Филатов А

С.Е. ОРЛОВ
Научный руководитель – В.Г. ГЕТМАНОВ, д.т.н., профессор
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОСМОТРА
И РЕДАКТИРОВАНИЯ ФАЙЛОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
СИГНАЛОВ
Рассматривается автоматизированная система для просмотра и
редактирования файлов экспериментальных сигналов форматов .wav, .txt,
.xls, реализованная в виде Matlab-программного продукта. Предложены
процедуры визуализации для обнаружения аномальных участков и
выделения фрагментов в экспериментальных сигналах для последующей
цифровой обработки.
Проведение физических экспериментов во многих случаях сводится к
сбору больших объёмов информации в форме дискретизованных
сигналов. Работа с экспериментальными сигналами, как правило,
начинается с предварительного этапа визуального просмотра файлов
сигналов на дисплее ПЭВМ и их редактирования. В результате просмотра
экспертно проверяются качество записей сигналов, их соответствие
условиям эксперимента и производится выбор конкретного сигнала; в
результате редактирования в сигнале выделяется определённый участок,
который предполагается подвергнуть дальнейшей цифровой обработке.
Здесь рассматривается описание программы, созданной в рамках ПК
Matlab-2007; её назначение – реализация просмотра и редактирования
файлов экспериментальных сигналов и автоматизация предварительного
этапа цифровой обработки сигналов. На вход программы подаются файлы
исходных экспериментальных сигналов в форматах .txt, .wav и .xls.
сигналы в файлах должны быть размещены в прямоугольных матрицах и
располагаться либо по строкам, либо по столбцам. Программа
автоматически приводит матрицы сигналов к единой форме –
размещению сигналов по строкам. Все необходимые операции по
просмотру и редактированию файлов данных осуществляются в едином
интерфейсном окне и с использованием системы интерфейсных полей.
В интерфейсном поле «Файлы» выбираются имена файлов сигналов
для реализации просмотра и редактирования. Программа может работать
с одним или одновременно с двумя файлами сигналов. В указанном поле
может быть осуществлён выбор сигналов в следующих трёх вариантах –
выбор файла №1 или выбор файла №2 или выбор одновременно файлов
№1 и №2. Случай выбора файлов №1 и №2 соответствует задачам
цифровой обработки сигналов типа вычисления разностей фаз.
В интерфейсном поле «Параметры файла» для выбранных файлов №1
и №2 показываются число строк в матрицах сигналов, равное числу
сигналов, записанных в файлах и числу столбцов в матрицах сигналов,
равное числу точек NF1, NF 2 в сигналах.
В интерфейсном поле «Число сигналов» для случая работы с одним
файлом назначается число сигналов (1 или 2), равное числу строк
матрицы сигнала, предполагаемых для цифровой обработки.
В интерфейсном поле «Номер сигнала» для выбранного файла с №1
или №2 производится выбор номеров сигналов (номеров строк в
соответствующих матрицах) для последующего просмотра и
редактирования.
Работа программы различает случаи одного и двух сигналов.
1. Случай одного сигнала. В интерфейсном поле со слайдерами
производится редактирование выбранного сигнала – назначение
граничных точек N1 и N 2 , 1  N1  N 2  NF , NF - число точек в
сигнале. В двух интерфейсных графических полях показываются
графические изображения сигнала в двух вариантах – с длиной,
соответствующей исходному сигналу с числом точек NF и
отредактированному сигналу с сокращённой длиной от точки N1 до
точки N 2 , 1  N1  N 2  NF .
2. Случай двух сигналов. В интерфейсном поле со слайдерами
производится редактирование выбранных сигналов – назначение для
каждого
из сигналов одинаковых граничных точек N1 и N 2 ,
NF 0  min( NF1, NF 2) .
В
четырёх
1  N1  N 2  NF 0 ,
интерфейсных графических полях с названиями файлов сигналов и их
номерами показываются изображения исходных сигналов №1 и №2 с
длинами NF 0 и изображения отредактированных сигналов с длинами от
точек N1 до N 2 , 1  N1  N 2  NF 0 .
На рис.1 представлено изображение интерфейсного окна данной
программы с обозначением соответствующих интерфейсных полей. В
результате работы программы в дисковую память записываются файлы
cигналов №1 или №2 или №1 и №2 в формате Matlab2007 с расширением
.mat с исходными и сокращёнными длинами.
Данная программа может быть использована для обеспечения
предварительного этапа решения задач цифровой обработки сигналов в
рамках ПК Matlab2007 для работы с Signal Processing Toolbox, Statistic
Toolbox, Wavelet Toolbox, Curve Fitting Toolbox и рядом других Toolboxes.
Рис.1. Интерфейсное окно программы просмотра и редактирования файлов
экспериментальных сигналов