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Signal Processing35

스펙트로그램 (Spectrogram) 스펙트로그램 (Spectrogram) 스펙트로그램 (Spectrogram)은 소리나 파동을 시각화하여 파악하기 위한 도구로, 파형 (waveform)과 스펙트럼 (spectrum)의 특징이 조합되어 있다. 파형에서는 시간축의 변화에 따른 진폭 축의 변화를 볼 수 있고, 스펙트럼에서는 주파수 축의 변화에 따른 진폭 축의 변화를 볼 수 있는 반면, 스펙트로그램에서는 시간축과 주파수 축의 변화에 따라 진폭의 차이를 인쇄 농도 / 표시 색상의 차이로 나타낸다. 소리의 스펙트럼을 시각화하여 그래프로 표현하는 기법. 시간상 진폭 축의 변화를 시각적으로 볼 수 있는 파형과 주파수상 진폭 축의 변화를 시각적으로 볼 수 있는 스펙트럼의 특징이 모두 결합된 구조로 시간축과 주파수상의 따른 진폭의 차이를 농도나 표시 색상으.. 2022. 4. 12.
ICA (Independent components analysis) ICA (Independent components analysis) ICA (독립 구성 요소 분석)는 소스 신호가 알 수 없는 비율로 함께 혼합된 녹음 세트에서 독립 소스 신호를 추정하는 기술이다. 또한, 다변량의 신호를 통계적으로 독립적인 하부 성분으로 분리하는 계산 방법이다. 각 성분은 비 가우스 성 신호로서 서로 통계적 독립을 이루는 성분으로 구성되어 있다. 독립 성분 분석은 블라인드 신호를 분리하는 특별한 방법이다. EEG / MEG 분석에 어떻게 적용되는지 이해하는 것은 어렵지 않다. 많은 "마이크" (센서 채널)가 동시에 많은 "악기" (깜빡임, 심장 박동, 뇌의 여러 영역에서의 활동, 턱을 악물음으로 인한 근육 활동)를 녹음한다 (또는 삼키기 등). 이러한 다양한 소스 신호가 통계적으로 독립.. 2022. 4. 11.
샘플링 레이트 (Sampling Rate) 샘플링 레이트 (Sampling Rate) 주파수 밴드폭이 B인 연속한 아날로그 신호를 1초당 2B보다 많은 샘플만 취하면, 원래의 신호로 복원할 수 있다. ​ 즉, 샘플링 레이트 fs에 대해서, 복원 가능한 연속 신호의 주파수 밴드폭은 B < fs/2이다. 여기서 샘플 주기 Ts=1/fs이다. 또한, B < fs/2이며 B ≤ fs/2가 아닌 점에 주목하여야 한다. ​ 주파수 밴드폭이 B인 아날로그 신호의 양자화된 디지털 데이터로부터 원래의 아날로그 신호로 복원하려면, 최소한 2B/sec개보다 더 많은 샘플이 필요하다는 뜻이다. ​ 아래 그림은 이상적인 샘플링을 보여준다. x(t)는 원래의 신호, y(t)는 주기가 Ts인 샘플을 나타낸다. 이 샘플들을 양자화하여 디지털 데이터로 저장하게 되며, DAC를.. 2022. 4. 6.
나이퀴스트 이론 (Nyquist Theorem) 나이퀴스트 이론 (Nyquist Theorem) 나이퀴스트 이론이란, 신호는 그 신호에 포함된 가장 높은 진동수의 2배에 해당하는 빈도로 일정한 간격으로 샘플링하면 원래의 신호로 복원할 수 있다는 샘플링 이론이다. 사람의 가청 주파수 대역은 20Hz ~ 20KHz이다. ​ 만약 전화기를 통해 지원할 수 있는 최대 주파수는 4KHz 이라면, 샘플링 이론을 적용하여 최대 주파수의 두 배 이상을 적용하면 8KHz, 즉 초당 8000번 이상 샘플링 한다면 다시 복원했을 때 완벽하게 복원할 수 있게 된다. 일반적인 신호는 아날로그 신호인데, 컴퓨터가 처리할 수 있으려면 디지털 신호로 바꿔줘야 한다. 그런데, 이 디지털 신호로 바꿔주는 과정에서 신호의 손실이 없어야 일반적인 신호와 가까운 신호로 얻을 수 있다. 아.. 2022. 4. 6.
영상 압축의 주요 기술 JPEG • Joint Photographic Experts Group • JPEG는 사진정보의 압축방식을 표준화한 그룹의 이름이다. • JPEG 손실 기법 표준에서는 서브샘플링과 주파수 변환기법을 함께 사용한다. • JPEG의 영상 압축 절차 • 화상을 8ⅹ8 pixel 단위로 분할 • 화상을 주파수 성분으로 분할 (DCT) • 자연화상에 저주파 성분이 많고 고주파 성분이 적음 •저주파는 조밀하게, 고주파는 엉성하게 처리 (비직선 양자화) • Huffman code 를 이용한 부호화 MPEG • Moving Picture Experts Group • 동영상을 압축하고 코드로 표현하는 방법의 표준을 만드는 것을 목적으로 하는 동화상 전문가 그룹이다 (1988년 설립). • 정지된 화상을 압축하는 방법을 .. 2022. 3. 22.
영상신호 압축 • 데이터 압축의 기법 : 무손실 기법, 손실 기법 무손실 압축 - Run Length 부호화 - Huffman 부호화 - Lempel - Ziv 부호화 무손실 (lossless) 기법 : 가역 압축 - 무손실 기법을 사용하여 압축한 결과를 복원할 경우 원래의 데이터를 그대로 재현할 수 있다. - 무손실 기법을 사용할 경우 일반적인 사진에서는 2:1 또는 3:1 이상의 압축효과를 얻기 어렵다. - 엑스레이 사진과 같이 점 하나가 갖는 의미가 중요한 경우에는 무손실 기법을 사용한다. - WinZip 1) Run Length (RL) 부호화 부호화 반복되어 나타나는 블록 (run) 정보들을 그 반복 횟수 (length)로 표현하는 부호화 2) Huffman 부호화 각 단위 정보를 표현하는 비트 수를 단위 정.. 2022. 3. 22.
DSP 압축 DSP 압축 압축 (compression)과 신장은 원신호의 의미를 손상하지 않는 범위에서 전송 데이터의 양을 적게할 목적으로 데이터를 줄여서 보내고 수신 측에서 복원하는 것을 뜻한다. 음성이나 영상같은 연속된 데이터 자료형은 정보의 양이 증가하면 증가할수록, 이를 보존하거나 상대방에게 전송할 때 소요되는 시간이 길어지기 때문에 보다 음성, 영상 정보를 쉽게 처리하기 위해 압축을 진행한다. 데이터 압축의 기본 개념은 데이터에 대한 중복성을 제거하여 대용량의 데이터를 압축하는 것이다. 압축은 source coding시 이루어진다. 1. 비손실 압축 (가역 압축) 장점 : 압축 후 복원하는 과정에서 원시영상을 거의 손실없이 복원 단점 : 압축률이 낮음 기법 : 반복억제 ⇒ Run-Length Encoding.. 2022. 3. 15.
디지털 신호 처리 (Digital signal processing ; DSP) 디지털 신호 처리 ((Digital signal processing) 디지털 신호 처리 (Digital signal processing, DSP)는 디지털화된 신호를 원하는 방향으로 정보 신호를 수정하거나 개선할 목적으로 알고리즘에 의해 수치적으로 처리하는 것을 말한다. 보통 아날로그 신호를 디지털화하는 과정에서 이산 신호가 되고 수치화 된다. DSP의 일반적인 목적은 연속적인 실세계 아날로그 신호를 측정하고 걸러내고 압축하는 것이다. 첫 단계는 샘플링이라는 과정을 통해 신호를 아날로그에서 디지털 형태로 변환하는 것이고, 그 뒤 ADC를 이용하여 디지털화하여 아날로그 신호를 연속된 수로 바꾼다. 그러나 필요한 출력 신호는 또 다른 아날로그 출력 신호인데 이는 DAC를 요구한다. 아날로그 처리보다 과정이 .. 2022. 3. 14.
신호 처리 (Signal Processing) 신호 처리 (Signal Processing) 신호 처리 (信號處理)는 신호 연산이나 신호 분석을 다루는 전기 공학, 응용수학의 분야를 말한다. 간단히 말하여 신호를 여러 목적에 따라 가공하는 일이나 그 기술을 가리킨다. 신호는 아날로그 또는 디지털 신호로 표현되며, 음향, 전자기파, 영상 또는 센서 출력값 등 다양한 측정값을 표현할 수 있다. 아날로그 신호 처리 이산 시간 신호 처리 디지털 신호 처리 신호 처리 분야 통계학적 신호 처리 오디오 신호 처리 회화 신호 처리 영상 처리 배열 처리 시간 주파수 신호 처리 필터링 진동성 신호 처리 데이터 마이닝 https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8B%A0%ED%98%B8_%EC%B2%98%EB%A6%AC 신호 처리 - 위키백과, 우리 .. 2022. 3. 14.
02. Continuous-Time Signals and Systems (1) Continuous-Time Signals and Systems 연속 시간 시스템의 시간 영역 분석이 필요하다. 그것은 임펄스의 관점에서 신호의 표현을 개발한다. 선형성, 시간 불변성, 인과성, 안정성, 기억 가능성 및 가역성의 개념을 설명한다. 선형 시불변 (LTI) 연속 시스템에 대한 입력-출력 관계는 컨볼루션 적분으로 설명된다. LTI 연속 시스템의 미분 방정식 표현과 미분 방정식의 고전적인 솔루션도 있다. 다음으로 LTI 연속 시간 시스템의 블록 다이어그램 표현이 도입된다. 마지막으로 연속 시간 LTI 시스템의 상태 공간 표현에 대해 설명한다. The Representation of Signals in Terms of Impulses 연속 시간 신호 x(t)에 대한 펄스 또는 계단식 근사 x(t).. 2022. 3. 11.
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