К ВОПРОСУ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ СИГНАЛОВ
Источник:
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...
20 09 2020 22:11:35
Статья в формате PDF 107 KB...
19 09 2020 8:36:24
Статья в формате PDF 304 KB...
18 09 2020 19:42:12
Статья в формате PDF 149 KB...
17 09 2020 17:48:17
Статья в формате PDF 115 KB...
16 09 2020 9:53:49
Статья в формате PDF 151 KB...
15 09 2020 4:33:50
Статья в формате PDF 178 KB...
12 09 2020 12:58:24
Статья в формате PDF 98 KB...
11 09 2020 21:38:29
Статья в формате PDF 109 KB...
10 09 2020 14:55:55
Статья в формате PDF 224 KB...
09 09 2020 12:46:35
Химиотерапевтические средства в комплексе с хирургическими операциями широко используются для лечения онкологических больных. Несмотря на то, что арсенал этих препаратов широко представлен, все эти препараты обладают высокой токсичностью. Результаты цитогенетических исследований, проводимых на семенах пшеницы безостая – 1 показали, что 0,01; 0,02 и 0,05 % растворы исследуемого вещества не обладают цитотоксичностью, и лишь в разведении 0,1 % обнаруживает слабое цитотоксическое действие. Методом биотеста было выявлено, что при внутрибрюшинном введении белым мышам 1 мл раствора 4-аммоний пиридин тетрахлорпалладита исследуемое вещество обнаруживает высокую токсичность, которая усиливается со времени, начиная с момента введения, и зависит от концентрации введенного раствора. ...
08 09 2020 12:54:28
Статья в формате PDF 251 KB...
07 09 2020 23:19:25
Статья в формате PDF 99 KB...
06 09 2020 22:33:50
Статья в формате PDF 302 KB...
05 09 2020 15:52:29
Статья в формате PDF 108 KB...
04 09 2020 14:39:18
Стратегия социально-экономического развития Р Ф поставило на государственном уровне вопрос о достижении нового качества общего образования – готовности и способности учащихся к непрерывному образованию. В настоящее время в соответствии с основными тенденциями развития современного образования меняются целевые, процессуальные и результативные компоненты учебно-воспитательного процесса и прежде всего в начальной школе. ...
03 09 2020 4:23:55
Статья в формате PDF 254 KB...
02 09 2020 5:48:56
Статья в формате PDF 120 KB...
01 09 2020 19:34:23
По комплексу признаков оценили трансформированные урбанизацией лесные фитоценозы, и населяющие их сообщества мелких млекопитающих в лесопарково-парковой зоне крупного промышленного центра. Выявили, что хотя и наблюдаются общие закономерности в группировке фито- и зооценозов в зависимости от уровня и характера урбаногенного воздействия, но между ними нет полного соответствия. Специфика сообществ мелких млекопитающих определяется не только эдафо-растительными условиями. Ведущим параметром в трансформации сообществ является рекреация и сопровождающие ее факторы. ...
31 08 2020 12:17:28
Статья в формате PDF 267 KB...
30 08 2020 2:13:57
Статья в формате PDF 102 KB...
29 08 2020 9:55:18
Статья в формате PDF 120 KB...
28 08 2020 19:27:34
Статья в формате PDF 135 KB...
25 08 2020 20:19:20
Статья в формате PDF 123 KB...
24 08 2020 3:32:19
Статья в формате PDF 119 KB...
22 08 2020 6:51:13
Статья в формате PDF 92 KB...
21 08 2020 20:41:22
Статья в формате PDF 304 KB...
20 08 2020 15:26:58
Статья в формате PDF 251 KB...
19 08 2020 23:59:56
Статья в формате PDF 103 KB...
18 08 2020 1:30:14
Статья в формате PDF 126 KB...
17 08 2020 3:35:26
Статья в формате PDF 92 KB...
15 08 2020 1:22:56
Статья в формате PDF 96 KB...
13 08 2020 15:42:10
Статья в формате PDF 122 KB...
12 08 2020 13:20:11
Статья в формате PDF 107 KB...
11 08 2020 1:34:23
Статья в формате PDF 198 KB...
10 08 2020 7:32:59
Статья в формате PDF 250 KB...
09 08 2020 17:57:52
Статья в формате PDF 119 KB...
08 08 2020 10:47:26
Статья в формате PDF 261 KB...
07 08 2020 20:38:55
Статья в формате PDF 205 KB...
06 08 2020 7:46:56
Статья в формате PDF 358 KB...
05 08 2020 7:44:30
Статья в формате PDF 94 KB...
03 08 2020 19:18:12
Статья в формате PDF 102 KB...
02 08 2020 19:38:29
Статья в формате PDF 137 KB...
31 07 2020 17:23:45
Статья в формате PDF 86 KB...
30 07 2020 8:42:20
Статья в формате PDF 222 KB...
29 07 2020 15:36:31
Статья в формате PDF 200 KB...
28 07 2020 8:17:11
Статья в формате PDF 116 KB...
27 07 2020 11:33:27
Цель исследования - изучение особенностей клеточного звена иммунитета и содержания цитокинов в сыворотке крови у пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью и пищеводом Барретта. Обследованы 70 пациентов с эрозивной формой гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и 42 пациента с пищеводом Барретта. Применены клинические, эндоскопические, морфологические, иммунологические методы исследования. Выявлены различия в показателях клеточного звена иммунитета и содержания в сыворотке крови интерлейкина-4, интерлейкина-8, интерлейкина-10, фактора некроза опухолей-, интерферона- у больных гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью в динамике лечения и у пациентов с пищеводом Барретта. ...
26 07 2020 21:31:43
Статья в формате PDF 125 KB...
25 07 2020 10:12:14
Статья в формате PDF 126 KB...
24 07 2020 9:41:19
Статья в формате PDF 103 KB...
23 07 2020 20:22:53
Статья в формате PDF 129 KB...
22 07 2020 22:43:29
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. ...
21 07 2020 21:28:23
Статья в формате PDF 110 KB...
20 07 2020 10:29:15
Статья в формате PDF 117 KB...
19 07 2020 17:51:16
Статья в формате PDF 129 KB...
18 07 2020 19:45:16
Статья в формате PDF 113 KB...
17 07 2020 9:28:15
В работе показано, что фундаментальные принципы классической механики и теории поля - принцип наименьшего действия и калибровочная инвариантность полей и электромагнитного поля - есть прямое следствие существования уже в рамках классической физики функции состояния. ...
15 07 2020 20:56:44
Статья в формате PDF 114 KB...
14 07 2020 7:35:46
Статья в формате PDF 102 KB...
13 07 2020 15:14:19
Статья в формате PDF 294 KB...
12 07 2020 8:28:15
Работа подъема тела в однородном поле силы тяжести всегда больше потенциальной энергии . Для минимизации работы силой тяги, равной , необходимо отключать силу тяги на некоторой высоте . Дальнейшее движение вверх до высоты происходит по инерции. Только в случае работа подъема будет стремиться к минимальному значению, равному . ...
11 07 2020 15:17:53
Статья в формате PDF 116 KB...
10 07 2020 9:17:31
Статья в формате PDF 102 KB...
09 07 2020 15:22:14
Статья в формате PDF 113 KB...
08 07 2020 2:26:30
Статья в формате PDF 137 KB...
07 07 2020 1:32:54
Статья в формате PDF 103 KB...
06 07 2020 12:56:43
Статья в формате PDF 96 KB...
02 07 2020 2:34:24
Статья в формате PDF 269 KB...
01 07 2020 8:31:52
Статья в формате PDF 91 KB...
30 06 2020 18:54:10
Статья в формате PDF 128 KB...
29 06 2020 15:40:54
Статья в формате PDF 99 KB...
27 06 2020 2:32:12
Статья в формате PDF 138 KB...
26 06 2020 7:25:35
Статья в формате PDF 90 KB...
25 06 2020 11:37:27
Статья в формате PDF 202 KB...
24 06 2020 20:49:41
Статья в формате PDF 119 KB...
23 06 2020 17:16:59
Статья в формате PDF 253 KB...
22 06 2020 2:57:17
Статья в формате PDF 113 KB...
21 06 2020 23:11:39
Статья в формате PDF 121 KB...
20 06 2020 20:18:32
Статья в формате PDF 172 KB...
19 06 2020 16:40:22
Статья в формате PDF 330 KB...
18 06 2020 18:45:49
Статья в формате PDF 207 KB...
17 06 2020 14:24:48
Статья в формате PDF 119 KB...
16 06 2020 18:59:17
Статья в формате PDF 126 KB...
15 06 2020 14:55:35
Статья в формате PDF 396 KB...
13 06 2020 4:44:25
Проведен анализ динамики заболеваемости по отдельным возрастным группам населения г. Сатпаев. Результаты показали, что общим явлением для всех возрастных групп было значительное учащение после аварии болезней органов дыхания, а у взрослых и подростков – болезней мочеполовой системы. Заболеваемость детского населения в 2007 г. возросла по сравнению с 2006 г. в 1,3 раза, различия достоверны с высоким уровнем вероятности такого утверждения (26782,3 ± 333,4‰ против 34393,1 ± 359,8‰, t = 15,3, p < 0,001). Анализ ситуаций, показал, что психо-эмоциональный стресс, вызывающий обострение многих хронических и появление новых нозологических форм заболеваний, тесно связан с психо-эмоциональным состоянием типа высшей нервной деятельности человека. ...
11 06 2020 6:23:42
Статья в формате PDF 92 KB...
10 06 2020 9:55:14
Статья в формате PDF 257 KB...
09 06 2020 9:47:25
Статья в формате PDF 250 KB...
08 06 2020 16:57:37
Статья в формате PDF 100 KB...
07 06 2020 11:58:24
Статья в формате PDF 156 KB...
06 06 2020 18:11:55
риведены геологические, геохимические и петрологические данные по шошонитовым гранитоидам Тигирекского массива Алтая. В составе массива выделены 5 фаз: 1 – габбро; 2 – диориты, монцодиориты; 3 − сиениты, гранодиориты, граносиениты; 4 – граниты, умеренно-щелочные граниты; 5 – лейкограниты, умеренно-щелочные лейкограниты с флюоритом. Породные типы массива отнесены к нормальной известково-щелочной и высококалиевой шошонитовой сериям. Сиениты и монцодиориты тяготеют по составу к банакитам. В процессе становления массива проихсодила диффреренциация глубинного очага с фракционированием редкоземельных элементов, что отразилось на соотношении в породах элементов групп LILE и HFSE со значительной деплетированностью последних. В породах происходила смена типа тетрадного фракционрования редкоземельных элементов, что связано с различной насыщенностью расплавов флюидами и летучимим компонентами. С массивом связаны месторождения и проявления железа, вольфрамаа, молибдена, бериллия, аквамарина, горного хрусталя и раухтопаза. ...
05 06 2020 5:36:10
В современных условиях жизни требуются люди, знакомые с экологическими проблемами. В этой работе рассматриваются несколько нетрадиционные, но очень эффективные способы соединения экообразования детей и развития творческой индивидуальности посредством уроков флористики. Творчество флористов базируется на использовании самых необычных комбинаций искусно высушенных цветков и некоторых других частей растений, сохраняющих исходную форму и цвет. Изучая принципы флористики, ребёнок узнаёт как об экологических проблемах, так и о флоре и фауне, и учится ценить красоту и гармонию мира как источник личных черт и творческих способностей. ...
04 06 2020 8:38:25
Статья в формате PDF 113 KB...
03 06 2020 0:27:16
Статья в формате PDF 140 KB...
02 06 2020 16:26:23
Статья в формате PDF 102 KB...
01 06 2020 1:32:23
Статья в формате PDF 138 KB...
31 05 2020 20:56:16
Статья в формате PDF 148 KB...
30 05 2020 5:33:52
Статья в формате PDF 104 KB...
29 05 2020 12:46:23
Медицинская пиявка (Hirudo medicinalis L.) относится к классу пиявок (Hirudinea) подклассу настоящих пиявок (Euhirudinea) отряду челюстных пиявок (Ghathobdellidae), роду Hirudo. Более 30 веков она использовалась человеком как лечебное средство. В России велик опыт клинического применения пиявки (гирудотерапия), его расцветом считаются 18-19 века, когда по экспорту пиявки Россия занимала место, равное злаковым культурам, что являлось существенной статьей дохода государственной казны. В статье показаны оптимальные условия среды для обитания медицинской пиявки и возможные лимитирующие факторы ее распространения и численности. Сегодня основной причиной снижения численности пиявки в Краснодарском крае является антропогенный фактор. Так браконьерский вылов Hirudo medicinalis привел к сильному подрыву ее популяции в большинстве районов Краснодарского края, по сравнению с серединой 90-х годов, ее численность снизилась до 10 раз. В 2002 г. губернатором Краснодарского края А. Н. Ткачевым было выпущено постановление №955 « Об изучении и сохранении медицинской пиявки на территории Краснодарского края». Важным условием сохранения медицинской пиявки в нашем крае является введение запрета на ее вылов на территории Ростовской области, куда в последнее время сместились рынки нелегальной торговли пиявкой. Идеальным вариантом стал бы запрет на ловлю пиявки во всем Южном федеральном округе и принятие коллективных мер по ее охране. ...
28 05 2020 5:35:39
Статья в формате PDF 106 KB...
27 05 2020 21:37:29
Статья в формате PDF 97 KB...
26 05 2020 18:33:21
Статья в формате PDF 119 KB...
25 05 2020 8:53:33
Разработана математическая модель прогнозирования инфекционной заболеваемости на модели природно-очаговой инфекции, возбудителем которой является вирус клещевого энцефалита. Математическая модель представлена в виде аддитивного временного ряда, включающая тренд, случайные компоненты и сезонные составляющие, имеющие разную периодичность: менее года, 3 года и многолетнюю. ...
24 05 2020 15:59:30
Статья в формате PDF 106 KB...
23 05 2020 12:38:25
Статья в формате PDF 124 KB...
22 05 2020 10:44:48
Статья в формате PDF 129 KB...
21 05 2020 2:41:51
Статья в формате PDF 95 KB...
20 05 2020 11:38:49
Статья в формате PDF 251 KB...
19 05 2020 11:17:35
Статья в формате PDF 110 KB...
18 05 2020 15:53:44
Статья в формате PDF 117 KB...
16 05 2020 9:32:42
Статья в формате PDF 100 KB...
15 05 2020 20:45:23
Статья в формате PDF 249 KB...
14 05 2020 10:24:50
Статья в формате PDF 189 KB...
13 05 2020 17:55:32
Статья в формате PDF 110 KB...
12 05 2020 1:19:35
Статья в формате PDF 264 KB...
11 05 2020 0:33:57
Статья в формате PDF 133 KB...
10 05 2020 5:55:10
Статья в формате PDF 117 KB...
09 05 2020 23:32:22
Статья в формате PDF 154 KB...
08 05 2020 20:21:34
В опытах с 19 полосками миометрия, полученных от 5 женщин в конце доношенной беременности при плановом кесаревом сечении, установлено, что озонированный ( ≈0,50 мкг/мл) раствор Кребса ингибирует спонтанную сократительную активность миометрия и существенно уменьшает стимулирующий эффект адреналина, т.е. снижает его α-адренореактивность. Это объясняет эффективность озонотерапии при угрозе прерывания беременности и дискоординированной родовой деятельности. ...
07 05 2020 15:40:46
Статья в формате PDF 111 KB...
06 05 2020 3:40:23
Статья в формате PDF 107 KB...
05 05 2020 18:14:12
Статья в формате PDF 129 KB...
04 05 2020 22:59:27
Статья в формате PDF 241 KB...
03 05 2020 13:17:29
Статья в формате PDF 112 KB...
02 05 2020 23:58:51
Статья в формате PDF 301 KB...
01 05 2020 18:15:22
Статья в формате PDF 117 KB...
29 04 2020 4:14:44
Статья в формате PDF 131 KB...
28 04 2020 0:58:16
Статья в формате PDF 119 KB...
27 04 2020 5:50:39
Статья в формате PDF 129 KB...
26 04 2020 17:20:52
Статья в формате PDF 140 KB...
25 04 2020 11:56:38
При хроническом отравлении солями молибдена и хрома определены функциональные нарушения у экспериментальных животных. Изменения в плазме крови выявили нарушения желудочно-кишечного тракта, печени, почек, сердечной мышцы крыс. ...
24 04 2020 11:42:47
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: