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.
This paper proposes new algorithms to solve canonical piecewise-linear equations with linear partitions and illustrates their efficiency through the analysis of resistive network. The basic idea of the proposed algorithm is to find the best next guess, closest to the actual solution, at each Newton-Raphson (N-R) iteration by comparing the images of nest guess candidates and that of the actual solution. The proposed algorithm can reduce the number of the N-R iterations rquired for convergence greatly, compared to the actual solution, at each Newton-Raphson (N-R) iteration by comparing the images of next guess candidates and that of the actual solution. The proposed algorithm can reduce the number of the N-R iterations required for convergence greatly, compared to the Katzenelson algorithm. When applied to analyzing test circuits, the proposed algorithm required 8 to 20 times fewer N-R iterations and 5 to 10 times less CPU time than the Katzenelson algorithm, depending on the size of the circuits. The experimental results also exhibit that the efficiency of the proposed algorithm over the Katzenelson algorithm increases as the number of the piecewise-linear regions for the representation of the circuit.
The concept of dissipativity and passivity are of interest to us from a theoretical as well as a practical point of view. It is well known that the Riccati equation is derived from the dissipation inequality which expresses the fact that the system is dissipative; the energy stored inside the system doesn't exceed the amount of supply which flows into the system. The pencil model is regarded as a representation based on behavioral approach introduced by J.C. Willems. It has first order in the internal variable and zeroth order in the external variable. In general, any matrix pencil is transformed into a canonical form which is consist of several kind of sub-pencils, One of them has row full rank for $^\forall S\;\in\;\mathds{C}\;\bigcup{\infty}$, we call it under-determined mode of the model. In our opinion, most important properties of dynamical system lay in the mode. According to the properties of canonical form for pencil, it is shown that the storage function which characterizes the dissipativity of the system can be written as a LMI for the under-determined mode, if the system doesn't include impulse mode.
This paper was aimed to, using a new data structure, develop a set of algorithms to execute the output function of Digital System. These functions were represented as directed, acyclic graphs. by applying many restrictions on vertices on graph, the efficient manipulation of boolean function was accomplished. The results were as follows; 1. A canonical representation of a boolean function was created by the reduction algorithm. 2. The operation of two functions was accomplished using t he apply algorithm, according to the binary operator. 3. The arguments having 1 as the value nf function were enumerated using the satisfy algorithm. 4. Composing TTL 74181 4-bit ALU and 74182 look-ahead carry generator, the ALU having 4-bit and 16-bit as word size was implemented.
A simple but elegant result of Rival states that every sublattice L of a finite distributive lattice 𝒫 can be constructed from 𝒫 by removing a particular family 𝒥L of its irreducible intervals. Applying this in the case that 𝒫 is a product of a finite set 𝒞 of chains, we get a one-to-one correspondence L ↦ 𝒟𝒫(L) between the sublattices of 𝒫 and the preorders spanned by a canonical sublattice 𝒞⋄ of 𝒫. We then show that L is a tight sublattice of the product of chains 𝒫 if and only if 𝒟𝒫(L) is asymmetric. This yields a one-to-one correspondence between the tight sublattices of 𝒫 and the posets spanned by its poset J(𝒫) of non-zero join-irreducible elements. With this we recover and extend, among other classical results, the correspondence derived from results of Birkhoff and Dilworth, between the tight embeddings of a finite distributive lattice L into products of chains, and the chain decompositions of its poset J(L) of non-zero join-irreducible elements.
디지털 워터마킹은 인간의 감각으로 감지할 수 없고 통계적인 방법에 의하여 검출되지 않는 정보를 디지털 데이터에 삽입하는 기술이다. 일반적으로 디지털 음향 신호에 대한 워터마킹은 의미 있는 정보를 갖는 이진 시퀀스를 원래의 디지털 음향 신호에 삽입하여 구현한다. 그러나 삽입된 이진 정보는 원래의 디지털 음향 신호의 관점에서는 잡음으로 작용하여 원래의 음향 신호를 왜곡 시키거나 열화 시키는 원인으로 작용한다. 본 논문에서는 인간의 가청 주파수 영역에서 이진 정보의 삽입으로 인한 원 음향 정보의 왜곡을 최소화시킬 수 있는 이진 정보 발생 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 표준부호 디지트 코딩을 이용한 방법으로서 인접한 데이터간의 주파수 간섭을 최소화 하여 인간의 가청 주파수 영역에서의 이진 정보 시퀀스의 영향을 최소화 하도록 구현하였다. 제안한 방법은 일반적인 이진 정보발생 방법과 주파수 분석 비교를 통하여 성능을 평가하였다.
오버샘플링(oversampling) 방식의 시그마-델타(sigma-delta) A/D 컨버터에서는 오버샘플링된 신호를 최종 Nyquist rate 으로 낮춰주는 디지털 데시메이션 필터가 필수적이다. 본 논문에서는 면적을 크게 줄이면서 time-to-market의 이점을 가져다주는 고해상도 시그마-델타(sigma-delta) A/D 컨버터용 디지털 데시메이션(decimation) 필터의 Verilog-HDL 설계 및 구현을 보였다. 디지털 데시메이션 필터는 CIC(cascaded integrator-comb) filter와 두 개의 half-band FIR filter로 이루어져 있다. FIR필터에서 곱셈연산의 복잡성을 줄이고 면적을 최소화하기 위해 계수를 CSD(canonical signed digit) 코드로 표현하여 사용하였다. 곱셈 연산은 일반 곱셈기 없이 쉬프트 와 덧셈방식을 이용하여 구현되었다. 3단 데시메이션 필터는 $0.25-{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었고, 필터의 면적은 $1.36mm^2$ 이며 2.8224 MHz의 클럭 주파수에서 4.4 mW의 파워소모를 보였다. 측정 결과 높은 신호대 잡음 비(SNR)를 요구하는 디지털 오디오용 데시메이션(decimation) 필터의 사양을 충분히 만족시키고 있음을 볼 수 있다.
불규칙 혼합잡음의 등가 ARMA 모델 표현을 사용하여 자이로의 불규칙 혼합잡음을 고려하는 보조항법시스템 칼만필터 설계 방법을 제안한다. 필터 설계 절차는 먼저 보조항법 시스템에 사용되는 필터는 간접 되먹임 칼만필터임을 고려하여 등가 ARMA 모델로 표현된 자이로 불규칙 잡음의 시간 차분을 구한다. 다음으로 시간 차분된 ARMA 모델을 상태 방정식으로 표현하는데 AR과 MA 차수에 따라 두 가지로 나누어진다. 먼저 AR 차수가 큰 경우 가제어 혹은 가관측 특이형태를 사용한다. MA 차수가 큰 경우에는 몇 단계 이후의 예측치를 상태변수로 하는 상태방정식을 사용하는데, 이때 자이로 출력을 보상하는 값에 따라 다시 고차수 필터와 저차수 필터로 구분된다. 마지막으로 자이로 불규칙 잡음을 보조항법시스템 칼만필터에 포함시켜 최종적인 필터 모델을 얻는다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 고차수 및 저차수 필터 모두 혼합잡음을 백색잡음으로 간주한 기존의 필터보다 항법오차를 감소시킬 수 있음을 보임으로써 그 효용성을 제시한다.
This paper studies the relation between canonical/variegated babble (CB/VB) and early speech in an infant acquiring Mandarin Chinese from 9 to 17 months. The infant was audio-and video-taped in her home almost every week. The data analyzed here come from 1,621 utterances extracted from 23 sessions ranging from 30 minutes to one hour, from age 00:09;07 to 01:05;27. The data was digitized, and segments from 23 sessions were transcribed in narrow IPA and coded for analysis. Babble was coded from age 00:09;07 to 01:00;00, and words were coded from 01:00;00 to 01:05;27, proto-words appeared at 11 months, and some babble was still present after 01:10;00. 3821 segments were counted in CB/VB utterances, plus the segments found in 899 word tokens. The data transcription was completed and checked by the author and was rechecked by two other researchers who majored in Chinese phonetics in order to ensure the reliability, we reached an agreement of 95.65%. Mandarin Chinese is phonetically very rich in consonants, especially affricates: it has aspirated and unaspirated stops in labial, alveolar, and velar places of articulation; affricates and fricatives in alveolar, retroflex, and palatal places; /f/; labial, alveolar, and velar nasals; a lateral;[h]; and labiovelar and palatal glides. In the child's pre-speech phonetic repertoire, 7 different consonants and 10 vowels were transcribed at 00:09;07. By 00:10;16, the number of phones was more than doubled (17 consonants, 25 vowels), but the rate of increase slowed after 11 months of age. The phones from babbling remained active throughout the child's early and subsequent speech. The rank order of the occurrence of the major class types for both CB and early speech was: stops, approximants, nasals, affricates, fricatives and lateral. As expected, unaspirated stops outnumbered aspirated stops, and front stops and nasals were more frequent than back sounds in both types of utterances. The fact that affricates outnumbered fricatives in the child's late babble indicates the pre-speech influence of the ambient language. The analysis of the data also showed that: 1) the phonetic characteristics of CB/VB and early meaningful speech are extremely similar. The similarities of CB/VB and speech prove that the two are deeply related; 2) The infant has demonstrated similar preferences for certain types of sounds in the two stages; 3) The infant's babbling was patterned at segmental level, and this regularity was similarly evident in the early speech of children. The three types being coronal plus front vowel; labial plus central and dorsal plus back vowel exhibited much overlap in the phonetic forms of CB/ VB and early speech. So the child's CB/ VB at this stage already shared the basic architecture, composition and representation of early speech. The evidence of similarity between CB/VB and early speech leaves no doubt that phones present in CB/VB are indeed precursors to early speech.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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