Этот пример показывает, как формировать лучи сигналов, принимаемых матрицей микрофонов, для извлечения требуемого речевого сигнала в шумной среде. Этот пример Simulink ® основан на примере MATLAB ® Акустическое формирование луча с использованием микрофонного массива для системных объектов.
Модель моделирует прием трех аудиосигналов с разных направлений на 10-элементной однородно линейной микрофонной матрице (ULA). После добавления теплового шума в приемнике применяется формирование луча и результат воспроизводится на звуковом устройстве.
Модель состоит из двух этапов: моделирование принимаемых аудиосигналов и формирование луча результата. Блоки, соответствующие каждому этапу модели:
Получено звуковое моделирование
Audio Sources - подсистема считывает аудиофайлы и определяет их направление.
From Multimedia File - Часть Audio Sources подсистема, каждый блок считывает аудио из другого wav-файла, 1000 выборок за раз. Три блока с маркировкой source1, source2 и source3 соответствуют трем источникам.
Concatenate - Объединяет выходные данные трех From Multimedia File блок в матрицу из трех столбцов, по одному столбцу на аудиосигнал.
source angles - Constant блок определяет направления событий источников звука для Wideband Rx Array блок. Блок выводит матрицу 2x3. Два ряда соответствуют азимуту и углу места в градусах каждого источника, три столбца соответствуют трем звуковым сигналам.
Wideband Rx Array - Имитирует аудиосигналы, принятые в ULA. Первым входным портом этого блока является матрица 1000x3. Каждый столбец соответствует принятым выборкам каждого звукового сигнала. Второй входной порт (Ang) определяет направление падения импульсов. Первая строка Ang задает азимутальный угол в градусах для каждого сигнала, а вторая строка определяет угол места в градусах для каждого сигнала. Вторая строка является необязательной. Если они не указаны, углы отметки принимаются равными 0 градусам. Выходной сигнал этого блока представляет собой матрицу 1000x10. Каждый столбец соответствует звуку, записанному в каждом элементе микрофонной решетки. Конфигурация микрофонного массива указана в Sensor Array вкладки диалогового окна блока. Эта конфигурация должна соответствовать конфигурации, указанной на панели диалогового окна блока Frost Beamformer. См. пример стандартных и адаптивных формирователей луча Simulink ®, чтобы узнать, как использовать переменные конфигурации массива датчиков для удобного совместного использования одной и той же конфигурации в нескольких блоках.
Receiver Preamp - Добавляет белый шум к принятым сигналам.
Beamforming
Select beamform angle - Constant блок управляет Multi-Port Switch и определяет, в каком из трех направлений источника будет формироваться луч.
Frost Beamformer - выполняет формирование луча замерзания на матрице, проходящей через входной порт; X вдоль направления, указанного через входной порт Ang.
2-D Selector - Выбирает принятый сигнал в одном из элементов микрофона.
Manual switch - Переключение между не формируемым лучом и формируемым лучом аудиопотоком, посылаемым на аудиоустройство.
Нажмите кнопку Manual switch во время выполнения моделирования переключаться между воспроизведением не формируемого лучом аудиопотока и формируемого лучом потока. Установка значения 1, 2 или 3 в Select beamform angle блок во время выполнения моделирования формирует луч вдоль одного из трех направлений звуковых сигналов. Вы заметите, что звуки, не формирующие луча, искажены, в то время как вы можете четко слышать любой из выбранных звуковых потоков после формирования луча.