• Title/Summary/Keyword: wavelet & wavelet packet transforms

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A Study on High-Compressed Signal Enhancement using Wavelet Packet (Wavelet Packet을 이용한 고압축신호 개선에 관한 연구)

  • Min Woong kyu;Jang Sungwook;Yang Sung-il;Kwon Y.
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • autumn
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    • pp.85-88
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    • 1999
  • Adapted Local Trigonometric Transforms은 매우 높은 energy compaction을 가지므로 음성 및 영상신호에 이용하려는 시도가 이루어지고 있다. [1] 그러나 이 경우 복원 된 신호에는 시간 영역에서 불연속점이 발생하여 일종의 tick noise가 발생한다. 또한 phase성분을 잃게 되어 금속성 잡음도 추가하여 나타난다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 Polynomial fitting 방식과 Wavelet Packet Transforms 방식을 제안한다. Polynomial fitting 방식으로는 시간축상에서 발생하는 문제를 해결하고 Wavelet Packet Transforms으로 Phase 문제를 해결한다. [2,3] 실험결과, 압축이전의 신호와 비교할 때 SNR에 있어서 개선을 보이며 tick noise와 금속성 잡음이 제거된 개선된 신호음을 확인 할 수 있었다.

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Speech Noise Cancellation using Time Adaptive Threshold Value in Wavelet Transform

  • Lee Chul-Hee;Lee Ki-Hoon;Hwang Hyang-Ja;Moon In-Seob;Kim Chong-Kyo
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • summer
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    • pp.244-248
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    • 2004
  • This paper proposes a new noise cancellation method for speech recognition in noise environments. We determine the time adaptive threshold value using standard deviations of wavelet coefficients after wavelet transform by frames. The time adaptive threshold value is set up by using sum of standard deviations of wavelet coefficients in cA3 and weighted cD1. cA3 coefficients represent the voiced sound with lower frequency components and cD1 coefficients represent the unvoiced sound with higher frequency components. In experiments, we removed noise after adding white Gaussian noise and colored noise to original speech. The proposed method improved SNR and MSE more than wavelet transform and wavelet packet transform does. As a result of speech recognition experiment using noise speech DB, recognition performance is improved by $2\sim4\;\%.$

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Digital Watermarking using Wavelet Packet Transform (웨이블렛 패킷 변환을 이용한 디지털 워터마킹)

  • Chu, Hyung-Suk;An, Chong-Koo
    • The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.57 no.8
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    • pp.1478-1483
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    • 2008
  • In this paper, a digital watermarking method using the WPT (Wavelet Packet Transform) is proposed. The proposed algorithm transforms the input image by using the WPT and inserts the watermark by using the quad-tree algorithm and Cox's algorithm. The experiments for evaluating the performances of the proposed algorithm is carried out by inserting a watermark in each wavelet packet transform step and by inserting a watermark into the lowest frequency domain (LL). As a simulation result, the performance of the insertion of the watermark into the 6 levels of WPT is better than that of other cases. In addition, about $30{\sim}60%$ of all watermarks are inserted into the LL band, the correlation value is improved though the PSNR performance decreases $1{\sim}2dB$.

Characterizing the damage mechanisms in mode II delamination in glass/epoxy composite using acoustic emission

  • Dastjerdi, Parinaz Belalpour;Ahmadi, Mehdi
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • v.67 no.5
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    • pp.545-553
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    • 2018
  • Mode II delamination propagation is an important damage mode in laminated composites and this paper aims to investigate the behavior of this damage in laminated composite materials using acoustic emission (AE) technique. Three different lay-ups of glass/epoxy composites were subjected to mode II delamination propagation and generated AE signals were recorded. In order to investigate the propagation of delamination behavior of these specimens, AE signals were analyzed using Wavelet Packet Transforms (WPT) and Fast Fourier Transform (FFT). In addition, conventional AE analyses were used to enhance understanding of the propagation of delamination damage. The results indicate that different fracture mechanisms were the main cause of the AE signals. The dominant mechanisms in all the specimens were matrix cracking, fiber/matrix debonding and fiber breakage, with varying percentage of the damage mechanisms for each lay-up. Scanning Electron Microscopy (SEM) observations were in accordance to the AE results.

A Real-Time Pattern Recognition for Multifunction Myoelectric Hand Control

  • Chu, Jun-Uk;Moon, In-Hyuk;Mun, Mu-Seong
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 2005.06a
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    • pp.842-847
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    • 2005
  • This paper proposes a novel real-time EMG pattern recognition for the control of a multifunction myoelectric hand from four channel EMG signals. To cope with the nonstationary signal property of the EMG, features are extracted by wavelet packet transform. For dimensionality reduction and nonlinear mapping of the features, we also propose a linear-nonlinear feature projection composed of PCA and SOFM. The dimensionality reduction by PCA simplifies the structure of the classifier, and reduces processing time for the pattern recognition. The nonlinear mapping by SOFM transforms the PCA-reduced features to a new feature space with high class separability. Finally a multilayer neural network is employed as the pattern classifier. We implement a real-time control system for a multifunction virtual hand. From experimental results, we show that all processes, including virtual hand control, are completed within 125 msec, and the proposed method is applicable to real-time myoelectric hand control without an operation time delay.

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A Hybrid System of Wavelet Transformations and Neural Networks Using Genetic Algorithms: Applying to Chaotic Financial Markets (유전자알고리즘을 이용한 웨이블릿분석 및 인공신경망기법의 통합모형구축)

  • Shin, Taeksoo;Han, Ingoo
    • Proceedings of the Korea Database Society Conference
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    • 1999.06a
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    • pp.271-280
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    • 1999
  • 인공신경망을 시계열예측에 적용하는 경우에 고려되어야 할 문제중, 특히 모형에 적합한 입력변수의 생성이 중요시되고 있는데, 이러한 분야는 인공신경망의 모형생성과정에서 입력변수에 대한 전처리기법으로써 다양하게 제시되어 왔다. 가장 최근의 입력변수 전처리기법으로써 제시되고 있는 신호처리기법은 전통적 주기분할처리방법인 푸리에변환기법(Fourier transforms)을 비롯하여 이를 확장시킨 개념인 웨이블릿변환기법(wavelet transforms) 등으로 대별될 수 있다. 이는 기본적으로 시계열이 다수의 주기(cycle)들로 구성된 상이한 시계열들의 집합이라는 가정에서 출발하고 있다. 전통적으로 이러한 시계열은 전기 또는 전자공학에서 주파수영역분할, 즉 고주파 및 저주파수를 분할하기 위한 기법에 적용되어 왔다. 그러나, 최근에는 이러한 연구가 다양한 분야에 활발하게 응용되기 시작하였으며, 그 중의 대표적인 예가 바로 경영분야의 재무시계열에 대한 분석이다 전통적으로 재무시계열은 장, 단기의사결정을 가진 시장참여자들간의 거래특성이 시계열에 각기 달리 가격으로 반영되기 때문에 이러한 상이한 집단들의 고유한 거래움직임으로 말미암아 예를 들어, 주식시장이 프랙탈구조를 가지고 있다고 보기도 한다. 이처럼 재무시계열은 다양한 사회현상의 집합체라고 볼 수 있으며, 그만큼 예측모형을 구축하는데 어려움이 따른다. 본 연구는 이러한 시계열의 주기적 특성에 기반을 둔 신호처리분석으로서 기존의 시계열로부터 노이즈를 줄여 주면서 보다 의미 있는 정보로 변환시켜 줄 수 있는 웨이블릿분석 방법론을 새로운 필터링기법으로 사용하여 현재 많은 연구가 진행되고 있는 인공신경망과의 모형결합을 통해 기존연구와는 다른 새로운 통합예측방법론을 제시하고자 한다. 본 연구에서 제시하는 통합방법론은 크게 2단계 과정을 거쳐 예측모형으로 완성이 된다. 즉, 1차 모형단계에서 원시 재무시계열은 먼저 웨이블릿분석을 통해서 노이즈가 필터링 되는 동시에, 과거 재무시계열의 프랙탈 구조, 즉 비선형적인 움직임을 보다 잘 반영시켜 주는 다차원 주기요소를 가지는 시계열로 분해, 생성되며, 이렇게 주기에 따라 장단기로 분할된 시계열들은 2차 모형단계에서 신경망의 새로운 입력변수로서 사용되어 최종적인 인공 신경망모델을 구축하는 데 반영된다.

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Speech Enhancement Using Multiresolutional Signal Analysis Methods (다해상도 신호해석 방법을 이용한 음성개선)

  • Seok, Jong-Won;Han, Mi-Kyung;Bae, Keun-Sung
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S
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    • v.36S no.7
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    • pp.134-135
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    • 1999
  • This paper presents a speech enhancement method with spectral subtraction using wavelet, wavelet packet and cosine packet transforms which are known as multiresolutional signal analysis method. The performance of each method is compared with the conventional spectral subtraction method. Performance assessments based on average SNR, cepstral distance and informal subjective listening test are carried out. Experimental result demonstrate that cosine packet shows the best result in objective performance measure as well as subjective shows less musical noise than the conventional spectral subtraction method after removing the noise components.

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Performance Analysis for Digital watermarking using Quad-Tree Algorithm based on Wavelet Packet (웨이블렛 패킷 기반 쿼드트리 알고리즘을 이용한 디지털 워터마킹의 성능 분석)

  • Chu, Hyung-Suk;Kim, Han-Kil;An, Chong-Koo
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.11 no.4
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    • pp.310-319
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    • 2010
  • In this paper, digital watermarking method using wavelet transform and quad-tree algorithm is proposed. The proposed algorithm transforms the input image by DWT(Discrete Wavelet Transform) and AWPT(Adaptive Wavelet Packet Transform), inserts the watermark by quad-tree algorithm and the Cox's algorithm. The simulation for performance analysis of the proposed algorithm is implemented about the effect of embedding watermark in each subband coefficient (HH, LH, HL) of DWT, each DWT level, and each AWPT level. The simulation result by using DWT is compared with that using AWPT in the proposed algorithm. In addition, the effect of embedding watermark in the lowest frequency band (LL) is simulated. As a simulation result using DWT, the watermarking performance of simultaneously embedding in HH, LH, and HL band of DWT(6 level) is better than that of different cases. The result of AWPT(3 level) improves the correlation value compared to that of DWT(3 level). In addition, insertion the watermark to the LL band about 30~60% of all watermarks improves the correlation value while PSNR performance decreases 1~2dB.

A Wavelet-Based EMG Pattern Recognition with Nonlinear Feature Projection (비선형 특징투영 기법을 이용한 웨이블렛 기반 근전도 패턴인식)

  • Chu Jun-Uk;Moon Inhyuk
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.42 no.2 s.302
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    • pp.39-48
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    • 2005
  • This paper proposes a novel approach to recognize nine kinds of motion for a multifunction myoelectric hand, acquiring four channel EMG signals from electrodes placed on the forearm. To analyze EMG with properties of nonstationary signal, time-frequency features are extracted by wavelet packet transform. For dimensionality reduction and nonlinear mapping of the features, we also propose a feature projection composed of PCA and SOFM. The dimensionality reduction by PCA simplifies the structure of the classifier, and reduces processing time for the pattern recognition. The nonlinear mapping by SOFM transforms the PCA-reduced features to a new feature space with high class separability. Finally a multilayer neural network is employed as the pattern classifier. From experimental results, we show that the proposed method enhances the recognition accuracy, and makes it possible to implement a real-time pattern recognition.

A Hybrid System of Wavelet Transformations and Neural Networks Using Genetic Algorithms: Applying to Chaotic Financial Markets (유전자 알고리즘을 이용한 웨이블릿분석 및 인공신경망기법의 통합모형구축)

  • Shin, Taek-Soo;Han, In-Goo
    • Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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    • 1999.03a
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    • pp.271-280
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    • 1999
  • 인공신경망을 시계열예측에 적용하는 경우에 고려되어야 할 문제중, 특히 모형에 적합한 입력변수의 생성이 중요시되고 있는데, 이러한 분야는 인공신경망의 모형생성과정에서 입력변수에 대한 전처리기법으로써 다양하게 제시되어 왔다. 가장 최근의 입력변수 전처리기법으로써 제시되고 있는 신호처리기법은 전통적 주기분할처리방법인 푸리에변환기법(Fourier transforms)을 비롯하여 이를 확장시킨 개념인 웨이블릿변환기법(wavelet transforms) 등으로 대별될 수 있다. 이는 기본적으로 시계열이 다수의 주기(cycle)들로 구성된 상이한 시계열들의 집합이라는 가정에서 출발하고 있다. 전통적으로 이러한 시계열은 전기 또는 전자공학에서 주파수영역분할, 즉 고주파 및 저주파수를 분할하기 위한 기법에 적용되어 왔다. 그러나, 최근에는 이러한 연구가 다양한 분야에 활발하게 응용되기 시작하였으며, 그 중의 대표적인 예가 바로 경영분야의 재무시계열에 대한 분석이다. 전통적으로 재무시계열은 장, 단기의사결정을 가진 시장참여자들간의 거래특성이 시계열에 각기 달리 가격으로 반영되기 때문에 이러한 상이한 집단들의 고요한 거래움직임으로 말미암아 예를 들어, 주식시장이 프랙탈구조를 가지고 있다고 보기도 한다. 이처럼 재무시계열은 다양한 사회현상의 집합체라고 볼 수 있으며, 그만큼 예측모형을 구축하는데 어려움이 따른다. 본 연구는 이러한 시계열의 주기적 특성에 기반을 둔 신호처리분석으로서 기존의 시계열로부터 노이즈를 줄여 주면서 보다 의미있는 정보로 변환시켜줄 수 있는 웨이블릿분석 방법론을 새로운 필터링기법으로 사용하여 현재 많은 연구가 진행되고 있는 인공신경망의 모형결합을 통해 기존연구과는 다른 새로운 통합예측방법론을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 제시하는 통합방법론은 크게 2단계 과정을 거쳐 예측모형으로 완성이 된다. 즉, 1차 모형단계에서 원시 재무시계열은 먼저 웨이브릿분석을 통해서 노이즈가 필터링 되는 동시에, 과거 재무시계열의 프랙탈 구조, 즉 비선형적인 움직임을 보다 잘 반영시켜 주는 다차원 주기요소를 가지는 시계열로 분해, 생성되며, 이렇게 주기에 따라 장단기로 분할된 시계열들은 2차 모형단계에서 신경망의 새로운 입력변수로서 사용되어 최종적인 인공 신경망모델을 구축하는 데 반영된다. 기존의 주기분할방법론은 모형개발자입장에서 여러 가지 통계기준치중에서 최적의 기준치를 합리적으로 선택해야 하는 문제가 추가적으로 발생하며, 본 연구에서는 이상의 제반 문제들을 개선시키기 위해 통합방법론으로서 기존의 인공신경망모형을 구조적으로 확장시켰다. 이 모형에서 기존의 입력층 이전단계에 새로운 층이 정의된다. 이렇게 해서 생성된 새로운 통합모형은 기존모형에서 생성되는 기본적인 학습파라미터와 더불어, 본 연구에서 새롭게 제시된 주기분할층의 파라미터들이 모형의 학습성과를 높이기 위해 함께 고려된다. 한편, 이러한 학습과정에서 추가적으로 고려해야 할 파라미터 갯수가 증가함에 따라서, 본 모델의 학습성과가 local minimum에 빠지는 문제점이 발생될 수 있다. 즉, 웨이블릿분석과 인공신경망모형을 모두 전역적으로 최적화시켜야 하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서, 최근 local minimum의 가능성을 최소화하여 전역적인 학습성과를 높여 주는 인공지능기법으로서 유전자알고리즘기법을 본 연구이 통합모델에 반영하였다. 이에 대한 실증사례 분석결과는 일일 환율예측문제를 적용하였을 경우, 기존의 방법론보다 더 나운 예측성과를 타나내었다.

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