고역통과 필터란?

High-pass filter는 차단 주파수보다 낮은 신호(저지대역)를 감쇠시키고 차단 주파수보다 높은 신호(통과대역)를 허용합니다. 감쇠량은 필터의 설계에 따라 달라집니다.

High-pass filter는 종종 저주파수 잡음을 제거하고, 오디오 신호에서 허밍 사운드를 제거하고, 사운드 시스템에서 고주파수 신호를 적절한 스피커로 전송하고, 시계열 데이터에서 저주파수 추세를 제거함으로써 고주파수 추세를 강조하는 데 사용됩니다.

MATLAB^®을 사용하면 널리 사용되는 high-pass filter 방법인 FIR(유한 임펄스 응답) 및 IIR(무한 임펄스 응답) 기반 필터를 설계할 수 있습니다.

FIR 필터는 본질적으로 안정적이기 때문에 아주 선호도가 높습니다. FIR 필터는 파형을 유지하면서 필터링된 신호에 지연을 일으키는 선형 위상을 갖도록 설계할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 FIR 필터는 긴 과도 응답을 가질 수 있으며 일부 응용 분야에서는 계산량이 많을 수 있습니다. FIR 필터는 오디오, 생물의학, 레이더 및 파형이 유용한 정보를 제공하는 기타 응용 분야에 유용합니다. 흔히 사용되는 저역통과 FIR 기반 필터의 설계 방식에는 카이저 윈도우, 최소제곱, 등리플등이 있습니다. 

IRR 필터는 계산 리소스가 충분치 않은 경우에 유용합니다. 그러나 안정적이고 인과적인 IIR 필터는 완벽한 선형 위상을 갖지 않습니다. IIR 필터는 오디오 이퀄라이제이션, 생물의학 센서 신호 처리, IoT/IIoT 스마트 센서, 고속 전기통신/RF 응용 분야에 널리 사용됩니다. IIR 기반 필터의 설계 방법에는 버터워스, 체비쇼프 (유형 I 및 유형 II), 타원 등이 있습니다.

Signal Processing Toolbox™의 highpass 함수는 신호를 빠르게 필터링하기에 아주 유용합니다. 필터 유형, 필터 차수, 감쇠 등의 파라미터에 대한 자세한 제어가 필요할 때는 designfilt 및 기타 알고리즘 특정(butter, fir1) 함수를 사용할 수 있습니다. 필터 설계에 대한 더 자세한 정보는 Signal Processing Toolbox™ 를 참조하십시오.