数字信号处理课程设计指导书-2010
数字信号处理课设任务书
一、任务书本次课程设计的任务是基于MATLAB编程，实现滤波器设计。
1.任务目标本次课程设计的主要目的是熟悉滤波器的设计原理和MATLAB编程，掌握滤波器的设计方法，理解滤波器的设计过程，并能够熟练运用MATLAB实现滤波器的设计。
2.任务描述（1）学习MATLAB编程，掌握MATLAB 编程的基本知识，熟悉MATLAB编程的基本操作；（2）学习滤波器的设计原理，掌握滤波器的设计方法，理解滤波器的设计过程；（3）熟悉滤波器的设计算法，如滤波器的频率响应、线性和非线性滤波器的设计等；（4）利用MATLAB编程，实现滤波器的设计，设计出符合要求的滤波器，并对设计结果进行仿真和分析。
3.任务要求（1）根据滤波器的设计要求，熟练运用MATLAB编程，实现滤波器的设计；（2）滤波器的设计要求：频率响应要求，设计出的滤波器的频率响应满足要求；（3）要求设计出的滤波器的输入和输出信号的相位延迟要小于指定的值；（4）要求设计出的滤波器的频率响应的带宽要满足指定的要求；（5）要求设计出的滤波器的抗扰动能力要满足指定的要求；（6）要求设计出的滤波器的稳定性要满足指定的要求；（7）要求设计出的滤波器的设计效率要满足指定的要求；（8）要求设计出的滤波器的设计过程要清晰，容易理解，并且注释要清楚；（9）要求设计出的滤波器的设计结果要满足指定的要求，并且要求给出仿真结果和分析结果；4.课程设计内容（1）学习MATLAB编程，掌握MATLAB 编程的基本知识，熟悉MATLAB编程的基本操作；（2）学习滤波器的设计原理，掌握滤波器的设计方法，理解滤波器的设计过程；（3）熟悉滤波器的设计算法，如滤波器的频率响应、线性和非线性滤波器的设计等；（4）利用MATLAB编程，实现滤波器的设计，设计出符合要求的滤波器，并对设计结果进行仿真和分析；（5）编写课程设计报告，报告内容包括：滤波器的设计要求、设计方法、设计过程、仿真结果和分析结果等；（6）提交课程设计报告，完成课程设计任务。
数字信号处理课设任务书
1电子信息工程专业《数字信号处理课程设计》任务书一、基本要求：通过本课程设计，能够体现对电子信息工程专业主干学位课“数字信号处理”的课程知识的综合应用能力。
掌握应用MATLAB 语言完成课程设计题目所要求的设计指标，并撰写高质量的课程设计报告。
二、课程设计内容： 要求：1、用matlab 实现程序设计。
2、注意要对每幅图的横纵坐标、题目有所标注，程序加必要注释。
A 组（学号尾数为单数）1一个特定的线性时不变系统，描述它的差分方程为()()()()()()0.510.252213y n y n y n x n x n x n −−+−=+−+−。
(1) 画出传输函数的零极点，并通过极点的分布判断该系统是否稳定。
(2) 求得并画出在0100n ≤<间系统的脉冲响应，从脉冲响应确定系统的稳定性。
(3) 若系统的输入信号为()()()()53cos 0.24sin 0.6x n n n u n ππ=++⎡⎤⎣⎦，求得并画出输出()y n 在0100n ≤<间的响应。
提示：1. 用zplane()函数画出零点极点图，看极点是否全在单位圆内。
2．可调用impz()函数得出系统的脉冲响应。
3．可以调用filter()函数得出输出y(n)。
2．已知一长度为5的FIR 滤波器的系数满足()()4, 04h n h n n =−≤≤。
试确定滤波器的系数，使得(1) 当输入信号()()()()123x n x n x n x n =++，其中()()1cos 0.2x n n =，()()2cos 0.5x n n =，()()3cos 0.8x n n =，经过此滤波器时，输出信号()y n 只保留输入信号的中间频率成分，即()2x n 。
(2) 将()2x n 和输出信号()y n 的前100个系数（099n ≤≤）画在一张图上，验2证所获得的滤波器系数的正确性。
(3) 对(2)中画出的图进行分析。
数字信号处理课程设计指导书
数字信号处理课程设计指导书一、课程设计目的及要求数字信号处理是一门理论性和实践性都很强的学科，通过课程设计可以加深理解掌握基本理论，培养学生分析问题和解决问题的综合能力，为将来走向工作岗位奠定坚实的基础，因此做好课程设计是学好本课程的重要教学辅助环节。
本指导书结合教材《数字信号处理教程》的内容，基于MATLAB程序语言提出课程设计的题目及要求，在做课程设计之前要求学生要尽快熟悉MATLAB语言，充分预习相关理论知识，独立编写程序，以便顺利完成课程设计。
二、课程设计任务课程设计的过程是综合运用所学知识的过程。
课程设计主要任务是围绕数字信号的频谱分析、特征提取和数字滤波器的设计来安排的。
根据设计题目的具体要求，运用MATLAB语言完成题目所规定的任务及功能。
设计任务包括：查阅专业资料、工具书或参考文献，了解设计课题的原理及算法、编写程序并在计算机上调试，最后写出完整、规范的课程设计报告书。
课程设计地点在信息学院机房，一人一机，在教师统一安排下独立完成规定的设计任务。
三、课程设计题目根据大纲要求提供以下三个课程设计题目供学生选择，根据实际情况也可做其它相关课题。
1. DFT在信号频谱分析中的应用2. 有噪声情况下信号幅度谱的研究3. 取样信号的混叠现象研究注：以上课程设计题目具体要求可参考本指导书附录一四、课程设计的内容及主要步骤1. 熟练掌握MATLAB语言。
2. 根据所选题目查阅专业资料,掌握设计原理，确定设计方案。
3. 编写程序并调试。
4. 撰写设计报告书。
注：课程设计详细内容和步骤可参考本指导书附录一五、课程设计的考核方法及成绩评定课程设计的考核依据学生的学习态度、方案合理性、资料完备性、创造性、报告撰写规范性和书面表达能力等为考核点，对学生进行综合考核。
成绩评定采用优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制。
评定细则如下：1.遵守纪律（10%）：根据设计出勤情况、遵守纪律情况及设计态度等因素评定；2.设计报告（80%）：根据课程设计报告书内容要求和实际完成情况评定；3.设计效果（10%）：根据设计实际完成的质量及设计中的创造性评定；对设计任务理解透彻，能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务，得出正确的设计结果，并按时提交完整、规范的设计报告，可评为优秀；按照设计任务要求能够顺利地完成任务，得出结果，按时提交较完整的、符合要求的设计报告，可评定为良好；按照设计要求完成了软件的编程与调试，基本完成了任务要求，提交符合要求的设计报告，可评为中等；基本完成设计目标，但不够完善，存在缺陷，在帮助指导下能够完成任务要求，提交设计报告，可评为及格；不能完成规定的任务和要求，未提交设计报告的，或抄袭他人设计报告的评为不及格。
百度版——数字信号处理课程设计
课程设计报告( 2009 -- 2010年度第2 学期)名称：数字信号处理题目：使用Matlab工具进行数字信号处理院系班级：学号：学生姓名指导教师：设计周数：一周成绩：日期：2010年7 月8日《数字信号处理（自）》课程设计任务书一、目的与要求是使学生通过上机使用Matlab工具进行数字信号处理技术的仿真练习，加深对《数字信号处理（自）》课程所学基本理论和概念的理解，培养学生应用Matlab等工具进行数字信号处理的基本技能和实践能力，为工程应用打下良好基础。
二、主要内容1．了解Matlab基本使用方法，掌握Matlab数字信号处理的基本编程技术。
掌握数字信号的基本概念。
1）使用Matlab（生成几种典型数字信号（正弦信号、周期信号、高斯随机信号等））。
2）编程计算离散信号的特征值（均值、方差等）。
3）进行信号加减运算。
2．Matlab编程实现典型离散信号（正弦信号、周期信号、随机信号）的离散傅立叶变换，显示时域信号和频谱图形（幅值谱和相位谱）；以周期信号为例，观察讨论基本概念（混叠、泄漏、整周期截取、频率分辨率等）。
3．设计任意数字滤波器，并对某类型信号进行滤波，并对结果进行显示和分析。
三、进度计划四、设计成果要求1．提交完成设计内容的程序2．提交设计报告五、考核方式课程设计报告、设计内容演示和答辩相结合。
考核内容：考勤、纪律、课程设计报告、实际编程能力和基本概念掌握程度等。
学生姓名：指导教师2010 年7 月2日一、课程设计的目的与要求通过上机使用Matlab工具进行数字信号处理技术的仿真练习，加深对《数字信号处理（自）》课程所学基本理论和概念的理解，培养学生应用Matlab等工具进行数字信号处理的基本技能和实践能力，为工程应用打下良好基础。
二、设计正文1.了解Matlab基本使用方法，掌握Matlab数字信号处理的基本编程技术。
掌握数字信号的基本概念。
1.1使用Matlab（生成几种典型数字信号（正弦信号、周期信号、高斯随机信号等））。
数字信号处理课程设计说明书
长沙学院《数字信号处理课程设计》课程设计说明书系 (部) 电子与通信工程系专业(班级) 08通信1班姓名于升升学号 2008043103指导教师王路露、刘光灿、黄飞江、陈威兵、冯璐、张刚林起止日期 2011.4.18—2010.4.29目录一、任务与要求 (1)二、程序设计与实验仿真结果图 (3)1．语音信号的采集 (3)2.程序设计与实验仿真结果 (3)2.1原始信号和加噪信号时域跟频率分析 (3)2.2用双线性变化法设计滤波器： (4)三、工作原理与仿真结果分析 (7)四、结论与心得 (9)五、参考文献 (10)摘要本次DSP课程设计通过利用Matlab软件对信号进行分析和处理。
MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。
本次DSP课程设计的主要内容是通过对语音信号的采集，熟悉数字信号滤波器的工作原理，然后对语音信号分别进行低通、高通、带通数字滤波器的设计，并画出了各个滤波器频率响应幅度；然后对所得的不同的频谱图进行总结，分析得到这样结果的不同原因！通过本次课程设计又熟悉了利用双线性法设计各种滤波器。
关键字：MATLAB、滤波器、语音信号、双线性法一、任务与要求数字信号处理课程设计任务书系(部):电信系专业: 08通信指导教师: 王路露、刘光灿、黄飞江、陈威兵、冯璐、张刚林2011-4长沙学院课程设计鉴定表原始语音时域信号时间 n音量 n加噪声之后时域语音信号时间 n音量 n50010001500原始信号傅里叶变换后波形050010001500加噪声信号傅里叶变换波形二、程序设计与实验仿真结果图1．语音信号的采集在windows 下录制一段语音，并保存为8000KHz ，8位，单声道 wav 格式，时间控制在3秒左右。
然后在MATLAB 软件平台下，利用函数wavread 对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。
数字信号处理课程设计指导书
数字信号处理上机指导设计一 正余弦信号的谱分析【一】 设计目的1. 用DFT 实现对正余弦信号的谱分析；2. 观察DFT 长度和窗函数长度对频谱的影响；3. 对DFT 进行谱分析中的误差现象获得感性认识。
【二】 设计原理一、谱分析原理数字信号处理方法的一个重要用途是在离散时间域中确定一个连续时间信号的频谱，通常称为频谱分析，更具体地说，它也包括确定能量谱和功率谱。
数字频谱分析可以应用在很广阔领域，频谱分析方法是基于以下的观测：如果连续时间信号)(t g a 是带限的，那么它的离散时间等效信号)(n g 的DFT 进行谱分析。
然而，在大多数情况下，)(t g a 是在∞<<∞-t 范围内定义的，因此)(n g 也就定义在∞<<∞-n 的无线范围内，要估计一个无限长信号的频谱是不可能的。
实用的方法是：先让模拟连续信号)(t g a 通过一个抗混叠的模拟滤波器，然后把它采样成一个离散序列)(n g 。
假定反混叠滤波器的设计是正确的，则混叠效应可以忽略，又假设A/D 变换器的字长足够长，则A/D 变换中的量化噪声也可忽略。
假定表征正余弦信号的基本参数，如振幅、频率和相位不随时间改变，则此信号的傅立叶变换)(ωj e G 可以用计算它的DTFT 得到∑∞-∞=-=n n j j e n g e G ωω)()( （1.1）实际上无限长序列)(n g 首先乘以一个长度为M 的窗函数)(n w ，使它变成一个长为M 的有限长序列，)()()(1n w n g n g =，对)(1n g 求出的DTFT )(1ωj eG 应该可以作为原连续模拟信号)(t g a 的频谱估计，然后求出)(1ωj e G 在πω20≤≤区间等分为N 点的离散傅立叶变换DFT 。
为保证足够的分辨率，DFT 的长度N 选的比窗长度M 大，其方法是在截断了的序列后面补上N －M 个零。
计算采用FFT 算法。
二、MATLAB 函数介绍1. 输入函数input( )格式：R=input(string)功能：在屏幕上显示input 括号后的’string ’内容，提示用户从键盘输入某值，并将输入的值赋给R 。
数字信号处理实验指导书V2010
习题： Q1.4 运行程序 P1.2，以产生复指数序列并记录它。 Q1.5 哪个参数控制该序列的增长或衰减率？哪个参数控制该序列的振幅？ Q1.6 若参数 c 改为 1/12+(pi/6)*i，将会发生什么情况？
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Q1.7 Q1.8 Q1.9 Q1.10 Q1.11 例1.3
散时间系统的冲激响应的前 N 个样本。
% 程序 P2.1 % 计算冲激响应 y clf; N = 40; num = [1 -1]; den = [1 0.75 0.125]; y = impz(num,den,N); % 画出冲激响应 stem(y); xlabel('时间序号 n'); ylabel('振幅'); title('冲激响应'); grid;
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实验 2 离散时间系统的时域分析
一、实验目的：加深对线性时不变离散时间系统的冲激响应、阶跃响应和卷积的理解。 二、实验原理：
1、基础知识
R2.1 数字滤波器对单位样本序列 [n] 的响应称为单位样本响应，简称冲激响应，用
h [n] 表示。相应的，离散时间系统对单位阶跃序列 [n] 的响应用 [n] 表示，
zeros
title
xlabel
ylabel
stairs
三、实验内容及要求：
编制程序产生信号，并绘出其图形。 例1.1 单位样本和单位阶跃序列
% 程序 P1.1 第 2 页 共 18 页
% 一个单位样本序列的产生 clf; % 产生一个从－10到20的向量 n = -10:20; % 产生单位样本序列 u = [zeros(1,10) 1 zeros(1,20)]; % 绘制单位样本序列 stem(n,u); xlabel('时间序号 n');ylabel('振幅'); title('单位样本序列'); axis([-10 20 0 1.2]);
数字信号处理实验指导书(2010)v1.001
数字信号处理 实验指导书（V1.001版）成都理工大学信息工程学院2010年9月目录第一部分实验基础 (3)第一章序列的产生 (3)1.1 单位采样序列 (3)1.2 单位阶跃序列 (4)1.3 指数序列 (5)1.4 实正弦序列 (6)1.5 斜坡序列 (7)1.6 复正弦序列 (8)1.7 随机序列 (9)第二章序列的基本运算 (10)2.1 信号的延迟 (10)2.2 信号相加 (11)2.3 信号相乘 (12)2.4 信号乘以标量值 (14)2.5 信号翻转 (14)2.6 信号和 (15)2.7 信号积 (16)2.8 信号能量 (16)第三章序列的变换 (18)3.1 Z变换 (18)3.2 Chirp Z变换 (19)3.3 DFT (21)3.4 FFT (22)3.5 DCT (23)3.6 Hilbert变换 (25)第四章 IIR数字滤波器设计 (28)4.1 Butterworth低通滤波器 (29)4.2 Chebyshev I型低通滤波器 (31)4.3 Chebyshev I型高通滤波器 (32)4.4 Chebyshev I型带通滤波器 (33)4.5 Chebyshev I型带阻滤波器 (34)4.6 基于冲激响应不变法的IIR数字滤波器 (35)第五章 FIR数字滤波器设计 (38)5.1 基于频率抽样法的FIR数字滤波器设计 (38)5.2 基于Chebyshev逼近法的FIR数字滤波器设计 (40)第二部分实验内容 (42)实验一信号、系统及系统响应 (42)实验二使用FFT作谱分析 (42)实验三使用双线性Z变换法设计IIR滤波器 (42)实验四使用窗函数法设计FIR滤波器 (43)第一部分实验基础第一章序列的产生1.1 单位采样序列（1）例程% 程序1.1-1% 一个单位采样序列的产生clf; % 清屏n = 0:20; % 产生从0到20的一个向量u = [1, zeros(1,20)]; % 产生单位采样序列stem(n,u); % 绘制单位采样序列xlabel(‘时间序号(n)’);ylabel(‘振幅’);title(‘单位采样序列’);axis([0 20 0 1.2]);% 程序1.1-2% 一个移位单位采样序列的产生clf; % 清屏n = -10:20; % 产生从-10到20的一个向量u = [zeros(1,10), 1, zeros(1,20)]; % 产生单位采样序列stem(n,u); % 绘制单位采样序列xlabel(‘时间序号(n)’);ylabel(‘振幅’);title(‘单位采样序列’);axis([-10 20 0 1.2]);（2）程序运行结果时间序号(n)振幅单位采样序列时间序号(n)振幅单位采样序列图1.1-1 例程1.1-1运行结果 图1.1-2 例程1.1-2运行结果1.2 单位阶跃序列（1）例程% 程序1.2-1% 一个单位阶跃序列的产生clf; % 清屏n = 0:20; % 产生从0到20的一个向量 s = [ones(1,20)]; % 产生单位阶跃序列stem(n,u);% 绘制单位采样序列 xlabel(‘时间序号(n)’); ylabel(‘振幅’);title(‘单位采样序列’); axis([0 20 0 1.2]);（2）程序运行结果时间序号(n)振幅单位阶跃序列图1.2-1 例程1.2-1的运行结果1.3 指数序列（1）例程% 程序1.3-1% 一个复指数序列的产生clf; % 清屏c = -(1/12) + (pi/6)*I;K = 2;n = 0:40;x = K*exp(c*n);subplot(2,1,1);stem(n, real(x)); % 绘制复指数序列实部xlabel(‘时间序号(n)’);ylabel(‘振幅’);title(‘实部’);subplot(2,1,2);stem(n, imag(x)); % 绘制复指数序列虚部xlabel(‘时间序号(n)’);ylabel(‘振幅’);title(‘虚部’);% 程序1.3-2% 一个实指数序列的产生clf; % 清屏n = 0:35;a = 1.2;K = 0.2;x = K*a.^n;stem(n,x); % 绘制实指数序列xlabel(‘时间序号(n)’);ylabel(‘振幅’);（2）程序运行结果时间序号(n)振幅时间序号(n)振幅虚部时间序号(n)振幅图1.3-1 例程1.3-1的运行结果 图1.3-2 例程1.3-2的运行结果1.4 实正弦序列（1）例程% 程序1.4-1% 一个实正弦序列的产生clf; % 清屏 n = 0:40; f = 0.1; phase = 0; A = 1.5;arg = 2*pi*f*n – phase; x = A * cos(arg);stem(n, x); % 绘制正弦序列 xlabel(‘时间序号(n)’); ylabel(‘振幅’); title(‘正弦序列’); grid;axis([0 40 -2 2]);（2）程序运行结果时间序号(n)振幅正弦序列图1.4-1 例程1.4-1的运行结果1.5 斜坡序列（1）例程% 程序1.5-1% 一个斜坡序列的产生clear all ; N = 32; k = 4; B = 3;x = [zeros(1,k),ones(1,N-k)]; for i=1:N x(i) = B*x(i)*(i-k); endxn = 0:N-1; stem(xn,x);axis([-1 32 0 90]);（2）程序运行结果图1.5-1 例程1.5-1的运行结果1.6 复正弦序列（1）例程% 程序1.6-1% 一个复正弦序列的产生clear all;N = 32;A = 3;w = 314;xn = 0:N-1;x = A*exp(j*w*xn);stem(xn,x);axis([-1 32 -3.2 3.2]);（2）程序运行结果图1.6-1 例程1.6-1的运行结果1.7 随机序列（1）例程% 程序1.7-1% 一个随机序列的产生lear all;N = 8;x = zeros(1,N);x(1) = 8.0;x(2) = 3.4;x(3) = 1.8;x(4) = 5.6;x(5) = 2.9;x(6) = 0.7;xn = 0:N-1;stem(xn,x);axis([-1 8 0 8.2]);（2）程序运行结果图1.7-1 例程1.7-1的运行结果第二章 序列的基本运算在数字信号处理中，信号的基本运算包括移位、相加、相乘和翻转等。
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数字信号处理 课程设计指导书哈尔滨工业大学（威海）电子与信息工程系2010年7月哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告目录一. 课程设计的目的 (1)二. 设计要求 (2)三. 进度安排 (3)四. 考核及评分标准 (4)五. 课程设计内容与要求 (5)题目一：语音信号的采集与处理 (5)题目二：简易FFT分析仪 (6)题目三：数字调音台 (6)题目四：地震信号的干扰去除 (7)题目五：数字听诊器信号分析 (7)题目六：语音信号增强 (8)题目七：语音信号变声处理系统 (8)题目八：语音信号的数字水印技术 (8)题目九：语音信号的保密传输 (9)题目十：现场录音中语音信号的干扰去除 (10)六. 课程设计文档提交与要求 (11)- I -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告一. 课程设计的目的数字信号处理是一门理论和技术发展十分迅速、应用非常广泛的前沿性学科，在雷达、通信、医学、地震等众多领域都有广泛的应用。
《数字信号处理》课程是电子、通信、信号处理等专业的专业基础课程，数字信号处理课程设计是完成数字信号处理相关理论的学习后进行的综合性训练课程，使学生能够对信号的采集、处理、传输、显示和存储等理论及技术实现有一个系统的掌握和理解。
本课程设计的目的为：1、巩固和加深学生对数字信号处理的基本概念、基本原理、基本分析方法的理解；2、培养学生根据设计题目的要求，综合利用数字信号处理技术的能力，提高学生综合运用所学知识，解决实际工程技术问题的能力；3、通过课程设计，培养学生查阅文献、资料，独立解决实际问题的能力。
通过课程设计，要求学生综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用 MATLAB 或LabView作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念，使学生基本掌握以下内容：1、学会 MATLAB或LabView 的使用，掌握其程序设计方法。
2、掌握在 Windows 环境下语音信号采集的方法。
3、掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。
4、掌握设计 FIR 和 IIR 数字滤波器的方法。
5、学会用 MATLAB或LabView 对信号进行分析和处理。
- 1 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告二. 设计要求1、按照设计任务书要求，使用Matlab或LabView软件独立完成设计任务，鼓励使用C语言编程实现；2、根据设计任务写出设计工作小结，对设计过程所进行的有关步骤进行理论分析，并对完成的设计作出评价，总结自己整个设计工作中的经验教训、收获；3、编写课程设计说明书，说明书必须按照统一格式打印，装订成册，字数一般不少于三千字；- 2 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告三. 进度安排本课程设计时间为2周；序号 设计内容 所用 时间1 熟悉所用仿真软件使用方法 2天2 设计实验方案（利用已掌握基本知识、原理，提出设计具体方案，拟订设计步骤，独立完成操作，记录数据，分析结果）分析题目，查找相关资料。
确定方案：流程图、使用工具、基本算法，公式等等。
进行设计，编写程序代码。
3天3 上机调试程序，修改并完善设计 3天4 编写文件、完成设计报告、验收答辩 2天 合 计 2周- 3 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告四. 考核及评分标准课程考核分三部分，一部分是上机率，占10%；第二部分是课程设计完成情况验收成绩，最后两次上机为验收时间，占60%；第三部分为课程设计报告，占30%。
课程设计评分基本标准如下表：评定项目评分成绩1．设计内容合理、目的明确（10分）2．设计方案正确，具有可行性、创新性(20分)3．设计结果（软件程序）（20分）4．态度认真、学习刻苦、遵守纪律（10分）5．设计报告的规范化、参考文献充分（30分）6．答辩（10分）总分备注：成绩等级：优（90分—100分）、良（80分—89分）、中（70分—79分）、及格（60分—69分）、60分以下为不及格。
- 4 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告五. 课程设计内容与要求本课程设计包含有10个可选内容，请根据自己兴趣爱好选择其中的一个内容独立完成。
题目一：语音信号的采集与处理1、语音信号的采集利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1s内，然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。
2、语音信号的频谱分析在Matlab中，可以利用函数fft对信号进行快速傅立叶变换，得到信号的频谱特性，要求学生首先画出语音信号的时域波形，然后对语音信号进行频谱分析。
3、设计数字滤波器和画出其频率响应给出各滤波器的性能指标；给定滤波器的性能指标如下：（1）低通滤波器的性能指标：fb=1000Hz,fc=1200Hz,As=100dB,Ap=1dB.(2 )高通滤波器的性能指标：fc=4800Hz,fb=5000Hz,As=100dB,Ap=1dB.(3)带通滤波器的性能指标：fb1=1200Hz, fb2=3000Hz,fc1=1000Hz, fc2=3200Hz,As=100dB,Ap=1dB.采用窗函数法和双线性变换法设计上面要求的3种滤波器，并画出滤波器的频率响应；4、用滤波器对信号进行滤波- 5 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告然后用自己设计的滤波器对采集到的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形及频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；5、回放语音信号，分析滤波前后的语音变化；6、设计系统界面为了使编制的程序操作方便，设计处理系统的用户界面，在所设计的系统界面上可以选择滤波器的类型，输入滤波器的参数、显示滤波器的频率响应，选择信号等。
题目二：简易FFT分析仪设计一个20Hz~20KHz范围内的频谱分析仪（用电脑声卡）；要求：实时显示时域信号，能对信号进行放大缩小，存储等，其它功能自由发挥；实时显示频谱信号；采用常见的低通、高通、带通、带阻（50hz）滤波器对该范围内的信号进行滤波，例如阶数可调，带宽可调，功能可自由发挥；题目三：数字调音台请任选一首你喜爱的歌曲（最好歌曲可以通过菜单选择），采用已经学过的信号处理知识，设计高通、带通、低通、带阻几种滤波器，对其进行数字信号滤波，观察信号的变化；实时显示处理前的信号频谱，和处理后的信号频谱；通过扬声器播放处理过的信号，听信号有什么变化；解释为什么电话中唱歌，不好听？- 6 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告题目四：地震信号的干扰去除现有1年的某地震信号，一共有365个文件，每个文件长度为10M个采样点，采样率为200Hz，由于受到50hz的信号干扰，请设计一FIR滤波器，对其进行滤波，为了加快分析的速度，请采用学过的分段方法进行分段分析。
如果信号截至带宽为40hz，请设计一低通滤波器FIR滤波器对以上信号进行处理；可自行产生10M采样点数的复合要求的信号，放在某文档中即可，为了证明可以对365个文档中的任意一个文档可以处理，请至少产生3个文档。
题目五：数字听诊器信号分析目前大夫主要以听诊器倾听病人的气管、肺部区域的声音，对病人的疾病进行判断；请设计一个听诊的软件，要求如下：可记录病人的姓名、年龄、性别、病史、不同疾病部位等状况；对病人的气管、肺部等区域的声音进行采集、分析、存储（前端听诊部分不用考虑，只考虑数据采集部分）；可分析不同声音分量的大小，给出频谱图，以及主要频率的幅度，便于大夫分析和验证；由于采集到的信号经常存在某些干扰信号，比如心脏的震动，请设计低通、带通、带阻滤波器对信号处理，方便医生进行使用；- 7 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告题目六：语音信号增强某电视台记者进行暗访，由于录音设备小，藏在隐蔽部位，由于被访人距离录取设备的远近不同，造成一段声音信号中不同人的声音大小不同，所录声音随不同被访人的说话时间忽大忽小，请采取一定的措施，将其调整到基本一致的状态；通过同一声音录取装置录取不同远近的不同人的声音，使声音片断时大时小（至少要两人）；对不同被访人的声音特征进行识别（盲源信号分离或者根据不同说话人的语音信号的频谱特性进行区别），据此来区别不同说话者，对其语音进行分别增强；要求用matlab做出界面，能够对信号时域波形及频域特性进行观察。
题目七：语音信号变声处理系统电视台经常针对某些事件的知情者进行采访，为了保护知情者，经常改变说话人的声音，请利用所学的知识，将其实现。
要求处理后的语音信号基本不影响正常收听与理解；对处理参数能够通过matlab界面进行调节，以对比不同处理结果；题目八：语音信号的数字水印技术在保密数据传递等应用中，有时采用将一句话或一段文字或一段音乐隐藏在另一段音乐中，然后利用专门的算法来提取所传的信息，这种方法也称为- 8 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告数字水印技术。
这种方法的好处是信息隐藏在极为平常的声音或其它媒介中，不易被察觉。
1）利用语音获取设备获取需要传送的保密语音信号；2）选择用于传输保密语音信号的普通声音载体，可以是广为流传的歌曲、音乐或其他声音文件；3）采用数字水印技术进行信息处理，这个处理过程可以选用多种方式，可查阅参考相应文献，最简单的办法就是将需要传送的语音信号的每一个比特分别加入到载体信号每一个采样的最低位，这样对载体信号的影响最小，保密信息也可以被简单的提取。
同时也可以考虑在频域对其进行处理；4）对加入水印信息的文件及未加之前文件的频域及时域信号进行对比，分析其影响；5）对加入水印信息的文件进行各种滤波处理，然后再对其进行水印提取，观察其结果；6）编制用户界面。
题目九：语音信号的保密传输对语音信号进行频谱倒置等多种方法加密操作，在接收端进行反向操作恢复出原始信号；要求显示原始信号时域波形、频域特性，加密后时域波形、频域特性，解码后时域波形、频域特性，并通过播放对原始信号与加密后信号的声音进行对比，对原始信号与解密后信号的失真进行评价；- 9 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告题目十：现场录音中语音信号的干扰去除在某现场直播节目的录制过程中，由于现场录制工作人员的失误，造成了MIC中串入了交流干扰，要求在语音信号中去除该干扰；要求对原始信号进行频谱分析，确定干扰的频率；根据干扰的特点采用不同的滤波器对信号进行处理，比较不同处理方法的效果；- 10 -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告六. 课程设计文档提交与要求1、设计完成后，要提交相关的文档：1）课程设计报告书(纸质和电子版各一份)；2）源程序代码（电子版）。
2、课程设计报告的格式要参考课程设计报告模板的要求编写，要包含以下内容：1）设计题目2）设计目的及要求3）设计内容原理及方案4）详细设计过程，根据课程设计内容和要求给出设计过程和结果，并对实验结果进行描述和分析详细分析、论证设计结果，并且总结实验方法；5）设计心得体会；6）参考文献（书籍、网络资料等）。