Radio Electronics, Computer Science, Control
Not a member yet
1174 research outputs found
Sort by
ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ МОНИТОРИНГУ ТРАСПОРТНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ НА ОСНОВІ ДАНИХ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ
No full textContext. In the light of current road network monitoring practices, this study aims to explore the capability of remote sensing technologies to solve the problems of increasing the objectivity of preliminary evaluations of the condition of the infrastructure as a whole. The object of the study was to process the monitoring of transport infrastructure (TI) to find ways to improve it in the implementation of development projects.
Objective. The goal of the work is to increase objectivity of decision-making on the evaluation, reconstruction, development of the transport network structure due to the visual presentation and disclosure of open data for monitoring the transport value.
Method. Existing approaches to TI monitoring and evaluating its condition are analyzed. The identified shortcomings, as well as the development of remote sensing technologies, open up prospects for the use of remote sensing data in the TI monitoring process. A set-theoretic model of the monitoring process information flows is proposed, the consistent refinement of the elements of which made it possible to develop information technology (IT). Formation of a set of input and output parameters of IT, the set of its operations, their representation with IDEFX-models set explains how a set of heterogeneous (graphic, text, digital, cartographic, etc.) data about TI elements coming from different sources are processed and presented to support decision-making on the survey of existing infrastructure and its improvement. The developed IT makes it possible to obtain complex indicators for analyzing the TI of a particular area, to solve the problems of inventorying objects, TI and its elements modeling, taking into account the physical and geographical location, which makes it possible to consider it as an auxiliary tool that complements existing methods of TI monitoring.
Results. The developed IT was studied in solving the problem of monitoring the TI section of the Kharkiv region using satellite imagery of medium (Sentinel–2) and high (SuperView-1) resolution and the results of laser survey of the road bridge across the river Mzha (as an element of infrastructure).
Conclusions. The conducted experiments confirmed the operability of the proposed information technology and showed expediency of its practical use in solving the problems of obtaining generalizing characteristics of the infrastructure, inventory of TI objects and their modeling. This opens up opportunities for substantiating project decisions for the reconstruction of the transport network and planning procedures for examining its condition. Prospects for further research may include: creating reference models of TI objects, expanding the table of decryption signs of road transport infrastructure objects, integrating remote data, survey results of TI sections and engineering surveys of objects to obtain evaluations of the condition of TI in general.Актуальність. На тлі існуючої практики моніторингу автодорожньої мережі це дослідження спрямоване на вивчення можливостей технологій дистанційного зондування для вирішення завдань підвищення об’єктивності одержаних оцінок стану транспортної інфраструктури в цілому. Об’єктом дослідження являється процес моніторингу транспортної інфраструктури для пошуку шляхів її вдосконалення при реалізації проєктів розвитку. Мета роботи – шляхом наочного подання та візуалізації просторових даних моніторингу транспортної інфраструктури підвищити об’єктивність рішень, що приймаються, відносно планів обстеження, реконструкції та розвитку існуючої транспортної мережі.
Метод. Проаналізовано існуючі підходи до моніторингу транспортної інфраструктури (TI) та оцінювання її стану. Виділені недоліки, а також тенденції розвитку технологій дистанційного зондування відкривають перспективи з використання дистанційних даних у процесі моніторингу TI. Запропоновано теоретико-множинну модель інформаційних потоків процесу моніторингу, послідовне уточнення елементів якої дало змогу запропонувати інформаційну технологію (IT). Формування множин вхідних і вихідних параметрів IT, множини її операцій, подання їх у нотації IDEFX-моделей пояснює як сукупність різнорідних (графічних, текстових, цифрових, картографічних тощо) даних про елементи TI, які надходять з різних джерел, обробляються та надаються для підтримки прийняття рішень щодо обстеження існуючої інфраструктури та її вдосконалення. Розроблена IT дає змогу отримати комплексні показники для аналізу TI окремого району, вирішувати завдання інвентаризації об’єктів інфраструктури, картографічного моделювання TI та її елементів з урахуванням фізико-географічного розташування, що дає змогу розглядати її як допоміжний засіб, що доповнює існуючі методи моніторингу TI.
Результати. Розроблена IT досліджена при вирішенні завдань моніторингу TI ділянки Харківського району з використанням супутникових знімків середньої (Sentinel–2) і високої (SuperView-1) роздільної здатності та результатів лазерної зйомки дорожнього мосту через р. Мжу (як елементу інфраструктури).
Висновки. Проведені експерименти підтверджують працездатність запропонованої IT і дають змогу рекомендувати її для використання на практиці при вирішенні завдань з отримання узагальнюючих характеристик інфраструктури, інвентаризації об’єктів TI та їх моделювання. Це відкриває можливості щодо обґрунтування проєктних рішень реконструкції транспортної мережі та планування процедур обстеження її стану. Перспективи подальших досліджень можуть полягати: у створенні еталонних моделей об’єктів TI, розширенні таблиці дешифрувальних ознак об’єктів дорожньо-транспортної інфраструктури, комплексуванні дистанційних даних, результатів обстеження ділянок TI й інженерних вишукувань об’єктів для отримання оцінок стану TI в цілому.Актуальність. На тлі існуючої практики моніторингу автодорожньої мережі це дослідження спрямоване на вивчення можливостей технологій дистанційного зондування для вирішення завдань підвищення об’єктивності одержаних оцінок стану транспортної інфраструктури в цілому. Об’єктом дослідження являється процес моніторингу транспортної інфраструктури для пошуку шляхів її вдосконалення при реалізації проєктів розвитку. Мета роботи – шляхом наочного подання та візуалізації просторових даних моніторингу транспортної інфраструктури підвищити об’єктивність рішень, що приймаються, відносно планів обстеження, реконструкції та розвитку існуючої транспортної мережі.
Метод. Проаналізовано існуючі підходи до моніторингу транспортної інфраструктури (TI) та оцінювання її стану. Виділені недоліки, а також тенденції розвитку технологій дистанційного зондування відкривають перспективи з використання дистанційних даних у процесі моніторингу TI. Запропоновано теоретико-множинну модель інформаційних потоків процесу моніторингу, послідовне уточнення елементів якої дало змогу запропонувати інформаційну технологію (IT). Формування множин вхідних і вихідних параметрів IT, множини її операцій, подання їх у нотації IDEFX-моделей пояснює як сукупність різнорідних (графічних, текстових, цифрових, картографічних тощо) даних про елементи TI, які надходять з різних джерел, обробляються та надаються для підтримки прийняття рішень щодо обстеження існуючої інфраструктури та її вдосконалення. Розроблена IT дає змогу отримати комплексні показники для аналізу TI окремого району, вирішувати завдання інвентаризації об’єктів інфраструктури, картографічного моделювання TI та її елементів з урахуванням фізико-географічного розташування, що дає змогу розглядати її як допоміжний засіб, що доповнює існуючі методи моніторингу TI.
Результати. Розроблена IT досліджена при вирішенні завдань моніторингу TI ділянки Харківського району з використанням супутникових знімків середньої (Sentinel–2) і високої (SuperView-1) роздільної здатності та результатів лазерної зйомки дорожнього мосту через р. Мжу (як елементу інфраструктури).
Висновки. Проведені експерименти підтверджують працездатність запропонованої IT і дають змогу рекомендувати її для використання на практиці при вирішенні завдань з отримання узагальнюючих характеристик інфраструктури, інвентаризації об’єктів TI та їх моделювання. Це відкриває можливості щодо обґрунтування проєктних рішень реконструкції транспортної мережі та планування процедур обстеження її стану. Перспективи подальших досліджень можуть полягати: у створенні еталонних моделей об’єктів TI, розширенні таблиці дешифрувальних ознак об’єктів дорожньо-транспортної інфраструктури, комплексуванні дистанційних даних, результатів обстеження ділянок TI й інженерних вишукувань об’єктів для отримання оцінок стану TI в цілому
СИНТЕЗ СИМВОЛІК БАГАТОКОЛІРНИХ ЗАВАДОСТІЙКИХ ШТРИХОВИХ КОДІВ НА ОСНОВІ МНОГОЗНАЧНИХ КОДІВ БЧХ
No full textContext. The problem of constructing a set of barcode patterns for multicolor barcodes that are resistant to distortions of one or two elements within each pattern is considered.
Objective. The goal of the work is ensuring the reliability of the reading of multi-color barcode images.
Method. A multicolor barcode pattern has the property of interference immunity if its digital equivalent (vector) is a codeword of a multi-valued (non-binary) correcting code capable to correct errors (distortions of the pattern elements). It is shown that the construction of barcode patterns should be performed on the basis of a multi-valued correcting BCH code capable to correct two errors. A method is proposed for constructing a set of interference-resistant barcode patterns of a given capacity, which ensure reliable reproduction of data when they are read from a carrier. A procedure for encoding data with a multi-valued BCH code based on the generator matrix of the code using operations by the modulo of a prime number has been developed. A new method of constructing the check matrix of the multivalued BCH code based on the vector representation of the elements of the finite field is proposed. A generalized algorithm for generating symbologies of a multi-color barcode with the possibility of correcting double errors in barcode patterns has been developed. The method also makes it possible to build symbology of a given capacity based on shortened BCH codes. A method of reducing the generator and check matrices of a multi-valued full BCH code to obtain a shortened code of a given length is proposed. It is shown that, in addition to correction double errors, multi-valued BCH codes also make it possible to detect errors of higher multiplicity – this property is enhanced when using shortened BCH codes. The method provides for the construction of a family of multicolor noise-immune barcodes.
Results. On the basis of the developed software tools, statistical data were obtained that characterize the ability of multi-valued BCH codes to detect and correct errors, and on their basis to design multi-color interference-resistant bar codes.
Conclusions. The conducted experiments have confirmed the operability of the proposed algorithmic tools and allow to recommend it for use in practice for developing interference-resistant multi-color barcodes in automatic identification systems.Актуальность. Рассмотрена задача построения набора штрихкодовых знаков для многоцветных штриховых кодов, устойчивых к искажениям одного или двух элементов в пределах каждого знака.
Цель. Обеспечение надежности считывания многоцветных штрихкодовых изображений.
Метод. Многоцветный штрихкодовый знак имеет свойство помехоустойчивости, если его цифровой эквивалент (вектор) является кодовым словом многозначного (недвоичного) корректирующего кода, способного исправлять ошибки (искажения элементов знака). Показано, что построение штрихкодовых знаков следует выполнять на основе многозначного корректирующего кода БЧХ, способного исправлять две ошибки. Предложен метод построения множества помехоустойчивых штрихкодовых знаков заданной мощности, обеспечивающих достоверное воспроизведение данных при их считывании с носителя. Разработана процедура кодирования данных многозначным кодом БЧХ на основе образующей матрицы кода с использованием операций по модулю простого числа. Предложен новый способ построения проверочной матрицы многозначного кода БЧХ на основе векторного представления элементов конечного поля. Разработан обобщенный алгоритм генерирования символики многоцветного штрихового кода с возможностью коррекции двукратных ошибок в штрихкодовых знаках. Метод позволяет строить символики заданной можности на основе сокращенных кодов БЧХ. Предложен способ сокращения образующей и проверочной матрицы многозначного полного кода БЧХ для получения сокращенного кода заданной длины. Показано, что кроме исправления двукратных ошибок, многозначные коды БЧХ позволяют также обнаруживать ошибки большей кратности – это свойство усиливается при использовании укороченных кодов БЧХ. Метод обеспечивает построение семейства многоцветных помехоустойчивых штриховых кодов.
Результаты. На основе разработанного программного обеспечения получены статистические данные, характеризующие способность многозначных кодов БЧХ обнаруживать и исправлять ошибки, и на их основе проектировать многоцветные помехоустойчивые штриховые коды.
Выводы. Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность разработанного алгоритмического обеспечения и позволяют рекомендовать его для использования на практике при проектировании помехоустойчивых многоцветных штриховых кодов в системах автоматической идентификации. Актуальність. Розглянуто задачу побудови набору (символіки) штрихкодових знаків для багатоколірних штрихових кодів, стійких до ушкодження одного або двох елементів у межах кожного знака.
Мета. Забезпечення надійності зчитування багатоколірних штрихкодових зображень.
Метод. Багатоколірний штрихкодовий знак має властивість завадостійкості, якщо його цифровий еквівалент (вектор) є кодовим словом многозначного (недвійкового) коректувального коду, здатного виправляти помилки (спотворення елементів знака). Показано, що побудову штрихкодових знаків слід виконувати на основі многозначного коректувального коду БЧХ, здатного виправляти дві помилки. Запропоновано метод побудови множини завадостійких штрихкодових знаків заданої потужності, які забезпечують достовірне відтворення даних при їх зчитуванні з носія. Розроблено процедуру кодування даних многозначним кодом БЧХ на основі твірної матриці коду з використанням операцій за модулем простого числа. Запропоновано новий спосіб побудови перевірної матриці многозначного коду БЧХ на основі векторного подання елементів скінченного поля. Розроблено узагальнений алгоритм генерування символіки багатоколірного штрихового коду з можливістю корекції двократних помилок у штрихкодових знаках. Метод також дозволяє будувати символіки заданої потужності на основі скорочених кодів БЧХ. Запропоновано спосіб скорочення твірної та перевірної матриць многозначного повного коду БЧХ для отримання скороченого коду заданої довжини. Показано, що крім виправлення двократних помилок, многозначні коди БЧХ дозволяють також виявляти помилки більшої кратності; ця властивість посилюється при використанні скорочених кодів БЧХ. Метод забезпечує побудову сімейства багатоколірних завадостійких штрихових кодів.
Результати. На основі розробленого програмного забезпечення отримані статистичні дані, що характеризують здатність многозначних кодів БХЧ виявляти та виправляти помилки, і на їх основі проєктувати багатоколірні завадостійкі штрихові коди.
Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність розробленого алгоритмічного забезпечення і дозволяють рекомендувати його для використання на практиці при проєктуванні завадостійких багатоколірних штрихових кодів у системах автоматичної ідентифікації
ЗАСОБИ СТАТИСТИЧНОГО АНАЛІЗУ ДАНИХ У МЕТОДАХ КЛАСИФІКАЦІЇ ЗОБРАЖЕНЬ НА ПІДСТАВІ ОПИСУ ЯК МНОЖИНИ БІНАРНИХ ДЕСКРИПТОРІВ КЛЮЧОВИХ ТОЧОК
No full textContext. Modern computer vision systems require effective classification solutions based on the research of the the processed data nature. Statistical distributions are currently the perfect tool for representing and analyzing visual data in image recognition systems. If the description of a recognized object is represented by a set of vectors, the statistical apparatus becomes fundamental for making a classification decision. The study of data distributions in the feature blocks systems for key point descriptors has shown its effectiveness in terms of achieving the necessary quality of classification and processing speed. There is a need for in-depth study of the descriptor sets statistical properties in terms of the main aspect – the multidimensional data separation for classification. This task becomes especially important for constructing new effective feature spaces, for example, by aggregating a set of descriptors by their constituent components, including individual bits. To do this, it is natural to use the apparatus of statistical criteria designed to compare the parameters of the distribution of the studied samples. Despite the widespread use and applied effectiveness of the feature descriptors apparatus for image classification, the statistical basis of these methods in their implementation in aggregate visual data systems and the choice of effective means to assess their effectiveness for distinguishing real images in application databases remains insufficiently studied.
Objective. Development of an effective images classification method by introducing aggregate statistical features for the description components.
Method. A metric image classifier based on feature aggregation for a set of image descriptors using statistical criteria for assessing the classification decision significance is proposed.
Results. The synthesis of the classification method on the basis of the introduction of aggregated statistical features for a set of image description descriptors is carried out. The efficiency and effectiveness of the developed classifier are confirmed. On examples of application of a method for system of real images features its efficiency is experimentally estimated.
Conclusions. The study makes possible to evaluate the applied effectiveness of the key points descriptors apparatus and build on its basis an aggregate features system for the effective visual objects classification implementation. Our research has shown that the available information in the form of a bit descriptors representation is sufficient for a significant statistical distinction between visual objects descriptions. Analysis of pairs and other blocks for descriptor bits provides a promising opportunity to reduce processing time.
The scientific novelty of the study is the development of a method of image classification based on an integrated statistical features system for structural description, confirmation of the effectiveness of the method and the importance of the created features classification system in the image database.
The practical significance of the work is to confirm the efficiency of the proposed methods on the real image descriptions examples.Актуальность. Современные системы компьютерного зрения требуют действенных классификационных решений на основе изучения природы обрабатываемых данных. Статистические распределения в настоящее время являются совершенным средством представления и анализа визуальных данных в системах распознавания образов. Если описание распознаваемого объекта представлено множеством векторов, статистический аппарат становится фундаментальным для принятия классификационного решения. Изучение распределений данных в составе системы блоков для дескрипторов ключевых точек показали свою результативность в аспекте обеспечения требуемых показателей качества классификации и быстродействия обработки. Возникает необходимость углубленного изучения статистических свойств для множества дескрипторов в аспекте главного фактора – различения многомерных данных для классификации. Особое значение приобретает эта задача при построении новых эффективных пространств признаков, например, путем агрегирования множества дескрипторов по их составляющим компонентам, в том числе по отдельным битам. Для этого естественным является наработанное использование аппарата статистических критериев, предназначенных для сравнения параметров распределения исследуемых выборок. Несмотря на широкое применение и прикладную результативность аппарата дескрипторов для классификации изображений, до сих пор остается не исследованной статистическая основа этих методов при внедрении их в агрегированных системах признаков визуальных данных и выбор эффективных средств для оценки их действенности при различении реальных изображений в прикладных базах данных.
Цель работы. Разработка эффективного по быстродействию метода результативной классификации изображений путем внедрения агрегированных статистических признаков для состава компонентов описания.
Метод. Предложено метрический классификатор изображений на основе агрегации признаков для множества дескрипторов описания с использованием статистических критериев оценки значимости классификационного решения.
Результаты. Осуществлен синтез метода классификации на основании внедрения агрегированных статистических признаков для множества дескрипторов описания изображения. Подтверждено работоспособность и эффективность разработанного классификатора. На примерах применения вариантов метода для системы признаков реальных изображений экспериментально оценена его результативность.
Выводы. Проведенное исследование дает возможность оценить прикладную эффективность применения аппарата дескрипторов ключевых точек изображения и построения на его основе агрегированной системы признаков для результативного осуществления классификации визуальных объектов. Наше исследование показало, что имеющейся информации в виде битового представления дескрипторов описания достаточно для значимого статистического различия описаний визуальных объектов. Анализ пар и других блоков для битов дескрипторов дает перспективную возможность сокращения времени обработки.
Научную новизну исследования составляет разработка метода классификации изображений на основе системы интегрированных статистических признаков для структурного описания, подтверждение результативности метода и значимости созданной системы признаков при классификации в пределах базы изображений.
Практическая значимость работы заключается в подтверждении работоспособности и результативности предложенных методов на примерах дескрипторных описаний реальных изображений.Актуальність. Сучасні системи комп’ютерного зору потребують дієвих класифікаційних рішень на підґрунті вивчення природи оброблюваних даних. Статистичні розподіли на цей час є досконалим засобом подання та аналізу візуальних даних у системах розпізнавання образів. Якщо опис розпізнаваного об’єкту представлено множиною векторів, статистичний апарат стає фундаментальним для прийняття класифікаційного рішення. Вивчення розподілів даних у складі системи блоків для дескрипторів ключових точок показали свою результативність у аспекті забезпечення потрібних показників якості класифікації та швидкодії оброблення. Виникає необхідність поглибленого вивчення статистичних властивостей для множини дескрипторів у аспекті головного фактору – розрізнення багатовимірних даних задля класифікації. Особливе значення набуває ця задача при побудові нових ефективних просторів ознак, наприклад, шляхом агрегування множини дескрипторів за їх складовими компонентами, в тому числі за окремими бітами. Для цього природнім є напрацьоване використання апарату статистичних критеріїв, призначених для порівняння параметрів розподілу досліджуваних вибірок. Незважаючи на широке застосування і прикладну результативність апарату дескрипторів для класифікації зображень, до цих пір залишається не дослідженим статистичне підґрунтя цих методів при впровадженні їх у агрегованих системах ознак візуальних даних і вибір ефективних засобів для оцінювання їх дієвості для розрізнення реальних зображень у прикладних базах даних.
Мета роботи. Розроблення ефективного за швидкодією методу результативної класифікації зображень шляхом впровадження агрегованих статистичних ознак для складу компонентів опису.
Метод. Запропоновано метричний класифікатор зображень на основі агрегації ознак для множини дескрипторів опису із використанням статистичних критеріїв щодо оцінювання значущості класифікаційного рішення.
Результати. Здійснено синтез методу класифікації на підставі впровадження агрегованих статистичних ознак для множини дескрипторів опису зображення. Підтверджено працездатність і ефективність розробленого класифікатора. На прикладах застосування варіантів методу для системи ознак реальних зображень експериментально оцінена його результативність.
Висновки. Проведене дослідження дає можливість оцінити прикладну ефективність застосування апарату дескрипторів ключових точок зображення і побудови на його основі агрегованої системи ознак для результативного здійснення класифікації візуальних об’єктів. Наше дослідження показало, що наявної інформації у вигляді бітового подання дескрипторів опису достатньо для значущого статистичного розрізнення описів візуальних об’єктів. Аналіз пар і інших блоків для бітів дескрипторів дає перспективну можливість скорочення часу оброблення.
Наукову новизну дослідження складає розроблення методу класифікації зображень на підставі системи інтегрованих статистичних ознак для структурного опису, підтвердження результативності методу та значущості створеної системи ознак при класифікації у межах бази зображень.
Практична значущість роботи полягає у підтвердженні працездатності та результативності запропонованих методів на прикладах дескрипторних описів реальних зображень
МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ СТАРІННЯ ТА ОМОЛОДЖЕННЯ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ ОПЕРАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ ANDROID З УРАХУВАННЯМ ФАКТОРУ РІВНЯ ЗАРЯДУ БАТАРЕЇ
No full textContext. A feature of mobile systems is their dependence on battery charge, which is an important factor when planning various processes, in particular when planning time of performing software rejuvenation procedure.
Objective. The goal of this article is to develop a model of software aging process with performing rejuvenation procedure for the Android operating system considering the factor of battery charge.
Method. A complex model based on Continuous-Time Markov Chains is proposed, which combines the software aging and rejuvenation model, the user behavior model and consider battery charge factor. A graph of states and transitions describing a complex model is constructed. Based on the formed graph the system of differential equations is written. The system was calculated using the 4th order Runge-Kutta method. The optimal time for the rejuvenation procedure can be determined when rejuvenation will not interfere with the user and will be performed before the battery is fully discharged, ie when the probability of the system being in these states is the lowest.
Results. The simulation of the developed model for test values of transition rates is performed. Considering the battery charge model allows to avoid planning the rejuvenation procedure at a time when the mobile device is likely to have a low charge or be completely discharged.
Conclusions. The proposed model based on the Markov chain allows to predict the start time of software rejuvenation procedure, considering both user behavior and battery level, which can have a significant impact on the predicted time. Also, the early implementation of the rejuvenation procedure may have the effect of reducing the system workload and delaying the discharge of the device, which should be checked in further studies. The expediency and importance of the consideration of battery charge factor and the need for further study of the proposed software aging and rejuvenation model are substantiated.Актуальность. Особенность мобильных систем заключается в их зависимости от уровня заряда батареи, что является важным фактором при планировании различного рода процессов, в частности выполнения процедуры омоложения программного обеспечения для уменьшения влияния эффектов старения программного обеспечения.
Цель. Разработка модели процесса старения и омоложения программного обеспечения для операционной системы Android с учетом фактора уровня заряда батареи.
Метод. Предложено комплексную модель на основе цепи Маркова с непрерывным временем, которая объединяет модель старения с выполнением процедуры омоложения программного обеспечения, модель использования мобильного устройства пользователем и фактор уровня заряда батареи. Построен граф состояний и переходов, который описывает объединенную модель. На основе графа написано систему дифференциальных уравнений, которую вычислено с помощью метода Рунге-Кутты 4-го порядка. Оптимальное время выполнения процедуры омоложения можно определить в условиях, когда ее выполнение не будет мешать пользователю и будет выполняться заблаговременно до наступления возможного полного разряда батареи, то есть тогда, когда вероятность нахождения системы в этих состояниях является самой низкой для определенного значения времени выполнения процедуры омоложения.
Результаты. Выполнено симуляцию разработанной модели для тестовых значений интенсивностей переходов. Учет уровня заряда батареи позволяет избежать планирования выполнения процедуры омоложения в то время, когда мобильное устройство с большой вероятностью может иметь низкий заряд или быть полностью разряженным.
Выводы. Разработанная модель на основе цепи Маркова позволяет выполнять прогнозирования времени начала процедуры омоложения программного обеспечения, учитывая как поведение пользователя, так и уровень заряда батареи, который может оказать значительное влияние на прогнозируемое время. Также, раннее выполнение процедуры омоложения может влиять на уменьшение нагрузки на систему и отсрочку разряда устройства, что стоит проверить в дальнейших исследованиях. Обоснована целесообразность и важность учета фактора уровня заряда батареи и необходимость дальнейшего исследования разработанной модели старения и омоложения программного обеспечения с учетом нового фактора.Актуальність. Особливість мобільних систем полягає в їх залежності від рівня заряду батареї, що є важливим чинником під час планування різного роду процесів, зокрема виконання процедури омолодження програмного забезпечення для зменшення впливу ефектів старіння цього програмного забезпечення.
Мета роботи. Розроблення моделі процесу старіння та омолодження програмного забезпечення для операційної системи Android з урахуванням чинника рівня заряду батареї.
Метод. Запропоновано комплексну модель на основі ланцюга Маркова з неперервним часом, яка об’єднює модель старіння із виконанням процедури омолодження програмного забезпечення, модель використання мобільного пристрою користувачем та фактор рівня заряду батареї. Побудовано граф станів та переходів, що описує об’єднані моделі. На основі діаграми написано систему диференційних рівнянь, яку обчислено з допомогою методу Рунге-Кутти 4-го порядку. Оптимальний час виконання процедури омолодження можна визначити за умов, коли її виконання не заважатиме користувачу та буде виконуватись завчасно до настання можливого повного розряду батареї, тобто тоді, коли ймовірність перебування системи в цих станах є найнижчою для певного значення часу виконання процедури омолодження.
Результати. Виконано симуляція розробленої моделі для тестових значень інтенсивностей переходів. Врахування моделі рівня заряду батареї дозволяє уникнути планування виконання процедури омолодження в час, коли мобільний пристрій з великою ймовірністю може мати низький заряд чи бути повністю розрядженим.
Висновки. Розроблена модель на основі ланцюга Маркова дозволить виконувати прогнозування часу початку процедури омолодження програмного забезпечення, враховуючи як поведінку користувача, так і рівень заряду батареї, який може мати значний вплив на прогнозований час. Також, раннє виконання процедури омолодження може мати вплив на зменшення навантаження на систему та відтермінування розряду пристрою, що варто перевірити в подальших дослідженнях. Обґрунтовано доцільність і важливість врахування чинника рівня заряду батареї і необхідність подальшого дослідження розробленої моделі старіння та омолодження із урахуванням нового чинника
ШВИДКИЙ АЛГОРИТМ ВИРІШЕННЯ ОДНОМІРНОЇ НЕЗАМКНЕНОЇ ЗАДАЧІ ПРО БАЖАНИХ СУСІДІВ
No full textContex. The paper formulates a general combinatorial problem for the desired neighbors. Possible areas of practical application of the results of its development are listed. Within the framework of this problem, an analysis of the scientific literature on the optimization of combinatorial problems of practical importance that are close in subject is carried out, on the basis of which the novelty of the formulated problem accepted for scientific and algorithmic development is established.
Objective. For a particular case of the problem, the article formulates a one-dimensional unclosed integer combinatorial problem of practical importance about the desired neighbors on the example of the problem of distributing buyers on land plots, taking into account their recommendations on the desired neighborhood.
Method. A method for solving the mentioned problem has been developed and an appropriate effective algorithm has been created, which for thousands of experimental sets of hundreds of distribution subjects allows to get the optimal result on an ordinary personal computer in less than a second of counting time. The idea of developing the optimization process is expressed, which doubles the practical effect of optimization by cutting off unwanted neighbors without worsening the maximum value of the desirability criterion.
Results. The results of the work include the formulation of a one-dimensional unclosed combinatorial problem about the desired neighbors and an effective algorithm for its solution, which makes it possible to find one, several, and, if necessary, all the options for optimal distributions. The main results of the work can also include the concept and formulation of a general optimization combinatorial problem of desirable neighbors, which may have theoretical and practical prospects.
Conclusions. The method underlying the algorithm for solving the problem allows, if necessary, to easily find all the best placement options, the number of which, as a rule, is very large. It is established that their number can be reduced with benefit up to one by reducing the number of undesirable neighborhoods, which contributes to improving the quality of filtered optimal distributions in accordance with this criterion. The considered problem can receive prospects for evolution and development in various subject areas of the economy, production, architecture, urban studies and other spheres.Актуальность. В работе сформулирована общая комбинаторная проблема желательного соседства. Перечислены возможные сферы практического применения результатов ее разработки. В рамках данной проблемы проведен анализ научной литературы по оптимизации близких по тематике комбинаторных задач, имеющих практическое значение, на основе которого установлена новизна сформулированной проблемы, принятой к научной и алгоритмической разработке.
Цель. Для частного случая проблемы в статье сформулирована имеющая практическое значение одномерная незамкнутая целочисленная комбинаторная задача о желательном соседстве на примере проблемы распределения покупателей по земельным участкам с учетом их рекомендаций о желательном соседстве.
Метод. Разработан метод решения упомянутой задачи и создан соответствующий эффективный алгоритм, который для тысяч экспериментальных множеств из сотен субъектов распределения позволяет на обычном персональном компьютере получить оптимальный результат менее чем за секунду времени счeта. Высказана идея развития процесса оптимизации, которая удваивает практический эффект от оптимизации за счет отсечения нежелательных соседств без ухудшения максимальной величины критерия желательности.
Результаты. К результатам работы относятся постановка одномерной незамкнутой комбинаторной задачи о желательных соседях и эффективный алгоритм ее решения, который позволяет найти один, несколько, а при необходимости все варианты оптимальных распределений. К основным результатам работы можно также отнести концепцию и постановку общей оптимизационной комбинаторной проблемы желательных соседей, которая может иметь реальные теоретические и практические перспективы.
Выводы. Метод, лежащий в основе алгоритма решения задачи, позволяет при необходимости без затруднений найти все оптимальные варианты размещения, число которых как правило, весьма велико. Установлено, что их количество может быть уменьшено с пользой вплоть до единицы за счет уменьшения количества нежелательных соседств, что способствует повышению качества отфильтрованных оптимальных распределений в соответствии с данным критерием. Рассмотренная проблема может получить перспективы развития и разработки в различных предметных областях экономики, производства, архитектуры, урбанистики и других сферах.Актуальність. У роботі сформульовано спільну комбінаторну проблему бажаного сусідства. Наведено можливі сфери практичного застосування результатів її розробки. В рамках цієї проблеми проведено аналіз наукової літератури з оптимізації близьких за тематикою комбінаторних завдань, що мають практичне значення, на основі якого встановлено новизну сформульованої проблеми, прийнятої до наукової та алгоритмічної розробки.
Ціль. Для окремого випадку проблеми у статті сформульовано одномірне незамкнене цілечисленне комбінаторне завдання, що має практичне значення, про бажане сусідство на прикладі проблеми розподілу покупців по земельних ділянках з урахуванням їх рекомендацій про бажане сусідство.
Метод. Розроблено метод вирішення згаданої задачі та створено відповідний ефективний алгоритм, який для тисяч експериментальних множин із сотень суб’єктів розподілу дозволяє на звичайному персональному комп'ютері отримати оптимальний результат менш ніж за секунду часу рахунку. Висловлено ідею розвитку процесу оптимізації, яка подвоює практичний ефект від оптимізації за рахунок відсікання небажаних сусідств без погіршення максимальної величини критерію бажаності.
Результати. До результатів роботи відносяться постановка одновимірної незамкнутої комбінаторної задачі про бажаних сусідів та ефективний алгоритм її вирішення, який дозволяє знайти один, кілька, а за необхідності всі варіанти оптимальних розподілів. До основних результатів роботи можна також віднести концепцію та постановку загальної оптимізаційної комбінаторної проблеми бажаних сусідів, яка може мати реальні теоретичні та практичні перспективи.
Висновки. Метод, що лежить в основі алгоритму розв’язання задачі, дозволяє при необхідності легко знайти всі оптимальні варіанти розміщення, число яких як правило, дуже велике. Встановлено, що їх кількість може бути зменшена з користю до одиниці за рахунок зменшення кількості небажаних сусідств, що сприяє підвищенню якості відфільтрованих оптимальних розподілів відповідно до даного критерію. Розглянута проблема може отримати перспективи розвитку та розробки у різних предметних галузях економіки, виробництва, архітектури, урбаністики та інших сферах
ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОКОРЕЛЯЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ АНСАМБЛІВ СКЛАДНИХ СИГНАЛІВ, ОТРИМАНИХ ШЛЯХОМ ПЕРЕСТАНОВОК ВІДФІЛЬТРОВАНИХ ЧАСТОТНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
No full textContext. The relevance is to study the cross-correlation properties of the developed complex signals ensembles of large volume with a low level of multiple access interference, thereby increasing the efficiency of using a limited radio frequency range. The Object of Research is a method of bandpass filtering with permutations, which allows forming complex signals ensembles of large volume.
Objective. The Objective is to determine the optimal cross-correlation properties for the formation of complex signals ensembles of large volume with a low level of multiple access interference.
Method. The work has the study results of cross-correlation properties of complex signals ensembles obtained by applying the filtered elements permutation method. The formation of complex signals ensembles is based on pseudo-random sequences with improved cross-correlation properties in the time domain. Bandpass filtering is applied to such sequences, and the number of filter bands is determined based on the calculation of the frequency spectrum utilization coefficient. The filter band optimal width determination is based on a comparison of the maximum emissions of the side lobes values of the of cross-correlation function of signals from the elements number in the involved sequences. The signals obtained by frequency bands allocating are characterized by a difference in form in the minimal similarity condition. In order to reduce the multiple access interference impact, the frequency components transfer obtained by spectral filtering to the common frequency range is carried out. After that, the signals are transferred using the full search method. As a result, it was obtained all possible combinations of signal pairs permutations. The use of permutations in the complex signals ensemble formation can significantly increase the ensemble volume. The signals generated by frequency filtering, to which the transfer to the common frequency band and their subsequent permutation was applied, are subjected to correlation analysis based on the calculation of the maximum emissions values of the side lobes of the cross-correlation function.
Comparative characteristic of cross-correlation properties of developed signals with known signals prove that signals generated based on pseudo-random sequences with improved cross-correlation properties have a much larger ensembles volume, are formed on the basis of simple algorithms that don’t require significant computing resources and have satisfactory cross-correlation characteristics. The use of bandpass filtering method with permutation allows the formation of large-volume ensembles whose signals differ inform, and the combination of different frequency bands reduces the vulnerability to multiple access interference.
Results. Due to the software implementation of the bandpass filtering method with permutations, the comparison of crosscorrelation properties of nonlinear sequences, M-sequences, multiphase signals and developed signals based on sequences with improved cross-correlation properties was performed.
In estimating the levels of maximum emissions of side lobes of the cross-correlation function, it was found that the generated signals obtained by bandpass filtering with permutations deteriorate cross-correlation characteristics by increasing the pulse duration proportional to the decrease in signal frequency band, but their value satisfies the minimal similarity condition, used in cognitive telecommunications systems.
Conclusions. The study of the signals cross-correlation properties proves the effectiveness of the developed bandpass filtering with permutations method. The generated signals have cross-correlated characteristics no worse than ensembles based on known signals. At this level of maximum emissions of the side lobes of the cross-correlation function of the developed signals is 7–12% less than the known signals. Thus, the method of bandpass filtering with permutations can be used to increase the efficiency of radio frequency resource use of both existing and advanced cognitive telecommunication networks of wireless access based on systems with code division multiplexing.Актуальность. Заключается в исследовании взаимокорреляционных свойств разработанных ансамблей сложных сигналов большого объема с обеспечением низкого уровня помех множественного доступа, за счет чего возможно повышение эффективности использования ограниченного радиочастотного диапазона. Объектом исследования является метод полосовой фильтрации с перестановками, позволяющий формировать ансамбли сложных сигналов большого объема.
Цель работы. Состоит в определении оптимальных взаимокорреляционных свойств для формирования ансамблей сложных сигналов большого объема с обеспечением низкого уровня помех множественного доступа.
Метод. В работе приведены результаты исследования взаимокорреляционных свойств ансамблей сложных сигналов, полученных за счет метода полосовой фильтрации с перестановками. Формирование ансамблей сложных сигналов происходит на основе псевдослучайных последовательностей с улучшенными взаимокорреляционными свойствами во временной области. К таким последовательностям применяется полосовая фильтрация, причем количество полос фильтрации определяется на основе расчета коэффициента использования частотного спектра. Определение оптимальной ширины полосы фильтрации происходит на основе сравнения значений максимальных выбросов боковых лепестков функции взаимной корреляции сигналов от количества элементов в задействованных последовательностях. Сигналы, полученные посредством выделения полос частот, характеризуются отличием по форме при выполнении условия минимального подобия. С целью уменьшения влияния помех множественного доступа производится частотный перенос составляющих, полученных в результате фильтрации спектра, в общую область частот. Далее производится перестановка сигналов с помощью метода полного перебора. В результате получаем все возможные комбинации перестановок пар сигналов. Использование перестановок при формировании ансамбля сложных сигналов позволяет значительно увеличить объем ансамбля. Сигналы, сформированные за счет частотной фильтрации, к которым применялся перенос в общую полосу частот и последующая их перестановка, подвергаются корреляционному анализу на основе расчета значений максимальных выбросов боковых лепестков функции взаимной корреляции. Сравнительная характеристика взаимокорреляционных свойств разработанных сигналов с известными сигналами доказывает, что сигналы, сформированные на основе псевдослучайных последовательностей с улучшенными взаимокорреляционными свойствами, имеют значительно больший объем ансамблей, формируются на основе простых алгоритмов, не требующих значительных вычислительных ресурсов и обладают лучшими взаимокорреляционными свойствами. Применение метода полосовой фильтрации с перестановками позволяет формировать ансамбли большого объема, сигналы которых отличаются по форме, а комбинирование различных частотных диапазонов уменьшает уязвимость к помехам множественного доступа.
Результаты. Благодаря программной реализации метода полосовой фильтрации с перестановками выполнено сравнение взаимокорреляционных свойств нелинейных последовательностей, М последовательностей, многофазных сигналов и разработанных сигналов на основе последовательностей с улучшенными взаимокорреляционными свойствами. При оценке уровней максимальных выбросов боковых лепестков функции взаимной корреляции обнаружено, что у сформированных сигналов, полученных путем полосовой фильтрации с перестановками, ухудшаются взаимокорреляционные свойства за счет увеличения длительности импульсов пропорциональной уменьшению полосы частот сигнала, но их значение удовлетворяет условию минимального подобия и такие сигналы могут использоваться в когнитивных телекоммуникационных системах.
Выводы. Проведенное исследование взаимокорреляционных свойств сигналов доказывает эффективность разработанного метода полосовой фильтрации с перестановками. Сформированные сигналы обладают взаимокорреляционными свойствами, которые не хуже, чем ансамбли на основе известных сигналов. При этом уровень максимальных выбросов боковых лепестков функции взаимной корреляции разработанных сигналов на 7–12% меньше показателей известных сигналов. Таким образом, метод полосовой фильтрации с перестановками может быть применен для повышения эффективности использования радиочастотного ресурса как существующих, так и перспективных когнитивных телекоммуникационных сетей на основе систем с кодовым разделением каналов. Актуальність. Полягає у дослідженні взаємокореляційних властивостей розроблених ансамблів складних сигналів великого об’єму із забезпеченням низького рівня завад множинного доступу, за рахунок чого забезпечується підвищення ефективності використання обмеженого радіочастотного діапазону. Об’єктом дослідження є метод смугової фільтрації з перестановками, який дозволяє сформувати ансамблі складних сигналів великого об’єму.
Мета роботи. Полягає у визначенні оптимальних взаємокореляційних властивостей для формування ансамблів складних сигналів великого об’єму із забезпеченням низького рівня завад множинного доступу.
Метод. У роботі наведено результати дослідження взаємокореляційних властивостей ансамблів складних сигналів, отриманих за рахунок застосування методу перестановок відфільтрованих елементів. Формування ансамблів складних сигналів відбувається на основі псевдовипадкових послідовностей з покращеними взаємокореляційними властивостями в часовій області. До таких послідовностей застосовується смугова фільтрація, причому кількість смуг фільтрації визначається на основі розрахунку коефіцієнта використання частотного спектра. Визначення оптимальної ширини смуги фільтрації відбувається на основі порівняння значень максимальних викидів бічних пелюсток функції взаємної кореляції сигналів від кількості елементів у задіяних послідовностях. Сигнали, отримані за допомогою виділення смуг частот, характеризуються відмінністю за формою при виконанні умови мінімальної подоби. З метою зменшення впливу завад множинного доступу здійснюється частотний перенос складових, отриманих у результаті фільтрації спектру, до спільної області частот. Після цього виконується перестановка сигналів за допомогою методу повного перебору. У результаті отримуємо усі можливі комбінаціїперестановок пар сигналів. Застосування перестановок при формуванні ансамбля складних сигналів дозволяє значно збільшити об’єм ансамбля. Сигнали, сформовані за рахунок частотної фільтрації, до яких застосовувався перенос в спільну смугу частот та їх подальша перестановка, піддаються кореляційному аналізу на основі розрахунку значень максимальних викидів бічних пелюсток функції взаємної кореляції. Порівняльна характеристика взаємокореляційних властивостей розроблених сигналів з відомими сигналами доводить, що сигнали, сформовані на основі псевдовипадкових послідовностей з покращеними взаємокореляційними властивостями мають значно більший об’єм ансамблів, формуються на основі простих алгоритмів, що не потребують значних обчислювальних ресурсів та мають задовільні взаємокореляційні характеристики. Застосування методу смугової фільтрації з перестановками дозволяє формувати ансамблі великого об’єму, сигнали яких відрізняються заформою, а комбінування різних частотних діапазонів зменшує вразливість до завад множинного доступу.
Результати. Завдяки програмній реалізації методу смугової фільтрації з перестановками виконано порівняння взаємокореляційних властивостей нелінійних послідовностей, М-послідовностей, багатофазних сигналів та розроблених сигналів на основі послідовностей з покращеними взаємокореляційними властивостями.
При оцінці рівнів максимальних викидів бічних пелюсток функції взаємної кореляції виявлено, що у сформованих сигналів, отриманих шляхом смугової фільтрації з перестановками, погіршуються взаємокореляційні характеристики, за рахунок збільшення тривалості імпульсів пропорційної зменшенню смуги частот сигналу, але їхнє значення задовольняє умову мінімальної подоби і такі сигнали можуть застосовуватися в когнітивних телекомунікаційних системах.
Висновки. Виконане дослідження взаємокореляційних властивостей сигналів доводить ефективність розробленого методу смугової фільтрації з перестановками. Сформовані сигнали мають взаємокореляційні характеристики не гірші ніж ансамблі на основі відомих сигналів. При цьому рівні максимальних викидів бічних пелюсток функції взаємної кореляції розроблених сигналів на 7–12 % менше показників відомих сигналів. Таким чином метод смугової фільтрації з перестановками може бути застосований для підвищення ефективності використання радіочастотного ресурсу як існуючих, так і перспективних когнітивних телекомунікаційних мереж безпроводового доступу на основі систем з кодовим розділенням каналів
МЕТОД ПРОСТОРОВО-ПОЛЯРИЗАЦІЙНОЇ КОМПЕНСАЦІЇ ЗАВАД
No full textContext. To protect radars from active noise interference (jamming) acting along the side lobes of the antenna pattern, spatial signal filtering is used, which is realized by using diversity reception of the useful signal and interference. In this case, the difference in the directions of interference and signal makes it possible to compensate for interference and detect a useful signal. However, in the case where the source of interference is in the main lobe, the differences between the desired signal and the interference are reduced. This leads to significant distortion of the antenna main lobe pattern. As a result, the accuracy of angular coordinates measurement deteriorates, as well as the sensitivity of the receiving radar device. The article proposes a new method for spatial polarization processing of radar signals, which provides compensation for active noise interference both as from the directions of the side lobes and from the direction of the main beam of the antenna pattern.
Objective. The goal is to develop a method for spatial polarization processing of radar signals under the influence of active noise interference both along the side lobes of the antenna pattern and along the main lobe.
Method. The method is implemented by using structural adaptation of the noise protection device, depending on the direction of the interference. In this case, the control signal for structural adaptation is formed according to the magnitude of the current spatial filter weighting coefficient value.
Results. A block diagram of a spatial polarizing filter which provides compensation for active noise interference acting both on the side lobes and on the main lobe of the radar antenna pattern. The mathematical model of the compensation unit that implements the structural adaptation of the spatial polarization filter has been developed. Under the conditions of the first special polarization basis, the efficiency of noise suppression acting along the main lobe of the antenna pattern is estimated.
Conclusions. The scientific novelty of the research is the development of a new method of spatial polarization processing of radar signals under difficult conditions of radar operation under massive active noise interference.
The practical significance of the research is in the development of a block diagram of a spatial polarizing filter that provides compensation for interference both from the direction of the side lobes and from the direction of the main lobe of the antenna pattern. The mathematical model of the filter has been developed. The efficiency of noise suppression under the conditions of the first special polarization basis is estimated.Актуальность. При защите РЛС от активных шумовых помех, действующих по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны, применяют пространственную фильтрацию сигналов путем использования разнесенного приема полезного сигнала и помех. При этом различие направлений воздействия помех и сигнала позволяет скомпенсировать помеху и обнаружить полезный сигнал. Однако, если источник помехи смещается в область главного луча, то пространственные отличия между полезным сигналом и помехой уменьшаются. Это приводит к существенному искажению диаграммы направленности основной антенны. В результате этого ухудшается точность измерения угловых координат целей, а также чувствительность приемного устройства РЛС. В статье предложен новый метод пространственно-поляризационной обработки радиолокационных сигналов, обеспечивающий компенсацию активных шумовых помех как с направлений боковых лепестков, так и с направления главного луча диаграммы направленности антенны.
Цель работы состоит в разработке метода совместной пространственно-поляризационной обработки радиолокационных сигналов при воздействии активных шумовых помех как по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны, так и по главному лучу.
Метод реализуется путем использования структурной адаптации устройства помехозащиты в зависимости от направления воздействия помехи. При этом управляющий сигнал для структурной адаптации формируется по текущему значению модуля весового коэффициента пространственного фильтра.
Результаты. Разработана совместная структурная схема пространственно-поляризационного фильтра, обеспечивающего компенсацию активных шумовых помех, действующих как по боковым лепесткам, так и по главному лучу диаграммы направленности антенны РЛС. Разработана математическая модель блока компенсации, реализующего структурную адаптацию пространственно-поляризационного фильтра. В условиях первого особого поляризационного базиса оценена эффективность подавления помех, действующих по главному лучу диаграммы направленности антенны.
Выводы. Научная новизна проведенного исследования состоит в разработке нового метода пространственно-поляризационной обработки радиолокационных сигналов в сложных условиях функционирования РЛС при массированном воздействии активных шумовых помех.
Практическая новизна состоит в разработке структурной схемы пространственно-поляризационного фильтра, обеспечивающего компенсацию помех, действующих как с направлений боковых лепестков, так и с направления главного луча диаграммы направленности антенны. Разработана математическая модель блока компенсации фильтра. Оценена эффективность подавления помех в условиях первого особого поляризационного базиса.Актуальність. При захисті РЛС від активних шумових завад, діючих по бокових пелюстках діаграми спрямованості антени, використовують просторову фільтрацію сигналів шляхом застосування рознесеного прийому корисного сигналу і завад. При цьому різниця в напрямах прийому сигналу і завади дозволяє скомпенсувати заваду і забезпечити виявлення корисного сигналу. Однак, якщо джерело завади зміщується в область головного променя діаграми спрямованості основної антени, то просторові відмінності між корисним сигналом і завадою зменшуються. Це призводить до суттєвого спотворення діаграми спрямованості. В результаті цього погіршується точність вимірювання координат цілей, а також чутливість приймального пристрою РЛС. В статті запропоновано новий метод просторово-поляризаційної обробки радіолокаційних сигналів, який забезпечує компенсацію активних шумових завади як з напряму бокових пелюстків, так і з напряму головногопроменя.
Ціль роботи полягає у розробці методу сумісної просторово-поляризаційної обробки радіолокаційних сигналів в умовах дії активних шумових завад як по бокових пелюстках діаграми спрямованості антени, так і по головному променю.
Метод реалізується шляхом використання структурної адаптації пристрою завадозахисту в залежності від напряму дії завади. При цьому управляючий сигнал для структурної адаптації формується по величині поточного значення модуля ваго вого коефіцієнта просторового фільтра.
Результати. Розроблена сумісна структурна схема просторово-поляризаційного фільтра, який забезпечує компенсацію активних шумових завад, діючих як по бокових пелюстках, так і по головному промені діаграми спрямованості антени РЛС. Розроблена математична модель блока компенсації, який забезпечує структурну адаптацію просторово-поляризаційного фільтра. В умовах першого особливого поляризаційного базису оцінена ефективність подавлення завад, діючих по головному промені діаграми спрямованості антени.
Висновки. Наукова новизна проведеного дослідження полягає у розробці нового методу просторово-поляризаційної обробки радіолокаційних сигналів в складних умовах функціонування РЛС при масовій дії активних шумових завад.
Практична новизна полягає в розробці структурної схеми просторово-поляризаційного фільтра, який забезпечує компенсацію завад, діючих як з напрямів бокових пелюстків, так і з напряму головного променя діаграми спрямованості антени. Розроблена математична модель блока компенсації фільтра. Оцінена ефективність подавлення завад в умовах першого особливого поляризаційного базиса
ЕФЕКТИВНІСТЬ МЕТОДІВ ПОПЕРЕДНЬОЇ ОБРОБКИ СТЕГАНОГРАМ, ЗАСНОВАНИХ НА ВИЗНАЧЕННІ ПРООБРАЗУ ВЕКТОРІВ СТАТИСТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ЗОБРАЖЕНЬ У ПРОСТОРІ ВИЩОЇ РОЗМІРНОСТІ
No full textContext. The topical problem of sensitive information protection during data transmission in local and global communication systems was considered. The case of detection of stego images formed according to novel steganographic (embedding) methods was analyzed. The object of research is special methods of stego images features pre-processing (calibration) that are used for improving detection accuracy of modern statistical stegdetectors.
Objective. The purpose of the work is performance analysis of applying special types of image calibration methods, namely divergent reference techniques, for revealing stego images formed according to adaptive embedding methods.
Method. The considered divergent reference methods are aimed at search an appropriate transformation for cover and stego images features that allows increasing Euclidean distance between them. This can be achieved by re-projection of estimated features into a high-dimensional space where cover and stego features may have higher inter-cluster distances. The work is devoted to analysis of such methods, namely by applying the inverse Fast Johnson-Lindenstrauss transform for estimation preimages of cover and stego images features. The transform allows considerably decreasing computation complexity of features calibration procedure while providing a fixed level of relative positions changes for cover and stego images features vectors, which is of particular interest in steganalysis.
Results. The dependencies of detection accuracy, namely Matthews correlation coefficient, on cover image payload and dimensionality of estimated preimages for feature vector were obtained. The case of usage state-of-the-art HUGO, S-UNIWARD, MG and MiPOD embedding methods for message hiding into a cover image was considered. Also, the variants of stego image features preprocessing by full access to stego encoder for a steganalytic as well as limited a prior information about used embedding method were analyzed.
Conclusions. The obtained experimental results proved effectiveness of proposed approach in the most difficult case of limited a prior information about used embedding method and low cover image payload (less than 10%). The prospects for further research may include investigation of applying special methods for features preimages estimation in a high-dimensional space for improving detection accuracy for advanced embedding methods.Актуальность. Рассмотрена актуальная проблема защиты конфиденциальной информации при передаче данных в локальных и глобальных системах связи. Исследован случай обнаружения стеганограмм, сформированных согласно новейшим адаптивным стеганографическим методам. Объектом исследования являются специальные методы обработки статистических параметров стеганограмм, направленные на повышение точности работы современных стегодетекторов. Целью работы является анализ эффективности применения специальных методов предварительной обработки цифровых изображений для повышения точности обнаружения стеганограмм, сформированных с использованием адаптивных стеганографических методов.
Метод. Рассмотрено использование методов, направленных на увеличение евклидового расстояния между векторами (статистическими параметрами) изображений-контейнеров и стеганограмм, путем определения прообразов данных векторов из пространств более высокой размерности. Для решения данной задачи предложено использовать обратное преобразование Джонсона-Линденштрауса. Предложенный метод позволяет существенно уменьшить вычислительную сложность процедуры предварительной обработки исследуемых изображений при обеспечении фиксированного уровня изменений взаимного положения векторов, соответствующих изображениям-контейнерам и стеганограммам, что представляет особый интерес при проведении стегоанализа.
Результаты. Получены зависимости точности обнаружения стеганограмм, а именно коэффициента корреляции Мэтьюса, от степени заполнения изображения-контейнера стегодаными при использовании предложенного метода обработки изображений, а также формирования стеганограмм согласно новейшим стеганографическим методам HUGO, S-UNIWARD, MG и MiPOD. Определены достижимые границы точности обнаружения стеганограмм при применении предлагаемого метода в наиболее сложном случае ограниченности априорных данных относительно использованного стеганографического метода.
Выводы. Результаты проведенных экспериментальных исследований подтвердили эффективность предлагаемого подхода даже в наиболее сложном случае проведения стегоанализа, а именно ограниченности априорных данных относительного использованного стеганографического метода и низкой степени заполнения изображения-контейнера стегоданными (менее 10%). Дальнейший интерес представляет сравнительный анализ эффективности применения специализированных методов определения прообразов векторов (статистических параметров) изучаемых изображений с целью повышения точности обнаружения стеганограмм, сформированных согласно новейшим стеганографическим методамАктуальність. Розглянуто актуальну проблему захисту конфіденційної інформації під час передачі даних у локальних та глобальних системах зв’язку. Досліджено випадок виявлення стеганограм, сформованих згідно новітніх адаптивних стеганографічних методів. Об’єктом дослідження є спеціальні методи обробки статистичних параметрів стеганограм, що використовуються для підвищення точності роботи сучасних статистичних стегодетекторів. Метою роботи є аналіз ефективності застосування спеціальних методів попередньої обробци цифрових зображень для підвищення точності виявлення стеганограм, сформованих з використанням адаптивних стеганографічних методів.
Метод. Розглянуто використання методів, спрямованих на збільшення евклідової відстані між векторами (статистичними параметрами) зображень-контейнерів та стеганограм шляхом визначення прообразів даних векторів з багатовимірних просторів вищої розмірності. Для вирішення даної задачі запропоновано використовувати зворотнє перетворення Джонсона-Лінденштрауса. Запропонований метод дозволяє суттєво зменшити обчислювальну складність процедури попередньої обробки досліджуваних зображень при забезпеченні фіксованого рівня змін взаємного положення векторів, які відповідають зображенням-контейнерам та стеганограмам, що становить особливий інтерес при проведенні стегоаналізу.
Результати. Отримано залежності точності виявлення стеганограм, а саме коефіцієнта кореляції Метьюза, від ступеня заповнення зображення-контейнеру стегоданими при використанні запропонованого методу обробки зображень, а також формування стеганограм згідно новітніх стеганографічних методів HUGO, S-UNIWARD, MG та MiPOD. Визначено досяжні межі точності виявлення стеганограм при застосуванні запропонованого методу у найбільш складному випадку обмеженості апріорних даних щодо використаного стеганографічного методу.
Висновки. Результати проведених експериментальних досліджень підтвердили ефективність запропонованого підходу навіть у найбільш складному випадку проведення стегоаналізу, а саме обмеженості апріорних даних щодо використаного стеганографічного методу та низького ступеня заповнення зображення-контейнеру стегоданими (менше 10%). Подальший інтерес становить порівняльний аналіз ефективності використання спеціалізованих методів визначення прообразів векторів (статистичних параметрів) досліджуваних зображень з метою підвищення точності виявлення стеганограм, сформованих згідно новітніх стеганографічних методів. 
КЛАСИФІКАТОР ЗОБРАЖЕНЬ ІЗ РЕЗІЛЬЄНТНІСТЮ ДО ПРОТИБОРЧИХ АТАК, ІНЖЕКЦІЇ НЕСПРАВНОСТЕЙ ТА ДРЕЙФУ КОНЦЕПЦІЙ – АРХІТЕКТУРА МОДЕЛІ ТА АЛГОРИТМ НАВЧАННЯ
No full textContext. The problem of image classification algorithms vulnerability to destructive perturbations has not yet been definitively resolved and is quite relevant for safety-critical applications. Therefore, object of research is the process of training and inference for image classifier that functioning under influences of destructive perturbations. The subjects of the research are model architecture and training algorithm of image classifier that provide resilience to adversarial attacks, fault injection attacks and concept drift.
Objective. Stated research goal is to develop effective model architecture and training algorithm that provide resilience to adversarial attacks, fault injections and concept drift.
Method. New training algorithm which combines self-knowledge distillation, information measure maximization, class distribution compactness and interclass gap maximization, data compression based on discretization of feature representation and semi-supervised learning based on consistency regularization is proposed.
Results. The model architecture and training algorithm of image classifier were developed. The obtained classifier was tested on the Cifar10 dataset to evaluate its resilience over an interval of 200 mini-batches with a training and test size of mini-batch equals to 128 examples for such perturbations: adversarial black-box L∞-attacks with perturbation levels equal to 1, 3, 5 and 10; inversion of one randomly selected bit in a tensor for 10%, 30%, 50% and 60% randomly selected tensors; addition of one new class; real concept drift between a pair of classes. The effect of the feature space dimensionality on the value of the information criterion of the model performance without perturbations and the value of the integral metric of resilience during the exposure to perturbations is considered.
Conclusions. The proposed model architecture and learning algorithm provide absorption of part of the disturbing influence, graceful degradation due to hierarchical classes and adaptive computation, and fast adaptation on a limited amount of labeled data. It is shown that adaptive computation saves up to 40% of resources due to early decision-making in the lower sections of the model, but perturbing influence leads to slowing down, which can be considered as graceful degradation. A multi-section structure trained using knowledge self-distillation principles has been shown to provide more than 5% improvement in the value of the integral mectric of resilience compared to an architecture where the decision is made on the last layer of the model. It is observed that the dimensionality of the feature space noticeably affects the resilience to adversarial attacks and can be chosen as a tradeoff between resilience to perturbations and efficiency without perturbations.Актуальность. Проблема уязвимости алгоритмов классификационного анализа изображений к деструктивным возмущениям до сих пор не была полностью решена и достаточно актуальна для критических к безопасности применений. Поэтому объектом исследования является процесс обучения и формирования решений классификатора изображений, функционирующем под влиянием деструктивных возмущений. Предметом исследования является архитектура модели и алгоритм обучения классификатора изображений, обеспечивающие устойчивость к состязательным атакам, инжекции неисправностей и дрейфу концепций.
Цель исследования – разработка эффективных архитектуры модели и алгоритма обучения, которые обеспечивают устойчивость к противоборствующим атакам, инжекции неисправностей и дрейфа концепций.
Методы исследования. Архитектура модели и алгоритм обучения реализуются путем сочетания идей и принципов самодистилляции знаний, максимизации информационной меры и компактности распределения классов, максимизации межклассового зазора, сжатия данных на основе дискретизации признакового представления, а также обучения с частичным привлечением учителя на основе регуляризации согласованности.
Результаты. Разработана архитектура модели и алгоритм обучения классификатора изображений. Полученный классификатор был испытан на наборе данных Cifar10 для оценивания его резильентности на интервале в 200 мини-пакетов с размером обучающего и тестового мини-пакета в 128 образцов для таких возмущений: состязательные L∞-атаки чёрного ящика с уровнями 1, 3, 5 и 10; инверсия одного случайно выбранного бита в тензоре для 10%, 30%, 50% и 60% случайно выбранных тензоров; добавление одного нового класса; реальный дрейф концепции между парой классов. Рассмотрено влияние размерности пространства признаков на значение информационного критерия эффективности модели без возмущений и значение интегрального показателя резильентности во время воздействия возмущений.
Выводы. Предлагаемые архитектура модели и алгоритм обучения обеспечивают поглощение части возмущающего воздействия, изощренную деградацию за счет иерархичности классов и адаптивных вычислений, а также быструю адаптацию на ограниченном количестве размеченных данных. Показано, что адаптивные вычисления позволяют экономить до 40% ресурсов за счет раннего принятия решений на нижних секциях модели, однако возмущающее влияние приводит к замедлению, что можно рассматривать как изощренную деградацию. Доказано, что многосекционная структура, обучающаяся с использованием принципов самодистилляции знаний, обеспечивает более чем на 5% улучшение значения интегрального показателя резильентности по сравнению с архитектурой, где решение принимается на последнем слое модели. Замечено, что размерность пространства признаков заметно влияет на устойчивость к противоборствующим атакам и может выбираться как компромисс между резильентностью к возмущениям и эффективностью без возмущений.Актуальність. Проблема вразливості алгоритмів класифікаційного аналізу зображень до деструктивних збурень досі не була повністю вирішена і є досить актуальною для критичних до безпеки застосувань. Тому об’єктом дослідження є процес навчання та формування рішень для класифікатора зображень, що функціонує під впливом деструктивних збурень. Предметом дослідження є архітектура моделі та алгоритм навчання класифікатора зображень, що забезпечують стійкість до протиборчих атак, інжекції несправностей і дрейфу концепцій.
Мета дослідження – є розроблення ефективних архітектури моделі та алгоритму навчання, які забезпечують стійкість до протиборчих атак, інжекції несправностей та дрейфу концепцій.
Методи дослідження. Архітектура моделі та алгоритм навчання реалізовані шляхом поєднання ідей і принципів самодистиляції знань, максимізації інформаційної міри та компактності розподілу класів, максимізації міжкласового зазору, стиснення даних на основі дискретизації ознакового подання, а також навчання з частковим залученням учителя на основі регулярізації узгодженості.
Результати. Розроблено архітектуру моделі і алгоритм навчання класифікатора зображень. Отриманий класифікатор було випробувано на наборі даних Cifar10 для оцінювання його резільєнтності на інтервалі в 200 міні-пакетів із розміром навчального і тестового міні-пакету в 128 зразків для таких збурень : протиборчі L∞-атаки чорної шухляди з рівнями 1, 3, 5 та 10; інверсія одного випадково обраного біту в тензорі для 10%, 30%, 50% та 60% випадково обраних тензорів; додавання одного нового класу; реальний дрейф концепцій між парою класів. Розглянуто вплив розмірності простору ознак на значення інформаційного критерію ефективності моделі без збурень та на значення інтегрального показника резільєнтності під час впливу збурень.
Висновки. Запропоновані архітектура моделі і алгоритм навчання забезпечують поглинання частини збурюючого впливу, витончену деградацію за рахунок ієрархічності класів та адаптивних обчислень, а також швидку адаптацію на обмеженій кількості розмічених даних. Показано, що адаптивні обчислення дозволяють економити до 40% ресурсів за рахунок раннього прийняття рішень на нижніх секціях моделі, однак збурюючий вплив призводить до уповільнення, що можна розглядати як витончену деградацію. Доведено, що багатосекційна структура, що навчається з використанням принципів дистиляції само-знань, забезпечує більш ніж на 5% покращення значення інтегрального показника резільєнтності порівняно з архітектурою, де рішення приймається на останньому шарі моделі. Помічено, що розмірність простору ознак помітно впливає на стійкість до протиборчих атак і може обиратися як компроміс між резільєнтністю до збурень та ефективність без впливу збурень. 9
СИНТЕЗ АЛГОРИТМУ УПРАВЛІННЯ ТРАНСПОРТНИМ КОНВЕЄРОМ
No full textContext. The problem of optimal control of the flow parameters of a transport system of a conveyor type in the presence of stepwise regulation of the speed of the conveyor section belt is considered. The object of the study is the analytical model of the transport conveyor, which was used as a foundation for the synthesis of optimal control algorithms for the flow parameters of the transport conveyor. The purpose of the work is to develop methods for designing systems for optimal control of the flow parameters of a transport conveyor, taking into account the transport delay with stepwise regulation of the flow parameters of the transport system.
Method. An analytical model of the conveyor section has been developed, taking into account the stepwise regulation of the values of the flow parameters of the transport system. When building a model of a conveyor section to determine the dependencies between the flow parameters of the transport system, equations in partial derivatives are written. For the synthesis of algorithms for optimal control of the speed of the conveyor section belt, a control quality criterion is introduced. Using the Pontryagin maximum principle, the problem of optimal control of the flow parameters of the conveyor section is posed. For the transport system, the Hamilton function is written, which takes into account the criterion of control quality, imposed restrictions and differential relationships between the system parameters. A technique for synthesizing an algorithm for optimal control of the speed of a conveyor section belt is demonstrated. The conditions for switching the speed of the conveyor belt are determined.
Results. The developed model of the conveyor section is used to synthesize an algorithm for optimal control of the flow parameters of the transport system with stepwise switching of belt speed modes.
Conclusions. A technique for synthesizing algorithms for optimal control of the flow parameters of a transport system with stepwise regulation of the speed of the belt of a conveyor section has been developed. The obtained algorithms can be used to reduce the specific energy costs for material transportation at mining enterprises.Актуальность. Рассмотрена проблема оптимального управления потоковыми параметрами транспортной системы конвейерного типа при наличие ступенчатого регулировании скорости ленты секции конвейера. Объектом исследования являлась аналитическая модель транспортного конвейера, которая использована в качестве фундамента для синтеза алгоритмов оптимального управления потоковыми параметрами транспортного конвейера. Цель работы заключается в развитие методов проектирования систем оптимального управления потоковыми параметрами транспортного конвейера с учетом транспортной задержки при ступенчатом регулировании потоковых параметров транспортной системы.
Метод. Разработана аналитическая модель секции конвейера с учетом ступенчатого регулирования значений потоковых параметров транспортной системы. При построения модели секции конвейера для определения зависимостей между потоковыми параметрами транспортной системы записаны уравнения в частных производных. Для синтеза алгоритмов оптимального управления скоростью движения ленты секции конвейера введен критерий качества управления. Используя принцип максимума Понтрягина, поставлена задача оптимального управления потоковыми параметрами секции конвейера. Для транспортной системы записана функция Гамильтона, учитывающая критерий качества управления, наложенные ограничения и дифференциальные связи между параметрами системы. Продемонстрирована методика синтеза алгоритма оптимального управления скоростью ленты секции конвейера и определены условия переключения скорости движения ленты.
Результаты. Разработанная модель секции конвейера использована для синтеза алгоритма оптимального управления потоковыми параметрами транспортной системы при ступенчатом переключении режимов скорости ленты.
Выводы. Разработана методика синтеза алгоритмов оптимального управления потоковыми параметрами транспортной системы при ступенчатом регулировании скорости движения ленты секции конвейера. Полученные алгоритмы могут быть использованы для снижения удельных энергетических затрат на транспортировку материала на предприятиях горнодобывающей промышленности.Актуальність. Розглянута проблема оптимального управління потоковими параметрами транспортної системи конвейєрного типу при наявності ступенчатого регулювання швидкості ленти секцій конвейєра. Об’єктом дослідження була аналітична модель транспортного конвейєра, яка використана в якості фундаменту для синтезу алгоритмів оптимального управління потоковими параметрами транспортного конвейера. Мета роботи полягає в розвитку методів проектування системи оптимального управління потоковими параметрами транспортного конвейера з урахуванням транспортної задержки при ступенчаті регулювання потокових параметрів транспортної системи.
Метод. Розроблено аналітичну модель секції конвеєра з урахуванням ступінчастого регулювання значень потокових параметрів транспортної системи. При побудові моделі секції конвеєра визначення залежностей між потоковими параметрами транспортної системи записані рівняння в приватних похідних. Для синтезу алгоритмів оптимального управління швидкістю руху стрічки секції конвеєра запроваджено критерій якості управління. Використовуючи принцип максимуму Понтрягіна, поставлено завдання оптимального керування потоковими параметрами секції конвеєра. Для транспортної системи записано функцію Гамільтона, що враховує критерій якості управління, обмеження та диференціальні зв’язки між параметрами системи. Продемонстровано методику синтезу алгоритму оптимального управління швидкістю стрічки секції конвеєра. Визначено умови перемикання швидкості руху стрічки конвеєра.
Результати. Розроблена модель секції конвеєра використана синтезу алгоритму оптимального управління потоковими параметрами транспортної системи при ступінчастому перемиканні режимів швидкості стрічки.
Висновки. Розроблено методику синтезу алгоритмів оптимального керування потоковими параметрами транспортної системи при ступінчастому регулюванні швидкості руху стрічки секції конвеєра. Отримані алгоритми можуть бути використані для зниження питомих енергетичних витрат на транспортування матеріалу на підприємствах гірничодобувної промисловості