К ВОПРОСУ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ СИГНАЛОВ
Неуклонное расширение круга современных приложений при решении важных трудоемких задач по обработке многомерных сигналов звуковой локации, космической астрономии, сейсмографии, связи, медицинской электроники и другие проблемы требуют колоссальных объемов математических расчетов над большими массивами данных в реальном масштабе времени, выполнение которых невозможно без использования высокопроизводительных и надежных средств вычислительной техники. Все это ставит перед исследователями новые проблемы, связанные, прежде всего, с постоянным ужесточением требований к производительности и отказоустойчивости алгоритмических и аппаратных средств цифровой обработке сигналов (ЦОС). Одним из основных алгоритмов ЦОС является цифровая фильтрация, которая может быть реализована с помощью вычисления свертки, с помощью алгоритмов дискретного преобразования Фурье, алгоритма Винограда преобразования Фурье, теоретико-числового преобразования, а также их различных модификаций и быстрых реализаций. Помимо алгоритмов, использующих частотное представление сигнала, широко используются алгоритмы, работающие в прострaнcтвенных координатах, такие как линейные и нелинейные преобразования и алгоритмы, основанные на изучении статистической модели шума. Однако следует заметить, что не всегда удается решить обратную задачу, т.е. отделить полезный сигнал от шумовой составляющей. Применение статистических алгоритмов осложняется необходимостью построения точной модели шума для конкретного случая, что тоже удается сделать далеко не всегда.
В данной работе предлагается использовать интегральное преобразование сигнала для получения его энергетической хаpaктеристики, с последующей трaнcформацией сигнала в зону понижения шумов.
Суть метода заключается в анализе сигнала с точки зрения распределения его энергии по всевозможным областям, на которых определен сигнал. Для данного анализа на координатной сетке строиться гиперповерхность. Точка на координатной сетке определяет область сигнала, а значение гиперповерхности в данной точке определяет энергию сигнала, содержащуюся в соответствующей области сигнала.
ПроцеДypa восстановления исходного сигнала из гиперповерхности является нелинейной фильтрацией, и основана на трaнcформации сигнала в точки с наибольшей энергией. Экспериментально подтверждено, что данная трaнcформация фильтрует сигнал от импульсной и аддитивной шумовых составляющих значительно лучше, чем наиболее распространенные на сегодняшний день методы фильтрации, такие как метод скользящего окна, метод медианной фильтрации и др. [1].
Однако алгоритм метод оптимального среднего является крайне тяжелым алгоритмом с точки зрения вычислительной сложности, к тому же, циклы данного алгоритма не могут быть параллельно выполнены на многопроцессорном вычислительном комплексе, из-за сцепления по переменным в телах циклов. В связи с чем, был проведен анализ его вычислительного ядра. Результатом данного анализа явилась модифицированная версия алгоритма с меньшей вычислительной сложностью, а также параллельной структурой. Модифицированный алгоритм лишен сцепления по переменным между внутренними вычислительными циклами, что позволяет эффективно выполнять программу, реализующую данный алгоритм, в среде вычислительного кластера с помощью технологий MPI или OpenMP.
Таблица 1. Сравнительная хаpaктеристика исходного и модифицированного алгоритмов
|
Алгоритм |
Вычислительная сложность |
Размерность простантства итераций |
Возможность параллельного исполнения циклов |
Возможность параллельного исполнения инструкций внутри циклов |
|
Исходный |
|
3 |
Нет (по всем измерениям) |
Нет (по всем измерениям) |
|
модифицированный |
O (n) |
2 |
Да (по всем измерениям) |
Да (по всем измерениям) |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Мезенцева О.С. Андреев А.А. Сравнительный анализ методов фильтрации шума в дискретных сигналах // НТЖ «Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности». - М.: 2007. -№2. - с.22-28.
Статья в формате PDF
129 KB...
18 04 2026 12:56:12
Статья в формате PDF
107 KB...
17 04 2026 12:44:49
Статья в формате PDF
119 KB...
16 04 2026 22:35:56
Статья в формате PDF
110 KB...
15 04 2026 21:51:40
Статья в формате PDF
109 KB...
14 04 2026 5:59:34
Статья в формате PDF
124 KB...
13 04 2026 15:54:32
Статья в формате PDF
289 KB...
12 04 2026 15:29:44
Статья в формате PDF
489 KB...
11 04 2026 3:53:30
Статья в формате PDF
127 KB...
10 04 2026 15:35:50
Статья в формате PDF
529 KB...
09 04 2026 16:20:17
Статья в формате PDF
730 KB...
07 04 2026 3:39:27
Статья в формате PDF
93 KB...
06 04 2026 9:11:22
Статья в формате PDF
129 KB...
05 04 2026 17:59:28
Статья в формате PDF
254 KB...
03 04 2026 21:37:43
Статья в формате PDF
129 KB...
02 04 2026 12:19:59
В статье авторами рассмотрены региональные особенности социальной защиты ветеранов, инвалидов и пожилых граждан, в частности, меры социальной поддержки и социальное обслуживание.
...
01 04 2026 5:51:47
Статья в формате PDF
113 KB...
31 03 2026 20:21:10
Статья в формате PDF
277 KB...
30 03 2026 3:24:50
Статья в формате PDF
135 KB...
29 03 2026 8:16:19
Получены закономерности взаимного влияния концентрации по 22 видам загрязнения семи родников, отобранных для исследования моделированием взаимосвязей между факторами. Дана полная корреляционная матрица монарных (на основе рангового или рейтингового распределения) и бинарных (между парами взаимно влияющих факторов) связей. Коэффициент функциональной связности равен сумме коэффициентов корреляции, разделенной на произведение числа строк на количество столбцов. Этот статистический показатель для всей сети родников применим при сопоставлении разных территорий. Первое место как влияющий параметр занимает общее микробное число, а как зависимый показатель – цветность. Анализ всех 484 моделей показал, что высокой предсказательной силой обладают слабые и средние факторные связи. Они же зачастую приводят к научно-техническим решениям мировой новизны на уровне изобретений.
...
28 03 2026 14:30:42
В настоящей работе представлены результаты физиолого-гигиенической оценки бронежилетов для наружного ношения, отличающихся конструкцией и видом используемых для изготовления чехлов материалов.
Проведены три серии испытаний бронежилетов в условиях микроклиматической камеры в лаборатории специальной одежды Ивановского НИИ охраны труда и реальных условиях эксплуатации в Отделе специального назначения УИН Минюста России по Ивановской области. Сравнительная оценка физиолого-гигиенических хаpaктеристик бронежилетов в первой серии испытаний показала, что по показателям теплового состояния и сердечно-сосудистой системы бронежилет модели 1, чехол которого изготовлен из нового материала с дискретным полимерным покрытием, отличается в лучшую сторону. Исследовали во второй серии испытаний эту модель бронежилета, но с введением в структуру дополнительного амортизационного слоя. Результаты испытаний показали, что сдвиги функционального состояния носчиков наименее выражены при использовании бронежилета с амортизационным слоем. При проведении третьей серии испытаний на пересечённой местности наибольшее число носчиков отметили бронежилет модели 1 с амортизационным слоем как оптимальный.
...
27 03 2026 11:42:13
При помощи комплекса статистических методик произведено сравнение ряда морфометрических хаpaктеристик разных сроков статической и динамической нагрузок. Выявлен фазный хаpaктер влияния этих факторов. Полученные результаты позволяют предполагать большую дезинеграцию процессов в щитовидной железе при влиянии статической нагрузки.
...
26 03 2026 11:54:19
Статья в формате PDF
477 KB...
25 03 2026 20:50:24
Статья в формате PDF
124 KB...
24 03 2026 12:14:20
Статья в формате PDF
109 KB...
23 03 2026 17:19:37
Статья в формате PDF
253 KB...
22 03 2026 18:48:32
Статья в формате PDF
152 KB...
21 03 2026 21:15:59
Статья в формате PDF
94 KB...
20 03 2026 7:27:23
Статья в формате PDF
120 KB...
18 03 2026 14:48:19
Статья в формате PDF
120 KB...
17 03 2026 10:15:21
Статья в формате PDF
272 KB...
16 03 2026 0:11:24
Статья в формате PDF
204 KB...
14 03 2026 8:38:29
Статья в формате PDF
116 KB...
13 03 2026 13:42:17
Статья в формате PDF
106 KB...
12 03 2026 17:22:16
Статья в формате PDF
138 KB...
11 03 2026 10:32:23
В экспериментах по микроэволюции генетически модифицированных бактерий (ГМО) при непрерывном культивировании показано, что при переходе от одного стационарного состояния к другому в открытой биологической системе скорость производства энтропии должна возрастать, а не уменьшаться, как следует из основных положений неравновесной термодинамики. С точки зрения термодинамики проточные культуры микроорганизмов – хемостат и турбидостат – это открытые термодинамические системы, способные находиться в устойчивых стационарных состояниях. Причем, в соответствии с классификацией М.Эйгена (1973), хемостат соответствует случаю постоянных потоков, а турбидостат – случаю постоянной организации. Несмотря на кажущееся разнообразие микроэволюционных переходов в двух типах открытых систем при их изучении обнаруживаются общие закономерности. Важнейшей из них является возрастание потока использованной популяциями свободной энергии, и, следовательно, возрастание теплорассеяния и скорости производства энтропии. Результаты свидетельствуют о необходимости дальнейшего развития термодинамической теории открытых биологических систем, дальнейшего изучения общих закономерностей биологического развития.
...
10 03 2026 19:38:50
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
