Запропоновано стохастичну модель породження сигналу з локально зосередженими ознаками, викривленого внутрішнім та зовнішнім збуренням, а також ефективні алгоритми відновлення корисного сигналу за фазовими траєкторіями викривлених спостережень. Показано переваги запропонованого підходу на прикладах побудови нових інформаційних технологій діагностики стану технічних і біологічних об'єктів.