📄Работа №20217

Тема: Двумерные дискретные преобразования Фурье с узлами на центрированной решетке

Характеристики работы

Тип работы Магистерская диссертация
Информационные системы
Предмет Информационные системы
📄
Объем: 108 листов
📅
Год: 2016
👁️
Просмотров: 730
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

Введение 4
1 Постановка задачи 6
1.1 Современное состояние проблемы 6
1.2 Актуальность задачи 10
2 Вводная глава 12
2.1 Точная постановка задачи 12
2.2 Преобразование Фурье 12
2.3 Двумерное дискретное преобразование Фурье и его обращение 15
2.4 Вычисление двумерного дискретного преобразования Фурье 18
2.5 Вычисление трёхмерного дискретного преобразования Фурье 25
2.6 Описание библиотеки MPI 28
2.7 Комплекс высокопроизводительных вычислений ИКИТ СФУ 31
3 Основные достигнутые результаты 33
3.1 Словесное описание алгоритма работы программы 33
3.1 Блок-схема алгоритма работы программы 35
3.2 Основные трудности, возникшие в процессе работы 36
3.3 Результаты численного эксперимента в двумерном случае 41
3.4 Результаты численного эксперимента в трёхмерном случае 42
Заключение 43
Список использованных источников 44
Приложение А. Текст программы двумерного БПФ 46
Приложение Б. Текст программы трёхмерного БПФ 67

📖 Введение

Одним из сопутствующих факторов компьютерной революции оказалось появление совершенно новых областей исследования. С каждым годом по мере увеличения быстродействия, уменьшения стоимости и размеров ИС растут возможности решения задач все возрастающей сложности. К ним относится цифровая обработка многомерных сигналов, требующая значительных объемов цифровой памяти и соответствующего количества арифметических операций. Несмотря на сложность, цифровая обработка сигналов уже позволила найти решение ряда важных задач, начиная с компьютерной томографии (методики, позволяющей по проекциям рентгеновского изображения, полученным при различных ориентациях детекторов, выполнять трехмерную реконструкцию органов человеческого тела) и кончая проектированием полей пассивных акустических датчиков и исследованием ресурсов Земли с помощью спутников. Цифровая обработка многомерных сигналов имеет также прочное математическое обоснование, позволяющее не только понять уже достигнутое, но и эффективно исследовать новые проблемы по мере их возникновения и успешно их решать.
Сигнал - это некоторое средство для передачи информации, а целью обработки сигналов является извлечение этой информации. Так, ансамбли изменяющихся во времени электрических потенциалов, плотность зерен серебра фотографической эмульсии или массивы чисел в памяти ЭВМ представляют собой примеры сигналов. Обычно обработка сигналов включает в себя перенос информации с одного сигнала на другой. Независимо от своей физической сущности сигналы представляют интерес только благодаря содержащейся в них информации. Можно сказать, что обработка сигналов включает в себя две основные задачи - преобразование способа представления информации в сигнале и сокращение ее объема.
Цифровая обработка сигналов касается обработки сигналов, которые можно представить в виде последовательности чисел, а цифровая обработка многомерных сигналов - обработки сигналов, представленных в виде многомерных массивов чисел, например массивов, получаемых после дискретизации изображений или результатов дискретизации непрерывно изменяющихся во времени сигналов, поступающих одновременно от нескольких датчиков.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

В ходе магистерской диссертации были закреплены знания, полученные в процессе обучения, приобретены новые знания в области параллельного программирования, разработаны параллельные алгоритмы двумерного быстрого преобразования Фурье, данные алгоритмы реализованы на языке программирования высокого уровня С++ с использованием библиотеки MPI, разработаны алгоритмы трёхмерного быстрого преобразования Фурье.
Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1) Алгоритмы быстрого преобразования Фурье FFT (fast Fourier transform). Принцип построения [Электронный ресурс]: 2008. Режим доступа:www.dsplib.ru.
2) Антонов, А.С. Параллельное программирование с использованием технологии MPI: Учебное пособие / Антонов, А.С. - Москва: Изд-во МГУ, 2004.-71 с.
3) Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Гонсалес Р., Вудс Р.: Москва: Техносфера, 2006 - 1072 с., 82-113 c.
4) Гришагин, В.А. Параллельное программирование на основе MPI. Учебное пособие / Гришагин В.А., Свистунов А.Н. - Нижний Новгород: Изд-во ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2005 -93 с.
5) Даджион, Д. Цифровая обработка многомерных сигналов: Пер. с англ. / Даджион Д., Мерсеро Р.: - Москва.: Мир, 1988. - 488 с., ил., 231-249.
6) Дубровина, О.В. Исследование алгоритмов быстрого преобразования Фурье двумерных сигналов для параллельных вычислительных систем [Электронный ресурс]: ДонНТУ, 2008.
Режим доступа:http://masters.donntu.edu.ua/2009/fvti/dubrovina/diss/index.htm.
7) Инструменты параллельного программирования в системах с общей памятью / Корняков К.В., Кустиков В.Д, Мееров И.Б., Сиднев А.А., Сысоев А.В., Шишков А.В.: - Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского, 2010.
8) Комплекс Высокопроизводительных вычислений ИКИТ СФУ [Электронный ресурс]: Красноярск, 2011.
Режим доступа:www.cluster.sfu-kras.ru.
9) Кудрявцев, Л.Д. Краткий курс математического анализа. Т.2. Дифференциальное и интегральное исчисления функций многих переменных.
Гармонический анализ: учебник. / Кудрявцев Л.Д. - 3-е изд. перераб. - Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 254 с., 274-296.
10) Малоземов, В.Н. Основы дискретного гармонического анализа Ч.2 / Малоземов В.Н., Машарский С.М. - Санкт-Петербург.: НИИММ, 2003.
11) Параллельный алгоритм дискретного преобразования Фурье [Электронный ресурс]: 2010.
Режим доступа:http://www.intuit.ru/department/supercomputing/ppmcp/12/.
12) Смоляная, Д. В. Исследование эффективной параллельной реализации быстрого преобразования Фурье для цифровых изображений [Электронный ресурс]: ДонНТУ, 2009.
Режим доступа:http://masters.donntu.edu.ua/2009/fvti/smolianaya/diss/index.htm.
13) Тутатчиков, В.С. Алгоритм параллельного быстрого преобразования Фурье для анализа изображений // XI Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям / Тутатчиков В.С., Носков М.В., Старовойтов А.В. - Новосибирск. 2010. 80 с.
14) Bailey, D.H. A High-Performance FFT Algorithm for Vector Supercomputers // International Journal of Supercomputer Applications / Bailey
D. H., том.2, №.1, 1988, 82-87 с
15) Cooley, J.W. An algorithm for the machine calculation of complex Fourier series / Cooley J.W., and Tukey J. - Math. Comput. 19, 1965, С. 297-301.
16) CUDA CUFFT Library/ Официальный сайт разработчика
[Электронный ресурс]:2010. Режим доступа:
http://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/21/toolkit/docs/CUFFT Library2.1.pdf.
17) Fast Fourier Transformation [Электронный ресурс]: Красноярск, 2011. - Режим доступа:http://www.fftw.org/.
18) Parallel Fourier Transformations using shared memory nodes // Solon Pissis. - 2008. - 78 с.

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.
Предоставляемые услуги, в том числе данные, файлы и прочие материалы, подготовленные в результате оказания услуги, помогают разобраться в теме и собрать нужную информацию, но не заменяют готовое решение.
Укажите ник или номер. После оформления заказа откройте бота @workspayservice_bot для подтверждения. Это нужно для отправки вам уведомлений.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ