Введение
Глава 1. Аналитический обзор алгоритмов обработки потоков данных космического назначения на основе искусственных нейронных сетей 10
1.1. Актуальные задачи обработки потоков информации в НС КИС нового поколения 10
1.2. Основные свойства и классификация нейронных сетей 12
1.2.1. Преимущества аппарата ИНС 12
1.2.2. Классификация ИНС 13
1.2.3. Нейросетевые пакеты 16
1.2.4. Подходы к распараллеливанию ИНС 20
1.3. Анализ возможностей практического применения ИНС для решения задач космического назначения 21
1.3.1. Сжатие телеметрии и целевой информации 21
1.3.2. Шифрование телеметрии и командной информации, защита от сетевых атак 26
1.3.3. Обработка и анализ космических снимков 30
1.4. Основные выводы 32
Глава 2. Сжатие изображений и шифрование цифровых сигналов 34
2.1. Сжатие изображений с потерями на основе рециркуляционной сети и ИНС Кохонена 34
2.1.1. Основные определения и параметры алгоритмов сжатия 34
2.1.2. ИНС прямого распространения, архитектура «кодер/декодер» 37
2.1.3. ИНС Кохонена и векторное квантование 41
2.1.4. Выводы к разделу 47
2.1. Шифрование с применением архитектуры «кодер/декодер» 48
2.2.1. Алгоритм нейросетевого шифрования 48
2.2.2. Представление данных 49
2.2.3. Кодирование букв и обучение нейронной сети 51
2.2.4. Примеры кодирования и декодирования 52
2.2.5. Оценка скорости алгоритма шифрования на МВС 53
2.2.6. Выводы к разделу 54
Глава 3. Фильтрация изображений и сетевых пакетов. Выделение регионов на космических снимках 55
3.1. Фильтрация изображений на основе асинхронной сети Хопфилда с моделью Крика-Митчисона 55
3.1.1. Обучение сети. Правило Хебба 56
3.1.2. Синхронный режим работы сети 57
3.1.3. Асинхронный режим работы сети 58
3.1.4. Модель Крика-Митчисона. Разобучение 59
3.1.5. Формальное описание алгоритма 60
3.1.6. Экспериментальное исследование сети Хопфилда на космических снимках 61
3.1.7. Выводы к разделу 63
3.2. Разработка и исследование алгоритма фильтрации и классификации изображений на основе двухслойной сети прямого распространения 63
3.2.1. Экспериментальное исследование алгоритма фильтрации космических снимков 64
3.2.2. Экспериментальное исследование универсального алгоритма фильтрации и классификации космических снимков 66
3.2.3. Выводы к разделу 68
3.2. Фильтрация сетевых пакетов 68
3.3.1. Анализ методов сжатия пространства признаков 69
3.3.2. Алгоритм решения задачи фильтрации сетевых атак 71
3.3.3. Проведение экспериментов по защите КВУ от сетевых атак 76
3.3.4. Архитектура программного модуля нейросетевого мониторинга сетевых атак 83
3.3.5. Выводы к разделу 86
3.4. Выделение регионов на снимках ДЗЗ алгоритмом спектрографической «закраски» 86
3.4.1. Разработка спектрографического алгоритма 87
3.4.2. Экспериментальное исследование спектрографического алгоритма на МВС 88
3.4.3. Выводы к разделу 91
Глава 4. Построение программных модулей обработки потоков данных в составе параллельной системы «ППС ИНС» 92
4.1. Особенности распределенной обработки 92
4.2. Характеристика системы «ППС ИНС» 93
4.3. Общая архитектура системы 94
4.4. Xml-описание модулей системы 96
4.5. Xml-описание схем (заданий) системы 97
4.6. Разработка модулей ПС 98
4.7. Описание схем программных реализаций алгоритмов 100
4.7.1. «Закраска» регионов ДЗЗ 100
4.7.2. Сжатие снимков ИНС Кохонена 101
4.7.3. Фильтрация изображений c учителем 102
4.8. Основные выводы 104
Заключение 105
Литература 106
Опубликованные работы 114
