Pencere fonksiyonları kullanarak yeni süzgeç öbekleri tasarımı
Design of new filterbanks by using window functions
Yazar: EDA GÜMÜŞSOY
Danışman: YRD. DOÇ. DR. KEMAL AVCİ
Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Sayısal işaret işleme = Digital signal processing

Özet:
Bu tez çalışması, M-kanallı kosinüs modüleli süzgeç öbeklerinin tasarımı için yeni bir yöntem sunmaktadır. Önerilen bu yöntemde, süzgeç öbeklerinin prototip FIR (Sonlu Dürtü Yanıtlı) süzgeç tasarımı için iki bağımsız parametreli üstel pencere fonksiyonu kullanılmıştır. Süzgeç öbeklerinin tasarımında oluşan genlik ve örtüşme hatalarını minimize etmek için, kesim frekansını optimize eden hızlı ve basit bir amaç fonksiyonu kullanılmıştır. Önerilen sistemin performansı farklı kanal sayıları, minimum durdurma bandı zayıflatmaları ve süzgeç uzunlukları için tasarımlar yaparak analiz edilmiştir. Tasarım örneği olarak, ses kodlayıcılarında kullanılan süzgeç öbeğine yakın 32 kanallı ve 100 dB durdurma bandı zayıflatmasına sahip bir kosinüs modüleli süzgeç öbeği tasarlanmış ve analiz edilmiştir. Ayrıca, yöntemin performansını kıyaslamalı olarak test etmek için, önerilen yöntemle tasarlanmış süzgeç öbeği, Kaiser penceresi tabanlı Lin yöntemiyle tasarlanmış süzgeç öbeğiyle kıyaslanmıştır. Benzetim sonuçları, önerilen yöntemle oluşturulan süzgeç öbeğinin genlik ve örtüşme hataları cinsinden daha iyi tasarım performansına sahip olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte önerilen yöntem Kaiser penceresi tabanlı Lin yöntemiyle genlik ve örtüşme hataları cinsinden farklı kanal sayıları, minimum durdurma bandı zayıflatmaları ve süzgeç uzunluklarında kıyaslanmış ve her iki yöntem farklı EKG sinyalleri için uygulanarak alt-bant işlemedeki performansları incelenmiştir.

Abstract:
This thesis study presents a new method for the design of M-channel cosine modulated filter banks. In this proposed method, the exponential window function having two independent parameters is used for the design of prototype FIR (Finite Impulse Response) filter of the filter banks. To minimize the amplitude and aliasing errors that occur in the design of the filter banks, a fast and simple cost function optimizing the cut-off frequency is used. The performance of the proposed system has been analyzed by making designs for different channel numbers, minimum stopband attenuations, and filter lengths. As a design example, a cosine modulated filter bank having 32-channel and a stopband attenuation with 100 dB is designed and analyzed. In addition, in order to test the performance of the method comparatively, the filterbank designed by the proposed method is compared with the one designed by the Kaiser window based Lin's method. The simulation results show that the filter bank designed by the proposed method has better design performance in terms of the amplitude and aliasing errors. Moreover, the proposed method is compared in terms of the amplitude and aliasing errors with the Kaiser window based Lin's method for different channel numbers, minimum stopband attenuations, and filter lengths and by applying both methods for ECG signals their subband processing performances are investigated.