​Математики ТГУ завершили проект РНФ по разработке математических методов анализа сигналов и изображений в сложных телекоммуникационных и навигационных системах, на которые воздействуют случайные помехи. Созданные ими методы до 10 раз улучшают точность оценивания информации и позволяют с высоким качеством восстановить изображение или сигнал. Следующим этапом работы станет применение алгоритма к анализу big data. 

Математические методы анализа сигналов и изображений, разработанные учеными международной лаборатории статистики случайных процессов и количественного финансового анализа ТГУ, приложимы к распознаванию сигналов в авиации, «расшифровке» изображений с аппарата МРТ в медицине, анализу топографических снимков для нефтегазовой отрасти и другим процессам. Полученные математиками результаты будут использоваться для построения новых радиолокационных систем оперативного анализа и мониторинга окружающей обстановки, систем спутниковой навигации, перспективных систем приемо-передачи информации. 

– Всё в нашем проекте сфокусировано на задачах статистической радиофизики – это проблема передачи данных по каналам связи. Например, летит самолет, передает сигнал. Во время передачи сигнала на него накладываются различные шумы и, соответственно, на приёмнике нужно получить данные, максимально близкие к тому, что было передано. Строятся оптимальные алгоритмы, которые позволяют на входе отсеять эти шумовые явления и получить сигнал, максимально близкий к реально передаваемому. Это и в медицине применяется, и в финансах, и в экономике, – объясняет зав. лабораторией, доцент ММФ Евгений Пчелинцев, ведущий исполнитель проекта.

Алгоритмы, созданные в ТГУ, учитывают качественно более сложные шумы в моделях, чем существующие ранее. С физической точки зрения это процессы со сложной структурой зависимости, что позволяет изучать задачу оценивания сигналов, наблюдаемых на фоне импульсных помех. При этом рассматриваются как процессы с «памятью», так и быстро теряющие зависимость от прошлого. Возвращаясь к примеру с самолетом: сигнал прошел, но самолет уже летит дальше, и на сигнал уже не действуют факторы, оставленные позади.

Сейчас ученые ММФ уже получили два патента на свои изобретения, прототип устройства приема информации с использованием их алгоритма создан в Московском энергетическом институте (МЭИ). 

В следующем году ученые планируют применить свои алгоритмы к анализу big data: это могут быть данные социологических опросов, физические или финансовые данные.

– С одной стороны, с математической точки зрения, нам неважно, что именно обрабатывать. С другой – мы видим прикладные задачи, на которые ориентируемся, и это нам помогает прицельно создавать алгоритмы обработки big data, – подчеркнул Пчелинцев.

За три года участники гранта написали более 60 научных статей, треть из которых – в журналах 1 и 2 квартилей. Работы выполнялись в рамках гранта РНФ 17-11-01049 «Новые робастные эффективные статистические методы обработки сигналов и изображений в стохастических системах. Руководитель: д-р физ.-мат. наук, профессор, ведущий научный сотрудник Сергей Пергаменщиков.

Похожие новости

  • 07/11/2017

    ​Ученые ТПУ разрабатывают уникальную бронекерамику

    В Наноцентре Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) разработали способ изготовления разнообразных функциональных изделий из прочной и ударновязкой нанокерамики, применив для прессования сухих нанопорошков пресс-формы специальной конструкции - ультразвуковые или коллекторные - вместо жидкофазных химических методов.
    1095
  • 24/09/2018

    Томские ученые придумали «утюжок» для лесного пожара

    ​На территории Томской области периодически возникает до 50 очагов природных пожаров. Ничего лучше, чем вода, для борьбы с ними не придумали, но теплофизики Томского политехнического университета (ТПУ) рассчитали: традиционное метание "водяной бомбы" с самолета малоэффективно.
    516
  • 26/09/2019

    Международная группа с участием ученых НГУ опубликовала статью о новом методе управления лазером

    В НГУ проведены исследования волоконного лазера с оригинальным управляющим элементом, использующим композитный наноматериал нового поколения на основе углеродных нанотрубок и ионной жидкости. Результаты работы опубликованы в престижном журнале Nano Letters.
    315
  • 18/12/2017

    Ученые ТГУ синтезируют «скользкую» керамику

    Ученые лаборатории нанотехнологий металлургии Томского государственного университета (ТГУ) синтезируют "скользкую" керамику на основе отечественных компонентов.  Как рассказал инициатор проекта, старший научный сотрудник лаборатории Илья Жуков, уникальные свойства соединения бора, алюминия и магния несколько лет назад случайно обнаружили американские ученые.
    1018
  • 30/03/2017

    ТУСУР завершает работу по созданию интеллектуальных покрытий для космических аппаратов

    В лаборатории радиационного и комического материаловедения ТУСУРа завершаются работы по созданию интеллектуальных отражающих покрытий на основе соединений титаната бария, нанесённых детонационным методом.
    1366
  • 21/06/2019

    Томские ученые создали новый сплав с памятью формы, который превзошел никелид титана

    ​Ученые лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ в рамках совместного гранта РНФ и Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG) разработали новый сплав с памятью формы. По функциональным характеристикам он превосходит никелид титана – лидера среди материалов, способных восстанавливать свою форму при нагреве после высоких внешних нагрузок.
    386
  • 03/02/2017

    ТУСУР получит патент на изобретение

    ​Значимость изобретения томских ученых высока, поскольку запатентовано не устройство, а способ - способ компоновки печатных плат для цепей с резервированием (заявка № 2015137532, приоритет 02.09.2015).
    1185
  • 28/08/2017

    Ученые ТУСУРа получили два патента на оригинальные изобретения

    ​Сотрудники научно-исследовательской лаборатории "Безопасность и электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств" (НИЛ "БЭМС РЭС") ТУСУРа разработали оригинальные конструкции климатической экранированной камеры и стола для биологических исследований.
    1200
  • 12/07/2017

    Робота-врача для военных создадут томские медики и инженеры​

    Ученые из НИИ кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра и Томского политехнического университета (ТПУ) планируют создать мобильного робота, который сможет оказывать первую медицинскую помощь пострадавшим в местах военных действий и ЧС.
    1353
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    2286