Архив рубрики: ФОП.12.03

Оптические кодирующие устройства на основе телескопических нанотрубок / Optical Coding Devices on the Basis of Telescopic Nanotubes

Каменский В. В. / Kamenskij, V. V.
Ростовский государственный университет путей сообщения / RUS Ростовский государственный университет путей сообщения
Соколов С. В. / Sokolov, S. V.
Ростовский государственный университет путей сообщения / RUS Ростовский государственный университет путей сообщения
Выпуск в базе РИНЦ
Каменский В. В., Соколов С. В. Оптические кодирующие устройства на основе телескопических нанотрубок // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 77–82. DOI: 10.25210/jfop-1203-077082
Kamenskij, V. V., Sokolov, S. V. Optical Coding Devices on the Basis of Telescopic Nanotubes // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 77–82. DOI: 10.25210/jfop-1203-077082


Аннотация: Рассматривается группа оптических устройств, по- зволяющих осуществлять операции кодирования и декодирования оптических сигналов. Устройства по- строены на основе телескопических нанотрубок и нановолокон. Работа кодирующих и декодирующих устройств основана на перемещении под действием управляющего оптического сигнала внутренней на- нотрубки, изменяющей оптические связи между на- новолокнами. Высокое быстродействие оптических кодирующих устройств, а также возможность нано- размерного исполнения делают их весьма перспек- тивными при разработке и создании оптических вы- числительных наномашин и приемо-передающих наноустройств.
Abstract: In article the group of the optical devices, allowing to carry out operation of coding and decoding of optical signals is considered. All considered devices are constructed on the basis of telescopic nanotubes and nanofibres. Work coding and decoders is based on moving under the influence of an operating optical signal of the internal nanotube changing optical communications between nanofibres. High speed of optical coding devices, and also possibility of nanodimensional execution do them very perspective during the developing and creation of optical computing nanocars and sendreceive nanodevices.
Ключевые слова: оптические нановолокна, телескопические нанотрубки, оптический нановолоконный Y-разветвитель, оптический нановолоконный Объединитель, optical nanodevice, optical processing devices of the information, optical nanofibres, multiwalled carbon nanotubes, source of a constant optical signal, optical а nanofiber Y-splitter, оптические нановолокна


Литература / References
  1. Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators / Quanshui Zheng, Qing Jiang // Phys. Rev. Lett. 88, 045503, 28 January, 2002.
  2. Antropova, T. V., Petrov, D., and Yakovlev, E. Porous Glasses as Basic Matrixes of the Microoptical Devices: Effect of Composition and Leaching Conditions of the Initial Phase-Separated Glass, Phys.Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B: 2007. Vol. 48. No. 5. P. 324–327.
  3. Petrov, D. V., Yakovlev, E. B., and Antropova, T. V. Laser Based Processing of Porous Glass for Micro Optical Devices // International Conference «Fundamentals of Laser Assisted Micro- and Nanotechnologies» (FLAMN-07), Workshop «Laser Cleaning and Artworks Conversation» (LCAC). Abstract. St. Petersburg State University of Information Technologies, Mechanics and Optics (ITMO). June 25–28, 2007. St. Petersburg. P. 44.
  4. Желтиков А. М. Развитие технологии фотонно-кристаллических световодов в России // Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2. № 1–2. С. 70–78.

Оптоэлектронные дефазификаторы / Optoelectronic Defuzzification Devices

Аллес М. А. / Alles, M. A.
Ростовский государственный университет путей сообщения / RUS Ростовский государственный университет путей сообщения
Ковалев С. М. / Kovalev, S. M.
Ростовский государственный университет путей сообщения / RUS Ростовский государственный университет путей сообщения
Соколов С. В. / Sokolov, S. V.
Ростовский государственный университет путей сообщения / RUS Ростовский государственный университет путей сообщения
Выпуск в базе РИНЦ
Аллес М. А., Ковалев С. М., Соколов С. В. Оптоэлектронные дефазификаторы // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 83–91. DOI: 10.25210/jfop-1203-083091
Alles, M. A., Kovalev, S. M., Sokolov, S. V. Optoelectronic Defuzzification Devices // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 83–91. DOI: 10.25210/jfop-1203-083091


Аннотация: Статья посвящена одной из актуальных проблем в об- ласти создания нечетко-логических систем (аппарат- ной реализации систем), реализующих обработку не- четкой информации. Рассмотрены недостатки суще- ствующих микропроцессорных средств обработки нечеткой информации, а в качестве альтернативы – основные принципы использования оптических ме- тодов обработки информации в нечетко-логических системах на примере оптоэлектронных дефаззифика- торов. Показаны основные преимущества примене- ния оптических технологий для синтеза устройств обработки нечеткой информации.
Abstract: Article is devoted one of actual problems in the field of creation of fuzzy-logic systems – hardware realization of devices which processing fuzzy information. Disadvantages of the present microprocessor devices fulfilling processing of the fuzzy information are considered. The attention is paid the alternate method of hardware realization of processing fuzzy information devices on the basis of optic information technologies (for examples, the optoelectronic defuzzification devices are devoted). The main advantages of use optic technologies for synthesis of processing fuzzy logic information devices are considered.
Ключевые слова: микропроцессор, оптические методы обработки информации, оптоэлектронный дефаззификатор, Fuzzy logic, microprocessor, optic processing information methods, микропроцессор


Литература / References
  1. Мелихов А. Н., Баронец В. Д. Проектирование микропроцессорных средств обработки нечеткой информации. Ростов на Дону: Изд. Ростовского университета, 1990. 128 с.
  2. Мелихов А. Н., Коровин С. Я., Казупеев В. М., Пуховский В. Н., Кияшко А. Б., Панков В. Ю. FUZCOP 2.0: Процессор нечеткого логического вывода. Специализированный нечеткий логический процессор, выполненный по технологии СБИС// Сб. научных трудов 4 научной конференции с межд. Участием «Искусственный интеллект — 94», Рыбинск, 1994. Т. 2. С. 220–226.
  3. Ульянов, С.В. Нечеткие модели интеллектуальных промышленных регуляторов и систем управления. Научно-организационные, технико-экономические и прикладные аспекты / С.В. Ульянов, О.Ю. Тятюшкина, Е.В. Колбенко // Электронный журнал «Системный анализ в науке и образовании». 2011. № 2. С. 1–23.
  4. Акаев А. А., Майоров С. А. Оптические методы обработки информации. М.: Высшая школа, 1988.
  5. Пат. 2446432 РФ, МПК G06E 3/00. Оптоэлектронный дефаззификатор / М.А. Аллес, С.В. Соколов, С.М. Ковалев № 2010141872/08, заявл. 12.10.2010, опубл. 27.03.2012, Бюл. № 9.
  6. Бодиловский, В.Г. Полупроводниковые и электровакуумные приборы в устройствах автоматики, телемеханики и связи. М: Транспорт, 1986. 440 с.
  7. Либерман, Ф.Я. Электроника на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1987. 288 с.
  8. Щерба, А. Программируемые аналоговые ИС Anadigm: применение конфигурируемых аналоговых модулей в составе программы AnadigmDesigner2 // Компоненты и технологии. 2007. № 12. С. 12–18.
  9. Пат. 2439652 РФ, МПК G06E 3/00, МПК G06N 7/02,. Оптоэлектронный дефаззификатор / М.А. Аллес, С.В. Соколов, С.М. Ковалев. № 2010143218/08, заявл. 21.10.2010, опубл. 10.01.2012, Бюл. № 1.
  10. Пат. 2439651 РФ, МПК G06E 3/00. Оптоэлектронный дефаззификатор / М.А. Аллес, С.В. Соколов, С.М. Ковалев. № 2010140538/08; заявл. 04.10.2010; опубл. 10.01.2012, Бюл. № 1.

Возбуждение TE11 и TE01 волн в коаксиальном волноводе, включенном в состав открытого резонатора. Часть I. Эффективность возбуждения / Excitation of TE11 and TE01 Waves in a Section of Coaxial Waveguide Included in an Open Resonator. Part I. Excitation Efficiency

Кузьмичев И. К. / Kuzmichev, I. K.
Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины, Харьков / RUS Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины, Харьков
Попков А. Ю. / Popkov, A. Yu.
Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины, Харьков / RUS Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины, Харьков
Рудь Л. А. / Rud, L. A.
Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины
Выпуск в базе РИНЦ
Кузьмичев И. К., Попков А. Ю., Рудь Л. А. Возбуждение TE11 и TE01 волн в коаксиальном волноводе, включенном в состав открытого резонатора. Часть I. Эффективность возбуждения // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 92–100. DOI: 10.25210/jfop-1203-092100
Kuzmichev, I. K., Popkov, A. Yu., Rud, L. A. Excitation of TE11 and TE01 Waves in a Section of Coaxial Waveguide Included in an Open Resonator. Part I. Excitation Efficiency // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 92–100. DOI: 10.25210/jfop-1203-092100


Аннотация: Рассмотрен полусферический открытый резонатор (ОР) с отрезком коаксиального волновода в центре плоского зеркала. Проанализирована эффективность возбуждения высших волн TE11 и TE01 такого волново- да с помощью колебаний ОР TEM00 q и TEM01 q соот- ветственно. Исследования проведены с учетом век- торного характера электромагнитного поля в резона- торе. Установлено, что при соответствующем выборе геометрических размеров резонансной системы эф- фективность возбуждения волн TE11 и TE01 может до- стигать 86% и 97%.
Abstract: A half-spherical open resonator (OR) with a coaxial waveguide segment at the centre of its plane mirror is discussed. The excitation efficiency of the waveguide high-order TE11 and TE01 waves generated by the OR oscillations TEM00 q and TEM01 q , respectively, is analyzed taking into account the vector character of the OR electromagnetic field. It has been found that at a proper choice of the resonant system geometrical parameters, the excitation efficiencies of the TE11 and TE01 waves can correspondingly amount 86% and 97%.
Ключевые слова: коаксиальный волновод, эффективность возбуждения, open resonator, coaxial waveguide, коаксиальный волновод


Литература / References
  1. Диденко А. Н., Зеленцов В. И., Штейн Ю. Г., Юшков Ю. Г. Генерирование мощных СВЧ-импульсов наносекундной длительности // Радиотехника и электроника. 1972. Т. 17. № 7. С. 1545–1547.
  2. Августинович В. А., Артёменко С. Н., Новиков С. А. Волноводный мост как элемент вывода энергии резонансного СВЧ компрессора // Известия вузов. Радиофизика. 2008. Т. 51. № 3. С. 216–222.
  3. Артёменко С. Н., Юшков Ю. Г. Компрессия СВЧ импульсов в резонансной системе на основе двух волноводных тройников // Известия вузов. Радиоэлектроника. 2011. Т. 54. № 5. С. 61–63.
  4. Артеменко С. Н., Каминский В. Л., Юшков Ю. Г. Вывод энергии из крупногабаритных осесимметричных резонаторов через сверхразмерную коаксиальную линию // ЖТФ. 1993. Т. 63. Вып. 2. С. 105–112.
  5. Данилов Ю. Ю., Кузиков С. В., Павельев В. Г., Кошуринов Ю. И., Лещинский С. М. Компрессия микроволновых импульсов квазиоптическим резонатором с гофрированным зеркалом // Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. Вып. 19. С. 5–10.
  6. Тарасов Л. В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. М.: Радио и связь, 1981. 440 с.
  7. Хансен Р. К. Сканирующие антенные системы СВЧ: В 2-х т. / Пер. с англ. под ред. Г.Е. Маркова и А.Ф. Чаплина. М.: Сов. радио, 1966. Т. 1. 536 с.
  8. Кюн Р. Микроволновые антенны / Пер. с нем. Под ред. проф. М.П. Долуханова. Л.: Судостроение, 1967. 518 с.
  9. Kuzmichev, I. K. Exitation Efficiency of Quasioptical Resonance Systems // Telecommunications and Radio Engineering. 2009. Vol. 68. No. 1. P. 49–63.
  10. Когельник Х. Коэффициенты связи и коэффициенты преобразования волн в оптических системах // Квазиоптика / Пер. с англ. и нем. под ред. Б.З. Каценеленбаума и В.В. Шевченко. М.: Мир, 1966. С. 210–225.
  11. Kuzmichev, I. K., Melezhik, P. N., and Poedinchuk, A. Ye. An Open Resonator for Physical Studies // International Journal of Infrared and Millimeter Waves. 2006. Vol. 27. No. 6. P. 857–869.
  12. Аустон Д., Примич Р., Хаями Р. Об использовании резонаторов Фабри-Перо для СВЧ-диагностики плазмы // Квазиоптика / Пер. с англ. и нем. под ред. Б.З. Каценеленбаума и В.В. Шевченко. М.: Мир, 1966. С. 387–423.
  13. Ваганов Р. Б. Квадратичная фазовая коррекция в волноводной квазиоптике. М.: ИРЭ АН СССР, 1972. 20 с. Препринт № 112.

Синявский Геннадий Петрович (к 70-летию со дня рождения) / Sinyavsky Gennady Petrovich (To the 70th Birthday)

Выпуск в базе РИНЦ
Синявский Геннадий Петрович (к 70-летию со дня рождения) // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 101–101. DOI: 10.25210/jfop-1203-101101
Sinyavsky Gennady Petrovich (To the 70th Birthday) // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 101–101. DOI: 10.25210/jfop-1203-101101


Аннотация: Друзья, коллеги, редколлегия журнала желают юбиляру крепкого здоровья и новых творческих успехов!
Abstract:
Ключевые слова:


Литература / References

Перспективы применения радаров SuperDARN для мониторинга динамики ионосферы в России / The Outlook of SuperDARN Radars Application for Monitoring of the Ionospheric Dynamics in Russia

Куркин И. И. / Kurkin, V. I.
ИСЗФ СО РАН, Иркутск / RUS ИСЗФ СО РАН, Иркутск
Кутелев К. А. / Kutelev, K. A.
ИСЗФ СО РАН, Иркутск / RUS ИСЗФ СО РАН, Иркутск
Ойнац А. В. / Oinats, A. V.
ИСЗФ СО РАН, Иркутск / RUS ИСЗФ СО РАН, Иркутск
Nishitani N. / Nishitani, N.
Solar-Terrestrial Environment Laboratory, Nagoya University, Japan / RUS Solar-Terrestrial Environment Laboratory, Nagoya University, Japan
Выпуск в базе РИНЦ
Куркин И. И., Кутелев К. А., Ойнац А. В., Nishitani N. Перспективы применения радаров SuperDARN для мониторинга динамики ионосферы в России // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 3–18. DOI: 10.25210/jfop-1203-003018
Kurkin, V. I., Kutelev, K. A., Oinats, A. V., Nishitani, N. The Outlook of SuperDARN Radars Application for Monitoring of the Ionospheric Dynamics in Russia // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 3–18. DOI: 10.25210/jfop-1203-003018


Аннотация: Дан обзор базовых принципов функционирования сети когерентных радаров декаметрового диапазона SuperDARN. Рассматриваются методические и прак- тические аспекты использования данных SuperDARN, полученных в режиме возвратно-наклонного зонди- рования, для диагностики регулярной и динамиче- ской структуры ионосферы. Обсуждаются перспек- тивы применения радаров SuperDARN для монито- ринга динамики ионосферы на территории России.
Abstract: We present a review of basic operational principles of the coherent HF SuperDARN radars. We consider methodical and practical aspects of the use of SuperDARN ground backscatter data for diagnostics of regular and dynamical ionospheric structure. The outlook of the SuperDARN radars application for monitoring of the ionospheric dynamics in Russia is discussed.
Ключевые слова: моделирование характеристик радиосигналов, SuperDARN, диагностика ионосферы, перемещающиеся ионосферные возмущения, ground backscatter, radio signal characteristics simulation, SuperDARN, ionosphere diagnostics, моделирование характеристик радиосигналов


Литература / References
  1. Насыров А. М. Рассеяние радиоволн анизотропными ионосферными неоднородностями. Казань: Изд. Казанского университета, 1991. 149 с.
  2. Greenwald, R. A. et al. DARN/SuperDARN a Global View of the Dynamics of High-Latitude Convection // Space Science Reviews. 1995. Vol.71. P. 761–796.
  3. Taylor, J. et al. SuperDARN Studies of the Ionospheric Convection Response to a Northward Turning of the Interplanetary Magnetic Field // Annales Geophysicae. 1998. Vol. 16. P. 549–565.
  4. Hosokawa, K. et al. Origin of the SuperDARN Broad Doppler Spectra: Simultaneous Observation with Oersted Satellite Magnetometer // Annales Geophysicae. 2004. Vol. 22. P. 159–168.
  5. Parkinson, M. L. et al. Interhemispheric Asymmetries in the Occurrence of Magnetically Conjugate Sub-Auroral Polarisation Streams // Annales Geophysicae. 2005. Vol. 23. P. 371–1390.
  6. Ruohoniemi, J. and Baker, K. B. Large-Scale Imaging of High-Latitude Convection with Super Dual Auroral Radar Network Hf Radar Observations // Journal of Geophysical Research. 1998. Vol.103. No. A9. P. 20797–20811.
  7. Samson, J. et al. High-Frequency Radar Observations of Atmospheric Gravity Waves in the High-Latitude Ionosphere // Geophysical Research Letters. 1989. Vol. 16. No. 8. P. 875–878.
  8. Bristow, W. A., Greenwald, R. A., and Samson, J. C. Identification of High-Latitude Acoustic Gravity Wave Sources Using the Goose Bay Hf Radar // Journal of Geophysical Research. 1994. Vol. 99. No. A1. P. 319–331.
  9. Bristow, W. A. and Greenwald, R. A. Estimating Gravity Wave Parameters From Oblique High-Frequency Backscatter: Modeling and Analysis // Journal of Geophysical Research. 1995. Vol. 100. No. A3. P. 3639–3648.
  10. Lester, M. et al. Stereo CUTLASS — a New Capability for the SupeRDARN HF Radars // Annales Geophysicae. 2004. Vol. 22. P. 459–473.
  11. Hanuise, C. et al. Interpretation of HF Radar Ionospheric Doppler Spectra By Collective Wave Scattering Theory // Annales Geophysicae. 1993. Vol. 1. No. 1. P. 29–39.
  12. Ойнац А. В. и др. О диагностике ПИВ по данным радаров декаметрового диапазона // Российская научная конференция “Зондирование земных покровов радарами с синтезированной апертурой.” Улан-Удэ, 2010. С. 435–450.
  13. Ойнац А. В. и др. Моделирование эффектов ПИВ при ВНЗ ионосферы и их сопоставление с данными радара сети SuperDARN // Труды LXV научной сессии, посвященной дню радио. Москва, 2010. Т. 1. № 2. С. 286–288.
  14. Hughes, J. M. et al. Determining Characteristics of HF Communications Links Using SuperDARN // Annales Geophysicae. 2002. Vol. 20. P. 1023–1030.
  15. Куркин В. И., Орлов И. И., Пономарчук С. Н. Схема расчета характеристик КВ сигналов, рассеянных локализованными неоднородностями в волноводе Земля-ионосфера // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1990. № 92. С. 116–121.
  16. Ойнац А. В. Моделирование сигналов ВНЗ на основе метода нормальных волн // Байкал. междунар. молодеж. шк. по фундам. физике (БШФФ-2003). Труды VI сессии молодых учен. «Волновые процессы в проблеме космической погоды». Иркутск, 2003. С. 146–149.
  17. Куркин В. И., Орлов И. И., Попов В. Н. Метод нормальных волн в проблеме коротковолновой радиосвязи. М.: Наука, 1981. 124 c.
  18. Попов В. Н., Потехин А. П. Структура поля импульсного сигнала декаметрового диапазона в волноводе земля-ионосфера // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1982. № 89. С. 68–76.
  19. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно — неоднородных средах. М.: Мир, 1981. 317 с.
  20. Вертоградов Г. Г., Урядов В. П., Вертоградов В. Г. Наклонное зондирование и моделирование ионосферного коротковолнового канала // Известия вузов. Радиофизика. 2005. Т. 48. № 6. С. 455–471.
  21. Bilitza, D., Reinisch, B. W. International Reference Ionosphere 2007: Improvements and New Parameters // Advances in Space Research. 2008. Vol. 42. No. 4. P. 599–609.
  22. Ойнац А. В. и др. Исследование ПИВ на основе данных радара SuperDARN Хоккайдо и Российской сети ЛЧМ ионозондов в северо-восточном регионе России // Труды XXIII Всероссийской научной конференции “Распространение радиоволн.” Йошкар-Ола, Россия. 2011. Т. 2. С. 247–250.
  23. Куркин В. И., Кутелев К. А. Моделирование зон эффективного рассеяния сигнала станций SuperDARN в северо-восточном регионе России // XXII Всерос. науч. конф. “Распространение радиоволн. РРВ-22”. Т. 2. Ростов-на-Дону, п. Лоо. Россия. 2008. С. 101–104.

Влияние локальных ионосферных неоднородностей на распространение декаметровых радиоволн / Influence of Local Ionospheric Inhomogeneities for Propagation Decameter Radio Waves

Кирьянова К. С. / Kiryanova, K. S.
Российский новый университет, Москва / RUS Российский новый университет, Москва
Крюковский А. С. / Kryukovsky, A. S.
Российский новый университет, Москва / RUS Российский новый университет, Москва
Выпуск в базе РИНЦ
Кирьянова К. С., Крюковский А. С. Влияние локальных ионосферных неоднородностей на распространение декаметровых радиоволн // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 19–25. DOI: 10.25210/jfop-1203-019025
Kiryanova, K. S., Kryukovsky, A. S. Influence of Local Ionospheric Inhomogeneities for Propagation Decameter Radio Waves // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 19–25. DOI: 10.25210/jfop-1203-019025


Аннотация: Рассмотрены результаты моделирования коротковол- нового распространения в ионосфере Земли. При мо- делировании использованы профили электронной концентрации, содержащие квазипериодические структуры, восстановленные по экспериментальным данным методом радиотомографии. Изучены особен- ности распространения лучей в областях понижен- ной электронной концентрации, лежащих на высоте максимума слоя, образование волновых каналов и за- хват лучей в эти каналы.
Abstract: The results of modeling the short wave propagation in the ionosphere of the Earth were considered. The electron density profiles, containing quasiperiodic structures, reconstructed from the experimental data by the method of radio tomography, are used in modeling. The features of rays propagation in the regions of low electron density, lying at an altitude of maximum layer were demonstrated. Formation of the wave channels and the rays capture in these channels were demonstrated.
Ключевые слова: коротковолновое распространение, локальные неоднородности, метод бихарактеристик, волновые каналы. ionosphere, shortwave propagation, local inhomogeneities, method of bicharacteristics, коротковолновое распространение


Литература / References
  1. Andreeva, E. S., Franke, S. J., Kunitsyn, V. E., and Yeh, K. C. Some Features of the Equatorial Anomaly Revealed By Ionospheric Tomography, Geophysical Research Letters, 2000. Vol.27. No 16. P. 2465–2468.
  2. Franke, S. J., Yeh, K. C., Andreeva, E. S., and Kunitsyn, V. E. A Study of the Equatorial Anomaly Ionosphere Using Tomographic Images, Radio Science, 2003. Vol. 38. No.1. P. 1011–1020.
  3. Kunitsyn, V. E., Andreeva, E. S., Franke, S. J., and Yeh, K. C. Tomographic Investigations of Temporal Variations of the Ionospheric Electron Density and the Implied Fluxes // Geophysical Research Letters, 2003. Vol.30. No 16. P. 1851–1854.
  4. Казанцев А. Н., Лукин Д. С., Спиридонов Ю. Г. Метод исследования распространения радиоволн в неоднородной магнитоактивной ионосфере // Космические исследования. 1967. Т. 5. Вып. 4. С. 593–600.
  5. Лукин Д. С., Спиридонов Ю. Г. Применение метода характеристик для численного решения задач распространения радиоволн в неоднородной и нелинейной среде. // Радиотехника и электроника, 1969. Т. 14. № 9. С. 1673–1677.
  6. Крюковский А. С., Лукин Д. С., Растягаев Д. В. Исследование особенностей распространения коротких радиоволн в неоднородной анизотропной ионосфере. // Электромагнитные волны и электронные системы. 2009. Т. 14. № 8. С.17–26.
  7. Крюковский А. С., Лукин Д. С., Растягаев Д. В. Моделирование лучевой и каустической структуры электромагнитных полей по данным радиотомографии ионосферы в окрестности экваториальной аномалии. // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. Т. 15. № 8. С. 5–11.
  8. Крюковский А. С., Лукин Д. С., Растягаев Д. В. Исследование влияния локальных неоднородностей ионосферной плазмы на распространение коротких радиоволн. //Вестник Российского нового университета. Серия «Управление, вычислительная техника и информатика» / М.: РосНОУ, 2010. Выпуск 3. С. 17–25.
  9. Крюковский А. С. Локальные равномерные асимптотики волновых полей в окрестности основных и краевых каспоидных каустик. // Радиотехника и электроника. 1996. T.41. № 1. C. 59–65.
  10. Карепов С. Л., Крюковский А. С. Расчет волнового поля методом интерполяционной локальной асимптотики. //Радиотехника и электроника. 2001. Т. 46. № 1. С. 40–46.
  11. Крюковский А. С., Растягаев Д. В. Классификация унимодальных и бимодальных угловых катастроф // Функциональный анализ и его приложения. 1992. Т. 26. Вып.3. С. 77–79.
  12. Крюковский А. С., Лукин Д. С. Теория расчета эталонных фокальных и дифракционных электромагнитных полей на основе специальных функций волновых катастроф. // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48. № 8. С. 912–921.
  13. Kryukovskiy, A. S., Lukin, D. S., and Rastyagaev, D. V. Construction of Uniform Asymptotic Solutions of Wave-Type Differential Equations By Methods of Catastrophe Theory // Russian Journal of Mathematical Physics. 2009. Vol.16. No. 2. P.232–245.
  14. Крюковский А. С., Кирьянова К. С. Особенности лучевого распространения радиоволн в окрестности экваториальной аномалии. //Труды XII международной научной конференции «Цивилизация знаний: проблема человека в науке XXI века», Москва, 22–23 апреля 2011 г. Часть II. М.: РосНОУ, 2011. С. 15–19.
  15. Крюковский А. С., Кирьянова К. С. Динамическое моделирование распространения радиоволн в окрестности экваториальной аномалии на основе метода бихарактеристик // Электромагнитные волны и электронные системы. 2011. Т. 16. № 8. С. 21–25.
  16. Андреева Е. С., Крюковский А. С., Куницын В. Е., Лукин Д. С., Растягаев Д. В., Кирьянова К. С. Моделирование лучевой и каустической структуры электромагнитных полей по данным радиотомографии ионосферы в окрестности экваториальной аномалии // Сб. докл. XXIII Всерос. науч. конф. «Распространение радиоволн» (23–26 мая 2011, Йошкар-Ола). Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2011. Т. 3. С. 8–291.

Дифференцирование сигнала на фоне шума с применением максимально-правдоподобной оценки / Differentiation Signals on Noise Background by Bank of Filter with Use the Method of Maximum Likelihood

Безуглов Д.А / Bezuglov, D. A.
Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса / RUS Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса
Рытиков С. Ю. / Rytikov, S. Y.
Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса / RUS Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса
Выпуск в базе РИНЦ
Безуглов Д.А, Рытиков С. Ю. Дифференцирование сигнала на фоне шума с применением максимально-правдоподобной оценки // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 26–32. DOI: 10.25210/jfop-1203-026032
Bezuglov, D. A., Rytikov, S. Y. Differentiation Signals on Noise Background by Bank of Filter with Use the Method of Maximum Likelihood // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 26–32. DOI: 10.25210/jfop-1203-026032


Аннотация: Предложен метод дифференцирования сигналов на фоне шума банком фильтров с использованием максимально-правдоподобной оценки. Приводятся графики дисперсии ошибки восстановления сигнала и его производных для оценки эффективности метода. Анализ полученных результатов вейвлет-дифференцирования с использованием критерия максимального правдоподобия, показывает, что точность в данном случае возрастает в 2÷4 раза по сравнению с использованием одной вейвлет-функции.
Abstract: A method of differentiation signals on noise background by filters bank using the maximum-plausible estimate. The schedule variance of the error signal restoration and its derivatives to assess the effectiveness of the method. Analysis of the results of wavelet differentiation using maximum likelihood criterion, shows that the error in this case increases by 2 ÷ 4 times compared to using a wavelet function.
Ключевые слова: вейвлет-дифференцирование, оценка взвешенного среднего, максимальное правдоподобие, reconstruction of the signal, wavelet differentiation, score weighted average, вейвлет-дифференцирование


Литература / References
  1. Безуглов Д. А., Цугурян Н. О. Дифференцирование результатов измерений с использованием математического аппарата вейвлет-фильтрации. // Измерительная техника. 2006. № 4. С. 12–16.
  2. Дремин И. М., Иванов О. В., Нечитайло В. А. Вейвлеты и их использование // Успехи физических наук. 2002. Т. 171. № 5. С. 465–500.
  3. Астафьева Н. М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения // Успехи физических наук. 1996. T. 166. № 11. С. 1145–1170.
  4. Новиков Л. В. Основы вейвлет-анализа сигналов. Учебное пособие. СПб.: Изд-во ООО «МОДУС+», 1999. 152 с.
  5. Безуглов Д. А., Швидченко С. А., Рытиков С. Ю., Цугурян Н. О. Свидетельство № 2010613245 о государственной регистрации программы для ЭВМ от 17.05.2010 «Дифференцирование сигналов вейвлетом WAVE».
  6. Безуглов Д. А., Швидченко С. А., Рытиков С. Ю., Цугурян Н. О. Свидетельство № 2010613246 о государственной регистрации программы для ЭВМ от 17.05.2010 «Дифференцирование сигналов вейвлетом DOG».

Методы обработки и интерпретации данных зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом / The Techniques for Processing and Interpretation of Ionosphere Sounding Data Using the Continuous Chirp Signal

Грозов В. П. / Grozov, V. P.
Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск / RUS Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Куркин В. И. / Kurkin, V. I.
Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск / RUS Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Пономарчук С. Н. / Ponomarchuk, S. N.
Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск / RUS Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
Выпуск в базе РИНЦ
Грозов В. П., Куркин В. И., Пономарчук С. Н. Методы обработки и интерпретации данных зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 33–41. DOI: 10.25210/jfop-1203-033041
Grozov, V. P., Kurkin, V. I., Ponomarchuk, S. N. The Techniques for Processing and Interpretation of Ionosphere Sounding Data Using the Continuous Chirp Signal // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 33–41. DOI: 10.25210/jfop-1203-033041


Аннотация: Рассмотрены методы вторичной обработки и интер- претации радиофизической информации, получаемой на базе пространственно распределенного ЛЧМ- ионозонда Института солнечно–земной физики СО РАН, работающего в режимах вертикального (ВЗ), наклонного (НЗ) и возвратно-наклонного зондирова- ния (ВНЗ) ионосферы. Исследуются следующие за- дачи: а) проведение предобработки для удаления шума с изображения и улучшения амплитудных ха- рактеристик; б) сжатие данных с использованием клеточного автомата; в) интерпретация ионограмм ВЗ, НЗ и ВНЗ. Методика интерпретации ионограмм основана на использовании результатов моделирова- ния частотных зависимостей характеристик распро- странения в режиме долгосрочного прогноза и ре- зультатов обработки экспериментальных данных.
Abstract: In this paper we have considered a techniques for secondary processing and interpretation of radio physical information obtained by an ionosonde operating in vertical, oblique and backscatter sounding modes (VS, OS and BS) which is located in ISTP SB RAS. In the framework of this problem we consider the next tasks: a) preprocessing carryover for deleting noise from image and amplifying of amplitude characteristics; b) data compression with a help of cellular automaton; c) VS, OS and BS ionograms interpretation. Ionogram interpretation methods is based on modeling results for frequency dependences of propagation characteristics in the regime of long-term forecast and on results of experimental data processing.
Ключевые слова: ионо-зонд, ионограмма, обработка сигналов, radio wave propagation, ionosonde, ionogram, ионо-зонд


Литература / References
  1. Reinisch, B. W. Modern Ionosondes, in Modern Ionospheric Science / ed. by Kohl, H., Ruster, R., Schlegel, K., European Geophysical Society. Katlenburg-Lindau, 1996. P. 440–458.
  2. Goodman, J. M. Space Weather & Telecommunications // Springer. New York. USA, 2005. 382 p.
  3. Иванов В. А., Куркин В. И., Носов В. Е., Урядов В. П., Шумаев В. В. ЛЧМ-ионозонд и его применение в ионосферных исследованиях // Известия вузов. Радиофизика. 2003. Т. 46. № 11. С. 919–952.
  4. Ильин Н. В., Куркин В. И., Носов В. Е. и др. Моделирование характеристик ЛЧМ-сигналов при наклонном зондировании ионосферы // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Новосибирск: Наука. 1995. Вып. 103. С. 149–157.
  5. Матюшонок С. М., Савченко Т. Н. Многофункциональный приемный комплекс ионосферного зондирования // Труды Международной научной конференции “Излучение и рассеяние ЭМВ”. Таганрог. 2003. С. 283–286.
  6. Иванов В. А., Иванов Д. В., Рябова Н. В., Мальцев А. В. Адаптивное обнаружение и выделение широкополосного сигнала с линейной частотной модуляцией при сжатии его в частотной области // Электромагнитные волны и электронные системы. 2009. Т. 14. № 8. С. 34–45.
  7. Thomason, J. F. Development of Over-The-Horizon Radar in the United States // Proceedings of the International Conference on Radar, 3–5 September 2003, Adelaide, Australia. 2003. P. 599–601.
  8. Sweeney, L. E. Experimental Measurements of Amplitude and Phase Distributions Across a 2,5 Km HF Array // Spring URSI Meeting: 9–12 April, Washington, D. C. 1968.
  9. Sweeney, L. E. Spatial Properties of Ionospheric Radio Propagation as Determined with Hialf.— Degree Azimuthal Resolution // Rept. SEL-70–034 (TR No. 155), Stanford Electronics Laboratories, California. 1970.
  10. Barnum, J. R. The Effect of Polarization Rotation on the Amplitude of Ionospherically-Propagated Sea Backscatter // Rept. SU-SEL-70–036 (TR No. 157), Stanford Electronics Laboratories, California. 1970. 208 p.
  11. Washburn, T. W., Swency, L. E., Barnum, J. R., and Zavoli, W. B. Development of HF Skywave Radar for Remote Sensing Application. Special Topics in HF Propagation// AGARD Conf. Proc. No 263, 28.05–1.06 1979. London, 32/1–32/17. New York. 1979.
  12. Croft, T. A. and Washburn, T. W. Comparison of Simultaneous Forward and Backscatter Soudings to Verify a Proposed Focusing Mechanism of HF Sky Waves // Journal of Geophysical Research. 1969. Vol. 74. P. 2443–2446.
  13. Пономарчук С. Н., Бернгардт О. И., Грозов В. П., Ильин Н. В., Ким А. Г., Куркин В. И. Базы данных радиолокационного зондирования верхней атмосферы Земли // XXIV Всероссийский симпозиум по радиолокационному зондированию природных сред: Сборник трудов. Санкт-Петербург. 2006. C. 461–467.
  14. Результаты экспериментальных исследований ионосферы Института солнечно-земной физики СО РАН: база данных. Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 0220812617. М.: Федеральное агентство по информационным технологиям, 2008.
  15. Galkin, I. A. and Reinisch, B. W. The New ARTIST 5 for All Digisondes // INAG Bulletin. 2008. No. 24. http://www.ips.gov.au/ipshosted/inag/web-69/2008/artist5-inag.pdf
  16. Зыков Е. Ю. Акчурин А. Д., Сапаев А. Н., Шерстюков О. Н. Автоматическая интерпретация ионограмм вертикального зондирования. // Электронный научный журнал: Исследовано в России. 2007. С. 52–63. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/005.pdf
  17. Грозов В. П., Котович Г. В., Пономарчук С. Н. Методики обработки и интерпретации данных зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ сигналом //Солнечно-земная физика. 2011. Вып.18. С. 150–154.
  18. Грозов В. П., Котович Г. В., Пономарчук С. Н. Обработка и интерпретация данных зондирования ионосферы непрерывным ЛЧМ-сигналом // Вестник Академии военных наук: Материалы V Международного технологического конгресса «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения в XXI веке». 2009. № 3 (28) (Спецвыпуск). С. 203–208.
  19. Пономарчук С. Н., Грозов В. П., Котович Г. В. Расчет характеристик наклонного распространения радиоволн по данным вертикального зондирования ионосферы // Вестник Академии военных наук: Материалы V Международного технологического конгресса «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения в XXI веке». 2009. № 3 (28) (Спецвыпуск). С. 95–98.
  20. Grozov, V.P Processing of Ionograms — Statistical Approach // Proceedings of International Symposium on Radio Propagation (ISRP’97). Qingdao, China. 1997. P.225–228.
  21. Reinisch, B. W. and Xuegin, H. Automatic Calculation of Electron Density Profiles From Digital Ionograms // Radio Sci. 1983. Vol. 18. No. 3. P. 477–492;
  22. Grozov, V. P., Dolgoarshinnykh, B. G., and Nosov, V. E. Automatic Processing of Signals in the System of Oblique-Incedence and Backscatter Soundings // Proceedings of ISAP’92. Sapporo, Japan. 1992. Р. 1193–1196.
  23. Grozov, V. P., Nosov, V. E., Ososkov, G. A., and Zaznobina, E. G. Artifical Neural Networks for Computer-Aided Ionogram Analysis // Computer Aided Processing of Ionograms and Ionosonde Records: Edit by P.J. Wilkinson. Boulder, USA. 1998. P. 30–34.
  24. Bilitza, D. and Reinisch, D. D. International Reference Ionosphere 2007: Improvements and New Parameters // Advances in Space Research. 2008. Vol. 42. P. 599–609.
  25. Котович Г. В., Михайлов С. Я. Адаптационные возможности модели IRI в прогнозировании характеристик декаметровых радиотрасс // Геомагнетизм и аэрономия. 2003. Т. 43. № 1. С. 88–91.
  26. Singer, W., Weiss, J, and Bremer, J. Comparing the Improved Di Giovanni / Radicella Model with Sounding-Based Electron Density Profiles and with the IRI Model // Adv. Space Res. 1994. Vol. 14. No. 12. P. 83–86.
  27. Grozov, V. P. and Kotovich, G. V. A Comparison of Results Derived From Scaling VS Chip-Ionosonde Ionograms with the International Reference Ionosphere (IRI) // Journal Atmos. and Terr. Phys. 2002. Vol. 65. No. 4. P. 409–416.
  28. Михайлов С. Я. Многозначность восстановления профилей плазменной частоты по заданной ВЧХ и их различимость для наклонного распространения коротких радиоволн в изотропной ионосфере // Известия вузов. Радиофизика. 2000. Т. XLIII, № 10. С. 855–872
  29. Куркин В. И., Носов В. Е., Пономарчук С. Н., Савков С. С., Чистякова Л. В. Метод оперативной диа гностики КВ-радиоканала // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике солнца. Новосибирск, 1993. Вып. 100. С. 168–188.

Моделирование помех от земной поверхности для определенной местности с помощью радиолокационных изображений и других данных дистанционного зондирования / Site-Specific Land Clutter Modeling by Fusion of Radar Remote Sensing Images and Digital Terrain Data

Курекин А. А. / Kurekin, A. A.
Plymouth Marine Laboratory, Plymouth, UK / RUS Plymouth Marine Laboratory, Plymouth, UK
Курекин А. С. / Kurekin, A. S.
Kalmykov Center for Radio Physical Sensing of the Earth of NAS of Ukraine and NSA of Ukraine, Kharkov / RUS Kalmykov Center for Radio Physical Sensing of the Earth of NAS of Ukraine and NSA of Ukraine, Kharkov
Lever K.V. / Lever, K. V.
Cardiff University, School of Engineering, UK, Adjunct Research Professor in the Institute for Telecommunications Research at the University of South Australia / RUS Cardiff University, School of Engineering, UK, Adjunct Research Professor in the Institute for Telecommunications Research at the University of South Australia
Яцевич С. Е. / Yatsevich, S. Y.
Institute of Radio Physics and Electronics of NAS of Ukraine, Kharkov / RUS Institute of Radio Physics and Electronics of NAS of Ukraine, Kharkov
Выпуск в базе РИНЦ
Курекин А. А., Курекин А. С., Lever K.V., Яцевич С. Е. Моделирование помех от земной поверхности для определенной местности с помощью радиолокационных изображений и других данных дистанционного зондирования // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 42–54. DOI: 10.25210/jfop-1203-042054
Kurekin, A. A., Kurekin, A. S., Lever, K. V., Yatsevich, S. Y. Site-Specific Land Clutter Modeling by Fusion of Radar Remote Sensing Images and Digital Terrain Data // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 42–54. DOI: 10.25210/jfop-1203-042054


Аннотация: Предлагается новый метод формирования карты по- мех от земной поверхности для выбранного района действия радиолокатора и его рабочих параметров посредством совместной обработки многоканальных изображений дистанционного зондирования, и циф- ровых данных о местности. В предлагаемом методе для измерения интенсивности помех от суши исполь- зуется радиолокатор дистанционного зондирования установленный на самолете. Формирование карты помех осуществляется посредством обработки изме- рений выполненных для углов скольжения поверхно- сти и рабочих частот радиолокатора воздушного ба- зирования, а также экстраполяции их на углы сколь- жения и рабочие частоты, характерные для наземного радиолокатора. Для детального описания типов зем- ной поверхности в данном методе используется пред- варительная классификация многоспектральных кос- мических изображений дистанционного зондирова- ния. Для наземного радиолокатора углы скольжения и области видимости поверхности оцениваются по его координатам и данным о высотах поверхности. Цифровые топографические карты используются для геометрической привязки применяемых наборов дан- ных. Для оценки достоверности и точности проведе- но сравнение полученной экспериментально карты помех с картой помех, сформированной альтернатив- ным методом.
Abstract: In this paper we present a new method for generating land clutter map specific to the selected land radar site and its operating parameters by fusion of multimodal remote sensing images and digital terrain data of the environment. Our method uses airborne remote sensing radar to measure the intensity of land clutter and generates a clutter map from radar images by extrapolating airborne measurements at specific grazing angles and operating frequencies to quite different grazing angles and operating frequencies used by land-based radar. This involves classification of multispectral remote sensing satellite images to provide a detail description of terrain types, use of digital terrain elevation data with the land radar position and height to provide local grazing angles and terrain visibility map, and use of digital topographic map to provide the geometric reference for all data sets. The resulting clutter map is compared with the corresponding one generated by a comprehensive modelling method to demonstrate the consistency and accuracy.
Ключевые слова: помехи от земной поверхности, моделирование помех, модель обратного рассеяния, совместная обработка данных, обработка изображений, Radar sensor, land clutter, site-specific modelling, exponential backscattering model, remote sensing, data fusion, помехи от земной поверхности


Литература / References
  1. Волосюк В. К., Кравченко В. Ф. Статистическая теория радиотехнических систем дистанционного зондирования и радиолокации. М.: Физматлит, 2008. 703 c.
  2. Skolnik, M. I. Radar Handbook / 2nd ed., McGrawHill, New York. 1990. 1200 p.
  3. Billingsley, J. B. Low Angle Radar Land Clutter: Measurements and Empirical Models / William Andrew Publishing, New York, 2002. 750 p.
  4. Lin, C. C., and Reilly, J. P. A Site-Specific Model of Radar Terrain Backscatter and Shadowing // Johns Hopkins APL Technical Digest. 1997. 18, (3). P. 432–447
  5. Гончаренко А. А., Кравченко В. Ф., Пономарев В. И. Дистанционное зондирование неоднородных сред. М.: Машиностроение, 1991. 256 с.
  6. Radford, D., Kurekin, A., Marshall, D., and Lever, K. A New DCT-Based Multiresolution Method for Simultaneous Denoising and Fusion of SAR Images // Proc. ISIF and IEEE Information Fusion Conf. Florence, Italy. July 2006. P. 1–8.
  7. Darrah, C. A., and Luke, D. W. Site-Specific Clutter Modelling Using DMa Digital Terrain Elevation Data (DTED), Digital Feature Analysis Data (DFAD), and Lincoln Laboratory Five Frequency Clutter Amplitude Data // Proc. IEEE National Radar Conference, Ann Arbor, Michigan. May 1996. P. 178–183.
  8. The NASa Public Domain Release of Landsat ETM+ Geocover 2000 Product: Tile N-35–45_2000 Data. Page URL: http://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/. Accessed august 2012.
  9. The NASa Public Domain Release of Shuttle Radar Topography Mission Digital Topographic Data, SRTM3 Version 2, Data Tile at 49 Degrees North Latitude and 36 Degrees East Longitude. Page URL: http://dds.cr.usgs.gov/srtm/version2_1/srtm3/eurasia/n49e036.hgt.zip. accessed august 2012.
  10. Tsymbal, V. N., Gavrilenko, A. S., Negoda, A. A., et al. Exploitation Background of the Airborne Four — Frequency Radar Complex «MARS» for Sea Surface, Sea Ice and Land Monitoring and the Project of Designing an Airborne Multiprofile Complex for Remote Sensing of Environment in Ukraine // Proc. The Third International Airborne Remote Sensing Conference and Exhibition, Copenhagen, Denmark, July 1997. P. 188–195.
  11. Бычков Д. М., Гавриленко А. С., Ганапольский Е. М. и др. Комбинированная калибровка радиолокаторов бокового обзора с реальной и синтезированной апертурами антенн, используемых для дистанционного зондирования Земли // Успехи современной радиоэлектроники. 2005. № 6. С. 31–41.
  12. Ulaby, F. T., Moore, R. K., and Fung, A. K. Microwave Remote Sensing: Active and Passive, From Theory to Applications / Vols. 2 and 3. Artech House. Dedham, MA. 1986. 1120 p.
  13. Kingsbury, N. G. Image Processing with Complex Wavelets // Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 1999. 357 (1760). P. 2543–2560.
  14. Mallat, S. G. A Theory for Multi-Resolution Signal Decomposition: the Wavelet Representation // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 1989. 11 (7). P. 674–693.
  15. Donoho, D. L. De-Noising by Soft-Thresholding // IEEE Transactions on Information Theory. 1995. 41 (3). P. 613–627.
  16. Xie, H., Pierce, L., and Ulaby, F. T. Statistical Properties of Logarithmically Transformed Speckle // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2002. 40 (3). P. 721–727.
  17. Richards, J. A. and Jia, X. Remote Sensing Digital Image Analysis: An Introduction // Springer-Verlag. Berlin. 4th Edn. 2006. 439 p.
  18. Press, W. H., Teukolsky, S. A., Vetterling, W. T., and Flannery, B. P. Numerical Recipes: the Art of Scientific Computing / Cambridge University Press. Ney York. 3rd Edn. 2007. 1256 p.
  19. Kulemin, G. P. Millimeter Wave Radar Targets and Clutter / Artech House, Norwood, MA. 2003. 342 p.
  20. Kurekin, A., Marshall, D., Radford, D., Lever, K., and Dolia, A. Mitigation of Sensor and Communication System Impairments for Multichannel Image Fusion and Classification // Proc. ISIF and IEEE Information Fusion Conf., Philadelphia, USA. July 2005. P. 530–537.
  21. Кулемин Г. П., Тарнавский Е. В. Пространственно-временные характеристики обратного рассеяния от земной поверхности // Успехи современной радиоэлектроники. 2004. № 12. С. 60–71.
  22. Kulemin, G. P., and Tarnavsky, E. V. Land Clutter Map Development for Millimeter-Wave Radar // Proc. IEEE Radar Conference “Radar03”. May 2003. P. 399–404.
  23. Кулемин Г. П., Рассказовский В. Б. Рассеяние миллиметровых волн поверхностью земли под малыми углами. Киев: Наук. Думка, 1987. 232 с.

Алгоритмы сегментации, основанные на вейвлет-преобразовании и их реализация в процессоре цифровой обработки сигналов / Wavelet Transform Segmentation Techniques Implemented on Digital Signal Processor

Пономарев В. И. / Ponomaryov, V. I.
National Polytechnic Institute of Mexico, Mexico-city / RUS National Polytechnic Institute of Mexico, Mexico-city
Castillejos H. / Castillejos, H.
National Polytechnic Institute of Mexico, Mexico-city / RUS National Polytechnic Institute of Mexico, Mexico-city
Duchen G. / Duchen, G.
National Polytechnic Institute of Mexico, Mexico-city / RUS National Polytechnic Institute of Mexico, Mexico-city
Выпуск в базе РИНЦ
Пономарев В. И., Castillejos H., Duchen G. Алгоритмы сегментации, основанные на вейвлет-преобразовании и их реализация в процессоре цифровой обработки сигналов // Физические основы приборостроения. 2012. Т. 1. № 3(4). С. 55–67. DOI: 10.25210/jfop-1203-055067
Ponomaryov, V. I., Castillejos, H., Duchen, G. Wavelet Transform Segmentation Techniques Implemented on Digital Signal Processor // Physical Bases of Instrumentation. 2012. Vol. 1. No. 3(4). P. 55–67. DOI: 10.25210/jfop-1203-055067


Аннотация: Рассмотрен новый подход в сегментации дермоско- пических изображений, использующий вейвлет-пре- образования. Разработанные алгоритмы (W-FCM, W-CPSFCM и WK-Means) в результате ROC анализа показали значительно лучшие результаты в процессе сегментации изображений, чем известные. Предло- женная W-CPSFCM процедура позволяет найти чис- ло кластеров без вмешательства специалиста. Пред- ложенные и лучшие из известных алгоритмы реали- зованы а цифровом процессоре DSP TMS320DM642.
Abstract: A novel approach to segmentation of dermoscopic images in wavelet transform space is presented. The designed frameworks (W-FCM, W-CPSFCM and WK-Means) according to ROC curve analysis demonstrate sufficiently good results. The novel W-CPSFCM algorithm estimates a number of clusters in automatic mode without the intervention of a specialist. The implementation of the proposed segmentation algorithms on the Texas Instruments DSP TMS320DM642 demonstrates possible real time processing mode for images of different nature.
Ключевые слова: вейвлеты, дермоскопия, ROC характеристики, цифровая обработка сигналов и изображений, segmentation algorithms, wavelets, dermoscopic images, ROC characteristics, digital image processing, вейвлеты


Литература / References
  1. Vestergaard, M., Macaskill, P., Holt, P., and Menzies, S. Dermoscopy Compared with Naked Eye Examination for the Diagnosis of Primary Melanoma: a Metaanalysis of Studies Performed in a Clinical Setting // British Journal of Dermatology. 2008. Vol. 159. No. 3. P. 669–676.
  2. Argenziano, G., Fabbrocini, G., Carli, P. et al. Epiluminescence Microscopy for the Diagnosis of Doubtful Melanocytic Skin Lesions. Comparison of the Abcd Rule of Dermatoscopy and a New 7-Point Checklist Based on Pattern Analysis // Archives of Dermatology. 1998. Vol. 134, No. 12. 156370. Doi; 100.1001/Archderm.134.12.1563.
  3. Ascierto, P., Palmieri, G., Celentano, E. et al. Sensitivity and Specificity of Epiluminescence Microscopy: Evaluation on a Sample of 2731 Excised Cutaneous Pigmented Lesions // British Journal of Dermatology. Vol.142. No. 5. P. 893.
  4. Celebi, M., Iyatomi, H., Schaefer, G., and Stoecker, W. Lesion Border Detection in Dermoscopy Images // Computerized Medical Imaging and Graphics. 2009, Vol. 33. No. 2. P. 148–153.
  5. Silveira, M., Nascimento, J., Marques, J. et al. Comparison of Segmentation Methods for Melanoma Diagnosis in Dermoscopy Images// IEEE Journal on Selected Topics in Signal Processing. 2009. Vol. 3. No. 1. P. 35–45.
  6. Celebi, M., Kingravi, H., Iyatomi, H. et al. Border Detection in Dermoscopy Images Using Statistical Region Merging// Skin Research and Technology. 2008. Vol. 14. No. 3. P. 347–353.
  7. Zadeh, L. Fuzzy Approach to Color Region Extraction //Information and Control, 1965. Vol. 8. No. 3. P. 338–353.
  8. Celebi, M., Kingravi, H., Uddin, B. et al. A Methodological Approach to the Classification of Dermoscopy Images // Computerized Medical Imaging and Graphics. 2007. Vol. 31. No. 6. P. 362–373.
  9. Abbas, Q., Celebi, M., and García, I. Hair Removal Methods: a Comparative Study for Dermoscopy Images //Biomedical Signal Processing and Control. 2011. Vol. 6. No. 4. P. 395–404.
  10. Abbas, Q., Celebi, M., Fondon-Garcia, I., and Rashid, M. Lesion Border Detection in Dermoscopy Images Using Dynamic Programming // Skin Research and Technology, 2011. Vol. 17. P. 91–100.
  11. Bello, M. A. Combined Markov Random Field and Wave-Packet Transform-Based Approach for Image Segmentation //IEEE Trans. Image Processing. 1994. Vol. 3. No. 6.P. 834–846.
  12. Strickland, R. and Hahn, H. Wavelet Transform Matched Filters for the Detection and Classification of Microcalcifications in Mammography // Proc. Of the Int. Conference on Image Processing, Washington, D. C., USA. 1995. Vol. 1. P. 422–425.
  13. Zhang, X. and Desai, M. Segmentation of Bright Targets Using Wavelets and Adaptive Thresholding // IEEE Trans. Image Processing. 2002. Vol. 10. No. 7. P. 1020–1030.
  14. Mallat, S. Wavelet Tour of Signal Processing. SanDiego, CA: Academic Press, 1998.
  15. Kravchenko, V., Meana, H., and Ponomaryov, V. Adaptive Digital Processing of Multidimensional Signals with Applications. Fizmatlit Edit. Moscow, 2009 (Available in http://www.posgrados.esimecu.ipn.mx/).
  16. The International Atlas of Dermoscopy and Dermatoscopy. www.dermoscopyatlas.com
  17. Alpert, S., Galun, M., Basri, R., and Brandt, A. Image Segmentation by Probabilistic Bottom-Up Aggregation and Cue Integration // Proc. Of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. Minneapolis, MN, USA, July 2007, P. 1–8.
  18. Joel, G., Philippe, S., David, G. et al. Validation of Segmentation Techniques for Digital Dermoscopy // Skin Research and Technology. 2002. Vol. 8. No. 4. P. 240–249.
  19. Texas Instruments. TMS320DM642 Evaluation Module with TVP Video Encoders, Technical Reference 507345–0001 Rev. B, December 2004.
  20. Shen, E. Code Composer Studio Texas Instruments //8th Texas Instruments Developer Conference, India, Bangalore, 30 Nov-1Dec. 2005.