К ВОПРОСУ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ СИГНАЛОВ

Авторы
Файлы

Мезенцева О.С. Андреев А.А. Статья в формате PDF 101 KB

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.

АВЕРЬЯНОВ ПЕТР ФЕДОРОВИЧ

Статья в формате PDF 82 KB...

29 03 2026 16:27:35

РАЗВИТИЕ ЭМОЦИОНАЛЬНО-ВОЛЕВОЙ СФЕРЫ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ СРЕДСТВАМИ ПСИХОГИМНАСТИКИ

Статья в формате PDF 242 KB...

28 03 2026 18:45:10

ОБОБЩЕННОЕ ДИСКРЕТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ ДЛЯ КОЛЕЦ НЕПРИВОДИМЫХ ПОЛИНОМОВ

Статья в формате PDF 119 KB...

27 03 2026 1:12:13

Интегративная профессиональная подготовка специалистов социальной сферы в вузе (монография)

Статья в формате PDF 312 KB...

26 03 2026 4:17:34

НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В РЕГИОНЕ

Статья в формате PDF 99 KB...

25 03 2026 1:40:11

ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ КОМПЕТЕНТНОСТИ СПЕЦИАЛИСТА СЕСТРИНСКОГО ДЕЛА С КВАЛИФИКАЦИЕЙ БАЗОВОГО СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 114 KB...

24 03 2026 7:34:49

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ПСИХОТРОПНЫХ ПРЕПАРАТОВ В КОМПЛЕКСНОМ ЛЕЧЕНИИ АРИТМИЙ ЦЕНТРАЛЬНОГО ГЕНЕЗА

Статья в формате PDF 291 KB...

23 03 2026 20:44:39

ВИДЫ ПАРАДЕЙСТВИЙ В ЯЗЫКЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ НЕВЕРБАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЯЗЫКОЗНАНИИ

В статье говорится о видах парадействий в языке и исследованиях невербальных элементов в языкознании. ...

22 03 2026 5:25:50

ХИРУРГИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕННОЙ ВЕРХНЕЙ СТЕНКИ ВЕРХНЕЧЕЛЮСТНОЙ ПАЗУХИ – ВАЖНЕЙШИЙ ЭЛЕМЕНТ РЕАБИЛИТАЦИИ ПОСТРАДАВШИХ

Статья в формате PDF 102 KB...

21 03 2026 21:54:10

КОНЦЕПЦИЯ СОВРЕМЕННОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 214 KB...

20 03 2026 17:44:54

ПЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ЧЕРТЫ МЕТАЛЛОГЕНИИ ЗОЛОТА

Статья в формате PDF 298 KB...

19 03 2026 20:17:53

СОСТОЯНИЕ ЭФФЕКТОРНОЙ ЗОНЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА КРОЛИКОВ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ХОЛЕРНОЙ ИНФЕКЦИИ, ОБУСЛОВЛЕННОЙ ВИБРИОНАМИ 01- И 0139-СЕРОГРУПП

Статья в формате PDF 147 KB...

18 03 2026 18:48:25

ОСОБЕННОСТИ ЦЕНОТИПА КИШЕЧНИКА ПРИ ПСОРИАЗЕ И ЭКЗЕМЕ

Статья в формате PDF 124 KB...

17 03 2026 9:45:35

Бражников Андрей Викторович

Статья в формате PDF 84 KB...

16 03 2026 20:12:22

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПАРАВЕРТЕБРАЛЬНЫХ ВЕГЕТАТИВНЫХ ГАНГЛИЕВ У ЖИВОТНЫХ С ВЫСОКОЙ КОНСТИТУЦИОНАЛЬНОЙ СКЛОННОСТЬЮ К АЛКОГОЛЬНОЙ БОЛЕЗНИ

Статья в формате PDF 112 KB...

15 03 2026 5:37:31

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРОЦЕССОВ АПОПТОЗА, НЕКРОЗА И ДИСТРОФИИ ОДНОЯДЕРНЫХ И МНОГОЯДЕРНЫХ МАКРОФАГОВ В КУЛЬТУРАХ ПЕРИТОНЕАЛЬНЫХ КЛЕТОК

Статья в формате PDF 102 KB...

14 03 2026 2:29:42

ПРАВОСЛАВИЕ И РАСКОЛ (ПО ПРОИЗВЕДЕНИЯМ ВЛАДИМИРА ЛИЧУТИНА «РАСКОЛ» И «СКИТАЛЬЦЫ»)

В работе рассматривается русский религиозный раскол, отраженный в творчестве Владимира Личутина, исследуются причины, истоки и последствия этой трагедии, разьявшей общество на две непримиримые стороны в XVII веке, который, по мнению автора, продолжается и поныне. Показано развитие национального самосознания нации, на которое влияют этнические приоритеты. Они обусловлены коллективной идентичностью на базе общности «крови и почвы», его едином историческом прошлом, территории, религиозными воззрениями этнос. Повествователь является посредником между изображенным и читателем, нередко выступая в роли свидетеля и истолкователя показанных лиц и событий. Ключевые слова: раскол, православие, Никон, царь Алексей Михайлович, Беловодье ...