[디지털 신호 처리] 영차유지보간, 일차유지보간, 큐빅-스플라인 보간 방법

영차 유지 보간

: 이산 신호의 샘플 값을 일정한 간격으로 유지하여 값을 보간하는 방법. 새로운 샘플이 나타나기 전까지 이전 샘플의 값을 유지함으로써 보간을 수행한다. 이는 선형적으로 변하는 값을 추정하는 것보다 단순하고 계산 비용이 적으나, 신호의 변화가 급격한 부분에서는 왜곡이 발생할 수 있기 때문에 정확한 보간이 필요한 경우 적합하지 않다.

 

 

일차 유지 보간

큐빅-스플라인 보간

: 이산신호의 인접한 두 샘플 사이의 값을 직선으로 연결하여 새로운 샘플 값을 추정하는 방법으로, 선형적인 보간을 수행하여 두 샘플 값을 추정한다. 영차유지보간에 비해 왜곡이 적고 더 자연스로운 복원이 가능하지만 계산비용이 더 많이 들고, 신호의 변화가 빠른 고주파 신호의 경우 왜곡이 발생할 수 있기에 신호의 정확도가 저하될 수 있다.

 

 

큐빅-스플라인 보간

: 주어진 데이터 포인트를 연결하는 매끄러운 곡선을 생성하여 새로운 데이터 포인트를 추정하는 방법. 이산 신호를 작은 구간 단위로 나눈 뒤 각 구간에서 3차 다항식을 사용하여 이산신호를 아날로그 신호로 복원한다. 이 방법은 왜곡이 적고, 보간된 결과가 자연스럽게 연속성을 그리는 특징이 있기에 신호처리, 공학 및 과학분야 등 부드러운 곡선이 필요한 경우 사용된다. 세 가지 방법 중 가장 계산 과정이 복잡하고 계산 비용이 많이 들기 때문에 실시간으로 처리하는 경우 적합하지 않다.