Документация Engee

Уменьшение частоты дискретизации

Уменьшает частоту дискретизации входного сигнала путем удаления промежуточных значений.

Тип: Downsample

downsample

Путь в библиотеке:

/Signal Operations/Signal Operations/Downsample

Описание

Блок Уменьшение частоты дискретизации уменьшает частоту дискретизации входного сигнала, удаляя промежуточные значения. В режиме обработки сигналов на основе кадров блок обрабатывает каждый элемент входа как отдельный канал и передискретизирует каждый такой канал отдельно. Когда блок выполняет обработку на основе отсчетов, он обрабатывает каждый элемент входных данных как отдельный канал и повторно выбирает каждый канал входного массива с течением времени. Частота дискретизации на выходе в раз ниже частоты дискретизации на входе, где — значение параметра Коэффициент понижения частоты дискретизации, M. Блок Уменьшение частоты дискретизации передискретизирует вход, отбрасывая значений после каждого выведенного значения.

Порты

Вход

# IN_1 — входной сигнал
вектор | матрица | N-мерный массив

Details

Входной сигнал, частоту дискретизации которого нужно уменьшить.

Блок поддерживает входные сигналы переменного размера, если для параметра Обработка входных данных установлено значение Столбцы в виде каналов (на основе кадров), а для параметра Параметры дискретизации — значение Обеспечить односкоростную обработку. То есть длина кадра (количество строк) и количество каналов (столбцов) могут меняться в процессе симуляции. Когда блок принимает входные сигналы переменного размера, они могут иметь произвольную длину кадра. То есть длина входного кадра необязательно должна быть кратна коэффициенту понижения дискретизации. Когда вы задаете сигналы фиксированного размера, длина кадра может быть произвольной при определенных условиях.

Типы данных

Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool
Поддержка комплексных чисел

Да

Выход

# OUT_1 — выходной сигнал
вектор | матрица

Details

Выходной сигнал с частотой дискретизации, которая в раз ниже частоты дискретизации на входе.

Если для параметра Параметры дискретизации установлено значение:

  • Обеспечить односкоростную обработку, то блок поддерживает входную частоту дискретизации и понижает частоту дискретизации сигнала, уменьшая размер выходного кадра в раз.

    Выход имеет размер на для входа размера на .

  • Разрешить многоскоростную обработку, то блок понижает частоту дискретизации сигнала таким образом, что выходная частота дискретизации в раз меньше, чем входная частота дискретизации.

    Размер выходного кадра совпадает с размером входного кадра.

Типы данных

Float64
Поддержка комплексных чисел

Да

Параметры

Параметры

# Коэффициент понижения частоты дискретизации, M — коэффициент понижения дискретизации
Вещественное или комплексное число

Details

Целочисленный коэффициент , задающий отношение частоты дискретизации на входе к частоте дискретизации на выходе.

Значение по умолчанию

2
Имя для программного использования

DownsampleFactor
Настраиваемый

Нет
Вычисляемый

Да

# Смещение, [0, M-1] — смещение выборок
Вещественное или комплексное число

Details

Параметр Смещение, [0, M-1] задерживает выходные выборки на целое число периодов выборки , где , так что может быть выбрана любая из возможных фаз вывода. Например, при понижении дискретизации последовательности 1, 2, 3,…​ в 4 раза можно выбрать одну из четырех фаз.

Входная последовательность

Смещение выборки,

Выходная последовательность ( )

1,2,3,…​

0

1,5,9,13,17,21,25,29,…​

1,2,3,…​

1

0,2,6,10,14,18,22,26,…​

1,2,3,…​

2

0,3,7,11,15,19,23,27,…​

1,2,3,…​

3

0,4,8,12,16,20,24,28,…​

Начальный нуль в каждой из последних трех выходных последовательностей в таблице является результатом установки параметра Initial conditions в значение по умолчанию 0. Подробнее о параметре Initial conditions см. Задержка.

Значение по умолчанию

0
Имя для программного использования

SampleOffset
Настраиваемый

Нет
Вычисляемый

Да

# Обработка входных данных — указание обработки на основе выборки или кадра
Столбцы в виде каналов (на основе кадров) | Элементы в виде каналов (на основе отсчётов)

Details

Укажите метод обработки входа:

  • Столбцы в виде каналов (на основе кадров) — блок обрабатывает каждый из входных столбцов как отдельный канал, содержащий последовательных временных выборок. Блок понижает дискретизацию каждого канала независимо, отбрасывая строк входной матрицы после каждой строки, которую он выводит.

  • Элементы в виде каналов (на основе отсчётов) — блок обрабатывает каждый входной элемент как отдельный канал и выполняет передискретизацию каждого входного канала с течением времени. Блок понижает дискретизацию входного массива, отбрасывая выборок после каждой выборки, через которую он проходит к выходу. Входные и выходные размеры блока Уменьшение частоты дискретизации идентичны. В этом режиме вход может иметь размерность -мерного массива.

Значения

Columns as channels (frame based) | Elements as channels (sample based)
Значение по умолчанию

Elements as channels (sample based)
Имя для программного использования

InputProcessing
Настраиваемый

Нет
Вычисляемый

Нет

# Параметры дискретизации — включить односкоростную или разрешить многоскоростную обработку
Обеспечить односкоростную обработку | Разрешить многоскоростную обработку

Details

Задайте метод, которым блок регулирует скорость на выходе, чтобы приспособиться к уменьшенному количеству выборок. Поведение этого параметра зависит от значения для параметра Обработка входных данных: Элементы в виде каналов (на основе отсчётов) (режим обработки на основе выборки) или Столбцы в виде каналов (на основе кадров) (режим обработки на основе кадров).

  • Элементы в виде каналов (на основе отсчётов)

    • Обеспечить односкоростную обработку

      Блок заставляет выходную частоту дискретизации соответствовать входной частоте дискретизации (Tso = Tsi) путем повторения каждой M-й входной выборки M раз на выходе. В этом режиме блок ведет себя как блок Sample and Hold с повторяющимся событием запуска с периодом .

    • Разрешить многоскоростную обработку

      Период дискретизации выхода в раз больше периода дискретизации входа ( ).

      Подробнее см. Обработка на основе выборки.

  • Столбцы в виде каналов (на основе кадров)

    • Enforce single rate processing

      Блок генерирует выходной сигнал на более низкой (с пониженной частотой дискретизации) скорости, используя пропорционально меньший размер кадра, чем входной. Верхняя граница размера выходного сигнала равна , где — длина входного кадра, а — коэффициент понижения дискретизации. Частоты кадров на входе и выходе равны.

    • Разрешить многоскоростную обработку

      Блок генерирует выходной сигнал на более низкой (с пониженной частотой дискретизации) скорости, используя пропорционально больший период кадра на выходном порту, чем на входном. При понижении дискретизации в раз период выходного кадра в раз больше периода входного кадра ( ), но размеры входного и выходного кадров равны.

      Подробнее см. Обработка на основе кадра.

      Значения

      Enforce single-rate processing | Allow multirate processing
      Значение по умолчанию

      Allow multirate processing
      Имя для программного использования

      RateOptions
      Настраиваемый

      Нет
      Вычисляемый

      Нет

# Начальное значение — начальное значение
Скаляр / массив вещественных и/или комплексных чисел

Details

Начальное значение для случаев ненулевой задержки. Вы можете указать скаляр или массив того же размера, что и входные данные.

Зависимости

Этот параметр не используется, если для параметра Обработка входных данных установлено значение Столбцы в виде каналов (на основе кадров), а для параметра Параметры дискретизации установлено значение Обеспечить односкоростную обработку.

Значение по умолчанию

0
Имя для программного использования

InitialCondition
Настраиваемый

Нет
Вычисляемый

Да

Подробнее

Обработка на основе кадра

Details

Когда вы устанавливаете для параметра Обработка входных данных значение Столбцы в виде каналов (на основе кадров) и используете входной сигнал размера на , блок обрабатывает каждый из входных столбцов как отдельный канал, содержащий последовательных временных выборок. Блок понижает дискретизацию каждого канала независимо, отбрасывая строк входной матрицы после каждой строки, которую он выводит.

В этом режиме блок может выполнять либо односкоростную, либо многоскоростную обработку. Можно использовать параметр Параметры дискретизации, чтобы указать, как блок регулирует скорость на выходе, чтобы приспособиться к уменьшенному количеству выборок.

  • Когда вы устанавливаете для параметра Параметры дискретизации значение Обеспечить односкоростную обработку, блок генерирует выходные данные с более медленной скоростью (с пониженной частотой дискретизации), используя пропорционально меньший размер кадра, чем вход.

    Выходные данные имеют размер верхней границы , где — длина входного кадра, а — коэффициент понижения дискретизации, указанный в параметре Коэффициент понижения частоты дискретизации, M.

  • Когда вы устанавливаете для параметра Параметры дискретизации значение Разрешить многоскоростную обработку, вход и выход блока Уменьшение частоты дискретизации имеют одинаковый размер, но частота дискретизации вывода в раз медленнее, чем у входа. В этом режиме блок обрабатывает матричный вход на как независимых каналов.

    В этом режиме блок принимает только сигналы фиксированного размера, и эти сигналы могут иметь произвольную длину кадра.

Обработка на основе выборок

Details

Когда вы устанавливаете для параметра Обработка входных данных значение Элементы в виде каналов (на основе отсчётов), блок обрабатывает входную матрицу на как независимых каналов и передискретизирует каждый канал с течением времени. Период выборки выходного сигнала ( ) в раз больше, чем период выборки входного сигнала ( ), а размеры входа и выхода идентичны.

В этом режиме блок принимает только сигналы фиксированного размера, и эти сигналы могут иметь произвольную длину кадра.

Задержка

Details

Задержка между входом и выходом блока измеряется в выборках или кадрах.

Блок Уменьшение частоты дискретизации имеет нулевую задержку в следующих случаях:

  • Коэффициент понижения дискретизации равен 1.

  • Параметр Обработка входных данных установлен на Столбцы в виде каналов (на основе кадров), а параметр Параметры дискретизации установлен на Обеспечить односкоростную обработку.

  • Параметр Обработка входных данных установлен на Столбцы в виде каналов (на основе кадров), параметр Параметры дискретизации установлен на Разрешить многоскоростную обработку, параметр Sample offset (0 to M−1), , имеет значение 0, а размер входного кадра равен 1.

  • Параметр Обработка входных данных установлен на Элементы в виде каналов (на основе отсчётов), а параметр Sample offset (0 to M−1), , имеет значение 0.

Нулевая задержка означает, что блок распространяет входную выборку (полученную в момент ) в качестве первой выходной выборки, за которой следует входная выборка , входная выборка , и так далее. При нулевой задержке блок игнорирует значение параметра Начальное значение.

Во всех остальных случаях задержка не равна нулю:

  • Когда параметр Обработка входных данных установлен на Элементы в виде каналов (на основе отсчётов), задержка составляет одну выборку.

  • Когда Обработка входных данных установлен на Столбцы в виде каналов (на основе кадров) и размер входного кадра больше единицы, задержка составляет один кадр.

Во всех случаях задержки с одной выборкой начальное условие для каждого канала отображается как первая выходная выборка. Входная выборка отображается как вторая выходная выборка для каждого канала, за ней следует входная выборка , входная выборка , и так далее. Параметр Начальное значение может быть массивом того же размера, что и вход, или скаляром, который будет применяться ко всем каналам сигнала.

Во всех случаях задержки в один кадр строк матрицы начальных условий появляются последовательно как первые выходных строк. Входная выборка (строка входной матрицы) появляется на выходе как выборка , за которой следует входная выборка , входная выборка и так далее. Параметр Начальное значение может быть матрицей размера на , содержащей одно значение для каждого канала или скаляр, который должен повторяться для всех элементов матрицы на .

Примеры