FR2528645A1 - Procede et dispositif pour l'identification de signaux pseudo-periodiques non identifies dans un signal complexe - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR L'IDENTIFICATION DE SIGNAUX PSEUDO-PERIODIQUES NON IDENTIFIES DANS UN SIGNAL COMPLEXE ET UN DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE. CONFORMEMENT AU PROCEDE ON SELECTIONNE LES ZONES UTILES PAR COMPARAISON DE LA VARIANCE DU SIGNAL GLOBAL AVEC LA VARIANCE DU BRUIT, ON REPARTIT CES ZONES UTILES EN PRECLASSES CORRESPONDANT A DES CORRESPONDANCES ANALOGIQUES DE PARAMETRES DISCRIMINANTS DES ZONES UTILES, ON COMPARE LES ZONES UTILES DANS CHAQUE PRECLASSE POUR IDENTIFIER LES FORMES ELEMENTAIRES ET LEUR ATTRIBUER UN FACTEUR DE MULTIPLICITE, ON REPARTIT LES FORMES EN FONCTION DE LA VALEUR DU FACTEUR DE MULTIPLICITE EN CATALOGUE DES FORMES ELEMENTAIRES ET CATALOGUE DES FORMES SUPPOSEES COMPLEXES, ON REGROUPE LES CATALOQUES DE L'ENSEMBLE DU SIGNAL, ON SOUSTRAIT DE CHAQUE FORME SUPPOSEE COMPLEXE CHACUNE DES FORMES ELEMENTAIRES ET COMPARE LA DIFFERENCE AUX FORMES ELEMENTAIRES DU CATALOGUE POUR IDENTIFIER LES FORMES COMPOSANTES. APPLICATION PAR EXEMPLE A L'ANALYSE DES SIGNAUX ELECTROMIOGRAPHIQUES.

Description

Procédé et dispositif pour l'identification de. signaux pseudo-périodiques non identifiés dans un signal complexe.

La présente invention a pour but de fournir un procédé et un dispositif pour analyser un signal complexe afin d'identifier et de reconnaitre des signaux pseudo-périodiques de caractèristiques non connues au préalable qui sont superposés de façon aléatoire dans ce signal.

Le signal complexe à exploiter qui est fréquemment capté au cours de l'étude de nombreux phénomènes scientifiques et processus industriels, est constitué,d'une part, par un bruit dû au bruit d'instrumentation et à des émissions propres au système étudié qui sont de puissance relativement faible et, d'autre part, par les signaux à identifier émis par le phénomène ou le système à étudier, signaux qui apparaissent de façon pseudopériodique et dont la puissance est nettement supérieure à la puissance du bruit, ces signaux pouvant se trouver superposés dans le signal capté et l'ensemble donnant un signal complexe.

On connait différents procédés pour identifier, dans un tel signal complexe, les signaux élémentaires constitutifs mais ces procédés sont longs et ne permettent pas d'opérer en temps réel ou en léger différé. De plus ils ne permettent d'identifier que les parties du signal dites zones utiles qui sont strictement identiques.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de fournir un procédé et un dispositif pour sa mise en oeuvre qui permettent d'opérer en temps réel ou en léger différé, de détecter les zones utiles, c'est-à-dire les zones du signal complexe où un signal est superposé au bruit, de déterminer les caractéristiques des signaux de forme élémentaire apparaissant dans ces zones utiles, d'identifier dans une zone utile résultant de la superposition de deux ou plusieurs signaux de forme élémentaire les signaux élémentaires constitutifs et de fournir une analyse complète du signal complexe avec notamment le nombre de signaux de forme élémentaire, leur fréquence d'apparition, leur amplitude, leur durée ainsi que les divers autres paramètres discriminants.

Ce but est atteint conformément à l'invention par le fait que, selon le procédé, on sélectionne les zones utiles du signal complexe en déterminant en continu, d'une part, la valeur de la variance du bruit avec un horizon lent et un conditionnement de ce calcul à l'absence de signal utile, et d'autre part, la valeur de la variance du signal global avec un horizon rapide et on sélectionne comme zones utiles les zones de signal où la variance du signal est supérieure à un certain seuil variant, d'une part, avec la variance du bruit et, d'autre part, avec la variance maximale du signal global, on détermine pour chaque zone utile un certain nombre de paramètres discriminants et on les met en mémoire ainsi que les formes utiles elles-mêmes, on établit un préclassement des zones utiles en se basant sur la correspondance analogique d'un ou, de préférence, de plusieurs paramètres discriminants sélectionnés en fonction du signal global, ce préclassement étant établi en fixant pour chaque paramètre discriminant sélectionne une échelle de valeurs couvrant de façon continue la gamme entre les valeurs minimale et maximale de ce paramètre dans le signal complexe de façon à définir des domaines, les zones utiles dont le paramètre consi déré se trouve dans un domaine étant affectées aux préclasses dont ce domaine est caractéristique et chaque préclasse compren#ant toutes les zones utiles dont tous les paramètres dis criminants sélectionnés se trouvent dans les domaines caractéristiques de cette préclasse, on regroupe éventuellement plusieurs préclasses dont les domaines sont jointifs jusqu'à obtenir un nombre minimum de zones utiles dans chaque préclasse, on classe en fonction de leur longueur croissante les formes des zones utiles se trouvant dans une préclasse, respectivement dans un même ensemble de préclasses regroupées, on établit pour chaque préclasse un catalogue des formes supposées élémentaires en faisant figurer dans ce catalogue, après normalisation, la forme de la zone utile la plus courte et les formes suivantes pour lesquelles la comparaison avec toutes les formes antérieurement cataloguées montre que le gain de cette nouvelle forme est à l'extérieur de deux limites fonction de la courbe cataloguée et du bruit ou que la variance de la différence de cette forme suivante avec toutes les formes antérieurement cataloguées est supérieure à un seuil dépendant de l'activité de ces formes et du bruit, on affecte chaque courbe cataloguée dlun facteur de multiplicité correspondant au nombre de formes présumées identiques suite aux comparaisons ci-dessus n'ayant pas abouti à l'inscription comme nouvelle forme, on subdivise, en fonction du facteur de multiplicité, les formes supposées élémentaires de chaque préclasse en,d'une part, des formes élémentaires pour lesquelles le facteur de multiplicité est supérieur à un seuil et, d'autre part, en formes supposées complexes, on regroupe en catalogues les formes élémentaires et les formes supposées complexes de l'ensemble du signal global en les classant par ordre de longueur croissante, en additionnant les facteurs de multiplicité des formes élémentaires ou complexes identiques provenant de préclasses différentes et en rétablissant comme élémentaires les formes supposées complexes dont le facteur de multiplicité est supérieur au seuil, et on analyse les formes supposées complexes, dans l'ordre de leur longueur croissante, par différentiation avec chacune des formes élémentaires du catalogue et comparaison de la forme matérialisant cette dif férence forme du deuxième niveau) avec les autres formes élé- mentaires du catalogue, la comparaison de la forme différence étant effectuée avec les rimes critères que pour une forte supposée élémentaire, et, en cas de comparaison positive, on réitere la comparaison de la forme de la nouvelle di#férence, la forme supposée complexe étant soit cataloguée cotte élémen- taire si toutes les comparaisons sont négatives, soit décomposée en les formes élémentaires pour lesquelles la ou les comparaisons ont été positives y compris celle utilisée pour la dif férentiation du premier niveau.

On décrira ci-après des modes de réalisation préférentiels des différents stades du procédé.

Les variances du bruit et du signal sont de préférence fixées par la formule récursive
Vi = (1 - α)Vi-1 + a(Xi-xi)
Vi-1 étant la variance au point i-1 précédent, xi le gain au point i considéré et xi la moyenne des gains des points antérieurs et a est un coefficient expérimental inférieur à I qui est choisi faible pour le bruit et élevé pour le signal, l'horizon étant égal à a
On peut également utiliser comme estimateur de la variance une formule comparable opérant sur la valeur absolue des écarts à la moyenne ou toute autre méthode récursive d'estimation atténuant les variations instantanées.

Les paramètres discriminants choisis pour les zones utiles peuvent être
a) le maximum de la variance dans la zone utile;
b) le maximum et le.minimum de l'amplitude;
c) le nombre de phases ou nombre de fois ot l'amplitude du
signal a été supérieure à une amplitude moyenne préfixée
du bruit;
d) la durée ou longueur du signal;
e) la surface du signal;
f) le périmètre du signal, etc.

Pour la préclassification , on choisit, de préférence, au maximum trois des paramètres ci-dessus, une préclasse étant constituée par les formes utiles dont les trois paramètres tombent dans les mêmes domaines des paramètres. Les domaines des paramètres peuvent être définis par des valeurs discrètes lorsque le paramètre est caractérisé par un nombre, par exemple le nombre de p#hases du signal. Lorsqu'au contraire la valeur du paramètre est sujette à des variations parasitaires et lorsque, de ce fait, sa valeur apparente peut différer de sa valeur carac éristique vraie, on construit, de préférence, une pseudofonction de densité de probabilité pour ce paramètre, par exemple par sommation de fonctions potentielles de Xernel, et délimite les domaines par la recherche des minima, jusqu'à obtention d'un nombre préfixé de domaines.

La reconnaissance des formes est effectuée, dans l'ordre des longueurs croissantes des formes d'une même classe, en normalisant les formes de manière à avoir la même amplitude maximale ou potentiel maximal, en effectuant la différence de potentiel entre la forme à reconnaître et une forme à comparer antérieurement cataloguée choisie préférentiellement en fonction de l'analogie du gain, après mise en colncidence des "potentiels d'amplitude maximale" (écart maximal à la moyenne) et en calculant la variance de la différence, deux formes étant considérées comme identiques si la variance de la dif-férence est inférieure à un seuil dit seuil de reconnaissance.

Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comporte un capteur du signal complexe, un amplificateur du signal capté, un analyseur échantillonnant le signal à une fréquence fonction de la nature du signal, un circuit de détection recevant les échantillons et comprenant un étage de calcul de la différence de valeur entre l'échantillon et la moyenne des échantil lons antérieurs, deux calculateurs de variance récursive constitués par des filtres à horizons différents, l'un à horizon rapide calculant la variance dite du signal, l'autre à horizon lent calculant la variance dite du bruit et la valeur moyenne du bruit, ce deuxième filtre étant asservi à l'absence de signal utile, des mémoires recevant les sorties de ces filtres pour les réinjecter avec l'échantillon suivant, un étage de calcul d'un seuil de détection des zones utiles comparant un multiple de la variance du bruit à une fraction du maximum de la variance du signal et un étage de décision contrôlé par ce seuil et commandant la mise en mémoire des échantillons constituant une zone utile#, un étage d'analyse et de mise en mémoire des zones utiles et de leurs paramètres discriminants, avec classement des zones utiles en fonction de la coincidence des valeurs d'au moins un et de pré férence trois de leurs paramètres discriminants avec des domai
nes de valeurs desdits paramètres, un étage comparateur des formes des zones utiles figurant dans la même classe, cet étage alimentant une mémoire catalogue des formes des zones utiles supposées élémentaires en les affectant d'un facteur de multiplicité, une mémoire catalogue des formes dont le facteur de multiplicité est supérieur à un seuil, une mémoire de stockage des autres formes supposées complexes, un calculateur de différentiation formalisant la différence entre chacune des formes supposées complexes et chacune des formes élémentaires analogues du catalogue et une boucle de réitération réinjectant la dif
férence formalisée dans les étages de détection du niveau, de classement et de comparaison, l'étage de comparaison contrôlant dans le cas d'un résultat négatif l'entrée dans le calculateur de différentiation d'une nouvelle forme élémentaire et, après épuisement du contenu de la mémoire de stockage, l'entrée de la forme supposée complexe dans la mémoire catalogue des formes élémentaires et dans le cas d'un résultat positif, l'accroissement d'une unité du facteur de multiplicité de la forme élémen- taire comparée et la -réinjection comme forme supposée complexe de la différence dans le calcul.ateur de différentiation et un dispositif d'édition des résultats.

L'invention peut être appliquée dans tous les cas où il faut analyser un signal complexe pour discriminer les diverses sources d'émission des signaux captés dans ce signal complexe et par exemple pour l'analyse des signaux électromiographiques et cardiographiques, des réceptions d'échos radar, des signaux lumineux ou sonores, par exemple l'analyse du bruit de fonctionnement d'une machine.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques appaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, fai#ci-après avec référence aux dessins ciannexés dans lesquels:
La figure 1 est un graphique représentant la
courbe d'une partie d'un signal et la courbe
de la variance correspondant à ce signal; la
figure 2 est un schéma par blocs de l'ensemble
de détection; la figure 3 est un graphique illus
trant la variance du bruit; la figure 4 est un
graphique expliquant le système de détection et
de bornage d'une zone utile; la figure 5 est
un graphique représentant la courbe du slgnal,
la courbe des variances du signal et du bruit et
les formes des zones utiles; la figure 6 illustre
la condensation des formes des zones utiles;
la figure 7 est un schéma par blocs d'ensemble du
dispositif de reconnaissance des formes et de
détection des formes superposées; la figure 8 est
un schéma par blocs de détail du dispositif de
reconnaissance des formes; la figure 9 est un
tableau illustrant la procédure de normalisation et
de reconnaissance des formes élémentaires et super
posées; la figure 10 est un graphique illustrant
la détermination du point de phasage; la figure 11
est un tableau illustrant la procédure de décompo
sition d'une forme superposée en signaux élémen
taires et la figure 12 est un tableau des décisions
dans la comparaison à deux niveaux.

Comme illustré dans la figure 1, le signal obtenu par le capteur est, après amplification et éventuellement filtrage, matérialisé par un potentiel variable dans le temps ou selon la longueur X du signal. Ce signal est analysé en numérique par un numériseur dont la fréquence est fonction du genre de signal et' par exemple de 8 kHz pour donner des valeurs discrètes x0, x1, x2 .... xn. Les valeurs discrètes sont introduites dans un filtre qui effectue une analyse récursive de la variance Vk selon la formule récursive
Vì = (1-α)Vi-1 + α;(xi-xi-1) Xi 1 étant la valeur moyenne des x antérieurs et a étant un facteur caractéristique de la nervosité du filtre ou de son horizon H = a
Comme illustré dans la figure 2, l'échantillon ou valeur dis crète x. est envoyé en entrée dans un filtre 1 de calcul de la variance récursive du signal qui reçoit, d'autre part, d'un étage de calcul 2, la valeur de la différence (xi - xi-1) et d'une mémoire 3, la valeur de la variance du signal correspondant à l'échantillon antérieur Vi~l. Le filtre 1 effectue le calcul
Vi =(1-ss) Vi-1).

L'échantillon x. est également entre, outre dans l'étage de calcul 2, dans un filtre 4 de calcul de la variance récursive du bruit qui reçoit, d'autre part, de l'étage de calcul 2, la valeur de la différence (xi - x##,) et d'une mémoire 5 la valeur de la variance du bruit correspondant à l'échantillon antérieur VBi- 1 et la moyenne des échantillons antérieurs
xi-1.

Le filtre 4 effectue avec les entrées ci-dessus le calcul de la variance récursive du bruit selon la formule
i 2
VBi = (1-α) VBi-1 + α (x-xi-1) et le calcul de la moyenne du bruit selon la formule : xi = (1-α) xi-1 + α (xi).

La sortie du filtre 4 est envoyée tous le contrôle d'un commutateur 6 asservi à la sortie d'une porte OU 7 à l'entrée de la mémoire 5, pour être substituée aux anciennes valeurs en mémoire, à la sortie 8 d'estimation de la moyenne et de la variance du bruit et à l'étage de détection qui.sera décrit ciaprès.La porte OU 7 reçoit en entrée en 9 le signal de détection d'une zone utile ou zone de signal proprement dit et la sortie d'un comparateur 10 qui compare le carré de la différence (xi - xi~l) avec un multiple de la variance du bruit acquise, à titre d'exemple 5 VBi 1' pour déterminer si le signal xi sort du bruit, la valeur xi n'étant pas prise en compte pour le calcul de la moyenne et de la variance du bruit si elle détermine une entrée sur la porte OU 7, le commutateur 6 assurant la poursuite de l'émission de la sortie antérieurement acquise de la mémoire 5. Une sortie sur la porte OU correspond à la zone 6' de la figure 3.

La sortie du filtre 1 est envoyée à un calculateur 11 de calcul du maximum de la variance V. du signal dont la sortie est utilisée comme entrée d'un diviseur 12 qui divise cette valeur par exemple par 100. La sortie S1 de ce diviseur est comparée en 13 à la sortie S2 d'un multiplicateur 14 de la variance du bruit, par exemple à coefficient 5, la valeur maximale émise en sortie du comparateur 13 constituant le seuil de détection.

Cette valeur S est comparée dans un comparateur 15 à la variance V. correspondant à l'échantillon xi et si Vi > S une sortie est
I i i > émise sur la sortie 16, sortie qui indique la présence d'un signal ou zone utile et est entrée dans la mémoire à sortie asservie 17 de compensation des délais qui émet une sortie en 18.

Les signaux sur les sorties 16 et 18 commandent la détection et le bornage des zones utiles du signal global. Comme illustré à la figure 4 pour deux zones utiles ZU1 et ZU2 , le signal 16 apparait avec un certain retard r par rapport au temps to où le potentiel sort du bruit, ceci en raison de l'atténuation de la variance par rapport aux valeurs instantanées. En outre du fait.de la même atténuation, ce signal peut disparaître, selon l'allure de la courbe avant (zone ZtJl) ou après (zone ZU2) le temps tl ou t2 où le potentiel retombe dans le bruit.La mémoire à sortie asservie 17 a donc pour role,lors de l'apparition d'une sortie en 16, de réintroduire en tête de la forme utile les échantillons xr postérieurs au temps to et; après disparition de la sortie en 16, de maintenir les échantillons apparaissant jusqu'au temps t ou de supprimer les échantillons apparaissant après le temps t2.

Les zones utiles ZU (figure 5) ainsi détectées et bornées sont mises en mémoire en étant classées en fonction de leur longueur (figure 6) pour donner un signal condensé : ZU1 , ZU2
ZUi ... ZUn.

On procède alors dans un étage 19 (Figure 7) à la préclassification des formes des zones utiles et à leur répartition en préclasses PC1 , PC2 , ... PCj , PCn . Cette préclassification a essentiellement pour but de réduire le temps nécessaire pour la reconnaissance des formes en regroupant les zones utiles pour lesquelles les analogues entre certains paramètres laissent supposer une analogie entre les signaux les constituant de façon à réduire le nombre des comparaisons de forme. Ce stade du procédé peut être omis notamment en cas d'analyse en temps réel.

Si la préclassification est effectuée notamment en cas d'analyse de forme différée, on sélectionne les paramètres discriminants les plus caractéristiques des signaux constituant le signal global et, simultanément avec l'acquisition de ces paramètres discriminants lors de l'analyse des zones utiles, on construit une pseudo-fonction de densité de probabilite pour ce paramètre par exemple par sommation de fonctions potentielles de Kernel ou analogues. On délimite, par la recherche des minima de cette pseudo-fonction, des domaines jointifs du paramètre et par combinaison de, par exemple, trois échelles de domaines des paramètres selon trois axes orthogonaux, on détermine des domaines spaciaux ou "hyper-cubes" entre lesquels se répartissent les points représentatifs des zones utiles caractérisées par les trois paramètres choisis.

Les zones utiles affectées à une même préclasse PC n sont envoyées à un comparateur de premier niveau 20 affecté à chaque préclasse associé à une mémoire 21. Le comparateur de premier niveau (Figure 8) effectue d'abord en 22 une normalisation des formes des zones utiles de la préclasse de manière à égaliser les potentiels maxima (Figure 9) la normalisation de chaque courbe étant caractérisée pour un gain G. On recherche ensuite le point caractéristique de phasage de la courbe (Figure 10), point voisin du maximum repéré de la courbe mais qui en diffère en amplitude dlun écart type du bruit. La zone utile ZU1 la plus courte de la préclasse représentée par ses paramètres discriminants est alors stockée à la première adresse F1 de la mémoire 21 avec lesdits paramètres.Pour les zones utiles suivantes ZUI leur gain GI est comparé en 24 avec le gain des formes de comparaison GF. choisies dans la mémoire 21 parmi les formes déjà emmagasinées (la forme ZU1 pour la deuxième zone utile). On élimine les formes de comparaison dont les gains sont compris en dehors de certains pourcentages de la valeur du gain de la forme comparée . La condition est par exemple 70% GFi < GI C 130% GFi. On compare ensuite la nouvelle forme avec la forme dé comparaison préalablement emmagasinée F. qui présente le meilleur indice de comparaison des
3 gains (25). Cette comparaison comporte essentiellement une mise en coincidence 26 des points de phasage de la forme ZUI avec la forme F. préalablement emmagasinée. On soustrait ensuite en
3 27 les valeurs des deux courbes pour obtenir une forme qui représente la différence et on calcule en 28 la variance de cette différence qui est introduite dans un comparateur 29 en même temps qu'une valeur de seuil. Si la variance est supérieure au seuil on décide qu'il n'y a pas identité entre les formes Fj et ZUI étudiées et on recommence la-comparaison avec une forme F. satisfaisant à la comparaison des gains.Si la variance
3+1 est inférieure au seuil on accroit de 1 le facteur M. de multi
3 plicité de la forme Fj. qui a été comparée et cette valeur est substituée dans la mémoire 21 à l'ar.ci#-nne valeur FI.. Si aucune
3 comparaison n'est positive la forme de la zone ZUI est entrée dans la mémoire 21 comme forme élémentaire Fi. On compare ensuite les formes des zones utiles plus longues jusqu'à.épuisement de la préclasse.

Après ce tri des formes identiques,on répartit le contenu de chaque mémoire 21 entre deux mémoires 22 et 23, la mémoire 22# recevant les formes supposées élémentaires dont le facteur de multiplicité M dans la préclasse est supérieur à un seuil, par exemple 3, et les autres formes qui sont supposées superposées sont stockées dans la mémoire 23. On regroupe alors, en fonction de leur longueur, les formes supposées élémentaires des mémoires 221 , 22 dans une mémoire 24 et les formes supposées
n superposées des mémoires 231 à 23n dans une mémoire 25.Dans les mémoires 24 et 25 les formes identiques provenant de mémoires 22 et 23 différentes sont regroupées et les formes de la mémoire 25 dont le facteur de multiplicité devient, suite à ce regroupement, supérieur au seuil,sont ajoutées dans la mémoire 26 qui constitue le catalogue général des formes élémentaires alors que la mémoire 27 forme le catalogue général des formes superposées.

Toutes les formes superposées FS stockées dans la mémoire 27 sont soumises dans un comparateur 28 à une comparaison de deuxième niveau telle que schématisée dans les figures 11 et 12. Au cours de cette comparaison la forme superposée FS# de la mémoire 27 est phasée comme expliqué ci-dessus avec une forme FCj du catalogue contenu dans la mémoire 26, on détermine la forme représentant la différence D5i#ci et calcule la variance VD de cette différence qui est comparée à un seuil de reconnaissance de forme SR, si la variance est inférieure à ce seuil on soumet la forme qui constitue la différence à une détection par rapport au seuil de détection SD. Si D est inférieure ou égale à SD, la forme différence ne correspond pas à un signal donc la courbe superposée FSi était en fait la courbe du catalogue FCj comparée.Si la D est supérieure au seuil de détection SD, on compare D avec les autres formes du catalogue FCk en la synchronisant, en effectuant la différence et en calculant la variance de la différence. Si la variance est inférieure au seuil SR c'est que la forme différence est identique à FCk et donc que
FSi résulte de la superposition de FC. et de FCk et on introduit dans le catalogue général, pour ces deux courbes, un accroissement de i du facteur de multiplicité et le temps d'apparition de la forme FSi.

Si la forme différence est différente de toutes les formes du catalogue c'est que FS est la somme de FC. et d'une nouvelle
i :1 forme NF qui est introduite comme telle dans la mémoire constituant le catalogue des formes élémentaires ou soumise à une comparaison de 3ème niveau.

Si la variance de la différence est supérieure au seuil de reconnaissance et si la différence est supérieure au seuil de détection, la différence est comparée aux formes du catalogue et elle peut être identique à une forme FC auquel cas la
u forme FS. est une superposition des formes FC. et FC ou elle
i 3 u peut différer de toutes les formes du catalogue ce qui correspond au fait que FS. est une nouvelle forme et on procède à une comparaison de FS. avec la forme du catalogue FC et
i 5+1 après épuisement la forme FS. est classée comme nouvelle forme.

La différence D peut être inférieure au seuil de détection et on passe dans ce cas à la comparaison avec FC. Dans les cas ci-dessus lorsque la différence seconde entre la différence du premier niveau et la courbe comparée au deuxième niveau présente une variance supérieure au seuil et est supérieure au seuil de détection, on procède à une détection au 3ème niveau.

Après établissement du catalogue général des formes élémentaires et du catalogue des formes inclassables lesquelles sont en nombre très réduit , on vérifie le résultat de l'analyse et de l'identification par la méthode connue d'ana lyse interne en fréquence en rechcrehant les fréquences des signaux élémentaires et on compare les trous constatés dans les fréquences avec les formes cataloguées comme inclassables.

Claims (7)

Revendications

1. Un procédé pour l'identification de signaux pseudopériodiques non identifiés dans un signal complexe

caractérisé en ce qu'on sélectionne les zones utiles du signal complexe en déterminant en continu, d'une part, la valeur de

la variance du bruit avec un hori7.on lent et un conditionnement de ce calcul à l'absence de signal utile, et d'autre part, la valeur de la variance du signal global avec un hori

zon rapide et on sélectionne comme zones utiles les zones du signal où la variance du signal est supérieure à un certain

seuil variant, d'une part, avec la variance du bruit et, d'autre part, avec la variance maximale du signal global, on détermine pour chaque zone utile un certain nombre de paramètres discriminants et on les met en mémoire ainsi que les ormes utiles elles-mêmes, on établit un préclassement des

zones utiles en se basant sur la correspondance analogique d'un ou, de préférence, de plusieurs paramètres discriminants sélectionnés en fonction du signal global, ce préclassement étant établi en fixant pour chaque paramètre discriminant sélectionné une échelle de valeurs couvrant de façon continue la gamme entre les valeurs minimale et maximale de ce paramètre dans le signal complexe de façon à définir des domaines, les zones utiles dont le paramètre considéré se trouve dans un domaine étant affectées aux préclasses dont ce domaine est caractéristique et chaque préclasse comprenant toutes les

zones utiles dont tous les paramètres discriminants sélectionnés se trouvent dans les domaines caractéristiques de cette préclasse, on regroupe éventuellement plusieurs préclasses dont les domaines sont jointifs jusqu'à obtenir un nombre minimum de zones utiles dans chaque préclasse, on classe en

fonction de leur longueur croissante les formes des zones utiles se trouvant dans une préclasse, respectivement dans

un même ensemble de préclasses regroupées, on établit pour

chaque préclasse un catalogue des formes supposées élémen-

taires en faisant figurer dans ce catalogue, après normalisa

tion, la forme de la zone utile la plus courte et les formes suivantes pour lesquelles la comp..7-aj.so::l avec tout.-n les formes antérieurement cataloguées montre qu le gain de cette nouvelle forme est à l'extérieur de deux limites fonction de la courbe cataloguée et du bruit ou que la variance de la différence de cette forme suivante avec toutes les formes antérieurement cataloguées est supérieure à un seuil dépendant de ltactivité de ces formes et du bruit, on affecte chaque courbe cataloguée d'un facteur de multiplicité correspondant au nombre de formes présumées identiques suite aux comparaisons ci-dessus n'ayant pas abouti à l'inscription comme nouvelle forme, on subdivise, en fonction du facteur de multiplicité, les formes supposées élémentaires de chaque préclasse en, d'une part, des formes élémentaires pour lesquelles le facteur de multiplicité est supérieur à un seuil et, d'autre part, en formes supposées complexes, on regroupe en catalogues les formes élémentaires et les formes supposées complexes de l'ensemble du signal global en les classant par ordre de longueur croissante, en additionnant les facteurs de multiplicité des formes élémentaires ou complexes identiques provenant de préclasses différentes et en rétablissant comme élémentaires les formes supposées complexes dont le facteur de multiplicité est supérieur au seuil, et on analyse les formes supposées complexes, dans l'ordre de leur longueur croissante, par différentiation avec chacune des formes élémentaires du catalogue et comparaison de la forme matérialisant cette différence (forme du deuxième niveau) avec les autres formes élémentaires du catalogue, la comparaison de la forme différence étant effectuée avec les mêmes critères que pour une forme supposée élémentaire, et, en cas de comparaison positive, on réitère la comparaison de la forme de la nouvelle différence, la forme supposée complexe étant soit cataloguée comme élémentaire si toutes les comparaisons sont négatives, soit décomposée en les formes élémentaires pour lesquelles la ou les comparaisons ont été positives y compris celle utilisée pour la différentiation du premier niveau.

2. Un procédé pour l'identification de signaux pseudopériodiques non identifiés dans un signal complexe selon la revendication 1, caractérisé en ce que les variances du bruit et du signal sont fixées par la formule récursive

i = (1 - a)V. + a(xi-xi) 2 Vi 1 étant la variance au point i-l précédent, xi le gain au point i considéré et xi la moyenne des gains des points antérieurs et a est un coefficient expérimental inférieur à 1 qui est choisi faible pour le bruit et élevé pour le signal, l'horizon étant égal a 1

3.Un procédé pour l'identification de signaux pseudopériodiques non identifiés dans un signal complexe selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour la préclassification les domaines des paramètres sont définis en construisant une pseudofonction de densité pour le paramètre et en délimitant les domaines par la recherche des minima, jusqu'à obtention d'un nombre préfixé de domaines.

4. Un procédé pour l'identification de signaux pseudopériodiques non identifiés dans un signal complexe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la reconnaissance des formes est effectuée, dans l'ordre des longueurs croissantes des formes d'une même classe, en normalisant les formes de manière à avoir la même amplitude maximale ou potentiel maximal, en effectuant la différence de potentiel entre la forme à reconnaître et une forme à comparer antérieurement cataloguée choisie préférentiellement en fonction de l'analogie du gain, après mise en coincidence des "potentiels d'amplitude maximale" (écart maximal à la moyenne) et en calculant la variance de la différence, deux formes étant considérées comme identiques si la variance de la différence est inférieure é un seuil dit seuil de reconnaissance.

5. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comportant un capteur du signal complexe, un amplificateur du signal capté et un analyseur échantillonnant le signal en xi à une fréquence fonction de la nature du signal, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit de détection (Fig. 2) recevant les échantillons x. et comprenant un étage 2 de calcul de la différence de valeur entre l'échantil- lon et la moyenne des échantillons antérieurs, deux calculateurs 1-4 de variance récursive constitués par des filtres à horizons différents, l'un 1 à horizon rapide calculant la variance dite du signal, l'autre 4 à horizon lent calculant la variance dite du bruit et la valeur moyenne du bruit, ce deuxième filtre 4 étant asservi à l'absence de signal utile, des mémoires 3-5 recevant les sorties de ces filtres pour les réinjecter avec l'échantillon suivant, un étage 13 de calcul d'un seuil de détection des zones utiles comparant un multiple de la variance du bruit à une fraction du maximum de la variance du signal et un étage de décision 15 contrôlé par ce seuil et commandant la mise en mémoire des échantillons constituant une zone utile, un étage 19 d'analyse et de mise en mémoire des zones utiles et de leurs paramètres discriminants, avec classement des zones utiles en fonction de la confidence des valeurs d'au moins un et de préférence trois de leurs paramètres discriminants avec des domaines de valeurs desdits paramètres, un étage 26 à 29 comparateur des formes des zones utiles figurant dans la même classe PC, cet étage alimentant une mémoire catalogue 21 des formes P des zones utiles supposées élémentaires en les affectant d'un facteur de multiplicité M, une mémoire re catalogue 26 des formes dont le facteur de multiplicité M est supérieur à un seuil, une mémoire 27 de stockage des autres formes supposées complexes, un calculateur de différentiation 28 formalisant la différence D entre chacune des formes supposées complexes FS et chacune des formes élémentaires analogues

FC du catalogue et une boucle de réitération réinjectant la différence formalisée dans les étages de détection du niveau, de classement et de comparaison, l'étage de comparaison contrd- lant, dans le cas d'un résultat négatif, l'entrée dans le calculateur de différentiation d'une nouvelle forme élémentaire et, après épuisement du contenu de la mémoire de stockage, l'entrée de la forme supposée complexe dans la mémoire catalogue des formes élémentaires et dans le cas d'un résultat.positif, l'accroissement d'une unité du facteur de multi# cité de la forme élémentaire comparée et la réinjection comme forme supposée complexe de la différence dans le calculateur de différentiation et un dispositif d'édition des résultats.

6. Un dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un étage comparateur de deux formes comporte un dispositif 26 de phasage des deux formes à comparer amenant en coincidence les "potentiels d'amplitude maximale", un dispositif de différentiation 27 soustrayant les potentiels, un filtre 28 de calcul de la variance de la différence et un comparateur 29 entre la valeur de la variance et la valeur du seuil.

7. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6 pour la décomposition d'une forme superposée en ses formes élémentaires, caractérisé en ce qu'il comporte un étage comparateur de la forme superposée et d'une forme élémentaire provenant d'une mémoire catalogue 26 avec une sortie de la différence, un étage de détection analysant la forme représentant la différence et la comparant à un seuil de détection avec une sortie positive injectant la différence dans un second étage comparateur pour la comparer avec les autres formes élémentaires.