<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Computational nanotechnology</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Computational nanotechnology</journal-title><trans-title-group xml:lang="kk"><trans-title>Computational nanotechnology</trans-title></trans-title-group><trans-title-group xml:lang="pt"><trans-title>Computational nanotechnology</trans-title></trans-title-group><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Computational nanotechnology</trans-title></trans-title-group><trans-title-group xml:lang="zh"><trans-title>Computational nanotechnology</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2313-223X</issn><issn publication-format="electronic">2587-9693</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">YUR-VAK</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">651140</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.33693/2313-223X-2024-11-3-34-42</article-id><article-id pub-id-type="edn">QGFXPP</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>ELEMENTS OF COMPUTING SYSTEMS</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Investigation of a dynamically changing signal using wavelet transformations</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Исследование динамически меняющегося сигнала с применением вейвлет-преобразований</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0646-8996</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="scopus">105149</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">8306-6801</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Komarov</surname><given-names>Pavel V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Комаров</surname><given-names>Павел Вячеславович</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>graduate student</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>аспирант</p></bio><email>pashabox123@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-3339-1530</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="scopus">414222</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">5633-8641</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Potekhin</surname><given-names>Dmitry S.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Потехин</surname><given-names>Дмитрий Станиславович</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor, Department of Computer Engineering</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук, доцент, профессор, кафедра вычислительной техники</p></bio><email>msyst@msyst.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">MIREA – Russian Technological University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">МИРЭА – Российский технологический университет</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2024-08-15" publication-format="electronic"><day>15</day><month>08</month><year>2024</year></pub-date><volume>11</volume><issue>3</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>34</fpage><lpage>42</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-02-01"><day>01</day><month>02</month><year>2025</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-02-01"><day>01</day><month>02</month><year>2025</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2024, Yur-VAK</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2024, Юр-ВАК</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Yur-VAK</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Юр-ВАК</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://journals.eco-vector.com/2313-223X/about/editorialPolicies</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.eco-vector.com/2313-223X/article/view/651140">https://journals.eco-vector.com/2313-223X/article/view/651140</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>In the presented work, a wavelet analysis of the patient’s electroencephalogram was performed, followed by the construction of a scalogram. This approach made it possible to identify the frequency components of the electroencephalogram and conduct a comprehensive analysis of them. The obtained results can be used to monitor the state of the patient’s brain activity. <italic>The</italic> <italic>main purpose of the study</italic> is to analyze and filter the signal to determine the main composite frequencies of the electroencephalographic signal, on the basis of which it is possible to determine the state of brain activity at certain points in time, which may reflect various cognitive processes, emotional states and concentration levels of the patient. <italic>Methodology.</italic> An electroencephalogram of the patient is taken, and using wavelet transformations, a set of frequencies at each moment of time with their amplitude is obtained. Then the signal is filtered from noise, and the wavelet transform is re-applied to obtain a set of frequencies. After that, the frequencies are analyzed at each point in time, and based on the data, the state of the patient’s brain activity is determined. <italic>The</italic> <italic>results of the study.</italic> As a result of the study of the electroencephalographic signal analysis process, it was possible to filter the original signal from noise and identify the main frequencies that make up the electroencephalographic signal. After that, on the basis of frequencies, different states of consciousness of the patient at each moment of time are determined. <italic>The</italic> <italic>scope of application.</italic> The introduction of the principles of wavelet analysis into the architecture of programmable logic integrated circuits (FPGAs) for analyzing captured signals using ultrasonic sensors on FPGAs, thus implementing an autonomous device.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>В<bold> </bold>представленной работе проведен вейвлет-анализ электроэнцефалограммы пациента с последующим построением скалограммы. Данный подход позволил выявить частотные компоненты электроэнцефалограммы и провести их комплексный анализ. Полученные результаты могут быть использованы для мониторинга состояние активности мозга пациента. Основной <italic>целью исследования</italic> является<italic> проведение анализа </italic>и<italic> </italic>фильтрации сигнала для определения основных составных частот электроэнцефалографического сигнала, на основании которых можно определить состояние активности мозга в определенные моменты времени, которые могут отражать различные когнитивные процессы, эмоциональные состояния и уровни концентрации пациента. <italic>Методология.</italic> Берется электроэнцефалограмма пациента, и с использованием вейвлет-преобразований получается набор частот в каждый момент времени с их амплитудой. Затем сигнал фильтруется от шумов, и повторно применяется вейвлет-преобразование для получения набора частот. После этого анализируются частоты в каждый момент времени, и на основании данных определяется состояние активности мозга пациента. <italic>Результаты исследования.</italic><bold> </bold>В<bold> </bold>результате исследования процесса анализа электроэнцефалографического сигнала удалось отфильтровать исходный сигнал от шумов и выявить основные частоты, входящие в состав электроэнцефалографического сигнала. После чего на основе частот определено различные состояния сознания пациента в каждый момент времени. <italic>Область применения.</italic><bold> </bold>Внедрение принципов вейвлет-анализа в архитектуру программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) для проведения анализа снятых сигналов при помощи ультразвуковых датчиков на ПЛИС, реализуя таким образом автономное устройство.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>wavelet function</kwd><kwd>spectrum</kwd><kwd>frequency</kwd><kwd>LabVIEW</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>вейвлет-функция</kwd><kwd>спектр</kwd><kwd>частота</kwd><kwd>LabVIEW</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Bykov V.V. Modeling of image transmission with compression. DSPA: Issues of Application of Digital Signal Processing. 2023. Vol. 13. No. 2. Pp. 4–11. (In Rus.). EDN: SIKGOO</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Быков В.В. Моделирование передачи изображений с сжатием // DSPA: Вопросы применения цифровой обработки сигналов. 2023. Т. 13. № 2. С. 4–11. EDN: SIKGOO.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B2"><label>2.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Boronakhin A.M., Bolshakova A.V., Klionsky D.M. et al. Methods of processing accelerometer signals in railway transport using a wavelet transform. Izvestiya Higher Educational Institutions of Russia. Radio Electronics. 2024. Vol. 27. No. 1. Pp. 6–16. (In Rus.). DOI: 10.32603/1993-8985-2024-27-1-6-16. EDN: UQFHFJ.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Боронахин А.М., Большакова А.В., Клионский Д.М. и др. Методы обработки сигналов акселерометров на железнодорожном транспорте с использованием вейвлет-преобразования // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2024. Т. 27. № 1. С. 6–16. DOI: 10.32603/1993-8985-2024-27-1-6-16. EDN: UQFHFJ.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B3"><label>3.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Vokhnik O.M., Korolenko P.V., Mokhov V.I. Wavelet analysis of the degree of spatial coherence of dispersed light beams. In: XII International Conference on Photonics and Information Optics (Moscow, February 1–3, 2023). Collection of scientific papers. Moscow: National Research Nuclear University “MEPhI”, 2023. Pp. 195–196. EDN: SOYFEM.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Вохник О.М., Короленко П.В., Мохов В.И. Вейвлет-анализ степени пространственной когерентности диспергированных световых пучков // XII междунар. конф. по фотонике и информационной оптике (Москва, 1–3 февраля 2023 г.): сб. науч. тр. М.: Нац. иссл. ядерный ун-т «МИФИ», 2023. С. 195–196. EDN: SOYFEM.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B4"><label>4.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Guyo G.A., Pavlova O.N., Pavlov A.N. Diagnostics of changes in the dynamics of complex systems by transients based on multiscale wavelet analysis. Letters to the Journal of Technical Physics. 2023. Vol. 49. No. 2. Pp. 7–9. (In Rus.). DOI: 10.21883/PJTF.2023.02.54277.19255. EDN: YQEFIU.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Гуйо Г.А., Павлова О.Н., Павлов А.Н. Диагностика изменений динамики сложных систем по переходным процессам на основе многомасштабного вейвлет-анализа // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 2. С. 7–9. DOI: 10.21883/PJTF.2023.02.54277.19255. EDN: YQEFIU.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B5"><label>5.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Evstratova L.G., Antoshkin A.A. Investigation of textural features of space images of objects using wavelet analysis. Modern Problems of Remote Sensing of the Earth from Space. 2024. Vol. 21. No. 1. Pp. 246–253. (In Rus.). DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-1-246-253. EDN: HTIGGB.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Евстратова Л.Г., Антошкин А.А. Исследование текстурных признаков космических изображений объектов с применением вейвлет-анализа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 1. С. 246–253. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-1-246-253. EDN: HTIGGB.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B6"><label>6.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Zhuravlev M.O., Runnova A.E., Kiselyov A.R. et al. Detection of the REM sleep phase by electroencephalogram signals based on modifications of wavelet analysis. Letters to the Journal of Technical Physics. 2023. Vol. 49. No. 2. Pp. 39–43. (In Rus.). DOI: 10.21883/PJTF.2023.02.54285.19359. EDN: XPGPWS.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Журавлев М.О., Руннова А.Е., Киселев А.Р. и др. Детектирование фазы быстрого сна по сигналам электроэнцефалограммы на основе модификаций вейвлет-анализа // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 2. С. 39–43. DOI: 10.21883/PJTF.2023.02.54285.19359. EDN: XPGPWS.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B7"><label>7.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Komarov P.V., Potekhin D.S. Architecture of a device for monitoring the health of the human body based on ultrasonic measurements. Computational Nanotechnology. 2024. Vol. 11. No. 2. Pp. 51–57. (In Rus.). DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-2-51-57. EDN: MPEVLZ.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Комаров П.В., Потехин Д.С. Архитектура устройства для мониторинга работоспособности человеческого тела на основе ультразвуковых измерений // Computational Nanotechnology. 2024. Т. 11. № 2. С. 51–57. DOI: 10.33693/2313-223X-2024-11-2-51-57. EDN: MPEVLZ.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B8"><label>8.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Kuznetsov I.V. Application of the wavelet transform to improve the efficiency of motion classification based on electromyograms. In: Nauka. Technologies. Innovations. Collection of scientific papers of the XVII All-Russian Scientific Conference of Young Scientists (Novosibirsk, December 4–8, 2023). In 11 parts. Novosibirsk: Novosibirsk State Technical University, 2024. Pp. 66–70. EDN: HXSOKN.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Кузнецов И.В. Применение вейвлет-преобразования для повышения эффективности классификации движений на основе электромиограмм // Наука. Технологии. Инновации: сб. науч. тр. XVII Всерос. науч. конф. молодых ученых (Новосибирск, 4–8 декабря 2023 г.). В 11 ч. Новосибирск: Новосибирский гос. техн. ун-т, 2024. С. 66–70. EDN: HXSOKN.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B9"><label>9.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Medievsky A.V., Zotin A.G., Simonov K.V. et al. Application of the wavelet transform for processing and analyzing medical data of patients with epilepsy. Medicine and High Technologies. 2023. No. 2. Pp. 14–24. (In Rus.). DOI: 10.34219/2306-3645-2023-13-2-14-24. EDN: UTFIOA.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Медиевский А.В., Зотин А.Г., Симонов К.В. и др. Применение вейвлет-преобразования для обработки и анализа медицинских данных пациентов с эпилепсией // Медицина и высокие технологии. 2023. № 2. С. 14–24. DOI: 10.34219/2306-3645-2023-13-2-14-24. EDN: UTFIOA.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B10"><label>10.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Nemirko A.P., Ba Mahel A.S., Manilo L.A. Recognition of dangerous arrhythmias by ECG scalograms. Computer Optics. 2024. Vol. 48. No. 1. Pp. 149–156. (In Rus.). DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1354. EDN: TFXJTR.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Немирко А.П., Ба Махел А.С., Манило Л.А. Распознавание опасных аритмий по скалограммам ЭКГ // Компьютерная оптика. 2024. Т. 48. № 1. С. 149–156. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1354. EDN: TFXJTR.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B11"><label>11.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Nefedov N.G., Puzyrev E.I., Stepanov D.A. Smoke detection in video using wavelets and support vector machines. In: Problems of development of modern society. Collection of scientific articles of the 8th All-Russian National Scientific and Practical Conference (Kursk, January 19–20, 2023). In 4 vols. V.M. Kuzmina (ed.). Kursk: Southwestern State University, 2023. Vol. 3. Pp. 304–307. (In Rus.). EDN: UKGSDD.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Нефедов Н.Г., Пузырев Е.И., Степанов Д.А. Обнаружение дыма в видео с использованием вейвлетов и машины опорных векторов // Проблемы развития современного общества: сб. науч. ст. 8-й Всерос. нац. науч.-практ. конф. (Курск, 19–20 января 2023 г.). В 4 т. / под ред. В.М. Кузьминой. – Курск: Юго-Западный гос. ун-т, 2023. Т. 3. С. 304–307. EDN: UKGSDD.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B12"><label>12.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Sai S.V., Zinkevich A.V. Computational methods for increasing the speed of discrete wavelet transform based on FPGA. Scientific and Technical Bulletin of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2023. Vol. 23. No. 1. Pp. 79–87. (In Rus.). DOI: 10.17586/2226-1494-2023-23-1-79-87. EDN: PDZLDQ.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Сай С.В., Зинкевич А.В. Вычислительные методы повышения быстродействия дискретного вейвлет-преобразования на базе FPGA // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23. № 1. С. 79–87. DOI: 10.17586/2226-1494-2023-23-1-79-87. EDN: PDZLDQ.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B13"><label>13.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Seitkazin N.K. Wavelet analysis for noise filtering in digital signals: A review of methods and applications. In: Modern conditions of integration processes in science and education. Collection of articles based on the results of the International Scientific and Practical Conference (Kazan, April 21, 2023). Sterlitamak: Agency for International Studies, 2023. Pp. 54–59. EDN: UDEGIG.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Сейтказин Н.К. Вейвлет-анализ для фильтрации шума в цифровых сигналах: обзор методов и применений // Современные условия интеграционных процессов в науке и образовании: сб. ст. по результатам Междунар. науч.-практ. конф. (Казань, 21 апреля 2023 г.). Стерлитамак: Агентство международных исследований, 2023. С. 54–59. EDN: UDEGIG.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B14"><label>14.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Falkov G.A., Popov S.A., Gorlov A.S. Comparative analysis of Fourier transform and wavelet transform for analyzing the quality of electricity in the network. In: Electric power industry today and tomorrow. Collection of scientific articles of the 2nd International Scientific and Technical Conference (Kursk, March 24, 2023). Kursk: University Book, 2023. Vol. 2. Pp. 209–211. EDN: PYVTJE.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Фальков Г.А., Попов С.А., Горлов А.С. Сравнительный анализ преобразования Фурье и вейвлет-преобразования для анализа качества электроэнергии в сети // Электроэнергетика сегодня и завтра: сб. науч. ст. 2-й Междунар. науч.-техн. конф. (Курск, 24 марта 2023 г.). Курск: Университетская книга, 2023. Т. 2. С. 209–211. EDN: PYVTJE.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B15"><label>15.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Falkov G.A., Popov S.A. Mathematical modeling of the non-sinusoidal process based on the “Wavelet transform. In: Youth and the XXI century – 2024. Collection of scientific articles of the 13th International Youth Scientific Conference (Kursk, February 15–16, 2024). In 3 vols. Kursk: University Book, 2024. Pp. 225–227. EDN^ ASFYEP.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Фальков Г.А., Попов С.А. Математическое моделирование процесса несинусоидальности на базе «Вейвлет-преобразования» // Молодежь и XXI век – 2024: сб. науч. ст. 13-й Междунар. молодежной науч. конф. (Курск, 15–16 февраля 2024 г.). В 3 т. Курск: Университетская книга, 2024. С. 225–227. EDN: ASFYEP.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list></back></article>
