대부분의 디지털 촬영 장치는 Charge Coupled Device(CCD) 또는 Complementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS) 센서를 사용한다. 이러한 센서를 통해 촬영된 영상 정보에는 원하지 않는 잡음이 포함되어있다. 본 논문은 영상의 잡음 제거 및 영상 정보의 회복을 위한 기법인 잡음 제거(Noise Reduction, NR)에 관한 것이다. 제안한 NR 방법은 저역통과 필터(Low Pass Filter, LPF)의 대역폭을 고려한 잡음 제거 방법에 관한 것으로, NR의 성능개선을 위하여 MSF 연산에 사용되는 LPF의 필터 계수를 통한 시뮬레이션을 수행하였다. 필터 계수가 갖는 주파수 대역폭의 특성을 고려한 시뮬레이션 결과, MSF 연산에 적용되는 LPF와 고역통과 필터(High Pass Filter, HPF)의 필터 계수가 [1 2 1]과 [-1 2 -1]인 경우 가장 이상적인 주파수 대역폭을 나타내며, NR의 성능 또한 우수함을 확인하였다. 시뮬레이션 결과를 통하여, MSF를 수행함에 있어서 LPF와 HPF의 필터 계수를 [1 21]과 [-1 2 -1]로 제안하였다.
본 연구는 3차원 자화강조영상 획득 시 재구성되는 위상영상의 겹쳐진 위상과 현격한 자화율 차이에 의한 영상의 불균일성을, 낮은 주파수 대역폭을 제한하는 High Pass Filter(HPF)를 적용함으로써 개선하고자 하였다. 연구방법은 2013년 11월부터 2014년 3월까지 3차원 자화강조영상 검사를 받은 환자를 대상으로 high pass filter의 적용 전후 영상 간 차이를 확인하기 위하여 기존의 위상영상과 HPF를 적용한 새로운 위상영상의 최대, 최소 신호강도 차이 및 불균일도를 비교 분석하였다. 연구결과, HPF 적용 전후에 따른 최대, 최소 신호강도의 차이는 274.16%(498.98), 불균일도는 439.55%(19.83) 감소하였다. 이는 HPF를 적용하여 낮은 주파수를 차단한 새로운 위상영상이 기존의 위상영상에 비해 겹쳐진 위상신호를 효과적으로 제거하여 영상의 균일도가 높아졌음을 의미한다. 결론적으로 3차원 자화강조영상 획득 시 재구성되는 위상영상에 HPF를 적용하면 겹쳐진 위상과 현격한 자화율 차이에 의한 영상의 불균일성을 효과적으로 개선할 수 있어 영상의 질을 크게 개선할 수 있다.
Qian-Wen Jing;Pei-Zheng Yu;Han-Lin Lv;Yanqing Hong
Current Optics and Photonics
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제7권4호
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pp.345-353
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2023
We propose a turbulence-tolerant Manchester on-off keying (M-OOK) transmission for free-space optical (FSO) communication. At the transmitter end, a M-OOK signal featuring a spectrum with low-frequency components absent is modulated and transmitted into a turbulent channel. At the receiver end, a low-pass filter (LPF) -based adaptive-threshold decision (ATD) with LPF-extracted channel-state information (CSI) and a high-pass filter (HPF)-based fixed-threshold decision (FTD) are employed to compensate for the effects of turbulence, owing to the low-frequency spectral characteristics of the turbulent channel. The performance of LPF-based ATD and HPF-based FTD are evaluated for various cutoff frequencies for the LPF and HPF. Besides, the proposed M-OOK transmission is compared to conventional non-return-to-zero OOK (NRZ-OOK) for different data rates. The proposed technique is verified in simulation. The simulation results show that the proposed M-OOK detection with optimized cutoff frequencies of LPF and HPF has better bit-error-rate (BER) performance compared to NRZ-OOK, and it is close to the theoretical ATD with the knowledge of precise CSI under various degrees of turbulence effects.
의료영상에서 화질저하를 최소화 하면서 Noise를 감소시키기 위하여 Noise가 첨가되어 있는 영상을 대상으로 Low Pass Filter(LPF) 5종, High Pass Filter(HPF) 4종, Median Filter(MF) 11종의 모두 20개의 필터를 복합적으로 사용하여 Noise 제거효과를 검토하였다. Noise를 나타내는 지표로 Peak Signal to Noise Ratio(PSNR), Mean Square Error(MSE)를 비교하였다. 그 결과 Noise 감소효과가 가장 높은 필터의 조합은 LPF3*3#1 + HPF3*3#1 + Vertical3*1로 나타났다. 이 필터의 조합을 흉부, 골반, 머리 등의 의료영상에 적용하여 임상적인 Noise 제거효과를 확인하였다.
디지털 카메라의 출현과 Mobile 장비에서의 카메라 적용으로 인하여 디지털화된 이미지의 화질개선이 지속적으로 연구되고 있다. 특히, 센서로부터 입력된 이미지는 영상으로 출려되기 전 ISP(Image Signal Process) 과정을 거치게 되는데, 이 단계에서 이미지는 고주파 성분의 Noise 제거를 위한 LPF(Low Pass Filter)에 의해 고역의 주파수 성분이 상쇄되는 결과를 가진다. 이에 본 논문에서는 LPF(Low Pass Filter)에 의해 고역의 주파수 성분이 상쇄되는 결과를 가진다. 이에 본 논문에서는 LPF에 의해 Blurring된 이미지를 윤곽선 검출 알고리즘을 사용하지 않고, 이미지 윤곽선이 가질 수 있는 다양한 상태를 고려하여 적절한 계수를 가지는 Adaptive-HPF(High Pass Filter)를 사용함으로써 더욱 선명한 영상을 출력하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘의 하드웨어 구현시 Total Gate Count는 8700여 개로 Mobile 장치에 적용될 수 있다는 것을 검증하였다.
영구자석동기전동기의 쇄교자속 기반 센서리스 제어는 저속에서 위치추정 특성이 우수 하지만 계측된 전류가 ADC를 통해 변환되는 과정에서 발생한 DC offset에 의하여 쇄교자속 추정기의 적분기가 포화되는 문제점을 가지고 있습니다. 이러한 현상을 방지하기 위해 낮은 차단주파수를 갖는 HPF를 사용하여 DC offset 성분을 제거하는 방법이 사용되나, HPF의 낮은 차단주파수로 인해 고속에서 추정 성능이 저하되는 문제점이 있다. 반면 HPF의 차단 주파수를 높이게 되면, 저속에서 위상 앞섬 및 초기기동 실패의 문제가 발생한다. 본 논문에서는 HPF의 차단주파수를 영구자석동기전동기의 운전주파수에 동기화함으로써 낮은 속도에서는 HPF의 차단주파수를 낮게 하여 HPF에 의한 위상 앞섬을 줄이고, 높은 속도에서는 HPF의 차단주파수를 높게 함으로써 높은 DC offset 제거 성능을 통해 운전영역을 200% 확대한다. 또한, 추가적인 위상 보상 알고리즘을 통해 전 운전영역에서 HPF의 위상 앞섬이 1.5도 미만으로 감소되는 방법을 제안한다. 제안된 센서리스 제어 알고리즘은 세탁기용 영구자석동기전동기를 이용한 실험을 통해 검증한다.
On the homodyne interferometers, high pass filter(HPF) is usually used to remove the electrical noise in the interferent signal. Heterodyne interferometer has modulating frequency is shifted in the frequency region where the electrical noise effect is minimized by HPF effect. However, on the homodyne interferometer, the interferent DC-component of homodyne interferometer is unfortunately eliminated by using a HPF because its shifted frequency does not exist. Moreover, this effect is more serious the vibration amplitude is smaller. So, when unstable interferent signals via HPF are demodulated, a velocity is distorted. In this work, the mathematical explanation for the distortion of the homodyne interferent signal using the HPF is given. New synthetic heterodyne LDV based on the homodyne interferometer by exciting the reference mirror is proposed for the cancellation of the distortion. The optimum excitation condition of the mirror to compensate the distortion is discussed. The numerical simulation using the commercial MATLAB code is provided to show the effect of the proposed synthetic heterodyne LDV. The experimental results are also given and the effect of the proposed LDV is discussed.
본 논문에서는 신호 분리와 합성이 가능한 다이플렉서를 설계 제작한 후 특성을 비교 분석하였다. 저역 통과 필터와 고역 통과 필터의 특성을 정합하여 다이플렉서로 구현함으로써 신호의 분리와 합성이 가능하다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 또한 신호 분리와 합성의 가능성을 입증하기 위해 실제 마이크로 스트립 구조로 제작하여 측정한 결과 다이플렉서의 저역통과 필터는 -0.4 dB의 삽입손실과 -30 dB의 반사손실, 1.6 GHz의 차단수파수 특성을 보였고 고역 통과 필터는 -0.8 dB의 삽입손실과 약 -30 dB의 반사손실, 1.9 GHz의 차단수파수 특성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
This paper investigates the active damping of grid-connected LCL filter resonance using high-pass filter (HPF) of the grid current. An expression for such HPF is derived in terms of the filter components. This expression facilitates a general study of the actively damped filter behavior in the discrete time domain. Limits for the HPF parameters are derived to avoid the excitation of unstable open loop poles since such excitation can reduce both the damping performance and the system robustness. Based on this study, straightforward co-design steps for the active damping loop along with the fundamental current regulator are proposed. A numerical example along with simulation and experimental results are presented to verify the theoretical analyses.
This work presents a fully analog baseline wander tracking and removal circuitry using high-pass filter (HPF) based R-peak detection and quadratic interpolation that does not require digital post processing, thus suitable for compact and low power long-term ECG monitoring devices. The proposed method can effectively track and remove baseline wander in ECG waveforms corrupted by various motion artifacts, whereas minimizing the loss of essential features including the QRS-Complex. The key component for tracking the baseline wander is down sampling the moving average of the corrupted ECG waveform followed by quadratic interpolation, where the R-peak samples that distort the baseline tracking are excluded from the moving average by using a HPF based approach. The proposed circuit is designed using CMOS 0.18-㎛ technology (1.8V supply) with power consumption of 19.1 ㎼ and estimated area of 15.5 ㎟ using a 4th order HPF and quadratic interpolation. Results show SNR improvement of 10 dB after removing the baseline wander from the corrupted ECG waveform.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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