Buradasınız

Anasayfa » Content

KAISER-HAMMING PENCERESİ VE YİNELEMESİZ SAYISAL SÜZGEÇ TASARIMI İÇİN PERFORMANS ANALİZİ

KAISER-HAMMING WINDOW AND ITS PERFORMANCE ANALYSIS FOR NONRECURSIVE DIGITAL FILTER DESIGN

Journal Name:

  • Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi

Publication Year:

  • 2014

Key Words:

Keywords (Original Language):

Author NameUniversity of Author
Abstract (2. Language): 
In this paper, a new window function is proposed for the design of nonrecursive digital filters which have area of usage in many applications of electronics engineering. As the name implies, this window is obtained by the combination of two different windows in literature, known as Kaiser and Hamming. The proposed window is first analyzed in terms of ripple ratio and mainlobe width, which are known as window spectral parameters. Moreover, window spectral comparisons of the proposed window with Kaiser and Hamming windows are performed. The window simulation results show that the proposed window can provide better ripple ratio for fixed window length and mainlobe width. Secondly, the analysis of the proposed window in nonrecursive digital filter design is performed in terms of minimum stopband attenuation and transition width, which are known as filter spectral parameters, and also its comparisons with Kaiser, Cosh, Exponential, and Hamming windows are given. Filter comparison results show that the filters designed by the proposed window can provide better minimum stopband attenuation than the ones designed by the others for fixed filter length and transition band width. That is, it is concluded that with the proposed window a better filter performance can be exhibited. This conclusion is supported by demonstrating better filtering of a noise in an audio signal with the proposed window.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language): 
Bu makalede, elektronik mühendisliğinin birçok uygulamasında kullanım alanına sahip yinelemesiz sayısal süzgeçlerin tasarımı için yeni bir pencere fonksiyonu önerilmektedir. Adından da anlaşılacağı üzere bu pencere, literatürde Kaiser ve Hamming olarak bilinen iki farklı pencerenin birleştirilmesiyle elde edilmiştir. Önerilen pencere, ilk olarak, pencere spektral parametreleri olarak bilinen tepecik oranı ve analob genişliği cinsinden analiz edilmektedir. Ayrıca, önerilen pencerenin; Kaiser ve Hamming pencereleriyle pencere spektral karşılaştırmaları yapılmaktadır. Pencere benzeşim sonuçları, önerilen pencerenin; sabit pencere uzunluğu ve analob genişliğinde daha iyi tepecik oranı sağlayabileceğini göstermektedir. İkinci olarak, önerilen pencerenin yinelemesiz sayısal süzgeç tasarımındaki analizi; süzgeç spektral parametreleri olarak bilinen, minimum durdurma-bandı zayıflatması ve geçiş bandı genişliği cinsinden yapılmakta ve ayrıca Kaiser, Cosh, Exponential ve Hamming pencereleriyle karşılaştırmaları verilmektedir. Süzgeç karşılaştırma sonuçları, önerilen pencere ile tasarlanan alçak geçiren süzgeçlerin; sabit süzgeç uzunluğu ve geçiş bandı genişliğinde, diğerlerinden daha iyi minimum durdurma-bandı zayıflatması sağlayabileceğini göstermektedir. Yani, önerilen pencere ile daha iyi bir süzgeç performansı sergilenebileceği sonucuna varılmaktadır. Bu sonuç, ses işaretindeki bir gürültünün, önerilen pencereyle daha iyi süzgeçlendiğinin gösterilmesi ile ayrıca desteklenmektedir.
FULL TEXT (PDF): 
PDF icon arastirmax-kaiser-hamming-penceresi-yinelemesiz-sayisal-suzgec-tasarimi-icin-performans-analizi.pdf
  • 4
823
833
  • Turkish

REFERENCES

References: 

1. Antoniou, A., Digital Signal Processing: Signal,
Systems, and Filters, McGraw-Hill, A.B.D.,
2005.
2. Kaiser, J.F., “Nonrecursive Digital Filter Design
Using I0-sinh Window Function”, Proceedings of
IEEE Int Symp Circuits and Systems
(ISCAS’74), San Francisco, Calif, USA, 20-23,
1974.
3. Saramaki, T., “A Class of Window Functions
with Nearly Minimum Sidelobe Energy for
Designing FIR Filters”, In proc. IEEE Int.
Symp. Circuits and systems (ISCAS’89),
Portland, Ore, USA, Cilt 1, 359-362, 1989.
4. Bergen, S.W.A. ve Antoniou, A., “Design of
Nonrecursive Digital Filters Using the
Ultraspherical Window Function”, Eurasip J
Adv Sig Pr, Cilt 2005, No 12, 1910-1922, 2005.
5. Avci, K. ve Nacaroğlu, A., “Cosh Window
Family and its Application to FIR Filter Design”,
AEU-Int J Electron C, Cilt 63, No 11, 907-916,
2009.
6. Avci, K. ve Nacaroğlu, A., “Design of
Nonrecursive Digital Filters Using the
Exponential Window”, International Journal of
Advanced Electrical & Electronics
Engineering, Cilt 2, No 2, 308-316, 2013.
7. Avci, K. ve Nacaroğlu, A., “Nonrecursive Digital
Filter Design Using a Three-parameter Window
Based on Cosine Hyperbolic Function”, Proc. of
10th International Conference Digital Signal
Processing and its Applications (DSPA’2008).
Moskova, Rusya, 121-124, 25-29 Mart 2008.
8. Avci, K. ve Nacaroğlu, A., “High Quality Low
Order Nonrecursive Digital Filter Design Using
Modified Kaiser Window”, Proc. of 6th
Symposium on Communication Systems,
Networks and Digital Signal Processing
(CSNDSP’08), Graz, Avusturya, 239-242, 23-25
Temmuz 2008.
9. Mottaghi-Kashtiban, M. ve Shayesteh, M.G.,
“New Efficient Window Function, Replacement
for the Hamming Window”, IET Signal
Processing, Cilt 5, No 5, 499-505, 2011.
10. Pachauri, R., Saxena, R. ve Sharma, S.N.,
“Studies on Z-Window Based FIR Filters”, ISRN
Signal Processing, 2013.
doi:10.1155/2013/148646.
Tablo 5. Farklı süzgeç uzunlukları için süzgeçlerden geçen işaretteki gürültünün dB olarak spektral genlik
değerleri (Süzgeçlenmemiş gürültü değeri: -33,13 dB) (Spectral amplitude values of the noise in dB in filtered signal by
the filters for different filter lengths (Unfiltered noise value: -33,13dB))
Pencere N = 31 N = 51 N = 101 N = 127
Önerilen - 44,64 - 49,99 - 78,08 - 88,57
Kaiser - 44,52 - 49,67 - 76,70 - 83,78
Cosh - 44,41 - 49,41 - 75,66 - 81,11
Exponential - 44,38 - 49,37 - 75,48 - 80,71
Kaıser-Hammıng Penceresi ve Yinelemesiz Sayısal Süzgeç Tasarımı İçin Performans Analizi K. Avcı
Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 29, No 4, 2014 833
11. Saramaki, T., “Finite Impulse Response Filter
Design”, Handbook for Digital Signal
Processing, Editör: Mitra, K. ve Kaiser, J.F.,
Wiley & Sons, NY, A.B.D., 1993.
12. Kaiser, J.F. ve Schafer, R.W., “On the Use of the
IO-sinh Window for Spectrum Analysis”, IEEE T
Acoust Speech, Cilt 1980, No 28, 105–107,
1980.
13. Seydnejad, S.R. ve Kitney, R.I., “Real-Time
Heart Rate Variability Extraction Using the
Kaiser Window”, IEEE T Bio-Med Eng, Cilt 44,
No 10, 990-1005, 1997.
14. Kaya, T. ve İnce M.C., “Yapay Sinir Ağları
Yardımıyla Modellenen Pencere Fonksiyonu
Kullanarak FIR Filtre Tasarımı”, Journal of the
Faculty of Engineering and Architecture of
Gazi University, Cilt 27, No 3, 599-606, 2012.
15. Ashutosh, D., Alok, J. ve Pramod, C.S., “Design
and Performance Analysis of Adjustable Window
Functions based Cosine Modulated Filter Banks”,
Digit Signal Process, Cilt 23, No 1, 412-417,
2013.
16. Ramkumar, S., Alok J. ve Rajiv, S., “An
Optimized Design of Nonuniform Filter Bank
Using Variable-Combinational Window
Function”, AEU-Int J Electron C, Cilt 67, No 7,
595-601, 2013.
17. Aljahdali, S., Nofal, M. ve Albagory, “A
modified Array Processing Technique Based on
Kaiser Window for Concentric Circular Arrays”,
International Conference on Multimedia
Computing and Systems (ICMCS), Tangier,
Fas, 458-461, 10-12 Mayıs 2012.
18. Sumamo, L., “Handwritten Word Segmentation
using Kaiser Window”, International
Conference on Quality in Research (QIR),
Yogyakarta, Endonezya, 73-78, 25-28 Haziran
2013.
19. Bergen S.W.A. ve Antoniou A., “Design of
Ultraspherical Window Functions with Prescribed
Spectral Characteristics”, Eurasip J Adv Sig Pr,
Cilt 2004, No 13, 2053-2065, 2004.
20. Avci, K., “Yinelemesiz Sayısal Süzgeç Tasarımı
İçin Kaiser-Hamming Penceresinin Performans
Analizi”, 21. Sinyal İşleme ve İletişim
Uygulamaları Kurultayı (SİU 2013), Girne,
KKTC, 1-4, 24-26 Nisan 2013.

Thank you for copying data from http://www.arastirmax.com