Использование приложения Signal Analyzer

Рабочий процесс приложения

Типичный рабочий процесс проверки и сравнения сигналов с помощью приложения Signal Analyzer:

Выберите сигналы для анализа - выберите любой сигнал, доступный в MATLAB^® рабочей области. Приложение принимает числовые массивы и сигналы с присущей им временной информацией, такие как MATLAB timetable массивы, timeseries объекты, и labeledSignalSet объекты. Дополнительные сведения см. в разделе Типы данных, поддерживаемые Signal Analyzer.
Сигналы предварительной обработки - Lowpass, highpass, bandpass или полосно-заграждающие сигналы фильтра. Удалите тренды и вычислите огибающие сигнала. Сглаживайте сигналы с помощью скользящих средних значений, регрессии, фильтров Савицкого-Голея или других методов. Измените скорости выборки сигналов или интерполируйте неоднородно дискретизированные сигналы на равномерные сетки. Предварительно обработайте сигналы с помощью собственных пользовательских функций. Сгенерируйте функции MATLAB для автоматизации операций предварительной обработки.
Исследуйте сигналы - добавляйте информацию о времени к сигналам, используя скорости дискретизации, числовые векторы, duration массивы или выражения MATLAB. Стройте графики, измеряйте и сравните данные, их спектры, их спектрограммы или их скалограммы. Ищите функции и шаблоны в временной интервал, в частотном диапазоне и во временной частотной области. Вычислите спектры стойкости для анализа спорадических сигналов и уточните оценки спектрограмм с помощью переназначения. Извлеките необходимые области из сигналов.
Общий анализ - Копировать отображения приложения в буфер обмена как изображения. Экспортируйте сигналы в рабочее пространство MATLAB или сохраните их в MAT-файлы. Сгенерируйте скрипты MATLAB, чтобы автоматизировать расчет оценок спектральной степени, спектрограммы или спектральной стойкости и извлечение необходимых областей. Сохраните Signal Analyzer сеансов, чтобы возобновить анализ позже или на другом компьютере.

Пример: Извлечение интересующих регионов из китовой песни

Загрузите файл, содержащий аудио данных от тихоокеанского синего кита, дискретизированный с частотой дискретизации 4 кГц. Файл получен из библиотеки вокализаций животных, поддерживаемой Программой исследований биоакустики Корнеллского университета. Шкала времени в данных сжимается в 10 раз, чтобы поднять тангаж и сделать вызовы более слышимыми. Преобразуйте сигнал в расписание MATLAB ®.

whaleFile = fullfile(matlabroot,'examples','matlab','data','bluewhale.au');
[w,fs] = audioread(whaleFile);

whale = timetable(seconds((0:length(w)-1)'/fs),w);

% To hear, type soundsc(w,fs)

Откройте Signal Analyzer и перетащите расписание на отображение. Из шума выделяются четыре функции. Первый известен как трель, а другие три известны как стоны.

На вкладке Отображение (Display) щелкните Спектр (Spectrum), чтобы открыть представление спектра, и нажмите Панорама (Panner), чтобы активировать панораму. Используйте панорамирование для создания окна масштаба шириной около 2 секунд. Перетащите окно масштаба так, чтобы оно было центрировано на треле. Спектр показывает заметный пик на частоте около 900 Гц.

Изолируйте одну трель высокоскоростной фильтрацией. Щелкните правой кнопкой мыши сигнал в таблице Сигнал и выберите Повторить, чтобы создать копию песни кита. Удалите исходный сигнал с отображения, сняв флажок рядом с его именем в таблице Сигнал. На вкладке Analyzer нажмите Preprocessing ▼ и выберите Highpass. Установите частоту полосы пропускания равную 925 Гц, а затухание в полосе задерживания на уровне 80 дБ. Используйте значение по умолчанию для крутизны.

Очистите отображение и выберите исходный сигнал. Извлеките три стона, чтобы сравнить их спектры:

Центрируйте окно масштаба панорамы по первому стону. Спектр имеет восемь четко определенных peaks, расположенных очень близко к кратным 170 Гц. Нажмите Extract Signals ▼ и выберите Between Time Limits.
Нажмите кнопку «Панорамирование», чтобы скрыть панораму. Нажмите пробел, чтобы увидеть полный сигнал. Щелкните Масштабировать X (Zoom in X) и увеличьте изображение на 2-секундном интервале временного представления с центром на втором стене. Спектр снова имеет peaks при множителях 170 Гц. Нажмите Extract Signals ▼ и выберите Between Time Limits.
Нажмите пробел, чтобы увидеть полный сигнал. Нажмите Data Cursors ▼ и выберите Two. Поместите курсоры временного интервала в 2-секундный интервал вокруг третьего стона. Снова есть peaks при кратных 170 Гц. Нажмите Extract Signals ▼ и выберите Between Time Cursors.

Постройте график фильтрованного по хайпасу сигнала и установите два курсора данных на 1 секунду и 3,5 секунды. Извлеките область, содержащую трель.

Удалите исходный сигнал с отображения, сняв флажок рядом с его именем в таблице Сигнал. Отобразите три необходимые области, которые вы только что извлекли. Их спектры лежат приблизительно на верхнюю часть друг друга.

На том же отображении постройте график необходимой области, содержащей извлеченную трель. Трель и стоновые спектры заметно отличаются.

Щелкните Экспорт (Export) на вкладке Анализатор (Analyzer), чтобы экспортировать четыре необходимые области в MAT-файл.

См. также

Signal Analyzer | Signal Labeler

Документация