• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제15권2E호
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• pp.24-32
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• 1996

A rigorous theory for modeling, analysis, optimum nonseparable filter bank in multidimensional M-band quantized subband codec are developed in this paper. Each pdf-optimized quantizer is modeled by a nonlinear gain-plus-additive uncorrelated noise and embedded into the subband structure. We then decompose the analysis/synthesis filter banks into their polyphase components and shift the down-and up-samplers to the right and left of the analysis/synthesis polyphase matrices respectively. Focusing on the slow clock rate signal between the samplers, we derive the exact expression for the output mean square quantization error by using spatial-invariant analysis. We show that this error can be represented by two uncorrelated components : a distortion component due to the quantizer gain, and a random noise component due to fictitious uncorrelated noise at the uantizer. This mean square error is then minimized subject to perfect reconstruction (PR) constraints and the total bit allocation for the entire filter bank. The algorithm gives filter coefficients and subband bit allocations. Numerical design example for the optimum nonseparable orthonormal filter bank is given with a quincunx subsampling lattice.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1387-1390
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• 1997

In this paper we propose a novel way to restore degraded image using wavelet transform & filterbank. First, we devide a degraded image into 4-suband images using UDWT(Undecimated Wavelet Transform), and then use a proper CLS (Constrained Least Square) filter in each subband. Using a proper CLS filter ineach subband, we can save high grequency components of original image. We reconstruct a restored image from the downsampled subband images using wavelet tansform. Even though there is a trade-off between ISNR and calculation loads, we reduce the calculation loads by using wavelet transform in reconstruction with a negligible degradatiion in ISNR.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제16권4호
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• pp.276-280
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• 2016

A fixed rate speech coder based on the filter bank and the non-uniform sampling technique is proposed. The non-uniform sampling is achieved by the detection of inflection points (IPs). A speech block is band passed by the filter bank, and the subband signals are processed by the IP detector, and the detected IP patterns are compared with entries of the IP database. For each subband signal, the address of the closest member of the database and the energy of the IP pattern are transmitted through channel. In the receiver, the decoder recovers the subband signals using the received addresses and the energy information, and reconstructs the speech via the filter bank summation. As results, the coder shows fixed data rate contrary to the existing speech coders based on the non-uniform sampling. Through computer simulation, the usefulness of the proposed technique is confirmed. The signal-to-noise ratio (SNR) performance of the proposed method is comparable to that of the uniform sampled pulse code modulation (PCM) below 20 kbps data rate.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.107-113
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• 2017

이 논문은 벡터 양자기가 포함된 부대역 코덱의 분석과 설계에서 벡터 양자기를 모델링하는 새로운 방법을 제시해준다. 우리는 각 코드북의 시작점들의 수(N), 각 코드워드의 길이(k), 필터 대역 계수들에 의존하는 부대역 코덱 시스템의 입력과 출력의 평균자승 회복 오차(MSE)를 계산한다. 본 논문은 확률밀도함수로 최적화된 벡터양자기가 존재하는 최적의 M밴드 필터 뱅크 구조는 등가의 스칼라 양자기의 변수들의 적절한 선택으로 구현될 수 있음을 보였다. 특정한 구현 예를 두 개의 다른 필터뱅크 구조인 Paraunitary 필터 뱅크와 Biorthogonal 필터 뱅크를 2채널 경우에 개발하였다. 이 이론적인 결과들은 확장의 Monte Carlo 시뮬레이션으로 확인되었다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제12B권4호
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• pp.379-386
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• 2005

본 논문은 다차원 서브밴드 필터 뱅크에서 양자화 효과에 대한 분석과 그에 따른 최적의 필터 설계 방법에 대한 이론을 제안한다. 기존의 서브밴드 필터뱅크에 대한 연구에서 양자화 과정에 대한 고려는 매우 미미하였다. 본 연구에서는 확률 밀도에 최적화된 양자화기가 이득에 무상관성 잡음이 더하여진 비선형 형태로 모델링 되어 서브밴드 구조에 결합된다. 분석/합성 필터 뱅크에 다위상 분리 방법을 적용하여 양자화 과정에 의한 출력에서의 MSE가 유도되며 이 에러의 최소화 과정을 통하여 최적의 필터 설계 방법이 개발된다. 또한 5점형 구조의 표본화 격자를 이용한 최적의 비분리 파라유니터리와 이중직교 필터의 설계와 이를 이용한 영상 데이터의 압축 및 복원 과정을 통하여 성능 분석을 한다. 시뮬레이션 결과 제안한 설계방법에 따른 필터가 기존의 단순한 PR 서브밴드 필터보다 영상의 압축 및 복원에서 10에서 20퍼센트 정도의 MSE 감소를 보여주었고 낮은 비트율에서 특히 우수한 성능을 나타내었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제16권1E호
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• pp.41-48
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• 1997

The very purpose of subband codec is the attainment of data rate compression through the use of quantizer and optimum bit allocation for each decimated signal. Yet the question of floating-point quantization effects in subband codec has received scant attention. There has been no direct focus on the analysis of quantization errors, nor on design with quantization errors embedded explicitly in the criterion. This paper provides a rigorous theory for the modelling, analysis and optimum design of the general M-band subband codec in the presence of the floating-point quantization noise. The floating-point quantizers are embedded into the codec structure by its equivalent multiplicative noise model. We then decompose the analysis and synthesis subband filter banks of the codec into the polyphase form and construct an equivalent time-invariant structure to compute exact expression for the mean square quantization error in the reconstructed an equivalent time-invariant structure to compute exact expression for the mean square quantization error in the reconstructed output. The optimum design criteria of the subband codec is given to the design of the analysis/synthesis filter bank and the floating-point quantizer to minimize the output mean square error. Specific optimum design examples are developed with two types of filter of filter banks-orthonormal and biorthogonal filter bank, along with their perpormance analysis.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.407-416
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• 2000

본 논문은 트리구조의 필터뱅크를 이용하여 필터링을 할 때 데시메이션으로 인해서 생기는 왜곡을 보상하기 위해서 보조 필터(엘리어싱 제거기)를 사용하는 방법을 제안하고 이를 이용하여 잡음을 제거하여 음질을 향상시키는 실험을 행했다. 입력신호는 두 채널의 분석필터에 의해 서브밴드로 분해된 후 데시메이션되고 다시 각 서브밴드로 분해된 신호를 적응필터를 이용하여 필터링을 한다. 이러한 기법으로 각 주파수 대역을 균일한 대역으로 분해할 수 있으며 각 서브밴드별로 각기 다른 수렴상수를 사용할 수 있어서 수렴속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 특히 잡음 제거나 음질 향상에 서브밴드 적응 필터뱅크를 응용할 경우 수렴속도가 빨라야 하며, 임펄스 응답의 길이가 긴 시스템을 모델링하는 데 응용할 수 있는 장점이 있다. 적응필터 계수의 갱신 방법으로는 VSS(Variable Step Size) LMS 알고리듬을 사용하였으며, 실험 결과, 기존의 서브밴드 구조보다 제안한 구조가 최소 평균 오차나 수렴성능 면에서 우수한 성능을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제39권5호
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• pp.556-563
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• 2002

본 논문에서는 인과적 (causal)이고 안정적 (stable)이며 거의 완전 복원 (nearly perfect reconstruction) 성질을 갖는 M 채널 infinite-impulse response (IIR) cosine-modulated (CM) 필터 뱅크를 설계할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 1st order allpass 필터 성분을 갖는 lattice 구조를 이용하여 IIR 원형 (prototype) 필터를 간단한 제약 조건 (constraint)을 가지고서 설계하였다. 이 방법으로 설계된 IIR 원형 필터는 기존의 방법으로 설계된 IIR 원형 필터보다 더 높은 stopband attenuation과 더 가파른 (sharp) 필터 특성을 가진다. 이 IIR prototype 필터를 이용하여 설계한 M 채널 IIR CM 필터 뱅크를 subband 음향 반향 제거기에 적용하였다. 설계된 IIR CM 필터 뱅크를 이용할 경우 같은 복잡도를 가지는 M 채널 finite-impulse response (FIR) CM 필터 뱅크를 이용할 때보다 최대 15 dB 높은 echo return loss enhancement (ERLE)를 갖는 결과를 얻었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권1호
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• pp.350-364
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• 2022

Traditionally, in multi-user multi-carrier systems, the neighboring subband will be gapped by one subcarrier, which is set as guard band to reduce multiple access interference (MAI) between neighboring subbands. The empty subcarrier for guard band will degrade the spectral efficiency of the whole system. In order to enhance the spectral efficiency of multi-user filter bank multiple carrier (FBMC) systems, a new subband allocation method is introduced, in which the neighboring subband is gapped by half subcarrier instead of one subcarrier. Meanwhile, in order to implement the proposed resource allocation scheme, an optimized FBMC prototype filter is designed to decrease the inter-subband interference to the neighboring subband. The detailed simulations about the comparison between the proposed spectrum assignment and traditional FBMC are given, as well as the performance in the different interference scenarios. The simulation results show that the combination of the proposed spectrum assignment scheme and the optimized filter has better performance compared to the traditional scheme. The proposed scheme can be used in the system which serves massive users to get higher spectrum efficiency.

• 전기학회논문지
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• 제64권1호
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• pp.149-158
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• 2015

This paper proposes a subband filtering technique to the MUSIC and the ESPRIT algorithm for estimating the magnitude and frequency of the harmonics of power signal. In proposed method, the input power signal is decomposed to the odd harmonics and the even harmonics respectively by the filter bank system. The amplitude and the frequency estimation of the decomposed harmonics are carried out using the MUSIC and the ESPRIT method. Subband filtering can reduce the autocorrelation matrix size of input data, and spectrum leakage between adjacent harmonics. Therefore, this subband technique has advantage in computational cost and estimation accuracy compared to fullband MUSIC and ESPRIT. To demonstrate the performance of the method, computer simulations are performed to the synthesized input signal, and experiment results are compared in subband and fullband cases.