Название: Компьютерные технологии в науке и образовании.Методические указания к практическим занятиям(Арефьев В.Н., А.Трофимова)

Жанр: Авиационные технологии и управление

Просмотров: 1338


4.2. содержание этапа обработки результатов ни

Выполнение этапа проведения теоретических или ЭИ обеспечивает регистрацию больших объемов информации, которая может быть представлена в виде:а) массивов числовых данных, как результатов дискретных измерений;б) комплексов одномерных или многомерных сигналов.Обработка числовых данных в зависимости от характера исследований может включать:1. Выявление грубых измерений. Здесь используются:а) правило трех сигм Xi>X  3  ( X - среднеарифметическое значение, - среднеквадратичное отклонение);б) величина малой вероятности результата;в) эмпирические критерии ошибок (Романовского В.И.).2.  Анализ  систематических  и  случайных  погрешностей. Систематические ошибки обусловлены определенными постоянными факторами и определяются по таблицам, графикам для каждого прибора.Учет случайных погрешностей проводится с использованием теорий вероятности и теории случайных ошибок.3. Графическую обработку результатов измерений, которая выполняется после исключения погрешностей числовых данных и позволяет наглядно выявлять функциональные зависимости исследуемых факторов.4. Вывод эмпирических зависимостей, т.е. зависимостей между взаимодействующими величинами в виде алгебраических или других типов выражении, соответствующих экспериментальным кривым.Здесь  используются  методы  средних  и  наименьших  квадратов, различные методы аппроксимации и интерполяции на основе полиномов, рядов, сплайн - функций и т.п., корреляционный и регрессионный анализы.Обработка сигналов выполняется с целью выделения из них интересующей исследователя информации. При этом для одномерных сигналов характерны следующие операции:

1. Визуализация результатов измерений, т.е. графическое представление сигналов с использованием различных систем координат и масштабированием.2.  Измерение параметров сигнала (периоды колебаний, амплитуды и т.п.).3. Обработка сигнала заключается в исключении содержащихся в нем случайных помех. Здесь используются методы сглаживания данных и фильтрации.Исследования свойств сигнала во многих случаях проводятся с использованием  методов  спектрального  анализа  (СА).  При  этом определяются частотные составляющие, скрытые периодичности и т.п. Классическим средством СА является программная реализация преобразований Фурье.В обработку сигналов входят также процедуры оценки передаточных функций (например, каналов связи или САУ).4. Классификация и идентификация сигналов. Эти процедуры дают информацию для различных систем контроля и диагностики.Обработка многомерных сигналов связана с анализом изображений (рентгеновских, ультразвуковых, оптических и т.п.) Многие задачи здесь близки анализу одномерных сигналов. Типичное матобеспечение этого процесса включает решение следующих функций:1. Ввод, сжатие и запись в виде файлов.2. Визуализация изображения с возможностью его контрастирования и использования цветовой гаммы.3.     Измерения     на             изображении             (вычисление размеров,        площадей,периметров и др. характеристик объектов).4. Фильтрация изображения выполняется для подавления в нем случайных составляющих.5. Статический анализ изображения по гистограммам яркости, что позволяет определить степень его искажения.6. Классификация изображения основывается на измерении характеристик объектов, что позволяет их идентифицировать и распознать.В заключении можно отметить, что на этапе обработки результатов НИ наибольшее применением находят ПС, обеспечивающие выполнение математических расчетов с использованием теории вероятности, теории ошибок, математической статистики и т.п., а также ПС векторного и растрового анализа изображений.