KR100362155B1 - Method for adjusting Offset and Gain value of A/D converter - Google Patents
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Abstract
A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값을 신속하게 조정하기 위한 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에 관한 것으로서, 퍼지 함수 규칙을 이용한 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에 있어서, 오프셋 및 이득 값을 초기치로 설정하는 단계와, 오프셋 값을 초기치로 설정한 후, A/D 컨버터를 통해 현재 A/D 샘플링된 신호의 최소값과 직전의 오프셋 값의 비교결과에 따라 최적의 오프셋 값을 추론하는 단계와, 이득 값을 초기치로 설정한 후, A/D 컨버터를 통해 현재 A/D 샘플링된 신호의 최대값과 직전의 이득 값 비교결과에 따라 최적의 이득 값을 추론하는 단계와, 추론된 오프셋 값이 최소값으로 샘플링되었는지 여부를 판단하여 오프셋 값 추론을 종료하거나 최적의 오프셋 값을 추론하는 단계로 복귀하는 단계와, 추론된 오프셋 값이 최소값으로 샘플링되면, 추론된 이득 값이 최대값으로 샘플링되었는지 여부를 판단하여 이득 값 추론을 종료하거나 최적의 이득 값을 추론하는 단계로 복귀하는 단계를 포함하여 이루어지므로 퍼지 규칙을 이용하여 비선형 입/출력에 대한 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정이 가능하고 또한, 신속하고 정확하게 해당 오프셋 및 이득 값을 추론할 수 있다.A method for adjusting an offset and a gain value of an A / D converter for quickly adjusting an offset and a gain value of an A / D converter, and the offset and gain value adjusting method for an A / D converter using a fuzzy function rule. And setting the gain value to an initial value, and after setting the offset value to an initial value, an optimum offset value is obtained according to a result of comparing the minimum value of the current A / D sampled signal with the previous offset value through the A / D converter. Inferring, setting a gain value as an initial value, and inferring an optimum gain value according to a result of comparing the maximum value of the current A / D sampled signal with the previous gain value through an A / D converter, and inferring Determining whether the offset value has been sampled to the minimum value and ending the inference of the offset value or returning to inferring the optimal offset value, and sampling the inferred offset value to the minimum value. And determining whether the inferred gain value has been sampled to the maximum value and ending the inference of the gain value or returning to inferring the optimal gain value. The offset and gain values of the A / D converter can be adjusted, and the offset and gain values can be inferred quickly and accurately.
Description
본 발명은 A/D 컨버터에 관한 것으로, 특히 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an A / D converter, and more particularly, to a method of adjusting offset and gain values of an A / D converter.
일반적으로 요즈음 티브이, 모니터, 프로젝터 등의 각종 영상 기기들은 대부분 아날로그의 영상을 입력받더라도 아날로그 영상신호를 그대로 출력시키는 것이 아니라 A/D 컨버터를 통해 디지털 신호로 샘플링한 후 각종 디지털 영상 처리부를 통해 원하는 영상신호를 출력한다.Generally, various video devices such as TVs, monitors, projectors, etc. do not output analog video signals as they are, even though they receive analog video. Instead, they are sampled as digital signals through A / D converters, and then various images are processed. Output the signal.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an offset and gain value adjusting apparatus of an A / D converter according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 A/D 컨버터에서 오프셋 값이 부정확하게 조정된 경우를 나타낸 도면이며, 도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 A/D 컨버터에서 이득 값이 부정확하게 조정된 경우를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an offset and gain value adjusting device of an A / D converter according to the prior art, and FIGS. 2A and 2B are inaccurately adjusted offset values in the A / D converter shown in FIG. 1. 3A and 3B are diagrams illustrating a case where a gain value is incorrectly adjusted in the A / D converter illustrated in FIG. 1.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득값 조정장치는 샘플링 클럭에 일치하여 입력되는 아날로그 영상신호를 디지털적으로 샘플링하는 샘플링부(10)와, 상기 샘플링부(10)에서 샘플링된 신호를 입력받아 화면상에 디스플레이 가능하도록 영상 처리하는 디지털 영상 처리부(20)와, 상기 디지털 영상 처리부(20)에서 영상 처리된 디지털 영상신호를 화면상에 디스플레이 하는 영상 출력부(30)로 구성된다.As shown in FIG. 1, an offset and gain adjustment device of an A / D converter according to the related art includes a sampling unit 10 for digitally sampling an analog image signal input in accordance with a sampling clock, and the sampling unit 10. A digital image processing unit 20 for receiving an image sampled at 10 and performing image processing on the screen, and an image output unit displaying the digital image signal processed by the digital image processing unit 20 on a screen; It consists of 30.
여기서 상기 샘플링부(10)는 입력되는 아날로그 영상신호를 소정 신호레벨로 출력하기 위한 클램프 발생부(11)와, 상기 클램프 발생부(11)에서 출력되는 소정 레벨의 아날로그 영상신호를 샘플링 AD 클럭에 맞춰 샘플링하여 디지털 영상신호를 발생하는 A/D 컨버터(12)와, 상기 아날로그 영상신호의 픽셀 주파수에 동기된 샘플링 클럭을 발생하여 상기 클램프 발생부(11)로 전송하는 PLL 회로부(14)와, 상기 PLL 회로부(14)에서 발생된 샘플링 클럭으로부터 AD 샘플링 클럭을 발생하여 상기 A/D 컨버터(12)로 전송하는 클럭 발생부(15)와, 상기 클럭 발생부(15)에서 발생되는 샘플링 클럭에 맞춰 상기 A/D 컨버터(12)에서 출력되는 디지털 영상신호를 상기 디지털 영상 처리부(20)로 전송하기 위한 데이터 버퍼(13)를 포함하여 구성된다.Here, the sampling unit 10 is a clamp generator 11 for outputting the input analog video signal at a predetermined signal level, and the analog video signal of a predetermined level output from the clamp generator 11 to the sampling AD clock. An A / D converter 12 for sampling and generating a digital video signal, a PLL circuit section 14 for generating a sampling clock synchronized with the pixel frequency of the analog video signal and transmitting the same to the clamp generator 11; A clock generator 15 for generating an AD sampling clock from the sampling clock generated by the PLL circuit unit 14 and transmitting the AD sampling clock to the A / D converter 12 and a sampling clock generated by the clock generator 15. The data buffer 13 is configured to transmit the digital image signal output from the A / D converter 12 to the digital image processor 20.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the offset and gain value adjusting device of the conventional A / D converter configured as described above will be described in detail as follows.
먼저, 샘플링부(10)의 클램프 발생부(11)는 PLL 회로부(14)에서 발생되는 클럭신호에 맞춰 입력되는 아날로그 영상신호를 소정 신호레벨로 출력한다.First, the clamp generator 11 of the sampling unit 10 outputs an analog video signal input in accordance with a clock signal generated by the PLL circuit unit 14 at a predetermined signal level.
이어서 상기 샘플링부(10)의 A/D 컨버터(12)는 상기 클램프 발생부(11)에서 소정 레벨로 출력되는 아날로그 영상신호를 클럭 발생부(15)의 AD 샘플링 클럭에맞춰 해당 아날로그 영상신호를 샘플링하여 디지털 영상신호를 발생한다.Subsequently, the A / D converter 12 of the sampling unit 10 adjusts the analog image signal output at the predetermined level from the clamp generator 11 to the AD sampling clock of the clock generator 15 to convert the analog image signal. Sampling generates a digital video signal.
여기서 상기 A/D 컨버터(12)가 샘플링할 때, 흑색 및 백색에 대한 기준값인 오프셋(offset) 값 및 이득(gain) 값을 각각 정확히 조정해 주는 것이 매우 중요하다.In this case, when the A / D converter 12 samples, it is very important to accurately adjust offset and gain values, which are reference values for black and white, respectively.
이어서 상기 A/D 컨버터(12)의 오프셋 값과 이득 값이 정확하게 설정되지 않으면 흑색이 흑색으로 정확히 표현되지 않거나 어두운 부분의 색상이 모두 흑색으로 샘플링되거나 또는, 백색 부분이 최대 표현 가능한 밝기보다 어두워지거나 백색 영역에 가까운 밝은 색이 포화되게 나타나서 정확한 샘플링이 이루어지지 않게 된다.Subsequently, if the offset value and the gain value of the A / D converter 12 are not set correctly, the black color may not be accurately represented as black, or the color of the dark portion may be all sampled as black, or the white portion may be darker than the maximum expressible brightness. Bright colors close to the white area appear saturated, resulting in inaccurate sampling.
즉, 상기 A/D 컨버터(12)에서 오프셋 값이 기준값보다 낮게 설정되면 흑색이 회색처럼 샘플링되어 도 2a에 도시된 바와 같이 나타나고, 해당 오프셋 값이 기준값보다 높게 설정되면 흑색에 가까운 회색이 흑색으로 샘플링되어 도 2b에 도시된 바와 같이 나타나게 된다.That is, when the offset value is set lower than the reference value in the A / D converter 12, black is sampled as gray and appears as shown in FIG. 2A. When the offset value is set higher than the reference value, gray close to black becomes black. It is sampled and shown as shown in FIG. 2B.
이어서 상기 A/D 컨버터(12)에서 이득 값이 기준값보다 낮게 설정되면 백색이 밝은 회색처럼 샘플링되어 도 3a에 도시된 바와 같이 나타나게 되고, 해당 이득 값이 기준값보다 높게 설정되면 백색에 가까운 밝은 회색이 백색으로 샘플링되어 도 3b에 도시된 바와 같이 나타나게 된다.Subsequently, when the gain value is set lower than the reference value in the A / D converter 12, white is sampled as light gray and appears as shown in FIG. 3A. When the gain value is set higher than the reference value, light gray close to white is obtained. It is sampled in white and appears as shown in FIG. 3B.
여기서 상기 A/D 컨버터(12)의 오프셋 및 이득 값은 선형 접근법(linear search) 또는 이분 접근법(binary search)에 의해 추론되어 설정된다.Here, the offset and gain values of the A / D converter 12 are inferred and set by a linear search or a binary search.
그리고 상기 A/D 컨버터(12)의 오프셋 및 이득 값은 R/G/B 3 색 각각에 대하여 설정되므로 해당 오프셋 및 이득 값의 설정이 정확하게 되지 않으면 그 영향이 R/G/B 3 색 각각에 대하여 잘못된 샘플링 결과가 나타나게 된다.The offset and gain values of the A / D converter 12 are set for each of the three colors of R / G / B. Therefore, if the offset and gain values are not set correctly, the influence is applied to each of the three colors of R / G / B. Incorrect sampling results will result.
결국, 정확하게 샘플링되지 않은 디지털 영상신호를 잘 가공해 보아도 많은 부분의 신호를 손실한 채로 가공하게 되므로 화질의 심한 열화를 발생시킨다.As a result, even if a digital video signal that is not accurately sampled is processed well, a large portion of the signal is processed with loss, resulting in severe deterioration of image quality.
이상에서 설명한 종래 기술에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.The offset and gain value adjusting device of the A / D converter according to the related art described above has the following problems.
첫째, 선형 접근법 및 이분 접근법을 이용하여 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값을 조정하기 위해서는 해당 선형 접근법 및 이분 접근법의 입/출력 특성이 선형적이어야만 한다.First, in order to adjust the offset and gain values of the A / D converter using the linear approach and the bipartite approach, the input / output characteristics of the linear and the bipartite approaches must be linear.
둘째, 선형 접근법 및 이분 접근법을 이용하여 A/D 컨버터의 정확한 오프셋 및 이득 값을 추론하는데는 많은 시간이 걸린다.Second, it takes a lot of time to infer the correct offset and gain values of the A / D converter using the linear and binary approaches.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 퍼지 규칙을 이용하여 A/D 컨버터의 정확한 오프셋 및 이득 값을 좀더 신속하고 정확하게 추론될 수 있도록 한 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the offset and gain value of the A / D converter to be able to infer the accurate offset and gain value of the A / D converter more quickly and accurately using the fuzzy rule. The purpose is to provide a method of coordination.
도 1은 종래 기술에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도1 is a block diagram showing a schematic configuration of a device for adjusting offset and gain values of an A / D converter according to the prior art;
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 A/D 컨버터에서 오프셋 값이 부정확하게 조정된 경우를 나타낸 도면2A and 2B illustrate a case where an offset value is incorrectly adjusted in the A / D converter illustrated in FIG. 1.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 A/D 컨버터에서 이득 값이 부정확하게 조정된 경우를 나타낸 도면3A and 3B illustrate a case in which a gain value is incorrectly adjusted in the A / D converter shown in FIG. 1.
도 4는 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에서 테스트 패턴을 나타낸 도면4 is a view illustrating a test pattern in an offset and gain value adjusting method of an A / D converter according to the present invention.
도 5a 및 도 5b는 퍼지 함수의 전건부 및 후건부 퍼지수를 나타낸 도면5A and 5B are diagrams showing the front and rear part purge water of the fuzzy function;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 퍼지 규칙에서 전건부의 유사도 및 결과를 나타낸 도면Figures 6a and 6b is a view showing the similarity and results of the electric gun in the fuzzy rule of the present invention
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 퍼지 규칙에서 전건부의 유사도 및 최종 보정값을 나타낸 도면7a and 7b is a view showing the similarity and final correction value of the electric gun in the fuzzy rule of the present invention
도 8은 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법을 나타낸 플로우 차트8 is a flowchart illustrating a method of adjusting offset and gain values of an A / D converter according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에서 오프셋 값 조정방법을 나타낸 플로우 차트9 is a flowchart illustrating an offset value adjusting method in an offset and gain value adjusting method of an A / D converter according to the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에서 이득 값 자동 조정방법을 나타낸 플로우 차트10 is a flowchart illustrating a method of automatically adjusting gain values in an offset and gain value adjusting method of an A / D converter according to the present invention.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법은 퍼지 함수 규칙을 이용한 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에 있어서, 오프셋 및 이득 값을 초기치로 설정하는 단계와, 오프셋 값을 초기치로 설정한 후, A/D 컨버터를 통해 현재 A/D 샘플링된 신호의 최소값과 직전의 오프셋 값의 비교결과에 따라 최적의 오프셋 값을 추론하는 단계와, 이득 값을 초기치로 설정한 후, A/D 컨버터를 통해 현재 A/D 샘플링된 신호의 최대값과 직전의 이득 값 비교결과에 따라 최적의 이득 값을 추론하는 단계와, 추론된 오프셋 값이 최소값으로 샘플링되었는지 여부를 판단하여 오프셋 값 추론을 종료하거나 최적의 오프셋 값을 추론하는 단계로 복귀하는 단계와, 추론된 오프셋 값이 최소값으로 샘플링되면, 추론된 이득 값이 최대값으로 샘플링되었는지 여부를 판단하여 이득 값 추론을 종료하거나 최적의 이득 값을 추론하는 단계로 복귀하는 단계를 포함하여 이루어지는데 그 특징이 있다.The method for adjusting the offset and gain values of the A / D converter according to the present invention for achieving the above object, in the method for adjusting the offset and gain values of the A / D converter using a fuzzy function rule, the offset and gain values as initial values Setting the offset value and initializing the offset value, and inferring the optimum offset value according to a result of comparing the minimum value of the current A / D sampled signal with the previous offset value through an A / D converter, and gain After the initial value is set, inferring the optimum gain value according to the result of comparing the maximum value of the current A / D sampled signal with the previous gain value through the A / D converter, and inferring the offset value to the minimum value. Determining whether or not it has been sampled, ending the inference of the offset value, or returning to inferring the optimal offset value, and if the inferred offset value is sampled to the minimum value, inferred gain value Makin made to determine whether or not the maximum sampled value, including the step of returning to the step of shutting down or infer the optimum gain value is a gain value speculation has its features.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an offset and gain value adjusting method of an A / D converter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에서 테스트 패턴을 나타낸 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 퍼지 함수의 전건부 및 후건부 퍼지수를 나타낸 도면이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 퍼지 규칙에서 전건부의 유사도 및 결과를 나타낸 도면이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 퍼지 규칙에서 전건부의 유사도 및 최종 보정값을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법을 나타낸 플로우 차트이고, 도 9는 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에서 오프셋 값 조정방법을 나타낸 플로우 차트이며, 도 10은 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법에서 이득 값 조정방법을 나타낸 플로우 차트이다.4 is a view showing a test pattern in the method of adjusting the offset and gain values of the A / D converter according to the present invention, Figures 5a and 5b is a view showing the front and rear dry purge number of the purge function, Figure 6a and Figure 6b is a view showing the similarity and the result of the electric gun in the fuzzy rule of the present invention, Figures 7a and 7b is a view showing the similarity and the final correction value of the electric gun in the fuzzy rule of the present invention, Figure 8 is in accordance with the present invention 9 is a flowchart illustrating an offset and gain value adjusting method of the A / D converter, FIG. 9 is a flowchart illustrating an offset value adjusting method in the offset and gain value adjusting method of the A / D converter according to the present invention, and FIG. A flowchart illustrating a gain value adjusting method in an offset and gain value adjusting method of an A / D converter according to the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법은 먼저, 오프셋 및 이득 값을 초기치로 설정한다(S100).As shown in FIG. 8, in the method of adjusting the offset and gain values of the A / D converter according to the present invention, first, the offset and gain values are set to initial values (S100).
이어서 상기 오프셋 값을 초기치로 설정한 후, 상기 A/D 컨버터(도시생략)를 통해 현재 A/D 샘플링된 신호의 최소값과 직전의 오프셋 값의 비교결과에 따라 최적의 오프셋 값을 추론한다(S200).Subsequently, after setting the offset value to an initial value, an optimal offset value is inferred based on a result of comparing the minimum value of the current A / D sampled signal with the previous offset value through the A / D converter (not shown) (S200). ).
여기서 상기 최적의 오프셋 값을 추론하는 방법을 도 9를 참조하여 상세히 설명하면, 상기 오프셋 값을 초기치로 설정한 후(S210), 상기 A/D 컨버터(도시생략)를 통해 A/D 샘플링된 최소값을 검출한다(S211).Here, the method of inferring the optimal offset value will be described in detail with reference to FIG. 9. After setting the offset value to an initial value (S210), the minimum value A / D sampled through the A / D converter (not shown) is described. It is detected (S211).
이어서 상기 검출된 최소값이 '0'인지 여부를 판단한다(S212).Subsequently, it is determined whether the detected minimum value is '0' (S212).
여기서 상기 검출된 최소값이 '0'이 아니면, 상기 A/D 샘플링된 최소값과 직전의 오프셋 보정값으로부터 현재 조정해야 될 오프셋 보정값을 추론하는 방법을 퍼지 규칙을 통해 설명하면 다음과 같다.If the detected minimum value is not '0', a method of inferring an offset correction value to be adjusted currently from the A / D sampled minimum value and the offset correction value immediately before is explained through a fuzzy rule.
이때, xi는 현재의 A/D 샘플링된 최소값 또는 최대값을 나타내며, ui는 현재 입력 화면 상태에 대한 오프셋 및 이득 보정값을 나타내고, Ai는 퍼지함수의 전건부 퍼지수이며, Bi는 퍼지함수의 후건부 보정값에 대한 퍼지수이고, 해당 전건부는 IF 이하 THEN 앞의 규칙부이며, 해당 후건부는 THEN 이하의 규칙부를 나타낸다.Where x i represents the current A / D sampled minimum or maximum value, u i represents the offset and gain correction values for the current input screen state, A i is the overall fuzzy number of the fuzzy function, and B i Is the fuzzy number with respect to the back dry portion correction value of the fuzzy function, the front dry portion is the regular portion before THEN below IF, and the rear dry portion represents the regular portion below THEN.
예를 들어 '만약 샘플링된 최소값이 '0'이면, 오프셋 보정값은 '0' 이다'라는 개념적인 퍼지함수 규칙이 형성될 수 있다.For example, a conceptual fuzzy function rule may be formed that 'if the sampled minimum value is' 0', the offset correction value is' 0 '.
여기서 대부분의 시스템 구성 성질에 따라 퍼지함수의 후건부에서 추론되어야 할 제어값이 항상 '0'일 수는 없다.Here, the control value to be inferred from the fuzzy function's backside may not always be '0' depending on the nature of most system configurations.
결국, A/D 컨버터의 예에서도 오프셋 값은 최소값에서 최대값 사이의 어떤 값이 될지 알 수 없는 상황이다.As a result, even in the example of the A / D converter, it is impossible to know what the offset value will be between the minimum value and the maximum value.
따라서 퍼지함수의 전건부에 사용될 대상값을 현재의 출력값으로 정하지 않고 원하는 최종치와의 오차, 즉 에러치를 전건부에 사용하고, 후건부도 오프셋 자체의 값이 아니라, 오프셋 보정값으로 잡아 줌으로써 제어규칙의 개수를 하나로 줄일 수가 있다.Therefore, instead of setting the target value to be used in the front part of the fuzzy function as the current output value, the error value, that is, the error value is used in the front part, and the rear part also uses the offset correction value instead of the offset itself. The number of can be reduced to one.
즉, 전건부는 제어 결과치를 사용하는 것이 아니라 최종 원하는 상태로부터의 제어 결과치의 현재 오차값을 사용하고, 후건부에는 추론할 제어값(오프셋 또는 이득값)을 특정치로 정해 사용하는 것이 아니라 제어값을 보정해 주는 값 즉, 제어값의 보정치(오프셋 또는 이득 보정값)를 '0'으로 잡아주는 것으로써 어떤 제어 시스템에서나 적용 가능한 규칙을 만들 수 있다.That is, the front key part does not use the control result value, but uses the current error value of the control result value from the final desired state, and the rear key part does not use the control value (offset or gain value) to be inferred as a specific value, but uses the control value. By setting the correction value, ie, the correction value (offset or gain correction value) of the control value to '0', a rule applicable to any control system can be made.
결국, 퍼지함수의 전건부와 후건부 조건에 따른 퍼지 규칙 개수를 여러 개로 만들 필요없이 하나의 규칙만으로도 퍼지 규칙을 만들 수 있다.As a result, it is possible to create a fuzzy rule with only one rule without having to make several fuzzy rules according to the condition of the front part and the back part of the fuzzy function.
이어서 수학식 1에 정의된 전건부 퍼지수, Ai는 명확한 한 점의 값을 의미하는 것이 아니라 'A 정도'라는 식으로 표현되는 정성적인 의미가 포함된 수치이다. 오프셋 및 이득 값의 보정에 의하여 정확한 샘플링 값을 얻는 것이 목적인 현재의시스템(A/D 컨버터) 예에서는 도 5a에 도시된 바와 같이, '목표값 A를 기준으로 한 [Amin, Amax]와 유사한 값' 정도로 해석하면 된다.Subsequently, the integral key fuzzy number, A i , defined in Equation 1 does not mean a value of a specific point, but a numerical value including a qualitative meaning expressed by an expression of 'A degree'. In the current system (A / D converter) example, which aims to obtain an accurate sampling value by correcting offset and gain values, as shown in FIG. 5A, 'A min , A max ' Similar value '.
또한, 퍼지함수의 후건부 제어 대상이 되는 값은 직접적인 오프셋 또는 이득 값이 아니라 테스트 패턴에 대한 목표 샘플링 치에 대한 샘플링 치의 오차를 '0'으로 만드는 오프셋 보정값이며, 이 보정 목표값은 '0'이다.In addition, the value to be controlled by the fuzzy function is not an offset or a gain value, but an offset correction value that makes an error of a sampling value with respect to a target sampling value for a test pattern '0', and this correction target value is '0'. 'to be.
즉, 도 5b에 도시된 바와 같이, '목표값이 0 부근의 [Umin, Umax] 사이의 보정값' 정도로 해석하면 된다.That is, as illustrated in FIG. 5B, the target value may be interpreted as about a correction value between [U min , U max ] around 0 '.
이어서 퍼지함수의 전건부 및 후건부 퍼지수와 실재 시스템에서 얻을 수 있는 단일수(distinct number)와의 비교가 어떻게 이루어질 수 있는지 살펴보면, 퍼지수는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 단일수가 아니라 특정수의 주변에서 정의되는 연속적인 개념의 수이다.Subsequently, how the comparison between the front and rear part purge water of the purge function and the distinct number obtained in the real system can be made, as shown in FIGS. 5A and 5B. It is the number of consecutive concepts defined around the number.
여기서 해당 퍼지수의 퍼지함수는 삼각형 형태도 가능하고, 비대칭 삼각형, 가우시안(gaussian) 함수 형태 등 원하는 어떤 형태로든 정의할 수 있으며 중심을 나타내는 꼭지점(peak)이 존재하며 최대치가 '1'이면 된다.In this case, the fuzzy function of the corresponding fuzzy number may be a triangular shape, and may be defined in any desired shape such as an asymmetric triangle, a Gaussian function shape, a peak representing a center, and a maximum value of '1'.
이때, 일반적인 퍼지 추론 방법을 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.In this case, a general fuzzy inference method will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.
상기 수학식 1에 정의된 현재 입력, xi(현재 A/D 샘플링된 최소값 또는 최대값)를 x1이라고 한다면, 도 6a에 도시된 바와 같이, x1에 대한 해당 퍼지함수의 전건부 퍼지수 즉, 유사도(similarity) 값을 산출할 수가 있다.If the current input, x i (current A / D sampled minimum or maximum value) defined in Equation 1 is x1, as shown in FIG. 6A, the total dry purge number of the corresponding fuzzy function for x1, ie, The similarity value can be calculated.
그리고 상기 유사도 값(w)이 구해지면 해당 유사도 값(w)으로부터 퍼지함수 후건부의 보정값을 얼마나 적용해야 될 것인지 추론할 수 있다.When the similarity value w is obtained, it can be deduced from the similarity value w how much the correction value of the fuzzy function post-drying part should be applied.
여기서 퍼지함수 전건부의 현재 입력(현재 A/D 샘플링된 최소값 또는 최대값)이 많을 경우에는 각 퍼지함수로부터 구해지는 유사도 값(w)들 중 최저값을 취하거나 곱셈된 값을 취하는 방식으로 해당 유사도 값(w)을 결정한다.If there are many current inputs (current A / D sampled minimum or maximum values) of the fuzzy function unit, the similarity value is obtained by taking the lowest value among the similarity values (w) obtained from each fuzzy function or taking a multiplied value. Determine (w).
그리고 퍼지함수의 후건부 퍼지수로부터 도 6a에 도시된 바와 같이, 유사도 값(w)을 초과하는 부분에 대한 퍼지함수 부분은 제거하고 나머지 부분의 값으로부터 무게중심에 해당하는 점의 u 값을 취하는 방식의 추론을 하게 된다.Then, as shown in FIG. 6A, the fuzzy function portion of the purge function is removed from the fuzzy function portion for the portion exceeding the similarity value w and takes the u value of the point corresponding to the center of gravity from the value of the remaining portion. Inferring the way.
이어서 서로 다른 입력값에 대한 서로 다른 보정값을 가지는 서로 다른 경우의 규칙들이 여러 개 공존하여야 되며, 해당 규칙들의 결과는 도 6b에 도시된 바와 같이 추론된다.Subsequently, several rules of different cases having different correction values for different input values must coexist, and the results of the rules are inferred as shown in FIG. 6B.
또한, 제안한 퍼지 추론방법은 퍼지함수 전건부의 입력값(A/D 샘플링된 최소값 또는 최대값)이 x1 및 x2 일때 엄연히 서로 다른 부호의 차를 보이는 값들에 대하여 서로 다른 후건부 퍼지값을 추론할 수 있도록 하고, 기존의 무게 중심법보다 더 신속하고 정확하게 퍼지 추론이 가능한 방법으로 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.In addition, the proposed fuzzy inference method can infer different back-dry fuzzy values for values that show a difference in sign when the input value (A / D sampled minimum value or maximum value) of the fuzzy function front part is x1 and x2. The method of purging inferred faster and more accurately than the conventional center of gravity method will be described with reference to FIGS. 7A and 7B as follows.
먼저 일반적인 퍼지 규칙에서는 하나의 규칙으로부터 얻어지는 추론 결과는 유사도 값(w)이 같을 경우에는 하나밖에 존재하지 않는다.First, in the general fuzzy rule, there is only one inference result obtained from one rule when the similarity values w are the same.
한편 도 7a에 도시된 바와 같이, 동일한 입력 범위와 동일한 보정 범위를 가지는 경우에 대해서 하나의 퍼지 규칙만으로 x1, x2처럼 서로 다른 입력 값이 들어오는 경우에 대해서도 별도의 다른 규칙을 정의하지 않고서 추론된 보정 범위를 두 부분으로 나누어 전건부의 조건에 따라 최종 제어(오프셋 또는 이득) 보정값을 추론할 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 7a, for the case of having the same input range and the same correction range, even if a different input value, such as x1, x2 with only one fuzzy rule to enter the correction inferred without defining a separate rule By dividing the range into two parts, the final control (offset or gain) correction can be inferred under the conditions of the health division.
즉, x1 및 x2가 입력이라 가정하면 해당 입력 x1 및 x2에 대한 유사도 값(w)을 도 7a에 도시된 바와 같이 산출할 수 있다.That is, assuming that x1 and x2 are inputs, the similarity values w for the corresponding inputs x1 and x2 may be calculated as shown in FIG. 7A.
이어서 상기 유사도 값(w)에 대한 후건부 퍼지값(보정값)의 보정 범위 즉, [Ulower, Uupper]를 도 7a에 도시된 바와 같이 산출한다.Subsequently, a correction range, that is, [U lower , U upper ] of the back dry part purge value (correction value) with respect to the similarity value w is calculated as shown in FIG. 7A.
그리고 현재 샘플링 오차 즉, 현재의 A/D 샘플링된 최소값과 기 설정된 샘플링 기준값의 차가 양인지 음인지에 따라 현재 보정값으로부터 보정해야될 방향 결정이 가능하다.The direction to be corrected from the current correction value can be determined according to whether the current sampling error, that is, the difference between the current A / D sampled minimum value and the preset sampling reference value is positive or negative.
예를 들어, 오프셋 경우에 현재 샘플링 오차가 양이면 오프셋 보정값을 양의 방향으로 보정해야 하고, 상기 현재 샘플링 오차가 음이면 오프셋 보정값을 음의 방향으로 보정해야 한다.For example, in the case of offset, if the current sampling error is positive, the offset correction value should be corrected in the positive direction. If the current sampling error is negative, the offset correction value should be corrected in the negative direction.
또한, 이득의 경우에 현재 샘플링 오차(현재 A/D 샘플링된 최대값 - 기 설정된 샘플링 기준값)가 양이면 이득 보정값을 음의 방향으로 보정해야 되고, 상기 현재 샘플링 오차가 음이면 이득 보정값을 양의 방향으로 보정해야 한다.Also, in the case of gain, if the current sampling error (current A / D sampled maximum value-the preset sampling reference value) is positive, the gain correction value should be corrected in the negative direction. It should be corrected in the positive direction.
이때 도 7b에 도시된 바와 같이, 보정값의 보정 범위인 [Ulower, Uupper]로부터 실제 보정값의 방향성을 결정할 수 있으며, 현재 보정값(U(k)은 직전의 보정값(U(k-1))과 현재 추론된 보정 구간의 경계치(Ulower또는 Uupper)의 중간값으로추론된다.In this case, as shown in FIG. 7B, the direction of the actual correction value may be determined from the correction range [U lower , U upper ] of the correction value, and the current correction value U (k) is the previous correction value U (k -1)) and the median of the boundary (U lower or U upper ) of the currently inferred correction interval.
결국, 상기 판단 결과(S212), 상기 검출된 최소값이 '0'이 아니면, A/D 샘플링된 최소값에 대한 퍼지함수의 전건부 유사도 값(w)을 산출한다(S213).As a result, if the detected minimum value is not '0', the total similarity value w of the fuzzy function with respect to the A / D sampled minimum value is calculated (S213).
이어서 전건부의 유사도 값(w)을 산출하고, 산출된 유사도 값(w)으로부터 퍼지함수 후건부에 적용될 보정 범위를 도 7a에 도시된 바와 같이, 산출한다(S214).Subsequently, the similarity value w of the front part is calculated, and the correction range to be applied to the fuzzy function rear part is calculated from the calculated similarity value w, as shown in FIG. 7A (S214).
그리고 현재 A/D 샘플링된 최소값이 기 설정된 샘플링 기준값을 초과하는지 여부를 판단한다(S215).In operation S215, it is determined whether a minimum A / D sampled minimum value exceeds a preset sampling reference value.
상기 판단 결과(S215), 현재 A/D 샘플링된 최소값이 기 설정된 샘플링 기준값을 초과하면, 오프셋 보정값(U(k))은로 추론되고(S216), 상기 오프셋 값을 초기치로 설정하는 단계(S210)로 복귀하여 해당 오프셋 값을 현재 추론된 오프셋 보정값(U(k))으로 설정한 후, 해당 단계를 수행한다.As a result of the determination (S215), if the current A / D sampled minimum value exceeds the preset sampling reference value, the offset correction value U (k) is It is inferred to (S216), and returns to the step of setting the offset value to the initial value (S210) to set the offset value to the currently inferred offset correction value (U (k)), and then performs the step.
한편 상기 판단 결과(S215), 현재 A/D 샘플링된 최소값이 기 설정된 샘플링 기준값을 초과하지 않으면, 상기 오프셋 보정값(U(k))은로 추론되고(S217), 상기 오프셋 값을 초기치로 설정하는 단계(S210)로 복귀하여 해당 오프셋 값을 현재 추론된 오프셋 보정값(U(k))로 설정하고, 해당 단계를 수행한다.On the other hand, if the determination result (S215), the current A / D sampled minimum value does not exceed the preset sampling reference value, the offset correction value (U (k)) is It is inferred to (S217), and returns to the step of setting the offset value to the initial value (S210) to set the offset value to the currently inferred offset correction value (U (k)), and performs the step.
이어서 상기 A/D 샘플링된 최소값이 '0'이면, 현재의 오프셋 보정값과 직전의 오프셋 보정값이 동일한지 여부를 판단한다(S218).Subsequently, when the A / D sampled minimum value is '0', it is determined whether the current offset correction value is the same as the previous offset correction value (S218).
상기 판단 결과(S218), 현재 오프셋 보정값과 직전의 오프셋 보정값이 동일하면 해당 오프셋 값 조정을 종료한다(S220).As a result of the determination (S218), if the current offset correction value is the same as the previous offset correction value, the adjustment of the offset value is terminated (S220).
한편 상기 판단 결과(S218), 현재 오프셋 보정값과 직전의 오프셋 보정값이 동일하지 않으면, 현재 오프셋 보정값의 보정 범위를 감소시켜(S219), 상기 오프셋 값을 초기치로 설정하는 단계(S210)로 복귀하여 해당 단계를 수행한다.On the other hand, if the determination result (S218), the current offset correction value and the previous offset correction value is not the same, by reducing the correction range of the current offset correction value (S219), and setting the offset value to the initial value (S210) Return and perform the step.
또한, 이득 값을 초기치로 설정한 후, 상기 A/D 컨버터(도시생략)를 통해 현재 A/D 샘플링된 신호의 최대값과 직전의 이득 값 비교결과에 따라 최적의 이득 값을 추론한다(S300).In addition, after setting the gain value to an initial value, an optimal gain value is inferred based on a result of comparing the maximum value of the current A / D sampled signal and the previous gain value through the A / D converter (not shown) (S300). ).
여기서 상기 최적의 이득 값을 추론하는 방법을 도10을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.A method of inferring the optimal gain value will now be described in detail with reference to FIG. 10.
먼저 이득 값을 초기치로 설정한다(S310).First, the gain value is set to an initial value (S310).
이어서 A/D 샘플링된 최대값을 검출하고(S311), 해당 검출된 최대값은 최대치(maximum)인지 여부를 판단한다(S312).Subsequently, the A / D sampled maximum value is detected (S311), and it is determined whether the detected maximum value is the maximum value (S312).
상기 판단 결과(S312), 검출된 최대값이 최대치가 아니면, A/D 샘플링된 최대값에 의한 퍼지함수 전건부의 유사도 값(w)을 산출하고(S313), 산출된 유사도 값(w)으로부터 퍼지함수 후건부에 적용될 보정 범위를 산출한다(S314).As a result of the determination (S312), if the detected maximum value is not the maximum value, the similarity value (w) of the fuzzy function whole unit by the A / D sampled maximum value is calculated (S313), and the fuzzy value is calculated from the similarity value (w). The correction range to be applied to the function back construction unit is calculated (S314).
여기서 퍼지함수 전건부의 유사도 값(w)과 해당 유사도 값(w)으로부터 이득 보정값의 보정 범위를 산출하는 방법은 오프셋 보정값의 보정 범위를 산출하는 방법과 동일하다.Here, the method of calculating the correction range of the gain correction value from the similarity value w and the similarity value w of the fuzzy function whole unit is the same as the method of calculating the correction range of the offset correction value.
이어서 현재 A/D 샘플링된 최대값이 기 설정된 샘플링 기준값을 초과하는지 여부를 판단한다(S315).Subsequently, it is determined whether the maximum A / D sampled maximum value exceeds a preset sampling reference value (S315).
상기 판단 결과(S315), 현재 A/D 샘플링된 최대값이 기 설정된 샘플링 기준값을 초과하지 않으면, 이득 보정값(U(k))은로 추론되고(S316), 상기 이득 값을 초기치로 설정하는 단계(S310)로 복귀하여 해당 이득 값을 현재 추론된 이득 보정값(U(k))으로 설정하고, 해당 단계를 수행한다.As a result of the determination (S315), if the current A / D sampled maximum value does not exceed the preset sampling reference value, the gain correction value U (k) is It is inferred to (S316), and returns to the step of setting the gain value to the initial value (S310) to set the gain value to the currently inferred gain correction value (U (k)), and performs the step.
한편 상기 판단 결과(S315), 현재 A/D 샘플링된 최대값이 기 설정된 샘플링 기준값을 초과하면, 상기 이득 보정값(U(k))은로 추론되고(S317), 상기 이득 값을 초기치로 설정하는 단계(S310)로 복귀하여 해당 이득 값을 현재 추론된 이득 보정값(U(k))으로 설정하고, 해당 단계를 수행한다.On the other hand, if the determination result (S315), the current A / D sampled maximum value exceeds the preset sampling reference value, the gain correction value (U (k)) is It is inferred to (S317), and returns to the step of setting the gain value to the initial value (S310) to set the gain value to the currently inferred gain correction value (U (k)), and performs the step.
이어서 상기 판단 결과(S312), 검출된 최대값이 최대치이면, 현재의 이득 보정값과 직전의 이득 보정값이 동일한지 여부를 판단한다(S318).Subsequently, in the determination result (S312), if the detected maximum value is the maximum value, it is determined whether the current gain correction value is the same as the previous gain correction value (S318).
상기 판단 결과(S318), 현재의 이득 보정값과 직전의 이득 보정값이 동일하면 상기 이득 값 조정을 종료하고(S320), 상기 현재의 이득 보정값과 직전의 이득 보정값이 동일하지 않으면 현재 이득 보정값의 보정 범위를 감소시켜(S319) 상기 이득 값을 초기치로 설정하는 단계(S310)로 복귀하여 해당 단계를 수행한다.As a result of the determination (S318), if the current gain correction value is equal to the previous gain correction value, the adjustment of the gain value is terminated (S320). If the current gain correction value is not equal to the previous gain correction value, the current gain is not the same. The correction range of the correction value is reduced (S319), and the process returns to the step of setting the gain value to an initial value (S310) to perform the corresponding step.
여기서 상기 오프셋 및 이득 값 추론이 완료되면, 상기 추론된 오프셋 값이 최소값으로 샘플링 되었는지 여부를 판단한다(S400).Here, when the inference of the offset and gain values is completed, it is determined whether the inferred offset value has been sampled to the minimum value (S400).
상기 판단 결과(S400), 상기 추론된 오프셋 값이 최소값으로 샘플링되지 않았으면, 상기 최적의 오프셋 값을 추론하는 단계(S200)로 복귀하여 해당 단계를 수행한다.As a result of the determination (S400), if the inferred offset value is not sampled to the minimum value, the process returns to the step of inferring the optimal offset value (S200) and performs the corresponding step.
한편 상기 판단 결과(S400), 상기 추론된 오프셋 값이 최소값으로 샘플링되었으면, 상기 추론된 이득 값이 최대값으로 샘플링되었는지 여부를 판단한다(S500).On the other hand, if the inferred offset value is sampled to the minimum value (S400), it is determined whether the inferred gain value is sampled to the maximum value (S500).
상기 판단 결과(S500), 상기 추론된 이득 값이 최대값으로 샘플링 되었으면, 해당 오프셋 및 이득 값 추론을 종료하고, 상기 추론된 이득 값이 최대값으로 샘플링되지 않았으면, 상기 최적의 이득 값을 추론하는 단계(S300)로 복귀하여 해당 단계를 수행한다.As a result of the determination (S500), if the inferred gain value is sampled to the maximum value, the corresponding offset and gain value inference is terminated, and if the inferred gain value is not sampled to the maximum value, the optimal gain value is inferred. Returning to step S300 to perform the corresponding step.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법은 퍼지 규칙을 이용함으로써 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값을 좀더 신속하고 정확하게 추론할 수 있다.As described above, the offset and gain value adjusting method of the A / D converter according to the present invention can infer the offset and gain values of the A / D converter more quickly and accurately by using a fuzzy rule.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 A/D 컨버터의 오프셋 및 이득 값 조정방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the method of adjusting the offset and gain values of the A / D converter according to the present invention has the following effects.
첫째, 퍼지 규칙을 통해 비선형 입/출력에 대해서도 오프셋 및 이득 값 조정이 가능하다.First, fuzzy rules allow offset and gain values to be adjusted for nonlinear inputs and outputs.
둘째, 퍼지 규칙을 통해 오프셋 및 이득 보정값의 보정 범위를 먼저 한정함으로써 좀더 신속하고 정확하게 해당 오프셋 및 이득 값 추론이 가능하다.Second, the fuzzy rule first limits the correction range of the offset and gain correction values, allowing for faster and more accurate inference of the offset and gain values.
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