ivdon3@bk.ru
В статье рассмотрены методы оптимизации вычислений с плавающей точкой на микроконтроллерных устройствах. Рассмотрены аппаратный и программный способы ускорения вычислений. Приведены алгоритмы Карацубы и Шёнхаге-Штрассена для операции умножения. Предложен способ замены вычислений с плавающей точкой на целочисленные вычисления. Описано использование фиксированной точки вместо плавающей. Рассмотрен вариант использования хэш-памяти и оптимизации кода. Представлены результаты измерения вычислений на микроконтроллере AVR.
Ключевые слова: вычисления с плавающей точкой, вычисления с фиксированной точкой, микроконтроллер, AVR, ARM
В данной статье рассматриваются проблемы препроцессинга аудиоданных для дальнейшего применения при обучении нейронной сети. В качестве решения ряда проблем выбран метод с мел-частотными кепстральными коэффициентами, что позволило уменьшить входные данные для обучения, увеличить производительность, улучшить четкость распознавания.
Ключевые слова: машинное обучение, препроцессинг данных, аудиоанализ, мел-кепстральные коэффициенты, извлечение признаков, спектр голосового сигнала, преобразование Фурье, окно Ханна, дискретное косинусное преобразование, короткое преобразование Фурье
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данной статье описывается первый этап выполнения научно-исследовательской работы по разработке камеры на базе FPGA для задач идентификации транспортных средств, широко распространённых в автоматизированных пунктах весогабаритного контроля. Поскольку FPGA является альтернативой обычных процессоров, в особенности которой входит возможность выполнение нескольких задач параллельно, то камера оборудованная FPGA сможет выполнять функции обнаружения и идентификации транспортных средств одновременно. Таким образом, камера будет осуществлять не только передачу изображения, но и передачу результата обработки для проблемно-ориентированных систем управления, принятия решений и оптимизации обработки потока данных, после чего серверу будет необходимо только подтвердить или опровергнуть результаты работы камеры, что значительно снизит время обработки изображений со всех автоматизированных пунктов весогабаритного контроля. В ходе разработки была реализована простая плата VGA порта, программа статического изображения для вывода его на монитор в разращении 640х480, программа счётчика пикселей. В качестве FPGA используется EP4CE6E22C8, мощность которого для достижения результата более чем достаточно.
Ключевые слова: методы системного анализа, оптимизация, FPGA, VGA адаптер, Verilog, Камера для распознавания, разработка платы, обработка информации, статистика
В данной работе было проведено исследование существующих классических и нейросетевых методов борьбы с зашумлениями в системах компьютерного зрения. Несмотря на то, что нейросетевые классификаторы демонстрируют высокую точность, добиться устойчивости на зашумленных данных не удается. Рассмотрены методы улучшения изображения на основе билатерального фильтра, гистограммы ориентированных градиентов, интеграции фильтров с Retinex, гамма-нормальной модели, комбинировании темного канала с различными инструментами, а также изменения в архитектуре сверточных нейронных сетей путем доработки или замены ее компонентов и применимости ансамблей нейронных сетей.
Ключевые слова: обработка изображений, фильтрация изображений, машинное зрение, распознавание образов
Данная статья рассматривает технологию LTE-R, ключевое место в которой занимают системы OFDM, и указывает на необходимость разработки новых методов помехоустойчивого кодирования для обеспечения эффективной передачи данных в условиях железнодорожной инфраструктуры. Рассматриваются проблемы, связанные с передачей больших массивов информации в условиях высокой скорости передвижения поездов и непостоянства окружающей среды, а также особенности помех, связанных с железнодорожной инфраструктурой. В качестве помехоустойчивых кодов предлагается использование модулярных кодов, которые, в отличие от применяемых кодов БЧХ, являются арифметическими.
Ключевые слова: стандарт LTE-R, система OFDM, модулярные коды, помехоустойчивость, интервал попадания ошибки, коды БЧХ, пакет ошибок, доля ошибок
Метод анализа иерархий достаточно давно описан, исследован и применяется на практике. В целях снижения фактора субъективизма, присущего по сути многим решениям, нами рассматривается вариант использования метода анализа иерархий, в котором оценивание производит не лицо принимающее решение, а группа независимых экспертов. Таким образом, мы предлагаем метод решения задач многокритериальной оптимизации на основе смешения (комбинации) двух методов – метода анализа иерархий и метода экспертного оценивания.
Ключевые слова: Критерии оптимальности, альтернатива, лицо принимающее решение, оптимизация, метод экспертных оценок, метод анализа иерархий, компетентность экспертов, согласованность мнений экспертов
Целью исследования является повышение эффективности алгоритма Дейкстры за счет использования модели разделяемой памяти с библиотекой OpenMP и работы по принципу параллельного выполнения при реализации алгоритма. Использование алгоритма Дейкстры для поиска кратчайшего пути между двумя узлами в графе довольно распространено. Однако временная сложность алгоритма возрастает с увеличением размера графа, что приводит к увеличению времени выполнения, поэтому параллельное выполнение является хорошим вариантом для решения проблемы временной сложности. В этой исследовательской работе предлагается метод параллельных вычислений для повышения эффективности алгоритма Дейкстры для больших графов. метод включает в себя разделение массива путей в алгоритме Дейкстры на указанное количество процессоров для параллельного выполнения. Мы предоставляем реализацию распараллеленного алгоритма Дейкстры и получаем доступ к его производительности, используя фактические наборы данных и с разным количеством узлов. Наши результаты показывают, что распараллеленный алгоритм Дейкстры может значительно ускорить процесс по сравнению с последовательной версией алгоритма, одновременно сокращая время выполнения и постоянно повышая эффективность процессора, что делает его полезным выбором для поиска кратчайших путей в больших графах.
Ключевые слова: Алгоритм Дейкстры, граф, кратчайшие пути, параллельный вычислений, модель общей памяти, библиотека OpenMP
Зачастую на практике сроки строительства оцениваются с использованием детерминированных методов и характеристик. Такой подход не отражает реальность, связанную с вероятностной природой рисков и приводит к систематическому занижению сроков и, как следствие, стоимости строительства. В работе предлагается для оценки рисков незавершения строительства в установленные сроки использовать марковскую дискретную неоднородную цепь. Состояниям марковского процесса предложено ставить в соответствие стадии строительства объекта. Вероятности переходов системы предлагается оценивать на основе эмпирических данных по ранее реализованным проектам и/или экспертно с учетом рисков, характеризующих условия строительства. Проведена апробация модели. Предлагаемая модель позволяет оценить сроки завершения строительства, риски незавершения строительства в установленные сроки в планируемых условиях реализации строительства.
Ключевые слова: срок строительства, оценка рисков, марковская модель, дискретная цепь Маркова, неоднородный случайный процесс
2.1.7 - Технология и организация строительства , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В условиях современной экономики, где оптимальные кадровые решения очень важны для любых организаций, особенно, в динамически развивающейся её отрасли - электроэнергетике, становится актуальным вопрос разработки интеллектуальной системы принятия кадровых решений в электроэнергетике. В данной статье проводится анализ существующих инструментов по отбору кандидатов на вакантные должности, включая руководящие должности и вакансии из отрасли электроэнергетики. На основании анализа и ранее проведенного исследования формируется компетентностный профиль управленцев электроэнергетического комплекса. Разработка программного продукта велась с использованием различных языков программирования в среде разработки Visual Studio. Программа представляет собой динамичный и интерактивный процесс принятия управленческих решений, где пользователи сталкиваются с различными сценариями, позволяющими оценить сформированность компетенций, с выводом в форме детализированного отчета о своих навыках, что обеспечивает работодателям объективную оценку потенциала кандидата для вакантной управленческой должности.
Ключевые слова: электроэнергетика, компетенции, кадры, персонал, оптимальные кадровые управленческие решения, интеллектуальная система, управление персоналом, оценка компетенций, программный продукт
Данная статья посвящена разработке моделей и методов для распознавания русской дактильной азбуки, используемой глухими и слабослышащими людьми для коммуникации. В статье проводиться исследований в области распознавания жестов и символов русской дактильной азбуки с применением современных методов машинного обучения и компьютерного зрения. Авторы представляют разработанные модели и алгоритмы, основанные на глубоком обучении и нейронных сетях для повышения точности распознавания жестов. Особое внимание уделено проблемам обучения на ограниченном объеме данных.
Ключевые слова: компьютерное зрение, распознавание жестов, классификация дактильных жестов, перенос обучения, русский дактильный алфавит, глубокое обучение, компьютеризация, программное обеспечение, ассистивные технологии, сверточные нейронные сети
Задача распознавания изображений в видеофайлах – одна из фундаментальных проблем в области компьютерного зрения и анализе видеофайлов. Каждый день производится огромное количество видеоматериала, и зачастую требуется их анализ c распознаванием. На данный момент любой анализ видео основывается на методах распознавания по всем кадрам из видео. Также зачастую при анализе видео происходит распознавание одного конкретного класса (либо лица, либо объекты). Производя последовательный анализ всех кадров, программа выдаёт много избыточной информации (например, подряд сразу несколько десятков таймкодов на одну персону, если она достаточно долго находится в кадре) и, соответственно, не отличаются достаточным быстродействием. В данной работе рассмотрена методика для автоматического анализа видеофайлов на предмет детектирования наличия персон и достопримечательностей, использующая распознавание по ключевым, неповторяющимся кадрам, на основе алгоритмов для их извлечения. Распознавание достопримечательностей и лиц по ключевым кадрам позволит значительно снизить вычислительные затраты, а также избежать переполнения повторяющейся информацией. Эффективность предложенной методики оценивается с точки зрения точности и скорости на наборе тестовых видео.
Ключевые слова: ключевой кадр, распознавание, компьютерное зрение, алгоритм, видео
Предложен новый математический аппарат контроля адекватности выбора интервала дискретизации сигнала с точки зрения учета основных высокочастотных составляющих и выявления возможностей его увеличения. Он базируется на построении специальных алиасинг-грамм по измеренным отсчетам сигнала. Алиасинг-граммы представляют собой графики среднеквадратических отклонений амплитудных спектров условно эталонного дискретного сигнала, заданного с наибольшей частотой дискретизации и вспомогательных дискретных сигналов, полученных на том же интервале наблюдения, но с меньшими частотами дискретизации. Анализируя подобные графики, легко выявить частоты дискретизации, приводящие к появлению эффекта алиасинга в случае дискретизации, а, следовательно, к искажению спектра сигнала. Для ускорения и упрощения построения алиасинг-грамм предложено в качестве вспомогательных использовать сигналы, полученные из эталонного путем прореживания. Показано, что данный аппарат эффективен и в случае возникновения эффекта растекания спектра. Он может быть применен в самообучаемых измерительных системах.
Ключевые слова: интервал дискретизации, алиасинг, амплитудный спектр, алиасинг-грамма, прореживание отсчетов, растекание спектра
2.2.11 - Информационно-измерительные и управляющие системы , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассмотрена графическая нотация с использованием трехмерной визуализации для представления моделей автоматизированных систем по методологии автоматизации интеллектуального труда (МАИТ). Целью исследования является повышение эффективности процесса моделирования автоматизированных систем за счет более полного представления моделей. Метод исследования: системный подход. В результате исследования были сформулированы описание и правила формирования соответствующей графической нотации для этапов начального и концептуального моделирования предметных задач по МАИТ, правила формирования представлений для статических и динамических структур модели, а также представления их взаимосвязи. Кроме того, были рассмотрены правила визуального выделения и сокрытия элементов диаграмм графической нотации, что делает ее пригодной для реализации в качестве программного модуля с графическим интерфейсом для CASE-средств, позволяющих производить моделирование по МАИТ. Подобное решение позволяет визуализировать модель в целом и повысить эффективность работы специалистов аналитиков, производящих моделирование по методологии.
Ключевые слова: методология автоматизации интеллектуального труда, моделирование автоматизированных систем, концептуальное моделирование, графическая нотация, трехмерная визуализация
В настоящей работе авторами статьи раскрываются многие актуальные проблемы, связанные с модернизацией инклюзивного образования в России. Авторы работы делают акцент на практике преподавания иностранного языка в высших учебных учреждениях. В статье также представлены модели вовлеченности лиц с ОВЗ, релевантные современной образовательной среде высших учебных заведений. Помимо этого, также дано краткое описание исторической и правовой основы инклюзии в России. Авторы работы на основе проведенного анализа отмечают, что в высших учебных заведениях инклюзивное образование еще находится на стадии формирования. В связи с этим авторы работы делают вывод, что для успешного внедрения инклюзивного образования требуется научно осмыслить проблему и создать методологическую базу.
Ключевые слова: инклюзивное образование, лица с ОВЗ, равный доступ, качественное образование, интеграция, синергия, правовая основа, адаптация
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.8.7 - Методология и технология профессионального образования
Работа направлена на моделирование системы управления продольно-резательным станком бумагоделательной машины с целью улучшения качества выпускаемой продукции и исключения брака по плотности намотки. Разработанная автоматизированная система реализует функции управления режимами работы станка, распределения нагрузок несущих валов, торможения раската и натяжения бумажного полотна.
Ключевые слова: продольно-резательный станок, бумагоделательная машина, автоматизированная система управления, перемотный станок, прижимной вал, разматыватель, наматыватель, разгонный вал, отклоняющий вал, режущая секция
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматривается метод обнаружения локальных участков со скрытыми дефектами у изделий, длина которых на несколько порядков больше других размеров, при обработке информации от неразрушающего контроля изделия. Для получения необходимой информации используются различные средства интроскопии и излучения разной природы. Обработка информации, получаемой с помощью сканирующего контроля, должна обнаруживать участки с дефектами и определить их природу. Для сравнения различных методов обработки и выбора оптимального способа обработки информации использован метод компьютерного моделирования, с помощью которого выполнена имитация процесс получения информации и ее обработки, что упрощает подбор наиболее подходящего способа обнаружения дефекта. В статье описаны типичные модели принимаемого сигнала и приведены результаты моделирования.
Ключевые слова: дефекты, неразрушающий контроль, протяженные изделия, имитационная модель, скользящее усреднение, временные ряды
2.2.4 - Приборы и методы измерения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье представлены выражения, позволяющие вычислить величину энергопотребления конечных узлов при передаче сообщения в беспроводной сенсорной сети. Получены данные о значениях, которые принимает величина энергопотребления конечного узла сенсорной сети в зависимости от величины затухания сигналов при передаче по беспроводному каналу, а также от устанавливаемых значений выходной мощности и коэффициента расширения спектра передаваемых сигналов.
Ключевые слова: интернет вещей, Internet of Things, сенсорная сеть, LoRaWAN, IoT-система, энергопотребление конечного узла, коэффициент расширения спектра, выходная мощность
В статье рассматриваются проведенные исследования изменения выходного сигналы с измерительного устройства для оценки качества смешивания натуральных и химических волокон в полуфабрикатах прядильного производства, полученных на ленточной машине при различных переходах. Построение полиномиальных моделей при анализе данных позволяет интерпретировать информации о равномерности распределения волокон в ленте, не учитывая влияния на изменения её линейной плотности.
Ключевые слова: качество смешивания волокон, линейная плотность, инфракрасный метод оценки, оценка данных, линейный полином, полиномиальная функция
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности
В статье рассматривается задача криптоанализа системы защиты информации, основанной на трудно решаемой задаче диофантовых уравнений. Описывается математическая модель такой системы защиты и предлагается решение задачи криптоанализа с использованием искусственной иммунной системы, адаптированной для решения диофантовых уравнений. В работе рассматриваются основные принципы построения искусственных иммунных систем и приводятся результаты экспериментов по оценке эффективности предложенной системы на диофантовых уравнениях степени, не превышающей шести. Полученные результаты демонстрируют возможность применения искусственных иммунных систем для решения задачи криптоанализа систем защиты информации, основанных на диофантовых уравнениях.
Ключевые слова: криптоанализ, система защиты информации, диофантовы уравнения, искусственная иммунная система, адаптивный алгоритм, оценка эффективности
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Представлена конструкция низкопрофильного излучателя с круговой поляризацией, обладающего шириной рабочей полосы 75% по уровню КСВ 2, шириной полосы коэффициента эллиптичности по уровню 3дБ 54%. Проведены численные исследования разработанного излучателя с круговой поляризацией в составе антенной решетки.
Ключевые слова: круговая поляризация, широкополосный излучатель, антенная решетка, коэффициент эллиптичности
2.2.14 - Антенны, СВЧ-устройства и их технологии , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Определение эмоций человека по речи является актуальной задачей на данный момент, потому как оно может быть применено в различных отраслях, таких как экономика, медицина, маркетинг, безопасность и образование. В данной работе рассматривается распознавание человеческих эмоций именно по речи, т.к. речь является информативным показателем, который достаточно трудно подделать. В работе рассматривается нейросетевой подход к решению задачи. Была реализована рекуррентная нейронная сеть с памятью LSTM, а также собран собственный датасет, на котором модель обучалась. Датасет включает в себя речь русскоговорящих актеров, что повысит качество работы модели для русскоговорящих пользователей.
Ключевые слова: нейронная сеть, определение эмоций, речь, классификация, глубокое обучение, рекуррентная модель, LSTM
В данной статье рассмотрены аспекты проектирования онтологии для сферы информационной безопасности. Приведены примеры использования онтологий в рассматриваемой предметной области, в том числе в области управления рисками информационной безопасности, классификации угроз и уязвимостей, мониторинга инцидентов, а также рассмотрены примеры существующих разработок онтологий по защите информации. Определена актуальность разработки правовых онтологий и значимость проектирования юридической онтологии для рассматриваемой предметной области информационной безопасности ввиду наличия большой нормативно-правой базы.
Ключевые слова: безопасность, защита информации, информационная безопасность, информация, модель предметной области, нормативный правовой акт, онтология, онтологический подход, проектирование, юридическая онтология
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Данная статья представляет исследование, посвященное применению нейросетевой модели YOLOv8 для обнаружения дорожных знаков. В ходе исследования была разработана и обучена модель на основе YOLOv8, которая успешно детектируют дорожные знаки в реальном времени. Статья также представляет результаты экспериментов, в которых модель YOLOv8 сравнивается с другими широко используемыми методами обнаружения знаков. Полученные результаты имеют практическую значимость в области безопасности дорожного движения, предлагая инновационный подход к автоматическому обнаружению дорожных знаков, что способствует улучшению контроля скорости и снижению аварийности на дорогах.
Ключевые слова: машинное обучение, дорожные знаки, сверточные нейронные сети, распознавание образов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данном исследовании мы представляем исследование методов обработки естественного языка и машинного обучения, с особым акцентом на алгоритмах глубокого обучения. В ходе исследования было исследовано применение моделей с долгосрочной краткосрочной памятью с механизмами внимания для задач суммаризации текста. В качестве набора данных для экспериментов использовались новостные статьи и соответствующие им резюме. В статье обсуждаются предварительные этапы обработки данных, включая очистку текста и токенизацию. В рамках исследования также исследуется влияние различных гиперпараметров на производительность модели. Результаты демонстрируют эффективность предложенного подхода в генерации кратких резюме на основе обширных текстов. Полученные результаты способствуют развитию методов обработки естественного языка и машинного обучения для суммаризации текста.
Ключевые слова: извлекающая суммаризация текста, последовательность-последовательность, долгосрочная краткосрочная память, кодировщик-декодировщик, модель суммаризации, обработка естественного языка, машинное обучение, глубокое обучение, механизм внимания
В данной статье представлена математическая модель для оценки применимости интеллектуальных чат-ботов в изучении диалектов иностранных языков. Модель учитывает ключевые параметры чат-ботов и их способности адаптироваться к различным диалектам, оценивая качество ответов чат-бота как на основе определенных критериев, так и в целом. В рамках экспериментального исследования с немецкими диалектами оценивались такие чат-боты, как ChatGPT-3.5, GPT-4, YouChat, Bard, DeepSeek и Chatsonic. Результаты показали, что модели OpenAI (ChatGPT-3.5 и GPT-4) предоставляют наиболее широкие возможности для изучения диалектов, при этом ChatGPT-3.5 лучше всего справляется с баварским и австрийским диалектами, а YouChat - со швейцарским. Эти находки предоставляют практические рекомендации для выбора чат-ботов при изучении диалектов и являются основой для дальнейших исследований эффективности образовательных технологий на базе искусственного интеллекта.
Ключевые слова: большая языковая модель, чат-бот, оценка качества, изучение иностранного языка, технология искусственного интеллекта в образовании
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.12.3 - Междисциплинарные исследования языка