• 전기학회논문지
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• 제60권12호
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• pp.2374-2379
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• 2011

The fundamental frequency of the voiced speech is estimated using the instantaneous frequency based on the symmetric higher order differential energy operator. The instantaneous frequency based on the symmetric higher order energy operator shows better frequency estimation result since it is aligned to the time instance of the signal. The speech is pre-processed by a lowpass filter to remove higher frequency components. Then, it is processed by the instantaneous frequency to obtain the fundamental frequency estimates. The symmetric higher order energy operator has been used as an indicator to determine the voiced/unvoiced speech. The fundamental frequency estimates are further processed by a moving average filter to obtain the monotonically changed estimates. The obtained fundamental frequency estimates have been compared with the spectrogram of the speech to confirm its accuracy.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권1호
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• pp.31-34
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• 2006

A simple robust fundamental frequency estimator on the time-frequency domain is proposed. Combined with the appropriately designed low-pass filter, the instantaneous frequency estimator based on the Teager-Kaiser energy function can detect the fundamental frequency of speech signal. The Teager-Kaiser function can be obtained through real computation and show the change of frequency as time goes. And when a speech block with N samples is processed with a lowpass fille. with length of L, it requires $O(N{\cdot}(L+5))operations,$ compared to $O(N{\cdot}2log_2N+L))operations$ in the recently introduced wavelet and conventional instantaneous frequency method. The computer simulation confirms the usefulness of the proposed fundamental frequency estimation method.

• 소음진동
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• 제10권6호
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• pp.1059-1066
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• 2000

본 논문에서는 고조파 소음을 내는 시스템의 기본 주파수 추정을 통한 새로운 피드백 능동소음제어 방법을 제안한다. 기준신호를 측정하기 어려운 상황에서 종래의 다중 정현파 소음의 능동제어 방법은 기준신호를 측정하는 대신 추정된 주파수를 이용하여 기준신호를 만들어낸다.$^{(4)}$ 그러나 맥놀이현상(beating phenomenon)이 존재할 때는 순간적으로 특정 주파수 성분이 사라지게 되므로 적응 주파수 추정이 어렵게 되어 맥놀이현상에 의한 주파수 추정에서의 혼돈은 만들어진 기준신호를 쓸모없게 만든다. 제안된 알고리즘은 두 가지 부분으로 구성된다. 첫째는 기본주파수 추정을 이용한 기준신호 발생기이고 둘째는 기존의 피드포워드 제어 부분이다. 제안된 결정 규칙을 이용한 기본주파수 추정알고리즘은 맥놀이현상에 둔감할 뿐 아니라 기존의 직렬형 적응노치필터 방법에 비해 좋은 추종성능과 적은 주파수 추정 오차의 분산을 갖는다.$^{(4)}$ 더욱이 신호대잡음비가 좋지 않아 기존의 주파수 추정방법으로는 추정될 수 없는 주파수 성분가지 제어가 가능하다. 제안된 능동소음제어 방법의 성능을 검증하기 위해서 실측한 선박의 객실 소음과 자동차의 시변하는 엔진부밍소음에 대해서 모의 실험을 수행한다.

• 전기학회논문지
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• 제62권7호
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• pp.891-897
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• 2013

The power system frequency plays an important role in monitoring and controlling the power system. The frequency can be measured through discrete Fourier transform (DFT) coefficients of its positive fundamental frequency. The accuracy of the frequency estimate is severely affected by noise in the power system signal and the leakage effect of the negative fundamental frequency in DFT. This paper proposes a DFT-based frequency estimation algorithm to cope with the noise as well as the leakage effect. In this algorithm, two suitable digital filters are introduced to reduce efficiently frequency estimate error due to the noise. These filters are designed to use a digital bandpass filter and a second-degree integrator. The effectiveness of the proposed algorithm in reduction of frequency estimate error is verified through simulations on noise, harmonics and frequency deviation.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.263-268
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• 2000

본 논문에서는 고조파 소음을 내는 시스템의기본 주파수 추정을 통한 새로운 피드백 능동소음제어 방법을 제안한다. 기존신호를 측정하기 어려운 상황에서 종래의 다중 정현파 소음의 능동제어 방법은 기준신호를 측정하는 대신 추정된 주파수를 이용하여 기준신호를 만들어낸다. 그러나 비팅현상(beating phenomenon)이 존재할 때는 순간적으로 특정 주파수 성분이 사라지게 되므로 적응 주파수 추정이 어렵게 되어 비팅현상에 의한 주파수 추정에서의 혼돈을 만들어진 기준신호를 쓸모없게 만든다. 제안된 알고리즘은 두 가지 부분으로 구성된다. 첫째는 기본주파수 추정을 이용한 기준신호 발생기이고 둘째는 기존의 피드포워드 제어부분이다. 제안된 결정 규칙을 이용한 기본주파수 추정알고리즘은 비팅현상에 둔감할 뿐 아니라 기존의 직렬형 적응노치필터 방법에 비해 좋은 추종성능과 적은 주파수 추정 오차의 분산을 갖는다. 더욱이 신호대잡음비가 좋지 않아 기존의 주파수 검증하기 위해서 실측한 선박의 객실 소음과 자동차의 시변하는 엔진부밍소음에 대해서 모의 실험을 수해한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제47권5호
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• pp.100-108
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• 2010

본 논문은 피치를 추출하는 방법으로 자기상관을 이용하였다. 시간과 주파수 영역의 자기상관은 서로 다른 특성을 가지고 있으며, 각각 피치주기와 기본주파수에 대응된다. 본 논문에서는 시간과 주파수 영역에서의 자기상관을 결합하는 방법을 이용하였다. 이 방법은 자기상관에서 발생하는 피치 doubling과 having 에러를 크게 개선시킬 수 있었다. 하지만, 시간과 주파수 영역에서 유성음의 주기적 특성인 피치주기와 기본주파수는 서로 역수 관계이며, 특히 기본주파수의 에러는 FFT의 분해능에 의하여 발생된다. 이러한 영향을 줄이기 위하여 시간 영역과 주파수 영역에서의 자기상관 결합에 보간법을 적용함으로써 피치 검출율을 향상 시킬 수 있었다. 자기상관을 결합할 때 시간영역에서 찾은 피치후보들에 대해서만 주파수영역의 자기상관을 구함으로써 계산량은 감축될 수 있었다. 또한, 선형보간을 이용하여 기존방법 보다 FFT 계수를 8배 줄일 수 있었다. 그 결과, FFT 연산량과 주파수영역의 자기상관 계산량을 크게 감축하여 기존 방법 대비 알고리즘 처리시간을 약 9.5배 줄일 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권4호
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• pp.1085-1092
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• 2015

In this paper, the expressions of the estimated information of a single-phase enhanced phase-locked loop (EPLL), when input signal contains harmonics and a DC offset while the fundamental component takes step changes, are derived. The theoretical analysis results indicate that in the estimated information, the n^th-order harmonics cause n+1^th-order periodic ripples, and the DC offset causes a periodic ripple at the fundamental frequency. Step changes of the amplitude, phase angle and frequency of the fundamental component cause a transient periodic ripple at twice the frequency. These periodic ripples deteriorate the performance of the EPLL. A hybrid filter based EPLL (HF-EPLL) is proposed to eliminate these periodic ripples. A delay signal cancellation filter is set at the input of the EPLL to cancel the DC offset and even-order harmonics. A sliding Goertzel transform-based filter is introduced into the amplitude estimation loop and frequency estimation loop to eliminate the periodic ripples caused by the residual input odd-order harmonics and step change of the input fundamental component. The parameter design rules of the two filters are discussed in detail. Experimental waveforms of both the conventional EPLL and the proposed HF-EPLL are given and compared with each other to verify the theoretical analysis and advantages of the proposed HF-EPLL.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제6권2호
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• pp.154-160
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• 2011

A new algorithm for estimating the fundamental frequency of power system signals is presented. The proposed algorithm consists of two stages: orthogonal decomposition and a complex Prony analysis. First, the input signal is decomposed into two orthogonal components using cosine and sine filters, and a variable window is adapted to enhance the performance of eliminating harmonics. Then a complex Prony analysis that is proposed in this paper is used to estimate the fundamental frequency by approximating the cosine-filtered and sine-filtered signals simultaneously. To evaluate the performance of the algorithm, amplitude modulation and harmonic tests were performed using simulated test signals. The performance of the algorithm was also assessed for dynamic conditions on a single-machine power system. The Electromagnetic Transients Program was used to generate voltage signals for a load increase and single phase-to-ground faults. The performance evaluation showed that the proposed algorithm accurately estimated the fundamental frequency of power system signals in the presence of amplitude modulation and harmonics.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.472-476
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• 2023

피치 혹은 기본 주파수는 음성 신호의 주요 특성 인자이며 음성 부호화, 음성인식, 화자인식 등의 다양한 음성 관련 응용에 활용된다. 본 논문에서는 기본 주파수의 역수인 음성의 피치 주기를 추정하기 위해서 음성 신호의 변곡점을 이용한다. 변곡점은 국소적인 최대값, 최소값 혹은 신호의 기울기가 변하는 지점으로 정의된다. 음성 신호는 저역통과 필터로 먼저 전처리되어 고주파 성분이 제거된다. 이를 통해 불필요한 변곡점들이 제거되며, 피치 주기 추정에 유용한 국소적인 최대값만을 변곡점 검출법을 이용하여 추출한다. 얻어진 변곡점 간의 시간 간격을 측정하여 피치 주기를 추정하며, 그 역수로 기본 주파수 추정치를 얻는다. 기존의 피치 추정 방법은 음성이 국소적으로 시불변이라는 가정하에 음성을 블록 단위로 처리하여 블록당 피치 주기를 구하지만, 제안된 방법은 음성을 샘플 단위로 처리하여 변곡점을 검출하며, 그 결과 피치 주기를 시간 경과에 따라 얻게 되어 음성의 시변성이 반영된 기본 주파수 추정치를 얻는다. 컴퓨터 모의실험으로 기본 주파수 추정기로서 제안된 방법의 유용성을 볼 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.563-565
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• 2002

The designed frequency compensator is proposed to make the estimation of amplitude of fundamental frequency immune to frequency variation. The designed method which has a simple structure and low calculation burden is proper to apply digital protective relay. The results of experimental demonstrate that the frequency compensator has good performance to the estimation of amplitude of fundamental frequency against frequency variation.