본 논문에서는 JPEG Pleno에서 표준 데이터세트로 제공되고 있는 디지털 홀로그램의 압축 방법을 제시한다. 디지털 홀로그램의 재현에서 시각화를 위한 랜덤 위상의 추가는 간섭현상으로 인한 스페클노이즈와 더블어 홀로그램의 압축 효율을 떨어트린다. 먼저, 다양한 웨이블릿 필터를 이용하여 홀로그램 데이터에 대한 주파수 특성 분석을 진행한다. 다음으로, 홀로그램 압축에 용이한 필터를 제안한다. 마지막으로 JPEG2000의 웨이블릿 필터인 Bi-Orthogonal (4, 4)와 제안하는 웨이블릿 필터를 이용하여 SPIHT(Set partitioning in hierarchical trees)를 이용하여 압축하고 복원하고 압축률 대비 정량적 화질평가를 통해 그 효율을 분석한다.
최근들어 디지털 영상 처리에 대한 필용성이 날로 증가하고 있으며, 디지털 영상 압축은 영상 정보의 저장과 전송을 위해 반드시 필요하다. CCITT와 ISO에 의해 만들어진 JPEG에서는 그래이스케일과 칼라 정지 영상 압축을 위한 표준안을 제안하였으며 약 1/10에서 1/50정도의 압축률하에서 시각적인 저하 없이 다양한 응용 분야에 적용할 수 있다. 본 논문에서는 영상의 고주파 부분을 감소시켜 영상에서의 공간 중복성을 높여 압축률을 높일 수 있는 방안을 제안하였다. 고주파 부분을 감소시키기 위한 방법으로는 저역 필터를 사용하였으며, 공간영역에서의 필터로 메디안 필터와 컨벌루션을 사용하였고 주파수 영역에서의 필터로는 FFT를 사용하였다. 실험결과 저역 필터를 사용하여 고주파 부분을 감소시킬 수 있어 부가적인 압축률 향상을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 이차원 위상-교정 디지털필터를 이용한 고화질 디지털 영상축소기에 관한 알고리듬과 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 축소기는 수직방향으로 1/32 line과 수평방향으로 1/64 pixel의 정밀도를 가진 비선형 위상 필터를 사용하여 고화질의 축소 화상을 제공한다. 최적화된 하드웨어 구조를 달성하기 위하여, 디지털필터는 shifter와 adder를 이용하여 구성한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해서 기존의 1/32scale[1]의 결과와 비교하여 제안된 방법의 우수성을 보인다.
본 논문은 WCDMA와 같은 IMT-2000 통신 시스템에서 핵심적으로 사용되고 있는 디지털 정합 필터(Digital Matched Filter)의 최적화된 구조를 제안한다. 제안된 구조는 256칩 Hierarchical Golay sequence를 이용한 기존의 부분 상관 구조를 바탕으로 하는 디지털 정합 필터에 비하여 소비전력과 회로면적을 최소화 하고 효율적인 초기동기채널의 포착을 이루도록 한다. 기존의 부분 상관형 디지털 정합 필터는 부분 상관 구조를 적용하지 않은 디지털 정합 필터보다 상관 연산기의 크기가 감소하나 플립플롭의 크기가 그 이상으로 증가하는 역효과가 발생한다. 본 논문에서는 라운딩 스텝 기법을 적용하여 플립플롭의 크기를 감소시킨 부분 상관형 디지털 정합 필터를 제안하며, 제안된 구조는 기존의 방법에 비하여 면적 및 소비전력이 45%이상 감소한다. 제안된 구조는 Xillinx FPGA를 이용하여 검증하였다.
본 논문에서는 전파천문용으로 사용하기 위한 대칭형 디지털 필터 코어의 설계를 제안한다. 본 논문에서는 Xilinx사의 Virtex-4 SX55 모델의 FPGA칩을 기반으로 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network; KVN)의 자료획득시스템에서 요구하는 FIR 필터 코어의 기능을 VHDL 코드로 설계하였다. 본 논문에서 설계한 디지털 필터는 디지털 필터계수를 공유하여 시스템의 효율을 증대시킨 대칭형 구조(Symmetric Structure)를 갖는다. 대칭구조의 디지털 필터(Symmetric FIR Filter Unit; SFFU)는 제한된 시스템 클록을 이용하여 데이터의 처리를 효과적으로 수행하기 위해 병렬처리 방법을 사용한다. 따라서 본 논문에서는 SFFU의 효율적인 설계를 위해 전체적인 IP core의 합성 및 실험에는 통합 합성 소프트웨어 ISE Foundation을 사용하였으며, GUI 환경이 뛰어난 core generator를 활용하였다. 설계한 디지털 필터 코어의 합성 결과, 최대 동작 주파수는 260MHz를 약간 상회하는 수준까지 달성하였으며, 슬라이스, LUT 등의 리소스 사용량은 40% 이하임을 확인하였다 또한 Mentor Graphics사의 Modelsim 6.la 버전을 이용하여 SFFU(Symmetric FIR Filter Unit)의 시뮬레이션을 수행한 결과, 오류 없이 작동하는 것을 확인하였다. SFFU의 기능을 확인하기 위하여 추가적으로 Matlab을 이용하여 의사 신호를 이용한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션과 설계한 디지털 FIR 필터의 비교실험결과에서 FIR 필터의 기능을 수행하고 있음을 확인할 수 있어 본 논문에서 FPGA와 VHDL을 이용하여 설계한 대칭구조의 디지털 FIR 필터의 유효성을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 디지털 필터 모델에 대한 역 필터링 기법을 제안한다. 이 기법은 안정한 non-causal IIR 역 필터를 안정한 causal 역 필터로 변환(근사)시키는 것이다. 실제로 이 역 필터에 대한 FIR 근사 방법을 제안한다. 전역통과 시스템에 대한 역 필터의 임펄스 응답은 그 시스템에 대한 임펄스 응답의 거울 영상(mirror image) 임을 알 수 있다. 특히 전역통과 시스템에 대한 임펄스 응답이 이러한 대칭성을 갖기 때문에, 제안한 기법은 다른 시스템 보다 전역통과 시스템에 더욱 유용하다. 제안한 역 필터링 기법을 설명하기 위하여, 네 개의 예제를 제시한다. 그들 중 둘은 전역통과 필터에 대한 것이며, 다른 두 개의 예제는 IIR과 FIR 필터에 대한 것이다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안한 기법이 잘 동작함을 보인다.
참조표와 벡터적응필터를 이용하여 디지털 하프톤컬러영상을 역하프토닝하는 방법을 제안한다. 하프토닝은 연속계조영상을 이진영상으로 변환하는 방법이고 이진영상을 연속계조영상으로 복원하는 것이 역하프토닝이다. 일반적으로 참조표를 이용한 방법은 처리속도가 빠르고 다양한 하프토닝방식에 대해서 고른 성능을 가진다. 참조표의 패턴을 정의하기 위해 사용하는 픽셀의 개수와 R, G, B 각 채널의 참조표를 어떻게 정의하는가는 참조표의 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 표현 가능한 패턴의 종류와 사용되는 메모리 양을 고려하여 16개의 픽셀을 이용하고 R, G, B 각 채널의 참조표를 통합하여 하나의 참조표를 사용하는 방법을 제안하였다. 21개의 픽셀을 이용하고 R, G, B 각 채널의 참조표를 독립적으로 사용하는 기존의 참조표 방법보다. 제안된 참조표가 더 좋은 PSNR을 가지며 속도가 빨라지는 것을 실험결과를 통해 확인하였다. 참조표에 존재하지 않는 패턴에 대한 처리방법으로는 주변 픽셀의 정보를 이용하여 컬러를 복원하는 벡터적응필터를 제안하였다. 벡터적응필터는 주변 픽셀이 원영상의 컬러를 잘 반영할수록 좋은 성능을 가진다. 제안된 벡터적응필터의 성능이 기존의 방법보다 더 좋은 성능을 보임을 실험으로 확인하였다. 이를 통해서 제안된 방법이 기존의 방법보다 컬러 복원성능도 더 우수함을 알 수 있었다.
디지털 위상 고정 루프는 위상 동기화를 위해 사용되는 회로로 일반적으로 통신, 회로분야 등 다양한 분야에서 사용된다. 디지털 위상 고정 루프를 설계 시 상태추정기를 사용하는 경우 보통 칼만 필터와 같은 무한 임펄스 응답 상태추정기를 활용해왔다. 일반적으로 무한 임펄스 응답 상태추정기 기반 디지털 위상 고정 루프의 성능은 우수하지만, 초기값의 부정확, 모델 오차, 외란 등의 예상하지 못하는 상황에서 급격한 성능저하가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 새로운 디지털 위상 고정 루프를 설계 하기 위해 최적의 측정값 구간 길이를 갖는 최소 공분산 유한 임펄스 응답 필터를 제안한다. 제안된 유한 임펄스 응답 필터의 중요 파라미터인 측정값 구간 길이를 구하기 위해 수치적 방법을 소개하며, 필터의 이득을 얻기 위해 비용함수로 오차의 공분산 행렬을 설정하고, 이를 최소화 하기 위하여 선형 행렬 부등식을 사용하였다. 제안된 디지털 위상 동기 루프의 우수성과 강인성을 검증하기 위해 노이즈 정보가 부정확한 상황에서 기존 방법과의 비교 및 분석을 위한 시뮬레이션을 수행하였다.
오늘날, 우리는 어디엔가 엔제나 무전기 통신 장치를 사용할수 있다. 때때로, 우리는 음향잡음환경에서 장치를 사용하였다. 그 음향잡음은 통신장치에서 많은 문제를 만들었다. 음향잡음환경에서는, 말은 음성신호와 잡음신호 양쪽에 신호를 포함하고, 받았기 때문에 깨끗한 정보를 받기위해 보낼수가 없었다. 디지털필터는 바라는 신호를 얻기 위해 옮기는 잡음으로서 유용하였다. 방법의 하나는 자동적으로 맞추는 필터 파라미터로서 적응 잡음 망상조직으로 적응디지털필터를 사용하는 것이다. 본 논문은 두 적응필터 방법에 의하여 현실에서 음향잡음으로서 명료도 알고리즘의 번지라고 할 수가 있다. 하나는 두 입력 채널과 함께 적응잡음 망상조직이라 할 수 있고, 또 다른 것은 하나 입력 채널과 함께 스펙트럼 빼기필터이다. 이 실험의 결과는 제안된 필터로부터 스펙트럼 진폭필터는 움직이지 않는 잡음은 효력이 있는 동안 움직이는 것을 줄이기 위해 사용되어지는 것은 적응잡음망상조직으로 보여준다.
일반적으로 AC DC PWM컨버터에서 입력단에 LCL 필터를 사용한다. LCL 필터 경우 L, C의 공진현상 때문에 스위칭 주파수 선정과 LCL소자 파라메터 선정에 신중함이 요구된다. 시스템의 안정도에 문제가 된다. 본 논문에서는 공진 현상을 억제 시킬 수 있는 방법으로 디지털 저역통과필터 이용하여 능동댐핑 기법을 적용한 전류 제어기를 제안하였다. 시뮬레이션 통하여 제안된 기법의 타당성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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