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.
Блок «Сигнал из рабочей области» создает многоканальный сигнал для обработки на основе кадра, когда параметр Signal является матрицей, а параметр Samples per frame, M, больше, чем 1. Начиная с первых М строк матрицы, блок освобождает М строк матрицы (то есть по одному кадру от каждого канала) к выходному порту каждые M * Ts секунд. Поэтому, если параметр Signal определяет матрицу рабочей области W-by-N, блок Signal From Workspace выводит серию матриц M-by-N, представляющих N каналов. Матрица рабочего пространства должна быть ориентирована таким образом, чтобы ее столбцы представляли каналы сигнала.
На рисунке ниже представлена графическая иллюстрация этого процесса для матрицы рабочей области 6 на 4. Aи размер кадра 2.
Примечание
Хотя независимые каналы обычно представлены в виде столбцов, одноканальный сигнал может быть представлен в рабочей области либо в виде вектора столбца, либо в виде вектора строки. Выходные данные блока «Сигнал из рабочего пространства» являются векторами столбцов в обоих случаях.
В следующем примере блок «Сигнал из рабочего пространства» используется для создания трехканального сигнала кадра и его импорта в модель.
Откройте модель Сигнал из рабочей области Пример 5, введя
в командной строке MATLAB ®.
dsp_examples_A = [1:100;-1:-1:-100]'; % 100-by-2 matrix dsp_examples_B = 5*ones(100,1); % 100-by-1 column vector
Переменная с именем dsp_examples_A представляет двухканальный сигнал со 100 выборками, а переменная называется dsp_examples_B представляет одноканальный сигнал со 100 выборками.
Кроме того, в рабочей области MATLAB определены следующие переменные:
Дважды щелкните на блоке «Сигнал из рабочего пространства». Задайте параметры блока следующим образом и нажмите кнопку ОК:
Параметр Signal to [dsp_examples_A dsp_examples_B]
Параметр времени выборки для 1
Выборки для параметра кадра 4
Вывод формы после параметра конечного значения данных в Setting to zero
На основе этих параметров блок «Сигнал из рабочего пространства» выводит сигнал с размером кадра 4 и периодом выборки 1 секунду. Период кадра сигнала составляет 4 секунды. Параметр Signal использует стандартный синтаксис MATLAB для горизонтальной конкатенации матриц для добавления вектора столбца dsp_examples_B справа от матрицы dsp_examples_A. После вывода блоком сигнала все последующие выходы имеют нулевое значение.
Запустите модель.
На рисунке ниже представлено графическое представление того, как трехканальный сигнал кадра импортируется в модель.
С помощью блока «Сигнал из рабочего пространства» в модель успешно импортирован трехканальный сигнал кадра.
Блоки В рабочую область (Simulink) и В рабочую область (Triggered To Workspace) являются основными блоками для экспорта сигналов всех размеров из модели Simulink ® в рабочую область MATLAB .
Сигнал с N каналами и размером М кадра представлен последовательностью M-на-N матриц. Когда этот сигнал вводится в блок To Workspace, блок создает массив P-by-N в рабочей области MATLAB, содержащий последние образцы P из каждого канала. Количество строк P определяется параметром Limit data points to last. Новейшие образцы добавляются в нижней части матрицы.
Следующий рисунок является графической иллюстрацией этого процесса для трех последовательных кадров сигнала с размером кадра 2, который экспортируется в матрицу A в рабочей области MATLAB.
В следующем примере блок «В рабочую область» используется для экспорта трехканального сигнала с четырьмя выборками на кадр в рабочую область MATLAB.
Откройте модель Сигнал из рабочей области Пример 7, введя ex_exportfbsigs в командной строке MATLAB.
Кроме того, в рабочей области MATLAB определены следующие переменные:
Переменная с именем dsp_examples_A представляет двухканальный сигнал со 100 выборками, а переменная называется dsp_examples_B представляет одноканальный сигнал со 100 выборками.
dsp_examples_A = [1:100;-1:-1:-100]'; % 100-by-2 matrix dsp_examples_B = 5*ones(100,1); % 100-by-1 column vector
Дважды щелкните на блоке «Сигнал из рабочего пространства». Задайте параметры блока следующим образом и нажмите кнопку ОК:
Сигнал = [dsp_examples_A dsp_examples_B]
Время выборки = 1
Выборки на кадр = 4
Вывод формы после конечного значения данных =
Setting to zero
На основе этих параметров блок «Сигнал из рабочего пространства» выводит сигнал с размером кадра 4 и периодом выборки 1 секунду. Период кадра сигнала составляет 4 секунды. Параметр Signal использует стандартный синтаксис MATLAB для горизонтальной конкатенации матриц для добавления вектора столбца dsp_examples_B справа от матрицы dsp_examples_A. После вывода блоком сигнала все последующие выходы имеют нулевое значение.
Дважды щелкните на блоке «В рабочую область». Задайте параметры блока следующим образом и нажмите кнопку ОК:
Имя переменной = dsp_examples_yout
Ограничить точки данных до последней = inf
Прореживание = 1
Кадры = Concatenate frames (2-D array)
На основе этих параметров блок «В рабочую область» экспортирует свой входной сигнал в переменную с именем dsp_examples_yout в рабочей области MATLAB. Переменная рабочей области может увеличиваться бесконечно, чтобы захватить все входные данные. Сигнал не прореживается перед его экспортом в рабочую область MATLAB, и каждый входной кадр вертикально сцепляется с предыдущим кадром для получения 2-D вывода массива.
Запустите модель.
На следующем рисунке представлено графическое представление поведения модели во время моделирования.
В командной строке MATLAB введите dsp_examples_yout.
Выходные данные показаны ниже:
dsp_examples_yout =
1 -1 5
2 -2 5
3 -3 5
4 -4 5
5 -5 5
6 -6 5
7 -7 5
8 -8 5
9 -9 5
10 -10 5
11 -11 5
12 -12 5
Кадры сигнала объединяются для формирования двумерной матрицы.
Сигнал кадра успешно выведен в рабочую область MATLAB с помощью блока «В рабочую область».