Используя приложение Signal Analyzer

Рабочий процесс приложения

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

Выберите Signals to Analyze — Выбор любой сигнал, доступный в MATLAB^® рабочая область. Приложение принимает числовые массивы и сигналы со свойственной информацией времени, такие как MATLAB timetable массивы, timeseries объекты и labeledSignalSet объекты. Смотрите Типы данных, Поддержанные Signal Analyzer для получения дополнительной информации.
Предварительно обработайте Сигналы — Lowpass, highpass, полоса пропускания или сигналы заграждающего фильтра. Удалите тренды и вычислите огибающие сигнала. Сглаженные сигналы с помощью скользящих средних значений, регрессии, фильтров Savitzky-Golay или других методов. Сигналы Denoise с помощью вейвлетов. Измените частоты дискретизации сигналов или интерполируйте неоднородно выбранные сигналы на регулярные координатные сетки. Предварительно обработайте сигналы с помощью собственных функций. Сгенерируйте функции MATLAB, чтобы автоматизировать операции предварительной обработки.
Исследуйте Сигналы — Добавляют время информация к сигналам с помощью частот дискретизации, числовых векторов, duration массивы или выражения MATLAB. Постройте, измерьте и сравните данные, их спектры, их спектрограммы или их scalograms. Ищите функции и шаблоны во временном интервале в частотном диапазоне, и в частотном диапазоне времени. Вычислите спектры персистентности, чтобы анализировать спорадические сигналы и увеличить резкость оценок спектрограммы с помощью переназначения. Извлеките необходимые области из сигналов.
Совместно используйте Анализ — отображения Копии от приложения до буфера обмена как изображения. Экспортируйте сигналы в рабочее пространство MATLAB или сохраните их в MAT-файлы. Сгенерируйте скрипты MATLAB, чтобы автоматизировать расчет спектра мощности, спектрограммы, или оценок спектра персистентности и экстракции необходимых областей. Сохраните сеансы Signal Analyzer, чтобы возобновить ваш анализ позже или на другой машине.

Пример: извлеките необходимые области из песни кита

Загрузите файл, который содержит аудиоданные от Тихоокеанского голубого кита, произведенного на уровне 4 кГц. Файл от библиотеки вокализаций животных, обеспеченных Программой исследований Биоакустики Корнелльского университета. Масштаб времени в данных сжат на коэффициент 10, чтобы повысить тангаж и выполнить более слышимые вызовы. 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 к отображению. Четыре функции выделяются от шума. Первое известно как трель, и другие три известны как стоны.

На вкладке Display нажмите Spectrum, чтобы открыть представление спектра и нажать Panner, чтобы активировать регулятор панорамы. Используйте регулятор панорамы, чтобы создать окно изменения масштаба с шириной приблизительно 2 секунд. Перетащите окно изменения масштаба так, чтобы оно было сосредоточено на трели. Спектр показывает значимый пик на уровне приблизительно 900 Гц.

Изолируйте одну трель фильтрацией highpass. Щелкните правой кнопкой по сигналу по таблице Signal и выберите Duplicate, чтобы создать копию песни кита. Удалите исходный сигнал из отображения путем снятия флажка рядом с его именем в таблице Signal. На вкладке Analyzer нажмите Preprocessing ▼ и выберите Highpass. Установите частоту полосы пропускания на 925 Гц и 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:

Сосредоточьте окно изменения масштаба регулятора панорамы на первом стоне. Спектр имеет восемь ясно заданных peaks, расположенных очень близко ко множителям 170 Гц. Нажмите Extract Signals ▼ и выберите Between Time Limits.
Нажмите Panner, чтобы скрыть регулятор панорамы. Нажмите клавишу "пробел", чтобы видеть полный сигнал. Кликните по Увеличению X и увеличьте масштаб 2-секундного интервала представления времени, сосредоточенного на втором стоне. Спектр снова имеет peaks во множителях 170 Гц. Нажмите Extract Signals ▼ и выберите Between Time Limits.
Нажмите клавишу "пробел", чтобы видеть полный сигнал. Нажмите Data Cursors ▼ и выберите Two. Установите курсоры области времени в 2-секундный интервал вокруг третьего стона. Снова, существует peaks во множителях 170 Гц. Нажмите Extract Signals ▼ и выберите Between Time Cursors.

Постройте highpass-отфильтрованный сигнал и поместите эти два Data Cursor в 1 секунду и 3,5 секунды. Извлеките область, содержащую трель.

Удалите исходный сигнал из отображения путем снятия флажка рядом с его именем в таблице Signal. Отобразите эти три необходимых области, которые вы только извлекли. Их спектры лежат приблизительно друг на друге.

На том же отображении постройте необходимую область, содержащую трель, которую вы извлекли. Трель и спектры стона заметно отличаются.

Нажмите на Export на вкладке Analyzer, чтобы экспортировать эти четыре необходимых области в MAT-файле.

Смотрите также

Signal Analyzer | Signal Labeler

Документация