본 연구에서는 음악 신호의 기본주파수 추출에 이용되던 일정 Q 변환에 옥타브 밴드 필터 뱅크를 이용하여 보다 정확한 음악 신호의 기본 주파수를 찾아내고자 한다. 본 연구에서의 방법과 기존의 FFT를 이용한 일정 Q변환에 의한 방법을 동일한 음악 신호에 적용하여 그 결과를 비교한다. 기존의 FFT를 이용한 일정 Q 변환과 동일한 주파수 해상도를 유지하면서도 본 연구에서 제안한 방법의 시간 해상도가 개선되었고, 시간해상도로 인한 처리 음역의 제한을 극복할 수 있었다. 또한 보다 정확한 분석을 위하여 처리 음역과 주파수 해상도를 증진시키고 분석 빈도를 증가시킬수록 본 연구에서 제안한 방법의 연산량이 적어짐을 알 수 있었다.
Lossless system has been employed to design the perfect reconstruction filter banks and has particularly a close relation with the desing of orthogonal wavelet filter (OWF). With such a relation, we generalize 2-band OWF to the M-band OWF which has an improved performances. The improvement is achieved using the two techniques. One is that the wavelet low pass filter has (N-1)th order regularity with extra zeros while the existing filter has N-th order regularity. The other is that unitary matrix is designed by adding the zeros to the proper positions. As a result, M-band OWF designed by propose method has better performance than M-band OWF designed by exsiting method.
본 논문에서는 텔레메트리 시스템을 위한 가변 컷 오프 주파수 및 가변 샘플레이트 특성을 지니는 저면적 다채널 디지털 필터구조를 제안한다. 제안하는 디지털 필터는 임의의 컷 비율에 대해 필터 뱅크의 추가적인 설계 없이 컷 오프 주파수와 샘플레이트를 가변적으로 사용할 수 있는 필터 뱅크를 구현함으로써 하드웨어 면적을 줄일 수 있었다. 또한, 멀티플렉서 (MUX; Multiplexer) 컨트롤을 통해 통과하는 필터의 개수에 따라 샘플레이트를 가변적으로 선택할 수 있는 구조를 제안한다. 제안하는 디지털 필터는 Quartus의 FIR (finite impulse response) IP (intellectual property)의 TDM (time division multiplexing)을 이용함으로써, TDM을 사용하지 않았을 때보다 면적이 큰 DSP (digital signal processing) 블록을 80개에서 1개로 줄일 수 있었다. Kaiser 창 함수를 이용하여 Matlab을 통해 필터의 차수와 계수를 계산하였으며, VHDL (very high speed integrated circuits hardware description language)을 통해 하드웨어로 구현하였다. 텔레메트리 시스템에 적용 후, 실험 결과를 통해 제안하는 디지털 필터가 정상적으로 동작하고 있음을 확인하였다.
Karuppuswamy, Rajalakshmi;Arumugam, Kandaswamy;Swathi, Priya M.
ETRI Journal
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제35권4호
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pp.697-705
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2013
Emerging trends in the area of digital very large scale integration (VLSI) signal processing can lead to a reduction in the cost of the cochlear implant. Digital signal processing algorithms are repetitively used in speech processors for filtering and encoding operations. The critical paths in these algorithms limit the performance of the speech processors. These algorithms must be transformed to accommodate processors designed to be high speed and have less area and low power. This can be realized by basing the design of the auditory filter banks for the processors on digital VLSI signal processing concepts. By applying a folding algorithm to the second-order digital gammatone filter (GTF), the number of multipliers is reduced from five to one and the number of adders is reduced from three to one, without changing the characteristics of the filter. Folded second-order filter sections are cascaded with three similar structures to realize the eighth-order digital GTF whose response is a close match to the human cochlea response. The silicon area is reduced from twenty to four multipliers and from twelve to four adders by using the folding architecture.
대부분의 수용가 부하와 전력 설비는 근본적으로 유도성이고 지상 역률로 운영되고 있다. 수용가에 캐패시터 뱅크를 적용하면 역률 개선과 무효전력 공급, 전압 상승, 전력 손실 저감과 전기요금 저감 등 많은 혜택이 있다. 또한 캐패시터 뱅크를 설치하면 고조파와 같은 전력 품질에 문제를 야기시킬 수 있다. 본 논문에서는 수용가에 설치된 캐패시터 뱅크의 역률 개선 및 고조파 저감을 심도 있게 분석한다. 사례연구 시스템은 EDSA 프로그램으로 시뮬레이션하였다.
다중비 필터뱅크의 합성 필터 설계 문제에 H$_{\infty}$ 제어기법을 적용한다. 순수한 시간 지연 시스템을 기준 모델로 선정하여 이 지연 시스템과 다중비 필터 뱅크와의 오차 시스템을 고려한다. 설계 하고자 하는 합성 필터는 오차 시스템의 ι$_2$-유도된 노름을 최소화하도록 설계한다.
이 논문에서는 저전력의 DWT(Discrete Wavelet Transform) 필터 뱅크를 설계하는 방식을 제안하였다. 분석단의 기본 저역통과 필터로서 comb 필터를 사용하였으며 comb 필터의 주파수 응답특성을 보완하기 위하여 4차 다항식의 필터를 직렬로 연결한 방식을 제안하였다. 분석단의 고역통과 필터와 합성단의 필터들은 완전복원(perfect reconstruction) 조건을 이용하여 설계하였으며, 이와 같이 설계된 필터들의 최적 필터계수를 얻기 위하여 비용함수를 사용하여 완전복원 조건을 만족하도록 최적화하였다. 제안된 필터 뱅크 설계 결과는 JPEG2000의 (9, 7) 필터 뱅크와 비교하여 실제 이미지를 사용하여 MSE를 비교해본 결과 더 우수한 값을 얻을 수 있었으며, 곱셈의 사용수도 33.3%가 적었다. 따라서 이미지 신호를 압축하는데 널리 사용될 수 있는 저전력 구조임을 입증하였다.
동맥혈액의 총 혈색소 농도와 산화 혈색소 농도의 비율로 정의되는 산소포화도를 비관혈적으로 측정하는 펄스 옥시메터는 주위환경 요인과 피측정자의 호흡 및 움직임에 의한 영향을 받는다. 특히 환자가 움직였을 때 동잡음 신호는 주파수영역에서 정상적인 수신광 신호와 중첩 또는 인접하게 나타나 잡음제거가 어렵다 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서는 필터뱅크와 정합필터를 이용하여 동잡음을 제거하기 위한 방법을 제안한다. 그리고 제안된 방법으로 실험한 결과. ratio의 평균 변화율이 이동평균필터(11.2%)와 적응필터(39.7%)를 이용하였을 때 보다 변화 폭이 4.1%로 나타나 환자의 움직임에서도 보다 안정적인 산소포화도를 측정이 가능할 것으로 사료된다.
이 논문은 벡터 양자기가 포함된 부대역 코덱의 분석과 설계에서 벡터 양자기를 모델링하는 새로운 방법을 제시해준다. 우리는 각 코드북의 시작점들의 수(N), 각 코드워드의 길이(k), 필터 대역 계수들에 의존하는 부대역 코덱 시스템의 입력과 출력의 평균자승 회복 오차(MSE)를 계산한다. 본 논문은 확률밀도함수로 최적화된 벡터양자기가 존재하는 최적의 M밴드 필터 뱅크 구조는 등가의 스칼라 양자기의 변수들의 적절한 선택으로 구현될 수 있음을 보였다. 특정한 구현 예를 두 개의 다른 필터뱅크 구조인 Paraunitary 필터 뱅크와 Biorthogonal 필터 뱅크를 2채널 경우에 개발하였다. 이 이론적인 결과들은 확장의 Monte Carlo 시뮬레이션으로 확인되었다.
다양한 서비스에 대한 사용자의 욕구를 충족시키고, 주파수를 효율적으로 사용하기 위해서 여러 통신방식을 하나의 플랫폼에서 제공할 필요가 있다. 다양한 통신방식을 수용하는 광대역 무선통신시스템을 구현하기 위해서는 통신시스템 전단부에 반드시 대역가변필터를 사용해야 한다. 본 논문에는 캐비티 공진기의 구조를 갖는 800 MHz ~ 1600 MHz 범위의 대역가변필터의 구현 가능성을 확인하기 위해서 동일한 동작주파수 범위를 갖는 필터뱅크를 설계 및 제작하였다. 필터뱅크는 원하는 동작주파수 범위에서 5개의 대역통과필터로 제작하였고, 제작한 필터뱅크의 삽입손실은 최대 0.326 dB, 대역폭은 37 MHz ~ 84 MHz 그리고 감쇠특성은 대역 가장자리 ${\pm}60MHz$ 지점에서 최소 19.974 dB와 최대 37.812 dB로 측정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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