Разработки СО РАН - каталог программ

Назначение - автоматизация неконтролируемой классификации дискретных данных, анализ данных дистанционного зондирования, представленных текстурными признаками,  сегментация изображений по ним.

Область применения - Программа может быть использована для исследования и автоматизации сегментации по текстурным признакам черно-белых изображений в химии, биологии, медицине, аэрокосмических изображений в сельском хозяйстве, лесничестве при оценке площадей, занятых различными культурами, типами и фазами развития лесов, их картировании и инвентаризации.
Используемый алгоритм -разработанный автором дивизимный гистограммный иерархический алгоритм [1].  В результате работы алгоритма отыскиваются унимодальные кластеры с отделимостью ниже заданной и  предельно детальная сеть квантования векторного пространства текстурных признаков.  Алгоритм не требует задания числа кластеров и никакой информации о распределениях a priory, а находит их автоматическми .  Алгоритм учитывает особенности сбора статистических текстурных признаков по окну конечных размеров: он позволяет  автоматически выбрать этот размер и избавиться от ложных кластеров, возникающих на границах текстур. В [1] показано  применение  алгоритма к неконтролируемой классификации изображений лесных ландшафтов на аэроснимках и их сегментации по текстурным признакам.  На сайте можно посмотреть дополнительную информацию и иллюстрации - результат работы программы: http://loi.sscc.ru/lab/RFFI2013/RU/sidorova_separability_TEXTURA.htm 

[1] Sidorova V.S. Segmentation of image textures using well separated clusters //The 11th International Conference "Pattern recognition and image analysis: new information technologies" PRIA-11-2013, Samara, The Russian Federation, 2013,Vol.II, – P.731-734.

Функциональные возможности - Может быть использовано до десяти статистических текстурных признаков, файл входного изображения объемом до 5 мегабайт.

 Инструментальные средства создания - Алгоритм реализован в программной среде системы объектно-ориентированного программирования Visual C++ версии 5.0 фирмы Microsoft c библиотекой классов MFC, разработанной для ОС Windows. При разработке программы  использовался механизм многодокументного интерфейса MDI.

Назначение - программа предназначена для точного расчета надежности сети с использованием ресурсов кластера НКС-30Т ССКЦ КП СО РАН.
Область применения - анализ надёжности и живучести сетей различного назначения.

Необходимость в расчёте и оценке показателей надёжности сети возникает, прежде всего, при структурной оптимизации сетей - как на этапе проектирования, так и при расширении существующих структур. При этом задача точного расчёта надёжности сети  NP-трудна, поэтому без использования суперЭВМ точно вычислить надёжность можно, как правило, только для сетей с количеством элементов около сотни.

Данная программа позволяет осуществлять параллельный точный расчёт надёжности сетей с ненадёжными каналами связи (под надёжностью понимается вероятность связности всех узлов сети). Распараллеливание расчёта основано на известном методе факторизации (ветвления, Мура-Шеннона), использованный алгоритм опубликован в [1].

Входные данные программы – структура сети в виде графа, значения надёжности каналов связи (т.е. вероятности их присутствия).

Выходные данные программы – значение надёжности сети, время расчёта.

Программа работает с представлением графов при помощи полного файла предшественников (списки KAO,FO). Текстовый файл, содержащий информацию о графе, должен иметь имя «graph.txt» и располагаться в той же директории, что и файл программы. Информация в файле должна располагаться следующим образом: первая строка – количество вершин, вторая строка – количество рёбер, третья и четвёртая строка – списки представления графа (элементы списка разделяются запятыми).

[1] Мигов Д.А. Параллельный метод для расчета структурной надежности сети // Тезисы докладов XIV Всероссийской конференции молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям, Томск, ТНЦ СО РАН, 2013. Новосибирск, ИВТ СО РАН, 2013, с. 42.

Функциональные возможности - расчёт надёжности сетей с количеством элементов в несколько сотен.

Инструментальные средства создания - C++, MPI.

Назначение - программа предназначена для точного расчета надежности сети с  ограничением на диаметр.

Область применения - анализ надёжности и живучести сетей, в которых соединение между двумя узлами может быть установлено только при ограниченном количестве транзитных узлов.

При анализе надёжности сетей обычно используется такой показатель надёжности, как вероятность связности сети. Однако во многих случаях требуется обеспечить не просто существование пути между каждой парой выбранных узлов, а существование пути, проходящего через ограниченное число транзитных узлов (p2p-сети, ad hoc-сети). В таких случаях может быть использован другой показатель надёжности – вероятность связности сети с ограничением на диаметр [1], т.е. вероятность того, что любые два полюса сети соединены путём, состоящим из ограниченного количества каналов связи.

Как и задача расчёта надёжности сети, задача расчёта надёжности сети с ограничением на диаметр NP-трудна. Более того, наличие ограничения на диаметр делает расчёт надёжности существенно более трудоёмким, так как в случае отсутствия этого ограничения используются различные методы редукции, декомпозиции, направленное ветвление, и другие методы ускорения расчёта. В основном эти методы не адаптированы или в силу разных причин не могут быть применены для расчёта надёжности с ограничением на диаметр.

Для двухполюсной сети, с целью ускорения расчётов в программе осуществляется предварительная декомпозиция сети на двусвязные компоненты, для каждой из которых проводится декомпозиция по двухвершинным сечениям. Данный алгоритм опубликован в [2,3]. В случае если сеть многополюсная, расчёт осуществляется по методу, опубликованному в [1].

Входные данные программы – структура сети в виде графа, значения надёжности каналов связи (т.е. вероятности их присутствия), значение диаметра (целое число).

Выходные данные программы – значение надёжности сети.

Программа работает с двумя представлениями графов – полный файл предшественников (списки KAO,FO) и список рёбер. Вводить списки представления графов и редактировать их можно в соответствующих окнах программы, возможна загрузка (сохранение) графов из текстовых файлов (в текстовые файлы). Информация в файле должна располагаться следующим образом: первая строка – количество вершин, вторая строка – количество рёбер, третья и четвёртая строка – списки представления графа (элементы списка разделяются запятыми). Есть возможность генерации связных графов.

[1] Cancela H., Petingi L. Reliability of communication networks with delay constraints: computational complexity and comlete topologies // Int. J. of Mathematics and Mathematical Sciences. 2004. V. 29. P. 1551-1562.

[2] Мигов Д.А. Расчет надежности сети с ограничением на диаметр с применением точек сочленения // Автоматика и телемеханика. 2011. – № 7. – С. 69-74.

[3] Migov D.A., Rodionov A.S. Decomposing Graph with 2-node cuts for Diameter Constrained Network Reliability Calculation // Proc. of the 7th Int. Conference on Ubiquitous Information Management and Communication (ACM ICUIMC 2013), Kota Kinabalu, Malaysia, 2013. ACM New York, USA, 2013. Article No. 39, ISBN 978-1-4503-1958-4.

Функциональные возможности - расчёт надёжности сетей с количеством элементов около  сотни.
Инструментальные средства создания - Delphi.