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 пространственных 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 характеристики, с последующей трансформацией 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.
Процедура восстановления исходного сигнала из гиперповерхности является нелинейной фильтрацией, и основана на трансформации сигнала в точки с наибольшей энергией. Экспериментально подтверждено, что данная трансформация 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 характеристика 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.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Статья в формате PDF 137 KB...
10 07 2020 21:52:26
Статья в формате PDF 250 KB...
09 07 2020 2:15:17
Статья в формате PDF 164 KB...
08 07 2020 19:49:45
Статья в формате PDF 354 KB...
07 07 2020 10:24:56
Статья в формате PDF 159 KB...
06 07 2020 5:34:54
Статья в формате PDF 111 KB...
05 07 2020 15:51:17
Статья в формате PDF 290 KB...
03 07 2020 3:19:41
Статья в формате PDF 96 KB...
02 07 2020 15:32:48
Ранее авторами была показана применимость плазмоподобной теории растворов для расчетов эквивалентной электропроводности растворов различных электролитов в воде и этаноле. В данной статье были экспериментально измерены значения электропроводности хлороводорода в четырех н-спиртах (этаноле, пропаноле, бутаноле и пентаноле) при различных температурах (278-328 К), а также получены расчетные значения электропроводности. Сделан вывод о хорошем соответствии расчетных данных экспериментальным. ...
01 07 2020 2:59:26
Статья в формате PDF 114 KB...
30 06 2020 16:55:56
Статья в формате PDF 147 KB...
29 06 2020 12:23:10
Статья в формате PDF 102 KB...
28 06 2020 0:45:56
В Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам осуществлена государственная регистрация оригинального алгоритма и базы данных «Drug», позволяющих прогнозировать новые виды действия известных лекарственных средств. Программа основана на сравнении набора квантово-химических и геометрических дескрипторов молекул методами многомерной статистики. Результаты работы алгоритма получили практическое подтверждение для четырех препаратов. ...
25 06 2020 5:20:12
Статья в формате PDF 107 KB...
23 06 2020 20:26:37
Статья в формате PDF 101 KB...
22 06 2020 0:33:45
Статья в формате PDF 115 KB...
21 06 2020 2:33:11
Статья в формате PDF 111 KB...
20 06 2020 16:12:46
Статья в формате PDF 116 KB...
19 06 2020 11:59:38
Статья в формате PDF 129 KB...
18 06 2020 23:11:26
Статья в формате PDF 262 KB...
16 06 2020 21:38:27
Статья в формате PDF 268 KB...
14 06 2020 7:43:54
Статья в формате PDF 102 KB...
13 06 2020 23:30:56
Статья в формате PDF 254 KB...
11 06 2020 23:22:28
В статье рассмотрен кластерный подход к структурированию экономики и обоснованию стратегий региональной экономической политики повышения качества кластера процессов жизнеобеспечения. ...
10 06 2020 7:32:29
Озонированный (5х10 -7 г/мл) раствор Кребса не влиял на базальный тонус продольных полосок (n=21) трахеи 5 коров, а также на их тонус, вызванный ацетилхолином (10 -6 г/мл), но в 43% опытов достоверно уменьшал релаксирующий эффект адреналина (10 -7 г/мл), т.е. проявлял β-адреноблокирующий эффект. Это свойство озона необходимо учитывать при нормировании условий труда в производствах с повышенным образованием озона и при озонотерапии. ...
09 06 2020 12:45:57
Статья в формате PDF 277 KB...
08 06 2020 2:43:50
В статье отражен анализ работы котельного агрегата Т П-13/ В, работающего на смеси природного и доменного газов, выявлены основные недостатки его работы. Также предложены мероприятия, позволяющие повысить эффективность котельного агрегата и решить некоторые проблемы, связанные с его работой. Рассмотрена целесообразность внесения предложенных изменений. ...
07 06 2020 6:31:19
Статья в формате PDF 123 KB...
06 06 2020 1:43:47
Статья в формате PDF 124 KB...
05 06 2020 2:59:21
Статья в формате PDF 138 KB...
04 06 2020 20:19:16
Статья в формате PDF 146 KB...
03 06 2020 12:42:41
В статье доктора искусствоведения профессора Саратовской консерватории, члена-корреспондента Российской академии естествознания даётся обоснование нового научного направления – универсального искусствознания, целью которого является комплексное исследование художественного процесса с вовлечением всех видов искусства в их глобальном охвате, а также построение художественной картины мира как особого рода исторической памяти. ...
02 06 2020 14:28:55
Статья в формате PDF 177 KB...
31 05 2020 21:14:58
Статья в формате PDF 256 KB...
30 05 2020 7:47:37
Статья в формате PDF 113 KB...
29 05 2020 23:30:12
Статья в формате PDF 110 KB...
28 05 2020 7:39:10
Статья в формате PDF 116 KB...
27 05 2020 17:48:23
В работе приводятся сведения относительно возможности применения тестовых заданий и биологических задач для исследования личностных особенностей учащихся и выявления одаренных детей. Показано, что использование этого подхода может способствовать повышению эффективности выявления школьников с повышенным уровнем интеллекта. ...
26 05 2020 0:26:42
Обучение взрослых дипломированных специалистов существенно отличается от обучения студентов. Если на додипломном уровне приемлема педагогическая модель обучения с доминантой обучающего, то на этапе же последипломного образования необходимо руководствоваться продуктивной андрагогической моделью обучения. Её главный постулат: обучающийся – ведущее звено в процессе образования. Исходя из этого, в течение ряд лет мы используем методику психологического типирования личности американского исследователя Д. Кейрси. И на основании выявления уровней подготовки, психофизиологических и личностных особенностей обучающихся практикуем деловые игры, мастер-классы, создание взрослыми обучающимися порт-фолио непосредственно на рабочем месте. Результаты положительные. ...
25 05 2020 21:51:50
Статья в формате PDF 113 KB...
24 05 2020 19:12:12
Статья в формате PDF 288 KB...
23 05 2020 15:59:11
Статья посвящена проблемам становления новейшей лексики и орфографии новописьменного карельского языка. В статье отражены современные процессы развития лексикона, а также представлена к решению проблема так называемых послеложных падежей (элатива, аблатива, комитатива, аппроксиматива и терминатива). ...
21 05 2020 17:25:18
Статья посвящена актуальной проблеме – влиянию хронической алкогольной интоксикации на изменение структуры капсулы селезенки в раннем постнатальном онтогенезе. Дана сравнительная гистологическая характеристика капсулы с учетом зависимости изменений от различной концентрации потребляемого алкоголя. ...
20 05 2020 12:31:16
Статья в формате PDF 267 KB...
19 05 2020 0:12:40
Статья в формате PDF 136 KB...
18 05 2020 13:19:49
Статья в формате PDF 118 KB...
17 05 2020 8:26:48
Статья в формате PDF 111 KB...
16 05 2020 21:13:45
Статья в формате PDF 114 KB...
15 05 2020 16:24:38
Статья в формате PDF 122 KB...
14 05 2020 16:12:22
Статья в формате PDF 95 KB...
13 05 2020 13:22:53
Статья в формате PDF 212 KB...
12 05 2020 14:54:29
Статья в формате PDF 113 KB...
11 05 2020 8:11:57
Статья в формате PDF 115 KB...
10 05 2020 11:38:12
Статья в формате PDF 242 KB...
09 05 2020 23:42:55
Статья в формате PDF 105 KB...
08 05 2020 5:52:17
Статья в формате PDF 267 KB...
07 05 2020 3:32:29
Статья в формате PDF 116 KB...
06 05 2020 8:47:41
В статье говорится о видах парадействий в языке и исследованиях невербальных элементов в языкознании. ...
05 05 2020 16:11:54
Статья в формате PDF 112 KB...
04 05 2020 15:47:37
Под наблюдением автора было 262 больных острым холециститом. Обсуждаются вопросы адаптации больных к условиям операционного и послеоперационного периодов, которая зависит от окислительно-восстановительных процессов, обусловленных функционированием ферментативных систем, гипоксии тканей, снижения приспособительных реакций, особенно выраженных у лиц старше 50 лет. В контрольной группе (178) больных уже при поступлении в клинику намечалась тенденция к снижению Р О2 в подкожно-жировой основе, а в момент операции оно было выраженным и устойчивым, которое держалось в течение 6 дней. Так же на всем протяжении послеоперационного периода у больных наблюдалось уменьшение кислородной емкости крови, концентрации SH-групп в плазме крови, только к моменту выписки эти показатели приближались к норме. Концентрация молочной и пировиноградной кислот крови тоже было повышенным. В исследуемой группе (84) больных, которые получали в комплексном лечении во время операции и послеоперационном периоде ганглиоблокаторы и гепарин, напряжение кислорода во время операции повышалось на 68%, повышение сохранялось 2-3 дня, а к концу 5 дня р О2 было в пределах нормы. Намечалась тенденция увеличения кислородной емкости крови и SH-групп в плазме. Не смотря на то, что при поступлении лактат и пируват были выше контроля, уже в первый день после операции эти показатели были ниже контрольных. Автор делает вывод о том, что применение в комплексном лечении ганглиоблокаторов и гепарина, позволяло улучшать кислородный баланс крови и ткани и, улучшать окислительновосстановительные процессы, адаптацию организма больного к стрессовым условиям, что способствовало снижению процента послеоперационных осложнений и летальности. ...
03 05 2020 13:47:22
Статья в формате PDF 115 KB...
02 05 2020 5:27:52
Статья в формате PDF 113 KB...
01 05 2020 4:30:21
Статья в формате PDF 86 KB...
30 04 2020 18:50:33
Статья в формате PDF 420 KB...
29 04 2020 19:34:27
Статья в формате PDF 135 KB...
28 04 2020 4:44:59
Статья в формате PDF 262 KB...
26 04 2020 20:43:54
Статья в формате PDF 113 KB...
25 04 2020 8:45:52
Применение большого спектра фармакологических препаратов, как природного происхождения, так и синтезированных требует создания стабильных условий, которые необходимы лечащему врачу при проведении все более усложняющихся ступеней вмешательства человека взаимодействие среды и живого организма. Неизбежным следствием применения лекарственных препаратов без учета механизма действия на структурно-функциональные свойства мембранных взаимодействий, является развитие побочных реакций, отличающихся по своей природе, тяжести клинических проявлений и скорости нарастания. ...
24 04 2020 23:33:51
Статья в формате PDF 100 KB...
23 04 2020 16:32:37
Статья в формате PDF 104 KB...
22 04 2020 18:10:29
Статья в формате PDF 123 KB...
21 04 2020 20:45:40
Статья в формате PDF 128 KB...
20 04 2020 19:20:22
Статья в формате PDF 103 KB...
19 04 2020 14:11:26
У плодов человека 10-12 нед обнаружено формирование левых яремных лимфатических стволов. Медиальный ствол спускается к грудному протоку около трахеи и пищевода. Поперечный латеральный ствол выходит из воротного синуса крупного нижнего глубокого латерального шейного лимфатического узла, расположенного на месте медиального отрога яремного лимфатического мешка, проходит позади блуждающего нерва и общей сонной артерии и впадает в начало шейной части грудного протока. ...
18 04 2020 10:58:13
Статья в формате PDF 111 KB...
17 04 2020 11:40:19
Статья в формате PDF 97 KB...
16 04 2020 14:40:29
Статья в формате PDF 278 KB...
15 04 2020 5:41:43
Статья в формате PDF 306 KB...
13 04 2020 1:33:56
« Что такое жизнь?» Этот вопрос занимает человечество с древнейших времён. Многие философы и естествоиспытатели пытались и пытаются разрешить этот вопрос, определить жизнь как явление. Существует множество определений жизни, но, несмотря на это, среди них нет ни одного, который бы наиболее полно отразил основной принцип существования жизни, её сущность. В предлагаемой вашему вниманию статье сделана ещё одна попытка объяснения феномена жизни. Её основная идея: Жизнь - это самовоспроизводящийся катализатор диссипации энергии. Что касается самовоспроизведения, то здесь всё более или менее понятно, а вот словосочетание «катализатор диссипации» требует некоторых разъяснений. Диссипация - термин, обозначающий рассеяние энергии, т.е. её переход с потенциально более высокого уровня на более низкий - тепловой уровень. В свете рассматриваемого определения жизни подразумевается, что энергия квантов солнечного света, которые могут странствовать в космосе «бесконечно», будучи поглощенной растениями поэтапно диссипатируется, в процессах жизнедеятельности и формирования собственных структур последовательными участниками пищевой цепи (растение - травоядное - хищник - падальщики), в тепловое излучение. Таким образом, живое вещество, многократно ускоряя процесс диссипации энергии солнечных квантов в тепловое излучение, играет в нем роль специфического катализатора. Далее рассматривается ряд важных следствий, вытекающих из данного определения. ...
12 04 2020 2:39:24
Статья в формате PDF 123 KB...
11 04 2020 15:54:36
Статья в формате PDF 121 KB...
09 04 2020 11:10:47
Статья в формате PDF 313 KB...
08 04 2020 20:35:25
Статья в формате PDF 111 KB...
07 04 2020 16:20:55
Статья в формате PDF 256 KB...
06 04 2020 12:29:52
Статья в формате PDF 103 KB...
05 04 2020 21:57:29
Статья в формате PDF 95 KB...
04 04 2020 9:59:31
Статья в формате PDF 127 KB...
03 04 2020 2:27:54
Статья в формате PDF 127 KB...
02 04 2020 5:49:42
Статья в формате PDF 87 KB...
31 03 2020 5:49:26
Статья в формате PDF 214 KB...
28 03 2020 3:39:14
Статья в формате PDF 119 KB...
23 03 2020 8:47:59
Статья в формате PDF 120 KB...
22 03 2020 4:45:22
Статья в формате PDF 112 KB...
21 03 2020 4:57:34
Статья в формате PDF 226 KB...
20 03 2020 20:55:38
Статья в формате PDF 141 KB...
18 03 2020 10:34:57
Статья в формате PDF 102 KB...
17 03 2020 1:30:47
Статья в формате PDF 103 KB...
16 03 2020 6:11:13
Рассматривается проблема организации продуктивной умственной деятельности учащихся общеобразовательных учреждений в системе дидактических принципов современной педагогики. Анализ принципов показывает, что отечественная дидактика в большой мере сохраняет черты традиционной модели обучения и недостаточно учитывает психологическую природу мышления и закономерности продуктивной умственной деятельности при разработке принципов обучения. Выделены основополагающие принципы организации продуктивной умственной деятельности на основе закономерностей развития знания и процесса познания, психологических закономерностей мышления. ...
15 03 2020 19:30:27
В статье даны практические рекомендации для проектирования вибратора грохота, который по технологическим соображениям был переведён в режим работы с повышенной частотой вращения и уменьшенной амплитудой. Разработана динамическая схема грохота и предложен алгоритм решения дифференциального уравнения. Короб грохота рассматривался как одномассная система с элементами переменной жесткости опор короба, что позволило определить требуемую возмущающую силу вибратора и величину статического момента массы дебалансов при заданных кинематических параметрах. На основе полученных результатов разработана рациональная конструкция дебалансов. ...
14 03 2020 18:45:20
Статья в формате PDF 97 KB...
13 03 2020 1:28:44
Статья в формате PDF 291 KB...
12 03 2020 10:26:15
Статья в формате PDF 125 KB...
11 03 2020 22:16:56
Статья в формате PDF 132 KB...
10 03 2020 3:43:29
Статья в формате PDF 315 KB...
09 03 2020 9:34:26
Статья в формате PDF 111 KB...
08 03 2020 20:18:46
Статья в формате PDF 114 KB...
07 03 2020 12:59:31
Статья в формате PDF 185 KB...
06 03 2020 18:16:32
Статья в формате PDF 266 KB...
05 03 2020 17:20:10
Статья в формате PDF 111 KB...
04 03 2020 4:54:14
Статья в формате PDF 101 KB...
03 03 2020 10:14:17
Статья в формате PDF 105 KB...
02 03 2020 8:28:49
Статья в формате PDF 214 KB...
01 03 2020 20:30:49
Статья в формате PDF 109 KB...
29 02 2020 3:48:59
Статья в формате PDF 104 KB...
28 02 2020 16:33:27
Статья в формате PDF 169 KB...
27 02 2020 14:49:32
Статья в формате PDF 117 KB...
26 02 2020 3:42:59
Статья в формате PDF 1728 KB...
25 02 2020 11:51:10
Статья в формате PDF 122 KB...
24 02 2020 2:19:50
Статья в формате PDF 172 KB...
22 02 2020 16:43:50
Статья в формате PDF 211 KB...
21 02 2020 5:38:48
Статья в формате PDF 139 KB...
20 02 2020 23:29:48
Статья в формате PDF 256 KB...
19 02 2020 9:15:19
Статья в формате PDF 323 KB...
18 02 2020 14:56:10
Статья в формате PDF 118 KB...
17 02 2020 2:26:20
Обсуждается проблемы разбиения и структурирования пространства, формирования структурных модулей, которые предназначены для конструирования модульных 3D структур кристаллов. ...
16 02 2020 14:10:44
Статья в формате PDF 121 KB...
15 02 2020 14:39:29
Статья в формате PDF 284 KB...
14 02 2020 19:32:35
Статья в формате PDF 90 KB...
13 02 2020 23:41:25
Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::
Последовательность подготовки научной работы может быть такой: