신호 분석기 앱 사용하기

앱 워크플로

신호 분석기 앱을 사용하여 신호를 검사하고 비교하는 일반적인 워크플로는 다음과 같습니다.

분석할 신호 선택하기 — MATLAB^® 작업 공간에서 사용 가능한 신호를 선택합니다. 신호 분석기 앱은 MATLABtimetable 배열, timeseries 객체, labeledSignalSet 객체같이 내재된 시간 정보가 있는 숫자형 배열과 신호를 받습니다. 자세한 내용은 Data Types Supported by Signal Analyzer 항목을 참조하십시오. 샘플 레이트, 숫자형 벡터, duration형 배열 또는 MATLAB 표현식을 사용하여 시간 정보를 신호에 추가합니다.
Preprocess Signals — 트리밍, 클립, 분할, 추출 또는 자르기 동작을 사용하여 신호를 편집합니다. 신호에 저역통과, 고역통과, 대역통과 또는 대역저지 필터를 적용합니다. 추세를 제거하고 신호 포락선을 구합니다. 이동평균, 회귀, 사비츠키-골레이 필터 또는 다른 방법을 사용하여 신호를 평활화합니다. 웨이블릿을 사용하여 신호의 잡음을 제거합니다. 신호의 샘플 레이트를 변경하거나 불균일하게 샘플링된 신호를 균일한 그리드로 보간합니다. 고유한 사용자 지정 함수를 사용하여 신호를 전처리합니다. MATLAB 함수를 생성하여 전처리 작업을 자동화합니다.
신호 탐색하기 — 데이터 또는 데이터의 스펙트럼이나 스펙트로그램, 스케일로그램을 플로팅하고 측정하고 비교합니다. 시간 영역, 주파수 영역 및 시간-주파수 영역에서 특징과 패턴을 살펴봅니다. 지속성 스펙트럼을 계산하여 산발적 신호를 분석하고 재할당을 사용하여 스펙트로그램 추정값을 매끄럽게 만듭니다. 신호에서 관심 영역을 추출합니다. 시간 영역에서 최솟값, 최댓값, 평균, RMS 레벨 등의 신호 통계량을 측정합니다.
분석 공유하기 — 앱의 디스플레이를 클립보드에 영상으로 복사합니다. 신호를 MATLAB 작업 공간으로 내보내거나 MAT 파일에 저장합니다. MATLAB 스크립트를 생성하여 파워 스펙트럼, 스펙트로그램 또는 지속성 스펙트럼에 대한 추정값 계산과 관심 영역에 대한 추출을 자동화합니다. 분석을 이후에 또는 다른 컴퓨터에서 재개할 수 있도록 신호 분석기 세션을 저장합니다.

예제: 흰긴수염고래 노래에서 관심 영역 추출하기

태평양 흰긴수염고래의 오디오 데이터를 4kHz로 샘플링한 파일을 불러옵니다. 이 파일은 코넬대 생물 음향학 연구 프로그램(Cornell University Bioacoustics Research Program)에서 관리하는 동물 소리 라이브러리에서 생성된 것입니다. 피치를 올려서 울음소리가 더 잘 들리도록 데이터의 시간 스케일을 1/10로 압축했습니다. 신호를 MATLAB® 타임테이블로 변환합니다.

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)

신호 분석기를 열고 타임테이블을 디스플레이로 끌어서 놓습니다. 잡음은 네 가지 특징이 두드러집니다. 첫 번째 소리는 짧게 반복되는 소리이고 나머지 세 번의 소리는 긴 울음소리입니다.

표시 탭에서 스펙트럼을 클릭하여 스펙트럼 보기를 열고 패너를 클릭하여 패너를 활성화합니다. 패너를 사용하여 약 2초 너비의 확대 창을 만듭니다. 짧게 반복되는 소리가 가운데에 오도록 확대 창을 끌어서 놓습니다. 스펙트럼은 약 900Hz에서 눈에 띄는 피크를 보여줍니다.

고역통과 필터를 적용하여 하나의 짧게 반복되는 소리를 분리합니다. 신호 테이블에서 신호를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 복제를 선택하여 흰긴수염고래 노래의 복사본을 만듭니다. 신호 테이블에서 원래 신호 이름 옆에 있는 체크박스 선택을 취소하여 디스플레이에서 제거합니다. 분석기 탭의 전처리 갤러리에서 고역통과를 선택합니다. 고역통과 탭에서 통과대역 주파수를 925Hz로 설정하고 저지대역 감쇠량을 80dB로 설정합니다. 경사도에는 디폴트 값을 사용합니다. 고역통과 버튼을 클릭하여 필터를 적용합니다.

디스플레이 탭으로 가서 데이터 커서 아래에 있는 화살표를 클릭하고 Two를 선택하여 두 개의 데이터 커서를 배치합니다. 커서 하나는 1.3초에 배치하고 다른 하나는 3.3초에 배치합니다. 신호 추출 옆에 있는 화살표를 클릭하고 Between Time Cursors를 선택하여 짧게 반복되는 소리를 포함하는 영역을 추출합니다.

디스플레이를 지우고 원래 신호를 선택합니다. 3개의 긴 울음소리를 추출하여 스펙트럼을 분석합니다.

첫 번째 긴 울음소리가 가운데에 오도록 패너 확대 창을 위치시킵니다. 스펙트럼에는 170Hz의 배수에 매우 가까이 위치한 8개의 뚜렷이 정의된 피크가 있습니다. 신호 추출 옆에 있는 버튼을 클릭하고 Between Time Limits를 선택합니다.
패너를 클릭하여 패너를 숨깁니다. 스페이스바를 눌러 전체 신호를 표시합니다. X축 확대를 클릭하여 두 번째 긴 울음소리가 가운데에 있는 시간 보기의 2초 간격을 확대합니다. 이 스펙트럼에도 170Hz의 배수에 피크가 있습니다. 신호 추출 옆에 있는 버튼을 클릭하고 Between Time Limits를 선택합니다.
스페이스바를 눌러 전체 신호를 표시합니다. 세 번째 긴 울음소리가 있는 영역을 확대합니다. 이번에도 170Hz의 배수에 피크가 있습니다. 신호 추출 옆에 있는 버튼을 클릭하고 Between Time Limits를 선택합니다.

신호 테이블에서 원래 신호 이름 옆에 있는 체크박스 선택을 취소하여 디스플레이에서 제거합니다. 방금 추출한 3개의 관심 영역을 표시합니다. 스펙트럼이 거의 서로 겹칩니다. 그리드 표시를 클릭하여 두 번째 디스플레이를 추가하고, 추출한 짧게 반복되는 소리를 포함하는 관심 영역을 플로팅합니다. 짧게 반복되는 소리 스펙트럼과 긴 울음소리 스펙트럼이 눈에 띄게 다릅니다.

신호 테이블에서 추출된 신호를 선택합니다. 분석기 탭에서 내보내기를 클릭하여 4개의 관심 영역을 MAT 파일로 내보냅니다.

참고 항목

신호 분석기 | 신호 레이블 지정기