이 논문에서는 디지털 필터의 저전력 구현을 위한 새로운 DA(Distributed Arithmetic) 필터 구조를 제안한다. 제안된 구조는 입력샘플 비트 포맷에서 수직 방향으로 연산하는 기존의 DA 구조와는 달리 입력샘플 비트를 수평 방향으로 연산하여 ROM이 필요 없으며 Modified booth 알고리즘의 작용이 가능한 저전력 필터 구조이다 이와 더불어 제안된 필터 구조는 ROM이 필요 없게 되므로 고정된 필터 계수용 필터 뿐 아니라 변하는 필터계수를 갖는 필터 구현에 적용이 가능하다. 제안된 DA 구조와 기존의 DA 구조를 사용하여 20 탭 필터를 Verilog-HDL을 사용하여 구현하였으며, Synopsis로 논리합성한 결과 기존 구조에 비하여 41.6%의 구현 면적 감소효과를 얻을 수 있었다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권2호
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pp.710-726
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2018
This paper presents an extended particle filter to increase the accuracy and decrease the computation load of vehicle tracking. Particle filter has been the subject of extensive interest in video-based tracking which is capable of solving nonlinear and non-Gaussian problems. However, there still exist problems such as preventing unnecessary particle consumption, reducing the computational burden, and increasing the accuracy. We aim to increase the accuracy without an increase in computation load. In proposed method, we calculate the direction angle of the target vehicle. The angular difference between the direction of the target vehicle and each particle of the particle filter is observed. Particles are filtered and weighted, based on their angular difference. Particles with angular difference greater than a threshold is eliminated and the remaining are stored with greater weights in order to increase their probability for state estimation. Threshold value is very critical for performance. Thus, instead of having a constant threshold value, proposed algorithm updates it online. The first advantage of our algorithm is that it prevents the system from failures caused by insufficient amount of particles. Second advantage is to reduce the risk of using unnecessary number of particles in tracking which causes computation load. Proposed algorithm is compared against camshift, direction-based particle filter and condensation algorithms. Results show that the proposed algorithm outperforms the other methods in terms of accuracy, tracking duration and particle consumption.
A precise embedded ultrasonic localization system is developed for autonomous mobile robots in indoor environments, which is essential for autonomous navigation of mobile robots with various tasks. Although ultrasonic sensors are more cost-effective than other sensors such as LRF (Laser Range Finder) and vision, they suffer inaccuracy and directional ambiguity. First, we apply the matched filter to measure the distance precisely. For resolving the computational complexity of the matched filter for embedded systems, we propose a new matched filter algorithm with fast computation in three points of view. Second, we propose an accurate ultrasonic localization system which consists of three ultrasonic receivers on the mobile robot and two or more transmitters on the ceiling. Last, we add an extended Kalman filter to estimate position and orientation. Various simulations and experimental results show the effectiveness of the proposed system.
쿼드로터의 헤딩 방향 감지를 위하여 일반적으로 활용하는 지자기 센서에서는 주변 자기 간섭 및 롤/피치 축 기울기로 인한 오차가 발생한다. 본 논문에서는 쿼드로터 헤딩 방향 제어를 위하여 지자기 센서와 자이로 센서의 측정 결과를 융합하는 방위각 측정 방법을 제안한다. 롤/피치 축 방향 회전으로 인하여 발생하는 지자기 센서의 좌표축 변화를 분석하고, 수평 자세 제어를 목적으로 측정된 롤/피치 축 각도를 활용하여 지자기 센서의 기울기 보상을 적용한다. 또한, 요 축 각도 측정에 상보필터를 활용하여 지자기 센서의 요 축 각도와 자이로스코프 센서의 요 축 방향 각속도 데이터를 융합한다. 제안한 방식을 실험에 적용하고 결과를 제시하여 요 축 각도 측정의 타당성 및 효과를 검증한다.
자궁 경부 세포진 영상의 효과적인 세포핵 영역 추출과 인식 및 분류를 위해서는 세포진 영상의 배경 그리고 세포핵과 세포질 영역의 정확한 구분이 중요하다. 본 논문에서는 자궁 경부 세포진 영상에서 세포핵 영역과 배경을 효과적으로 분할하기 위 해 Median 필터를 적용하여 전체적인 영상의 명암값을 보정한 후, Gaussian 필터를 적용하여 그레이 영상에서 존재하는 잡음을 제거한다. Kapur 방법을 통해 배경과 세포의 엔트로피 누적 확률을 이용하여 영상을 이진화 한다. 자궁 경부진 영상에서는 군집화된 세포 영 역 이 빈번하게 나타난다. 군집화가 심화된 세포영역에서는 그 영역의 평균 명암도 값을 이용하여 세밀하게 영역을 재분할 한다. 그런 후, 미세잡음을 제거하기 위해 $3{\times}3$ 마스크를 적용하여 미세한 잡음을 제거 한 후, 8 방향 윤곽선 추적 알고리즘을 적용하여 분할된 영역에서 세포들의 후보영역을 추출한다. 추출된 세포영역은 크기, 면적 비율, 핵 외곽의 방향성 정보를 이용하여 정상 세포와 암세포를 인식 및 분류한다. 실험 결과에서는 제안된 방법의 성능이 전문의와 소견과 비교적 근접한 것을 보여준다.
백-형상 필터의 투과율에 따른 필터 표면에서의 유동속도와 입자궤적을 수치해석 하였다. 필터의 투과율이 널리 사용되는 저급의 부직포 백필터의 투과율 이하의 조건에서는, 투과율에 따른 필터 표면에서의 유동속도와 입자궤적 분포의 변화가 아주 미미하였다. 필터의 바닥면 모서리와 출구 근처를 제외한 필터 표면에서 유선들과 반경 방향 유속들이 균일하게 분포하였다. 필터 표면으로의 입자궤적은 필터의 바닥면 모서리 근처에 더 조밀하게 분포하여 그 위치에 도달하는 입자의 수가 가장 많았고, 필터의 출구 쪽으로 향함에 따라 필터 표면에 위치하는 입자의 수는 점점 감소하는 추세를 보였다.
A hybrid navigation system is implemented to apply for a mobile robot. The hybrid navigation system consists of an inertial navigation system and a global positioning system. The inertial navigation system quickly calculates the position and the attitude of the robot by integrating directional accelerations, angular speed, and heading angle from a strap-down inertial measurement unit, but the results are available for a short time since it tends to diverge quickly. Global positioning system delivers position, heading angle, and traveling speed stably, but it has large deviation with slow update. Therefore, a hybrid navigation system uses the result from an inertial navigation system and corrects the result with the help of the global positioning system where an indirect feedback Kalman filter is used. We implement and confirm the performance of the hybrid navigation system through driving a car attaching it.
본 논문은 역필터링을 이용하여 이동에 의해 흐려진 영상을 복원하는 기법에 관한 논문이다. 적절한 역필터를 설계하기 위하여 저하과정(Degradation Process)을 정확히 모델링하여 그의 역특성을 갖는 필터를 구해내야 한다. 고속으로 이동하는 물체의 영상은 Blurring되는데, 이것은 수학적으로 시간에 대한 영상의 적분으로 모델링될 수 있으며, 공간좌표상 방향성 방형 윈도우(Rectangular Window)를 상승(Convolution)하는 것으로 분석된다. 본 논문에서는 주파수 영역에서 이를 분석하여, 이동방향을 고려한 역 Sinc 함수 특성을 갖는 필터를 이용하여 흐려진 영상을 복원하는 기법을 연구한다.
This paper presents an in-process measurement system for shaft radius measurement during grinding process. This system does not require to stop the grinding process, which can enhance productivity and quality. In order to measure the radius, the system employs an eddy current sensor that can measure without any contact with the shaft. This type of sensor is very appropriate because it is insensitive to interference such as cutting fluid, coolant, contact pressure, and wear. For data analysis, the measurement system is modeled as a linearized discrete form where the states with noise are estimated by an extended Kalman filter. This system has been validated through simulations and experiments.
현재, 정보통신 기술의 급격한 발전으로 인해 디지털 영상처리 기술 분야에서도 많은 연구가 진행되고 있으며, 영상복원 분야 중에서도 임펄스 잡음과 같은 잡음 제거 기술은 우수한 품질의 영상을 얻기 위해서 필수적으로 요구된다. 이러한 임펄스 잡음을 효과적으로 제거하기 위한 방법으로 SM (standard median) 필터가 대표적이지만 영상의 에지 영역에서 오류를 나타내어 전체 영상의 품질을 저하시킨다. 따라서 본 논문에서는 임펄스 잡은 환경에서 훼손된 영상을 복원하기 위해 영상의 방향성 정보를 이용한 비선형 공간 필터를 제안하였으며, 시뮬레이션을 통해 기존의 방법들과 그 성능을 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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