DE102019205895A1 - Method for analyzing a time-varying signal - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals (1), mit den Schritten:- Ermitteln von Frequenzkomponenten (11a...11n) des Signals (1) in einer definierten Anzahl größer zwei von unterschiedlichen Zeitabschnitten des zeitlich veränderlichen Signals (1);- Zusammenfassen aller ermittelten Frequenzkomponenten (11a... 11n) zu einem Kombinationssignal (12), wobei die Frequenzkomponenten (11a...11n) entsprechend der Reihenfolge ihrer Ermittlung zusammengefasst werden;- Zuführen des Kombinationssignals (12) an eine Analyseeinrichtung (10), wobei eine zeitliche Abfolge der Frequenzkomponenten (11a...11n) innerhalb des zeitlich veränderlichen Signals (1) ermittelt wird; und- Ausgeben des Analyseergebnisses.Method for analyzing a time-varying signal (1), comprising the steps: - determining frequency components (11a ... 11n) of the signal (1) in a defined number greater than two of different time segments of the time-varying signal (1); - combining of all determined frequency components (11a ... 11n) to form a combination signal (12), the frequency components (11a ... 11n) being combined according to the order in which they are determined; - supplying the combination signal (12) to an analysis device (10), with a time sequence of the frequency components (11a ... 11n) is determined within the time-variable signal (1); and outputting the analysis result.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Ausführen des Verfahrens.The present invention relates to a method for analyzing a time-varying signal. The invention also relates to a device for analyzing a signal that varies over time. The invention also relates to a computer program product with program code means for carrying out the method.

Stand der TechnikState of the art

Signalerkennung mithilfe von Klassifizierungseinrichtungen (engl. classifier) oder neuronalen Netzwerken hat mittlerweile eine Vielzahl von Anwendungen. Dabei wird aus einem akustischen Signal eine Frequenzinformation erzeugt, die mittels einer Fouriertransformation oder über Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten (engl. Mel Frequency Cepstral Coefficients, MFCC) erzeugt werden. Diese führen, sehr vereinfacht ausgedrückt, eine Fouriertransformation und anschließend eine Hauptkomponentenanalyse durch. Die Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten können genutzt werden, um eine Klassifizierungseinrichtung oder ein neuronales Netzwerk zu trainieren, welches dann entsprechende Audiosignale klassifizieren kann.Signal recognition with the aid of classifiers or neural networks now has a large number of applications. In this case, frequency information is generated from an acoustic signal, which frequency information is generated by means of a Fourier transform or via Mel Frequency Cepstral Coefficients (MFCC). To put it very simply, these perform a Fourier transformation and then a principal component analysis. The Mel frequency cepstral coefficients can be used to train a classification device or a neural network, which can then classify corresponding audio signals.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Findung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Klassifizieren eines zeitlich veränderlichen Signals bereitzustellen.One object of the invention is to provide an improved method for classifying a signal that changes over time.

Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Klassifizieren eines zeitlich veränderlichen Signals gelöst, mit den Schritten:

  • - Ermitteln von Frequenzkomponenten des Signals in einer definierten Anzahl größer zwei von unterschiedlichen Zeitabschnitten des zeitlich veränderlichen Signals;
  • - Zusammenfassen aller ermittelten Frequenzkomponenten zu einem Kombinationssignal, wobei die Frequenzkomponenten entsprechend der Reihenfolge ihrer Ermittlung zusammengefasst werden;
  • - Zuführen des Kombinationssignals an eine Analyseeinrichtung, wobei eine zeitliche Abfolge der Frequenzkomponenten innerhalb des zeitlich veränderlichen Signals ermittelt wird; und
  • - Ausgeben des Analyseergebnisses.
According to a first aspect, the object is achieved with a method for classifying a time-variable signal, with the steps:
  • Determination of frequency components of the signal in a defined number greater than two from different time segments of the time-variable signal;
  • - Combining all determined frequency components into a combination signal, the frequency components being combined according to the order in which they are determined;
  • Feeding the combination signal to an analysis device, a time sequence of the frequency components within the time-varying signal being determined; and
  • - Output of the analysis result.

Auf diese Weise wird eine Art Gesamtvektor von Frequenzkomponenten an die Analyseeinrichtung übergeben, mittels der z.B. eine Ermittlung einer Abfolge von wechselnden Töne oder Tonfolgen durchgeführt wird. Die Analyseeinrichtung erkennt unterschiedliche Frequenzkomponenten des Signals in unterschiedlichen Zeitabschnitten, wobei auf diese Weise eine kombinierte Zeit-/Frequenzanalyse des zeitlich veränderlichen Signals realisiert wird. Vorteilhaft kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren zum Beispiel ein akustisches Folgetonhorn erkannt bzw. klassifiziert werden.In this way a kind of total vector of frequency components is passed to the analysis device, by means of which e.g. a determination of a sequence of changing tones or tone sequences is carried out. The analysis device detects different frequency components of the signal in different time segments, a combined time / frequency analysis of the time-variable signal being implemented in this way. With the proposed method, for example, an acoustic secondary tone horn can advantageously be recognized or classified.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals, aufweisend:

  • - eine Erfassungseinrichtung zum Ermitteln von Frequenzkomponenten des Signals in einer definierten Anzahl größer zwei von unterschiedlichen Zeitabschnitten des zeitlich veränderlichen Signals;
  • - eine Zusammenfassungseinrichtung zum Zusammenfassen aller ermittelten Frequenzkomponenten zu einem Kombinationssignal, wobei die Frequenzkomponenten entsprechend der Reihenfolge ihrer Ermittlung zusammengefasst werden;
  • - eine Analyseeinrichtung, an die das Kombinationssignal zuführbar ist, wobei mittels der Analyseeinrichtung eine zeitliche Abfolge der Frequenzkomponenten innerhalb des zeitlich veränderlichen Signals ermittelbar ist; und
  • - eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben des Analyseergebnisses.
According to a second aspect, the object is achieved with a device for analyzing a time-variable signal, having:
  • a detection device for determining frequency components of the signal in a defined number greater than two from different time segments of the time-variable signal;
  • a combining device for combining all determined frequency components into a combination signal, the frequency components being combined according to the order in which they are determined;
  • an analysis device to which the combination signal can be fed, with the analysis device being able to determine a time sequence of the frequency components within the time-variable signal; and
  • an output device for outputting the analysis result.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.The dependent claims relate to advantageous developments of the method.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass beim Ermitteln der Frequenzkomponenten des Signals jeweils Fouriertransformationen durchgeführt werden. Dadurch wird eine spezifische Art der Ermittlung der Frequenzkomponenten bereitgestellt.An advantageous development of the method provides that when determining the frequency components of the signal, Fourier transforms are carried out in each case. This provides a specific way of determining the frequency components.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass beim Durchführen der Fouriertransfomationen Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten des zeitlich veränderlichen Signals generiert werden. Dadurch wird eine auf Fouriertransformationen basierende Art einer Ermittlung der Frequenzkomponenten bereitgestellt.Another advantageous development of the method provides that when the Fourier transformations are carried out, Mel-frequency-Cepstral coefficients of the time-variable signal are generated. This provides a method of determining the frequency components based on Fourier transforms.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Analyseeinrichtung als eine Klassifizierungseinrichtung ausgebildet ist. Mittels der Klassifizierungseinrichtung werden spezifische Änderungen und charakteristische Signalformen innerhalb des zeitlich veränderlichen Signals gesucht. Dabei wird bei einer Erkennung einer Übereinstimmung eine erkannte übereinstimmende Signalform signalisiert.Another advantageous development of the method provides that the analysis device is designed as a classification device. The classification device is used to search for specific changes and characteristic signal shapes within the time-varying signal. When a match is detected, a recognized matching signal form is signaled.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Analyseeinrichtung als ein neuronales Netzwerk ausgebildet ist. Dadurch wird eine selbstlernende Analyseeinrichtung bereitgestellt, die basierend auf den zugeführten Frequenzkomponenten die Signalformen des zeitlich veränderlichen Signals „erlernen“ kann.Another advantageous development of the method provides that the analysis device is designed as a neural network. This provides a self-learning analysis device that can “learn” the signal shapes of the time-variable signal based on the frequency components supplied.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Ermitteln der Frequenzkomponenten des Signals an eine Frequenz der Änderungen des zeitlich veränderlichen Signals angepasst wird. Dadurch kann eine „Abtastrate“ entsprechend der Frequenz des zeitlich veränderlichen Signals angepasst werden, wodurch charakteristische Signalformen des zeitlich veränderlichen Signals noch besser und effizienter erkannt werden kann.Another advantageous development of the method provides that the determination of the frequency components of the signal is adapted to a frequency of the changes in the time-variable signal. As a result, a “sampling rate” can be adapted according to the frequency of the time-varying signal, so that characteristic signal shapes of the time-varying signal can be recognized even better and more efficiently.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die einzelnen Schritte des Verfahrens softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch durchgeführt werden. Vorteilhaft werden dadurch unterschiedliche technische Implementierungsarten des Verfahrens bereitgestellt.
Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche auf einer vorgeschlagenen Vorrichtung ausgeführt werden oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sind. Vorteilhaft kann auf diese Weise das Verfahren als Software ausgebildet werden und dadurch auf einfache und effiziente Weise abgeändert und adaptiert werden.Another advantageous development of the method is characterized in that the individual steps of the method are carried out using software and / or hardware. As a result, different technical types of implementation of the method are advantageously provided.
According to a third aspect, the object is achieved with a computer program product with program code means which are executed on a proposed device or are stored on a computer-readable storage medium. In this way, the method can advantageously be designed as software and thereby modified and adapted in a simple and efficient manner.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.Further measures improving the invention are shown in more detail below together with the description of the preferred exemplary embodiments of the invention with reference to figures.

FigurenlisteFigure list

In den begleitenden Figuren zeigt:

  • 1 ein Systemdiagramm mit einer Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals;
  • 2 ein weiteres Systemdiagramm mit einer Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals;
  • 3 ein Systemdiagramm mit einer Darstellung eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals;
  • 4 ein weiteres Systemdiagramm mit einer Darstellung eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals; und
  • 5 ein prinzipielles Ablaufdiagramm eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals.
In the accompanying figures shows:
  • 1 a system diagram showing a conventional method for analyzing a time-varying signal;
  • 2 a further system diagram showing a conventional method for analyzing a time-varying signal;
  • 3 a system diagram with an illustration of a proposed method for analyzing a time-varying signal;
  • 4th a further system diagram with an illustration of a proposed method for analyzing a time-varying signal; and
  • 5 a basic flowchart of a proposed method for analyzing a time-varying signal.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. In den Figuren sind gleiche, gleichwirkende oder ähnliche Elemente durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.The figures are only schematic and not true to scale. In the figures, elements that are the same, have the same effect or similar are provided with the same reference symbols throughout.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein Systemdiagramm mit einer Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zum Analysieren bzw. Klassifizieren eines zeitlich veränderlichen Signals. Man erkennt ein zeitlich veränderliches Signal 1 in Form eines akustischen Signals, welches mittels in Zeitabschnitten T1...T4 auf Frequenzkomponenten 11a... 11n untersucht wird. Das zeitlich veränderliche Signal 1 kann auch als ein anderes zeitlich veränderliches Signal, beispielsweise als ein elektrisches Signal ausgebildet sein. Beispielsweise können die Frequenzkomponenten Mel-Frequenz- Cepstral-Koeffizienten sein. Denkbar ist aber auch, dass die Frequenzkomponenten 11a...11n als Resultate von Fouriertransformationen vorliegen. Die genannten Frequenzkomponenten 11a... 11d werden einer Analyseeinrichtung 20 in Form eines neuronalen Netzwerks zugeführt. 1 FIG. 13 shows a system diagram with an illustration of a conventional method for analyzing or classifying a signal which varies over time. You can see a signal that changes over time 1 in the form of an acoustic signal, which by means of time segments T 1 ... T 4 on frequency components 11a ... 11n is examined. The time-varying signal 1 can also be designed as another time-variable signal, for example as an electrical signal. For example, the frequency components can be Mel-Frequency-Cepstral coefficients. But it is also conceivable that the frequency components 11a ... 11n are available as results of Fourier transforms. The mentioned frequency components 11a ... 11d become an analysis facility 20th supplied in the form of a neural network.

2 zeigt ein weiteres Systemdiagramm mit einer Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zum Analysieren bzw. Klassifizieren eines zeitlich veränderlichen Signals 1. Man erkennt das zeitlich veränderliche Signal 1, welches einer Erfassungseinrichtung 10 zum Ermitteln der Frequenzkomponenten 11a... 11n zugeführt wird. In weiterer Folge werden die ermittelten Frequenzkomponenten 11a...11n der Analyseeinrichtung 20 zugeführt, die dann eine Auswertung bzw. Klassifizierung des zeitlich veränderlichen Signals 1 durchführt und das Ergebnis einer Ausgabeeinrichtung 30 bereitstellt. 2 shows a further system diagram with an illustration of a conventional method for analyzing or classifying a time-varying signal 1 . You can see the signal that changes over time 1 , which a detection device 10 to determine the frequency components 11a ... 11n is fed. Subsequently, the determined frequency components 11a ... 11n the analysis facility 20th supplied, which then evaluates or classifies the time-variable signal 1 and the result of an output device 30th provides.

Auf diese Weise wird für jede ermittelte Frequenzkomponente 11a... 11n eine vollständige Analyse mittels der Analyseeinrichtung 20 durchgeführt, deren Ergebnis mittels der Ausgabeeinrichtung 30 ausgegeben wird. Beispielsweise kann mittels der Ausgabeeinrichtung 30 ausgegeben werden, ob es sich beim zeitlich veränderlichen Signal 1 um ein akustisches Signal eines Folgetonhorns (Martinshorn) handelt oder nicht.In this way, for each frequency component determined 11a ... 11n a complete analysis by means of the analysis device 20th carried out, the result of which by means of the output device 30th is issued. For example, by means of the output device 30th output whether it is the time-varying signal 1 whether or not it is an acoustic signal from a subsequent tone horn (siren).

Da aufgrund der Tatsache, dass die Erfassung der Frequenzkomponenten 11a...11n in unterschiedlichen Zeitabschnitten T1... Tn durchgeführt wird, und anschließend jeweils eine vollständige und in sich abgeschlossene Analyse der Frequenzkomponenten 11a.. 11n durchgeführt wird, die einzelnen Analysen der Frequenzkomponenten 11a... 1n somit untereinander keinen Zusammenhang aufweisen, kann unter Umständen eine typische Charakteristik des zeitlich veränderlichen Signals 1 nicht identifiziert und das Signal 1 dadurch nicht klassifiziert werden.Because due to the fact that the detection of the frequency components 11a ... 11n in different time periods T1 ... Tn is carried out, followed by a complete and self-contained analysis of the frequency components 11a .. 11n is carried out, the individual Analysis of the frequency components 11a ... 1n thus have no connection with one another, a typical characteristic of the time-variable signal may under certain circumstances 1 not identified and the signal 1 thus not be classified.

Vorgeschlagen wird daher, vorab eine Zusammenfassung der erfassten Frequenzkomponenten 11a...11n durchzuführen und das derart zusammengefasste Signal erst anschließend an die Analyseeinrichtung 20 zuzuführen.It is therefore proposed to summarize the detected frequency components in advance 11a ... 11n carry out and the signal thus combined only then to the analysis device 20th feed.

Dies ist im Prinzip im Systembild von 3 dargestellt, wo erkennbar ist, dass nunmehr die Frequenzkomponenten 11a...11n zu einem Kombinationssignal 12 zusammengefasst werden, welches der Analyseeinrichtung 20 zugeführt wird. Auf diese Weise werden die Frequenzkomponenten 11a... 11n mit einer Zeitinformation des zeitlich veränderlichen Signals 1 „angereichert“, wodurch vorteilhaft eine verbesserte Analyse des zeitlich veränderlichen Signals 1 möglich ist. Vorteilhaft können auf diese Art und Weise die Frequenzkomponenten 11a...11n innerhalb des zeitlich veränderlichen Signals 1 wesentlich effizienter und besser erkannt werden, wodurch das zeitlich veränderliche Signal 1 noch besser analysiert bzw. klassifiziert werden kann.This is in principle in the system picture of 3 shown where it can be seen that now the frequency components 11a ... 11n to a combination signal 12 summarized which of the analysis device 20th is fed. In this way the frequency components 11a ... 11n with time information of the time-variable signal 1 “Enriched”, which advantageously results in an improved analysis of the time-varying signal 1 is possible. The frequency components can be advantageous in this way 11a ... 11n within the time-varying signal 1 can be recognized much more efficiently and better, whereby the time-varying signal 1 can be analyzed or classified even better.

Eine Analyse bzw. Klassifikation von sich zeitlich ändernden Signalen 1 ist auf diese Weise vorteilhaft besser und effizienter möglich.An analysis or classification of signals that change over time 1 is advantageously better and more efficiently possible in this way.

Der Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens zum Analysieren von zeitlich ändernden Signalen 1 mit charakteristischen, sich über die Zeit ändernden Eigenschaften ist, dass spezifische zeitlich sich ändernde Signale 1, wie zum Beispiel ein Folgetonhorn (Martinshorn), zuverlässig erkannt werden und somit von anderen, ähnlich klingenden Signalen, welche keine bzw. andere charakteristische, sich über die Zeit veränderten Eigenschaften aufweisen, unterschieden werden können.The advantage of the proposed method for analyzing signals that change over time 1 with characteristic properties that change over time are specific signals that change over time 1 such as a following tone horn (siren) can be reliably recognized and thus be distinguished from other, similar-sounding signals which have no or other characteristic properties that have changed over time.

Anstatt, wie in den 1 und 2, das Signal 1 in unterschiedlichen Zeitabschnitten T1...T4 jeweils vollständig auszuwerten, werden erfindungsgemäß einzelne Frequenzkomponenten 11a...11n des Signals 1 gemäß ihrer Ermittlungsreihenfolge zusammengefasst und erst anschließend in ihrer Gesamtheit ausgewertet. Bei beispielsweise dreizehn errechneten Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten werden diese Koeffizienten einem neuronalen Netzwerk oder einer Klassifizierungseinrichtung übergeben, um die Erkennung durchführen zu lassen. Im vorgeschlagenen Verfahren werden mehrere Sätze aus Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten, beispielsweise jeweils dreizehn Koeffizienten in Abschnitten mit einem definierten zeitlichen Abstand (z.B. ca. 200 ms) zusammengefügt.Instead of, as in the 1 and 2 , the signal 1 in different time periods T1 ... T4 to be fully evaluated in each case, individual frequency components are according to the invention 11a ... 11n of the signal 1 summarized according to their determination sequence and only then evaluated in their entirety. In the case of thirteen calculated Mel-Frequency-Cepstral coefficients, for example, these coefficients are transferred to a neural network or a classification device in order to have the recognition carried out. In the proposed method, several sets of Mel-Frequency-Cepstral coefficients, for example thirteen coefficients each, are combined in sections with a defined time interval (for example approx. 200 ms).

Für ein zeitlich veränderliches Signal 1 der Länge von beispielsweise 5s ergeben sich auf diese Weise also fünfundzwanzig verschiedene Zeitpunkte bzw. Zeitabschnitte T1...Tn , zu denen jeweils dreizehn Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten berechnet werden.For a signal that changes over time 1 With a length of, for example, 5s, this results in twenty-five different times or time segments T1 ... Tn, for each of which thirteen Mel-Frequency-Cepstral coefficients are calculated.

Diese insgesamt dreihundertfünfundzwanzig Zahlenwerte werden nun an die Analyseeinrichtung 20 in Form eines neuronalen Netzwerks übergeben, um die Erkennung bzw. Analyse des zeitlich veränderlichen Signals 1 durchzuführen. Dabei lernt das neuronale Netzwerk auch die Veränderung der Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten über die Zeit, sodass diese Informationen ebenfalls ausgewertet werden kann, was bei einem Folgetonhorn von entscheidender Bedeutung ist.These three hundred and twenty-five numerical values are now sent to the analysis device 20th passed in the form of a neural network in order to detect or analyze the time-varying signal 1 perform. In the process, the neural network also learns the change in the Mel frequency cepstral coefficient over time, so that this information can also be evaluated, which is of crucial importance for a subsequent tone horn.

Der Abstand der Zeitabschnitte T1... Tn, in denen die Frequenzkomponenten 11a... 11n erfasst werden, kann entsprechend variiert bzw. an das zeitlich veränderliche Signal 1 angepasst werden, um die Erkennung bzw. Klassifizierung des zeitlich veränderlichen Signals 1 noch weiter zu verbessern. Beispielsweise erfolgt die Ermittlung der Frequenzkomponenten 11a... 11n bei sich zeitlich schnell ändernden Signalen 1 entsprechend häufiger als bei sich zeitlich langsamer ändernden zeitlichen Signalen 1.The distance between the time segments T 1 ... T n in which the frequency components 11a ... 11n are detected, can be varied accordingly or to the time-varying signal 1 be adapted to the detection or classification of the time-varying signal 1 to improve even further. For example, the frequency components are determined 11a ... 11n for signals that change rapidly over time 1 correspondingly more frequently than with temporal signals that change more slowly 1 .

Prinzipiell können auch alle Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten, welche aus einem zeitlich veränderlichen Signal 1 erzeugt wurden, überprüft werden.In principle, all Mel-Frequency-Cepstral coefficients, which are derived from a time-variable signal 1 are generated.

Dies kann aber zur Folge haben, dass die Daten, welche der Analyseeinrichtung 20 übergeben werden, sehr umfangreich werden können. Im Gegensatz dazu kann, wenn nur einzelne Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten verwendet wird, eine größere Menge an verschiedenen Datensätzen an die Analyseeinrichtung 20 übergeben werden, sodass hierdurch eine höhere Klassifizierungs-Sicherheit unterstützt ist. Wenn beispielsweise die Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten in einem zeitlichen Abstand von 200 ms zusammengefügt werden, aber alle 10ms ein neuer Satz an Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten ausgewertet wird, so ergeben sich zwanzig verschiedene Datensätze, welche das gleiche zeitlich veränderliche Signal 1 beschreiben.However, this can have the consequence that the data which the analysis device 20th can become very extensive. In contrast, if only individual Mel-Frequency-Cepstral coefficients are used, a larger amount of different data sets can be sent to the analysis device 20th be passed, so that a higher classification security is supported. If, for example, the Mel-Frequency-Cepstral coefficients are combined at a time interval of 200 ms, but a new set of Mel-Frequency-Cepstral coefficients is evaluated every 10 ms, then twenty different data sets result which contain the same time-variable signal 1 describe.

Es versteht sich von selbst, dass alle genannten Zahlenwerte lediglich exemplarisch sind.It goes without saying that all numerical values mentioned are only exemplary.

Vorteilhaft kann die Analyseeinrichtung 20 als ein neuronales Netzwerk oder als eine Klassifizierungseinrichtung ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es möglich, dass alle genannten Komponenten der Vorrichtung 100 sowohl in Software als auch in Hardware implementiert sein können, wodurch eine große Implementierungsfreiheit unterstützt ist.The analysis device can advantageously 20th be designed as a neural network or as a classification device. It is advantageously possible that all of the named components of the device 100 can be implemented both in software and in hardware, as a result of which great freedom of implementation is supported.

5 zeigt einen prinzipiellen Ablauf eines vorgeschlagenen Verfahrens. 5 shows a basic sequence of a proposed method.

In einem Schritt 200 erfolgt ein Ermitteln von Frequenzkomponenten 11a... 11n des Signals 1 in einer definierten Anzahl größer zwei von unterschiedlichen Zeitabschnitten des zeitlich veränderlichen Signals 1.In one step 200 frequency components are determined 11a ... 11n of the signal 1 in a defined number greater than two of different time segments of the time-variable signal 1 .

In einem Schritt 210 wird ein Zusammenfassen aller ermittelten Frequenzkomponenten 11a...11n zu einem Kombinationssignal 12 durchgeführt, wobei die Frequenzkomponenten 11a... 11n entsprechend der Reihenfolge ihrer Ermittlung zusammengefasst werden.In one step 210 is a summary of all determined frequency components 11a ... 11n to a combination signal 12 performed with the frequency components 11a ... 11n are summarized in the order in which they are determined.

In einem Schritt 220 wird ein Zuführen des Kombinationssignals 12 an eine Analyseeinrichtung 10 durchgeführt, wobei eine zeitliche Abfolge der Frequenzkomponenten 11a... 11n innerhalb des zeitlich veränderlichen Signals 1 ermittelt wird.In one step 220 becomes a supply of the combination signal 12 to an analysis facility 10 performed, with a time sequence of the frequency components 11a ... 11n within the time-varying signal 1 is determined.

In einem Schritt 230 wird ein Ausgeben des Analyseergebnisses durchgeführt.In one step 230 the analysis result is output.

Vorteilhaft kann die Erfindung insbesondere im Kraftfahrzeugbereich zur Erkennung eines akustischen Signals eines Folgetonhorns eingesetzt werden. Als Ergebnis des erkannten Folgetonhorns kann insbesondere ein Fahrverhalten eines automatisierten Fahrzeugs angepasst werden.The invention can advantageously be used in particular in the motor vehicle sector for recognizing an acoustic signal from a subsequent tone horn. The driving behavior of an automated vehicle can in particular be adapted as a result of the recognized secondary tone horn.

Der Fachmann wird jedoch bei der Umsetzung der Erfindung auch vorgehend nicht erläuterte Ausführungsformen realisieren.However, when implementing the invention, the person skilled in the art will also implement embodiments not explained above.

Claims (10)

Verfahren zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals (1), mit den Schritten: - Ermitteln von Frequenzkomponenten (11a...11n) des Signals (1) in einer definierten Anzahl größer zwei von unterschiedlichen Zeitabschnitten des zeitlich veränderlichen Signals (1); - Zusammenfassen aller ermittelten Frequenzkomponenten (11a...11n) zu einem Kombinationssignal (12), wobei die Frequenzkomponenten (11a...11n) entsprechend der Reihenfolge ihrer Ermittlung zusammengefasst werden; - Zuführen des Kombinationssignals (12) an eine Analyseeinrichtung (10), wobei eine zeitliche Abfolge der Frequenzkomponenten (11a...11n) innerhalb des zeitlich veränderlichen Signals (1) ermittelt wird; und - Ausgeben des Analyseergebnisses.Method for analyzing a time-varying signal (1), with the steps: - Determination of frequency components (11a ... 11n) of the signal (1) in a defined number greater than two from different time segments of the time-variable signal (1); - Combining all determined frequency components (11a ... 11n) into a combination signal (12), the frequency components (11a ... 11n) being combined according to the order in which they were determined; - Feeding the combination signal (12) to an analysis device (10), a time sequence of the frequency components (11a ... 11n) within the time-variable signal (1) being determined; and - Output of the analysis result. Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim Ermitteln der Frequenzkomponenten des Signals (1) jeweils Fouriertransformationen durchgeführt werden.Procedure according to Claim 1 , Fourier transforms being carried out when determining the frequency components of the signal (1). Verfahren nach Anspruch 2, wobei beim Durchführen der Fouriertransfomationen Mel-Frequenz-Cepstral-Koeffizienten des zeitlich veränderlichen Signals (1) generiert werden.Procedure according to Claim 2 , Mel frequency cepstral coefficients of the time-variable signal (1) being generated when the Fourier transforms are carried out. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Analyseeinrichtung (20) als eine Klassifizierungseinrichtung ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the analysis device (20) is designed as a classification device. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Analyseeinrichtung (20) als ein neuronales Netzwerk ausgebildet ist.Method according to one of the Claims 1 to 3 , wherein the analysis device (20) is designed as a neural network. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der Frequenzkomponenten (11a... 11n) des Signals (1) an eine Frequenz der Änderungen des zeitlich veränderlichen Signals (1) angepasst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of the frequency components (11a ... 11n) of the signal (1) is adapted to a frequency of the changes in the time-variable signal (1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die einzelnen Schritte des Verfahrens softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch durchgeführt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the individual steps of the method are carried out in terms of software and / or hardware. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren für ein zeitlich veränderliches Signal (1) in Form eines akustischen oder eines elektrischen Signals durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the method is carried out for a time-variable signal (1) in the form of an acoustic or an electrical signal. Vorrichtung (100) zum Analysieren eines zeitlich veränderlichen Signals (1), aufweisend: - eine Erfassungseinrichtung (10) zum Ermitteln von Frequenzkomponenten (11a...11n) des Signals (1) in einer definierten Anzahl größer zwei von unterschiedlichen Zeitabschnitten des zeitlich veränderlichen Signals (1); - eine Zusammenfassungseinrichtung (40) zum Zusammenfassen aller ermittelten Frequenzkomponenten (11a... 11n) zu einem Kombinationssignal (12), wobei die Frequenzkomponenten (11a...11n) entsprechend der Reihenfolge ihrer Ermittlung zusammengefasst werden; - eine Analyseeinrichtung, an die das Kombinationssignal (12) zuführbar ist, wobei mittels der Analyseeinrichtung (20) eine zeitliche Abfolge der Frequenzkomponenten (11a...11n) innerhalb des zeitlich veränderlichen Signals (1) ermittelbar ist; und - eine Ausgabeeinrichtung (40) zum Ausgeben des Analyseergebnisses.Device (100) for analyzing a time-variable signal (1), comprising: - A detection device (10) for determining frequency components (11a ... 11n) of the signal (1) in a defined number greater than two from different time segments of the time-variable signal (1); - A combining device (40) for combining all determined frequency components (11a ... 11n) into a combination signal (12), the frequency components (11a ... 11n) being combined according to the order in which they are determined; - An analysis device to which the combination signal (12) can be fed, wherein a time sequence of the frequency components (11a ... 11n) within the time-variable signal (1) can be determined by means of the analysis device (20); and - an output device (40) for outputting the analysis result. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn es auf einer Vorrichtung (100) ausgeführt wird oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert ist.Computer program product with program code means for carrying out the method according to one of the Claims 1 to 8th when executed on a device (100) or stored on a computer readable storage medium.
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