Импорт данных в Signal Labeler

Радиолокационные сигналы, которые должны быть помечены в этом примере, хранятся в отдельных MAT-файлах. Каждый файл содержит переменную данных x и соответствующая переменная частоты выборки Fs.

Открыть маркировщик сигналов. На вкладке «Маркировщик» нажмите кнопку «Импорт» и выберите From Folders в списке Участники. В диалоговом окне выберите каталог с файлами радиолокационных сигналов. Чтобы указать переменные сигнала, которые требуется прочитать, нажмите «Указать» и введите x. Добавить информацию о времени: Выберите Working in и выберите Time из раскрывающегося списка. Выбрать Sample Rate Variable From Files в списке и введите Fs. Щелкните Импорт (Import). Импортированные файлы отображаются в браузере набора маркированных сигналов. Постройте график сигналов, установив флажки рядом с их именами.

Определение меток

Создайте определение метки для типа сигнала.

Повторите действия 1-3 для создания определений меток атрибутов для PRF, рабочего цикла и полосы пропускания. Измените имя метки для каждой и задайте тип данных как numeric.

Создайте метку области интереса (ROI) для ширины пульса, которая соответствует областям, показывающим начальные и конечные пересечения, используемые для вычисления каждой ширины пульса. Укажите имя метки как PulseWidth, тип метки как ROI и тип данных как numeric. Определения меток отображаются в браузере «Определения меток».

Создание пользовательских функций автоматической маркировки

Создание четырех пользовательских функций маркировки для маркировки PRF, полосы пропускания, рабочего цикла и ширины пульса. (Далее в примере приводится код для функций compurePRF, compureBandWidth, compureTaxingCycle и compurePulseWidth.) Чтобы создать каждую функцию, на вкладке Маркировщик щелкните Автоматизировать значение (Automate Value) и выберите Добавить пользовательскую функцию (Add Custom Function). Signal Labeler отображает диалоговое окно с запросом имени, описания и типа метки функции.

Если функции уже записаны, а функции находятся в текущей папке или в пути MATLAB ®, Signal Labeler добавляет функции в галерею. Если функции не были написаны, Signal Labeler открывает пустые шаблоны в редакторе для ввода или вставки кода. Сохраните файлы. После сохранения файлов функции отображаются в галерее.

Тип сигнала метки, PRF, полоса пропускания, рабочий цикл и ширина пульса

Установите тип сигнала для каждого сигнала:

Это пример Rectangular форма сигнала:

Это пример LinearFM форма сигнала:

Это пример SteppedFM форма сигнала:

Вычислите и промаркируйте PRF входных сигналов.

Повторите описанные выше шаги для полосы пропускания, рабочего цикла и ширины пульса, выбрав соответствующее определение метки и функцию автоматической маркировки.

Signal Labeler вычисляет и маркирует все сигналы, но отображает метки только для сигналов, для которых установлены флажки.

Проверка маркированных сигналов

Просмотрите ход создания меток и проверьте правильность вычисленных значений меток. Выбрать WaveFormType в браузере Определения меток (Label Definitions) и щелкните Панель мониторинга (Dashboard) на вкладке Маркировщик (Labeler).

График слева показывает ход маркировки, который составляет 100%, так как все сигналы помечены WaveFormType этикетка. На графике справа показано количество сигналов с метками для каждого значения метки. Круговую диаграмму распределения меток можно использовать для оценки точности маркировки и подтверждения правильности результатов.

Затем проверьте, что все значения метки ширины пульса распределены вокруг 5e-5. Чтобы просмотреть распределение по времени значений метки ширины пульса, щелкните Выбор определения (Definition Selection) на вкладке Панель мониторинга (Dashboard) и выберите значение Ширина пульса (Pulse Width). Щелкните график распределения времени и на вкладке «Панель мониторинга» задайте для параметра «Ячейки» значение 3, X Min to 4e-5 и X Max to 6e-5. Все сигналы имеют ширину пульса, распределенную вокруг 5e-5.

Закройте панель мониторинга.

Экспорт маркированных сигналов

Экспортируйте маркированные сигналы в обучающие модели ИИ. На вкладке «Маркировщик» нажмите кнопку «Экспорт» и выберите Labeled Signal Set To File. В появившемся диалоговом окне введите имя radarDataLss.mat в набор маркированных сигналов и добавить дополнительное краткое описание. Щелкните Экспорт (Export).

Вернитесь в командное окно MATLAB ®. Загрузите набор маркированных сигналов и создайте хранилища данных сигналов и меток из набора маркированных сигналов. Создание объединенного хранилища данных с хранилищами данных сигналов и меток. Использоватьread или readall для получения пар сигнал-метка, которые можно использовать для обучения моделей ИИ.

load radarDataLss.mat
[signalDS,labelDs] = ls.createDatastores('WaveFormType');
combineDs = combine(signalDS,labelDs);

Резюме

В этом примере показано, как маркировать основные временные и частотные характеристики шумных импульсных радиолокационных сигналов. Было показано, как использовать синхронизированные ракурсы времени и частоты для идентификации частотных характеристик, таких как тип формы сигнала. Вы видели, как регистрировать пользовательские функции автомаркировки для маркировки PRF, длительности импульса, рабочего цикла и полосы пропускания импульса. Вы видели, как использовать встроенную панель мониторинга для отслеживания хода маркировки и оценки качества меток.

Вспомогательные функции

computePRF Функция: расчет частоты повторения импульсов

computePRF функция вычисляет и маркирует PRF входного сигнала. Он использует pulseperiod функция.

function [labelVal,labelLoc] = computePRF(x,t,parentLabelVal,parentLabelLoc,varargin)
% Function to calculate pulse repetition frequency of a radar pulse

if~isreal(x)
    x = abs(x);
end
pri = pulseperiod(x,t);
labelVal = 1/pri(1);
labelLoc = [];
end

computeBandWidth Функция: Расчет полосы пропускания импульсов

computeBandWidth функция вычисляет и маркирует полосу пропускания входного сигнала. Он использует obw функция.

function [labelVal,labelLoc] = computeBandWidth(x,t,parentLabelVal,~,varargin)
% Function to calculate occupied bandwidth of a radar pulse
if~isreal(x)
    x = abs(x);
end
fs = 1/mean(diff(t));
labelVal = obw(x,fs);
labelLoc = [];
end

computeDutyCycle Функция: Расчет скважности импульса

computeDutyCycle функция вычисляет и маркирует рабочий цикл входного сигнала. Он использует dutycycle функция.

function [labelVal,labelLoc] = computeDutyCycle(x,t,parentLabelVal,parentLabelLoc,varargin)
% Function to calculate duty cycle of a radar pulse
if~isreal(x)
    x = abs(x);
end
labelVal = dutycycle(x,t);
labelLoc = [];
end

computePulseWidth Функция: Расчет длительности импульса

computePulseWidth функция вычисляет и маркирует ширину пульса входного сигнала. Он использует pulsewidth функция.

function [labelVal,labelLoc] = computePulseWidth(x,t,parentLabelVal,parentLabelLoc,varargin)
% Function to calculate pulse width of a radar pulse
if~isreal(x)
    x = abs(x);
end
[pw,ic,fc] = pulsewidth(x,t);
labelVal = pw(1);
labelLoc = [ic(1) fc(1)];
end