專利名稱：波形的精確測量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波形和復(fù)合波形的時間-頻率-振幅的分析與測量。注意的是詞“信號”是更常用的詞“波形”的通用同義詞，本文中兩者可以替換使用。復(fù)合波形包含混合在一起的多個波形(或信號)。雖然本文中大多數(shù)指的是聲頻范圍，但是用于本發(fā)明的目的的波形不限于任何特定的頻率范圍或者復(fù)合狀態(tài)。
背景技術(shù)：
給定的復(fù)合波形，期望能夠精確的測量波形和其組成，該復(fù)合波形可能是由多個源所引起的。當(dāng)波形包括在時間和頻率上疊加的由不同源所產(chǎn)生的信號、低能信號被高能信號所遮蓋、在頻率上快速變化、和/或在振幅上快速變化時，難于進(jìn)行該測量。如果這些波形能夠被更精確的測量和分析，將大大的增加我們理解它們包含什么以及如何改變它們的能力。
波形的分析通常在時間和頻率范圍中完成。通常，這些波形首先被數(shù)字捕獲為根據(jù)時間的振幅采樣，然后使用一系列變換來測量信號，在一矩陣中顯示結(jié)果。已經(jīng)開發(fā)出各種技術(shù)來從時序數(shù)據(jù)中提取頻率/振幅信息。然而，表示頻率和振幅如何隨著時間變化是個挑戰(zhàn)，尤其是當(dāng)有突變的頻率和/或振幅變化、或者來自于多個源的信號占據(jù)了相同的時間和頻率區(qū)域時。用于獲得時間、頻率和振幅信息的一個常規(guī)變換是離散傅里葉變換(DFT)。不幸的是，從DFT的大小(尺寸)獲得的頻率和時間分辨率之間有折衷。通過DFT所檢查的時間窗口與其尺寸成比例。因此，與小尺寸的DFT相比，大尺寸的DFT檢查較大的時間窗口。較大時間窗口使得大尺寸DFT變慢以對動態(tài)變化做出反應(yīng)。相反的，大尺寸DFT將頻率范圍切成非常小的片。通過DFT測量的最大頻率是數(shù)位信號的采樣率的一半。尺寸X的DFT將從O到最大值的頻率范圍分成X/2等份的“槽(bins) ”。因此，DFT中每個頻率槽的大小等于兩倍的采樣率除以其尺寸。因此，較大尺寸的DFT具有較高頻率分辨率但是較低的時間分辨率。因此，較大尺寸的DFT具有較高頻率分辨率但是較低的時間分辨率。由于這一折中，操作人員尋求改進(jìn)的DFT或者其他替代方法以精確的表示動態(tài)的、時變的波形，且同時具有良好的時間分辨率和頻率分辨率。光譜、離散小波變換、布賴特-維格納、伽柏以及窗口技術(shù)僅是用于試圖創(chuàng)建更精確的在時間、頻率和振幅方面變化的動態(tài)信號的時間-頻率表示的一些技術(shù)。每個技術(shù)具有其自己的優(yōu)勢和弱點(diǎn)計(jì)算復(fù)雜性(即處理負(fù)擔(dān))、偽像/失真、時間精確度和分辨率、頻率精確度和分辨率、以及振幅精確度和分辨率。本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)與模糊相似的但是復(fù)雜程度較低的被稱為光譜相關(guān)的結(jié)合多個FT數(shù)據(jù)的形式相混淆?，F(xiàn)有技術(shù)中建立的光譜相關(guān)，計(jì)算相同大小的FT，F(xiàn)T數(shù)據(jù)不是同時獲取的。因此，與本發(fā)明相反，光譜相關(guān)不具有同時改善時間和頻率分辨率和精確度的優(yōu)點(diǎn)。其還污染了隨著時間的信息，而這是本技術(shù)所要設(shè)計(jì)避免的。
發(fā)明人已經(jīng)公開了多個專利，這些專利通過引用而被并入本文。它們是快速發(fā)現(xiàn)基波的方法，美國專利6766288 BI ;修改復(fù)雜波形的諧波量的方法，美國專利7003120BI ;以及信號撕裂方法，美國專利6798886 BI。2008年11月26日提交的臨時專利申請61/119198也通過引用而被并入本文。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包含一種用于數(shù)字信號處理的機(jī)器實(shí)現(xiàn)的方法，包括從模擬信號的轉(zhuǎn)換或者從數(shù)據(jù)存儲中獲得數(shù)字信號；構(gòu)建一個或多個測量矩陣(MM)，該測量矩陣中包含含有特定的時間和頻率的振幅的單元；在這些矩陣中基于單元振幅的比較而標(biāo)記極大值；以及關(guān)聯(lián)這些極大值以當(dāng)多個極大值在時間和頻率上都一致時找到相關(guān)極大值。然后生成了具有被標(biāo)記出的相關(guān)極大值的被稱為精確測量矩陣(PMM)的新的矩陣。(注意所有這些極大值為局部極大值，但是為了簡潔，我們僅稱它們?yōu)椤皹O大值”。它們還可以是全局極大值， 但是在本文中并不妨礙。)如果僅構(gòu)建了一個MM，則識別多種類型的極大值以生成PPM。每個測量矩陣通常通過使用例如快速傅里葉變換(FFT)對輸入信號進(jìn)行重復(fù)轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生。每個轉(zhuǎn)換表示輸入信號中的被稱為時間片的時間的一部分，并產(chǎn)生一行單元，每個單元對應(yīng)于被稱為頻率槽的頻率范圍，。每個單元被表示其對應(yīng)的頻率槽/時間片的信號強(qiáng)度的振幅所占據(jù)。識別并標(biāo)記出每個測量矩陣中的沿著每個時間片和/或頻率槽的具有極大值振幅的單元?？梢允褂迷S多識別極大值的方法，產(chǎn)生了許多類型的極大值。在時間和頻率上相對應(yīng)的不同矩陣中的和/或不同類型的極大值被標(biāo)記在被稱為“精確測量矩陣”的新矩陣中。然后將PMM中鄰近的相關(guān)極大值連接在一起成為部分鏈。獲得、確定、識別、選擇、標(biāo)記和關(guān)聯(lián)是通過機(jī)器實(shí)現(xiàn)的。極大值單元是通過比較相鄰單元的振幅或者通過比較其他的特別相關(guān)的單元的振幅而識別出的。如果單元的振幅大于某些相鄰單元的振幅，則該單元被確定為簡單極大值單元。其它類型的極大值(下文中定義)包括關(guān)聯(lián)“小兄弟”極大值、角度極大值和竊賊極大值。如果對于相同的時間片和頻率槽建立了多個極大值(在不同的MM中和/或在相同的MM/單元中的多個類型的極大值)，那么該極大值相對應(yīng)，并且根據(jù)特定的測試標(biāo)準(zhǔn)，在PMM中的對應(yīng)的單元可以被標(biāo)記為相關(guān)極大值。PMM中的每個單元中的振幅為初始MM中的對應(yīng)單元的值的函數(shù)(例如加權(quán)平均數(shù))。術(shù)語本文中使用了下列術(shù)語。FT :傅里葉變換-用于計(jì)算波形頻譜的振幅的方法。DFT :離散傅里葉變換-用于計(jì)算離散(數(shù)字化)波形的頻譜的振幅的方法。DFT輸出可以是復(fù)數(shù)或者恰好是實(shí)數(shù)的振幅。本發(fā)明的許多優(yōu)選實(shí)施方式僅需要實(shí)數(shù)振幅。除非明確說成是復(fù)數(shù)，本文中所有提及的DFT為具有實(shí)數(shù)輸出的DFT。FFT :快速傅里葉變換-快速運(yùn)行的DFT方法，該方法如此流行以至于其名字通常用作與DFT同義。本文中DFT和FFT可交換使用。FIR:有限脈沖響應(yīng)-本文中，F(xiàn)IR指的是FIR濾波。FIR的集合可以產(chǎn)生與從具有實(shí)數(shù)振幅輸出的FFT所產(chǎn)生的時間和頻率信息相類似的時間和頻率信息。IIR:無限脈沖響應(yīng)-本文中，IIR指的是IIR濾波。IIR的集合可以產(chǎn)生與從具有實(shí)數(shù)振幅輸出的FFT所產(chǎn)生的時間和頻率信息相類似的時間和頻率信息。窗口 在傅里葉變換(或者等同技術(shù))中使用的時間部分。在DFT中，窗口大小(采樣中)被認(rèn)為是DFT的尺寸。例如，如果信號被用8000采樣每秒進(jìn)行數(shù)字化，尺寸為4000的DFT將對4000采樣的數(shù)據(jù)(半秒)起作用。窗口技術(shù)流行的DFT技術(shù)并非對窗口內(nèi)的采樣全部相同處理的。例如，尺寸為4000的簡單DFT將僅轉(zhuǎn)換4000采樣。利用窗口技術(shù)，4000采樣將被調(diào)成分配較多的權(quán)重給中間的采樣，分配較少的權(quán)重給在開始和結(jié)束的采樣。窗口技術(shù)被設(shè)計(jì)來減少DFT的頻
率響應(yīng)中的旁瓣/偽影。dB :分貝-在例如聲學(xué)與電子測量和計(jì)算中使用的測量值的對數(shù)比率。dBFS :全尺度dB-與在數(shù)字表示中的最大峰值有關(guān)的DB。
時間片時間的一部分。時間片可以例如通過對數(shù)據(jù)的特定時間窗口運(yùn)行FFT來表示。然而，窗口要比該表示的時間片大得多并且位于時間片的正中。時間片的大小是通過連續(xù)的FFT運(yùn)行之間的間隔所確定，而不是窗口的大小。對于每秒8000采樣的數(shù)字化信號，如果每隔8采樣運(yùn)行一次新的FFT，則時間片為8采樣(I毫秒)寬。FFT窗口可以是4000采樣(半秒或者500時間片)寬。頻率槽小范圍的頻率(例如1702-1704HZ)單元矩陣中的單元。通常，單元表示時間片中的頻率槽并包含dBFS振幅。MM :測量矩陣-表示一段時間的波形的頻譜振幅的單元的矩陣。測量矩陣通過重復(fù)FFT(或者等同變換)而生成。每個FFT為其時間片生成一行(或列)單元-每個頻率槽一個單元。每個單元中的振幅是在該時間片中的頻率槽的振幅。然后檢查單元并視情況標(biāo)記極大值。當(dāng)處理近似于實(shí)時的連續(xù)信號時，測量矩陣可以是無限長。對于有限時間的波形，測量矩陣可以是有限長。極大值單元被標(biāo)記為一個或多個類型的極大值的單元。簡單極大值單元振幅比直接相鄰的單元的振幅大的單元。如果單元的振幅比相同頻率槽中的在時間上的直接前面和直接后面的單元的振幅大，該單元為時間峰簡單極大值。如果單元的振幅比相同時間片中的頻率剛剛比其高和剛剛比其低的單元的振幅大，該單元為頻率峰簡單極大值。簡單單元可以同時是時間和頻率簡單極大值。時間峰和頻率峰簡單極大值單元可以被區(qū)別標(biāo)記，或者可以被作為同義詞，而僅被縮寫成為“簡單極大值單元”，或者“簡單極大值”，或者“局部極大值”。關(guān)聯(lián)極大值(“小兄弟”)單元鄰近簡單極大值的單元，其振幅在簡單極大值的指定閾值的范圍內(nèi)且大于另一側(cè)的單元的振幅。如果單元為時間峰簡單極大值，直接在其之前的以及之后的相同頻率槽中的單元為關(guān)聯(lián)極大值的候選單元。在一示例性實(shí)施方式中，如果在簡單極大值之前的候選單元中的振幅在簡單極大值的振幅的2dB范圍內(nèi)，并且還大于在簡單極大值之后的單元的振幅，那么該單元將被標(biāo)記為小兄弟。類似的，如果單元是頻率峰簡單極大值，在頻率上直接在該簡單極大值之上和之下的相同時間片中的單元為關(guān)聯(lián)極大值的候選單元。在一示例性實(shí)施方式中，如果頻率在簡單極大值之上的候選單元中的振幅在簡單極大值的振幅的3dB范圍內(nèi)，并且還大于頻率在該簡單極大值之上的單元的振幅，那么該單元將被標(biāo)記為小兄弟。在時間上相鄰的小兄弟的dB閾值不必與在頻率上相鄰的小兄弟的dB閾值相同。時間和頻率小兄弟可以被區(qū)別標(biāo)記出或者可以被作為同義詞并僅僅標(biāo)記為小兄弟。單個的單元可以同時是時間小兄弟和頻率小兄弟。角度極大值單元與兩邊的相鄰單元之間的振幅的差值的變化超過了給定閾值的單元。在示例性的實(shí)施方式中，如果單元比在相同的頻率槽的在時間上直接在其之前的單元大4dB，但是僅比在其后的單元小ldB，3dB的差值使得其成為角度極大值(具體的，時間角度極大值)。類似的，通過將單元的振幅與相同時間片中的頻率恰好在其上和下的單元的振幅進(jìn)行比較而求得頻率角度極大值。角度極大值可以被區(qū)別標(biāo)記成頻率角度極大值和/或時間角度極大值，或者可以被視為同義而僅標(biāo)記為角度極大值。單個的單元可以同時是時間角度極大值和頻率角度極大值。竊賊極大值單元一種極大值單元，該極大值為通過測量當(dāng)信號峰進(jìn)入或離開DFT窗口時的振幅變化而檢測到的極大值。當(dāng)峰在單元的轉(zhuǎn)換窗口內(nèi)時在頻率槽內(nèi)的能量峰將影響該槽中的所有單元的振幅。如果變換窗口為例如500時間片寬，那 么峰將在離開之前進(jìn)入該窗口 500時間片(單元)。通過比較振幅增加和500時間片后的減少，以及還將它們兩者與特定的閾值比較，可以顯示竊賊極大值。然后標(biāo)記中間的單元。如果峰的持續(xù)時間長于時間片，能量將傾斜提升多個單元(時間片或者行)以及后來類似地傾斜下降500單元，中間的多個單元被標(biāo)記為竊賊極大值。因此，與其他類型的極大值不同，竊賊極大值不是通過比較單元與其直接鄰近的單元而檢測出的。由于窗口可能比單一時間片寬得多，可以在遠(yuǎn)離被標(biāo)記的單元的單元中看到振幅的變化。而且，與簡單極大值、關(guān)聯(lián)極大值和角度極大值不同，竊賊極大值僅能作為時間極大值存在，沒有類似的頻率極大值。部分標(biāo)記的極大值單元或者一組相關(guān)的標(biāo)記極大值單元(例如簡單極大值及其小兄弟)。部分鏈連接在一起的部分的集合。部分鏈可以包括每時間片一個或多個部分。部分鏈可以橫跨時間片成為直線、曲線和/或折線。部分鏈被認(rèn)為是連接的單元。DnMM :尺寸N測量矩陣-具有N個頻率槽的測量矩陣。例如，D50(MM為具有500測量槽的測量矩陣?？赡軣o限的時間尺寸不被用作麗。PMM :精確測量矩陣-具有MM的相關(guān)極大值的相關(guān)極大值矩陣。DnPMM :尺寸N精確測量矩陣。


本專利或申請文件包含至少一彩色圖。根據(jù)要求將提供帶有彩圖的本專利或?qū)＠暾埑霭嫖锏膹?fù)本。圖I所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的原理圖。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的標(biāo)記有簡單極大值的示例測量矩陣的視圖。圖3A、3B、3C、3D、3E和3F所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的可能類別的極大值檢測。圖4所示為在測量矩陣之間比較以尋找極大值重合并產(chǎn)生相關(guān)極大值矩陣或者精確測量矩陣(PMM)的示例性結(jié)果。圖5A和5B所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式對相同數(shù)據(jù)用單獨(dú)的FFT獲得的兩個測量矩陣的示例性視覺展現(xiàn)。
圖5C和所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的圖5A和5B的兩個測量矩陣分別確定的并通過分析工具獲得的極大值的示例性視覺展現(xiàn)。圖5E所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的從圖9C和9D中所示的極大值中確定出的精確測量矩陣輸出數(shù)據(jù)的示例性視覺展現(xiàn)。圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的示例性實(shí)施方式創(chuàng)建“精確測量矩陣”(PMM)作為產(chǎn)生根據(jù)時間的精確振幅和頻率信息的新型動態(tài)計(jì)算機(jī)機(jī)器處理的一部分。PMM是新型的非常有用的數(shù)據(jù)和輸出，其能比現(xiàn)有技術(shù)更精確。
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與和傳統(tǒng)技術(shù)相關(guān)的問題相比，本發(fā)明的某些示例性實(shí)施方式有利的具有時間序列信號的瞬時頻率和振幅的高分辨率的且精確的測量值。本發(fā)明的實(shí)施方式可以通過結(jié)合不同大小的多個、同時測量矩陣(通過查找極大值單元并標(biāo)記極大值單元來對單元進(jìn)行標(biāo)記)，然后查找MM以關(guān)聯(lián)極大值來實(shí)現(xiàn)這一優(yōu)勢。如上文所解釋的，較小大小的變換提供較好的時間分辨率，而較大大小的變換提供較好的頻率分辨率。因此，通常使用兩個或更多個測量矩陣以創(chuàng)建全部的PMM?？梢允褂昧硗獾臏y量矩陣(例如具有相同的尺寸但是變換不同或者窗口技術(shù)不同的測量矩陣)來提供甚至更高分辨率和精確度。還可以使用多種類型的矩陣來為PMM尋找相關(guān)極大值。相鄰相關(guān)矩陣將被連接成被稱為部分鏈的鏈。該連接是通過連接任意兩個頻率槽相鄰或者相同的、且時間片相鄰或相同的極大值單元來實(shí)現(xiàn)的。在一個基本實(shí)施方式中，使用不同尺寸的FFT創(chuàng)建兩個麗，標(biāo)記簡單極大值和小兄弟(時間和頻率上的)，對于小兄弟閾值為2db。在該實(shí)施方式中，所有四種類型(時間和頻率、簡單和小兄弟)的極大值被認(rèn)為是等同的，單元僅被標(biāo)記為“極大值”。然后通過比較兩個MM中的具有對應(yīng)時間和頻率的單元并當(dāng)對應(yīng)單元均具有極大值時在PMM中標(biāo)記極大值而創(chuàng)建PMM。PMM中的單元被原始MM中的對應(yīng)單元的振幅的平均值所占據(jù)。例如，假定每秒8000采樣的數(shù)字聲頻信號。在該實(shí)施方式中，可以通過進(jìn)行每80采樣(每10毫秒)1000尺寸的FFT來產(chǎn)生一個麗。每個FFT表示IOms長的時間片。獲得的每個FFT的振幅被記錄作為該MM中的一行。然后將具備簡單極大值和小兄弟的資格的單元標(biāo)記成極大值單元。注意尺寸N的FFT(或者其他等同技術(shù))產(chǎn)生具有N/2頻率槽的麗。因此，通過尺寸1000的FFT產(chǎn)生的麗為D50(MM。還注意的是產(chǎn)生的極大值頻率通常等于采樣率的一半-在采樣率為8000的樣品中為4000Hz。將0-4000的頻率范圍分成500等份產(chǎn)生8Hz寬的頻率槽(0-8Hz，8-16Hz. . . 3992_4000Ηζ)。然后具有簡單極大值和小兄弟資格的單元被標(biāo)記成極大值單元。接著，通過進(jìn)行每80采樣的尺寸4000的FFT產(chǎn)生D200(MM。獲得的每個FFT的振幅在 D2000MM 中被記錄成一行。D2000MM 的頻率槽為 2Hz (0_2Hz，2_4Hz. . . 3998-4000Hz)寬。然后具有簡單極大值和小兄弟資格的單元被標(biāo)記成極大值單元。注意，D200(MM的頻率的精確度為D50(MM的四倍。相反，憑借其較短的窗口，D500MM在時間方面的精確度為D2000MM的四倍。具體的，D2000MM是從4000采樣的時間窗口計(jì)算出的(橫跨半秒-50行或者時間片)，而D500MM是從1000采樣的時間窗口計(jì)算出的(僅橫跨八分之一秒-12. 5行或者時間片)。為了同時得到D500MM的時間分辨率和D200MM的頻率分辨率，兩個D500MM被關(guān)聯(lián)并建立D2000PMM。由于在D500MM中的每個頻率槽橫跨D2000MM中的四個頻率槽，在一個中識別對應(yīng)于另一個中的頻率槽的頻率槽可能會混淆。為了簡化(即在實(shí)際機(jī)器中也在本說明中)D500MM被擴(kuò)展以便單元與D2000MM的單元精確對應(yīng)。為此，D500MM中的每個單元被分成8等份。在D500MM中的每行中，每個單元都被劃分。0-8Hz的單元被分成4個單元(0-2Hz,2-4Hz,4-6Hz和6_8Hz)。每個新單元保留了原始的0_8Hz單元的振幅和極大值標(biāo)記。其它單元以相同的方式劃分。因此，由于行(時間片)已經(jīng)在時間上精確對應(yīng)，在擴(kuò)展了的D500MM中的每個單元精確對應(yīng)于D2000MM中的單元，從而直接的建立了 D2000PMM。D2000PMM中的每個單元的振幅被D500MM和D2000MM中的對應(yīng)單元的振幅的平均值所占據(jù)。兩個振幅的任何函數(shù)是允許的，但是在這一實(shí)施方式中，PMM中的單元的振幅是在兩個原始MM中的單元的能量的簡單平均。如果在兩個MM中的對應(yīng)單元被標(biāo)記成極大值，則這樣的每個單元被標(biāo)記成極大值。
注意，這些麗的行如何在時間上精確對應(yīng)是公知常識，但是仍然值得解釋。D200(MM中的第一行是從數(shù)字輸出中的采樣1-4000創(chuàng)建的。D50(MM的第一行是從采樣1502-2500產(chǎn)生的，以便居中到同一點(diǎn)。(中心點(diǎn)恰好為2000. 5)。由于時間片為80采樣寬，通過這些行所表示的時間片可以被認(rèn)為是采樣1961-2040(也以2000. 5為中心)。第二行(時間片)可以是后來的80采樣。通過對采樣81-4080進(jìn)行FFT而產(chǎn)生D200(MM的第二行(以2080. 5為中心)，對采樣1581-2580進(jìn)行FFT產(chǎn)生D500MM(也以2080. 5為中心)。時間片可以被認(rèn)為是采樣2041-2120(同樣以2080. 5為中心)。注意，按照定義時間片不重疊?？梢酝ㄟ^變更這一點(diǎn)而產(chǎn)生本發(fā)明的其他實(shí)施方式。D500MM的擴(kuò)展不是物理上必須的，包含其是為了使得解釋更清楚。因此實(shí)施方式可以跳過該步驟并僅關(guān)聯(lián)在頻率上對應(yīng)的未擴(kuò)展的單元(如圖4所示)?？梢詼p少時間極大值，僅使用頻率極大值。相反，可以僅使用時間極大值。小兄弟閾值可以從2dB變化至任何其他的值，或者可以完全不適用小兄弟。可以創(chuàng)建并關(guān)聯(lián)兩個以上的MM。當(dāng)使用超過兩個MM時，它們之間的一致性不必通用。例如，如果使用五個不同的測量矩陣，可能需要在相同時間和頻率的五個極大值中的三個以識別相關(guān)極大值。而且，不同于將所有的極大值等同看待或者視為相同的權(quán)重，小兄弟可以被視為不同于簡單極大值。當(dāng)使用超過2MM時，相關(guān)極大值可以被定義為兩個或更多個一致的極大值，而小兄弟僅被計(jì)算為半個極大值。因此，相關(guān)極大值需要兩個或更多個一致的簡單極大值或者一個簡單極大值與兩個或更多個小兄弟一致，或者四個或更多個一致的小兄弟(即只要總計(jì)達(dá)2)。當(dāng)極大值不被視為相同權(quán)重，相關(guān)極大值的標(biāo)準(zhǔn)可以比簡單相加更復(fù)雜-任何數(shù)學(xué)公式或者加權(quán)都是可能的。例如，如果存在有另一類型的極大值可以通過給予零權(quán)重而排除一些類型的極大值或者權(quán)重可以取決于存在的極大值的不同類型。而且，不同類型的極大值可以被分類成相同權(quán)重類型的組。例如，頻率峰簡單極大值以及它們的小兄弟可以為相同權(quán)重的組，時間峰簡單極大值以及它們的小兄弟為相同權(quán)重的另一組，但是該組的權(quán)重不同于其他組的權(quán)重。頻率峰簡單極大值和它們的小兄弟可以完全計(jì)算，而時間峰簡單極大值和它們的小兄弟可以每個被計(jì)算成三分之二個極大值。
相關(guān)極大值還可以定義為在最大尺寸MM中的極大值,該極大值與任何其它MM中的極大值相對應(yīng)。根據(jù)應(yīng)用或信號性質(zhì)可以改變相關(guān)極大值的標(biāo)準(zhǔn)，但是必須包含兩個或多個極大值的在時間和頻率上的對應(yīng)。而且，對于不同的頻率范圍，可以不同的確定相關(guān)極大值。例如，對于低頻，可能需要較大尺寸測量矩陣以增加頻率分辨率。相反，對于高頻，較小尺寸的測量矩陣可以進(jìn)行得很好。在示例性的實(shí)施方式中可以使用這些變化的任意組合。而且，可以使用任何的窗口技術(shù)。在另一不例性實(shí)施方式中，使用相同尺寸的FFT但是不同的窗口技術(shù)產(chǎn)生多個MM。然后在這些MM中標(biāo)記出極大值(可能用不同的標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn))，然后將比較MM以尋找相關(guān)極大值并建立PMM。在另一示例性實(shí)施方式中，使用不同尺寸的FFT和不同的窗口技術(shù)產(chǎn)生多個麗。例如,可以不用窗口技術(shù)產(chǎn)生D50(MM和D200(MM，用漢明窗(Hamming window)產(chǎn)生另一個D2000MM。然后關(guān)聯(lián)這三個MM以產(chǎn)生PMM。可能的組合是無盡的。
在另一個示例性的實(shí)施方式中，僅創(chuàng)建單個MM。在該實(shí)施方式中，不利用窗口技術(shù)創(chuàng)建D4000MM。識別并標(biāo)記頻率峰簡單極大值。還識別并標(biāo)記竊賊極大值。同時標(biāo)記為頻率峰和竊賊極大值的任何單元為相關(guān)極大值，用這些標(biāo)記的相關(guān)極大值創(chuàng)建PMM。本發(fā)明的其它實(shí)施方式可以通過變更這一點(diǎn)而產(chǎn)生。MM可以具有除4000外的不同尺寸?？梢允褂萌ゾ矸e和/或窗口技術(shù)來增強(qiáng)MM的頻率分辨率。允許使用小兄弟?？梢允褂酶`賊極大值的特性的函數(shù)作為小兄弟閾值，而不是使用恒定的dB數(shù)。具體的，除弱竊賊極大值外的“強(qiáng)”竊賊極大值可以觸發(fā)不同的小兄弟閾值。在另一示例性實(shí)施方式中，可以使用全復(fù)數(shù)FFT，MM的單元被復(fù)數(shù)所占據(jù)，極大值的識別可以同時基于單元中的振幅和相。例如，小兄弟和角度極大值閾值可以包括相組分。較大或較小相移可以被認(rèn)為更能說明極大值。在另一示例性實(shí)施方式中，一些或所有的FFT被多個IIR或者FIR所取代。每個頻率槽使用單獨(dú)的FIR或者IIR。使用濾波來代替目前的從一個域至另一個域的變換以識別頻譜的通用技術(shù)是已知的，但是該方法計(jì)算強(qiáng)度更高。為了 MM中的時間片相同的居中于一點(diǎn)，可以使用時滯補(bǔ)償來調(diào)節(jié)濾波的頻率響應(yīng)中的群延遲變化。從FIR和IIR創(chuàng)建的MM被用作與從FFT創(chuàng)建的麗相同。示例性的實(shí)施方式可以組合上述的所有的、在用不同尺寸的FFT和/或不同窗口技術(shù)和/或FIR或IIR的帶所創(chuàng)建的多個MM中的多個類型的極大值。然后為相應(yīng)的頻率槽和時間片關(guān)聯(lián)極大值。當(dāng)使用FIR或者IIR，可以使用較長時間片以減少計(jì)算負(fù)擔(dān)。在這種情況下，通過FIR或者IIR所產(chǎn)生的MM中的單個行(時間片)可以在時間上與通過FFT所產(chǎn)生的MM中的兩個或更多個行相關(guān)聯(lián)。為了促進(jìn)簡單相關(guān)，矩陣可以在時間上與在頻率上的擴(kuò)展相類似的方式擴(kuò)展-或者可以不用該裝置進(jìn)行關(guān)聯(lián)。而且，同時極大值單元的識別在這里被描述成“標(biāo)記”單元，這在一些示例性實(shí)施方式中不是文字錯誤。可以使用追蹤那些單元是極大值而哪些不是極大值的任何方式。在一示例性實(shí)施方式中，單個平行矩陣(或陣列)包含極大值指示。因此，MM或者PMM可以不是字面上所指的機(jī)器中的單個矩陣或陣列，而可以字面上指共同包含本文中所描述的振幅和極大值信息的一組平行矩陣或者陣列。圖I所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的原理圖。模擬信號接收裝置IOla捕獲物理模擬信號。模擬信號接收裝置IOla可以例如為播放磁帶的磁帶播放器、麥克風(fēng)、攝影機(jī)或者其他傳感器等。模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器IOlb將物理模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。在示例性實(shí)施方式中，A/D轉(zhuǎn)換器IOlb被固定在例如提供數(shù)字音頻工作站(DAW)的數(shù)字音頻機(jī)上。例如使用16比特量化和SKHz的采樣頻率產(chǎn)生數(shù)字格式。量化的每位可以提供大約6dB的動態(tài)范圍。因此,示例16比特量化可以導(dǎo)致總動態(tài)范圍為大約125dB,足夠用于一些音頻應(yīng)用中?？墒褂闷渌炕x項(xiàng)，包括但不限于32比特和24比特。量化還可以是使用在例如為光盤驅(qū)動器(⑶-ROM)的裝置中通常使用的過采樣和Σ -Δ調(diào)制的單比特。模擬信號接收裝置IOla和A/D轉(zhuǎn)換器IOlb可以是相同裝置或者分開的裝置。在示例性的實(shí)施方式中，不是經(jīng)由模擬信號接收裝置IOla和A/D轉(zhuǎn)換器IOlb提供數(shù)字信號，而是通過存儲數(shù)字信號的數(shù)據(jù)存儲102提供數(shù)字信號。數(shù)據(jù)存儲102可以是任何類型的數(shù)據(jù)存儲，例如硬盤驅(qū)動器、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(NAS)裝置、閃盤驅(qū)動器等。然而，數(shù)據(jù)存儲102不限于這些具體的示例。數(shù)據(jù)存儲102可以包括其他現(xiàn)有的或者將來開發(fā)出的數(shù)據(jù)存儲裝置，而不偏離本發(fā)明的范圍。 可以通過示例性實(shí)施方式處理許多類型的信號。例如，提供的數(shù)字信號可以是來自于音頻頻譜、視頻頻譜或者其它頻譜的數(shù)字化的模擬信號，或者可以起源于數(shù)字形式。在方框103-107中，無論是接收自模擬信號接收裝置IOla和A/D轉(zhuǎn)換器IOlb還是接收自數(shù)據(jù)存儲102的數(shù)字信號都被變換以生成測量矩陣。變換可以例如為FFT。例如，在103-107的每個方框中，用不同的尺寸和相應(yīng)的頻譜分辨率對數(shù)字化的物理模擬信號進(jìn)行FFT。變換的功能還可以通過中心頻率適當(dāng)?shù)姆指粼竭^目標(biāo)頻譜的FIR或者IIR帶通濾波器的帶完成。通常，進(jìn)行兩個或更多個這樣的變換(或者濾波器組的集合)。圖I所示為五個這樣的變換，盡管可以使用任意數(shù)目的變換。在方框108-112中，通過各種比較每個測量矩陣中的單元的振幅的方法來識別每個測量矩陣中的極大值單元。當(dāng)測量矩陣處理實(shí)時波形時，可以一次處理一行或幾行。保留一些數(shù)據(jù)先前處理過的行的數(shù)據(jù)，用于與當(dāng)前正在處理的行進(jìn)行比較。在方框113中，每個測量矩陣中識別出的極大值在時間和頻率方面被比較，以尋找相關(guān)極大值。這些比較可以包括相同類型的或者不同的類型極大值。在示例性的實(shí)施方式中，這些比較可以包括來自于相同變換/方框(例如方框108)的不同類型的極大值。例如，來自于方框108的竊賊極大值單元可以與來自于方框108-112中的簡單和關(guān)聯(lián)極大值單元進(jìn)行比較?？梢员容^任何組合。在方框114中，建立精確測量矩陣。來自于方框113的識別出的對應(yīng)的時間片和頻率槽的位置形成相關(guān)極大值，該相關(guān)極大值被標(biāo)記在PMM中。PMM的單元中的振幅可以被包含在原始測量矩陣中的對應(yīng)單元中的振幅的任何函數(shù)所占據(jù)(例如，平均、加權(quán)平均、中值等)。該函數(shù)可以是簡單的(例如僅使用來自于一個原始矩陣的振幅)或復(fù)雜的(例如對每個原始矩陣中的單元是否為極大值和該極大值的類型敏感)。在示例性的實(shí)施方式中，輸出裝置115可以是數(shù)據(jù)存儲或者傳輸裝置或者具有用戶界面以將測量的信號可視化的可視裝置?？梢曆b置例如為顯示裝置或者打印裝置。示例顯示裝置可以包括液晶顯示器、投影顯示器等。示例打印裝置可以包括基于色粉的打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、無墨打印機(jī)等。示例性實(shí)施方式的其他臨時結(jié)果也可以被提供至輸出裝置115。在示例性實(shí)施方式中，輸出裝置115可以是數(shù)據(jù)存儲以存儲PMM。在示例性實(shí)施方式中，輸出裝置115可以是傳輸裝置以發(fā)送PMM至另一裝置。然后這些結(jié)果可以被信號處理器或者其它裝置所使用以修改原始波形。在示例性實(shí)施方式中，輸出裝置可以包括數(shù)據(jù)存儲和可視裝置，以便信號處理器能夠被手動調(diào)節(jié)以獲得滿意的結(jié)果。圖2所示為通過圖I的方框103-107所產(chǎn)生的具有被圖I的方框108-112所標(biāo)記的簡單極大值單元的示例性的測量矩陣的視圖。對于這個示例，行是時間片，列是頻率槽。每個單元中的數(shù)值是相應(yīng)的振幅測量值(以dBFs)。頻率峰簡單極大值單元被用黑框所標(biāo)記，時間峰簡單極大值單元被用灰色背景所標(biāo)記。例如，頻率峰簡單極大值為測量矩陣中的時間片中的振幅超過兩個在頻率上相鄰的單元的振幅的單元。圖2中，單元(160,671. 9)被標(biāo)記為頻率峰簡單極大值(黑色邊框)，因?yàn)槠湔穹笥谙噜彽膯卧?160,656. 3)和(160,687. 5)。類似的，時間峰極大值單元為在頻率槽內(nèi)具有局部極大值振幅的單元。圖2中，單元(159,671. 9)被標(biāo)記為時間峰簡單極大值(陰影背景)，因?yàn)槠湔穹笥谙噜彽膯卧?158,671. 9)和(160,671. 9)。圖3A和3C分別示出了頻率峰簡單極大值和時間峰簡單極大值的信號強(qiáng)度。盡管小兄弟未被標(biāo)記在圖2中，我們可以看出它們可能在的位置。假設(shè)小兄弟的 閾值為3dB。單元(160,671. 9)被用黑框標(biāo)記為頻率峰簡單極大值單元。相鄰單元(160，656. 3)和(160,687. 5)為關(guān)聯(lián)極大值單元的候選，但是僅單元(160,656. 3)在振幅上足夠近而具有關(guān)聯(lián)極大值的資格(3dB內(nèi))。由于其振幅還大于單元(160,640. 6)的振幅，其為小兄弟。可以相同的確定關(guān)于時間片的關(guān)聯(lián)極大值單元。圖3B和3D分別示出了具有小兄弟的頻率峰簡單極大值和具有小兄弟的時間峰簡單極大值的信號強(qiáng)度。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方式的沿著時間和頻率的極大值檢測的示例類型。圖3A描述了頻率峰簡單極大值。圖3B描述了頻率峰簡單極大值和具有幾乎相同振幅的小兄弟。圖3C描述了時間峰簡單極大值。圖3D描述了時間峰簡單極大值和具有幾乎相同振幅的小兄弟。圖3E所示為時間片中的角度極大值。第三點(diǎn)是可能的頻率角度極大值。其振幅明顯超過其左邊的點(diǎn)的振幅。其振幅也稍微低于其右邊的點(diǎn)的振幅。如果與左邊的點(diǎn)的差值足夠大于右邊的點(diǎn)的差值，其為角度極大值。例如，假設(shè)角度極大值的閾值為3dB。如果第三點(diǎn)比其左邊的點(diǎn)大5dB，但是僅比其右邊的點(diǎn)小ldb，差值(4db)超出了閾值，其為角度極大值。然后MM中的該單元將被標(biāo)記成角度極大值。注意，差值閾值不必為簡單的恒定的dB值，而是可以為頻率和振幅的函數(shù)。角度極大值單元還可以是振幅偏離預(yù)期凸形的單元。還可以基于頻率槽內(nèi)時間中的變化來類似的定義時間角度極大值。圖3F闡述了通過顯示進(jìn)入和離開變換窗口的信號峰來檢測竊賊極大值。變換窗口要比這里的峰寬得多，因此當(dāng)峰進(jìn)入時，振幅增加(傾斜增加)，當(dāng)峰完全進(jìn)入窗口時保持不變，當(dāng)峰離開時振幅減少。峰的真實(shí)寬度可以從傾斜的長度來得到。該增加和下降的時間和持續(xù)時間定義了竊賊極大值。圖4所示為圖I的方框113中所進(jìn)行的兩個測量矩陣的示例性關(guān)聯(lián)。較寬的頻率槽在較低尺寸的測量矩陣中(例如D500MM)。該麗中的極大值用水平線表示。較窄的頻率槽在尺寸8倍高的測量矩陣中(例如D4000MM)。該MM中的極大值用垂直線表示。相關(guān)的極大值(同時是對應(yīng)時間和頻率的MM中的極大值)被陰影著色。這些將是圖I的方框114的PMM中的極大值。圖5A和5B所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式獲得的兩個測量矩陣的示例性視覺展現(xiàn)。圖5A的測量矩陣是使用512采樣點(diǎn)的FFT(即D256MM)生成的，圖5B的測量矩陣是使用4096采樣點(diǎn)的FFT(即D2048MM)生成的。兩個測量矩陣?yán)鐬閳DI的方框103和104的輸出。圖5C和所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式獲得的分別根據(jù)圖5A和5B的兩個測量矩陣確定的示例性視覺展現(xiàn)。圖5C和的極大值單元例如分別為圖I的方框108和109的輸出。圖5E所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的從圖5C和中所示的相關(guān)極大值所確定出的精確測量矩陣(PMM)的示例性視覺展現(xiàn)。PMM是在圖I的方框114中獲得的。圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。輸入信號1005為通過模擬裝置所捕獲并數(shù)字化的(IOla和IOlb)或者從數(shù)據(jù)存儲102中獲得的物理模擬信號的數(shù)字化形式。信號處理機(jī)1001處理輸入信號1005，并包括測量器1002、標(biāo)記器1003和比較器1004。測量器1002從輸入信號1005生成MM(實(shí)現(xiàn)圖I的方框103-107)。標(biāo)記器1003分析并標(biāo)記麗。標(biāo)記器1003識別并標(biāo)記每個麗中的極大值(進(jìn)行圖I中的方框108-115)。比較器1004識別矩陣中的具有相應(yīng)的時間和頻率的極大值單元，并建立具有識別出的并標(biāo)記出的·相關(guān)極大值的PMM。在本發(fā)明的一些不例性實(shí)施方式中，信號處理模塊1001可以包括一個或多個數(shù)字處理器。該一個或多個數(shù)字處理器可以與數(shù)據(jù)存儲器等相互作用，數(shù)據(jù)存儲器例如為圖I的數(shù)據(jù)存儲器102，其可以存儲被一個或多個數(shù)字處理器所使用的軟件和/或數(shù)據(jù)。測量器102、標(biāo)記器1003和比較器1004可以用具有至少一中央處理單元(CPU)和多個存儲器的的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。測量器1002、標(biāo)記器1003和比較器1004可以例如被實(shí)現(xiàn)為現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號處理(DSP)芯片、圖形處理器(GPU)、特定用途集成電路(ASIC)等。測量器1002、標(biāo)記器1003和比較器1004可以以軟件的形式實(shí)現(xiàn)為一個或多個執(zhí)行器，并存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲器中。輸出數(shù)據(jù)1006為精確測量矩陣。輸出裝置1007存儲、顯示和/或傳送該輸出數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以呈現(xiàn)為在數(shù)字計(jì)算機(jī)上的軟件。其可以運(yùn)行單核單處理器、多核單處理器、或者具有單核或多核的多處理器。軟件可以執(zhí)行方框103-112或者其組合。本發(fā)明可以通過使用通用的或者專業(yè)的數(shù)字信號處理器芯片來呈現(xiàn)。本發(fā)明可以包含在專用硬件中。本發(fā)明可以集成在一個或多個將被安裝在計(jì)算機(jī)或其它裝置上的包含例如數(shù)字信號處理器芯片的電路板上。在示例性的實(shí)施方式中，矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以被在邏輯上提供相同功能的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所替代。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以由域所構(gòu)成。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以包括但不限于例如為稀疏矩陣、鏈隊(duì)列等。例如，識別出的極大值單元可以通過稀疏矩陣所表示，識別出的單元的鏈可以通過鏈隊(duì)列表示，等。一些示例性實(shí)施方式可以通過使用平行計(jì)算硬件來實(shí)現(xiàn)。在示例性實(shí)施方式中，圖I的方框103-193和/或方框108-112可以用平行硬件來實(shí)現(xiàn)。平行計(jì)算機(jī)的主存儲器可以是共享存儲器(所有的處理元件之間共享單個地址空間)或者分布式存儲器(其中每個處理元件具有其自己的局部地址空間)。本發(fā)明可以具有范圍廣泛的應(yīng)用，包括但不限于，例如，包括音頻的信號方差分析、音頻頻譜分析、在可使用產(chǎn)業(yè)中任何頻率范圍中的信號分析、數(shù)據(jù)壓縮、聾人的數(shù)字耳蝸、“聲紋”信息等。本發(fā)明開發(fā)的信息可以用于為其它信號處理器、分析裝置、算法、系統(tǒng)和組織提供新的或者改進(jìn)的輸入。穿過時頻平面的相關(guān)部分鏈的記錄與沿著每個鏈的振幅或者內(nèi)插值振幅一起可以提供豐富的和簡潔的具體信號源的成分記錄。先前被更強(qiáng)信號掩蓋的信號可以被測量和視覺化，尤其是當(dāng)部分被連接到PMM視覺顯示中的部分鏈時。本文中所描述的示例和實(shí)施方式是非限制性的示例。本發(fā)明詳細(xì)描述了示例性的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上文可以明白可以在不偏離本發(fā)明的較寬方面的情況下進(jìn)行變化和改進(jìn)，并因此在權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明意于覆蓋在本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)的所有這些變化和改進(jìn)。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式能夠被用于精確測量聲音組分，甚至當(dāng)該聲音組分是包含混合聲音的復(fù)合波形的部分時也能精確測量。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式還可以被用于例 如包含聲音的復(fù)合波形，即使該聲音以短時或者長時爆聲的形式出現(xiàn)和/或以傾斜和/或振動形式變化。盡管本發(fā)明已經(jīng)被詳細(xì)描述和說明，顯然可以理解的是僅是通過闡述和示例描述本發(fā)明，而非任何方式的限制。本發(fā)明的范圍僅通過所附的權(quán)利要求所限制。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)字信號處理的機(jī)器實(shí)現(xiàn)的方法，該方法包括 從數(shù)據(jù)存儲或者從接受自模擬源的或者通過物理模擬裝置捕獲的物理模擬信號的變換獲得數(shù)字波形信號； 從所述數(shù)字波形確定兩個或多于兩個的測量矩陣，每個矩陣包含多個單元，每個單元表示對應(yīng)的時間片和頻率槽，并具有與該頻率槽和時間片的信號能量相對應(yīng)的振幅； 在每個測量矩陣中基于它們具有的局部極大值振幅識別各種類型的極大值単元； 從多個測量矩陣中識別在時間和頻率上重合的相關(guān)極大值作為極大值単元或者從相同的単元/矩陣內(nèi)識別多個類型的極大值作為極大值單元； 構(gòu)建表示所述相關(guān)極大值的精確測量矩陣；以及 存儲、傳輸和/或顯示所述精確測量矩陣； 其中獲得、確定、識別、構(gòu)建、存儲、傳輸和顯示是通過機(jī)器實(shí)現(xiàn)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中如果單元為振幅大于相同的頻率槽中的兩個相鄰単元的振幅的時間峰簡單極大值，則該単元被確定為局部極大值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中如果單元為振幅大于相同的時間片中的兩個相鄰単元的振幅的頻率峰簡單極大值，則該単元被確定為局部極大值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中如果單元為振幅大于相同的時間片中的兩個相鄰単元的振幅的頻率峰簡單極大值，則該単元被確定為局部極大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的方法，其中小兄弟被認(rèn)為是極大值単元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中角度極大值単元被認(rèn)為是極大值単元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的方法，其中竊賊極大值單元被認(rèn)為是極大值單J Li ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其中各種類型的極大值被認(rèn)為是相同權(quán)重并僅被識別為極大值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其中各種類型的極大值的權(quán)重不同，且每個類型的極大值被単獨(dú)追蹤。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其中定義了多個包含多種類型的極大值的組，其中每個組中的多種類型的極大值被認(rèn)為具有相同權(quán)重，但是不同組的權(quán)重不同，且根據(jù)組單獨(dú)追蹤極大值。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，如果測量矩陣的大部分単元具有對應(yīng)的時間片和對應(yīng)的頻率槽的極大值単元，那么宣布相關(guān)極大值，且在精確測量矩陣中的對應(yīng)單元被識別為相關(guān)極大值。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，如果測量矩陣的兩個或更多個単元的具體組合為對應(yīng)的時間片和對應(yīng)的頻率槽的極大值単元，宣布相關(guān)極大值，且在精確測量矩陣中的對應(yīng)單元被識別為相關(guān)極大值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，如果測量矩陣的兩個或更多個単元的具體組合為對應(yīng)的時間片和對應(yīng)的頻率槽的極大值単元，那么宣布相關(guān)極大值，且在精確測量矩陣中的對應(yīng)單元被識別為相關(guān)極大值。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，如果對應(yīng)的時間片和對應(yīng)的頻率槽的測量矩陣的兩個或多個單元的若干個具體組合和/或兩個或更多個類型的極大值中的任一個為極大值單元，宣布相關(guān)極大值，且在精確測量矩陣中的對應(yīng)單元被識別為相關(guān)極大值。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14所述的方法，其中精確測量矩陣中的単元的振幅為測量矩陣的對應(yīng)單元的振幅、和它們的極大值(如果有的話)的函數(shù)。
16.一種用于數(shù)字信號處理的機(jī)器實(shí)現(xiàn)的方法，該方法包括 從數(shù)據(jù)存儲或者從接受自模擬源的或者通過物理模擬裝置捕獲的物理模擬信號的變換獲得數(shù)字波形信號； 從數(shù)字波形確定單個測量矩陣，該該矩陣包含多個單元，每個單元表示對應(yīng)的時間片 和頻率槽，并具有與該頻率槽和時間片的信號能量相對應(yīng)的振幅； 在測量矩陣的單元中基于它們的局部極大值振幅識別多種類型的包括竊賊極大值在內(nèi)的極大值； 用竊賊極大值和至少ー其它類型的極大值識別相關(guān)極大值； 構(gòu)建表示所述相關(guān)極大值的精確測量矩陣，精確測量矩陣中的每個單元中的振幅為測量矩陣中對應(yīng)大怒焰的振幅的、和對應(yīng)單元的極大值的函數(shù)；以及存儲、傳輸和/或顯示所述相關(guān)極大值矩陣； 其中獲得、確定、識別、構(gòu)建、存儲、傳輸和顯示是通過ー個或多個機(jī)器實(shí)現(xiàn)的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中如果單元為振幅大于相同的頻率槽中的兩個相鄰單元的振幅的時間峰簡單極大值，則該単元被確定為局部極大值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中如果單元為振幅大于相同的時間片中的兩個相鄰單元的振幅的頻率峰簡單極大值，該單元被確定為局部極大值。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中如果單元為振幅大于相同的時間片中的兩個相鄰單元的振幅的頻率峰簡單極大值，該單元被確定為局部極大值。
20.根據(jù)權(quán)利要求17、18或19所述的方法，其中小兄弟也被認(rèn)為是極大值単元。
21.根據(jù)權(quán)利要求16、17、18、19或20所述的方法，其中角度極大值単元被認(rèn)為是極大值單元。
22.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、1617、18、19、20或21所述的方法，其中在精確測量矩陣中的相鄰極大值被連接成部分鏈。
全文摘要
一種用于計(jì)算機(jī)控制的數(shù)字信號處理的機(jī)器實(shí)現(xiàn)的方法，包括從數(shù)據(jù)存儲或者從模擬信號的轉(zhuǎn)換獲得數(shù)字信號，以及從該數(shù)字信號確定測量矩陣。每個測量矩陣具有多個單元，每個單元具有與時間片的頻率槽中的信號能量相對應(yīng)的振幅。每個測量矩陣中的沿著時間片和/或頻率槽的具有最大振幅的單元被識別為極大值單元。在時間和頻率上重合的極大值被識別，并構(gòu)建表示重合極大值的被稱為“精確測量矩陣”的相關(guān)極大值矩陣，以及將相鄰的被標(biāo)記的極大值連接成部分鏈。如果僅構(gòu)建了一個MM，識別多個類型的極大值以產(chǎn)生精確測量矩陣。
文檔編號G01R13/00GK102695958SQ200980145770
公開日2012年9月26日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者保羅·里德·史密斯, 弗雷德里克·M·斯雷, 杰克·W·史密斯(逝世) 申請人:保羅－里德－史密斯－吉塔爾斯股份合作有限公司