Анотація до роботи:

18. Хомюк В. В., Козлова В. И. Обработка массивов чисел с использованием метода разностных срезов//Тезисы докладов международной научной конференция “Современные методы кодирования в электронных системах” СМКЭС – 2002. – Сумы, 2002. – С. 61.

19. Мартинюк Т. Б., Кожем’яко А. В., Пехан І. Л., Хом’юк В. В.,
    Мартинюк О. Б. Нейроструктури та нейрообчислення: Застосування INTERNET//”ІНТЕРНЕТ – ОСВІТА – НАУКА – 2002”, третя міжнародна конференція ІОН – 2002. Збірник матеріалів конференції. Том 2. - Вінниця, 2002. – С. 338 – 341.

20. Мартинюк Т. Б., Хом’юк В. В., Кожем’яко А. В., Фофанова Н. В.,
    Мартинюк О. Б. Сортувальна нейроподібна мережа //Шоста всеукраїнська міжнародна конференція “УкрОБРАЗ’2002”. – Київ, 2002. – С. 183 – 186.

21. Хом’юк В. В. Дослідження процесу прискорення мультипідсумовування методом різницевих зрізів//Тези доповідей IX-ої всеукраїнської наукової конференції “Сучасні проблеми прикладної математики та інформатики”. –
    Львів, 2002. – С. 129 – 130.

22. Хом’юк В. В. Методи попередньої обробки інформації в процесі розпізнавання образів// Вісник Сумського державного університету. – 2002. - № 12(45). – С. 177 – 183.

23. Патент України 55861 А, МПК 7 G06G7/14. Паралельний підсумовуючий пристрій/ Мартинюк Т.Б., Панасюк О.В., Козлова В.І., Хом’юк В.В., Михайлова-Пехан О.М. - № 2002075727. – Заявлено 11.07.2002; Опубл. 15.04.2003, Бюл. № 4. – 16 с.

АНОТАЦІЇ

Хом’юк Віктор Вікторович. Методи та засоби паралельних перетворень векторних масивів даних. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.13 – Обчислювальні машини, системи та мережі. – Вінницький національний технічний університет, Вінниця, 2003.

Дисертація присвячена вдосконаленню та розширенню функціональних можливостей методів векторного оброблення масивів при паралельній обробці інформації з орієнтацією на нейроструктури та нейрообчислення. Реалізовано процес мультипідсумовування елементів довільного векторного масиву, який містить як додатні так і від’ємні елементи, на основі відомого паралельного додавання числових даних методом різницевих зрізів. Наведено приклади практичної реалізації даного процесу. Розроблено засоби багатооперандної обробки векторних масивів. Досліджено та доведено часові залежності мультипідсумовування елементів векторних масивів. Запропоновано наступні методи паралельної обробки таких масивів: алгебраїчне мультипідсумовування, як результат вдосконалення відомого паралельного додавання числових даних; порогове алгебраїчне мультипідсумовування, в результаті дослідження якого модифіковано схему формального нейрона. Досліджено метод сортування із “замиканням” у “кільце” елементів векторного масиву в процесі сортування за методом попарного обміну; запропоновано математичну модель даного методу і наведено приклади практичної реалізації.

У дисертаційній роботі обґрунтовано і теоретично проаналізовано принципи реалізації процесів мультипідсумовування та сортування елементів векторного масиву даних для задач сегментації зображень та пошуку інформації з використанням швидкісного методу сортування.

У результаті виконання дисертаційної роботи отримано такі наукові та практичні результати.

1. Вдосконалено метод паралельного підсумовування числових величин, в результаті чого запропоновано метод алгебраїчного мультипідсумовування для обробки векторних масивів з додатними та від’ємними елементами. Доведено, що із використанням методу різницевих зрізів в процесі мультипідсумовування існує можливість формування та запам’ятовування матриці бінарних масок F та вектор-стовпця Q, що дозволяє відновити початковий векторний масив при втраті на вході початкових операндів або за необхідністю.

2. Досліджено часові характеристики мультипідсумовування елементів векторного масиву, а саме: доведена лінійна збіжність процесу мультипідсумовування для векторних масивів із різними додатними елементами; доведена залежність часових витрат процесу мультипідсумовування від наявності у початковому масиві однакових елементів або груп однакових елементів. Аналіз результатів моделювання мультипідсумовування елементів векторного масиву підтвердив, що за умови, коли у вхідному масиві даних присутні групи однакових елементів, відбувається збільшення швидкодії процесу мультипідсумовування, як показали експериментальні дослідження, практично у два рази .

3. В процесі досліджень доведена можливість формування локального (покрокового) порогового значення при сегментації багатоградаційних зображень як середнього значення сум елементів векторного масиву даних із урахуванням можливої похибки. Розглянуто особливості способу формування локального порогового значення, застосування якого дозволяє прискорити процес позрізової обробки багатоградаційних зображень. Експериментальні дослідження дають підставу стверджувати, що при використанні методу різницевих зрізів для обробки векторного масиву можливе відкидання в середньому 25% мінімальних елементів проміжних векторних масивів даних для визначення середнього значення сум елементів даного масиву, починаючи з мінімального елемента останнього масиву, що прискорить цей процес в 1,3 рази.

4. Досліджено порогове алгебраїчне мультипідсумовування елементів векторного масиву, яке дозволяє зменшити час мультипідсумовування за рахунок порівняння отриманих поточних часткових сум із заданим порогом в процесі оброблення векторних масивів. Результатом досліджень є модифікована схема формального нейрона для моделювання прошарків нейронів з латеральним гальмуванням, в якій одночасно виконуються функції накопичення суми і активації.

5. Розроблено та досліджено метод сортування із “замиканням” векторного масиву у “кільце”, в результаті чого зменшується тривалість сортування. В результаті імітаційного моделювання даного способу експериментально підтверджено зменшення в середньому на 3-16 % часу сортування. Досліджено нейроподібну - мережу, призначену для реалізації сортування методом попарного обміну. Доведено, що дана S – мережа досягає стійкості, оскільки функція обчислювальної енергії даної мережі спадає, а, отже, досягає мінімуму або перестає змінюватись

6. Доведена ефективність мультипідсумовування елементів векторного масиву із застосуванням методу різницевих зрізів. При цьому отримано верхню і нижню межі при визначенні прискорення та ефективності даного процесу. Доведено, що багатофункціональність, яка характерна для алгоритму з використанням різницевих зрізів, дозволяє досягти значного наближення до оптимального (одиничного) значення коефіцієнта узгодження. Це дає підставу віднести даний алгоритм до перспективних алгоритмів, призначених для реалізації процесу підсумовування елементів числових масивів. Також доведена чисельна стійкість алгоритму мультипідсумовування елементів векторного масиву за методом різницевих зрізів.

7. Розроблено програмні засоби і приведено приклади практичної реалізації запропонованих методів для паралельної обробки інформації в задачах аналізу зображень.

Публікації автора:

1. Мартинюк Т.Б., Хом’юк В.В., Кухарчук Г.В. Можливості розпаралелювання алгоритму багатооперандного додавання//Вісник Вінницького політехнічного інституту.-1997. - №4 – С.89-94.

   Мартинюк Т.Б., Хом’юк В.В., Савалюк І.М., Охрущак Д.В. Використання зрізів різниць для багатооперандного додавання числових величин//Вісник Вінницького політехнічного інституту.-1998. - №2 – С.63-68.

   Мартинюк Т.Б., Хом’юк В.В., Мельничук О.В. Дослідження особливостей багатооперандної обробки числової інформації//Вісник Вінницького політехнічного інституту.-1999. - №2 – С.66-71.

   Хом’юк В. В., Козлова В. І., Яровий А. А. Алгоритмічна модель лінійної згортки векторів з використанням векторно-матричних перетворень//Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – 2001. - № 3. – С. 124 – 126.

   Хом’юк В. В. Використання одновимірної згортки при перетвореннях множини числових даних// Матеріали IX – ої Міжнародної наукової конференції ім. М. Кравчука. - К.: НТТУ “КПІ”. – 2002. – С. 390.

   Мартинюк Т.Б., Хом’юк В.В., Расенко Р.А., Емін С.А. Аналіз часових характеристик при сортуванні випадково розподілених даних // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – 2003. - № 1. – С. 48-53.

   Мартинюк Т.Б., Буда А.Г, Козлова В.І., Хом’юк В.В., Мартинюк О.Б. Часові аспекти сортування великих масивів інформації//Теорія і практика перебудови економіки: збірник наукових праць. - Мукачево - Черкаси, 2001. - С.240-245.

   Мартынюк Т.Б., Лысенко Г.Л., Буда А.Г., Козлова В.И., Хомюк В.В., Мартынюк О.Б. Особенности нетрадиционного кодирования данных при ассоциативной обработке//Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту – 2001. - С. 390-391.

   Хом’юк В. В. Розпаралелювання обробки інформації при розпізнавані зображень// Збірник тез доповідей International Conference on Optoelectronic Information Technologies “Optoelectronic Information-Energy Technologies”. - Вінниця, 2001. – С. 36.

   Хом’юк В. В., Козлова В. І. Моделювання паралельних обчислювальних процесів в Mathcad//Збірник тез доповідей International Conference on Optoelectronic Information Technologies “Optoelectronic Information-Energy Technologies” . - Вінниця, 2001. – С. 37.

   Хом’юк В. В., Козлова В. І., Яровий А. А., Баранов Р. А. Рекурсивна взаємодія алгоритмів для задач паралельної обробки інформації// Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах: Збірник наукових праць. – Хмельницький: ТУП, 2001. - №8. - С. 40-44.

   Мартинюк Т. Б., Хом’юк В. В., Козлова В. І. Особливості моделювання скалярної операції при багатооперандній обробці інформації//Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – 2001. - №4. – С.105-108.

   Мартинюк Т.Б., Хом’юк В.В., Куперштейн Л.М., Матвєєв Є.М.Аналіз моделей паралельного підсумовування елементів числового масиву//Вісник Вінницького політехнічного інституту.-2002. - №6 – С.65-70.

   Кожемяко В. П., Хомюк В. В., Яровой А. А. Перспективы создания оптоэлектронных нейрокомпьютеров в контексте развития современных нейротехнологий// Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах: Збірник наукових праць. – Хмельницький: ТУП, 2002. - № 9. -
   С. 108 - 114.

   Хомюк В. В., Пехан И. Л. Особенности нейросетевого подхода к решению задач обработки информации в системах управления// Збірник тез доповідей Second International Scientific Conference of Students, Post-Graduate Students and Young Scientists. - Вінниця, 2002. – С. 43.

   Хом’юк В. В. Розклад довільних матриць на множники в процесі попередньої обробки інформації// Збірник тез доповідей Second International Scientific Conference of Students, Post-Graduate Students and Young Scientists. - Вінниця, 2002. – С. 15.

   Хом’юк В. В. Дослідження процесу перетворення даних з використанням принципу різницевих зрізів// Збірник тез доповідей Second International Scientific Conference on Optoelectronic Information Technologies “PHOTONICS-ODS 2002” .- Вінниця, 2002. – С. 18.