[发明专利]用于分析信号、提供瞬时频率和短时傅里叶变换的方法以及用于分析信号的设备

权利要求书

1.一种表示在物理媒介中传播的波的原始信号(SI)的分析方法，以提供表示所述原始信号的特征的参数，所述方法是在计算平台(PC)上实施的，通过由具有不同的中心频率(FN)的多个(NF)采样频率的选择滤波器(FSF)实施的滤波器组，对通过以恒定的采样频率(FE)采样原始信号(SI)得到的输入信号(SE)的采样进行操作，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a)预处理操作，以将所述输入信号(SE)的采样变换为样本序列(SM)；

b)多个(NF)频率变换操作(TFE)，每一个对应于所述多个(NF)采样频率中的被分析频率(FN)中的一个，每一个适于将所述被分析频率(FN)变换为等于所述采样频率(FE)的1/4的频率(F4)，并根据所述样本序列(SM)提供频率变换为所述频率(F4)的多个(NF)信号(ST)；

c)多个(NF)频率选择滤波操作(FSE)，对从多个(NF)信号中的频率变换的且在频率(F4)处执行的所述信号(ST)中的每一个进行操作，并提供多个(NF)被滤波信号(SF)，所述被滤波信号(SF)中的每一个均具有以频率(F4)为中心的频带带宽(BF)；

d)基于所述多个被滤波信号(SF)的多个(NF)参数(PA)提取操作(EXP)，包括对于所述被滤波的信号(SF)中的每一个，来估计下面参数中的至少一个：

-瞬时相位(PI)

-瞬时振幅(AI)

-瞬时频率(FI)

-滑动傅里叶变换(TFG)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)包括频域滤波操作和/或上采样操作，适于将所述输入信号(SE)的最大频率(FB)限制到小于所述频率(F4)的最大频率(FB)。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述滑动傅里叶变换(TFG)是通过以下额外的步骤实施的：

e)多个(NF)频率变换操作(TF0)，对具有以所述频率(F4)为中心的频带带宽(BF)的多个(NF)被滤波的信号(SF)进行操作，其每一个适于将所述频率(F4)变换为零频率。

4.如权利要求1至权利要求3中之一所述的方法，其特征在于，包括所述多个(NF)频率选择滤波操作(FSE)的所述步骤c)是以两个步骤实施的：

c1)前置滤波步骤(PFC)，在任何频率变换操作(TFE)之前对实输入信号(SE)进行操作；

c2)频域滤波步骤(FFR)，对多个(NF)信号中的每个频率变换的实信号进行操作。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述前置滤波步骤(PFC)是以梳状滤波器(PE)或一连串(NP)梳状滤波器(PE)的方式实施的，所述频域滤波步骤(FFR)是以多个共振器(RS4)或其中每个均被调谐到频率(F4)上的多个一连串(NR)共振器(RS4)的方式实施的，其特征还在于：

i)对于所述被分析频率(FN)中的每一个，一连串(NP)梳状滤波器(PE)中梳状滤波器(PE)的数目(NP)等于一连串(NR)共振器(RS4)中共振器的数目(NR)

ii)所述梳状滤波器(PE)的频率零点包括所述多个(NF)频率的所述分析频率(FN)中的每一个

iii)每个频率变换操作(TFE)，每一个与所述多个(NF)频率的所述被分析频率(FN)中的一个对应，且适于将所述梳状滤波器(PE)从频率零点变为共振器(RS)的频率(F4)。

6.如权利要求1至权利要求5中之一所述的方法，其特征在于，在接近(F4)的频率(FD)上调谐的共振器(RSD)与共振器(RS4)并行操作，从而在频域中实施时域窗。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在频率变换操作(TFD)之后且在频率变换操作(TFC)之前，在接近于(F4)的频率(FD)上调谐的每个共振器(RSD)被替换为共振器(RS4)，所述频率变换操作(TFD)适于将频率(F4)变换为被替换的每个共振器(RSD)的频率(FD)，所述频率变换操作(TFC)适于将频率(FD)变换为频率(F4)或频率零。

8.如权利要求1至权利要求7中之一所述的方法，其特征在于，频率选择滤波操作(FSE)中使用的通带(BF)具有修改的带宽，从而使得作为用于多个(NF)频率中的每个频率(FN)的操作所产生的输出而产生的滤波采样的序列(SF)，每一个本质上仅包括所述输入信号(SE)的一个频域分量。