Разработка метода и адаптивных алгоритмов компрессии с гарантированной точностью биомедицинских сигналов на основе дельта-преобразований второго порядка

• Автор: Шульга, Алексей Степанович
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Обзор методов компрессии сигналов и требования к компрессии биомедицинских сигналов

1.1 Постановка задачи

1.2 Исходные данные

1.3 Анализ известных методов компрессии данных.

1.4 Наиболее близкий для решения поставленной задачи метод

1.5 Пути решения задачи компрессии биомедицинских сигналов с

гарантированной точностью

1.6 Выводы.
Глава 2. Разработка основных теоретических положений компрессии биомедицинских сигналов на основе адаптивных дельтапреобразований второго порядка с гарантированной точностью.
2.1 Методология решения задачи компрессии
2.2 Аппроксимирующая функция.
2.3 Дерево возможных аппроксимирующих траекторий.
2.4 Решение задачи обеспечения гарантированной точности
2.5 Адаптация параметров аппроксимирующей функции
2.6 Степень разработанности проблемы.
2.7 Выводы.
Глава 3. Разработка алгоритмов компрессии и декомпрессии биомедицинских сигналов на основе адаптивных дельтапреобразований второго порядка с гарантированной точностью
3.1 Укрупннное представление алгоритмов компрессии и
декомпрессии.
3.2 Алгоритм построения аппроксимирующей функции.
3.3 Алгоритмы компрессии и декомпрессии.
3.4 Алгоритмы компрессии и декомпрессии с использованием
табличных методов адаптации и построения траектории кодирования
3.4.1 Теоретические положения синтеза табличных алгоритмов компрессии и декомпрессии.
3.4.2 Таблица расчта количества шагов учащения аппроксимирующей функции
3.4.3 Таблица расчта веса второй производной аппроксимирующей функции
3.4.4 Таблица построения траектории кодирования.
3.4.5 Синтез табличных алгоритмов компрессии и декомпрессии
3.5 Оценка вычислительной трудомкости.
3.6 Выводы.
Г лава 4. Экспериментальные исследования
4.1 Модель для исследования и программные средства.
4.2 Исследование эффективности предлагаемого алгоритма
компрессии1 1
4.3 Анализ эффективности предлагаемого алгоритма компрессии
4.4 Особенности применения разработанных алгоритмов компрессии и
декомпрессии в медицинских диагностических комплексах.
4.5 Выводы.
Заключение
Список литературы


Четвертой и пятой ежегодных научных конференциях студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (Таганрог, Ростов-на-Дону, - г. Шестой Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодежь XXI века - будущее Российской науки " (Ростов-на-Дону, г. МИС-» (Таганрог, г. Высокопроизводительные вычислительные системы ВПВС-» (Таганрог, г. IX всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления КРЭС-» (Таганрог, г. Научно-технических студенческих конференциях ТРТУ и ТТИ ЮФУ (Таганрог, - г. Публикации. Основные результаты работы были представлены в 9 публикациях общим объёмом около печатных листов, из них 1 статья в издании, рекомендованном ВАК РФ, 3 статьи в прочих изданиях, тезисы 5 докладов. Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав основного раздела, заключения, списка литературы и двух приложений. Основное содержание работы изложено на 3 страницах машинописного текста, содержит 7. Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационной работы, описаны цель работы и основные научные положения, выносимые на защиту, определены круг задач, объект и предмет исследования, указаны методы исследования, показаны научная новизна и практическая значимость, приведены сведения о внедрении результатов работы, дано общее описание выполненной работы. В первой главе сформулированы требования к алгоритму компрессии биомедицинских сигналов с гарантированной точностью. Приведён перечень широко используемых типов биомедицинских сигналов, выявлены типы, для которых проблема хранения и передачи данных наиболее актуальна. Приведён обзор и выполнен анализ известных методов сжатия в аспекте компрессии биомедицинских сигналов с гарантированной точностью. Рассмотрены основные теоретические положения и примеры методов компрессии биомедицинских сигналов на основе дельта-преобразований второго порядка, оптимизированных дельта-преобразований второго порядка и дельта-преобразований второго порядка с гарантированной точностью. Предложенный Баем К. А.) Во второй главе представлены теоретические и методические положения компрессии на основе адаптивных дельта-преобразований второго порядка с гарантированной точностью. Представлены результаты исследований аппроксимирующей- функции дельта-преобразования второго порядка. Предложена и исследована модель нормированного дерева возможных аппроксимирующих траекторий. Представлены методики обеспечения гарантированной точности, адаптации параметров аппроксимирующей функции и построения траектории кодирования. Рассмотрены пути дальнейшего развития предлагаемого метода. В третьей главе выполнено построение алгоритмов компрессии и декомпрессии биомедицинских сигналов. На основе разработанных алгоритмов и ряда дополнительных теоретических и методических положений, выполнен синтез быстродействующих табличных алгоритмов компрессии и декомпрессии биомедицинских сигналов с гарантированной точностью. Приведены расчёты, показывающие, что разработанные алгоритмы компрессии и декомпрессии обладают низкой вычислительной трудоёмкостью, характеризующейся линейной асимптотической сложностью 0(лг), гДе N ~ количество отсчётов исходного биомедицинского сигнала. В-четвёртой главе приведены описания и результаты экспериментальных исследований, подтверждающие эффективность разработанных алгоритмов в аспектах сравнения с известными прототинными алгоритмами и получения значений среднего уровня сжатия на значительных по объёму выборках данных. Описаны основные свойства и возможности, предоставляемые разработанными экспериментальными программными средствами. Рассмотрены особенности применения разработанных алгоритмов компрессии и декомпрессии в медицинских диагностических комплексах. А2, А5), адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (АЗ), дельта-прсобразований второго порядка с гарантированной точностью, предложенных Баем К. А. (А4), и дискретного вейвлет-преобразования по лифтинговой схеме (А6).