• 제목/요약/키워드: Short Time Fourier

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음악의 주파수 분석을 이용한 조명 제어 (Lighting Control using Frequency Analysis of Music)

  • 황보석;천성용;강소영;이찬수
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제16권11호
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    • pp.1325-1337
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    • 2013
  • 음악은 사람의 감성, 감정에 영향을 끼치며, 최근 음악의 정서적인 힘은 여러 분야에 응용되고 있다. 특히, 음악을 듣는 것뿐만 아니라 시각적으로 가시화하여 여러 분위기를 연출할 수 있다. 본 논문에서는 음악과 조명을 연계하여 사람과의 상호작용을 위한 감성 제어 시스템을 제안한다. 기존의 FT(Fourier Transform)는 시간에 대한 정보를 가지고 있지 않기 때문에 시간에 따라 주파수 성분이 변하는 신호의 정보를 효율적으로 분석하기 어렵다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 음악 신호 분석은 STFT(Short Time Fourier Transform)을 사용하였고, 세 가지의 장르로 음악을 분류하여 장르에 따른 주파수 특성을 비교해 보았으며, 분석된 범위내의 주파수 성분을 바탕으로 컬러 LED조명의 색상과 밝기 제어를 하였다. 기존의 음악을 이용한 LED조명 제어 연구와 다르게 감성적인 조명의 색 제어와 음악 신호의 변화량을 이용하여 밝기 제어를 하였으며, 제안된 조명 제어 방식은 감성 조명뿐만 아니라 여러 산업분야로 활용 될 수 있을 것이다.

맞대기 용접 이음재 인장시험에서 발생한 음향방출 신호의 웨이블릿 변환과 응용 (A Study on the Wavelet Transform of Acoustic Emission Signals Generated from Fusion-Welded Butt Joints in Steel during Tensile Test and its Applications)

  • 이장규
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.26-32
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    • 2007
  • This study was carried out fusion-welded butt joints in SWS 490A high strength steel subjected to tensile test that load-deflection curve. The windowed or short-time Fourier transform(WFT or STFT) makes possible for the analysis of non-stationary or transient signals into a joint time-frequency domain and the wavelet transform(WT) is used to decompose the acoustic emission(AE) signal into various discrete series of sequences over different frequency bands. In this paper, for acoustic emission signal analysis to use a continuous wavelet transform, in which the Gabor wavelet base on a Gaussian window function is applied to the time-frequency domain. A wavelet transform is demonstrated and the plots are very powerful in the recognition of the acoustic emission features. As a result, the technique of acoustic emission is ideally suited to study variables which control time and stress dependent fracture or damage process in metallic materials.

Effective time-frequency characterization of Lamb wave dispersion in plate-like structures with non-reflecting boundaries

  • Wang, Zijian;Qiao, Pizhong;Shi, Binkai
    • Smart Structures and Systems
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    • 제21권2호
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    • pp.195-205
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    • 2018
  • Research on Lamb wave-based damage identification in plate-like structures depends on precise knowledge of dispersive wave velocity. However, boundary reflections with the same frequency of interest and greater amplitude contaminate direct waves and thus compromise measurement of Lamb wave dispersion in different materials. In this study, non-reflecting boundaries were proposed in both numerical and experimental cases to facilitate time-frequency characterization of Lamb wave dispersion. First, the Lamb wave equations in isotropic and laminated materials were analytically solved. Second, the non-reflecting boundaries were used as a series of frames with gradually increased damping coefficients in finite element models to absorb waves at boundaries while avoiding wave reflections due to abrupt property changes of each frame. Third, damping clay was sealed at plate edges to reduce the boundary reflection in experimental test. Finally, the direct waves were subjected to the slant-stack and short-time Fourier transformations to calculate the dispersion curves of phase and group velocities, respectively. Both the numerical and experimental results suggest that the boundary reflections are effectively alleviated, and the dispersion curves generated by the time-frequency analysis are consistent with the analytical solutions, demonstrating that the combination of non-reflecting boundary and time-frequency analysis is a feasible and reliable scheme for characterizing Lamb wave dispersion in plate-like structures.

맞대기 용접 이음재 인장시험에서 발생한 음향방출 신호의 웨이블릿 변환과 응용 (A Study on the Wavelet Transform of Acoustic Emission Signals Generated from Fusion-Welded Butt Joints in Steel during Tensile Test and its Applications)

  • 이장규;윤종희;우창기;박성완;김봉각;조대희
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.342-348
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    • 2005
  • This study was carried out fusion-welded butt joints in SWS 490A high strength steel subjected to tensile test that load-deflection curve. The windowed or short-time Fourier transform (WFT or SIFT) makes possible for the analysis of non-stationary or transient signals into a joint time-frequency domain and the wavelet transform (WT) is used to decompose the acoustic emission (AE) signal into various discrete series of sequences over different frequency bands. In this paper, for acoustic emission signal analysis to use a continuous wavelet transform, in which the Gabor wavelet base on a Gaussian window function is applied to the time-frequency domain. A wavelet transform is demonstrated and the plots are very powerful in the recognition of the acoustic emission features. As a result, the technique of acoustic emission is ideally suited to study variables which control time and stress dependent fracture or damage process in metallic materials.

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오더분석 및 상관관계를 활용한 철도차량 진동 데이터의 시간-주파수 분석 (Time-frequency Analysis of Train Vibration Using Order Analysis and Correlation)

  • 최성훈;;박춘수
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.989-995
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    • 2009
  • Short-time Fourier transforms(STFT)은 시간에 따라 변동하는 조화성분을 가지는 신호의 분석에 유용하게 적용되는 방법이다. 철도차량의 진동신호에서 많이 발견되는 운동학적 진동은 조화 특성이 속도 변화에 따라 점진적으로 변하기 때문에 오더 분석 방법과 상관함수를 이용하면 STFT 분석 방법을 개선할 수 있다. 본 논문에서는 차량의 속도 신호를 구할 수 없거나 잡음이 많을 때 상관함수를 이용하여 신호를 재추출하여 오더 분석을 적용하는 방법에 대하여 다룬다. 이 방법을 한국형고속열차의 운행 중에 취득한 차축 및 차체 진동데이터의 분석에 적용하여 기존의 STFT와 오더 분석을 이용한 방법을 비교 하였다.

고속 푸리에 변환 및 심층 신경망을 사용한 전력 품질 외란 감지 및 분류 (Power Quality Disturbances Detection and Classification using Fast Fourier Transform and Deep Neural Network)

  • 첸센폰;임창균
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.115-126
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    • 2023
  • 무작위 및 주기적인 변동하는 재생에너지 발전 전력 품질 교란으로 인해 발전 변환 송전 및 배전에서 더 자주 발생하게 된다. 전력 품질 교란은 장비 손상 또는 정전으로 이어질 수 있다. 따라서 서로 다른 전력 품질 외란을 실시간으로 자동감지하고 분류하는 것이 필요하다. 전통적인 PQD 식별 방법은 특징 추출 특징 선택 및 분류의 세 단계로 구성된다. 그러나 수동으로 생성한 특징은 선택 단계에서 정확성을 보장하기 힘들어서 분류 정확도를 향상하는 데에는 한계가 있다. 본 논문에서는 16가지 종류의 전력 품질 신호를 인식하기 위해 CNN(Convolution Neural Networ)과 LSTM(Long Short Term Memory)을 기반으로 시간 영역과 주파수 영역의 특징을 결합한 심층 신경망 구조를 제안하였다. 주파수 영역 데이터는 주파수 영역 특징을 효율적으로 추출할 수 있는 FFT(Fast Fourier Transform)로 얻었다. 합성 데이터와 실제 6kV 전력 시스템 데이터의 성능은 본 연구에서 제안한 방법이 다른 딥러닝 방법보다 일반화되었음을 보여주었다.

위상 보상과 가중치 평균을 이용한 의료 초음파 신호의 주파수 특성 추출 방법 (Extraction Method of Ultrasound Spectral Information using Phase-Compensation and Weighted Averaging Techniques)

  • 김형석;이준환
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.959-966
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    • 2010
  • 정량적 초음파 분석(Quantitative Ultrasound Analysis)은 반향된 초음파 신호의 짧은 시간 간격의 주파수 성분을 추출하여 개별 초음파 지수의 값을 예측한다. 따라서 반향 신호의 정확한 주파수 특성 추출은 분석의 정확도와 정밀도 향상에 기본이 된다. 본 논문에서는 초음파 지수의 정량적인 예측 및 분석에 이용할 수 있는, 짧은 시간 간격의 반향 신호의 주파수 특성 추출 방법을 제안한다. 제안된 알고리듬은 인접한 반향 초음파 신호간의 위상 차이를 보상하고, 동일 반향 깊이를 가지는 작은 영역의 신호를 가중치 평균함으로써 보다 정확한 주파수 특성을 추출한다. 컴퓨터 모의 실험을 통한 수치 분석 결과, 제안된 알고리듬은 일반적인 주파수 추출 알고리듬보다 정확한 예측 결과를 보였으며, 예측 결과의 정밀도도 10% 이상 향상되었다.

엔드밀 가공에서 푸리에 급수를 이용한 절삭력 및 공구변형 표현 (Representation of cutting forces and tool deflection in end milling using Fourier series)

  • 류시형
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.781-785
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    • 2005
  • Cutting forces and tool deflection in end milling are represented as the closed form of tool rotational angle and cutting conditions. The discrete cutting forces caused by tool entry and exit are continued using the Fourier series expansion. Tool deflection is predicted by direct integration of the distributed loads on cutting edges. Cutting conditions, tool geometry, run-outs and the stiffness of tool clamping pan are considered for cutting forces and tool deflection estimation. Compared to numerical methods, the presented method has advantages in short prediction time and the effects of feeding and run-outs on cutting forces and tool deflection can be analyzed quantitatively. This research can be effectively used in real time machining error estimation and cutting condition selection for error minimization since the ferm accuracy is easily predicted by tool deflect ion curve.

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증기발생기 세관에서의 유도초음파 전파에 관한 연구 (A Study on Propagation of Guided Waves in a Steam Generator Tube)

  • 송성진;박준수;김재희;김준영;김영환
    • 한국음향학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.353-361
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    • 2004
  • 증기발생기 세관에서의 유도초음파 전파 특성에 관한 연구를 수행하였다. 증기 발생기 세관의 분산선도 및 특정 모드에 대응하는 초음파 입사각을 계산하였다. 수신된 유도초음파에 대하여 short time Fourier transform을 이용한 시간-주파수 분석을 통하여 유도초음파 모드를 확인하였다. 실험적으로 유도 초음파가 증기발생기 세관의 곡관 부분을 통과할 때 뚜렷한 모드 변환을 관측할 수 없었다. 유도 초음파를 이용한 증기발생기 세관의 최적 검사 모드를 제안하고 실험에 의하여 이를 확인하였다.