A Study on the FIR Digital Filter using Modified Window Function

변형된 창함수를 사용한 FIR 디지털 필터에 관한 연구

The use of digital filters in the signal process field is increasing rapidly with development of the modern industrial society. Especially, detail processors, Y/C separators, ghost removing filters, standard converters (NTSC to PAL or PAL to NTSC) and noise reducers, all of which use digital filters, tend to be used in digital video and audio processing, CATV and various communication fields. Generally, there are two different digital filters, the Rf (infinite impulse response) filter and the FIR (finite impulse response) filter in digital filter. In this paper, we have designed FIR filter which has the phase linearity and the easiness of creation. In the design of the FIR digital filter, the window function is used to alleviate the ripples caused by Gibbs Phenomenon around the cut off frequency of the band pass. But there're some problems to choose proper window function for the design destination due to its fixed values. Therefore, in this paper, we designed a modified Hanning window with new parameter which is adaptively chosen corresponding to design objectives. The digital filter was simulated to prove the validity of the model and it was compared with the Hamming, the Manning, the Blacknan and the Kaiser window function. And we have used peak side-lobe and transient characteristics as standard of judgement.

현대산업사회의 발전에 따라 신호처리 분야 중 디지털필터의 사용은 급격히 증가하고 있으며, 특히 디지털 영상처리, 디지털 음성처리, CATV 및 각종 통신 분야 등에서 카메라의 Detail processor, Y/C separator, Ghost제거 필터, 표준변환기(NTSC-PAL), Noise reducer 등으로 많이 사용되고 있다. 이러한 디지털필터에는 일반적으로 IIR(infinite impulse response)과 FIR(finite impulse response) 필터가 있으며, 본 논문에서는 구현이 용이하고 선형위상특성을 갖는 FIR 디지털필터를 설계하였다. FIR 디지털필터 설계에 있어서 통과대역의 차단주파수 부근에서 깁스(gibbs) 현상에 의해 생긴 리플을 완화하기 위해 window함수를 사용한다. 그러나, 기존의 window는 고정된 값으로 되어 있으므로 설계목적에 적합한 window함수를 선택함에 있어 다소 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 설계목적에 따라 서 융통성있게 선택이 가능한 파라메터를 부가한 변형된 Hanning window를 설계하였으며, 타당성을 입증하기 위해 디지털필터를 설계하여 기존의 Hamming, Hanning, Blackman, Kaiser window와 비교하였으며, 판단기준으로 peak side-lobe와 천이특성 등을 사용하였다.