• 제목/요약/키워드: QMF filter

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주파수 영역에서 최대평탄과 하프대역 특성을 갖는 폐쇄형 QMF 필터들의 설계 (Design of Closed-Form QMF Filters with Maximally Flat and Half-Band Characteristics in the Frequency Domain)

  • 전준현
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제44권4호통권316호
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    • pp.70-77
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    • 2007
  • JPEG2000 국제표준에서는 QMF 왜곡을 갖지 않는 2가지 필터 쌍(pare)을 제시하였다. 그러나 사용된 QMF 필터들은 완만한 롤오프율을 갖을 뿐만 아니라 통과대역에서 리플(ripple)이 존재하고 비동등대역분할 구조를 갖는 치명적인 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 최대평탄 및 가파른 롤오프율(roll-off rate) 응답특성을 갖는 일반화된 폐쇠형 공식을 이용하여 하프대역 이득의 최대평탄 QMF 필터들을 제시하였다. 기존의 JPEG2000의 QMF 필터들과 제안된 최대평탄 QMF 필터들의 주파수 응답을 비교한 결과 제안된 QMF 필터들은 통과대역에서 리플이 없고, 개선된 롤오프율(roll-off rate) 및 중첩대역폭을 갖는 것을 확인하였다. 더욱이 제안된 최대 평탄 QMF 필터들은 저지대역 감쇠가 최대 200dB를 초과하는 응답 특성을 나타내었다.

근사 복원 IIR/FIR QMF 필터뱅크에서 지연요소 변화에 따른 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics of Delay Parameter Change in Approximately Reconstruction IIR/FIR QMF Filter Banks)

  • 이상준;김남수;김남호
    • 융합신호처리학회 학술대회논문집
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    • 한국신호처리시스템학회 2003년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.296-299
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    • 2003
  • This paper shows a novel and simple IIR/FIR QMF(quadrature mirror filter) filter banks, mixed IIR and FIR structure. Here, FIR filters used for phase compensation. In this paper, we introduced analysis and synthesis filter banks, which used FIR linear phase filters and all pass filters. In result, phase response of analysis and synthesis filter banks become approximately linear characteristic. Simultaneously, a liasing distortion can be completely canceled.

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개선된 FIR QMF 뱅크의 설계 방법 (An Improved Design Method of FIR Quadrature Mirror-Image Filter Banks)

  • 조병모;김영수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권2C호
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    • pp.213-221
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    • 2004
  • 본 논문에서는 저지연 특성을 갖는 2 채널 FIR QMF 뱅크를 시간 영역에서 가중 함수를 이용해서 설계하는 새로운 방법을 제안한다. QMF 뱅크를 설계할 때에 본 논문에서 사용한 가중 함수는 QMF의 반복 설계 과정에서 얻어진 이전의 필터 계수 벡터를 이용하여 계산한다. 그리고 기존의 방법에서는 왜곡이 생기는 주파수 대역은 천이 대역에서 왜곡이 생기는 특정 주파수 대역을 이용하지만 본 논문에서는 통과 대역과 저지 대역 에지 주파수를 이용한다. 통과 대역과 저지 대역 에지 주파수를 이용함으로써 왜곡이 생기는 특정 주파수 대역을 조사할 필요가 없는 장점이 있다. QMF 뱅크 설계에 적용하기 위해서 제안된 방법의 성능 결과를 기존의 방법과 비교하였으며, 가중 함수와 통과 및 저지 대역 에지 주파수를 이용한 제안된 방법이 가중 함수를 계산하기 때문에 기존의 방법에 비해 연산 성능은 떨어지지만 재생 오차는 최대 0.001[dB], 통과 대역 리플은 0.003[dB] 그리고 백색 잡음에 대한 SNR은 71[dB], 스텝 입력에 대한 SNR은 32[dB] 증가했다.

근접 완전재생 Pseudo-QMF 뱅크를 위한 선형위상 프로토타입 저역통과 필터의 효율적인 설계 방법 (An Efficient Design Method of Linear-Phase Prototype Lowpass Filter for Near-Perfect Reconstruction Pseudo-QMF Banks)

  • 전준현
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권3C호
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    • pp.271-280
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    • 2008
  • M채널 NPR(Near-Perfect Reconstruction) pseudo-QMF(Quadrature Mirror Filter) 뱅크의 설계는 일반적으로 SF(Spectral Factorization) 접근 방식을 혼합하여 많이 사용하며, 분리와 합성 필터들은 프로토타입 저역통과 필터(prototype lowpass filter : p-LPF)를 코사인 변조하여 사용한다. 그러나 이 방식은 $2M^{-th}$ 대역 필터 $G(z)=z^{-(N-1)}H(z^{-1})H(z)$의 SF 방식에 의해 p-LPF H(z)을 설계하기 때문에 p-LPF가 선형위상을 갖지 못할 뿐만 아니라 진폭왜곡이 최적화되지도 않았다. 따라서 대부분의 방법들이 재생 진폭왜곡 보다는 중첩상쇄왜곡을 줄이기 위한 p-LPF 설계를 제안하였다. 본 논문에서는 NPR pseudo-QMF 뱅크 구현에 필요한 p-LPF 설계를 위해 폐쇄형전달함수를 갖는 선형위상의 Maxflat(maximally flat) FIR 필터를 이용하는 새로운 방식을 제안하였다. 또한 폐쇄형주파수함수를 이용하여 $2M^{-th}$ 대역 필터 $G(z)=H^2(z)$로 표현되는 2M개 채널들의 전체진폭응답이 단일응답을 갖도록 p-LPF H(z)을 최적화하는 방법이 제안되었다. 실험 결과 시스템 최대진폭 왜곡이 $3.5{\times}10^{-4}\;({\simeq}-70dB)$보다 적고 각 분리 및 합성 필터들의 저지대역 감쇠가 -100dB 이상의 매우 뛰어난 NPR pseudo-QMF 뱅크 설계가 가능함이 증명되었다.

M-채널 서브밴드 QMF 필터뱅크를 이용한 적응 능동소음제거 모델 (An Adaptive Active Noise Cancelling Model Using M-Channel Subband QMF Filter Banks)

  • 허영대;권기룡;문광석
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.30-37
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    • 1999
  • 광대역 능동소음제거는 수 백개의 적응필터 텝 수를 갖는다. 탭 수가 긴 적응필터는 많은 계산량이 요구된다. 본 논문에서는 적응 계수벡터가 서브밴드로 계산되는 M-채널 QMF 펼터뱅크를 이용한 능동소음제거 시스템올 제안한다. 분해 필터뱅크와 합성 펼터뱅크는 cosine-modulated pseudo QMF 펼터를 사용한다. 오차경로의 전달특성을 온라인 인식하기 위한 기준신호는 적응필터의 출력신호와 저주파 대역의 서브 밴드 출력신호와의 차신호를 사용한다. 따라서 본 논문의 능동소음제거기는 계산량이 적고, 수렴속도가 빠른 견실한 시스템이 되도록 제안한다.

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곱셈기가 없는 이진수 QMF-웨이브렛 필터를 사용한 영상처리 (Image Processing Using Multiplierless Binomial QMF-Wavelet Filters)

  • 신종홍;지인호
    • 방송공학회논문지
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    • 제4권2호
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    • pp.144-154
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    • 1999
  • 이진수열은 간단하고 곱셈기가 필요 없이 생성될 수 있는 직교 수열이다. 이 논문은 곱셈기 작동이 없는 선택적인 주파수 영상처리를 위하여 비 반복적인 다차원 필터를 도입하였다. 주파수 응답은 저역, 대역, 고역의 여파를 제공하여 준 가우시안 형태를 가진 협대역이 된다. 이런 필터들의 효과적인 구현을 위한 소프트웨어와 하드웨어의 알고리즘을 제안하였다. 또한 이진수의 QMF(Quadurature Mirror Filter: QMF)는 좋은 대역 압축을 가진 최대한의 편평한 제곱 특성의 완전 회복의 Paraunitary 필터가 됨을 보이고 웨이브렛 변환으로 확장하였다. 웨이브렛 변환은 원래의 영상을 피라미드 구조를 사용하여 다른 스케일로 분할한다. 이 분할은 수직과 수평으로 수행되어 영상을 기술하는데 필요한 픽셀의 수를 일정하게 유지시켜 준다. 효과적인 완전회복의 이진수 QMF-웨이브렛 신호의 분석구조를 제안하였다. 이 기술은 매우 좋은 주파수 응답과 대역분할을 해부는 필터 해법을 제공해준다. 이 제안한 이산 수열의 QMF-필터의 구조는 효과적이고 VLSI 구현에 간단하고 다해상도 신호 분할과 코딩의 응용들에 적합함을 보였다.

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QMF Filter에 의한 음성스펙트럼 평탄화에 관한 연구 (A Study on the Slop Compensation of Speech Spectrum by QMF(Quadrature Mirror Filter))

  • 전우진
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 1부
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    • pp.273-276
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    • 2010
  • 음성신호를 관찰하였을 때 성문특성으로 인해서 고주파쪽 특성이 약화되는 경향이 있다. 약화된 고주파 특성을 보상하기 위하여 프리 엠퍼시스 필터를 통해 보상하고 있다. 프리 엠퍼시스 필터를 간단한 수식으로 표현하면 y(n)=s(n)-As(n-1)와 같이 차분 방정식으로 나타낼 수 있다. 여기서 A값은 보통 0.9에서 1사이의 값을 사용한다. 본 논문에서는 QMF 필터를 이용하여 입력신호를 고주파와 저주파의 2개의 대역으로 분할하여 각 밴드에 프리 엠퍼시스 필터를 적용하여 약화되어진 특성을 정확히 보상하는 방법을 제안한다.

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웨이브릿 변환 및 M-채널 서브밴드 QMF 필터뱅크를 이용한 적응 능동잡음제거 모델 (An Adaptive Active Noise Cancelling Model Using Wavelet Transform and M-channel Subband QMF Filter Banks)

  • 허영대;권기룡;문광석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권1B호
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    • pp.89-98
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    • 2000
  • 본 논문에서는 적응필터를 기반으로 한 웨이브릿 변환 및 서브밴드 필터뱅크를 사용한 능동잡음제거의 모델을 제안한다. 분해 필터뱅크는 입력 및 오차신호를 저주파 및 고주파영역의 QMF 필터뱅크로 분해하며, 각 필터뱅크 에는 dyadic tree 구조를 갖는 웨이브릿 필터를 사용한다. 분해된 입력 및 오차신호는 filtered-X LMS 알고리듬를 사용하여 각 서브밴드의 적응 필터계수를 새롭게 갱신시킨다. 합성 필터뱅크는 그리고 각 서브밴드의 적응필터 출력신호를 합성한 후 완전복원이 되는 광대역의 출력신호를 만든다. 분해 및 합성 필터뱅크는 완전복원을 위하여 공액직교필터를 사용한다. 또한 오차경로의 전달특성을 온라인 추정하기 위한 지연 LMS 알고리듬 모델은 이득과 시간지연인자만을 사용한다. 따라서 제안한 적응 능동잡음제거 모델은 웨이브릿 서브밴드 필터뱅크를 사용하여 계산량과 수렴속도에 유리한 시스템이 되도록 제시한다.

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QMF에 의한 음성스펙트럼의 평탄화 알고리즘 (The Flattening Algorithm of Speech Spectrum by Quadrature Mirror Filter)

  • 민소연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.907-912
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    • 2006
  • 음성신호의 프리-엠퍼시스 과정은 고주파 영역의 약화된 성분을 보상하기 위해 사용되어진다. 프리-엠퍼시스 필터의 일반적인 형태는 y(n)=s(n)-A${\cdot}$s(n-1)이고, A 값은 유성음의 경우$0.9{\sim}1.0$ 사이의 값이다. 그리고, A 값은 프리-엠퍼시스의 기울기 값을 반영하고 기존의 방법에서는 R(1)/R(0)를 사용한다. 본 논문에서는 성문특성으로 인해 고주파 특성이 약화되는 것을 보상하기 위하여 새로운 평탄화 기법을 제안한다. 우선 신호 왜곡의 최소화를 위하여 QMF를 사용하였다. QMF를 사용한 후, 각 프레임별 자기상관계수를 사용하여 평탄화 과정을 수행하였다. 실험결과에서는 제안한 방법이 자기상관 방법보다 약화된 고주파 성분을 효과적으로 보상하는 평탄화 특성이 우수한 것으로 나타났다. 그러므로 평탄화 알고리즘은 음성 인식, 음성 분석 및 합성 등과 같은 음성 신호 처리 분야에 광범위하게 적용되어질 수 있다.

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필터뱅크와 적응필터를 이용한 전력품질 외란 검출기법 (Power Quality Disturbances Detection Technique using Filter Bank and Adaptive Filters)

  • 윤재준;이정규;손상욱;배현덕
    • 전기학회논문지
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    • 제61권1호
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    • pp.162-167
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    • 2012
  • In power quality monitoring, it is very important to detect disturbances (sag, swell, transient, and interruption) accurately. In this paper, a detection method for power quality disturbances by combining the filter bank system and adaptive filter is proposed. To decompose power signal, binary tree structured filter bank system is designed. In the filter bank system, the fundamental filter bank(QMF bank) is used as a module in each decomposing level. An adaptive filter is used to improve the detection accuracy of disturbances for each subband signal. In the adaptive filter, the measure of estimated error change is used to detect singular points of power quality disturbances. Computer simulations were performed on synthetic signals which have disturbances to assess the performance of the proposed method.