JPS622272B2 - - Google Patents

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JPS622272B2
JPS622272B2 JP8683379A JP8683379A JPS622272B2 JP S622272 B2 JPS622272 B2 JP S622272B2 JP 8683379 A JP8683379 A JP 8683379A JP 8683379 A JP8683379 A JP 8683379A JP S622272 B2 JPS622272 B2 JP S622272B2
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JP
Japan
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peak
interpolator
amplitude
azimuth
sonar
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JP8683379A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Uchida
Toshio Chiba
Hisazumi Fukuoka
Susumu Matsuzaki
Tetsuo Fukuchi
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G01S3/801Details

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ソーナー装置の方位ごとの信号強
度を濃淡、輝度、色相あるいは振幅に変換して記
録器の記録紙上あるいはブラウン管などの表示装
置に表示することによつて目標の存在する方位を
検知しようとするソーナーシステムにおいて、方
位の読取精度の向上と、微弱な信号の検知能力の
向上を同時に行うようにしたソーナー信号表示処
理方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention achieves the goal by converting the signal intensity for each direction of a sonar device into shading, brightness, hue, or amplitude and displaying the converted signal on the recording paper of a recorder or on a display device such as a cathode ray tube. The present invention relates to a sonar signal display processing method that simultaneously improves the reading accuracy of the azimuth and the ability to detect weak signals in a sonar system that attempts to detect the azimuth in which the azimuth exists.

従来、ソーナー装置の整相器の方位分解能以上
の方位精度を得るために補間器を表示装置との間
に付加し、原データに補間処理を施した後に表示
する方法が採られている。
Conventionally, in order to obtain azimuth accuracy higher than the azimuth resolution of a phaser of a sonar device, a method has been adopted in which an interpolator is added between the sonar device and the display device, and the original data is displayed after being subjected to interpolation processing.

第1図はこの従来のソーナー信号表示処理方法
のブロツク図である。この第1図において、1は
ソーナー装置、2は補間器、3は表示装置(ブラ
ウン管表示装置)である。ソーナー装置1の方位
ごとの信号強度を表わす原データXi(i=0,
1,2,……N−1)は補間器2によつて補間さ
れ、Yj(j=0,1,2,……M−1)となつ
て、表示装置3に送出され、そこで表示される。
FIG. 1 is a block diagram of this conventional sonar signal display processing method. In FIG. 1, 1 is a sonar device, 2 is an interpolator, and 3 is a display device (cathode ray tube display device). Original data X i (i=0,
1, 2,...N-1) are interpolated by the interpolator 2, and are sent as Y j (j=0, 1, 2,...M-1) to the display device 3, where they are displayed. be done.

ここで、Mは補間数をL(各原データの間にL
個の補間データを挿入することを意味する)とす
ると、 M=N+L(N−1) ……(1) で表わされる。
Here, M is the number of interpolations (L between each original data
M=N+L(N-1) (1).

第3図から第6図はソーナー装置1の出力デー
タの表示例を示すものである。このうち、第3図
は横軸に方位(度)をとり、縦軸に振幅をとつ
て、方位精度Δθ=3゜のソーナー装置1の原デ
ータXiをそのまま表示装置3に振幅表示した例
を示すものである。
3 to 6 show examples of display of output data of the sonar device 1. FIG. Of these, Fig. 3 shows an example in which the horizontal axis shows the azimuth (degrees) and the vertical axis shows the amplitude, and the original data X i of the sonar device 1 with the azimuth accuracy Δθ = 3° is displayed as it is in amplitude on the display device 3. This shows that.

また、第4図は第3図のAのレベルに閾値を設
定して記録器(図示せず)に濃淡を表わした例を
示すものである。この第4図に示すように、9゜
と21゜の方位付近に目標の存在が認められる。
Further, FIG. 4 shows an example in which a threshold value is set at the level A in FIG. 3 to display shading on a recorder (not shown). As shown in Figure 4, the existence of targets is recognized near the azimuths of 9° and 21°.

さらに、第1図の補間器2を付加し、補間数を
2(L=2)とした場合、すなわち、Δθ=1゜
まで方位精度を高めて振幅および濃淡を表わした
例を第5図および第6図にそれぞれ示している。
この第5図も横軸に方位(度)をとり、縦軸に振
幅をとつて示しており、第5図の振幅表示では、
8゜と21゜付近に目標が存在することが読み取ら
れるが、ピークの近くの振幅変化が小さいため、
読取は容易でない。
Furthermore, when the interpolator 2 shown in Fig. 1 is added and the number of interpolations is set to 2 (L = 2), that is, the azimuth accuracy is increased to Δθ = 1° and the amplitude and shade are expressed as shown in Fig. 5. Each is shown in FIG.
This figure 5 also shows the direction (degrees) on the horizontal axis and the amplitude on the vertical axis.
It can be seen that there are targets near 8° and 21°, but the amplitude change near the peak is small, so
It is not easy to read.

一方、記録器に濃淡表示した第6図の例では、
補間器2の方位精度Δθ=1゜でピーク方位が読
み取られるとは云い難い。そして、補間器2の補
間数をさらに増して行くと、遂にはピーク付近の
方位間の振幅変化量が表示装置3の表示能力、ダ
イナミツクレンジ以下になり、ピーク方位の読取
ができなくなる。
On the other hand, in the example shown in Fig. 6, where the shading is displayed on the recorder,
It is difficult to say that the peak azimuth can be read with the azimuth accuracy Δθ=1° of the interpolator 2. As the number of interpolations by the interpolator 2 is further increased, the amount of amplitude change between directions near the peak eventually becomes less than the display capability and dynamic range of the display device 3, making it impossible to read the peak direction.

また、記録器に濃淡表示をする場合は、ダイナ
ミツクレンジがブラウン管に振幅表示をする場合
に比較して狭く、この狭いダイナミツクレンジを
十分に利用するには、入力データを記録器のダイ
ナミツクレンジに適合させるため閾値および利得
の調整を入力データに応じて頻繁に行わなければ
ならない。
Also, when displaying shading on a recorder, the dynamic range is narrower than when displaying amplitude on a cathode ray tube, and in order to fully utilize this narrow dynamic range, input data must be Threshold and gain adjustments must be made frequently depending on the input data to adapt the range.

このように、補間器2の出力をそのまま表示装
置3に送出して表示する従来のソーナー信号表示
処理方法では、表示装置3の表示能力、ダイナミ
ツクレンジに補間器2の方位精度が制限されてし
まう欠点があるとともに、表示装置3の表示能力
内であつても、表示装置3の調整が容易でないと
云う欠点がある。
In this way, in the conventional sonar signal display processing method in which the output of the interpolator 2 is directly sent to the display device 3 for display, the azimuth accuracy of the interpolator 2 is limited by the display capacity and dynamic range of the display device 3. In addition, there is a drawback that adjustment of the display device 3 is not easy even if the display device 3 is within its display capability.

この発明は、上記従来の欠点を除去するために
なされたもので、補間器の方位精度を確実に表示
装置の読取精度まで保持するとともに、目標の存
在を示すピーク方位を強調することによつて、微
弱な信号の検知能力も同時に高めることのできる
ソーナー信号表示処理方法を提供することを目的
とする。
This invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional technology, and it is possible to maintain the azimuth accuracy of the interpolator up to the reading accuracy of the display device, and to emphasize the peak azimuth that indicates the presence of a target. An object of the present invention is to provide a sonar signal display processing method that can simultaneously improve the ability to detect weak signals.

以下、この発明のソーナー信号表示処理方法の
実施例について図面に基づき説明する。第2図は
その一実施例の構成を示すブロツク図である。こ
の第2図において、第1図と同一部分には同一符
号を付して述べることにする。この第2図におい
て、ソーナー装置1から出力される原データXi
は第1図と同様な補間器2によつて補間されるよ
うになつており、原データXiが補間器2によつ
て補間されると、Yjとなつてピーク検出器4に
送出されるようになつている。
Embodiments of the sonar signal display processing method of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of one embodiment. In FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 will be described with the same reference numerals. In this FIG. 2, original data X i output from the sonar device 1
is interpolated by an interpolator 2 similar to that shown in FIG. 1, and when the original data X i is interpolated by the interpolator 2, it becomes Y j and is sent to the peak detector 4. It is becoming more and more like this.

このピーク検出器4は以下の検出規範によつ
て、ピーク方位を検出するものである。このピー
ク検出規範は、Yjj-1かつYjj+1ならj
がピーク方位である。すなわち、ピーク検出器4
は補間器2からの補間された出力Yjの前後と比
較してピーク方位jpを検出する。
This peak detector 4 detects the peak direction according to the following detection standard. This peak detection norm is: if Y j Y j-1 and Y j Y j+1 , then j
is the peak direction. That is, peak detector 4
compares the before and after of the interpolated output Y j from the interpolator 2 to detect the peak azimuth j p .

このピーク検出器4によつて検出されたピーク
方位jpは振幅検出器5に送出されるようになつ
ている。振幅検出器5においては、このピーク方
位jpに振幅情報を付加するようになつている。
振幅検出器5の機能は次の2通りであり、表示要
求に応じて切換えて使用するようになつている。
The peak direction j p detected by this peak detector 4 is sent to an amplitude detector 5. The amplitude detector 5 is configured to add amplitude information to this peak direction j p .
The amplitude detector 5 has the following two functions, which can be switched depending on the display request.

(1) Zj =δ jpjp(δ jp=1,j=jpのとき
δ jp=0,j≠jpのとき) (2) Zj =δ jp{Xip−1/2(Xip+1+Xip-1)} (δ jp=1,j=jpのとき δ jp=0.j≠jpのとき) ip=〔j/L+1〕 ただし、jpはピーク方位、Lは補間数を表わ
し、〔 〕内はj/L+1の小数点以下一桁目を4捨
5 入した整数とする。
(1) Z j = δ j jp Y jp (When δ j jp = 1, j = jp
When δ j jp =0, j≠jp) (2) Z jj jp {X ip −1/2(X ip+1 +X ip-1 )} (When δ j jp =1, j=jp When δ j jp = 0.j≠jp) i p = [j p /L+1] However, jp is the peak direction, L is the interpolation number, and the value in [ ] is the first decimal place of j p /L+1. Let be an integer rounded down to the nearest 4.

振幅検出器5は、補間器2からの出力Yjとソ
ーナー装置1から出力される原データXi及び前
記ピーク方位jpを入力していて、各出力Yjがピ
ーク方位jpのものであるかないかによつて、又は
各原データXiがピーク方位jpに関連するもので
あるかないかによつて、前記(1)に示す式又は(2)に
示す式に従つて選択してZjを出力する。
The amplitude detector 5 inputs the output Y j from the interpolator 2, the original data X i output from the sonar device 1, and the peak direction jp, and determines whether each output Y j is for the peak direction jp. Select and output Z j according to the formula shown in (1) or (2) above depending on whether or not each original data X i is related to the peak direction jp. .

上記機能(1)はピーク方位jpのデータYjpをその
まま振幅値として表示するもので、そのレベルも
測定したい場合などに使用する。機能2はピーク
方位の突出量を原データXiから検出するもの
で、各方位に同じように加算されているバイアス
分を除きたい場合に使用する。
The above function (1) is to display the data Y jp of the peak direction jp as it is as an amplitude value, and is used when the level thereof is also desired to be measured. Function 2 detects the protrusion amount of the peak direction from the original data X i and is used when it is desired to remove the bias added in the same way to each direction.

ここで、第9図により、この発明のソーナー信
号表示処理方法の動作についてさらに詳述する。
原データXiが3゜,6゜および9゜に対してそ
れぞれX4,X5およびX6として与えられたものと
する。そして、補間数を2(L=2)とすると、
補間器2の出力はこの第9図におけるY12,Y13
……Y18となる。第9図から明らかなように、補
間器2の出力Y16がピークであるから、ピーク検
出器4によつてピーク方位jp=16がピーク方位と
して検出される。
Here, the operation of the sonar signal display processing method of the present invention will be described in further detail with reference to FIG.
Assume that the original data X i is given as X 4 , X 5 and X 6 for 3°, 6° and 9°, respectively. Then, if the number of interpolations is 2 (L=2),
The output of interpolator 2 is Y 12 , Y 13 ,
...Y will be 18 . As is clear from FIG. 9, since the output Y16 of the interpolator 2 is the peak, the peak orientation jp=16 is detected by the peak detector 4 as the peak orientation.

次に、振幅検出器5によつて、ピーク方位以外
の方位は0とされ、Z12,Z13,Z14,Z15,Z17,Z18
=0となり、ピーク方位jp=16は上記機能(1)を使
用すれば、Z16=Y16となり、また、機能(2)を使用
すれば、 ip=〔jp/(L+1)〕 =〔16/(2+1)〕=5 より Z16=X5−1/2(X6+X4) となる。
Next, the amplitude detector 5 sets azimuths other than the peak azimuth to 0, and Z 12 , Z 13 , Z 14 , Z 15 , Z 17 , Z 18
= 0, and the peak direction jp = 16 becomes Z 16 = Y 16 if the above function (1) is used, and if function (2) is used, ip = [jp/(L + 1)] = [16 /(2+1)]=5, so Z 16 =X 5 -1/2(X 6 +X 4 ).

ここで、第3図に示す原データをソーナー装置
1から出力される原データXiとした場合のこの
発明のソーナー信号表示処理方法における処理後
の表示の例を第7図、第8図に示す。このうち、
第7図は振幅表示の例であり、横軸に方位(度)
をとり、縦軸に振幅をとつて示している。また、
第8図は第7図のBのレベルに閾値を設定した濃
淡表示の例である。
Here, examples of displays after processing in the sonar signal display processing method of the present invention when the original data shown in FIG. 3 is used as the original data X i output from the sonar device 1 are shown in FIGS. 7 and 8. show. this house,
Figure 7 is an example of amplitude display, and the horizontal axis shows the direction (degrees).
, and the amplitude is plotted on the vertical axis. Also,
FIG. 8 is an example of a gray scale display in which a threshold value is set at the level B in FIG.

この第7図、第8図の両図より、8゜と21゜に
目標が存在することを検知し、補間器2と同じ方
位精度で容易に読み取ることができるのは明らか
である。また、第7図の閾値レベルBの設定を多
少変化させても、第8図の表示上の変化は少な
く、したがつて、この発明のソーナー信号表示処
理方法によれば、記録器(図示せず)の閾値調整
が容易になる。
From both FIGS. 7 and 8, it is clear that the presence of targets at 8° and 21° can be detected and easily read with the same azimuth accuracy as the interpolator 2. Further, even if the setting of the threshold level B in FIG. 7 is slightly changed, there is little change in the display in FIG. (2) makes it easy to adjust the threshold value.

さらに、ピーク方位のみを表示するため、目標
の存在を意味するピーク方位が強調され、これに
よつて微弱な信号の検知能力が向上する。
Furthermore, since only the peak azimuth is displayed, the peak azimuth indicating the presence of a target is emphasized, thereby improving the ability to detect weak signals.

第10図は実際のソーナー装置にこの発明のソ
ーナー信号表示処理方法を適用し、記録器に濃淡
表示した例を示すものであり、第10図aはソー
ナー装置1から送出される原データをそのまま表
示したものである。第10図bは補間器2の補間
数2(L=2)とした場合の補間器2の出力を表
示したものである。さらに、第10図cは振幅検
出器5の出力、すなわち、この発明のソーナー信
号表示処理方法の最終結果を表示したものであ
る。この第10図aないし第10図cのいずれも
が、T1,T2,T3の3目標の存在が認められる。
FIG. 10 shows an example in which the sonar signal display processing method of the present invention is applied to an actual sonar device and displayed in shading on a recorder, and FIG. 10a shows the original data sent from the sonar device 1 as it is. This is what is displayed. FIG. 10b shows the output of the interpolator 2 when the number of interpolations of the interpolator 2 is 2 (L=2). Furthermore, FIG. 10c displays the output of the amplitude detector 5, ie, the final result of the sonar signal display processing method of the present invention. In each of FIGS. 10a to 10c, the existence of three targets, T 1 , T 2 , and T 3, is recognized.

補間処理後のデータをそのまま表示した第10
図bは原データをそのまま表示した第10図aに
比較して方位読取精度がよくなるとは云い難い
が、この発明のソーナー信号表示処理方法による
処理後の第10図cでは、読取が容易かつ精度よ
く行えることは明らかであり、また、目標T1
T2,T3の航跡が鮮明に浮き出ていることから、
検知能力も向上している。この第10図aないし
第10図cから明らかなように、この発明のソー
ナー信号表示処理方法を実際のソーナー装置に適
用すると極めて有効であることがわかる。
The 10th display shows the data after interpolation processing as it is.
Although it is hard to say that the direction reading accuracy in Figure 10b is better than that in Figure 10a, which displays the original data as it is, in Figure 10c, which has been processed by the sonar signal display processing method of the present invention, it is easy to read and It is clear that it can be performed with high accuracy, and the target T 1 ,
Since the wakes of T 2 and T 3 stand out clearly,
Detection capabilities are also improving. As is clear from FIGS. 10a to 10c, it can be seen that the sonar signal display processing method of the present invention is extremely effective when applied to an actual sonar device.

以上詳述したように、この発明のソーナー信号
表示処理方法によれば、ソーナー装置の出力デー
タに補間処理を施した後、ピーク方位にのみ振幅
値を与え、ピーク方位以外は振幅値を0として、
それぞれ表示装置に表示するようにしたので、補
間器の方位精度を確実に表示装置の読取精度まで
保持でき、読取精度が向上するとともに、目標の
存在を示すピーク方位を強調できる。したがつ
て、微弱な信号の検知能力も同時に高めることが
できる効果を奏するものである。
As detailed above, according to the sonar signal display processing method of the present invention, after performing interpolation processing on the output data of the sonar device, an amplitude value is given only to the peak direction, and the amplitude value is set to 0 for other than the peak direction. ,
Since each is displayed on the display device, the azimuth accuracy of the interpolator can be reliably maintained to the reading accuracy of the display device, the reading accuracy is improved, and the peak azimuth indicating the presence of the target can be emphasized. Therefore, it is possible to simultaneously improve the ability to detect weak signals.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のソーナー信号表示処理方法のブ
ロツク図、第2図はこの発明のソーナー信号表示
処理方法の一実施例を示すブロツク図、第3図は
従来のソーナー信号表示処理方法における方位精
度Δθ=3゜のソーナー装置の出力データを表示
装置に振幅表示した例を示す図、第4図は第3図
のAのレベルに閾値を設定して記録器に濃淡を表
わした例を示す図、第5図は従来のソーナー信号
表示処理方法における補間器の方位精度Δθ=1
゜の場合の振幅を表わした例を示す図、第6図は
従来のソーナー信号表示処理方法における補間器
の方位精度Δθ=1゜の場合の濃淡表示をした状
態を示す図、第7図はこの発明のソーナー信号表
示処理方法による表示処理後の振幅表示を示す
図、第8図は第7図におけるBのレベルに閾値を
設定した濃淡表示を示す図、第9図はこの発明の
ソーナー信号表示処理方法におけるソーナー装置
の原データ、補間器の出力、振幅検出器の出力の
関係を示す図、第10図は実際のソーナー装置に
この発明のソーナー信号表示処理方法を適用して
放電破壊記録器により濃淡表示した場合の濃淡表
示写真で、aは原データをそのまま表示した場合
の濃淡表示写真、bは補間器の出力を表示した場
合の濃淡表示写真、cは振幅検出器の出力を表示
した場合の濃淡表示写真である。 1……ソーナー装置、2……補間器、3……表
示装置、4……ピーク検出器、5……振幅検出
器。
Fig. 1 is a block diagram of a conventional sonar signal display processing method, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the sonar signal display processing method of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram of the azimuth accuracy in the conventional sonar signal display processing method. A diagram showing an example in which output data of a sonar device with Δθ = 3° is displayed in amplitude on a display device, and FIG. 4 is a diagram showing an example in which a threshold is set at the level A in FIG. 3 to display shading on a recorder. , Figure 5 shows the azimuth accuracy Δθ=1 of the interpolator in the conventional sonar signal display processing method.
6 is a diagram showing an example of the amplitude in the case of Δθ = 1°, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing the amplitude display after display processing by the sonar signal display processing method of the present invention, FIG. 8 is a diagram showing a grayscale display in which a threshold is set at the level of B in FIG. 7, and FIG. 9 is a diagram showing the sonar signal of the present invention. A diagram showing the relationship between the original data of the sonar device, the output of the interpolator, and the output of the amplitude detector in the display processing method, FIG. 10 shows discharge breakdown recording by applying the sonar signal display processing method of the present invention to an actual sonar device A is a photo showing the shading when the original data is displayed as is, b is a photo showing the shading when the output of the interpolator is displayed, and c is the output from the amplitude detector. This is a photograph showing the shading when 1... Sonar device, 2... Interpolator, 3... Display device, 4... Peak detector, 5... Amplitude detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ソーナー装置からの方位ごとの信号強度を表
す原データに補間器で補間処理を施した後、前記
補間器の出力データの隣接する方位からピーク方
位をピーク検出器により検出し、前記ピーク検出
器からのピーク方位とソーナー装置からの出力デ
ータと補間器からの出力データとを入力とする振
幅検出器でピーク方位にのみ前記振幅値を与え、
ピーク方位以外は振幅値を0として表示装置に表
示することを特徴とするソーナー信号表示処理方
法。 2 振幅検出器でピーク方位に一致する補間器出
力データをピーク方位の振幅値とする特許請求の
範囲第1項記載のソーナー信号表示処理方法。 3 振幅検出器でピーク方位に一致する原データ
と、その前後の方位の原データの算術平均との差
をピーク方位の振幅値とする特許請求の範囲第1
項記載のソーナー信号表示処理方法。
[Claims] 1. After performing interpolation processing on the original data representing the signal intensity for each direction from the sonar device using an interpolator, a peak direction is detected from adjacent directions of the output data of the interpolator using a peak detector. and giving the amplitude value only to the peak azimuth with an amplitude detector inputting the peak azimuth from the peak detector, the output data from the sonar device, and the output data from the interpolator,
A sonar signal display processing method characterized in that amplitude values other than the peak azimuth are displayed on a display device as 0. 2. The sonar signal display processing method according to claim 1, wherein interpolator output data that matches the peak azimuth in the amplitude detector is used as the amplitude value of the peak azimuth. 3 Claim 1 in which the amplitude value of the peak azimuth is the difference between the original data that matches the peak azimuth in the amplitude detector and the arithmetic mean of the original data of the azimuths before and after it.
The sonar signal display processing method described in .
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