При обработке на основе кадров блокирует обработку данных по одному кадру за раз. Каждый кадр данных содержит последовательные выборки из независимого канала. Каждый канал представлен столбцом входного сигнала. Например, с точки зрения обработки на основе кадра следующая матрица 3 на 2 имеет два канала, каждый из которых содержит три выборки.
При конфигурировании блока для выполнения обработки на основе кадра блок интерпретирует вектор M-by-1 как одноканальный сигнал, содержащий M выборок на кадр. Аналогично, блок интерпретирует матрицу M-на-N как многоканальный сигнал с N независимыми каналами и M выборок на канал. Например, при обработке на основе кадра блоки интерпретируют следующую последовательность матриц 3 на 2 как двухканальный сигнал с размером кадра 3.
Использование обработки на основе кадров выгодно для многих приложений обработки сигналов, поскольку можно обрабатывать сразу несколько выборок. Буферизация данных в кадры и обработка многопрофильных кадров данных часто позволяет улучшить вычислительное время алгоритмов обработки сигналов. Для выполнения обработки кадров необходимо иметь лицензию DSP System Toolbox™.
Дополнительные сведения о последних изменениях обработки на основе фреймов см. в разделе Изменения обработки на основе фреймов в примечаниях к выпуску DSP System Toolbox.
Многоканальные сигналы, представленные матрицами в среде Simulink ®, часто используются в моделях обработки сигналов для обеспечения эффективности и компактности. Хотя большинство блоков обработки сигналов могут обрабатывать многоканальные сигналы, может потребоваться доступ только к одному каналу или к определенному диапазону выборок в многоканальном сигнале. Доступ к отдельным каналам многоканального сигнала можно получить с помощью блоков в библиотеке индексирования. Эта библиотека включает блоки селектора, подматрицы, селектора переменных, селектора мультипорта и подматрицы. Также можно использовать блок Permute Matrix в библиотеке операций Matrix для переупорядочивания каналов сигнала на основе кадра.
Для извлечения отдельных каналов многоканального сигнала можно использовать блок выбора мультипорта в библиотеке индексирования. Эти сигналы образуют одноканальные сигналы, которые имеют одинаковую частоту кадров и размер кадров многоканального сигнала.
На рисунке ниже представлено графическое представление этого процесса.
В этом примере используется блок выбора мультипорта для извлечения одноканального сигнала и двухканального сигнала из многоканального сигнала. Каждый канал содержит четыре выборки.
Откройте модель Multiport Selector Example 2 путем ввода ex_splitmltichfbsigsind
в командной строке MATLAB ®.
Дважды щелкните блок «Сигнал из рабочего пространства» и задайте параметры блока следующим образом:
Сигнал = [1:10;-1:-1:-10;5*ones(1,10)]'
Выборки на кадр = 4
На основе этих параметров блок «Сигнал из рабочего пространства» выводит трехканальный сигнал с размером кадра четыре.
Сохраните эти параметры и закройте диалоговое окно, нажав кнопку ОК.
Дважды щелкните на блоке выбора нескольких портов. Задайте параметры блока следующим образом и нажмите кнопку ОК:
Выбрать = Columns
Индексы для вывода = {[1 3],2}
На основе этих параметров блок выбора мультипорта выводит первый и третий столбцы в первом выходном порту и второй столбец во втором выходном порту блока. Установка для параметра Select значения Columns гарантирует, что блок сохраняет частоту кадров и размер кадра входа.
Запустите модель.
На рисунке ниже представлено графическое представление того, как блок селектора мультипорта разделяет один кадр трехканального сигнала на одноканальный сигнал и двухканальный сигнал.
Блок выбора мультипорта выводит двухканальный сигнал, состоящий из первого и третьего столбцов входного сигнала, на первый порт. Он выводит на второй порт одноканальный канал, состоящий из второго столбца входного сигнала.
Теперь вы успешно создали одноканальный сигнал и двухканальный сигнал из многоканального сигнала с помощью блока выбора мультипорта.
Многоканальные сигналы, представленные матрицами в Simulink, часто используются в моделях обработки сигналов для эффективности и компактности. Хотя большинство блоков обработки сигналов могут обрабатывать многоканальные сигналы, может потребоваться доступ только к одному каналу или к определенному диапазону выборок в многоканальном сигнале. Доступ к отдельным каналам многоканального сигнала можно получить с помощью блоков в библиотеке индексирования. Эта библиотека включает блоки селектора, подматрицы, селектора переменных, селектора мультипорта и подматрицы. Также можно использовать блок Permute Matrix в библиотеке операций Matrix для переупорядочивания каналов сигнала кадра.
Некоторые блоки DSP System Toolbox имеют возможность обрабатывать взаимодействие каналов. Как правило, блоки DSP System Toolbox сравнивают первый канал сигнала A с первым каналом сигнала B. Однако, возможно, потребуется сопоставить первый канал сигнала A с третьим каналом сигнала B. В этом случае для сравнения правильных сигналов необходимо использовать блок Permute Matrix для перегруппировки каналов сигналов. В этом примере объясняется, как выполнить эту задачу.
Откройте модель Permute Matrix Example, введя ex_reordermltichfbsigs в командной строке MATLAB.
Дважды щелкните блок «Сигнал из рабочего пространства» и задайте параметры блока следующим образом:
Сигнал = [1:10;-1:-1:-10;5*ones(1,10)]'
Время выборки = 1
Выборки на кадр = 4
На основе этих параметров блок «Сигнал из рабочего пространства» выводит трехканальный сигнал с периодом выборки 1 секунда и размером кадра 4. Период кадра этого блока составляет 4 секунды.
Сохраните эти параметры и закройте диалоговое окно, нажав кнопку ОК.
Дважды щелкните на блоке «Константа». Задайте параметры блока следующим образом и нажмите кнопку ОК:
Постоянное значение = [1 3 2]
Интерпретировать векторные параметры как 1-D = Снять этот флажок
Время выборки = 4
Вектор дискретного времени, выводимый блоком константы, сообщает блоку матрицы перестановки поменять местами второй и третий столбцы входного сигнала. Обратите внимание, что период кадра блока Constant должен соответствовать периоду кадра блока Signal From Workspace.
Дважды щелкните блок «Матрица перестановок». Задайте параметры блока следующим образом и нажмите кнопку ОК:
Перестановка = Columns
Режим индекса = One-based
На основе этих параметров блок Permute Matrix переставляет столбцы входного сигнала, и индекс первого столбца теперь равен единице.
Запустите модель.
На рисунке ниже представлено графическое представление того, что происходит с первым входным кадром во время моделирования.
Заменяют второй и третий каналы входного сигнала.
В командной строке MATLAB введите yout.
Теперь можно проверить, что второй и третий столбцы входного сигнала переупорядочены.
Теперь вы успешно переупорядочили каналы сигнала кадра с помощью блока Permute Matrix.