Укажите путь к выборочным сигналам, включенным в Signal Processing Toolbox™.

folder = fullfile(matlabroot,'toolbox','matlab','audiovideo');

Создайте сигнальный datastore, который указывает на указанную папку и установите имя переменной частоты дискретизации равным Fs. Перечислите имена MAT-файлов в datastore.

sds = signalDatastore(folder,'FileExtension','.mat','SampleRateVariableName','Fs');
[~,c] = fileparts(sds.Files)

c = 7x1 cell
    {'chirp'   }
    {'gong'    }
    {'handel'  }
    {'laughter'}
    {'mtlb'    }
    {'splat'   }
    {'train'   }

В то время как сигнальный datastore имеет непрочитанные файлы, считывайте последовательные файлы из datastore. Используйте progress функция для мониторинга части считанных файлов.

while hasdata(sds)
    [data,info] = read(sds);
    fprintf('Fraction of files read: %.2f\n',progress(sds))
end

Fraction of files read: 0.14
Fraction of files read: 0.29
Fraction of files read: 0.43
Fraction of files read: 0.57
Fraction of files read: 0.71
Fraction of files read: 0.86
Fraction of files read: 1.00

Печать и просмотр info структура, возвращенная последним вызовом в read функция.

info

info = struct with fields:
             SampleRate: 8192
       TimeVariableName: "Fs"
    SignalVariableNames: "y"
               FileName: "/mathworks/devel/bat/BR2021ad/build/matlab/toolbox/matlab/audiovideo/train.mat"

Создайте сигнальный datastore, чтобы выполнить итерацию через элементы массива ячеек в памяти данных о сигнале. Данные состоят из синусоидально модулированного линейного щебета, вогнутого квадратичного щебета и управляемого напряжением генератора. Дискретизация сигналов осуществляется на частоте 3000 Гц.

fs = 3000;
t = 0:1/fs:3-1/fs;
data = {chirp(t,300,t(end),800).*exp(2j*pi*10*cos(2*pi*2*t)); ...
        2*chirp(t,200,t(end),1000,'quadratic',[],'concave'); ...
        vco(sin(2*pi*t),[0.1 0.4]*fs,fs)};
sds = signalDatastore(data,'SampleRate',fs);

В то время как datastore имеет данные, считайте каждое наблюдение из signal datastore и постройте график кратковременного преобразования Фурье.

plotID = 1;
while hasdata(sds)
    [dataOut,info] = read(sds);
    subplot(3,1,plotID)
    stft(dataOut,info.SampleRate)
    plotID = plotID + 1;
end

Укажите путь к четырем сигналам, включенным в MATLAB ®. Сигналами являются записи птичьего щебета, гонга, train и брызги. Все сигналы дискретизированы на частоте 8192 Гц.

folder = fullfile(matlabroot,'toolbox','matlab','audiovideo', ...
         ["chirp.mat","gong.mat","train.mat","splat.mat"]);

Создайте сигнальный datastore, который указывает на указанные файлы. Каждый файл содержит переменную Fs что обозначает частоту дискретизации.

sds1 = signalDatastore(folder,'SampleRateVariableName','Fs');

Задайте функцию, которая принимает выходы read функция и вычисляет верхнюю и нижнюю огибающие сигналов с помощью сплайн интерполяции по локальным максимумам, разделенным по меньшей мере 80 выборками. Функция также возвращает шаги расчета для каждого сигнала.

function [dataOut,infoOut] = signalEnvelope(dataIn,info)
    [dataOut(:,1),dataOut(:,2)] = envelope(dataIn,80,'peak');
    infoOut = info;
    infoOut.TimeInstants = (0:length(dataOut)-1)/info.SampleRate;
end

Вызовите transform функция для создания второго datastore, sds2, который вычисляет огибающие сигналов с помощью функции, которую вы определили.

sds2 = transform(sds1,@signalEnvelope,"IncludeInfo",true);

Объедините sds1 и sds2 создать третий datastore. Каждый вызов на read функция из комбинированного datastore возвращает матрицу с тремя столбцами:

sdsCombined = combine(sds1,sds2);

Считайте и отобразите исходные данные и верхний и нижний огибающие из комбинированного datastore. Используйте extractBetween функция для извлечения имени файла из пути к файлу.

tiledlayout('flow')
while hasdata(sdsCombined)
    [dataOut,infoOut] = read(sdsCombined);
    ts = infoOut{2}.TimeInstants;
    nexttile
    hold on
    plot(ts,dataOut(:,1),'Color','#DCDCDC','LineStyle',':')
    plot(ts,dataOut(:,2:3),'Linewidth',1.5)
    hold off
    xlabel('Time (s)')
    ylabel('Signal')
    title(extractBetween(infoOut{:,2}.FileName,'audiovideo\','.mat'))
end

Укажите путь к четырем файлам, включенным в Signal Processing Toolbox™. Каждый файл содержит щебет и случайную частоту дискретизации, fs, в диапазоне от 100 до 150 Гц. Создайте сигнальный datastore, который указывает на указанную папку.

folder = fullfile(matlabroot,'examples','signal','data','sample_chirps', ...
    ["chirp_1.mat","chirp_4.mat","chirp_9.mat","chirp_10.mat"]);
sds = signalDatastore(folder,'SampleRateVariableName','fs');

Задайте функцию, которая принимает выходы read функция и вычисляет и возвращает:

function [dataOut,infoOut] = extractSpectrogram(dataIn,info)
    [dataOut,F,T] = pspectrum(dataIn,info.SampleRate,'spectrogram',...
                              'TimeResolution',0.25,...
                              'OverlapPercent',40,'Leakage',0.8);
    infoOut = info;
    infoOut.CenterFrequencies = F;
    infoOut.TimeInstants = T;
end

Вызовите transform функция для создания datastore, которая вычисляет спектрограмму каждого щебета с помощью функции, которую вы определили.

sdsNew = transform(sds,@extractSpectrogram,'IncludeInfo',true);

В то время как преобразованный datastore имеет непрочитанные файлы, прочитайте из нового datastore и визуализируйте спектрограммы в 3-мерном пространстве.

t = tiledlayout('flow');
while hasdata(sdsNew)
    nexttile
    [sig,infoOut] = read(sdsNew);
    waterfall(infoOut.TimeInstants,infoOut.CenterFrequencies,sig)
    xlabel('Frequency (Hz)')
    ylabel('Time (S)')
    view([30 70])
end

Укажите путь к файлу примерных сигналов, включенных в MATLAB ®. Создайте сигнальный datastore, который указывает на указанную папку.

folder = fullfile(matlabroot,'toolbox','matlab','audiovideo');
sds = signalDatastore(folder,'SampleRateVariableName','Fs');

Получите количество разделов по умолчанию для сигнального datastore.

n = numpartitions(sds)

n = 7

Разделите datastore на количество разделов по умолчанию и верните datastore, соответствующий четвертому разделу.

subsds = partition(sds,n,4);

Используйте extractAfter функция для отображения имени файла, содержащегося в datastore, соответствующем четвертому разделу.

fName = extractAfter(subsds.Files,'audiovideo\')

fName = 1x1 cell array
    {0x0 char}

Считайте данные и информацию о сигнале в datastore, соответствующем четвертому разделу. Извлеките частоту дискретизации из info и повторно отобразите сигнал в половину исходной частоты дискретизации. Постройте график исходных и повторно дискретизированных сигналов.

while hasdata(subsds)
    [data,info] = read(subsds);
    fs = info.SampleRate;
    f_res = 0.5*fs;
    ts = (0:length(data)-1)/fs;
    data_res = resample(data,1,2);
    t_res = (0:length(data_res)-1)/f_res;
    plot(ts,data,t_res,data_res,':')
    xlabel('Time (s)')
    ylabel('Signal')
    legend('Original','Resampled','Location','NorthWest')
end