DE3587393T2 - Autokorrelationsfilter. - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Filter für die Bestimmung der Energiewerte eines Signals, das durch spezifizierte Frequenzbänder für jedes Spektrumsbild hindurchgeht (Kurzzeitteilung).
Beschreibung des bisherigen Standes der Technik
• Bei der Spektralanalyse und der Schallidentifizierung sind die schnelle Fouriertransformation (FFT) und das Arbeiten mit Digitalfilterbändern zwei typische Methoden, um den Energieinhalt eines speziellen Frequenzbands durch digitale Verarbeitung zu erhalten.
• Das Verfahren bei der FFT ist wie folgt. Zuerst ergibt die FFT einer Signal-Wellenform den Energieinhalt jeder Frequenzkomponente. Dann werden die Energieinhalte der Frequenzkomponenten mit den Gewichten multipliziert, die der Frequenzreaktion des Filters entsprechen und summiert, so daß man den Energieinhalt des gesamten Spektrumsbilds erhält. Dieses Verfahren ist insofern vorteilhaft, als ein Filter mit einer gewünschten Frequenzreaktion leicht realisiert werden kann. Das Problem ist jedoch, daß die FFT viele komplizierte Berechnungen erfordert.
• Das Verfahren bei einem Digitalfilter ist wie folgt. Nachdem ein Signal ein spezielles Filter passiert hat, wird das ermittelte gefilterte Signal für die Berechnung des Energieinhalts quadriert. Dann wird das Signal durch ein Tiefpaßfilter geleitet, um den Energieinhalt stichprobenweise für jedes Spektrumsbild zu entnehmen. Unter Verweis auf Fig. 1 wird ein analoges Signal 101 durch einen Analog-Digitalwandler 102 in ein digitales Signal 103 umgewandelt, welches durch ein Digitalfilter 104 mit einer spezifizierten Frequenzreaktion geleitet wird, um auf diese Weise ein Signal 105 zu erhalten, das die Durchlaßband-Frequenzkomponenten hat. Dann wird das Signal 105 durch eine Quadrierschaltung 106 geleitet, um den Signalwert zu quadrieren, wodurch man ein momentanes Energiesignal 107 erhält. Das Signal 107 wird dann durch ein Antiverfälschungs-Tiefpaßfilter 108 geleitet, um ein reflektiertes rauschfreies Signal 109 zu erhalten, welches stichprobenweise durch eine Stichprobenentnahmeschaltung 110 in Spektrumsbildintervallen entnommen wird, um die Ausgangsleistung 111 zu erhalten.
• Obwohl dieses Digitalfilterverfahren weniger Berechnungsstufen umfaßt, ist es notwendig, die Anzahl der Grade des Digitalfilters zu erhöhen, um die Beschneidungsfrequenzreaktion des Filters zu verbessern, was insgesamt zu einem größeren Arbeitsaufwand für die Berechnung führt. Zusätzlich erhöht sich die Anzahl der Berechnungen proportional zur Anzahl der Filterkanäle.
Gegenstände und Zusammenfassung der Erfindung Gegenstände der Erfindung
• Demgemäß ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, für ein neuartiges Autokorrelationsfilter zu sorgen, welches den Energieinhalt des Signals, das durch ein Filter geleitet wird, mit einer speziellen Frequenzreaktion für jedes Spektrumsbild zu berechnen.
• Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, für die Struktur des Autokorrelationsfilters zu sorgen, die durch die geringe Anzahl von Autokorrelationsberechnungen und deren lineare Kombination realisiert wird.
• Andere Gegenstände und ein weiterer Bereich für die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung werden aus der im Nachstehenden gegebenen detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, daß die detaillierte Beschreibung und speziellen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, nur in Form von Beispielen gegeben werden, da ja verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung für jene, die mit der Technik vertraut sind, aus dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich werden.
Zusammenfassung der Erfindung
• Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für ein Filter für die Lieferung des Energieinhalts eines Eingangssignals in einem vorbestimmten Zeitintervall (M) gesorgt, das umfaßt:
• Mittel für das Erhalten von Autokorrelationsfunktionen für dieses Eingangssignal; und
• Mittel für das Erhalten einer linearen Kombination dieser Autokorrelationsfunktionen, wobei diese lineare Kombination als der Energieinhalt verfügbar ist.
• Weiterhin kann das Filter Mittel für die Lieferung von Koeffizienten enthalten, die durch eine Cosinus-Transformation der Frequenzreaktion des Filters definiert werden, wobei diese Koeffizienten durch das Mittel zum Erhalten einer linearen Kombination der Autokorrelationsfunktionen verwendet werden. Vorzugsweise kann das Filter Mittel für die Lieferung von Koeffizienten umfassen, die durch eine Cosinus-Transformation der Frequenzreaktion des Filters und eine Fensterfunktion für das Reduzieren der Anzahl der Grade der Autokorrelationsfunktionen definiert werden, wobei diese Koeffizienten von dem Mittel für das Erhalten einer linearen Kombination der Autokorrelationsfunktionen verwendet werden.
• Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auch für ein Filter für die Bereitstellung mehrerer Energieinhalte eines Eingangssignals in einem vorbestimmten Zeitintervall (M) gesorgt, wobei jeder dieser mehreren Energieinhalte einem von mehreren Kanälen entspricht, welches umfaßt:
• Mittel für das Erhalten von Autokorrelationsfunktionen des Eingangssignals;
• Mittel für die Bereitstellung mehrerer Sätze von Koeffizienten, wobei jeder dieser Sätze einem Kanal entspricht;
• Mittel für das Erhalten linearer Kombinationen dieser Autokorrelationsfunktionen für diese Kanäle durch Verwendung dieser Sätze von Koeffizienten, wobei diese linearen Kombinationen als diese Energieinhalte verfügbar sind.
• In passender Weise wird für ein Verfahren für die Bereitstellung eines Energieinhalts eines Eingangssignals in einem vorbestimmten Zeitintervall gesorgt, welches die folgenden Schritte umfaßt:
• Erhalten von Autokorrelationsfunktionen dieses Eingangssignals;
• Erhalten einer linearen Kombination dieser Autokorrelationsfunktionen durch Verwendung linearer Kombinationskoeffizienten, wobei diese lineare Kombination als der Energieinhalt verfügbar ist und ein Verfahren für die Bereitstellung mehrerer Energieinhalte eines Eingangssignals in einem vorbestimmten Zeitintervall, wobei jeder dieser mehreren Energieinhalte einem von mehreren Kanälen entspricht, welches die folgenden Schritte umfaßt:
• Erhalten von Autokorrelationsfunktionen dieses Eingangssignals;
• Bereitstellung von mehreren Sätzen von Koeffizienten, wobei jeder dieser Sätze einem der Kanäle entspricht; und
• Erhalten linearer Kombinationen der Autokorrelationsfunktionen für diese Kanäle durch Verwendung dieser Sätze von Koeffizienten, wobei diese linearen Kombinationen als die Energieinhalte zur Verfügung stehen.
• Die Anzahl der Berechnungen, die bei dem Filter der vorliegenden Erfindung beteiligt sind, erhält man durch die folgenden Formeln, bei denen N die Anzahl der Stichprobenentnahmepunkte in einem Spektrumsbild ist, L die Anzahl der zu realisierenden Kanäle ist, mit der Annahme, daß der Grad der Autokorrelationsfunktionen von O bis M läuft:
(1) Autokorrelationsrechnung
• Anzahl der Multiplikationen: N · (M + 1)
• Anzahl der Additionen: (N - 1) · (M + 1)
(2) Berechnung des Filter-Energieinhalts durch lineare Kombination
• Anzahl der Multiplikationen: (M + 1) · L
• Anzahl der Additionen: M · L.
• Es wird aus diesen Funktionen verständlich, daß, da ja M wesentlich kleiner als N ist (zum Beispiel N = 200, M = 20), sich das gesamte Berechnungsvolumen selbst dann nicht nennenswert vergrößert, wenn die Anzahl der Kanäle L zunimmt. Demgemäß ist das Filter der vorliegenden Erfindung sehr nützlich bei Sprachenerkennung und generellen Operationen der Spektralanalyse, welche zahlreiche Filterkanäle erfordern.
• Weiterhin ist das Filter, dessen Berechnungen hauptsächlich aus der Summierung von Produkten bestehen, für einen digitalen Signalprozessor geeignet, der schnell bei der Berechnung der Summe von Produkten ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die vorstehende Erfindung wird aus der im Nachstehenden gegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen besser verstanden, welche nur zum Zweck der Veranschaulichung gegeben und folglich nicht einschränkend für die vorliegende Erfindung sind und bei welchen:
• Fig. 1 ein Blockschaltbild einer konventionellen digitalen Filterschaltung ist;
• Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Filters der vorliegenden Erfindung ist;
• Fig. 3 ein Schaltbild des Filters von Fig. 2 ist;
• Fig. 4 ein Funktions-Zeitsteuerungsdiagramm des Filters von Fig. 3 ist;
• Fig. 5 eine Grafik ist, die ein Beispiel für die linearen Kombinationskoeffizienten eines Bandpaßfilters zeigt;
• Fig. 6 eine Grafik ist, die ein Beispiel für die linearen Kombinationskoeffizienten multipliziert mit einem rechteckigen Fenster zeigt;
• Fig. 7 eine Grafik ist, die ein Beispiel für das Ergebnis der Cosinus-Transformation der Rechteckfensterfunktion zeigt;
• Fig. 8 eine Grafik ist, die ein Beispiel für die Filterfrequenzreaktion zeigt, wenn die linearen Kombinationskoeffizienten mit dem rechteckigen Fenster multipliziert werden;
• Fig. 9 eine Grafik ist, die ein Beispiel für die linearen Kombinationskoeffizienten multipliziert mit einem Hanning-Fenster zeigt;
• Fig. 10 eine Grafik ist, die ein Beispiel für das Ergebnis der Cosinus-Transformation des Hanning-Fensters zeigt;
• Fig. 11 eine Grafik ist, die ein Beispiel für die Filterfrequenzreaktion zeigt, wenn die linearen Kombinationskoeffizienten mit dem Hanning-Fenster multipliziert werden;
• Fig. 12 eine Grafik ist, die ein Beispiel für die linearen Kombinationskoeffizienten multipliziert mit einem Hanning-Fenster zeigt;
• Fig. 13 eine Grafik ist, die ein Beispiel für das Ergebnis der Cosinus-Transformation des Hanning-Fensters zeigt; und
• Fig. 14 eine Grafik ist, die ein Beispiel für die Filterfrequenzreaktion zeigt, wenn die linearen Kombinationskoeffizienten mit dem Hanning-Fenster multipliziert werden.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird detailliert in folgender Reihenfolge beschrieben:
• A: Prinzip und vorteilhaftes Merkmal
• B: Beispiel für die Filtergestaltung
• C: Spezielle Konstruktion.
A: Prinzip und vorteilhaftes Merkmal
• Autokorrelationsfunktion Φ(τ) und Energiespektrum Φ(τ) haben eine solche allgemein bekannte Beziehung, wie sie durch die nachstehenden Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt wird.
• Für die Anwendung auf stichprobenweise entnommene digitale Signale werden diese Gleichungen wie folgt umgeformt, wobei die Autokorrelationsfunktionen für die Kurzzeitteilung (Spektrumsbild) in einem diskreten Zeitsystem verwendet werden:
• Hierin gilt:
• wobei Sm(n) eine stichprobenweise entnommene Eingangssignalreihe in dem "m"-ten Spektrumsbild und gleich Sm(n + N) ist und N die Anzahl der Stichprobenentnahmepunkte in einem Spektrumsbild ist.
• Nehmen wir an, daß F(k) eine ideale Frequenzreaktion eines zu konstruierenden Filters ist, dann wird die Ausgangsleistung PF jedes Spektrumsbilds des Filters in der folgenden Gleichung ausgedrückt, bei welcher Produkte von F(k) und Φ(k) für "k" auf summiert werden:
• Wenn diese Gleichung unter Verwendung der Gleichung (4) erweitert wird, dann erhält man die folgende Gleichung:
• Man versteht aus dem Vorgehenden, daß die Ausgangsleistung PF die lineare Kombination der Autokorrelationsfunktion Φ(τ) ist. Hier gilt:
• Das heißt, a(t) ist eine Cosinus-Transformation von F(k). Durch inverse Cosinus-Transformation erhält man die folgende Gleichung:
• Wenn jetzt die Autokorrelationsfunktionen mit einer Fensterfunktion ω(t) multipliziert werden, um die Berechnungen auf einen bestimmten Grad der Autokorrelationsfunktionen zu beschneiden, dann können die linearen Kombinationskoeffizienten aω(t) durch folgende Gleichung berechnet werden:
• aω(t)=a(t)·ω(t) (10)
• Nehmen wir an, daß die Fensterfunktion ω(t) gleich ω(-t) ist und daß die inverse Cosinus-Transformation von ω(t) W(k) ist, dann erhält man die Filterfrequenzreaktion Fw(k) multipliziert mit der Fensterfunktion durch Verwendung von aω(t) anstelle von a(t) in der Gleichung (9).
• * Siehe die Gleichung (10).
• * Siehe die Gleichungen (8) und (11).
• Folglich wird das Fw(k) als Konvolution der ursprünglichen Frequenzreaktion F(k) und W(k) ausgedrückt.
• Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist vorstehend beschrieben worden. Es sollte beachtet werden, daß die Berechnung von Autokorrelationsfunktionen dieselbe für alle Frequenzreaktionen eines Filters ist, mit der Ausnahme, daß die linearen Kombinationskoeffizienten für jede Autokorrelationsfunktion anders ist. Da nun der Grad von Koeffizienten durch die Fensterfunktion begrenzt werden kann, wird der Speicherbedarf für das Abspeichern von Koeffizienten und die Anzahl von Berechnungen für die lineare Kombination reduziert.
• Infolgedessen ist das Filter der vorliegenden Erfindung sehr bequem bei der Realisierung von Filterbändern, die für Spektralanalyse und Spracherkennung verwendet werden, das heißt, für Mehrkanal-Bandfilter. Wieviel Kanäle die Filterbänder auch haben mögen, eine Berechnung wird nur einmal für den spezifizierten Grad der Autokorrelationsfunktionen benötigt. Die Rechnung für die lineare Kombination muß für jeden Kanal ausgeführt werden, doch ist die Anzahl der Berechnungen gering. Darüberhinaus braucht, da ja eine begrenzte Anzahl von Linearkombinationskoeffizienten die Frequenzreaktion eines Filters bestimmt, der Speicher für das Abspeichern der Koeffizienten keine große Kapazität zu haben.
• Anders als ein IIR-Filter enthält das Filter der vorliegenden Erfindung keine Rückkopplungsschleife und weist folglich kein solches Problem wie einen Grenzzyklus auf.
B. Beispiel für eine Filtergestaltung
• Ein Beispiel für die Bandpaßfiltergestaltung auf der Grundlage des vorstehenden Prinzips wird im Nachstehenden gezeigt.
• Das zu konstruierende Filter hat eine Stichprobenentnahme-Frequenz von 10 kHz, 200 Stichprobenentnahmepunkte für ein Spektrumsbild und ein Durchlaßband von 2.200-2.600 Hz. Ein ideales Filter muß eine solche Frequenzreaktion haben, daß die Dämpfung in dem Durchlaßband 0 dB beträgt und jene in dem Sperrband -100 dB ist.
• Fig. 5 zeigt die linearen Kombinationskoeffizienten für die Frequenzreaktion des idealen Filters, berechnet durch die Cosinus-Transformation der Gleichung (8). Die Koeffizienten a sind symmetrisch bezogen auf die Stichprobenzeit 100. Deshalb wird die Berechnung der Summe der Produkte nur bis zur Stichprobenzeit 100 erforderlich; eine Division durch 2 ist nicht notwendig.
• Fig. 6 zeigt die gewichteten Koeffizienten der Gleichung (10), wobei der Wert für die Autokorrelationsfunktionen bis zur Stichprobenzeit 25 durch ein Rechteckfenster begrenzt. Die Cosinus-Transformation des Rechteckfensters wird in Fig. 7 gezeigt. Eine Berechnung der Konvolutionsgleichung (14) zwischen der Cosinus-Transformation des Rechteckfensters und der idealen Filterfrequenzreaktion führt zu der Frequenzreaktion entsprechend dem Rechteckfenster wie in Fig. 8 gezeigt. Diese Frequenzreaktion mit einer großen Seitenkeule (-30 dB) kann durch Erhöhen des Grads der Autokorrelationsfunktionen verbessert werden. In Fig. 8 zeigen die dicken Linien ein ideales Bandpaßfilter an.
• Die linearen Kombinationskoeffizienten der Autokorrelationsfunktionen, durch ein Hanning-Fenster, statt durch das Rechteckfenster begrenzt, die Cosinus-Transformation des Hanningfensters und die Frequenzreaktion werden in Fig. 9, 10 beziehungsweise 11 gezeigt. Die linearen Kombinationskoeffizienten der durch ein Hanningfenster begrenzten Autokorrelationsfunktionen, die Cosinus-Transformation des Hanningfensters und die Frequenzreaktion werden in Fig. 12, 13, beziehungsweise 14 gezeigt.
• Die Frequenzreaktionen in Fig. 11 und 14 haben sehr kleine Seitenkeulen (-55 dB), weisen aber sehr breite Durchlaßbänder auf. Bei der Konstruktion des Filters der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, einen geeigneten Grad der Autokorrelationsfunktionen und eine angemessene Fensterfunktion entsprechend dem Zweck zu verwenden.
C. Spezielle Konstruktion
• Im Nachstehenden wird jetzt die spezielle Konstruktion der Gestaltung des Autokorrelationsfilters beschrieben.
• Für erklärende Zwecke wird angenommen, daß der Grad der Autokorrelationsfunktionen für das Filter der vorliegenden Erfindung 0 bis 9 ist.
• Fig. 2 zeigt die Gesamtkonstruktion eines Filters der vorliegenden Erfindung. Eine Analogsignaleingabe von einem Eingabeterminal 1 wird durch einen Analog-Digital-Wandler 2 in ein digitales Signal 3 umgewandelt. Das digitale Signal 3 tritt in eine Autokorrelationsschaltung 4 ein, wo die Autokorrelationsfunktionen für jedes Spektrumsbild berechnet und ausgegeben werden. Die Autokorrelationsfunktionen 5 treten in eine Rechenstufe für die Berechnung der Summe der Produkte 6 ein, wo sie mit linearen Kombinationskoeffizienten 8 multipliziert werden, die von einem Speicher 7 gelesen werden, und die Produkte werden so auf summiert, wie dies durch Gleichung (7) angegeben wird. Die Summe wird als Energieinhalt 9 des Filters ausgegeben.
• Wenn der Speicher 7 die Koeffizienten für viele Arten von Korrelationsfiltern gespeichert hat, dann erhält man leicht die Ausgaben vieler Autokorrelationsfilter durch Durchführung der Berechnung der Summe der Produkte und der Koeffizienten, die sequentiell von dem Speicher 7 gelesen werden.
• Jetzt soll die Schaltung des Autokorrelationsfilters und die Zeitsteuerung der Operation im Detail unter Verweis auf Fig. 3 und 4 beschrieben werden. Bei dieser Beschreibung wird angenommen, daß der Speicher 7 Autokorrelationsfilter-Koeffizienten für 8 Kanäle speichert.
• In Fig. 3 werden Analogsignaleingänge 1 durch einen A/D-Wandler 2 in digitale Signale 3 umgewandelt, welche sequentiell in einem Schieberegister 41 abgespeichert werden. Das Schieberegister 41 und der A/D-Wandler 2 werden synchron mit einem Stichprobenentnahme-Taktsignal CK1 betrieben, welches kontinuierlich in einem konstanten Intervall geliefert wird, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Länge des Spektrumsbilds wird für die Berechnung des Energieinhalts des Autokorrelationsfilters berechnet. Die Anzahl der Stichprobenentnahmepunkte für ein Spektrumsbild ist N in Gleichung (5). In Fig. 4 umfaßt das "m"-te Spektrumsbild die Stichprobenentnahmeimpulse von (1) bis (2).
• Von den digitalen Signalen 3, die in dem Schieberegister 41 gespeichert sind, werden die letzten Daten "a" und alle Daten der Stufe "b"-"j" zu einer entsprechenden Multiplizierstufe von 42a-42j übertragen, wo die Autokorrelationsfunktionen berechnet werden. Für die Berechnung der Autokorrelationsfunktion des 0-ten Grades werden die letzten Daten "a" des Schieberegisters 41 quadriert. Für die Berechnung der Autokorrelationsfunktion des 1. Grades werden die letzten Daten "a" mit den vorherigen Daten "b" multipliziert. Folglich werden die Autokorrelationsfunktionen bis zum 9. Grad durch Multiplizieren der letzten Daten "a" und der Daten "c"-"j" in dem Schieberegister 41 berechnet. Die Datenausgaben aus den Multiplizierstufen 42a-42j werden an die entsprechenden Adder 43a-43j geliefert, um die Summe eines Spektrumsbildes zu erhalten.
• In den Addern 43a-43j werden die Ausgänge aus den entsprechenden Multiplizierstufen 42a-42j zu den Ausgängen aus den entsprechenden Registern 44a-44j der nächsten Stufe addiert, wobei die Ergebnisse in die entsprechenden Register 44a-44j eingespeichert werden, welche Teilsummen enthalten. Die Teilsummenregister 44a-44j werden durch den Impuls (3) des Taktsignals CK2 gelöscht, das in Fig. 4 gezeigt wird. Danach werden die Ausgänge aus den Addern 43a-43j durch die Taktimpulse (von (1) bis (2)) des Taktsignals CK1 als Teilsummen für ein Spektrumsbild gesetzt. Die von dem letzten Taktimpuls 2 für ein Spektrumsbild gesetzte Teilsumme ist die Gesamtsumme der Autokorrelationsfunktionen für das Spektrumsbild.
• Die Teilsummenregister 44a-44j übertragen die Autokorrelationsfunktionen zu den folgenden Autokorrelationsregistern 45a-45j durch den Impuls (4) des Taktsignals CK3, so daß die Teilsummenregister 44a-44j für die Berechnung des nächsten Spektrumsbilds zur Verfügung stehen. Nach dieser Datenübertragung werden die Teilsummenregister 44a-44j durch den Impuls (5) des Taktsignals CK2 gelöscht, damit sie für die Aufnahme der Teilsummen für das nächste Spektrumsbild zur Verfügung stehen.
• Inzwischen ist ein Adreßregister 71 des Speichers 72 für die Adresse initialisiert, die die linearen Kombinationskoeffizienten a&sub1;(t) des Kanals Nr. 1 durch den Impuls (4) des Taktsignals CK3 speichert. Wenn diese Adresse gegeben ist, dann gibt Speicher 72 die linearen Kombinationskoeffizienten a&sub1;(0), a&sub1;(1), ... a&sub1;(9) des Kanals Nr. 1 aus, wobei die Werte in den entsprechenden Bereichen eines Speicherregisters 73 durch den Impuls (10) des Taktsignals CK4 gesetzt werden. Gleichzeitig wird das Adreßregister durch den Impuls (10) des Taktsignals um eins aufwärts gezählt, um auf diese Weise die Adresse zu bezeichnen, wo die linearen Kombinationskoeffizienten a&sub2;(t) des Kanals Nr. 2 gespeichert ist. In ähnlicher Weise werden durch die Impulse 11-16 des Taktsignals CK4 die linearen Kombinationskoeffizienten der anschließenden Kanäle aus dem Speicher 72 gelesen und der Reihe nach im Speicherregister 73 gesetzt.
• Die vorläufig berechneten und in den Autokorrelationsregistern 45a-45j festgehaltenen Autokorrelationsfunktionen werden mit den entsprechenden linearen Kombinationskoeffizienten, die in dem Speicherregister 73 gesetzt sind, in entsprechenden Multiplizierstufen 61a-61j multipliziert. Speziell multipliziert die Multiplizierstufe 61a die Autokorrelationsfunktion des 0-ten Grades, die in dem Autokorrelationsregister 45a abgespeichert ist und den linearen Verknüpfungskoeffizienten a&sub1;(0), der in dem Bereich "ma" des Speicherregisters 73 abgespeichert ist. Folglich werden die Autokorrelationsfunktionen des 1. bis 9. Grades mit a&sub1;(1) . . ., a&sub1;(9) in den Multiplizierstufen 61a-61j multipliziert und die Produkte ausgegeben.
• Die ausgegebenen Produkte werden durch Adder 62-69 und 60 auf summiert, und die Gesamtsumme wird von einem Ausgabeterminal als Filterausgang ausgegeben. Wie in Fig. 4 gezeigt wird, gibt das Ausgabeterminal 91 den Energieinhalt CH1 des Kanals Nr. 1 des Filters zuerst aus. Die Energieinhalte CH2-CH8 der Kanäle Nr. 2-8 des Filters werden sequentiell ausgegeben, wenn lineare Kombinationskoeffizienten dieser Kanäle in den Speicherregistern durch die Taktimpulse (10)-(16) des Taktsignals CK4 gesetzt werden.
• Da die Erfindung jetzt beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, daß dieselbe auf vielfältige Weise modifiziert werden kann. Solche Abwandlungen werden nicht als Abweichungen von dem Geltungsbereich der Erfindung angesehen.

Claims (11)

1. Filter für die Legierung eines Energieinhalts (9) eines Eingangssignals (3) in einem vorbestimmten Zeitintervall (M), welches umfaßt:

Mittel (4) für das Erhalten von Autokorrelationsfunktionen (5) dieses Eingangssignals (3); und

Mittel (6) für das Erhalten einer linearen Kombination dieser Autokorrelationsfunktionen, wobei diese lineare Kombination als Energieinhalt (9) verfügbar ist.

2. Filter nach Anspruch 1, wobei das Mittel (4) für das Erhalten der Autokorrelationsfunktionen eine Autokorrelationsschaltung (41-45) ist.

3. Filter nach Anspruch 1, wobei das Mittel (6) für das Erhalten einer linearen Kombination der Autokorrelationsfunktionen eine Schaltung zur Summierung von Produkten (61a-61j, 60, 62-69) ist.

4. Filter nach Anspruch 1, welches weiterhin Mittel (7) für die Lieferung von Koeffizienten umfaßt, die durch eine Cosinus-Transformation der Frequenzreaktion des Filters definiert werden, wobei diese Koeffizienten durch das Mittel (6) für das Erhalten einer linearen Kombination der Autokorrelationsfunktionen verwendet werden.

5. Filter nach Anspruch 4, wobei das Mittel (7) für die Lieferung von Koeffizienten ein Speichermittel für das Abspeichern dieser Koeffizienten umfaßt.

6. Filter nach Anspruch 1, welches weiterhin Mittel (7) für die Lieferung von Koeffizienten umfaßt, die durch eine Cosinus-Transformation der Frequenzreaktion des Filters und eine Fensterfunktion für das Reduzieren der Anzahl von Graden dieser Autokorrelationsfunktionen (5) definiert werden, wobei diese Koeffizienten durch das Mittel (6) für das Erhalten einer linearen Kombination der Autokorrelationsfunktionen verwendet werden.

7. Filter nach Anspruch 6, bei welchem das Mittel (7) für die Lieferung von Koeffizienten ein Speichermittel für das Abspeichern dieser Koeffizienten umfaßt.

8. Filter für die Lieferung einer Vielzahl von Energieinhalten (9) eines Ausgangssignals (3) in einem vorbestimmten Zeitintervall (M), wobei jede dieser Vielzahl von Energieinhalten einem von mehreren Kanälen entspricht, welches umfaßt:

Mittel (4) für das Erhalten von Autokorrelationsfunktionen (5) des Eingangssignals (3);

Mittel (7) für die Lieferung einer Vielzahl von Sätzen von Koeffizienten, wobei jeder dieser Sätze einem Kanal entspricht; und

Mittel (6) für das Erhalten linearer Kombinationen dieser Autokorrelationsfunktionen, wobei die Autokorrelationsfunktionen als Energieinhalte (9) verfügbar sind.

9. Filter nach Anspruch 8, wobei das Mittel (7) für die Lieferung eine Vielzahl von Sätzen von Koeffizienten ein Speichermittel umfaßt, welches sequentiell diese Sätze von Koeffizienten zu dem Mittel (6) für das Erhalten linearer Kombinationen dieser Autokorrelationsfunktionen liefert.

10. Verfahren für die Bereitstellung des Energieinhalts eines Eingangssignals in einem vorbestimmten Zeitintervall, welches die folgenden Schritte umfaßt:

Erhalten von Autokorrelationsfunktionen dieses Eingangssignals;

Erhalten einer linearen Kombination dieser Autokorrelationsfunktionen durch Verwendung linearer Kombinationskoeffizienten, wobei diese lineare Kombination als der Energieinhalt verfügbar ist.

11. Verfahren für die Bereitstellung mehrerer Energieinhalte eines Eingangssignals in einem vorbestimmten Zeitintervall, wobei jeder dieser mehreren Energieinhalte einem von mehreren Kanälen entspricht, welches die folgenden Schritte umfaßt:

Erhalten von Autokorrelationsfunktionen dieses Eingangssignals;

Bereitstellung von mehreren Sätzen von Koeffizienten, wobei jeder dieser Sätze einem der Kanäle entspricht; und

Erhalten linearer Kombinationen der Autokorrelationsfunktionen für diese Kanäle durch Verwendung dieser Sätze von Koeffizienten, wobei diese linearen Kombinationen als die Energieinhalte zur Verfügung stehen.