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
112 KB...
06 09 2026 22:25:59
Статья в формате PDF
110 KB...
04 09 2026 18:57:22
Статья в формате PDF
101 KB...
03 09 2026 18:44:59
В статье рассмотрена категория «инновация», как экономическое явление, что позволило дополнить отраженные в научной литературе критерии классификации инноваций. Определено, что важнейшей формой оказания государственной поддержки инноваций является повышение эффективности государственных расходов.
...
02 09 2026 17:35:17
Статья в формате PDF
130 KB...
01 09 2026 12:41:38
Статья в формате PDF
124 KB...
30 08 2026 15:49:37
Дана хаpaктеристика локализации и цитологических особенностей cart-пептидсодержащих нейронов, выявленных на территории кортико-медиальной группировки миндалевидного комплекса мозга
...
28 08 2026 22:42:59
Статья в формате PDF
96 KB...
27 08 2026 21:19:38
Статья в формате PDF
313 KB...
26 08 2026 13:23:33
Статья в формате PDF
240 KB...
25 08 2026 22:31:40
Статья в формате PDF
114 KB...
23 08 2026 11:21:40
Статья в формате PDF
130 KB...
21 08 2026 11:15:57
Статья в формате PDF
96 KB...
19 08 2026 0:44:43
Статья в формате PDF
263 KB...
18 08 2026 12:55:55
Статья в формате PDF
125 KB...
17 08 2026 11:37:56
Были построены модели: первая ─ модель деятельности специалиста в сфере безопасности жизнедеятельности на производственном объекте, состоящая из блоков знаний, умений, навыков, компетенций и компетентностей, выявленных на основе определения специфики его деятельности в условиях современных трудовых отношений (рассматривалась строительная отрасль) и составления списка умений, знаний, навыков и компетентностей. Вторая ─ модель специалиста (строится на основе первой), третья – модель обучения, включает в себя такие компоненты: цель обучения, функции, задачи, содержание, формы и методы, критерии оценки.
...
16 08 2026 10:51:55
Статья в формате PDF
112 KB...
15 08 2026 22:31:10
Статья в формате PDF
138 KB...
14 08 2026 1:58:31
В работе сформулированы принципы валеологического мировоззрения как образца устремлений, выполняющих ориентационную, нормирующую, прогностическую функции в отношении здоровья и здорового образа жизни.
...
12 08 2026 16:12:44
Химическая подготовка студентов медицинского вуза в значительной степени влияет на качество медицинского образования. Модульная структура курса общей химии для медиков, методическая система обучения, предложенные и внедренные на кафедре общей химии Кубанской государственной медицинской академии, позволяют создать условия для того, чтобы общая химия играла значимую роль в подготовке высококвалифицированного врача, в развитии и воспитании личности будущего медика.
...
11 08 2026 0:43:11
Статья в формате PDF
133 KB...
10 08 2026 15:41:14
Статья в формате PDF
132 KB...
09 08 2026 20:32:50
Статья в формате PDF
141 KB...
08 08 2026 3:21:48
Статья в формате PDF
114 KB...
07 08 2026 4:42:17
Статья в формате PDF
164 KB...
06 08 2026 5:55:43
Статья в формате PDF
119 KB...
05 08 2026 11:46:53
Статья в формате PDF
554 KB...
04 08 2026 15:35:32
Статья в формате PDF
276 KB...
02 08 2026 21:12:34
Статья в формате PDF
100 KB...
01 08 2026 19:50:30
Статья в формате PDF
256 KB...
31 07 2026 14:20:31
Статья в формате PDF
100 KB...
30 07 2026 18:52:51
Статья в формате PDF
109 KB...
29 07 2026 18:52:25
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 ::
