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
629 KB...
05 05 2024 21:56:15
Статья в формате PDF
110 KB...
04 05 2024 3:39:50
Цели исследования: определить нормальную динамику показателей вариабельности ритма сердца в ответ на физиологическую нагрузку у мужчин и женщин. Дать клинико-физиологическую оценку показателей.
Материалы и методы. Нами было обследованы 48 здоровых пациентов, из них 32 – мужчины, 16 – женщины. Средний возраст 46 (± 3,6) года. Исследование проводилось на комплексе суточного мониторирования ЭКГ «ДНК» с программой вариабельности сердечного ритма при проведении лестничных проб. Определяли: ЧСС ночью и на нагрузке, депрессию ST, параметры ОНЧ, НЧ, ВЧ, НЧ/ВЧ – как в покое, так и на нагрузке, SDNN и pNN50 за сутки.
Результаты. Обнаружено, что на нагрузках значительно повышается мощность ОНЧ (на 80,4%, t – 2,6) и синнергично снижается мощность НЧ (на 72%, t – 1,7) и ВЧ (на 65%, t – 1,6). Пoлoвых различий не выявлено (t – 0,8).
Заключение: показатель «ОНЧ» отражает реализацию синусовым узлом симпатических влияний. «ВЧ» отражают активность парасимпатической нервной системы (что соответствует литературным данным). Показатель «Низкие Частоты» не может служить маркером активности симпатической системы (как предлагается в литературе), а скорее отвечает за реализацию вагуса или иной тормозящей структуры. НЧ/ВЧ не может служить показателем вегетативного баланса.
...
03 05 2024 10:38:52
Статья в формате PDF
154 KB...
02 05 2024 18:11:56
Статья в формате PDF
324 KB...
01 05 2024 20:31:18
Статья в формате PDF 91 KB...
30 04 2024 23:27:30
Статья в формате PDF
241 KB...
29 04 2024 8:31:59
Статья в формате PDF
111 KB...
28 04 2024 2:44:18
Статья в формате PDF
253 KB...
27 04 2024 18:11:37
Статья в формате PDF
110 KB...
26 04 2024 5:42:20
Статья в формате PDF
110 KB...
25 04 2024 14:58:21
Статья в формате PDF
252 KB...
24 04 2024 0:37:15
Статья в формате PDF
104 KB...
23 04 2024 14:58:53
Статья в формате PDF
109 KB...
22 04 2024 1:21:23
Статья в формате PDF
249 KB...
21 04 2024 2:12:59
Статья в формате PDF
249 KB...
20 04 2024 12:25:26
Статья в формате PDF
151 KB...
19 04 2024 20:20:51
Статья в формате PDF
118 KB...
18 04 2024 7:45:34
Статья в формате PDF
100 KB...
17 04 2024 12:37:18
Статья в формате PDF
112 KB...
16 04 2024 13:11:36
Статья в формате PDF
100 KB...
15 04 2024 23:14:43
Статья в формате PDF
121 KB...
14 04 2024 20:56:32
Статья в формате PDF
102 KB...
13 04 2024 7:48:14
Статья в формате PDF
94 KB...
12 04 2024 6:36:45
Статья в формате PDF
184 KB...
11 04 2024 15:31:45
Статья в формате PDF
111 KB...
10 04 2024 0:20:59
Статья в формате PDF
85 KB...
07 04 2024 2:24:31
Статья в формате PDF
141 KB...
06 04 2024 3:47:34
Статья в формате PDF
278 KB...
05 04 2024 17:41:42
Статья в формате PDF
118 KB...
04 04 2024 22:36:25
Статья в формате PDF
82 KB...
03 04 2024 21:42:24
Статья в формате PDF
104 KB...
01 04 2024 14:15:40
Статья в формате PDF
115 KB...
31 03 2024 6:27:21
Статья в формате PDF
153 KB...
28 03 2024 9:20:23
Рассмотрены химические и термодинамические особенности возникновения тетрадного эффекта фpaкционирования редкоземельных элементов в высоко эволюционированных гранитоидах на многих примерах его проявления в отечественной и зарубежной пpaктики. Выявление тетрадного эффекта позволяет боле глубоко понять особенности петрологии развития магматических очагов многих интрузивных комплексов и потенциальные перспективы гранитоидов на редкометалльное и редкоземельное оруденение. Составлена математическая программа расчёта тетрадного эффекта фpaкционирования редкоземельных элементов, прилагаемая в электронном варианте к статье.
...
27 03 2024 1:49:32
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 ::
