РОЗРОБКА ПРОГРАМНОЇ ПЛАТФОРМИ ДЛЯ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ, АНАЛІЗУ ТА ВЕРИФІКАЦІЇ ПАРАМЕТРІВ СПЕКТРОМЕТРИЧНИХ СИГНАЛІВ

Анотація

Мета роботи. Стаття присвячена розробці програмної платформи, яка дозволяє комплексно досліджувати та використовувати методи комп’ютерного аналізу оцифрованих спектрометричних сигналів. Функціонал розробленого програмного засобу включає в себе моделювання цифрових образів сигналів з повністю відомими, регульованими параметрами, комп’ютерну обробку даних за допомогою існуючих або нових розроблених методів аналізу, а також програмну верифікацію та візуалізацію результатів роботи таких методів. Крім цього програма підтримує можливість завантаження даних, що були отримані під час реальних експериментів, та їх подальший аналіз для побудови спектрів.Методологія. У статті наводиться детальний опис можливостей програмної платформи та її внутрішньої архітектури. Функціонал та графічний інтерфейс програми створені з використанням методів та технологій розробки програмного забезпечення на мові програмування C++ на основі фреймворку QT. Даний фреймворк є кросплатформним, що дозволяє компілювати та запускати розроблений додаток на різних операційних системах, таких як Windows та Linux. Для генерації цифрових образів спектрометричних сигналів застосовуються методи математичного та комп’ютерного моделювання. В процесі комп’ютерної обробки даних використовуються методи цифрової обробки сигналів, методи і алгоритми інтелектуального аналізу великих масивів даних. Наприкінці наводиться порівняльний аналіз результатів роботи декількох існуючих та нового методу комп’ютерного аналізу, що були отримані за допомогою створеного програмного засобу.Наукова новизна. Вперше розроблено платформу (програмний засіб), яка надає можливості комплексного дослідження точності та швидкодії як відомих, так і нових розроблених методів комп’ютерного аналізу параметрів спектрометричних сигналів. Введено чіткі критерії оцінювання точності роботи (поняття верифікованої точності) того чи іншого методу комп’ютерної обробки на змодельованих даних, які перевіряються за допомогою програмно реалізованого алгоритму верифікації.Висновки. Створений в ході дослідження програмний засіб дозволяє виконувати комп’ютерне моделювання спектрометричного сигналу із заданими, регульованими параметрами і здійснювати аналіз симульованих або завантажених з реальних експериментів даних за допомогою програмно реалізованих існуючих та запропонованих методів комп’ютерної обробки. Результати дослідження свідчать, що програма дозволяє обчислити та порівняти основні метрики роботи методів комп’ютерного аналізу, такі як швидкість обробки даних і точність розпізнавання основних параметрів імпульсів, а також візуалізувати результати. В перспективі функціональні можливості платформи можуть бути розширені шляхом додавання підтримки більшого числа методів комп’ютерного аналізу, що дозволить краще дослідити ефективність як відомих, так і нових методів комп’ютерної обробки спектрометричних сигналів.