informИнформатикаInformatics1816-03012617-6963UIIP NASBinform-858Research ArticleОБРАБОТКА СИГНАЛОВ, ИЗОБРАЖЕНИЙ, РЕЧИ, ТЕКСТА И РАСПОЗНАВАНИЕ ОБРАЗОВSIGNAL, IMAGE, SPEECH, TEXT PROCESSING AND PATTERN RECOGNITIONРАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ СЛОЖНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ВХОД-ВЫХОДНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ И ПРОСТРАНСТВА СОСТОЯНИЙКротА. М.Объединенный институт проблем информатики НАН БеларусиBelarus20041403201904(04)95108Copyright © Крот А.М., 20192019Крот А.М.Крот А.М.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inf.grid.by/jour/article/view/858

Рассмотрены основные направления научно-практической деятельности лаборатории моделирования самоорганизующихся систем ОИПИ НАН Беларуси. С точки зрения внутреннего и внешнего описания систем  исследуются сложные нелинейные динамические системы и хаотические процессы на основе методов пространства состояний и вход-выходных представлений. В рамках метода пространства состояний рассмотрены аэрогидродинамические модели самоорганизации упорядоченных пространственных структур в течениях Релея – Бенара, Куэтта – Тейлора и предложен метод их анализа на основе матричной декомпозиции в пространстве состояний. В русле метода вход-выходных представлений предложен новый метод распознавания сигналов речевых фонем на основе оценивания ядер Винера. Исследованы также модели самоорганизации упорядоченных пространственных и временных физических структур, полученные на основе вычислительного эксперимента по численному моделированию аэродинамичеcких потоков внутри машиностроительных конструкций.

ReferencesНиколис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах: От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. – М.: Мир, 1979. – 512 с.Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах: От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. – М.: Мир, 1979. – 512 с.Хакен Г. Синергетика / Пер. с англ. – М.: Мир, 1980. – 404 с.Хакен Г. Синергетика / Пер. с англ. – М.: Мир, 1980. – 404 с.Берже П., Помо И., Видаль К. Порядок в хаосе. О детерминистическом подходе к турбулентности. – М.: Мир, 1991. – 368 c.Берже П., Помо И., Видаль К. Порядок в хаосе. О детерминистическом подходе к турбулентности. – М.: Мир, 1991. – 368 c.Шустер Г. Детерминированный хаос. Введение. – М.: Мир, 1991.Шустер Г. Детерминированный хаос. Введение. – М.: Мир, 1991.Кузнецов С.П. Динамический хаос. – М.: Физматлит, 2001.Кузнецов С.П. Динамический хаос. – М.: Физматлит, 2001.Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем. – М.: Мир, 1974. – 400 с.Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем. – М.: Мир, 1974. – 400 с.Музыкин С.Н., Родионова Ю.М. Моделирование динамических систем. – Ярославль: Верхневолжское изд-во, 1984.Музыкин С.Н., Родионова Ю.М. Моделирование динамических систем. – Ярославль: Верхневолжское изд-во, 1984.Крот А.М. Дискретные модели динамических систем на основе полиномиальной алгебры. – Мн.: Навука i тэхнiка, 1990. – 312 с.Крот А.М. Дискретные модели динамических систем на основе полиномиальной алгебры. – Мн.: Навука i тэхнiка, 1990. – 312 с.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. – М.: Наука, 1986. – 736 c.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. – М.: Наука, 1986. – 736 c.Lorenz E.N. Deterministic nonperiodic flow // Journal of Atmospheric Sciences. – 1963. –V. 20. – P. 130-141.Lorenz E.N. Deterministic nonperiodic flow // Journal of Atmospheric Sciences. – 1963. –V. 20. – P. 130-141.Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. – М.: Наука, 1974.Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. – М.: Наука, 1974.Krot A.M. Matrix decompositions of vector functions and shift operators on the trajectories of a nonlinear dynamical system // Nonlinear Phenomena in Complex Systems. – 2001. – V. 4. – № 2. – P. 106-115.Krot A.M. Matrix decompositions of vector functions and shift operators on the trajectories of a nonlinear dynamical system // Nonlinear Phenomena in Complex Systems. – 2001. – V. 4. – № 2. – P. 106-115.Krot A.M. Chaotic dynamic methods based on decomposition of vector functions in vector-matrix series into state-space // Proc. 10th Mediterranean Electrotechnical Conference (Melecon 2000). – Lemesos, Cyprus, 2000. – V. 2. – P. 643-646.Krot A.M. Chaotic dynamic methods based on decomposition of vector functions in vector-matrix series into state-space // Proc. 10th Mediterranean Electrotechnical Conference (Melecon 2000). – Lemesos, Cyprus, 2000. – V. 2. – P. 643-646.Krot A.M. Application of expansion into matrix to analysis of attractors of complex nonlinear dynamical systems // Proc. 14th International Conference on Digital Signal Processing (DSP-2002). – Santorini, Greece, 2002. – P. 959-962.Krot A.M. Application of expansion into matrix to analysis of attractors of complex nonlinear dynamical systems // Proc. 14th International Conference on Digital Signal Processing (DSP-2002). – Santorini, Greece, 2002. – P. 959-962.Krot A.M., Tkachova P.P. Investigation of geometric shapes of hydrodynamic structures for identification of dynamical states of convective liquid // Lecture Notes in Computer Sciences (Computational Science and Its Applications – ICCSA 2003). – Montreal, Canada: Springer, 2003. – V. 2667. – Part 1. – P. 398-406.Krot A.M., Tkachova P.P. Investigation of geometric shapes of hydrodynamic structures for identification of dynamical states of convective liquid // Lecture Notes in Computer Sciences (Computational Science and Its Applications – ICCSA 2003). – Montreal, Canada: Springer, 2003. – V. 2667. – Part 1. – P. 398-406.Крот А.М. Анализ аттракторов сложных нелинейных динамических систем на основе матричных рядов в пространстве состояний // Информатика. – 2004. – № 1. – С. 7-16.Крот А.М. Анализ аттракторов сложных нелинейных динамических систем на основе матричных рядов в пространстве состояний // Информатика. – 2004. – № 1. – С. 7-16.Grassberger P., Procaccia I. Characterization of strange attractors // Phys. Rev. Lett. – 1983. – V. 50. – P. 346-349.Grassberger P., Procaccia I. Characterization of strange attractors // Phys. Rev. Lett. – 1983. – V. 50. – P. 346-349.Dailjudenko V.F., Krot A.M. Calculation of the minimal embedding dimension of a chaotic attractor on the basis of local topological analysis of phase trajectories // Computation Mathematics and Mathematical Physics. – 1997. – V. 37. – P. 311-319.Dailjudenko V.F., Krot A.M. Calculation of the minimal embedding dimension of a chaotic attractor on the basis of local topological analysis of phase trajectories // Computation Mathematics and Mathematical Physics. – 1997. – V. 37. – P. 311-319.Takens F. Detecting strange attractors in turbulence // Dynamical Systems and Turbulence. Lecture Notes in Math. – Berlin: Springer, 1981. – V. 898. – P. 366-381.Takens F. Detecting strange attractors in turbulence // Dynamical Systems and Turbulence. Lecture Notes in Math. – Berlin: Springer, 1981. – V. 898. – P. 366-381.Krot A.M., Minervina H.B. Minimal attractor embedding estimation based on matrix decomposition for analysis of dynamical systems // Nonlinear Phenomena in Complex Systems. – 2002. – V. 5. – № 2. – P. 161-172.Krot A.M., Minervina H.B. Minimal attractor embedding estimation based on matrix decomposition for analysis of dynamical systems // Nonlinear Phenomena in Complex Systems. – 2002. – V. 5. – № 2. – P. 161-172.Krot A.M., Minervina H.B. Minimal attractor embedding dimension for discrete dynamic system using state-space method: theoretical ground // Proc. 6th IEEE Intern. Conf. on Electronics, Circuits and Systems (ICECS'99). – Pafos, Cyprus, 1999. – V. 2. – P. 941-944.Krot A.M., Minervina H.B. Minimal attractor embedding dimension for discrete dynamic system using state-space method: theoretical ground // Proc. 6th IEEE Intern. Conf. on Electronics, Circuits and Systems (ICECS'99). – Pafos, Cyprus, 1999. – V. 2. – P. 941-944.Krot A.M., Minervina H.B. Using linear and nonlinear decompositions in state-space for calculating minimal dimension embedding of chaotic attractor // Proc. X European Signal Processing Conf. (EUSIPCO 2000). – Tampere, Finland, 2000. – V. 3. – P. 1613-1616.Krot A.M., Minervina H.B. Using linear and nonlinear decompositions in state-space for calculating minimal dimension embedding of chaotic attractor // Proc. X European Signal Processing Conf. (EUSIPCO 2000). – Tampere, Finland, 2000. – V. 3. – P. 1613-1616.Dailjudenko V.F., Krot A.M., Minervina E.B. Active biomedical media exploration by means of spectral analysis approaches and chaotic signal attractor trajectories investigation // Proc. Intern. Workshop on Models and Analysis of Vocal Emissions for Biomedical Applications (MAVEBA’99). – Firenze, Italy, 1999. – P. 157-162.Dailjudenko V.F., Krot A.M., Minervina E.B. Active biomedical media exploration by means of spectral analysis approaches and chaotic signal attractor trajectories investigation // Proc. Intern. Workshop on Models and Analysis of Vocal Emissions for Biomedical Applications (MAVEBA’99). – Firenze, Italy, 1999. – P. 157-162.Винер Н. Нелинейные задачи в теории случайных процессов. – М.: Изд-во иностр. лит., 1961.Винер Н. Нелинейные задачи в теории случайных процессов. – М.: Изд-во иностр. лит., 1961.French A.S., Butz E.G. Measuring the Wiener kernels of nonlinear system using the fast Fourier algorithm // Int. J.Control. – 1973. – № 17. – P. 529-539.French A.S., Butz E.G. Measuring the Wiener kernels of nonlinear system using the fast Fourier algorithm // Int. J.Control. – 1973. – № 17. – P. 529-539.Krot A.M., Tkachova P.P. New approach to chaotic signal recognition using nonlinear signal decomposition // Proc. Conference on Artificial Neural Networks in Engineering (ANNIE '99). St.Louis, Missouri, USA, 1999. – New York: ASME Press,1999. – V. 9. – P. 659-666.Krot A.M., Tkachova P.P. New approach to chaotic signal recognition using nonlinear signal decomposition // Proc. Conference on Artificial Neural Networks in Engineering (ANNIE '99). St.Louis, Missouri, USA, 1999. – New York: ASME Press,1999. – V. 9. – P. 659-666.Krot A.M., Tkachova P.P. Speech recognition based on nonlinear signal decomposition // Proc. SPIE 14th Annual Intern. Symposium on Aerospace/Defense Sensing, Simulation, and Controls (AeroSense). – Orlando, Florida, USA, 2000. – V. 4052. – P. 482-489.Krot A.M., Tkachova P.P. Speech recognition based on nonlinear signal decomposition // Proc. SPIE 14th Annual Intern. Symposium on Aerospace/Defense Sensing, Simulation, and Controls (AeroSense). – Orlando, Florida, USA, 2000. – V. 4052. – P. 482-489.Krot A.M., Tkachova P.P., Goncharov B.A. New approach to speech signal recognition using nonlinear signal decomposition by measuring Wiener kernels // Smart Engineering System Desing. – 2002. – V. 4. – P. 265-276.Krot A.M., Tkachova P.P., Goncharov B.A. New approach to speech signal recognition using nonlinear signal decomposition by measuring Wiener kernels // Smart Engineering System Desing. – 2002. – V. 4. – P. 265-276.Rabiner L.R., Juang B.H. Fundamentals of Speech Recognition. – Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall Inc., 1993.Rabiner L.R., Juang B.H. Fundamentals of Speech Recognition. – Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall Inc., 1993.Bourland H.A., Morgan N. Connectionist Speech Recognition: A Hybrid Approach. – Boston, M.A.: Kluwer Academic Publishers, 1994.Bourland H.A., Morgan N. Connectionist Speech Recognition: A Hybrid Approach. – Boston, M.A.: Kluwer Academic Publishers, 1994.Krot A.M., Minervina E.B. Identification and modeling of complex system based on series from the orthogonal Wiener-Volterra functionals // Advances in Synergetics. – 1995. – V. 6. – P. 184-190.Krot A.M., Minervina E.B. Identification and modeling of complex system based on series from the orthogonal Wiener-Volterra functionals // Advances in Synergetics. – 1995. – V. 6. – P. 184-190.Krot A.M., Shcherbakov M.A. Identification of discrete input nonlinear systems for digital chaotic signal processing // Recent Advances in Informational Science and Technology. – Singapore, New Jersey, London etc.: World Scienfific, 1998. – P. 251-253.Krot A.M., Shcherbakov M.A. Identification of discrete input nonlinear systems for digital chaotic signal processing // Recent Advances in Informational Science and Technology. – Singapore, New Jersey, London etc.: World Scienfific, 1998. – P. 251-253.Нуссбаумер Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления сверток. – М.: Радио и связь, 1985.Нуссбаумер Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления сверток. – М.: Радио и связь, 1985.Крот А.М., Минервина Е.Б. Быстрые алгоритмы и программы цифровой спектральной обработки сигналов и изображений. – Мн.: Навука i тэхнiка, 1995. – 407 с.Крот А.М., Минервина Е.Б. Быстрые алгоритмы и программы цифровой спектральной обработки сигналов и изображений. – Мн.: Навука i тэхнiка, 1995. – 407 с.Krot А.М., Tkachova P.P., Minervina H.B. On algorithm for phoneme speech recognition using nonlinear signal decomposition // Proc. 8th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS 2001). – Malta, 2001. – V. 3. – P. 1251-1254.Krot А.М., Tkachova P.P., Minervina H.B. On algorithm for phoneme speech recognition using nonlinear signal decomposition // Proc. 8th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS 2001). – Malta, 2001. – V. 3. – P. 1251-1254.Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Наука, 1973. – 840 с.Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Наука, 1973. – 840 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.