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 99 KB...
27 01 2021 4:52:24
Статья в формате PDF 140 KB...
26 01 2021 5:13:27
Статья в формате PDF 100 KB...
24 01 2021 17:41:28
Статья в формате PDF 115 KB...
22 01 2021 5:33:11
Статья в формате PDF 110 KB...
21 01 2021 23:54:30
Статья в формате PDF 119 KB...
20 01 2021 2:55:34
Статья в формате PDF 133 KB...
19 01 2021 2:22:36
Статья в формате PDF 205 KB...
16 01 2021 16:54:12
Статья в формате PDF 103 KB...
15 01 2021 4:26:47
Статья в формате PDF 121 KB...
14 01 2021 9:21:58
Статья в формате PDF 91 KB...
13 01 2021 13:12:52
Статья в формате PDF 134 KB...
12 01 2021 16:18:31
Статья в формате PDF 118 KB...
11 01 2021 8:21:48
Статья в формате PDF 126 KB...
10 01 2021 0:43:24
Статья в формате PDF 106 KB...
09 01 2021 15:14:13
Статья в формате PDF 167 KB...
08 01 2021 5:43:22
Статья в формате PDF 102 KB...
06 01 2021 14:23:36
Статья в формате PDF 99 KB...
03 01 2021 9:42:14
Статья в формате PDF 265 KB...
02 01 2021 5:27:14
Статья в формате PDF 302 KB...
01 01 2021 23:24:15
Статья в формате PDF 254 KB...
31 12 2020 9:29:38
Статья в формате PDF 112 KB...
30 12 2020 13:27:52
Статья в формате PDF 141 KB...
29 12 2020 5:12:51
Статья в формате PDF 101 KB...
27 12 2020 17:49:53
Статья в формате PDF 85 KB...
26 12 2020 14:13:45
Статья в формате PDF 298 KB...
25 12 2020 19:13:43
Статья в формате PDF 254 KB...
24 12 2020 13:24:23
Статья в формате PDF 101 KB...
23 12 2020 23:50:49
В работе изучено состояние процессов перекисного окисления липидов и содержание фосфолипазы А2 в периферической крови беременных III триместра с обострением герпес-вирусной инфекции в зависимости от титра антител IgG к вирусу простого герпеса 1 типа. Установлено, что обострение герпес-вирусной инфекции в период гестации способствует активации процессов перекисного окисления липидов, регистрируемого по содержанию Т Б К-активных продуктов (малонового диальдегида), повышению содержания фосфолипазы А2, наиболее выраженное при титре антител IgG к В П Г-1 1:12800 и является причиной деструктивных процессов в составе липидов эритроцитов. ...
21 12 2020 18:56:59
Статья в формате PDF 138 KB...
20 12 2020 16:43:20
Статья в формате PDF 133 KB...
19 12 2020 23:23:57
Статья в формате PDF 102 KB...
18 12 2020 0:37:44
Статья в формате PDF 106 KB...
16 12 2020 6:57:24
Статья в формате PDF 103 KB...
14 12 2020 19:34:59
Статья в формате PDF 103 KB...
13 12 2020 13:38:57
Статья в формате PDF 317 KB...
12 12 2020 10:41:41
Статья в формате PDF 120 KB...
11 12 2020 15:56:51
Статья в формате PDF 498 KB...
10 12 2020 1:38:35
Статья в формате PDF 104 KB...
09 12 2020 16:48:15
Статья в формате PDF 365 KB...
08 12 2020 14:34:30
Статья в формате PDF 102 KB...
07 12 2020 13:46:36
Статья в формате PDF 101 KB...
06 12 2020 21:35:45
Статья в формате PDF 111 KB...
05 12 2020 7:53:15
Статья в формате PDF 107 KB...
04 12 2020 7:23:27
Статья в формате PDF 89 KB...
03 12 2020 4:54:53
Статья в формате PDF 101 KB...
02 12 2020 23:53:27
Статья в формате PDF 345 KB...
01 12 2020 15:45:36
Статья в формате PDF 131 KB...
30 11 2020 11:39:58
Статья в формате PDF 145 KB...
28 11 2020 13:38:48
Статья в формате PDF 199 KB...
27 11 2020 3:19:48
Статья в формате PDF 210 KB...
26 11 2020 22:23:32
Статья в формате PDF 131 KB...
25 11 2020 8:27:18
Статья в формате PDF 146 KB...
24 11 2020 18:34:58
Статья в формате PDF 99 KB...
23 11 2020 13:29:32
Статья в формате PDF 105 KB...
22 11 2020 18:12:23
Статья в формате PDF 116 KB...
21 11 2020 15:14:48
Статья в формате PDF 124 KB...
20 11 2020 16:37:38
Статья в формате PDF 111 KB...
19 11 2020 15:40:28
Статья в формате PDF 112 KB...
18 11 2020 12:10:51
Статья в формате PDF 115 KB...
17 11 2020 20:41:40
Статья в формате PDF 117 KB...
16 11 2020 22:34:31
Статья в формате PDF 118 KB...
15 11 2020 23:26:54
Статья в формате PDF 124 KB...
13 11 2020 20:45:55
Статья в формате PDF 107 KB...
12 11 2020 4:19:19
Статья в формате PDF 156 KB...
11 11 2020 10:30:22
Статья в формате PDF 130 KB...
09 11 2020 22:58:54
Статья в формате PDF 111 KB...
08 11 2020 8:10:40
Статья в формате PDF 100 KB...
07 11 2020 22:25:31
Статья в формате PDF 320 KB...
06 11 2020 13:20:39
Статья в формате PDF 151 KB...
05 11 2020 22:58:10
Статья в формате PDF 107 KB...
04 11 2020 0:53:20
Статья в формате PDF 124 KB...
03 11 2020 1:36:52
Статья в формате PDF 112 KB...
02 11 2020 17:17:57
Статья в формате PDF 111 KB...
01 11 2020 5:41:45
Статья в формате PDF 102 KB...
31 10 2020 15:34:13
Статья в формате PDF 294 KB...
30 10 2020 15:35:27
Статья в формате PDF 116 KB...
29 10 2020 23:59:47
Статья в формате PDF 119 KB...
27 10 2020 0:56:23
В статье рассмотрен прцесс химического никелирования деталей машин и оборудования как эффетивный и экономически выгодный способ получения стойких покрытий. Предлагается внедрить этот процесс в технологию восстановления деталей автотракторной техники из алюминиевых сплавов. ...
26 10 2020 15:43:44
Статья в формате PDF 104 KB...
24 10 2020 8:43:50
Статья в формате PDF 305 KB...
23 10 2020 23:34:56
Статья в формате PDF 97 KB...
22 10 2020 15:14:10
Статья в формате PDF 109 KB...
21 10 2020 21:40:32
Статья в формате PDF 288 KB...
20 10 2020 0:54:46
Статья в формате PDF 103 KB...
19 10 2020 18:43:17
Статья в формате PDF 120 KB...
18 10 2020 12:22:22
Статья в формате PDF 288 KB...
17 10 2020 12:51:13
Статья в формате PDF 354 KB...
16 10 2020 14:57:41
Статья в формате PDF 120 KB...
15 10 2020 13:21:27
Статья в формате PDF 113 KB...
14 10 2020 7:14:31
Статья в формате PDF 129 KB...
13 10 2020 13:11:32
Статья в формате PDF 129 KB...
12 10 2020 20:47:25
Статья в формате PDF 355 KB...
11 10 2020 14:38:26
Статья в формате PDF 353 KB...
10 10 2020 10:43:29
Статья в формате PDF 257 KB...
09 10 2020 8:27:36
Статья в формате PDF 134 KB...
08 10 2020 8:29:16
Статья в формате PDF 307 KB...
07 10 2020 23:40:46
Статья в формате PDF 127 KB...
06 10 2020 21:47:14
Статья в формате PDF 100 KB...
05 10 2020 19:38:47
Статья в формате PDF 129 KB...
04 10 2020 0:49:59
Статья в формате PDF 113 KB...
03 10 2020 18:33:36
Статья в формате PDF 257 KB...
02 10 2020 9:48:46
Статья в формате PDF 127 KB...
01 10 2020 2:22:21
Статья в формате PDF 288 KB...
30 09 2020 17:33:18
Статья в формате PDF 264 KB...
29 09 2020 20:58:50
Статья в формате PDF 127 KB...
28 09 2020 6:23:23
Статья в формате PDF 779 KB...
27 09 2020 14:20:42
Статья в формате PDF 150 KB...
26 09 2020 2:43:41
Статья в формате PDF 110 KB...
25 09 2020 11:36:42
Статья в формате PDF 141 KB...
24 09 2020 9:42:58
Статья в формате PDF 202 KB...
23 09 2020 16:45:17
Статья в формате PDF 108 KB...
22 09 2020 3:48:44
Статья в формате PDF 239 KB...
21 09 2020 19:59:12
Лимфатическая система с момента закладки является частью единой сердечно-сосудистой системы и образуется в эмбриогенезе путем выключения части первичных вен и их притоков с эндотелиальными стенками из кровотока. Неравномерный рост первичного лимфатического русла с эндотелиальными стенками, в т.ч. путем его частичной магистрализации и редукции, лежит в основе морфогенеза вариабельной дефинитивной лимфатической системы у плодов в прямой связи с закладкой лимфатических узлов. ...
19 09 2020 5:25:48
Исторический аспект развития студенческого самоуправления в дореволюционный, советский и переходный периоды России показали, что будущее страны на современном этапе определяется тем, каким образом будут осуществлены воспитание и подготовка квалифицированной рабочей силы, готовой к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности. Одним из важных стимулов повышения гражданской, патриотической и социальной активности будущих специалистов являются восстановление, наличие и дальнейшее развитие и совершенствование таких демократических институтов в студенческой среде как соуправление и самоуправление. ...
18 09 2020 7:14:41
Статья в формате PDF 122 KB...
17 09 2020 13:35:30
Статья в формате PDF 151 KB...
16 09 2020 8:18:11
Статья в формате PDF 314 KB...
15 09 2020 15:32:28
Статья в формате PDF 314 KB...
14 09 2020 11:38:58
Статья в формате PDF 308 KB...
13 09 2020 0:13:25
Статья в формате PDF 109 KB...
12 09 2020 22:45:59
Статья в формате PDF 122 KB...
11 09 2020 17:26:18
Статья в формате PDF 119 KB...
10 09 2020 21:53:40
Статья в формате PDF 116 KB...
07 09 2020 13:27:26
Статья в формате PDF 152 KB...
06 09 2020 10:53:49
Статья в формате PDF 505 KB...
04 09 2020 17:32:32
Статья в формате PDF 114 KB...
03 09 2020 8:47:40
Статья в формате PDF 112 KB...
02 09 2020 6:31:37
Статья в формате PDF 116 KB...
31 08 2020 14:13:38
Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::