DE3112444C2

DE3112444C2 -

Info

Publication number: DE3112444C2
Application number: DE19813112444
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Phys. Ney; Ruediger Dipl.-Ing. 2000 Hamburg De Frehse
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1981-03-28
Filing date: 1981-03-28
Publication date: 1989-07-20
Also published as: DE3112444A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Erzeugen einer geglätteten Folge von Meßsignalen durch automatisches Auswählen von Meßsignalen aus einer Eingangsfolge von zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten gewonnenen Meßsignalen, wobei die Eingangsfolge einzelne durch Meßfehler stark von benachbarten Meßsignalen abweichende Meßsignale enthält und die Werte der ausgewählten Meßsignale einen geglätteten Verlauf ergeben. Ferner ist im Anspruch eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben.

Bei der Gewinnung von Meßsignalen aus einem zeitlich sich verändernden Signal zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten können Meßfehler aus verschiedenen Gründen auftreten, durch die die Werte einzelner Meßsignale von denen benachbarter Meßsignale stark abweichen. Solche Meßfehler können durch Störsignale oder durch zufällige oder statistische Schwankungen des Signals erzeugt werden, von dem die Folge der Meßsignale abgeleitet wird. Ein Beispiel hierfür ist die Verarbeitung von Sprachsignalen. Die Folge der Meßsignale kann dabei durch zeitlich aufeinanderfolgende Abtastungen des Verlaufs der Stimmbandgrundfrequenz, der Formantfrequenzen oder der Ausgangssignale eines Filterbandpasses gewonnen sein. In solchen oder ähnlichen Signalverläufen treten aufgrund ihrer physikalischen Natur keine unstetigen Änderungen, d. h. keine abrupten Sprünge auf.

In vielen Fällen werden die Meßsignale nicht unmittelbar aus einem zu untersuchenden Signalverlauf gewonnen, sondern aus einer entsprechenden Verarbeitung des zu untersuchenden Signalverlaufes. Dies trifft beispielsweise im besonderen Maße für den Verlauf der Stimmbandgrundfrequenz zu, die selbst nicht ohne weiteres unmittelbar ermittelt werden kann und auch durch Filter nicht einfach bestimmt werden kann, da dann leicht Oberwellen des Sprachsignals als Grundfrequenz erscheinen. Es ist vielmehr eine technisch aufwendige Verarbeitung erforderlich, um mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit die Werte der Stimmbandgrundfrequenz zu verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zu erhalten. Auch bei aufwendigen technischen Verarbeitungen können jedoch einzelne Meßsignale auftreten, die fälschlicherweise die doppelte oder gar dreifache Frequenz der tatsächlichen Stimmbandgrundfrequenz angegeben. Für die Weiterverarbeitung des Verlaufs der Stimmbandgrundfrequenz bzw. ganz allgemein der Folgen von Meßsignalen ist es jedoch erforderlich, Meßsignale mit solchen fehlerhaften Werten, sogenannte "Ausreißer", zu eliminieren und eine geglättete Folge von Meßsignalen zu erzeugen.

Dies könnte beispielsweise durch eine lineare Tiefpaßfilterung erfolgen. Eine solche Filterung hat jedoch den Nachteil, daß ein fehlerhaftes Meßsignal die benachbarten Meßsignale in der geglätteten Folge beeinflußt, auch wenn diese korrekt sind, und daß schnelle Änderungen in der korrekten Folge der Meßsignale durch die Tiefpaßfilterung verschmiert, d. h. in langsamere Änderungen über einen längeren Bereich verfälscht werden.

Ein besseres Verfahren, bei dem steile Übergänge weniger verschliffen werden, ist bekannt aus "IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING", VOL. ASSP-23, No. 6, December 1975, S. 552-557, bekannt. Dieses Verfahren beruht auf einer Kombination von Median-Glättung und linearer Filterung. Jedoch werden auch bei diesem bekannten Verfahren steile Übergänge etwas verschliffen und benachbarte Meßsignale beeinflußt.

Ferner ist aus der Zeitschrift "radio fernsehen elektronik", 24 (1975) H. 15, S. 485-488, ein Verfahren zur Glättung von Signalfolgen bekannt. Dieses setzt jedoch voraus, daß das Nutzsignal wiederholt, d. h. periodisch auftritt. Diese Bedingung ist jedoch bei vielen Meßsignalfolgen nicht gegeben, insbesondere bei den bereits erwähnten Folgen von Meßsignalen, die den Verlauf der Stimmbandgrundfrequenz angeben. In diesen Fällen ist das bekannte Verfahren nicht anwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit denen eine geglättete Folge von Meßsignalen dadurch erzeugt wird, daß nur mögliche Meßsignale ausgewählt und die Ausreißer eliminiert werden, ohne die benachbarten Meßsignale zu beeinflussen, wobei steile Übergänge der Werte in der ursprünglichen Folge von Meßsignalen erhalten bleiben. Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausgehend von dem ersten Meßsignal a (1) der Eingangsfolge nacheinander für jedes Meßsignal a(i) ein Glättewert D(i) als das um einen vorgegebenen Bonuswert B verminderte Minimum der Summen der Signalunterschiedswerte d(i,l) dieses Meßsignals a(i) gegenüber einer Anzahl unmittelbar vorhergehender Meßsignale a(l) und den zu diesen vorhergehenden Meßsignalen a(l) gehörenden, bereits ermittelten Glättewerten D(l) ermittelt und zusammen mit der Ordnungszahl k des vorhergehenden Meßsignals a(k), bei dem das Minimum aufgetreten ist, gespeichert wird, und daß nach Bestimmung der Glättewerte D(i) für alle Meßsignale a(i) der Eingangsfolge ausgehend von dem Meßsignal mit dem kleinsten Glättewert das jeweils zu der bei dem zuletzt ausgewählten Meßsignal gespeicherten Ordnungszahl gehörende Meßsignal ausgewählt wird und die ausgewählten Meßsignale in umgekehrter Reihenfolge die geglättete Folge der ausgewählten Meßsignale darstellt.

Die Anordnung betreffend wird die Aufgabe durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also der Wert jedes Meßsignals mit dem jedes vorhergehenden Meßsignals verglichen und geprüft, zu welchem der vorhergehenden Meßsignale das untersuchte Meßsignal am besten paßt, wobei das Maß der Anpassung durch den Bonuswert bestimmt wird, der dem Charakter der untersuchten Folge von Meßsignalen beispielsweise aufgrund von früheren Vergleichsmessungen angepaßt werden kann. Durch die Bildung eines Glättewertes für jedes Meßsignal wird eine einfache Verarbeitung ermöglicht, so daß die Verarbeitung einer Folge von Meßsignalen mit einer festen Verzögerung in Echtzeit erfolgen kann. Die Folge der ausgewählten Meßsignale kann dann unmittelbar weiterverarbeitet werden.

Um auch Folgen von Meßsignalen korrekt glätten zu können, bei denen die Meßsignale am Anfang und/oder am Ende der Folge Meßfehler enthalten und somit nicht zur korrekt geglätteten Folge gehören, ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, daß zur Ermittlung des Glättewertes D(i) für ein Meßsignal a(i) dessen Glättewert D(i) zunächst auf den Wert 0 gesetzt und das Meßsignal a(i) selbst wie ein vorhergehendes Meßsignal verarbeitet wird. Auf diese Weise wird stets eine korrekt geglättete Folge von Meßsignalen erhalten.

Es ist möglich, daß mehrere falsche Meßsignale unmittelbar aufeinander folgen, so daß es im Extremfall zweckmäßig ist, daß für jedes Meßsignal a(i) der Glättewert D(i) aus den Signalunterschiedswerten d(i,l) gegenüber allen vorhergehenden Meßsignalen ermittelt wird.

Der Signalunterschiedswert kann auf verschiedene Weise ermittelt werden. Der einfachste Fall ist, daß der Signalunterschiedswert zweier Meßsignale der Betrag der Differenz der Werte dieser Meßsignale ist. Hierfür ist nur eine einfache Recheneinrichtung notwendig. Etwas bessere Ergebnisse können jedoch erzielt werden, wenn der Signalunterschiedswert zweier Meßsignale der Quotient aus der Differenz der Werte und der Differenz der Ordnungszahlen dieser Meßsignale ist. Dies entspricht der Neigung der Verbindung zweier Meßsignale, die um einen entsprechend dem Abstand dieser Meßsignale vom Bonuswert abhängigen Wert vergrößert ist. Noch bessere Ergebnisse werden erreicht, wenn der Signalunterschiedswert zweier Meßsignale aus der Summe der Quadrate der Differenzen der Meßsignalwerte und der Ordnungszahlen abgeleitet wird. Die Wurzel aus dieser Summe der Quadrate entspricht unmittelbar dem euklidischen Abstand der Meßsignale. Dafür ist jedoch eine relativ komplizierte Recheneinrichtung notwendig. Im letzteren Falle ist es für die Berücksichtigung der verschiedenen Dimensionen bzw. Größenordnungen von Meßsignalen und Ordnungszahlen zweckmäßig, daß das Quadrat der Differenz der Ordnungszahlen vor der Summation mit einem konstanten Faktor p multipliziert wird und der Bonuswert gleich 0 ist. Die Multiplikation kann beispielsweise durch eine Stellenverschiebung erreicht werden, so daß sich eine Vereinfachung der dafür notwendigen Recheneinheit ergibt. Allerdings ist es in diesem Falle notwendig, daß Anfang und Ende der geglätteten Folge von Meßsignalen bekannt oder willkürlich festgelegt ist.

In der geglätteten Folge können die nichtausgewählten Meßsignale einfach weggelassen oder durch den Wert 0 ersetzt werden, so daß diese nichtausgewählten Meßsignale in der geglätteten Folge praktisch nicht existieren. Für viele Zwecke der Weiterverarbeitung ist dies ausreichend. In anderen Fällen ist es jedoch zweckmäßig, daß die nichtausgewählten Meßsignale durch Signale ersetzt werden, die aus den benachbarten ausgewählten Meßsignalen abgeleitet sind. Dies erfordert allerdings einen gewissen zusätzlichen technischen Aufwand.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem ersten Speicher zum Speichern der Meßsignale der Eingangsfolge ist gekennzeichnet durch

a) einen zweiten Speicher zur Aufnahme der Glättewerte D(i),
b) einen dritten Speicher zur Aufnahme der Ordnungszahl k des vorhergehenden Meßwertes a(k), bei dem ein Minimum aufgetreten ist,
c) eine Adressieranordnung, deren Adressenausgang mit den Adresseneingängen des ersten, zweiten und dritten Speichers verbunden ist und die an diesem Adressenausgang bei der Ermittlung der Glättewerte eine Adressenfolge erzeugt, die der zeitlichen Folge der gespeicherten Meßsignale a(i) entspricht und in der nach jeder neuen Adresse, die dem jeweils nächsten Meßsignal a(i) entspricht, in jeweils einem Unterzyklus nacheinander die Adressen der unmittelbar vorhergehenden Meßsignale a(l) bis zu einer vorgegebenen Anzahl, beginnend beim am weitesten vorhergehenden Meßsignal, erzeugt werden und alle adressierten Meßsignale a(i), a(l) und die den vorhergehenden Meßsignalen entsprechenden Glättewerte D(l) ausgelesen werden,
d) eine erste Recheneinheit, deren Eingänge mit dem Ausgang des ersten und zweiten Speichers verbunden ist und die jeweils aus einem Meßsignal a(i) und einem vorhergehenden Meßsignal a(l) sowie dem dazu gehörenden Glättewert D(l) ein Zwischensignal M(i, l) entsprechend M(i, l) = d(i, l) + D(l)ermittelt,
e) ein Minimumregister und einen ersten Vergleicher, deren Eingänge mit dem Ausgang der ersten Recheneinheit verbunden sind und von denen der Vergleicher das ermittelte Zwischensignal M(i, l) mit dem im Minimum-Register enthaltenen Zwischensignal vergleicht und das gerade ermittelte Zwischensignal in das Minimum-Register einschreibt, wenn dieses kleiner ist als das gespeicherte Zwischensignal,
f) eine zweite Recheneinheit, die mit dem Ausgang des Minimum-Registers verbunden ist und die von den im Minimum-Register gespeicherten Wert den vorgegebenen Bonuswert B substrahiert,
g) eine Steuereinheit, die bei jedem Unterzyklus die Adresse des vorhergehenden Meßwertes a(k), bei dem im Unterzyklus das kleinste Zwischensignal M(i, k) aufgetreten ist, als Ordnungszahl k in den dritten Speicher und nach jedem Unterzyklus das Ausgangssignal der zweiten Recheneinheit als Glättewert D(i) in den zweiten Speicher einschreibt und während der anschließenden Auswahl der Meßwerte für die geglättete Folge mindestens die Meßwerte in dem ersten Speicher an den Adressen entsprechend den im dritten Speicher enthaltenen Ordnungszahlen ausliest und in einen Ergebnisspeicher einschreibt.

Ausgestaltungen dieser Anordnung sind in den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Glättung,

Fig. 2 ein Ablaufschema zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Ermittlung der Glättewerte und der Ordnungszahlen,

Fig. 4 ein Impulsschema zum Steuern der in Fig. 3 angegebenen Elemente,

Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Auswahl der Meßsignale anhand der gespeicherten Ordnungszahlen.

Da in der geglätteten Folge der Meßsignale nur die Ausreißer eliminiert werden sollen, ohne die korrekten Meßsignale zu beeinflussen, muß für jedes Meßsignal einzeln geprüft werden, ob es in die geglättete Folge der Meßsignale paßt. Daher muß zunächst für jeweils zwei Meßsignale a(i) und a(l) der Eingangsfolge ein Glättekriterium bzw. ein Signalunterschiedswert d(i, l) bestimmt werden. Hierfür sind folgende Möglichkeiten von besonderer Bedeutung:

a) der absolute Unterschied d(i, l) = | a(i)-a(l) |,
b) die absolute Steigung
c) der euklidische Abstand d(i, l) = [p · (i-l) ² + (a(i)-a(l)) ²]^1/2,
d) das Abstandsquadrat d(i, l) = p · (i-l)² + (a(i)-a(l)) ².

Der Faktor p in den Kriterien c) und d) ist notwendig, um den Unterschied der Dimensionen bzw. Größenordnungen zwischen den Meßsignalen und deren Abständen zu berücksichtigen. Prinzipiell scheint der euklidische Abstand am besten geeignet zu sein, jedoch erfordert dieser einen relativ hohen Rechenaufwand, insbesondere durch die Bildung der Wurzel. Aber auch für das Abstandsquadrat ist noch ein wesentlicher Rechenaufwand notwendig. Bei langsamen Folgen von Meßsignalen kann allerdings für die Berechnung ein allgemeiner Vielzweck- Rechner eingesetzt werden, der die einzelnen Rechenschritte nacheinander durchführt, so daß der Gesamtaufwand begrenzt bleibt.

Wenn das Gesamtglättekriterium von diesen punktweisen Glättekriterien abgeleitet wird, kann dies dazu führen, daß die geglättete Kurve nur ein oder wenige Meßsignale desselben Wertes enthält. Aus diesem Grunde wird ein Bonuswert B eingeführt. Die Wirkung dieses Bonuswertes soll anhand der Fig. 1 erläutert werden. Darin sind drei Meßsignale a(i 1), a(i), a(i 2) dargestellt, die einen Teil einer längeren Folge von Meßsignalen bilden. Wenn für die Zwecke dieser Erläuterung angenommen wird, daß die beiden Meßsignale a(i 1) und a(i 2) zu der geglätteten Folge gehören, dann kann das Meßsignal a(i) nur dann auch zur geglätteten Folge gehören, wenn für die Signalunterschiedswerte jeweils zweier Meßsignale folgende Bedingung erfüllt ist

d(i₂, i₁) < d(i₂, i) + d(i, i₁)-B.

Die Größe dieses Bonuswertes B bestimmt also das Ausmaß der Glättung, d. h. je kleiner dieser Bonuswert B ist, desto stärker wird die Folge geglättet, indem Meßsignale mit entsprechend geringeren Unterschieden zu benachbarten Meßsignalen eliminiert werden. Was an der Stelle der eliminierten Meßsignale eingesetzt werden soll, geht daraus nicht hervor, sondern bleibt einem weiteren Verarbeitungsschritt vorbehalten.

Bei der Erläuterung der obengenannten Bedingung für das Einbeziehen eines Meßsignals in eine geglättete Kurve ist von zwei Meßsignalen zu beiden Seiten ausgegangen, wobei die beiden benachbarten Meßsignale als zur geglätteten Folge gehörig angenommen wurden. Im praktischen Fall ist eine Prüfung bzw. ein Vergleich jedes Meßsignals mit mehreren beiderseits benachbarten Meßsignalen notwendig, was jedoch in der technischen Ausführung sehr aufwendig ist. Aus der o. g. Bedingung ist daher die folgende Bedingung abgeleitet, die den technischen Aufwand für die Ermittlung der geglätteten Folge von Meßsignalen sehr stark verringert:

D(i) = -B + min [d(i, l) + D(l) : l = 1, . . ., i].

Von dieser Bedingung, die als Glättewert bezeichnet wird, geht das erfindungsgemäße Verfahren aus. Durch die Einbeziehung der vorher ermittelten Glättewerte in die Bestimmung der folgenden Glättewerte wird nicht nur der technische Aufwand verringert, sondern auch der gesamte Vorgang stark beschleunigt. Diese Glättewerte müssen daher alle gespeichert werden. Ferner muß auch noch gespeichert werden, bei welchem Meßsignal a(k) jeweils das Minimum aufgetragen ist, d. h. es muß die Ordnungszahl k dieses Meßwertes gespeichert werden. Aus diesen gespeicherten Ordnungszahlen kann dann auf einfache Weise die geglättete Folge der Meßsignale bestimmt werden, wie nachfolgend erläutert wird.

Bei der letztgenannten Bedingung wird jedes Meßsignal mit allen vorhergehenden Meßsignalen verglichen. Da aber anzunehmen ist, daß die Korrelation zwischen zwei Meßsignalen um so geringer ist, je größer der Abstand zwischen diesen Meßsignalen ist, kann der Rechenaufwand dadurch verringert werden, daß jedes Meßsignal nur mit einer vorgegebenen Anzahl vorhergehender Meßsignale verglichen wird.

Die Wirkung der obengenannten Bedingung kann leichter übersehen werden, wenn von einer Eingangsfolge von Meßsignalen mit lauter gleichen Werten ausgegangen wird. Der Signalunterschiedswert d(i, l) ist dann für beliebige Paare von Meßsignalen gleich 0. Jeder folgende Glättewert D(i) ergibt sich dann aus dem kleinsten, d. h. negativsten vorhergehenden Glättewert, der um den Bonuswert B noch verringert, d. h. negativer gemacht wird. Der kleinste vorhergehende Glättewert ist dann immer der unmittelbar vorhergehende Glättewert, da bei allen davor liegenden Glättewerten weniger oft der Bonuswert B subtrahiert wurde und diese somit größer, d. h. weniger negativ sind. Die Glättewerte ergeben somit eine mit steigender Ordnungszahl i immer negativer werdende Folge von Werten. Wenn nun eine Eingangsfolge von Meßsignalen vorliegt, die nicht alle gleiche Werte haben, wird die Folge der Glättewerte durch die stets positiven Signalabstandswerte nicht so schnell negativ und kann in ihrem Verlauf auch umkehren, d. h. positiver werden, nämlich bei einem Meßsignal, das einen Ausreißer darstellt. In einem solchen Fall tritt das Minimum also nicht bei dem unmittelbar vorhergehenden Meßsignal, sondern bei einem früheren Meßsignal auf, und der bzw. die unmittelbar vorhergehenden Meßsignale werden bei der nachfolgenden Auswahl der Meßsignale für die geglättete Folge eliminiert.

Das vollständige erfindungsgemäße Verfahren soll nun anhand des Ablaufschemas in Fig. 2 näher erläutert werden. Der Block 101 stellt symbolisch den Anfang des Ablaufs dar. Im Block 102 werden Anfangswerte für den Ablauf eingestellt, insbesondere wird dort die Adressierung auf das erste der gespeicherten Meßsignale eingestellt, und es werden Anfangswerte in Zwischenspeicher eingeschrieben, die später im Ablauf benötigt werden.

Mit dem Block 103 beginnt nun die Ermittlung der Glättewerte und die Speicherung der Ordnungszahlen in einem zyklischen Ablauf mit Unterzyklen. Im Block 103 wird die Adresse des Meßsignals, für das der Glättewert und die Ordnungszahl bestimmt werden soll, um 1 erhöht. Im Block 104 wird der zu diesem Meßsignal a(i) gehörige Glättewert D(i) zunächst auf 0 gebracht und die Adresse des vorhergehenden Meßsignals auf einen Anfangswert gesetzt sowie das das Minimum des bei der folgenden Berechnung auftretenden Zwischenwertes aufnehmende Minimum- Register auf einen Anfangswert gesetzt. Im Block 105 wird ferner das gerade adressierte Meßsignal ausgelesen und der Wert zwischengespeichert.

Mit dem Block 106 beginnt nun ein Unterzyklus, in dem das gerade adressierte Meßsignal mit allen vorhergehenden Meßsignalen verglichen wird. Im Block 106 wird die Adresse des vorhergehenden Meßsignals um 1 erhöht, d. h. der im Block 104 eingestellte Anfangswert dieser Adressen muß also die Adresse vor dem ersten Meßsignal sein. Im Block 108 wird dann der Wert des vorhergehenden Meßsignals a(l) sowie der dazugehörige Glättewert D(l) ausgelesen. Im Block 109 wird dann das gewählte Glättekriterium gemäß vorstehender Erläuterung, d. h. der absolute Unterschied, die absolute Neigung oder der euklidische Abstand bzw. das Abstandsquadrat berechnet und der ausgelesene Glättewert dazu addiert und somit der Zwischenwert M(i, l) ermittelt.

Im Block 110 wird geprüft, ob dieser ermittelte Zwischenwert M(i, l) niedriger ist als der im Minimum-Register gespeicherte Zwischenwert, der vorher im Block 104 auf 0 gesetzt wurde, so daß diese Prüfung beim ersten Durchlaufen des Unterzyklus immer ein positives Ergebnis liefert. Bei einem solchen positiven Ergebnis wird auf den Block 111 übergegangen, bei dem der neu ermittelte Zwischenwert M(i, l) in das Minimum-Register eingeschrieben und außerdem die Ordnungszahl l des zugehörigen Meßsignals in einem weiteren Speicher bzw. einem Ordnungszahlregister abgespeichert wird. Danach folgt im Block 112 die Prüfung, ob das gerade verarbeitete vorhergehende Meßsignal mit dem im Block 105 ausgelesenen Meßsignal identisch ist, d. h. ob eine Folge von Unterzyklen vollständig beendet ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird wieder auf den Block 106 zurückgegangen und die Adresse l des vorhergehenden Meßsignals um 1 erhöht.

Wenn jedoch die beiden Meßsignale identisch sind, wird auf den Block 113 übergegangen, wo von dem im Minimum- Register enthaltenen Zwischenwert, der den minimalen Zwischenwert M(i, k) in der beendeten Folge von Unterzyklen darstellt, der Bonuswert subtrahiert und somit der Glättewert D(i) bestimmt und in dem zugehörigen Speicher abgespeichert wird. Wenn in dem Block 111 jeweils die Ordnungszahl l in einem Ordnungszahlregister abgespeichert wurde, enthält dieses nun die Ordnungszahl k, bei der das Minimum M(i, k) der Zwischenwert M(i, l) aufgetreten ist, und diese Ordnungszahl k wird nun in den Speicher für die Ordnungszahl an der erreichten Adresse i eingeschrieben.

Mit dem Block 114 beginnt ein Abschnitt, der die anschließende Auswahl der Meßsignale für die geglättete Folge erleichtern soll. In dem Block 114 wird geprüft, ob der ermittelte und abgespeicherte Glättewert D(i) kleiner ist als der in einem Glättewert-Register gespeicherte Glättewert, der zu Anfang im Block 102 auf 0 gesetzt wurde. Wenn dies der Fall ist, wird im Block 115 dieser kleinere Glättewert in das Glättewert-Register eingeschrieben und außerdem die zuletzt erreichte Adresse i in ein Endwert- Register abgespeichert. Im letzteren Register ist nach Verarbeitung aller Meßsignale die Ordnungszahl desjenigen Meßsignals enthalten, daß das Ende der geglätteten Folge darstellt. Die gegebenenfalls danach folgenden Meßsignale stellen Ausreißer dar. Wenn der gerade ermittelte Glättewert nicht kleiner ist als der in dem Glättewert-Register abgespeicherte Glättewert oder wenn die Abspeicherung durchgeführt ist, geht die Verarbeitung mit dem Block 116 weiter, in dem geprüft wird, ob der letzte Meßwert verarbeitet worden ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird zum Block 103 zurückgegangen, wo die Adresse des Meßsignals wieder um 1 erhöht wird. Wenn dies doch der Fall ist, ist die Bestimmung der Glättewerte und insbesondere die Speicherung der Ordnungszahlen k der jeweiligen Minima der Zwischenwerte abgeschlossen, und die Auswahl der Meßsignale für die geglättete Folge kann nun durchgeführt werden.

Der Ablauf für diese Auswahl beginnt mit dem Block 120, bei dem die Adresse der Meßsignale aus nachstehend erläuterten Gründen um 1 erhöht wird. Danach wird auf einen in einem zyklischen Ablauf liegenden Block 121 weitergegangen, wo diese Adresse bei jedem Durchlauf und damit auch beim ersten Male um 1 erniedrigt wird, weshalb zunächst durch den Block 120 von einer um 1 höheren Adresse ausgegangen werden muß. Ferner wird ein Meßsignal-Register auf 0 gesetzt, wenn anstelle der eliminierten Meßsignale in der geglätteten Folge der Wert 0 enthalten sein soll. Wenn dagegen das vorhergehende Meßsignal an dieser Stelle eingefügt werden soll, unterbleibt im Block 121 das Löschen des Meßsignal-Registers im Block 121, sondern dies wird dann im Block 120 durchgeführt, wobei die gegebenenfalls Ausreißer darstellenden letzten Meßsignale der Eingangsfolge durch den Wert 0 ersetzt werden.

Im Block 122 wird geprüft, ob die Adresse die beim Block 115 im Endwert-Register zuletzt gespeicherte Adresse erreicht hat. Solange dies nicht der Fall ist, wird gleich mit dem Block 124 weitergegangen, bei dem der im Meßsignal- Register gespeicherte Wert in den Ergebnisspeicher, der zum Schluß die geglättete Folge von Meßsignalen enthalten soll, eingeschrieben wird. Wenn jedoch die durch die Rückwärtszählung im Block 121 gebildete Adresse mit der im Endwert-Register gespeicherten Adresse übereinstimmt, wird der Block 123 durchlaufen, bei dem das bei dieser Adresse i vorhandene Meßsignal a(i) im Meßsignal-Register und die an dieser Adresse im Block 111 bzw. 113 gespeicherte Ordnungszahl in dem Endwert-Register gespeichert wird. Wenn jedoch der Speicher für die Eingangsfolge der Meßsignale gleichzeitig der Ergebnisspeicher ist und die eliminierten Meßsignale durch ein Signal mit dem Wert 0 ersetzt werden, kann das Einschreiben des ausgelesenen Meßsignals in das Meßsignal-Register und dessen Rückschreiben in den Ergebnisspeicher dadurch ersetzt werden, daß in den anderen Ausgang des Blocks 122 das Einschreiben eines Signals mit dem Wert 0 in den Ergebnisspeicher eingefügt wird.

Im Block 125 wird nun geprüft, ob die Verarbeitung bis zum ersten Meßsignal vorangegangen ist. Falls dies nicht zutrifft, wird wieder zum Block 121 zurückgegangen und die Schleife nochmals durchlaufen, bis im Block 125 festgestellt wird, daß das erste Meßsignal adressiert worden ist. In diesem Falle wird zum Block 126 weitergegangen, der symbolisch das Ende der Verarbeitung angibt.

Das Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist in den Fig. 3 bis 5 dargestellt. Die Fig. 3 zeigt dabei die Anordnung bzw. die Verbindungen der Elemente für die Ermittlung der Glättewerte und die Abspeicherung der Ordnungszahlen, wobei das Zusammenarbeiten der einzelnen Elemente anhand des in Fig. 4 dargestellten Impulsdiagramms erläutert wird.

Die Adressieranordnung 2 in Fig. 3 enthält einen ersten Adressenzähler 4, der über einen Zähleingang 1 Zähltaktsignale von dem gleich bezeichneten Ausgang der Steuereinheit 18 erhält. Ferner ist ein zweiter Adressenzähler 6 vorhanden, der am Zähleingang 3 Zähltaktsignale von dem gleich bezeichneten Ausgang der Steuereinheit 18 und am Rückstelleingang 7 Rückstellsignale vom Ausgang 33 der Steuereinheit 18 erhält. Die Ausgänge der beiden Adressenzähler 4 und 6, die jeweils ein Mehrbitwort abgeben, wie durch die Doppellinien der Verbindungen an dieser und an den übrigen Stellen der Fig. 3 und auch der Fig. 5 angedeutet ist, sind unter anderem mit den Eingängen eines Umschalters 8 verbunden, der abhängig von einem Steuersignal 5, das vom gleich bezeichneten Ausgang der Steuereinheit 18 geliefert wird, den Adressenausgang 11 mit dem Ausgang des ersten Adressenzählers 4 oder des zweiten Adressenzählers 6 verbindet. Ferner sind die Ausgänge beider Adressenzähler 4 und 6 mit einem Vergleicher 10 verbunden, der bei Gleichheit der Zählerstände beider Adressenzähler am Ausgang 9 ein Signal an den gleich bezeichneten Eingang der Steuereinheit 18 abgibt. Der Ausgang des ersten Adressenzählers 4 ist ferner mit dem einen Eingang eines Vergleichers 44 verbunden, der am anderen Eingang ein Signal N entsprechend der Gesamtlänge der Eingangsfolge der Meßsignale erhält, die beispielsweise fest vorgegeben sein möge, und der am Ausgang 45 ein Signal abgibt und dem gleich bezeichneten Eingang der Steuereinheit 18 zuführt, wenn die vom Adressenzähler 4 erzeugte Adresse i gleich dem fest vorgegebenen Wert N ist, womit der Steuereinheit 18 signalisiert wird, daß die Bestimmung der Glättewerte und Speicherung der Ordnungszahlen beendet ist.

Der Adressenausgang 11 ist mit den Adresseneingängen von drei Speichern 12, 22 und 32 sowie mit dem Eingang zweier Register 34 und 40 verbunden. Der Speicher 12 enthält vor Beginn der hier beschriebenen Verarbeitung die Meßsignale, deren Gewinnung kein Bestandteil der Erfindung ist und die daher hier nicht weiter erläutert wird. Dieser Speicher 12 ist ständig auf Auslesen geschaltet, so daß am Ausgang 13 das jeweils adressierte Meßsignal erscheint. Der Speicher 22 nimmt während der Verarbeitung die gebildeten Glättewerte D(i) auf, die über die Leitung 31 und den Umschalter 24 dem Dateneingang des Speichers 22 zugeführt werden. Der Umschalter 24, der ebenso wie der Umschalter 8 mit elektronischen Mitteln realisiert ist, beispielsweise als Multiplexer, verbindet in der anderen, durch ein entsprechendes Signal am Steuereingang 23 vom Ausgang 15 der Steuereinheit 18 gesteuerten Stellung den Dateneingang des Speichers 22 mit einem festen Wert 0. Über ein entsprechendes Signal am Steuereingang 21 des Speichers 22 wird dieser auf das Einschreiben umgeschaltet, während er sonst auf Auslesen geschaltet ist und den gerade von der Adresse am Adressenausgang 11 adressierten Glättewert der Recheneinheit 16 zuführt.

Der Speicher 32 übernimmt mit jedem Signal am Ausgang 33 der Steuereinheit 18 den Inhalt des Ordnungszahl-Registers 34, das eine Ordnungszahl entsprechend der Adresse K enthält, bei der ein Minimum der Zwischenwerte aufgetreten ist.

Das Meßsignal am Ausgang 13 des Speichers 12, das bei Adressierung durch den Adressenzähler 4 ausgelesen wird, wird über ein Signal am Ausgang 15 der Steuereinheit 18 in ein Meßsignal-Register 14 eingeschrieben, während die bei Adressierung des Speichers 12 durch den Adressenzähler 6 am Ausgang 13 erscheinenden Meßsignale der Recheneinheit 16 direkt zugeführt werden. Die Recheneinheit 16 bildet aus diesen Signalen a(i) aus dem Meßsignal-Register 14, dem Meßsignal a(l) am Ausgang 13 des Speichers 12 und dem Wert D(l) am Ausgang des Speichers 22 den folgenden Zwischenwert M(i, l)

M(i, l) = d(i, l) + D(l).

Die dafür in der Recheneinheit 16 notwendigen Steuersignale werden von der Steuereinheit 18 über die Verbindung 19 zugeführt.

Der Ausgang 17 der Recheneinheit 16 ist mit dem Eingang eines Minimum-Registers 26 sowie dem einen Eingang eines Vergleichers 28 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang 27 des Minimum-Registers 26 verbunden ist. Wenn der Zwischenwert am Ausgang 17 der Recheneinheit 16 kleiner ist als der Zwischenwert am Ausgang 27 des Minimum-Registers 26, erzeugt der Vergleicher 28 ein Ausgangssignal am Ausgang 29, das der Zwischenwert am Ausgang 17 in das Minimum- Register 26 und die gerade am Adressenausgang 11 vorhandene Adresse l in das Ordnungszahlregister 34 einschreibt.

Der Ausgang 27 des Minimum-Registers 26 ist außerdem mit einer zweiten Recheneinheit 30 verbunden, die an einem anderen Eingang einen festen Bonuswert B erhält und diesen Wert von dem Wert am Ausgang 27 subtrahiert und damit den Glättewert D(i) für die durch den Adressenzähler 4 bestimmte Adresse am Ausgang 31 erzeugt. Dieser Ausgang ist, wie bereits beschrieben, mit dem Umschalter 24 sowie ferner mit dem Eingang eines Glättewert-Registers 38 sowie dem einen Eingang eines Vergleichers 36 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang 39 des Glättewert- Registers 38 verbunden ist. Der Vergleicher 36 erzeugt ein Ausgangssignal am Ausgang 37, wenn er am Steuereingang 35 durch ein Signal vom Ausgang 33 der Steuereinheit 18 freigegeben ist und wenn außerdem der gerade ermittelte Glättewert D(i) am Ausgang 31 kleiner ist als der im Glättewert-Register 38 enthaltene und am Ausgang 39 erscheinende Glättewert. Dieses Signal am Ausgang 37 schreibt den neuen Glättewert D(i) in das Glättewert-Register 38 sowie außerdem die gerade am Adressenausgang 11 abgegebene Adresse in ein Endwert-Register 40 ein.

Die zeitliche Steuerung der in Fig. 3 dargestellten Elemente soll anhand der Fig. 4 erläutert werden. In der Zeile a ist die Impulsfolge dargestellt, die am Ausgang 1 der Steuereinheit 18 erzeugt und die dem Adressenzähler 4 als Zähltakt zugeführt wird. Wenn davon ausgegangen wird, daß zu Beginn der Adressenzähler 4 auf die Stellung vor der Adresse des ersten Meßsignals rückgestellt wurde, geht zu Beginn der Verarbeitung zum Zeitpunkt t _o der Adressenzähler 4 auf die Adresse des ersten Meßsignals. Da zu diesem Zeitpunkt durch das in der Kurve e dargestellte und dem Eingang 5 des Umschalters zugeführte Steuersignal der Adressenzähler 4 mit dem Adressenausgang 11 verbunden ist, wird aus dem Meßsignalspeicher 12 das erste Meßsignal ausgelesen und erscheint am Ausgang 13. Es folgt nun entsprechend der Zeile b in Fig. 4 ein Impuls am Ausgang 15 der Steuereinheit 18, der das ausgelesene Meßsignal a (1) in das Meßsignal-Register 14 einschreibt und der gleichzeitig den Umschalter 24 umschaltet, so daß der Wert 0 dem Dateneingang des Speichers 22 zugeführt wird. Ferner wird dieser Impuls dem Steuereingang 21 des Speichers 22 zugeführt und schaltet diesen auf Einschreiben, so daß der erste Glättewert D (1) = 0 zunächst eingeschrieben wird. Ferner wird der in Zeile b der Fig. 4 dargestellte Impuls dem Rücksetzeingang 25 des Minimum- Registers 26 zugeführt und stellt dieses vor Beginn des ersten Unterzyklus auf 0.

Es beginnt nun zum Zeitpunkt t₁₁ der erste Unterzyklus, in dem gemäß der Kurve e in Fig. 4 der Umschalter 8 den Adressenausgang 11 mit dem Ausgang des Adressenzählers 6 verbindet. Dieser Adressenzähler 6 möge vor Beginn der Verarbeitung ebenso wie der Adressenzähler 4 auf die Stellung vor der Adresse des ersten Meßsignals gestellt gewesen sein. Entsprechend der Impulsfolge f in Fig. 4, die die am Ausgang 3 der Steuereinheit 18 erzeugten Impulse darstellt, erhält der Adressenzähler 6 zu Beginn des Unterzyklus einen Zähltakt und erzeugt die Adresse des ersten Meßsignals a (1). Da gleichzeitig der Speicher 22 in der Stellung Lesen steht, wie die Impulsfolge d in Figur zeigt, die durch Überlagerung bzw. ODER-Verknüpfung der beiden Impulsfolgen b und c gewonnen wird, wird der erste Glättewert D (1) ausgelesen. Die Recheneinheit 16 verarbeitet nun die beiden zugeführten Meßsignale und den Glättewert, indem über die Verbindung 19 die entsprechenden, in Fig. 4 nicht dargestellten Steuerimpulse zugeführt werden. Die Impulsfolge g in Fig. 4 stellt symbolisch den letzten dieser Steuerimpulse dar, mit dem das in der Recheneinheit 16 erzeugte Zwischensignal M (1,1) am Ausgang 17 abgegeben wird. Wie leicht nachgeprüft werden kann, ist dieses erste Zwischensignal M (1,1) = 0, so daß am Ausgang 29, dessen Signalverlauf in der Zeile h in Fig. 4 dargestellt ist, kein Impuls erzeugt wird. Die Recheneinheit 30 liefert am Ausgang 31 also zunächst den ersten Glättewert D (1) = -B.

In diesem ersten Unterzyklus sind die Adressen beider Adressenzähler 4 und 6 gleich, so daß der Vergleicher 10 ein Signal am Ausgang 9 erzeugt und die Steuereinheit 18 am Ende des ersten Unterzyklus zum Zeitpunkt t₁₀ wieder in den Hauptzyklus zurückschaltet. Dadurch wird gemäß Zeile e in Fig. 4 der Umschalter 8 wieder zurückgeschaltet und der Adressenausgang 11 mit dem Ausgang des Adressenzählers 4 verbunden. Gleichzeitig erscheint gemäß der Impulsfolge c in Fig. 4 am Ausgang 33 der Steuereinheit 18 ein Impuls, der an der ersten Adresse in den Speicher 32 den ohne weiteres nicht definierten Inhalt des Ordnungszahlregisters 34 einschreibt, was jedoch nicht störend ist, da dieser erste Wert später nicht benötigt wird. Ferner wird über den Steuereingang 21 gemäß der Impulsfolge d in Fig. 4 der Speicher 22 auf Schreiben umgeschaltet und schreibt den ersten Glättewert an der ersten Adresse ein.

Danach erhält gemäß der Impulsfolge a in Fig. 4 der Adressenzähler 4 ein Zählsignal und schaltet auf die nächste Adresse i = 2. Danach folgt entsprechend der Impulsfolge b ein weiterer Impuls am Ausgang 15 der Steuereinheit 18, die das zweite Meßsignal a (2) in das Meßsignal-Register 14 einschreibt sowie für den zweiten Glättewert D (2) zunächst den Wert 0 einschreibt.

Nun beginnt zum Zeitpunkt t₂₁ die zweite Folge von Unterzyklen, die nun aus zwei Unterzyklen besteht, wobei der zweite Unterzyklus zum Zeitpunkt t₂₂ beginnt. In jedem Unterzyklus tritt nun die gleiche Folge der Steuersignale wie im ersten Unterzyklus auf, wobei nun bereits der erste Zwischenwert M (2,1) ungleich 0 ist, so daß im ersten Unterzyklus dieser zweiten Folge gemäß der Zeile h in Fig. 4 am Ausgang 29 des Vergleichers 28 ein Signal auftritt, das den ersten Zwischenwert in das Minimum-Register 26 sowie die gerade am Adressenausgang 11 vorhandene Adresse l = 1 in das Ordnungszahlregister 34 einschreibt. Im zweiten Unterzyklus möge der Zwischenwert M (2,2) nicht kleiner sein als der erste Zwischenwert, so daß kein Signal am Ausgang 29 des Vergleichers 28 erzeugt wird. Mit dem gemäß Impulsfolge f in Fig. 4 zum Zeitpunkt t₂₂ erzeugten Zählsignal am Ausgang 3 der Steuereinheit 18 wird der Adressenzähler 6 auf die Adresse l = 2 weitergeschaltet, so daß nun wieder der Vergleicher 10 ein Signal am Ausgang 9 abgibt, das am Ende des zweiten Unterzyklus zum Zeitpunkt t₂₀ die Steuereinheit wieder in den Hauptzyklus zurückschaltet, bei dem die gleichen Abläufe wie nach dem Zeitpunkt t₁₀ folgen.

Dieser Ablauf wiederholt sich nun ständig, wobei die Anzahl der Unterzyklen mit jedem Hauptzyklus um 1 wächst, bis schließlich der Adressenzähler 4 den Wert N erreicht hat, womit das letzte Meßsignal verarbeitet wird. Zum Zeitpunkt t _{N 0} in Fig. 4 sind dann die Zwischenwerte für alle vorhergehenden Meßsignale einschließlich des letzten Meßsignals a(N) verarbeitet und der letzte Unterzyklus abgeschlossen. Mit den danach folgenden Impulsen der Impulsfolge c und d wird der letzte Glättewert D(N) in den Speicher 22 und insbesondere die im Ordnungszahlregister 34 gespeicherte Ordnungszahl im Speicher 32 abgespeichert und mit dem dann folgenden Impuls der Impulsfolge a der Adressenzähler 4 noch eine Stellung auf die Adresse i = N + 1 weitergeschaltet und die Steuereinheit 18 von dem Ablauf zur Ermittlung der Glättewerte und der Ordnungszahlen auf den Ablauf zur Auswahl der Meßsignale umgeschaltet.

Für die Durchführung dieser Auswahl werden im wesentlichen ein Teil der im Blockschaltbild in Fig. 3 dargestellten Elemente verwendet, wie in Fig. 5 gezeigt ist. In der Adressieranordnung 2 ist nur der eine Adressenzähler 4 dargestellt, da nur dieser hier von Bedeutung ist und angenommen wird, daß der Umschalter 8 in Fig. 3 während der Auswahl der Meßsignale ständig den Ausgang des Adressenzählers 4 mit dem Adressenausgang 11 verbindet. Der Adressenzähler 4 hat hier jedoch einen anderen Zähleingang 1 a, wobei daran angelegte Zählimpulse den Adressenzähler 4 rückwärts zählen. An den Adressenausgang 11 ist hier wieder der Speicher 12 für die Meßsignale a(i) angeschlossen, der hier jedoch über den Eingang 12 a zeitweise auf Schreiben umgeschaltet wird. An den Datenausgang 13 des Speichers 12 ist wieder das Meßsignal-Register 14 angeschlossen, das nun aber die Einschreibtakte nicht mehr direkt von der Steuereinheit 18, sondern von dem Ausgang 53 eines Vergleichers 50 erhält. Der Ausgang des Meßsignal-Registers 14 ist hier mit dem Dateneingang des Speichers 12 verbunden. Da in Fig. 3 der Speicher 12 nur auf Lesen geschaltet ist, kann diese Verbindung vom Ausgang des Meßwert- Registers 14 zum Dateneingang des Speichers 12 auch in der Fig. 3 bereits vorhanden sein.

Ferner wird der Speicher 32 für die Ordnungszahlen sowie das Endwert-Register 40 verwendet. Während der Auswahl der Meßwerte ist jedoch der Eingang des Endwert-Speichers 40 mit dem Datenausgang 43 des Speichers 32 verbunden, und der Ausgang 41 des Endwert-Registers 40 ist mit dem Adresseneingang des Speichers 32 sowie dem einen Eingang des Vergleichers 50 verbunden. Die gegenüber der Anordnung in Fig. 3 unterschiedliche Verbindung der Eingänge des Speichers 32 und des Endwert-Registers 40 kann durch nicht dargestellte Umschalter entsprechend den Umschaltern 8 und 24 in Fig. 3 durchgeführt werden. Auch die gegenüber Fig. 3 unterschiedliche Verbindung der Einschreibanschlüsse des Meßwert-Registers 14 und des Endwert-Registers 40, die beide mit dem Ausgang 53 des Vergleichers 50 verbunden sind, können durch einfache elektronische Umschalter gebildet werden.

Der andere Eingang des Vergleichers 50 ist mit dem Adressenausgang 11 verbunden. Der Vergleicher 50 erzeugt am Ausgang 53 ein Signal, wenn über den Steuereingang 51 ein Freigabesignal von einem nicht dargestellten Ausgang der Steuereinheit 18 in Fig. 3 zugeführt wird und wenn die Signale an beiden Eingängen gleich sind. Ferner ist ein Vergleicher 52 vorgesehen, dessen einer Eingang mit dem Adressenausgang 11 verbunden ist und dessen anderer Eingang den festen Wert "1" als Adresse des ersten Meßsignals erhält und der bei Gleichheit beider Eingänge ein Signal am Ausgang 55 abgibt, das die Steuereinheit 18 in den Ruhezustand schaltet.

Zu Beginn der Auswahl der Meßsignale enthält der Adressenzähler 4 die Adresse i = N + 1, wie anhand der Fig. 4 erläutert wurde. Die Steuereinheit 18 erzeugt nun wiederholt eine Folge von drei Impulsen, von denen der erste Impuls dem Eingang 1 a des Adressenzählers 4 zugeführt wird und dessen Adresse um 1 erniedrigt. Außerdem wird dieser erste Impuls dem Rücksetzeingang 15 a des Meßwert-Registers 14 zugeführt, um dessen Inhalt auf 0 zu setzen, wenn die nicht ausgewählten Meßsignale durch ein Signal mit dem Wert 0 ersetzt werden sollen. Wenn die nicht ausgewählten Meßsignale durch das vorhergehende Meßsignal ersetzt werden sollen, entfällt das Rücksetzen über den Eingang 15 a.

Der zweite Impuls, der beispielsweise nach Beendigung des ersten Impulses jeweils folgt, wird dem Steuereingang 51 des Vergleichers 50 zugeführt. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß das Endwert-Register 40 die Adresse N-2 enthält, erzeugt der Vergleicher 50 am Ausgang 53 kein Signal, und in beiden Registern 14 und 40 bleibt der zunächst vorhandene Wert erhalten.

Der dritte Impuls, der nach Beendigung des zweiten Impulses folgen kann, wird dem Einschreibeingang 12 a des Speichers 12 zugeführt und schreibt somit am adressierten Speicherplatz den Inhalt des Meßwert-Registers 14 ein, d. h. zunächst den Wert 0. Danach folgt wieder ein Impuls, der dem Eingang 1 a des Adressenzählers 4 zugeführt wird.

Sobald der letztere die im Endwert-Register 40 enthaltene Adresse erreicht, gibt der Vergleicher 50 ein Signal am Ausgang 53 ab, das das aus dem Speicher 12 ausgelesene Meßsignal a(i) in das Meßsignal-Register 14 einschreibt und gleichzeitig die im Speicher 32 an dieser Adresse, die ja mit der Adresse am Adressenausgang 11 übereinstimmt, enthaltene Ordnungszahl in das Endwert-Register 40 einschreibt, so daß dieses jeweils die Adresse des nächsten auszuwählenden Meßsignals enthält und der Vergleicher 50 jeweils bei einem auszuwählenden Meßsignal ein Ausgangssignal am Ausgang 53 erzeugt. Mit dem jeweils nachfolgenden dritten Impuls am Einschreibeingang 12 a des Speichers 12 wird dann das gerade ausgelesene Meßsignal wieder eingeschrieben. Wenn das folgende erste Signal dem Rücksetzeingang 15 a des Meßsignal-Registers 14 zugeführt wird, wird auch anstelle aller folgender nicht ausgewählter Meßsignale ein Signal mit dem Wert 0 eingeschrieben, während ohne Rücksetzung des Meßsignal-Registers 14 für jedes nicht ausgewählte Meßsignal das zuletzt ausgewählte Meßsignal eingeschrieben wird.

Wenn schließlich der Adressenzähler 4 die Adresse i = 1 erreicht, gibt der Vergleicher 52 ein Ausgangssignal am Ausgang 55 zur Steuereinheit 18 ab, die mit dem danach folgenden dritten Impuls, mit dem das erste Meßsignal a (1) eingeschrieben bzw. überschrieben wird, den Auswahlablauf beendet und in den Ruhezustand zurückkehrt. Der Speicher 12 enthält nun die geglättete Folge von Meßsignalen, die nun zur Weiterverarbeitung ausgelesen werden kann. Im Falle einer geglätteten Folge von Abtastsignalen der Stimmbandgrundfrequenz erfolgt beispielsweise ein Vergleich mit einer gespeicherten Folge, gegebenenfalls unter Vorschaltung einer nichtlinearen Zeitanpassung, und bei genügender Übereinstimmung wird ein Signal erzeugt, das die Verifikation des Sprechers angibt. Für den Vergleicher 52 in Fig. 5 kann auch der Vergleicher 44 in Fig. 3 verwendet werden, wenn dessen einer Eingang von dem festen Wert N auf den Wert "1" umgeschaltet wird.

Bei der Auswahl der Meßsignale sind die vorher ermittelten und im Speicher 22 gespeicherten Glättewerte D(i) nicht mehr notwendig, sondern diese dienen bei dem vorhergehenden Ablauf zur Ermittlung der im Speicher 32 abzuspeichernden Ordnungszahlen lediglich dazu, diese auf möglichst einfache und zeitsparende Weise zu ermitteln.

In dem Blockschaltbild in Fig. 3 kann die Aufgabe der Recheneinheit 30 auch durch die Recheneinheit 16 ausgeführt werden, indem die Eingänge und Ausgänge entsprechend umgeschaltet werden, d. h. die Ausgänge 17 und 31 fallen dann zusammen und der Vergleicher 28 erhält dann ebenfalls einen Steuereingang, der nur während der Unterzyklen ein Steuersignal erhält. Statt der Steuereingänge an den Vergleichern können auch die von deren Ausgängen gesteuerten Register mit einer UND-Verknüpfung am Einschreibeingang versehen sein.

Die Steuereinheit 18 kann in an sich bekannter Weise durch Zähler und Dekodierer sowie Umschalter für die Umschaltung zwischen den beiden Abläufen aufgebaut sein. Andererseits kann die Steuereinheit 18 auch durch einen Vielzweckrechner oder durch einen Mikroprozessor realisiert werden, der die in Fig. 4 dargestellten bzw. die bei Fig. 5 beschriebenen Impulsfolgen erzeugt. Dabei ist es dann zweckmäßig, auch die Recheneinheit 16 in diesem Prozessor mit einzubeziehen. Auch die Adressensteuerung 2 kann dann in dem Prozessor enthalten sein, indem die Adressenfolgen durch arithmetische Operationen erzeugt werden. Ferner können auch die übrigen Register und Vergleicher in solch einem Prozessor enthalten sein, so daß im wesentlichen nur die drei Speicher 12, 22 und 32 als zusätzliche Bauelemente notwendig sind.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen einer geglätteten Folge von Meßsignalen durch automatisches Auswählen von Meßsignalen aus einer Eingangsfolge von zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten gewonnenen Meßsignalen, wobei die Eingangsfolge einzelne durch Meßfehler stark von benachbarten Meßsignalen abweichende Meßsignale enthält und die Werte der ausgewählten Meßsignale einen geglätteten Verlauf ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von dem ersten Meßsignal a (1) der Eingangsfolge nacheinander für jedes Meßsignal a(i) ein Glättewert D(i) als das um einen vorgegebenen Bonuswert B verminderte Minimum der Summen der Signalunterschiedswerte d(i, l) dieses Meßsignals a(i) gegenüber einer Anzahl unmittelbar vorhergehender Meßsignale a(l) und den zu diesen vorhergehenden Meßsignalen a(l) gehörenden, bereits ermittelten Glättewerten D(l) ermittelt und zusammen mit der Ordnungszahl k des vorhergehenden Meßsignals a(k), bei dem das Minimum aufgetreten ist, gespeichert wird, und daß nach Bestimmung der Glättewerte D(i) für alle Meßsignale a(i) der Eingangsfolge ausgehend von dem Meßsignal mit dem kleinsten Glättewert das jeweils zu der bei dem zuletzt ausgewählten Meßsignal gespeicherten Ordnungszahl gehörende Meßsignal ausgewählt wird und die ausgewählten Meßsignale in umgekehrter Reihenfolge die geglättete Folge der ausgewählten Meßsignale darstellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Glättewertes D(i) für ein Meßsignal a(i) dessen Glättewert D(i) zunächst auf den Wert 0 gesetzt und das Meßsignal a(i) selbst wie ein vorhergehendes Meßsignal verarbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Meßsignal a(i) der Glättewert D(i) aus den Signalunterschiedswerten d(i, l) gegenüber allen vorhergehenden Meßsignalen ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalunterschiedswert d(i, l) zweier Meßsignale a(i), a(l) der Betrag der Differenz der Werte dieser Meßsignale ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalunterschiedswert d(i, l) zweier Meßsignale a(i), a(l) der Quotient aus der Differenz a(i)-a(l) der Meßsignalwerte und der Differenz (i-l) der Ordnungszahlen dieser Meßsignale ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalunterschiedswert d(i, l) zweier Meßsignale a(i), a(l) aus der Summe der Quadrate der Differenz a(i)-a(l) der Meßsignalwerte und der Differenz (i-l) der Ordnungszahlen dieser Meßsignale abgeleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Quadrat der Differenz der Ordnungszahlen i, l vor der Summation um einen konstanten Faktor p vergrößert wird und der Bonuswert B gleich 0 ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht ausgewählten Meßsignale a(i) durch Signale ersetzt werden, die aus den benachbarten ausgewählten Meßsignalen abgeleitet sind.

9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem ersten Speicher zum Speichern der Meßsignale der Eingangsfolge, gekennzeichnet durch

a) einen zweiten Speicher (22) zur Aufnahme der Glättewerte D(i),
b) einen dritten Speicher (32) zur Aufnahme der Ordnungszahl l des vorhergehenden Meßwertes a(l), bei dem ein Minimum aufgetreten ist,
c) eine Adressieranordnung (2), deren Adressenausgang (11) mit den Adresseneingängen des ersten, zweiten und dritten Speichers (12, 22, 32) verbunden ist und die an diesem Adressenausgang bei der Ermittlung der Glättewerte eine Adressenfolge erzeugt, die der zeitlichen Folge der gespeicherten Meßsignale a(i) entspricht und in der nach jeder neuen Adresse, die dem jeweils nächsten Meßsignal a(i) entspricht, in jeweils einem Unterzyklus nacheinander die Adressen der unmittelbar vorhergehenden Meßsignale a(l) bis zu einer vorgegebenen Anzahl, beginnend beim am weitesten vorhergehenden Meßsignal, erzeugt werden und alle adressierten Meßsignale a(i), a(l) und die den vorhergehenden Meßsignalen entsprechenden Glättewerte D(l) ausgelesen werden,
d) eine erste Recheneinheit (16), deren Eingänge mit dem Ausgang des ersten und zweiten Speichers (12, 22) verbunden sind und die jeweils aus einem Meßsignal a(i) und einem vorhergehenden Meßsignal a(l) sowie dem dazu gehörenden Glättewert D(l) ein Zwischensignal M(i, l) entsprechend M(i, l) = d(i, l) + D(l)ermittelt,
e) ein Minimumregister (26) und einen ersten Vergleicher (28), deren Eingänge mit dem Ausgang (17) der ersten Recheneinheit (16) verbunden sind und von denen der erste Vergleicher (28) das ermittelte Zwischensignal M(i, l) mit dem im Minimum-Register (26) enthaltenen Zwischensignal vergleicht und das gerade ermittelte Zwischensignal in das Minimum-Register (26) einschreibt, wenn dieses kleiner ist als das gespeicherte Zwischensignal,
f) eine zweite Recheneinheit (30), die mit dem Ausgang des Minimum-Registers (26) verbunden ist und die von den im Minimum-Register (26) gespeicherten Wert den vorgegebenen Bonuswert B subtrahiert,
g) eine Steuereinheit (18), die bei jedem Unterzyklus die Adresse des vorhergehenden Meßwertes a(k), bei dem im Unterzyklus das kleinste Zwischensignal M(i, k) aufgetreten ist, als Ordnungszahl k in den dritten Speicher (32) und nach jedem Unterzyklus das Ausgangssignal der zweiten Recheneinheit (30) als Glättewert D(i) in den zweiten Speicher (22) einschreibt und während der anschließenden Auswahl der Meßwerte für die geglättete Folge mindestens die Meßwerte in dem ersten Speicher (12) an den Adressen entsprechend den im dritten Speicher (32) enthaltenen Ordnungszahlen ausliest und in einen Ergebnisspeicher einschreibt.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Speicher (12) als Ergebnisspeicher dient, in dem die nichtausgewählten Meßwerte durch einen aus den benachbarten ausgewählten Meßsignalen abgeleiteten Wert ersetzt werden.