Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 1. С. 61-71
Оценка влияния параллельной обработки изображений на оперативность функционирования БКУ КА дистанционного зондирования Земли
А.И. Захаров
1 , В.А. Лохвицкий
1 , Д.Ю. Старобинец
1 , А.Д. Хомоненко
2, 1 1 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия
2 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 20.12.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-1-61-71
Предлагается подход к оценке влияния распараллеливания при сжатии изображений на основе стандартов JPEG и JPEG2000 на оперативность функционирования бортового комплекса управления космическими аппаратами дистанционного зондирования Земли. Рассматривается модель сети массового обслуживания для оценивания оперативности функционирования бортового комплекса, позволяющая вычислить время, затрачиваемое на обработку и передачу информации с учётом сжатия изображений при параллельной их обработке на многоядерном микропроцессоре. Узлы модели сети представляют собой многоканальные системы массового обслуживания с распределениями времени обслуживания общего вида пуассоновских входящих потоков заявок. Немарковские распределения длительностей обслуживания заявок аппроксимируются методом фазовой аппроксимации с помощью гиперэкспоненциального распределения второго порядка. Рассматривается схема модели сети массового обслуживания и её параметры. Приводятся численные примеры оценки оперативности функционирования бортового комплекса управления при распараллеливании на различное число ядер. Оцениваются начальные моменты распределения времени пребывания заявки в узлах и в сети в целом.
Ключевые слова: сжатие изображений, дискретное косинусное преобразование, алгоритм JPEG, алгоритм JPEG2000, дистанционное зондирование Земли, системы и сети массового обслуживания, численные методы расчёта
Полный текстСписок литературы:
- Алтухов А. И., Дудин Е. А., Титков Б. В. Технология компрессии изображений больших размеров // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского гос. политех. ун-та. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2009. № 72. С. 46–51.
- Бондур В. Г., Резнев А. А. О применении суперкомпьютеров для обработки потоков аэрокосмических изображений // Материалы 2-й Всерос. научно-технической конф. «Суперкомпьютерные технологии». Дивноморское, Геленджик. 2012. С. 338–345.
- Гобчанский О. Проблемы создания бортовых вычислительных комплексов малых космических аппаратов // Современные технологии автоматизации. 2001. № 4. С. 28–34.
- Захаров А. И., Хомоненко А. Д., Абашева И. В., Леонтьева Н. К. Анализ влияния распараллеливания на оперативность сжатия изображений при космическом мониторинге объектов // 4-я Международная научно-практич. конф. «Интеллектуальные системы на транспорте»: сб. тез. конф. СПб.: ПГУПС, 2014. С. 27–28.
- Куренков В. И., Гоголев М. Ю. Методы исследования эффективности ракетно-космической техники. Самара: Изд-во СГАУ им. С. П. Королёва, 2012. 285 с.
- Мануйлов Ю. С., Калинин В. Н., Гончаревский В. С., Делий И. И., Новиков Е. А. Управление космическими аппаратами и средствами наземного комплекса управления: учебник / под общ. ред. Ю. С. Мануйлова. СПб.: ВКА им. А. Ф. Можайского, 2010. 609 с.
- Микрин Е. А., Суханов Н. А., Платонов В. Н., Орловский И. В., Котов О. С., Самсонов С. Г., Беркут В. Г. Принципы построения бортовых комплексов управления автоматических космических аппаратов // Проблемы управления. 2004. № 3. C. 62–66.
- Петров Е. П., Харина Н. Л., Сухих П. Н. Метод сжатия многоразрядных спутниковых снимков без потерь // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 2. С. 203–210.
- Рыжиков Ю. И. Алгоритмический подход к задачам массового обслуживания: монография. СПб.: ВКА им. А. Ф. Можайского, 2013. 496 с.
- Рыжиков Ю. И., Лохвицкий В. А. Время решения задачи в сети с отрицательными заявками // 5-я Российская конф. «Информационные технологии в управлении» (ИТУ-2012): сб. тр. конф. Санкт-Петербург, 2012. С. 360–365.
- Рыжиков Ю. И., Хомоненко А. Д. Расчет разомкнутых немарковских сетей с преобразованием потоков // Автоматика и вычислительная техника. 1989. № 3. С. 15–24.
- Смагин В. А., Бубнов В. П., Филимонихин Г. В. Расчет вероятностно-временных характеристик пребывания задач в сетевой модели массового обслуживания // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 1989. Т. 32. № 2. C. 23–25.
- Старобинец Д. Ю., Хомоненко А. Д., Гаврилова Н. А. Автоматический выбор параметров сжатия изображений с потерями на основе инвариантных моментов при дистанционном зондировании Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 79–89.
- Талалаев А. А., Фраленко В. П., Хачумов В. М. Обзор стандартов и концепция построения средств мониторинга, контроля и диагностики космического аппарата // Программные системы: теория и приложения. 2015. № 3(26). С. 21–43.
- Хомоненко А. Д., Старобинец Д. Ю., Лохвицкий В. А. Модель оценки оперативности функционирования бортового комплекса управления космическими аппаратами дистанционного зондирования Земли // Труды СПИИРАН. 2016. № 3(46). С. 49–64.
- Taubman D., Marcellin M. JPEG2000: standard for interactive imaging // Proc. IEEE. 2002. V. 90. Iss. 8. P. 1336–1357.