• 제목/요약/키워드: 디지털 필터방법

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유전자 알고리즘을 이용한 IIR 디지털 필터 최적화 (Optimal Design of IIR Digital Filter Using the Genetic Algorithm)

  • 송영준;공성곤
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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    • pp.800-802
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    • 1999
  • 본 논문에서는 기존의 알고리즘에서 벗어나 새로이 제안된 유전자 알고리즘을 이용하여 디지털 필터를 설계하는데 목적이 있다. 이 방법은 아날로그 필터에서 디지털 필터로의 전환이 불필요하며, 기존의 디지털 필터 설계방법과는 달리 저역통과(low-pass), 고역통과(high-pass), 대역통과(band-pass), 대역소거(band-stop) 필터와 같은 주파수 선택별 필터를 각각 독립적으로 설계 가능하게 하고, 이에 따른 계산 손실을 줄일 수 있다. 유전자 알고리즘을 사용하는데 있어 적합도 함수는 주파수 응답 크기를 이용한다. 실제로 주파수 응답특성과 디지털 필터의 계수와는 밀접한 관계가 있으므로, 원하는 필터의 주파수응답특성을 통해, 디지털 필터의 계수를 최적화 한다. 또한 필터계수 최적화 과정에 있어, 선택, 교배, 돌연변이와 같은 유전 연산자 적용시 필터의 계수들은 각각 안정도가 보장되어지는 범위내에서 선택되게 한다. 디지털 필터를 설계한 후 기존의 방법과 새로이 제안된 방법의 성능을 비교 평가 한다.

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DSP LSI을 이용한 DTMF 수신기의 구현에 관한 연구 (On Implementing the Digital DTMF Receiver using DSP LSI)

  • 하판봉;안수길
    • 한국음향학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.19-28
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    • 1986
  • DSP LSE을 이용하여 디지털 DTMF 수신기를 구현하는 방법으로는 IIR 디지털 필터, Counter 방법, DFT 방법, FFT 방법 및 PARCOR 방법등이 제안되어 왔다. 그 중에서도 IIR 디지털 필터를 이용 한 방법은 기존의 아나로그 DTME 수신기를 그대로 디지털화 한 것이기 때문에 성능이 제일 우수한 것 으로 알려져 있다. 그러나 IIR 디지털 필터를 이용하여 그것을 구현할 때 필터의 계수, roundoff 잡음, overflow 등 고려해야 할 사항이 많다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하면서 CCITT 사양들을 만족하는 디지털 DTMF 수신기 구현에 관한 연구결과를 제시하였다. DSP LSI을 이용해서 수신기를 hardware 제작할 때 이 결과들을 수정없이 이용할 수 있다고 기대된다.

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Particle Swarm Optimization을 이용한 2차원 IIR 디지털필터의 설계 (Design of 2-D IIR Digital Filters Based on a Particle Swam Optimization)

  • 이영호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.1312-1320
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    • 2009
  • 본 논문은 Particle Swarm Optimization(PSO)을 이용하여 2차원 IIR 디지털필터의 설계방법을 제안하였다. 먼저 2차원 디지털필터의 설계문제를 PSO에 적용하기 위하여 최소화 문제로써 형식화 과정이 논의된다. 제안된 PSO 알고리즘을 이용한 설계방법은 기존의 PSO 알고리즘에 IIR 필터설계에서 요구되는 안정성을 보증하는 과정이 검토되어 개선된다. 본 논문에서 제안된 방법의 타당성을 설계예시를 통해 고찰한 결과, 설계된 디지털필터는 동일한 설계사양으로 기존의 설계방법으로 설계된 디지털필터보다 근사오차 면에서 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 제안한 설계방법에 의한 2차원 IIR 디지털필터는 설계과정에서 필터의 안정성을 보증할 수 있었다.

양방향 알고리즘을 이용한 2의 보수 표현 기법에 의한 디지털 필터의 설계에 관한 연구 (Study on Design of Digital filter by 2's Complement Representation using Bidirectional algorithm)

  • 이영석
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.37-42
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    • 2009
  • 디지털 신호 처리 분야에서 디지털 필터는 필수불가결한 요소이다. 디지털 필터는 이진수의 곱셈 및 덧셈을 기본으로 하는 것으로 많은 연산량을 필요로 한다. 디지털 필터 내의 곱셈기는 VLSI 기술을 이용한 디지털 필터의 설계에 있어 반도체 칩 내부의 넓은 영역을 차지하고 전력의 대부분을 소비하며, 필터의 critical path를 결정하여 필터의 성능을 결정하는 중요한 요소로서 작용 한다. 본 연구에서는 특히 디지털 필터의 복잡성(complexity)를 해소하고 critical path를 줄여 필터의 연산속도를 증가시키기 위한 방법으로 2의 보수로서 표현되는 이진수를 CSD(canonical signed digit)와 MSD(minimal signed digit)로 동시에 변환하여 표현하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 VHDL로 구현하고 임의의 필터에 적용하여 필터의 critical path가 감소하는 것을 보였다.

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재귀형 직교 웨이브렛 함수 (Orthogonal Wavelet Construction using Recursive Filter Bank)

  • 도재수
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제8B권4호
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    • pp.395-402
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    • 2001
  • 본 논문에서는, 1차원 및 2차원 웨이브렛 함수를 전역통과필터(APF)와 지연기의 병렬접속에 위한 재귀형(IIR) 디지털 필터로 구성하는 방법을 제안한다. Mallat에 의하여 웨이브렛 변환과 필터뱅크가 밀접한 관계에 있다는 것이 알려졌고, 완전 재구성 필터뱅크로부터 웨이브렛 함수를 도출하는 다양한 방법이 알려져 있다. 그러나, 이러한 방법의 대부분은 비재귀형(FIR) 디지털 필터에 근거를 두는 것으로, 재귀형 디지털 필터에 의한 방법은 거의 제안되어 있지 않다. 재귀형 필터를 이용하는 장점은 비재귀형에 비하여 낮은 차수로 표현되는 점이다. 또 직교 웨이브렛 함수를 끌어내기 위한 직교조건을 용이하게 만족시킬 수 있다. 본 논문에서는 웨이브렛 함수에 요구되는 레귤레리티(Regularity)조건을 만족시키기 위하여, 최대 평탄성(Maximally Flat)을 부가한 새로운 1차원 및 2차원 재귀형 웨이브렛 함수의 도출법을 보인다.

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개량된 분기한정법에 의한 고속연산 2차원 상태공간 디지털필터의 설계 (Design of High-Speed 2-D State-Space Digital Filters Based on a Improved Branch-and-Bound Algorithm)

  • 이영호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권7호
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    • pp.1188-1195
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    • 2006
  • 본 논문은 개량된 분기한정법(branch-and bound method)을 이용하여 고속연산이 가능한 2차원 상태공간 디지털 필터의 설계방법을 제안하였다. 설계된 디지털 필터가 갖는 계수행렬의 모든 요소 값들은 오직 2개의 2의 멱수 (powers-of-two) 의 합으로만 표현되어진다. 따라서 제안된 방법으로 설계한 2 차원 상태공간 디지털필터는 간단한 가산연산만으로 수행이 이루어지므로 고속연산이 가능하고, 또한 구조가 간단하며 저가격으로 실현이 가능하다는 장점을 가진다 . 본 논문에서 제안된 방법의 타당성을 설계예시를 통해 고찰한 결과, 설계된 디지털 필터의 근사오차와 군지연특성이 동일한 설계사양으로 연속계수공간에서 설계되어진 디지털필터와 비교하여 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

PSO을 이용한 고속 2차원 상태공간 디지털필터 설계 (Design of Multiplierless 2-D State Space Digital Filters Based on Particle Swarm Optimization)

  • 이영호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.797-804
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    • 2013
  • 본 논문은 Particle Swarm Optimization(PSO)을 이용하여 고속 2차원 디지털필터의 설계방법을 제안하였다. 먼저 2차원 상태공간 디지털필터의 설계문제를 PSO에 적용하기 위하여 최소화 문제로써 형식화 과정이 논의된다. 제안된 PSO 알고리즘을 이용한 설계방법은 필터설계에서 요구되는 안정성을 보증하는 과정이 검토되어 개선된다. 본 논문에서 제안된 방법의 타당성을 설계예시를 통해 고찰한 결과, 설계된 디지털필터는 동일한 설계사양으로 기존의 설계방법으로 설계된 디지털필터보다 근사 및 라운드오프 오차 면에서 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 아울러 제안된 2의 멱수가 필터계수인 2차원 상태공간 디지털필터는 승산기가 필요하지 않아 기존의 필터보다 연산과정에서 계산용량을 약 1/4로 줄일 수 있다는 것을 보였다.

제 III 사다리형 디지털필터 형태의 광섬유필터 설계법 (Optical Fiber Filter Design Method Based on III Type Ladder Digital Filter)

  • 이채욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권11B호
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    • pp.1903-1908
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    • 2000
  • 사다리형 디지털필터는 일반적으로 IIR 필터의 직접형, 병렬형 또는 종속형과 비교하여 주파수응답 감도가 뛰어나기 때문에 최근 많이 이용되고 있다. 사다리형 디지털필터는 모델의 형식에 따라 연분수 전개가 다르고 주어지는 전달함수에 따라 실현 가능한 형식과 불가능한 형식이 있다. 본 논문에서는 연분수 형태의 제 III 사다리형 디지털필터를 모델로 하여 방형성 결합기와 광섬유를 이용한 사다리형 광섬유필터의 실현조건과 설계방법을 논하였다.

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이진수의 최소 디지트 표현과 공통 부분식 소거법을 이용한 디지털 필터의 성능 개선에 관한 연구 (Study on Performance Improvement of Digital Filter Using MDR of Binary Number and Common Subexpression Elimination)

  • 이영석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권11호
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    • pp.3087-3093
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    • 2009
  • 디지털 필터는 다양한 디지털 신호처리 분야에서 필수 불가결하게 사용되는 기본 요소이다. 디지털 필터는 이진수의 덧셈과 곱셈을 기본 연산으로 하기 때문에 이진수로 나타낸 필터의 계수 및 차수에 의해 연산 속도, 전력소비 등의 성능이 결정 될 뿐만 아니라 VLSI 기술을 이용하여 디지털 필터가 반도체 칩으로 제작되는 경우, 칩의 면적에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 디지털 필터의 성능을 개선하기 위하여 2의 보수로 표현되는 이진 필터 계수 데이터들에 대하여 0 디지트의 개수를 최대로 표현할 수 있도록 하는 두 가지 알고리즘을 적용하여 필터의 연산속도를 증가 시키고, 공통 부분식 소거법을 적용하여 필터의 덧셈 연산을 간소화 시키며 곱셈 연산을 shift 연산으로 대체하여 디지털 필터 설계를 간단히 할 수 있는 방법을 제시하였다. 제안한 방법은 FPGA를 이용한 디지털 필터로 구현하여 성능을 평가하였다.

Subband 적응 디지털 필터를 이용한 실내전달함수 모델링 (Modeling of The Room Transfer Function using Subband Adaptive Digital Filter)

  • 정호문
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1996년도 영남지부 학술발표회 논문집 Acoustic Society of Korean Youngnam Chapter Symposium Proceedings
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    • pp.42-45
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    • 1996
  • 잔향시간이 긴 실내의 전달함수의 모델링에 있어서 , 일반적인 플 밴드 MA 모델에 기초한 적응 필터를 이용한 경우에는, 많은 필터 차수를 필요로 하고 적응 시간이 길어지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 필터 차수를 감소시키고 수렴 특성을 향사시키기 위해서, 각 입출력 신호를 몇 개의 주파수 대역으로 나우어서 각각의 주파수 대역에 대새서 적응 처리 과정을 행하는 서브밴드 MA 모델을 이용한 적응디지털 필터 처리 방법을 제안한다. 컴퓨터 시뮬레이션 서브밴드MA 모델을 이용한 디지털 적응 필터 처리과정의 유효성을 나타냈었다.

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