基于MATLAB的数字信号处理开题报告
Matlab数字信号处理——综合实验报告
实验题目：用Matlab语言编程实现学生成绩管理系统一、实验目的1.掌握建立和执行M文件的方法，学会M函数的编写及其调用，掌握多种函数类型；2.学习Matlab中的关系运算和逻辑运算，掌握它们的表达形式和用法；3.掌握Matlab中的选择结构和循环结构；4.学习使用帮助文档查找更多的Matlab功能；5.掌握Matlab的基本绘图命令，学习运用Matlab绘制一维、二维、三维图形的方法。
二、实验要求1.使用函数（多个函数M文件）进行分析和设计；2.要使用到以下函数类型：主函数、子函数、私有函数。
三、实验内容功能内容：1.学生信息为：学号、姓名、三门课成绩（英语、数学、物理）；2.从键盘输入学生成绩，建立信息库；3.从文件读入学生信息；4.显示信息库中的所有学生的信息；5.将学生成绩信息库保存为文件；6.根据学号查询某一个学生的成绩统计信息：三门课成绩、总分、平均分；7.根据学号将某一个学生的信息从信息库删除；8.新增一个学生的信息；9.按总分成绩从高到低排序输出学生信息；10.图形输出所有学生成绩统计信息（饼图pie、柱状图bar）。
四、实验设计及分析1 主函数的设计及分析主函数主要用于显示学生管理系统的主界面，以及通过对其他几个私有函数的调用来实现相应的功能。
主函数名为zonghe()，首先利用disp()屏幕输出函数来提示用户如何使用该管理系统。
然后通过input()输入函数输入字符，通过判断输入的字符与哪个私有函数对应的字符匹配来调用相应的私有函数实现相应的功能。
其中将条件语句放入while循环中，使系统能循环运行直到用户输入‘H‘才跳出循环。
主函数zonghe()的源代码：function zonghe()disp('Welcome to the students'' information library!');disp('Input A to input students'' information');disp('Input B to display all students'' information');disp('Input C to search a stuedent''s information');disp('Input D to delete a stuedent''s information');disp('Input E to add a new stuedent''s information');disp('Input F to display stuedents'' information from high to low of total score');disp('Input G to graphical display all stuedents'' information'); disp('Input H to exit');x=input('Please input the FUNCTION NUMBER:','s');while x~='H'if x=='A'disp('Input students'' information.');ztest();elseif x=='B'disp('Display all students'' information.');displaytest();elseif x=='C'disp('Search a stuedent''s information.');search();elseif x=='D'disp('Delete a stuedent''s information.');shanchu();elseif x=='E'disp('Add a new stuedent''s information.');add();elseif x=='F'disp('Display stuedents'' information from high to low of total score.');paixu();elseif x=='G'disp('Graphical display all stuedents'' information.');tuxing();elseif x=='H'disp('Thank you for using the students'' information library!');break;elsedisp('Invalid function number. Program is terminated!');endx=input('\nPlease input the FUNCTION NUMBER:','s');endend2 七个私有函数的设计与分析2.1 function ztest()的设计与分析ztest()函数实现从键盘输入学生成绩建立信息库的功能。
Matlab设计报告-数字信号处理
信息处理方向课程设计报告一、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。
设计一 DFT 在信号频谱分析中的应用一、设计内容1. 用MATLAB 语言编写计算序列x(n)的N 点DFT 的m 函数文件dft.m 。
并与MA TLAB 中的内部函数文件fft.m 作比较。
源程序：function Xk=dft(xn,N)if length(xn)<Nxn=[xn,zeros(1,N-length(xn))];end n=0:N-1; for k=0:N-1Xk(1,k+1)=sum(xn.*exp((-1)*j*n*k*(2*pi/N)));end2. 对离散确定信号()cos(0.48)cos(0.52)x n n n ππ=+作如下谱分析：（1）截取()x n 使()x n 成为有限长序列N(0≤≤n N -1)，(长度N 自己选)写程序计算出()x n 的N 点DFT ()X k ,并画出相应的幅频图()~X k k 。
基于MATLAB的数字信号处理..
数字信号处理课程设计报告题目：语音数字信号处理与分析及Matlab实现系别通信工程专业班级学生姓名学号指导教师提交日期摘要本次课程设计综合利用数字信号处理的理论知识进行语音信号的频谱分析，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB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。
本次课程设计要求利用MATLAB对语音信号进行分析和处理，要求学生采集语音信号后，在MATLAB软件平台进行频谱分析；并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。
待处理语音信号是一个在20Hz～20kHz 频段的低频信号。
采用了高效快捷的开发工具——MATLAB，实现了语音信号的采集，对语音信号加噪声及设计滤波器滤除噪声的一系列工作。
利用采样原理设计了高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
同学通过查阅资料自己获得程序进行滤波器的设计，能过得到很好的锻炼。
关键词：MATLAB 滤波器数字信号处理目录第一章绪论 (1)1.1 设计的目的及意义 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 设计内容 (1)第二章系统方案论证 (3)2.1 设计方案分析 (3)2.2 实验原理 (3)第三章信号频谱分析 (6)3.1 原始信号及频谱分析 (6)3.2 加入干扰噪声后的信号及频谱分析 (7)第四章数字滤波器的设计与实现 (11)4.1 高通滤波器的设计 (11)4.2 低通滤波器的设计 (12)4.3 带通滤波器的设计 (15)4.4 带阻滤波器的设计 (16)第五章课程设计总结 (19)参考文献 (20)附录Ⅰ (I)附录Ⅱ (II)第一章绪论1.1 设计的目的及意义综合利用数字信号处理的理论知识进行语音信号的频谱分析，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB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。
本设计采用了高效快捷的开发工具——MATLAB，实现了语音信号的采集，对语音信号加噪声及设计滤波器滤除噪声的一系列工作。
《基于MATLAB的数字信号处理》实验报告
0.60007.0000-5.4000所以，X=[错误!未找到引用源。
]=[ 0.6000, 7.0000, -5.4000]’实验结果2：K=1.732051实验结果3：三曲线的对比图如下所示：图1.1 三曲线的对比实验二基于MATLAB信号处理实验xlabel('频率/Hz');ylabel('振幅/dB');title('布莱克窗的幅频特性');grid on;subplot(2,1,2);plot(f4,180/pi*unwrap(angle(H4)));xlabel('频率/Hz');ylabel('相位');title('布莱克窗的相频特性');grid on;六、实验结果实验结果2.1：图2-1 x(n)与y(n)的互相关序列图由实验结果可知，x(n)与y(n)的互相关只在区间[-4,8]上有能力，刚好是区间[-3,3]与右移后的区间[-1,5]两端点之和，与结论一致。
且互相关在2处达到最大。
实验结果2.2.1：其表示的差分方程为：y(n)-0.8145y(n-4)=x(n)+x(n-4)实验结果2.2.2：滤波器的幅频和相频图如下所示：图2-2 滤波器的幅频与相频图实验结果2.2.3：由下图实验结果可知，输出信号相对于输入信号有一小小的延迟，基本上x(n)的频点都通过了，滤波器是个梳状filter，正好在想通过的点附近相位为0，也就是附加延迟为0图2-3 滤波器的幅度和相位变化图2-4 两信号波形实验结果2.3：四种带通滤波器的窗函数的频率响应如下所示：图2-5 矩形窗的频率特性图2-6 汉宁窗的频率特性图2-7 海明窗的频率特性图2-8 布莱克曼窗的频率特性图3-1 加噪前、后图像对比图3-2 加椒盐噪声的图像均值滤波前、后的图像对比图3-3 加椒盐噪声的图像中值滤波前、后的图像对比图3-4加高斯噪声的图像均值滤波前、后的图像对比图3-5 加高斯噪声的图像中值滤波前、后的图像对比实验结果3.2：图3-6 原图及重构图像图3-7 程序运行结果由实验结果可知，当DCT变换的系数置0个数小于5时，重构图像与原图像的峰值信噪比为2.768259，重构图像置为0的变换系数的个数个数为：43.708737；当DCT变换的系数置0个数小于10时，重构图像与原图像的峰值信噪比15.922448，重构图像置为0的变换系数的个数个数为：36.110705；当DCT变换的系数置0个数小于5时，重构图像与原图像的峰值信噪比为2.768259，重构图像置为0的变换系数的个数个数为：30.366348；可以发现，在抛弃部分DCT系数后，重构图像时不会带来其画面质量的显著下降，采用这种方法来实现压缩算法时，可以通过修改mask变量中的DCT系数来更好地比较仿真结果。
MATLAB与数字信号处理实验报告
MATLAB与数字信号处理实验报告班级：0581XXXX班学号：******XXXX姓名：XXX二零一三年十一月一、设计原理基于MATLAB的面向对象的图形技术和图形用户界面GUI，设计了一个可以实现最基本的数字信号处理功能的软件，可以实现的基本功能包括信号的生成、滤波器的设计、信号滤波处理和谱分析。
其中信号的生成部分，可以实现的确定性信号包括正弦信号、方波信号、锯齿波信号以及可以使用自变量时间t来表达出的常用信号，随机性噪声包括高斯白噪声、均匀分布噪声、泊松分布噪声以及指数分布噪声；在滤波器设计部分可以生成IIR和FIR两种类型的滤波器，可以实现的IIR型滤波器包括巴特沃斯型、切比雪夫I型、切比雪夫II型、椭圆型，FIR型滤波器设计方法矩形窗、汉宁窗、海明窗和布莱克曼窗，并且可以使用设计出的滤波器对生成的信号进行滤波处理；信号谱分析部分包括频谱分析和功率谱分析，其中功率谱的分析方法包括三种：周期图法、BT法和Welch法。
软件的详细操作过程将在下面列出。
二、设计方案双击DSP_MATLAB.m文件，打开函数文件，运行程序后可以启动GUI用户界面，如下图所示。
软件可以实现的功能包括信号的生成、滤波器的设计、信号的滤波处理以及信号的谱分析，同时在具体的操作过程中，由于用户使用方法不当，会导致部分功能无法实现，所以该软件同样设计了部分函数，如果用户使用方法不当，会弹出部分提示对话框。
具体的操作过程将在下面进行详细的介绍。
（如果运行过程中出现问题，建议点击pushbutton“刷新”按钮后重新执行操作）。
1信号的生成软件可以生成的确定性信号包括正弦信号、方波信号、锯齿波信号以及可以使用自变量时间t来表达出的常用信号，随机性噪声包括高斯白噪声、均匀分布噪声、泊松分布噪声以及指数分布噪声，并且可以由用户自己选择单独生成确定性信号、随机性噪声，以及将信号和噪声叠加到一起。
下面以正弦信号、其他类型信号以及高斯白噪声为例说明，对于添加噪声的信号可以使用相同的方式实现，不同之处在于需要同时选中checkbox信号和checkbox噪声。
基于MATLAB的数字信号处理
数字信号处理课程设计报告题目：语音数字信号处理与分析及Matlab实现系别通信工程专业班级学生姓名学号指导教师提交日期摘要本次课程设计综合利用数字信号处理的理论知识进行语音信号的频谱分析，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB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。
本次课程设计要求利用MATLAB对语音信号进行分析和处理，要求学生采集语音信号后，在MATLAB软件平台进行频谱分析；并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。
待处理语音信号是一个在20Hz～20kHz 频段的低频信号。
采用了高效快捷的开发工具——MATLAB，实现了语音信号的采集，对语音信号加噪声及设计滤波器滤除噪声的一系列工作。
利用采样原理设计了高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
同学通过查阅资料自己获得程序进行滤波器的设计，能过得到很好的锻炼。
关键词：MATLAB滤波器数字信号处理目录第一章绪论 (1)1.1设计的目的及意义 (1)1.2设计要求 (1)1.3设计内容 (1)第二章系统方案论证 (3)2.1设计方案分析 (3)2.2实验原理 (3)第三章信号频谱分析 (6)3.1原始信号及频谱分析 (6)3.2加入干扰噪声后的信号及频谱分析 (7)第四章数字滤波器的设计与实现 (11)4.1高通滤波器的设计 (11)4.2低通滤波器的设计 (12)4.3带通滤波器的设计 (15)4.4带阻滤波器的设计 (16)第五章课程设计总结 (19)参考文献 (20)附录Ⅰ (I)附录Ⅱ (II)第一章绪论1.1设计的目的及意义综合利用数字信号处理的理论知识进行语音信号的频谱分析，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB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。
本设计采用了高效快捷的开发工具——MATLAB，实现了语音信号的采集，对语音信号加噪声及设计滤波器滤除噪声的一系列工作。
matlab与数字信号处理课程设计报告
数字信号处理专业课程设计报告书实验报告题目四 :Using the bilinear transformation and a lowpass analog Butterworth prototype, design a highpass digital filter operating at a rate of 20kHz and having passband extending to 5kHz with maximum passband attenuation of 0.5dB,and stopband ending at 4kHz with a minimum stopband attenuation of 10dB.备注：题目3,4要求：实验报告中要求写出对应的滤波器H(z)，并在H(z)表达式中将共轭极点对组成二阶基本节，以极点在Z平面上分布顺序写出H(z)形式并将各二阶基本节系数以顺序列表。
画出幅度频谱图的|H(ω)|及其以(dB)为单位的幅度谱图。
二：实验目的1）熟练掌握低通滤波器的设计方法。
2）学会利用低通滤波器设计高通滤波器。
3）掌握用双线形变换法设计数字高通滤波器的方法。
4）熟悉MATLAB提供的各种滤波器设计函数。
5）掌握各种关于滤波器的幅度频谱设计函数。
三：实验原理本题利用双线性变换法和巴特沃斯低通滤波器来设计数字高通滤波器：双线形变换法是利用s=2*（1-z-1）/T*（1+z-1）将s域转换到z域，从而得到系统函数H（Z）。
根据所要设计要求将高通数字滤波器指标转化为低通模拟滤波器技术指标，主要利用双线性变换式Ω=2/ Ttan(W/2)。
滤波器设计中主要用到的函数：Buttord函数用来选择巴特沃斯滤波器最小阶数，调用方式如下：[n,wn]=buttord(Wp,Ws,rp,rs,'s') ：返回符合要求性能指标的数字滤波器最小阶数n和巴特沃斯滤波器截止频率wn；[n,wn]=buttord(Wp,Ws,rp,rs)：（同上）此处Wp,Ws都是归一化频率。
Matlab数字信号处理实验报告材料
数字信号处理实验报告基础实验篇实验一离散时间系统及离散卷积一、实验原理利用Matlab软件计算出系统函数的零极点分布、单位脉冲响应和系统频率响应等的图像并于笔算结果进行比较，找出异同。
编译合适程序能计算取值范围不同的离散卷积。
二、实验目的（1）熟悉MATLAB软件的使用方法。
（2）熟悉系统函数的零极点分布、单位脉冲响应和系统频率响应等概念。
（3）利用MATLAB绘制系统函数的零极点分布图、系统频率响应和单位脉冲响应。
三、实验步骤（1）自编并调试实验程序，并且，给实验程序加注释；（2）按照实验内容完成笔算结果；（3）验证计算程序的正确性，记录实验结果。
（4）至少要求一个除参考实例以外的实验结果，在实验报告中，要描述清楚实验结果对应的系统，并对实验结果进行解释说明。
四、实验源程序及实验结果实验二 离散傅立叶变换与快速傅立叶变换一、 实验原理对有限长序列使用离散Fouier 变换(DFT)可以很好的反映序列的频谱特性，而且易于用快速算法在计算机上实现，当序列x(n)的长度为N 时，它的DFT 定义为()()[]()∑==-=1N n nk N W n x n x DFT k X 10-≤≤N k反变换为()()[]()∑==-=-101N n nkN W k X N k X IDFT n x 10-≤≤N n 有限长序列的DFT 是其Z 变换在单位圆上的等距采样，或者说是序列Fourier 变换的等距采样，因此可以用于序列的谱分析。
FFT 是为了减少DFT 运算次数的一种快速算法。
它是对变换式进行一次次分解，使其成为若干较短序列的组合，从而减少运算量。
常用的FFT 是以2为基数的，其长度。
它的效率高，程序简单，使用非常方便，当要变换的序列长度不等于2的整数次方时，为了使用以2为基数的FFT ，可以用末位补零的方法，使其长度延长至2的整数次方。
用FFT 可以实现两个序列的圆周卷积。
在一定的条件下，可以使圆周卷积等于线性卷积。
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[5]（美）Vinay K.Ingle,John G.Proakis.《数字信号处理—应用MATLAB（英文影印版）》[M]. 科学出版社，2003.
[6]张葛祥,李娜.MATLAB仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2003.
3～10 周分析、研究、设计、实施阶段、论文编写。
11～14 周 初审、打印、评阅阶段。
15～16 周 答辩，总结。
五、设计（论文）的预期成果与特色或创新之处
按照教学大纲的要求，能够完成有关数字信号处理的实验，操作力求简单方便，具有数据输入、数据修改等功能，文件操作功能丰富，实验效率高，结果直观易懂、便于分析。通过人机对话,用户可以设置系统的模型,根据用户的要求该软件可图形分析与系统性能指标分析。与数字信号处理实验互相补充,有效地克服了传统虚拟实验的局限性,很好地达到实验教学的目的和要求。
主要参考文献目录
[1] 陈怀琛等.《MATLAB及在电子信息课程中的应用》［M］.北京：电子工业出版社，2002.
[2]张志涌等.《精通MATLAB6.5版》[M]. 北京：北京航空航天大学出版社, 2003.
[3]袁小平，王艳芬，史良.基于MATLAB的数字信号处理课程的实验教学[J] .实验室研究与探索，2002.
六、指导教师审核意见和成绩
指导教师签字：
年月日
七、教研室组织开题答辩成绩和审核意见
教研室主任签字：
年月日
八、开题报告成绩
系主管主任签字：
年月日
[7] 张秋红,李玉忍.用MATLAB制作图形用户界面[J].电脑开发与应用，2003.
[8]张智星.MA TLAB程序设计与应用[M ].北京：清华大学出版社，2002.
[9] 李新.《数字信号处理实验指导书》［M］.桂林：桂林工学院电子与计算机系，2007.
[10] 李新.《<数字信号处理>实验教学大纲》［M］.桂林：桂林工学院电子与计算机系，2007.
完成本设计需要解决主要问题和技术关键
设计实验仿真系统的结构，实现，测试，演示及论文写作。
三、研究方案（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等）
1. 技术方案（技术路线，技术措施）
运用matlab可视化编程能力的图形用户界面GUI开发虚拟实验平台。MATLAB提供的设计向导(GU IDE)包括控制面板、属性编辑器、事件过程编辑器、对齐工具和菜单编辑器五个图形用户界面编辑工具。可实现利用该向导用户可以将图形界面的外观,包括所有的按钮以及图形的位置确定下来,然后用MATLAB的回调程序编辑器来编写完成约定任务的函数代码,从而方便快捷地设计一个图形用户界面。
一、毕业设计（论文）选题的依据（包括课题来源、依托的项目名称、研究或应用意义、国内外研究或应用现状，附主要参考文献）
数字信号处理是应用最快、成效最显著的新科学之一,广泛地应用在通信、控制、生物医学、遥测遥感、地址勘探、航空航天、自动化仪表等领域,国内外高校都为相关专业的学生开设了这门课程。我校除通信电子信息类的专业外,计算机科学与技术、光信息科学与技术、地理信息系统、信息安全、生物医学工程、测控技术与仪器等专业都在教学计划中相继设置了《数字信号处理》课程。《数字信号处理》课程的特点是概念多,公式、性质的推导和证明繁琐,还需《信号与系统》等相关课程的基础,被公认为大学课程中最难的课程之一,学生对上课内容的理解往往跟不上老师授课的进度。现在很多大学教师在课堂上采用了多媒体教学,多媒体授课具有教学信息量大,信息传递便捷、交互性较强、感官刺激效果好等特点。对于讲授《数字信号处理》课程的老师来说,要提高学生对这门课的认识,可从丰富教学手段人手,除了考虑制作具有动态效果的幻灯片之外,还可以采用像matlab这样的软件设计多媒体课件，而利用MATLAB强大的数值计算和信号处理功能,可以很方便地得到设计结果,并能直观地分析和比较滤波器的各项性能指标以及各种设计方法的优劣,为学生理解算法和简化运算带来了极大的方便。
二、设计或研究内容、预期目标及拟解决的关键问题（此部分为重点阐述内容）
本毕业设计（论文）研究的主要内容和重点
运用matlab实现虚拟实验仿真平台的设计开发，与数字信号处理课程实验互相补充,有效地克服了传统虚拟实验的局限性,很好地达到实验教学的目的和要求。
预期能达到的目标
按照教学大纲的要求，能够完成有关数字信号处理的实验，操作力求简单方便，具有数据输入、数据修改等功能，文件操作功能丰富，实验效率高，结果直观易懂、便于分析。通过人机对话,用户可以设置系统的模型,根据用户的要求该软件可图形分析与系统性能指标分析。与数字信号处理实验互相补充,有效地克服了传统虚拟实验的局限性,很好地达到实验教学的目的和要求。
2. 实施方案所需的条件（技术条件，试验条件）
熟练运用matlab6.5软件；
掌握数字信号处理实验；
操作系统使用WINDOWS 98/2000/NT，在MATALAB6.5语言环境下运行；
硬件系统最好选用PII和6Байду номын сангаасM内存以上。
四、设计或研究计划进度
该设计花费三个月，具体的工作进度安排：
1～2 周 开题论证阶段。