Петровський М. С. Методи та апаратно-програмні засоби спеціалізованих комп'ютерних систем для класифікації зображень плям лазерних пучків

Об'єктом дослідження є процес обробки зображень плям лазерних пучків. Метою роботи є підвищення ефективності і швидкості оброблення зображень плям лазерних пучків за рахунок створення методів та програмно-апаратних засобів спеціалізованих комп'ютерних систем на базі ПЛІС. Методи дослідження містять методи цифрової обробки сигналів; методи математичного аналізу та математичного моделювання ; теорія комп'ютерних систем та мереж для створення апаратних засобів на базі ПЛІС; методи створення апаратно-програмних систем; методи програмування на мовах високого рівня та мови опису апаратури; методи вимірювання та метрології. Запропонований метод перерізів зображень плям лазерних пучків, особливість якого полягає у використання коефіцієнту форми, дозволяє порівнювати на приналежність до певного класу і визначати їх координати у реальному часі; вперше запропоновано метод обробки зображень плям лазерних пучків, особливість якого полягає у комбінуванні методу перерізів і методу прямого паралельно-ієрархічного перетворення, що дозволяє здійснити класифікацію зображень та поліпшити прогнозування координат їх енергетичних центрів з підвищеною на 5-10% точністю; вперше обґрунтовано вибір характеристик оператора рекурентного перетворення вектора даних для паралельно-ієрархічної мережі і запропоновано його базисні структури за SIMD i MISD архітектурою, що дало змогу зменшити енергоспоживання при обчисленні у порівнянні з реалізацією на звичайному комп'ютері; подальшого розвитку набув метод прямого паралельно-ієрархічного перетворення, який відрізняється від відомого покращеною архітектурою побудови комп'ютерної системи за рахунок суміщення операторів зсуву і транспонування, що дає змогу скоротити кількість звернень до пам'яті y 2 рази та формувати вектор паралельно-ієрархічного перетворення за один такт. Практичні результати полягають у що розроблені методів та засобів, що забезпечують можливість отримати апаратно-програмні засоби швидкої класифікації зображень та їх паралельну реалізацію, що дозволяє проводити оброблення зображень у реальному часі на базі ПЛІС; і окрім того отримані базові блоки створення паралельно-ієрархічних мереж на базі ПЛІС для обробки і класифікації зображень, що дозволяють створювати паралельно-ієрархічні мережі необхідного масштабу та швидкодії. Ступінь впровадження - результати, отримані в дисертаційній роботі впроваджено: у Центральній станції зв'язку Укрзалізниці у рамках науково-дослідної роботи "Розробка алгоритмів роботи автоматизованої системи підтримки експлуатації транспортної мережі зв'язку"; ЗАТ "КИА системы", при модернізації системи передачі інформації; в навчальний процес Державного економіко-технологічного університету транспорту. Сфера (галузь) використання - зв'язок, навігація, обробка зображень.