• 제목/요약/키워드: Digital Filters

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복합잡음 제거를 위한 다중 필터에 관한 연구 (A Study on Multiple Filter for Mixed Noise Removal)

  • 권세익;김남호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.2029-2036
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    • 2017
  • 현재, 디지털 시대의 급속 발전과 함께 멀티미디어 서비스에 대한 수요가 증가되고 있다. 영상 데이터는 다양한 잡음에 의해 훼손되며, 주로 AWGN, salt and pepper 잡음, 이 두 잡음이 혼합된 복합잡음 등이 대표적이다. 따라서, 본 논문에서는 잡음 판단을 통해 AWGN 및 salt and pepper 잡음으로 분류하여 처리한다. AWGN인 경우, 공간 가중치 필터 및 화소 변화 가중치 필터의 출력을 합성하여 처리하며, 국부 마스크의 표준편차에 따라 합성 가중치를 다르게 적용한다. salt and pepper 잡음인 경우, 3차원 스플라인 보간법 및 국부 히스토그램 가중치 필터를 합성하여 처리하며, 국부 마스크의 salt and pepper 잡음 밀도에 따라 합성 가중치를 다르게 적용하여 처리하는 다중 영상복원 필터 알고리즘을 제안하였다.

Improvement of Dynamic Behavior of Shunt Active Power Filter Using Fuzzy Instantaneous Power Theory

  • Eskandarian, Nasser;Beromi, Yousef Alinejad;Farhangi, Shahrokh
    • Journal of Power Electronics
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    • 제14권6호
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    • pp.1303-1313
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    • 2014
  • Dynamic behavior of the harmonic detection part of an active power filter (APF) has an essential role in filter compensation performances during transient conditions. Instantaneous power (p-q) theory is extensively used to design harmonic detectors for active filters. Large overshoot of p-q theory method deteriorates filter response at a large and rapid load change. In this study the harmonic estimation of an APF during transient conditions for balanced three-phase nonlinear loads is conducted. A novel fuzzy instantaneous power (FIP) theory is proposed to improve conventional p-q theory dynamic performances during transient conditions to adapt automatically to any random and rapid nonlinear load change. Adding fuzzy rules in p-q theory improves the decomposition of the alternating current components of active and reactive power signals and develops correct reference during rapid and random current variation. Modifying p-q theory internal high-pass filter performance using fuzzy rules without any drawback is a prospect. In the simulated system using MATLAB/SIMULINK, the shunt active filter is connected to a rapidly time-varying nonlinear load. The harmonic detection parts of the shunt active filter are developed for FIP theory-based and p-q theory-based algorithms. The harmonic detector hardware is also developed using the TMS320F28335 digital signal processor and connected to a laboratory nonlinear load. The software is developed for FIP theory-based and p-q theory-based algorithms. The simulation and experimental tests results verify the ability of the new technique in harmonic detection of rapid changing nonlinear loads.

25kHz 반송파와 5kHz 심볼율을 갖는 수중통신 수신기용 전단부 설계 (Front-End Design for Underwater Communication System with 25 kHz Carrier Frequency and 5 kHz Symbol Rate)

  • 김승근;윤창호;박진영;김시문;박종원;임용곤
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.166-171
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    • 2010
  • In this paper, the front-end of a digital receiver with a 25 kHz carrier frequency, 5 kHz symbol rate, and any excess-bandwidth is designed using two basic facts. The first is known as the uniform sampling theorem, which states that the sampled sequence might not suffer from aliasing even if its sampling rate is lower than the Nyquist sampling rate if the analog signal is a bandpass one. The other fact is that if the sampling rate is 4 times the center frequency of the sampled sequence, the front-end processing complexity can be dramatically reduced due to the half of the sampled sequence to be multiplied by zero in the demixing process. Furthermore, the designed front-end is simplified by introducing sub-filters and sub-sampling sequences. The designed front-end is composed of an A/D converter, which takes samples of a bandpass filtered signal at a 20 kHz rate; a serial-to-parallel converter, which converts a sampled bandpass sequence to 4 parallel sub-sample sequences; 4 sub-filter blocks, which act as a frequency shifter and lowpass filter for a complex sequence; 4 synchronized switches; and 2 adders. The designed front-end dramatically reduces the computational complexity by more than 50% for frequency shifting and lowpass filtering operations since a conventional front-end requires a frequency shifting and two lowpass filtering operations to get one lowpass complex sample, while the proposed front-end requires only four filtering operation to get four lowpass complex samples, which is equivalent to one filtering operation for one sample.

강인한 오디오 핑거프린팅 시스템을 위한 에너지와 통계적 필터링 (Energy and Statistical Filtering for a Robust Audio Fingerprinting System)

  • 정병준;김대진
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.1-9
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    • 2012
  • 디지털 음악과 스마트 폰이 대중화되면서 잡음에 강인한 실시간 음악 핑거프린트 시스템이 다양하게 개발되고 있다. 특히 핑거프린트 알고리즘 중 Multiple Hashing(MLH)은 잡음에 강인하고 정교한 구조로 되어 있다. 본 논문에서는 음악 데이터베이스로부터 질의 및 응답의 정확도를 개선하기 위해 에너지 집중필터를 사용하고 연속성과 중복성을 제거하는 통계적 필터를 제안한다. 에너지 집중 필터는 하위 비트에 에너지가 집중되는 Discrite Cosine Transform(DCT)의 특징을 이용하고, 통계적 필터는 검색된 핑거프린트 정보들 사이의 상관관계 특성을 이용한다. 실험 결과로 잡음 환경에서 에너지와 통계적 필터링으로 구성된 제안 알고리즘은 우수성을 보인다. 이는 제안된 필터 엔진으로 Philips Robust Hash(PRH)보다 잡음에 강인하고 Multiple Hashing(MLH)보다 간결한 핑거프린트 시스템을 구성할 수 있다.

표본화 속도 변환기용 다단 FIR 필터의 설계방법 (A Design Method of Multistage FIR Filters for Sampling Rate Converters)

  • 백제인
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제47권1호
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    • pp.150-158
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    • 2010
  • 디지털 신호의 표본화 속도를 변환시키는 SRC(sample rate converter) 장치에는 필터가 필요하다. 속도 변환율이 높을수록 필터의 신호처리량이 증대되며, 필터의 구현이 복잡해진다. 그러므로 속도 변환율이 높은 경우에는 신호처리량이 적은 필터를 설계하는 것은 중요한 문제이다. 본 논문에서는 다단 FIR(finite impulse response) 필터를 효과적으로 설계하는 방법을 제시하였다. 다단 필터는 표본화 속도를 한 번에 변환하는 것이 아니라 여러 단 나누어서 변환하는 방식이다. 제시된 설계방식은, 속도 변환율의 인수분해 조합 모두에 대하여 조사하며, 필터의 복잡도 측정을 필터 차수의 추정식에 의존하지 않고 필터의 구현 결과를 바탕으로 한 점이 특징이다. 필터 설계 결과, 종래의 방식으로 설계된 것보다 곱셈연산량이 적음을 보였다. 또한 halfband 필터나 다중 차단대역 필터 등의 특성을 활용하면 곱셈연산량이 더욱 감소된 필터를 구성할 수 있음을 확인하였다.

이미지프로세싱기법을 이용한 포장이미지의 특성과 노이즈제거를 위한 알고리즘 선정 (Characteristics of Asphalt Pavement Images and Enhanced Algorithm for Noise Reduction)

  • 김정용;조윤호
    • 한국도로학회논문집
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    • 제3권4호
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    • pp.137-146
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    • 2001
  • 포장유지관리시스템에 있어서 포장표면 정보는 가장 중요한 인자 중의 하나이다. 따라서 일찍부터 선진국들은 자국의 현실에 알맞은 포장표면 조사장비와 프로그램을 개발하여 사용하고 있다. 국내의 경우 고가의 외국장비와 프로그램을 수입하여 사용하고 있으나 많은 문제점으로 인해 국산 장비와 포장표면 분석 프로그램 개발의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구는 아스팔트 포장표면 분석 프로그램 개발을 위한 선행연구이다. 본 연구의 초점은 이미지프로세싱 기술을 이용한 포장표면 분석 원리를 규명하고 포장이미지의 특성 및 포장이미지의 노이즈를 효과적으로 제거하기 위한 알고리즘을 실험하는 것이다. ARAN(Automatic Road Analyser)의 균열맵을 분석 샘플로 이용하였으며, 포장이미지의 통계적인 특성, 히스토그램, FFT(Fast Fourier Transform)영상을 분석하여 일반적인 이미지에 비해 노이즈와 고주파 성분이 많고, 배경과 균열 분리가 어려운 특성을 규명하였다. 또한 노이즈 제거를 위해 다양한 필터를 적용하여 실험한 결과 마스크 크기가 3X3인 중간값 필터가 가장 효과가 좋은 것으로 나타났다.

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적응적 블록화 현상 제거를 위한 블록 경계 검출 기법 (Block Boundary Detection Technique for Adaptive Blocking Artifacts Reduction)

  • 김성득;임경원
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제47권2호
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    • pp.11-19
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    • 2010
  • 대부분의 블록화 현상 제거 기법은 블록 경계가 잘 알려져 있고, 양자화 변수와 같은 부호화 정보를 부가적으로 활용할 수 있다고 가정한다. 그러나 상용 텔레비전과 같은 응용 제품에서는 블록의 경계 및 부호화 정보를 알 수 없는 많은 외부 비디오 입력 신호들이 존재한다. 만약 블록화 잡음이 있는 비디오 영상이 외부 비디오 입력 신호로 공급된다면, 영상을 해석하여 블록 경계의 위치를 판단하고 블록화 제거 필터의 강도를 적응적으로 제어하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 부호화 정보와 같은 사전 정보륜 사용하지 않고 영상 분석만을 통해 블록화 현상이 발생하는 블록 경계를 판단하고 블록화 현상의 강도를 추정한다. 또한 추정된 블촉 현상 관련 정보에 대한 신뢰도를 추가적으로 판단함으로써 보다 견실하게 블록화 잡음 제거과정을 제어할 수 있도록 한다. 실험결과는 사전 정보를 사용하지 않고 예측된 블록 경계의 위치 강도 및 신뢰도 정보가 블록화 현상을 제거하는데 유용하게 사용될 수 있음을 보여준다.

A Simplified Synchronous Reference Frame for Indirect Current Controlled Three-level Inverter-based Shunt Active Power Filters

  • Hoon, Yap;Radzi, Mohd Amran Mohd;Hassan, Mohd Khair;Mailah, Nashiren Farzilah;Wahab, Noor Izzri Abdul
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권5호
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    • pp.1964-1980
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    • 2016
  • This paper presents a new simplified harmonics extraction algorithm based on the synchronous reference frame (SRF) for an indirect current controlled (ICC) three-level neutral point diode clamped (NPC) inverter-based shunt active power filter (SAPF). The shunt APF is widely accepted as one of the most effective current harmonics mitigation tools due to its superior adaptability in dynamic state conditions. In its controller, the SRF algorithm which is derived based on the direct-quadrature (DQ) theory has played a significant role as a harmonics extraction algorithm due to its simple implementation features. However, it suffers from significant delays due to its dependency on a numerical filter and unnecessary computation workloads. Moreover, the algorithm is mostly implemented for the direct current controlled (DCC) based SAPF which operates based on a non-sinusoidal reference current. This degrades the mitigation performances since the DCC based operation does not possess exact information on the actual source current which suffers from switching ripples problems. Therefore, three major improvements are introduced which include the development of a mathematical based fundamental component identifier to replace the numerical filter, the removal of redundant features, and the generation of a sinusoidal reference current. The proposed algorithm is developed and evaluated in MATLAB / Simulink. A laboratory prototype utilizing a TMS320F28335 digital signal processor (DSP) is also implemented to validate effectiveness of the proposed algorithm. Both simulation and experimental results are presented. They show significant improvements in terms of total harmonic distortion (THD) and dynamic response when compared to a conventional SRF algorithm.

광학계의 위상 변조 조건에 따른 중심 강도 변화 (The effect of phase modulation on the central peak intensity in an optical system)

  • 이영철;정창섭;박성종;이윤우
    • 한국광학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.67-72
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    • 2000
  • 최근에 많은 연구들이 디지털 다기능 디스크(DVD) pick up head나 초정밀 주사 현미경과 같은 회절 한계 이상의 초분해능을 갖는 광학계를 개발하기 위해 annular mask나 ppupil filter 등의 다양한 방법을 이용하고 있다. 본 연구진은 초분해능 광학계 개발에 이용되는 annular mask와 phase modulated filter를 동시에 갖는 환형태의 위상 변조 광학계를 개발하기 위한 연구를 수행해 왔다. 이러한 광학계의 결상 특성은 위상 변조 조건, 즉 환형 폭, 환형 위치, 그리고 변조량에 영향을 받게되는데, 본 연구에서는 이러한 위상 변조 조건을 결정할 수 있는 최적화 프로그램을 개발하였다. 프로그램에 의해 결정된 환형 위상 변조 광학계의 위상 변조 조건에 따른 최적 상면에서의 중심 강도 변화를 조사하였다. 이러한 결과로부터 최대 중심 강도를 갖는 최적의 환형 이상 apodizer 조건을 결정할 수 있었고, 특히 광학계가 구면수차를 포함하는 경우 구면수차량이 증가 할수록 수차 보정 능력이 우수함을 알 수 있었다.

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간섭계 레이더 고도계를 활용한 지형참조항법의 성능 분석 (A performance analysis of terrain-aided navigation(TAN) algorithms using interferometric radar altimeter)

  • 정승환;윤주홍;박민규;김대영;성창기;김현석;김윤형;곽희준;선웅;윤국진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.285-291
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    • 2012
  • 본 논문에서는 간섭계 레이더 고도계를 활용한 지형참조항법의 성능을 분석하고자 한다. 간섭계 레이더 고도계는 항체의 주변 지형의 고도 중 가장 높은 값을 측정값으로 취함으로써 항법의 정확성을 향상시키고 있다. 이에 본 연구에서는 간섭계 레이더 고도계의 적용에 따른 새로운 측정 모델을 제시하고 이에 따른 지형참조항법 시스템을 구축하려 한다. 또한 필터에 따른 지형참조항법의 성능 분석을 위하여 확장형 칼만 필터, 무향 칼만 필터, 파티클 필터를 적용하며 여러 환경의 변화에 따른 지형참조항법의 성능을 도출고자 한다.