Разработки СО РАН - каталог программ

Назначение -  автоматизация неконтролируемой классификации дискретных данных, анализ данных дистанционного зондирования, представленных спектральными признаками.

Область применения -  Программа может быть использована для исследования аэрокосмических, медицинских изображений, в задачах распознавания, а также для предварительного сжатия информации.

Используемый алгоритм - использован разработанный автором гистограммный иерархический алгоритм. Целью иерархического деления кластеров является достижение предельной детальности для заданной разделимости кластеров. Алгоритм находит различную предельную детальность в подкластерах векторного пространства признаков, которая зависит от свойств области данных. Подробно описан в [1,2]. Приложение алгоритма к пятиспектральному спутниковому снимку иллюстрировано на сайте  http://loi.sscc.ru/lab/RFFI10/RU/sidorova_separability.htm.

[1] V. S. Sidorova. Hierarchical Cluster Algorithm for Remote Sensing Data of Earth. // Pattern Recognition and Image Analysis, 2012, Vol. 22, No. 2, pp. 373–379. http://link.springer.com/static-content/0.5825/lookinside/259/art%253A10.1134%252FS1054661812020149/000.png

[2] Сидорова В.С. Новый гистограммный алгоритм с автоматическим выбором детальности кластеризации по заданной разделимости кластеров. Труды международного конгресса “ГЕО-СИБИРЬ - 2012”, Новосибирск, 2012, СС. 149-154

 Функциональные возможности - Гистограммный алгоритм не требует задания числа кластеров и никаких предположений о функциях распределения. Требуется ввести изображение и задать значение максимальной разделимости кластеров. Алгоритм найдет кластеры с  отделимостью, ниже заданной, и максимальные  детальности квантования соответствующих подобластей векторного пространства признаков. Фильтрация кластеров по разделимости, встроенная в процесс иерархической кластеризации, позволяет в результате получить их небольшое число. Алгоритм автоматизирует выбор сеток квантования, совершенствуя метод Наредры [3,4].  Может быть использовано до 8 спектральных каналов, файл входного изображения объемом до 8 мегабайт. Обработка изображения {5 спектр. каналов, 1000*1000 пикселей}, требует около 3 минут для заданной отделимости 0.1 (при максимально возможной 1.),  на ПК указанной ниже конфигурации (включая построение 5-мерной гистограммы входных данных). При построении многомерной гистограммы с числом спектральных каналов больше трех используется взаимодействие  хэширования и сортировки Шелла, предложенное в [4]. Алгоритм позволяет подробно исследовать структуру данных. Строится  карта кластеров (сегментация).

[3] Narendra P.M. and Goldberg M.  A non-parametric clustering scheme for LANDSAT  // Pattern Recognition. – 1977 – 9 – P. 207-215. 

[4] V. S. Sidorova, Separating of the Multivariate Histogram on the Unimodal Clusters, Proceedings of the Second IASTED International Conference “Automation Control and Information Technology”, Novosibirsk, 2005, P. 267–274.      

 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 - поиск оптимальных методов надежной многоадресной рассылки в беспроводных сетях.

Область применения - маршрутизация в беспроводных сетях.
Используемый алгоритм -  В программе реализован алгоритм, разработанный авторами и описанный в [1]. Программа решает задачу поиска оптимального метода многоадресной рассылки  сообщений в беспроводной сети. В качестве модели сети рассматривается ориентированный взвешенный граф.  Программа представляет возможность выбирать метод передачи как для всего маршрута, так и для каждого его шага. В классе древовидных маршрутов, таких что вероятность доставки пакета по каждой дуге маршрута не ниже заданного порогового значения, выбирается маршрут, стоимость которого минимальна. Как принято в сетях Wi-Fi Mesh, используемая стоимостная функция задается средним временем занятия беспроводной среды, необходимым для доставки пакета, с учетом используемой сигнально-кодовой конструкции, определяющей скорость передачи, и необходимого числа попыток передачи для доставки пакета на каждом шаге маршрута. В разработанном алгоритме это понятие расширено для учета методов надежной передачи многоадресных пакетов, описанных в IEEE 802.11aa.

[1] A. Lyakhov, A. Safonov, A. Yurgenson, O. Sokolova  Wireless Groupcast Routing with Palette of Transmission Methods // 5th International Workshop on Multiple Access Communications (MACOM-2012, Ireland, 19-20 November 2012), Springer, LNCS, p. 97-108

Функциональные возможности -

1. генерация случайной сети,
2. построение и оптимизация дерева рассылки минимальной стоимости в зависимости от выбранного метода передачи.

Инструментальные средства создания - Lazarus (OS Linux)

По сравнению с 1 версией программы (зарегистрирована в Каталоге ФАП СО РАН, номер PR11044), в данной версии:

• изменена формула расчета стоимости дерева для метода групповой рассылки GCR-B
• добавлен метод ATL (Air Time Link)
• улучшен метод рекластеризации
• добавлена возможность построения гибридного дерева, т.е. метод передачи в каждом узле выбирается с учетом минимизации стоимости.

Назначение - Программа предназначена для построения многогранников с элементами симметрии и кристаллических решеток кристаллов. Пользователь может максимально комфортно рассмотреть объекты и определить элементы симметрии, координационные числа, число формульных единиц, плотнейшие упаковки и другие характеристики. В программе есть возможность рассчитывать символы граней и ребер, определяемые традиционным методом в кристаллографии.

Область применения - Программа может быть использована в курсе общей физики, при изучении элементов кристаллографии, в других исследовательских работах. 

Используемый алгоритм:  Учитывая межатомное расстояние, программа осуществляет построение объектов,  затем сохраняет их координаты в памяти компьютера. 

Функциональные возможности - Программа позволяет построить 18 структурных типов различных кристаллов и 12 видов многогранников,  рассмотреть их элементы симметрии (оси и плоскости). Выбранный  3D-объект (модель многогранника или кристалла) появляется в центральном окне. Можно выполнить расчет символов граней и символов ребер. Вращение и перемещение объекта осуществляется с помощью мыши. В программу также включен краткий справочник по кристаллографии.

Инструментальные средства создания - Среда программирования Delphi 7.0