Ссылка на родственные заявки
Данная заявка испрашивает приоритет по дате подачи предварительной заявки на патент США номер 60/973,914, поданной 20 сентября 2007 года, раскрытие сущности которой тем самым содержится в данном документе в качестве ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области техники измерений. В частности, настоящее изобретение относится к способу сжатия для сжатия функции эхо-сигнала, к способу восстановления для восстановления функции эхо-сигнала, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, на котором программа для сжатия функции эхо-сигнала сохраняется, к программному элементу для сжатия функции эхо-сигнала, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, на котором программа для восстановления функции эхо-сигнала сохраняется, а также к программному элементу для восстановления функции эхо-сигнала, к устройству сжатия, к устройству восстановления и к измерительному устройству, содержащему устройство сжатия, и к измерительному устройству, содержащему устройство восстановления.
Кроме того, в частности, настоящее изобретение относится к способу извлечения эхо-сигнала для извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, на котором программа для извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала сохраняется, к программному элементу для извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала KK:WS, к устройству извлечения эхо-сигнала для извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала и к измерительному устройству, содержащему устройство извлечения.
Кроме того, в частности, настоящее изобретение относится к способу обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, на котором программа для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала сохраняется, к программному элементу для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, к устройству для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала и к измерительному устройству, содержащему устройство для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Кроме того, в частности, настоящее изобретение относится к способу предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, на котором программа для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала сохраняется, к программному элементу для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала, к устройству для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала и к измерительному устройству, содержащему устройство для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала.
Кроме того, в частности, настоящее изобретение относится к способу выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, на котором программа для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов сохраняется, к программному элементу для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, к устройству для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов и к измерительному устройству, содержащему устройство для выбора эхо-сигнала из списка эхо-сигналов.
Кроме того, в частности, настоящее изобретение относится к способу измерения уровня заполнения, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, на котором программа для измерения уровня заполнения сохраняется, к программному элементу для измерения уровня заполнения и к устройству измерения уровня заполнения.
Уровень техники
Эхо-сигналы из области техники измерений уровня заполнения могут отличаться от сигналов из других областей применения датчиков обработки эхо-сигналов. Помимо, в общем, неблагоприятных отношений "сигнал-шум", влияние оказывает искажение эхо-сигналов в результате применения, и играет роль присутствие ложных эхо-сигналов. Кривая эхо-сигнала, записываемая посредством устройства измерения уровня заполнения, может содержать компоненты отраженных сигналов, которые перекрываются или создают помехи для фактического достоверного эхо-сигнала, который формируется посредством отражения, например, на гладкой поверхности уровня заполнения. Даже в рамках антенны устройства измерения уровня заполнения могут возникать компоненты отраженных сигналов. Эффект, при котором ложный эхо-сигнал вызывается посредством собственной антенны, известен как реверберация антенны.
В реальных контейнерах для фасуемых продуктов могут присутствовать одно или несколько местоположений помех. Примеры местоположений помех в контейнере для фасуемых продуктов включают в себя встроенные трубопроводы, мешалки или многозвенные схемы. Такие местоположения помех могут вызывать ложные эхо-сигналы. Если местоположение помех не идет перпендикулярно направлению распространения измерительного сигнала, то посредством наложения отражений, которые могут возникать во множестве небольших позиций местоположения помех, может возникать расширенный ложный эхо-сигнал. Тем не менее, например, в ходе работы, ширина ложного эхо-сигнала остается почти постоянной.
Если контейнер для фасуемых продуктов содержит жидкость в качестве среды, которая должна измеряться, то возмущенная поверхность или неустойчивая поверхность может возникать, например, за счет мешалки. Для измерения отражения, в итоге могут получаться условия, причем эти условия являются аналогичными встречаемым при измерении крупных твердых частиц (сыпучих материалов). Посредством нерегулярного опорожнения или заполнения контейнера для фасуемых продуктов могут возникать колебания во времени. Форму эхо-сигнала, поистекающую из этого, трудно прогнозировать, и она может изменяться в любое время в ходе работы устройства измерения уровня заполнения.
Кроме того, в частности, в случае крупных твердых частиц небезупречное отношение "сигнал-шум" может затруднять оценку кривой эхо-сигнала. Могут быть различные причины для отсутствия отношения "сигнал-шум" ("сигнал-шум" S/N). С одной стороны, большой диапазон измерений может вызывать небольшую часть отраженной энергии в приемном устройстве, или, тем не менее, недостаточная фокусировка в случае небольших диаметров антенны может приводить к плохому отношению "сигнал-шум".
Кроме того, может происходить так, что в ходе работы ложный эхо-сигнал медленно перекрывается посредством эхо-сигнала, вызываемого фасуемым продуктом. Посредством конструктивных или деструктивных помех несущих, которые используются посредством устройства измерения уровня заполнения, может возникать накачивание амплитуд эхо-сигнала в области наложения. Это может приводить, например, к тому, что два временных эхо-сигнала являются видимыми, тогда как через короткий промежуток только один одиночный эхо-сигнал, но, например, длительный эхо-сигнал без амплитудных возмущений, является видимым. Это означает, что достоверный эхо-сигнал исчезает в ложном эхо-сигнале. Кроме того, измерение эхо-сигнала в устройстве измерения уровня заполнения может быть затруднено в том, что вышеописанные эффекты также могут возникать в комбинации.
Из документа WO 01/75474 известен способ различения между ультразвуковыми эхо-сигналами, которые отражаются посредством различных объектов в корпусе.
Из документа US 7054227 известен способ формирования профиля эхо-сигналов, который содержит передачу пакетов энергии передачи на отражающую поверхность, причем этот способ содержит выполнение разбора с рекурсивным спуском профиля эхо-сигналов.
Из документа US 5956663 известна система управления процессом, имеющая ввод датчика, схему диагностики с датчиками и схему предварительной вейвлет-обработки.
Кроме того, в документе US 6097669 описывается способ вейвлет-фильтрации сигнала содара.
Кроме того, из US 2005/0066731 известен способ формирования эхо-сигнала, причем этот способ содержит передачу одного или нескольких пакетов энергии на поверхность, прием отраженных импульсов от поверхности, преобразование отраженных импульсов в эхо-сигнал, который содержит один или несколько импульсов потенциального эхо-сигнала, применение энтропийного фильтра к эхо-сигналу и различение эхо-импульсов, которые определены так, чтобы содержать шум в эхо-сигнале.
Кроме того, вейвлеты известны из книги "Wavelets - Eine Einfuhrung fur Ingenieure", Oldenburg Verlag, 2002, Werner Bani.
Кроме того, из книги Kristian Kroschel, "Statistische Informationstechnik", 4-я редакция, Springer Verlag, 2004, известны современные способы повторного представления сигналов, такого как вейвлет-преобразование.
Кроме того, из книги Bernd Jahne, "Digitale Bildverarbeirung", 6-я редакция, Springer Verlag, 2005, известно быстрое вычисление унитарных преобразований.
Кроме того, из Michel Misiti и др., "Wavelet Toolbox 4 User's Guide", Mathworks, Inc, 2007, известны аспекты масштабирования вейвлетов.
Кроме того, из Samuel S. Blackman, "Multiple-Target Tracking with Radar Applications", Artech House, 1986, известны основные правила трекинга групповых целей.
Кроме того, из EP 0 882 956 известен способ измерения уровня заполнения подаваемого материала в контейнере согласно радарному принципу.
Кроме того, из DE 42 34 300 A1 известен способ измерения уровня заполнения, в котором многократно в фазе передачи, по меньшей мере, один импульс испускается в направлении поверхности фасуемого продукта, которая должна обнаруживаться.
Кроме того, US 5 157 639 раскрывает детектор, содержащий преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, средство формирования стробированных импульсов, устройство хранения данных, средство определения и средство формирования сигналов.
Кроме того, из DE 10 2005 063 079 известен способ определения и мониторинга уровня заполнения среды в контейнере согласно способу измерения в реальном времени.
При измерении уровня заполнения может возникать функция эхо-сигнала или кривая эхо-сигнала. Для дополнительной обработки эта функция эхо-сигнала зачастую оцифровывается с помощью способов технологии обработки сигналов и представляется в цифровой форме. В зависимости от выбранного разрешения оцифрованной функции эхо-сигнала может возникать множество цифровых данных. Это множество цифровых данных должно, например, быть передано в устройство оценки через цифровую систему шин, или множество данных должно сохраняться для последующей дополнительной обработки.
Функция эхо-сигнала может быть проанализирована для эхо-сигналов посредством способа извлечения эхо-сигнала. Вследствие неустойчивых изменений действительная кривая эхо-сигнала может приводить к неточным результатам при определении позиции эхо-сигналов, и, следовательно, может возникать неправильная интерпретация при определении эхо-сигналов.
Кроме того, функция эхо-сигнала зачастую оцифровывается, для дополнительной обработки, с помощью способов технологии обработки сигналов и представляется в цифровой форме. Вследствие различных отражений изменения функции эхо-сигнала могут быть неустойчивыми, другими словами, зубчатыми. Неустойчивые изменения функции эхо-сигнала могут затруднять обнаружение эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Функция эхо-сигнала может содержать эхо-сигналы, из позиции которых может быть определен уровень заполнения в контейнере. Тем не менее, функция эхо-сигнала может содержать изменения функции, которые являются аналогичными измерениям функции для эхо-сигнала, но которые не вызываются посредством релевантного эхо-сигнала. В традиционных способах определения эхо-сигналов из функции эхо-сигнала эта область, которую трудно отличать от истинного эхо-сигнала, может приводить к случаям неправильной интерпретации. Неправильная интерпретация, тем не менее, может означать, что эхо-сигнал обнаруживается в позиции, в которой нет релевантных эхо-сигналов. Поскольку позиция эхо-сигнала используется для того, чтобы определять уровень заполнения, неправильная интерпретация позиции эхо-сигнала может приводить к некорректному определению уровня заполнения.
Для дополнительной обработки функции текущего эхо-сигнала все текущие эхо-сигналы или потенциальные эхо-сигналы, которые содержатся в функции текущего эхо-сигнала, могут обнаруживаться и предоставляться в списке эхо-сигналов, в частности списке множественных эхо-сигналов. В зависимости от алгоритма, используемого для обнаружения текущих эхо-сигналов, список множественных эхо-сигналов также может содержать текущие эхо-сигналы, которые не соответствуют релевантным эхо-сигналам или истинным эхо-сигналам. Во время оценки текущих эхо-сигналов, которые сохраняются в списке множественных эхо-сигналов, может быть невозможным однозначно идентифицировать текущий эхо-сигнал как релевантный эхо-сигнал. При интерпретации текущих эхо-сигналов из списка эхо-сигналов могут возникать случаи неправильной интерпретации.
Функция эхо-сигнала может содержать множество эхо-сигналов, при этом на основе определения позиции эхо-сигналов возможно утверждение, касающееся высоты уровня заполнения в контейнере. Действительная кривая пороговых значений, тем не менее, вследствие нежелательных отражений может содержать неустойчивые изменения, в результате этого определение позиции эхо-сигнала может оказаться некорректным, и в результате этого предоставленное утверждение, касающееся высоты уровня заполнения, может содержать ошибки.
Сущность изобретения
Может существовать потребность предоставлять более эффективное измерение.
Соответственно, предоставляются способ сжатия для сжатия функции эхо-сигнала, способ восстановления, Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, на котором программа для сжатия функции эхо-сигнала сохраняется, программный элемент для сжатия функции эхо-сигнала, Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, на котором программа для восстановления функции эхо-сигнала сохраняется, программный элемент для восстановления функции эхо-сигнала, устройство сжатия, устройство восстановления и измерительное устройство, содержащее устройство сжатия, и измерительное устройство, содержащее устройство восстановления.
Кроме того, предоставляются способ извлечения эхо-сигнала, Компьютерно-читаемый носитель, на котором программа для извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала сохраняется, программный элемент для извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала, устройства извлечения эхо-сигнала и измерительное устройство, содержащее устройство извлечения.
Кроме того, предоставляются способ обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, на котором программа для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала сохраняется, программный элемент для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, устройство для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала и измерительное устройство с устройством для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Кроме того, предоставляются способ предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала, Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, на котором программа для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала сохраняется, программный элемент для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала, устройство для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала и измерительное устройство, содержащее устройство для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала.
Кроме того, предоставляются способ выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, на котором программа для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов сохраняется, программный элемент для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, устройство для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов и измерительное устройство, содержащее устройство для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов.
Кроме того, создаются способ измерения уровня заполнения, Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, на котором программа для измерения уровня заполнения сохраняется, программный элемент для измерения уровня заполнения и устройство измерения уровня заполнения.
Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения заявляется способ сжатия для сжатия функции эхо-сигнала, при этом способ содержит прием функции эхо-сигнала. Тем самым, функция эхо-сигнала содержит, по меньшей мере, один эхо-сигнал для измерения эхо-сигналов или считывания эхо-сигналов. Кроме того, определяется показатель качества для сжатия, и функция эхо-сигнала раскладывается на, по меньшей мере, одну функцию детализации, при этом, по меньшей мере, одна функция детализации содержит множество первых коэффициентов. Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала.
В зависимости от показателя качества, по меньшей мере, один из множества первых коэффициентов, по меньшей мере, одной функции детализации исключается, при этом, по меньшей мере, один исключенный коэффициент имеет заранее определяемое отношение (корреляцию), по меньшей мере, с одним эхо-сигналом функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заявляется способ восстановления для восстановления функции эхо-сигнала. Способ восстановления содержит прием множества коэффициентов и сортировку множества коэффициентов, чтобы формировать, по меньшей мере, одну функцию детализации. Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала. Степень детализации относится к форме базовой функции. Для восстановления функции эхо-сигнала правило восстановления (упорядочение восстановления, схема восстановления), которое зависит от формы базовой функции, применяется, например, правило обратного преобразования (упорядочение преобразования).
Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации может назначаться масштабу, и каждый масштаб может относиться к форме базовой функции.
Способы могут использоваться для измерения уровня заполнения.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, например, DVD, CD-ROM, жесткий диск, устройство хранения данных USB (универсальная последовательная шина) или жесткий диск, на котором сохраняется программа для сжатия функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заявляется программный элемент для сжатия функции эхо-сигнала, причем этот программный элемент, когда он выполняется на процессоре, осуществляет вышеуказанный способ сжатия.
Кроме того, предоставляется Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, на котором сохраняется программа для восстановления функции эхо-сигнала, причем эта программа, когда она выполняется на процессоре, осуществляет способ восстановления.
Кроме того, заявляется программный элемент для восстановления функции эхо-сигнала, причем этот программный элемент, когда он выполняется на процессоре, осуществляет способ восстановления.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается устройство сжатия для сжатия функции эхо-сигнала. Устройство сжатия содержит устройство приема эхо-сигналов, устройство обработки показателей качества, устройство разложения эхо-сигналов и устройство исключения. Устройство приема эхо-сигналов выполнено с возможностью приема функции эхо-сигнала. Принимаемая функция эхо-сигнала содержит, по меньшей мере, один эхо-сигнал для измерения эхо-сигналов, и устройство обработки показателей качества дополнительно выполнено с возможностью задания показателя качества для сжатия.
Устройство разложения эхо-сигналов связано с устройством приема эхо-сигналов и с устройством исключения, при этом устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала на первую функцию детализации, причем первая функция детализации содержит множество первых коэффициентов.
Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала.
Устройство исключения выполнено с возможностью исключения, по меньшей мере, одного из множества первых коэффициентов в зависимости от показателя качества. По меньшей мере, один исключенный коэффициент имеет заранее определяемое отношение, по меньшей мере, с одним эхо-сигналом функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается измерительное устройство, которое содержит устройство сжатия. В частности, измерительное устройство может быть устройством измерения уровня заполнения или полевым устройством.
Согласно еще дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается устройство восстановления для восстановления функции эхо-сигнала. Устройство восстановления содержит приемное устройство и устройство формирования функций эхо-сигнала. Приемное устройство соединено с устройством формирования функций эхо-сигнала, и приемное устройство тем самым выполнено с возможностью приема множества коэффициентов. Устройство формирования функций эхо-сигнала выполнено с возможностью, посредством сортировки множества коэффициентов, формирования, по меньшей мере, одной функции детализации, при этом каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала. Степень детализации относится к форме базовой функции, и устройство формирования функций эхо-сигнала тем самым выполнено с возможностью, посредством применения правила восстановления, которое зависит от формы базовой функции, восстановления функции эхо-сигнала.
Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации может назначаться масштабу.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается измерительное устройство, которое содержит устройство сжатия и/или устройство восстановления. В частности, измерительное устройство может быть устройством измерения уровня заполнения или полевым устройством.
Измерительное устройство может определять уровни заполнения согласно принципу направленных микроволн, посредством ультразвука или посредством радара. Кроме того, измерительное устройство может быть датчиком или устройством оценки.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется способ извлечения эхо-сигнала для извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала. Способ содержит прием функции эхо-сигнала. Кроме того, способ содержит разложение функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну функцию детализации, при этом, по меньшей мере, одна функция детализации содержит множество первых коэффициентов. Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала. Степень детализации относится к форме базовой функции.
Кроме того, способ содержит исключение, по меньшей мере, одного из множества первых коэффициентов и применение упорядочения восстановления, которое зависит от формы базовой функции, для формирования сглаженной функции эхо-сигнала. Помимо этого, способ извлечения эхо-сигнала заключает в себе определение, по меньшей мере, одного эхо-сигнала из сглаженной функции эхо-сигнала.
Способ извлечения эхо-сигнала может быть способом пороговых значений. В этой компоновке сглаженная функция эхо-сигнала может сравниваться с кривой пороговых значений, чтобы определять, по меньшей мере, один эхо-сигнал функции эхо-сигнала. Сглаженная функция эхо-сигнала может быть восстановленной функцией эхо-сигнала.
Способ может использоваться для измерения уровня заполнения.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, такой как жесткий диск, гибкий диск, DVD (цифровой универсальный диск) или USB-карта (универсальная последовательная шина), причем на этом Компьютерно-читаемом носителе хранения данных сохраняется программа для извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала. Сохраненная программа осуществляет способ извлечения эхо-сигнала, когда он выполняется на процессоре.
Согласно еще дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается программный элемент для извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала, причем этот программный элемент, когда он выполняется на процессоре, осуществляет способ извлечения эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заявляется устройство извлечения эхо-сигнала, причем это устройство извлечения выполнено с возможностью извлечения эхо-сигнала из функции эхо-сигнала. Устройство извлечения эхо-сигнала содержит устройство приема эхо-сигналов, устройство разложения эхо-сигналов, устройство исключения и устройство определения эхо-сигналов.
Устройство приема эхо-сигналов выполнено с возможностью приема функции эхо-сигнала, и устройство разложения эхо-сигналов соединено с устройством приема эхо-сигналов и с устройством исключения. Устройство разложения эхо-сигналов выполнено так, что устройство разложения эхо-сигналов раскладывает функцию эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну функцию детализации, при этом, по меньшей мере, одна функция детализации содержит множество первых коэффициентов.
Каждая из, по меньшей мере, одной первой функции детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала, и каждая степень детализации относится к форме базовой функции. Устройство исключения выполнено с возможностью исключения, по меньшей мере, одного из множества первых коэффициентов. Устройство определения эхо-сигналов подключено к устройству исключения, и устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью, посредством применения упорядочения восстановления, которое зависит от формы базовой функции, формировать сглаженную функцию эхо-сигнала.
Устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения или извлечения эхо-сигнала из сглаженной функции эхо-сигнала. Например, для определения, по меньшей мере, одного эхо-сигнала устройство определения эхо-сигналов может сравнивать сглаженную функцию эхо-сигнала с кривой пороговых значений или функцией пороговых значений.
Кроме того, каждая из, по меньшей мере, одной первой функции детализации может назначаться масштабу, и каждый масштаб может относиться к форме базовой функции.
Кроме того, создается измерительное устройство, например полевое устройство, датчик, устройство оценки или устройство измерения уровня заполнения, которое содержит устройство извлечения эхо-сигнала.
Измерительное устройство может определять уровни заполнения согласно принципу направленных микроволн, посредством ультразвука или посредством радара.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется способ обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, причем этот способ содержит прием функции эхо-сигнала. Кроме того, способ содержит разложение принимаемой функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, две функции детализации, при этом каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации содержит множество коэффициентов вдоль локальной оси, и при этом каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала.
Кроме того, способ содержит обнаружение отличительного признака эхо-сигнала вдоль локальной оси, по меньшей мере, одной из этих, по меньшей мере, двух функций детализации; определение области эхо-сигнала посредством обнаруженного отличительного признака в функции эхо-сигнала и предоставление области эхо-сигнала, в частности позиции эхо-сигнала, для нахождения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Локальная ось может быть преобразованной временной осью. Отличительный признак может быть совместно используемой функцией детализации. Для разложения функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, две функции детализации может использоваться вейвлет-преобразование.
Способ может использоваться для измерения уровня заполнения.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, на котором сохраняется программа для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала. Компьютерно-читаемый носитель хранения данных может быть читаемым носителем хранения данных, таким как DVD (цифровой универсальный диск), CD-ROM, жесткий диск, устройство хранения данных USB (универсальная последовательная шина) или несъемный диск.
Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается программный элемент для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается устройство для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала. Устройство для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала содержит устройство приема эхо-сигналов, устройство разложения эхо-сигналов, устройство определения эхо-сигналов и устройство предоставления эхо-сигналов. Устройство приема эхо-сигналов выполнено с возможностью приема функции эхо-сигнала, и устройство разложения эхо-сигналов соединено как с устройством приема эхо-сигналов, так и с устройством определения эхо-сигналов. Устройство определения эхо-сигналов соединено с устройством предоставления эхо-сигналов.
Устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, две функции детализации, при этом каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации содержит множество коэффициентов вдоль локальной оси. Каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала.
Устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью обнаружения отличительного признака эхо-сигнала вдоль локальной оси, по меньшей мере, одной из этих, по меньшей мере, двух функций детализации и определения области эхо-сигнала посредством обнаруженного отличительного признака в функции эхо-сигнала.
Устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления определенной области эхо-сигнала для локализации эхо-сигнала или позиции эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается измерительное устройство, при этом измерительное устройство содержит устройство для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Измерительное устройство может быть устройством измерения уровня заполнения, которое определяет уровни заполнения согласно принципу направленных микроволн, посредством ультразвука или посредством радара. Кроме того, измерительное устройство может быть полевым устройством, датчиком или устройством оценки.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется способ предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала, при этом способ содержит прием функции эхо-сигнала, определение, по меньшей мере, одного первого эхо-сигнала и определение, по меньшей мере, одного второго эхо-сигнала. Кроме того, способ содержит предоставление, по меньшей мере, одного первого эхо-сигнала и, по меньшей мере, одного второго эхо-сигнала во внешнем интерфейсе. По меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, один второй эхо-сигнал содержат корреляцию взаимосвязи.
Способ может использоваться для измерения уровня заполнения.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, такой как жесткий диск, гибкий диск, DVD (цифровой универсальный диск) или USB-карта (универсальная последовательная шина), причем на этом Компьютерно-читаемом носителе хранения данных сохраняется программа для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала. Когда она выполняется на процессоре, сохраненная программа осуществляет способ предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается программный элемент для предоставления множества эхо-сигналов, причем этот программный элемент, когда он выполняется на процессоре, осуществляет способ предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается устройство для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала. Устройство содержит устройство приема эхо-сигналов, устройство определения эхо-сигналов и устройство предоставления эхо-сигналов. Устройство определения эхо-сигналов соединено с устройством приема эхо-сигналов, и устройство предоставления эхо-сигналов соединено с устройством определения эхо-сигналов. Устройство приема эхо-сигналов выполнено с возможностью приема функции эхо-сигнала, и устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одного первого эхо-сигнала и, по меньшей мере, одного второго эхо-сигнала.
По меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, один второй эхо-сигнал содержат корреляцию взаимосвязи или причинную взаимосвязь.
Устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления, по меньшей мере, одного первого эхо-сигнала и, по меньшей мере, одного второго эхо-сигнала во внешнем интерфейсе. В частности, устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления множества определенных эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается измерительное устройство, которое содержит устройство для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала. Измерительное устройство может быть, например, полевым устройством, датчиком, устройством оценки или устройством измерения уровня заполнения. В частности, измерительное устройство может быть устройством измерения уровня заполнения, которое определяет уровни заполнения согласно принципу направленных микроволн, посредством ультразвука или посредством радара.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется способ выбора эхо-сигналов, в частности, по меньшей мере, одного эхо-сигнала из списка эхо-сигналов, причем этот способ содержит прием списка эхо-сигналов. Список эхо-сигналов содержит множество потенциальных текущих эхо-сигналов, при этом, по меньшей мере, два из текущих эхо-сигналов из множества текущих эхо-сигналов содержат корреляцию взаимосвязи.
Способ дополнительно содержит взвешивание, по меньшей мере, одного назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала из множества текущих эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала и, в частности, взвешивание назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала этих, по меньшей мере, двух текущих эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала.
Кроме того, способ содержит выбор назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу из, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала так, что удовлетворяется заранее определяемый критерий выбора.
При выборе назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу функции предыдущего эхо-сигнала учитывается корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя текущими эхо-сигналами. В частности, могут учитываться все определенные или доступные корреляции взаимосвязи между эхо-сигналами списка множественных эхо-сигналов.
Способ может использоваться для измерения уровня заполнения.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, такой как жесткий диск, гибкий диск, DVD (цифровой универсальный диск) или USB-карта (универсальная последовательная шина), причем на этом Компьютерно-читаемом носителе хранения данных сохраняется программа для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов. Сохраненная программа осуществляет способ выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, когда она выполняется на процессоре.
Согласно еще дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается программный элемент для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, причем этот программный элемент, когда он выполняется на процессоре, осуществляет способ выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется устройство для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, причем это устройство содержит приемное устройство и устройство трекинга. Приемное устройство соединено с устройством трекинга, и приемное устройство выполнено с возможностью приема списка эхо-сигналов. Список эхо-сигналов содержит множество текущих эхо-сигналов, при этом, по меньшей мере, два текущих эхо-сигнала из множества текущих эхо-сигналов содержат корреляцию взаимосвязи.
Устройство трекинга выполнено с возможностью взвешивания, по меньшей мере, одного назначения текущего эхо-сигнала из множества текущих эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала и выбора назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала так, что удовлетворяется заранее определяемый критерий выбора. Выбор назначения может предоставляться как позиция фактических эхо-сигналов или релевантных эхо-сигналов.
При выборе назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу функции предыдущего эхо-сигнала учитывается корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается измерительное устройство, при этом измерительное устройство содержит устройство для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов.
Измерительное устройство может быть устройством измерения уровня заполнения, которое определяет уровни заполнения согласно принципу направленных микроволн, посредством ультразвука или посредством радара. Кроме того, измерительное устройство может быть полевым устройством, датчиком или устройством оценки.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется способ измерения уровня заполнения, причем этот способ содержит определение функции эхо-сигнала, а также определение списка множественных эхо-сигналов из функции эхо-сигнала. Список множественных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, два эхо-сигнала. Кроме того, способ содержит определение корреляции взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя эхо-сигналами. Кроме того, способ измерения уровня заполнения назначает, по меньшей мере, один из этих, по меньшей мере, двух эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу функции предыдущего эхо-сигнала так, что удовлетворяется заранее определяемый критерий выбора. Кроме того, в способе корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя эхо-сигналами учитывается при назначении.
После этого предоставление, по меньшей мере, одного назначенного эхо-сигнала осуществляется как список одиночных эхо-сигналов или в форме списка одиночных эхо-сигналов, и посредством этого списка одиночных эхо-сигналов определяется уровень заполнения.
Каждая форма хранения этих, по меньшей мере, двух определенных эхо-сигналов может рассматриваться как список множественных эхо-сигналов. Хранение может быть необходимым для того, чтобы дополнительно обрабатывать два эхо-сигнала независимо друг от друга в ходе способа до тех пор, пока решение не принято относительно, по меньшей мере, одного эхо-сигнала, какой эхо-сигнал по существу согласуется с релевантным эхо-сигналом. Связные списки, матрицы, регистры и модули RAM (оперативное запоминающее устройство) являются примерами того, где и как сохраняются списки множественных элементов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, например жесткий диск, гибкий диск, DVD (цифровой универсальный диск) или USB-карта (универсальная последовательная шина), причем на этом Компьютерно-читаемом носителе хранения данных сохраняется программа для измерения уровня заполнения. Сохраненная программа осуществляет способ измерения уровня заполнения, когда она выполняется на процессоре.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается программный элемент для измерения уровня заполнения, причем этот программный элемент, когда он выполняется на процессоре, осуществляет способ измерения уровня заполнения.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется устройство измерения уровня заполнения, которое содержит устройство определения функций эхо-сигнала, устройство определения эхо-сигналов, устройство определения взаимосвязи, устройство трекинга и устройство определения уровня заполнения. Устройство определения эхо-сигналов соединено с устройством определения функций эхо-сигнала и с устройством трекинга. Устройство определения взаимосвязи соединено с устройством определения эхо-сигналов. Кроме того, устройство трекинга соединено с устройством определения взаимосвязи и с устройством определения уровня заполнения.
Устройство измерения уровня заполнения может быть датчиком уровня заполнения или устройством оценки или может быть размещено в устройстве оценки.
Устройство определения функций эхо-сигнала, например датчик или входной каскад, выполнено с возможностью определения функции эхо-сигнала. Устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения списка множественных эхо-сигналов, при этом список множественных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, два эхо-сигнала.
Устройство определения взаимосвязи выполнено с возможностью определения корреляции взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя эхо-сигналами. Кроме того, устройство трекинга выполнено с возможностью назначения, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу функции предыдущего эхо-сигнала так, что удовлетворяется заранее определяемый критерий выбора. При назначении устройство трекинга учитывает корреляцию взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя эхо-сигналами, и, по меньшей мере, один назначенный эхо-сигнал предоставляется как список одиночных эхо-сигналов в устройство определения уровня заполнения.
Устройство определения уровня заполнения выполнено с возможностью определения уровня заполнения посредством списка одиночных эхо-сигналов.
Система для определения уровня заполнения, в частности устройство определения уровня заполнения, может, например, содержать устройство оценки эхо-сигналов, которое посредством списка одиночных эхо-сигналов может определять уровень заполнения. Другими словами, это означает, что устройство оценки эхо-сигналов, например устройство определения уровня заполнения, может определять позицию эхо-сигнала и может преобразовывать позицию в уровень заполнения, если список одиночных или однозначных эхо-сигналов предоставляется. В способе сжатия может быть проведено различие между способами сжатия без потерь и способами сжатия с потерями. Способ сжатия без потерь может уменьшать объем данных файла и, в частности, объем данных оцифрованной функции. Способ сжатия без потерь может осуществляться в позиции, чтобы восстанавливать файл и, в частности, оцифрованную функцию способом без потерь.
Примерами способов сжатия без потерь могут быть энтропийное кодирование возникающих значений амплитуды или кодирование по длинам серий. Тем не менее, для сжатия также может использоваться разность между двумя смежными амплитудами сигнала в рамках функции эхо-сигнала или кривой эхо-сигнала. Кроме того, также может вычисляться просто разность между двумя хронологически последовательными функциями эхо-сигнала, чтобы уменьшать размер файла. Сжатый файл или сжатая функция эхо-сигнала могут допускать эффективную передачу или хранение.
Сжатие с потерями может не восстанавливать исходный сигнал так, как он первоначально записан. Тем не менее, по большей части может быть возможным признавать потери, поскольку потери вообще не имеют эффекта или имеют только незначительный эффект при последующем применении.
Таким образом, например, значения амплитуды могут быть квантованы, при этом, в частности, посредством уменьшения битовой ширины сжатие с потерями может реализовываться для квантования. Но также уменьшение частоты дискретизации (уменьшение частоты сканирования) может использоваться для сжатия с потерями, при котором передается не каждое значение дискретизации.
Функция эхо-сигнала, кривая эхо-сигнала, кривая измерений, функция измерений, сигнал или огибающая могут предоставлять подходящий для использования результат для оценки функции эхо-сигнала, несмотря на сжатие с потерями и воспроизведение с потерями. В свете точности, касающейся воспроизведения исходного сигнала или исходной функции эхо-сигнала, можно выполнять зависящую от применения параметризацию. В зависимости от применения, может быть необязательным воспроизводить очень высокое разрешение детализации функции эхо-сигнала.
Для долговременных записей эхо-сигналов, например, в автономном измерительном устройстве или автономном полевом устройстве записи эхо-сигналов могут выполняться в течение длительного периода времени. Эти записи эхо-сигналов могут содержать запись функций эхо-сигнала на заранее определяемых хронологических расстояниях. Из записи в течение длительного периода времени может возникать накопление большого объема данных. Собранные данные, которые представляют измеренные значения или сигналы функции эхо-сигнала или функции измерений, могут выступать в качестве базы данных для оценки в лаборатории для опробования новых алгоритмов обработки сигналов.
При оценке функций измерений зачастую верификация точности способа может не представлять важности, а вместо этого цель может состоять в том, чтобы верифицировать возможность идентифицировать корректный эхо-сигнал уровня заполнения при присутствии ложных эхо-сигналов. Следовательно, требования по точности относительно необработанного материала в форме записанной или восстановленной функции эхо-сигнала могут быть небольшими. Соответственно, может быть возможным, с использованием способа сжатия, то, что функция эхо-сигнала достигает высокого уплотнения данных, например 70%.
Посредством вейвлетов, в частности посредством вейвлет-преобразования, посредством исключения лишних коэффициентов сжатие с потерями может быть достижимым. Тем не менее, типичные изменения сигнала исходной функции могут сохраняться.
Если для сжатия исходный эхо-сигнал или исходная функция эхо-сигнала раскладывается с помощью известного вейвлета, безупречное восстановление позднее может оставаться возможным в принципе. Подходящие вейвлет-функции могут выбираться согласно двум соображениям. Вейвлет, база или базовая функция могут выбираться так, что основная информация функции эхо-сигнала концентрируется в небольшом числе коэффициентов. Тем не менее, база также может выбираться так, что база, базовая функция, масштабная функция, функция разложения или вейвлет-функция содержит изменения, которые являются аналогичными изменениям эхо-сигналов функции эхо-сигнала, которая должна быть сжата.
Для сжатия не без потерь и последующего восстановления изменения базовой функции могут воспроизводить себя в восстановленной функции эхо-сигнала. Следовательно, базовая функция, гребенка фильтров или вейвлет-функция, которая имеет изменения, которые являются аналогичными эхо-сигналам функции эхо-сигнала, может позволять получать хорошее восстановление исходного сигнала.
Для вейвлета Хаара восстановление может, например, приводить к прямоугольным артефактам, поскольку сам вейвлет Хаара имеет прямоугольные изменения.
Для функций эхо-сигнала, которые предоставляются посредством ультразвукового применения или радарного применения, биортогональный вейвлет может аппроксимировать форму эхо-сигналов, сформированных в этих применениях.
Для кривой эхо-сигнала или функции эхо-сигнала и, в частности, для устройства, которое формирует функцию эхо-сигнала согласно принципу направленных микроволн, вейвлет из семейства койфлетов может хорошо совпадать с формой эхо-сигналов функции эхо-сигнала.
Разложение функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну функцию детализации может представлять разложение на ортогональную систему функций. Представление функции эхо-сигнала посредством ортогональной системы функций может давать возможность представлять свободную от избыточности функцию, которая первоначально разложена. Разложение может осуществляться без избыточности так, что каждая из функций детализации, в частности каждый из коэффициентов функции детализации, может требоваться для того, чтобы безупречно восстанавливать выходную функцию или функцию эхо-сигнала.
Разложение функции эхо-сигнала на функцию детализации, кроме того, может давать возможность представлять другие характеристики функции эхо-сигнала в соответствующей функции детализации. Разложение на множество функций детализации может быть сопоставимым с масштабированием. Например, могут поясняться различные частотные компоненты, которые содержатся в функции эхо-сигнала. Но также может быть возможным пояснять эхо-сигналы, содержащие различные размеры.
Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации может назначаться масштабу, и каждый масштаб может относиться к форме базовой функции.
Амплитуды коэффициентов, которые возникают во время разложения, могут представлять показатель степени, в которой базовая функция, которая соответствует коэффициенту, содержится в выходной функции, функции измеренных значений, кривой измерений или функции эхо-сигнала.
Базовая функция может выбираться так, что коэффициенты, сформированные во время разложения, и, в частности, амплитуды коэффициентов, являются показателем эхо-сигналов, которые содержатся в функции эхо-сигнала. Позиция эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, следовательно, может быть определена посредством, по меньшей мере, одной функции детализации. По меньшей мере, одна функция детализации содержит множество коэффициентов, сформированных во время разложения.
Поскольку амплитуда коэффициента может быть показателем для части ассоциированной базовой функции в функции эхо-сигнала, в функции детализации определение коэффициентов может быть возможным, причем эти коэффициенты не имеют сильного влияния на эхо-сигнал в функции эхо-сигнала.
Поскольку при оценке функции эхо-сигнала может иметь значение позиция эхо-сигналов, а не точные изменения функции эхо-сигнала, отдельные коэффициенты функции детализации могут исключаться, выбираться или избирательно удаляться без потери информации, касающейся позиции эхо-сигнала.
Исключение отдельных коэффициентов, тем не менее, может уменьшать объем данных, который может требоваться для восстановления функции эхо-сигнала, и может обеспечивать то, что возможно сжатие с заранее определяемым показателем качества. Показатель качества может определять степень, до которой, вероятно, необходимо удалять коэффициенты. Например, амплитуда коэффициентов может быть показателем удаленных коэффициентов.
Исключение также может означать уменьшение коэффициента ниже заранее определяемого максимального значения. Таким образом, хотя коэффициент может по-прежнему присутствовать, значение упомянутого коэффициента, тем не менее, может быть настолько небольшим, что он практически не имеет влияния на функцию эхо-сигнала во время восстановления.
Таким образом, может быть возможным, например, в автономном измерительном устройстве, автономном полевом устройстве или автономном датчике записывать функцию эхо-сигнала, оцифровывать функцию эхо-сигнала и раскладывать функцию эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну функцию детализации с помощью коэффициентов, при этом разложение на, по меньшей мере, одну функцию детализации представляет разложение без избыточности функции эхо-сигнала. По меньшей мере, в одной функции детализации могут удаляться коэффициенты, которые не используются для последующей дополнительной обработки. Посредством удаления коэффициентов объем данных может быть уменьшаемым и объем данных может быть сжимаемым. Сжатые данные или сжатые кривые эхо-сигналов могут допускать хранение или передачу, посредством чего ресурсы могут быть сохранены.
При восстановлении с помощью обратной функции может быть возможным восстанавливать изменения функции, которая, несмотря на потери сжатия, может быть подходящей для соответствующего применения.
Кривая эхо-сигнала или функция эхо-сигнала, которая записана с помощью устройства измерения уровня заполнения, датчика или полевого устройства, может предоставляться посредством входного каскада в цифровой форме. Входной каскад может содержать аппаратные модули и программные модули, которые необходимы для обнаружения, подготовки и преобразования функции эхо-сигнала в цифровую форму. Например, входной каскад может быть входным каскадом на базе ультразвука, входным каскадом на базе импульсного радара, входным каскадом на базе FMCW-радара, входным каскадом на базе лазера или входным каскадом, который работает согласно принципу направленных микроволн.
Посредством использования быстрого аналого-цифрового преобразователя могут быть сформированы очень точные частоты дискретизации. Посредством точной дискретизации (сканирования) может увеличиваться точность при определении уровня заполнения. Тем не менее, при этом объем данных, накапливающихся для каждой функции эхо-сигнала, также увеличивается. Функция эхо-сигнала может быть сформирована при регулярных хронологических расстояниях посредством измерительного устройства. Измерительное устройство или полевое устройство, или устройство измерения уровня заполнения может быть двухпроводным измерительным устройством. Двухпроводное измерительное устройство может достигать частот дискретизации, которые позволяют представлять функцию эхо-сигнала в сетке 7 мм.
При диапазоне измерений до 80 м вектор сигнала по величине до 10000 выборок может быть сформирован таким образом. Выборка может быть оцифрованным значением дискретизации. Вследствие одновременно высокого требования, касающегося разрешения амплитуды сигнала, в частности функции эхо-сигнала, например, разрешение до 18 битов может требоваться для оцифровки амплитуды. Следовательно, большой объем данных может возникать в случае долговременных наблюдений, если функция эхо-сигнала и, в частности, несколько функций эхо-сигнала, разнесенных во времени, определяются.
Само полевое устройство может обрабатывать большой объем данных; тем не менее, хранилище (устройство хранения данных), которое должно сохранять большой объем данных, может быстро быть заполнено. Хранилище для хранения разнесенных функций эхо-сигнала может, например, использоваться при хранении ложного эхо-сигнала. Тем самым, полевое устройство может наблюдать изменения функции эхо-сигнала более чем за несколько дней, чтобы узнавать, где сигналы помех или ложные эхо-сигналы формируются в контейнере для фасуемых продуктов.
Зачастую, полевые устройства могут быть соединены с точкой наблюдения, диспетчерской или устройством оценки. Таким образом, может осуществляться обмен данными по записанной оцифрованной функции эхо-сигнала с диспетчерской. Этот обмен данными может осуществляться, например, через систему шин, в частности систему полевых шин, такую как шина HART® или шина Field Bus Foundation. Полевая шина может быть подходящей для низкой пропускной способности передачи данных. Следовательно, сжатие может давать возможность передавать большой объем данных сжатым способом через полевую шину. Посредством сжатой передачи может уменьшаться требуемое время передачи.
Передача данных может быть необходимой, например, если для диагностических целей измеряемые функции эхо-сигнала передаются в устройство оценки. В устройстве оценки сжатая функция эхо-сигнала может быть визуализирована для оператора или сжатая функция эхо-сигнала может быть преобразована для последующего поиска неисправностей на PC и может сохраняться через устройство оценки на PC. Передача данных может осуществляться проводным способом или по радиосвязи. Если применимо, также может использоваться устройство связи из области техники мобильной радиосвязи.
С появлением небольших подключаемых компонентов запоминающего устройства может использоваться, например, SD-карта (полупроводниковый диск), MMC-карта (мультимедийная карта) или USB-карта. С помощью этих модулей запись функций эхо-сигнала, которые разнесены во времени, может осуществляться непосредственно в датчике, в полевом устройстве или через записывающее устройство, которое локально соединено с датчиком. Накопление данных в этой долгосрочной диагностике может уменьшаться в том, что сжатие данных может осуществляться при каждом измерении.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ сжатия дополнительно содержит то, что функция эхо-сигнала раскладывается на дополнительную функцию детализации, при этом дополнительная функция детализации содержит множество дополнительных коэффициентов. Дополнительная функция детализации представляет дополнительную степень детализации функции эхо-сигнала. Например, дополнительная функция детализации может быть ассоциирована с дополнительным масштабом, и дополнительный масштаб может относиться к дополнительной форме базовой функции.
Посредством разложения функции эхо-сигнала на несколько различных функций детализации могут представляться различные детализации функции эхо-сигнала. То, насколько сильная (в какой степени) конкретная базовая функция может быть включена в заранее определяемом местоположении в функции эхо-сигнала, может быть одним примером различной детализации функции эхо-сигнала. Посредством разложения на различные функции детализации, которые могут назначаться различным базовым функциям, физические интерпретации кривой эхо-сигнала могут быть представляться четко размещенными. Определение множества физических интерпретаций может, например, становиться возможным посредством обнаружения информации относительно того, как ширина эхо-сигнала или локальная позиция пика функции изменяется между функциями детализации. Такие изменения могут представляться четко размещенными, если различные функции детализации размещаются друг под другом. При компоновке друг под другом оси, представляющие местоположение функций, могут совмещаться друг с другом так, чтобы источники осей, представляющих местоположение, совпадали.
Посредством разложения на дополнительные функции детализации функция эхо-сигнала может раскладываться до тех пор, пока функция эхо-сигнала не представляется полностью посредством функций детализации. Коэффициенты функции детализации, в свою очередь, могут соответствовать части ассоциированной базовой функции в соответствующей функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ сжатия дополнительно содержит исключение, по меньшей мере, одного дополнительного коэффициента из множества первых коэффициентов и/или исключение, по меньшей мере, одного дополнительного коэффициента из множества дополнительных коэффициентов в зависимости от показателя качества. Тем самым, по меньшей мере, один дополнительный коэффициент также имеет заранее определяемое отношение, по меньшей мере, с одним эхо-сигналом.
Несколько коэффициентов разложенной функции эхо-сигнала могут исключаться, если они имеют небольшое влияние на эхо-сигнал функции эхо-сигнала, посредством чего может увеличиваться степень сжатия. Поскольку коэффициенты могут быть показателем того, насколько сильно конкретная базовая функция включена в функцию эхо-сигнала, и поскольку, например, эхо-сигнал в функции эхо-сигнала может иметь типичные изменения сигнала, может быть возможным избирательно исключать коэффициенты (исключать целевым способом коэффициенты), которые могут иметь небольшое влияние на эхо-сигнал, включенный в функцию эхо-сигнала.
При определении эхо-сигнала, например, локальная позиция и амплитуда эхо-сигнала могут представлять интерес. Тем самым, шлейфы или наложенные шумовые сигналы, которые формируют коэффициенты с низкой амплитудой, могут исключаться и могут способствовать уменьшению объема данных.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заранее определяемое отношение представляет собой заранее определяемое небольшое влияние, по меньшей мере, одного исключенного коэффициента на, по меньшей мере, один эхо-сигнал в функции эхо-сигнала.
Например, коэффициент, который ассоциирован с шумовым сигналом, может иметь небольшое влияние на эхо-сигнал. Следовательно, коэффициент, который ассоциирован с шумовым сигналом, может исключаться. Кроме того, в конкретном применении точные изменения эхо-сигнала или точная высота эхо-сигнала не могут быть релевантными, следствие чего коэффициенты, которые незначительно способствуют изменениям или высоте эхо-сигнала, могут исключаться.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заранее определяемое отношение, по меньшей мере, одного исключенного коэффициента, по меньшей мере, с одним эхо-сигналом функции эхо-сигнала представляет собой отношение коэффициента с амплитудой, по меньшей мере, одного эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Например, коэффициенты, которые имеют небольшое влияние на амплитуду эхо-сигнала, могут исключаться.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заранее определяемое отношение заключается в том, что изменение в амплитуде эхо-сигнала при восстановлении функции эхо-сигнала ниже заранее определяемого порогового значения по сравнению с принимаемой функцией эхо-сигнала. Функция эхо-сигнала восстанавливается, по меньшей мере, с помощью первых коэффициентов первой функции детализации и/или с помощью дополнительных коэффициентов дополнительной функции детализации, при этом при восстановлении, по меньшей мере, один коэффициент, который исключен для сжатия, и/или, по меньшей мере, один дополнительный коэффициент, который исключен для сжатия, исключаются.
Если сравнение между записанной функцией эхо-сигнала и восстановленной функцией эхо-сигнала показывает, что определенные коэффициенты имеют небольшое влияние на восстановленную функцию эхо-сигнала, эти определенные коэффициенты могут быть пропущены без значительных помех для восстановления. Важность могут представлять эмпирические значения, которые получены из сравнительных измерений.
С другой стороны, пропуск коэффициента может иметь влияние на амплитуду эхо-сигнала, который представляет интерес. Тем не менее, если важность представляет не точная высота, а позиция эхо-сигнала, точная высота эхо-сигнала может вообще не представлять интерес, и, следовательно, изменение амплитуды во время восстановления может быть приемлемым.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заранее определяемое отношение, по меньшей мере, одного исключенного коэффициента, по меньшей мере, с одним эхо-сигналом функции эхо-сигнала заключается в том, что, по меньшей мере, один исключенный коэффициент находится вне переходной области между последовательностью отрицательных коэффициентов и последовательностью положительных коэффициентов, причем эта переходная область ассоциирована с эхо-сигналом.
Переход последовательности отрицательных коэффициентов к последовательности положительных коэффициентов, в представлении в различных функциях детализации, может предоставлять индикатор позиции эхо-сигнала. Посредством поиска переходов от последовательностей отрицательных коэффициентов к последовательностям положительных коэффициентов может быть возможным распознавать в функции детализации местоположения, в которых функция эхо-сигнала содержит эхо-сигнал. Это могут быть местоположения или области, в которых существует сильное влияние коэффициентов функции детализации на функции эхо-сигнала. Исключение этих коэффициентов, которые имеют сильное влияние на функции эхо-сигнала, тем самым может не быть обоснованным. Посредством поиска областей коэффициентов, которые имеют сильное влияние на функции эхо-сигнала, может быть возможным обнаруживать области, в которых исключение коэффициентов не может быть обоснованным. С другой стороны, области в поле коэффициентов могут быть определены, причем в этих областях коэффициенты могут обоснованно исключаться.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения вейвлет-преобразование используется для разложения функции эхо-сигнала. Вейвлет-преобразование может формировать сигналы детализации, которые могут возникать посредством изменения формы базовой функции и посредством поиска соответствий различной базовой функции с функцией эхо-сигнала. Функция детализации может относиться к удлинению базовой функции.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения биортогональный вейвлет используется для разложения.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения койфлет используется для разложения функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения гребенка фильтров используется для разложения функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения вейвлет-пакеты используются для разложения функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения мягкая пороговая обработка используется для исключения коэффициента.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения для исключения коэффициента множество первых коэффициентов и/или множество дополнительных коэффициентов уменьшаются на одинаковую величину до тех пор, пока заранее определяемое число первых коэффициентов и/или дополнительных коэффициентов не становится нулем.
Таким образом, может достигаться мягкая пороговая обработка. Посредством уменьшения коэффициентов на одинаковую величину первыми могут исключаться те коэффициенты, которые имеют небольшое влияние на функцию эхо-сигнала. Тем самым, посредством показателя качества, может задаваться степень уменьшения, т.е. то, до какой степени величины должны уменьшаться. Высокая степень уменьшения может соответствовать высокой степени сжатия, но низкой степени качества, а также может осуществлять неопределенные изменения сигнала восстановленной функции. Низкая степень сжатия или высокая степень качества могут восстанавливать изменения функции эхо-сигнала, которые практически соответствуют исходным изменениям функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения жесткая пороговая обработка используется для исключения коэффициента.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения для исключения коэффициента из множества первых коэффициентов и/или множества дополнительных коэффициентов тот коэффициент задается равным нулю, величина которого является наименьшей величиной из всех коэффициентов и величина которого является отличной нуля. Оставшиеся коэффициенты могут оставаться неизмененными.
Посредством показателя качества, например, может задаваться число коэффициентов, которые исключаются, посредством чего, в свою очередь, может задаваться качество восстановления функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения после исключения коэффициентов функций детализации может осуществляться сжатие оставшихся коэффициентов.
Посредством исключения коэффициентов функции детализации, избирательно, может учитываться влияние коэффициента на функцию эхо-сигнала. Посредством использования стандартного способа сжатия для оставшихся коэффициентов могут использоваться традиционные способы сжатия. Стандартный способ сжатия может сжимать оставшиеся коэффициенты без учета влияния коэффициентов на функцию эхо-сигнала. Оставшиеся коэффициенты могут быть теми коэффициентами, которые не исключены.
Стандартный способ сжатия может, например, учитывать появление двоичных значений в группах и может использовать это появление для сжатия. Посредством использования стандартного способа сжатия, который является независимым от способа исключения коэффициентов, дополнительное сжатие оставшихся данных может быть достижимым, в частности цифровых данных или коэффициентов. Посредством комбинации основанного на масштабе способа сжатия со стандартным способом сжатия эффективность способа сжатия или способа сжатия может увеличиваться.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ сжатия без потерь может использоваться для сжатия оставшихся коэффициентов.
При применении сжатия без потерь все оставшиеся коэффициенты могут восстанавливаться во время восстановления. Следовательно, дополнительное сжатие может осуществляться без изменения оставшихся коэффициентов.
Согласно еще дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения для сжатия используется способ сжатия по длинам серий.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ сжатия с потерями используется для сжатия оставшихся коэффициентов. С помощью способа сжатия с потерями может достигаться более высокая степень сжатия. Тем не менее, посредством способа сжатия с потерями не все коэффициенты, которые остаются после исключения, могут быть точно восстанавливаемыми. Следовательно, способ сжатия с потерями также может иметь влияние на восстановленный сигнал. Это влияние, тем не менее, не может быть прогнозируемым.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения коэффициенты, которые остаются после исключения или сжатия, могут быть сохранены.
Сохранение может осуществляться, например, в модуле запоминающего устройства, таком как USB-карта. После сжатия, в частности, после исключения коэффициентов, цифровые значения могут присутствовать, например, в форме цифрового файла, причем эти цифровые значения могут допускать сохранение на устройстве хранения данных. Цифровой файл также может обрабатываться с помощью традиционных способов обработки данных.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения после исключения и/или сжатия осуществляется передача коэффициентов.
Передача коэффициентов может, например, быть необходимой, когда должен осуществляться обмен между полевым устройством и устройством оценки. Если передача осуществляется после исключения и/или сжатия коэффициентов функции эхо-сигнала, объем данных, который должен передаваться, может уменьшаться. Таким образом, может быть возможным передавать записанную функцию эхо-сигнала или временную последовательность записанных функций эхо-сигнала также через систему передачи данных, содержащую небольшую полосу пропускания. Система передачи данных, содержащая небольшую полосу пропускания, может, например, быть системой полевых шин, такой как система шин HART® или система шин Field Bus Foundation.
Множество дополнительных разработок изобретения описано со ссылкой на способ сжатия. Ниже, дополнительные примерные варианты осуществления настоящего изобретения описываются относительно способа восстановления. Эти варианты осуществления также применяются к способу сжатия, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, содержащему способ сжатия, к программному элементу, содержащему способ сжатия, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, содержащему способ восстановления, к программному элементу, содержащему способ восстановления, к устройству сжатия, к устройству восстановления и измерительному устройству, содержащему устройство сжатия, и к измерительному устройству, содержащему устройство восстановления.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ восстановления дополнительно содержит сортировку множества коэффициентов, чтобы формировать дополнительную функцию детализации. Дополнительная функция детализации представляет дополнительную степень детализации функции эхо-сигнала и относится к форме базовой функции. После этого применение правила восстановления, которое зависит от формы базовой функции, осуществляется для восстановления функции эхо-сигнала.
Функция детализации может назначаться масштабу, при этом масштаб относится к форме базовой функции.
Посредством применения правила восстановления, которое зависит от первой и/или дополнительной формы базовой функции может быть возможным, из коэффициентов, в частности из коэффициентов, присутствующих после исключения, восстанавливать функцию эхо-сигнала.
В способе восстановления также функция детализации может назначаться масштабу, при этом масштаб относится к форме базовой функции.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения обратное вейвлет-преобразование используется для восстановления функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения гребенка обратных фильтров используется для восстановления функции эхо-сигнала. Для гребенки обратных фильтров разложение может быть изменено на противоположное посредством применения гребенки фильтров.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ восстановления содержит распаковку множества коэффициентов.
Распаковка может быть необходимой, если способ сжатия, в частности стандартный способ сжатия, применен к оставшимся коэффициентам функции детализации. Распаковка множества коэффициентов может давать возможность последующей сортировке или последующему обратному преобразованию откатываться к коэффициентам, которые предоставляются для соответствующего этапа способа восстановления.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ восстановления содержит считывание множества коэффициентов из хранилища.
Таким образом, может быть возможным оставлять хранилище, в частности USB-карту, в измерительном устройстве (измерительное устройство), чтобы сохранять долговременные измеренные значения на USB-карте, в частности последовательность функций эхо-сигнала. После того может быть возможным вынимать USB-карту из полевого устройства и вставлять ее в устройство оценки и с использованием способа восстановления считывать USB-карту, чтобы осуществлять доступ к сохраненным данным.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ восстановления содержит прием множества коэффициентов в передающем устройстве.
Тем самым, коэффициенты могут приниматься в чистой форме или в сжатой форме. С этой целью приемное устройство, как, например, устройство оценки, может применять способ восстановления.
Ниже, дополнительные примерные варианты осуществления настоящего изобретения описываются в отношении устройства сжатия. Эти варианты осуществления также применяются к устройству восстановления, способу сжатия, способу восстановления, Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, содержащему способ сжатия, а также к программному элементу, содержащему способ сжатия, Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, содержащему способ восстановления, программному элементу, содержащему способ восстановления, устройству восстановления, измерительному устройству, содержащему устройство сжатия, и измерительному устройству, содержащему устройство восстановления.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления устройство разложения эхо-сигналов устройства сжатия дополнительно выполнено с возможностью раскладывать функцию эхо-сигнала на дополнительную функцию детализации, при этом дополнительная функция детализации содержит множество дополнительных коэффициентов и при этом дополнительная функция детализации представляет дополнительную степень детализации функции эхо-сигнала. Например, дополнительная функция детализации может назначаться дополнительному масштабу. Дополнительный масштаб может связываться с дополнительной формой базовой функции.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство исключения дополнительно выполнено с возможностью исключать, по меньшей мере, один дополнительный коэффициент из множества первых и/или дополнительных коэффициентов в зависимости от показателя качества. Тем самым, по меньшей мере, один дополнительный исключенный коэффициент имеет заранее определяемое отношение, по меньшей мере, с одним эхо-сигналом функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заранее определяемое отношение представляет собой заранее определяемое небольшое влияние, которое, по меньшей мере, один исключенный коэффициент имеет на, по меньшей мере, один эхо-сигнал функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заранее определяемое отношение, по меньшей мере, одного исключенного коэффициента, по меньшей мере, с одним эхо-сигналом функции эхо-сигнала представляет собой отношение с амплитудой, по меньшей мере, одного эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается устройство сжатия, в котором заранее определяемое отношение исключенного коэффициента, по меньшей мере, с одним эхо-сигналом функции эхо-сигнала состоит в том, что изменение в амплитуде эхо-сигнала при восстановлении функции эхо-сигнала находится в рамках заранее определяемого порогового значения по сравнению с принимаемой функцией эхо-сигнала. При этом восстановлении функция эхо-сигнала восстанавливается с использованием первых коэффициентов первой функции детализации и/или дополнительных коэффициентов дополнительной функции детализации. При восстановлении функции эхо-сигнала, по меньшей мере, один коэффициент, который исключен для сжатия, и/или, по меньшей мере, один дополнительный коэффициент, который исключен для сжатия, исключаются.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заранее определяемая корреляция, по меньшей мере, одного исключенного коэффициента, по меньшей мере, одного эхо-сигнала функции эхо-сигнала состоит в том, что, по меньшей мере, один исключенный коэффициент располагается вне переходной области между последовательностью отрицательных коэффициентов и последовательностью положительных коэффициентов, причем эта переходная область ассоциирована с эхо-сигналом.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством вейвлет-преобразования.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством биортогонального вейвлета.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством койфлета.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством гребенки фильтров.
Согласно еще дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством вейвлет-пакетов.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство исключения выполнено с возможностью исключения коэффициента посредством мягкой пороговой обработки.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство исключения выполнено с возможностью исключения коэффициента так, что множество первых коэффициентов и/или множество дополнительных коэффициентов уменьшаются на одинаковую величину до тех пор, пока заранее определяемое число первых коэффициентов и/или дополнительных коэффициентов не становится нулем.
Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство исключения выполнено с возможностью исключения коэффициента посредством жесткой пороговой обработки.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство исключения выполнено с возможностью исключения коэффициента так, что из множества первых коэффициентов и/или из множества дополнительных коэффициентов коэффициент, содержащий наименьшую величину, отличную от нуля, обнуляется.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления устройство сжатия содержит стандартное устройство сжатия, при этом стандартное устройство сжатия соединено с устройством исключения, при этом стандартное устройство сжатия выполнено с возможностью сжатия коэффициентов, которые остаются после исключения.
Для сжатия посредством стандартного устройства сжатия может использоваться стандартный способ сжатия.
Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения стандартное устройство сжатия выполнено с возможностью использования способа сжатия без потерь.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения стандартное устройство сжатия выполнено с возможностью использования способа сжатия по длинам серий.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения стандартное устройство сжатия выполнено с возможностью использования способа сжатия с потерями.
Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство сжатия дополнительно содержит устройство хранения данных, при этом устройство хранения данных выполнено с возможностью сохранения коэффициентов, которые остаются после исключения и/или сжатия, например, на USB-карте.
Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство сжатия дополнительно содержит передающее устройство, при этом передающее устройство выполнено с возможностью отправки коэффициентов, которые остаются после исключения и/или сжатия, например, в центральную диспетчерскую или в устройство оценки.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения измерительное устройство (измерительное устройство), которое содержит устройство сжатия и/или устройство восстановления, является полевым устройством.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения измерительное устройство, которое содержит устройство сжатия и/или устройство восстановления, является устройством оценки.
Действительная функция эхо-сигнала или кривая эхо-сигнала может содержать неустойчивые изменения; другими словами, шумовые сигналы могут накладываться на функцию эхо-сигнала. Действительная функция эхо-сигнала может быть функцией эхо-сигнала, записываемой посредством измерительного устройства. Шумовые сигналы, посредством которых можно препятствовать действительной функции эхо-сигнала, например, могут вызываться от шума от заполнения в контейнере или посредством EMC-помех.
Функция пороговых значений может быть фиксированной заранее определенной функцией, которая, например, зависит от структуры контейнера. Чтобы определять функцию пороговых значений, может быть определен характер изменения эхо-сигнала пустого контейнера.
С другой стороны, функция пороговых значений может быть определена из кривой эхо-сигнала. Например, функция пороговых значений может быть определена из функции эхо-сигнала посредством применения фильтрации нижних частот. В результате определения функции пороговых значений из функции эхо-сигнала функция пороговых значений может быть коррелирована с функцией эхо-сигнала.
При сравнении функции эхо-сигнала с кривой пороговых значений может быть возможным определять то, какие значения функции эхо-сигнала или какие области функции эхо-сигнала выше порогового значения, выше стадии или выше порогового значения. Изменения порогового значения могут быть заранее определенными в заданной позиции посредством функции пороговых значений. Пределы эхо-сигнала могут быть определены как два пересечения функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений. Пересечения могут быть теми позициями, в которых функция эхо-сигнала пересекает функцию пороговых значений. Область эхо-сигнала может быть областью между двумя пределами.
Разложение функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну первую функцию детализации и исключение, по меньшей мере, одного коэффициента из множества коэффициентов, которые формируют, по меньшей мере, одну функцию детализации, и, в частности, по меньшей мере, одного коэффициента поля коэффициентов, причем это поле коэффициентов содержит коэффициенты множества функций детализации, может соответствовать фильтрации. При этой фильтрации могут исключаться компоненты кривой эхо-сигнала, причем эти компоненты вызываются посредством шума в рамках кривой эхо-сигнала.
Исключение также может означать уменьшение коэффициента ниже заранее определяемого максимального значения. Таким образом, хотя коэффициент может по-прежнему присутствовать, значение упомянутого коэффициента, тем не менее, может быть настолько небольшим, что он практически не имеет влияния на функцию эхо-сигнала во время восстановления.
Посредством подходящего обратного преобразования или обратного преобразования функция эхо-сигнала может восстанавливаться, при этом при обратном преобразовании изменения сглаженной кривой могут получаться в результате, поскольку исключаются компоненты функции эхо-сигнала, которые отвечают за неустойчивые изменения функции эхо-сигнала. Если могут быть определены коэффициенты, которые отвечают за неустойчивые изменения функции эхо-сигнала, может быть возможным целевым способом исключать те коэффициенты, которые вызывают неустойчивые изменения кривой эхо-сигнала. Со сглаженными изменениями функции эхо-сигнала может выполняться сравнение с кривой пороговых значений.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации назначается масштабу, при этом каждый масштаб относится к форме базовой функции.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ извлечения эхо-сигнала заключает в себе определение или извлечение эхо-сигнала из сглаженной функции эхо-сигнала. Кроме того, сравнение сглаженной функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений осуществляется, чтобы определять или извлекать, по меньшей мере, один эхо-сигнал из функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ извлечения эхо-сигнала содержит разложение функции эхо-сигнала на дополнительную функцию детализации, при этом дополнительная функция детализации содержит множество дополнительных коэффициентов. Дополнительная функция детализации представляет дополнительную степень детализации функции эхо-сигнала, и дополнительная степень детализации относится к дополнительной форме базовой функции. По меньшей мере, один дополнительный коэффициент из множества первых коэффициентов и/или, по меньшей мере, один коэффициент из множества дополнительных коэффициентов исключается. Дополнительная степень детализации может быть различной степенью детализации, в частности более высокой степенью детализации, чем степень детализации, используемая для определения первых коэффициентов.
Способ извлечения эхо-сигнала дополнительно содержит применение упорядочения восстановления, которое зависит от дополнительной формы базовой функции, для формирования сглаженной функции эхо-сигнала.
Кроме того, дополнительная функция детализации может назначаться дополнительному масштабу, причем дополнительный масштаб относится к дополнительной форме базовой функции. Другими словами, это означает, что дополнительная функция детализации может быть определена посредством применения преобразования, которое основано на базовой функции, или посредством применения гребенки фильтров, характеристика фильтра которой относится к базовой функции.
Множество первых коэффициентов и/или дополнительных коэффициентов может формировать поле коэффициентов. Исключение, по меньшей мере, одного дополнительного коэффициента из множества коэффициентов и, в частности, исключение коэффициентов поля коэффициентов может давать возможность целевым способом исключать коэффициенты, которые имеют влияние на неустойчивые изменения функции эхо-сигнала. В частности, дополнительные коэффициенты, которые имеют влияние на неустойчивые изменения функции эхо-сигнала, могут исключаться.
Кроме того, посредством разложения и/или исключения, по меньшей мере, одного коэффициента или, по меньшей мере, одного дополнительного коэффициента функция пороговых значений также может сглаживаться так, что она может использоваться как сглаженная кривая пороговых значений.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения сравнение сглаженной функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений содержит формирование функции пороговых значений из принимаемой функции эхо-сигнала, сравнение сглаженной функции эхо-сигнала со сформированной функцией пороговых значений и определение области, по меньшей мере, одного эхо-сигнала как области, в которой сглаженная функция эхо-сигнала выше функции пороговых значений.
Функция пороговых значений может, например, формироваться посредством фильтрации нижних частот из функции эхо-сигнала. Если функция пороговых значений сформирована из функции эхо-сигнала, может быть корреляция между функцией пороговых значений и функцией эхо-сигнала. Функция пороговых значений также может быть сформирована на нескольких стадиях обработки из функции эхо-сигнала. В частности, функция пороговых значений может быть сформирована из уже сглаженной версии функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения функция пороговых значений формируется посредством фильтра из принимаемой функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ извлечения эхо-сигнала дополнительно содержит определение показателя качества. Показатель качества представляет собой показатель сглаживания сглаженной функции эхо-сигнала, и способ извлечения эхо-сигнала дополнительно содержит исключение, по меньшей мере, одного из множества коэффициентов и/или множества дополнительных коэффициентов в зависимости от показателя качества. Другими словами, по меньшей мере, один коэффициент может исключаться из поля коэффициентов, которое сформировано из множества первых коэффициентов и/или из множества дополнительных коэффициентов.
Посредством показателя качества может быть возможным определять то, до какой степени кривая эхо-сигнала сглаживается. Показатель качества может соответствовать числу коэффициентов, которые должны исключаться.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения вейвлет-преобразование используется для разложения. Вейвлет-преобразование может раскладывать функцию эхо-сигнала на несколько сигналов детализации, которые могут быть проанализированы отдельно. В частности, в случае дискретного вейвлет-преобразования может быть сформировано поле коэффициентов, из которого могут исключаться заранее определяемые коэффициенты.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения биортогональный вейвлет используется для разложения функция эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения койфлет используется для разложения функции эхо-сигнала.
В результате использования специальных вейвлетов, которые могут совпадать с формой или изменениями типичного эхо-сигнала функции эхо-сигнала, может быть сформировано разложение функции эхо-сигнала, причем это разложение совпадает с функцией эхо-сигнала. При таком согласующем преобразовании коэффициенты, которые не ассоциированы с эхо-сигналом, могут быть легко идентифицированы.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения гребенка фильтров используется для разложения функции эхо-сигнала на функцию детализации.
На выходах гребенки фильтров могут получаться в результате различные разложения функции эхо-сигнала, которые назначаются различным масштабам.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения вейвлет-пакеты используются для разложения функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ мягкой пороговой обработки используется для исключения коэффициента.
Способ мягкой пороговой обработки может давать возможность исключать коэффициент в зависимости от влияния коэффициента на функцию эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения для исключения коэффициента множество первых коэффициентов и/или множество дополнительных коэффициентов уменьшаются на одинаковую величину до тех пор, пока заранее определяемое число первых коэффициентов и/или дополнительных коэффициентов не становится нулем.
При том, что все коэффициенты уменьшаются на одинаковую величину, может достигаться исключение коэффициентов, причем это исключение зависит от наименьшего значения коэффициента поля коэффициентов.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения для исключения коэффициента используется способ жесткой пороговой обработки.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается способ извлечения эхо-сигнала, в котором для исключения коэффициента из множества первых коэффициентов и/или множества дополнительных коэффициентов обнуляется тот коэффициент, величина которого является наименьшей величиной из всех коэффициентов и величина которого является отличной от нуля.
Другими словами, может исключаться значение коэффициента с наименьшим коэффициентом влияния.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается способ извлечения эхо-сигнала, при этом способ извлечения эхо-сигнала дополнительно содержит исключение, по меньшей мере, одного коэффициента из множества первых коэффициентов и/или, по меньшей мере, одного коэффициента из множества дополнительных коэффициентов так, что коэффициент, который исключен, имеет заранее определяемое влияние на, по меньшей мере, один эхо-сигнал.
Другими словами, по меньшей мере, один коэффициент из множества первых коэффициентов и/или множества дополнительных коэффициентов, на которые разложена функция эхо-сигнала, может исключаться так, что коэффициент, который исключен, имеет заранее определяемое влияние на, по меньшей мере, один эхо-сигнал.
В результате учета влияния коэффициента на эхо-сигнал может быть возможным в сглаженной функции оставлять изменения эхо-сигнала и, в частности, значения расстояния эхо-сигнала или позицию эхо-сигналов практически неизмененными. Таким образом, может быть возможным отфильтровывать только компоненты шума. Одновременно может быть возможным по существу сохранять позицию эхо-сигналов в восстановленной функции эхо-сигнала. Следовательно, позиция эхо-сигнала может быть точно определяемой.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения заявляется способ извлечения эхо-сигнала, причем этот способ извлечения эхо-сигнала содержит фильтрацию сглаженной функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается способ извлечения эхо-сигнала, в котором фильтр из группы фильтров, содержащих медианные фильтры, избирательные по фронту фильтры и линейные фильтры, используется для фильтрации. Посредством целевого применения фильтров сглаженная функция эхо-сигнала может дополнительно сглаживаться.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ извлечения эхо-сигнала содержит предоставление списка множественных эхо-сигналов.
Список множественных эхо-сигналов может содержать множество эхо-сигналов функции эхо-сигнала, при этом, по меньшей мере, два из эхо-сигналов, содержащихся в нем, содержат причинную корреляцию. Кроме того, список множественных эхо-сигналов может содержать корреляцию взаимосвязи, которая описывает причинную корреляцию между отдельными эхо-сигналами списка множественных эхо-сигналов. Корреляция взаимосвязи может, например, показываться как граф взаимосвязи.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ извлечения эхо-сигнала содержит определение, по меньшей мере, одной области поиска как области между двумя пересечениями, причем эти пересечения возникают в результате пересечения сглаженной функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений. В дополнение к определению пересечений способ извлечения эхо-сигнала содержит определение до одного или заранее определяемого числа локальных эхо-сигналов в рамках, по меньшей мере, одной области поиска и, кроме того, содержит предоставление списка обнаруженных или определенных эхо-сигналов и/или определенных областей поиска как списка множественных эхо-сигналов.
Предоставление списка множественных эхо-сигналов может давать возможность в более поздней фазе анализа выполнять оценку списка эхо-сигналов, и в этом процессе, если применимо, учитывать различные физические интерпретации различных эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ извлечения эхо-сигнала дополнительно содержит определение корреляции взаимосвязи между эхо-сигналами списка множественных эхо-сигналов. После того как корреляция взаимосвязи определена, корреляция взаимосвязи может предоставляться.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается способ извлечения эхо-сигнала, который предоставляет список одиночных эхо-сигналов.
Посредством выбора может быть возможным формировать список одиночных эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов. Список одиночных эхо-сигналов содержит список однозначно обнаруженных эхо-сигналов для дополнительной обработки.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения создается способ извлечения эхо-сигнала, который дополнительно содержит формирование списка одиночных эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов.
Выше варианты осуществления изобретения описаны в отношении способа извлечения эхо-сигнала. Эти варианты осуществления аналогично также применяются к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, к программному элементу, к устройству извлечения эхо-сигнала и к измерительному устройству.
Ниже дополнительные примерные варианты осуществления настоящего изобретения описываются относительно устройства извлечения эхо-сигнала. Эти варианты осуществления также применяются к способу извлечения эхо-сигнала, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, к программному элементу и к измерительному устройству.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации назначается масштабу. Каждый масштаб относится к форме базовой функции.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одного эхо-сигнала посредством сравнения сглаженной функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала на дополнительную функцию детализации, при этом дополнительная функция детализации содержит множество дополнительных коэффициентов. Дополнительная функция детализации предоставляет дополнительную степень детализации функции эхо-сигнала и относится к дополнительной форме базовой функции.
Устройство исключения или устройство исключения эхо-сигналов выполнено с возможностью исключения, по меньшей мере, одного дополнительного коэффициента из множества первых коэффициентов и/или, по меньшей мере, одного коэффициента из множества дополнительных коэффициентов, и устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью, посредством применения упорядочения восстановления, которое зависит от дополнительной формы базовой функции, формирования сглаженной функции эхо-сигнала.
В результате исключения дополнительных коэффициентов множества функций детализации, на которые разложена функция эхо-сигнала, может затрагиваться степень сглаживания восстановленной функции эхо-сигнала. Коэффициенты функций детализации могут иметь различное влияние на эхо-сигнал. Следовательно, целевым способом может исключаться тот коэффициент, который имеет небольшое влияние на эхо-сигнал, но значительное влияние на нежелательные нерегулярные изменения функции эхо-сигнала.
Кроме того, дополнительная функция детализации может назначаться дополнительному масштабу, причем дополнительный масштаб относится к дополнительной форме базовой функции.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью, посредством сравнения сглаженной функции эхо-сигнала и функции пороговых значений, формирования функции пороговых значений из принимаемой функции эхо-сигнала. Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью сравнения сглаженной функции эхо-сигнала со сформированной функцией пороговых значений и определения области, по меньшей мере, одного эхо-сигнала как области, в которой сглаженная функция эхо-сигнала согласно величине располагается выше функции пороговых значений.
Функция пороговых значений также может быть сформирована на нескольких стадиях обработки из функции эхо-сигнала. В частности, функция пороговых значений может быть сформирована из уже сглаженной версии функции эхо-сигнала.
Может быть возможным определять пересечения функции пороговых значений и функции эхо-сигнала в тех позициях, в которых функция эхо-сигнала пересекает функцию пороговых значений, и определять пересечения как региональные границы областей эхо-сигналов.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью формирования функции пороговых значений из принимаемой функции эхо-сигнала посредством фильтра.
Например, применение фильтра нижних частот может давать возможность формировать изменения функции пороговых значений, причем эти изменения позволяют определять эхо-сигналы функции эхо-сигнала.
Аналогично, функция пороговых значений может быть сформирована из функции эхо-сигнала посредством исключения коэффициентов разложенной функции эхо-сигнала. После определения функции пороговых значений как сглаженной функции эхо-сигнала должно быть возможным, например, сравнивать неизмененную функцию эхо-сигнала или функцию эхо-сигнала, сглаженную до некоторой другой степени, с функцией пороговых значений, определенной таким образом, и тем самым области эхо-сигналов также могут быть определены.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство извлечения эхо-сигнала содержит устройство обработки показателей качества, при этом устройство обработки показателей качества соединено с устройством исключения.
С целью определения показателя качества устройство обработки показателей качества выполнено с возможностью приема или сохранения показателя качества. Показатель качества представляет собой показатель сглаживания сглаженной функции эхо-сигнала, которая должна быть сформирована. Устройство исключения выполнено с возможностью исключения, по меньшей мере, одного коэффициента из множества первых коэффициентов и/или, по меньшей мере, одного коэффициента из множества дополнительных коэффициентов в зависимости от показателя качества.
Высокий показатель качества может, например, разрешать исключение меньшего числа коэффициентов, тогда как низкий показатель качества может разрешать исключение большего числа коэффициентов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством вейвлет-преобразования.
С целью разложения функции эхо-сигнала посредством вейвлет-преобразования устройство разложения эхо-сигналов может реализовывать, например, алгоритм для вейвлет-преобразования, для быстрого вейвлет-преобразования или для дискретного вейвлет-преобразования. Соответственно, устройство определения эхо-сигналов может реализовывать комплементарный способ разложения как обратное преобразование, чтобы восстанавливать сглаженную функцию эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством биортогонального вейвлета.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством койфлета.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством гребенки фильтров.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством вейвлет-пакетов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство исключения выполнено с возможностью исключения коэффициента посредством мягкой пороговой обработки.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения для исключения коэффициента устройство извлечения эхо-сигнала выполнено с возможностью уменьшения множества первых коэффициентов и/или множества дополнительных коэффициентов на одинаковую величину до тех пор, пока заранее определяемое число первых коэффициентов и/или дополнительных коэффициентов не становится нулем.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство исключения выполнено с возможностью использования способа жесткой пороговой обработки для исключения коэффициента.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения для исключения коэффициента из множества первых коэффициентов и/или множества дополнительных коэффициентов устройство извлечения эхо-сигнала выполнено с возможностью обнуления наименьшего коэффициента согласно величине, причем этот коэффициент является отличным от нуля. Таким образом, может реализовываться способ жесткой пороговой обработки.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство исключения выполнено с возможностью исключения, по меньшей мере, одного из множества первых коэффициентов и/или, по меньшей мере, одного дополнительного коэффициента так, что коэффициент, который исключается, имеет заранее определяемое небольшое влияние на, по меньшей мере, один эхо-сигнал.
Чтобы определять влияние исключенного коэффициента на эхо-сигнал функции эхо-сигнала, может использоваться эмпирическое значение, которое определено из предшествующих экспериментов.
Тем не менее, также может быть возможным использовать эвристический способ, другими словами, посредством повторного разложения, исключения и восстановления может быть определено то, какой коэффициент имеет сильное или небольшое влияние на, по меньшей мере, один эхо-сигнал функции эхо-сигнала. Чтобы узнавать влияние, исходная функция эхо-сигнала может сравниваться с соответствующей восстановленной функцией эхо-сигнала, и влияние исключения может быть определено.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью фильтрации сглаженной функции эхо-сигнала.
После выполнения сглаживания может быть возможным применять дополнительные операции фильтра к сглаженной функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения фильтр из группы фильтров, содержащих медианные фильтры, избирательные по фронту фильтры и линейные фильтры, используется для фильтрации.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью предоставления списка множественных эхо-сигналов.
Чтобы предоставлять список множественных эхо-сигналов, область хранения устройства определения эхо-сигналов и, в частности, область хранения устройства предоставления эхо-сигналов может быть зарезервирована, чтобы иметь возможность сохранять множество обнаруженных эхо-сигналов функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одной области поиска как области между двумя пересечениями сглаженной функции с функцией пороговых значений, при этом устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения заранее определяемого числа локальных эхо-сигналов в рамках, по меньшей мере, одной области поиска и предоставления списка обнаруженных эхо-сигналов или определенных эхо-сигналов как списка множественных эхо-сигналов. Кроме того, по меньшей мере, один определенный эхо-сигнал и/или одна из определенных или обнаруженных областей поиска могут предоставляться в списке множественных элементов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью предоставления корреляции взаимосвязи между эхо-сигналами списка множественных эхо-сигналов и предоставления корреляции взаимосвязи, например, в форме графа взаимосвязи или области хранения.
Посредством корреляции взаимосвязи или причинной корреляции между множеством эхо-сигналов списка множественных эхо-сигналов различные физические интерпретации эхо-сигналов могут быть определены.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью предоставления списка одиночных эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью формирования списка одиночных эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов.
Для формирования списка одиночных эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов может использоваться корреляция взаимосвязи между отдельными эхо-сигналами и алгоритмом выбора.
С помощью способа для обнаружения эхо-сигнала обнаружение, по меньшей мере, одного эхо-сигнала в функции эхо-сигнала может быть возможным. Функция эхо-сигнала может раскладываться на несколько функций детализации так, чтобы могли решаться различные физические интерпретации функции эхо-сигнала. Посредством разложения функции эхо-сигнала на функции детализации отличительный признак эхо-сигнала вдоль локальной оси может быть задан видимым, причем посредством его анализа может быть определена позиция эхо-сигнала. Таким образом, например, широко качающийся эхо-сигнал, который содержит множество небольших эхо-сигналов, может быть обнаруживаемым на одной стадии детализации, тогда как множество небольших эхо-сигналов, которые содержатся в сильном эхо-сигнале, могут быть видимыми в другой плоскости детализации. В качестве результата сравнения различных плоскостей и различных значений плоскостей может быть возможным определять различные физические интерпретации изменений эхо-сигнала.
Сильный эхо-сигнал может быть повышением уровня в функции эхо-сигнала, причем это повышение содержит несколько дополнительных повышений уровня или локальных максимумов. Такой сильный или широкий эхо-сигнал может возникать, если эхо-сигналы накладываются, например, если два эхо-сигнала сходятся.
В результате обнаружения отличительного признака в функции детализации, например, перехода коэффициентов в совместно используемой функции детализации от отрицательных значений к положительным значениям, позиция или область эхо-сигнала в функции эхо-сигнала может быть определена. Кроме того, отличительный признак эхо-сигнала в функции эхо-сигнала может быть переходом между последовательностью положительных и отрицательных коэффициентов совместно используемой функции детализации вдоль локальной оси.
Функция детализации может иметь локальное разрешение, идентичное функции эхо-сигнала, так что позиция эхо-сигнала, причем эта позиция определена в функции детализации, также может соответствовать позиции эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Форма переходов отрицательных и положительных коэффициентов может быть различной по степени, и по этой причине, после исключения коэффициентов, которые уже использованы при определении позиции эхо-сигнала, способ также может многократно применяться к дополнительным характеристикам, которые являются, тем не менее, менее явными. Переход может осуществляться между смежными последовательностями отрицательных коэффициентов и последовательностями положительных коэффициентов.
Посредством обнаружения этих дополнительных эхо-сигналов в различных позициях может быть сформирован список одиночных эхо-сигналов, который относительно последующего алгоритма оценки может однозначно предоставлять различные позиции эхо-сигналов, обнаруживаемых с помощью этого способа. Другими словами, это означает, что последующий алгоритм не может принимать соображения относительно интерпретации позиции эхо-сигналов. Алгоритм может допускать, что позиция обнаруженных эхо-сигналов задается. Возможные неправильные интерпретации позиции эхо-сигналов могут не исследоваться дополнительно.
Обнаруженный список одиночных эхо-сигналов может быть однозначным списком всех тех эхо-сигналов, которые должны обнаруживаться посредством способа, описанного выше. В результате указания максимального числа обнаруженных эхо-сигналов способ может завершаться до того, как все эхо-сигналы обнаружены.
Может быть возможным определять начальную область и конечную область области эхо-сигнала так, чтобы нерезкое определение области эхо-сигнала могло быть заявлено. При нерезком определении области эхо-сигнала последующий алгоритм может находить возможным определять позицию начала и конца области эхо-сигнала в рамках начальной и конечной области.
Тем не менее, также может быть возможным заявлять фиксированную позицию потенциального эхо-сигнала. Если точная позиция заявляется, более может быть невозможным для последующего алгоритма иметь возможность принимать какое-либо решение по позиции эхо-сигналов, даже в рамках областей.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации назначается масштабу. Каждый масштаб относится к различной форме базовой функции. Базовая функция может быть вейвлет-функцией или характеристикой фильтра для гребенки фильтров.
Масштаб может использоваться для различения между различными детализациями, например, эхо-сигналами в функции эхо-сигнала. Масштаб, кроме того, может содержать локальную ось.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит предоставление списка одиночных эхо-сигналов, при этом список одиночных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, одну область эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение списка множественных эхо-сигналов, при этом список множественных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, две причинно зависимые области эхо-сигналов. Другими словами, способ содержит определение списка множественных эхо-сигналов, при этом список множественных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, две области эхо-сигналов, причем эти две области эхо-сигналов соединяются посредством корреляции взаимосвязи.
Из определенного списка множественных эхо-сигналов формируется список одиночных эхо-сигналов, при этом однозначные эхо-сигналы выбираются из списка множественных эхо-сигналов.
После определения списка одиночных эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов осуществляется предоставление списка одиночных эхо-сигналов с позициями обнаруженных эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение области эхо-сигнала как переходной области между отрицательным коэффициентом множества коэффициентов и положительным коэффициентом множества коэффициентов.
При разложении функции эхо-сигнала на функцию детализации в функции детализации может возникать множество отрицательных и положительных коэффициентов. Коэффициенты функции детализации могут быть расположены вдоль локальной оси. Коэффициенты и, в частности, значения коэффициентов могут определять степень, в которой форма базовой функции содержится в функции эхо-сигнала в локальной области. В частности, переходная область может располагаться вдоль локальной оси в совместно используемой функции детализации.
Переход или переходная область между отрицательным коэффициентом и положительным коэффициентом, в частности, вдоль локальной оси может быть отличительным признаком, который указывает позицию эхо-сигнала. Следовательно, посредством обнаружения этой переходной области нахождение эхо-сигналов или, по меньшей мере, потенциальных эхо-сигналов может быть возможным.
Направление, в котором осуществляется переход, может играть второстепенную роль в обнаружении перехода. Переход от отрицательного коэффициента к положительному коэффициенту может быть отличительным признаком позиции эхо-сигнала, как и переход от положительного коэффициента к отрицательному коэффициенту.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения переходная область содержит, по меньшей мере, один нулевой коэффициент. По меньшей мере, один нулевой коэффициент располагается между отрицательным коэффициентом и положительным коэффициентом.
Нулевые коэффициенты, которые размещаются между положительным коэффициентом и отрицательным коэффициентом, могут не учитываться для обнаружения переходной области.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение области эхо-сигнала как переходной области содержит определение последовательности отрицательных коэффициентов из множества коэффициентов и определение последовательности положительных коэффициентов из множества коэффициентов так, что последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов располагаются в первой совместно используемой функции детализации или в первом совместно используемом масштабе. Последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов обнаруживаются так, что разность между последовательностью отрицательных коэффициентов и последовательностью положительных коэффициентов является максимумом из всех возможных разностей последовательностей коэффициентов всех доступных функций детализации или масштабов, в частности, соответствующих функций детализации. Область эхо-сигнала затем определяется так, что область эхо-сигнала содержит последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов.
Первая функция детализации может быть одной из, по меньшей мере, двух функций детализации, которые определены во время разложения.
Другими словами, это означает, что последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов, причем между этими последовательностями формируется разность, может быть расположена на совместно используемой функции детализации. Максимум может быть определен между всеми разностями, которые сформированы таким образом, всех функций детализации.
Область последовательности отрицательных коэффициентов вместе с последующей последовательностью положительных коэффициентов может определять область эхо-сигнала в функции эхо-сигнала. Следовательно, обнаружение перехода между последовательностью отрицательных коэффициентов и последовательностью положительных коэффициентов или между последовательностью положительных коэффициентов и последовательностью отрицательных коэффициентов в функции детализации может определять ассоциированную локальную область или локальную позицию эхо-сигнала в ассоциированной функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение области эхо-сигнала так, что позиция начального коэффициента определяется в начале последовательности отрицательных коэффициентов и что, кроме того, позиция конечного коэффициента определяется в конце последовательности положительных коэффициентов, и что в завершение позиция начального коэффициента и позиция конечного коэффициента предоставляются как область эхо-сигнала.
Предоставление позиции начального коэффициента и позиции конечного коэффициента может резко задавать область эхо-сигнала. Начало и конец эхо-сигнала могут быть определены посредством начального коэффициента и конечного коэффициента.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение области эхо-сигнала содержит определение позиции начального коэффициента в конце последовательности отрицательных коэффициентов и определение позиции конечного коэффициента в начале последовательности положительных коэффициентов. Таким образом, обнаруженная позиция начального коэффициента и позиция конечного коэффициента предоставляются как область эхо-сигнала.
В результате обнаружения позиции начального коэффициента и конечного коэффициента может быть возможным резкое определение области эхо-сигнала.
Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит определение начальной области эхо-сигнала как области влияния начального коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов. Кроме того, способ содержит определение конечной области эхо-сигнала как области влияния конечного коэффициента последовательности положительных коэффициентов. При определении начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала начальная область эхо-сигнала и конечная область эхо-сигнала могут предоставляться как область эхо-сигнала.
Область влияния коэффициента может быть задана посредством секции оси, причем эта секция идет от середины сегмента позиции соответствующего коэффициента до позиции предшествующего коэффициента до середины сегмента позиции соответствующего коэффициента до позиции его последующего коэффициента.
При просмотре от соответствующего коэффициента предшествующий коэффициент может быть расположен в направлении уменьшения значений расстояния. Последующий коэффициент может быть расположен в направлении увеличения значений расстояния.
Позиция в середине сегмента позиции коэффициента до соответствующего предшествующего коэффициента может по-прежнему являться частью области влияния коэффициента, тогда как позиция в середине сегмента позиции коэффициента до последующего коэффициента больше не может являться частью области влияния коэффициента.
Это определение области эхо-сигнала посредством начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала может давать возможность определять область эхо-сигнала как нерезкое определение.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение начальной позиции эхо-сигнала как середины начальной области эхо-сигнала и определение конечной позиции эхо-сигнала как середины конечной области эхо-сигнала, при этом предоставление начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала представляет собой предоставление начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала.
Определение начальной позиции эхо-сигнала из начальной области эхо-сигнала и определение конечной позиции эхо-сигнала из конечной области эхо-сигнала может давать возможность преобразовывать нерезкое определение области эхо-сигнала в резкое определение, если последующий алгоритм предполагает резкое определение области эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала содержит определение начальной позиции эхо-сигнала как середины расстояния между позицией начального коэффициента и позицией предшествующего коэффициента начального коэффициента и, кроме того, определение конечной позиции эхо-сигнала как середины расстояния между позицией конечного коэффициента и позицией последующего коэффициента конечного коэффициента, при этом область эхо-сигнала представляет собой область между начальной позицией эхо-сигнала и конечной позицией эхо-сигнала.
Начало и конец последовательности коэффициентов могут относиться к системе координат с увеличением значений расстояния в направлении увеличения локальных значений. Это означает, что в направлении увеличения локальных значений совместно используемой локальной оси сначала может быть начало последовательности коэффициентов, а затем конец. В направлении понижения локальных значений сначала может быть конец последовательности коэффициентов, а затем начало.
Начало последовательности отрицательных коэффициентов (ANK) может быть определено как середина расстояния между позицией первого коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов и позицией предшествующего коэффициента первого коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов.
Кроме того, конец последовательности положительных коэффициентов (EPK) может быть определен как середина расстояния между позицией последнего коэффициента последовательности положительных коэффициентов и позицией последующего коэффициента последнего коэффициента последовательности положительных коэффициентов.
Посредством этого определения начала последовательности отрицательных коэффициентов (ANK) или, в качестве альтернативы, начальной позиции эхо-сигнала и определения конца последовательности положительных коэффициентов (EPK) или, в качестве альтернативы, конечной позиции эхо-сигнала обнаружение местоположения эхо-сигнала может улучшаться.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение дополнительной функции детализации так, что дополнительная функция детализации представляет более высокую степень детализации функции эхо-сигнала, чем первая функция детализации. Дополнительная функция детализации может назначаться дополнительному масштабу, который может быть соединен с дополнительной формой базовой функции.
Начальная позиция эхо-сигнала, которая обнаружена в функции детализации с более низкой степенью детализации, проецируется на дополнительную функцию детализации. Аналогично, конечная позиция эхо-сигнала, которая обнаружена в функции детализации с более низкой степенью детализации, проецируется на дополнительную функцию детализации.
Кроме того, определяется позиция дополнительного начального коэффициента. При определении позиции дополнительного начального коэффициента дополнительный начальный коэффициент представляет собой тот начальный коэффициент последовательности отрицательных коэффициентов множества коэффициентов дополнительной функции детализации, чья последовательность отрицательных коэффициентов дополнительной функции детализации встречается во время проецирования.
Если последовательности отрицательных коэффициентов не встречаются, дополнительный начальный коэффициент определяется посредством последовательности отрицательных коэффициентов, причем эта последовательность отрицательных коэффициентов начинается в рамках начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала, и причем его начальная позиция содержит кратчайшее расстояние до начальной позиции эхо-сигнала, при этом начальная позиция представляет собой позицию начального коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов дополнительной функции детализации.
Другими словами, это может означать, что при определении позиции дополнительного начального коэффициента дополнительный начальный коэффициент представляет собой тот начальный коэффициент последовательности отрицательных коэффициентов множества коэффициентов дополнительной функции детализации, чья последовательность отрицательных коэффициентов начинается в рамках начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала. Кроме того, начальная позиция соответствующей последовательности отрицательных коэффициентов содержит кратчайшее расстояние до начальной позиции эхо-сигнала, при этом начальная позиция представляет собой позицию начального коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов.
Определение позиции дополнительного конечного коэффициента осуществляется так, что дополнительный конечный коэффициент представляет собой тот конечный коэффициент последовательности положительных коэффициентов множества последовательностей коэффициентов дополнительной функции детализации, чья последовательность положительных коэффициентов дополнительной функции детализации встречается во время проецирования.
В качестве альтернативы определение позиции дополнительного конечного коэффициента осуществляется так, что дополнительный конечный коэффициент представляет собой тот конечный коэффициент последовательности положительных коэффициентов множества последовательностей коэффициентов дополнительной функции детализации, чья последовательность положительных коэффициентов начинается в рамках начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала, и начальная позиция которого содержит кратчайшее расстояние до конечной позиции эхо-сигнала, при этом начальная позиция является позицией начального коэффициента последовательности положительных коэффициентов дополнительной функции детализации.
Кроме того, область эхо-сигнала дополнительной функции детализации определяется так, что область эхо-сигнала функции детализации содержит переход от последовательности отрицательных коэффициентов к последовательности положительных коэффициентов.
Область эхо-сигнала дополнительной функции детализации предоставляется для нахождения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Дополнительная функция детализации может быть одной из, по меньшей мере, двух функций детализации, которые определены во время разложения, например во время разложения посредством вейвлет-преобразования.
Посредством проецирования области эхо-сигнала функции детализации с более низкой степенью детализации на функцию детализации с более высокой степенью детализации может увеличиваться разрешение области эхо-сигнала. Может быть возможным определять пределы области эхо-сигнала для функции эхо-сигнала так, что они являются более узкими или более точными. Более точное определение локальной области может увеличивать локальное разрешение области эхо-сигнала, и позиция эхо-сигнала может быть заявленной более точно, чем в функции детализации с более низкой степенью детализации. В завершение, в результате непрерывной проекции может быть определена позиция эхо-сигнала. Позиция эхо-сигнала может предоставляться в дополнение к области эхо-сигнала.
Дополнительная форма базовой функции может быть сформирована из формы базовой функции. Например, базовая функция может быть вейвлет-функцией или родительской функцией. Разложение в таком случае может быть вейвлет-преобразованием.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение последовательности отрицательных частных коэффициентов из множества коэффициентов дополнительной функции детализации и определение последовательности положительных частных коэффициентов из множества коэффициентов дополнительной функции детализации. Определение последовательности частных коэффициентов осуществляется так, что разность последовательности отрицательных частных коэффициентов и последовательности положительных частных коэффициентов является максимумом из всех возможных разностей последовательностей коэффициентов, которые располагаются в рамках области эхо-сигнала дополнительной функции детализации.
Кроме того, последовательность основных коэффициентов определяется так, что последовательность основных коэффициентов содержит последовательность отрицательных частных коэффициентов и последовательность положительных частных коэффициентов. После этого область эхо-сигнала предоставляется как область последовательности основных коэффициентов.
Последовательности частных коэффициентов могут, в свою очередь, исходить из совместно используемой функции детализации.
Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения позиция определяется в местоположении или позиции середины расстояния последнего коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов или последовательности отрицательных частных коэффициентов и позиции последующего коэффициента последнего коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов или последовательности отрицательных частных коэффициентов как позиция эхо-сигнала. Последовательность отрицательных коэффициентов располагается в рамках области эхо-сигнала заранее определяемой функции детализации. После этого осуществляется предоставление позиции эхо-сигнала.
Посредством фиксации или определения позиции эхо-сигнала местоположение эхо-сигнала может быть однозначно заданным для включения в список одиночных эхо-сигналов. Предоставление позиции эхо-сигнала может заменять и/или дополнять предоставление области для эхо-сигнала. В частности, предоставление позиции эхо-сигнала может делать возможным более точное определение местоположения эхо-сигнала, чем область эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит определение заранее числа эхо-сигналов, которые должны обнаруживаться, и определение указанного числа эхо-сигналов.
В результате определения заранее числа эхо-сигналов всегда может обнаруживаться только максимальное число эхо-сигналов. Другими словами, это означает, что число обнаруженных эхо-сигналов может не превышать максимальное значение. Таким образом, может ограничиваться величина списка одиночных эхо-сигналов, который должен подготавливаться.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит обнуление всех последовательностей коэффициентов, которые идентифицированы для определения области эхо-сигнала и/или позиции эхо-сигнала. Кроме того, обнуляются все коэффициенты, которые являются избыточными для коэффициентов, которые идентифицированы для определения области эхо-сигнала и/или позиции эхо-сигнала, т.е. коэффициенты в масштабах более высокого порядка также обнуляются.
В результате обнуления способ обнаружения эхо-сигналов может быть итеративно применимым. После того как коэффициенты, которые содержат максимальную разность между последовательностями отрицательных и положительных коэффициентов, обнулены, в поле коэффициентов множества коэффициентов функций детализации может обнаруживаться другая максимальная разность между последовательностью отрицательных и положительных коэффициентов вдоль локальной оси. Таким образом, способ может повторяться до тех пор, пока все обнаруживаемые эхо-сигналы не идентифицированы однозначно или пока максимальное число эхо-сигналов, которые должны обнаруживаться, не идентифицировано.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения дополнительная функция детализации определяется так, что дополнительная функция детализации представляет другую, например, более высокую, степень детализации функции эхо-сигнала, чем первая функция детализации. Например, дополнительная функция детализации может назначаться дополнительному масштабу, причем дополнительный масштаб может соответствовать более высокой степени детализации функции эхо-сигнала.
Кроме того, список множественных эхо-сигналов определяется так, что список множественных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, два эхо-сигнала, при этом каждый из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов ассоциирован с другой функцией детализации или назначается другой функции детализации. Кроме того, осуществляется определение степени зависимости, по меньшей мере, между двумя эхо-сигналами.
Определение эхо-сигналов списка множественных элементов может осуществляться посредством обнаружения отличительного признака эхо-сигнала в функции детализации. Другими словами, для обнаружения эхо-сигналов списка множественных элементов могут использоваться этапы, идентичные тем, которые могут использоваться для обнаружения эхо-сигналов списка одиночных элементов. Тем не менее, проецирование также может осуществляться без этого, так что множество эхо-сигналов и, в частности, все эхо-сигналы могут обнаруживаться.
Кроме того, может быть возможным подготавливать граф взаимосвязи и предоставлять граф взаимосвязи вместе со списком множественных эхо-сигналов. Это означает, что может быть возможным подготавливать список множественных эхо-сигналов и корреляцию взаимосвязи, которая встроена в него, если последующий алгоритм обработки эхо-сигналов также управляет тем, как обрабатывать списки неоднозначных эхо-сигналов или списки множественных эхо-сигналов.
Тем не менее, если последующий алгоритм ожидает список однозначных эхо-сигналов или список одиночных эхо-сигналов, то посредством выбора уменьшение до списка одиночных эхо-сигналов может быть сделано возможным.
Чтобы формировать список одиночных эхо-сигналов, посредством оценки степени взаимосвязи, предоставляется выбор эхо-сигналов и списка одиночных эхо-сигналов, сформированного таким образом.
Посредством обнаружения списка множественных эхо-сигналов может быть возможным обнаруживать все обнаруживаемые эхо-сигналы функции эхо-сигнала. Во время обнаружения всех обнаруживаемых эхо-сигналов также могут обнаруживаться эхо-сигналы, которые вследствие физических граничных условий не могут быть эхо-сигналами или которые не должны распознаваться как эхо-сигналы.
В результате применения заданных критериев выбора, например вычеркивания эхо-сигналов, ширина которых ниже заранее определяемой минимальной ширины, или вычеркивания эхо-сигналов, ширина которых превышает максимальную ширину, из множества многократных эхо-сигналов список одиночных эхо-сигналов может быть сформирован.
Кроме того, корреляция взаимосвязи или оценка взаимосвязи оставшихся эхо-сигналов может учитываться, в которой удаляются эхо-сигналы, предки которых по-прежнему присутствуют в списке. Избыточность или физические неоднозначности в списке одиночных эхо-сигналов тем самым могут быть корректируемыми. Другими словами, это означает, что могут исключаться эхо-сигналы, которые при выборе конкретного эхо-сигнала или релевантного эхо-сигнала больше не могут причинно использоваться как эхо-сигналы. Исключение эхо-сигналов и анализ корреляций взаимосвязи могут обозначать последующую обработку данных эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения дополнительная функция детализации может быть связана с дополнительным масштабом. Каждый масштаб может быть соединен с различной формой базовой функции.
Итеративно могут быть предоставлены все эхо-сигналы, которые в рамках масштаба или функции детализации могут обнаруживаться на основе отличительных признаков. Определение областей эхо-сигналов в рамках масштаба или функции детализации может осуществляться до тех пор, пока дополнительные области эхо-сигналов больше не могут быть обнаружены в рамках этого масштаба. Если в рамках одной функции детализации дополнительные эхо-сигналы или области эхо-сигналов больше не обнаруживаются, может осуществляться переход к дополнительной функции детализации, чтобы также обнаруживать множество эхо-сигналов в этой дополнительной функции детализации.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения позиция эхо-сигнала определяется в позиции середины расстояния позиции последнего отрицательного коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов и позиции последующего коэффициента последнего коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов. После этого осуществляется предоставление позиции эхо-сигнала.
В результате предоставления позиции эхо-сигнала более резкая позиция эхо-сигнала может быть определена. Таким образом, более точная позиция эхо-сигнала может быть предоставленной.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит сохранение области эхо-сигнала и/или позиции, по меньшей мере, одного эхо-сигнала в списке.
В результате сохранения области эхо-сигнала и/или позиции эхо-сигнала в списке или в списке множественных эхо-сигналов может быть возможным предоставлять список одиночных эхо-сигналов или список множественных эхо-сигналов в дополнительный алгоритм или в дополнительное устройство. Список одиночных эхо-сигналов может содержать релевантные эхо-сигналы. Список множественных эхо-сигналов может содержать множество эхо-сигналов или все эхо-сигналы, которые могут обнаруживаться посредством разложения функции эхо-сигнала на функции детализации. Таким образом, несколько эхо-сигналов, которые соотносятся друг с другом, могут обнаруживаться, причем эти эхо-сигналы могут оцениваться посредством последующего алгоритма. Эхо-сигналы списка множественных эхо-сигналов могут предоставлять несколько физических интерпретаций для дополнительной обработки.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит сохранение области эхо-сигнала и/или позиции, по меньшей мере, одного эхо-сигнала, при этом, по меньшей мере, один эхо-сигнал удовлетворяет заранее определяемому условию выбора.
Посредством выбора эхо-сигнала с условием выбора требование по хранению для списка эхо-сигналов или списка множественных эхо-сигналов может уменьшаться за счет того, что информация, заданная заранее, не сохраняется.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит выбор области эхо-сигнала и/или позиции, по меньшей мере, одного эхо-сигнала из списка так, что заранее определяемое условие выбора удовлетворяется.
Посредством выбора из списка областей эхо-сигналов или позиций эхо-сигналов, которые выполняют заранее определяемое условие выбора, может быть осуществлен выбор только из списка множественных эхо-сигналов. Таким образом, может быть возможным предоставлять последующему алгоритму только ограниченное число множества эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения условие выбора для выбора из списка области эхо-сигнала и/или позиции эхо-сигнала представляет собой предоставление эхо-сигналов без избыточности.
Посредством условия выбора предоставления эхо-сигналов без избыточности может быть возможным, с учетом корреляции взаимосвязи эхо-сигналов, предоставлять только те эхо-сигналы, которые рассматриваются для оценки эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит сохранение корреляции взаимосвязи между эхо-сигналами, причем эта корреляция взаимосвязи ассоциирована с различными областями эхо-сигналов и/или различными позициями эхо-сигналов.
Посредством сохранения корреляции взаимосвязи может быть возможным сохранение взаимосвязи между отдельными эхо-сигналами. Таким образом, оценка эхо-сигналов может быть упрощена в том, что, например, покрывающие эхо-сигналы могут не учитываться.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит исключение эхо-сигналов с использованием информации предыстории.
В результате использования информации предыстории, в частности в форме подготовленного трека или нескольких подготовленных треков, может быть возможным определять то, какие обнаруженные эхо-сигналы могут обоснованно продолжать множество предыдущих треков. Таким образом, дополнительная информация или физическая интерпретация может использоваться для того, чтобы исключать эхо-сигналы, которые не воспринимаемы.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, две базовые функции формируют ортогональную систему функций.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения базовая функция делает возможным разложение без избыточности функции эхо-сигнала.
Посредством разложения без избыточности функция эхо-сигнала может раскладываться на множество функций детализации, при этом число определенных функций детализации содержит все функции детализации, которые необходимы для восстановления функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения для разложения функция эхо-сигнала сканируется с помощью различных частот.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения разложение функции эхо-сигнала осуществляется посредством фильтров, при этом фильтры содержат различные предельные частоты.
Посредством сканирования функции эхо-сигнала и фильтрации с помощью ядер фильтра, которые остаются постоянными, могут изменяться предельные частоты фильтров. Например, частота сканирования функции эхо-сигнала между масштабами может увеличиваться на коэффициент 2m.
Посредством изменения предельной частоты посредством изменения частоты сканирования множество функций детализации функции эхо-сигнала может быть сформировано.
Множество усовершенствований изобретения описаны в отношении способа для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала. Эти варианты осуществления также применяются к устройству для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных с программой для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, к программному элементу для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала и к измерительному устройству с устройством для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Ниже, дополнительные примерные варианты осуществления настоящего изобретения описываются относительно устройства для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала. Эти варианты осуществления также применяются к способу обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных с программой для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала, к программному элементу для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала и к измерительному устройству с устройством для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство предоставления эхо-сигналов выполнено так, что оно предоставляет список одиночных эхо-сигналов, при этом список одиночных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, одну область эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения списка множественных эхо-сигналов, при этом список множественных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, две причинно зависимые области эхо-сигналов. Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью выбора списка одиночных эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов, и устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления списка одиночных эхо-сигналов.
Причинно зависимые области эхо-сигналов, в этом контексте, могут содержать корреляцию взаимосвязи.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения области эхо-сигнала как переходной области между отрицательным коэффициентом множества коэффициентов и положительным коэффициентом множества коэффициентов или между положительным коэффициентом множества коэффициентов и отрицательным коэффициентом множества коэффициентов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения переходная область содержит, по меньшей мере, один нулевой коэффициент. Нулевой коэффициент может быть расположен между отрицательным коэффициентом и положительным коэффициентом.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения области эхо-сигнала как переходной области. Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения последовательности отрицательных коэффициентов из множества последовательностей коэффициентов и определения последовательности положительных коэффициентов из множества коэффициентов так, что последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов располагаются в первой функции детализации или в первом масштабе.
Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения последовательности отрицательных коэффициентов и положительных коэффициентов так, что разность между последовательностью отрицательных коэффициентов и последовательностью положительных коэффициентов является максимумом из всех возможных разностей последовательностей коэффициентов соответствующей функции детализации или всех проанализированных функций детализации.
Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения области эхо-сигнала так, что область эхо-сигнала содержит последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов, которые обнаружены.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов для определения области эхо-сигнала выполнено с возможностью определения позиции начального коэффициента в начале последовательности отрицательных коэффициентов. Кроме того, устройство определения эхо-сигналов для определения области эхо-сигнала выполнено с возможностью определения позиции конечного коэффициента в конце последовательности положительных коэффициентов.
Устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления определенной позиции начального коэффициента и определенной позиции конечного коэффициента как области эхо-сигнала для нахождения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов для определения области эхо-сигнала выполнено с возможностью определения позиции начального коэффициента в конце последовательности отрицательных коэффициентов. Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения позиции конечного коэффициента в начале последовательности положительных коэффициентов. Так же, кроме того, устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления позиции начального коэффициента и позиции конечного коэффициента как области эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения начальной области эхо-сигнала как области влияния начального коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов. Так же, кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения конечной области эхо-сигнала как области влияния конечного коэффициента последовательности положительных коэффициентов.
Устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала как области эхо-сигнала. Кроме того, устройство предоставления эхо-сигналов может быть приспособлено, помимо этого, для предоставления сегмента или расстояния между начальной областью эхо-сигнала и конечной областью эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения начальной позиции эхо-сигнала как середины начальной области эхо-сигнала и определения конечной позиции эхо-сигнала как середины конечной области эхо-сигнала, при этом предоставление начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала представляет собой предоставление начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала.
С целью предоставления, например, может использоваться устройство предоставления эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения начальной позиции эхо-сигнала как середины расстояния между позицией начального коэффициента и позицией предшествующего коэффициента начального коэффициента и определения конечной позиции эхо-сигнала как середины расстояния между позицией конечного коэффициента и позицией последующего коэффициента конечного коэффициента, при этом предоставление начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала представляет собой предоставление начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала.
С целью предоставления, например, может использоваться устройство предоставления эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения дополнительной функции детализации так, что дополнительная функция детализации представляет более высокую степень детализации функции эхо-сигнала, чем первая функция детализации. Дополнительная функция детализации может назначаться дополнительному масштабу, причем этот дополнительный масштаб соединен с дополнительной формой базовой функции.
Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью проецирования начальной позиции эхо-сигнала на дополнительную функцию детализации. Так же, кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью проецирования конечной позиции эхо-сигнала на дополнительную функцию детализации.
Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения позиции дополнительного начального коэффициента, причем дополнительный начальный коэффициент представляет собой тот начальный коэффициент последовательности отрицательных коэффициентов множества последовательностей коэффициентов дополнительной функции детализации, чья последовательность отрицательных коэффициентов встречается во время проекции. В качестве альтернативы, начало последовательности отрицательных коэффициентов находится в рамках начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала. Последовательность отрицательных коэффициентов может быть определена так, что начало последовательности отрицательных коэффициентов содержит кратчайшее или самое минимальное расстояние всех последовательностей отрицательных коэффициентов дополнительной функции детализации до начальной позиции эхо-сигнала.
Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения позиции дополнительного конечного коэффициента, причем дополнительный конечный коэффициент представляет собой тот конечный коэффициент последовательности положительных коэффициентов множества коэффициентов дополнительной функции детализации, чья последовательность положительных коэффициентов встречается во время проекции. В качестве альтернативы, начало последовательности положительных коэффициентов находится в рамках начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала. Последовательность положительных коэффициентов может быть определена так, что начало последовательности положительных коэффициентов содержит кратчайшее или самое минимальное расстояние всех последовательностей положительных коэффициентов дополнительной функции детализации до конечной позиции эхо-сигнала.
Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения последовательности отрицательных коэффициентов как последовательности коэффициентов, которая начинается с дополнительного начального коэффициента, и дополнительно выполнено с возможностью определения последовательности положительных коэффициентов, которая завершается дополнительным конечным коэффициентом.
Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения области эхо-сигнала дополнительной функции детализации так, что область эхо-сигнала дополнительной функции детализации содержит переход от последовательности отрицательных коэффициентов к последовательности положительных коэффициентов.
Посредством устройства предоставления эхо-сигналов область эхо-сигнала дополнительной функции детализации предоставляется для нахождения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения последовательности отрицательных частных коэффициентов из множества коэффициентов дополнительной функции детализации и определения последовательности положительных частных коэффициентов из множества коэффициентов дополнительной функции детализации так, что разность последовательности отрицательных частных коэффициентов и последовательности положительных частных коэффициентов является максимумом из всех возможных разностей последовательностей коэффициентов, которые располагаются в рамках области эхо-сигнала дополнительной функции детализации.
Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения последовательности отрицательных частных коэффициентов и последовательности положительных частных коэффициентов так, что последовательность отрицательных частных коэффициентов и последовательность положительных частных коэффициентов располагаются в рамках области эхо-сигнала дополнительной функции детализации. Кроме того, определяется последовательность коэффициентов так, что последовательность основных коэффициентов содержит последовательность отрицательных частных коэффициентов и последовательность положительных частных коэффициентов. Устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления области эхо-сигнала как области последовательности основных коэффициентов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения позиции в середине расстояния позиции последнего коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов или последовательности отрицательных частных коэффициентов и позиции последующего коэффициента последнего коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов или последовательности отрицательных частных коэффициентов как позиции эхо-сигнала, при этом последовательность отрицательных коэффициентов располагается в рамках области эхо-сигнала заранее определяемой функции детализации, и предоставления позиции эхо-сигнала посредством устройства предоставления эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения заранее определяемого числа эхо-сигналов. Для определения заранее определяемого числа эхо-сигналов число эхо-сигналов, которые должны быть определены, может быть заранее определенным для устройства определения эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью обнуления всех последовательностей коэффициентов, которые идентифицированы для определения области эхо-сигнала и/или позиции эхо-сигнала. Кроме того, устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью обнуления всех последовательностей коэффициентов, которые являются избыточными для коэффициентов, которые идентифицированы для определения области эхо-сигнала и/или позиции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения дополнительной функции детализации так, что дополнительная функция детализации представляет другую степень детализации функции эхо-сигнала, чем первая функция детализации. Дополнительная функция детализации может быть назначена масштабу, и масштаб может относиться к форме базовой функции.
Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения списка множественных эхо-сигналов так, что список множественных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, два эхо-сигнала, при этом каждый из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов ассоциирован с другим масштабом, и дополнительно выполнено с возможностью определения степени взаимосвязи или корреляции взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя эхо-сигналами. Устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью выбора списка одиночных эхо-сигналов посредством оценки степени взаимосвязи и предоставления списка одиночных эхо-сигналов посредством устройства предоставления эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения позиции эхо-сигнала в местоположении в середине расстояния позиции последнего коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов и позиции последующего коэффициента последнего коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов и предоставления позиции эхо-сигнала посредством устройства предоставления эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала содержит устройство хранения данных, при этом устройство хранения данных выполнено с возможностью сохранения области эхо-сигнала и/или позиции, по меньшей мере, одного эхо-сигнала в списке. С этой целью устройство хранения данных может быть соединено с устройством предоставления эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство хранения данных выполнено с возможностью сохранения области эхо-сигнала и/или позиции, по меньшей мере, одного эхо-сигнала, при этом, по меньшей мере, один эхо-сигнал удовлетворяет заранее определяемому условию выбора.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство хранения данных выполнено с возможностью выбора из списка области эхо-сигнала и/или позиции, по меньшей мере, одного эхо-сигнала так, что заранее определяемое условие выбора удовлетворяется.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения условие выбора представляет собой предоставление эхо-сигналов без избыточности.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство хранения данных выполнено с возможностью сохранения корреляции взаимосвязи между эхо-сигналами, которые принадлежат различным областям эхо-сигналов и/или различным позициям эхо-сигналов, причем эти эхо-сигналы соотносятся друг с другом.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью исключения эхо-сигналов с использованием информации предыстории.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, две базовые функции формируют ортогональную систему функций.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, две базовые функции делают разложение без избыточности функции эхо-сигнала возможным.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью сканирования функции эхо-сигнала для разложения на различных частотах.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством фильтров различных предельных частот.
Термин "предоставление" может, в частности, упоминаться как предоставление во внешнее устройство или на дисплейное устройство.
Термин "предоставление" также может упоминаться как предоставление во внешний интерфейс. Интерфейс может быть внешним, если устройство для предоставления эхо-сигналов из функции эхо-сигнала содержит корпус, в котором размещаются все устройства, которые содержит устройство.
Кроме того, предоставление всех обнаруженных эхо-сигналов может осуществляться посредством внешнего интерфейса. Другими словами, предоставление может означать, что список позиций эхо-сигналов и/или областей эхо-сигналов выводится без более тщательного анализа эхо-сигналов. В некотором смысле, необработанные данные могут выводиться. Хотя эхо-сигналы являются связанными или избыточными, эхо-сигналы могут выводиться.
Внешний интерфейс может быть аппаратным интерфейсом или программным интерфейсом, в котором предоставляется список множественных эхо-сигналов. Идея внешнего интерфейса может заключаться в том, чтобы посредством этого интерфейса предоставлять неоцененный список обнаруженных эхо-сигналов в другие устройства, процессы или алгоритмы. В частности, список может содержать все обнаруженные эхо-сигналы.
Предоставление может осуществляться в форме заранее определяемых аппаратных параметров или в форме API (интерфейс прикладного программирования). Кроме того, предоставление может осуществляться как заранее определяемая последовательность сигналов, например, на вывод или контакт интегральной схемы или микропроцессора. Кроме того, последовательность сигналов может предоставляться на вывод датчика или полевого устройства. Список эхо-сигналов может предоставляться как последовательность сигналов на внешнем выводе.
Например, последовательность сигналов может содержать формат, при этом формат соответствует стандарту I2C (межсоединения интегральных схем) или стандарту полевой шины, такому как Field Bus Foundation или HART®. С другой стороны, внешний интерфейс может быть разработан как дисплейное устройство или монитор.
Действительная функция эхо-сигнала или кривая эхо-сигнала может содержать неустойчивые изменения; другими словами, в результате множества микроотражений или в результате влияния шума множество небольших локальных максимумов может накладываться на функцию эхо-сигнала. В этой компоновке множество микроотражений может накладываться так, что эхо-сигналы или что форма эхо-сигналов имитируется в результате наложения отдельных микроотражений. Это означает, что в позициях, в которых фактически нет релевантных эхо-сигналов, эхо-сигнал может обнаруживаться. Алгоритмы, которые согласно заданным критериям определяют списки однозначных эхо-сигналов или эхо-сигналы, могут в таких позициях указывать релевантный эхо-сигнал, хотя в этих позициях фактически нет релевантного эхо-сигнала.
Если все возможные эхо-сигналы функции эхо-сигнала обнаруживаются, то может быть возможным сравнивать по-разному обнаруженные эхо-сигналы друг с другом и оценивать то, какие из обнаруженных эхо-сигналов являются фактическими эхо-сигналами. Другими словами, это означает, что все обнаруженные эхо-сигналы могут быть заданы так, чтобы соотноситься друг с другом, и дополнительно может быть возможным узнавать корреляции или избыточности эхо-сигналов. С этой целью различные физические способы анализа или различные разложения функции эхо-сигнала могут определять различные физические интерпретации отдельных эхо-сигналов.
Вместе с информацией предыстории может быть возможным принимать вероятные решения и определять то, какая интерпретация эхо-сигнала множества обнаруженных эхо-сигналов воспринимается как фактический эхо-сигнал согласно физическим принципам и соображениям достоверности.
Информация предыстории может представлять прошлое или развитие, или изменение эхо-сигналов для изменений во времени.
Чтобы приступать к воспринимаемой интерпретации, может быть необходимым анализировать несколько комбинаций или физических интерпретаций и приступать к воспринимаемому определению посредством сравнения возможных назначений или интерпретаций эхо-сигналов, в частности позиции эхо-сигналов.
Чтобы принимать это решение, предыдущая информация, информация предыстории, треки или изменения эхо-сигналов могут использоваться так, что можно с определенной степенью вероятности определять то, какие из множества всех обнаруженных эхо-сигналов являются релевантными эхо-сигналами. При идентификации релевантных эхо-сигналов из множества обнаруженных эхо-сигналов важность может представлять определение того, какие эхо-сигналы наиболее вероятно совпадают с релевантными эхо-сигналами или фактическими эхо-сигналами.
В отличие от оценки функции эхо-сигнала с помощью только одного алгоритма оценки, который в случае определенных конфигураций эхо-сигналов может приводить к некорректным результатам, посредством списков множественных эхо-сигналов может быть возможным исследовать все комбинации всех возможных эхо-сигналов. Список множественных эхо-сигналов может содержать множество обнаруживаемых эхо-сигналов. Это множество обнаруживаемых эхо-сигналов может быть определено посредством применения множества способов или множества различных анализов функции эхо-сигнала.
При анализе множества обнаруженных эхо-сигналов может быть обоснованным распознавать определенные избыточности заранее, чтобы сокращать число эхо-сигналов, которые должны быть проанализированы. Выгодное использование избыточностей позволяет экономить ресурсы при реализации способа.
Множество обнаруживаемых эхо-сигналов может быть определено посредством различных способов для извлечения эхо-сигнала и может предоставляться во внешнем интерфейсе. В частности, множество обнаруживаемых эхо-сигналов может быть обнаруживаемым посредством различных способов для извлечения эхо-сигнала. Примерами различных способов извлечения является способ пороговых значений, в частности, с помощью сглаженной функции эхо-сигнала и/или с помощью сглаженной функции пороговых значений, а также способ извлечения, который основан на вейвлет-преобразовании.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение корреляции взаимосвязи, по меньшей мере, между одним первым эхо-сигналом и, по меньшей мере, одним вторым эхо-сигналом, а также предоставление корреляции взаимосвязи, которая определена.
Предоставление корреляции взаимосвязи может осуществляться посредством того же внешнего интерфейса, посредством которого предоставляется список множественных эхо-сигналов. Тем не менее, предоставление корреляции взаимосвязи также может осуществляться посредством отдельного внешнего интерфейса.
Представление корреляции взаимосвязи между эхо-сигналами может раскрывать избыточности и взаимосвязи эхо-сигналов. Кроме того, знание корреляции взаимосвязи, в частности типа корреляции взаимосвязи, может упрощать интерпретацию позиции эхо-сигнала. Эхо-сигналы могут содержать корреляцию взаимосвязи, если они обусловлены одной причиной.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения первый и второй эхо-сигналы перекрываются. В частности, эхо-сигналы частично перекрываются.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит предоставление, по меньшей мере, двух определенных эхо-сигналов как списка множественных эхо-сигналов и, в частности, предоставление всех определенных эхо-сигналов как списка множественных эхо-сигналов.
В результате предоставления, по меньшей мере, двух или всех обнаруженных эхо-сигналов может быть возможность, независимо от интерпретации эхо-сигналов, предоставлять множество потенциальных эхо-сигналов функции эхо-сигнала для последующих алгоритмов. Это может давать возможность исследовать различные конфигурации или комбинации эхо-сигналов, чтобы обнаруживать самую вероятную конфигурацию, которая отражает фактическую компоновку отражателя. Отражатели могут быть теми позициями в контейнере, которые отражают сигнал. Конфигурация может быть назначением обнаруженных или текущих эхо-сигналов фактическим эхо-сигналам. Предоставление может осуществляться посредством внешней точки обмена, например внешнего интерфейса. Информация, касающаяся эхо-сигналов и/или корреляции взаимосвязи эхо-сигналов, может предоставляться в заранее заданном формате.
Если список однозначных эхо-сигналов предоставляется, интерпретация, которая по-прежнему оставляет пространство для назначения, более может быть невозможной, поскольку решение, касающееся эхо-сигналов, уже принято в зависимости от используемого алгоритма. Если используемый алгоритм не может обрабатывать изменения функции эхо-сигнала, тем самым приводя к неправильной интерпретации позиции эхо-сигнала, алгоритм может возвращать некорректный результат, когда эти изменения возникают.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предоставляется список корреляций взаимосвязи эхо-сигналов.
Посредством корреляции взаимосвязи эхо-сигналов, в частности части эхо-сигналов между собой, могут быть определены избыточные эхо-сигналы или коррелированные эхо-сигналы. Кроме того, может быть возможным обнаруживать группы эхо-сигналов. Кроме того, может становиться возможным обнаруживать сходящиеся эхо-сигналы. В результате предоставления корреляции взаимосвязи или причинной взаимосвязи между эхо-сигналами также может предоставляться возможность определения корреляций между эхо-сигналами для оценки вероятности фактической конфигурации эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения список множественных эхо-сигналов содержит корреляцию взаимосвязи.
Корреляция взаимосвязи может быть встроена в список множественных эхо-сигналов. Таким образом, корреляция между списком множественных эхо-сигналов и, в частности, эхо-сигналами множества эхо-сигналов списка множественных эхо-сигналов и корреляции взаимосвязи в совместно используемой позиции может быть доступной.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит формирование списка одиночных эхо-сигналов посредством исключения, по меньшей мере, одного эхо-сигнала из списка множественных эхо-сигналов в зависимости от заранее определяемого условия выбора.
Если список множественных эхо-сигналов с множеством возможных эхо-сигналов предоставляется, посредством выбора эхо-сигналов, число существующих эхо-сигналов может сокращаться. Таким образом, можно с самого начала не допускать бессмысленных комбинаций эхо-сигналов при дополнительном анализе множества эхо-сигналов. Может быть возможным выбирать, сколько из существующей информации удаляется посредством выбора.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения условие выбора представляет собой, по меньшей мере, одно условие, выбираемое из группы условий, содержащих вычеркивание эхо-сигнала определенной ширины, вычеркивание эхо-сигналов, амплитуда которых ниже минимальной амплитуды, которая может извлекаться из максимальной амплитуды, и вычеркивание эхо-сигналов, предок которых содержится в списке множественных эхо-сигналов.
Посредством условий выбора из группы эхо-сигналов могут выбираться эхо-сигналы, которые удовлетворяют определенным предварительным условиям. Например, может быть известно, что возникающие эхо-сигналы должны превышать определенную амплитуду, чтобы иметь распознаваемое влияние на функцию эхо-сигнала.
Следовательно, вычеркивание эхо-сигналов, амплитуда которых ниже заранее определяемой минимальной амплитуды, может сокращать число эхо-сигналов, которые должны быть проанализированы. Вычеркивание эхо-сигналов, предок которых содержится в списке множественных эхо-сигналов, может исключать избыточные эхо-сигналы или неоднозначности. Это означает, что могут быть вычеркнуты те эхо-сигналы, которые уже представляются посредством более чистого эхо-сигнала. Неоднозначности могут быть различными интерпретациями одного физического факта или обстоятельства.
Заранее определяемая минимальная амплитуда может, например, быть заранее задана в том, что максимальная амплитуда всех существующих эхо-сигналов определяется и сокращается на заранее определяемую величину, например 30 дБ.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение первого эхо-сигнала и/или определение второго эхо-сигнала содержит разложение функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну функцию детализации. Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации содержит множество коэффициентов.
Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала.
Кроме того, способ содержит обнаружение отличительного признака эхо-сигнала в функции детализации и определение области эхо-сигнала посредством обнаруженного отличительного признака в функции эхо-сигнала. Кроме того, способ содержит предоставление области эхо-сигнала.
Посредством разложения функции эхо-сигнала на множество функций детализации, причем эти функции детализации могут представлять различную степень детализации функции эхо-сигнала, может быть возможным представлять различное физическое воздействие или физические интерпретации изменений функции эхо-сигнала. Например, может быть возможным, в различных функциях детализации, представлять эхо-сигналы различной ширины функции эхо-сигнала. В этой компоновке может быть возможным в функции детализации демонстрировать небольшие выбросы. Дополнительно может быть возможным в дополнительной функции детализации отдельно представлять большой выброс, который содержит небольшие выбросы.
Разложение может, например, упоминаться как вейвлет-преобразование. Различные физические интерпретации или эхо-сигналы, которые определены из различных функций детализации, могут предоставляться в списке множественных эхо-сигналов. В результате обнаружения корреляций между отдельными обнаруженными эхо-сигналами может быть возможным формировать комбинации эхо-сигналов, которые могут давать возможность определять позицию эхо-сигнала или позиции эхо-сигнала, причем определенная позиция эхо-сигнала с заранее определяемой вероятностью может соответствовать фактической позиции эхо-сигнала.
Для определения эхо-сигналов или областей эхо-сигналов, или позиций эхо-сигналов, в различных функциях детализации могут обнаруживаться отличительные признаки, которые указывают присутствие эхо-сигнала в соответствующей позиции.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации назначается масштабу, при этом каждый масштаб относится к различной форме базовой функции.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит определение области эхо-сигнала как переходной области между отрицательным коэффициентом множества коэффициентов и положительным коэффициентом множества коэффициентов.
Переход или переходная область между отрицательным коэффициентом и положительным коэффициентом может указывать присутствие эхо-сигнала в позиции или в области перехода независимо от направления, с которого рассматривается переход. Другими словами, изменение знака операции коэффициентов функции детализации может указывать на позицию эхо-сигнала независимо от числа нулевых коэффициентов, которые располагаются в промежутке.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения переходная область содержит, по меньшей мере, один нулевой коэффициент.
Нулевые коэффициенты могут не играть роли при анализе перехода между отрицательным коэффициентом и положительным коэффициентом.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение области эхо-сигнала как переходной области содержит определение последовательности отрицательных коэффициентов из множества коэффициентов и определение последовательности положительных коэффициентов из множества коэффициентов так, что последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов исходят из совместно используемого сигнала детализации. Другими словами, это означает, что последовательности отрицательных и положительных коэффициентов могут быть частью совместно используемой функции детализации и, в частности, располагаются в совместно используемом масштабе.
Кроме того, способ содержит определение области эхо-сигнала так, что область эхо-сигнала содержит последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение области эхо-сигнала содержит определение позиции начального коэффициента в начале последовательности отрицательных коэффициентов и, кроме того, определение позиции конечного коэффициента в конце последовательности положительных коэффициентов и предоставление позиции начального коэффициента и позиции конечного коэффициента как области эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение области эхо-сигнала содержит определение позиции начального коэффициента в конце последовательности отрицательных коэффициентов и определение позиции конечного коэффициента в начале последовательности положительных коэффициентов.
Если начальный коэффициент и конечный коэффициент определены, позиция начального коэффициента и позиция конечного коэффициента может предоставляться как область эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит определение начальной области эхо-сигнала как области влияния начального коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов. Кроме того, способ содержит определение конечной области эхо-сигнала как области влияния конечного коэффициента последовательности положительных коэффициентов. Посредством определения начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала можно предоставлять начальную область эхо-сигнала и конечную область эхо-сигнала как область эхо-сигнала.
Область влияния коэффициента может быть задана посредством секции оси, причем эта секция идет от середины сегмента позиции соответствующего коэффициента до позиции предшествующего коэффициента до середины сегмента позиции соответствующего коэффициента до позиции последующего коэффициента.
При просмотре от соответствующего коэффициента предшествующий коэффициент может быть расположен в направлении уменьшения значений расстояния. Последующий коэффициент может быть расположен в направлении увеличения значений расстояния.
Позиция в середине сегмента позиции коэффициента до соответствующего предшествующего коэффициента может по-прежнему являться частью области влияния коэффициента, тогда как позиция в середине сегмента позиции коэффициента до последующего коэффициента больше не может являться частью области влияния коэффициента.
В результате определения начальной области и конечной области может быть возможным нерезкое определение области эхо-сигнала, и в результате это определение местонахождения эхо-сигнала может быть заявлено с определенной вероятностью. Например, резкие пределы или точные пределы могут не предоставляться. Последующий алгоритм может определять резкие пределы. Нерезкое определение может быть воспринимаемым, если последующие алгоритмы с нерезкими областями могут обрабатывать нерезкие области, чтобы задерживать решение относительно позиции эхо-сигнала максимально долго в способе.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение начальной позиции эхо-сигнала как середины начальной области эхо-сигнала и определение конечной позиции эхо-сигнала как середины конечной области эхо-сигнала. Предоставление начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала представляет собой предоставление начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала.
В результате предоставления начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала может быть возможным точное или резкое определение области эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит определение начальной позиции эхо-сигнала как середины расстояния между позицией начального коэффициента и позицией предшествующего коэффициента начального коэффициента. Кроме того, способ содержит определение конечной позиции эхо-сигнала как середины расстояния между позицией конечного коэффициента и позицией последующего коэффициента конечного коэффициента. Область эхо-сигнала представляет собой область между начальной позицией эхо-сигнала и конечной позицией эхо-сигнала и она предоставляется.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит определение дополнительной функции детализации так, что дополнительная функция детализации представляет другую степень детализации функции эхо-сигнала, чем первая функция детализации.
Кроме того, способ содержит определение списка множественных эхо-сигналов так, что список множественных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, два эхо-сигнала, при этом каждый из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов назначается другой функции детализации. Кроме того, по меньшей мере, два эхо-сигнала содержат степень взаимосвязи или корреляцию взаимосвязи. Способ также может предусматривать определение корреляции взаимосвязи и предоставление корреляции взаимосвязи.
Определение различных функций детализации, другими словами, функции детализации с различной степенью детализации, может давать возможность предоставлять различные физические интерпретации для обнаруженных возможных эхо-сигналов.
Например, дополнительная функция детализации может назначаться дополнительному масштабу. В частности, области эхо-сигналов, которые ассоциированы с этими, по меньшей мере, двумя эхо-сигналами, могут быть расположены в различных масштабах.
В результате обнаружения всех характерных переходов в рамках функции детализации итеративно все эхо-сигналы могут предоставляться, которые могут обнаруживаться в рамках масштаба или функции детализации. Определение областей эхо-сигналов в рамках функции детализации может осуществляться до тех пор, пока дополнительные области эхо-сигналов, т.е. дополнительные переходные области между отрицательными и положительными коэффициентами, больше не могут обнаруживаться в рамках этой функции детализации. Если дополнительные эхо-сигналы или области эхо-сигналов больше не могут обнаруживаться в рамках функции детализации, может осуществляться переход к дополнительной функции детализации, чтобы также обнаруживать множество областей эхо-сигналов или эхо-сигналов в этой дополнительной функции детализации.
В результате перехода к дополнительной функции детализации может быть возможным итеративно обнаруживать эхо-сигналы или области эхо-сигналов для всех функций детализации. Таким образом, в рамках различных функций детализации могут определяться различные эхо-сигналы, что может означать различные физические интерпретации ассоциированных эхо-сигналов функции эхо-сигнала.
Множество областей эхо-сигналов для эхо-сигналов списка множественных эхо-сигналов, причем это множество предоставляется в списке множественных эхо-сигналов, может итеративно обнаруживаться по всем функциям детализации.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения дополнительная функция детализации назначается дополнительному масштабу. Каждый масштаб соединен с различной формой базовой функции.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение позиции эхо-сигнала в местоположении в середине расстояния позиции последнего отрицательного коэффициента области эхо-сигнала и позиции последующего элемента последнего отрицательного коэффициента области эхо-сигнала и предоставление позиции эхо-сигнала как области эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения разложение функции эхо-сигнала осуществляется посредством непрерывного вейвлет-преобразования.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения разложение функции эхо-сигнала осуществляется посредством дискретного вейвлет-преобразования.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения разложение функции эхо-сигнала осуществляется посредством быстрого вейвлет-преобразования.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения разложение функции эхо-сигнала осуществляется посредством вейвлет-пакетов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения разложение функции эхо-сигнала осуществляется посредством гребенки фильтров.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения гребенка фильтров содержит характеристику фильтров Гаусса.
Характеристика фильтров Гаусса может согласовываться с изменениями действительного эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение первого эхо-сигнала и/или определение второго эхо-сигнала содержит определение функции пороговых значений. Кроме того, определение первого эхо-сигнала и/или определение второго эхо-сигнала содержат определение, по меньшей мере, одного первого эхо-сигнала как, по меньшей мере, одной области поиска, при этом, по меньшей мере, одна область поиска представляет собой область между двумя пересечениями функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений. Так же, кроме того, способ содержит определение, по меньшей мере, второго эхо-сигнала как, по меньшей мере, одного из существующих локальных максимумов функции эхо-сигнала, причем эти максимумы располагаются в рамках, по меньшей мере, одной области поиска. По меньшей мере, между одной областью поиска и локальным максимумом может существовать корреляция взаимосвязи или причинная корреляция. Другими словами, определение первого эхо-сигнала и/или определение второго эхо-сигнала содержит определение, по меньшей мере, одной области поиска как области между двумя пересечениями функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений и определение локальных максимумов функции эхо-сигнала в рамках, по меньшей мере, одной области поиска.
Градиент функции эхо-сигнала в этих двух пересечениях может содержать различные значения и, в частности, различный знак операции.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение корреляции взаимосвязи, по меньшей мере, между одной областью поиска и, по меньшей мере, одним локальным максимумом.
Посредством обнаружения локальных максимумов в рамках области поиска меньшие эхо-сигналы могут назначаться сильному эхо-сигналу. Группа эхо-сигналов может быть определена так, что содержит сильный эхо-сигнал и небольшие эхо-сигналы.
Подробное исследование эхо-сигналов может быть возможным, причем эти эхо-сигналы могут обнаруживаться посредством способа пороговых значений, без преждевременного определения фактической позиции эхо-сигнала как позиции сильного эхо-сигнала или как позиции локальных максимумов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение, по меньшей мере, одной области поиска как предшествующего элемента и определение, по меньшей мере, одного локального максимума как последующего элемента. В этой компоновке предшествующие элементы представляют собой родительские эхо-сигналы в смысле корреляции взаимосвязи, тогда как последующие элементы представляют собой дочерние эхо-сигналы в смысле корреляции взаимосвязи.
Следовательно, посредством этого способа пороговых значений список множественных эхо-сигналов с корреляцией взаимосвязи может подготавливаться. В частности, способ может содержать определение всех локальных максимумов как последующих элементов области поиска.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение функции пороговых значений осуществляется посредством фильтрации нижних частот функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение функции пороговых значений осуществляется посредством вейвлет-преобразования функции эхо-сигнала.
Например, посредством исключения коэффициентов при вейвлет-разложении функции эхо-сигнала сглаженная функция пороговых значений может быть определена.
Выше, варианты осуществления изобретения описаны в отношении способа для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала. Эти варианты осуществления аналогично также применяются к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, к программному элементу, к устройству для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала и к измерительному устройству.
Ниже, дополнительные примерные варианты осуществления настоящего изобретения описываются относительно устройства для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала. Эти варианты осуществления также применяются к способу предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, к программному элементу и к измерительному устройству.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство дополнительно содержит устройство определения взаимосвязи или устройство определения корреляции взаимосвязи и устройство предоставления взаимосвязи. Устройство определения взаимосвязи соединено с устройством определения эхо-сигналов. Кроме того, устройство определения взаимосвязи соединено с устройством предоставления взаимосвязи.
Устройство определения взаимосвязи выполнено с возможностью определения корреляции взаимосвязи, по меньшей мере, между одним первым эхо-сигналом и, по меньшей мере, одним вторым эхо-сигналом, при этом устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления множества определенных эхо-сигналов и при этом устройство предоставления взаимосвязи выполнено с возможностью предоставления корреляции взаимосвязи.
Определение корреляции взаимосвязи может осуществляться параллельно или одновременно с определением эхо-сигналов. Следовательно, список множественных эхо-сигналов может предоставляться отдельно от корреляции взаимосвязи или вместе с корреляцией взаимосвязи.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, один второй эхо-сигнал перекрываются.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство предоставления эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью предоставления, по меньшей мере, двух из определенных эхо-сигналов как списка множественных эхо-сигналов.
Устройство предоставления взаимосвязи также может быть внешним интерфейсом.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство предоставления взаимосвязи дополнительно выполнено с возможностью предоставления списка корреляции взаимосвязи.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения список множественных эхо-сигналов содержит корреляцию взаимосвязи. Например, корреляция взаимосвязи может быть встроена в список множественных эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство предоставления эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью предоставления списка одиночных эхо-сигналов посредством исключения, по меньшей мере, одного эхо-сигнала из списка множественных эхо-сигналов в зависимости от заранее определяемого условия выбора.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения условие выбора представляет собой, по меньшей мере, одно условие, выбираемое из группы условий, содержащих вычеркивание эхо-сигнала определенной ширины, вычеркивание эхо-сигналов, амплитуда которых ниже минимальной амплитуды, которая может извлекаться из максимальной амплитуды, и вычеркивание эхо-сигналов, предок или предшествующий элемент которых содержатся в списке множественных эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство для определения первого эхо-сигнала и/или для определения второго эхо-сигнала дополнительно содержит устройство разложения эхо-сигналов. Устройство разложения эхо-сигналов соединено с устройством приема эхо-сигналов и устройством определения эхо-сигналов.
Устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну функцию детализации, при этом каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации содержит множество коэффициентов.
Каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала, и устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью обнаружения отличительного признака эхо-сигнала, по меньшей мере, в одной функции детализации и определения области эхо-сигнала посредством обнаруженного отличительного признака в функции эхо-сигнала. Устройство предоставления эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью предоставления области эхо-сигнала.
Кроме того, может быть возможным раскладывать функцию эхо-сигнала на, по меньшей мере, две функции детализации.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации назначается масштабу. Каждый масштаб относится к различной форме базовой функции.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения области эхо-сигнала как переходной области между отрицательным коэффициентом множества коэффициентов и положительным коэффициентом множества коэффициентов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения переходная область содержит, по меньшей мере, один нулевой коэффициент.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов для определения области эхо-сигнала как переходной области дополнительно выполнено с возможностью определения последовательности отрицательных коэффициентов из множества коэффициентов и определения последовательности положительных коэффициентов из множества коэффициентов так, что последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов исходят из совместно используемой функции детализации.
Устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения области эхо-сигнала так, что область эхо-сигнала содержит последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов для определения области эхо-сигнала дополнительно выполнено с возможностью определения позиции начального коэффициента в начале последовательности отрицательных коэффициентов и определения позиции конечного коэффициента в конце последовательности положительных коэффициентов. Устройство предоставления эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью предоставления позиции начального коэффициента и позиции конечного коэффициента как области эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов для определения области эхо-сигнала дополнительно выполнено с возможностью определения позиции начального коэффициента в конце последовательности отрицательных коэффициентов и определения позиции конечного коэффициента в начале последовательности положительных коэффициентов. Устройство предоставления эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью предоставления позиции начального коэффициента и позиции конечного коэффициента как области эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения начальной области эхо-сигнала как области влияния начального коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов и, кроме того, определения конечной области эхо-сигнала как области влияния конечного коэффициента последовательности положительных коэффициентов. Устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала как области эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения начальной позиции эхо-сигнала как середины начальной области эхо-сигнала и определения конечной позиции эхо-сигнала как середины конечной области эхо-сигнала. Устройство предоставления эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью предоставления начальной позиции эхо-сигнала и конечной позиции эхо-сигнала как начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения начальной позиции эхо-сигнала как середины расстояния между позицией начального коэффициента и позицией предшествующего коэффициента начального коэффициента. Кроме того, для определения конечной позиции эхо-сигнала как середины расстояния между позицией конечного коэффициента и позицией последующего коэффициента конечного коэффициента эхо-сигнала, при этом область эхо-сигнала представляет собой область между начальной позицией эхо-сигнала и конечной позицией эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения дополнительной функции детализации так, что дополнительная функция детализации представляет другую степень детализации функции эхо-сигнала, чем, по меньшей мере, одна функция детализации.
Дополнительная функция детализации может назначаться дополнительному масштабу.
Устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения списка множественных эхо-сигналов так, что список множественных эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, два эхо-сигнала, при этом каждый из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов исходит из другой функции детализации.
Устройство определения взаимосвязи может быть выполнено с возможностью определения степени взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя эхо-сигналами.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения позиции эхо-сигнала в местоположении в середине расстояния позиции последнего отрицательного коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов области эхо-сигнала и определения позиции последующего коэффициента последнего коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов, при этом устройство предоставления эхо-сигналов выполнено с возможностью предоставления позиции эхо-сигнала как области эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством непрерывного вейвлет-преобразования.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством дискретного вейвлет-преобразования.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством быстрого вейвлет-преобразования.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством вейвлет-пакетов.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство разложения эхо-сигналов выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством гребенки фильтров.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения гребенка фильтров содержит характеристику фильтров Гаусса.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство для определения первого эхо-сигнала и/или определения второго эхо-сигнала дополнительно содержит устройство определения пороговых значений.
Устройство определения пороговых значений соединено с устройством приема эхо-сигналов, с устройством определения взаимосвязи и устройством определения эхо-сигналов. Устройство определения пороговых значений дополнительно выполнено с возможностью определения функции пороговых значений. Кроме того, устройство определения пороговых значений выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одной области поиска как области между двумя пересечениями функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений и предоставления этой области как первый эхо-сигнал. Кроме того, устройство определения пороговых значений выполнено с возможностью определения или предоставления, по меньшей мере, одного из локальных максимумов функции эхо-сигнала в рамках, по меньшей мере, одной области поиска как, по меньшей мере, одного второго эхо-сигнала. Другими словами, это означает, что устройство определения пороговых значений выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одной области поиска как области между двумя пересечениями функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений и определения локальных максимумов функции эхо-сигнала в рамках, по меньшей мере, одной области поиска. Кроме того, устройство определения пороговых значений выполнено с возможностью определения области поиска как, по меньшей мере, одного первого эхо-сигнала и определения, по меньшей мере, одного локального максимума как, по меньшей мере, одного второго эхо-сигнала.
По меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, второй эхо-сигнал определяются так, что, по меньшей мере, между одной областью поиска и, по меньшей мере, одним локальным максимумом имеется корреляция взаимосвязи.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения пороговых значений соединено с устройством определения взаимосвязи. Кроме того, устройство определения взаимосвязи выполнено с возможностью определения корреляции взаимосвязи, по меньшей мере, между одной областью поиска и, по меньшей мере, одним локальным максимумом.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения взаимосвязи выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одной области поиска как предшествующего элемента и определения локальных максимумов как последующих элементов. Или устройство определения взаимосвязи выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одной области поиска как предшествующего элемента и, по меньшей мере, одного локального максимума как последующего элемента. В этом контексте термин "предшествующий элемент" относится к родительским эхо-сигналам в смысле корреляции взаимосвязи, а термин "последующий элемент" относится к дочерним эхо-сигналам в смысле корреляции взаимосвязи.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения пороговых значений дополнительно выполнено с возможностью определения функции пороговых значений посредством фильтрации нижних частот.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения пороговых значений дополнительно выполнено с возможностью определения функции пороговых значений посредством вейвлет-преобразования.
Список множественных эхо-сигналов может быть списком эхо-сигналов, который содержит множество эхо-сигналов или множество текущих эхо-сигналов. Эхо-сигналы списка множественных эхо-сигналов, в частности позиции эхо-сигналов, могут назначаться предыдущим эхо-сигналам, в которых назначения оцениваются с помощью затрат. Затраты могут зависеть от качества назначения. Хорошее назначение может оцениваться с низкими затратами, тогда как плохое назначение может оцениваться с высокими затратами.
Множество эхо-сигналов в списке эхо-сигналов может быть определено посредством различных способов для определения эхо-сигналов или извлечения эхо-сигнала. В этом процессе, если только затраты рассматриваются при назначении эхо-сигналов предыдущим эхо-сигналам или при назначении трекам, назначение может обнаруживаться как ассоциированное с наиболее минимальными затратами, причем это назначение не имеет смысла по физической причине.
Посредством различных способов для определения эхо-сигналов, например, два эхо-сигнала могут быть определены в одной позиции, причем эти эхо-сигналы согласно соображению затрат могут назначаться только двум различным трекам.
Посредством дополнительного рассмотрения корреляции взаимосвязи между эхо-сигналами может быть возможным предотвращать бессмысленные назначения и итеративно проверять назначение текущих эхо-сигналов трекам из предыдущего. Может рассматриваться в качестве идеи изобретения то, чтобы поочередно осуществлять назначения эхо-сигналов трекам и проверять эти назначения посредством дополнительной информации, такой как корреляция взаимосвязи или физическая интерпретация. Следовательно, аспект обнаружения назначения с низкими затратами может учитываться, при этом одновременно физические аспекты удовлетворяются.
Способы, которые просто реализуют оптимизацию затрат для назначения эхо-сигналов трекам, могут совершенствоваться посредством учета корреляций взаимосвязи.
При оценке затрат назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу может взвешиваться назначение. Например, для взвешивания разность местоположения между текущим эхо-сигналом и предыдущим треком может быть определена, как может быть определена разность ширины эхо-сигнала между текущим эхо-сигналом и предыдущим треком, разность амплитуд между текущим эхо-сигналом и предыдущим треком или разность высоты переднего фронта текущего эхо-сигнала с предыдущим треком. Показатель для взвешивания может быть показателем назначения для назначения текущего эхо-сигнала предыдущего трека.
Корреляция взаимосвязи эхо-сигналов множества текущих эхо-сигналов между собой может описывать причинную корреляцию эхо-сигналов. Посредством корреляции взаимосвязи граф взаимосвязи может подготавливаться и посредством корреляции взаимосвязи различные эхо-сигналы, которые содержат совместно используемые признаки, или корреляция взаимосвязи может группироваться, чтобы формировать группу эхо-сигналов.
Посредством повторного мониторинга назначения, с одной стороны, вследствие взвешивания назначения текущего эхо-сигнала предыдущему эхо-сигналу и, с другой стороны, вследствие оценки корреляции взаимосвязи между текущими эхо-сигналами, во время определения эхо-сигналов функции эхо-сигнала или во время выбора эхо-сигналов из функции эхо-сигнала или из списка эхо-сигналов, может осуществляться постоянный мониторинг выбора достоверности.
Другими словами, это означает, что параллельно взвешиванию назначения текущих эхо-сигналов предыдущему эхо-сигналу корреляция взаимосвязи эхо-сигналов между собой может быть проанализирована.
Заранее определяемым критерием выбора для назначения может быть, например, выбор конфигурации эхо-сигналов или выбор комбинации эхо-сигналов, причем эта комбинация наиболее благоприятно продолжает существующий трек или множество существующих треков. Оценка относительно того, продолжается или нет трек предпочтительным способом, может, например, быть продолжением треков с наименьшими полными затратами.
Это означает, что каждая комбинация эхо-сигналов из множества текущих эхо-сигналов списка множественных эхо-сигналов, причем эта комбинация может быть определена с учетом корреляции взаимосвязи, может продолжать существующие треки. Каждая комбинация эхо-сигналов для продолжения треков может оцениваться с помощью затрат. После оценки всех возможных комбинаций может быть определена комбинация, которая заключает в себе наименьшие полные затраты.
Поскольку число комбинаций текущих эхо-сигналов из множества текущих эхо-сигналов из списка эхо-сигналов может экспоненциально увеличиваться с увеличением числа эхо-сигналов, время вычислений для обнаружения всех возможных комбинаций может увеличиваться экспоненциально.
Чтобы предотвращать или ослаблять экспоненциальное увеличение времени вычислений и чтобы иметь возможность использовать небольшое количество ресурсов при вычислении назначения эхо-сигналов из списка эхо-сигналов предыдущим эхо-сигналам, параллельный анализ корреляции взаимосвязи может сокращать число комбинаторных решений, которые должны быть проанализированы при полном анализе. Другими словами, с учетом корреляции взаимосвязи, решение, которое по осмысленным причинам нецелесообразно для назначения эхо-сигналов трекам, может быть быстро отброшено.
Назначение трекам, кроме того, может давать возможность определять эхо-сигналы из функции эхо-сигнала и удалять помехи в функции эхо-сигнала. Следовательно, позиция эхо-сигналов может быть определена, и в результате этого, например, уровень заполнения в контейнере может быть определен.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одно изменение во времени, по меньшей мере, одного эхо-сигнала множества функций предыдущего эхо-сигнала формирует трек.
Если функции предыдущего эхо-сигнала сохраняются, при этом функции эхо-сигнала содержат аналогичные изменения эхо-сигнала, может быть возможным отслеживать эхо-сигналы во времени. В частности, изменения эхо-сигналов во времени могут становиться видимыми. Интервал времени определения функции эхо-сигнала может выбираться более коротким так, чтобы могли предотвращаться чрезмерные изменения эхо-сигнала в рамках интервала времени. Определение функций эхо-сигнала может рассматриваться как сканирование текущей ситуации в контейнере, т.е. в каждом случае функции предыдущего эхо-сигнала могут представлять мгновенный снимок ситуации в контейнере.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит удаление трека, если за заранее определяемое время назначение, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала треку не определено.
Вследствие изменений внутри корпуса или контейнера эхо-сигналы, которые ранее существовали, могут исчезать. Способ может обнаруживать это исчезновение эхо-сигналов и может вычеркивать из мониторинга все эхо-сигналы, которые больше не присутствуют.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит повторную инициализацию трека для мониторинга текущего эхо-сигнала, причем этот текущий эхо-сигнал еще не может назначаться предыдущему эхо-сигналу.
Новый эхо-сигнал может возникать в результате измененного состояния в контейнере. Например, может возникать новое прилипание подаваемого материала к стенке контейнера. Вследствие нового прилипания может возникать новый эхо-сигнал. В результате учета нового эхо-сигнала в форме повторно инициализированного трека добавление эхо-сигнала может быть приемлемым посредством данного способа.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения взвешивание назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала содержит взвешивание назначения с учетом затрат.
Например, эхо-сигнал, который располагается в области или рядом с уже присутствующим эхо-сигналом или треком для продолжения смежного трека, может оцениваться так, чтобы заключать в себе незначительные затраты. Посредством оценки назначения через затраты предпочтительная конфигурация назначения или назначение различных эхо-сигналов трекам может обнаруживаться.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения выбор назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу из, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала содержит обнаружение минимума затрат для множества возможных назначений текущих эхо-сигналов предыдущим эхо-сигналам или трекам. В частности, способ содержит обнаружение минимума затрат по всем возможным назначениям текущих эхо-сигналов предыдущим эхо-сигналам.
Таким образом, эти эхо-сигналы могут определяться из списка множественных эхо-сигналов, причем эти эхо-сигналы могут продолжать треки с наименьшими затратами из всех комбинаций. Определение наименьших затрат может представлять определение внутри контейнера фактических эхо-сигналов, которые возникают. В результате этого определения предоставление определенных эхо-сигналов как списка одиночных эхо-сигналов может быть возможным.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения взвешивание назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу из, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала осуществляется в зависимости от степени согласования текущего эхо-сигнала с эхо-сигналом функции предыдущего эхо-сигнала.
Степенью согласования может, например, быть разность местоположения, разность ширины эхо-сигнала, разность амплитуд или разность высоты переднего фронта эхо-сигналов и треков.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения взвешивание, по меньшей мере, одного назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу из, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала осуществляется в зависимости от разности амплитуд текущего эхо-сигнала и эхо-сигнала функции предыдущего эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения взвешивание, по меньшей мере, одного назначения текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала осуществляется в зависимости от разности местоположения текущего эхо-сигнала и эхо-сигнала функции предыдущего эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения выбор назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу содержит выполнение алгоритма Мункреса в комбинации с учетом корреляции взаимосвязи.
Комбинация алгоритма Мункреса с учетом корреляции взаимосвязи или причинной взаимосвязи эхо-сигналов может давать возможность не только обнаруживать назначение с низкими затратами, но и одновременно также обнаруживать причинно воспринимаемые и физически интерпретируемые назначения эхо-сигналов предыдущим эхо-сигналам.
Даже в случае присутствующих нерегулярных изменений функции определенного эхо-сигнала может быть возможным определять ассоциированные позиции или области ситуации эхо-сигнала или множества эхо-сигналов.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения выбор назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу содержит формирование, по меньшей мере, одной комбинации эхо-сигналов из множества текущих эхо-сигналов с учетом корреляции взаимосвязи. После этого определение предпочтительной комбинации эхо-сигналов и выбор комбинации эхо-сигнала из, по меньшей мере, одной комбинации эхо-сигналов осуществляется так, что комбинация эхо-сигналов содержит наименьшие полные затраты.
Посредством учета корреляции взаимосвязи, вероятно, необходимо учитывать не все возможные комбинации эхо-сигналов, так чтобы вычислительные затраты могли уменьшаться, как могли бы уменьшаться необходимые вычислительные ресурсы.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов предоставляет возможную физическую интерпретацию группы из нескольких локальных максимумов, по меньшей мере, двух конкретных осмысленных разновидностей для дополнительной обработки.
Множество существующих эхо-сигналов может рассматриваться с различных аспектов, другими словами, для различных физических интерпретаций, до того как назначение текущих эхо-сигналов трекам может осуществляться. Таким образом, действительные коэффициенты и физические граничные условия могут учитываться. Затем физически воспринимаемые и физически менее воспринимаемые интерпретации могут учитываться при оценке.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов связана с различной степенью детализации разложения функции эхо-сигнала.
Например, различный физический анализ может достигаться в том, что различная степень детализации определяется посредством применения вейвлет-преобразования к функции эхо-сигнала. В различных масштабированиях различные детализации функции эхо-сигнала могут быть видимыми в различных местоположениях или в одних местоположениях. Совместное рассмотрение всех обнаруженных позиций эхо-сигналов может приводить к списку множественных эхо-сигналов с соответствующей корреляцией взаимосвязи.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения корреляция взаимосвязи связана с позицией относительно функции пороговых значений.
После того как способ пороговых значений выполнен, другими словами, после сравнения функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений области поиска и локальные максимумы могут определяться. Область поиска и локальные максимумы могут соотноситься друг с другом посредством корреляции взаимосвязи.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов представляет собой корреляцию между предком и потомком или последующим элементом.
Взаимосвязь предка и последующего элемента может представляться на графе взаимосвязи.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предок и потомок относятся к совместно используемой локальной области, которую содержат предок и потомок.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение матрицы затрат, при этом матрица затрат представляет взвешенное назначение, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала из множества текущих эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу.
В результате подготовки матрицы затрат могут осуществляться способы для оптимизации затрат, причем эти способы перекомпоновывают матрицу затрат надлежащим образом.
Выше, варианты осуществления изобретения описаны в отношении способа для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов. Эти варианты осуществления аналогично также применяются к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, к программному элементу, к устройству для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов и к измерительному устройству.
Ниже, дополнительные примерные варианты осуществления настоящего изобретения описываются относительно устройства для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов. Эти варианты осуществления также применяются к способу выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, к программному элементу и к измерительному устройству.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одно изменение во времени, по меньшей мере, одного эхо-сигнала множества функций предыдущего эхо-сигнала формирует трек.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга дополнительно выполнено с возможностью удаления трека, если за заранее определяемый период времени назначение, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала треку не определено.
Чтобы определять прохождение времени, устройство трекинга может содержать таймер.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга дополнительно выполнено с возможностью повторной инициализации трека для мониторинга текущего эхо-сигнала, причем этот текущий эхо-сигнал еще не может назначаться предыдущему эхо-сигналу.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга выполнено с возможностью взвешивания назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу из, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала с помощью затрат.
Согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга выполнено с возможностью выбора назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала посредством обнаружения минимума затрат посредством множества возможных назначений текущих эхо-сигналов предыдущим эхо-сигналам.
Множество возможных назначений также может содержать все назначения.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга дополнительно выполнено с возможностью взвешивания назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу из, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала в зависимости от степени согласования текущего эхо-сигнала с эхо-сигналом функции предыдущего эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга выполнено с возможностью взвешивания назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу из, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала в зависимости от разности амплитуд между текущим эхо-сигналом и эхо-сигналом функции предыдущего эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга выполнено с возможностью взвешивания назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала в зависимости от разности местоположения текущего эхо-сигнала и эхо-сигнала функции предыдущего эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга выполнено с возможностью выбора назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу функции предыдущего эхо-сигнала посредством выполнения алгоритма Мункреса в комбинации с учетом корреляции взаимосвязи между эхо-сигналами.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга выполнено с возможностью выбора назначения, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, по меньшей мере, одной функции предыдущего эхо-сигнала посредством формирования, по меньшей мере, одной комбинации эхо-сигналов из множества текущих эхо-сигналов с учетом корреляции взаимосвязи. Кроме того, устройство трекинга может выбирать назначение посредством определения предпочтительной комбинации эхо-сигналов и выбора комбинации эхо-сигнала из, по меньшей мере, одной комбинации эхо-сигналов так, что комбинация эхо-сигналов содержит наименьшие полные затраты при назначении.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов предоставляет возможную физическую интерпретацию группы из нескольких локальных максимумов, по меньшей мере, двух конкретных возможных разновидностей для дополнительной обработки.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов относится к различной степени детализации разложения функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения корреляция взаимосвязи относится к позиции относительно функции пороговых значений.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов представляет собой корреляцию между предком и потомком.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения предок и потомок относятся к локальной области, которую содержат два эхо-сигнала.
Совместно используемая локальная область может представлять перекрытие локальной области.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга дополнительно выполнено с возможностью определения матрицы затрат, при этом матрица затрат представляет взвешенное назначение, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала из множества текущих эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу.
Может рассматриваться как идея изобретения то, чтобы определять наибольшее возможное число эхо-сигналов, которые должны обнаруживаться. С целью обнаружения эхо-сигналов могут использоваться различные способы извлечения эхо-сигнала. Обнаруженные эхо-сигналы могут анализироваться отдельно друг от друга максимально долго. Для отдельного анализа эхо-сигналы могут сохраняться в списке множественных эхо-сигналов.
При анализе эхо-сигналов могут использоваться различные физические интерпретации причин для эхо-сигналов. После оценки могут быть осуществлены возможные физические интерпретации, изменения предыстории и/или корреляция взаимосвязи эхо-сигналов, решение относительно позиции функции эхо-сигнала, в которой располагается эхо-сигнал. Эта ситуация или позиция эхо-сигнала может быть преобразована в уровень заполнения. В качестве альтернативы, определенный эхо-сигнал может предоставляться как список одиночных эхо-сигналов.
Извлечение эхо-сигнала из функции эхо-сигнала может быть неточным, и тем самым список одиночных эхо-сигналов также может содержать неточные позиции или области эхо-сигналов. Эта неточность, которая, например, может вызываться посредством неустойчивых изменений сигнала вследствие помех или ложных эхо-сигналов или вследствие наложения множества микроотражений, может приводить к неточному определению высоты уровня заполнения. Кроме того, неправильные интерпретации эхо-сигналов, например, обнаружение эхо-сигналов в позициях, где нет релевантных эхо-сигналов, могут приводить к некорректно определенным уровням заполнения.
Посредством определения списка множественных эхо-сигналов и трекинга изменений во времени эхо-сигнала в функции эхо-сигнала может быть возможным определять точную позицию эхо-сигнала. Для этого определения точной позиции можно использовать информацию предыстории и, кроме того, комбинация эхо-сигналов или выбор из списка множественных эхо-сигналов может осуществляться так, что с высокой степенью вероятности обнаруженные эхо-сигналы соответствуют релевантным эхо-сигналам.
Посредством предоставления списка одиночных эхо-сигналов, который является максимально точным, последующий алгоритм оценки или алгоритм оценки эхо-сигналов для определения уровня заполнения может предоставлять точный уровень заполнения.
Чтобы определять функцию эхо-сигнала, ультразвуковой сигнал, сигнал импульсного радара, сигнал FMCW-радара (частотно-модулированная незатухающая волна), направленные микроволны или лазерный сигнал могут использоваться. Эти способы могут быть основаны на принципе измерения в реальном времени. Функция эхо-сигнала может предоставляться посредством устройства определения функций эхо-сигнала или может считываться из устройства хранения данных.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, два эхо-сигнала содержат, по меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, один второй эхо-сигнал. В этой компоновке, по меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, один второй эхо-сигнал могут перекрываться.
В этом контексте термин "перекрытие" или "перекрывание" может упоминаться как частичное перекрытие так, что эти два эхо-сигнала могут не покрывать друг друга, или так, что эти два эхо-сигнала не являются избыточными эхо-сигналами. Частично перекрывающиеся эхо-сигналы могут возвращать различную интерпретацию, касающуюся позиции эхо-сигнала. Из частично перекрывающихся эхо-сигналов может быть получена корреляция взаимосвязи.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения список множественных эхо-сигналов содержит корреляцию взаимосвязи.
Эхо-сигналы или позиции эхо-сигналов, которые сохраняются в списке множественных эхо-сигналов, могут быть находиться в причинной корреляции посредством корреляции взаимосвязи. В результате знания корреляции взаимосвязи между эхо-сигналами может быть возможным исключать отдельные эхо-сигналы на ранней стадии, если это может быть важным для обнаружения действительного эхо-сигнала или истинного эхо-сигнала. Корреляция взаимосвязи может быть встроена в список множественных эхо-сигналов. Список множественных эхо-сигналов может быть файлом с заранее заданной структурой или матрицей, которая сохраняется на электронном устройстве хранения данных. Другими словами, список множественных эхо-сигналов может быть любой возможной формой представления множества или всех определенных эхо-сигналов и/или ассоциированной корреляции взаимосвязи эхо-сигналов между собой. Список множественных элементов может приниматься в программном интерфейсе или в аппаратном интерфейсе.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ измерения уровня заполнения содержит формирование списка одиночных эхо-сигналов посредством исключения, по меньшей мере, одного эхо-сигнала из списка множественных эхо-сигналов в зависимости от заранее определяемого условия выбора.
Заранее определяемое условие выбора может быть, по меньшей мере, одним условием, выбираемым из группы условий, содержащих вычеркивание эхо-сигнала определенной ширины, вычеркивание эхо-сигналов, амплитуды которых ниже минимальной амплитуды, которая может извлекаться из максимальной амплитуды, и вычеркивание эхо-сигналов, предок которых содержится в списке множественных эхо-сигналов.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение этих, по меньшей мере, двух эхо-сигналов, в частности, определение списка множественных эхо-сигналов может содержать разложение функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, две функции детализации, при этом каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации содержит множество коэффициентов, и при этом каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала.
В первой функции детализации обнаруживается, по меньшей мере, один отличительный признак эхо-сигнала, а в дополнительной функции детализации обнаруживается, по меньшей мере, один дополнительный отличительный признак эхо-сигнала. После этого посредством обнаруженных отличительных признаков, по меньшей мере, две области эхо-сигналов в функции эхо-сигнала определяются, причем области эхо-сигналов предоставляются как, по меньшей мере, два эхо-сигнала.
Степень детализации каждой из этих, по меньшей мере, двух функций детализации может относиться к различной форме базовой функции.
Первая функция детализации может быть одной из этих, по меньшей мере, двух функций детализации, а дополнительная функция детализации может быть другой из этих, по меньшей мере, двух функций детализации. Первая функция детализации может содержать множество первых коэффициентов, а дополнительная функция детализации может содержать множество дополнительных коэффициентов. Множество первых коэффициентов и множество дополнительных коэффициентов могут формировать поле коэффициентов, которое содержит множество коэффициентов. Отличительный признак, например переход между последовательностью отрицательных коэффициентов и последовательностью положительных коэффициентов, может обнаруживаться вдоль локальной оси функции детализации.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации назначается масштабу, при этом каждый масштаб относится к различной форме базовой функции.
Масштаб может использоваться для различения между различными детализациями, например, эхо-сигналами в функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит определение области эхо-сигнала как переходной области между отрицательным коэффициентом множества коэффициентов и положительным коэффициентом множества коэффициентов.
Каждая из, по меньшей мере, двух областей эхо-сигналов или каждый из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов могут обнаруживаться посредством определения переходной области между отрицательным коэффициентом и положительным коэффициентом. Области обнаружения эхо-сигнала также могут упоминаться как эхо-сигналы извлечения из функции эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения разложение функции эхо-сигнала осуществляется посредством, по меньшей мере, одного преобразования, при этом преобразование выбирается из группы преобразований, содержащих непрерывное вейвлет-преобразование, дискретное вейвлет-преобразование, быстрое вейвлет-преобразование и вейвлет-пакеты.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения разложение функции эхо-сигнала осуществляется посредством гребенки фильтров. Характеристика фильтра для гребенки фильтров может быть соединена с базовой функцией.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения гребенка фильтров содержит характеристику фильтров Гаусса.
Характеристика фильтров Гаусса может согласовываться с изменениями эхо-сигнала в функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение этих, по меньшей мере, двух эхо-сигналов и, в частности, определение списка множественных эхо-сигналов содержит определение функции пороговых значений, после которого, по меньшей мере, одна область поиска определяется как область между двумя пересечениями функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений. После этого осуществляется определение, по меньшей мере, одного локального максимума функции эхо-сигнала в рамках, по меньшей мере, одной области поиска. Кроме того, определяется корреляция взаимосвязи, по меньшей мере, между одной областью поиска и, по меньшей мере, одним локальным максимумом.
Как функция эхо-сигнала, так и функция пороговых значений могут быть сглаженными функциями. Сглаженные функции могут быть определены из исходной функции посредством вейвлет-преобразования, посредством исключения вейвлет-коэффициентов и посредством повторного преобразования.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна область поиска определяется как предшествующий элемент, и, по меньшей мере, один локальный максимум определяется как последующий элемент.
В этой компоновке предшествующие элементы представляют собой родительские эхо-сигналы в смысле корреляции взаимосвязи, тогда как последующие элементы представляют собой дочерние эхо-сигналы в смысле корреляции взаимосвязи.
В результате определения предшествующего элемента и последующего элемента граф взаимосвязи может быть заранее определяемым, и в результате этого корреляция взаимосвязи между различными максимумами, эхо-сигналами или впадинами может быть представлена.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение функции пороговых значений осуществляется посредством фильтрации нижних частот функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения определение функции пороговых значений осуществляется посредством вейвлет-преобразования функции эхо-сигнала.
Посредством вейвлет-преобразования функции эхо-сигнала, т.е. посредством разложения функции эхо-сигнала на вейвлет-коэффициенты и посредством последующего целевого исключения вейвлет-коэффициентов и обратного преобразования оставшихся вейвлет-коэффициентов, сглаженная функция пороговых значений может быть сформирована.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одно изменение во времени, по меньшей мере, одного эхо-сигнала множества функций предыдущего эхо-сигнала формирует трек.
Трек может предоставляться в том, что несколько функций эхо-сигнала, которые последовательно определены, объединяются, и отслеживаются изменения характеристических максимумов. Эти характеристические максимумы могут быть идентифицированы как допустимые эхо-сигналы.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит удаление трека, если за заранее определяемый период времени назначение, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала треку не обнаруживается.
Текущий эхо-сигнал может быть эхо-сигналом, который определен из функции в настоящий момент определенного эхо-сигнала. Например, текущий эхо-сигнал также может быть эхо-сигналом из текущего списка множественных эхо-сигналов.
Функция эхо-сигнала может быть записана посредством датчика. Из функции эхо-сигнала может быть определен список множественных эхо-сигналов. С другой стороны, список множественных эхо-сигналов может быть определен посредством приема списка эхо-сигналов или посредством выбора списка эхо-сигналов из устройства хранения данных.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения способ содержит повторную инициализацию трека для мониторинга текущего эхо-сигнала, причем этот текущий эхо-сигнал еще не назначен предыдущему эхо-сигналу.
Если изменения возникают внутри контейнера, новый эхо-сигнал может возникать, или существующий эхо-сигнал может исчезать. В результате повторной инициализации треков или в результате удаления треков может быть возможным гибко реагировать на изменения внутри контейнера.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения назначение, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов или, по меньшей мере, одних из этих, по меньшей мере, двух областей эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу содержит выполнение алгоритма Мункреса в комбинации с учетом корреляции взаимосвязи. В качестве альтернативы, назначение, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов или, по меньшей мере, одни из этих, по меньшей мере, двух областей эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу содержит выполнение способа уменьшения до одиночных назначений.
Выше варианты осуществления изобретения описаны в отношении способа для измерения уровня заполнения. Эти варианты осуществления аналогично также применяются к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных, к программному элементу и к устройству измерения уровня заполнения.
Ниже дополнительные примерные варианты осуществления настоящего изобретения описываются относительно устройства измерения уровня заполнения. Эти варианты осуществления также применяются к способу измерения уровня заполнения, к Компьютерно-читаемому носителю хранения данных и к программному элементу.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, два эхо-сигнала содержат, по меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, один второй эхо-сигнал. Кроме того, по меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, один второй эхо-сигнал перекрываются.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения список множественных эхо-сигналов содержит корреляцию взаимосвязи.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью формирования списка одиночных эхо-сигналов посредством исключения, по меньшей мере, одного эхо-сигнала из списка множественных эхо-сигналов в зависимости от заранее определяемого условия выбора.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения списка множественных эхо-сигналов и разложения функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, две функции детализации, при этом каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации содержит множество коэффициентов. Каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации представляет различную степень детализации функции эхо-сигнала.
Устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью, в первой функции детализации, определения или обнаружения первого отличительного признака эхо-сигнала и, в дополнительной функции детализации, обнаружения дополнительного отличительного признака эхо-сигнала. Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью, посредством обнаруженных отличительных признаков, определения, по меньшей мере, двух областей эхо-сигналов в функции эхо-сигнала и предоставления областей эхо-сигналов.
По меньшей мере, две области эхо-сигналов или, по меньшей мере, два эхо-сигнала могут отличаться. Различная степень детализации может относиться к различной форме базовой функции.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации назначается масштабу. Каждый масштаб, в свою очередь, относится к различной форме базовой функции.
Например, каждая из, по меньшей мере, двух функций детализации может назначаться различному масштабу.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью определения области эхо-сигнала как переходной области между отрицательным коэффициентом множества коэффициентов и положительным коэффициентом множества коэффициентов.
Переход между отрицательным коэффициентом и положительным коэффициентом также может быть переходом последовательности отрицательных коэффициентов и последовательности положительных коэффициентов. Все нулевые коэффициенты, которые могут быть расположены, по меньшей мере, между одним отрицательным коэффициентом и, по меньшей мере, одним положительным коэффициентом, игнорируются при анализе переходов.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством, по меньшей мере, одного преобразования, выбираемого из группы преобразований, содержащих непрерывное вейвлет-преобразование, дискретное вейвлет-преобразование, быстрое вейвлет-преобразование и вейвлет-пакеты.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов дополнительно выполнено с возможностью разложения функции эхо-сигнала посредством гребенки фильтров.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения гребенка фильтров содержит характеристику фильтров Гаусса.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения функции пороговых значений. Кроме того, устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одной области поиска как области между двумя пересечениями функции эхо-сигнала с функцией пороговых значений и для определения, по меньшей мере, одного локального максимума функции эхо-сигнала в рамках, по меньшей мере, одной области поиска.
Посредством функции пороговых значений могут быть определены, по меньшей мере, два эхо-сигнала списка множественных эхо-сигналов.
Устройство определения взаимосвязи выполнено с возможностью определения и предоставления корреляции взаимосвязи, по меньшей мере, между одной областью поиска и, по меньшей мере, одним локальным максимумом.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения взаимосвязи дополнительно выполнено с возможностью определения, по меньшей мере, одной области поиска как предшествующего элемента и определения, по меньшей мере, одного локального максимума как последующего элемента.
В этом контексте термин "предшествующий элемент" упоминается как родительские эхо-сигналы в смысле корреляции взаимосвязи, а термин "последующий элемент" упоминается как дочерние эхо-сигналы в смысле корреляции взаимосвязи.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения функции пороговых значений посредством фильтрации нижних частот из функции эхо-сигнала.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство определения эхо-сигналов выполнено с возможностью определения функции пороговых значений посредством вейвлет-преобразования функции эхо-сигнала и исключения коэффициентов.
В результате исключения коэффициентов может возникать сглаженная функция эхо-сигнала.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одно изменение во времени, по меньшей мере, одного эхо-сигнала множества функций предыдущего эхо-сигнала формирует трек.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга дополнительно выполнено с возможностью удаления трека, если за заранее определяемый период времени назначение, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала треку не определено.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга дополнительно выполнено с возможностью повторной инициализации трека для мониторинга текущего эхо-сигнала, который еще не может назначаться предыдущему эхо-сигналу.
Согласно дополнительному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство трекинга дополнительно выполнено с возможностью назначения, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, при этом устройство трекинга выполняет алгоритм Мункреса в комбинации с учетом корреляции взаимосвязи. В качестве альтернативы, устройство трекинга дополнительно выполнено с возможностью назначения, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, двух эхо-сигналов, по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу, при этом устройство трекинга осуществляет способ уменьшения до одиночных назначений.
Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения устройство измерения уровня заполнения представляет собой, по меньшей мере, одно устройство измерения уровня заполнения, выбираемое из группы устройств измерения уровня заполнения, содержащих радарное устройство измерения уровня заполнения, ультразвуковое устройство измерения уровня заполнения, устройство измерения уровня заполнения согласно принципу направленных микроволн и лазерное устройство измерения уровня заполнения.
Испускаемый сигнал может, например, быть радарным сигналом, ультразвуковым сигналом, радарным импульсным сигналом, микроволновым сигналом или лазерным сигналом.
Краткий перечень чертежей
Ниже, преимущественные примерные варианты осуществления настоящего изобретения описываются со ссылкой на чертежи.
Фиг. 1 показывает функцию эхо-сигнала устройства измерения уровня заполнения с компоновкой для измерений.
Фиг. 2 показывает функцию эхо-сигнала устройства измерения уровня заполнения с ложным эхо-сигналом и компоновкой для измерений.
Фиг. 3 показывает три функции эхо-сигнала устройства измерения уровня заполнения с ассоциированными компоновками для измерений для крупных твердых частиц.
Фиг. 4 показывает функцию эхо-сигнала устройства измерения уровня заполнения с компоновкой для измерений во время параллельного заполнения и опустошения.
Фиг. 5 показывает функцию эхо-сигнала ультразвукового измерительного устройства.
Фиг. 6 показывает блок-схему для оценки функции эхо-сигнала в устройстве измерения уровня заполнения.
Фиг. 7 показывает назначение формы базовой функции масштабу.
Фиг. 8 показывает назначение базовой функции позиции.
Фиг. 9 показывает вейвлет Хаара.
Фиг. 10 показывает девять различных родительских вейвлетов из семейства вейвлетов Добеши.
Фиг. 11 показывает 28 различных родительских вейвлетов из семейства биортогональных вейвлетов.
Фиг. 12 показывает 5 различных родительских вейвлетов из семейства койфлетов.
Фиг. 13 примерным способом показывает этапы для выполнения непрерывного вейвлет-преобразования.
Фиг. 14 показывает непрерывное вейвлет-преобразование функции эхо-сигнала.
Фиг. 15 показывает дискретное вейвлет-преобразование функции эхо-сигнала.
Фиг. 16 показывает позицию блоков для выполнения дискретного вейвлет-преобразования.
Фиг. 17 показывает представление дискретных вейвлет-коэффициентов функции эхо-сигнала с помощью иерархических гистограмм.
Фиг. 18 показывает блок-схему гребенки фильтров для быстрого вейвлет-преобразования.
Фиг. 19 показывает разложение функции эхо-сигнала с помощью быстрого вейвлет-преобразования.
Фиг. 20 показывает блок-схему различных гребенок фильтров для разложения посредством двустороннего алгоритма.
Фиг. 21 показывает представление разложения функции эхо-сигнала посредством двустороннего алгоритма.
Фиг. 22 показывает блок-схему гребенки фильтров для быстрого обратного дискретного вейвлет-преобразования.
Фиг. 23 показывает восстановление функции эхо-сигнала с помощью быстрого вейвлет-преобразования.
Фиг. 24 показывает дополнительное представление разложения функции эхо-сигнала с помощью быстрого вейвлет-преобразования.
Фиг. 25 показывает представление разложения функции эхо-сигнала с помощью вейвлет-пакетов.
Фиг. 26 показывает блок-схему гребенки фильтров для разложения функции эхо-сигнала.
Фиг. 27 показывает блок-схему субполосного кодера.
Фиг. 28 показывает функцию эхо-сигнала с функцией пороговых значений.
Фиг. 29 показывает функцию эхо-сигнала со сглаженной функцией эхо-сигнала.
Фиг. 30 показывает функцию эхо-сигнала и функцию, восстановленную после сжатия.
Фиг. 31 показывает проекцию между сигналами детализации различных масштабов разложенной функции эхо-сигнала для обнаружения эхо-сигнала.
Фиг. 32 показывает дополнительную проекцию между сигналами детализации различных масштабов для обнаружения эхо-сигнала.
Фиг. 33 показывает еще одну дополнительную проекцию между сигналами детализации различных масштабов для обнаружения эхо-сигнала.
Фиг. 34 показывает разложенную функцию эхо-сигнала в случае сходящихся эхо-сигналов.
Фиг. 35 показывает гребенку фильтров для определения сигналов аппроксимации и сигналов детализации.
Фиг. 36 показывает гребенку фильтров для прямого формирования сигналов детализации.
Фиг. 37 показывает применение гребенки фильтров Гаусса на действительной кривой эхо-сигнала.
Фиг. 38 показывает цифровую реализацию гребенки фильтров Гаусса.
Фиг. 39 показывает применение цифровой гребенки фильтров Гаусса на действительной кривой эхо-сигнала.
Фиг. 40 показывает сигналы детализации функции эхо-сигнала с областями определенных эхо-сигналов.
Фиг. 41 показывает список множественных эхо-сигналов и список множественных эхо-сигналов, сокращенный на избыточности.
Фиг. 42 показывает граф взаимосвязи определенных эхо-сигналов на фиг. 41.
Фиг. 43 показывает схему функции эхо-сигнала, на которой отмечены области эхо-сигналов.
Фиг. 44 показывает хронологические изменения функции эхо-сигнала.
Фиг. 45 показывает пример для продолжения хронологических изменений функции эхо-сигнала с помощью обнаруженных эхо-сигналов.
Фиг. 46 показывает способ измерения уровня заполнения.
Фиг. 47 показывает функцию эхо-сигнала, которая раскладывается на масштабы с помощью обнаруженных эхо-сигналов.
Фиг. 48 показывает граф взаимосвязи эхо-сигналов функции эхо-сигнала.
Фиг. 49 показывает функцию эхо-сигнала с кривой пороговых значений.
Фиг. 50 показывает граф взаимосвязи, который определен посредством способа пороговых значений.
Фиг. 51 показывает список множественных эхо-сигналов с ассоциированным графом взаимосвязи.
Фиг. 52 показывает список множественных эхо-сигналов с вычеркнутыми эхо-сигналами.
Фиг. 53 показывает список симплексных эхо-сигналов, который сформирован из списка множественных эхо-сигналов.
Фиг. 54 показывает способ одиночного (одного временного, симплексного) трекинга.
Фиг. 55 показывает хронологически функции предыдущего эхо-сигнала с функцией текущего эхо-сигнала.
Фиг. 56 показывает пример подготовки матрицы затрат.
Фиг. 57 показывает способ трекинга множественных элементов.
Фиг. 58 показывает матрицу затрат для списка множественных эхо-сигналов с графом взаимосвязи.
Фиг. 59 показывает изменение в матрице затрат во время выполнения модифицированного алгоритма Мункреса с учетом отношений над взаимосвязями (корреляции взаимосвязи).
Фиг. 60 показывает способ сжатия функции эхо-сигнала.
Фиг. 61 показывает способ обнаружения эхо-сигнала в разложенной функции эхо-сигнала.
Фиг. 62 показывает способ извлечения данных эхо-сигнала из поля коэффициентов, которое сформировано посредством гребенки фильтров.
Фиг. 63 показывает способ определения отношений над взаимосвязями между эхо-сигналами списка множественных эхо-сигналов.
Фиг. 64 показывает способ пороговых значений для формирования списка множественных эхо-сигналов.
Фиг. 65 показывает алгоритм выбора для формирования списка симплексных эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов.
Фиг. 66 показывает модифицированный метод Мункреса.
Фиг. 67a показывает устройство сжатия согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 67b показывает устройство извлечения эхо-сигнала согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 67c показывает устройство для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 67d показывает устройство для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 67e показывает устройство для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 67f показывает измерительное устройство уровня заполнения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание примерных вариантов осуществления
Иллюстрации на чертежах являются схематическими и не нарисованы в масштабе. В последующем описании фиг. 1-67f идентичные позиционные обозначения используются для идентичных или аналогичных элементов.
Фиг. 1 показывает функцию эхо-сигнала устройства измерения уровня заполнения с компоновкой для измерений. Сигналы из области техники измерений уровня заполнения могут отличаться от сигналов из других областей применения датчиков обработки эхо-сигналов. Кроме, в общем, плохих отношений "сигнал-шум", оказывает влияние искажение эхо-сигналов посредством применения, и играет роль присутствие ложных эхо-сигналов.
Фиг. 1 дополнительно показывает кривую 100 эхо-сигнала, функцию 100 эхо-сигнала, огибающую 100, кривую 100 измерений или функцию 100 измерений. Функция 100 эхо-сигнала соответствует кривой 100 эхо-сигнала, которая записана с помощью устройства 101 измерения уровня заполнения в идеальных условиях.
Устройство 101 измерения уровня заполнения, полевое устройство 101 или датчик 101 соединен через линию 102 передачи с диспетчерской или устройством оценки (не показано на фиг. 1). Линия 102 передачи может быть системой полевых шин, например шиной HART® или шиной Field Bus Foundation.
Полевое устройство 101 может быть любым типом измерительного устройства 101, например устройством 101 измерения уровня заполнения, устройством 101 измерения давления или устройством 101 измерения для обнаружения предельного уровня (устройством переключения уровня). Для обнаружения измеренных значений различное физическое воздействие может быть использовано в различных измерительных устройствах. Обнаружение измеренных значений может осуществляться посредством использования радарного луча, посредством ультразвука, посредством вибрации, посредством направленных микроволн (TDR, отражение во временной области) или также посредством лазерного излучения.
Полевое устройство 101 содержит передающее и приемное устройство 103. Передающее и приемное устройство может реализовываться посредством антенны 103. Из антенны 103 сигналы 104 испускаются в направлении поверхности 105 фасуемого продукта. Испускаемые сигналы 104, например электромагнитные волны, отражаются посредством поверхности 105 фасуемого продукта и направляются в антенну 103. В рамках антенны 103 также компоненты сигнала могут отражаться, что формирует так называемую реверберацию 106 антенны. Эта реверберация 106 антенны содержится в начале функции 100 эхо-сигнала.
Функция 100 эхо-сигнала вводится в схему. На абсциссе 107 схемы вводится расстояние до измеряемого объекта. На ординате 108 схемы вводится уровень приема эхо-сигнала в форме амплитуды отраженного сигнала. Расстояние определяется от времени передачи (задержки) сигнала 104 от антенны 103 через поверхность 105 фасуемого продукта и обратно в антенну 103.
Фактический достоверный эхо-сигнал 109 содержится в функции эхо-сигнала в позиции расстояния поверхности 105 фасуемого продукта от антенны 103. Достоверный эхо-сигнал 109 показывается посредством повышения уровня амплитуды отраженного сигнала 100.
Достоверный эхо-сигнал 109 формируется посредством отражения на плоской поверхности 105 уровня заполнения, и достоверный эхо-сигнал содержит стандартную форму эхо-сигнала, которая определима заранее. Эта стандартная форма эхо-сигнала функции 100 эхо-сигнала определяется посредством системного компоновочного узла, в частности посредством варианта осуществления передающего и приемного электронного оборудования в рамках полевого устройства.
Фиг. 2 показывает функцию 202 эхо-сигнала из устройства измерения уровня заполнения с ложным эхо-сигналом 203 с ассоциированной компоновкой 200 для измерений. В дополнение к полевому устройству 101 компоновка 200 для измерений содержит местоположение 201 помех (источник 201 помех). Местоположение 201 помех возникает за счет наклонной трубы, которая выступает в контейнер 110 для фасуемых продуктов. В реальных контейнерах для фасуемых продуктов местоположение помех может, например, возникать как установленный трубопровод, как мешалка или в форме многозвенной схемы.
Расширенный ложный эхо-сигнал 203 возникает посредством наложения множества отражений, которые могут возникать вследствие наклонной установки трубы 201, при этом отражения возникают во множестве небольших местоположениях мешающего объекта 201. В ходе работы ширина ложного эхо-сигнала 203 остается почти постоянной. Из этого следует, что ширина ложного эхо-сигнала 203 должна быть определена только один раз, например, во время установки контейнера.
Фиг. 3 показывает три функции эхо-сигнала устройства измерения уровня заполнения с ассоциированными компоновками для измерений для крупных твердых частиц. Если вместо жидкости измеряется уровень заполнения крупных твердых частиц 301, то в результате могут получаться различные совокупности крупных твердых частиц. Условия, получающиеся в результате во время измерений крупных твердых частиц, сопоставимы с условиями в случае возмущенной жидкой поверхности, которая, например, вызывается посредством мешалки.
Поверхность крупных твердых частиц может формировать плоскую поверхность 302 аналогично поверхности жидкости. Следовательно, в случае плоской поверхности 302 для крупных твердых частиц в результате получается стандартная форма эхо-сигнала 303, как в случае жидкой поверхности. Плоская поверхность крупных твердых частиц может получаться в случае закрытой крышки 304, когда компоненты крупных твердых частиц могут плоско распределяться (могут распределяться так, чтобы формировать плоскую поверхность, могут распределяться по уровню).
В то время, когда крышка 304 открыта (во время открытой крышки 304), в контейнере 110 может возникать отрицательный конус 306 крупных твердых частиц вследствие опорожняющихся крупных твердых частиц 305.
В случае закрытой крышки 307, при этом с предоставлением крупных твердых частиц посредством конвейерного устройства 308 может формироваться положительный конус 309 крупных твердых частиц. Вследствие формирования отрицательного 306 или положительного 309 конуса крупных твердых частиц достоверный эхо-сигнал 310, 311 может расширяться. Форма достоверного эхо-сигнала 310, 311 тем самым отличается от формы стандартного эхо-сигнала 109, 303. Изменения сигнала в области достоверного эхо-сигнала 310, 311 зависят, например, от формы конуса 306 сыпучего материала, 309, и изменения сигнала не могут прогнозироваться или могут прогнозироваться только с затруднениями.
Фиг. 4 показывает функцию эхо-сигнала устройства измерения уровня заполнения с ассоциированной компоновкой для измерений во время параллельного заполнения и опустошения. В случае опустошения 400 и параллельного заполнения 401 любая форма 402 поверхности крупных твердых частиц может возникать внутри контейнера 110. Форму эхо-сигнала, получающегося в результате параллельного заполнения и опустошения, в частности форму достоверного эхо-сигнала 403, получающегося в результате этого, трудно прогнозировать, и, кроме того, она может существенно изменяться в любое время в ходе работы устройства 101 измерения уровня заполнения. Как показано на фиг. 4, достоверный эхо-сигнал 403 содержит два небольших возмущения или выброса 404, 405.
В зависимости от заметности соответствующего местоположения помех 201 внутри контейнера 110 ложные эхо-сигналы в кривой эхо-сигнала содержат более или менее строго отмеченную стандартную форму эхо-сигнала. Другие условия могут возникать в области ложных эхо-сигналов, если они медленно перекрываются посредством фасуемого продукта или подаваемого материала. Т.е. если фасуемый продукт поднимается в контейнере, фасуемый продукт может перекрывать или покрывать местоположение помех. Следовательно, соответствующие эхо-сигналы также могут перекрываться. Медленное перекрытие может возникать во время медленного заполнения контейнера. Вследствие конструктивных и деструктивных помех для сигнала 104 несущей, которая используется посредством устройства 101 измерения уровня заполнения, может возникать "накачивание" амплитуд эхо-сигнала в области наложения (перекрытия). Это накачивание может приводить к тому (может приводить к ситуации), что два временных эхо-сигнала могут быть видимыми, тогда как через небольшое время после этого только один одиночный эхо-сигнал, но, например, длительный эхо-сигнал без падения амплитуды может быть видимым.
Различные помехи для функции 203, 310, 311, 403 эхо-сигнала также могут возникать в комбинации. Вследствие комбинации помех действительные кривые, видимые по хронологическим изменениям, могут содержать возмущенные (неустойчивые) изменения кривой. Эти возмущенные изменения кривой главным образом вызываются посредством конструктивного или деструктивного наложения множества очень небольших отражений. Большое количество небольших отражений вызывается посредством множества поверхностей отражения, которые присутствуют в случае неоднородных поверхностей.
Фиг. 5 показывает функцию 500 эхо-сигнала ультразвукового измерительного устройства. Действительная функция 500 эхо-сигнала снова вводится в систему координат, абсцисса которой 501 указывает расстояние в сантиметрах, тогда как ордината 502 указывает уровень эхо-сигнала в децибелах (дБ). Уровень эхо-сигнала соответствует амплитуде или амплитуде эхо-сигнала.
В области от одного метра до двух метров функция эхо-сигнала содержит так называемый размытый эхо-сигнал 501. В области 2,20 м функция 500 эхо-сигнала содержит повышение уровня 502. Для этого повышения уровня 502 существуют несколько возможностей интерпретации. Повышение уровня 502 может заключать в себе одиночный эхо-сигнал, или оно может заключать в себе наложение ложного эхо-сигнала 503 (в области 2,20-2,40 м) с достоверным эхо-сигналом 504 (в области 2,40-2,60 м). Следовательно, несколько различных физических интерпретаций повышения уровня 502 возможны.
Без наличия дополнительной исходной информации фактически возможно определять только непосредственно то, какая физическая интерпретация повышения уровня 502 является надлежащей. Например, все повышение уровня 505 в области между 1 м и 3,00 м может заключать в себе всю полосу частот эхо-сигнала, т.е. наложение множества небольших отдельных отражений, чтобы формировать полный эхо-сигнал, который вызывается посредством конуса очень большого объема (крупных твердых частиц).
Фиг. 6 показывает блок-схему для оценки функции эхо-сигнала в устройстве измерения уровня заполнения. Входной каскад 600 содержит аппаратные модули и программные модули, которые необходимы для того, чтобы предоставлять кривую эхо-сигнала в цифровой форме. Входной каскад может, например, быть разработан (реализован) как входной каскад на базе ультразвука, как входной каскад на базе импульсного радара, как входной каскад на базе FMCW-радара (частотно-модулированная незатухающая волна) или как входной каскад согласно принципу направленных микроволн. Тем не менее, входной каскад 600 на базе лазера также представляется возможным.
Хотя для ультразвука, импульсного радара и направленных микроволн кривая эхо-сигнала предоставляется посредством непосредственной дискретизации аналоговой кривой 500, 100, 202 эхо-сигнала, для FMCW-радара, кривая эхо-сигнала или функция эхо-сигнала возникают только посредством формирования преобразования Фурье или преобразованного по Фурье (функции, которая связана с данной функцией посредством применения преобразования Фурье) дискретизированного тактового сигнала.
Через соединение 601 входной каскад передает кривую определенного эхо-сигнала или функцию эхо-сигнала в цифровой форме в устройство 602 извлечения эхо-сигнала. Устройство 602 извлечения эхо-сигнала идентифицирует множество позиций отражения в контейнере посредством увеличения уровня, т.е. посредством определенных критериев амплитудных изменений функции 500, 100, 202 эхо-сигнала. Кроме того, устройство 602 извлечения эхо-сигнала определяет увеличения в функции 500, 100, 202 эхо-сигнала, причем эти увеличения возникают только вследствие влияний шума, чтобы игнорировать их.
Устройство 602 извлечения эхо-сигнала формирует список 603 эхо-сигналов, который устройство извлечения эхо-сигнала передает в устройство 604 оценки эхо-сигналов (устройство 604 ранжирования эхо-сигналов), которое соединено с устройством 602 извлечения эхо-сигнала. Сформированный список 603 эхо-сигналов может быть списком симплексных эхо-сигналов (списком одиночных эхо-сигналов) или списком 603 множественных эхо-сигналов. Список 603 симплексных эхо-сигналов позволяет после выполнения извлечения эхо-сигнала делать однозначное утверждение относительно того, где эхо-сигналы присутствуют и где эхо-сигналы отсутствуют. Соответственно, список симплексных эхо-сигналов не содержит альтернативные интерпретации идентифицированных увеличений уровней. Качество утверждения относительно позиции, где эхо-сигнал присутствует, зависит от способа извлечения эхо-сигнала, который применен для определения списка 603 симплексных эхо-сигналов.
В отличие от вышеуказанного, в случае списка 603 множественных эхо-сигналов множество потенциальных эхо-сигналов передается в последующую стадию 604. Список множественных элементов содержит, по меньшей мере, две взаимно исключающие физически возможные интерпретации обнаруженной компоновки локальных максимумов принимаемой функции эхо-сигнала. Например, эхо-сигналы могут быть комбинированы в группы из нескольких эхо-сигналов и могут быть включены в список эхо-сигналов, при этом группы эхо-сигналов могут рассматриваться в качестве альтернативной физической интерпретации эхо-сигналов, содержащихся в списке.
На основе списка 603 эхо-сигналов, который содержит текущие эхо-сигналы, в контексте оценки эхо-сигналов сравнение обнаруженных эхо-сигналов между собой выполняется в устройстве 604 оценки эхо-сигналов. Для выполнения сравнения список 603 эхо-сигналов содержит отличительные признаки обнаруженных эхо-сигналов, к примеру, начало, конец или амплитуду эхо-сигнала. Начало эхо-сигнала представляет собой область шкалы 501, 107 расстояний, причем из этой области с увеличением расстояния от ординаты схемы функции эхо-сигнала значительное увеличение уровня функции эхо-сигнала обнаруживается. Конец эхо-сигнала представляет собой область, которая располагается разнесенной с увеличенным расстоянием от начала эхо-сигнала, причем в этой области уровень эхо-сигнала снова снижен.
В зависимости от варианта осуществления способа, на основе отличительных признаков обнаруженных эхо-сигналов реализуется сравнение обнаруженных эхо-сигналов с эхо-сигналами, обнаруживаемыми в прошлом. При этом сравнительном анализе эхо-сигналы могут оцениваться относительно их вероятности представления эхо-сигнала уровня заполнения. Различные способы предоставляют различные позиции эхо-сигналов и различные физические интерпретации.
После оценки эхо-сигналов в устройстве 604 оценки эхо-сигналов оцененные эхо-сигналы или ранжированные эхо-сигналы передаются в решающее устройство 606 через соединение 605. В решающем устройстве 606 решение, касающееся уровня заполнения (решение относительно уровня заполнения), принимается на основе оцененных эхо-сигналов 605. Другими словами, позиция эхо-сигнала 109, 303 идентифицирует то, какой эхо-сигнал с наибольшей вероятностью исходит из тех отражений сигнала 104, которые оптимальнее всего соответствуют поверхности фасуемого продукта.
После решения относительно уровня заполнения через соединение 607 результат решения, касающегося уровня заполнения, передается в устройство 608 определения позиции эхо-сигналов. С использованием идентифицированного эхо-сигнала уровня заполнения в устройстве 608 определения позиции эхо-сигналов точное расстояние между эхо-сигналом и датчиком 101 определяется посредством специальных алгоритмов. Для этого (с этой целью) взвешенное время передачи сигнала 104 преобразуется в расстояние.
Фиг. 7 показывает назначение формы базовой функции масштабу. Фиг. 7 показывает различные формы базовой функции 700, 701, 702 и 703, при этом базовые функции 701, 702 и 703 происходят за счет расширения или удлинения от базовой формы 700. Первая форма базовой функции 700 назначается масштабированию 0 704, вторая форма базовой функции 701 назначается второму масштабированию 1 705, третья форма базовой функции 702 назначается третьему масштабированию 2 706 и четвертая форма базовой функции 703 назначается четвертому масштабированию 3 707. Следовательно, масштабирование или масштабы 704, 705, 706, 707 связаны или соединены с различными формами базовой функции 700, 701, 702, 703.
Различные формы базовой функции 700, 701, 702 и 703 являются различными формами внешнего вида вейвлета, причем эти формы внешнего вида могут использоваться для вейвлет-трансформации или вейвлет-преобразования. Все базовые функции вейвлет-преобразования исходят из ранее заданной формы 700 сигнала, которая ограничена во времени, так называемого родительского вейвлета 700, базисного вейвлета 700 или базового вейвлета 700. Таким образом, аналогично гармоническим базовым функциям трансформации Фурье или преобразования Фурье, дополнительные изменения 701, 702, 703 функции формируются посредством расширения в направлении временной оси 708 из родительского вейвлета 700. Эти дополнительные изменения 701, 702, 703 функции также используются как базовые функции вейвлет-преобразования.
Помимо этого, посредством смещения или перемещения вейвлетов, как показано на фиг. 8, множество дополнительных базовых функций может быть сформировано. Т.е. посредством смещения 800, 802, 804 родительских вейвлетов 700 и расширенных разновидностей родительского вейвлета 701, 702, 703 множество дополнительных базовых функций может быть сформировано.
Изменения функции родительского вейвлета 700 могут описываться как Ψ(t). Посредством масштабирования и смещения этого родительского вейвлета система базовых функций может быть сформирована, причем эта система описывается посредством следующего уравнения:
Параметр k характеризует масштабирование родительских вейвлетов 700 вдоль временной оси 708, l характеризует смещение родительского вейвлета на абсциссе 803, т.е. в направлении локальной оси 803 (оси, представляющей местоположение). В общем, вследствие возможности произвольного выбора параметров k и l, система базовых функций не является ортогональной системой функций. Следовательно, коэффициенты, полученные посредством преобразования, не без избыточности.
Чтобы давать возможность использовать данную форму сигнала как родительский вейвлет для составления семейства базовых функций, некоторые математические характеристики должны удовлетворяться.
Термин "базовая функция" может обозначать родительский вейвлет. Кроме того, термин "базовая функция" может содержать все функции, которые могут быть сформированы из родительского вейвлета посредством масштабирования и смещения. Тем не менее, термин "базовая функция" также может описывать характеристику фильтра для гребенки фильтров, или он может описывать характеристику фильтра, извлекаемую из базовой функции.
Фиг. 8 показывает назначение базовой функции позиции 801, 802, 805 или расстоянию 801, 802, 805. Тем самым, позиция 801, 802, 805 относится к смещению родительского вейвлета 700.
Вейвлет-функция Ψ00 800 показывает начальную позицию, а именно позицию 0 801. Вейвлет-функция Ψ01 802 является функцией 802, которая смещена на локальное значение l=1 относительно функции Ψ00 800 родительского вейвлета. Масштабирование Ψ01 составляет k=0, из чего очевидно то, что (Ψ01) является смещенной функцией родительского вейвлета, которая не вытянута. Эта функция, которая смещена вдоль ординаты 803, соответствует позиции 1 с l=1 802.
Вейвлет-функция 804 Ψ02 показывает дополнительно смещенную вейвлет-функцию, смещение которой назначается позиции 2 с l=2 805.
Фиг. 9 показывает родительский вейвлет Хаара. Изменения вейвлета Хаара 900 соответствуют ступенчатой функции, которая для локального значения 0,5 содержит переход от значения амплитуды 1 к значению амплитуды -1.
Фиг. 10 показывает девять различных разновидностей родительского вейвлета из семейства вейвлетов Добеши. Посредством соответствующего смещения и расширения родительские вейвлеты 1000, 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006, 1007 и 1008 могут формировать систему базовых функций.
Фиг. 11 показывает 28 различных разновидностей родительского вейвлета из семейства биортогональных вейвлетов. Посредством соответствующего смещения и расширения родительские вейвлеты 1100 могут формировать систему базовых функций.
Фиг. 12 показывает пять различных разновидностей родительского вейвлета из семейства койфлетов. Пять различных форм 1200 также могут использоваться как родительский вейвлет с целью формирования системы базовых функций.
Коэффициенты непрерывного вейвлет-преобразования определяются посредством следующего уравнения:
Параметр k используется как масштабный коэффициент k. Значение этого уравнения иллюстрируется на фиг. 13.
Фиг. 13 примерно показывает этапы для выполнения непрерывного вейвлет-преобразования. Поскольку ширина вейвлета, который используется для анализа, является небольшой, интегрирование в рамках вышеприведенного уравнения (интеграл, который используется в уравнении) может быть сконцентрировано в хорошей аппроксимации к области вокруг вейвлета.
Результирующий коэффициент C(k, l) и, в частности, его амплитуда представляет собой показатель того, насколько хорошо вейвлет Ψk,1 в своем текущем масштабировании k совпадает с сигналом f(t) функции эхо-сигнала f(t) или кривой эхо-сигнала f(t) в соответственно проанализированном местоположении 1. Хорошо подходящая форма проявляет себя в высоком значении вейвлет-коэффициента. Другими словами, это означает, что коэффициент с высокой амплитудой получается в результате, если аналитический вейвлет, который использован в своем текущем масштабировании для конкретного местоположения, точно совпадает с изменениями сигнала огибающей 100, 500 или функции 100, 500 эхо-сигнала. Аналитическим вейвлетом является надлежащим образом смещенный и масштабированный родительский вейвлет. Соответствующий коэффициент тем самым относится к форме базовой функции, при этом аналитический вейвлет соответствует базовой функции.
Чем менее хорошо подходящей является форма (чем хуже соответствие), тем более низкой является амплитуда вейвлет-коэффициента.
Отдельные этапы, которые возникают при выполнении вейвлет-преобразования, показываются ниже. Во-первых, вейвлет 1300 размещается в начале сигнала 1301, который должен быть проанализирован, или в начале функции эхо-сигнала 1301. На фиг. 13 начало временной оси 1303 представляет начало 1302 размещения.
В соответствующей позиции 1302 вейвлет-коэффициент 1304 вычисляется посредством корреляции расширенного и смещенного вейвлета 1300 с соответствующими секциями сигнала между позициями 1305 и 1306 сигнала 1301, который должен анализироваться. Поскольку значение должно вычисляться в начале 1302, смещение задано равным l=0. Значение подобия, которое определено при корреляции, вводится как коэффициент 1304 в функцию детализации 1306, которая должна определяться.
Используемый вейвлет 1300 смещается без каких-либо изменений своей формы в направлении увеличения времени на временной оси к новой позиции 1307 и вычисляется в рамках (назначенной, выделенной, сдвинутой) новой секции функции эхо-сигнала 1301 между позициями 1308 и 1309. Результат также вводится как коэффициент функции детализации 1306 в смещенной позиции. Временная ось 1303 t может быть преобразована в локальную ось 1.
Смещение осуществляется до тех пор, пока конец функции эхо-сигнала 1301 не достигнут. Таким образом, функция детализации масштаба 0 или масштабирования 0 может быть определена. Масштаб 0 содержит коэффициенты функции детализации, которая связывается с формой базовой функции 1300.
После этого, как показано в 1310, удлинение вейвлет-функции 1300 осуществляется и новая форма базовой функции 1311 формируется.
Далее следует корреляция с помощью вейвлет-функции 1311, которая в результате расширения является более широкой, чем базовая вейвлет-функция 1300. В результате расширения (удлинения) более широкая секция сигнала между точками 1312 и 1313 анализируется.
После этого следующая область функции 1301 анализируется. Эта следующая область располагается между позициями 1314 и 1315. Таким образом, формируется функция детализации, которая ассоциирована с масштабом 1 1316. В результате дополнительных расширений могут быть проанализированы дополнительные масштабы и, в частности, могут быть вычислены дополнительные коэффициенты, которые связаны с расширением базовой функции или с формой базовой функции. Совокупность всех коэффициентов всех функций детализации формирует поле коэффициентов, которое в случае непрерывного вейвлет-преобразования, которое иллюстрируется здесь, является непрерывным в направлении масштабирования (масштабный коэффициент k), а также в направлении смещения (параметр l смещения).
Согласно правилу вычисления (упорядочению вычисления), касающемуся непрерывного вейвлет-преобразования, следовательно, все точно подобранные значения разрешаются относительно масштабного коэффициента k и параметра l смещения.
Фиг. 14 показывает непрерывное вейвлет-преобразование функции 1405 эхо-сигнала. Фиг. 14 проясняет вычисление разложения функции 1405 эхо-сигнала на основе непрерывного масштабирования, а также непрерывных смещений. Тем самым ордината 1400 области 1403 разложения показывает непрерывные значения масштаба в области 1-61, а абсцисса 1401 показывает непрерывное расстояние эхо-сигнала до антенны 103 или длительность отражения сигнала 104 в области от 0 до 500 см.
Схема 1402 показывает взвешенную функцию 1405 эхо-сигнала, из которой непрерывное вейвлет-преобразование 1403 сформировано. Для четкой компоновки вейвлет-коэффициенты различных масштабов 1400 размещаются один под другим. Амплитуда вейвлет-коэффициентов указывается как полутоновое изображение. Тем самым, кодирование в черном цвете означает низкую амплитуду, тогда как яркая область представляет высокую амплитуду. Тем самым, наибольшее отрицательное значение обозначает наименьшую амплитуду, или, другими словами, поскольку отрицательные значения также разрешаются, наибольшая отрицательная амплитуда показывается черным цветом, а наибольшая положительная амплитуда показывается белым цветом. Серые значения, возникающие между черным и белым, равномерно распределены по соответствующим значениям амплитуды. В области эхо-сигнала 1404 функции 1405 измерений видно то, что значения коэффициентов, в частности, амплитуды коэффициентов содержат высокие значения 1406 и тем самым яркую область.
Эхо-сигнал 1404 лежит в области между 75 см и 100 см и, например, оптимально показывается посредством вейвлета 1407, который масштабирован с коэффициентом 29. В направлении больших масштабов, другими словами, в направлении более высоких значений на ординате 1400 на основе (начиная с) масштаба 29 1407, значение коэффициента и тем самым совпадающая форма (и тем самым соответствие) вейвлета снова понижается.
В случае непрерывного вейвлет-преобразования, вследствие множества комбинированных возможностей при вычислении вейвлет-коэффициентов, могут возникать значительные вычислительные затраты. Эти вычислительные затраты могут уменьшаться посредством использования дискретного вейвлет-преобразования.
Фиг. 15 показывает дискретное вейвлет-преобразование функции 1504 эхо-сигнала. При дискретном вейвлет-преобразовании непрерывные значения больше не разрешаются для масштабного коэффициента и параметра смещения k и l, а вместо этого используется дискретная классификация (градации) в приращениях со степенью 2. Таким образом, используются k=2m и l=n×2m, при этом m и n обозначают целые числа.
Дискретные коэффициенты дискретного вейвлет-преобразования вычисляются с помощью следующего уравнения:
Можно показать то, что разложение сигнала с помощью этих дискретных стадий или двухэлементное разложение может быть полностью адекватным для характеризации всех форм сигнала и, если применимо, для восстановления ассоциированной формы сигнала из вейвлет-коэффициентов. Дискретное вейвлет-преобразование представляет сигнал или эхо-сигнал способом без избыточности. Базовые функции, которые формируются из родительского вейвлета с учетом степени двух дискретизаций, являются ортогональными относительно друг друга.
Вычисления, которые должны выполняться, являются аналогичными вычислениям для непрерывного преобразования. Тем не менее, при вычислении непрерывные параметры k и l заменяются на дискретные параметры m, касающиеся масштабирования, и n, касающиеся смещения.
Фиг. 15 делится на область 1500 функции эхо-сигнала и область 1501 коэффициентов. Область 1501 коэффициентов показывает дискретное разложение функции 1504 эхо-сигнала. Функция 1504 эхо-сигнала является в настоящий момент записанной функцией эхо-сигнала. Разложение 1505, показанное на фиг. 15, функции 1504 эхо-сигнала получается в результате как смещения, так и масштабирования, в каждом случае в дискретных приращениях (градуировка).
Это означает, что абсцисса 1502 и ордината 1503 области 1501 коэффициентов или поля 1501 коэффициентов дискретно градуируются. Вследствие дискретной градуировки область 1501 коэффициентов, в которой разложение 1505 функции эхо-сигнала 1504 показано, кажется строго сегментированной. Сегментация в первую очередь очевидна на верхних стадиях разложения или в верхних масштабах. Верхние стадии разложения содержат высокие номера масштабов или номера уровней в масштабе 1503. Верхние стадии разложения соответствуют широким вейвлет-функциям или широким базовым функциям, и в результате двухэлементной дискретизации параметра l смещения промежутки между коэффициентами расширяются. В результате этого расширения возникает сегментация или приблизительное разрешение в верхних областях. Расстояние между коэффициентами увеличивается между масштабами на коэффициент 2.
Область 1501 коэффициентов, показанная на фиг. 15, также упоминается как область 1501 детализации функции 1504 эхо-сигнала. Область детализации показывает разложение функции 1504 эхо-сигнала на функции детализации 1505. В частности, в этом примере область детализации показывает вейвлет-разложение функции 1504 эхо-сигнала.
Функции 1505 детализации представляются посредством коэффициентов, которые возникают во время разложения. Множество коэффициентов формирует поле 1505 коэффициентов. Коэффициенты поля 1505 коэффициентов являются дискретными вейвлет-коэффициентами разложения функции 1504 эхо-сигнала. Фиг. 15 показывает амплитуды коэффициентов как полутоновые блоки. Ширина соответствующих блоков определяется посредством 2m, тогда как средняя позиция соответствующих блоков определяется посредством 2m-1+(n-1)×2m. Эти размерности показываются на фиг. 16.
Фиг. 16 показывает позицию блоков, чтобы представлять дискретное вейвлет-преобразование. В дискретном случае, зачастую, вместо отображения вейвлет-коэффициентов в форме полутоновых изображений, показывается иерархическое представление посредством строки гистограмм, как показано, например, на фиг. 17.
Фиг. 17 показывает представление дискретных вейвлет-коэффициентов 1707 функции 1708 эхо-сигнала в иерархических гистограммах. Функция 1708 эхо-сигнала показывается в области 1700 функции эхо-сигнала или на схеме 1700 эхо-сигнала, которая записана посредством датчика 101. Ниже нее, на фиг. 17, область 1701 детализации показывается. На абсциссе 1702 области 1701 детализации показывается расстояние значения эхо-сигнала из датчика 101.
Область 1701 детализации показывает эти 6 функций D1, D2, D3, D4, D5 и D6 детализации, одну под другой вдоль оси 1703, перпендикулярной абсциссе 1702. Функции D1-D6 детализации также упоминаются как плоскости детализации или стадии детализации сигнала. Как показано на фиг. 17, функции D1, D2, D3, D4, D5 и D6 детализации показываются с увеличенным расстоянием от абсциссы 1702 при возрастающем индексе. При дискретном вейвлет-преобразовании индекс, который ассоциирован с функцией детализации, точно соответствует масштабному коэффициенту m, соответственно, используемых аналитических вейвлетов. Dm или Dm, следовательно, является функцией детализации, которая ассоциирована с масштабным коэффициентом m.
Функции D1, D2, D3, D4, D5 и D6 детализации, которые являются ближайшими к ординате, являются частью самых узких базовых вейвлет-функций. Эти масштабы содержат коэффициенты, которые находятся в непосредственной близости друг к другу. Например, расстояние между коэффициентами функции D1 детализации меньше расстояния для коэффициентов функции D6 детализации.
Значения амплитуды коэффициентов 1704, 1705, 1706, 1711, 1709, 1710 функций детализации показываются как столбцы на фиг. 17. Высокие значения коэффициентов указывают высокую степень корреляции между ассоциированной базовой вейвлет-функцией и функцией эхо-сигнала.
Определение коэффициентов при дискретном вейвлет-преобразовании может быть дополнительно ускорено с использованием алгоритма быстрого вычисления. Этот алгоритм вычисления упоминается как быстрое вейвлет-преобразование; строго говоря, он не заключает в себе новое преобразование, а вместо этого он предоставляет в качестве результата коэффициенты, идентичные тем, которые могут вычисляться с использованием дискретного вейвлет-преобразования.
Быстрое вейвлет-преобразование вычисляется с использованием алгоритма Маллата, в котором фильтры применяются к сигналу, который должен анализироваться.
Фиг. 18 показывает блок-схему 1805 компоновки 1805 фильтров или гребенки 1805 фильтров, посредством которой может выполняться быстрое вейвлет-преобразование. Компоновка 1805 фильтров показывает сигнал S 1800, функцию эхо-сигнала S 1800 или огибающую S 1800, причем последняя распределяется в фильтр 1801 нижних частот и фильтр 1802 верхних частот. Два фильтра 1801, 1802, например, реализуются как цифровые фильтры. Параметры или коэффициенты фильтров зависят от используемого вейвлета. Другими словами, параметры относятся к форме базовой функции.
В выводе фильтра 1802 H верхних частот коэффициенты детализации {cD} сигнала D детализации или функции D детализации формируются так, что функция эхо-сигнала S 1800 фильтруется с помощью фильтра H 1802 верхних частот и понижающе дискретизируется с помощью блока 1803 понижающей дискретизации; другими словами, она распределена посредством указанного временного коэффициента. На фиг. 18 коэффициент понижающей дискретизации равен 2. Понижающая дискретизация уменьшает частоту сканирования сигнала.
Коэффициенты детализации {cD} идентичны вейвлет-коэффициентам в сигналах детализации или функциях D1, D2, D3, D4, D5 и D6 детализации на фиг. 17.
Коэффициенты аппроксимации {cA} сигнала A аппроксимации или аппроксимирующей функции A формируются так, что функция S 1800 эхо-сигнала фильтруется посредством фильтра 1801 L нижних частот, и выходной сигнал фильтра 1801 L нижних частот понижающе дискретизируется в блоке 1804 понижающей дискретизации. Блок 1804 понижающей дискретизации уменьшает частоту сканирования выходного сигнала 1801 L нижних частот на коэффициент 2. Сигналы A аппроксимации по существу затем содержат только небольшие частотные компоненты, т.е. компоненты сигнала в области от 0 Гц до половины частоты Найквиста сигнала перед фильтрацией.
Вычисление вейвлет-коэффициентов или коэффициентов детализации, которые ассоциированы с дополнительным масштабом, осуществляется посредством дополнительного прохода сигнала аппроксимации через компоновку 1805 фильтров. Другими словами, это означает, что с каждым проходом сигнала S 1800 и, в частности, компонентов сигнала через гребенку 1805 фильтров, формируются дополнительная функция Di детализации и дополнительная аппроксимирующая функция Ai для функции эхо-сигнала. В этой компоновке аппроксимирующая функция Ai показывает исходный сигнал в соответствующем масштабе i, тогда как функция детализации содержит вейвлет-коэффициенты дискретного вейвлет-преобразования с масштабированием или расширением родительского вейвлета, причем это масштабирование или расширение ассоциировано с масштабом. Следовательно, посредством рекуррентного использования компоновки 1805 фильтров функция эхо-сигнала может раскладываться на ее представление коэффициентами.
До того как вейвлет-коэффициенты, которые ассоциированы со следующим масштабом, вычисляются, сигнал A аппроксимации в блоке 1804 сокращается на коэффициент 2 относительно числа опорных местоположений. Поскольку сигнал аппроксимации по существу больше не содержит частот, превышающих половину частоты Найквиста, значительные ошибки не вызываются посредством наложения спектров во время этого этапа уменьшения сканирования.
Сигнал A аппроксимации, частота сканирования которого уменьшена, снова становится доступным в качестве сигнала S на вход S 1800 компоновки 1805 фильтров. Этот возвращенный сигнал S снова проходит через гребенку 1805 фильтров.
Функция гребенки 1805 фильтров показывается на фиг. 19. Фиг. 19 показывает разложение функции эхо-сигнала с помощью быстрого вейвлет-преобразования. Для понятности, в представлении дискретных сигналов Di отдельные значения сканирования дополнены посредством постоянных изменений амплитуды значения сканирования до последующего значения сканирования, чтобы формировать непрерывный сигнал, и в результате этого дискретные функции Di выглядят как непрерывные функции. Фиг. 19 показывает кривую эхо-сигнала S 1900, которая определена посредством датчика 101. Левая сторона на фиг. 19 показывает тракт 1901, который представляет фильтрованный по верхним частотам сигнал D из фиг. 18. Сигнал D1 соответствует первой стадии масштабирования.
Справа на фиг. 19, посредством тракта 1902, показывается формирование сигнала A аппроксимации как вывода фильтрованного по нижним частотам сигнала гребенки 1805 фильтров.
Сигнал A1 аппроксимации возвращается в компоновке 1805 фильтров и из этого возвращенного сигнала фильтрованный по верхним частотам сигнал D2 детализации следующей стадии масштабирования формируется, как указано посредством тракта 1903. Параллельно этому, посредством возвращения сигнала A1 через фильтр L 1801 нижних частот сигнал A2 аппроксимации следующей стадии формируется, как показано в тракте 1904 по фиг. 19.
В результате повторного применения гребенки 1805 фильтров из функции 1900, 1800, S эхо-сигнала тем самым осуществляется разложение функции 1900, 1800, S эхо-сигнала на сигналы D1, D2, D3 и D4 детализации. Кроме того, возникают сигналы A1, A2, A3 и A4 аппроксимации. Сигналы A1, A2, A3, A4 аппроксимации или аппроксимирующие функции A1, A2, A3, A4 представляют изменения функции 1900, 1800, S эхо-сигнала на различных стадиях детализирования. Продвижение функции для исходной функции, по сути, снова распознается в аппроксимирующих функциях. Коэффициенты сигналов D1, D2, D3, D4 детализации представляют коэффициенты {cD1}, {cD2}, {cD3}, {cD4}, на которые разложена исходная функция.
Сигналы D1, D2, D3 и D4 детализации формируют функции D1 1710, D2 1709, D3 1708 и 1706 D4 детализации из фиг. 17. Индекс сигналов D1, D2, D3, D4 детализации и индекс сигналов A1, A2, A3 A4 аппроксимации указывают стадию и, в частности, масштаб, с которым связаны коэффициенты.
Масштаб и, в частности, индекс масштаба, следовательно, соответствует числу повторений прохода сигнала S через гребенку 1805 фильтров или числу случаев возврата. Кроме того, коэффициенты детализации идентичны вейвлет-коэффициентам дискретного вейвлет-преобразования. Следовательно, поле коэффициентов, которое формируется из всех сформированных коэффициентов {cD1}, {cD2}, {cD3} и {cD4} детализации, является полем коэффициентов разложения 1701 из фиг. 17. Коэффициенты поля коэффициентов {cD1}, {cD2}, {cD3} и {cD4} являются дискретными коэффициентами детализации. Выражение {cD1} упоминается как количество всех коэффициентов функции D1 детализации.
В результате продолжения уменьшения частоты сканирования посредством устройств 1804 и 1803 понижающей дискретизации уменьшаются как вычислительные затраты, так и требуемый размер устройства хранения данных.
Поле 1501 дискретных вейвлет-коэффициентов, причем это поле 1501 показывается как полутоновое изображение на фиг. 15, можно понимать как сканированную версию непрерывного поля 1403 коэффициентов из фиг. 14. В верхних плоскостях детализации, другими словами, в плоскостях детализации с высоким номером масштаба кажется, тем не менее, что при прямом сравнении сканированного поля 1501 коэффициентов с непрерывным полем 1403 коэффициентов информация теряется. При дискретном преобразовании назначение значения коэффициента точному местоположению может становиться более размытым, поскольку в отличие от непрерывного преобразования, разрешение сканирования или разрешение вычисления уменьшается между масштабами на коэффициент 2. В некоторых алгоритмах анализа эхо-сигналов эта потеря информации может быть приемлемой.
Тем не менее, поскольку при анализе эхо-сигналов чаще всего интересует местоположение, региональная позиция, позиция, местоположение или позиция эхо-сигнала, потери разрешения на локальной оси 1502 могут быть менее допустимыми, чем потери информации в результате дискретизации оси 1503 масштаба. Вместе с тем, тем не менее, вычислительные затраты для того, чтобы выполнять преобразование, должны уменьшаться.
Алгоритм с дырами (двусторонний алгоритм) позволяет определять вейвлет-коэффициенты в любой позиции. Это означает, что алгоритм с дырами всегда оперирует с непрерывным локальным разрешением, что делает возможным очень точное определение местоположения. Тем не менее, алгоритм с дырами также использует дискретные масштабные коэффициенты 1503 так, чтобы вычислительные затраты могли уменьшаться.
Фиг. 20 показывает блок-схему различных гребенок фильтров, чтобы определять вейвлет-коэффициенты посредством алгоритма с дырами. Фиг. 20 проясняет вычисления, выполняемые при применении алгоритма с дырами. Фиг. 20 показывает блок-схему первой гребенки 2000 фильтров, которая является частью первого разложения функции эхо-сигнала S 1800, 1900. Фильтры 2001, 2002 гребенки 2000 фильтров, причем эти фильтры соответствуют фильтрам, используемым в быстром вейвлет-преобразовании, раскладывают функцию эхо-сигнала S на сигнал D1 детализации и сигнал A1 аппроксимации.
Тем не менее, в отличие от быстрого вейвлет-преобразования, в случае алгоритма с дырами нет снижения частоты сканирования после фильтрации. Обхождение без уменьшения частоты сканирования сохраняет локальное разрешение коэффициентов детализации, функций детализации или сигналов детализации. Фильтр T1 2001 нижних частот содержит коэффициенты D1={t0, t1, t2,...} фильтрации. Фильтр 2002 верхних частот содержит параметры H1={h1, h2, h3,...} фильтра.
До следующего этапа преобразования или следующего разложения с помощью следующей гребенки 2003 фильтров предельные частоты фильтров изменяются. Для второго разложения измененная гребенка 2003 фильтров, которая содержит фильтр T2, 2004 нижних частот и фильтр H2, 2005 верхних частот, принимает сигнал аппроксимации из первого разложения A1 как входной сигнал. Изменение в предельной частоте фильтров содержит расширение ядер фильтра.
В результате расширения ядер фильтра посредством повышения частоты сканирования коэффициентов фильтрации на коэффициент 2m изменяется предельная частота фильтров. В этом процессе ядра фильтра изменяются так, что между фактическими коэффициентами исходного фильтра 2m-l нулей вводятся. Таким образом, ядро фильтра или коэффициенты фильтрации для нижних частот составляют T2=={t0, 0, t1, 0, t2,...}. Для верхних частот для второго разложения H2 ядро фильтра составляет H2={h0, 0, h1, 0, h2,...}.
Дополнительная обработка для определения вейвлет-коэффициентов посредством алгоритма с дырами следующих стадий осуществляется аналогично подходу, используемому в быстром вейвлет-преобразовании. Рекурсивно, сигнал A1 аппроксимации, A2 и т.д. раскладывается на дополнительные сигналы детализации, коэффициенты детализации и сигналы аппроксимации, коэффициенты аппроксимации. Разложение функции эхо-сигнала, причем это разложение достигается посредством алгоритма с дырами, показывается на фиг. 21.
Фиг. 21 показывает схему разложения функции 2100 эхо-сигнала посредством алгоритма с дырами. Функция 2100 эхо-сигнала раскладывается на 6 масштабов оси 2101 масштаба. Тогда как ордината 2102 показывает непрерывные значения местоположения, ось 2101 масштаба дискретизируется в степенях два. Параметр смещения, который показан для оси 2102 местоположения, расстояния или позиции, имеет непрерывный символ.
Посредством обратного преобразования обнаруженных коэффициентов преобразования, на которые разложены первоначальный сигнал, исходный сигнал, эхо-сигнал или текущий сигнал, может восстанавливаться первоначальный сигнал. Восстановление сигналов играет важную роль относительно применений в области техники фильтрации и сжатия функции эхо-сигнала.
С целью восстановления можно, например, использовать обратное вейвлет-преобразование, обратное дискретное вейвлет-преобразование или быстрое обратное дискретное вейвлет-преобразование. В процессе восстановления упорядочение восстановления, которое зависит от формы базовой функции, применяется для восстановления функции эхо-сигнала. При обратном вейвлет-преобразовании исходный сигнал или исходная функция эхо-сигнала могут быть определены посредством следующего упорядочения вычисления:
Посредством этого уравнения на основе коэффициента или коэффициента 1403 детализации исходный сигнал восстанавливается посредством суммирования всех базовых вейвлет-функций, взвешиваемых с помощью ассоциированных вейвлет-коэффициентов. Константа c является коэффициентом стандартизации, который зависит от используемого вейвлета.
Обратное вейвлет-преобразование, тем не менее, может заключать в себе значительные вычислительные затраты.
Вследствие ортогональности базовых функций, которые используются при дискретном вейвлет-преобразовании, коэффициенты, вычисляемые при дискретном вейвлет-преобразовании, представляют разложение без избыточности или описание без избыточности исходного сигнала. Точное восстановление или безупречное восстановление исходного сигнала или функции эхо-сигнала, следовательно, также возможно с помощью обратного дискретного вейвлет-преобразования. Упорядочение вычисления заявлено в следующем уравнении:
В этом вычислении учитываются только коэффициенты Cm,n, которые определены в дискретных местоположениях. Дискретное вычисление уменьшает вычислительные затраты без необходимости признавать снижение качества восстановленного сигнала.
Базовая функция может быть родительской вейвлет-функцией. Кроме того, термин "базовая функция" может содержать все функции, которые могут быть сформированы из родительского вейвлета посредством масштабирования и смещения. Тем не менее, термин "базовая функция" также может упоминаться как гребенка фильтров. Гребенка фильтров может, например, реализовываться как аппаратные средства в форме интегральной схемы.
Фиг. 22 показывает блок-схему гребенки фильтров для быстрого обратного дискретного вейвлет-преобразования. При восстановлении сигнала S или при восстановлении функции эхо-сигнала S коэффициенты, в каждом случае, стадии или масштаба суммируются, тем самым формируя коэффициенты аппроксимации предыдущей стадии разложения.
Коэффициенты {cAi} аппроксимации каждой i-той стадии предоставляются в устройство для повышения частоты 2200 сканирования. Коэффициенты {cDi} детализации, которые ассоциированы со стадией i или масштабом i, предоставляются в устройство для повышения частоты 2201 сканирования. В устройствах для повышения частоты 2200, 2201 сканирования, с целью повышения частоты сканирования между двумя коэффициентами сигналов, которые присутствуют, нуль вставляется в каждом случае.
Коэффициенты {cAi} аппроксимации, которые увеличены по частоте сканирования, предоставляются в фильтр нижних частот L' 2202, а коэффициенты {cDi} детализации, которые увеличены по частоте сканирования, предоставляются в фильтр верхних частот H' 2203. Фильтрованный по нижним частотам сигнал и фильтрованный по верхним частотам сигнал суммируются в сумматоре 2204 и предоставляются как коэффициенты {cAi-1} аппроксимации. Другими словами, это означает, что коэффициенты {cAi} аппроксимации, которые дополнены нулями, фильтруются с помощью фильтра L'нижних частот, или что коэффициенты {cDi} детализации, которые дополнены нулями, фильтруются с помощью фильтра H' верхних частот, при этом коэффициенты фильтров или параметры фильтра зависят от используемого вейвлета. Фильтрованный сигнал или сигналы суммируются в сумматоре 2204; они тем самым предоставляют коэффициенты {cAi-1} аппроксимации 2204 предыдущей стадии.
Если фильтрация 2205 с быстрым обратным дискретным вейвлет-преобразованием постепенно выполняется по всем доступным масштабам, по всем существующим функциям детализации или по всем существующим коэффициентам, то в качестве последнего сигнала аппроксимации возникает исходный сигнал, который восстановлен без ошибок. Этот восстановленный сигнал обозначается как безупречный восстановленный сигнал.
Фиг. 23 показывает восстановление функции эхо-сигнала с помощью быстрого обратного вейвлет-преобразования. Фиг. 23 показывает способ, в котором посредством фильтров гребенки 2205 фильтров быстрого обратного дискретного вейвлет-преобразования из сигналов A1, A2, A3, A4 аппроксимации четырех масштабов, и способ, которым из сигналов D1, D2, D3 и D4 детализации соответствующих ассоциированных масштабов восстанавливается исходный сигнал S, 2300. Индекс i-1 обозначает масштаб ниже масштаба i, при этом масштаб i-1 содержит более высокую степень детализации или более высокое разрешение, чем масштаб i. Для понятности, в представлении дискретных сигналов Ai, Di и S отдельные дискретные значения амплитуды дополнены посредством постоянных изменений к последующему значению амплитуды, чтобы формировать непрерывный сигнал.
Фиг. 24 показывает дополнительное представление разложения функции эхо-сигнала. Схема на фиг. 24 является сокращенным представлением фиг. 19. Фиг. 24 показывает сигнал D1 2400 детализации первой стадии с сигналом A1 аппроксимации 2401 первой стадии, сигнал D2 2402 детализации с сигналом A2 2403 аппроксимации второй стадии и сигнал D3 2404 детализации с сигналом A3 2405 аппроксимации третьей стадии.
Представление по фиг. 24 показывает постепенное отделение информации D1, D2, D3 о детализации от сигнала A1, A2, A3, который должен анализироваться. Это означает, что в масштабах 1, 2 и 3 информация постепенно удаляется из сигнала 1900, чтобы формировать аппроксимирующие функции A1, A2 и A3, при этом удаленная информация обнаруживается снова в коэффициентах детализации. Соответствующая информация о детализации удаляется из сигнала аппроксимации, т.е. из представления исходной функции в соответствующем масштабе. Таким образом, например, информация D1 о детализации удаляется из сигнала f(t) или из сигнала S на первой стадии, так что аппроксимирующая функция A1 на первой стадии получается в результате.
Фиг. 25 показывает представление разложения функции эхо-сигнала с помощью вейвлет-пакетов. При анализе с помощью вейвлет-пакетов разделенная информация о детализации снова обрабатывается как новый сигнал; другими словами, информация о детализации также подвергается независимому анализу. Функция f(t) 1900 или сигнал S 1900 разделяется на сигнал A1 2500 аппроксимации и сигнал D1 2501 детализации.
Во время разделения, в зависимости от цели в каждой стадии относительно каждого сигнала может быть определено снова то, должно или нет осуществляться дополнительное разложение. Фиг. 25 показывает, что, например, сигнал D1 2501 детализации раскладывается на сигнал DD1 2502 детализации и на сигнал аппроксимации сигнала D1 детализации, а именно AD1 2503. Аналогично, сигнал A1 2500 аппроксимации первой стадии раскладывается на сигнал DA1 2504 детализации и на сигнал AA1 2505 аппроксимации. Это продолжается аналогичным образом на следующей стадии, и тем самым сигналы DDD1 2506, DAD1 2507, DDA1 2508 и DAA1 2509 детализации формируются. Кроме того, с другой стороны, сигналы ADD1 2510, AAD1 2511, ADA1 2512 и AAA1 2513 аппроксимации формируются. Таким образом, множество разложений функции эхо-сигнала применимо, при этом характеристики восстановления способа сохраняются.
Фиг. 26 показывает блок-схему гребенки 2600 фильтров для разложения функции эхо-сигнала S. Гребенка фильтров представляет собой компоновку, которая используется для того, чтобы раскладывать сигнал S или функцию эхо-сигнала S на различные компоненты. Например, сигнал может раскладываться на две или несколько полос частот.
Из различных компонентов, на которые разложен исходный сигнал, гребенка обратных фильтров, которая совпадает с гребенкой 2600 фильтров, может восстанавливать исходный сигнал.
Фиг. 26 показывает сигнал S, первоначальный сигнал S, исходный сигнал S или функцию S эхо-сигнала, причем эта функция эхо-сигнала распределяется в четыре фильтра гребенки 2600 фильтров. Фильтры гребенки фильтров следующие: фильтр 2601 нижних частот, полосовой фильтр 2602, дополнительный полосовой фильтр 2603 и фильтр 2604 верхних частот. После фильтрации сигнала S посредством фильтра 2601 нижних частот формируется сигнал S1. После фильтрации сигнала S с помощью полосового фильтра 2602 формируется сигнал S2. После фильтрации сигнала S посредством дополнительного полосового фильтра 2603 формируется сигнал S3. После фильтрации сигнала S с помощью фильтра 2604 верхних частот формируется сигнал S4. На фиг. 26 фильтры показываются как функция от частоты f.
Поскольку мощность разделения действительных фильтров для разделения сигнала на компоненты нескольких полос частот не предоставляет требуемого определения, вообще говоря, эффекты наложения спектров могут ожидаться при восстановлении исходного сигнала S. Действительные фильтры не предоставляют какого-либо требуемого определения, поскольку действительные фильтры содержат конечную крутизну фронта. Посредством использования специальных фильтров 2601, 2602, 2603, 2604 в гребенке 2600 фильтров можно, чтобы перекрывающиеся частотные компоненты исключались только во время восстановления. В результате этого, могут исчезать эффекты наложения спектров. Другими словами, характеристики фильтра для фильтров 2601, 2602, 2603 и 2604 выполнены так, что перекрывающие частотные компоненты исключаются только во время восстановления.
Если восстановление исходного сигнала S возможно без каких-либо потерь, это упоминается как гребенка PR-фильтров (безупречное восстановление). Гребенки PR-фильтров, например, используются в быстром вейвлет-преобразовании.
Если конкретные характеристики сигнала, в частности, приемного устройства сигнала могут учитываться, то можно использовать субполосные кодеры, которые реализуют субполосное разложение. В этом процессе параметры приема в приемном устройстве учитываются в схеме гребенки фильтров.
Фиг. 27 показывает блок-схему субполосного кодера 2700. Субполосный кодер 2700 содержит четыре фильтра 2701, 2702, 2703 и 2704. Субполосный кодер 2700 содержит фильтр 2701 нижних частот, полосовой фильтр 2702, дополнительный полосовой фильтр 2703 и полосовой фильтр 2704. Эти четыре фильтра раскладывают входной сигнал S на четыре сигнала масштаба Sb1, Sb2, Sb3 и Sb4. Между масштабами, т.е. от одной стадии фильтра до другой, удваиваются как центральная частота, так и полоса пропускания фильтров.
Способы, которые основаны на разложении функции на несколько масштабных функций, упоминаются как многошкальные способы. Многошкальные способы поддерживают многошкальный анализ функции. Термин "многошкальный анализ" упоминается как способ, который позволяет анализировать данную функцию, например функцию эхо-сигнала, в любой требуемой позиции, при свободно выбираемом разрешении или расширении для любого требуемого масштаба. Функция, которая должна анализироваться, может быть итеративно отображена в нескольких масштабах, например, посредством сглаживающего фильтра. Функция, отображенная в масштабе, например отображенная функция эхо-сигнала, упоминается как аппроксимирующая функция.
В каждом проходе гребенки фильтров, которые используются в многошкальном анализе, формируют сигнал детализации и сигнал аппроксимации для анализируемого в настоящий момент масштаба, как показано, например, на фиг. 19. Коэффициенты аппроксимации или сигнал аппроксимации показывают представление исходной функции S в соответствующем масштабе, тогда как коэффициенты детализации или сигнал детализации представляют только отличительные признаки сигнала в масштабе.
Например, в случае вейвлетов вычисление различных аппроксимаций A1, A2, A3 соответствует разложению масштаба.
После разложения на масштабы на основе обнаруженных сигналов аппроксимации может выполняться дополнительная обработка, например фильтрация верхних частот, чтобы определять вейвлет-коэффициенты. Этот анализ сигналов аппроксимации, например, посредством фильтрации верхних частот может приводить к сигналам D1, D2, D3 детализации.
Отображение функции, функция эхо-сигнала или сигнал S 100, 200, 1402, 1500 в различных масштабах или функциях детализации согласно многошкальному анализу может требовать того, чтобы удовлетворялись определенные математические характеристики. Эти математические характеристики, вероятно, должны удовлетворяться посредством ядра фильтра, которое используется, и посредством масштабной функции, которая соответствует ему.
Быстрое вейвлет-преобразование вычисляется с помощью гребенок 2600 фильтров безупречного восстановления, которые неявно реализуют субполосное кодирование 2700 сигнала, который присутствует. Фильтры для вычисления многошкального анализа являются фильтрами, которые исходят из класса квадратных зеркальных фильтров. Эти фильтры совместно используют отличительный признак в том, что амплитудные характеристики фильтров анализа и восстановления идентичны за исключением смещения на частотной оси.
В случае вейвлет-преобразования, помимо этого, частичные сигналы D1, D2, D3 и т.д., которые возникают во время разложения, показываются способом без избыточности с использованием специальных гребенок фильтров. Коэффициенты {cA1}, {cA2}, {cA3} аппроксимации вейвлет-преобразования представляют собой весовые коэффициенты ортогональной системы функций, так называемой масштабной функции Φ. Масштабная функция Φ используется в качестве системы базовых функций при описании исходной кривой в различных масштабах. Масштабная функция Φ позволяет восстанавливать исходный сигнал из определенных сигналов A1, A2, A3 аппроксимации.
Коэффициенты {cD1}, {cD2}, {cD3} детализации или вейвлет-коэффициенты {cD1}, {cD2}, {cD3} представляют собой весовые коэффициенты второй или дополнительной ортогональной системы функций, так называемых вейвлет-функций Ψ. Вторая система функций, вейвлет-функции Ψ, существует параллельно помимо масштабных функций Φ. Если все коэффициенты детализации или вейвлет-коэффициенты сигнала известны, может выполняться безупречное восстановление исходного сигнала.
В схеме гребенки фильтров для выполнения многошкального анализа, чтобы сохранять характеристики анализа, которые, например, показываются на фиг. 19, и чтобы сохранять характеристики синтеза, которые, например, показываются на фиг. 23, соблюдается заранее определенная конструкция правил. Эта конструкция правил обеспечивает характеристики восстановления, показанные на фиг. 23. С целью чистого анализа информации, содержащейся в сигнале, тем не менее, может быть возможным то, что являются подходящими гребенки фильтров, которые не соответствуют конструкции правил многошкального анализа.
Фиг. 28 показывает определение эхо-сигналов e1 и e2 из функции 2800 эхо-сигнала и из функции 2801 пороговых значений. Функция 2801 пороговых значений может быть определена из функции 2800 эхо-сигнала посредством фильтрации нижних частот. Области функции эхо-сигнала, причем эти области находятся выше функции 2801 пороговых значений, идентифицируются как области эхо-сигналов e1, e2.
Поскольку действительная функция 500 эхо-сигнала, которая показана на фиг. 5, может содержать множество наложенных максимумов, способ кривой пороговых значений или способ пороговых значений может приводить к очень большому количеству пересечений. Следовательно, очень большое количество эхо-сигналов должно быть обнаружено посредством способа пороговых значений.
Наложение множества локальных максимумов кривой эхо-сигнала может затруднять осуществление других способов извлечения эхо-сигнала.
Следовательно, кривая 2800 эхо-сигнала, который содержит неустойчивые изменения, сглаживается до применения способа извлечения эхо-сигнала, например способа пороговых значений, посредством цифровых фильтров, например фильтров FIR (с конечной импульсной характеристикой), фильтров IIR (с бесконечной импульсной характеристикой) или медианных фильтров. Затем сглаженная кривая или сглаженная функция 2800 эхо-сигнала анализируется на предмет эхо-сигналов.
При сглаживании функции 500, 2800 эхо-сигнала важно, что максимально мало требуемых детализаций изменений кривой подавляется в результате чрезмерной фильтрации. Поскольку в функции эхо-сигнала позиция эхо-сигналов может представлять интерес, по существу предпринимается попытка не допускать чрезмерной фальсификации информации о местоположении или изменений кривой эхо-сигнала в области эхо-сигналов во время фильтрации.
Фиг. 29 показывает функцию 2900 эхо-сигнала и сглаженную функцию 2901 эхо-сигнала. Посредством вейвлет-преобразования и посредством исключения коэффициентов можно формировать из функции 2900 эхо-сигнала с неустойчивыми изменениями сглаженную функцию 2901 эхо-сигнала с устойчивыми изменениями. В контексте сглаживания кривой эхо-сигнала понятие исключения коэффициентов может упоминаться как не только уменьшение величины, но также и как обнуление коэффициентов. В результате использования вейвлет-преобразования крутые фронты сигналов для релевантных эхо-сигналов остаются в сглаженной функции 2901 эхо-сигнала так, что эхо-сигналы по-прежнему могут находиться. При последующем извлечении эхо-сигнала посредством способа пороговой кривой довольно просто обнаруживать эхо-сигналы.
Кроме сглаживания функции 2901 эхо-сигнала также можно определять функцию пороговых значений посредством исключения вейвлет-коэффициентов функции эхо-сигнала.
Сглаживание кривой эхо-сигнала посредством вейвлетов осуществляется в нескольких этапах. Сначала функция 2900, 500 эхо-сигнала принимается, причем функция 2900, 500 эхо-сигнала содержит, по меньшей мере, один эхо-сигнал из считывания эхо-сигналов, и задается показатель качества, который определяет степень сглаживания кривой эхо-сигнала.
После этого разложение функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну функцию D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9 детализации и аппроксимирующую функцию последней стадии A9 осуществляется, при этом, по меньшей мере, одна функция детализации содержит множество первых коэффициентов 2902. Каждая из, по меньшей мере, одной функции D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9 детализации может назначаться масштабу.
Аппроксимирующая функция последнего масштаба A9 может использоваться для инициализации фильтра для обратного преобразования.
Поскольку форма используемого вейвлета оказывает влияние на изменения синтезированного сигнала 2901, можно использовать целевым способом подходящие родительские вейвлеты для того, чтобы формировать сигналы детализации 2902. В случае кривых 2900, 500 эхо-сигналов из ультразвукового применения или радарного применения биортогональные вейвлеты могут представлять подходящую аналитическую функцию для обработки сигнала. При обработке функции эхо-сигнала, которая сформирована с помощью устройств, которые работают согласно принципу направленных микроволн, вейвлеты из семейства койфлетов могут подходить.
После разложения функции 2900, 500 эхо-сигнала осуществляется исключение, по меньшей мере, одного из множества коэффициентов 2902 в зависимости от выбранного показателя качества.
Предпочтительно на этом этапе между 80% и 90% коэффициентов 2902 из разложения D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9 обнуляются. В результате этого исключения число первоначально доступных коэффициентов 2902 сокращается до надлежащего числа коэффициентов 2903. Исключение коэффициентов может осуществляться, например, посредством жесткой пороговой обработки или мягкой пороговой обработки.
При жесткой пороговой обработке, начиная с вейвлет-коэффициента, величина которого является наименьшей величиной поля 2902 коэффициентов и величина которого является отличной от нуля, итеративно обнуляются коэффициенты, величина которых является наименьшей величиной, отличной от нуля, до тех пор, пока остаточный компонент K коэффициентов, которые не равняются нулю, не достигнут. Компонент K определяется посредством показателя качества K.
Другими словами, это означает, что при жесткой пороговой обработке с целью исключения коэффициентов обнуляется тот коэффициент, величина которого является наименьшей величиной из всех коэффициентов и величина которого является отличной от нуля.
При мягкой пороговой обработке одновременно уменьшаются величины всех вейвлет-коэффициентов 2902 до тех пор, пока остаточный компонент K коэффициентов, которые не равняются нулю, не достигнут. Тем не менее, также можно исключать все масштабы D1, D2, D3 в поле 2902 коэффициентов.
При применении быстрого вейвлет-преобразования разложение может осуществляться только до заранее определяемого масштаба. Этот масштаб может обозначаться с помощью индекса n. Например, индекс n на фиг. 29 выбран как значение 9. Следовательно, на фиг. 29 показываются сигналы D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 и D9 детализации масштабов 1-9. При исключении масштабов может быть необходимым получать коэффициенты заранее определяемого числа масштабов и исключать коэффициенты оставшихся масштабов.
Коэффициенты 2903, которые остаются после исключения, затем формируются только посредством сигналов D4, D5, D7, D8 и D9 детализации. Сигналы D1, D2 и D3 детализации масштабов 1, 2 и 3 исключены. Кроме того, для восстановления может быть необходимо получать коэффициенты аппроксимации, которые принадлежат конкретному масштабу. На фиг. 29 получаются коэффициенты A9 аппроксимации, которые принадлежат самому верхнему масштабу 9. Коэффициенты аппроксимации примерно отражают изменения исходной кривой 2900. Другими словами, при разложении до заранее определяемого масштаба n, например, с n=9, помимо коэффициентов Dn детализации, коэффициенты An аппроксимации или сигнал An аппроксимации также формируются, например A9.
Коэффициенты An 2904 аппроксимации, которые остаются при разложении до масштаба n, требуются для восстановления сглаженной кривой 2901 эхо-сигнала.
В результате последующего обратного вейвлет-преобразования фильтрованный сигнал может быть синтезирован, т.е. восстановлен. После восстановления доступна сглаженная кривая 2901 эхо-сигнала, которая соответствует синтезированному сигналу. В дополнение к сглаживанию изменения кривой может применяться дополнительный способ обработки сигналов, например медианная фильтрация, избирательная по фронту фильтрация или линейная фильтрация.
Поскольку исключение коэффициентов может быть эквивалентным преобразованию данных, вейвлет-разложение может использоваться в комбинации с целевым исключением коэффициентов для сжатия функции эхо-сигнала. Способ сжатия аналогичен способу сглаживания функции эхо-сигнала. Функция 2900 эхо-сигнала принимается, причем функция эхо-сигнала содержит, по меньшей мере, один эхо-сигнал из считывания эхо-сигналов, и определяется показатель качества для сжатия. Затем осуществляется разложение функции эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну функцию D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9 детализации, при этом, по меньшей мере, одна функция детализации содержит множество первых коэффициентов 2902, и при этом каждая из, по меньшей мере, одной функции детализации назначается масштабу.
После разложения функции эхо-сигнала исключение, по меньшей мере, осуществляется одного из множества коэффициентов детализации в зависимости от показателя качества. В контексте сжатия кривой эхо-сигнала исключение может предпочтительно означать обнуление коэффициента. По меньшей мере, один исключенный коэффициент имеет заранее определяемую корреляцию, по меньшей мере, с одним эхо-сигналом функции эхо-сигнала.
Фиг. 30 показывает функцию 1708 эхо-сигнала и функцию 3002, которая восстановлена после сжатия. В случае кривых эхо-сигналов из ультразвукового применения или радарного применения биортогональные вейвлеты могут представлять надлежащую аналитическую функцию. При обработке функции эхо-сигнала, которая сформирована с помощью устройств, которые работают согласно принципу направленных микроволн, могут хорошо подходить вейвлеты из семейства койфлетов.
Фиг. 60 показывает способ сжатия функции 2900, 1708 эхо-сигнала. Способ сжатия начинается на этапе S6000. На этапе S6001 первое разложение сигнала 2900, 1708 осуществляется с помощью вейвлета 900, 1000, 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006, 1007, 1008, 1100, 1200 или с помощью вейвлет-функции, которая является подходящей для соответствующей функции 1708 эхо-сигнала, и в результате этого формируется представление 3000 коэффициентами функции 1708. Представление 3000 коэффициентами содержит сигналы детализации различных масштабов разложенной функции 1708 эхо-сигнала.
На этапе S6002 осуществляется определение показателя качества K для сжатия, причем это показатель качества находится между 0 и 100% и имеет типичное значение 15%.
На этапе S6003 осуществляется исключение вейвлет-коэффициентов с низкой амплитудой, например, посредством жесткой пороговой обработки или мягкой пороговой обработки. При исключении вейвлет-коэффициентов внимание уделяется тому, что исключенные вейвлет-коэффициенты 3001 имеют небольшое влияние на исходный сигнал.
При жесткой пороговой обработке, начиная с вейвлет-коэффициента, величина которого является наименьшей величиной поля 3000 коэффициентов и величина которого является отличной от нуля, итеративно обнуляются коэффициенты до тех пор, пока не достигнут компонент K коэффициентов, которые не равняются нулю. Компонент K определяется посредством показателя качества K.
Сравнение поля 3000 коэффициентов, которое принадлежит исходному сигналу 1708, с полем 3001 коэффициентов, которое присутствует после исключения, показывает, что коэффициенты 3001 по-прежнему присутствуют во всех масштабах D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, но что коэффициенты на большем расстоянии, например, превышающем 300 см, исключены.
При мягкой пороговой обработке одновременно уменьшаются все вейвлет-коэффициенты 3000, насколько их величина задействована, до тех пор, пока компонент K коэффициентов, которые не равняются нулю, достигнут.
Следует отметить, что при применении быстрого вейвлет-преобразования для разложения до верхнего масштаба n коэффициенты An аппроксимации 3003, которые принадлежат верхнему масштабу n, сохраняются, поскольку они требуются для восстановления кривой 3002 эхо-сигнала.
Оставшиеся коэффициенты 3003, A9 аппроксимации также могут передаваться и сохраняться в своих формах. Коэффициенты 3003, A9 аппроксимации не исключаются. С целью передачи или хранения оставшихся коэффициентов 3001, 3003 аппроксимации дополнительно может использоваться специальное сжатие, например, посредством передачи разностей.
На этапе S6004 уменьшение посредством квантования осуществляется в битовой ширине последовательностей коэффициентов, которые остаются после исключения коэффициентов. Это квантование способствует дополнительному сжатию. Например, амплитуда квантуется с помощью 4 битов вместо 8 битов так, что переходы между отдельными амплитудами являются большими, при этом одновременно возникающий объем данных уменьшается. Квантование представляет собой сжатие с потерями.
Этап S6004 также может содержать энтропийное кодирование оставшихся последовательностей коэффициентов, например, посредством кодирования по длинам серий. Например, последовательность коэффициентов детализации может содержать следующую последовательность: 0, 0, 0, 12, 3, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 12, 32, 0, 0, 0, 0, 1. В случае кодирования по длинам серий подготавливается последовательность коэффициентов, которая, например, заявляет число нулей, которые присутствуют в последовательности до тех пор, пока не появится компонент, который не равняется 0. Таким образом, посредством кодирования по длинам серий вышеприведенный пример должен кодироваться как код по длинам серий 30104004 0. Это означает, что три последовательных нуля должны кодироваться с использованием 3. Поскольку после этого нули не возникают, код по длинам серий содержит нуль, и один нуль, который возникает, представляется посредством 1.
Помимо этого указывается последовательность значений, которые остаются в позициях, которые не равняются 0. В этом процессе в вышеприведенном примере формируется код значения 12 3 1 12 32 1. Кодирование по длинам серий и кодирование значений, кроме того, может быть преобразовано в двоичное представление, например, согласно коду Хаффмана.
Затем на этапе S6005 осуществляется сохранение двоичного кода или передача двоичного кода, например, посредством системы шин в точку наблюдения. После этого способ переходит к этапу S6006, который представляет конечное состояние способа согласно фиг. 60.
При синтезе данных 3002 указанные этапы для кодирования, в частности, специального сжатия выполняются обратным способом, чтобы сохранять последовательности 3001 вейвлет-коэффициентов или, в общем, функцию 3002 эхо-сигнала. Последовательности 3001 вейвлет-коэффициентов больше не содержат исключенные коэффициенты. Последовательность вейвлет-коэффициентов сортируется согласно масштабам. После того как последовательность вейвлет-коэффициентов доступна, эхо-сигнал восстанавливается посредством обратного быстрого вейвлет-преобразования, при этом включаются все оставшиеся коэффициенты 3003 аппроксимации.
В модификации способа сжатия реализуется другой тип сжатия. Например, если из извлечения эхо-сигнала в рамках датчика 101 или в рамках полевого устройства 101 позиции релевантных эхо-сигналов известны, то с целью исключения вейвлет-коэффициентов область релевантного эхо-сигнала может маскироваться в каждом масштабе, с тем чтобы препятствовать исключению ассоциированных релевантных коэффициентов. Следовательно, релевантные коэффициенты сохраняются и изменения функции эхо-сигнала в области релевантных эхо-сигналов могут восстанавливаться хорошо. Коэффициенты детализации, область влияния которых простирается в область релевантного эхо-сигнала, другими словами, в область между началом эхо-сигнала и концом эхо-сигнала, не исключаются, поскольку они имеют наибольшее влияние на форму сигнала в области эхо-сигнала. Тем не менее, другие области могут подвергаться потере качества в результате исключения.
Область влияния коэффициента, в частности область влияния коэффициента детализации, область влияния начального коэффициента или область влияния конечного коэффициента, задается посредством секции абсциссы поля коэффициентов 3000, 3001, причем эта секция простирается от середины сегмента позиции соответствующего коэффициента до позиции предшествующего коэффициента до середины сегмента позиции соответствующего коэффициента до позиции последующего коэффициента.
При просмотре от соответствующего коэффициента предшествующий коэффициент располагается в направлении уменьшения значений расстояния. Последующий коэффициент располагается в направлении увеличения значений расстояния.
Позиция в середине сегмента позиции коэффициента до соответствующего предшествующего коэффициента по-прежнему формирует часть области влияния коэффициента, тогда как позиция в середине сегмента позиции коэффициента до последующего коэффициента больше не формирует часть области влияния коэффициента.
В заданной системе обозначений это означает, что область влияния E может быть задана следующим образом:
E=[позиция середины сегмента позиции коэффициента до предшествующего коэффициента; позиция середины сегмента позиции коэффициента до последующего коэффициента]
Значение в позиции середины сегмента позиции коэффициента до последующего коэффициента тем самым не содержится в этой величине.
Если проанализированный коэффициент представляет собой первый коэффициент сигнала детализации, то его область влияния простирается от начала сигнала до середины сегмента от коэффициента до последующего коэффициента.
Если проанализированный коэффициент представляет собой последний коэффициент сигнала детализации, то его область влияния простирается от середины сегмента от соответствующего коэффициента до предшествующего коэффициента до позиции, которая, начиная с позиции коэффициента, расширена наполовину расстояния между смежными коэффициентами соответствующего масштаба. В масштабе все коэффициенты разнесены одинаково вследствие дискретизации локальной области.
Сегмент между двумя коэффициентами представляет собой расстояние от позиции первого коэффициента до позиции второго коэффициента. Позиция относится к локальной оси функции эхо-сигнала или функции детализации. Направление и тем самым также обозначение предшествующего элемента или последующего элемента относятся к направлению увеличения локальных значений.
В дополнительной модификации способа определенные масштабы полностью не рассматриваются, т.е. не учитываются при исключении значений коэффициентов. Например, можно представить, что верхние масштабы, которые содержат только низкую степень детализации, например, на фиг. 30 масштабы D7, D8 и D9, в любом случае сохраняются способом, которым они первоначально сформированы, так что грубый градиент кривой сохраняется. Верхние масштабы с низкой степенью детализации содержат корреляцию с грубыми изменениями функции 1708 эхо-сигнала. В этом процессе достижимая скорость сжатия может становиться только незначительно худшей.
Также можно комбинировать сжатие посредством вейвлет-преобразования с известными способами сжатия или со стандартными способами сжатия, т.е. дополнительно использовать специальное сжатие. Например, также должно быть возможным сжимать кривую эхо-сигнала с разностями между смежными значениями сканирования или выборками для каждого вейвлета, причем в этом процессе может быть необходимым регулировать выбранный вейвлет.
Также возможно временное мультиплексирование между вейвлет-сжатием и другими способами сжатия. Если кривая изменяется только незначительно, посредством дифференциального кодирования изменение может быть передано посредством способа дифференциального кодирования. Если кривая эхо-сигнала изменяется очень заметно, например, если начинается заполнение, должна быть возможность изменять сжатие на способ вейвлета. Таким образом, используемый способ сжатия должен зависеть от скорости изменения функции эхо-сигнала и должен быть переключаемым во времени.
Способ сжатия посредством исключения вейвлет-коэффициентов также может быть возможным в комбинации с непрерывным вейвлет-преобразованием. Кодирование посредством гребенки фильтров также может быть возможным для сжатия.
Поле 3000 коэффициентов сформировано из функции 1708 эхо-сигнала. Как показано на фиг. 30 справа, в поле 3001 коэффициентов множество небольших коэффициентов обнулено. Обнуленные коэффициенты больше не опознаются в поле 3001 коэффициентов.
Восстановление из коэффициентов 3001 посредством обратного вейвлет-преобразования приводит к функции 3002 эхо-сигнала. Сравнение функции 1708 эхо-сигнала, первоначально принимаемой посредством датчика 101, с восстановленной функцией 3002 эхо-сигнала показывает, что основная структура функции 1708 эхо-сигнала в области эхо-сигналов сохранена.
Кроме сглаживания и сжатия функции эхо-сигнала разложение функции эхо-сигнала посредством вейвлет-преобразования также может использоваться для обнаружения эхо-сигналов в функции эхо-сигнала. С целью обнаружения эхо-сигналов эхо-сигнал функции 1708 эхо-сигнала может быть определен непосредственно из поля 1701, 3000 коэффициентов. Следовательно, затратный по вычислениям этап обратного вейвлет-преобразования может становиться ненужным, причем на этом этапе сначала сигнал восстанавливается, а затем, например, в случае способа пороговых значений оцениваются изменения восстановленной функции эхо-сигнала.
Поскольку можно обходиться без обратного преобразования, если эхо-сигналы могут быть определены непосредственно из поля 3000 коэффициентов, восстановление из поля 3000 коэффициентов или восстановление из уменьшенного поля 3001 коэффициентов, в котором обнулены коэффициенты, больше не находится в фокусе варианта применения. Тем не менее, если можно обходиться без восстановления, можно искать вейвлет из множества известных вейвлетов, причем этот вейвлет является подходящим для извлечения эхо-сигнала, без необходимости учитывать то, что используемый вейвлет содержит предпочтительные характеристики относительно восстановления.
Вследствие требуемого определения местоположения эхо-сигналов, которое должно быть максимально точным, может быть обоснованным использовать непрерывное поле 1403 коэффициентов, как, например, показано на фиг. 14, для анализа или использовать поле коэффициентов, которое относительно локального масштаба является, по меньшей мере, частично непрерывным, например, в алгоритме с дырами. Фиг. 21 показывает частично непрерывное поле коэффициентов.
С целью извлечения эхо-сигнала, тем не менее, также может быть возможным эффективно использовать способ на основе дискретного поля коэффициентов быстрого вейвлет-преобразования, причем это дискретное поле коэффициентов, вследствие ортогональности используемых базовых функций, в основном представляет всю информацию соответствующей функции эхо-сигнала. Это означает, что функция эхо-сигнала показывается способом без избыточности посредством поля 3000 коэффициентов.
Фиг. 31 показывает проекцию между сигналами детализации различных масштабов разложенной функции эхо-сигнала для обнаружения эхо-сигнала. Разложение функции эхо-сигнала или кривой эхо-сигнала 3100 на коэффициенты детализации 3101, которые на фиг. 31 показываются как стрелки 3101, является начальной точкой для извлечения эхо-сигнала. В этой компоновке разложение может выполняться посредством вейвлет-преобразования. Тем не менее, также может быть возможным выполнять разложение посредством гребенки фильтров. Положительные, а также отрицательные вейвлет-коэффициенты 3101 получаются в результате. Множество всех коэффициентов 3101 формирует поле 3102 коэффициентов.
Фиг. 31 показывает поле 3102 коэффициентов, которое является результатом разложения функций 3100 на восемь масштабов D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 и D8. На фиг. 31 черные точки 3103 обозначают нулевые коэффициенты, другими словами, коэффициенты, которым вследствие разложения посредством вейвлет-преобразования присвоено нулевое значение. Вследствие хорошего местоположения информации во временной области, причем эта информация может быть преобразована в локальную область, может быть подходящим применение вейвлета Хаара в качестве начальной точки разложения кривой 3100 эхо-сигнала на вейвлет-коэффициенты 3101.
Фиг. 61 показывает способ обнаружения эхо-сигнала в разложенной функции эхо-сигнала. Способ начинается в начальной точке S6100. Во-первых, на этапе S6101 вычисляются коэффициенты 3101, 3102 детализации эхо-сигнала 3100.
Затем на этапе S6102 осуществляется определение секций последовательностей отрицательных коэффициентов относительно каждой из определенных плоскостей детализации, другими словами, на фиг. 31 относительно каждой из функций D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 и D8 детализации.
Последовательность отрицательных коэффициентов является следствием коэффициентов, значение амплитуды которых меньше нуля, при этом после упомянутых коэффициентов в направлении увеличения расстояния или в направлении уменьшения расстояния абсциссы 3131 после любого числа нулевых коэффициентов 3103 следует положительный коэффициент. Вместо следования коэффициента также возможно, что следует начало или соответствующий конец сигнала D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 или D8 детализации.
Вообще говоря, последовательность коэффициентов может содержать один коэффициент.
На фиг. 31 направление увеличения значений расстояния представляет собой направление вдоль абсциссы 3131 вправо. На фиг. 31 направление уменьшения значений расстояния представляет собой направление вдоль абсциссы 3131 влево. Любое число нулевых коэффициентов может находиться в позиции перед отрицательными коэффициентами. Последовательность отрицательных коэффициентов разграничивается посредством отрицательного начального коэффициента и отрицательного конечного коэффициента. Это означает, что все нулевые коэффициенты, которые следуют, не учитываются при оценке последовательности отрицательных коэффициентов. Другими словами, последовательность отрицательных коэффициентов представляет собой последовательность коэффициентов, в которой один или несколько отрицательных коэффициентов содержат любое число коэффициентов, меньших нуля или равных нулю.
Значения соответствующих последовательностей отрицательных коэффициентов суммируются.
После этого относительно каждой из определенных плоскостей детализации осуществляется определение секций последовательностей положительных коэффициентов. Последовательности положительных коэффициентов представляют собой последовательности 3102 коэффициентов, за которыми слева и справа после любого числа нулевых коэффициентов следует отрицательный коэффициент либо начало или конец соответствующего сигнала D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 или D8 детализации. Последовательность положительных коэффициентов разграничивается посредством положительного начального коэффициента и положительного конечного коэффициента. Это означает, что все следующие нулевые коэффициенты не учитываются. Другими словами, последовательность положительных коэффициентов представляет собой последовательность коэффициентов, в которой один или несколько положительных коэффициентов содержат любое число коэффициентов, больших нуля или равных нулю.
Значения соответствующих последовательностей положительных коэффициентов суммируются.
Затем разность смежных последовательностей отрицательных коэффициентов с последовательностями положительных коэффициентов вычисляется посредством вычитания суммированных значений отрицательной последовательности из суммированных значений положительной последовательности. Последовательность отрицательных коэффициентов и последовательность положительных коэффициентов располагаются в одном сигнале детализации.
Другими словами, это означает, что переход между последовательностью отрицательных коэффициентов и последовательностью положительных коэффициентов обнаруживается в совместно используемом масштабе так, что переход расположен вдоль локальной оси 3131 функции детализации.
С целью извлечения эхо-сигналов, итеративно, начиная с S6103, идентификация наибольшей разности последовательности отрицательных коэффициентов с последовательностью положительных коэффициентов осуществляется по всем масштабам. Например, на фиг. 31 переход 3104 определяется как наибольшая разность между последовательностью отрицательных и последовательностью положительных коэффициентов в сигнале D5 детализации. Обнаруженный переход 3104 представляет эхо-сигнал, в частности область эхо-сигнала или позицию эхо-сигнала, с помощью ширины ассоциированных последовательностей отрицательных и положительных коэффициентов. Последовательность 3105 отрицательных коэффициентов окружена двумя положительными значениями 3107, 3106 коэффициентов, тогда как последовательность 3106 положительных коэффициентов окружена двумя отрицательными значениями 3105, 3110 коэффициентов.
Между переходом отрицательного коэффициента 3109 к положительному коэффициенту 3128 также возможно, что любое число нулевых коэффициентов присутствует в рамках совместно используемого масштаба. Нулевые коэффициенты, которые располагаются между отрицательными коэффициентами 3109 и положительными коэффициентами 3128, игнорируются при анализе перехода.
Если дополнительных эхо-сигналов не обнаружено на этапе S6103, то способ останавливается и завершается в конечном состоянии S6115.
В зависимости от подхода для определения коэффициентов детализации на этапе S6101, в частности, в зависимости от способов, применяемых для формирования коэффициентов детализации, идентификация областей эхо-сигналов также возможна посредством поиска переходов от последовательностей положительных коэффициентов к последовательностям отрицательных коэффициентов. Способ обнаружения эхо-сигнала, причем этот способ описывается в этом документе, может модифицироваться надлежащим образом.
В обнаруженной позиции эхо-сигнала или области эхо-сигнала зачастую имеется отсутствие определения, касающегося позиции эхо-сигнала.
На этапе S6104 определение начала обнаруженного эхо-сигнала осуществляется по нерезкому определению. Нерезкое определение представляет собой определение области, в которой предполагается позиция характеристического значения. Точное определение позиции преднамеренно не допускается. Нерезкое определение области эхо-сигнала предполагает, что алгоритм, который дополнительно обрабатывает обнаруженную область, может обрабатывать это нерезкое определение. Нерезкое определение означает, что точная начальная позиция или конечная позиция не определена, а вместо этого начальная или конечная область определена.
Нерезкое определение начала обнаруженного эхо-сигнала предусматривает идентификацию первого коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов. Первый коэффициент последовательности отрицательных коэффициентов обозначается как начальный коэффициент. Начальный коэффициент 3109 последовательности 3105 отрицательных коэффициентов является первым коэффициентом последовательности 3105 отрицательных коэффициентов.
Начальная область эхо-сигнала задается посредством области влияния коэффициента детализации или начального коэффициента 3109 в настоящий момент проанализированной последовательности отрицательных коэффициентов.
На следующем этапе S6105 осуществляется определение конца обнаруженного эхо-сигнала. В этом процессе может использоваться нерезкое определение. Для нерезкого определения конца обнаруженного эхо-сигнала идентифицируется последний коэффициент 3128 последовательности 3106 положительных коэффициентов. Последний коэффициент последовательности 3106 положительных коэффициентов является последним коэффициентом проанализированной последовательности в направлении увеличения расстояния; последний коэффициент последовательности 3106 положительных коэффициентов, таким образом, является коэффициентом 3128.
Конечная область эхо-сигнала задается посредством области влияния коэффициента детализации или конечного коэффициента 3128 в настоящий момент проанализированной последовательности положительных коэффициентов.
На фиг. 31 обозначения предшествующего элемента и последующего элемента задаются относительно направления в увеличении значений расстояния; они не должны быть интерпретированы в контексте учета корреляции взаимосвязи. Другими словами, это означает, что со ссылкой на фиг. 31 предшествующий элемент содержит более низкое значение расстояния относительно текущего положения, тогда как последующий элемент содержит более высокое значение расстояния относительно текущего положения.
Более точное местоположение позиции обнаруженного эхо-сигнала может становиться возможным посредством итерационного применения проекций. Проекция осуществляется на плоскостях или плоскостях D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 детализации, которые представляют более высокую степень детализации относительно текущей плоскости детализации, в которой обнаружен переход 3104 от отрицательной 3105 к положительной 3106 последовательности коэффициентов. В компоновке по фиг. 31 плоскость с наибольшей степенью детализации размещается в более низкой области. Соответственно, когда переход 3104 между последовательностью 3105 отрицательных коэффициентов и последовательностью 3106 положительных коэффициентов обнаружен в сигнале D5 детализации или в стадии D5 детализации, проекция выполняется на стадию D4, которая содержит более высокую степень детализации, чем стадия D5.
Для проецирования области обнаруженного эхо-сигнала на этапе S6106 определяется начало последовательности ANK отрицательных коэффициентов. Начало последовательности ANK отрицательных коэффициентов, относительно фиг. 31, исходящей из левой стороны, другими словами, исходящей из небольших значений расстояния, располагается в середине между первым отрицательным коэффициентом 3109 и предшествующим элементом 3107.
На этапе S6107 конец EPK последовательности 3106 положительных коэффициентов определяется. Конец EPK последовательности положительных коэффициентов, исходящей с левой стороны, другими словами, исходящей из небольших значений расстояния, располагается в середине между последним положительным коэффициентом 3128 и последующим элементом 3110. В этом контексте термин "последующий элемент" также относится к направлению, исходящему из левой стороны, другими словами, в направлении увеличения значений расстояния.
На этапе S6108 осуществляется проекция ANK и EPK на плоскость детализации ниже него. Это означает, что позиция ANK плоскости D5 детализации проецируется на соответствующую позицию плоскости D4 детализации, тогда как обнаруженная позиция EPK плоскости D5 детализации проецируется на соответствующую позицию плоскости D4 детализации. На фиг. 31 проекция начала последовательности ANK отрицательных коэффициентов показывается посредством стрелки 3112 проекции, тогда как проекция конца последовательности положительных коэффициентов показывается посредством стрелки 3113 проекции.
На этапе S6109 переопределение начала последовательности ANK отрицательных коэффициентов осуществляется посредством замены на начальное значение ANK' обнаруженной последовательности отрицательных коэффициентов. Если последовательности отрицательных коэффициентов не встречаются в проекции, то переопределение начала последовательности отрицательных коэффициентов реализуется посредством замены начального значения ANK на начальное значение ANK' последовательности отрицательных коэффициентов, расположенной ближе всего к правой стороне, причем эта последовательность коэффициентов начинается в рамках области между началом последовательности ANK отрицательных коэффициентов и концом последовательности EPK положительных коэффициентов. В случае, если в правой стороне значения, встреченного в проекции, начало последовательности положительных коэффициентов обнаруживается на меньшем расстоянии, чем начало последовательности отрицательных коэффициентов, расположенной ближе всего к правой стороне, осуществляется переход к этапу S6112. Ориентации "правая сторона" и "левая сторона" относятся к схеме на фиг. 31 и, в частности, к ориентации абсциссы 3131. Правая сторона располагается в направлении увеличения локальных значений, тогда как левая сторона располагается в направлении уменьшения локальных значений.
В противном случае, осуществляется переход к этапу S6110. На этапе S6110 конец последовательности EPK положительных коэффициентов заменяется на новое конечное значение EPK'. Конец последовательности EPK положительных коэффициентов задается посредством замены на конечное значение EPK' последовательности положительных коэффициентов, встреченной в проекции 3113. Если последовательность положительных коэффициентов не встречается в проекции 3113, то конец последовательности EPK положительных коэффициентов заменяется на конечное значение EPK' последовательности положительных коэффициентов, расположенной ближе всего к левой стороне, причем эта последовательность коэффициентов начинается в рамках области между началом последовательности ANK отрицательных коэффициентов и концом последовательности EPK положительных коэффициентов. В случае, если в левой стороне позиции, встреченной в проекции 3113, конец последовательности отрицательных коэффициентов следует, причем этот конец содержит меньшее расстояние до обнаруженной позиции, чем конец последовательности положительных коэффициентов, расположенной ближе всего к левой стороне, то осуществляется переход к этапу S6112.
Другими словами, это означает, что проекция задает новую секцию между ANK' и EPK' вдоль оси 3131 расстояния. Эта новая заданная секция располагается в масштабе, который содержит более высокую степень D4 детализации.
На этапе S6111 поиск наибольших переходов от последовательностей отрицательных коэффициентов к последовательностям положительных коэффициентов выполняется между ANK' и EPK'. Последовательности отрицательных коэффициентов вдоль новой заданной секции также упоминаются как последовательности отрицательных частных коэффициентов, тогда как последовательности положительных коэффициентов вдоль новой заданной секции также упоминаются как последовательности положительных частных коэффициентов.
При поиске наибольших переходов определяется наибольшая разность между переходами от последовательностей отрицательных к последовательностям положительных коэффициентов. Переход от последовательности отрицательных коэффициентов к последовательности положительных коэффициентов, определенный таким образом, задает последовательность основных коэффициентов. Последовательность основных коэффициентов содержит те коэффициенты последовательности отрицательных и положительных коэффициентов и возможно нулевые коэффициенты, расположенные в промежутке, которые достигают наибольшего обнаруженного перехода между последовательностью отрицательных и положительных коэффициентов.
Следующий анализ далее ограничен этой последовательностью основных коэффициентов.
Если самый нижний масштаб на этапе S6111 еще не достигнут, другими словами, масштаб с наибольшей степенью D1 детализации, то осуществляется переход к этапу S6106, и выполняются дополнительные проекции. Дополнительные проекции указываются посредством линий 3114 и 3115 проекции, которые идут от плоскости D4 детализации к плоскости D3 детализации и которые приводят к началу последовательности ANK" отрицательных коэффициентов к D3 и к концу последовательности EPK" положительных коэффициентов к D3.
Начало последовательности отрицательных коэффициентов в сигнале D3 детализации или плоскости D3 детализации ANK" используется в качестве начальной точки для проекции 3117 на новую плоскость D2 детализации, тогда как конец последовательности EPK" положительных коэффициентов сигнала D3 детализации используется в качестве начальной точки для проекции 3118 на плоскость D2 детализации. В сигнале D2 детализации начало последовательности ANK'" отрицательных коэффициентов и конец последовательности EPK'" положительных коэффициентов определяется в масштабе 2. Они, в свою очередь, используются в качестве начальной точки для проекций 3119 и 3120 на сигнал D1 детализации самого нижнего масштаба.
С проекциями 3119 и 3120 самый нижний масштаб 1 достигнут, и на этапе S6112 определяется позиция 3100 эхо-сигнала в позиции 3121 эхо-сигнала или на расстоянии 3121, которая располагается между позицией последнего коэффициента последовательности отрицательных коэффициентов в рамках последовательности основных коэффициентов и позицией последующего. Обнаруженный эхо-сигнал 3121, в частности ассоциированная позиция, вводится в список эхо-сигналов.
На этапе коэффициенты S6113 обнуляются. С этой целью, во-первых, определяется наибольшая возможная область расширения обнаруженных эхо-сигналов, причем эта область получается в результате как сегмент между наименьшим возможным началом эхо-сигнала и наибольшим возможным концом эхо-сигнала. Далее следует идентификация наибольшего масштаба s, D5, при которой на этапе S6104 или S6105 начальные и конечные области эхо-сигнала задаются. На основе определенного значения масштаба s, масштаб 5 во всех сигналах детализации с более низкой степенью детализации, а именно в поле 3102 коэффициентов сигналы детализации масштабов 6, 7 и 8, все коэффициенты, область влияния которых простирается в область наибольшего возможного расширения эхо-сигнала, обнуляются. Это исключение показывается на фиг. 32 в областях 3123, 3124 и 3125.
Помимо этого, от масштаба s, к примеру, масштаба 5 D5, убывающего к масштабу 1 D1, все последовательности отрицательных коэффициентов, последний коэффициент которых располагается в области наибольшего возможного расширения эхо-сигнала, а также последовательность положительных коэффициентов, которая, соответственно, следует в направлении увеличения расстояния, обнуляются. Это исключение показывается в областях 3126, 3127, 3128, 3129 и 3130 на фиг. 32.
Фиг. 32 показывает дополнительную проекцию между различными масштабами для обнаружения эхо-сигнала.
В случае, если на этапе S6114 критерий завершения еще не удовлетворяется, дополнительные эхо-сигналы определяются в том, что осуществляется переход обратно к этапу S6103. Критерием завершения может, например, быть то, что переходы между последовательностями отрицательных коэффициентов и последовательностями положительных коэффициентов существуют, но обнаружено заранее определяемое число эхо-сигналов.
Обнуление уже обнаруженных коэффициентов в уже используемых последовательностях коэффициентов осуществляется, чтобы формировать список одиночных эхо-сигналов или список однозначных эхо-сигналов. В список одиночных эхо-сигналов вводятся все однозначно обнаруженные эхо-сигналы; это означает, что способ точно обнаруживает эту комбинацию эхо-сигналов и что список эхо-сигналов не разрешает дальнейшую возможную физическую интерпретацию эхо-сигналов. В результате повторной реализации способа на фиг. 61 в результате обнаружения переходной области 3200 и посредством проецирования переходной области на масштабы, расположенные ниже, позиция эхо-сигнала 3201 для дополнительного эхо-сигнала определяется, как показано на фиг. 32.
Фиг. 33 показывает еще дополнительную проекцию между различными масштабами для обнаружения эхо-сигнала. После того как коэффициенты, ассоциированные с дополнительной позицией эхо-сигнала 3201 на фиг. 32, обнулены, переход 3300 обнаруживается, и посредством проекции позиция 3301 эхо-сигнала обнаруживается, как показано на фиг. 33, так что имеется список, содержащий три различных позиции 3121, 3201, 3301 эхо-сигналов. После того как все эхо-сигналы обнаружены, способ находится в конечном состоянии S6115.
Определение критерия завершения может осуществляться согласно различным аспектам. Завершение способа представляется возможным, например, в случае заранее определяемого числа n обнаруженных эхо-сигналов. В данном случае, как показано на фиг. 31-33, число тем самым должно быть числом n=3. Выбор числа n эхо-сигналов, которые должны наблюдаться, может зависеть от конкретного варианта применения.
Зачастую нет определения критерия завершения. Если нет критерия завершения, описанный способ по фиг. 61 извлекает все эхо-сигналы из кривой 3100 эхо-сигнала. Последующий алгоритм обработки эхо-сигналов, например в устройстве 604 оценки эхо-сигналов, может осуществляться в позиции, с множеством доступных эхо-сигналов, чтобы реализовывать надежную классификацию эхо-сигналов. В этом контексте термин "классификация" упоминается как оценка 604 эхо-сигналов и решение относительно уровня 606 заполнения.
Предоставление эхо-сигналов может осуществляться посредством различных способов. Например, если процессор эхо-сигналов, например устройство 604 оценки эхо-сигналов, ожидает фиксированное определение начала и конца эхо-сигнала, т.е. нет нерезких определений начальной области и конечной области, то середина соответствующей области допуска, начальная или конечная область могут выдаваться в качестве фиксированной начальной позиции или конечной позиции эхо-сигнала.
Если определение начала и конца должно выполняться с большей точностью, то еще дополнительные этапы могут выполняться в способе согласно фиг. 61. Например, этап S6104, который определяет нерезкую начальную область, может выполняться, если сумма проанализированной последовательности отрицательных коэффициентов в текущем сигнале детализации согласно величине превышает или равна сумме последовательностей коэффициентов, которые проанализированы последними на этапе S6104. Кроме того, этап S6105 может выполняться, если сумма проанализированных последовательностей положительных коэффициентов согласно величине превышает или равна сумме последовательности коэффициентов, которая проанализирована последней на этапе S6105.
В результате этого нового определения начальных и конечных областей эхо-сигнала в дополнительных итерациях способа можно уменьшать области неопределенности, касающиеся начала эхо-сигнала или конца эхо-сигнала, и посредством определения местоположения характеристических значений в более точных плоскостях детализации постепенно приступать к более точному определению начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала и тем самым уменьшать неопределенность.
Если алгоритм обработки эхо-сигналов, который должен выполняться затем, находится в позиции, чтобы также обрабатывать области допуска относительно позиции эхо-сигнала, то алгоритм этапа S6112 может модифицироваться в том, что позиция обнаруженных эхо-сигналов определяется по последующему определению, которое является снова нерезким. Последний коэффициент последовательности LKNK отрицательных коэффициентов идентифицируется, и первый коэффициент последовательности EKPK положительных коэффициентов идентифицируется. Определение первого коэффициента и последнего коэффициента относится к направлению увеличения значений расстояния.
После этого позиция эхо-сигнала как область между серединой сегмента LKNK до последующего элемента до середины сегмента EKPK до предшествующего элемента определяется.
Середина нерезко заданной позиции эхо-сигнала также может использоваться как позиция определенного эхо-сигнала или фиксированная позиция эхо-сигнала для вывода, чтобы давать возможность последующему алгоритму, который не может обрабатывать нерезкие определения, обрабатывать обнаруживаемые эхо-сигналы.
Если для дополнительной обработки сигналов требуются высоты возрастающего и убывающего фронта эхо-сигнала, то эти значения получаются в результате на основе удвоенных совокупных значений последовательностей коэффициентов, проанализированных на этапах S6104 и S6105. Значение исходного сигнала 100, 202, 500, 3100 в определенной позиции используется как амплитуда эхо-сигнала. В качестве альтернативы этому также можно использовать среднее значений амплитуды в области неопределенности позиции эхо-сигнала, другими словами, в нерезко заданной области позиции эхо-сигнала.
На основе сглаживания изменения сигнала с помощью вейвлетов также можно выполнять выбор усовершенствования релевантных коэффициентов до реализации способа согласно фиг. 61. Таким образом, посредством исключения небольших значений коэффициентов согласно стандартам сглаживания сигнала выравнивание изменений сигнала и подавление компонентов шума в эхо-сигнале может быть возможным.
Кроме того, также можно из знания применения ограничивать извлечение 602 эхо-сигнала заданными плоскостями D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 детализации, которые в основных точках представляют эхо-сигналы ширины, которая соответствует соответствующему локальному квантованию. Локальное квантование в масштабах следует из расстояний между смежными коэффициентами масштаба и, следовательно, увеличивается между масштабами. Например, поиск эхо-сигналов может выполняться только в сигналах D3-D6 детализации.
Кроме того, посредством дополнения можно повышать надежность разделения сходящихся эхо-сигналов.
Фиг. 34 показывает разложенную функцию эхо-сигнала в случае сходящихся эхо-сигналов. Если на основе перемещения эхо-сигнала, отслеживаемого во времени, определено то, что два эхо-сигнала находятся в процессе сведения, можно искать целевым способом характерные конфигурации в коэффициентах детализации более низких плоскостей D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 детализации. Эти выборки могут давать возможность разделять эхо-сигналы. Фиг. 34 показывает характерную конфигурацию сходящегося эхо-сигнала в двух более низких плоскостях D1 и D2.
Фиг. 34 показывает функцию 3400 эхо-сигнала с увеличением уровня 3401, который состоит из сходящихся эхо-сигналов e1 и e2. Увеличение уровня 3401 содержит два выброса 3402 и 3403. В масштабах D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 показывается разложение функции 3400 эхо-сигнала. В сходящемся эхо-сигнале коэффициенты поля 3404, 3406 отрицательных коэффициентов сначала увеличиваются согласно величине до понижения согласно величине и затем увеличения снова, до того как осуществляется переход к ассоциированному полю 3405, 3407 положительных коэффициентов. Другими словами, поле 3404, 3406 отрицательных коэффициентов в области сходящихся эхо-сигналов содержит несколько локальных максимумов, когда изменения согласно величине коэффициентов детализации анализируются.
В случае сходящихся эхо-сигналов e1, e2 в области отрицательных коэффициентов после первого увеличения и уменьшения величины коэффициентов детализации в области 3408 предусмотрено возобновляемое увеличение величин значений коэффициентов в области 3409, причем это увеличение вызывается посредством второго эхо-сигнала e2. Аналогично представлению на фиг. 34 можно искать целевым способом конфигурации, которые существуют в более низких плоскостях детализации, так что на основе этих конфигураций возможно надежное разделение эхо-сигналов. Конфигурация или отличительный признак может обнаруживаться в совместно используемой плоскости детализации.
Во время анализа последовательность 3406 отрицательных коэффициентов делится на две последовательности 3408 и 3409 частных коэффициентов. Поскольку последовательность 3408 частных коэффициентов является результатом изменений эхо-сигнала e1, позиция 3410 эхо-сигнала e1 задается в местоположении между последним коэффициентом последовательности 3408 частных коэффициентов и последующим коэффициентом. Следовательно, позиция эхо-сигнала e2 находится только в местоположении 3411 между последним коэффициентом последовательности 3409 частных коэффициентов и последующим коэффициентом.
В альтернативной конфигурации, в которой амплитуда второго эхо-сигнала e2 ниже амплитуды первого эхо-сигнала e1, может наблюдаться изменение в поле положительных коэффициентов согласно форме, описанной выше. Способ разделения эхо-сигналов, следовательно, требует непрерывного наблюдения за амплитудной ситуацией соответствующих эхо-сигналов так, что может выполняться корректная оценка конфигураций в поле положительных или отрицательных коэффициентов.
Характеристика вейвлет-преобразования, причем эта характеристика может быть использована в контексте анализа сигналов, в частности анализа эхо-сигналов, состоит из его возможности предоставлять, параллельно, отличительные признаки настоящего сигнала из различных степеней детализации или из различных масштабов.
Кроме способов из области техники теории вейвлетов дополнительные способы могут подходить для выполнения разложения сигнала, который присутствует, на различные степени детализации, функции детализации или различные масштабы. Разложение кривой эхо-сигнала или функции измеренных значений может осуществляться с использованием, по меньшей мере, одной гребенки фильтров. Фиг. 35 примерным способом показывает подходящую компоновку. Разложение настоящей функции эхо-сигнала s на различные аппроксимирующие функции A1, A2, A3 осуществляется посредством фильтрации сигнала s посредством гребенки 3501 фильтров.
Фильтры 3502, 3503 и 3504 нижних частот, показанные на фиг. 35, могут реализовываться в зависимости от формы представления сигнала s как в цифровой форме, так и в аналоговой форме. Со сформированными сигналами s, A1, A2, A3 затем посредством гребенки 3506 фильтров может реализовываться анализ информации о детализации, содержащейся в соответствующем сигнале s, A1, A2, A3. В зависимости от формы представления сигналов, которые присутствуют, фильтры 3507, 3508, 3509 и 3510 верхних частот, которые используются в этом процессе, могут реализовываться в аналоговой или цифровой форме.
В контексте обработки эхо-сигнала сигналы D1, D2, D3 и D4 детализации могут использоваться непосредственно для идентификации эхо-сигналов, содержащихся в сигнале. Если сигналы D1, D2, D3 и D4 детализации присутствуют в цифровой форме, то коэффициенты после подходящей компоновки могут формировать поле коэффициентов, которое сопоставимо с полем коэффициентов детализации дискретного вейвлет-преобразования. Если сигналы присутствуют в аналоговой форме, то после аналого-цифрового преобразования, которое должно выполняться в дополнение, также может быть возможным формировать поле коэффициентов детализации. На основе этого поля коэффициентов способ обнаружения эхо-сигналов в разложенной функции эхо-сигнала может применяться.
Фильтры гребенки 3501 фильтров имеют различные предельные частоты, при этом предельная частота между фильтрами предпочтительно изменяется точно на коэффициент 2.
Всечастотный диапазон 3505, который показан на фиг. 35, является необязательным и показывается на схеме только для того, чтобы иллюстрировать подобие структур гребенки 3501 фильтров аппроксимации структурам гребенки 3506 фильтров детализации.
Коэффициенты вейвлет-преобразования делают возможным безупречное восстановление проанализированного сигнала из совокупности вейвлет-коэффициентов. Если можно обходиться без безупречного восстановления, подход для разложения функции на сигналы детализации может быть задан согласно другим аспектам.
Таким образом, может быть обоснованным комбинировать очень хороший характер изменения локального разрешения способа с помощью специальной избирательности относительно встречаемых действительных форм эхо-сигналов, например колоколообразной кривой Гаусса.
Таким образом, фильтры 3502, 3503, 3504, используемые на фиг. 35, имеют характеристику фильтров Гаусса, которая может быть хорошо подходящей для того, чтобы выделять эхо-сигналы, содержащиеся в сигнале в отдельных аппроксимациях A1, A2 и A3. Кроме того, частотная избирательность фильтров гребенки 3506 фильтров детализации также может согласовываться с ожидаемыми формами Гаусса.
Как и любая другая характеристика фильтра для гребенки фильтров, эта гребенка фильтров или характеристика фильтров Гаусса может формировать базовую функцию для разложения функции эхо-сигнала, в частности, если гребенка фильтров извлечена из родительской функции, например из функции Гаусса.
Характеристика фильтра может функционально представляться, в частности, как цифровой фильтр. Кроме того, характеристика фильтра может извлекаться из функции родительского вейвлета.
Если в контексте обработки эхо-сигналов сигналы Ai аппроксимации не требуются, например, при реализации способа для обнаружения эхо-сигналов в разложенной функции эхо-сигнала, то разложение сигнала на сигналы детализации также может выполняться с использованием гребенки фильтров согласно фиг. 36. Фиг. 36 показывает гребенку фильтров для прямого формирования сигналов детализации.
Полосовые фильтры, используемые на фиг. 36, получаются в результате, например, наложения характеристик фильтра для гребенки фильтров согласно фиг. 35. Полосовой фильтр 3601 содержит, например, частотную избирательность, которая может получаться в результате наложения характерных кривых фильтра для фильтров 3502 и 3507 из фиг. 35. Фильтры гребенки фильтров согласно фиг. 36 могут реализовываться в зависимости от формы представления сигнала s или функции эхо-сигнала s в аналоговой или цифровой форме.
В варианте осуществления компоновки относительно разложения функции эхо-сигнала, кроме того, может быть возможным реализовывать применяемые частотно-избирательные фильтры гребенки 3501 и 3506 фильтров или гребенки 3602 фильтров посредством итерационного анализа сигнала посредством одного фильтра или посредством нескольких регулируемых фильтров. В первом проходе характеристики фильтра для фильтров 3505, 3510 могут реализовываться посредством регулируемых фильтров, тем самым формируя сигналы s и D1. В дополнительных проходах после регулирования фильтров к характеристикам фильтра для фильтров 3504, 3509 могут быть сформированы сигналы A1 и D2. Таким же образом A2, D3 и A3, D4 могут быть сформированы.
Фиг. 37 показывает применение гребенки фильтров Гаусса к действительной функции эхо-сигнала. Фиг. 37 показывает, кроме того, разложение функции 3701 эхо-сигнала посредством гребенки фильтров согласно фиг. 35, при этом фильтры 3502, 3503, 3504, 3507, 3508, 3509 и 3510 содержат изменения формы Гаусса характерной кривой фильтра. Возникающие сигналы 3702, 3703 и 3704 аппроксимации могут быть как в аналоговой, так и в цифровой форме. Аналогично, определенные функции детализации или сигналы 3705, 3706, 3707 и 3708 детализации могут присутствовать в аналоговой или цифровой форме, в зависимости от формы представления функции эхо-сигнала s.
Кроме того, есть возможность разложения сигнала на сигналы детализации посредством применения гребенки фильтров согласно фиг. 38. Фиг. 38 показывает цифровую реализацию гребенки фильтров Гаусса. Гребенка 3800 фильтров используется для того, чтобы раскладывать исходный сигнал S. Исходный сигнал S, в свою очередь, разделяется в гребенке 3800 фильтров на стадию H фильтра 3801 верхних частот и стадию T фильтра нижних частот 3802. Фильтр HP верхних частот 3803 соединен с устройством 3804 понижающей дискретизации, из которого предоставляются коэффициенты {cDi} детализации. Фильтр TP 3805 нижних частот соединен с устройством 3806 понижающей дискретизации, из которого предоставляются коэффициенты {cAi} аппроксимации.
Фильтр 3801 верхних частот содержит, например, характеристику фильтра HP=[-1 1], тогда как фильтр 3805 нижних частот содержит, например, характеристику TP=l/4 фильтра×[1 2 1]. Способом, аналогичным быстрому вейвлет-преобразованию, после фильтрации 3805 нижних частот частота сканирования сигнала уменьшается 3806. Сигнал Ai аппроксимации снова предоставляется или возвращается как исходный сигнал S и в следующем проходе, с целью формирования дополнительного масштаба, подается в эту гребенку 3800 фильтров. В результате этой повторной подачи последовательность Ai сигналов A1, A2, A3 аппроксимации возникает, как показано на фиг. 39. Кроме того, возникают сигналы D1, D2, D3, D4 детализации.
Фиг. 39 показывает применение цифровой гребенки фильтров Гаусса к действительной функции эхо-сигнала. Кроме того, фиг. 39 показывает разложение функции эхо-сигнала S согласно гребенке фильтров согласно фиг. 38, которое итеративно применяется к сигналу или к результирующим аппроксимациям. В ситуации, которая аналогична применению алгоритма с дырами вейвлет-преобразования, вместо уменьшения частоты 3804, 3806 сканирования также можно реализовывать расширение фильтров HP 3803 и TP 3805 посредством вставки нулей или посредством свертки или самосвертки. Сигналы A1, A2, A3, D1, D2, D3, D4, которые сформированы с помощью гребенки 3800 фильтров, в таком случае содержат полное локальное разрешение.
Сигнал A1 аппроксимации находится в самом нижнем масштабе и предоставляет наибольшую степень детализации, другими словами, самое точное разрешение. Фиг. 39 показывает, что расстояние между коэффициентами увеличивается с уменьшением степени детализации в направлении от масштабирования 1 сигнала A1 к масштабированию 3 сигнала A3.
Нижние частоты 3805 аппроксимации, например, могут достигаться с использованием биномиального фильтра шириной в 3 выборки, который выполняет двоичную аппроксимацию фильтра Гаусса. Тем не менее, биномиальные фильтры более высокого порядка также могут использоваться. Тем не менее, показано, что аппроксимация фильтра Гаусса с помощью фильтра TP=l/4×[1 2 1], который, например, выполняет две операции сдвига и два сложения, заключает в себе снижение вычислительных затрат при одновременном возвращении удовлетворительных результатов. Таким же образом, аппроксимация фильтра Гаусса в компоненте верхних частот с помощью фильтра HP=[-1 1], заключающая в себе одно вычитание, приводит к удовлетворительным результатам.
В дополнительном варианте осуществления способа в ветви 3801 верхних частот может исключаться устройство 3804 уменьшения частоты сканирования. С использованием HP фильтров=[-1 1] составление детализаций аппроксимации затем осуществляется непосредственно посредством взятия первой производной аппроксимирующей функции.
Стадия 3801 фильтра верхних частот используется для того, чтобы извлекать информацию о детализации, содержащуюся в соответствующем сигнале A1, A2, A3 аппроксимации. Вычисленные коэффициенты сигналов 3901, 3902, 3903, 3904 детализации могут четко показываться посредством применения упорядочения компоновки, идентичного упорядочению для быстрого вейвлет-преобразования, в форме поля 2902 коэффициентов.
Фиг. 40 показывает сигналы детализации функции эхо-сигнала с областями эхо-сигналов, которые определены. Фиг. 40 дополнительно показывает поле 4002 коэффициентов, которое сформировано с компоновкой согласно фиг. 38. Из разложения функции 4001, например, посредством вейвлет-преобразования или гребенки фильтров получены эти шесть сигналов детализации 4011, D1, D2, D3, D4, D5 и D6.
Фиг. 62 показывает способ извлечения данных эхо-сигнала из поля 4002 коэффициентов. Способ начинается в начальной точке S6200. Во-первых, на этапе S6201 коэффициенты 4002 детализации поля коэффициентов вычисляются из эхо-сигнала 4001. Поле 4002 коэффициентов может быть сформировано с использованием фильтра Гаусса согласно фиг. 38. Тем не менее также может быть возможным формировать поле коэффициентов с помощью способов вейвлет-преобразования или с использованием других компоновок фильтров.
После этого на этапе S6202 относительно каждого из сигналов D1, D2, D3, D4, D5, D6 детализации, которые определены, осуществляется определение секций последовательностей отрицательных коэффициентов.
Значения последовательностей отрицательных коэффициентов, которые идентифицированы, суммируются.
После этого относительно каждой из плоскостей детализации, которые определены, осуществляется определение секций последовательностей положительных коэффициентов. Определение секций положительных и последовательности отрицательных коэффициентов осуществляется вдоль абсциссы масштаба.
Значения идентифицированных последовательностей положительных коэффициентов суммируются.
С целью извлечения эхо-сигналов затем на этапе S6203 плоскость детализации с наибольшим значением определяется, которая еще не отмечена меткой или флагом обработки. Обнаруженная плоскость детализации задается как текущий сигнал детализации. Дополнительно, плоскость детализации отмечается меткой обработки.
Если на этапе S6203 дополнительные плоскости детализации без метки обработки не обнаруживаются, то способ завершается после перехода в конечное состояние S6209.
На этапе S6204 в текущем сигнале детализации выполняется поиск перехода от последовательности отрицательных к последовательности положительных коэффициентов. Например, на фиг. 40 определяется переход 4003. Обнаруженный переход 4003 представляет эхо-сигнал, в частности область эхо-сигнала или область позиции эхо-сигнала, с шириной ассоциированной последовательности 4005 отрицательных коэффициентов, которая содержит коэффициент 4004, и с шириной ассоциированной последовательности 4006 положительных коэффициентов, которая содержит положительные коэффициенты 4007, 4008, 4009.
Между переходом от последовательности 4005 отрицательных коэффициентов к последовательности 4006 положительных коэффициентов может присутствовать любое число нулевых коэффициентов. Нулевые коэффициенты, которые располагаются между последовательностью отрицательных и положительных коэффициентов, игнорируются при анализе перехода.
Если на этапе S6204 в текущей плоскости детализации дополнительный переход от последовательности отрицательных к последовательности положительных коэффициентов не обнаруживается, то осуществляется переход к этапу S6203. В противном случае, коэффициенты последовательностей отрицательных и положительных коэффициентов, участвующих в переходе, задаются как текущая последовательность коэффициентов. На схеме по фиг. 40 именно коэффициенты 4004, 4007, 4008, 4009 задают текущую последовательность коэффициентов.
В зависимости от подхода для определения коэффициентов детализации на этапе S6201, в частности, в зависимости от способов, применяемых для того, чтобы формировать коэффициенты детализации, идентификация областей эхо-сигналов также может быть возможной посредством поиска переходов от последовательностей положительных коэффициентов к последовательностям отрицательных коэффициентов. Текущий описанный способ обнаружения эхо-сигнала может модифицироваться надлежащим образом.
В обнаруженной позиции эхо-сигнала или области эхо-сигнала e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10, e11, e12, e13, e14, e15, e16, e17, e18, e19 зачастую имеется отсутствие определения относительно позиции эхо-сигнала.
Вообще говоря, термин "область эхо-сигнала" также упоминается как позиция эхо-сигнала, причем позиция эхо-сигнала представляет собой бесконечно узкую область эхо-сигнала. Кроме того, позиция эхо-сигнала может быть определена посредством выбора позиции отличительного признака в рамках области эхо-сигнала и, в частности, посредством выбора позиции коэффициента, который является частью отличительного признака.
На этапе S6205 определение начала обнаруженного эхо-сигнала осуществляется по нерезкому определению. Начальная область эхо-сигнала определяется только посредством области влияния первого коэффициента текущей последовательности коэффициентов. В примере по фиг. 40 область влияния коэффициента 4004 задает начальную область проанализированного эхо-сигнала.
На этапе S6206 определение конца обнаруженного эхо-сигнала осуществляется по нерезкому определению. Конечная область эхо-сигнала определяется только посредством области влияния последнего коэффициента текущей последовательности коэффициентов. В примере по фиг. 40 область влияния коэффициента 4009 задает конечную область проанализированного эхо-сигнала.
На этапе S6207 позиция эхо-сигнала задается в местоположении в середине между последним отрицательным коэффициентом текущей последовательности коэффициентов и последующим элементом упомянутого коэффициента. В примере по фиг. 40 позиция эхо-сигнала задается в местоположении 4010 между коэффициентами 4004 и 4007.
На этапе S6208 осуществляется запись обнаруженного эхо-сигнала в списке. В этом списке имеется/предоставляется или позиция 4010 эхо-сигнала, и/или область эхо-сигнала e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10, e11, e12, e13, e14, e15, e16, e17, e18, e19. Кроме того, дополнительные характеристические значения эхо-сигнала могут вводиться в список. Затем коэффициенты текущей последовательности коэффициентов обнуляются, и осуществляется переход к этапу S6204.
В результате постепенного занесения в список может обнаруживаться список множественных эхо-сигналов, который содержит множество эхо-сигналов.
Фиг. 40 показывает области эхо-сигналов e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10, e11, e12, e13, e14, e15, e16, e17, e18, e19, которые определены из итерационной реализации способа вплоть до плоскости D3 детализации. Фиг. 40 показывает сигналы D1, D2, D3, D4, D5 и D6 детализации. Сигналы детализации, показанные на фиг. 40, соответствуют коэффициентам {cDi} детализации, которые формируются посредством гребенки 3800 фильтров.
Если на этапе S6203 плоскости детализации без метки обработки не могут обнаруживаться, то в конечном состоянии S6213 поиск эхо-сигнала завершается и предоставляется список множественных эхо-сигналов. Тем не менее, также может быть возможным завершать поиск эхо-сигнала в плоскости детализации, расположенной выше, или даже завершать поиск во время анализа коэффициентов сигнала детализации.
Предоставление эхо-сигналов может осуществляться посредством различных способов. Например, если процессор эхо-сигналов, например устройство 604 оценки эхо-сигналов, ожидает фиксированное определение начала и конца эхо-сигнала, т.е. нет нерезких определений начальной области и конечной области, то середина соответствующей области допуска, начальная или конечная область могут выдаваться в качестве фиксированной начальной позиции или конечной позиции эхо-сигнала.
Если для дополнительной обработки сигналов требуются высоты возрастающего и убывающего фронта эхо-сигнала, то эти значения получаются на основе совокупных значений последовательностей отрицательных или положительных коэффициентов из этапа S6204. Значение исходного сигнала 4001 в определенной позиции используется как амплитуда эхо-сигнала.
Если список множественных эхо-сигналов присутствует, может осуществляться последующая обработка данных эхо-сигнала или списка эхо-сигналов. Такая последующая обработка может содержать этап исключения избыточных эхо-сигналов и этап анализа корреляций взаимосвязи между эхо-сигналами.
В способе для исключения избыточных эхо-сигналов сначала осуществляется проверка того, содержится или нет информация, касающаяся начала эхо-сигнала и конца эхо-сигнала, в списке множественных эхо-сигналов, только в результате нерезкого определения начальной области эхо-сигнала и конечной области эхо-сигнала. Если это имеет место, относительно каждого из эхо-сигналов списка множественных эхо-сигналов, задаются точное значение, касающееся начала эхо-сигнала, которое является результатом позиции кратчайшего возможного расстояния в рамках начальной области эхо-сигнала, и точное значение, касающееся конца эхо-сигнала, которое является результатом позиции наибольшего возможного расстояния в рамках конечной области эхо-сигнала.
Затем при исключении избыточных эхо-сигналов первый эхо-сигнал предоставленного списка эхо-сигналов выбирается в качестве эхо-сигнала для сравнения. Число N эхо-сигналов определяется, причем эти эхо-сигналы обнаружены в следующей более низкой плоскости детализации, т.е. в сигнале детализации следующей более низкой стадии разложения, местоположение которой находится в области между началом и концом эхо-сигнала для сравнения.
Если число N не равняется 1, другими словами, если текущий эхо-сигнал для сравнения в следующей более низкой плоскости детализации распадается на несколько эхо-сигналов или больше не присутствует вообще, то текущий эхо-сигнал для сравнения не является избыточным и не может удаляться из списка эхо-сигналов.
В противном случае, эхо-сигнал для сравнения удаляется, поскольку информация эхо-сигнала полностью представляется посредством эхо-сигнала следующей более низкой плоскости детализации при увеличенном локальном разрешении. Дополнительно, в списке эхо-сигналов информация добавляется к эхо-сигналу, местоположение которого находится в области между началом и концом удаленного эхо-сигнала для сравнения, причем информация обозначает, что эхо-сигнал также может обнаруживаться в плоскости детализации, с которой ассоциирован удаленный эхо-сигнал для сравнения. Для последующих алгоритмов тем самым может казаться, как будто эхо-сигнал также может обнаруживаться в плоскости детализации эхо-сигнала для сравнения.
Затем осуществляется переход к следующему эхо-сигналу из списка эхо-сигналов, причем этот эхо-сигнал выбирается в качестве эхо-сигнала для сравнения. Если конец списка эхо-сигналов еще не достигнут, способ повторяется.
В альтернативном варианте осуществления способа, чтобы исключать избыточные эхо-сигналы, сначала анализируется корреляция взаимосвязи или причинная взаимосвязь между различными эхо-сигналами списка множественных эхо-сигналов. В результирующем графе взаимосвязи избыточные эхо-сигналы отличаются точно тем, что они содержат только один дочерний эхо-сигнал. Исключение избыточных эхо-сигналов, следовательно, также может выполняться на основе графа взаимосвязи избыточного списка множественных эхо-сигналов.
Дочерний эхо-сигнал или дочерний эхо-сигнал эхо-сигнала ei представляет собой потомка, который на графе взаимосвязи согласно схеме по фиг. 42 размещается точно на одну стадию ниже эхо-сигнала ei. Родительский эхо-сигнал эхо-сигнала ei представляет собой эхо-сигнал, который размещается точно на одну стадию выше эхо-сигнала ei.
На фиг. 40, например, эхо-сигнал e4 распознается как эхо-сигнал избыточности. Эхо-сигнал e11, который обнаружен в плоскости D3 детализации, расположенной непосредственно под ним, описывает информацию, идентичную эхо-сигналу e4. В некотором смысле, эхо-сигнал e4 покрывает эхо-сигнал e11, и эхо-сигнал e4 удаляется из списка.
Фиг. 41 показывает список 4100 множественных эхо-сигналов и список 4101 множественных эхо-сигналов, из которых удалена избыточность. Список множественных эхо-сигналов получается непосредственно из поля 4002 коэффициентов посредством обнаружения переходных областей 4003. Фиг. 41 показывает секцию списка 4100 множественных эхо-сигналов, который извлечен согласно способу по фиг. 40, и результирующий список 4101 множественных эхо-сигналов без избыточности. Следует указать, что дополнительная информация о плоскости детализации, причем в этой информации могут обнаруживаться соответствующие эхо-сигналы, добавлена к эхо-сигналам e11, e14, e15, e16. Список 4100, 4101 содержит идентификатор эхо-сигнала и плоскость детализации и, кроме того, начальную область, определенную посредством минимального начального значения и максимального начального значения, которые, тем не менее, согласно определению больше не должны добавляться к начальной области эхо-сигнала. Идентификатор эхо-сигнала представляет собой последовательное число обнаруженных эхо-сигналов. Кроме того, список содержит местоположение эхо-сигнала и конечную область, определенную посредством минимального конечного значения и максимального конечного значения, которые согласно определению больше не должны добавляться к конечной области эхо-сигнала.
Для последующей обработки, кроме того, можно анализировать корреляцию взаимосвязи или причинную взаимосвязь между различными эхо-сигналами списка множественных эхо-сигналов.
Фиг. 63 показывает способ определения корреляций взаимосвязи между эхо-сигналами для списка множественных эхо-сигналов. Способ начинается в начальной точке S6300.
На этапе S6301 эхо-сигнал выбирается из доступного списка множественных эхо-сигналов, причем этот эхо-сигнал в контексте способа еще не использован в качестве эхо-сигнала для сравнения. Эхо-сигнал задается так, чтобы становиться текущим эхо-сигналом для сравнения.
На этапе S6302 сначала наименьшая возможная плоскость детализации эхо-сигнала для сравнения определяется из списка эхо-сигналов. Наименьшая возможная плоскость детализации представляет собой плоскость с наибольшей степенью детализации, причем в этой плоскости может обнаруживаться эхо-сигнал. Затем идентификаторы или идентификаторы эхо-сигнала для других эхо-сигналов списка эхо-сигналов определяются, причем эти идентификаторы или идентификаторы эхо-сигнала могут обнаруживаться в следующей более низкой плоскости детализации. Эхо-сигналы определенных идентификаторов или идентификаторов эхо-сигнала следующей более низкой плоскости детализации итеративно проверяются относительно того, находится или нет их местоположение или позиция их эхо-сигнала в области между началом и концом эхо-сигнала для сравнения. В случае нерезкого определения осуществляется проверка в отношении того, находится или нет позиция эхо-сигнала между наименьшим возможным местоположением в рамках начальной области эхо-сигнала и наибольшим возможным местоположением в рамках конечной области эхо-сигнала для эхо-сигнала для сравнения. Если позиция эхо-сигнала находится в области эхо-сигнала для эхо-сигнала для сравнения, то соответствующий эхо-сигнал указывается с помощью определенного идентификатора или идентификатора эхо-сигнала.
Другими словами, это означает, что сначала в плоскости детализации эхо-сигнал обнаруживается и начальная позиция, и конечная позиция обнаруженного эхо-сигнала определяются. После этого осуществляется переход к более низкой плоскости детализации, и указываются все эхо-сигналы, местоположение или позиция которых располагаются в низкой плоскости детализации, т.е. в плоскости детализации с более высокой степенью детализации, в области между начальной позицией и конечной позицией эхо-сигнала для сравнения. С целью индексации эхо-сигналы отмечаются индексом. Определяются те эхо-сигналы, местоположение которых располагается в области между началом и концом эхо-сигнала для сравнения.
Затем индексируются те эхо-сигналы следующей более низкой плоскости детализации, которые в любой форме перекрываются с областью между начальной позицией и конечной позицией эхо-сигнала плоскости детализации, расположенной выше.
На этапе S6303 в перекрывающихся эхо-сигналах следующей более низкой плоскости детализации, причем эти эхо-сигналы индексированы, дополнение или маркировка выполняется для того, чтобы помечать эти эхо-сигналы как дочерние эхо-сигналы для эхо-сигнала для сравнения, для родительского эхо-сигнала или для предшествующего эхо-сигнала. Затем индексация изменяется на противоположную.
На этапе S6304 в эхо-сигнале для сравнения, идентификаторы или идентификаторы эхо-сигнала для обнаруженных перекрывающихся эхо-сигналов плоскости, расположенной ниже, отмечаются в том смысле, что они являются дочерними эхо-сигналами эхо-сигнала для сравнения.
На этапе S6305 осуществляется проверка того, использованы или нет уже все эхо-сигналы списка множественных эхо-сигналов в контексте реализации способа в качестве эхо-сигналов для сравнения. Если нет, то осуществляется переход к этапу S6301. В противном случае, осуществляется переход к этапу S6304.
На этапе S6304 способ определения корреляций взаимосвязи завершается.
После выполнения анализа корреляций взаимосвязи логическая корреляция между всеми обнаруженными эхо-сигналами недвусмысленно устанавливается и может отображаться в форме граф взаимосвязи.
Фиг. 42 показывает граф, который представляет граф 4200 взаимосвязи между различными обнаруженными эхо-сигналами. Эхо-сигналы, которые на фиг. 42 показываются как граф взаимосвязи, представляют собой эхо-сигналы e1, e2, e3, e5, e9, e10, e11, e14, e15, e16, e17, e18 и e19 из фиг. 41.
Как показано на фиг. 42, например, эхо-сигнал e4 не включается, поскольку он, например, представляется посредством эхо-сигнала e11 плоскости детализации, расположенной под ним.
Эхо-сигнал e1 является, например, родительским эхо-сигналом эхо-сигнала e2 и e3. Эхо-сигнал e2 является дочерним эхо-сигналом или дочерним эхо-сигналом эхо-сигнала e1. Граф 4200 по фиг. 42 показывает, что между эхо-сигналами e1 и e2 существует корреляция взаимосвязи, как существует также и между e1 и e3, но не между e1 и e10.
Кроме того, посредством корреляции взаимосвязи предки эхо-сигнала ei могут быть заданы. Предки эхо-сигнала ei получаются из ряда эхо-сигналов, которые на графе взаимосвязи согласно схеме по фиг. 42 располагаются выше анализируемых эхо-сигналов ei. Таким образом, предки эхо-сигнала e15 точно формируются посредством количества e3, e1.
Кроме того, возможно задание потомков эхо-сигнала. Потомки эхо-сигнала ei получаются в результате из количества эхо-сигналов, которые на графе взаимосвязи согласно схеме по фиг. 42 располагаются ниже проанализированного эхо-сигнала ei. Таким образом, потомки эхо-сигнала e1 задаются посредством ряда e2, e5, e11, e3, e14, e15, e16.
Фиг. 43 показывает функцию эхо-сигнала с областями эхо-сигналов, также показанными. Фиг. 43 показывает результат основанного на масштабе извлечения эхо-сигнала из примера по фиг. 40, фиг. 41 и фиг. 42. Фиг. 43 показывает, что множество взаимно перекрывающихся эхо-сигналов формируется. На этой стадии способ основанного на масштабе извлечения эхо-сигнала может завершаться с передачей сформированного списка множественных эхо-сигналов и ассоциированных корреляций взаимосвязи, при условии, что алгоритм обработки эхо-сигналов, который должен применяться затем, например, устройство 604 оценки эхо-сигналов, может надежно обрабатывать даже списки неоднозначных эхо-сигналов.
Тем не менее, если последующий алгоритм ожидает список однозначных эхо-сигналов, то основанное на масштабе извлечение эхо-сигнала должно быть расширено посредством подходящей процедуры выбора. Подходящим способом, например, является способ, который из множества эхо-сигналов в списке эхо-сигналов объявляет релевантные эхо-сигналы со ссылкой на заранее заданные критерии. Заранее заданными критериями, в свою очередь, могут быть пределы амплитуды или высота переднего фронта.
Релевантные эхо-сигналы, фактические эхо-сигналы или действительные эхо-сигналы могут быть теми эхо-сигналами списка эхо-сигналов, которые с наибольшей вероятностью соответствуют области 302, 306, 309 отражателя, которая фактически существует в контейнере 110. Эхо-сигналы списка эхо-сигналов или текущие эхо-сигналы могут быть интерпретациями способа извлечения эхо-сигнала относительно позиции эхо-сигналов, причем эти интерпретации основаны на анализе принимаемой функции эхо-сигнала. Отражатели могут быть теми позициями в контейнере, которые отражают сигнал.
Затем процедура выбора посредством оценки ассоциированных корреляций взаимосвязи должна итеративно удалять все эхо-сигналы, расположенные выше и ниже. Другими словами, все предки и все потомки эхо-сигнала должны удаляться из списка эхо-сигналов. Например, если на фиг. 43 сильный эхо-сигнал e2 между начальной позицией в 0,80 м и конечной позицией в 1,80 м выбирается, затем по казуальным причинам, эхо-сигнал e1, расположенный выше, и эхо-сигналы e5 и e11, расположенные ниже, должны сразу удаляться из списка эхо-сигналов.
На основе алгоритма извлечения эхо-сигнала согласно какому-либо функциональному принципу, причем этот алгоритм на своем выходе формирует несколько эхо-сигналов, которые причинно влияют друг на друга, например, в форме списка множественных эхо-сигналов, релевантные эхо-сигналы должны надежно выбираться.
На основе одной функции эхо-сигнала, например функции 500 эхо-сигнала из фиг. 5, невозможно без дополнительного знания или без еще дополнительного знания узнавать, какие выбросы, которые содержатся в изменениях кривой, представляют релевантный эхо-сигнал. Например, эхо-сигнал между 2,20 м и 2,70 м на фиг. 5 может быть идентифицирован как релевантный эхо-сигнал.
С другой стороны, с учетом предыстории функции эхо-сигнала может быть сделан вывод, что это два сходящихся эхо-сигнала, поскольку имеется два выброса 503 и 504. Соответственно, два эхо-сигнала должны быть идентифицированы. Следовательно, функция 500 эхо-сигнала обеспечивает несколько воспринимаемых физических интерпретаций изменений функции 500 эхо-сигнала, причем из этих интерпретаций должна обнаруживаться релевантная физическая интерпретация.
Чтобы узнавать релевантную физическую интерпретацию, способ извлечения эхо-сигнала с возможностью определения списка множественных эхо-сигналов может быть полезным. Обработка списка множественных эхо-сигналов требует алгоритма для выбора релевантных эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов.
Возможная реализация алгоритма для выбора релевантных эхо-сигналов из списков множественных эхо-сигналов идентифицирует эхо-сигналы с использованием ранее полученной информации предыстории. Информация предыстории может включать в себя предыдущие градиенты функции 500 эхо-сигнала. Процесс наблюдения информации предыстории и способ анализа эхо-сигналов в функциях эхо-сигнала упоминается как трекинг.
Фиг. 44 показывает изменения во времени функции эхо-сигнала. На фиг. 44 локальный компонент функции эхо-сигнала показывается на абсциссе 4400, что также имеет место, например, на фиг. 5. Так же, как имеет место на фиг. 5, на ординате показывается амплитуда 4401. Кроме того, на фиг. 44 показывается время 4402 или временная ось 4402. Показ времени в качестве размерности позволяет показывать функции предыдущего эхо-сигнала.
В данном случае временная ось 4402 показывает число кривых эхо-сигналов, которые относятся к изменениям во времени. В этом представлении наибольший номер функции эхо-сигнала соответствует последней и, в частности, текущей функции эхо-сигнала. Наибольшее значение расстояния соответствует местоположению, которое является самым удаленным от полевого устройства или датчика 101, тогда как наибольшее значение на амплитудной оси 4401 соответствует наибольшему значению амплитуды функции эхо-сигнала.
Вследствие записи функций эхо-сигнала во времени можно, например, обнаруживать перемещающийся эхо-сигнал 4403. Эхо-сигнал 4403 перемещается от самых старых значений в небольшой области расстояния к большой области расстояния в наиболее недавних функциях эхо-сигнала. Помимо этого реверберация 4404 антенны очевидна как постоянная во времени 4402. Кроме того, эхо-сигнал, амплитуда которого ниже, показывается как эхо-сигнал 4403. Упомянутый эхо-сигнал представляет собой эхо-сигнал 4405, который также перемещен от небольших значений расстояния к большим значениям расстояния.
С каждой записью текущего измеренного значения, другими словами, с каждой функцией текущего эхо-сигнала или текущей кривой 4406 эхо-сигнала, осуществляется назначение в настоящий момент обнаруженных эхо-сигналов 4407, 4408 до сих пор обнаруженным трекам 4403, 4405. Чтобы обнаруживать оптимальное назначение текущих эхо-сигналов трекам, может использоваться алгоритм Мункреса.
Вычисление матрицы затрат для назначения эхо-сигнала конкретному треку выступает в качестве начальной точки при назначении эхо-сигналов трекам. Если эхо-сигнал 4407, 4408 и трек 4403, 4405 совпадают хорошо, то при назначении возникают незначительные расходы. Если эхо-сигнал и трек совпадают, они содержат аналогичные амплитуды, аналогичную ширину или аналогичные значения расстояния.
Если эхо-сигнал и трек не совпадают, то назначение вызывает очень значительные затраты. Показатель затрат может вычисляться комбинаторно относительно каждого возможного назначения эхо-сигнала треку и может отображаться или визуализироваться в форме матрицы затрат.
На основе матрицы затрат алгоритм Мункреса вычисляет практически оптимальное назначение эхо-сигналов, которые присутствуют, трекам, которые присутствуют, причем затраты глобально минимизированы. Список одиночных эхо-сигналов, в котором все содержащиеся эхо-сигналы является причинно независимыми, является необходимой предпосылкой для вышеуказанного. Другими словами, в списке одиночных эхо-сигналов вообще нет корреляций взаимосвязи между эхо-сигналами.
Модификация метода Мункреса может подвергаться способу множественного выбора, другими словами, выбора подходящих эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов. Алгоритм Мункреса выполнен так, что он может формировать планы назначений также из списков множественных эхо-сигналов с корреляцией взаимосвязи.
Фиг. 45 показывает пример продолжения изменений во времени функции эхо-сигнала с обнаруженными текущими эхо-сигналами e1, e2, e3, e3, e4, e5. Область 4500 предыстории содержит пять треков 4501, 4502, 4503, 4504, 4505. Кроме того, область 4506 эхо-сигнала показывается, в которой текущие эхо-сигналы, которые могут обнаруживаться в различных стадиях 4507, 4508 и 4509 детализации, показываются. Наибольшая стадия 4507 детализации содержит только эхо-сигнал e1; средняя стадия 4508 детализации содержит эхо-сигналы e2 и e3; и самая нижняя стадия 4509 детализации содержит эхо-сигналы e2, e4 и e5.
Эхо-сигналы e1, e2, e3, e4, e5 должны назначаться градиентам 4501, 4502, 4503, 4504, 4505 предыстории так, чтобы наименьшие возможные затраты возникали. Эхо-сигналы e1, e2, e3, e4, e5 содержатся в списке множественных эхо-сигналов и содержат причинные взаимосвязи. Другими словами, пять в настоящий момент обнаруженных эхо-сигналов e1, e2, e3, e4, e5 из списка множественных эхо-сигналов с учетом причинных взаимосвязей должны продолжать уже обнаруженные треки 4501, 4502, 4503, 4504, 4505.
Если назначение одного из треков 4501, 4502, 4503, 4504, 4505 эхо-сигналу e1 должно быть реализовано, то вследствие существующих корреляций взаимосвязи эхо-сигналы e2, e3, e4, e5 должны удаляться, поскольку e1 покрывает эхо-сигналы e2, e3, e4, e5. Следовательно, должно быть невозможным продолжать оставшиеся треки. В смысле глобально рассматриваемой минимизации затрат тем самым предоставляется неудовлетворительный результат. Следовательно, при назначении эхо-сигналов списку множественных эхо-сигналов с учетом причинных взаимосвязей такое назначение должно вычисляться с минимизацией глобальных затрат. При этом назначении оцениваются различные физические интерпретации функции эхо-сигнала.
С целью назначения может использоваться способ, который сначала подготавливает матрицу затрат, которая учитывает затраты продолжения существующих треков с различными эхо-сигналами списка множественных эхо-сигналов. После этого граф взаимосвязи, касающийся списка множественных эхо-сигналов, может быть определен, и посредством обращения к модифицированному алгоритму Мункреса назначение может обнаруживаться с минимальными затратами.
Предки на графе 4200 взаимосвязи задаются посредством количества всех итеративно определенных родительских эхо-сигналов для эхо-сигнала, а также их родительских эхо-сигналов. Например, на фиг. 45 e1 и e3 являются предками e4.
Кроме того, термин "потомки" упоминается как количество всех итеративно определенных дочерних элементов эхо-сигнала, а также их дочерних эхо-сигналов. Соответственно, на фиг. 45 эхо-сигналы e3, e4 и e5 являются потомками e1.
На основе списка множественных эхо-сигналов модифицированный метод Мункреса вычисляет допустимый выбор посредством назначения обнаруженных эхо-сигналов существующим трекам. Наличие предыстории 4500 по трекам является необходимой предпосылкой для применения выбора.
Способ также может завершаться, если результирующие совокупные затраты превышают заранее заданное пороговое значение. В результате такого критерия завершения можно, например, обеспечивать то, что если эхо-сигнал, который отслеживается до текущего момента, исчезает, выбор эхо-сигналов не обязательно формирует последующий элемент, и, следовательно, оставшиеся эхо-сигналы могут продолжаться без помех.
Фиг. 46 показывает способ измерения уровня заполнения. Датчик 101 предоставляет текущую кривую 4600 эхо-сигнала из считывания. Различные операции обработки и анализа могут выполняться с помощью этой кривой эхо-сигнала.
С одной стороны, текущая кривая 4600 эхо-сигнала может перенаправляться в устройство 4601 вейвлет-сжатия, которое формирует сжатую кривую 4602 эхо-сигнала посредством вейвлет-сжатия.
С другой стороны, текущая кривая 4600 эхо-сигнала может перенаправляться в устройство 4603 сжатия, причем это устройство 4603 сжатия формирует сжатую кривую 4604 эхо-сигнала. Посредством функционального блока 4605, который описывает способ извлечения эхо-сигнала для формирования списка одиночных эхо-сигналов, может быть сформирован список 4606 одиночных эхо-сигналов. Способ пороговых значений, в котором кривая эхо-сигнала или функция эхо-сигнала сглажены посредством вейвлет-преобразования, может быть одним примером извлечения эхо-сигнала, которое формирует список одиночных эхо-сигналов.
На основе списка 4606 одиночных эхо-сигналов есть возможность, как указано посредством пунктирной линии 4607, посредством устройства 4601 вейвлет-сжатия формировать сжатую функцию эхо-сигнала или кривую эхо-сигнала. Как показано в функциональном блоке 4608, простой способ трекинга может применяться к списку одиночных эхо-сигналов, чтобы формировать список 4609 треков, другими словами, список, который содержит треки или информацию предыстории.
На основе списка 4606 одиночных эхо-сигналов посредством функционального блока 4610 определение эхо-сигналов или определение достоверных эхо-сигналов может осуществляться без оценки информации о треках.
Формирование списка треков может приводить к этапу 4611, на котором определение достоверных эхо-сигналов осуществляется вместе с информацией о треках. Как определение достоверных эхо-сигналов без информации 4610 о треках, так и определение достоверных эхо-сигналов с информацией 4611 о треках приводит к достоверному эхо-сигналу 4612. Определение достоверных эхо-сигналов осуществляется, например, в устройстве 606 оценки эхо-сигналов.
После определения достоверных эхо-сигналов, другими словами, после определения позиции эхо-сигнала, измерение достоверных эхо-сигналов может осуществляться на этапе 4613, и тем самым расстояние до подаваемого материала 4614 может быть определено. Определение расстояния до подаваемого материала 4614 осуществляется в устройстве 608 определения позиции эхо-сигналов.
На основе кривой 4600 текущего эхо-сигнала также может осуществляться извлечение 4615 множественных эхо-сигналов посредством определения списка 4616 множественных эхо-сигналов. Параллельно определению списка 4616 множественных эхо-сигналов может быть определена корреляция 4617 взаимосвязи отдельных эхо-сигналов между собой. Определение корреляции взаимосвязи может формировать граф взаимосвязи, например граф 4200 взаимосвязи.
Информация списка 4616 множественных эхо-сигналов и корреляции 4617 взаимосвязи может быть преобразована в список 4606 одиночных эхо-сигналов посредством функционального блока алгоритма 4618 выбора с применением алгоритма выбора. Тем не менее, также можно посредством трекинга 4619 множественных элементов формировать список 4620 треков, в частности, посредством параллельной оценки списка 4616 множественных эхо-сигналов и корреляции 4617 взаимосвязи.
Список треков или информация о треках, которая сформирована на этапе 4620, может, в свою очередь, применяться с использованием надлежащим образом выполненного устройства 606 оценки эхо-сигналов, чтобы определять достоверный эхо-сигнал посредством информации 4621 о треках.
Из этого определения получается достоверный эхо-сигнал 4622, который, с другой стороны, в надлежащим образом выполненном устройстве 608 определения позиции эхо-сигналов может применяться для того, чтобы измерять достоверный эхо-сигнал, как показано на этапе 4623. Далее следует вывод расстояния до подаваемого материала 4624.
Фиг. 47 показывает функцию эхо-сигнала с помощью обнаруженных эхо-сигналов, причем функция 4700 эхо-сигнала, а также ее аппроксимация показывается в различных масштабированиях. Фиг. 47 показывает масштаб 0 4700 с ассоциированной функцией 4708 эхо-сигнала, масштаб 1 4701 с ассоциированной аппроксимирующей функцией 4710, масштаб 2 4702 с ассоциированной аппроксимирующей функцией 4711, масштаб 3 4703 с ассоциированной аппроксимирующей функцией 4712, масштаб 4 4704 с ассоциированной аппроксимирующей функцией 4713 и масштаб 5 4705 с ассоциированной аппроксимирующей функцией 4714. Фиг. 47 тем самым показывает шесть изменений 4700, 4701, 4702, 4703, 4704 и 4705 функции для функции эхо-сигнала в различных масштабированиях. Функция 4700, которая показывается в верхней области схемы по фиг. 47, содержит наибольшую глубину детализации.
Каждая из функций 4708, 4710, 4711, 4712, 4713, 4714 вводится в систему координат, которая на абсциссе 4706 показывает расстояние в метрах, тогда как на ординате 4707 она показывает уровень в децибелах. В изменениях функции для функции 4708 эхо-сигнала увеличение уровня 4709, причем это увеличение вызывается посредством реверберации антенны, является очевидным в начале каждой одной из шкал 4706 расстояний. Для лучшей ориентируемости значения расстояния 10 м, 20 м и 30 м отмечаются на шкале 4706 расстояний.
Аппроксимации функции 4700 эхо-сигнала в различных масштабированиях 4701, 4702, 4703, 4704, 4705 могут быть определены, например, посредством применения гребенки 3501 аналоговых или цифровых фильтров. В частности, частотные характеристики фильтров нижних частот, которые используются, могут соответствовать изменениям функции Гаусса.
Из функции 4708 эхо-сигнала и ее аппроксимаций в различных масштабах можно извлекать информацию об эхо-сигнале. Например, посредством применения гребенки 3506 фильтров может быть сформировано поле коэффициентов, которое может быть дополнительно проанализировано с помощью способа для обнаружения эхо-сигналов согласно фиг. 62. Эхо-сигналы, которые извлечены в различных плоскостях детализации, могут отображаться непосредственно в представлении ассоциированных функций.
В функции 4708 эхо-сигнала эхо-сигналы e1, e2, e3, e4, e5 и e6 вводятся и отмечаются. Системы координат являются идентичными относительно всех функций эхо-сигнала.
Аппроксимирующая функция 4710 первого масштаба показывает измененную форму в изменениях по сравнению с изменениями функции 4708 эхо-сигнала. В аппроксимирующей функции 4710 первого масштаба 4701 показываются эхо-сигналы e7, e8, e9, e10, e11.
Во втором масштабе показывается аппроксимирующая функция 4711. Эта функция показывает сглаженные изменения по сравнению с функцией 4708 эхо-сигнала масштаба 0. В изменениях функции для аппроксимирующей функции 4711 второго масштаба могут по-прежнему идентифицироваться эхо-сигналы e12, e13 и e14, тем не менее, по сравнению с эхо-сигналами масштаба 0 они содержат значительно большую ширину.
Кроме того, масштаб 3 4703 показывает аппроксимирующую функцию 4712 третьего масштаба, в которой могут быть идентифицированы эхо-сигналы e15 и e16. Вообще говоря, эхо-сигнал, который вызывается посредством реверберации антенны и который является первым эхо-сигналом в каждом из представлений 4708, 4710, 4711, 4712, 4713 и 4714, не идентифицируется как независимый эхо-сигнал, который должен быть проанализирован.
Кроме того, в масштабе 4 4704 показана функция эхо-сигнала 4713, в которой только тот эхо-сигнал e17 по-прежнему должен быть идентифицирован, ширина которого, тем не менее, больше по сравнению с шириной эхо-сигналов аппроксимаций низких номеров масштабов 4708, 4710, 4711, 4712.
Аппроксимирующая функция 4714 масштаба 5 4705 содержит выровненные изменения. За исключением увеличения уровня 4715, причем это увеличение обусловлено реверберацией антенны, дополнительный максимум не должен быть идентифицирован.
Ниже должен проясняться способ извлечения множественных эхо-сигналов, в котором реализация извлечения множественных эхо-сигналов выполняется посредством основанного на масштабе извлечения эхо-сигнала согласно фиг. 62.
В функциях представлений 4708, 4710, 4711, 4712, 4713 и 4714 сначала идентифицируются все эхо-сигналы e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10, e11, e12, e13, e14, e15, e16, e17. Например, эхо-сигналы идентифицируются посредством анализа поля 4002 коэффициентов, которое содержит коэффициенты сигналов детализации, которые ассоциированы с изменениями 4708, 4710, 4711, 4712, 4713, 4714 сигнала. Также может быть возможным использовать гребенку 3800 фильтров для того, чтобы формировать коэффициенты детализации.
На фиг. 47 получается в результате следующая таблица эхо-сигналов Табл.1.
местоположение
эхо-сигнала, м
дБ
Как показано в таблице эхо-сигналов и, в частности, как показано на фиг. 47, в масштабе 5 4705 дополнительные эхо-сигналы не могут обнаруживаться в сигнале 4715 аппроксимации.
Следует указать, что эхо-сигналы сигнала или аппроксимирующая функция масштаба i могут быть идентифицированы только в коэффициентах детализации сигнала детализации масштаба i +1.
Говоря по-иному, нумерация масштабов согласно Табл.1 отличается от нумерации масштабов по фиг. 47. Масштабы согласно Табл.1 обозначают масштабы сигналов детализации, тогда как масштабы 4700, 4701, 4702, 4703, 4704, 4705, используемые на фиг. 47, относятся к функции 4708 эхо-сигнала и к аппроксимирующим функциям 4710, 4711, 4712, 4713, 4714. Такая различная нумерация сигналов детализации и аппроксимирующих функций, например, также очевидна на фиг. 39.
Таблица 1, которая получена, представляет различные физически возможные интерпретации изменений 4708 сигнала. В частности, в Табл.1, по меньшей мере, два эхо-сигнала обрабатываются параллельно, причем эти эхо-сигналы содержат причинную взаимосвязь. Табл.1, следовательно, представляет список множественных эхо-сигналов.
Список 4616 множественных эхо-сигналов является списком, который содержит эхо-сигналы, которые отличаются тем, что из множества возможных физических интерпретаций группы из нескольких локальных максимумов они предоставляют, по меньшей мере, две конкретные физически возможные разновидности для дополнительной обработки.
Например, Табл.1 предоставляет эхо-сигнал e12, который обеспечивает другую физическую интерпретацию эхо-сигналов e1, e2, e3 сигнала масштаба 0 4700. Хотя при оценке эхо-сигналов e1, e2, e3 для сигнала масштаба 0 4700 физическая интерпретация максимумов должна приводить к трем небольшим локальным эхо-сигналом, сигнал аппроксимации масштаба 2 4702, в результате интерпретации эхо-сигнала e12 в этой области, приводит к физической интерпретации, согласно которой присутствует только один эхо-сигнал.
Подготовленная Табл.1 подвергается последующей обработке, и избыточные эхо-сигналы удаляются. С этой целью может выполняться один из способов для исключения избыточных эхо-сигналов. Избыточный эхо-сигнал может опознаваться на графе взаимосвязи в том, что только точно один дочерний эхо-сигнал существует относительно родительского эхо-сигнала, причем родительский эхо-сигнал считается избыточным эхо-сигналом.
Во время реализации способа для исключения избыточных эхо-сигналов эхо-сигнал сигнала детализации масштаба i удаляется точно, когда он исходит из одиночного эхо-сигнала сигнала детализации масштаба i-1.
Во время проверки относительно того, исходит или нет эхо-сигнал масштаба i из одиночного эхо-сигнала масштаба i-1, область эхо-сигнала масштаба i определяется. Затем осуществляется проверка для того, чтобы определять число эхо-сигналов масштаба i-1, которые относительно своей позиции располагаются в области эхо-сигнала масштаба i. Если число эхо-сигналов масштаба i-1 в области эхо-сигнала масштаба i превышает один, избыточности не задаются.
В отличие от вышеуказанного, если только одиночный эхо-сигнал масштаба i-1 относительно его позиции в области эхо-сигнала масштаба i обнаруживается, то упомянутый эхо-сигнал представляет всю информацию. Следовательно, эхо-сигнал масштаба i является избыточным и может удаляться. Другими словами, осуществляется проверка относительно того, располагаются или нет несколько позиций эхо-сигналов Di плоскости Di-1 детализации в рамках области эхо-сигнала для эхо-сигнала плоскости детализации, при этом плоскость Di-1 детализации содержит более высокую степень детализации, чем плоскость Dj детализации.
Как показано на фиг. 47, например, позиция эхо-сигнала e1 масштаба 0 4700 находится в области эхо-сигнала e7 масштаба 1 4701. Кроме того, эхо-сигнал e1 является единственным эхо-сигналом, позиция которого в масштабе 0 4700 располагается в области эхо-сигнала e7 масштаба 1 4701. Другими словами, позиция эхо-сигнала e1 располагается между началом и концом эхо-сигнала e7, и эхо-сигнал e1 является единственным эхо-сигналом масштаба 0, причем этот эхо-сигнал располагается в области между началом и концом эхо-сигнала e7. Следовательно, эхо-сигнал e7 является избыточным и может удаляться. Следовательно, дополнительные избыточные эхо-сигналы и тем самым строки эхо-сигналов e7, e9, e10, e11, e14 и e15 также могут удаляться из Табл.1. После удаления избыточных эхо-сигналов в результате получается Табл.2 без избыточности.
Местоположение эхо-сигнала, м
Табл.2, следовательно, представляет разновидность без избыточности Табл.1.
В дальнейшей последующей обработке корреляция взаимосвязи эхо-сигналов Табл.2 может быть проанализирована. В этом процессе выполняется анализ относительно того, содержит или нет эхо-сигнал в масштабе i эхо-сигналы масштабов, расположенных под ним. Масштаб i содержит более низкую степень детализации, чем нижние масштабы i-j. В этом процессе, например, может применяться способ согласно фиг. 63.
Фиг. 48 показывает граф 4800 взаимосвязи эхо-сигналов функции эхо-сигнала. Анализ корреляции взаимосвязи или причинной взаимосвязи эхо-сигналов между собой приводит к графу 4800 взаимосвязи. Граф 4800 взаимосвязи содержит эхо-сигналы списка множественных эхо-сигналов Табл.2. Соединения 4801 выражают корреляцию взаимосвязи.
Корреляция взаимосвязи приводит к выражению, в котором, например, эхо-сигнал e8 покрывает эхо-сигналы e2 и e3 или в котором эхо-сигнал e2 покрывается посредством эхо-сигнала e8. Согласно другому выражению эхо-сигналы e2 и e3 являются дочерними или дочерними эхо-сигналами e8, тогда как эхо-сигнал e8 является родительским эхо-сигналом e2.
В этой компоновке граф 4800 взаимосвязи иерархически структурируется. Граф 4800 взаимосвязи содержит четыре плоскости. Эхо-сигнал e17 располагается на самой верхней плоскости, которая представляет самую приблизительную степень детализации. Эхо-сигналы e12 и e16 располагаются на плоскости под ней, причем эта плоскость содержит более точное разрешение или более точную степень детализации, чем плоскость 1. Эхо-сигналы e8 и e13 располагаются на третьей плоскости и, в завершение, эхо-сигналы e1, e2, e3, e4, e5, e6 располагаются на четвертой плоскости. На фиг. 48 четвертая плоскость представляет собой самую нижнюю плоскость, причем самая нижняя плоскость представляет точное локальное разрешение или точную степень детализации.
Извлечение множественных эхо-сигналов также может выполняться посредством извлечения эхо-сигнала вейвлета, которое содержит этапы вейвлет-преобразования эхо-сигнала или функции эхо-сигнала, чтобы формировать коэффициенты {cDi} детализации, и после того выполняет идентификацию характерных переходов коэффициентов, например, согласно способу извлечения данных эхо-сигнала из поля коэффициентов и для уменьшения избыточностей согласно чертежам фиг. 41 и фиг. 62. Эхо-сигналы получаются из различных масштабов вейвлета, и осуществляется анализ корреляции взаимосвязи списка множественных эхо-сигналов, который предоставлен таким образом, как описано на фиг. 63.
Извлечение множественных эхо-сигналов также может выполняться посредством модифицированного способа пороговых значений.
Фиг. 49 показывает функцию 4900 эхо-сигнала с кривой 4901 пороговых значений. Фиг. 49 показывает исходную кривую 4900 или функцию 4900 эхо-сигнала. Помимо этого фиг. 49 показывает кривую 4901 пороговых значений. Кривая пороговых значений следует из функции эхо-сигнала. Кривая 4901 пороговых значений или функция 4901 пороговых значений показывает изменения порогового значения посредством схемы функции 4900 эхо-сигнала. Это означает, что кривая пороговых значений вообще не указывает увеличения значения или роста значения, а вместо этого показывает пороговое значение, выше которого значение функции оценивается как эхо-сигнал.
Фиг. 49 показывает эти три области поиска S1, S2, S3. В области для областей поиска или между пределами областей поиска функция эхо-сигнала располагается выше кривой 4901 пороговых значений. Кроме того, фиг. 49 показывает максимумы, пики или выбросы max1, max2, max3, max4, max5, которые показывают локальные максимумы между пределами пересечений функции 4900 эхо-сигнала с кривой 4901 пороговых значений.
Пределы областей поиска определяются посредством пересечений функции 4900 эхо-сигнала с кривой 4901 пороговых значений, причем в этих пересечениях градиент функции 4900 эхо-сигнала имеет различный знак операции.
Фиг. 64 показывает модифицированный способ пороговых значений для формирования списка множественных эхо-сигналов. Модифицированный способ пороговых значений начинается в начальном состоянии S6400. На этапе S6401 кривая 4901 пороговых значений определяется посредством фильтрации нижних частот или вейвлет-обработки функции 4901 эхо-сигнала.
На этапе S6402 области поиска или области эхо-сигналов S1, S2, S3 определяются посредством идентификации пересечений кривой 4901 пороговых значений с исходной кривой 4900 или функцией 4900 эхо-сигнала.
На этапе S6403 области поиска S1, S2, S3 вводятся в список множественных эхо-сигналов.
На этапе S6404 идентификация локальных максимумов max1, max2, max3, max4, max5 в рамках областей поиска S1, S2, S3 осуществляется и локальные максимумы также включаются в список множественных эхо-сигналов, если более одного максимума обнаруживается в области поиска. Идентифицированные локальные максимумы max1, max2, max3, max4, max5 в рамках области поиска S1, S2, S3 задают локальные эхо-сигналы в рамках области поиска. Если один максимум обнаруживается в области поиска, то модифицированное пороговое значение предполагает, что ассоциированный эхо-сигнал уже учтен посредством ввода области поиска.
На этапе S6405 корреляция взаимосвязи затем определяется так, что области поиска обозначаются как родительские эхо-сигналы, а локальные максимумы в рамках соответствующей области поиска обозначаются как дочерние эхо-сигналы, которые ассоциированы с соответствующей областью поиска, в частности с родительским эхо-сигналом.
В конечном состоянии S6406 способ завершается, когда список множественных эхо-сигналов перенаправляется.
Относительно изменений функции, показанных на фиг. 49, следующий список множественных эхо-сигналов Табл.3 тем самым получается в результате.
м
В альтернативном варианте осуществления способа на этапе S6404 также можно включать в список множественных эхо-сигналов те локальные максимумы в рамках области поиска, которые представляют единственный максимум в соответствующей области поиска. В результате этой модификации способа, следовательно, возникает избыточный список множественных эхо-сигналов, который должен быть исправлен с помощью соответствующих способов, в частности, с помощью способа для исключения избыточных эхо-сигналов.
В примере, показанном на фиг. 49, граф взаимосвязи, показанный на фиг. 50, получается в результате. Фиг. 50 показывает граф взаимосвязи, который определен с использованием способа пороговых значений. Фиг. 50 показывает граф 5000 взаимосвязи, который на первой плоскости содержит родительские эхо-сигналы, в частности области поиска S1, S2 и S3. Как показано на графе 5000 взаимосвязи, локальные максимумы max1, max2 являются дочерними эхо-сигналами для области поиска S2, тогда как локальные максимумы max3, max4, max5 являются дочерними эхо-сигналами для родительского эхо-сигнала S3.
На основе списка множественных эхо-сигналов с корреляцией взаимосвязи, при этом корреляция взаимосвязи или сохраняется так, чтобы быть интегрированной в список множественных эхо-сигналов, или предоставляется как отдельный список, может выполняться алгоритм выбора. Посредством алгоритма 4618 выбора список 4606 одиночных эхо-сигналов может быть сформирован из списка 4616 множественных эхо-сигналов и из корреляции 4617, 4800 взаимосвязи.
Фиг. 51 показывает список множественных эхо-сигналов с ассоциированным графом взаимосвязи. В этой компоновке список 5100 множественных эхо-сигналов соответствует Табл.2, тогда как граф 4800, 4617 взаимосвязи соответствует графу взаимосвязи из фиг. 48.
Ниже описывается алгоритм выбора. Алгоритм выбора показывается на фиг. 65. Фиг. 65 показывает алгоритм выбора для формирования списка одиночных эхо-сигналов из списка множественных эхо-сигналов. Алгоритм выбора начинается в начальном состоянии S6500; на этапе S6501 все эхо-сигналы определенной ширины вычеркиваются. Например, все эхо-сигналы ширины, которая меньше заранее определяемого нижнего предела bmin, вычеркиваются. Bmin может, например, составлять 0,5 м. На этапе S6502 алгоритма выбора все эхо-сигналы, которые превышают определенную ширину, вычеркиваются. Ширина может быть заранее определяемой посредством верхнего предела bmax . Например, верхний предел может составлять 5 м.
На этапе S6503 максимальная амплитуда Amax всех оставшихся эхо-сигналов определяется, и на этапе S6504 вычеркиваются все те эхо-сигналы, амплитуда которых ниже заранее определяемой минимальной амплитуды, которая может извлекаться из определенной максимальной амплитуды. Например, минимальная амплитуда может вычисляться как Amax-ДA. Например, возможно, что ДA=30 дБ.
На этапе S6505 корреляция взаимосвязи оставшихся эхо-сигналов учитывается. С этой целью все эхо-сигналы, предки которых по-прежнему присутствуют в списке, вычеркиваются.
В конечном состоянии S6506 список одиночных или однозначных эхо-сигналов достигнут. Фиг. 52 показывает список множественных эхо-сигналов с вычеркнутыми эхо-сигналами. Фиг. 52 показывает список 5100 множественных эхо-сигналов из фиг. 51 после обработки посредством алгоритма выбора из фиг. 65. Чертеж показывает, что эхо-сигналы e2, e3, e12, e13, e16 и e17 удалены. Критерии удаления представляют собой bmin в 0,5 м, bmax в 5 м, Amax в 82 дБ, которые определены из эхо-сигнала e5. Максимальная амплитуда сокращена на ДA=30 дБ так, что все эхо-сигналы, которые меньше 52 дБ, вычеркнуты. Тем не менее, это не применяется ни к одному из эхо-сигналов по фиг. 52.
Кроме того, эхо-сигналы e2 и e3 удалены, поскольку эхо-сигнал e8 по-прежнему присутствует и, как показано на графе 4800 взаимосвязи, e8 является предком эхо-сигналов e2 и e3 и по-прежнему содержится в списке 5200 эхо-сигналов согласно фиг. 52. Это приводит к списку одиночных эхо-сигналов из фиг. 53. Фиг. 53 показывает список 5300 одиночных эхо-сигналов, который возникает из списка 5100 множественных эхо-сигналов. Список 5300 одиночных эхо-сигналов соответствует Табл.4.
Фиг. 54 показывает способ простого трекинга 4608. Способ из фиг. 54, например, применяется, когда список 4606 одиночных эхо-сигналов используется. Способ содержит этапы подготовки матрицы затрат 5402 из списка 5400 одиночных эхо-сигналов и из списка 5401 треков. Подготовленная матрица 5403 затрат перенаправляется в алгоритм 5404 назначений. Последний может использовать различные способы для того, чтобы определять план назначений.
Примерами алгоритмов назначений являются алгоритм прямого опробования, алгоритм Мункреса или эвристический способ. Посредством этих способов план 5405 назначений подготавливается и на этапе 5406 выполняется назначение, в котором могут осуществляться управление затратами и/или логическая проверка.
После назначения формируется расширенный список 5412 треков. Устаревающие треки или старые треки удаляются на этапе 5408, и скорректированный список 5409 треков расширяется новыми треками, которые инициализируются на этапе 5410 так, что новый список 5411 треков возникает. Кроме того, на основе назначения 5406 извлекаются неназначенные эхо-сигналы 5407, которые используются при инициализации новых треков на этапе 5410.
Фиг. 55 показывает функции предыдущего эхо-сигнала с функцией текущего эхо-сигнала. На фиг. 55 первое считывание 5500 эхо-сигналов показывается, которое формирует первую функцию 5501 эхо-сигнала. С помощью этого первого считывания 5500 максимумы функции эхо-сигнала или потенциальные эхо-сигналы функции эхо-сигнала идентифицируются и инициализируются как новые треки T1, T2, T3. При последующем считывании 5502 продолжаются треки T1, T2, T3 с эхо-сигналами функции 5502 эхо-сигнала, которая является текущей во второй точке во времени; это также имеет место в дополнительных считываниях 5503, 5504, которые являются наиболее недавними, и в последнем считывании 5505 перед текущим считыванием 5506.
В результате связанного со временем присоединения различных кривых 5501, 5507, 5508, 5509, 5510 измерений происходит следующее: трек T1, который указывается посредством стрелок 5511, трек T2, который указывается посредством стрелок 5512, и трек T3, с которым ассоциированы стрелки 5513. Треки T1, T2, T3 должны продолжаться с функцией 4708, 5514 текущего эхо-сигнала и, в частности, с эхо-сигналами, появляющимися в ней. Функции эхо-сигнала 4708 и 5514 содержат идентичные изменения. Различные критерии выбора существуют для подготовки матрицы затрат. Например, пригодность эхо-сигнала ei для того, чтобы продолжать трек Tj, в частности T1, T2, T3, является одним критерием выбора.
Пригодность эхо-сигнала ei для того, чтобы продолжать трек T1, T2 или T3, выражается посредством затрат. Чем более низкими являются затраты, тем лучше пригодность.
Например, разность местоположения между эхо-сигналом ei и последним эхо-сигналом трека Tj является одним критерием для определения затрат. Дополнительный критерий относится, например, к разности ширины эхо-сигнала между эхо-сигналом ei и последним эхо-сигналом трека Tj 5511, 5512, 5513. Дополнительный критерий относится к разности амплитуд между эхо-сигналом ei и последним эхо-сигналом трека Tj. Еще один критерий относится к разности высот переднего фронта.
Фиг. 56 показывает пример для подготовки матрицы затрат. Примерным способом фиг. 56 показывает трек Tj, который состоит из эхо-сигналов последующих функций 5510, 5509, 5508, 5507 эхо-сигнала. Функция 5510 эхо-сигнала является последним считыванием, с которым трек может продолжаться, и является наиболее недавней, чем текущее считывание 5514. В этом процессе встает вопрос относительно пригодности эхо-сигнала ei для того, чтобы продолжать трек Tj.
Разность местоположения должна пониматься как расстояние местоположения dE эхо-сигнала ei 5603 от местоположения dT последнего эхо-сигнала трека Tj 5604. Разность между амплитудой AE эхо-сигнала ei и амплитудой AT последнего эхо-сигнала трека Tj относится к оси 5601 уровня и получается посредством вычитания амплитуды AE эхо-сигнала ei 5605 из амплитуды AT последнего эхо-сигнала трека Tj 5606. Высота переднего фронта VFT, VFE эхо-сигнала равняется разности между амплитудой в начале эхо-сигнала и амплитудой в местоположении эхо-сигнала. Высота переднего фронта 5602, VFE функции эхо-сигнала четко показывается. Если она слишком сильно отличается от высоты переднего фронта последнего эхо-сигнала трека Tj 5609, VFT, то это также приводит к увеличенным затратам назначения. Ширина 5608 BE эхо-сигнала ei получается в результате разности между начальной позицией 5515 эхо-сигнала и конечной позицией 5516 эхо-сигнала или конечной позицией 5516 эхо-сигнала. С другой стороны, затраты являются низкими, если ширина эхо-сигнала 5608, BE не слишком сильно отличается от ширины последнего эхо-сигнала трека Tj 5607, BT.
Значения затрат, вычисляемые в отдельных критериях, затем комбинируются, чтобы формировать совместно используемое значение затрат, например, посредством суммирования затрат отдельных критериев.
Вообще говоря, критерии для определения затрат представляют показатель назначения. Другими словами, это означает, что критерии указывают, насколько хорошо последнее считывание согласуется или коррелирует с текущим считыванием, и насколько хорошо эхо-сигналы, обнаруживаемые в текущем считывании, согласуются или коррелируют с предыдущими эхо-сигналами.
Например, матрица затрат, касающаяся продолжения треков 5511, 5512 и 5513, получается в результате согласно фиг. 55 с эхо-сигналами списка 5100 множественных эхо-сигналов согласно фиг. 51 как Табл.5.
Если в примере треки еще не заданы, то матрица затрат остается пустой. Если эхо-сигналы не обнаруживаются, то матрица затрат также остается пустой.
В трекинге одиночных элементов осуществляется вычисление плана назначений. Это предполагает, что матрица затрат для назначения эхо-сигналов ei трекам Tj вычислена, причем ei исходят из списка одиночных эхо-сигналов. Это означает, что они исходят из списка однозначных эхо-сигналов и идентифицированы как однозначные эхо-сигналы предыдущим способом. Таким образом, начальная точка представляет собой список одиночных эхо-сигналов Tab4 5300, и матрица затрат тем самым соответствует матрице, показанной в Табл.6.
На основе матрицы затрат Табл.6 посредством алгоритма прямого опробования может быть определено назначение, которое содержит минимальные затраты. В алгоритме прямого опробования выполняются все возможности комбинирования эхо-сигнала для трека. В этом процессе возникают следующие комбинированные возможности.
В этом способе все возможности сравниваются, и в показанном примере наиболее предпочтительный пример следующий:
Символ → обозначает, что соответствующий трек назначается соответствующему эхо-сигналу, тогда как
обозначает совокупные затраты, возникающие в соответствующей комбинации. В результате опробования всех возможностей, тем не менее, можно увеличивать время вычисления. Второе минимизированное решение также может осуществляться посредством применения алгоритма Мункреса.
Использование эвристического способа является дополнительной возможностью. В этом способе эхо-сигнал, который в каждом случае является самым эффективным по затратам и который еще не занят посредством какого-либо другого трека, назначается каждому треку. На основе Табл.6 тем самым имеется назначение T1→e8, T2→e4, T3→e6. Тем не менее, в эвристическом способе нельзя предполагать, что минимум затрат фактически достигнут.
Вычисленный план назначений предоставляет начальную точку при выполнении назначения. Например, назначение T1→e8 подвергается затратам 3, T2→e4 - затратам 8, а T3→e6 - затратам 7.
Для управления затратами заранее определяемый верхний предел, например, cM=10, указывается, и все назначения, затраты которых превышают cM, отклоняются. С другой стороны, логическая проверка может осуществляться, например, осуществляется проверка того, происходят или нет в выбранном плане назначения треков эхо-сигналам пересечения треков, которые не должны происходить.
Если пересечение происходит, осуществляется проверка того, возможно или нет пересечение логически. Если пересечение невозможно, более затратное назначение из назначений, участвующих в ситуации пересечения, удаляется.
Если после того как назначение выполнено, другими словами, после продолжения треков эхо-сигналы, которые еще не назначены, остаются в списке эхо-сигналов, то они могут использоваться для того, чтобы инициализировать новые треки.
Если треки не продолжены по нескольким считываниям, то они удаляются.
Фиг. 57 показывает способ трекинга множественных элементов. Список 4616 множественных эхо-сигналов вместе со списком 4620 треков становится доступным для способа. Как список 4616 множественных эхо-сигналов, так и список треков используются для того, чтобы подготавливать матрицу затрат на этапе 5700. Матрица 5701 затрат используется для того, чтобы вычислять план назначений на этапе 5702. Чтобы вычислять план назначений, граф взаимосвязи или корреляция 4617 взаимосвязи также используется.
Чтобы вычислять план назначений, используется уменьшение до одиночных назначений, выполняется или модифицированный алгоритм Мункреса. Это дает в результате план 5703 назначений, и на этапе 5704 назначение обнаруженных эхо-сигналов уже существующим трекам может выполняться, причем на этом этапе как управление затратами, так и логическая проверка возможны. Чтобы выполнять назначение на этапе 5704, список 4616 множественных эхо-сигналов, список 4620 треков и матрица затрат используются. После того как назначение выполнено на этапе 5704, расширенный список 5705 треков доступен, из которого на этапе 5706 удаляются старые треки, если они больше не могут продолжаться по нескольким считываниям. Это дает в результате скорректированный список 5707 треков.
Из назначений, которые не выполнены на этапе 5704, и из оставшихся неназначенных эхо-сигналов списка 4616 множественных эхо-сигналов может быть сформирован список множественных элементов, содержащий неназначенные эхо-сигналы 5710, после чего может использоваться алгоритм 5711 множественного выбора. Алгоритм 5711 множественного выбора учитывает план 5703 назначений в том, что он исключает всех предков и всех потомков уже назначенных эхо-сигналов. С этой целью способ использует список 4616 множественных эхо-сигналов и граф 4617 взаимосвязи. Посредством алгоритма выбора оставшиеся эхо-сигналы дополнительно обрабатываются в списке одиночных эхо-сигналов. В качестве вывода из алгоритма 5711 множественного выбора может быть сформирован список одиночных элементов для неназначенных эхо-сигналов 5712. На основе списка одиночных элементов для неназначенных эхо-сигналов новые треки могут быть инициализированы на этапе 5708. В конце на этапе 5709 обновленный список треков доступен.
Кроме того, список одиночных эхо-сигналов или список 5714 однозначных эхо-сигналов может быть сформирован на этапе 5713, причем этот список может играть важную роль, например, относительно сжатия кривой эхо-сигнала с помощью вейвлетов 4601. С этой целью, сначала все эхо-сигналы списка одиночных элементов для неназначенных эхо-сигналов 5712 принимаются в список 5714 одиночных эхо-сигналов. Затем, относительно каждого эхо-сигнала, который учитывается в плане 5703 назначений, осуществляется проверка относительно того, присутствует уже или нет, по меньшей мере, один предок или потомок соответствующего эхо-сигнала в списке 5714 одиночных эхо-сигналов. Если нет, соответствующий эхо-сигнал из списка 4616 множественных эхо-сигналов принимается в список 5714 одиночных эхо-сигналов.
При трекинге множественных элементов сначала вычисляется план назначений. С этой целью должна быть предусмотрена матрица затрат для назначения каждого эхо-сигнала ei треку Tj или каждому треку Tj, причем ei может исходить из списка множественных эхо-сигналов или из списка одиночных эхо-сигналов. Помимо этого наличие корреляции взаимосвязи или графа взаимосвязи, или области хранения эхо-сигналов списка эхо-сигналов является необходимой предпосылкой.
Фиг. 58 показывает матрицу 5800 затрат для списка 5100 множественных эхо-сигналов с графом 4800 взаимосвязи. Следующий пример основан на трех треках на T1, 5511 и T2, 5512 и T3, 5513. В результате получается матрица 5800 затрат. Матрица 5800 затрат является следующей:
Представление 4800, 4617 по фиг. 58 показывает граф 4800, 4617 взаимосвязи, который ассоциирован со списком эхо-сигналов. В частном случае списка одиночных эхо-сигналов все эхо-сигналы располагаются по отдельности в пространстве без какой-либо взаимосвязи с другими эхо-сигналами; другими словами, нет соединенного графа взаимосвязи, например графа 4800, 4617 взаимосвязи.
При определении плана назначений на основе матрицы 5800 затрат учитывается корреляция 4800, 4617 взаимосвязи. После обработки таблицы затрат согласно Табл.7 метод Мункреса должен предоставлять назначение того, что T1 продолжается с эхо-сигналом e8, T2 - с эхо-сигналом e16, а T3 - с эхо-сигналом e13. Тем не менее, это назначение не может быть допустимым, поскольку какой-либо один из e13 или e16 может использоваться для отслеживания, но e13 и e16 не должны использоваться одновременно, как показано на фиг. 47.
После вышеописанного следует описание способа уменьшения до одного назначения. В этом процессе сначала формируются все комбинаторно и причинно допустимые конфигурации или комбинации эхо-сигналов из графа 4800, 4617 взаимосвязи. После формирования конфигураций эхо-сигналов с каждым из списков одиночных эхо-сигналов, которые предоставлены таким образом, план назначений определяется, причем наиболее предпочтительные из всех планов назначений предоставляют результат. Из графа 4800 взаимосвязи в результате получаются следующие комбинации или разновидности, которые обозначаются V1-V10.
Поскольку, независимо от списка треков, Табл.8 содержит все возможные комбинации, Табл.8 может уменьшаться за счет того, что удаляются все конфигурации или комбинации, которые не предоставляют достаточное число эхо-сигналов для того, чтобы успешно продолжать существующий список треков, например, содержащий три трека. Чтобы успешно продолжать три трека, по меньшей мере, три дизъюнктивных эхо-сигнала требуются. Следовательно, в Табл.8 комбинации V1 и V2 могут удаляться. В случае недостаточного числа эхо-сигналов, которым не хватает, по меньшей мере, одной конфигурации, посредством которой могут продолжаться все треки, конфигурации не удаляются. Это может быть указателем того, что треки должны удаляться.
После вышеописанного следует определение предпочтительного плана назначений для каждой отдельной конфигурации. С этой целью, например, алгоритм Мункреса может выполняться, поскольку в этом способе комбинации V1-V10, которые сформированы из графа взаимосвязи, комбинируют только несвязанные эхо-сигналы. Табл.9 показывает оцененные планы назначений.
эхо-сигнал
Согласно Табл.9 конфигурация V6 с затратами 14 является выбором конфигураций с наименьшими совокупными затратами, и из нее возникает такой план назначений, что T1 продолжается с эхо-сигналом e8, T2 продолжается с эхо-сигналом e13, а T3 продолжается с эхо-сигналом e6. Для одиночных назначений глобальный минимум затрат может обнаруживаться с учетом взаимосвязи. Тем не менее, способ уменьшения до одиночных назначений может заключать в себе очень значительные вычислительные затраты и/или затраты на хранение.
Дополнительная разновидность для вычисления плана 5703 назначений в рамках функционального блока 5702 состоит из использования модифицированного метода Мункреса. В этом процессе способ итеративно достигает подходящего решения, при этом на каждом итерационном этапе учитывается взаимосвязь эхо-сигналов. Другими словами, это означает, что параллельно список множественных эхо-сигналов и корреляция взаимосвязи эхо-сигналов между собой учитываются при определении плана назначений эхо-сигналов трекам.
Фиг. 66 показывает модифицированный метод Мункреса. Способ начинается в начальной точке S6600. Во-первых, на этапе S6601 осуществляется вычисление матрицы затрат. С этой целью переключенная матрица 5800 затрат, если требуется, транспонируется, так что треки Tj вводятся в строки, а эхо-сигналы ei вводятся в столбцы матрицы 5800 затрат.
Фиг. 59 показывает изменение в матрице затрат, когда алгоритм Мункреса выполняется с учетом корреляций взаимосвязи. Фиг. 59 показывает матрицу 5800 затрат и, в частности, способ, которым она изменяется на отдельных этапах. Отдельные этапы обозначаются в круглых скобках в соответствующих матрицах затрат.
На этапе S6602 в каждой строке матрицы 5800 наименьший элемент 5801, 5802, 5803 обнаруживается и вычитается из другого элемента строки.
На этапе S6603 нуль обнаруживается в результирующей матрице, причем этот нуль в дальнейшем обозначается Z или ему присваивается сопоставимая метка. Если нули, отмеченные с помощью звездочки или сопоставимой метки из нижнего этапа процесса, отсутствуют в строке или не могут обнаруживаться в строке или столбце Z, то Z отмечается с помощью звездочки.
Этап S6603 повторяется для каждого элемента матрицы.
На этапе S6604 каждый столбец, который содержит нуль, отмеченный с помощью звездочки, вычеркивается. Параллельно этому определяются предки эхо-сигнала соответствующего вычеркнутого столбца.
Столбец, содержащий предков, становится недопустимым. Если все столбцы вычеркнуты или стали недопустимыми или если каждая строка содержит нуль, отмеченный с помощью звездочки, осуществляется переход к этапу S6608. В противном случае, способ продолжается на этапе S6605.
На этапе S6605 нуль, который не вычеркнут, обнаруживается и отмечается со знаком "тильда" или с сопоставимой меткой. Когда строка с нулем со знаком "тильда" не содержит нуль со звездочкой, осуществляется переход к этапу S6606. В противном случае, эта строка вычеркивается, и столбец, который содержит нуль, отмеченный с помощью звездочки, восстанавливается. Этот процесс продолжается до тех пор, пока больше нет вычеркнутых нулей. Наименьшее значение затрат, которое не вычеркнуто, сохраняется, и осуществляется переход к этапу S6607.
На этапе S6606 последовательность нулей, в свою очередь, помеченных знаком "тильда" или отмеченных с помощью звездочки, формируется. Эта последовательность формируется согласно схеме, в которой, если Z0 представляет собой невычеркнутый нуль со знаком "тильда", который обнаружен на этапе S6605, Z1 представляет собой нуль, отмеченный с помощью звездочки в столбце Z0, если такой существует. Кроме того, Z2 представляет собой нуль со знаком "тильда" в строке Z1, который всегда должен существовать. Эта схема продолжается до тех пор, пока последовательность не завершается нулем со знаком "тильда", столбец которого не содержит нуль, отмеченный с помощью звездочки. Метка звездочки удаляется из каждого нуля последовательности, который отмечается звездочкой, и каждый нуль со знаком "тильда" последовательности отмечается с помощью звездочки. После этого все знаки "тильда" удаляются, и каждая вычеркнутая строка матрицы восстанавливается. После этого осуществляется переход к этапу S6604.
На этапе S6607 значение, которое определено на этапе S6605, прибавляется к каждому элементу каждой вычеркнутой строки, и значение вычитается из каждого элемента каждого столбца, который не вычеркнут. Переход к этапу S6605 затем осуществляется без изменений в существующих метках.
На этапе S6608 план назначений задается посредством позиций нулей в матрице, причем эти нули отмечаются с помощью звездочки. После этого способ завершается в конечном состоянии S6609.
Модифицированный метод Мункреса определяет план назначений T1-e8, T2-e13 и T3-e6.
Посредством модифицированного алгоритма Мункреса или посредством комбинации метода Мункреса с корреляцией взаимосвязи может выполняться быстрая и предпочтительная в отношении хранения обработка способа независимо от глубины графа 4800, 4617 взаимосвязи.
Глубина графа взаимосвязи получается в результате числа эхо-сигналов вдоль сегмента комбинированных ветвей 4801 графа взаимосвязи, причем этот сегмент начинает в эхо-сигнале без предка и заканчивается в эхо-сигнале без потомка, при этом сегмент содержит максимальное число эхо-сигналов. Как показано на фиг. 59, план назначений T1-e8 вычисляется с помощью затрат 3, T2-e13 с помощью затрат 4 и T3-e6 с помощью затрат 7.
Во время последующей дополнительной обработки плана назначений в функциональном блоке 5704 управление затратами может в завершение осуществляться в том, что назначения с затратами, которые превышают заранее определяемое значение cM, отклоняются. Например, может выбираться cM=10. Поскольку в примере затраты представляют собой 3, 4 и 7, все назначения располагаются по порядку, и ни одно из них не превышает заранее определяемое значение cM=10.
Кроме того, в функциональном блоке 5704 может осуществляться логическая проверка. В этом процессе проверка выполняется относительно того, имеется или нет пересечение треков в вычисленном плане назначений. Если пересечение возникает, проверка выполняется относительно того, возможно или нет пересечение логически. Например, случай, когда два эхо-сигнала проходят друг через друга, может быть допустимым пересечением. Если пересечение невозможно, более затратное назначение из назначений, участвующих в возникновении ситуации пересечения, не учитывается.
После того как управление затратами и/или логическая проверка завершены, треки списка 4620 треков могут быть расширены и приведены к расширенному списку 5705 треков. Таким образом, трек 1 может быть расширен с e8, трек 2 - с e13 и T3 - с e6.
Поскольку имеется только три трека, которые должны продолжаться, существуют эхо-сигналы, которые не назначены. В вышеизложенном примере, например, Табл.10 получается в результате. Табл.10 исходит из Табл.2, при этом строки e6, e8 и e13 вычеркнуты, поскольку они уже использованы в продолжении треков. Табл.10 показывает список множественных элементов для неназначенных эхо-сигналов.
Для устройств оценки или последующих алгоритмов, которые не могут обрабатывать списки множественных элементов, должен быть сформирован список одиночных эхо-сигналов. С этой целью используется алгоритм 5711 множественного выбора. Алгоритм множественного выбора основан на списке множественных элементов для неназначенных эхо-сигналов Табл.10 и на графе 4800 взаимосвязи со списком 5100 множественных эхо-сигналов, причем упомянутый алгоритм множественного выбора учитывает план 5703 назначений. Относительно всех эхо-сигналов плана назначений алгоритм множественного выбора проверяет то, содержится или нет эхо-сигнал в списке неназначенных эхо-сигналов. Если эхо-сигнал не отображается, все предки и все потомки эхо-сигнала согласно графу 4800, 4617 взаимосвязи вычеркиваются. Например, при анализе ассоциированного эхо-сигнала e8 обнаруживается то, что e8 не отображается в списке неназначенных эхо-сигналов согласно Табл.10. Следовательно, посредством графа 4800, 4617 взаимосвязи предки e12 и e17 эхо-сигнала e8 и потомки e8, e2 и e3 вычеркиваются.
После этого назначенный эхо-сигнал e13 анализируется, и обнаруживается то, что e13 не отображается в списке неназначенных эхо-сигналов. Следовательно, при применении алгоритма множественного выбора предки e13, эхо-сигнала e16 и эхо-сигнала e17 вычеркиваются, и потомки e4 и e5 также вычеркиваются.
После этого эхо-сигнал e6 анализируется, и также обнаруживается, что этот эхо-сигнал не отображается в списке неназначенных эхо-сигналов. Поскольку предки e16 и e17 уже вычеркнуты, пересечение предков не возникает, и поскольку e6 не имеет потомков, пересечение потомков также не возникает. Следовательно, из списка неназначенных эхо-сигналов эхо-сигнал e1 согласно Табл.11 остается.
Список эхо-сигналов согласно Табл.11 затем дополнительно обрабатывается посредством алгоритма выбора. В Табл.11 вычеркиваются все те эхо-сигналы, ширина которых ниже заранее определяемого предела bmin, в данном случае, например, 0,5 м. После этого вычеркиваются те эхо-сигналы, ширина которых превышает заранее определяемое максимальное значение, например, 5 м.
После вышеописанного следует определение максимальной амплитуды первоначально существующего списка множественных элементов для неназначенных эхо-сигналов согласно Tab10, и вычеркиваются те эхо-сигналы, амплитуда которых ниже верхнего предела или минимальной амплитуды, которая определена согласно упорядочению вычисления Amax-ДA. Разность амплитуд ДA может, например, составлять 30 дБ. Оставшиеся эхо-сигналы подвергаются оценке взаимосвязи, и удаляются те эхо-сигналы, предки которых по-прежнему остаются в оставшемся списке неназначенных эхо-сигналов.
В примере согласно Табл.11 e1 шире 0,5 м, и ширина e1 меньше 5 м. Обнаруженная максимальная амплитуда Amax в Табл.10 находится эхо-сигнале e5; она составляет 52 дБ. E1 из Табл.11 превышает минимальную амплитуду Amax-30 дБ, и по этой причине действия вообще не осуществляются. Поскольку только один эхо-сигнал остается в Табл.11, оценки взаимосвязи не требуется. Список одиночных элементов для неназначенных эхо-сигналов тем самым соответствует Табл.11.
Теперь можно подготавливать список одиночных эхо-сигналов 5713 с целью создания конкретного утверждения относительно того, где на текущей кривой или в функции текущего эхо-сигнала могут обнаруживаться релевантные эхо-сигналы. Это предполагает наличие списка 4616 множественных эхо-сигналов, Табл.2, плана 5703 назначений и списка одиночных элементов для неназначенных эхо-сигналов 5712, как, например, показано в Табл.11. Чтобы выполнять подготовку списка одиночных элементов, эхо-сигналы списка одиночных элементов для неназначенных эхо-сигналов 5712 включаются в список одиночных эхо-сигналов, который должен быть определен.
Относительно всех эхо-сигналов плана 5703 назначений осуществляется проверка в отношении того, представлены уже или нет эхо-сигнал или предки или потомки эхо-сигнала в списке одиночных эхо-сигналов, который должен быть определен. Если ни эхо-сигнал, ни предок или потомок не представлены, ассоциированные данные эхо-сигнала принимаются из списка множественных эхо-сигналов в список одиночных эхо-сигналов.
Табл.12 показывает список 5714 одиночных эхо-сигналов. Список содержит эхо-сигнал e1 списка одиночных элементов для неназначенных эхо-сигналов и эхо-сигналов из приема плана назначений.
м
В Табл.12 e1 введен как единственный эхо-сигнал списка неназначенных эхо-сигналов. Эхо-сигналы e6 и e8 и e13 введены, поскольку они определены согласно плану назначений, и предки или потомки соответствующих эхо-сигналов в Табл.12 не могут обнаруживаться. Эхо-сигналы списка одиночных эхо-сигналов согласно Табл.12 представляют релевантные эхо-сигналы кривой эхо-сигнала, причем эти эхо-сигналы идентифицированы посредством способа для трекинга множественных элементов.
Список одиночных элементов для неназначенных эхо-сигналов 5712, Табл.11 может использоваться в качестве начальной точки для инициализации новых треков на этапе 5708.
Может рассматриваться как идея для способа извлечения эхо-сигнала то, чтобы предоставлять способ формирования и обработки списков множественных эхо-сигналов. Дополнительно может рассматриваться как идея для способа извлечения эхо-сигнала то, чтобы предоставлять способ формирования и обработки корреляций взаимосвязи списков множественных эхо-сигналов.
Корреляция взаимосвязи присутствует, если эхо-сигналы списка множественных эхо-сигналов описывают несколько физически возможных разновидностей одного или нескольких совместно используемых локальных максимумов функции эхо-сигнала или кривой эхо-сигнала.
При обработке списков множественных эхо-сигналов может быть идея то, чтобы обрабатывать параллельно различные возможности интерпретации локального максимума или нескольких локальных максимумов кривой эхо-сигнала или функции эхо-сигнала. В этом контексте термин "параллельная обработка" упоминается как оценка с использованием различных способов.
Способы и устройства могут подходить для измерения уровня заполнения.
Фиг. 67a показывает устройство сжатия согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 6700a сжатия содержит устройство 6701a приема эхо-сигналов. Устройство 6701a приема эхо-сигналов принимает функцию эхо-сигнала посредством интерфейса 6702a, например, из датчика (не показан на фиг. 67a), который соединен с интерфейсом 6702a. Устройство 6701a приема эхо-сигналов перенаправляет функцию эхо-сигнала и, в частности, коэффициенты функции эхо-сигнала в устройство 6703a разложения эхо-сигналов.
Устройство 6703a разложения эхо-сигналов раскладывает функцию эхо-сигнала на функции детализации. Функции детализации содержат коэффициенты, которые формируют поле коэффициентов. Устройство 6704a исключения может исключать коэффициенты поля коэффициентов в зависимости от показателя качества, и, в результате этого, осуществляется уплотнение или сжатие данных. Показатель качества сохраняется в устройстве 6705a обработки показателей качества, которое соединено с устройством 6704a исключения. Сжатая функция эхо-сигнала становится доступной для других способов или других систем (не показаны на фиг. 67a) посредством интерфейса 6706a вывода.
Фиг. 67b показывает устройство извлечения эхо-сигнала согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 6700b извлечения эхо-сигнала содержит устройство 6701b приема эхо-сигналов. Посредством интерфейса 6702b устройство 6701b приема эхо-сигналов принимает функцию эхо-сигнала, например, из датчика (не показан на фиг. 67b), который соединен с интерфейсом 6702b. Устройство 6701b приема эхо-сигналов перенаправляет функцию эхо-сигнала и, в частности, коэффициенты функции эхо-сигнала, в устройство 6703b разложения эхо-сигналов.
Устройство 6703b разложения эхо-сигналов раскладывает функцию эхо-сигнала на функции детализации. Функции детализации содержат коэффициенты, которые формируют поле коэффициентов. Устройство 6704b исключения исключает множество коэффициентов функции детализации. Устройство исключения перенаправляет уменьшенное поле коэффициентов в устройство 6705b определения эхо-сигналов. Посредством подходящего упорядочения восстановления устройство 6705b определения эхо-сигналов формирует сглаженную функцию эхо-сигнала, которая оценивает устройство 6705b определения эхо-сигналов посредством способа пороговых значений. Устройство 6705b определения эхо-сигналов определяет, по меньшей мере, один эхо-сигнал, причем этот эхо-сигнал устройства 6705b определения эхо-сигналов предоставляет в интерфейсе 6706b вывода или в устройстве 6706b предоставления. Интерфейс 6706b вывода может быть внутренним или внешним аппаратным интерфейсом или внутренним или внешним программным интерфейсом.
Фиг. 67c показывает устройство для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 6700c для обнаружения эхо-сигнала в функции эхо-сигнала содержит устройство 6701c приема эхо-сигналов. Посредством интерфейса 6702c устройство 6701c приема эхо-сигналов принимает функцию эхо-сигнала, например, из датчика (не показан на фиг. 67c), который соединен с интерфейсом 6702c. Устройство 6701c приема эхо-сигналов перенаправляет функцию эхо-сигнала и, в частности, коэффициенты функции эхо-сигнала в устройство 6703c разложения эхо-сигналов.
Устройство 6703c разложения эхо-сигналов раскладывает функцию эхо-сигнала на функции детализации. Функции детализации содержат коэффициенты, которые формируют поле коэффициентов. Устройство 6704c определения эхо-сигналов определяет отличительный признак в функциях детализации и из него определяет область и/или позицию, по меньшей мере, одного эхо-сигнала. Отличительный признак, например, располагается вдоль локальной оси функции детализации. Обнаруженные области и/или обнаруженные позиции эхо-сигналов предоставляются посредством устройства 6705c предоставления эхо-сигналов посредством интерфейса 6706c вывода, например, как список одиночных эхо-сигналов.
Фиг. 67d показывает устройство для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 6700d для предоставления множества эхо-сигналов из функции эхо-сигнала содержит устройство 6701d приема эхо-сигналов. Посредством интерфейса 6702d устройство 6701d приема эхо-сигналов принимает функцию эхо-сигнала, например, из датчика (не показан на фиг. 67d), который соединен с интерфейсом 6702d. Устройство 6701d приема эхо-сигналов перенаправляет функцию эхо-сигнала и, в частности, коэффициенты функции эхо-сигнала в устройство 6703d определения эхо-сигналов.
Устройство 6703d определения эхо-сигналов определяет, по меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, один второй эхо-сигнал, которые содержат корреляцию взаимосвязи. Устройство 6704d предоставления эхо-сигналов предоставляет, по меньшей мере, один первый эхо-сигнал и, по меньшей мере, один второй эхо-сигнал посредством интерфейса 6705d вывода.
Параллельно устройство 6706d определения взаимосвязи определяет корреляцию взаимосвязи между эхо-сигналами. Определенная корреляция взаимосвязи предоставляется посредством устройства 6707d предоставления взаимосвязи посредством интерфейса 6708d вывода.
Интерфейс 6705d, 6708d вывода является внешним интерфейсом. Он выходит, например, из корпуса. Интерфейс 6705d, 6708d вывода может быть аппаратным интерфейсом или программным интерфейсом.
Фиг. 67e показывает устройство для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 6700e для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов содержит приемное устройство 6701e. Посредством интерфейса 6702e ввода приемное устройство 6701e принимает список эхо-сигналов, например список множественных эхо-сигналов. Список эхо-сигналов содержит, по меньшей мере, два эхо-сигнала, между которыми существует корреляция взаимосвязи. Этот список множественных эхо-сигналов может, например, предоставляться посредством датчика (не показан на фиг. 67e), который соединен с интерфейсом ввода.
Устройство 6703e трекинга определяет назначение, по меньшей мере, двух эхо-сигналов списка множественных эхо-сигналов градиентам функции предыдущего эхо-сигнала и определяет позицию эхо-сигналов с учетом корреляции взаимосвязи эхо-сигналов. Устройство 6703e трекинга предоставляет обнаруженную позицию эхо-сигналов в интерфейсе 6704e вывода.
Интерфейс 6702e ввода и интерфейс 6704e вывода могут быть аппаратными или программными интерфейсами. Кроме того, интерфейс 6702e ввода и интерфейс 6704e вывода может быть внутренними или внешними интерфейсами.
Фиг. 67f показывает устройство измерения уровня заполнения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 6700f измерения уровня заполнения содержит устройство 6701f определения функций эхо-сигнала. Устройство 6701f определения функций эхо-сигнала, например датчик, определяет функцию эхо-сигнала и, в частности, изменения функции эхо-сигнала. Устройство 6701f определения функций эхо-сигнала перенаправляет функцию определенного эхо-сигнала в устройство 6702f определения эхо-сигналов. Устройство 6702f определения эхо-сигналов определяет множество эхо-сигналов из функции эхо-сигнала согласно различным способам, и устройство 6703f определения взаимосвязи определяет корреляцию взаимосвязи между эхо-сигналами.
Обнаруженные эхо-сигналы перенаправляются как список множественных эхо-сигналов в устройство 6704f трекинга. Обнаруженная корреляция взаимосвязи также перенаправляется в устройство 6704f трекинга.
Вместе с информацией предыстории, касающейся предыдущих изменений эхо-сигналов, устройство 6704f трекинга определяет позицию эхо-сигналов. Определенная позиция эхо-сигналов преобразуется посредством устройства 6705f определения уровня заполнения в уровень заполнения, который относится к контейнеру. Уровень заполнения, который определен посредством устройства определения уровня заполнения, затем может дополнительно обрабатываться. Например, уровень заполнения может отображаться на дисплее 6706f уровня заполнения.
Помимо этого, следует указать, что "содержащий" не исключает наличия других элементов или этапов, и указание элемента в единственном числе не исключает его множественности. Кроме того, следует указать, что характеристики или этапы, которые описаны в отношении одного из вышеуказанных примерных вариантов осуществления, также могут использоваться в комбинации с другими характеристиками или этапами других примерных вариантов осуществления, описанных выше. Позиционные обозначения в формуле изобретения не должны быть интерпретированы как ограничения.
Заявлены способ и устройства для обнаружения, извлечения и предоставления эхо-сигналов с помощью функций детализации. В частности, описывается способ для извлечения эхо-сигнала (109, S1, max1, max2, max3, e1, e2) из функции (100, 500, 2900, 4900) эхо-сигнала. Способ содержит прием функции (100, 500, 2900) эхо-сигнала и разложение функции эхо-сигнала, по меньшей мере, на одну функцию (D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9) детализации, при этом, по меньшей мере, одна функция (D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9) детализации содержит множество первых коэффициентов (2902). Каждая из, по меньшей мере, одной функции (D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9) детализации представляет различную степень детализации функции (100, 500, 2900) эхо-сигнала, при этом степень детализации относится к форме базовой функции (700, 900, 1000, 1100, 1200, 1805, 2600, 2700, 3501, 3506). Кроме того, способ содержит исключение, по меньшей мере, одного из множества первых коэффициентов (2902) и применение упорядочения или схемы восстановления, которая зависит от формы базовой функции, для формирования сглаженной функции (2901) эхо-сигнала. После этого, по меньшей мере, один эхо-сигнал (109, S1, max1, max2, max3, e1, e2) определяется из сглаженной функции (2901) эхо-сигнала. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения эхо-сигналов. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 72 ил., 12 табл.
1. Способ выбора эхо-сигналов (109, ei) из списка (5100) эхо-сигналов, содержащий этапы, на которых:
принимают список (5100) эхо-сигналов;
при этом список (5100) эхо-сигналов содержит множество текущих эхо-сигналов (ei, е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17);
при этом, по меньшей мере, два текущих эхо-сигнала из множества текущих эхо-сигналов (ei, е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17) содержат корреляцию (4800, 4617) взаимосвязи;
определяют степень согласования, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала (ei, е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17) из множества текущих эхо-сигналов с, по меньшей мере, одним предыдущим эхо-сигналом (Tj, T1, T2, Т3), по меньшей мере, одной функции (5500, 5502, 5503, 5504, 5505) предыдущего эхо-сигнала;
причем, по меньшей мере, одно изменение во времени (5511, 5512, 5513), по меньшей мере, одного эхо-сигнала множества функций (5500, 5502, 5503, 5504, 5505) предыдущего эхо-сигнала формирует трек (Tj, T1, T2, Т3, 5511, 5512, 5513);
выбирают комбинацию, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала (ei, е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, е11, e12, е13, е14, е15, е16, е17), по меньшей мере, одному предыдущему эхо-сигналу (Tj, T1, T2, Т3) так, что упомянутый трек надлежащим образом продолжен;
при этом при выборе комбинации, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала (ei, e1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17), учитывается корреляция (4800, 4617) взаимосвязи между, по меньшей мере, двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов (ei, е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17).
2. Компьютерно-читаемый носитель хранения данных, на котором сохраняется программа для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, причем эта программа, когда она выполняется на процессоре, осуществляет способ выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов по п.1.
3. Процессор с исполняемым программным элементом для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, причем этот программный элемент осуществляет способ по п.1.
4. Устройство (6700е) для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов, содержащее:
приемное устройство (6701е);
устройство (6703е) слежения;
при этом приемное устройство (6701е) соединено с устройством (6703е) слежения;
при этом приемное устройство (6701е) выполнено с возможностью приема списка (5100) эхо-сигналов;
при этом список (5100) эхо-сигналов содержит множество текущих эхо-сигналов (ei, е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17);
при этом, по меньшей мере, два текущих эхо-сигнала из множества текущих эхо-сигналов (ei, е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17) содержат корреляцию (4800, 4617) взаимосвязи;
при этом устройство (6703е) слежения выполнено с возможностью определения степени согласования, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала (ei, е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17) из множества текущих эхо-сигналов с, по меньшей мере, одним предыдущим эхо-сигналом (Tj, T1, T2, Т3), по меньшей мере, одной функции (5500, 5502, 5503, 5504, 5505) предыдущего эхо-сигнала;
причем, по меньшей мере, одно изменение во времени (5511, 5512, 5513), по меньшей мере, одного эхо-сигнала множества функций (5500, 5502, 5503, 5504, 5505) предыдущего эхо-сигнала формирует трек (Tj, T1, T2, Т3, 5511, 5512, 5513); и
при этом устройство (6703е) слежения выполнено с возможностью выбора комбинации, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала (ei, e1, e2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17) так, что упомянутый трек надлежащим образом продолжен;
при этом, при выборе комбинации, по меньшей мере, одного текущего эхо-сигнала (ei, е1, e2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17), учитывается корреляция (4800, 4617) взаимосвязи между, по меньшей мере, двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов (ei, е1, e2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17).
5. Устройство (6700е) по п.4, в котором устройство (6703е) слежения выполнено с возможностью оценивания степени согласования с помощью затрат.
6. Устройство (6700е) по п.4, в котором степень согласования представляет собой разность амплитуд между амплитудой текущего эхо-сигнала (ei, е1, e2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17) и амплитудой эхо-сигнала функции (5500, 5502, 5503, 5504, 5505) предыдущего эхо-сигнала.
7. Устройство (6700е) по п.4, в котором степень согласования представляет собой разность местоположения между местоположением текущего эхо-сигнала (ei, е1, e2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17) и местоположением эхо-сигнала функции (5500, 5502, 5503, 5504, 5505) предыдущего эхо-сигнала.
8. Устройство (6700е) по п.4, в котором устройство (6703е) слежения выполнено с возможностью выбора комбинации посредством выполнения алгоритма Мункреса в комбинации с учетом корреляции (4800, 4617) взаимосвязи.
9. Устройство (6700е) по п.4, в котором устройство (6703е) слежения выполнено с возможностью выбора комбинации посредством:
формирования, по меньшей мере, одной комбинации эхо-сигналов из множества текущих эхо-сигналов (ei, e1, e2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17) с учетом корреляции (4800, 4617) взаимосвязи;
определения предпочтительной комбинации эхо-сигналов;
выбора комбинации эхо-сигналов из, по меньшей мере, одной комбинации эхо-сигналов так, что комбинация эхо-сигналов содержит наименьшие полные затраты.
10. Устройство (6700е) по п.4, в котором корреляция (4800, 4617) взаимосвязи между, по меньшей мере, двумя текущими эхо-сигналами из множества текущих эхо-сигналов (ei, е1, e2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17) относится к различной степени детализирования для разложения функции (4700, 5514) эхо-сигнала.
11. Устройство (6700е) по п.4, в котором список эхо-сигналов представляет собой список множественных эхо-сигналов, содержащий, по меньшей мере, два определенных эхо-сигнала:
при этом определение первого эхо-сигнала (е1, e2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17, S1, max1, max2, max3) и/или определение второго эхо-сигнала (е1, e2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, e12, е13, е14, е15, е16, е17, S1, max1, max2, max3) содержит:
разложение принимаемой функции (100, 500, 4001, 4708, 4900) эхо-сигнала на, по меньшей мере, одну функцию (D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8) детализации, при этом каждая из, по меньшей мере, одной функции (D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8) детализации содержит множество коэффициентов (3102, 4002); и
при этом каждая из, по меньшей мере, одной функции (D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8) детализации представляет различную степень детализации функции (100, 500,4001, 4708, 4900) эхо-сигнала;
обнаружение отличительного признака (4003) для эхо-сигнала (е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, е12, е13, е14, е15, е16, е17, S1, max1, max2, max3) в функции (D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8) детализации;
определение области эхо-сигнала посредством обнаруженного отличительного признака (4003) в функции эхо-сигнала (е1, е2, е3, е4, е5, е6, е7, е8, е9, е10, e11, е12, е13, е14, е15, е16, е17, S1, max1, max2, max3);
предоставление области эхо-сигнала.
12. Устройство (6700е) по любому из пп.4-11, в котором корреляция (4800, 4617) взаимосвязи относится к позиции, касающейся функции (2801, 4901) пороговых значений.
13. Измерительное устройство (101), содержащее устройство (6700е) для выбора эхо-сигналов из списка эхо-сигналов по любому из пп.4-12.
| US 7038617 B1, 02.05.2006 | |||
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА | 2002 |
|
RU2282196C2 |
| РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ УРОВНЕМЕР | 1999 |
|
RU2159923C1 |
| US 5781144 A, 14.07.1998 | |||
| US 6415660 B1, 09.07.2002. | |||
