Методи спектрального аналізу гідроакустичних сигналів для їх розпізнавання

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorСвинчук, Ольга Василівна
dc.contributor.authorКотлов, Данило Євгенович
dc.date.accessioned2023-01-16T10:37:08Z
dc.date.available2023-01-16T10:37:08Z
dc.date.issued2022
dc.descriptionВ даній роботі розглядаються різні методи спектрального аналізу та оцінюються їх особливості, переваги та недоліки. На основі обраних в роботі методів пропонується застосунок для розпізнавання гідроакустичного сигналу.uk
dc.description.abstractenThe master's thesis on the topic "Methods of spectral analysis of hydroacoustic signals for their recognition" was completed by Danylo Evgenovich Kotlov, a student of the Department of Digital Technologies in Energy of NN IATE from the specialty 121 "Software Engineering" under the educational and professional program "Engineering of Software Intelligent Cyber-Physical Systems and Web-technologies" and consists of: introduction; 6 sections ("Statement of the task of building a hydroacoustic signal recognition system by spectral analysis methods", "Description of the subject area", "Tools for developing a hydroacoustic signal recognition system by spectral analysis methods", "Description of software implementation of a hydroacoustic signal recognition system by spectral analysis methods", "User work with a hydroacoustic signal recognition system using spectral analysis methods" and "Startup project of a hydroacoustic signal recognition system using spectral analysis methods"), conclusions to each of these sections; general conclusions; the list of used sources, which includes 21 sources; 45 illustrations; 20 tables and 3 appendices. The total volume of work is 114 pages. Actuality of theme. Today, a large number of technologies use the analysis of signal spectra, including in other cases, for example, for determining the chemical composition of substances, quality control in production, analyzing the characteristics of space objects, filtering signals with noise, etc. One of the advanced applications of spectral analysis is the recognition and determination of the acoustic signal in hydrocharacteristics. Modern technologies make it possible to receive hydroacoustic signals from great distances with a high sampling frequency. The analysis of such signals requires fast and accurate conversion in the spectrum. For this, it is necessary to evaluate the speed of each individual method, taking into account their advantages and disadvantages. The hydroacoustic signal can be obtained from a large number of sensors, so it is important to be able to analyze each individual channel and obtain the appropriate spectrum. Purpose of work. The purpose of this work is to develop a software system that implements various methods of spectral analysis for the study of hydroacoustic signals in a multi-layer marine environment with various evaluations of the effectiveness of the selected methods. Tasks of scientific research: — to analyze the existing software systems of spectral analysis; — to analyze the methods of spectral analysis that can be used in hydroacoustic signal processing; — choose a list of optimal methods of spectral analysis, based on various indicators of their effectiveness in the context of hydroacoustic signal. — to allocate the means of implementation of the software system; — to develop a software operation algorithm; — develop an application based on the Python programming language and implement the user interface. Object of study. The object of research is the methods of spectral analysis of the hydroacoustic signal. Subject of study. The subject of the research is a software system for obtaining, visualizing and analyzing the signal spectrum. Research methods. Classical methods of spectral analysis, minimum variance method, Prony method, autoregressive methods. The practical significance of the obtained results. The developed system can be used by specialists in the field of hydroacoustics to analyze the spectral signatures of ships and other marine objects. Personal contribution of the master's student. A system aggregating various methods of spectral analysis was developed, and a neural network was implemented for the recognition of hydroacoustic signals. Approbation of the results of the dissertation. The main provisions of the work were reported and discussed at the XV International Scientific and Practical Conference "Information Technologies and Automation - 2022", Odesa, October 20-21, 2022. Publications. Based on the results of the work performed, 1 abstract of the report at the conference was published: Kotlov D.E., Svynchuk O.V. Application of spectral analysis methods in hydroacoustics. XV International scientific and practical conference "Information technologies and automation - 2022" October 20-21. 2022, Odesa, Odessa. national technology Univ. Computer Institute. of systems and technologies "Industry 4.0" named after P. N. Platonova, Ukraine. 246 p.uk
dc.description.abstractukМагістерська дисертація за темою “Методи спектрального аналізу гідроакустичних сигналів для їх розпізнавання” виконана студентом кафедри цифрових технологій в енергетиці НН ІАТЕ Котловим Данилом Євгеновичем зі спеціальності 121 “Інженерія програмного забезпечення” за освітньо-професійною програмою “Інженерія програмного інтелектуальних кібер-фізичних систем і веб-технологій” і складається зі: вступу; 6 розділів (“Постановка задачі побудови системи розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу”, “Опис предметної області”, “Засоби розробки системи розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу”, “Опис програмної реалізації системи розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу”, “Робота користувача з системою розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу” і “Стартап проект системи розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу”), висновків до кожного з цих розділів; загальних висновків; списку використаних джерел, який налічує 21 джерело; 45 ілюстрацій; 20 таблиць та 3 додатків. Загальний обсяг роботи 106 сторінок. Актуальність теми. На сьогоднішній день велика кількість технологій використовує аналіз спектрів сигналів в тому чи іншому вигляді, наприклад, для визначення хімічного складу речовини, контролю якості на виробництві, аналізу характеристик космічних об’єктів, фільтрації сигналу з шумом тощо. Одним з поширених застосувань спектрального аналізу є розпізнавання та визначення характеристик у гідроакустичному сигналі. Сучасні технології дозволяють отримувати гідроакустичні сигнали з величезних відстаней з високою частотою дискретизації. Аналіз таких сигналів потребує швидкого та точного перетворення у спектр. Для цього необхідно оцінювати швидкодію кожного окремого метода з урахуванням їх переваг та недоліків. Гідроакустичний сигнал може отримуватися з великої кількості датчиків тому важливо мати можливість аналізувати кожен окремий канал та отримувати відповідний спектр. Мета роботи. Метою даної роботи є розробка програмної системи, що реалізує різні методи спектрального аналізу для дослідження гідроакустичних сигналів у багатошаровому морському середовищі з різними оцінками ефективності обраних методів. Завдання наукового дослідження: — проаналізувати існуючі програмні системи спектрального аналізу; — проаналізувати методи спектрального аналізу, що можуть бути використані при обробці гідроакустичного сигналу; — обрати перелік оптимальних методів спектрального аналізу засновуючись на різноманітних показниках їх ефективності у контексті гідроакустичного сигналу. — обрати засоби реалізації програмної системи; — розробити алгоритм роботи програмного забезпечення; — розробити застосунок на базі мови програмування Python та реалізувати інтерфейс користувача. Об'єкт дослідження. Об’єктом дослідження є методи спектрального аналізу гідроакустичного сигналу. Предмет дослідження. Предметом дослідження є програмна система для отримання, візуалізації та аналізу спектра сигналу. Методи дослідження. Класичні методи спектрального аналізу, метод мінімуму дисперсії, метод Проні, авторегресивні методи. Практичне значення одержаних результатів. Розроблену систему можуть використовувати спеціалісти в області гідроакустики для аналізу спектральних сигнатур кораблів та інших морських об’єктів. Особистий внесок магістранта. Розроблена система, що агрегує різні методи спектрального аналізу, та реалізовано нейронну мережу для розпізнавання гідроакустичних сигналів. Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідались і обговорювались на XV Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні технології і автоматизація – 2022», м. Одеса 20-21 жовтня 2022 р. Публікації. Результати досліджень магістерської дисертації представлено в 1 публікації. Котлов Д.Є., Свинчук О.В. Застосування методів спектральних аналізу в гідроакустиці. XV Міжнародна науково-практична конференція «Інформаційні технології і автоматизація – 2022» 20–21 жовт. 2022 р., м. Одеса, Одес. нац. технол. ун-т. Ін-т комп'ютер. систем і технологій "Індустрія 4.0" ім. П. Н. Платонова, Україна. 246 с.uk
dc.format.page107 с.uk
dc.identifier.citationКотлов, Д. Є. Методи спектрального аналізу гідроакустичних сигналів для їх розпізнавання : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Котлов Данило Євгенович. – Київ, 2022. – 107 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/51868
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectспектральний аналізuk
dc.subjectгідроакустичний сигналuk
dc.subjectперіодограмні методиuk
dc.subjectметод мінімуму дисперсіїuk
dc.subjectметод Проніuk
dc.subjectавторегресивні методиuk
dc.subjectspectral analysisuk
dc.subjecthydroacoustic signaluk
dc.subjectperiodogram methodsuk
dc.subjectminimum dispersion methoduk
dc.subjectProny methoduk
dc.subjectautoregressive methodsuk
dc.subject.udc004.9uk
dc.titleМетоди спектрального аналізу гідроакустичних сигналів для їх розпізнаванняuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Kotlov_magistr.pdf
Розмір:
5.05 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ІПЗЕ)
Магістерські роботи