• 제목/요약/키워드: FIR 필터링

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2D Image Filter에 적합한 저전력 FIR Filter의 구현 (Low Power Architecture of FIR Filter for 2D Image Filter)

  • 한창영;박형준;김이섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제38권9호
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    • pp.663-670
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    • 2001
  • 본 논문은 여러 이산 신호 처리(Digital Signal Processing)에서 많이 사용되는 FIR Filter의 전력 소모를 줄이는 새로운 방법을 제안한다. FIR Filter에서 소모되는 전력 중 곱셈기가 차지하는 비중이 매우 높다라는 사실과 2D 영상에서 이웃한 픽셀 값의 공간 상관성이 높다라는 성질을 이용하였다. 곱셈기의 입력인 영상 데이터를 상대적으로 상관성이 높은 상위 비트(MSBs)와 상관성이 낮은 하위 비트(LSBs)로 구분하고, 각각에 대해서 필터링을 수행하도록 하였다. 또한, 입력의 상위 비트와 필터 계수와의 곱셈 결과는 캐쉬 (cache)에 저장하여 재사용함으로써 불필요한 상위 비트의 연산을 줄이도록 하였다. 이러한 방법을 SMT(Separated Multiplication Technique)라 부르기로 한다. FIR Filter를 사용함에 있어 제안된 SMT를 이용하였을 경우에 15%정도의 전력 이득 효과를 얻을 수 있었다.

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기적음에 대한 선박 선교의 음향전달특성 (Acoustic Transfer Characteristic of Ship's Bridge for Whistle Sound)

  • 임정빈;김창경
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.55-60
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    • 2004
  • 이 논문은 기적음이 선박 선교에 전달되는 음향전달특성의 측정기술에 관한 것이다. 실습선 ‘새누리호’를 대상으로 선교 내부에 전달되는 기적음을 선교문 개폐상태에 따라서 B&K 2260D으로 측정한 후, B&K 7830소프트웨어를 이용하여 주파수특성을 축출하였다. 측정한 주파수 특성을 이용하여 주파수 샘플링에 의한 FIR 필터 설계법으로 128차 FIR 필터를 구축하였다. 그리고, 기적원음과 FIR 필터의 콘볼류션 연산으로 실험음을 생성한 후, 6단계 평가지표를 이용하여 측정한 음향전달특성을 평가하였다. 평가결과, 실험음이 실제 선교에서 듣는 음과 '유사함'을 나타내는 A/sub s/=3.3∼4.7로 나타나서 본 연구에서 개발한 기법이 선교의 음향전달특성 측정기술로서 유효함을 확인하였다.

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해석심해자원개발용 버퍼의 동적위치제어기법 (Dynamic Position Control Method for the Buffer Unit of a Deepsea Mining System)

  • 김기훈;최항순;홍섭
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권3호
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    • pp.57-63
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    • 2002
  • 심해자원채광시스템은 모선, 양광관, 버퍼, 집광기 등으로 구성된다. 양광관의 위쪽은 모선과 연결되고 아래쪽은 버퍼에 연결된다. 버퍼와 집광기는 유연 호스로 연결된다. 채광시스템의 원활한 운영을 위해서는 전체 시스템의 안정화가 이루어져야 하는데 이를 위해서는 버퍼의 위치를 능동적으로 제어해야한다. 본 연구에서 가장 중요한 부분은 길이 5000m에 달하는 양광관의 동적 거동해석이다. 양광관을 세장구조물로 단순화시켜 모델링하고 고유함수 전개법으로 해석하였으며, 버퍼에 장착되는 추진시스템에 대한 제어에는 PID 제어기법을 적용하였다. 버퍼에 작용하는 외력은 양광관에 작용하는 항력에 의한 반력이 지배적이므로 본 논문에서는 유연호스의 영향은 무시하였다. 파랑 중에서 모선은 저주파수 운동과 동시에 고주파 운동을 하게 되는데 버퍼가 추적하고자 하는 모선의 위치는 저주파수 운동에 해당하므로 고주파수 성분을 걸러내기 위하여 반드시 필터링을 필요로 한다. FIR 필터를 사용하여 모선 위치를 필터링한 값을 제어기의 목적위치로 설정하였다. 이러한 해석을 바탕으로 수치계산 알고리즘을 구축하여 모선의 여러 운동을 상정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이러한 수치계산 결과 필터링을 통해 고주파수 성분이 잘 걸러짐을 확인하였다. 또한 버퍼의 위치와 속도에 대한 제어를 통해서 버퍼를 허용범위(watch circle) 안에 머무르게 하면서 전체시스템을 안정화시킨다는 것을 밝혔다.

신경회로망에 의한 역 필터링 기법 (Reverse Filtering Method by Neural Network)

  • 최재승
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.695-698
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    • 2009
  • 본 논문에서는 음원으로부터 나온 음과 동일한 음을 들을 수 있는 시스템을 구축하는 것을 목적으로 하여 이 두 개의 음으로부터 전달되어온 음장의 상태를 구하여 이 역 필터를 구성하는 방법을 연구한다. 본 논문에서는 최소 2승 평균법(Least Mean Square, LMS)을 사용하여 FIR 필터(Finite Impulse Response)의 계수를 계산하여 이를 갱신함으로써 역 필터법을 구축하는 방법을 사용한다. 또한 이 방법과는 별도로 LMS법의 부분을 신경회로망에 대처하는 알고리즘을 제안하였다. 시뮬레이션 실험으로부터 상당히 간단한 파형에 비선형인 왜곡이 있는 것을 본 논문에서 제안한 신경회로망에 의한 학습 가능한 것을 확인하였다.

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위전도 신호처리를 위한 웨이브렌 필터와 디지털 필터의 비교 (Comparison of Digital Filters with Wavelet Multiresolution Filter for Electrogastrogram)

  • 유창용;남기창;김수찬;김덕원
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.109-117
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    • 2002
  • 위전도(EGG electrogastrography)는 비관혈적으로 복부에 전극을 부착하여 위에서 발생하는 위 근육의 전기적인 활동성(gastric electrical activity)을 측정하는 방법이다. 위전도 신호는 주파수가 매우 낮으며(0.0083~0.15 Hz) 진폭이 매우 작기(10~100 uV) 때문에 잡음의 영향을 많이 받게 된다. 이로 인해 FIR(finite impulse response) 필터나 IIR(infinite impulse response) 필터에서는 위전도 신호와 같이 0.1417 Hz의 좁은 대역폭을 가지는 신호를 필터링하기 위해서는 높은 차수로 인해 불안정해지거나 신호가 왜곡되는 경우가 발생한다. 그래서 본 연구에서는 Daubechies 모웨이브렛을 7단계로 확장한 웨이브렛 다단계 분해 필터를 사용하였으며 기존에 많이 사용되는 2종류의 FIR 필터, 4종류의 IIR 필터들을 신호대 잡음비(SNR : signal to noise ratio)과 재생신호 자승오차(RSE : reconstruction squared error) 등의 파라미터를 이용하여 시뮬레이션 위전도 신호를 이용하여 성능을 평가하였다. 정규분포임의잡음(normal distribution random noise)이 합성된 시뮬레이션 위전도 신호를 사용한 웨이브렛 다단계 분해 필터의 SNR은 비교대상이 된 필터들 중, 최고의 SNR에 비해 잡음의 레벨에 따라 각각 9.5, 6.9, 4.7 dB 더 좋은 성능을 보여주었다. RSE에서도 $1.22{\times}10^6, 1.16{\times}10^6, 1.02{\times}10^6$이 더 적은 에러를 보여주었다.

호핑 필터를 이용한 이차원 진폭 스크램블링 알고리즘에 관한 연구 (A Study on Two Dimensional Scrambling Algorithm using Hopping filter)

  • 정지원;고경환;이경호;원동호
    • 한국정보보호학회:학술대회논문집
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    • 한국정보보호학회 1992년도 정기총회및학술발표회
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    • pp.55-70
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    • 1992
  • 기존의 음성 정보 보호 방식의 단점인 비화의 감소, 키 수의 제한, 상관 관계를 이용한 제3자의 해독 둥의 문제점을 해결할 수 있는 호핑 필터를 이용한 이차원 진폭 스크램블링은 현대 아날로그 음성 신호에 있어서 강력한 비화 방식이다. 본 논문에서는 KAISER WINDOW FIR 필터를 이용하여 호핑 필터를 구성하였으며, 이차원진폭 스크램블링 알고리즘의 최대 단점인 동기(synchronization)문제를 해결하기 위하여 variable delay를 이용한 알고리즘을 제안하였다. 또한, 시뮬레이션을 통하여 디지탈 신호에도 응용·고찰하였다.

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적응적 2차원 FIR 필터를 이용한 부화소 렌더링 기법 (Sub-Pixel Rendering Algorithm Using Adaptive 2D FIR Filters)

  • 남연오;최익현;송병철
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권3호
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    • pp.113-121
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    • 2013
  • 본 논문은 학습 기반의 2D-FIR필터를 이용한 부화소 렌더링 기법을 제안한다. 제안 기법은 크게 학습 단계와 합성 단계로 나뉜다. 학습 단계에서는 충분히 많은 수의 저해상도/고해상도의 영상 블록 쌍들을 이용하여 고해상도/저해상도 블록의 관계에 따른 합성 정보를 계산하고, 그 합성 정보를 담은 소위 사전을 생성한다. 합성 단계에서는 각 입력 영상에 대응하는 후보 블록을 상기 학습된 사전에서 찾는다. 탐색된 사전 내 합성 정보를 이용하여 부화소 레벨의 축소된 블록을 합성함으로써 최종 축소 영상을 얻는다. 한편, 영상 합성 시 디스플레이 장치의 RGB 패턴을 고려한 필터링을 통해 선명도를 향상시킨다. 모의 실험을 통해 제안 기법이 일반적인 영상축소 기법에 비해 흐림 효과, 엘리어싱 등의 화질 열화없이 고화질의 축소 영상을 생성함을 확인하였다.

보조 필터를 이용한 효율적인 FIR 보간 회로 (Efficient Polynomial Base FIR Interpolation Circuit Using Support Filter)

  • 김용은;정진균
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권4호
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    • pp.78-83
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    • 2008
  • 보간 필터는 샘플링된 데이터의 사이 값을 추정하는 회로로서 시간 복원 시스템에 널리 사용된다. 다항식 보간은 주어진 점의 정보를 가지고 각 다항식의 계수를 계산하여 추정하는 위치의 값을 계산하는 것이다. 본 논문에서는 Lagrange 3차 보간 방정식에서 주어진 계수를 제안한 ${\delta}$함수로 변환하는 보조 필터를 이용하여 보간 성능을 개선시키는 방법을 제안한다. 예제를 이용하여 제안한 구조와 기존 보간 회로 구조와 비교하였을 때 효율적임을 입증한다.

WLAN 수신기를 위한 Digital Down Converter (DDC) 구현 (The Implementation of DDC for the WLAN Receiver)

  • 정길현
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.113-118
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    • 2012
  • 본 연구에서는 IEEE 802.11 OFDM 수신기에 적용하기 위한 DDC(Digital Down Converter) 설계 방법에 대하여 연구하였다. 상용화 칩으로는 구현이 어려운 WiFi 응용서비스의 요구사항을 만족하기 위해서는 적절한 수신기 개발이 필요하다. OFDM 수신기에서 DDC는 AD 컨버터로부터 업 샘플링된 I/Q(Inphase/Quadrature) 신호를 수신하여 decimation을 위한 신호를 만들기 위해 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터블럭을 거쳐 다운 샘플링한 후 다시 이 신호를 보정하기 위한 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 거쳐 출력하는 구조이다. 본 연구에서는 WLAN 규격에 적합한 DDC의 구조 및 설계방법 그리고 설계된 결과물의 시뮬레이션 결과에 대하여 분석하였다.

저전력 기법을 사용한 고해상도 오디오용 Sigma Delta Decimation Filter 설계 (Sigma Delta Decimation Filter Design for High Resolution Audio Based on Low Power Techniques)

  • 휸 하이 아우;김소영
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권11호
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    • pp.141-148
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    • 2012
  • Oversampling 기법을 사용한 analog-to-digital (A/D) 컨버터에서 샘플링 된 신호의 signal bandwidth를 낮추어 주기 위해 데시메이션 필터가 사용된다. 본 논문은 sigma-delta ADC에 사용될 수 있는 저전력 4 단 32 bit 데시메이터 필터 디자인을 제안한다. 디지털 데시메이션 필터는 CIC(cascaded integrator-comb) filter와 세 개의 half-band FIR filter로 이루어져 있다. 전력소모를 최소화하기 위하여 CIC filter에는 pipeline구조가 사용되었고, FIR 필터의 multiplier 구조를 최적화하기 위하여 Canonic Signed Digit (CSD) 코드가 사용되었다. 130nm CMOS 공정으로 설계 자동화 CAD 도구를 사용하여 타이밍, 면적, 전력소모를 최적화하여 98.304 MHz 주파수에서 697 uW의 전력을 소모면서 32 bit, 192 kHz 아웃풋을 낼 수 있다.