Journal Issue: Научная визуализация
Загружается...
Volume
2025-17
Number
5
Issue Date
Journal Title
Научная визуализация
Journal ISSN
2079-3537
Том журнала
Том журнала
Научная визуализация
Научная визуализация (2025-17)
Статьи
Публикация
Открытый доступ
Средства анализа и визуализации речевых сигналов при подготовке студентов инженерных специальностей
(НИЯУ МИФИ, 2025) Ю.Г. Горшков
В работе рассмотрен зарубежный опыт обучения студентов инженерных специальностей анализу речевых сигналов инструментальными методами. Приводятся примеры получения спектрограмм, а также возможности программных средств анализа речи используемые на инженерных курсах бакалавриата и магистратуры Калифорнийского университета (Лос-Анджелес, США). Показаны недостатки анализа и визуализации речи на основе Фурье-преобразования. Предложены новые решения обработки и визуализации речевых сигналов на основе многоуровневого вейвлет-анализа. Рассмотрены основные характеристики разработанных программ WaveView и WaveView-MWA, обеспечивающих повышенное частотно-временное разрешение гласных звуков. Впервые представлены результаты высокоточного анализа и визуализации согласных звуков - нестационарных сигналов, недоступных спектральному анализу с использованием преобразования Фурье. Выполнен сравнительный анализ частотно-временного разрешения спектрограмм и вейвлет-сонограмм при визуализации английский речи. Разработанная технология высокоточного анализа и визуализации речевых сигналов используется при подготовке специалистов кафедры «Информационная безопасность» факультета «Информатика и Управление» МГТУ имени Н.Э. Баумана в ходе выполнения лабораторных работ по курсу «Криминалистическое исследование фонограмм».
Публикация
Открытый доступ
Принципы организации непрерывности в дискретном геометризированном пространстве
(НИЯУ МИФИ, 2025) Толок, А. В.; Толок, Н. Б.
В работе рассматривается принцип аналитического перехода к локальной функции в точках на области функции неявного вида, задающей геометрический объект. При этом обеспечивается переход к частным производным для получения общего вида неявной локальной функции, описывающей локальную геометрию для любой отдельной точки области объекта. По аналогии с R-функциональным моделированием приводится математический аппарат операций объединения/пересечения локальных геометрических характеристик локальной функции в отдельно взятой точке для построения дискретной области сложного геометрического объекта. Приводится пример пересечения двух функций на задаваемой области аргументов с получением дискретно геометризованной трёхмерной области для описания цилиндра. Предложенная работа является продолжением развития метода функционально-воксельного моделирования и предлагает аналитическую структуру дискретно-непрерывного описания сложных геометрических объектов взамен на средства линейной аппроксимации, применяемой на данный момент в указанном методе.
Публикация
Открытый доступ
Adapting Virtual Vegetation Samples to Multiobject Visualization of a New Type
(НИЯУ МИФИ, 2025) Timokhin, P. Yu.; Mikhaylyuk, M. V.
The paper focuses on the visualization of vegetation arrays within virtual environment systems through a novel type of virtual object known as multiplicable point cloud (MPC). It addresses the challenge of adapting virtual vegetation samples, derived from 3D scans of real natural objects, to the MPC-format. The research highlights key discrepancies between these samples and the MPC-format, and presents a method to resolve these issues using the open-source CloudCompare software. Additionally, the paper proposes an output file format for the adapted virtual samples, utilizing a straightforward and easily interpretable PLY-syntax (Polygon File Format). Under the approbation of the proposed solutions, the adaptation and multiobject visualization of various virtual samples of tree- and grass-like plants were conducted. The results of the approbation affirm the expediency of the proposed method and approach, as well as their potential to effectively enhance the realism of virtual environments.
Публикация
Открытый доступ
Автоматизированный поиск в видеопотоке для исследований и контент-анализа видеофрагментов
(НИЯУ МИФИ, 2025) Бондарева, Н. A.; Бондарев, А. Е.; Андреев, С. В.; Рыжова, И. Г.
В данной работе рассматривается задача целенаправленного поиска в видеопотоке определенных объектов по запросу и фиксирование временных меток их появления. Поскольку представленные на современном рынке решения не соответствовали поставленным задачам, то было принято решение реализовать такой инструмент самостоятельно в рамках текущего проекта исследований, проводимых в ИПМ им. М.В. Келдыша РАН.
Публикация
Открытый доступ
Analysis of Data Independence Using Nearest Neighbor Graphs
(НИЯУ МИФИ, 2025) Кислицын, А. А.
The article describes a new method for testing the independence of random data sets. This method uses representation of connections between data points in the form of nearest neighbor graphs and compares parameters of the resulting specific graph — such as the number of connected components and vertex degree distribution — to numerically derived critical statistics for random nearest neighbor graphs obtained by the author. The proposed method can be applied to various practical situations. It can be used to test the independence of random vectors in low-dimensional metric spaces. Such problems arise when analyzing data from physical measurements. Additionally, this approach is applicable for analyzing random points in high-dimensional spaces where direct numerical evaluations require exhaustive enumeration and are therefore impractical or impossible to obtain exactly. This problem relates to object classification characterized by many parameters. Moreover, proximity function between points may not necessarily be symmetric, which allows application of graph methods even in such cases. Alongside the task of sample testing, one could also consider comparing pseudo-random number generators by benchmarking structural graph statistics based on them. Considered probabilities of graph structure realization provide an independent set of criteria. For example, the number of fragments in some random graph might be typical for independent random variables while vertex degree distributions could differ significantly. This extends the applicability domain of statistical analysis. The paper presents a collection of model examples illustrating how the methodology works with respect to several types of practical scenarios mentioned above. A comparison of this method with other statistical approaches is provided. We emphasize that using graphs as visualization tools enables immediate identification of dependent elements within samples if there exist cluster centers represented by vertices with anomalously large degrees.