Высокопроизводительное сравнение сигналов на основе их парного выравнивания для анализа электроэнцефалограмм головного мозга

Abstract

Автоматический анализ электроэнцефалограмм является одним из перспективных направлений исследований, результаты которых могут быть использованы, в частности, для построения систем мысленного управления объектами. Для сравнения сигналов, представляющих электроэнцефалограммы, в данной работе используется процедура их парного выравнивания (DTW). Важной особенностью рассматриваемой задачи является необходимость многократного сравнения сигналов на этапе машинного обучения, что требует колоссальных вычислительных затрат. В данной работе предлагается параллельный алгоритм, который был реализован на языке С++ с применением технологии MPI и протестирован с использованием ресурсов суперкомпьютерного комплекса МГУ имени М.В. Ломоносова. Результаты его исследования на реальных данных показали, что благодаря учету особенностей задачи, предложенный метод позволяет достичь почти линейного ускорения.