Акустический Beamforming Используя массивы микрофона
В этом примере показано, как к сигналам beamform, полученным массивом микрофонов, чтобы извлечь желаемую речь, сигнализируют в шумной среде. Этот пример Simulink® основан на примере MATLAB® Акустический Beamforming Используя Массив Микрофона для Системных объектов.
Структура модели
Модель симулирует прием трех звуковых сигналов от различных направлений на однородно линейном массиве микрофона с 10 элементами (ULA). После сложения теплового шума в приемнике beamforming применяется и результат, проигрываемый на звуковом устройстве.
Модель состоит из двух этапов: симулируйте полученные звуковые сигналы и beamform результат. Блоки, который соответствует каждому этапу модели:
Полученная аудио симуляция
Audio Sources- Подсистема читает звуковые файлы и задает их направление.
From Multimedia File- ЧастьAudio Sourcesподсистема, каждый блок читает аудио из различного wav файла, 1 000 выборок за один раз. Три блока пометилиsource1,source2иsource3соответствуйте этим трем источникам.Concatenate- Конкатенации выхода трехFrom Multimedia Fileблоки в три матрицы столбца, один столбец на звуковой сигнал.source angles-Constantблок задает инцидентные направления источников аудиосигналов кWideband Rx Arrayблок. Блок выводит 2x3 матрица. Эти две строки соответствуют азимуту и углам возвышения в градусах каждого источника, эти три столбца соответствуют этим трем звуковым сигналам.Wideband Rx Array- Симулирует звуковые сигналы, полученные в ULA. Первый входной порт с этим блоком 1000x3 матрица. Каждый столбец соответствует полученным выборкам каждого звукового сигнала. Второй входной порт (Угол) задает инцидентное направление импульсов. Первая строка Энга задает угол азимута в степени для каждого сигнала, и вторая строка задает угол возвышения в степени для каждого сигнала. Вторая строка является дополнительной. Если они не заданный, углы возвышения приняты, чтобы быть 0 градусами. Выход этого блока 1000x10 матрица. Каждый столбец соответствует аудио, зарегистрированному в каждом элементе массива микрофона. Настройка массива микрофона задана вSensor Arrayвкладка диалоговой панели блока. Эта настройка должна совпадать с настройкой, заданной на диалоговой панели блокаFrost Beamformer. Смотрите Обычный и Адаптивный пример Beamformers Simulink®, чтобы изучить, как использовать переменные настройки сенсорной матрицы для того, чтобы удобно совместно использовать ту же настройку через несколько блоков.
Receiver Preamp- Добавляет белый шум к полученным сигналам.
Beamforming
Select beamform angle-Constantблок управляетMulti-Port Switchвыведите и задает который из трех исходных направлений в который к beamform.Frost Beamformer- Выполняет Мороз beamforming на матрице, переданной через входной портXвдоль направления, заданного через входной портAng.2-D Selector- Выбирает полученный сигнал в одном из элементов микрофона.Manual switch- Переключатели между non-beamformed и beamformed аудиопотоком, отправленным в аудио устройство.
Исследование примера
Нажмите на Manual switch при выполнении симуляции, чтобы переключиться между проигрыванием non-beamformed аудиопотока и beamformed потоком. Устанавливание значения 1, 2, или 3 в Select beamform angle блокируйтесь, в то время как выполнение симуляции будет beamform вдоль одного из этих трех направлений звуковых сигналов. Вы заметите, что non-beamformed аудио звучит искаженным, в то время как можно ясно услышать любой из выбранных аудиопотоков после beamforming.