Ревунова Олена Георгіївна. Інформаційна технологія та методи аналізу сумішей сигналів на основі лінійних за параметрами моделей

Краткое описание

Ревунова Олена Георгіївна. Інформаційна технологія та методи аналізу сумішей сигналів на основі лінійних за параметрами моделей : Дис... канд. наук: 05.13.06 2008

Ревунова О.Г. Інформаційна технологія та методи аналізу сумішей сигналів на основі лінійних за параметрами моделей. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 інформаційні технології. Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАН України і МОН України, Київ, 2008.
Дисертація присвячена удосконаленню методів та розробці інформаційної технології аналізу сумішей сигналів, що містять шум, на основі стійкого оцінювання параметрів лінійних моделей при різних типах невизначеностей. Розроблені: рекурсивний метод розв'язання задачі найменших квадратів для роботи в ковзному робочому вікні на основі модифікації методу Гревіля; метод розв'язання задачі розрідженої апроксимації пошуком відповідностей з використанням для останову тесту Грібонваля, або критерію вибору моделі. Розроблена цільова функція для методу виділення прихованих джерел, що відрізняється використанням мінімальної довжини опису.
Інформаційна технологія реалізована як ряд програмних модулів. Ефективність використання інформаційної технології експериментально досліджена в задачах визначення вмісту радіонуклідів в об'єктах навколишнього середовища та пригнічення активних радіозавад.

Сукупність отриманих у дисертації результатів забезпечує розв'язання актуальної науково-прикладної задачі удосконалення методів та розробки інформаційної технології аналізу сумішей сигналів, що містять шум, на основі стійкого оцінювання параметрів лінійних моделей при різних типах невизначеностей. Систематизовані та включені в технологію відомі та вдосконалені методи апроксимації та виділення прихованих джерел. Методи реалізовані в програмних засобах. Ефективність інформаційної технології досліджена в задачах пригнічення завад та визначення вмісту радіонуклідів.
За наслідками проведеного дослідження зроблені такі виводи:
1. Розроблена інформаційна технологія за рахунок стійкого оцінювання параметрів лінійної моделі забезпечує підвищення якості аналізу даних, що підтверджене на прикладі розв'язання задач пригнічення завад в антенних системах та визначення вмісту радіонуклідів в об'єктах навколишнього середовища.
2. Удосконалення методу Гревіля забезпечило отримання стійкої оцінки параметрів лінійної моделі для ковзного вікна. Обчислювальна складність розроблених методів O(N3) для числа входівN<m< i="">(розмір ковзного вікна) та O(N2М) нижча, ніж O(NМ2) для традиційного методу Гревіля.</m<>
3. Удосконалення методу розв'язання задачі розрідженої апроксимації методом пошуку відповідностей при малих рівнях шуму та базисі, що задовольняє умові Грібонваля, забезпечує при останові за тестом Грібонваля більшу точність визначення параметрів, чим при останові за критерієм вибору моделі.
4. Вперше запропонована цільова функціяBSSMDLв задачі виділення прихованих джерел забезпечує вище відношення сигнал-шум, ніж аналіз незалежних компонент.
5. Використання вдосконаленого методу Гревіля в задачі пригнічення активних завад забезпечує для неоднорідної антенної системи за умов матриці входів, виродженої та близької до виродженості, високий і не залежний від рівня активної завади коефіцієнт пригнічення (при зростанні активної перешкоди в 104отримано коефіцієнт пригнічення 9.2, тоді як для методів, що використовують обернену матрицю або розкладання за сингулярними значеннями, коефіцієнт пригнічення падає з 8.7 до нуля).
Використання запропонованої цільової функціїBSSMDLдля виділення прихованих джерел дозволило удосконалити метод пригнічення активних завад в однорідній антенній системі за умов вибірок малої довжини і аддитивного шуму. За рівних умовBSSMDLзабезпечує постійне відношення сигнал-шум 70 дБ,FastICA,РСАіPRGM до 54 дБ при значній нерівномірності.
6. Вдосконалений метод визначення вмісту радіонуклідів при фіксованій геометрії вимірювань на основі вибору моделі шляхом покрокової регресії з остановом за критерієм МаллоузаСpза рахунок урахування власного шуму спектрометра та використання функцій відгуку детектора забезпечує меншу погрішність, ніж метод послідовних вирахувань і метод вікон (при визначенні вмісту в пробі137Csвідносна погрішність склала 3 %, 12 %, 19 % для розробленого методу, методу послідовних вирахувань, і методу вікон відповідно).
7. Вперше розроблений метод визначення вмісту радіонуклідів в об'єктах навколишнього середовища при нефіксованій геометрії вимірювань за рахунок використання модифікованого методу пошуку відповідностей дозволив забезпечити підвищення точності виявлення точкового джерела гамма-випромінювання на фоні розподіленого джерела в порівнянні з методами вікон і послідовних вирахувань (більш ніж в п'ять разів підвищена точність виявлення137Csна фоні калія40K).
8. Розроблені програмні засоби за рахунок реалізації створених у рамках дисертаційної роботи методів забезпечують ефективність практичного застосування інформаційної технології аналізу даних та виділення прихованих джерел у задачах визначення вмісту радіонуклідів в об'єктах навколишнього середовища та пригнічення активних завад.