There has been a number methods for the presentation of time-frequency analysis of non-stationary signal. In this paper, STFT(short time Fourier transform), wavelet transform, Wigner distribution, and higher order Wigner distribution are discussed in details with simulation signals. They are also applied to the analysis of the wave propagation of a semi finite beam. Wigner distribution and higher order Wigner distribution have good time-frewuency resolutions. Wavelet transform is required for impact analysis but should be applied carefully. STFT suffers from time-frequency resolutions. Each method is has its advantage and disadvantage depending on each application signals.
스펙트럼 센싱 기술은 차세대 무선통신 기술들 중 하나인 Cognitive Radio (CR) 시스템에서의 핵심 기술이다. 본 논문은 CR 기술 기반의 효율적인 스펙트럼 센싱을 위하여 대상 신호의 시간-주파수 측면의 분석을 위한 알고리즘인 Short Time Fourier Transform을 적용하는 방법을 제안하였다. STFT에 적용된 윈도우는 Kaiser Window이며, 그 중첩 정도는 50%로 규정하였다. 시뮬레이션을 위해 6MHz 대역폭을 가진 DVB-H 신호를 입력 신호로 하였으며, Modified Periodogram Method, Welch's Method와의 비교를 통하여 제안한 알고리즘의 성능을 확인하였다. 또한, 임베디드 보드를 통하여 스펙트럼 센싱 모듈을 구현하였다.
시간 영역과 주파수 영역을 사이의 공간을 뜻하는 부분 푸리에 영역으로 (fractional Fourier domains) 선형 시간-주파수 분포의 옮김 불변 특성을 일반화한다. 다른 선형 사주파수 분포와 달리 짧은 시간 푸리에 변환은(short time Fourier transform: STFT) 부분 푸리에 영역에서 크기 (magnitude-wise) 옮김 불변을 지니는데, 이 짧은 시간 푸리에 변환을 쓰면 분포를 좀더 쉽게 해석할 수 있다. 특히, 부분 푸리에 영역에서 크기 옮김 불변인 선형 분포는 짧은 시간 푸리에 변환뿐이라는 것을 밝힌다.
본 논문은 순환 신경망 대신 합성곱 신경망을 사용하여 시계열 데이터 분류 성능을 분석한다. TSC(Time Series Community)에는 GAF(Gramian Angular Field), MTF(Markov Transition Field), RP(Recurrence Plot)와 같은 전통적인 시계열 데이터 이미지화 알고리즘들이 있다. 실험은 이미지화 알고리즘들에 필요한 하이퍼 파라미터들을 조정하면서 합성곱 신경망의 성능을 평가하는 방식으로 진행된다. UCR 아카이브의 GunPoint 데이터셋을 기준으로 성능을 평가했을 때, 본 논문에서 제안하는 STFT(Short Time Fourier Transform) 알고리즘이 최적화된 하이퍼 파라미터를 찾은 경우, 기존의 알고리즘들 대비 정확도가 높고, 동적으로 feature map 이미지의 크기도 조절가능하다는 장점이 있다. GAF 또한 98~99%의 높은 정확도를 보이지만, feature map 이미지의 크기를 동적으로 조절할 수 없어 크다는 단점이 존재한다.
The human auditory system is appropriate for the "constant Q"system. The STFT (Short Time Fourier Transform) is not suitable for the auditory perception model since it has constant bandwidth. In this paper, the CWT (continuous wavelet transform) is employed for the auditory filter model. In the CWT, the frequency resolution can be adjusted for auditory sensation models. The proposed CWT is applied to the modeling of the JNVF. In addition, other signal processing methods such as STFT, VER-FFT and VFR-STFT are discussed. Among these methods, the model of JNVF (Just Noticeable Variation in Frequency) by using the CWT fits in with the JNVF of auditory model although it requires quite a long time.
최근 시스템에 음성 인증 기능이 탑재됨에 따라 화자(Speaker)를 정확하게 인증하는 중요성이 높아지고 있다. 이에 따라 다양한 방법으로 화자를 인증하는 모델이 제시되어 왔다. 본 논문에서는 Short-time Fourier transform(STFT)를 적용한 새로운 화자 인증 모델을 제안한다. 이 모델은 기존의 Mel-Frequency Cepstrum Coefficients(MFCC) 추출 방법과 달리 윈도우 함수를 약 66.1% 오버랩하여 화자 인증 시 정확도를 높일 수 있다. 새로운 화자 인증 모델을 제안한다. 이 때, LSTM 셀을 적용한 Recurrent Neural Network(RNN)라는 딥러닝 모델을 사용하여 시변적 특징을 가지는 화자의 음성 특징을 학습하고, 정확도가 92.8%로 기존의 화자 인증 모델보다 5.5% 정확도가 높게 측정되었다.
본 논문에서는 움직이는 표적에 대한 ISAR(Inverse SAR) 영상의 움직임 보상 기법에 대해서 기술하였다. 움직이는 표적에 대해서 단순히 퓨리에 변환만을 이용하여 ISAR 영상을 얻으면 일반적으로 영상에 퍼짐 현상이 나타난다. 이러한 영상의 퍼짐 현상에 대한 문제는 시간-주파수 변환 기법으로 해결할 수 있다. 본 논문에서는 ISAR 영상의 움직임 보상 기법 중에서도 짧은 시간 퓨리에 변환과 Gator 웨이브릿 변환의 방법에 대해서 기술하고 있다. 이러한 각 알고리즘에 대한 성능을 나타내기 위해서 우리는 이상적인 점 산란체와 simulated MIG-25에 대한 산란파를 이용하여 움직임 보상이 된 ISAR 영상을 획득하였다. 또한 짧은 시간 퓨리에 변환과 Gabor 웨이브릿 변환을 이용하여 구한 ISAR 영상의 해상도를 나타내고 있다.
지진 경보 시스템이 빠르고 정확하게 가동하기 위해서는 충분한 수량의 계측 시스템 확보와 더불어서 적절한 계측 데이터 해석기술 개발이 요구된다. 신규 지진계를 설치시 많은 비용이 소모되기 때문에, 열차 내 가속도계 등을 대체재로 지진 경보 시스템에 활용하는 것이 효율적이다. 그러나 열차에 설치된 가속도계의 경우, 지진계와는 달리 열차 주행시 진동 데이터가 포함되어 있다. 또한, 지진 발생시 성토구간에 의해서 변화된 지진응답을 계측하게 된다. 본 연구에서는 위의 특성들이 포함된 열차 가속도계 데이터에 기반한 지진감지 기술을 제안하고자 한다. 우선, 성토구간의 지진응답 해석기법을 활용하여 열차가 성토구간을 지날 때 지진이 발생하는 것을 구현한 가상의 열차 가속도 데이터를 구축하였다. 구축한 가속도 데이터를 Short time Fourier Transform(STFT)와 Wavelet Transform(WT)을 활용하여 시간-주파수 분석을 수행하였다. 분석 결과, STFT가 장주기 지진 감지에 적합한 반면, WT의 경우 단주기 지진 감지에 유용함을 확인하였다.
Partial Discharge is radiated in the form of electromagnetic wave from variable sources. It can be taken by UHF antenna and the signal pulse from that has a nonstationary time-series which can be evaluated with several methods. One of them is STFT(short time fourier transform) processed in frequency region. Statistical results using STFT show the possibility being able to discriminate between several PD sources.
지금까지 퓨리에 변환이 신호처리법으로 가장 널리 사용되고 있다. 그러나, 이 방법은 신호의 주파수성분이 시간에 대하여 어떻게 변화하는지를 표현하지 못한다. 따라서, 최근 이와 같이 비정상신호를 표현하지 못하는 퓨리에 변환의 단점을 보완하여, 신호의 시간과 주파수에 대한 정보를 동시에 표현할 수 있는 시간-주파수 해석법들이 개발되기 시작하였다. 본 연구에서는 인공열화된 SUS 316강의 초음파신호를 시간-주파수 해석법으로 분석하였다. 특히, 단시간 퓨리에 변화법과 위그너 빌 분포법을 이용하여 초음파 신호의 주파수 성분과 특성을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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