SIMULINK开发项目实例 1000 例专栏之第667例：基于Simulink的音频信号波束成形
目录
一、引言
教程目标
二、准备工作
三、实现步骤详解
✅ 步骤1：创建Simulink模型
✅ 步骤2：添加麦克风阵列信号源
✅ 步骤3：设计波束成形算法
添加MATLAB Function Block：
✅ 步骤4：连接各模块并设置仿真参数
示例连线代码：
设置仿真参数：
✅ 步骤5：结果可视化
✅ 步骤6：完整框图结构示意（文字版）
四、运行仿真并测试效果
波束成形（Beamforming）是一种信号处理技术，主要用于增强特定方向上的信号接收或发射，同时抑制其他方向的干扰。在音频处理领域，波束成形常用于麦克风阵列中以改善语音清晰度和识别准确性，尤其是在嘈杂环境中。
使用Simulink实现音频信号波束成形需要考虑多个方面，包括但不限于：麦克风阵列的设计、空间滤波器的设计以及信号处理算法的选择。下面将介绍一个简化版本的过程，通过设计一个基本的延迟-叠加波束成形器（Delay-and-Sum Beamformer），来演示如何在Simulink中实现这一过程。
一、引言
本教程将指导你如何在Simulink中构建一个基于延迟-叠加方法的波束成形系统。我们将通过一个简化的示例来演示如何使用Simulink实现波束成形，并将其应用于音频信号处理任务中，如从噪声背景中提取目标声音源。
教程目标
- 学习如何在Simulink中建立基于延迟-叠加方法的波束成形模型。
- 掌握波束成形的基本原理及其应用场景。
- 构建并测试一个简化版的波束成形链路。
二、准备工作
确保你已经安装了以下工具箱：
- MATLAB R2023a 或更新版本
- Simulink
- DSP System Toolbox
- Audio Toolbox
这些工具箱提供了必要的模块和函数来进行音频处理及波束成形设计。
三、实现步骤详解
✅ 步骤1：创建Simulink模型
首先，我们需要新建一个Simulink模型文件，并打开它：
matlab
深色版本
modelName = \'AudioBeamforming\';new_system(modelName);open_system(modelName);✅ 步骤2：添加麦克风阵列信号源
假设我们有一个由四个麦克风组成的线性阵列，每个麦克风接收到的声音信号略有不同，主要因为到达时间差（TDOA）。这里我们可以使用Sine Wave块模拟原始声源信号，并通过Random Number块添加不同的噪声到每个麦克风通道中，以此来模拟实际环境。
matlab
深色版本
% 添加声源信号add_block(\'simulink/Sources/Sine Wave\', [modelName \'/SourceSignal\']);set_param([modelName \'/SourceSignal\'], \'Frequency\', \'1000\'); % 声音频率为1kHzset_param([modelName \'/SourceSignal\'], \'Amplitude\', \'1\');% 分
