В этом примере показано, как использовать алгоритм наименьшего среднего квадрата (LMS) для вычитания шума из входного сигнала. Адаптивный фильтр LMS использует опорный сигнал на Input порт и требуемый сигнал на Desired для автоматического согласования с откликом фильтра. Когда он сходится к правильной модели фильтра, отфильтрованный шум вычитается, и сигнал ошибки должен содержать только исходный сигнал.
В модели выходной сигнал верхнего порта подсистемы акустической среды - белый шум. Выходной сигнал нижнего порта состоит из цветного шума и сигнала из WAV-файла. В этом примере модель использует адаптивный фильтр для удаления шума из выходного сигнала нижнего порта. Когда вы запускаете симуляцию, вы слышите и шум, и человека, играющего на барабанах. Со временем адаптивный фильтр в модели отфильтровывает шум, так что вы слышите только барабаны.
Общеплатформенная версия модели с плавающей запятой показана ниже.
Запуская эту модель, мы можем прослушивать звуковой сигнал в реальном времени (во время выполнения моделирования). Время остановки устанавливается на бесконечность. Это позволяет взаимодействовать с моделью во время ее работы. Например, мы можем изменить фильтр или заменить медленную адаптацию на быструю адаптацию (и наоборот) и получить представление о поведении обработки звука в реальном времени в этих условиях.
Обратите внимание на цвета блоков в модели. Это образцы цветов времени, которые показывают, как быстро выполняется блок. Здесь самое быстрое время дискретной выборки (например, часть обработки аудиосигнала 8 кГц) является красным, а второе самое быстрое время дискретной выборки - зеленым. Можно видеть, что цвет изменяется с красного на зеленый после понижающей выборки на 32 (в блоке «Downsample» перед блоком «Waterfall Scope»). Дополнительную информацию по отображению образцов цветов времени можно найти в документации Simulink ®.
В окне Водопад (Waterfall) отображается поведение коэффициентов фильтра адаптивного фильтра. Он отображает несколько векторов данных одновременно. Эти векторы представляют значения коэффициентов фильтра нормализованного LMS адаптивного фильтра и являются входными данными в последовательные моменты времени выборки. Данные отображаются по трехмерной оси в окне «Водопад». По умолчанию ось x представляет амплитуду, ось y представляет выборки, а ось z представляет время. В окне Waterfall имеются кнопки на панели инструментов, позволяющие увеличивать масштаб отображаемых данных, приостанавливать сбор данных, замораживать отображение области, сохранять положение области и экспортировать данные в рабочую область.
Для просмотра подробных данных подсистемы акустической среды дважды щелкните по этому блоку. Гауссовый шум используется для создания сигнала, посылаемого на выходной порт внешнего микрофона. Если вход в порт фильтра изменяется с 0 на 1, блок цифрового фильтра изменяется с фильтра нижних частот на полосовой фильтр. Отфильтрованный шум, выходящий из блока цифрового фильтра, добавляется к сигналу, поступающему из WAV-файла, для формирования сигнала, посылаемого на выходной порт MIC пилота.
Хайкин, С., Теория адаптивных фильтров, 3-е изд., Прентис-Холл, 1996.
Версия с плавающей запятой: dspanc
Версия с фиксированной точкой: dspanc_fixpt