"Цифровая обработка сигналов" - научно-технический журнал

"Цифровая обработка сигналов" №1-2015 год : рефераты статей

Азаров И.С., Вашкевич М.И., Лихачев Д.С., Петровский А.А.
Повышение качества слухового восприятия в шумовой обстановке на основе частотной декомпозиции и адаптивной компрессии динамического диапазона сигнала // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 3-10.

Аннотация:
Исследуется возможность автоматизированного повышения качества восприятия звуковых сигналов в шумовой обстановке. С целью повышения качества восприятия предлагается выполнять нелинейное усиление частотно-временных компонент воспроизводимого сигнала, зависящее от спектральных характеристик окружающего шума. Предлагаемый метод обработки является универсальным, поскольку одинаково хорошо применим для обработки различных звуковых сигналов, в том числе речевых и музыкальных. Выполнено исследование практической применимости предложенного метода для речевых сигналов с использованием объективных оценок.

Ключевые слова:
качество слухового восприятия, звуковой сигнал, шумовая обстановка, нелинейное усиление, адаптивная компрессия.

Об авторах:
Азаров И.С., к.т.н., Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, e-mail: azarov@bsuir.by

Вашкевич М.И., аспирант кафедры Электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, e-mail: vashkevich@bsuir.by

Лихачев Д.С., Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Петровский А.А., д.т.н., профессор, зав. кафедрой Электронных вычислительных средств Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, e-mail: palex@bsuir.by

Мандрикова О.В., Заляев Т.Л.
Моделирование вариаций космических лучей на основе совмещения кратномасштабных вейвлет-разложений и нейронных сетей переменной структуры // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 11-16.

Аннотация:
Предложен метод моделирования данных космических лучей, основанный на совместном применении вейвлет-преобразования и нейронных сетей, позволяющий выполнить детальный анализ и прогноз данных. Полученные на основе вейвлет-преобразования информативные составляющие вариаций космических лучей аппроксимируются нейронными сетями переменной структуры. Путём анализа ошибок сетей выявляются аномальные особенности, возникающие в периоды повышенной солнечной активности. На основе предложенного метода исследованы данные нейтронных мониторов станций «Мыс Шмидта» и «Апатиты» и выявлены аномальные особенности, возникающие в вариациях космических лучей во время магнитных бурь и в периоды событий сильного повышения интенсивности космических лучей. Проведена оценка точности метода и границ его применимости.

Ключевые слова:
вейвлет-разложение, нейронные сети, переменная структура, вариации космических лучей, аномальные особенности.

Об авторах:
Мандрикова О.В., д.т.н., ведущий научный сотрудник Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, профессор кафедры систем управления Камчатского государственного технического университета, e-mail: oksanam1@mail.ru

Заляев Т.Л., младший научный сотрудник Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, e-mail: tim.aka.geralt@mail.ru

Запорожцев И.Ф., Середа А.-В.И.
Методика краткосрочного прогноза изменения значений характеристик динамической системы на основе численного анализа многомерных временных рядов // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 17-24.

Аннотация:
Представлена методика краткосрочного прогноза временной изменчивости пространственно распределённых характеристик природных динамических систем, основанная на анализе многомерных временных рядов. Предполагается, что значения характеристик заданы в узлах планарной равномерной сетки. Сформулирована как общая концепция этой методики, так и алгоритмическая детализация некоторых её этапов. На данный момент предлагаемая версия методики полностью сформирована и реализована в виде компьютерной технологии. Приводятся результаты численных экспериментов для модельных данных, а также их анализ.

Ключевые слова:
краткосрочный прогноз, пространственное распределение физической характеристики, многомерный временной ряд, сингулярный спектральный анализ, декомпозиция на эмпирические моды, модель TARX.

Об авторах:
Запорожцев И.Ф., аспирант Мурманского государственного технического университета, e-mail: zaporozhtsev.if@gmail.com

Середа А.-В.И., д.т.н., e-mail: avis_14@mail.ru

Плужников А.Д., Потапов Н.Н.
Мультипроцессорная реализация алгоритмов корреляционно-экстремальной обработки сигналов // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 25-31.

Аннотация:
Рассмотрены корреляционные и разностные алгоритмы корреляционно-экстремальной обработки навигационной информации. Определены требуемое время вычислений и надежность оценки координат. Даны рекомендации по выбору алгоритма для решения задач навигации летательного аппарата с многолучевой радиолокационной системой определения высот рельефа местности. Оценены возможности практической реализация такой системы на базе интегрированного модуля с высокопроизводительными сигнальными процессорами.

Ключевые слова:
корреляционно-экстремальная обработка, навигация, алгоритм, сигнальный процессор, мультипроцессорные системы.

Об авторах:
Плужников А.Д., доктор тех. наук, профессор кафедры информационных радиосистем Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, e-mail: pluzhnikov@nntu.nnov.ru

Потапов Н.Н., научный сотрудник кафедры информационных радиосистем Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, e-mail: nick_potapov@nntu.nnov.ru

Чекушкин В.В., Пантелеев И.В., Михеев К.В.
Быстродействующие алгоритмы преобразования ортогональных составляющих сигналов в амплитуду и фазу // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 32-34.

Аннотация:
Исследованы быстродействующие алгоритмы воспроизведения функций

с оптимизацией вычислительного процесса по точностным характеристикам, быстродействию и программно-аппаратным затратам на примерах измерений амплитуд сигналов с неизвестной начальной фазой, напряжений переменного тока и фазовых углов.
Ключевые слова:
измерение сигналов, преобразование координат, погрешность измерительной системы, полином, специализированный вычислитель.

Об авторах:
Чекушкин В.В., д.т.н., профессор кафедры САПР Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, e-mail: chekvv@gmail.com

Пантелеев И.В., ОАО "Муромский завод радиоизмерительных приборов", e-mail: ilya-panteleev@mail.ru

Михеев К.В.,. аспирант кафедры САПР Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, e-mail: kiri-mikheev@yandex.ru

Туровский Я.А., Кургалин С.Д., Вахтин А.А., Борзунов С.В., Белобродский В.А.
Обобщение метода цепочек локальных экстремумов для анализа сигналов различной природы // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 35-38.

Аннотация:
Обобщен метод построения цепочек локальных экстремумов матрицы квадратов коэффициентов вейвлет-преобразования, разработанный и использованный ранее для анализа сигналов ЭЭГ («метод цепочек локальных экстремумов»). Существенным моментом развития метода является формулировка общего правила для присоединения имеющегося экстремума локального спектра к уже сформированной цепочке экстремумов. Предлагаемый подход позволяет избежать чрезмерного объединения экстремумов в цепочки с большими разрывами во временной области. Обобщенный метод цепочек локальных экстремумов был проверен на данных разной природы: перекодированные РНК-последовательности генома вируса гепатита С, метеорологические данные – среднемесячная температура, сведения о биржевых котировках акций.

Ключевые слова:
биомедицинские сигналы, спектральный анализ, вейвлет-преобразование, цепочки локальных максимумов и минимумов, рибонуклеиновая кислота, метеорология, биржевые котировки.

Об авторах:
Туровский Я.А., к.м.н., зав. лабораторией медицинской кибернетики Воронежского государственного университета (ВГУ), e-mail: yaroslav_turovsk@mail.ru

Кургалин С.Д., д.ф.-м.н., зав. кафедрой цифровых технологий ВГУ, e-mail: kurgalin@bk.ru

Вахтин А.А., к.ф.-м.н., доцент кафедры программирования и информационных технологий ВГУ, e-mail: alvahtin@gmail.com

Борзунов С.В., к.ф.-м.н., доцент кафедры цифровых технологий ВГУ, e-mail: kurgalin@bk.ru

Белобродский В.А., аспирант кафедры цифровых технологий ВГУ, e-mail: belobrodsky@yandex.ru

Топников А.И., Нестеров М.С., Новоселов С.А., Приоров А.Л.
Неэталонная оценка разборчивости зашумленных речевых сигналов // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 39-44.

Аннотация:
Предлагается методика неэталонной оценки значений показателя разборчивости зашумленной речи SNR loss, а также ее модификация, отличающаяся меньшими вычислительными затратами. Достоверность полученных неэталонных оценок сравнивается путем сопоставления со значениями, полученными с использованием эталонного метода.

Ключевые слова:
речевой сигнал, разборчивость, неэталонная оценка, шумоподавление, методика, парная регрессия.

Об авторах:
Топников А.И., к.т.н., ассистент кафедры динамики электронных систем Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова, e-mail: topnikov@gmail.com

Нестеров М.С., аспирант кафедры динамики электронных систем Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова, e-mail: maximator89@mail.ru

Новоселов С.А., к.т.н., научный сотрудник отдела верификации и идентификации диктора, «Центр Речевых Технологий», e-mail: novoselov@speechpro.com

Приоров А.Л., д.т.н., доцент кафедры динамики электронных систем Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова, e-mail: andcat@yandex.ru

Безруков В.Н.
Принципы вычислительного анализа характеристик квантования спектра блоков пикселей сигналов изображений в системах цифрового телевидения // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 45-51.

Аннотация:
Матричное представление таблиц частотного взвешивания при квантовании коэффициентов спектра в стандартах JPEG, MPEG затрудняет выявление специфики данного преобразования и его связь с характеристиками зрения. Реализована разработка принципов вычислительного анализа таких связей с использованием варианта таблицы частотного взвешивания блоков сигналов яркости, предложенного группой JPEG. Осуществлён вычислительный анализ двумерной импульсной характеристики, соответствующей данному варианту таблицы, и её сечений. Предложено использовать дискретизацию при преобразовании указанной импульсной характеристики или её сечений в частотное пространство для вычислительного анализа соответствующих одномерных (двумерных) функций коэффициентов передачи.

Ключевые слова:
цифровое телевидение, сигнал изображения, сжатие, многомерный спектр, квантование, блок пикселей, вычислительный анализ.

Об авторах:
Безруков В.Н., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой телевидения и звукового вещания Московского технического университета связи и информатики, e-mail: ldtv@mail.ru

Зубарев Ю.Б., Арзуманян Э.П., Миколайчук Д.В.
Оценка качества работы телевизионных (тепловизионных) координаторов в системах наблюдения и безопасности // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 52-55.

Аннотация:
Описывается один из подходов к оценке характеристик телевизионных (тепловизионных) систем автоматического слежения за объектами, обеспечивающий наблюдение пространства, заключённого в пределах угла зрения мобильной оптико-электронной системы. Приводятся результаты математического моделирования, в котором учтены внешние влияющие факторы, и различные режимы внутренних параметров контура слежения.

Ключевые слова:
цифровые координаты, видеосигнал, чересстрочная развёртка телеви-зионного изображения.

Об авторах:
Зубарев Ю.Б., д.т.н., чл.- кор. РАН, советник генерального директора, ЗАО «МНИТИ», e-mail: osa@mniti.ru

Арзуманян Э.П., д.т.н., главный научный сотрудник, ЗАО «МНИТИ», e-mail: arzedouard@gmail.com

Миколайчук Д.В., начальник сектора, ЗАО «МНИТИ», e-mail: amid_mik@mail.ru

Нефедов В.И., Решетняк С.А., Третьяков Г.Н.
Стохастическая фильтрация периодического биполярного сигнала // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 56-60.

Аннотация:
Проведено цифровое моделирование процесса прохождения слабого сигнала и шума через нелинейный активной фильтр низкой частоты. Сигнал представлял собой периодическую последовательность биполярных импульсов с одинаковыми амплитудами. Были найдены области параметров нелинейного фильтра и сигнала, в которых коэффициент передачи по отношению сигнал/шум существенно выше, чем у линейного фильтра. Показано, что наилучшие условия фильтрации реализуются для сигналов типа меандра, амплитуда которых соизмерима со среднеквадратическим значением мощности шума.

Ключевые слова:
биполярный сигнал, метод Эйлера-Коши, фильтрация, нелинейный фильтр, цифровое моделирование.

Об авторах:
Нефедов В.И., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой телекоммуникационных систем (ТС) Московского государственного технического университета радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА), e-mail: nefedov@mirea.ru

Решетняк С.А., д.ф.-м.н., профессор кафедры ТС МИРЭА, e-mail: reshets@bk.ru

Третьяков Г.Н., к.т.н., доцент кафедры ТС МИРЭА, e-mail: gennady.tretyakov@rambler.ru

Ефимов И.Н.
Локальные бинарные шаблоны медианного пикселя – эффективные информативные признаки технологии распознавания образов // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 61-65.

Аннотация:
Приводятся описание, достоинства и недостатки оригинального информативного признака, основой которого являются локальные бинарные шаблоны. Автором делается попытка изменения формы и алгоритма построения кодовых комбинаций, что является новизной публикации, а также предлагается сравнительный анализ результатов работы оригинального информативного признака. Показаны преимущества признака применительно к распознаванию образов по сравнению с аналогами.

Ключевые слова:
компьютерное зрение, локальные бинарные шаблоны, распознавание образов, информативные технологии.

Об авторах:
Ефимов И.Н., аспирант, Самарский государственный университет путей сообщения, e-mail: Mr.Efimov.IN@gmail.com

Давыдочкин В.М.
Преобразование Фурье в задаче измерения расстояния частотным дальномером в пространстве с дисперсией // Цифровая обработка сигналов.2015. №1. С. 66-70.

Аннотация:
Исследовано влияние дисперсии в волноводе на свойства сигнала разностной частоты. Показано, что дисперсия приводит к возникновению нелинейной частотной модуляции в сигнале разностной частоты, вызывающей искажение его спектра и соответствующее увеличение погрешности измерения расстояния. Предложен вариант преобразования Фурье, позволяющий снизить искажения спектра, и исследованы его свойства.

Ключевые слова:
преобразование Фурье, дисперсия шума, спектр.

Об авторах:
Давыдочкин В.М., к.т.н., начальник отдела ООО «КОНТАКТ-1», e-mail: skb@kontakt-1.ru

Ботвинёнок А.А., Кирпичников А.П.
Экранирование в системах цифровой обработки сигналов // Цифровая обработка сигналов. 2015. №1. С. 71-72.

Об авторах:
Ботвинёнок А.А., Кирпичников А.П.,. институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, e-mail: snv@ipu.ru