Odhadněte podle definice koherenční funkci mezi 2 signály pro jednotlivé následující dvojice signálů
(Všechny signály jsou binární:
16 bitové PCM-soubory bez hlavičky, vzorkovací kmitočet je 16 kHz, k načtení použijte následující
funkci loadbin.m)
Simulace 1: signály v prvním kanálu:
SA001S01.CS0 - signál v kanálu 2
vytvořte zpožděním signálu z kanálu 1 o 20 vzorků (IDEÁLNÍ ODRAZ).
Simulace 2: signál v kanálu 2 vytvořte ze
signálu z kanálu 1 filtrací FIR
filtrem (širokopásmová HP - mezní kmitočet 0.05*fs/2, řád 30). Do
obou kanálů přidejte také bílý šum malé úrovně (standardní
odchylka bílého Gaussovského šumu cca 0.1-0.01). Nezapomeňte pro
každý kanál vygenerovat vlastní nezávislou realizaci šumu.
Reálné signály V (nahrávané v hlučném prostředí): x0002-l.bin a x0002-r.bin.
(Všechny signály jsou binární:
16 bitové PCM-soubory bez hlavičky, vzorkovací kmitočet je 16 kHz, k načtení použijte následující
funkci loadbin.m)
Koherenci odhadněte v MATLABu pomocí
funkcí mscohere (případně podle definice z odhadů
vzájemné a vlastní spektrální výkonové hustoty cpsd a pwelch).
Sledujte vliv volby délky analyzovaného okna a počtu bodů DFT na časový vývoj průměrné koherence výše uvedeného signálu. Pozorované výsledky vysvětlete. Dobře si uvědomte vliv průměrování při výpočtu koherence.
Odvoďte výpočtem, že koherenci nelze počítat pouze na bázi
krátkodobé DFT pro jeden segment. Výpočet ověřte v MATLABu.
Výsledek:
Zobrazte vypočítanou koherenční funkci v následujících případech:
z celého signálu pro varianty Simulace 1 a
Simulace 2, délku okna volte wlen = 512,
ze signálů ze Simulace 2, a to ze znělého řečového úseku délky 2000 vzorků se začátkem na
vzorku 20000, z neznělého řečového úseku délky 2000 vzorků se začátkem na
vzorku 38000, z neřečového úseky délky 2000 vzorků se začátkem na
vzorku 1. Délku okna pro analýzu koherence volte 512.
Opakujte předchozí bod s kratším výběrem délky pouze 512
vzorků, délku okna pro výpočet koherence volte a) 512, b) 128 vzorků.
Opakujte pro výše uvedené reálné signály snímané v různých kanálech.
Kohergram a časová závislost průměrné koherence
Odhadněte kohergram výše diskutovaných signálů, tj. časovovu závislost krátkodobé koherence (MSC), a srovnejte se spektrogramy analyzovaných signálů.
Po výpočet kohergramu použijte segmentaci dle následujícího skriptu my_spectrogram_welch.m pro ruční výpočet spektrogramu a dlohodobého vyhlazeného spektra, kde naleznete i návod jak zobrazit vypočítaný kohergram pomocí funkce pcolor.
Výsledek :
Zobrazte kohergram a spektrogramy u signálů
dle Simulace 2. Délku vnějšího vybraného segmetu
volte flen = 1024, délku vnitřního segmetu pro výpočet
koherence volte wlen = 256.
Opakujte pro volbu flen/wlen: 2048/512,
512/128, 512/128 resp. 256/64 s případným doplnění
nulami (interpolací) při výpočtu DFT.
Určete časový vývoj průměrné koherence výše uvedených signálů.
Výsledek:
Zobrazte časový vývoj průměrné koherence ve
zvolených krátkodobých segmetech při výše daném nastavení flen/wlen.
K signálům dle Simulace 2 přidávejte šum vyšší úrovně
a pozorujte dosažené výsledky ve všech předchozích kontrolovaných krocích.
Všechny výše uvedené výpočty opakujte pro odkazované reálně
signály a dosažené výsledky diskutujte.
English version of this page