다중 규격, 다중 대역, 다중 서비스 시스템간의 유연한 인터페이스를 보장하기 위한 SDR(Software Defined Radio)기술의 구현을 위해서는 안정성 및 저전력, 저연산량의 DDC(Digital Down Conversion)기술이 필수적이다. DDC 기술은 디지털 채널 필터로 이루어진다. 이 때 일반적인 디지털 필터는 유한어장으로 인하여 오버플로우나 반올림 오차에 취약한 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하는 DDC 구조를 제안하였다. 그 방법으로 WDF(Wave Digital Filter)를 이용한 구조는 그 구조상 반올림 오차에 의한 잡음에 강하다. 따라서 필터계수의 단어길이가 짧을 경우 유용하게 사용된다. 또한 IIR기반의 필터이기 때문에 FIR기반의 필터보다 탭수가 줄어들므로 연산량이 줄어든다. 제안한 DDC구조에 사용된 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터, WDF, IFOP(Interpolated Fourth-Order Polynomials)에 대하여 분석하였으며, 모의실험을 통하여 결과를 확인하였다.
In this paper, a low-csst ECG system using a digital filter was implemented. After amplifying the analog ECG signal, it is converted into a digital signal and filtered. The developed ECG module is miniaturized by removing the analog filter element that occupies the existing volume and replacing it with a digital filter using a 3-stage Butterworth filter which is one of IIR filters. It uses a serial monitoring program with C# to check and save the ECG waveform measured on a computer screen. The ECG system using a developed digital filter in this paper uses a low-cost processor instead of an expensive, high-end processor, and its size and price are reduced by converting the analog filter to a digital filter. In addition, since the waveform of the developed ECG system is similar to the actual ECG waveform of MIT-BIU, it is considered that the existing analog filter can be replaced with the developed digital filter.
히스토그램은 여러 가지 응용적인 측면에서 매우 유용한 방법이며, 단순한 계산법과 편리성이 강조되면서, 오늘날 디지털 이미지 프로세싱에서는 기본적인 방법이 되었다. 하지만 히스토그램을 사용하는 방법의 근본적인 한계점은 영상에서 픽셀의 공간적인 위치 정보를 없애 버린다는 것이다. 본 논문은 공간적인 위치정보를 포함한 히스토그램(공간 히스토그램)을 제시하여 영상을 재해석한다. 또한 그 결과를 이용하여 레벨 순서별 Recursive 메디안 필터를 구현 하였다. 제안한 Recursive 메디안 필터는 기존의 Recursive 메디안 필터와 비교 했을 때, 에지 보존 측면에서 상당 부분 개선된 결과를 보였다.
금속성부품의 자동화 생산라인 상에서 결함검사는 통상 시스템 가격이 합리적이고 고속검사가 가능한 와전류검사(ECT, eddy current testing) 기법이 많이 사용된다. 이러한 금속성 피검사체 가운데 특별히 스플라인 샤프트(spline shaft)의 스플라인 기어부(spline gear)와 같이 표면이 고르지 못한 피검사 대상에 대하여 ECT검사를 적용할 경우 주파수 분포도가 유사하면서 동시에 상대적으로 큰 표면신호로 인해 센서로부터 획득한 원신호와 결함에 의해 발생한 신호를 분리해내기가 어렵다. 이러한 스플라인 기어부의 결함신호 검출을 용이하게 하기 위해서는 주변 잡음신호에서 결함신호만을 구분해낼 수 있는 고차필터의 구현이 필수적이고 동시에 각 생산라인과 피검사체의 상황에 따라 필터의 통과대역을 조절할 수 있어야 한다. 이러한 통과대역 조절이 가능한 고차필터 구현을 위해 디지털 방식 중 하나인 IIR (infinite impulse filter) 필터에 의한 구현방안을 검토하고, 신호검출을 위해 시스템 레벨에서 설계요소들의 최적화를 통해 결함신호검출을 시도하였다.
This paper has been proposed an audio DAC structure composed of FIRs and IIR filters as digital interpolation filter to integrate the off-chip analog low-pass filter on-a-chip. The passband ripple(< 0.41${\times}$fs), passband attenuation(at 0.41${\times}$fs) and stopband attenuation(> 0.59${\times}$fs) of the Δ$\Sigma$ modulator output using the proposed digital interpolation filter had ${\pm}$ 0.001 [㏈], -0.0025[㏈] and -75[㏈], respectively. Also the inband group delay was 30.07/fs[s] and the error of group delay was 0.1672%. Also, the attenuation of stopband has been increased -20[㏈] approximately at 65[㎑], out-of-band. Therefore the RC products of analog low-pass filter on chip have been decreased compared with the conventional digital interpolation filter structure.
In this study, the novel digital filtering algorithms are implemented to suppress the noisy characteristics embedded in ambulatory electrocardiogram signals by an android smartphone platform. With this aim, Graphical User Interface (GUI) is designed and implemented by utilizing multithread-Java programming to realize Finite Impulse Response and Infinite Impulse Response filter. With simulating our implemented digital filters built in an android smartphone, we can find the fact that we can efficiently suppresses the noisy characteristics due to baseline wandering and 60 Hz powerline source fluctuations especially in electrocardiograms.
An efficient real-time implementation of digital filtering algorithms using a multiprocessor system in a ring network is investigated. The development time and cost for implementing a high speed signal processing system can be considerably reduced because algorithm are implemented in software using commercially available digital signal processors. This method is based on a parallel block processing approach, where a continuously supplied input data is divided into blocks, and the blocks are processed concurrently by being assigned to each processor in the system. This approach not only requires a simple interconnection network but also reduces the number of communications among the processors very much. The data dependency of the blocks to be processed concurrently brings on dependency problems between the processors in the system. A systematic scheduling method has been developed by using a processors which can be used efficiently, the methods for solving dependency problems between the processors are investigated. Implementation procedures and results for FIR, recursive (IIR), and adaptive filtering algorithms are illustrated.
뇌파는 최근에 가장 많이 연구되고 있는 생체신호이다. 본 연구에서는 오픈 감정뇌파데이터인 DEAP Dataset를 활용한 데이터 분석 실험을 시행하였다. DEAP Dataset는 총 32개의 데이터이며, 32채널로 구성되어 있다. 전처리 과정에서는 디지털 필터인 IIR(Infinite Impulse Response) Filter를 사용하여 잡음을 제거하였고, 인공산물인 안구잡파(EOG: Electrooculograms) 제거에는 LMS(the Least Mean squares) 알고리즘을 사용하였다. 감정분류는 Valence-Arousal 평면을 사용하여 네 개의 감정으로 구분하였고, 분류 실험으로는 패턴인식 알고리즘인 SVM(support Vector Machine)를 사용하였다. 실험결과 SVM이 70%대의 결과를 도출하여 이전 실험결과보다 높은 정확도를 도출하였다.
본 연구에서는 가속도 센서의 값을 디지털 신호 처리 과정을 통하여 저역통과 필터(low pass filter), 벡터의 크기(vector magnitude), 롤(roll) 그리고 피치(pitch)를 계산하는 알고리즘을 적용하였다. 필터의 경우 IIR(Infinite Impulse Response)을 이용하였으며 차수는 9차로 하였다. 피험자의 연령은 $25{\pm}5$세의 10명을 기준으로 실험하였으며 앞, 뒤, 좌, 우 방향으로 직각 낙하하도록 하였고 센서 모듈은 오른쪽 허리의 정중앙에 착용하도록 하여 피험자간의 오차가 발생하지 않도록 하였다. 환자의 낙상을 검출하기 위해서 벡터의 크기를 사용하였고 롤과 피치를 이용하여 환자의 낙상 방향을 검출하였다. 결과적으로 피험자 10명의 경우 낙상의 검출률은 100% 였으며 낙상 방향에 따른 앞, 뒤, 좌, 우 판별 정확도는 95% 정도이다. 낙상 방향의 판별은 사고 후 환자를 다룰 때의 주의할 신체부위를 참고하며 재활 운동 시 하체의 어느 쪽이 낙상의 주요인인지 분석하는 보조 자료가 될 수 있다.
In Magnetic Resonance Imaging(MRI), the QRS complex of ECG is used as a trigger signal for MRI scan. But, gradient and RF(radio frequency) artifacts which are caused to static and dynamic field in MRI scanner cause interference in the ECG. Also, the signal shape of theses artifacts can be similar to the QRS-complex, causing possible misinterpretation during patient monitoring and false gating of the MRI. In case of using general FIR or IIR band-pass filters for minimizing the artifacts, artifact-reduction-ratio is not excellent. So, an adaptive real-time digital filter is proposed for reduction of noise by gradient and RF(radio frequency) artifacts. The proposed filter for MRI-Gating is based on the noise-canceller with NLMS(Normalized Least Mean Square) algorithm. The reference signals of the adaptive noise canceller are a combination of the noisy three channel ECG signals. In conclusions, the proposed method showed the acceptable quality of ECG signal with sufficient SNR for gating the MRI and possibility of real time implementation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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