디지털 정보화 시대의 사회로 발전함에 따라 수많은 전자통신장비들이 대중화 되고 있다. 그러나 통신장비간 신호 전송 과정에서 여러 가지 원인으로 잡음이 발생한다. 통신시스템에 발생하는 잡음에는 모든 주파수 대역에 고르게 분포하여 나타나는 백색 잡음이 대표적이다. 이러한 백색 잡음은 시스템의 오류를 일으켜 신뢰도를 저하시킨다. 따라서, 본 논문에서는 백색 잡음을 제거하기 위한 기존의 가우시안 필터, 메디언 필터, 알파 트림드 평균 필터, 최소/최대 필터를 구현, 각 필터들의 특성 및 성능을 서로 비교하였다.
디지털 정보화 시대의 사회로 발전함에 따라 수많은 전자통신장비들이 대중화 되고 있다. 그러나 통신장비간 신호 전송 과정에서 여러 가지 원인으로 잡음이 발생한다. 통신시스템에 발생하는 잡음에는 모든 주파수 대역에 고르게 분포하여 나타나는 백색 잡음이 대표적이다. 이러한 백색 잡음은 시스템의 오류를 일으켜 신뢰도를 저하시킨다. 따라서, 본 논문에서는 백색 잡음을 제거하기 위한 기존의 가우시안 필터, 메디언 필터, 알파 트림드 평균 필터, 최소/최대 필터를 구현, 각 필터들의 특성 및 성능을 서로 비교하였다.
As the society has developed into a digital information age society, a lot of electronic communication equipments are popularized. However, there are various causes of noise during signal transmission between communication devices. The noise generated in the communication system is a white noise tha...
As the society has developed into a digital information age society, a lot of electronic communication equipments are popularized. However, there are various causes of noise during signal transmission between communication devices. The noise generated in the communication system is a white noise that is distributed evenly in all frequency bands. This white noise causes system errors and lowers reliability. Therefore, in this paper, the existing Gaussian filter, Median filter, Alpha trimmed mean filter, and min/max filter for removing white noise are described and the characteristics and performance of each filter are compared with each other.
As the society has developed into a digital information age society, a lot of electronic communication equipments are popularized. However, there are various causes of noise during signal transmission between communication devices. The noise generated in the communication system is a white noise that is distributed evenly in all frequency bands. This white noise causes system errors and lowers reliability. Therefore, in this paper, the existing Gaussian filter, Median filter, Alpha trimmed mean filter, and min/max filter for removing white noise are described and the characteristics and performance of each filter are compared with each other.
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문제 정의
본 논문에서는 가우시안 노이즈를 효과적으로 제거하기 위한 기존의 필터의 성능을 비교하기 위해 정상적인 신호에 부가 백색 가우스 잡음 (AWGN: additive whithe Gaussian noise)을 첨가하여 필터의 성능을 확인하였다.
본 논문에서는 가우시안 잡음을 제거하는 디지털 필터를 구현하여 필터의 성능을 비교하였다. 100Hz 정현파 신호에 AWGN을 첨가하여 훼손된 신호와 필터 처리후 신호를 오실로스코프를 통해 확인하였다.
본 논문은 잡음 환경에 훼손된 센서의 잡음제거를 위해 사용되는 기존의 필터들의 성능을 비교하였다. 가장 보편적으로 존재하는 잡음인 가우시안 잡음을 제거하기 위해 AWGN을 통해 훼손된 정현파로 실험을 진행하였으며, 필터의 성능을 확인하였다.
제안 방법
본 논문에서는 가우시안 잡음을 제거하는 디지털 필터를 구현하여 필터의 성능을 비교하였다. 100Hz 정현파 신호에 AWGN을 첨가하여 훼손된 신호와 필터 처리후 신호를 오실로스코프를 통해 확인하였다.
본 논문은 잡음 환경에 훼손된 센서의 잡음제거를 위해 사용되는 기존의 필터들의 성능을 비교하였다. 가장 보편적으로 존재하는 잡음인 가우시안 잡음을 제거하기 위해 AWGN을 통해 훼손된 정현파로 실험을 진행하였으며, 필터의 성능을 확인하였다. 그 결과, 가우시안 노이즈에 대해 가우시안 필터와 알파 트림드 평균 필터가 비교적 우수한 특성을 보였다.
성능/효과
가장 보편적으로 존재하는 잡음인 가우시안 잡음을 제거하기 위해 AWGN을 통해 훼손된 정현파로 실험을 진행하였으며, 필터의 성능을 확인하였다. 그 결과, 가우시안 노이즈에 대해 가우시안 필터와 알파 트림드 평균 필터가 비교적 우수한 특성을 보였다. 메디언 필터와 최소/최대 평균 필터는 가우시안 노이즈에 다소 미흡한 특성을 보였다.
알파 트림드 필터는 가우시안 필터보다 우수한 잡음제거 특성을 보였지만 정현파의 모습이 많이 사라져 삼각파 형태의 파형에 가까워진 것을 확인 할 수 있었다. 메디안 필터는 가우시안 잡음에 다소 약한 모습을 보였으며 최소/최대치 필터는 가우시안 잡음에 미흡한 잡음제거 특성을 보였다.
그 결과, 가우시안 노이즈에 대해 가우시안 필터와 알파 트림드 평균 필터가 비교적 우수한 특성을 보였다. 메디언 필터와 최소/최대 평균 필터는 가우시안 노이즈에 다소 미흡한 특성을 보였다.
필터링 결과 가우시안 필터는 우수한 잡음 제거 특성을 보였으며 출력에서 정현파 신호의 특징을 확인하는 것이 가능하였다. 알파 트림드 필터는 가우시안 필터보다 우수한 잡음제거 특성을 보였지만 정현파의 모습이 많이 사라져 삼각파 형태의 파형에 가까워진 것을 확인 할 수 있었다. 메디안 필터는 가우시안 잡음에 다소 약한 모습을 보였으며 최소/최대치 필터는 가우시안 잡음에 미흡한 잡음제거 특성을 보였다.
필터링 결과 가우시안 필터는 우수한 잡음 제거 특성을 보였으며 출력에서 정현파 신호의 특징을 확인하는 것이 가능하였다. 알파 트림드 필터는 가우시안 필터보다 우수한 잡음제거 특성을 보였지만 정현파의 모습이 많이 사라져 삼각파 형태의 파형에 가까워진 것을 확인 할 수 있었다.
후속연구
추후 임펄스 및 혼합 잡음 등 다양한 환경의 필터 성능과 위에 언급된 필터 외에도 다양한 필터들을 비교 실험 할 예정이다. 본 논문에서 비교한 결과는 잡음 환경에서 사용되는 센서들의 필터시스템에 유용하게 사용될 것이라 사료된다.
추후 임펄스 및 혼합 잡음 등 다양한 환경의 필터 성능과 위에 언급된 필터 외에도 다양한 필터들을 비교 실험 할 예정이다. 본 논문에서 비교한 결과는 잡음 환경에서 사용되는 센서들의 필터시스템에 유용하게 사용될 것이라 사료된다.
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