МГТУ им. Н.Э. Баумана (статьи)

Исследована нейронная сеть неокогнитрон Фукусимы. Описаны методы определения пороговых значений, измерений слоев, параметров ядра функции Гаусса, используемого для вычисления выходных значений слоев. Предложены методы оптимизации параметров. В результате исследования достигнут коэффициент распознавания тестовой выборки 97 %.

Рассмотрены вопросы выбора алгоритмов выявления сюжета и определения значимости частей отображаемой сцены путем выделения контуров изображаемых объектов. Полученная информация является основой для построения последовательности преобразований, позволяющих в реальном времени при изменении размеров изображения перестраивать его таким образом, чтобы сохранялись пропорции основных объектов сцены.

Рассмотрены вопросы разработки и совершенствования теоретических методов синтеза монохромного изображения из многодиапазонного в случаях, когда передаваемые изображения относятся к диапазону, отличному от видимого. Разработан метод автоматического синтеза монохромного изображения с использованием неоднозначной палитры, полученной с помощью решения уравнения Пуассона. Приведены численные результаты исследований и их сравнение с существующими средствами. Проанализированы преимущества и недостатки данного метода. Предложены способы устранения выявленных недостатков.

Рассмотрены проблемы распознавания государственных регистрационных знаков и функционирования системы идентификации транспортных средств. Предложены методы предварительной обработки изображений для увеличения и выравнивания контрастности, подавления шумов, повышения четкости и устранения смазывания изображений.

Представлена реализация искусственной нейронной сети неокогнитрон и проведено сравнение с другими нейронными сетями. Исследования показали высокую устойчивость сети к шумам, сдвигу и повороту в сопоставлении с другими нейронными сетями.

Рассмотрены методы распознавания образов на космических снимках. Обоснован выбор голографического метода распознавания, изложены его основные положения и особенности. Предложена структура программной системы, реализующей данный метод распознавания, алгоритм распознавания и поиска объектов.

Рассмотрены вопросы визуализации информации: актуальность, теоретическое обоснование, классификация методов и основной принцип построения систем визуализации. Методы визуализации классифицированы по области применения, уровням визуализации, методам представления информации и по типу взаимодействия пользователя с программным интерфейсом системы визуализации. Объяснен процесс проектирования систем визуализации, состоящий из преобразования данных, визуального отображения и преобразования представления.

Рассмотрен вопрос построения моделей случайного входного воздействия для имитационных моделей систем. Обсуждается возможность использования ограниченных непрерывных распределений для моделирования входных воздействий в отсутствие экспериментальных данных, используя экспертные оценки параметров входного воздействия (минимальное, максимальное значения, мода). Приведено описание функциональности программного обеспечения для моделирования входных воздействий с использованием двухстороннего степенного и бета-распределений.

Одна из основных проблем, возникающих в фотографии, — смаз изображения, появляющийся при движении из-за тряски камеры. Восстановление четкой версии фотографии по смазанному изображению — предмет фундаментальных исследований в области цифровой фотографии. В ходе исследования выявлено, что определение резких краев не всегда способствует правильной оценке ядра, а при некоторых обстоятельствах и ухудшает ее. Во избежание данной проблемы разработана новая метрика для измерения применимости информации о краях изображения. Предложен эффективный метод оценки ядра, который основан на использовании пространственного априорного распределения и улучшении ядра с помощью итеративного определения поддержки. Благодаря этому можно отказаться от применения жесткого порогового фильтра к элементам ядра.

Рассмотрены вопросы построения вычислительных моделей, алгоритмов их реализации и соответствующего программного и информационного обеспечений для исследования процессов в системах с объемными источниками селективного излучения, использующих разрядную плазму с разными видами неравновесности. Предложен самосогласованный алгоритм расчета характеристик элементов систем, находящихся в едином радиационном поле сложного дискретно-непрерывного спектрального состава. Приведены результаты численных экспериментов, иллюстрирующие возможности вычислительного комплекса.

В протоколе обмена маршрутной информацией RIP существует проблема образования ложных маршрутов и маршрутных петель. Сформулирована задача нахождения интервалов значений таймеров протокола, позволяющих предотвратить образование маршрутных петель для заданной топологии сети. Предложен способ решения поставленной задачи, включающий формальное описание стандарта протокола RIP, построение по данному описанию и заданной топологии сети конечной модели и ее последующую формальную верификацию.

Рассмотрены вопросы формирования длительных по количеству компьютерных операций D-последовательностей для определения скоростных свойств быстрой сортировки Хоара на одномерных массивах целочисленной информации.

Предложена модификация метода нечеткого вывода решения, позволяющая без потери объяснительных возможностей осуществлять корректировку значения выводимой переменной в указываемых окрестностях точек с нарушениями требований к точности решения задачи.

Рассмотрены проблемы внедрения CALS-технологий на современном предприятии. Проанализированы задачи контроля качества геометрии, технологий и правил проектирования электронных моделей в системе автоматизированного проектирования Siemens NX. Разработан механизм автоматизированной проверки изделия на основе инструмента Check-Mate.

Разработан метод верификации алгоритмов, на базе дедуктивного подхода к проверке выполнения заданных требований. Основой метода является математическая модель описания наблюдаемого поведения алгоритма — элемента рефлексивно-транзитивного замыкания путей в графе выполнения алгоритма. При создании метода предусмотрена возможность управления устранением цикломатической сложности за счет снижения точности метода и использования жадных алгоритмов поиска.

Рассмотрена проблема оптимизации структуры сложной дискретной системы, формализованной сетью массового обслуживания. Предложена модификация генетического алгоритма для решения данной задачи. Приведен пример работы алгоритма, а также оценка эффективности алгоритма.

Приведено описание подходов к оценке быстродействия алгоритмов, реализующих операции сложения и вычитания целых чисел произвольной размерности, на основе подсчета числа операций, выполняемых в ходе их обработки. Это позволяет определить границы применимости формы представления “длинных” чисел в виде одномерных массивов, в которых каждая цифра занимает один байт.

Рассмотрен программный комплекс анализа качественных характеристик инновационного проекта, разработанный с помощью созданной нейро-нечеткой модели, благодаря которой можно получать эффективное решение для слабо-структурируемых задач. Предложен подход к реализации структуры системы на основе процессной организации, приведена реализация модуля для наиболее известного алгоритма нечеткого вывода Мамдани. Разработана система критериев для оценки эффективности инновационного проекта. Проведен анализ скорости и качества обучения системы.

Основой публикации являются результаты проведенных исследований по разработке систем программных средств, сопровождающих учебный процесс, и выбору метода моделирования таких систем на примере электронной энциклопедии кафедры “Информационная безопасность” МГТУ им. Н.Э. Баумана. Рассмотрены основные аспекты и обоснован выбор методов модельного представления системы с использованием аппарата сетей Петри.

Рассмотрены методы сокрытия информации на уровне файловой системы. Показаны преимущества и недостатки современных методов. Предложен новый метод сокрытия с использованием специальной файловой системы. Приведены сравнительные результаты работы существующих методов сокрытия и предлагаемого метода по емкости, быстродействию и устойчивости к обнаружению.