signalFrequencyFeatureExtractor

流线信号频率特征提取

自从R2021b

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描述

使用signalFrequencyFeatureExtractor从信号中提取频域特征。你可以使用提取的特征来训练机器学习模型或深度学习网络。

创建

语法

sFE = signalFrequencyFeatureExtractor

sFE = signalFrequencyFeatureExtractor(Name=Value)

描述

超临界流体= signalFrequencyFeatureExtractor创建一个signalFrequencyFeatureExtractor具有默认属性值的对象。

例子

超临界流体= signalFrequencyFeatureExtractor (名称=值）属性的非默认属性值signalFrequencyFeatureExtractor对象。例如,signalFrequencyFeatureExtractor (FrameSize = 30, FrameOverlapLength = 6)将信号划分为重叠的30个样本帧，并从每个帧中提取特征。

属性

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主要特性

`FrameSize`- - - - - -一帧中的样本数
正整数

一帧中的样本数，用正整数表示。该对象将信号分成指定长度的帧，并为每帧提取特征。如果您没有指定FrameSize，或者您指定FrameSize当为空时，对象为整个信号提取特征。

数据类型:单|双

`帧速率`- - - - - -帧开始之间的采样数
正整数

帧开始之间的采样数，指定为正整数。帧速率决定样本中帧的起始点之间的距离。如果你指定帧速率，那么你还必须指定FrameSize．如果您没有指定帧速率或FrameOverlapLength,然后帧速率假设等于FrameSize．你不能指定帧速率而且FrameOverlapLength同时进行。

数据类型:单|双

`FrameOverlapLength`- - - - - -连续帧之间的重叠采样数
正整数

连续帧之间的重叠采样数，指定为正整数。FrameOverlapLength必须小于或等于帧大小。如果你指定FrameOverlapLength，那么你还必须指定FrameSize．你不能指定FrameOverlapLength而且帧速率同时进行。

数据类型:单|双

`SampleRate`- - - - - -采样率
`［］`(默认)|积极的标量

输入采样率，指定为正标量，单位为赫兹。

数据类型:单|双

`FeatureFormat`- - - - - -生成特征的格式
`“矩阵”`(默认)|`“表”`

生成的特性的格式，指定为“矩阵”或“表”．的提取函数返回的特性如下:

矩阵-矩阵，列对应特征值。
表格-表，每个表变量对应一个特征值。

数据类型:字符|字符串

`IncompleteFrameRule`- - - - - -规则来处理不完整的帧
`“下降”`(默认)|`“zeropad”`

规则处理不完整的帧，指定为“下降”或“zeropad”．当当前帧大小小于指定值时，应用此规则FrameSize财产。

下降—删除不完整的帧，不要使用它来计算特征。
zeropad-零垫不完整的帧，并使用它来计算特征。

数据类型:字符|字符串

需要提取的特征

`MeanFrequency`- - - - - -选择提取平均频率
`假`(默认)|`真正的`

选项来提取功率谱的平均频率，指定为真正的或假．如果你指定MeanFrequency对象提取功率谱的平均频率，并将其附加到函数返回的特征提取函数。

数据类型:逻辑

`MedianFrequency`- - - - - -选项提取中值频率
`假`(默认)|`真正的`

选项来提取功率谱的中位数频率，指定为真正的或假．如果你指定MedianFrequency对象提取功率谱的中值频率，并将其附加到函数返回的特征提取函数。

数据类型:逻辑

`BandPower`- - - - - -选项提取平均波段功率
`假`(默认)|`真正的`

选项来提取平均频带功率，指定为真正的或假．如果你指定BandPower方法返回的特征中，对象提取波段功率并将其附加到提取函数。

数据类型:逻辑

`OccupiedBandwidth`- - - - - -提取占用带宽的选项
`假`(默认)|`真正的`

选项提取99%已占用带宽，指定为真正的或假．如果你指定OccupiedBandwidth对象提取99%已占用的带宽，并将其附加到返回的特征提取函数。

如果需要设置占用带宽抽取参数，请使用setExtractorParameters．

setExtractorParameters(超临界流体,“OccupiedBandwidth”名称=值)

占用带宽提取可设置参数为:

百分比—功率百分比，为之间的正整数0而且One hundred.．

数据类型:逻辑

`PowerBandwidth`- - - - - -选项提取半功率带宽
`假`(默认)|`真正的`

选项提取3db(半功率)带宽，指定为真正的或假．如果你指定PowerBanwidth对象提取3db带宽值，并将其附加到返回的特征提取函数。

设置半功率带宽提取参数，使用setExtractorParameters．

setExtractorParameters(超临界流体,“PowerBandwidth”名称=值)

半功率带宽提取可设置参数为:

RelativeAmplitude-相对振幅，以整数形式指定。

数据类型:逻辑

`WelchPSD`- - - - - -选项提取功率谱密度估计
`假`(默认)|`真正的`

选项提取功率谱密度(PSD)估计，指定为真正的或假．如果你指定WelchPSD对象使用Welch's方法提取PSD估计，并将其附加到返回的特征提取函数。

要设置韦尔奇PSD估计的参数，请使用setExtractorParameters．

setExtractorParameters(超临界流体,“WelchPSD”名称=值)

韦尔奇PSD估计提取的可设置参数为:

FFTLength—DFT点数，以正整数形式指定。
FrequencyVector-估计PSD的频率，指定为至少有两个元素的向量。你可以指定FrequencyVector只有当FFTLength未指定。
OverlapLength—重叠样本的个数，指定为正整数。
窗口-窗口，指定为标量或向量。

数据类型:逻辑

`PeakAmplitude`- - - - - -选项提取峰值振幅
`假`(默认)|`真正的`

选项提取峰值谱振幅，指定为真正的或假．如果你指定PeakAmplitude为真时，对象提取计算出的Welch PSD估计的峰值振幅，并将它们附加到返回的特征提取函数。

要设置峰值振幅提取的参数，使用setExtractorParameters．

setExtractorParameters(超临界流体,“PeakAmplitude”名称=值)

峰值提取可设置参数为:

PeakType—峰值类型，指定为“最小值”或“最大值”．
MaxNumExtrema—最大峰值数，指定为正整数标量。
MinProminence-最小突出度，指定为正标量。该对象只返回突出度至少为指定值的峰值。
MinSeparation-峰值之间的最小间隔，指定为正标量。
FlatSelection-平面区域指示器，指定为以下其中之一:
- “中心”-仅将平坦区域的中心元素表示为峰值。
- “第一”-仅将平坦区域的第一个元素表示为峰值。
- “最后一次”-仅将平坦区域的最后一个元素表示为峰值。
- “所有”-将平坦区域的所有元素表示为峰值。

数据类型:逻辑

`PeakLocation`- - - - - -选项提取峰值位置
`假`(默认)|`真正的`

选项提取光谱峰值位置，指定为真正的或假．如果你指定PeakLocation对象提取计算出的Welch PSD估计的峰值位置，并将它们附加到返回的特征提取函数。

要设置提取峰位置的参数，使用setExtractorParameters．

setExtractorParameters(超临界流体,“PeakLocation”名称=值)

峰值位置提取可设置参数为:

PeakType—峰值类型，指定为“最小值”或“最大值”．
MaxNumExtrema—最大峰值数，指定为正整数标量。
MinProminence-最小突出度，指定为正标量。的setExtractorParameters函数只返回突出值至少为指定值的峰值。
MinSeparation-峰值之间的最小间隔，指定为正标量。
FlatSelection-平面区域指示器，指定为以下其中之一:
- “中心”-仅将平坦区域的中心元素表示为峰值。
- “第一”-仅将平坦区域的第一个元素表示为峰值。
- “最后一次”-仅将平坦区域的最后一个元素表示为峰值。
- “所有”-将平坦区域的所有元素表示为峰值。

数据类型:逻辑

请注意

为了计算频率特征，signalFrequencyFeatureExtractor首先用Welch的方法估计输入时域信号的PSD。该对象使用计算得到的Welch PSD和相应的频率向量来计算指定的特征。方法配置计算出的Welch PSD估计setExtractorParameters函数。

对象的功能

`提取`	提取时域或频域特征
`generateMATLABFunction`	创建MATLAB函数兼容C/ c++代码生成
`getExtractorParameters`	获取特征提取器对象的当前参数值
`setExtractorParameters`	为特征提取器对象设置非默认值

例子

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从信号中提取频域特征

打开实时脚本

生成1024个采样的1024khz的啁啾。啁啾的初始频率为50 kHz，在采样结束时达到100 kHz。添加高斯白噪声，使信噪比为40 dB。绘制功率谱密度(PSD)并标注平均频率。

nSamp = 1024;Fs = 1024e3;信噪比= 40;t = (0:nSamp-1)'/Fs;x = chirp(t,50e3,nSamp/Fs,100e3);x = x+randn(size(x))*std(x)/db2mag(SNR);meanfreq (x, Fs)

图中包含一个轴对象。标题为Mean Frequency Estimate的axis对象:75.032 kHz, xlabel Frequency (kHz)， ylabel Power/ Frequency (dB/Hz)包含2个类型为line的对象。

Ans = 7.5032e+04

创建一个signalFrequencyFeatureExtractor对象提取信号的平均频率、99%占用带宽和3db带宽。

sFE = signalFrequencyFeatureExtractor(SampleRate=Fs,MeanFrequency=true，占用带宽=true,PowerBandwidth=true)

sFE = signalFrequencyFeatureExtractor with properties: properties FrameSize: [] FrameRate: [] SampleRate: 1024000 IncompleteFrameRule: "drop" FeatureFormat: "matrix" Enabled Features MeanFrequency, OccupiedBandwidth, PowerBandwidth Disabled Features MedianFrequency, BandPower, WelchPSD, PeakAmplitude, PeakLocation

调用提取函数提取指定的特征。

[features,info] = extract(sFE,x)

特点=1×310⁴× 7.2252 4.3783 3.7773

信息=带字段的结构:MeanFrequency: 1 OccupiedBandwidth: 2 PowerBandwidth: 3

要在表中查看提取的特征，请修改FeatureFormat对象的属性。

超临界流体。FeatureFormat =“表”；特征=提取(sFE,x)

特点=表1×5FrameStartTime FrameEndTime MeanFrequency OccupiedBandwidth PowerBandwidth  ______________ ____________ _____________ _________________ ______________ 1 1024 72252 43783 37773

您可以使用getExtractorParameters函数查看用于计算指定特性的参数。占用带宽默认为输入信号占总功率99%的带宽。使用setExtractorParameters函数将百分比更改为95%并再次提取指定的特征。

params = getExtractorParameters(sFE，“OccupiedBandwidth”）

params =带字段的结构:比例:[]

参数个数。百分比= 95;setExtractorParameters(超临界流体,“OccupiedBandwidth”，params) featres2 = extract(sFE,x)

features2 =表1×5FrameStartTime FrameEndTime MeanFrequency OccupiedBandwidth PowerBandwidth  ______________ ____________ _____________ _________________ ______________ 1 1024 72252 39840 37773

扩展功能

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

GPU数组
通过使用并行计算工具箱™在图形处理单元(GPU)上运行来加速代码。

本功能完全支持GPU阵列。金宝app有关更多信息，请参见在图形处理器上运行MATLAB函数(并行计算工具箱)．

版本历史

R2021b中引入

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R2023a:使用`gpuArray`输入

的signalFrequencyFeatureExtractor对象支持金宝appgpuArray输入。您必须拥有并行计算工具箱™才能使用此功能。

signalFrequencyFeatureExtractor

描述

创建

语法

描述

属性

主要特性

FrameSize- - - - - -一帧中的样本数正整数

帧速率- - - - - -帧开始之间的采样数正整数

FrameOverlapLength- - - - - -连续帧之间的重叠采样数正整数

SampleRate- - - - - -采样率［］(默认)|积极的标量

FeatureFormat- - - - - -生成特征的格式“矩阵”(默认)|“表”

IncompleteFrameRule- - - - - -规则来处理不完整的帧“下降”(默认)|“zeropad”

需要提取的特征

MeanFrequency- - - - - -选择提取平均频率假(默认)|真正的

MedianFrequency- - - - - -选项提取中值频率假(默认)|真正的

BandPower- - - - - -选项提取平均波段功率假(默认)|真正的

OccupiedBandwidth- - - - - -提取占用带宽的选项假(默认)|真正的

PowerBandwidth- - - - - -选项提取半功率带宽假(默认)|真正的

WelchPSD- - - - - -选项提取功率谱密度估计假(默认)|真正的

PeakAmplitude- - - - - -选项提取峰值振幅假(默认)|真正的

PeakLocation- - - - - -选项提取峰值位置假(默认)|真正的

对象的功能

例子

从信号中提取频域特征

扩展功能

C/ c++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

GPU数组通过使用并行计算工具箱™在图形处理单元(GPU)上运行来加速代码。

版本历史

R2023a:使用gpuArray输入

另请参阅

功能

对象

`FrameSize`- - - - - -一帧中的样本数
正整数

`帧速率`- - - - - -帧开始之间的采样数
正整数

`FrameOverlapLength`- - - - - -连续帧之间的重叠采样数
正整数

`SampleRate`- - - - - -采样率
`［］`(默认)|积极的标量

`FeatureFormat`- - - - - -生成特征的格式
`“矩阵”`(默认)|`“表”`

`IncompleteFrameRule`- - - - - -规则来处理不完整的帧
`“下降”`(默认)|`“zeropad”`

`MeanFrequency`- - - - - -选择提取平均频率
`假`(默认)|`真正的`

`MedianFrequency`- - - - - -选项提取中值频率
`假`(默认)|`真正的`

`BandPower`- - - - - -选项提取平均波段功率
`假`(默认)|`真正的`

`OccupiedBandwidth`- - - - - -提取占用带宽的选项
`假`(默认)|`真正的`

`PowerBandwidth`- - - - - -选项提取半功率带宽
`假`(默认)|`真正的`

`WelchPSD`- - - - - -选项提取功率谱密度估计
`假`(默认)|`真正的`

`PeakAmplitude`- - - - - -选项提取峰值振幅
`假`(默认)|`真正的`

`PeakLocation`- - - - - -选项提取峰值位置
`假`(默认)|`真正的`

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

GPU数组
通过使用并行计算工具箱™在图形处理单元(GPU)上运行来加速代码。

R2023a:使用`gpuArray`输入