Downsample
サンプルを削除することで低いレートで入力をリサンプリングする
ライブラリ:
DSP System Toolbox /
Signal Operations
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Signal Operations
説明
Downsample ブロックは、サンプルを削除することにより入力のサンプル レートを減少させます。このブロックは、フレームベースの処理を実行する場合、Pi 行 Q 列の入力行列の各列にあるデータを個別にリサンプリングします。サンプルベースの処理を実行する場合は、入力の各要素を別々のチャネルとして扱い、入力配列の各チャネルを時間全体にわたってリサンプリングします。リサンプリング レートは入力サンプル レートの M 分の 1 になります。ここで、M はダウンサンプリング係数の値です。Downsample ブロックは、出力される各サンプルに続く M–1 個の連続するサンプルを破棄することで入力をリサンプリングします。
このブロックは、[レート オプション] パラメーターを [シングルレート処理を適用] に設定すると、Triggered Subsystem をサポートします。
例
この例では、Downsample ブロックはフレーム サイズを小さくしてサンプル レートを減少させます。
ex_downsample_singlerate.slx モデルを開きます。Downsample ブロックは、フレーム サイズが 64 の単一チャネル入力をリサンプリングします。Downsample ブロックのダイアログ ボックスで、[ダウンサンプリング係数のソース] パラメーターが Input port に設定されます。これにより、[入力処理] パラメーターと [レート オプション] パラメーターがそれぞれ Columns as Channels (frame based) と Enforce single-rate processing になるように自動的に設定されます。入力端子からのダウンサンプリング係数を 4 に指定します。
モデルを実行します。このブロックはシングルレート処理モードで動作し、入力を 4 分の 1 にダウンサンプリングします。ブロックの出力のフレーム サイズは 64 です。ブロックはシングルレート処理モードで動作するため、Downsample ブロックの入力信号と出力信号は同じフレーム レートになります。これは [タイミング凡例] から確認できます。凡例を開くには、モデル ツールストリップの [デバッグ] タブをクリックし、[情報のオーバーレイ]、[タイミング凡例] の順にクリックします。
この例では、Downsample ブロックはフレーム レートを下げてサンプル レートを減少させます。
ex_downsample_multirate.slx モデルを開きます。Downsample ブロックへの入力は、フレーム周期が 1 秒のシングルチャネル信号です。ブロック ダイアログ ボックスで、[ダウンサンプリング係数、M] を 4 に設定し、[レート オプション] を [Allow multirate processing] に設定します。
モデルを実行します。ブロックはマルチレート フレームベース処理モードで動作します。ダウンサンプリング係数が 4 の場合、ブロックの出力のフレーム周期は 4 秒になります。これは [タイミング凡例] から確認できます。凡例を開くには、モデル ツールストリップの [デバッグ] タブをクリックし、[情報のオーバーレイ]、[タイミング凡例] の順にクリックします。ブロックはマルチレート処理モードで動作するため、Downsample ブロックの入力信号と出力信号は同じフレーム サイズになります。
Downsampleブロックを使用して、信号を係数 2 でダウンサンプリングします。
システムを開いてモデルを実行
Signal From Workspaceブロックは、フレーム サイズ 4 の 2 チャネル信号を生成します。タイミング凡例は、ダウンサンプリング演算の前後の信号のサンプル時間を示します。凡例を表示するには、[デバッグ] タブ、[情報のオーバーレイ]、[タイミング凡例] の順にクリックします。
モデルを実行します。ダウンサンプリング演算前の信号のサンプル時間は、演算後の信号のサンプル時間の半分です。
1 フレーム レイテンシ
Downsample ブロックの [入力処理] パラメーターは、Columns as channels (frame based) に設定されており、入力フレーム サイズ (入力の行数) Mi は 1 より大きくなります。したがって、信号のレイテンシは 1 フレームです。[初期条件] パラメーターは [11 -11;12 -12;13 -13;14 -14] に設定されます。1 フレーム レイテンシのすべてのケースで、初期条件行列の Mi 行が最初の 4 つの出力行として順番に表示されます。入力サンプル D+1 (つまり、入力行列の行 D+1) は、サンプル Mi+1 として出力に表示され、その後に入力サンプル D+1+K、入力サンプル D+1+2K のように続きます。
Mi - 入力行の数。この例では、Mi は 4 と等しくなります。
D - サンプル オフセット パラメーター。この例では、D は 1 と等しくなります。
K - ダウンサンプリング係数。この例では、K は 2 と等しくなります。
[初期条件] の値は、各チャネルに対して 1 つずつの値が含まれている Mi 行 N 列の行列、または Mi 行 N 列の行列の全要素に対して繰り返されるスカラーにすることができます。
以下は、ベース ワークスペースの変数 dsp_examples_yout に書き込まれたダウンサンプリング済みの出力信号です。
dsp_examples_yout =
11 -11
12 -12
13 -13
14 -14
2 -2
4 -4
6 -6
8 -8
10 -10
12 -12
14 -14
16 -16
18 -18
20 -20
22 -22
24 -24
26 -26
28 -28
30 -30
32 -32
34 -34
36 -36
38 -38
40 -40
42 -42
44 -44
46 -46
48 -48
50 -50
52 -52
54 -54
56 -56
58 -58
60 -60
62 -62
64 -64
66 -66
68 -68
70 -70
72 -72
74 -74
76 -76
78 -78
80 -80
82 -82
84 -84
86 -86
88 -88
90 -90
92 -92
94 -94
96 -96
98 -98
100 -100
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拡張例
音響ノイズ キャンセリング (LMS)
この例では、最小平均二乗 (LMS) アルゴリズムを使用して入力信号からノイズを除去する方法を示します。この例では事前学習済みの Simulink® モデルを使用しています。dspanc モデルの LMS Filter ブロックは、"Input" 端子の基準信号と "Desired" 端子の目的の信号を使用してフィルター応答を自動的に一致させる適応フィルターをモデル化します。LMS Filter ブロックは、フィルター処理されたノイズを元の信号から除去します。フィルターが収束すると、結果の誤差信号には元の信号のみが含まれます。
端子
入力
出力
パラメーター
ブロックの特性
データ型 |
|
直達 |
|
多次元信号 |
|
可変サイズの信号 |
|
ゼロクロッシング検出 |
|
詳細
[入力処理] パラメーターを [チャネルとしての列 (フレーム ベース)] に設定し、[レート オプション] パラメーターを [シングルレート処理を適用] に設定している場合、特定の条件下で、Downsample ブロックは連続するデータ フレーム全体で位相を維持します。
| 入力条件 | ダウンサンプリング係数のソース | 任意の入力フレーム長のサポート | 出力信号 | 位相連続性 |
|---|---|---|---|---|
| 固定サイズの入力信号 | ブロック ダイアログ ボックスで指定 | [固定サイズの入力信号に対する任意のフレーム長を許可] を選択した場合 | 可変サイズの信号 | あり |
| 可変サイズの入力信号 | ブロック ダイアログ ボックスで指定 | 常時 | 可変サイズの信号 | あり |
固定サイズまたは可変サイズの入力信号 | 入力端子で指定 ダウンサンプリング係数はシミュレーション中に変化しない | –– | 可変サイズの信号 | あり |
特定の条件下では、位相が 0 にリセットされ、連続するデータ フレーム全体で維持されなくなります。
| 入力条件 | ダウンサンプリング係数のソース | 任意の入力フレーム長のサポート | 出力信号 | 位相連続性 |
|---|---|---|---|---|
| 固定サイズの入力信号 | ブロック ダイアログ ボックスで指定 | [固定サイズの入力信号に対する任意のフレーム長を許可] をオフにした場合 | 固定サイズ信号 | 位相は常に 0 |
固定サイズまたは可変サイズの入力信号 | 入力端子で指定 シミュレーション中にダウンサンプリング係数が変化するイベント時 | –– | 可変サイズの信号 | 位相が 0 にリセットされる |
