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.
SLA(Scattered look-ahead) 파이프라인 방법은 IIR 필터의 고속/저전력 응용에 효율적으로 쓰여질 수 있다. 그러나 이 방법은 파이프라인된 필터의 안정성을 보장할 수 있지만, 필터의 극점들이 어느 임계지역에 밀집될 때 큰라운드 오프 노이즈 영향을 받게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 제약된 Remez exchange 알고리즘을 이용하는 저잡음 구현 기술이 제안되었으며 이 방법에서는 극점들이 밀집되는 것을 피하기 위해 임계지역에 위치한 극점들의 각을 제약하여 원하는 필터의 스펙트럼을 얻는다. 본 논문에서는 제약된 각을 가지는 극점들의 반지름을 극점이 움직이는 방향에 따라 최적화하는 알고리즘을 제안하고 제안한 방법에 의해 향상된 스펙트럼 특성 또는 라운드오프 노이즈 영향의 감쇄 효과를 얻을 수 있음을 보인다.
Scattered look-ahead (SLA) 파이프라인 방법은 디지털 IIR 필터의 고속 또는 저전력 응용분야에 효율적으로 사용된 수 있다. 그러나 이 방법을 통하여 파이프라인된 필터의 안정성이 보장될 수 있지만 필터의 극점들이 임계지역에 밀집될 때에는 큰 라운드오프 잡음에 영향을 받게 된다. 파이프라인된 필터에서 밀집된 극점들을 피하기 위해 수정된 Remez exchange 알고리즘과 최소 자승법을 이용하여 극점의 각도와 반지름을 제한한 IIR 필터 설계 방식을 제안하였으며, 그 결과 향상된 주파수 응답과 감소된 계수 민감도를 얻을 수 있었다. 또한 모의실험 결과를 통하여 제안된 방법이 일반적인 방법에 비해 $33{\%}$의 면적감소와 $45{\%}$의 전력을 감소시킴을 확인하였다.
In this paper, a new algorithm for adaptive IIR filters based on equation error methods using the RLS algorithm is proposed. In the proposed algorithm, the concept of feedback of the scaled output error proposed by tin and Unbehauen is employed and the forgetting factor is varied in adaptation process for avoiding the accumulation of the estimation error for additive noise . The proposed algorithm has the good convergence property without the parameter estimation error under the existence of mea-surement noise.
An adaptive IIR filter in ANC(Active Noise Control) systems is more effective than an adaptive FIR filter when acoustic feedback exists, in which cause an order of an adaptive FIR filter must be very large if some of poles of the ideal control filter are near the unit circle. But the IIR filters may have stability problems especially when the adaptive algorithm for adaptive filters is not yet converged. In this paper, a stabilized multi-channel recursive LMS (MCRLMS) algorithm for an adaptive multi-channel IIR filter is presented. RLMS algorithms usually diverge before the algorithm is not yet converged. So, in the beginning of the ANC system, the stability of the RLMS algorithms could be Improved by pulling the poles of the IIR filter to the center of the unit circle, and returning the poles to their original positions after the filter converges. Computer simulations and experiments for dipole ducts using a TMS320C32 digital signal processor have performed to show the effectiveness of a proposed algorithm.
This study is focusing on ripple elimination in the band pass filter. There are generally two design methods in IIR filter design, which are a direct method and an indirect one. The indirect design method that designs the digital IIR LPF using the prototype analog LPF is applied to this study. A Butterworth filter and a Chebyshev filter are the typical prototype analog LPFs. This study shows characteristics of the digital IIR LPFs that are transformed from the prototype analog LPFs. The designed Butterworth and Chebyshev IIR LPFs are also designed as the band pass filters by frequency transformation in order to compare with the proposed cascading Chebyshev BPFs. This study shows frequency characteristics between the transformed IIR BPFs and the proposed cascading Chebyshev BPFs as well. The proposed cascading Chebyshev BPF is designed by cascading the different orders of Chebyshev BPFs. The aspect of the cascading filter is offsetting the ripples to descend them while the pass band ripples of the Chebyshev filter are ascending and vice versa. The designed cascading Chebyshev filter shows the flatness and the sharpness, which represent the advantages of Butterworth filter in the pass band and of Chebyshev filter in the transition band respectively. This result verifies the validity of the designed filter.
본 논문에서는 무선 통신 시스템의 중간주파수 처리 단을 디지털로 신호 처리하는 DDC(Digital Down Converter)의 저전력 아키텍처를 제안한다. FIR 필터의 계산량을 줄이기 위해서 개발된 Interpolated FIR 필터가 DDC의 데시메이션 필터로 널리 사용되고 있다. 본 논문은 이와 같은 Interpolated FIR 필터의 개념이 IIR 필터에도 적용될 수 있음을 보이고, 전력 소모와 구현 면적이 기존의 Interpolated FIR 구조보다 더욱 감소된 Interpolated IIR 필터 구조를 제안하였다. CDMA IS-95 DDC 사양의 데시메이션 필터를 FIR 구조, Interpolated FIR 구조, IIR 구조, Interpolated IIR 구조로 구현하여 이 4가지 구조들의 전력소모와 구현 면적을 비교하였으며 제안된 Interpolated IIR 구조가 기존의 Interpolated FIR 구조에 비하여 15.2%의 소모전력 감소와 35.3%의 구현면적의 감소를 달성할 수 있음을 보인다.
The future teleconferencing systems will need an appropriate system which controls properly the acoustic echo for the convenient communication. The conventional acoustic echo cancellation algorithms involve large adaptive filters identifying the impulse response of the echo path. The use of adaptive IIR filters appears to be a reasonable way to reduce computational complexity. Effective cancellation of acoustic echo presented in teleconferencing system requires that adaptive filters have a rapid convergence speed. One of the main problems of acoustic echo cancellation techniques is that the convergence properties degrade for an highly correlated signal input such as speech signals. By the way, the introduction of linear prediction filers onto the structure of the acoustic echo cancellation represents one approach to decorrelate the speech signal. And variable step-size LMS algorithm improves the convergence speed through a little increasing of computational complexity. In this paper, we applied these two methods to the acoustic echo canceller(AEC) and showed that these methods have better performances than the conventional AEC.
디지털 필터의 실현시 필터 계수를 유한어장으로 양자화할 때 계수 오차가 나타난다. 이 오차는 디지털 필터의 주파수 응답과 출력 특성을 변화시키고 특히 순환 필터에서는 계수 감도를 민감하게 하는 주요 원인 된다. 본 논문에서는 비교적 계수 오차의 감도가 낮은 WDF(Wave Digital Filter)의 계수 감도 특성에 관하여 검토하였다. 고정 소수점 양자화 방법을 이용하여 주파수 응답을 시뮬레이션한 결과유한 어장이 변화할 때 WDF의 주파수 응답이 기존의 cascade IIR 필터에 비해 비교적 우수함을 보였다.
In this paper, the implementation technique of digital crossover network using perfect linear phase IIR filters is presented. This system has various advantages which cannot be obtained from analog crossover network such as linear phase response, flat group delay and sharp cut-off at low-order over audio frequency band. The simulation results show that the group delay response is maximally flat and twice more attenuation in stop-band than the prototype elliptic IIR filter at all desired frequency.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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