Документация

interp = dsp.Interpolator создает Системный объект интерполяции, interp, интерполировать значения между входными выборками с действительным знаком с помощью линейной интерполяции.

interp = dsp.Interpolator(Name,Value)создает Системный объект интерполяции, interp, с каждым заданным набором свойств к заданному значению. Заключите каждое имя свойства в одинарные кавычки.

Пример: interp = dsp. Интерполятор ('InterpolationPointsSource', 'Input port')

Свойства

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их и release функция разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

`InterpolationPointsSource` — Источник точек интерполяции
`'Property'` (значение по умолчанию) | `'Input port'`

Метод, чтобы задать точки интерполяции, заданные как одно из следующего:

'Property' — Задайте точки интерполяции через свойство InterpolationPoints.
'Input port' — Передайте точки интерполяции как вход к алгоритму Системного объекта.

`InterpolationPoints` — Точки интерполяции
[1.1;4.8;2.67;1.6;3.2] (значение по умолчанию) | вектор | матрица | N-D массив

Точки интерполяции, заданные как вектор, матрица или N-D массив. Допустимая область значений значений в векторе интерполяции от 1 до количества выборок в каждом канале входа. Если вы задаете точки интерполяции вне допустимой области значений, объект отсекает точку к самой близкой точке в допустимой области значений. Например, если входом является [2;3.1;-2.1], допустимая область значений точек интерполяции от 1 к 3. Если вы задаете [-1;1.5;2;2.5;3;3.5] вектор точек интерполяции, объект интерполятора отсекает -1 к 1 и 3.5 к 3. Это усечение приводит к точкам интерполяции [1 1.5 2 2.5 3 3].

Для получения дополнительной информации на размерности массива точек интерполяции и как это влияет на размерность выхода, см. таблицы в ipts входе Системного объекта.

Настраиваемый: да

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство InterpolationPointsSource на 'Property'.

`Method` метод интерполяции
`'Linear'` (значение по умолчанию) | `'FIR'`

Метод интерполяции, заданный как одно из следующего:

'Linear' – Объект интерполирует значения данных путем предположения, что данные варьируются линейно между выборками, взятыми в смежных шагах расчета.
'FIR' – Объект использует многофазную интерполяцию, чтобы заменить фильтрацию (свертка) на сверхдискретизированном уровне с серией сверток на более низком уровне. Если вход имеет недостаточные выборки с низкой ставкой, чтобы выполнить КИХ-интерполяцию, объект интерполятора выполняет линейную интерполяцию. Для получения дополнительной информации смотрите свойство FilterHalfLength.

`FilterHalfLength` — Поясной из фильтра интерполяции
3 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр, больше, чем 0

Для фильтра, поясного из P, многофазные КИХ-подфильтры имеют длину 2P. КИХ-интерполяция всегда требует 2P выборки с низкой ставкой для каждой точки интерполяции.

Если точка интерполяции не соответствует выборке с низкой ставкой, КИХ-интерполяция требует P выборки с низкой ставкой ниже и P выборки с низкой ставкой выше точки интерполяции.
Если точка интерполяции соответствует выборке с низкой ставкой, 2P-демонстрационное требование включает выборку с низкой ставкой.
Если вход имеет меньше, чем 2P, граничащий с выборками с низкой ставкой, объект интерполятора использует линейную интерполяцию.

Например, для входа [1 4 1 4 1 4 1 4], сверхдискретизировав фактором 4 результатов в равномерно распределенных точках интерполяции, InterP = [1:0.25:8]. Точки InterP(9:12) [3.0 3.25 3.5 3.75]. Если вы устанавливаете FilterHalfLength к 2, интерполируя в этих точках использует 4 выборки с низкой ставкой от входа с индексами (2,3,4,5). Если вы устанавливаете FilterHalfLength к 4, объект интерполятора использует линейную интерполяцию, потому что вход не имеет достаточных выборок с низкой ставкой, чтобы выполнить КИХ-интерполяцию.

Дольше FilterHalfLength свойство, лучше качество интерполяции. Однако увеличение фильтра поясное время вычисления увеличений и требует большего количества выборок с низкой ставкой ниже и выше точки интерполяции. В общем случае установка FilterHalfLength свойство между 4 и 6 обеспечивает довольно точную интерполяцию.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на 'FIR'.

`InterpolationPointsPerSample` — Повышающая дискретизация фактора
3 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр, больше, чем 0

Повышающая дискретизация фактора, заданного как целочисленный скаляр, больше, чем 0. Фактор повышающей дискретизации L вставляет L – 1 нуль между выборками с низкой ставкой. Результаты интерполяции фильтрации сверхдискретизированной последовательности с реконструкционным фильтром lowpass. Объект интерполятора использует многофазную КИХ-реализацию с InterpolationPointsPerSample подфильтры длины 2P, где P является значением, вы задаете в свойстве FilterHalfLength. Для nL выборки с низкой ставкой в сверхдискретизированном входе, где n=1,2,..., объект интерполятора использует точно один из InterpolationPointsPerSample подфильтры, чтобы интерполировать в точках nL+i/L, где i = 0, 1, 2, …, L – 1.

Если вы задаете точки интерполяции, которые не соответствуют многофазному подфильтру, объект округляет точку в меньшую сторону до самой близкой точки интерполяции, сопоставленной с многофазным подфильтром. Предположим, что вы устанавливаете InterpolationPointsPerSample свойство к 4 и интерполирует в точках [3 3.2 3.4 3.6 3.8]. Объект интерполятора использует первый многофазный подфильтр в точках [3.0 3.2], второй подфильтр для точки 3.4, третий подфильтр для точки 3.6, и четвертый подфильтр для точки 3.8.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на 'FIR'.

`Bandwidth` — Нормированная входная пропускная способность
0.5 (значение по умолчанию) | действительный скаляр, больше, чем 0 и меньше чем или равный 1

Пропускная способность, к которой должны быть ограничены интерполированные выходные выборки, задала как действительный скаляр, больше, чем 0 и меньше чем или равный 1. Значение 1 равняется частоте Найквиста или половине частоты дискретизации, Fs. Используйте это свойство использовать в своих интересах bandlimited содержимое частоты входа. Например, если входной сигнал не имеет содержимого частоты выше Fs/4, можно задать значение 0,5 для Bandwidth свойство.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на 'FIR'.

Использование

Синтаксис

interpOut = interp(input)

interpOut = interp(input,ipts)

Описание

interpOut = interp(input) выводит интерполированную последовательность, interpOut, из входного вектора или матричного input, как задано в свойстве InterpolationPoints. Каждый столбец input обработан как независимый канал входа.

interpOut = interp(input,ipts) выводит интерполированную последовательность, как задано ipts.

Чтобы задать точки интерполяции, установите свойство InterpolationPointsSource на 'Input port'.

t = 0:.0001:.0511;
x = sin(2*pi*20*t);
x1 = x(1:50:end);
ipts = 1:0.1:length(x1);
interp = dsp.Interpolator('InterpolationPointsSource','Input port');
interpOut = interp(x1',ipts');

Входные параметры

`input` — Ввод данных
вектор | матрица | N-D массив

Введите, который интерполирован объектом, заданным как вектор, матрица или N-D массив.

Пример: t = 0:0.0001:0.0511; введите = sin (2*pi*20*t);

Типы данных: single | double

`ipts` — Точки интерполяции
вектор | матрица | N-D массив

Массив интерполяции I _Pts, заданный как вектор, матрица или N-D массив. Массив интерполяции представляет моменты времени, в которых можно интерполировать значения входного сигнала. Запись 1 в I_{, который Pts} отсылает к первой выборке входа, записи 2,5, относится к выборке на полпути между второй и третьей входной выборкой и так далее. В большинстве случаев, когда I_{, Pts} является вектором, это может иметь любую длину.

Допустимые значения в массиве интерполяции I _Pts лежат в диапазоне от 1 до количества выборок в каждом канале входа. Например, учитывая длину 5 входных векторов D, все записи I _Pts должны лежать в диапазоне от 1 до 5. I _Pts не может содержать записи такой как 7 или –9, потому что D не имеет седьмой или девятой записи.

Алгоритм заменяет любые значения из области значений в I _Pts с самым близким значением в допустимой области значений (от 1 до количества входных выборок). Затем это выполняет интерполяцию с помощью отсеченной версии I _Pts.

Рассмотрите следующий вектор входных данных и точек интерполяции:

D = [11 22 33 44]'
_{IPts = [10 2.6 -3]'}

Поскольку D имеет четыре выборки, допустимый диапазон точек интерполяции от 1 до 4. Алгоритм отсекает точку интерполяции 10 вниз к к 4 и точка-3 до 1. Результатом является отсеченный вектор интерполяции _{IPtsClipped = [4 2.6 1]'}.

В зависимости от размерности входа и размерности I _Pts, алгоритм применяет I _Pts к входу одним из следующих способов:

Если _IPts является массивом, объект применяет _IPts через первую размерность N-D массив, приводящий к N-D массив выход.
Если _IPts является вектором, объект применяет _IPts к каждому входному вектору (как будто входной вектор был одним каналом), приводя к векторному выходу с той же ориентацией как вход (строка или столбец).

Следующие таблицы подводят итог, как объект применяет массив интерполяции _IPts ко всем возможным типам входных параметров. Таблица также показывает получившиеся выходные размерности.

Эта таблица описывает поведение когда InterpolationPointsSource установлен в 'Property'.

Введите размерности	Допустимые размерности массива интерполяции I _Pts	Как объект применяет I _Pts, чтобы ввести	Выведите размерности
M-by-N-by-K матрица	P-by-1 столбец	Применяет I _Pts к первой размерности входа	P-by-N-by-K массив
M-by-N-by-K матрица	P-by-N-by-K матрица	Применяет каждый элемент столбца _IPts к соответствующему столбцу входной матрицы	P-by-N-by-K массив
M-by-N матрица	1 N строкой	Применяет каждый элемент столбца _IPts к соответствующему столбцу входной матрицы	1 N строкой
	P-by-1 столбец	Применяет I _Pts к каждому входному столбцу	P-by-N матрица
	P-by-N матрица	Применяет столбцы I _Pts к соответствующим столбцам входной матрицы	P-by-N матрица
M-by-1 столбец	1 P строкой (алгоритм обрабатывает I _Pts как столбец),	Применяет I _Pts к входному столбцу	P-by-1 столбец
M-by-1 столбец	P-by-1 столбец	Применяет I _Pts к входному столбцу	P-by-1 столбец
1 N строкой (не рекомендуемый)	1 N строкой	Не применяется. Объект копирует входной вектор.	1 N строкой, копией входного вектора
	P-by-1 столбец		P-by-N матрица, где каждая строка является копией входного вектора
	P-by-N матрица

Эта таблица описывает поведение когда InterpolationPointsSource установлен в 'Input port'.

Введите размерности	Допустимые размерности массива интерполяции I _Pts	Как объект применяет I _Pts, чтобы ввести	Выведите размерности
M-by-N-by-K матрица	Вектор-столбец длины P	Применяет I _Pts к первой размерности входа	P-by-N-by-K массив
M-by-N-by-K матрица	P-by-N-by-K матрица	Применяет каждый элемент столбца I _Pts к соответствующему столбцу входной матрицы	P-by-N-by-K массив
M-by-N матрица	1 N строкой	Применяет каждый элемент столбца I _Pts к соответствующему столбцу входной матрицы	1 N строкой
	P-by-1 столбец	Применяет I _Pts к каждому входному столбцу	P-by-N матрица
	P-by-N матрица	Применяет столбцы I _Pts к соответствующим столбцам входной матрицы	P-by-N матрица
M-by-1 столбец	1 P строкой	Применяет I _Pts к входному столбцу	P-by-1 столбец
M-by-1 столбец	P-by-1 столбец	Применяет I _Pts к входному столбцу	P-by-1 столбец
1 N строкой (не рекомендуемый)	1 N строкой	Не применяется. Объект копирует входной вектор.	1 N строкой, копией входного вектора
	P-by-1 столбец		P-by-N матрица, где каждая строка является копией входного вектора
	P-by-N матрица

Пример: ipts = [1:10];

Типы данных: single | double

Выходные аргументы

`interpOut` — Интерполированная последовательность
вектор | матрица | N-D массив

Интерполированная последовательность, возвращенная как вектор, матрица или N-D массив. Размерность выхода зависит от размерностей входа и массива точек интерполяции. Для получения дополнительной информации о размерностях см. таблицы в ipts.

Типы данных: single | double

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

Сравните линейную интерполяцию с КИХ-интерполяцией

Примечание: Если вы используете R2016a или ранее, заменяете каждый вызов объекта с эквивалентным синтаксисом шага. Например, obj(x) становится step(obj,x).

x = [1 4]; 
x = repmat(x,1,4);
x1 = 1:0.25:8;
firInterp = dsp.Interpolator('Method','FIR','FilterHalfLength',2,...
'InterpolationPoints',x1','InterpolationPointsPerSample',4);
linInterp = dsp.Interpolator('InterpolationPoints',x1');
OutFIR = firInterp(x');
OutLin = linInterp(x');
stem(OutFIR,'b-.','linewidth',2); 
hold on; 
stem(OutLin,'r','markerfacecolor',[1 0 0]);
axis([0 30 0 5]); 
legend('FIR','Linear','Location','Northeast');

Точки интерполяции в индексах 1 - 5 и 25 - 29 не имеют достаточных выборок с низкой ставкой, окружающих их, чтобы использовать КИХ-интерполяцию с заданной длиной фильтра. Поэтому объект интерполятора использует линейную интерполяцию вместо этого.

Интерполируйте синусоиду с линейной интерполяцией

t = 0:.0001:.0511;
x = sin(2*pi*20*t);
x1 = x(1:50:end);
I = 1:0.1:length(x1);
interp = dsp.Interpolator('InterpolationPointsSource',...
    'Input port');
y = interp(x1',I');
stem(I',y, 'r');
title('Original and Interpolated Signal');
hold on; 
stem(x1, 'Linewidth', 2);
legend('Interpolated','Original');

Интерполируйте сумму синусоид

Интерполируйте сумму синусоид с КИХ-интерполяцией, и с 'Input port' как источник точек интерполяции.

Fs = 1000;
t = 0:(1/Fs):0.1-(1/Fs);
x = cos(2*pi*50*t)+0.5*sin(2*pi*100*t);
x1 = x(1:4:end);
I = 1:(1/4):length(x1);
interp = dsp.Interpolator('Method','FIR',...
'FilterHalfLength',3,'InterpolationPointsSource','Input Port');
y = interp(x1',I');
stem(I,y,'r'); 
hold on;
axis([0 25 -2 2]);
stem(x1,'b','linewidth',2);
legend('Interpolated Signal','Original',...
'Location','Northeast');

Определите многофазные подфильтры КИХ-интерполятора

Примечание: Если вы используете R2016a или ранее, заменяете каждый вызов объекта с эквивалентным step синтаксис. Например, obj(x) становится step(obj,x).

dsp.Interpolator объект с Method набор свойств к 'FIR' моделирует многофазный КИХ-Интерполятор. Многофазная реализация разделяет КИХ-импульсную характеристику фильтра lowpass в несколько подфильтров. Каждый подфильтр занимает определенный узкий диапазон частот. В этом примере показано, как определить многофазные подфильтры.

Фактор повышающей дискретизации значения по умолчанию и значение по умолчанию, многофазное поясной, равняются 3. Используя эти значения, спроектируйте КИХ-фильтр линейной фазы при помощи intfilt функция. Возвращенный фильтр имеет длину 2 * P * L-1, где P является фактором повышающей дискретизации, и L является фильтром половина длины.

interp = dsp.Interpolator('Method','FIR');
L = interp.InterpolationPointsPerSample;
P = interp.FilterHalfLength;
FiltCoeffs = intfilt(L,P,interp.Bandwidth);
FiltLen=length(FiltCoeffs);
FiltCols = ceil(FiltLen/2/L);

Фильтру нужно 2*P*L коэффициенты. Предварительно ожидая нуль не влияет на величину фильтра.

FiltCoeffs = [zeros(FiltCols*2*L-FiltLen,1); FiltCoeffs(:)];

Каждый столбец PolyPhaseCoeffs многофазный подфильтр.

PolyPhaseCoeffs  = reshape(FiltCoeffs,FiltCols,2*L)';

Алгоритмы