KR970003700B1 - 다차원 데이타 처리 및 디스플레이 방법 - Google Patents

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Abstract

요약 없음

Description

다차원 데이타 처리 및 디스플레이 방법
제1도는 감시 시스템의 지리적 표시를 나타낸 도면.
제2도는 제1도의 감시 시스템의 경로를 가로질러 통과하는 선박을 나타내는 오퍼레이터 모니터를 나타낸 도면.
제3도는 어떤 시간 간격에서 그리고 어떤 주파수 대역내에서 수신될 때 어떤 음향원의 진폭대 방위각의 그래프도.
제4도는 그레이 스케일(greyscale) 또는 "방위각 시간 기록"(bearing time recording; BTR)포맷으로 제3도의 진폭대 방위각 데이타를 나타낸 도면.
제5도는 각각의 시간 간격에 걸쳐 다수의 방위각에서 수신된 일련의 BTR주사를 나타낸 도면.
제6도는 전형적인 BTR화상의 일부와 디스플레이에 적합한 BTR화상의 수치펴현인 대응 매트릭스의 일부를 나타낸 도면.
제7A도 및 7B도는 대응하는 특이치 및 단일 벡터를 갖는 입력 데이타를 포함한 매트릭스를 나타낸 도면.
제8도는 3차원 매트릭스에 배열된 각각의 주파수 대역에 걸쳐 BTR 데이타를 나타낸 도면.
제9도는 3차원의 "투명한 큐브(transparent cube)"를 이용하여 디스플레이된 3차원 데이타를 나타낸 도면.
제10, 10A, 10B 및 10C도는 3차원의 큐브가 3방향중 어떤 방향으로 "분할" 될 수 있는 3차원 데이타의 다른 디스플레이를 나타낸 도면.
제11도는 여러가지 음향 에너지원을 나타내는 하나의 주파수 대역에 대한 BTR 데이타를 나타낸 도면.
제12도는 각각의 BTR의 주파수를 가로질러 개개의 음향원의 특징의 상관관계를 나타낸 도면.
제13도는 본 발명의 주 컴퓨터 프로그램의 플로우챠트.
제14도는 사전 처리 기능의 플로우챠트.
제15도는 트랙이격 데이타 베이스에 따라서 BTR 데이타의 연결을 나타낸 도면.
제16도는 탐지기능의 플로우챠트.
제17A도는 특이치대 그들의 계수차수(rank order)의 대수의 그래프도.
제17B도는 소정 기능블록을 통과한 제17A도의 특이치의 대수의 그래프도.
제18도A 및 18B도는 대응하는 단일 벡터 및 수정된 특이치에 따라서 증대된 BTR 데이타를 포함한 매트릭스를 나타낸 도면.
제19도는 증대 및 추적 기능의 플로우챠트.
제20도는 주파수 기호 콘볼루션을 나타낸 도면.
제21A 및 21B도는 오퍼레이터 디스플레이를 나타낸 도면.
제22도는 소나데이타가 구면 어레이를 사용하여 얻어지는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면.
제23도는 5차원 데이타가 처리되는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면.
제24도는 5차원 데이타를 처리하는 다른 방법을 나타낸 도면.
제25도는 데이타 큐브가 입력 시간 연속 데이타를 포함한 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면.
발명의 배경
본 발명은 일반적으로 실시간, 다차원 분석 및 디스플레이에 적합한 데아타처리 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 수동 음향 감시 시스템(passive acoustic surveillance system)으로 부터 수신된 다차원 신호를 처리하는 실시간처리 시스템에 관한 것이다.
종래 기술의 감시 시스템은 전형적으로 선박뒤에 매달려 지거나 또는 선박위에 설치되는 수중청음기의 어레이 및 빔 형성기로부터 데이타를 수신한다. 빔 형성기로부터 수신된 데이타는 소정 주파수 대역이내, 특정각(또는 "방위각(bearing)"에서, 그리고 이산 시간 간격에서의 음향 에너지의 진폭이다.
여러 기술들이 잠수함을 탐지하고 추적하도록 이 데이타를 처리하기 위해 현재 사용되고 있다. 비록 데이타가 본질적으로 주파수, 시간 및 방위각의 상호관계 있는 값을 갖는 3차원이지만, 공지된 시스템이 단지 2차원의 데이타만을 분석하므로 이들 차원중 한차원에서의 데이타 분석은 포기되어야 한다.
몇몇 종래 기술의 시스템은 "LOFAR" 포맷내의 데이타에 대해 데이타 계산을실행한다. LOFAR 데이타는 주파수 포맷에 의해 소정시간에서 특정 방위각으로 부터 수신된 데이타의 진폭이다. 그러므로 이들 종래 기술의 시스템은 단지 한방향, 즉 방위각으로부터 데이타를 단일 시간에서 분석할 수 있으나, 방위각 데이타를 개별적으로 유지하면서 각 방위각의 전역에서 데이타를 상관시킬수는 없다.
다른 종래의 기수의 시스템은 방위각 매트릭스에 의해 "FRAZ" 포맷, 즉 소정주파수내에 동일 데이타를 배열한다. 이것은 단지 어떤 특정시간 간격 동안 특정 주파수 범위의 모든 방향으로 부터 데이타의 데이타 처리를 허용한다. 다른 종래 기술 시스템은 "BTR"(방위각 시간기록 Bearing time recording), 즉 방위각 대시간포맷내에 데이타를 배열한다. 이것은 단지 소정의 제한된 주파수 대역에 대해 시간에 걸쳐 여러 방향으로 부터 데이타의 데이타 처리를 허용한다.
현재의 감시 시스템은 일반적으로 잡음 및 특정 대상의 불명료한 신호인 다른 불필요한 신호를 수신하다. 다른 선박들은 탐지하고 추적하도록 외양선에 배치된 소나 처리시스템(sonar processing system)에 있어서, 그 시스템은 전형적으로 바람 및 파도와 같은 천연자원, 상선 및 그 자신의 배로부터의 신호를 수신한다. 이들 소나는 잠수함으로부터의 신호와 같은 특정 대상의 불명료한 신호를 빈법히 수신한다.
본 발명은 소나 신호를 처리하는데 있어 한정되지 않는다. 디지탈 화상은 지진, 레이더, 라디오, 비디오 및 필름을 포함한 여러가지 입력 데이타 신호로 부터 형성될 수 있다. 디지탈 화상이 매우 많은 양의 데이타 저장을 필요로하기 때문에, 실시간에서 디지탈 화상을 처리하는 것은 어렵다. 현재 어떠한 시스템도 실시간에 의거하여 3차원(또는 고차원) 화상의 고해상도 처리 및 디스플레이를 제공하지 않는다.
다른 응용에 있어서, 다차원의 화상을 원격 위치로 송신할 수 있다는 것은 유용할 것이다. 디지탈 화상이 대량의 데이타를 필요로 하기 때문에, 다차원 화상의 실시간 송신은 현행의 시스템으로 실행할 수 없다.
따라서 본 발명의 목적은 "실시간"에서 작동하는 다차원 화상 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 다른 목적은 목표물상에 초점을 맞추기 위하여 어떤 물체의 억압 및 다른 물체의 증대를 허용하는 다차원 화상 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 원격 송신을 위해 데이타를 압축하고, 그 다음에 원래의 화상을 정확하게 나타내도록 수신된 데이타를 복원하는 다차원 화상 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 데이타를 압축 형태내에 저장하는 것으로서, 이 압축 형태는 빠르고 능률적으로 탐색되거나 차후 검색될 수 있고 비압축 형태의 데이타를 발생시키도록 사용될 수 있다.
발명의 요약
바람직한 실시예에서, 본 발명의 다차원 처리 및 디스플레이 시스템은 소나 추적 시스템(sonar tracking system)으로 사용된다. 소나 추적 시스템은 입력 소나 데이타, 즉 일반적으로 수신된 신호의 진폭을 순차시간 간격으로 처리 시스템에 제공한다. 그 데이타는 차원이 방위각, 주파수 및 시간인 3차원 매트릭스내에 배열된다. 따라서 매트릭스내의 각 데이타 원소는 특정한 방위각, 주파수 및 시간에서 수신된 신호의 진폭을 나타낸다.
입력데이타(또는 생데이타)는 특정 방위각, 시간 및/또는 주파수를 강조하거나 또는 억압하도록 일정한 비율로 설정된다. 3차원 매트릭스는 하나의 큰 2차원 매트릭스를 형성하도록 방위각 차원에 따라 함께 연결되는 다수의 2차원 데이타의 매트릭스로 분리된다.
본 발명은 또한 2차원의 매트릭스와 연결되는 이력 데이타 베이스(historical database)를 창출하고 유지한다. 이 데이타 베이스는 시끄러운 간섭 소스 및 잡음을 감소시키고 다른 대상 소스를 증대시킨다.
데이타가 2차원 매트릭스의 형태라면, 그 데이타는 특이치 분해(Singular Value Decomposition)를 이용하여 능률적으로 분석될 수 있다. 2차원 연결 매트릭스(two-dimensional concatenated matrix)는 바람직한 실시예에서 압축된 형태의 매트릭스를 얻기 위해 분해되고, 단일 벡터(singular vector)및 특이치(singular value)가 얻어진다. 단일 벡터들은 그들의 대응하는 특이치에 의거하여 하나 이상의 그룹으로 분할된다.
2차원 매트릭스내의 특정 데이타 원소들은 그 데이타와 관련이 있는 특정 물체를 증대시키기 위해 각각의 단일 벡터의 그룹내에서 특이치를 수정함으로써 증대되거나 또는 감소된다.
증대된 2차원 연결 매트릭스는 2차원 연결 매트릭스에 수정된 특이치의 대각선 매트릭스 및 단일 벡터의 매트릭스를 곱함으로써 발생된다. 증대된 2차원 매트릭스는 특정 데이타 물체와 관련이 있는 증대되거나 또는 감소된 데이타 값을 갖는다.
데이타 증대 후, 2차원 증대 매트릭스는 증대된 3차원 매트릭스를 형성하도록 배열되는 일련의 2차원 매트릭스로 분할된다. 따라서 증대된 3차원 매트릭스의 모든 매트릭스 또는 일부 매트릭스가 디스플레이 될 수 있다. 바람직한 실시예는 3차원의 투명한 큐브(three-dimensional transparent cube)내의 "유사 파이프 클리너(pipecleaner-like)" 물체와 같은 데이타 물체를 디스플레이 한다.
본 발명의 또다른 목적, 특징 및 장점들은 도면과 관련하여 특정 실시예의 설명으로 부터 명백해질 것이다.
바람직한 실시예의 상세한 설명
본 발명의 다차원 화상 처리 시스템은 "실시간"에서 작동한다. 다차원 화상 처리 시스템은 입력 데이타 신호를 처리하고 3차원 이상의 차원을 갖는 화상을 발생한다. 다차원 시스템은 또한 데이타에서 어떤 물체의 억압 및 다른 물체의 증대를 허용한다. 그 데이타는 원격 송신을 위해 압축될 수 있고, 그 다음 원 데이타를 정확하게 나타내도록 원격 위치에서 수신될 때 복원될 수 있다. 본 발명이 하나의 특정 응용, 즉 외양선 추적 시스템의 사용에 대해 기술하고 있지만, 그것은 다른 응용에서도 용이하게 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
소나 처리 시스템은 다른 선박 및 물체를 탐지하고 추적하도록 외양선의 표면 및 표면밑에 종종 배치된다. 소나 처리 시스템은 예를 들면 배뒤에 매달릴수 있는 수중청음기 세트로 부터의 데이타를 수신한다. 데이타는 또한 배의 뱃머리상에 설치된 수중청음기로부터 얻어질 수 있다. 수중청음기로 부터의 신호는 특정 방향으로 나오는 음향 에너지에 민감한 체널 세트를 발생시키도록 빔 형성기에 의해 처리된다. 시계열의 빔 형성 데이타는 디지탈 필터를 통과하여 디스플레이 될 수 있다.
제1도는 0°("이물쪽의 말단화염(forward endfire)") 내지 180°("고물쪽의 말단화염(aft endfire)")의 30°간격인 7개 각도로 부터 수신된 은향 에너지를 측정하는 감시 시스템(30)을 도시한 것이다. 물체(32)에 의해 감시시스템(30)으로 부터 60°위치에 발생된 음향 에너지는 그 방향으로 향하는 빔(34)에 의해 가장 확실하게 얻어질 것이다.
측정되는 각각의 각도에서, 감시 시스템은 이산시간 간격에 걸쳐 소정 주파수 대역(또는 주파수 대역들)내의 음향에너지의 진폭을 측정한다. 그 데이타는 저장되고 분석되어지는데, 신 데이타가 수신될 때 계속해서 갱신된다.
제2도를 참조하면, 선박(40)이 제1도의 감시 시스템(30)의 경로를 가로질러 통과하고 있음을 알 수 있다. 감시 시스템은 t0, t1, t2 및 t3으로 분류된 4개의 이산시간간격에서 통과하는 선박을 탐지할 것이다. t1에서, 통과하는 선박은 감시시스템으로 부터 45°각, 즉 방위각에 있다.
전형적인 시스템은 50개의 각도를 측정하고, 대략 매 십초마다 연속적으로 갱신된 출력을 디스플레이 한다. 음향에너지는 바람, 파도 및 해양 유기체와 같은 천연자원으로부터 수신되거나 또는 상선 또는 잠수함과 같은 인공자원으로 부터 나올 수 있다. 이것은 어떤 하나의 시간 간격에서 수신된 대량의 데이타를 발생시킨다. 46,000 바이트 만큼의 데이타가 수신장치에 의해 매시간 간격마다 발생될 수 있다.
본 발명의 시스템은 실시간에서 입력 데이타를 처리하고 라우드 소스(loud source)또는 배경잡음(background noise)과 같은 불필요한 데이타를 삭제한다. 본 발명을 이용하여, 오퍼레이터는 정적인 상태일 수 있고 그렇지 않으면 다른 신호에 의해 불명료해질수 있는 극히 소수의 선박에 집중할 수 있다.
현재의 2차원 감시시스템에서는, 단지 어떤 주파수 범위가 어떤 시간에서만 디스플레이 될 수 있기 때문에 다수 주파수를 가로지르는 선박을 추적하는 것은 어렵다. 그러므로, 종래 기술시스템에서, 통과하는 선박의 경로는 단지 그것의 주파수가 측정되는 주파수 범위내에 있을 경우만 관찰할 수 있다. 예를 들면, 제2도에 도시한 통과하는 선박이 감시 시스템에 의해 모니터되는 주파수 범위내에 없는 주파수를 가질 경우, 그것은 감시 스크린상에서 볼 수 없을 것이다.
종래 기술 시스템이 소정 주파수 범위를 디스플레이 할때, 그것들은 종종 전주파수 대역에 걸치는 주파수에서 신호를 요약해야만 한다. 이들 시스템에서, 디스플레이되는 주파수 범위가 증가될 때 디스플레이상의 신호를 식별하는 것은 더욱 어렵게 된다. 대역폭, 즉 주파수 범위각 증가함에 따라, 간섭하는 잡음 및 클러터(clutter)의 양은 또한 증가한다. 그러므로, 광대역폭에 걸쳐 디스플레이하는 종래 기술은 종종 바람직하지 않은 잡음으로 혼란케 된다.
본 발명의 시스템은 데이타를 3차원 포맷으로 처리하고 디스플레이하며 각각의 주파수에서 데이타를 개별적으로 처리하게 하고 모든 주파수를 한번에 보여줄 수 있게 한다.
각각의 이산 시간 간격에서, 각각의 이산 주파수 대역에 있어서, 소나 감시 시스템은 데이타 처리 시스템에 수신된 신호위 진폭 및 방위각을 전송한다. 제3도는 시간 간격 t0 및 주파수 f1에서 수신될 때 하나의 음향원의 진폭대 방위각 표시를 도시한 것이다.
제4도를 참조하면, 본 발명의 실시예는 수신된 신호의 진폭 및 방위각의 그래프 표시를 그레이스케일 포맷(greyscale format), 즉 "방위각 시간 기록"(BTR)으로 변환시킨다. 그레이스케일 화상은 한세트의 주사선으로 부터 형성된다. 주사선내의 각 요소는 특정 방위각에 대응하고, 그 방위각에서 수신된 에너지의 진폭은 화이트(0)로 부터 블랙(15)까지, 또는 블랙(0)으로부터 화이트(15)까지 그레이세이드 로서 디스플레이 된다. 그러한 주사선의 접속은 결과로써 그레이스케일 화상, 즉 BTR을 발생시킨다.
따라서 그레이스케일 포맷은 어떤 주파수 대역 및 시간 간격에서, 측정된 방위각의 범위에 걸쳐 수신된 신호의 진폭을 나타낸다. 상이한 방위각의 신호들은 수평 벡터로서 나타내지고, 진폭은 상이한 포인트에서 벡터의 강도에 의해 나타내진다. 제3도에 도시한 신호들은 제4도에 도시한 그레이스케일 포맷에 상당한다.
제5도는 각각의 시간 간격에 걸쳐 다수 방위각에서 수신된 다수의 그레이스케일 라인, 즉 BTR 주사로서 도시한 일련의 주사 간격을 도시한 것이다. BTR 주사는 시간증가에 따라 구성될 수 있고, 어떻게 신호가 시간에 걸쳐 변화하는지를 나타낸다. BTR 의 사용은 특정 주파수 대역에서 수신된 음향 에너지의 진폭 및 방위각의 표시를 개개의 BTR 주사의 스택에서 시간에 걸쳐 구성하도록 한다.
방위각, 진폭 및 시간의 BTR 표시는 음향 데이타를 매트릭스에 의해 나타내도록 한다. 매트릭스 분석은 BTR에서 발견된 패턴을 설명하도록 사용될 수 있다. 본 실시예에서, BTR은 매트릭스의 그래프 표시로서 처리되고, 특이치분해는 BTR 매트릭스를 그것의 시간 및 방위각 성분으로 분해하는데 사용된다.
특이치 및 단일 벡터를 이용하는 매트릭스 분석은 종래 기술 분야에 널리 공지되어 있다. 다음의 간행물은 그러한 매트릭스 분석을 상세히 기술하고 있다 : 1987년 L.L.Marple 씨의 Digital Spectral Analysis with Applications; 1989년 G.H.Golub 씨 및 C.F.Van Loan 씨의 Matrix Computation; 1970년 G.H.Golub 씨 및 C.Reinsch 씨의 Numerical Math 의 "Singular Value Decomposition and Least Squares Solutions"; 1979년 J.J.Dongarra 씨등의 LINPAC User's Guide; 1982년 T.F.Chan 씨의 Communication of the ACM의 "An Improved Algorithm for Computing Singular Value Decomposition". 고유벡터 및 고유값을 이용하는 매트릭스 분석은 또한 종래 기술 분야에 잘알려져 있다.
제6도는 BTR 화상(70)의 출력 디스플레이를 나타낸 것이다. 매트릭스(72)는 설명된 바와같이 디스플레이에 적합한 BTR 화상의 수치표시를 제공한다. 0으로부터 15까지의 정수는 신호의 진폭을 나타내도록 사용되고, 이것은 선의 강도에 의해 BTR 화상에 도시되어져 있다.
제7A도 및 제7B도를 참조하면, BTR 화상은 2차원 포맷내에 배열된 원소들을 포함한 매트릭스×(60 으로 표시된 박스로 도시)로 나타내진다. 이 매트릭스는 상기 참조 문헌에서 기술된 바와같이 우측 단일 벡터(right singular vector), 좌측 단일 벡터(left singular vector) 및 특이치로 분해될 수 있다. 우측 단일 벡터는 매트릭스 Qt(64로 표시된 박스로 도시)로 배열된다. 좌측 단일 벡터는 매트릭스 P(66으로 표시된 박스로 도시)로 배열된다. 특이치들(박스 62에서 도시한)은 캐트릭스 D에서 주 대각선을 따라 배열된다. 입력데이타를 포함한 매트릭스 X에서의 정보는 그것의 우측 단일 벡터 Qt및 특이치 D에 의해 나타내질 수 있다. 따라서 생데이타는 실질상 압축 형태로 나타내질 수 있다.
매트릭스 X(60)는 현재실시예에서 입력 BTR 데이타를 포함하고 있음을 나타낸다. 특이치 D(62) 및 우측 단일 벡터 Qt(64)는 Numerical Math 에서 Golub 및 Reinsch씨에 의해 개설된 바와같은 알고리즘에 의해 계산된다.
수치 수학의 이용
단일 벡터 및/또는 특이치들은 BTR 데이타내의 특징을 증대 및/또는 억압하도록 필터와 같은 본 발명의 실시간 다차원 처리시스템에 의해 사용된다. 특이치 D(62)는 대각선 형태로 디스플레이되고 단일 벡터를 조정하도록 사용된 가중치를 나타낸다. 바람직한 실시예에서 좌측 단일 벡터 P(66)는 명백히 계산되지 않는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 입력 데이타는 입력 데이타를 증대시키도록 우측 단일 벡터에 의해 사후 곱해진다. 그러나, 다른 실시예에서, 그것은 좌측 단일 벡터에 의해 입력 데이타를 미리 곱함으로써 입력 데이타를 증대하도록 보다 능률적으로 계산될 수 있다.
우측 단일 벡터 Qt(64) 및 특이치 D(62)는 실질적으로 압축 형태의 입력 데이타내의 중요 특징을 나타내도록 사용된다. 이 수치예에서, 데이타는 82% 만큼 압축된다. 대체로, 실재 세계 응용에서, 압축도는 실질상보다 크게 될 것이고 98%의 압축까지 도달할 수 있다. 이것은 데이타를 증대되도록 하거나 또는 그렇지 않으면 실질적으로 계산 시간량을 저장하는 것외에는 어떠한 필요한 데이타의 손실없이 처리되고 디스플레이된다.
본 발명의 데이타 처리 시스템은 실질적으로 실시간에서 데이타를 처리하는데 필요한 계산량을 감소시킨다, 본 발명을 이용하는, 데이타가 매 20초마다 갱신되는 수중청음기의 어레이는 초당 890,000 부동 소수점 명령을 실행할 것이다. 처리 및 증대전에 데이타 "압축"없이, 유사한 시스템은 가능하다면 실시간 화상 처리를 어렵게 하는 초당 85,670,000 부동 소수점 명령을 필요로 할 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 데이타의 처리 시스템은 패턴을 묘사하고 필요없는 성분을 제거하며 BTR 화상에서 대상의 성분을 분리하고 분석하도록 특이치 분해를 이용한다. 다른 실시예에서, BTR 데이타의 교차승적 매트릭스의 고요 벡터 분해는 BTR 데이타를 분해하도록 사용될 수 있다. 데이타 매트릭스 X의 교차승적은 X'X 이거나 XX' 이다, 고유 벡터 분해는 또한 종래 기술 분야에 공지되어 있다.
제8도를 참조하면, 본 발명은 3차원 매트릭스에 다수 주파수 대역에 대한 다수 BTR 화상을 저장한다. BTR화상(80,82,84,86,88)은 나란히 쌓아져 데이타 "큐브"(89)를 생성한다. 큐브의 차원은 방위각대 시간대 주파수이다. 신호의 진폭은 어떤 주어진 시간, 방의각 및 주파수에서 큐브에 저장된 값을 판독함에 의해 결정될 수 있다.
제9도를 참조하면, 본 발명의 일 양상이 도시되어 있고, 이것은 3차원의 "투명한 큐브"(90)로서 3차원 매트릭스에 저장되는 데이타를 디스플레이하는 것이다. 통과하는 선박의 경로는 투명한 큐브내의 "유사 파이프 클리너"물체로서 나타난다.
제10, 10A, 10B 및 10C도를 참조하면, 제9도의 3차원 데이타 큐브(90)는 3측면상에 도시되어 있다. 데이타 원소의 매트릭스로서 배열된 3차원 데이타 큐브는 3방향 중 어떤 방향으로 "분할" 될 수 있고 따라서 3면이 생긴다. "A"면(102)은 특정 주파수에서 시간대 방위각을 나타내는 BTR 화상이다. "B"(104)면은 특정 시간동안 신호의 방위각 대 주파수를 나타내는 "FRAZ"면이다. "C"(100)면, 즉 "LOFARgram"면은 특정 방위각에 대한 시간대 주파수를 나타낸다.
데이타는 소나 데이타 큐브(90)의 3개의 상이한 면중 어떤 하나의 면으로부터 엑세스될 수 있고 보이게 할 수 있다. "BTR"면은 시간에 걸쳐 에너지원의 위치의 함수로서 다수 음향 에너지원을 디스플레이 하기 때문에 특히 유용하다.
제11도는 특정 주파수 대역에 대하여 BTR(110)을 나타낸 것이다. 바람, 파도 및 해양 유기체를 포함하는 배경 에너지(112)의 자연원은 BTR 디스플레이를 통하여 랜덤 스티플 구조(111)로서 나타난다. 상선(114,116)에 의해 발생된 음향 에너지는 그들의 이반적인 방향 및 트랙이력(track history)에 대응하는 수직자위(115,117)로 나타난다. 잠수함(118)과 같은 다른 정적원(quieter source)은 희미한 자취(119)로서 나타낼 수 있거나 또는 상선(116,114)과 같은 시끄러운 간섭원에 의해 불명료해질 수 있다.
제12도를 참조하면, 상선(114,116)과 같은 개개의 음향원은 다수의 BTR의 상이한 주파수에서 음향 에너지를 디스플레이할 수 있다. 예를 들면 상선(H6)은 BTR(120,122,124)의 주파수에 대한 음향 에너지를 발생한다. 다른 상선(114)은 BTR(110,122)의 주파수에 대한 음향에너지를 발생한다. 미지의 잠수함 소스(118)는 BTR(110,120)의 주파수에 대한 음향 에너지를 발생한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 다차원 데이타 처리 시스템은 다수 주파수 대역에 걸치는 유사한 트랙이력에 관계한다. 예를 들어 제12도를 참조하면, BTR(110,120)의 주파수는 잠수함(118)과 관련되고, BTR의 주파수는 수직자취(119)로서 서로 관련되고 디스플레이된다. 따라서 트랙이력 데이타 베이스(track history data base)는 일반적으로 위크소스(weak source)인 대상의 데이타 신호를 증대하고, 일반적으로 시끄러운 음향원인 필요없는 신호와 잡음을 제거하도록 사용될 수 있다.
본 발명의 시스템은 물체를 탐지하고 추적하는데 도움이 되도록 특이치 분해에 의거한 알고리즘을 실행한다. 시간 및 주파수에 걸치는 상호 관계는 유사한 트랙이력을 포함한 그들의 주파수 대역을 식별한다. 이러한 관계는 오퍼레이터가 음향원을 탐지 및 분리하고 라우드 소스(loud source)및 잡음을 억압하며 다른 정적원을 증대할 수 있도록 한다. 주파수 대역 전역에서 상관관계 또는 그들 특이치의 크기에 의거하여 이러한 선택적인 소스의 "분할"은 시끄러운 간섭 및 잡음에 직면하여 위크 소스를 검출하는데 중요하다.
제13도를 참조하면, 본 발명의 주 알고리즘에 대한 플로우챠트가 도시되어 있다. 알고리즘은 특정 시간 주기에 걸쳐 주파수 대역의 세트에 대해 BTR 주사, 예를 들면 BTR 슬라이스(110,120,122,124)상에서 작동한다. 초기에, 어떤 시간 간격동안 입력 BTR 데이타가 얻어지고(130), 3차원 매트릭스에 부가되며(132), 가장 오래된 시간간격 동안의 BTR 데이타가 3차원 매트릭스로 부터 제거된다(134). 3차원 매트릭스 Y의 형태로 BTR 데이타가 사전처리 기능블록에 입력된다(136). 사전처리 기능블록(136)은 그 데이타에 가증치를 부가하여 2차원 매트릭스 X로 재포맷한다. 그 데이타는 처음에 3차원 매트릭스를 다수의 2차원 매트릭스로 분할함으로써 재포맷되고, 다음에 공통 차원을 따라 2차원 매트릭스를 연결시킨다. 바람직한 실시예에서, 2차원 매트릭스는 방위각 차원에 따라 연결된다. 연결된 2차원 매트릭스로 재포맷되는 데이타는 BTR 데이타가 주파수에 걸쳐 서로 관련되는 탐지기능 블록(138)으로 전송되고 특정신호를강조하기 위하여 부분 공간으로 분할된다. 그 데이타는 필터이고, 증대되며 3차원 증대 데이타 매트릭스의 형태로 다시 배열되는 증대 및 추적 기능블록(140)으로 전송된다. 최종적으로, 그 데이타는 디스플레이 기능블록(142)에 의해 디스플레이된다. 이들 각각의 기능블록은 하기에 보다 상세히 설명될 것이다.
BTR 입력 데이타가 이들 기능 블록들을 통하여 순방향으로 통과됨에 따라, 정보는 또한 대상의 소스를 추적하는데 조력하도록 역방향으로 통과된다. 종래의 이력 데이타는 주위 영역내의 음향원의 위치 및 상태를 나타내는 특정의 방위각 자취 세트이다. 방위각 자취는 위크소스 Qws(144)에 관련되고 선택된 접촉부 Qc(146)의 방위각 투적위치와 관련되는 단일 벡터의 형태이다. 게다가, 위크소스 Qwws(145)에 가중치를 부가하도록 몇몇의 위크소스 Qws는 가중치가 부가되었다.
위크소스 Qws(144)의 트랙이력 데이타는 탐지 기능블록(138)에 의해 계산되고 신데이타에 부가될 사전 처리 기능블록(136)에 역으로 통과된다. 이러한 피드백의 목적은 위크소스로 부터 위크소스가 배경 잡음과 구별될 수 있는 지점까지 에너지를 확대시키는 것이다. 가중치가 부가된 위크소스Qwws(145) 트랙이력 데이타는 또한 대상의 신호가 증대되도록, 다른 불필요한 신호가 감소되도록 증대 및 추적 기능블록(140)에 순방향으로 통과된다.
선택된 접촉부 Qc(146)의 종래의 트랙이력 데이타는 증대 및 추적 기능블록(140)에 의해 계산되고 사전 처리 기능블록(136)에 피드백 된다.
선택된 접촉부 Qc(146)의 종래의 트랙이력 데이타는 증대 및 추적 기능블록(140)에 의해 계산되고 사전 처리 기능블록(136)에 피드백 된다.
사전처리 기능
제14도를 참조하면, 사전처리 기능블록(136)이 보다 상세히 도시되어 있다. 사전처리 기능블록(136)은 3차원 입력 데이타에 가중치를 부가하고, 3차원 매트릭스를 일련의 2차원 매트릭스로 분할하며, 방위각 차원을 따라 함께 2차원 매트릭스를 연결시키고, 그다음 2차원 매트릭스를 종래의 방위각 이력 데이타와 연결시킨다. 사전처리 기능블록은 초기에 다수 주파수에 대한 방위각 시간 입력 데이타(BTR)를 3차원 데이타 매트릭스(150) 형태로 얻는다. 152에서 사전처리 기능블록은 특정 방위각, 시간, 및/또는 주파수를 강조하거나 또는 억압하도록 BTR 데이타에 가중치를 부가한다.
각각의 시간은 각 시간 간격에서 진폭 데이타를 적당히 일정한 비율로 정하도록 사용되는 시간 계수 ti(156)를 갖는다. 각각의 방위각은 또한 특정 방위각에서 진폭 데이타를 적당히 일정한 비율로 정하도록 사용되는 연괸된 방위각 계수 Bj(154)를 갖는다. 유사하게, 각 주파수는 데이타의 진폭 값을 그 주파수에서 일정한 비율로 정하도록 사용되는 연관된 주파수 계수 Fx(158)를 갖는다. 선택된 방위각, 시간 및 주파수에서 데이타의 크기를 증가시키는 것은 차후 분석에서 연관된 데이타의 값을 증가시킨다.
다른 선택된 방위각, 시간 및 주파수에서 데이타의 크기를 감소시키는 것은 유사하게 차후분석에서 연관된 데이타의 값을 감소시킨다. 방위각, 시간 및 주파수 계수는 오퍼레이터에 의해 프리세트될 수 있거나 또는 변경될 수 있다.
그 데이타는 160에서 그것의 3차원 포맷으로부터 연결된 2차원 포맷으로 재포맷된다. 3차원 매트릭스는 처음에 그것을 일련의 2차원 매트릭스로 분리함으로써 제포맷되고 그다음 공통차원을 따라 함께 2차원 매트릭스를 연결시킨다. 바람직한 실시예에서, 공통차원은 방위각이다 :
Bf1: Bf2: Bf3: … : Bfn(여기서 ":"는 주파수 f1,f2,f3,…fn에 대한 방위각 차원을 따라 연결을 나타낸다).
3차원 데이타 매트릭스로서 저장되어진 데이타는 다수의 2차원 데이타 매트릭스로 분리되거나 또는 분할된다. 이들 2차원 데이타 매트릭스는 방위각 차원을 따라 연결되고, 결과로써 하나의 큰 연결된 2차원 매트릭스가 생긴다. 이것은 방위각 차원을 따라 연결되는 BTR 주사를 발생하도록 함께 연결된 소정의 주파수 세트에 대해 가중치가 부가된 BTR 주사를 생기게하고, 따라서 새로운 연장된 2차원 매트릭스가 생성된다. 매트릭스는 다른 차원에서 시간 및 주파수의 조합 및 한 차원에서 방위각을 갖는다.
위크소스 Qws(144)의 트랙이력은 탐지기능블록(138)에 의해 연속적으로 갱신되고 탐지기능블록으로부터 사전처리 기눙블록까지 역으로 통과된다. 위크소스 Qws(144)의 트랙이력은 탐지기능 블록에서 특이치 분해에 의하여 유도되는 우측 단일 벡터의 형태로 된다. 위크소스 Qws(144)의 트랙이력은 162에서 도시된 2차원 매트릭스 내의 일정한 비율로 정해진 BTR 데이타와 연관된다.
제15도를 참조하면, 트랙이력 데이타 베이스가 도시되어 있다. 트랙이력 데이타 베이스는 위크소스 Qws(144a 내지 144h)의 트랙이력 및 선택된 접촉부 Qc(146a 내지 146h)의 트랙이력을 보유한다. 예를 들면, 제15도에서 BTR 데이타는 매 30초마다 트랙이력 데이타와 결합된다. 현재의 BTR 데이타 및 이력 데이타를 포함한 전 데이타 세트는 특이치 분해를 이용하여 분석된다. 바람직한 실시예에서, 이처리는 매 30초마다 반복되고, 이력 데이타 베이스는 연속적으로 갱신된다.
트랙이력 데이타 베이스는 탐지기능블록과 증대 및 추적 기능블록으로 부터 수신된 트랙이력을 이용하여 생성되고 연속적으로 갱신된다. 트랙이력 데이타 베이스는 각각의 이전 시간 간격동안 결정됨으로써 주위 환경의 상태를 나타내는 이력 데이타를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 데이타는 사정의 30초, 1분, 30분, 1시간, 2시간, 3시간 및 4시간 동안 저장된다.
트랙이력 데이타 베이스는 매 30-n(Fig. 15 30tn초당 1번)초마다 위크소스 Qwsooo(144a)및 선택된 접촉구 Qcooo(146a)의 가장 최근에 수신된 트랙이력 데이타를 저장함으로써 갱신되는데, 여기네서 n은 그 시스템이 특이치 분해 계산을 실행하기 위해 취하는 추가 시간에 관련된다. 매 1분마다, 트랙이력 Qwsooo(144a)는 사전에 1분동안 과거 상태를 나타내도록 "역통과" 되거나 또는 데이타 베이스에 저장된다. 이 데이타는 Qwsoo1(144b로 도시)이 된다. 유사하게, 바람직한 실시예에서, 이력 데이타는 매 10분, 30분, 1시간, 2시간 및 3시간마다 "역통과"된다.
선택된 접촉부 Qc의 트랙이력은 정적원 Qws의 트랙이력과 유사한 방법으로 이력 데이타 베이스에 들어간다.
따라서 본 발명은 생성되고 연속적으로 갱신될 이들 시간 간격에서 데이타를 나타내는 이력 데이타 베이스를 제공한다. 트랙이력 데이타는 압축된 형태로 능률적으로 유지된다. 각각의 새로운 분석은 압축된 이력 데이타를 포함하는데, 이 압축된 이력 데이타는 완전한(비압축된) 이력 데이타의 완전분석에 상당하고, 아직도 계산 비용의 일부이다.
제14도를 참조하면, 접촉 트랙이력 데이타 Qc(146)는 증대/추적 기능블록(140)에 의해 연속적으로 갱신되고, 사전처리 기능블록에 의해 사용되도록 역통과된다. 이 데이타는 또한 가증치가 부가되고 164 에서 나타낸 2차원의 가중치가 부가된 BTR 데이타와 연관된다.
Bf1: Bf2: … : Bfn : Qws : Qc
탐지기능
제16도를 참조하면, 탐지 기능블록(133)이 보다 상세히 도시되어 있다. 탐지 기능블록은 주파수 및 시간에 걸쳐 BTR 트랙이력 데이타를 서로 관련시키고 그것의 주요한 특이치 및 관련된 우측 단일 벡터에 의하여 데이타를 분석하고, 그들의 특이치 구조에 의거하여 그 데이타를 부분공간으로 분할한다.
2차원 매트릭스의 형태인 가중치가 부가된 BTR 데이타는 170에서 사전 처리 기능블록으로 부터 얻어진다. BTR 데이타는 172에서 특이치 분해(SVD)에 의해 분석되거나, 또는 다른 실시예에서, 방위각 대 방위각 상관관계 매트릭스 X'X의 고유벡터 분해(EVD)에 의하여 분석된다. 특이치 분해의 결과로서 BTR 데이타로 부터 유도되어진 특이치 및 단일 벡터의 연관된 매트릭스가 생긴다.
SVD(X)→D, Qt(특이치 분해를 이용)
EVD(X'X)→D, Qt(고유 벡터 분해를 이용)
제 7A 및 7B도를 재참조하면, 매트릭스 X(60)는 그것의 특이치 D(62)는 그것의 우측 단일 벡터 Qt(64) 및 그것의 좌측 단일 백터 P(66)에 의하여 형성된다. 특이치 매트릭스 D(180)의 제1행 및 제1열에 도시되고 34.85의 값을 갖는 특이치는 우측 단일 벡터 매트릭스 Qt의 제1행에 나타낸 우측 단일 벡터의 크기를 나타낸다. 제1행에서 제5 방위각 위치의 중심에 위치하는 우측 단일 벡터는 접촉부의 위치를 나타내는 제5 방위각 위치의 중심에 위치하는 그것의 최대값은 .85(182에서 나타냄)이다. 매트릭스 P의 제1열에 나타낸 연관된 좌측 단일 벡터 P1은 접촉부가 접촉함을 나타내는 시간에 대하여 크기의 증가를 나타낸다 유사하게, 3.99의 값을 갖는 특이치 D2(190)는 다른 위크소스의 크기를 나타낸다. 우측 단일 벡터 Qt 2, 매트릭스 Qt의 제2행은 이 접촉부의 위치를 나타내는 제2 방위각 위치에 위치되는 그것의 최대값 .96을 갖는다. 좌측 단일 벡터 P2, 매트릭스 P이 제2열은 이 접촉부가 어레이로부터 멀리 떨어져 이동됨을 나타내는 시간에 따라 위커(weaker)를 성장시키는 신호를 나타낸다.
제16도를 재조하면, 그것의 특이치 및 우측 단일 벡터를 얻기 위해 연관된 2차원 매트릭스를 분해한 후, 174에서 탐지 기능블록은 특이치를 부분공간으로 분류한다. 위크소스 Qws에 대응하는 트랙이력 데이타는 부분 공간 선택에 의해 계산된다. BTR 데이타로 부터 유도되어진 특이치는 특이치의 크기에 의거하여 부분공간으로 분류된다. 바람직한 실시예에서, 특이치들은 라루드 소스, 위크소스 및 잡음의 3가지 부분 공간 카테고리의 하나로서 분류된다.
제17A도는 그들 크기에 따라 배열된 특이치들의 대수의 전형적인 도표를 나타낸 것이다. 그래프는 로그-직선관계(181)를 나타낸다. 그래프의 직선 부분은 잡음의 특이치 구조의 특징이다.
그래프의 좌측부는 라우드 소스에 대응하는 보다 큰 값을 나타내고, 우측부는 전형적으로 잡음에 상당하는 보다 작은값에 대응한다. 본 발명에서, 특이치는 3가지 카테고리, 즉 라우드 소스(180), 위크소스(184) 및 잡음(182)중 하나로 분류된다.
바람직한 실시예에서, 특이치들의 전 범위는 계산될 필요가 없다. 대신에, 컴퓨터계산을 줄이기 위해, 특이치 및 대응하는 단일 벡터는 연속적으로 유도될 수 있다. 연속하는 특이치들의 로그가 선형 방법(제17A도 및 제17B도의 181에서 도시된 바와 같은)으로 감소되도록 나타난다면, 특이치들은 더이상 계산될 필요가 없다. 다른 실시예에서 특이치들의 계산은 특이치가 특정값에 도달할 때, 특이치들의 도함수가 일정 레벨에 도달할 때, 다수의 특정 특이치들이 계산되어질 때, 또는 몇몇 다른 표준을 이용하여 중지될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에서 단지 7개의 특이치들만이 모든 매트릭스에 대해 계산된다.
탐지 기능블록은 174에서 실행된 부분 공간 선택에 의거하여 176에서 선택된 특이치들을 수정한다. BTR 데이타는 수정된 특이치들 및 우측 단일 벡터들을 이용하여 필터되고 증대된다.
제17B도를 참조하면, 탐지 기능블록은 라우드 소스(180) 및 잡음(182)에 관련된 단일 벡터의 중요성을 감소시키고 또한 위크신호(184)를 증대시키도록 특이치들의 가중치를 수정한다. 특이치들은 특정 임계치(190)이하인 증대된 단일 벡터들은 제거될 수 있다. 이런식으로, 단일 벡터 Qws의 서브세트는 위크소스(184)의 가중치가 주가된 특이치들에 의거하여 선택된다.
데이타를 증대시키는 방법은 제18A도 및 제18B도에 도시되어 있다. 제18A및 18B도에는, 7A및 7B도에서 예로서 사용되었던 BTR 데이타가 도시되어 있다. 그러나, 데이타의 특이치 Denh(200)들은 특정 위크신호를 증대시키고 보다 강한 신호를 감소시키도록 수정되어져 있다. 라우드 음향원에 관련된 특이치 D1(180)는 34.85로 부터 1.00으로 감소되어졌다. 위크 음향원에 관련된 특이치, D2(190)는 3.99로 부터 10.00으로 증가되어졌다. 잡음 신호들은 이 예에서 유사하게 감소되어지고, D3(192)는 2.55로 부터 1.00으로 감소되고, D4(194)는 1.13에서 1.00으로 감소되었다. 단일 벡터에 대한 값들은 동일치를 유지한다. 그 결과로 생긴 BTR 데이타 Yenh는 182에서 나타내고, 이 데이타의 그래프 디스플레이는 204에서 나타내 진다. 이 디스플레이에서, 위크소스는 현저하게 디스플레이되고, 반면에 강한 소스는 감소되어진다. 제16도를 참조하면, 탐지 기능블록은 178에서 위크소스 Qws에 대응하는 트랙이력 데이타의 세트를 계산하는데, 이것은 신호 부분공간의 여러 주파수에 걸쳐 음향원의 방위각 이력을 나타낸다. Qws는 특정 방위각 족으로 그것의 로딩을 최대화하도록 회전될 수 있다.
위크소스 Qws에 관련된 우측 단일 벡터들은 특이치들을 조정함으로써 가중치가 부여될 수 있고, 결과로서 가중치가 부가된 위크소스 Qwws(145)가 생긴다. 탐지 기능블록(138)은 우측 단일 벡터 Qws(144)의 형태로 트랙이력 데이타를 사전 처리 기증블록도(136)에 역방향으로 통과시킨다. 탐지 기능블록(138)은 가중치가 부가된 우측 단일 벡터 Qwws(145)를 증대 및 추적 기능블록(140)에 순방향으로 통과시킨다.
증대 및 추적기능
제19도를 참조하면, 증대 및 추적 기능블록(140)이 보다 상세히 도시되어 있다. BTR 데이타 Y의 연관된 2차원 매트릭스 및 가중치가 부가된 위크소스 우측 단일 벡터 Qws(184)는 탐지 기능블록으로 부터 넘겨진다. 증대 기능블록은 BTR 데이타를 증대시키도록 음향원의 트랙이력에 대응하는 가중치가 부가된 위크소스 우측 단일 벡터 Qwws를 사용한다. 증대된 BTR 데이타(60)는 BTR 데이타가 가중치가 부가된 단일 벡터상에 투영됨으로써 212에서 발생된다. 조정된 우측 단일 벡터 QwwsT는 모든 BTR 데이타에 걸쳐 정보를 증대 및/또는 억압하도록 그들의 전치 행렬 Qwws에 의해 미리 곱해질 수 있고 공간 필터(Qwws QwwsT)로서 사용될 수 있다.
Yenh=Y(Qwws QwwsT)
또는 교대로, Yenh=(Y Qwws) QwwsT
접촉 주파수 기호는 Sc는 증대된 BTR 데이타로 부터 214에서 유도되고 216에서 접촉 트랙이력 데이타는 Qc(146)를 결정 및 발생시키도록 원 인입 데이타와 서로 관련된다. 접촉 트랙이력 데이타는 Qc는
Qc=ScT(Bf1: Bf2: … : Bfn)
여기서 주파수 기호 Sc는 진폭의 벡터로서 서로 관련되어 저장된다 :
Sc=(Sf1: Sf2: … : Sfn)
BTR 데이타는 각 시간 간격 t1에서 FRAZ 포맷으로 연관된다 :
Fi=(Bf1: Bf2: … : Bfn)
스칼라 곱 Qc=ScTFi가 계산된다.
특정 주파수 대역에 대한 위크소스의 트랙이력은 BTR 디스플레이를 위해 선택될 수 있다. 위크소스의 증대된 트랙이력은 디스플레이 목적을 위해 일정한 비율에 따라 다시 정할 수 있고 및/또는 정규화될 수 있다. 조정의 주파수 대역에 걸쳐 디스플레이하기 위해, Qws에 관련된 신호 부분 공간은 정방형 좌측 단일 벡터(즉, Y Qwws)를 합산하거나, 또는 증대된 데이타를 제공 및 합산함에 의해 계산된다.
대상의 접촉부는 특정 방위각 및 시간을 따라 증대된 데이타를 검사함으로써 또는 합산 에너지 BTR의 트랙을 따라 연결된 일련의 주사에 의햐여 데이타를 검사함으로써, 또는 투명한 데이타 큐브의 검사를 통해 그것의 접촉 주파수 기호에 의해 식별될 수 있다. 주파수 기호 Sc는 연결된 데이타의 분석 또는 투명한 데이타 큐브의 분석을 통하여 유도된다.
주파수 기호들은, 음향원의 관련된 특징의 대부분의 특성이고 읽어내지며 주파수 벡터에 위치되는 빔/시간을 찾아냄으로써 선택될 수 있다.
제20도를 참조하면, 음향 접촉부는 유일한 주파수 기호(230)에 의해 식별된다. 주파수 기호는 특정 시간 및 방위각에서 증대된 소나 데이타 큐브로 부터 판독되거나 또는 곡선 모양의 시간/방위각 "슬라이스"를 따라 평균된다. 교대로, 주파수 기호는 시간/방위각 슬라이스에서 연결된 데이타의 특이치 분해에 의하여 계산될 수 있다. 주파수 기호는 인입 데이타와 서로 관련 시킴으로써 시간 및 방위각 전역에서 음향원을 추적하도록 사용된다. 주파수 기호들은 변경이 음향원 그 자체에서 발생될 때 또는 음향 에너지가 끊임없이 변화하는 해양 환경을 통하여 이동하면서 수정될 때 불규칙적으로 그리고 예측할 수 없게 변화할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 콘벌루션 기능블록(232)은 주파수 기호의 특정을 넓히도록 사용될 것이다. 결과로 생긴 기호 Sc(234)는 또한 드레시홀드될 것이다. 결과로 생긴 기호 Sc(234)는 도플러시프트, 주파수 불안정성, 또는 다른 불확정성에 의해 발생될 수 있는 근소한 주파수 변화에 덜 민감하다.
선택된 접촉부 Qc의 접촉 트랙이력은 BTR 데이타를 상관관계에 의하여 접촉 주파수 기호상에 투영함으로써 결정된다 :
Qc=ScTFi
게다가, 접촉 트랙이력 Qc및 위크소스 트랙이력 Qws도 디스플레이 될 수 있다. 합계 접촉 트랙이력은 주파수 차원을 따라 연관된 정방형 벡터 Qc를 합계함으로써, 또는 증대된 데이타를 제곱 및 합산함으로써 계산될 수 있는데, 이것은 디스플레이 목적을 위해 일정한 비율로 재정이 될 수 있고 정규화될 수 있다. 접촉 트랙이력 데이타는 주파수 기호 Sc에 의해 미리 곱함으로써, 데이타를 드레시홀드함으로써 그리고 데이타를 투명한 데이타 큐브로서 디스플레이함으로써 3차원 공간으로 투영될 수 있다 :
Yc=thr│(YQc)│QcT│또는 thr│Y(QcQcT)│
증대된 데이타 Yenh는 유사하게 투명한 데이타 큐브로서 드레시홀드되고 디스플레이 될 수 있다 :
Yenh.thr=thr│(YQwws)│QwwsT│ 또는 thr │Y(Qwws QwwsT)│
라우드 소스 및 잡음이 억압되어지고 위크 소스가 증대되어진 후에, "증대된 BTR" 데이타는 다시 재포맷된다. 그러나 이 시간에 역절차가 수행된다. 연관된 2차원 매트릭스는 첫째 공통 차원을 따라 일련의 2차원 매트릭스로 분할된다. 다음에 일련의 2차원 매트릭스는 3차원 포맷으로 배열된다. 증대된 BTR 데이타는 디스플레이하기 위해 소나 데이타 큐브로서 통과되는 반면에 접촉 트랙이력 Qc는 인입 데이타 분석에 사용될 사전 처리 기능블록으로 전송된다.
디스플레이
제21A 및 21B도를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 증대된 소나 데이타는 오퍼레이터 인터페이스 스크린상에 투명한 데이타 큐브(240)의 형태로 디스플레이된다. 오퍼레이터는 여러각도를 통하여 3차원 투명 큐브를 상호작용하게 회전시킬 수 있다. 접촉부는 투명 큐브(90)내의 "유사 파이프 클리너" 물체로서 나타난다.
3차원 큐브는 상이한 원근으로부터 회전되거나 디스플레이 될 수 있다. 투명한 큐브는 증대되고 드레시홀드된 3차원 데이타를 포함하고, 그러므로 투명한 큐브는 실제 공간-시간 포맷으로 물체를 디스플레이한다. 이 디스플레이 형태는 잡음을 제거하지 않고 3차원에 걸쳐 증대된 데이타를 서로 관련시키지 않는 종래 기술의 시스템에서는 가능하지 않다.
스크린 디스플레이는 오퍼레이터가 큐브를 통해 자유로이 "이동" 시키도록 하고어떤 시간, 주파수 및 방위각에서 데이타를 나타내는 시간, 방위각 및 주파수 커서를 포함한다. 오퍼레이터는 큐브를 통하여 "슬라이스" 또는 평면의 디스플레이를 조절하기 위해 이들 커서들을 사용할 수 있다. 주파수 대시간(242)은 특정 방위각에 대해 LOFAR 포맷으로 도시되어 있다. 주파수 대방위각(244)은 특정 시간 동안 FRAZ포맷으로 도시되어 있다. 방위각 대 시간(246,248)은 특정 주파수 대역에 대해 BTR 포맷으로 도시되어 있다. BTR 디스플레이(246)가 대상 Qc의 선택된 접촉부를 디스플레이 하도록 사용될 수 있는 반면에 BTR 디스플레이(248)는 위크소스 Qws를 디스플레이 하도록 사용될 수 있다. 여러가지 디스플레이는 각각 주파수 차원을 공유하도록 배열된다. 예를 들면, FRAZ 디스플레이 및 LOFAR 디스플레이는 각각 주파수 차원을 공유하고, LOFAR 및 BTR 디스플레이는 시간 차원을 공유한다.
데이타의 "슬라이스"의 디스플레이가 소나 데이타를 포함할 수 있거나 또는 증대된 데이타로 전환될 수 있는 반면에, 투명한 데이타 큐브는 단지 증대되고, 드레시홀드된 데이타를 디스플레이 할 수 있다.
디스플레이에서 커서는 오퍼레이터가 하나의 커서를 이동함에 따라 다른 디스플레이에서 커서가 적절히 이동될 수 있도록 연결된다. 커서이동은 소나 데이타 큐브 및 디스플레이의 위치 및 분할을 조절한다. 예를 들면, LOFAR 디스플레이에서 시간 커서의 이동은 FRAZ 디스플레이를 급속히 변화시키도록 할 것이다. 유사하게, BTR 디스플레이 또는 FRAZ 디스플레이에서 방위각 커서의 이동은 LOFAR 디스플레이를 적절히 변화시키도록 할 것이다. 특정 시간 및 방위각에서 주파수 기호(234)는 스크린상의 분리된 윈도우에서 디스플레이된다.
데이타는 오퍼레이터 스크린상에 "카툰" 표현을 제공하는 BTR. FRAZ 및 LOFAR 윈도우내에서 빠르게 주시될 수 있다. 게다가, 합계 에너지 BTR 및 접촉 합계 BTR을 포함하는 접촉 트랙이력의 요약은 다수윈도우에서 디스플레이될 수 있다. 부대역, 부간격 및 방위각 섹터들도 또한 디스플레이 될 수 있다.
데이타의 서브 세트는 여러 방법으로 디스플레이 될 수 있다. 다수 윈도우에서 서브큐브들은 섹터 BTR(즉, 선택된 방위각), 섹터 합계 BTR, 합계 에너지 BTR(즉, 모든 접촉부) 및 합계 접촉 BTR(즉, 모든 접촉부는 Qc에 의해 주적되어짐)을 디스플레이하도록 사용될 수 있다. LOFAR 대역 또는 FRAZ 부대역의 일부와 같은 부대역들은 또한 다수 윈도우에서 디스플레이 될 수 있다. 큐브의 어떠한 부분도 서브큐브로서 디스플레이 될 수 있다.
제22도를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 음향 데이타는 수중청음기의 2차원 구면 소나 어레이로 부터 얻어진다. 얻어진 데이타의 차원은 방위각(262)및 억제 앙각(D/E)(264)이고 3차원은 시간(266)이 된다. 전형적인 구면 소나 시스템은 400데이타 채널을 가질 수 있고, 40개의 상이한 방위각 및 10개의 상이한 D/E 각들을 포함한다. 전형적으로, 총(필터된) 에너지의 측정은 초당 여러번 갱신될 것이다. 게다가, 다수 주파수 대역들이 모니터될 수 있고, 이 경우에 본 발명의 데이타 처리 시스템은 4차원 포맷으로 데이타를 처리할 것이다.
수중청음기의 구면 어레이로 부터 얻어진 데이타는 수중 청음기의 견인 어레이에 의해 얻어진 데이타와 유사하게 처리된다. 처리후 데이타는 전형적으로 방위각 대 시간 디스플레이에 의해 디스플레이되고 이것은 3부분 디스플레이의 선택된 D/E 각도에 대해 오퍼레이터에게 제공될 것이다; 상부(270)는 고속(예를 들면, 초당 6번)으로 갱신되고, 중간부(272)는 저속도(매 10초마다 한번)로 평균되고 갱신되며, 바닥부(274)는 최저속도(예를 들면, 매 40초마다 한번)로 평균되고 갱신된다. 이 실시예에 있어서, 방위각 "슬라이스"에 의해 각각의 D/E는 이전에 기술되었던 처리 기능블록으로 입력될 것이다.
제23 및 24도를 참조하면, 본 발명은 5차원 데이타 처리 시스템에 적용될 수 있다. 제23도는 대규모 지역에 걸쳐 분포된 다수의 센서 어레이로 이루어진 고정된 소나 시스템으로부터 얻어지는 데이타를 나타낸다. 센서 어레이들 각각은 3차원 데이타를 제공한다. 3차원 데이타 큐브들은 3차원 매트릭스의 2차원 매트릭스로서 배열된다. 이 실시예에서, 각 시간간격에서, 새로운 표면(280,282,286,288및290)은 각 데이타 큐브의 상부에 부가된다. 신데이타는 하나의, 2차원 매트릭스(292)와 연관되고, 그 매트릭스는 앞서 기술된 바와같이 처리된다.
제24도를 참조하면, 대규모지역에 걸쳐 분포된 다수의 센서 매트릭스를 처리하는 다른 방법이 도시되어 있다. 이 실시예에서, 소나 데이타큐브(300,304,308,312,316,320) 각각은 개별적으로 2차원 매트릭스(302,306,310,314,318,322)로 처리된다. 결과로 생긴 2차원 매트릭스 각각에 대해 특이치 및 우측 단일 벡터가 계산된다. 단일 벡터들은 하나의 2차원 매트릭스(324)와 결합되고 앞서 기술된 바와같이 본 발명에 따라 처리된다. 이런식으로, 고차원 데이타는 상술된 본 발명에 따라 반복적으로 감소되고 처리될 수 있다.
제25도를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 음향 데이타는 수중청음기의 어레이로부터 얻어진다. 얻어진 데이타의 차원은 방위각(B°),시간(t) 및 지연시간(△t)이다. 따라서 데이타 큐브는 입력시간 얼 데이타를 포함한다.
제25도에 도시된 바와같이 배역된 데이타에 있어서, 그 데이타는 고해상도, 다차원 신호 처리에 사용될 수 있다. 데이타 큐브(322)의 2차원 면둥 하나는 시간(t)대 지연시간(△t) 차원을 갖고, 데이타의 시간지연 복사이다. 이러한 매트릭스 형태는 토에플리츠 매트릭스(Toeplitz matrix)라 칭한다. 우측 특이치들은 데이타의 자기상관관계 구조를 나타내고 필터링 및 고해상도 주파수 추정에 사용될 수 있다(예컨대, 참고문헌("Eigenanalysis-Based Frequency Estimation", by S.L.Marple in Digital Spectral Analysis with Applications, Prentice-Hall, 1987)을 참조).
데이타 큐브(334)의 제2면은 방위각(B)대 지연시간(△t) 차원을 갖고, 필터링 및 다수 신호의 도달 방향의 고해상도 추정에 사용될 수 있다(예컨대, 참고문헌 ("Enhanced Minimum Variance Beamforming", by N.L.Owsley, NUSC Technical Report 8305, 1988)을 참조). 이 매트릭스의 우측 단일 벡터들은 방위각 차원을 따라 에너지의 위치를 나타낸다. 좌측 단일 벡터들은 신호의 자기 상관 관계 및 상호 관계를 나타낸다.
모든 3개 차원 t, △t 및 B 동시에 처리함으로써, 본 발명의 이러한 다른 실시예는 이들 두 고해상도 기술을 실시간으로 처리될 수 있는 하나의 단일 동작으로 결합된다.
본 발명의 다차원 데이타 처리 및 디스플레이 시스템은 또한 데이타를 압축하고그 데이타를 멀리 전송하며 원격 위치에서 그 데이타를 재구성하도록 사용될 수 있다. 제6도를 재참조하면, 입력 데이타는 특이치 분해 또는 고유 벡터 분해를 이용하여 분해된다. 선택된 특이치 및 단일 벡터들은 송신된다. 특이치 및 단일 벡터들이 수신된 후, 입력 데이타는 특이치 및 단일 벡터로부터 재구성된다. 입력 데이타는 특이치들의 값을 변경시킴으로써 필터 되거나 또는 증대될 수 있다. 또한, 압축된 데이타는 전 데이타 베이스를 탐색함이 없이 직접 탐색될 수 있고 액세스될 수 있다. 이것은 데이타 베이스 및 검색동작의 유효성을 증가시킨다.
본 발명의 실시간 화상처리 시스템은 소나 탐지 시스템에 제한되지 않고 또한 능동적인 소나 시스템에 대해 사용될 수 있다. 그것은 예를 들면 활동기관을 나타내는 의학화상 시스템과 같은 여러 응용에 유용하다. 이러한 다른 실시예에서, 신호 처리 시스템은 어떤 측면으로부터 기관을 나타내기 위해 사용되고, 그 기관을 통해 이동하여 특정 위치에 있는 슬라이스를 나타내기 위해 사용되기도 하며, 그 데이타를 투명 데이타 큐브로서 가시화하기 위해 사용된다.
전술한 발명이 바람직한 실시예에 관하여 기술되었지만, 당업자라면 여러가지 수정 및 변경을 행할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러한 수정 및 변경은 첨부된 청구범위의 범위내에 포함된다. BF 데이타, 지진 데이타, 다른 통신 데이타 및 의학 화상 데이타에 따라 본 발명을 실행하여 그러한 수정 및 변경을 행할 수 있다.

Claims (33)

  1. 하나이상의 신호 발생 물체에 의해 발생된 신호를 분석하는 방법에 있어서, 상기 신호로부터 수신된 정보를 다차원 데이타 매트릭스에 삽입하는 단계와; 상기 다차원 데이타 매트릭스를 최소한 2개의 2차원 데이타 매트릭스로 분리하는 단계와; 하나의연결된 2차원 데이타 매트릭스를 형성하도록 공통차원을 따라 상기 2차원 데이타 매트릭스를 연결하는 단계와; 압축 매트릭스 형태를 얻도록 상기 연결된 2차원 데이타 매트릭스를 분해하는 단계와; 상기 압축 매트릭스 형태내의 선택된 데이타 값을 상기 압축 매트릭스 형태내의 상기 데이타 값의 소정기능에 의거하여 수정하는 단계와; 상기 연결된 2차원 데이타 매트릭스에 상기 수정된 압축 매트릭스 형태를 곱함으로써 상기 연결된 2차원 데이타 매트릭스내의 상기 데이타를 증대하는 단계와; 최소한 2개의 증대된 데이타 매트릭스를 형성하도록 상기 연결된 2차원 데이타 매트릭스를 분할하는 단계와; 증대된 다차원 매트릭스를 형성하도록 상기 증대된 2차원 데이타 매트릭스를 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다차원 데이타 매트릭스내의 선택된 위치에 있는 상기 데이타에 상기 위치에 관련된 데이타 계수를 곱함으로써 상기 다차원 데이타 매트릭스내의 상기 다차원 데이타를 일정한 비율에 따라 정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압축 매트릭스 형태를 이력 데이타 베이스에 저장하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 2차원 데이타 매트릭스를 분해하기전에, 상기 이력 데이타 베이스내의 상기 압축 매트릭스 형태를 상기 연결된 2차원 데이타 매트릭스와 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 압축 매트릭스 형태내의 선택된 데이타 값을 수정하기전에, 상기 압축 매트릭스 형태내의 상기 데이타를 부분공간으로 분할하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  6. 제5항에 있어서, 이력 데이타 베이스의 상기 압축 매트릭스 형태내의 상기 데이타 값의 선택된 부분공간을 저장하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 증대된 3차원 데이타 매트릭스를 투명한 데이타 큐브로서 디스플레이하는 단계를 포함하고 상기 신호 발생 물체에 의해 발생된 상기 신호가 상기 투명한 데이타 큐브내에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 투명한 데이타 큐브를 여러각도를 통하여 상호작용적으로 회전시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 투명한 데이타 큐브의 2차원 부분을 선택하는 단계와 상기 3차원 데이타 매트릭스내의 상기 데이타의 상기 선택된 2차원 부분을 디스플레이하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 증대된 3차원 데이타 매트릭스의 일부를 최소한 하나의 2차원 데이타 매트릭스에 디스플레이 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 정보는 3차원 데이타 매트릭스내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 3차원 데이타 매트릭스는 상기 신호의 진폭에 관련이 있는 데이타를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 3차원 데이타 매트릭스의 한 차원은 방위각인 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 3차원 데이타 매트릭스의 한 차원은 시간인 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 3차원 데이타 매트릭스의 한 차원은 주파수인 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 3차원 데이타 매트릭스의 한 차원은 부각/앙각인 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 3차원 데이타 매트릭스의 한 차원은 지연시간인 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  18. 제12항에 있어서, 일련의 수중청음기로 부터 상기 진폭에 관련이 있는 상기 데이타를 얻는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  19. 제12항에 있어서, 빔형성기로부터 상기 신호의 진폭에 관련이 있는 상기 데이타를 얻는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 압축 매트릭스 형태는 특이치 및 단일 벡터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 압축 매트릭스 형태내의 선택된 데이타 값을 수정하는 단계가, 상기 특이치의 크기에 따라 상기 특이치를 배역하는 단계와; 상기 특이치의기능에 따라 상기 특이치를 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 특이치들을 순차적으로 유도하는 단계와; 상기 특이치의 기능이 선택된 값에 도달할때 상기 특이치들의 계산을 중지하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  23. 제1항에 있어서, 상기 압축 매트릭스 형태의 고유값 및 고유 벡터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 고유값을 순차적으로 유도하는 단계와; 상기 고유값의 기능이 선택된 값에 도달할때 상기 고유값의 계산을 중지하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  25. 제1항에 있어서, 상기 압축 매트릭스 형태는 고유치 및 우측 단일 벡터를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  26. 제1항에 있어서, 상기 다차원 데이타 매트릭스는 3차원 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 다차원 데이타 매트릭스는 5차원으로 구성되는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 5차원 데이타 매트릭스는 3차원 매트릭스의 2차원 데이타 매트릭스로 구성되는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  29. 하나 이상의 신호 발생 물체에 의해 발생된 신호를 분석하는 방법에 있어서, 상기 신호로부터 수신된 정보를 다차원 데이타 매트릭스에 삽입하는 단계와; 상기 다차원 데이타 매트릭스를 최소한 2개의 2차원 데이타 매트릭스로 분리시키는 단계와; 하나의 연결된 2차원 데이타 매트릭스를 형성하도록 공통차원을 따라 상기 2차원 데이타 매트릭스를 연결하는 단계와; 우측 단일 벡터 및 특이치를 얻도록 상기 연결된 2차원 데이타 매트릭스를 분해하는 단계와; 상기 우측 단일 벡터를 대응하는 특이치의 함수에 의거하여 하나 이상의 부분공간으로 분할하는 단계와; 상기 우측 단일 벡터의 상기 부분공간 각각 내의 선택된 특이치들을 수정하는 단계와; 증대된 2차원 데이타 매트릭스를 발생시키도록 상기 2차원 연결 매트릭스에 상기 수정된 특이치의 대각선 데이타 매트릭스 및 상기 우측 단일 벡터의 매트릭스를 곱함으로써 상기연결된 2차원 데이타 매트릭스내의 상기 데이타를 증대시키는 단계와; 최소한 두개의 증대된 2차원 데이타 캐트릭스를 형성하도록 상기 연결된 2차원 데이타 매트릭스를 분할하는 단계와; 증대된 다차원 데이타 매트릭스를 형성하도록 상기 증대되고 연결된 2차원 데이타 매트릭스를 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
  30. 한 위치로 부터 다른 위치까지의 하나 이상의 물체로 부터 수신된 정보에 따라 삽입되는 다차원 데이타를 나타내는 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 다차원 데이타를 데이타를 데이타 원소의 다차원 매트릭스내에 배열하는 단계와; 상기 다차원 데이타 매트릭스를 다수의 2차원 데이타 매트릭스로 분리하는 단계와; 하나의 2차원 데이타 매트릭스를 형성하도록 공통차원에 따라 상기 2차원 데이타의 매트릭스들을 연결하는 단계와; 상기 매트릭스에 대해 특이치 및 단일 벡터를 얻도록 상기 2차원의 연결된 매트릭스를 분해하는 단계와; 상기 특이치 및 상기 단일 벡터를 원격위치에 전송하는 단계와, 상기 원격 위치에서 상기 특이치 및 상기 단일 벡터로 부터의 상기 연결된 2차원 데이타 매트릭스를 발생시키는 단계와; 상기 원격위치에서 상기 다차원 데이타 매트릭스를 형성하도록 상기 2차원 데이타 매트릭스를 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  31. 한 위치로 부터 다른 위치 까지의 하나 이상의 물체로 부터 수신된 정보에 따라 삽입되는 다차원 데이타를 나타내는 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 다차원 데이타 원소의 다차원 매트릭스내에 배열하는 단계와; 상기 다차원 데이타 매트릭스를 다수의 2차원 데이타 매트릭스로 분해하는 단계와; 하나의 2차원 데이타 매트릭스를 형성하도록 공통차원에 따라 상기 2차원 데이타의 매트릭스를 연결하는 단계와; 상기 매트릭스에 대해 특이치 및 우측 단일 벡터를 얻도록 상기 2차원의 연결된 매트릭스를 분해하는 단계와; 상기 우측 단일 벡터를 대응하는 특이치의 함수에 의거한 하나이상의 부분공간으로 분할하는 단계와; 상기 우측 단일 벡터의 상기 부분공간 각각 내에서 선택된 특이치들을 수정하는 단계와; 상기 수정된 특이치 및 상기 우측 단일 벡터들을 원격위치에 전송하는 단계와; 상기 원격 위치에서 상기 수정된 특이치 및 상기 우측 단일 벡터들로부터 상기 연결된 2차원 데이타 매트릭스를 발생시키는 단계와; 상기 원격위치에서 상기 다차원 데이타 매트릭스를 형성하도록 상기 2차원 데이타 매트릭스를 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송 방법.
  32. 데이타 저장 방법에 있어서, 상기 데이타를 2차원 데이타 매트릭스내로 배열하는 단계와; 상기 매트릭스에 대해 특이치 및 단일 벡터를 얻도록 상기 2차원 데이타 매트릭스를 분해하는 단계와; 상기 특이치 및 상기 단일 벡터를 저장하는 단계와; 상기 특이치 및 상기 단일 벡터를 차후 검색하는 단계와; 상기 검색된 특이치 및 상기 단일 백터로 부터 상기 2차원 데이타 매트릭스를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 저장 방법.
  33. 상기 신호의 선택된 속성을 식별하기 위해 신호를 분석하는 방법에 있어서, 상기 신호로부터 수신된 정보를 2차원 데이타 매트릭스내로 삽입하는 단계와; 상기 매트릭스에 대해 특이치 및 단일 벡터를 얻도록 상기 2차원 데이타 매트릭스를 분해하는 단계와; 특정 특징을 갖는 정보에 대해 상기 특이치 및 상기 단일 벡터를 탐색하는 단계와; 상기 탐색 동안 발견된 상기 정보를 포함하는 상기 탐색 동안 발견된 상기 특이치 및 상기 단일 벡터로 부터의 새로운 2차원 데이타 매트릭스를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 분석 방법.
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