shows the cutoff frequency of 50MHz and power consumption of 2.4mW/pole with a 3V power supply.

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40MHz의 대역폭과 개선된 선형성을 가지는 Active-RC Channel Selection Filter (Active-RC Channel Selection Filter with 40MHz Bandwidth and Improved Linearity)

  • 이한열;황유정;장영찬
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권10호
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    • pp.2395-2402
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    • 2013
  • 본 논문에서는 40MHz의 대역폭과 개선된 선형성을 가지는 active-RC channel selection filter (CSF)가 제안된다. 제안되는 CSF는 5차 butterworth 필터로써 한 단의 1차 low pass 필터와 두 단의 biquad 기반의 2차 low pass 필터, 그리고 DC offset 제거를 위한 DC 피드백 회로로 구성된다. CSF의 선형성을 개선하기 위해 스위치로 사용되는 MOSFET의 body를 source 노드로 연결한다. 설계된 CSF의 대역폭은 10MHz, 20MHz, 그리고 40MHz로 선택될 수 있으며, 전압 이득은 0dB에서 24dB까지 6dB의 단위로 조정된다. 제안된 CSF는 1.2V 40nm의 1-poly 8-metal CMOS 공정에서 설계된다. 설계된 CSF가 40MHz의 대역폭과 0dB의 gain을 가질 때, OIP3는 31.33dBm이고 in-band ripple은 1.046dB, IRN는 39.81nV/sqrt(Hz)로 시뮬레이션 검증되었다. CSF의 면적과 전력소모는 각각 $450{\times}210{\mu}m^2$와 6.71mW 이다.

유전자알고리즘을 이용한 FBAR RF 대역통과여파기 설계기법 (Thin Film Bulk Acoustic Resonator(FBAR) Bandpass Filter Design Technique Using Genetic Algorithm)

  • 이정흠;김형동
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제40권3호
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    • pp.10-17
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    • 2003
  • 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용한 박막 체적 공진기 대역통과 여파기 설계기법을 제안하였다. 기존의 BVD등가모델을 이용한 여파기 설계기법은 공진 모드에서의 공진기의 임피던스 특성을 몇 개의 집중 소자로 근사함으로써 생기는 오차를 포함하고 있다. 본 논문에서는 공진기의 전기적 임피던스 특성식 자체를 이용한 최적화 FBAR여파기 설계기법을 제안하였다. 유전자 알고리즘을 적용하여 설계기준을 만족하도록 공진기의 두께 및 면적을 최적화하였다. 첫 번째 유전자 알고리즘은 사다리형 여파기의 직렬/병렬 공진기의 직렬/병렬 공진 주파수가 통과대역의 중심주파수와 일치하도록 각 공진기의 압전 물질 두께를 최적화하였다. 두 번째 유전자 알고리즘은 설계하고자하는 대역통과 여파기 특성을 만족시키기 위한 각 공진기의 면적을 최적화하였다. 제안된 방법을 이용하여 설계된 US-PCS 수신 대역통과 여파기는 기존의 방법 및 BVD모델을 이용한 설계결과와 비교하여 우수한 응답특성을 나타내었다.

산성 용액 내 유속 측정을 위한 내산성 센서 개발 (Development of Acid Resistance Velocity Sensor for Analyzing Acidic Fluid Flow Characteristics)

  • 최규진;윤진원;유상석
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권10호
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    • pp.629-636
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    • 2016
  • 미세 회로 기판 제조에 적용되는 습식공정 중 도금조에서 미세 기판의 정밀한 가공을 위해 산성용액 반응조 내부의 유동특성을 관찰하는 것이 중요하다. 하지만, 상용 유속계 중 내산성을 갖춘 센서가 거의 없어 측정이 매우 어렵다. 본 연구에서는 내산성을 갖는 압저항 센서에 신호처리 기술을 적용하여 유속을 측정할 수 있는 센서를 개발하였다. 상용유속계 수준의 유속데이터 획득을 위해서는 높은 임피던스를 갖는 압저항 센서에 증폭회로 및 저역통과필터를 부착하였으며, 이 때 사용되는 신호처리회로의 출력과 상용유속계의 출력이 일치되도록 하는 신호처리회로의 선정을 위해 Butterworth, Bessel, Chebyshev 필터 회로를 제작하여 유속 측정을 통해 출력을 상용유속계의 출력과 비교한 결과 0.0128 %, 0.0023 %, 5.06 %의 MSE를 확인할 수 있었다. 인가 유속을 변경하면서 내산성 센서의 측정 가능 영역을 확인해 본 결과, 저속 저압 구간에서는 신호와 노이즈 구분이 어려워 신호 처리 알고리즘을 적용해도 원하는 결과를 얻지 못하였고, 2~6 m/s에서 2.7 % 미만의 오차를 갖는 신뢰성 있는 측정이 가능하였다.

변류기 포화 판단 알고리즘의 저역통과 필터에 대한 성능 분석 (Performance Analysis of a Lowpass Filter on a CT Saturation Detection Algorithm)

  • 강용철;옥승환;윤재성;강상희
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제51권10호
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    • pp.495-501
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    • 2002
  • A difference based current transformer (CT) saturation detection algorithm uses the third difference of a secondary current to detect the instants of the beginning/end of saturation. The third difference of a secondary current contains high frequency components when a CT is saturated. Thus, an effect of an anti-aliasing lowpass filter implemented in digital protection relays on the detection algorithm should be studied. This paper describes performance analysis of a lowpass filter on the CT saturation detection algorithm. The cutoff frequency of the lowpass filter is normally set to be half of a sampling frequency. In this Paper, two sampling frequencies of 3,840 (Hz) corresponding to 64 sample/cycle (s/c) and 1,920 (Hz) corresponding to 32 (s/c) are studied; the cutoff frequencies of the lowpass filters are set to be 1,920 (Hz), 960 (Hz) and 960(Hz), 480(Hz), respectively. And the proposed algorithm is verified by experiment. A 2nd order Butterworth filter is designed as a lowpass filter. The test results and experiment results clearly indicate that the saturation detection algorithm successfully detects the instants of the beginning/end of saturation even though a secondary current is filtered by the designed lowpass filters.