• Title/Summary/Keyword: FFT(Fast Fourier Transform)

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동적 스케일링에 기반한 낮은 복잡도의 2048 포인트 파이프라인 FFT 프로세서 (2048-point Low-Complexity Pipelined FFT Processor based on Dynamic Scaling)

  • 김지훈
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.697-702
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    • 2021
  • 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.

Circular Fast Fourier Transform Application: A Useful Script for Fast Fourier Transform Data Analysis of High-resolution Transmission Electron Microscopy Image

  • Kim, Jin-Gyu;Yoo, Seung Jo;Kim, Chang-Yeon;Jou, Hyeong-Tae
    • Applied Microscopy
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    • 제44권4호
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    • pp.138-143
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    • 2014
  • Transmission electron microscope (TEM) is an excellent tool for studying the structure and properties of nanostructured materials. As the development of $C_s$-corrected TEM, the direct analysis of atomic structures of nanostructured materials can be performed in the high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Especially, fast Fourier transform (FFT) technique in image processing is very useful way to determine the crystal structure of HRTEM images in reciprocal space. To apply FFT technique in HRTEM analysis in more reasonable and friendly manner, we made a new circular region of interest (C-ROI) FFT script and tested it for several HRTEM analysis. Consequentially, it was proved that the new FFT application shows more quantitative and clearer results than conventional FFT script by removing the streaky artifacts in FFT pattern images. Finally, it is expected that the new FFT script gives great advantages for quantitative interpretation of HRTEM images of many nanostructured materials.

Multiband OFDM UWB(Ultra Wide Band) 통신시스템을 위한 저전력 FFT(Fast Fourier-Transform) 설계에 관한 연구 (A Research on Low-power FFT(Fast Fourier Transform) Design for Multiband OFDM UWB(Ultra Wide Band) Communication System)

  • 하종익;김인수;민형복
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.2119.1_2120.1
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    • 2009
  • UWB(Ultra Wide Band)는 차세대 무선통신 기술로 무선 디지털펄스라고도 한다. GHz대의 주파수를 사용하면서도 초당 수천~수백만 회의 저출력 펄스로 이루어진 것이 큰 특징이다[1]. 기존 무선통신 기술의 양대 축인 IEEE 802.11과 블루투스 등에 비해 속도와 전력소모 등에서 월등히 앞서고 있으며, SoC(System on a Chip)의 저전력 구현에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. OFDM은 크게 FFT(Fast Fourier Transform) 블록, Interpolation /decimation 필터 블록, 비터비 블록, 변복조 블록, 등화기 블록 등으로 구성된다. 고속 시스템에서는 대역효율성이 우수한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용하고 있으며, OFDM 전송방식은 직렬로 입력되는 데이터 열을 병렬 데이터 열로 변환한 후에 부반송파에 실어 전송하는 방식이다. 이와 같은 병렬화와 부반송파를 곱하는 동작은 IFFT와 FFT로 구현이 가능한데, FFT 블록의 구현 비용과 전력소모를 줄이는 것이 핵심사항이라고 할 수 있다. 기존논문에서는 OFDM용 FFT 구조로 단일버터플라이연산자 구조, 파이프라인 구조, 병렬구조 등의 여러 구조가 제안되었다[2]. 본 논문에서는 Radix-8 FFT 알고리즘 기반의 New partial Arithmetic 저전력 FFT 구조를 제안하였다. 제안한 New partial Arithmetic 저전력 FFT구조는 곱셈기 대신 병렬 가산기를 이용 하여 지금까지 사용되는 FFT 구조보다 전력소모를 줄일 수 있음을 보였다.

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Improvement of image processing speed of the 2D Fast Complex Hadamard Transform

  • Fujita, Yasuhito;Tanaka, Ken-Ichi
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2009년도 IWAIT
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    • pp.498-503
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    • 2009
  • As for Hadamard Transform, because the calculation time of this transform is slower than Discrete Cosine Transform (DCT) and Fast Fourier Transform (FFT), the effectiveness and the practicality are insufficient. Then, the computational complexity can be decreased by using the butterfly operation as well as FFT. We composed calculation time of FFT with that of Fast Complex Hadamard Transform by constructing the algorithm of Fast Complex Hadamard Transform. They are indirect conversions using program of complex number calculation, and immediate calculations. We compared calculation time of them with that of FFT. As a result, the reducing the calculation time of the Complex Hadamard Transform is achieved. As for the computational complexity and calculation time, the result that quadrinomial Fast Complex Hadamard Transform that don't use program of complex number calculation decrease more than FFT was obtained.

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Mapping 기법을 이용한 효율적인 IFFT 설계 (Efficient IFFT Design Using Mapping Method)

  • 장인걸;김용은;정진균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권11호
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    • pp.11-18
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    • 2007
  • FFT(Fast Fourier Transform) 프로세서는 WiBro, DAB, UWB와 같은 OFDM 시스템의 구현에 있어 중요한 블록 중 하나이다. 현재, FFT 프로세서의 구현에 관한 연구는 계속 이루어지고 있으며 대부분의 연구들은 곱셈기의 수나 면적감소, 메모리 사이즈 감소, 제어회로를 감소시키는 것에 초점을 두어 진행되고 있다. 본 논문에서는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)에서 요구되는 메모리를 감소시키기 위하여 mapping 방법을 토대로 한 새로운 IFFT 설계방법을 제안한다. WiBro를 위한 1024포인트 IFFT를 설계하기 위해 $Radix-2^4$ SDF(Single-Path Delay Feedback) 구조를 사용하여 시뮬레이션하였으며 제안된 IFFT 설계방법으로 구현했을 시 기존의 방법으로 설계했을 때와 비교하여 메모리가 차지하는 면적에서 60%이상의 감소와 입력비트별로 다양한 SQNR(Signal-to-Quantization-Noise Ratio) 이득을 보였다.

유한한 마이크로스트립 안테나구조에서 CG-FFT 방법을 이용한 복사 해석 (Radiation Analysis of a Finite Microstrip Antenna Structure Using the CG-FFT Method : Volume Formulation)

  • 손창우;이철훈김종규조영기
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.343-346
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    • 1998
  • In this paper a radiation problem for a finite microstrip antenna structure is analyzed. For the analysis of finite structures we utilize the equivalent volume current. Intergral equation for the unknown equivalent volume current induced on a finite microstrip structure is derived and solved by the use of conjugate gradient-fast fourier. transform (CG-FFT) method. Some numerical examples are radiation patterns derived by the equivalent volume current solved by the conjugate gradient-fast fourier transform.

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A COOLEY-TUKEY MODIFIED ALGORITHM IN FAST FOURIER TRANSFORM

  • Kim, HwaJoon;Lekcharoen, Somchai
    • Korean Journal of Mathematics
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    • 제19권3호
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    • pp.243-253
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    • 2011
  • We would like to propose a Cooley-Tukey modied algorithm in fast Fourier transform(FFT). Of course, this is a kind of Cooley-Tukey twiddle factor algorithm and we focused on the choice of integers. The proposed algorithm is better than existing ones in speeding up the calculation of the FFT.

고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT)을 이용한 겹친지문 분리의 효과와 한계 (Effects and Limitations of Separating Overlapped Fingerprints Using Fast Fourier Transform)

  • 김채원;김채린;이한나;유제설;장윤식
    • 시큐리티연구
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    • 제61호
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    • pp.377-400
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    • 2019
  • 사진은 가장 일반적으로 사용되는 현장 기록 방법으로, 증거물 관리의 연속성을 유지하고 현상을 있는 그대로 담아낼 수 있기 때문에 범죄수사 및 각종 사고조사에 널리 이용된다. 최근에는 디지털 카메라가 이용되기 때문에 이미지 조작에 따른 진정성(authenticity) 훼손위험이 있어 이미지 증강에 사용할 수 있는 방법이 제한적인데, 그 중 널리 활용되는 하나가 푸리에 변환 (Fourier transform)이다. 푸리에 변환은 이미지를 주파수 신호로 변환하는 것으로, 본 연구에서는 fast Fourier transform (FFT)을 사용하였다. 본 실험에서는 지문을 규칙적인 패턴을 가진 모눈종이나 또 다른 지문과 겹치게 한 뒤 FFT로 분리하였다. 그리고 원래의 지문과 분리한 지문의 품질을 각각 평가하고 비교하였으며, 두 지문이 같은 지문으로 판정될 수 있는지 검사하였다. 규칙적인 패턴을 가진 배경에 찍힌 지문이나 general pattern끼리 겹쳐진 지문을 분리한 경우 지문 융선이 증강되어 식별에 용이하였다. 하지만 core나 delta와 같이 복잡한 패턴끼리 겹쳐진 지문의 경우 원래의 지문보다 FFT로 분리하여 얻은 지문의 품질이 낮고 식별오류가 많았다. 지문 품질의 저하는 감정관의 신뢰성에 부정적 영향을 미칠 수 있다. 연구의 주요 논점은 지문감정 이외에도 디지털이미지 개선기술이 활용되는 여러 상황에서 참고할 수 있을 것이다.

Robust Digital Watermarking for High-definition Video using Steerable Pyramid Transform, Two Dimensional Fast Fourier Transform and Ensemble Position-based Error Correcting

  • Jin, Xun;Kim, JongWeon
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권7호
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    • pp.3438-3454
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    • 2018
  • In this paper, we propose a robust blind watermarking scheme for high-definition video. In the embedding process, luminance component of each frame is transformed by 2-dimensional fast Fourier transform (2D FFT). A secret key is used to generate a matrix of random numbers for the security of watermark information. The matrix is transformed by inverse steerable pyramid transform (SPT). We embed the watermark into the low and mid-frequency of 2D FFT coefficients with the transformed matrix. In the extraction process, the 2D FFT coefficients of each frame and the transformed matrix are transformed by SPT respectively, to produce two oriented sub-bands. We extract the watermark from each frame by cross-correlating two oriented sub-bands. If a video is degraded by some attacks, the watermarks of frames contain some errors. Thus, we use an ensemble position-based error correcting algorithm to estimate the errors and correct them. The experimental results show that the proposed watermarking algorithm is imperceptible and moreover is robust against various attacks. After embedding 64 bits of watermark into each frame, the average peak signal-to-noise ratio between original frames and embedded frames is 45.7 dB.

레이다 응용을 위한 이중 완전 셔플 네트워크 기반 Scalable FFT 프로세서 (Scalable FFT Processor Based on Twice Perfect Shuffle Network for Radar Applications)

  • 김건호;허진무;정용철;정윤호
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.429-435
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    • 2018
  • 레이다 시스템의 경우, 타겟의 거리와 속도를 추출하기 위해 FFT (fast Fourier transform) 연산이 필수적으로 요구되며, 실시간 구현을 위해 고속으로 동작하는 FFT 프로세서의 설계가 필요하다. 고속 FFT 프로세서를 위한 하드웨어 구조로 완전 셔플 네트워크 (perfect shuffle network) 구조가 적합하며, 특히 초고속 연산을 위해 radix-4 기반의 이중 완전 셔플 네트워크 (twice perfect shuffle network) 구조가 가장 적절하고 볼 수 있다. 더불어, 다양한 속도 해상도를 요구하는 레이다 응용을 고려할 때, FFT 프로세서는 가변길이 FFT 연산을 지원할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 8~1024 포인트의 가변 길이 연산을 지원하는 이중 완전 셔플 네트워크 기반의 FFT 알고리즘을 제안하였으며, 이의 하드웨어 구조 설계 및 구현 결과를 제시한다. 제안된 FFT 프로세서는 HDL (hardware description language)을 활용하여 RTL (register transfer level) 설계가 수행되었으며, $0.65{\mu}m$ CMOS 공정을 활용하여 논리 합성한 결과, 총 3,293K개의 논리 게이트로 구현 가능함을 확인 할 수 있었다.