Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2018. № 4(24). C. 197-207. ISSN 2079-6641

Содержание

DOI: 10.18454/2079-6641-2018-24-4-197-207

УДК 534.23:621.391

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДА АДАПТИВНОГО СОГЛАСОВАННОГО ПРЕСЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА СИГНАЛОВ ГЕОАКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ

О. О. Луковенкова¹² Ю. В. Марапулец¹², А. Б. Тристанов¹, А. А. Ким¹², И. А. Кашутина²

¹Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, 684034, Камчатский край, Паратунка, ул.Мирная, 7, Рoссия
²Камчатский государственный университет имени Витуса Беринга, 683032, г. Петропавловск-Камчатский, ул. Пограничная, 4, Россия

E-mail: o.o.lukovenkova@yandex.ru

Статья посвящена разработке и сравнению различных численных методов, позволяющих повысить адаптивное свойство и улучшить точность алгоритма согласованного преследования применительно к геоакустическим сигналам. На каждом шаге адаптивного согласованного преследования выбирается функция, имеющая наибольшую корреляцию с исходным сигналом, далее параметры выбранной функции уточняются. Уточнение может производиться различными сеточными методами и методами, основанными на поиске направления градиента. В статье рассматривается уточнение методами градиентногоспуска и сеточного поиска.

Ключевые слова: согласованное преследование, адаптивное согласованное преследование, разреженная аппроксимация, геоакустическая эмиссия, оптимизация.

MSC 65D15

OPTIMIZATION OF ADAPTIVE MATCHING PURSUIT METHOD TO ANALYZE GEOACOUSTIC EMISSION SIGNALS

O. O. Lukovenkova¹², Yu. V. Marapulets¹², A. B. Tristanov¹, A. A. Kim¹², I. А. Kashutina²

¹Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation FEB RAS, 684034, Kamchatka region, Paratunka, Mirnaya str., 7
²Vitus Bering Kamchatka State University, 683032, Petropavlovsk-Kamchatsky, Pogranichnaya str., 4

E-mail: o.o.lukovenkova@yandex.ru

The paper is devoted to the development and comparison of different numerical methods which increase the adaptive property and improve the accuracy of matching pursuit algorithm in connection to geoacoustic signals. At each step of adaptive matching pursuit, a function is chosen which has the highest correlation with an initial signal. Then parameters of a chosen function are refined. The refinement is performed by the help of different grid methods and methods based on gradient direction search.

Key words: matching pursuit, adaptive matching pursuit, sparse approximation, geoacoustic emission, optimization.

Список литературы/References

  1. Луковенкова О. О., “Сравнение методов разреженной аппроксимации на примере сигналов геоакустической эмиссии”, Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки, 2014, № 2(9), 59–67. [Lukovenkova O. O., “Comparison of the sparse approximation methods based on its use to geoacoustic emission signals”, Bulletin KRASEC. Physical and Mathematical Sciences, 9:2 (2014), 70-78].
  2. Марапулец Ю. В., Луковенкова О. О., Тристанов А. Б., Ким А. А., Методы регистрации и частотно-временного анализа сигналов геоакустической эмиссии, Дальнаука, Владивосток, 2017, 148 с. [Marapulec Yu., V., Lukovenkova O. O., Tristanov A. B., Kim A. A., Metody registracii i chastotno-vremennogo analiza signalov geoakusticheskoj ehmissii, Dal’nauka, Vladivostok, 2017, 148 pp.]
  3. Луковенкова О. О., Тристанов А. Б., “Классификация импульсов акустической эмиссии звукового диапазона на базе символьного представления частотно-временной структуры”, Цифровая обработка сигналов, 2015, № 2, 35–38. [Lukovenkova O. O., Tristanov A. B., “Klassifikaciya impul’sov akusticheskoj ehmissii zvukovogo diapazona na baze simvol’nogo predstavleniya chastotno-vremennoj struktury”, Cifrovaya obrabotka signalov,
    2015, № 2, 35–38].
  4. Луковенкова О. О., “Очистка сигналов геоакустической эмиссии от природных и техногенных шумов методом разреженной аппроксимации”, Вестник КРАУНЦ. Физико- математические науки, 2015, № 2(11), 77–81. [Lukovenkova O. O., “Denoising of geoacoustic emission signals from natural and industrial noises using sparse approximation method”, Bulletin KRASEC. Physical and Mathematical Sciences, 11:2 (2015), 73-78].
  5. Луковенкова О. О., Марапулец Ю. В., Тристанов А. Б., “Оценка масштабов сдвиговых источников геоакустической эмиссии по разреженному представлению сигналов.”, Сборник тезисов Международной конференции по мягким вычислениям и измерениям SCM’2016. Т. 2, 2016, 141–144. [Lukovenkova O. O., Marapulec Yu. V., Tristanov A. B., “Ocenka masshtabov sdvigovyh istochnikov geoakusticheskoj ehmissii po razrezhennomu predstavleniyu signalov.”, Sbornik tezisov Mezhdunarodnoj konferencii po myagkim vychisleniyam i izmereniyam SCM’2016. V. 2, 2016, 141–144].
  6. Афанасьева А. А., Марапулец Ю. В., Тристанов А. Б., Луковенкова О. О., “Применение разреженной аппроксимации и методов кластеризации для описания структуры временных рядов акустической эмиссии”, Цифровая обработка сигналов, 2013, № 2, 30–34. [Afanas’eva A.A., Marapulec Yu. V., Tristanov A. B., Lukovenkova O. O., “Primenenie razrezhennoj approksimacii i metodov klasterizacii dlya opisaniya struktury vremennyh ryadov akusticheskoj ehmissii”, Cifrovaya obrabotka signalov, 2013, № 2, 30–34].
  7. Ким А.А., Марапулец Ю. В., Тристанов А. Б. Луковенкова О. О., “Моделирование сигналов импульсной природы на базе разреженной аппроксимационной схемы”, Сборник тезисов Международной конференции по мягким вычислениям и измерениям SCM’2015. Т. 2, 2015, 171–174. [Kim A.A., Marapulec Yu. V., Tristanov A. B. Lukovenkova O. O., “Modelirovanie signalov impul’snoj prirody na baze razrezhennoj approksimacionnoj skhemy”, Sbornik tezisov Mezhdunarodnoj konferencii po myagkim vychisleniyam i izmereniyam SCM’2015. V. 2, 2015, 171–174].

Список литературы (ГОСТ)

  1. Луковенкова О.О. Сравнение методов разреженной аппроксимации на примере сигналов геоакустической эмиссии // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. 2014. 2(9). C. 59-67.
  2. Марапулец Ю.В., Луковенкова О.О., Тристанов А.Б., Ким А.А. Методы регистрации и частотно-временного анализа сигналов геоакустической эмиссии. Владивосток: Дальнаука, 2017. 148 c.
  3. Луковенкова О.О., Тристанов А.Б. Классификация импульсов акустической эмиссии звукового диапазона на базе символьного представления частотно-временной структуры // Цифровая обработка сигналов. 2015. №2. С. 35-38.
  4. Луковенкова О.О. Очистка сигналов геоакустической эмиссии от природных и техногенных шумов методом разреженной аппроксимации // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. 2015. №2(11). С. 77-81.
  5. Луковенкова О.О., Марапулец Ю.В., Тристанов А.Б. Оценка масштабов сдвиговых источников геоакустической эмиссии по разреженному представлению сигналов // Сборник тезисов Международной конференции по мягким вычислениям и измерениям SCM’2016. Т. 2. 2016. С. 141-144.
  6. Афанасьева А.А., Марапулец Ю.В., Тристанов А.Б., Луковенкова О.О. Применение разреженной аппроксимации и методов кластеризации для описания структуры временных рядов акустической эмиссии // Цифровая обработка сигналов. №2. 2013. C. 30-34.
  7. Ким А.А., Марапулец Ю.В., Тристанов А.Б. Луковенкова О.О. Моделирование сигналов импульсной природы на базе разреженной аппроксимационной схемы // Сборник тезисов Международной конференции по мягким вычислениям и измерениям SCM’2015. Т. 2. 2015. С. 171-174.

 

Для цитирования: Луковенкова О. О., Марапулец Ю. В., Тристанов А. Б., Ким А. А., Кашутина И. А. Оптимизация метода адаптивного согласованного преследования для анализа сигналов геоакустической эмиссии // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2018. № 4(24). C. 197-207. DOI: 10.18454/2079-6641-2018-24-4-197-207.
For citation: Lukovenkova O. O., Marapulets Yu. V., Tristanov A. B., Kim A. A., Kashutina I. А. Optimization of adaptive matching pursuit method to analyze geoacoustic emission signals, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2018, 24: 4, 197-207. DOI: 10.18454/2079-6641-2018-24-4-197-207.

Поступила в редакцию / Original article submitted: 11.10.2018


Luk

    Луковенкова Ольга Олеговна – кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории акустических исследований Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, Камчатский край, c. Паратунка, Россия.
   Lukovenkova Olga Olegovna – Ph.D. (Tech.), Senior Researcher of Laboratory of acoustic Research Institution Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation FEB RAS, Russia.

1

1

1

1


Mar  Марапулец Юрий Валентинович – доктор физико математических наук, доцент, директор Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, профессор кафедры информатики КамГУ им. Витуса Беринга.
    Marapulets Yuri Valentinovich – Dr. Sci. (Phys. & Math.), Associate Professor, Director for Science Institute of Space Physics Research and Radio Wave Propagation FEB RAS, Professor of Dep. computer science Vitus Bering Kamchatka State University.

1

1

1


tris   Тристанов Александр Борисович – кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории акустических исследований Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, Камчатский край, c. Паратунка, Россия.
 Tristanov Alexander Borisovich – Ph.D. (Tech.), Senior Researcher of Laboratory of acoustic Research Institution Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation FEB RAS, Russia.

1

1

1

1


  kim Ким Алина Александровна – начальник отдела информационного обеспечения и сопровождения автоматизированных систем, Камчатского государственного университета имени Витуса Беринга, Петропавловск-Камчатский, программист лаборатории акустических исследований, Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, Камчатский край, с. Паратунка Россия.
  Kim Alina Alexandrovna – Head of the Department of Information Support and Maintenance of Automated Systems, Vitus Bering Kamchatka State University, Petropavlovsk-Kamchatsky, Programmer of the Acoustic Research Laboratory, Institute of Cosmophysical Researches and Radio Wave Propagation FEB RAS, Paratunka, Russia.

1

1

1


kash

   Кашутина Ирина Александровна – кандидат технических наук, заведующий кафедрой информатики Камчатского государственного университета имени Витуса Беринга, Петропавловск-Камчатский, Россия.
   Kashutina Irina Alexandrovna – Ph.D. (Tech.), Head of the Department of Computer Science, Vitus Bering Kamchatka State University, Petropavlovsk-Kamchatsky, Russia.

1

1

1

1

1

 


Скачать статью Луковенкова О.О. и др.