RU2189075C2 - Marker method for signal identification - Google Patents
Marker method for signal identification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189075C2 RU2189075C2 RU2000120052A RU2000120052A RU2189075C2 RU 2189075 C2 RU2189075 C2 RU 2189075C2 RU 2000120052 A RU2000120052 A RU 2000120052A RU 2000120052 A RU2000120052 A RU 2000120052A RU 2189075 C2 RU2189075 C2 RU 2189075C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- predetermined
- marker
- identified
- found
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область изобретения
Изобретение относится к распознаванию и идентификации сигналов и может быть использовано, например, при распознавании речи, изображений и различных иных применениях.Field of Invention
The invention relates to the recognition and identification of signals and can be used, for example, in the recognition of speech, images and various other applications.
Существующий уровень техники
В настоящее время известно много различных способов идентификации и распознавания сигналов.The current level of technology
Currently, there are many different methods for identifying and recognizing signals.
Так, в патенте США 4190820 (G 06 К 9/00, 26.02.1980) описан способ проверки подлинности подписи, в котором сравниваются две последовательности сигналов с маркировочными знаками между нормированными к заданным шаблонам сегментами каждой последовательности путем подсчета числа этих маркировочных знаков в каждой последовательности и сравнения результатов этих подсчетов между собой. Этот способ имеет ограниченное применение и недостаточно высокую точность, поскольку ограниченное количество шаблонов и индивидуальные особенности каждой подписи могут привести к тому, что некоторые из выделенных сегментов будут отнесены не к тому шаблону. Thus, US Pat. No. 4,190,820 (G 06 K 9/00, 02/26/1980) describes a signature verification method that compares two signal sequences with markings between segments of each sequence normalized to given patterns by counting the number of these markers in each sequence and comparing the results of these calculations with each other. This method has limited application and insufficiently high accuracy, since a limited number of templates and individual features of each signature can lead to the fact that some of the selected segments will be assigned to the wrong template.
В патенте США 4783809 (G 10 L 5/06, 08.11.1999) описан способ распознавания речи в реальном времени, в котором акустические характеристики неизвестной речи сопоставляются с заданными шаблонами, в результате чего выстраиваются цепочки эталонных шаблонов, которые сравниваются с запомненными цепочками. Недостаток этого способа тот же, что и у предыдущего: ограниченное количество шаблонов не всегда дает возможность точно сопоставить их звукам реальной речи. US Pat. No. 4,783,809 (G 10
В патенте России 2090928 (G 06 К 9/00, 20.09.1997) описан способ анализа сигналов о состоянии объекта, где сначала формируют несколько обучающих сигналов, по которым создают распознающий эталон, а затем сравнивают сигнал о состоянии объекта с этими распознающими эталонами. Здесь каждый эталон представляет собой некоторое усреднение от нескольких обучающих сигналов, т. е. заведомо не может охватить всего разнообразия возможных исследуемых сигналов. Russian patent 2090928 (G 06 K 9/00, 09/20/1997) describes a method for analyzing signals about the state of an object, where they first generate several training signals that create a recognition standard, and then compare the signal about the state of the object with these recognition standards. Here, each standard represents a certain averaging from several training signals, i.e., it obviously cannot cover the entire variety of possible studied signals.
Наиболее близким к заявленному является способ идентификации сигналов, заключающийся в выполнении следующих операций: выбирают заранее заданный интервал на каждом из по меньшей мере одного эталонных сигналов; обрабатывают каждый эталонный сигнал на упомянутом заранее заданном интервале для нахождения по меньшей мере одной его характеристики; запоминают в машиночитаемой базе данных всю информацию о найденных характеристиках для каждого эталонного сигнала; повторяют упомянутые операции выбора, обработки и запоминания для каждого сигнала, подлежащего распознаванию; сравнивают найденные характеристики каждого сигнала, подлежащего распознаванию, с соответствующими данными для каждого из эталонных сигналов, запомненными в машиночитаемой базе данных; принимают решение о распознавании конкретного сигнала, подлежащего распознаванию, по результатам упомянутой операции сравнения (патент США 5295190, G 10 L 5/06, 15.03.1994). Недостаток этого способа состоит в том, что в качестве характеристик каждого сигнала, подлежащих анализу, используют только его спектральные характеристики в отдельных точках частотной оси, что сказывается на точности этого способа. Closest to the claimed is a method of identifying signals, which consists in performing the following operations: select a predetermined interval on each of at least one reference signal; processing each reference signal in said predetermined interval to find at least one of its characteristics; remember in a machine-readable database all the information about the found characteristics for each reference signal; repeating said operations of selecting, processing and storing for each signal to be recognized; comparing the found characteristics of each signal to be recognized with the corresponding data for each of the reference signals stored in a computer-readable database; decide on the recognition of a particular signal to be recognized based on the results of the aforementioned comparison operation (US Pat. No. 5,295,190, G 10
Раскрытие изобретения
Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в создании такого способа, который обеспечивал бы в качестве технического результата более точную идентификацию сигналов на основе учета всего анализируемого сигнала любой заранее неизвестной формы.Disclosure of invention
Thus, the aim of the present invention is to provide such a method that would provide, as a technical result, a more accurate identification of signals based on taking into account the entire analyzed signal of any previously unknown shape.
Для решения этой задачи с достижением указанного технического результата предлагается маркерный способ идентификации сигналов, заключающийся в выполнении следующих операций: выбирают заранее заданный интервал на каждом из по меньшей мере одного эталонных сигналов; обрабатывают каждый эталонный сигнал на заранее заданном интервале для нахождения по меньшей мере одной его характеристики; запоминают в машиночитаемой базе данных всю информацию о найденных характеристиках для каждого эталонного сигнала; повторяют операции выбора, обработки и запоминания для каждого сигнала, подлежащего распознаванию; сравнивают найденные характеристики каждого сигнала, подлежащего распознаванию, с соответствующими данными для каждого из эталонных сигналов, запомненными в машиночитаемой базе данных; принимают решение о распознавании конкретного сигнала, подлежащего распознаванию, по результатам операции сравнения, причем согласно настоящему изобретению при операции обработки интегрируют по меньшей мере один заранее заданный информационный параметр каждого эталонного сигнала на заранее заданном интервале и определяют для каждого из заранее заданных информационных параметров каждого эталонного сигнала на заранее заданном интервале маркер, представляющий собой точку, которая разделяет этот интервал на такие части, что отношение интеграла от данного информационного параметра на одной из этих частей к интегралу от этого же информационного параметра на другой из этих частей находится в заранее заданных пределах, после чего и запоминают всю информацию о найденных маркерах в машиночитаемой базе данных в операции запоминания; для каждого сигнала, подлежащего распознаванию, при повторении операций выбора, обработки и запоминания осуществляют действия, аналогичные действиям операции интегрирования и определения маркера; в операции сравнения в качестве сравниваемых характеристик используют маркеры распознаваемых и эталонных сигналов; в операции принятия решения принимают решение об идентификации конкретного сигнала, если по меньшей мере заданное число маркеров сигнала, подлежащего идентификации, с заранее заданной точностью совпадает с соответствующими маркерами какого-либо из заранее заданных эталонных сигналов. To solve this problem with the achievement of the specified technical result, a marker method of signal identification is proposed, which consists in the following operations: select a predetermined interval on each of at least one reference signal; process each reference signal at a predetermined interval to find at least one of its characteristics; remember in a machine-readable database all the information about the found characteristics for each reference signal; repeating the operations of selection, processing and storage for each signal to be recognized; comparing the found characteristics of each signal to be recognized with the corresponding data for each of the reference signals stored in a computer-readable database; decide on the recognition of the particular signal to be recognized according to the results of the comparison operation, and according to the present invention, at least one predetermined information parameter of each reference signal is integrated in the processing operation at a predetermined interval and determined for each of the predetermined information parameters of each reference signal on a predetermined interval, a marker representing a point that divides this interval into parts such that the integral of this information parameter on one of these parts to an integral of the information of the same parameter to another of these parts is within a predetermined threshold, then the and storing all information of markers found in computer readable database in the memory operation; for each signal to be recognized, when repeating the operations of selection, processing and storing, actions are performed similar to the operations of the integration and determination of the marker; in the comparison operation, markers of recognized and reference signals are used as compared characteristics; in the decision operation, a decision is made to identify a particular signal if at least a predetermined number of markers of the signal to be identified coincides with predetermined accuracy with the corresponding markers of any of the predetermined reference signals.
Особенностью способа по настоящему изобретению является выполнение дополнительно следующих операций: изменяют для каждого сигнала заранее заданный интервал с заранее заданным шагом; выполняют операцию интегрирования и определения маркера на каждом шаге изменения заранее заданного интервала; определяют зависимости положения каждого маркера каждого эталонного сигнала от величины заранее заданного интервала; повторяют операции выбора, обработки и запоминания для зависимостей, найденных в операции принятия решения для эталонных сигналов; выполняют операцию сравнения для найденных зависимостей положения маркера. A feature of the method of the present invention is the following additional operations: change for each signal a predetermined interval with a predetermined step; perform the operation of integration and determination of the marker at each step of changing a predetermined interval; determine the dependence of the position of each marker of each reference signal from the value of a predetermined interval; repeating the operations of selecting, processing and storing for the dependencies found in the decision-making operation for the reference signals; perform a comparison operation for the found marker position dependencies.
Еще одной особенностью способа по настоящему изобретению является то, что операции изменения заранее заданного интервала, интегрирования и определения на нем маркера, определения зависимости положения маркера от заранее заданного интервала, повторения операций выбора, обработки и запоминания для зависимостей, найденных в операции принятия решения для эталонных сигналов, и операции сравнения для зависимостей положения маркера повторяют для уже найденных зависимостей положения каждого маркера, соответственно выбирая очередную из найденных зависимостей в качестве подлежащего распознаванию сигнала и выбирая интервал для каждой зависимости в качестве заранее заданного интервала. Another feature of the method of the present invention is that the operation of changing a predetermined interval, integrating and defining a marker on it, determining the dependence of the position of the marker on a predetermined interval, repeating the selection, processing, and storing operations for the dependencies found in the decision operation for the reference signals, and comparison operations for marker position dependences are repeated for the position dependences of each marker already found, respectively, choosing the next one from dependencies as the signal to be recognized and choosing the interval for each dependence as a predetermined interval.
При этом в качестве заранее заданного информационного параметра используют амплитуду идентифицируемого сигнала, или сдвиг фазы идентифицируемого сигнала относительно заранее заданного эталонного значения, или частоту идентифицируемого сигнала, или временную задержку заранее заданной характеристики идентифицируемого сигнала относительно заранее заданного эталонного положения. In this case, the amplitude of the identifiable signal, or the phase shift of the identifiable signal relative to a predetermined reference value, or the frequency of the identifiable signal, or the time delay of a predetermined characteristic of the identifiable signal relative to a predetermined reference position is used as a predetermined information parameter.
В существующем уровне техники не выявлены объекты того же назначения, которые содержали бы соответствующие совокупности признаков описанного выше способа. Это позволяет считать заявленный способ новым. In the current level of technology, objects of the same purpose that would contain the corresponding combination of features of the above method have not been identified. This allows us to consider the claimed method as new.
Из существующего уровня техники неизвестны также источники, в которых были бы описаны совокупности признаков, отличающие заявленный способ от соответствующих наиболее близких аналогов. Это позволяет считать заявленный способ имеющим изобретательский уровень. From the current level of technology there are also unknown sources in which sets of features would be described that distinguish the claimed method from the corresponding closest analogues. This allows us to consider the claimed method having an inventive step.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение поясняется чертежами, где одинаковые ссылочные позиции на разных чертежах относятся к одинаковым элементам.Brief Description of the Drawings
The present invention is illustrated by drawings, where the same reference position in different drawings refer to the same elements.
Фиг. 1 иллюстрирует основной принцип маркерного способа идентификации сигналов по настоящему изобретению. FIG. 1 illustrates the basic principle of a marker method for identifying signals of the present invention.
Фиг. 2 иллюстрирует вариант применения маркерного способа по настоящему изобретению. FIG. 2 illustrates an application of the marker method of the present invention.
Фиг. 3 иллюстрирует пример распознавания речевых сигналов в соответствии со способом по настоящему изобретению. FIG. 3 illustrates an example of speech recognition in accordance with the method of the present invention.
Фиг. 4 представляет обобщенную блок-схему устройства для реализации способа по настоящему изобретению применительно к распознаванию речи. FIG. 4 is a generalized block diagram of an apparatus for implementing the method of the present invention with respect to speech recognition.
Фиг. 5 иллюстрирует двухступенчатое использование маркерного способа по настоящему изобретению. FIG. 5 illustrates a two-step use of the marker method of the present invention.
Подробное описание предпочтительных выполнений изобретения
Основной принцип маркерного способа идентификации сигналов по настоящему изобретению проиллюстрирован на фиг.1, по горизонтальной и вертикальной координатным осям которого отложены в условных единицах соответственно время и амплитуда.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
The basic principle of the marker method of signal identification of the present invention is illustrated in figure 1, the horizontal and vertical coordinate axes of which are plotted in arbitrary units, respectively, time and amplitude.
На фиг.1а показана временная диаграмма некоторого сигнала на конкретном временном интервале. В данном примере маркерный способ по настоящему изобретению иллюстрируется на конкретном примере, когда в качестве заранее заданного информационного параметра идентифицируемого сигнала используют его амплитуду. Для того чтобы избежать сложности с изменением знака у сигналов со знакопеременными амплитудами, данный подлежащий идентификации сигнал преобразуется к виду, показанному на фиг.1б, путем применения операции взятия модуля от амплитуды знакопеременного сигнала. Данная операция совершенно необязательна и упоминается здесь только для повышения наглядности используемого далее метода нахождения маркеров. Данный сигнал одного знака может быть получен с помощью обычного двухполупериодного выпрямителя на двух противоположно включенных диодах с общей нагрузкой. On figa shows a timing diagram of a signal at a particular time interval. In this example, the marker method of the present invention is illustrated by a specific example when its amplitude is used as a predetermined information parameter of the identifiable signal. In order to avoid the difficulty of changing the sign of signals with alternating amplitudes, the signal to be identified is converted to the form shown in Fig. 1b by applying the operation of taking the module from the amplitude of the alternating signal. This operation is completely optional and is mentioned here only to increase the visibility of the marker method used below. This signal of the same sign can be obtained using a conventional half-wave rectifier on two oppositely connected diodes with a common load.
Полученный в результате сигнал (фиг.1б) подвергается операции интегрирования на данном временном интервале. Вид получающегося при этом сигнала показан на фиг.1в. После получения интеграла от взятой по модулю амплитуды идентифицируемого сигнала определяется точка, в которой полученный интеграл делится в заранее заданном соотношении. Пусть это соотношение задано как половина от конечной величины полученного интеграла. Точка на временной оси, в которой интеграл от взятой по модулю амплитуды идентифицируемого сигнала, достигает половинного значения от своей конечной величины, и будет в данном случае искомым маркером М данного сигнала на выбранном временном интервале. The resulting signal (Fig. 1b) undergoes an integration operation at a given time interval. A view of the resulting signal is shown in FIG. After receiving the integral from the amplitude of the identified signal taken modulo, the point at which the obtained integral is divided in a predetermined ratio is determined. Let this ratio be given as half of the final value of the resulting integral. The point on the time axis at which the integral of the amplitude of the identifiable signal taken modulo reaches half the value of its final value, and in this case will be the desired marker M of this signal in the selected time interval.
На фиг.2 (с теми же величинами по координатным осям, что и на фиг.1) показан более предпочтительный пример, в котором сигнал, начальная часть которого показана на фиг. 1б, разбивается на несколько временных интервалов (фиг.2а), на каждом из которых определяется интеграл от взятой по модулю амплитуды идентифицируемого сигнала (фиг.2б). После этого на временной оси каждого из этих временных интервалов находится точка, в которой полученный на данном временном интервале интеграл делится в заранее заданном соотношении - в данном примере это соотношение составляет 1/3. В результате получается набор из четырех маркеров M1-M4.Figure 2 (with the same values along the coordinate axes as in Figure 1) shows a more preferable example in which the signal, the initial part of which is shown in Fig. 1b, is divided into several time intervals (figa), on each of which the integral is determined from the amplitude of the identified signal taken modulo (fig.2b). After that, on the time axis of each of these time intervals, there is a point at which the integral obtained in a given time interval is divided in a predetermined ratio - in this example, this ratio is 1/3. The result is a set of four markers M 1 -M 4 .
Маркерный способ идентификации сигналов по настоящему изобретению реализуется следующим образом. The marker signal identification method of the present invention is implemented as follows.
Сначала выбираются, задаются или каким-либо иным образом определяются эталонные сигналы, с которыми впоследствии будут сопоставляться сигналы, подлежащие идентификации. Для каждого из этих эталонных сигналов на заранее заданных временных интервалах вычисляется интеграл от выбранного информационного параметра. Этим информационным параметром может быть, как в вышеприведенных примерах, амплитуда сигнала; однако в качестве информационного параметра может быть выбрана также и иная характеристика, - например, это может быть сдвиг фазы исследуемого сигнала относительно заранее заданного эталонного значения, либо его частота, либо временная задержка заранее заданной характеристики сигнала (к примеру, начало или точка с амплитудой заданного уровня либо заданной крутизны) относительно заранее заданного эталонного положения. В принципе, все эти случаи могут быть сведены к уже показанному случаю, где в качестве характеристики сигнала используется его амплитуда, путем такого преобразования этого сигнала, чтобы сдвиг фазы, частота или временная задержка трансформировались в амплитуду преобразованного сигнала. First, reference signals are selected, set or otherwise determined, with which subsequently the signals to be identified will be matched. For each of these reference signals, the integral of the selected information parameter is calculated at predetermined time intervals. This information parameter may be, as in the above examples, the signal amplitude; however, another characteristic can also be selected as an information parameter, for example, it can be the phase shift of the signal under study relative to a predetermined reference value, or its frequency, or the time delay of a predetermined signal characteristic (for example, the beginning or point with the amplitude of a given level or a specified slope) relative to a predetermined reference position. In principle, all these cases can be reduced to the already shown case, where the amplitude of the signal is used as a characteristic of the signal by transforming this signal so that the phase shift, frequency, or time delay is transformed into the amplitude of the converted signal.
Итак, после разбиения эталонного сигнала на временные интервалы, которые могут быть как одинаковыми, так и неравными между собой, осуществляется интегрирование выбранного информационного параметра и определение маркеров, т. е. тех точек на выбранных временных интервалах, в которых найденные интегралы делятся в заранее заданном соотношении. Определенные таким образом точки (в данном случае - моменты времени) запоминаются для каждого эталонного сигнала в соответствующей базе данных как набор его маркеров. So, after dividing the reference signal into time intervals, which may be the same or unequal, the selected information parameter is integrated and markers are determined, i.e., those points on the selected time intervals in which the found integrals are divided in a predetermined ratio. The points defined in this way (in this case, time instants) are stored for each reference signal in the corresponding database as a set of its markers.
При поступлении некоторого сигнала, подлежащего идентификации, для него тоже определяются маркеры в точном соответствии с вышеуказанной последовательностью операций. После определения набора маркеров этого идентифицируемого сигнала производится их сравнение с наборами маркеров всех эталонных сигналов. Это сравнение производится с заранее заданной точностью, т.е. если по крайней мере для заданной части (например, для трех четвертей) маркеров разность каждой пары соответствующих маркеров (т.е. отдельно для первого временного интервала, отдельно для второго временного интервала и т.д.) идентифицируемого и эталонного сигналов попадает в заранее заданный допуск (к примеру, ±5% от величины соответствующего эталонного маркера), данный идентифицируемый сигнал считается идентифицированным с тем эталонным сигналом, для которого с упомянутой заданной точностью выполнился упомянутый критерий совпадения заданного числа маркеров. Upon receipt of a signal to be identified, markers are also determined for it in exact accordance with the above sequence of operations. After determining the set of markers of this identifiable signal, they are compared with the sets of markers of all reference signals. This comparison is made with a predetermined accuracy, i.e. if, at least for a given part (for example, for three quarters) of markers, the difference of each pair of corresponding markers (i.e., separately for the first time interval, separately for the second time interval, etc.) of the identified and reference signals falls into a predetermined the tolerance (for example, ± 5% of the value of the corresponding reference marker), this identifiable signal is considered to be identified with that reference signal for which, with the specified accuracy, the mentioned matching criteria for annogo number of markers.
Фиг. 3 иллюстрирует пример идентификации двух речевых сигналов с помощью двух эталонных сигналов, в качестве которых взяты произнесенные слова "маркер" и "девять". На фиг.3а и б представлены амплитудные зависимости этих эталонных сигналов, каждый из которых разделен на четыре равных временных интервала. На каждом из этих временных интервалов найден маркер, положение которого показано пунктиром, как точка, в которой интегралы от амплитуды сигнала для участков слева и справа от этой точки равны между собой. Эти маркеры в условных числах проставлены под каждой диаграммой фиг.3. FIG. 3 illustrates an example of identifying two speech signals using two reference signals, which are taken as the spoken words "marker" and "nine." On figa and b presents the amplitude dependence of these reference signals, each of which is divided into four equal time intervals. A marker was found at each of these time intervals, the position of which is indicated by a dotted line, as a point at which the integrals of the signal amplitude for the sections to the left and to the right of this point are equal to each other. These markers in conventional numbers are affixed under each diagram of figure 3.
На фиг. 3в и 3г показаны временные диаграммы двух сигналов, подлежащих идентификации, для которых также определены маркеры на таких же временных интервалах по той же методике, что и для сигналов на фиг.3а и 3б. Полученные при этом наборы числовых значений маркеров сравниваются с наборами для каждого из эталонных сигналов (фиг.3а и 3б). В результате оказывается, что для первого из подлежащих идентификации сигналов все разности соответствующих маркеров (т. е. пар маркеров на одноименных временных интервалах) не превышают 2,5% от значений соответствующих маркеров эталонного сигнала "маркер", но существенно больше 5% для соответствующих значений маркеров эталонного сигнала "девять". Следовательно, первый из подлежащих идентификации сигналов может быть распознан как полученный в результате произнесения слова "маркер". Для второго же из подлежащих идентификации сигналов лишь в двух случаях из четырех разности соответствующих маркеров не превышают 5%, что не позволяет считать этот сигнал идентифицированным с помощью двух эталонов "маркер" и "девять". В действительности второй из подлежащих идентификации в данном примере сигналов получен при произнесении слова "стол". In FIG. 3c and 3d show timing diagrams of two signals to be identified, for which markers at the same time intervals are also determined by the same procedure as for the signals in FIGS. 3a and 3b. The resulting sets of numerical values of the markers are compared with the sets for each of the reference signals (figa and 3b). As a result, it turns out that for the first of the signals to be identified, all the differences of the corresponding markers (that is, pairs of markers at the same time intervals) do not exceed 2.5% of the values of the corresponding markers of the reference signal "marker", but significantly more than 5% for the corresponding values of the markers of the reference signal "nine". Therefore, the first of the signals to be identified can be recognized as being obtained by pronouncing the word “marker”. For the second of the signals to be identified, only in two cases out of four the differences between the corresponding markers do not exceed 5%, which does not allow us to consider this signal identified using two standards, “marker” and “nine”. In fact, the second of the signals to be identified in this example is obtained by pronouncing the word “table”.
Реализация маркерного способа идентификации сигналов по настоящему изобретению для случая распознавания речи может быть осуществлена с помощью устройства, блок-схема которого показана на фиг.4. Это устройство включает в себя микрофон 1 (в общем случае это может быть любой источник аналоговых сигналов), аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 2, блок 3 предварительной обработки (например, фильтрация, нормировка и т.п.), блок 4, в котором реализуется непосредственно вычисление маркеров, машиночитаемую базу 5 данных и интерфейс 6 управления и выводов результатов. В этом устройстве сигнал от источника 1 (в данном случае микрофона) оцифровывается в АЦП 2, фильтруется и/или подвергается иной предварительной обработке в блоке 3 и поступает в блок 4, где осуществляется определение маркеров. Implementation of the marker method of signal identification of the present invention for the case of speech recognition can be carried out using a device, a flowchart of which is shown in figure 4. This device includes a microphone 1 (in the general case, it can be any source of analog signals), an analog-to-digital converter (ADC) 2, a preprocessing unit 3 (for example, filtering, normalization, etc.),
Этот блок 4 может быть выполнен на основе микропроцессора, в котором реализуется следующая последовательность операций с помощью соответствующей программы, хранящейся в памяти этого микропроцессора. Оцифрованные отсчеты входного сигнала интегрируются на заранее заданном временном интервале, что для дискретных сигналов можно выполнить путем простого суммирования их отсчетов. Следует заметить, что в АЦП 2 осуществляется дискретизация того информационного параметра, который выбран в конкретном выполнении способа по настоящему изобретению, т.е. в блок 4 поступают отсчеты, амплитудные значения которых соответствуют, к примеру, частоте или временной задержке. После интегрирования (суммирования дискретных отсчетов) микропроцессор в блоке 4 вычисляет заданное соотношение от найденного интеграла (к примеру, 1/2 или 7/20) и определяет тот момент времени, в котором это соотношение достигается. Данный момент времени на данном временном интервале запоминается в качестве очередного маркера для обрабатываемого сигнала в базе 5 данных. Если этот сигнал вводится в качестве эталонного, процедура на этом заканчивается. Если же данный сигнал является подлежащим идентификации, то блок 4 после нахождения всех его маркеров или одновременно с этим производит сравнение этих маркеров с маркерами, запомненными в базе 5 данных. При совпадении заранее заданного числа маркеров исследуемого сигнала с заранее заданной точностью с соответствующими маркерами одного из эталонных сигналов через интерфейс 6 выдается сигнал об идентификации исследуемого сигнала. В отсутствие такого совпадения интерфейс 6 выдает сигнал отказа от распознавания данного входного сигнала. This
Следует отметить, что маркерный способ идентификации сигналов по данному изобретению применим не только к сигналам во временной области, но и к спектральным характеристикам сигналов. При этом в качестве исследуемого сигнала нужно использовать его спектр, тогда место временных интервалов займут частотные интервалы, а информационным параметром, помимо амплитуды, может быть фазовый сдвиг каждой спектральной составляющей, в остальном же способ не претерпевает никаких изменений. It should be noted that the marker method of signal identification according to this invention is applicable not only to signals in the time domain, but also to the spectral characteristics of the signals. In this case, it is necessary to use its spectrum as the signal under investigation, then the frequency intervals will take the place of time intervals, and the information parameter, in addition to the amplitude, can be the phase shift of each spectral component, otherwise the method does not undergo any changes.
Маркерный способ идентификации сигналов по настоящему изобретению можно модифицировать следующим образом (фиг.5). Интервал, на котором вычисляется интеграл от заранее заданного информационного параметра сигнала, изменяют с заранее заданным шагом, каждый раз вычисляя новое значение интеграла от того же параметра на увеличенном (уменьшенном) интервале. Это условно показано на фиг. 5а как увеличение временного интервала в 2, 3, 4 и т.д. раз. В результате получается последовательность маркеров M1-1, M1-2, М1-3 и т.д. На фиг. 5б построена зависимость положения маркера M1-i (i от 1 до 8) от размера временного интервала. Далее эта зависимость сама рассматривается в качестве исследуемого сигнала, т. е. она разбивается на заранее заданные интервалы (которые могут и не совпадать с заранее заданными интервалами исходного сигнала) и для нее определяются свои маркеры, которые также могут отличаться от маркеров исходного сигнала. Очевидно, что данный процесс можно повторить для интервалов разбиения полученной зависимости (фиг.5б), определяя при этом новые маркеры, и т.д. В этом случае возрастает объем вычислений, но зато повышается и точность распознавания, т.к. учитывается более тонкая структура исследуемого сигнала.The marker signal identification method of the present invention can be modified as follows (FIG. 5). The interval at which the integral from the predetermined information parameter of the signal is calculated is changed with a predetermined step, each time calculating a new value of the integral from the same parameter in the increased (reduced) interval. This is conventionally shown in FIG. 5a as an increase in the time interval of 2, 3, 4, etc. time. The result is a sequence of markers M 1-1 , M 1-2 , M 1-3 , etc. In FIG. 5b, the dependence of the position of the marker M 1-i (i from 1 to 8) on the size of the time interval is constructed. Further, this dependence itself is considered as the signal under study, i.e., it is divided into predetermined intervals (which may not coincide with the predetermined intervals of the original signal) and its markers are determined for it, which may also differ from the markers of the original signal. Obviously, this process can be repeated for the intervals of partitioning the obtained dependence (Fig.5b), while determining new markers, etc. In this case, the volume of calculations increases, but the recognition accuracy also increases, because the finer structure of the signal under study is taken into account.
Промышленная применимость
Маркерный способ идентификации сигналов по настоящему изобретению применим не только к распознаванию речи, как проиллюстрировано выше, но может использоваться и во многих других применениях. С его помощью можно, к примеру, распознавать характер целей по их радиолокационным либо гидроакустическим отражениям путем анализа спектра этих отражений с помощью маркеров в соответствии с данным изобретением. Данный способ применим также к распознаванию изображений, например телевизионных, путем анализа сигналов в каждой строке кадра либо вдоль каждого столбца в матрице пикселей. С помощью данного способа можно идентифицировать выход за допустимые пределы регулируемых параметров в различных системах управления. Специалисты смогут найти много иных областей применения маркерного способа идентификации сигналов по настоящему изобретению. Поэтому приведенное выше описание служит лишь иллюстративным целям и не предназначено для какого-либо ограничения данного способа, объем притязаний по которому определяется исключительно его формулой изобретения с учетом возможных эквивалентов.Industrial applicability
The marker signal identification method of the present invention is applicable not only to speech recognition, as illustrated above, but can be used in many other applications. With its help it is possible, for example, to recognize the nature of targets by their radar or sonar reflections by analyzing the spectrum of these reflections using markers in accordance with this invention. This method is also applicable to image recognition, for example television, by analyzing the signals in each row of the frame or along each column in the pixel matrix. Using this method, it is possible to identify the excess of the permissible limits of the adjustable parameters in various control systems. Specialists will be able to find many other areas of application of the marker method of identifying the signals of the present invention. Therefore, the above description serves only illustrative purposes and is not intended to limit this method in any way, the scope of claims for which is determined solely by its claims taking into account possible equivalents.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000120052A RU2189075C2 (en) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | Marker method for signal identification |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000120052A RU2189075C2 (en) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | Marker method for signal identification |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000120052A RU2000120052A (en) | 2002-06-27 |
| RU2189075C2 true RU2189075C2 (en) | 2002-09-10 |
Family
ID=20238476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000120052A RU2189075C2 (en) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | Marker method for signal identification |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2189075C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510624C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-04-10 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Method of labelling and identifying signals |
-
2000
- 2000-07-31 RU RU2000120052A patent/RU2189075C2/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510624C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-04-10 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Method of labelling and identifying signals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4559602A (en) | Signal processing and synthesizing method and apparatus | |
| Bartunek et al. | Adaptive fingerprint image enhancement with emphasis on preprocessing of data | |
| CN1161710C (en) | Image tecognition and correlation system | |
| KR20150014899A (en) | Device to extract biometric feature vector, method to extract biometric feature vector and program to extract biometric feature vector | |
| JPH0291778A (en) | Method of recognizing pattern | |
| EP1229489A3 (en) | Image processing method and apparatus | |
| US20150347868A1 (en) | System and method for pleographic recognition, matching, and identification of images and objects | |
| CN111860196B (en) | Hand operation action scoring device, method and computer readable storage medium | |
| KR970022829A (en) | Fingerprint card selector and fingerprint card finder | |
| US8045790B2 (en) | Method for automatically de-skewing of multiple layer wafer for improved pattern recognition | |
| US20210319204A1 (en) | Fingerprint Matching Method And Apparatus, Electronic Equipment And Readable Storage Medium | |
| KR20080079798A (en) | Method of face detection and recognition | |
| RU2189075C2 (en) | Marker method for signal identification | |
| JP4800547B2 (en) | Method and apparatus for processing images | |
| KR20090075083A (en) | Method for iris recognition based on individual tensile properties of iris-patterns | |
| RU2148274C1 (en) | Method for identification of person using properties of signature | |
| Savicheva | Recognition of single and overlay of objects on a conveyor belt | |
| CN108629788B (en) | Image edge detection method, device and equipment and readable storage medium | |
| RU2672622C1 (en) | Method of recognition of graphic images of objects | |
| CN106125049B (en) | Radar emitter signal individual difference analysis method | |
| JP2007179267A (en) | Pattern matching device | |
| Luzyanin et al. | Problems of tiny changes analysis in complex time series using dynamic time warping algorithm | |
| Teymourzadeh et al. | Smart analytical signature verification for DSP applications | |
| JPH07302338A (en) | Template matching method and pattern recognizing device using the same method | |
| RU2009111980A (en) | METHOD FOR FORMING AND VERIFICATION OF THE BIOMETRIC Fingerprint Code |