MATLAB结课论文设计.
MATLAB结课论文

1、绪论.......................................... - 1 -1.1研究的意义(尹超) ........................ - 1 -1.2 MATLAB插值及曲线拟合的应用(纪玉杰)...... - 1 -2、设计方法及思路(张瑞佳)...................... - 2 -2.1 方案的初步提出............................ - 2 -2.2设计思路 .................................. - 3 -2.3仿真实验 .................................. - 3 -2.4方案的反思完善 ............................ - 3 -3、基本介绍(韩坤秀)............................ - 3 -3.1 插值法简介................................ - 3 -3.2 Interp1函数 .............................. - 3 -3.3 plot函数描述 ............................. - 4 -4、研究过程(那昊、于嘉楠)...................... - 4 -4.1数据来源 .................................. - 4 -4.2分析、拓展 ................................ - 4 -5、程序设计、图像................................ - 5 -5.1程序(纪玉杰) ............................ - 5 -5.2图像以及运行(尹超)....................... - 6 -6、总结.......................................... - 7 -6.1遇到的困难以及处理(韩坤秀) ................. - 7 -6.2结果误差分析(纪玉杰)..................... - 7 -7、参考文献(张瑞佳)............................ - 8 -1、绪论1.1研究的意义(尹超)温度是生活及生产中最基本的物理量,它表征的是物体的冷热程度。
【论文】Matlab毕业论文

【关键字】论文本科毕业学员毕业实践(论文、设计)报告 论文题目:基于Mat lab 的数字调制系统仿真与分析学员姓名:学员队别:专业名称:通信工程指导教员:二〇〇九年五月十日中国人民 解 放 军电子工程学院摘要数字调制是通信系统中最为重要的环节之一,数字调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。
本文首先分析了数字调制系统的五种基本调制解调方法,然后,运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。
通过仿真,观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形,并结合这几种调制方法的调制原理,跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。
最后,在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能,并通过比较仿真模型与理论计算的性能,证明了仿真模型的可行性。
关键词:数字调制;分析与仿真;Matlab;Simulink;GUI图形界面。
ABSTRACTIn this paper, five usual methods of digital modulation are introduced firstly. Then their simulation models are built by using MATLAB’s simulation tool, SIMULINK. Through observing the results of simulation, the factors that affect the capability of the digital modulation system and the reliability of the simulation models are analyzed. And then, the capability of three digital modulation simulation models, 2-FSK, 2-DPSK and MSK, have been compared, as well as comparing the results of simulation and theory.Keywords:Digital modulation; analysis; simulation; MATLAB; SIMULINK.目录1引言 (1)1.1数字调制系统概述 (1)1.2数字调制的意义 (5)1.3 Matlab在通信系统仿真中的应用 (6)2数字调制系统的相关原理 (7)2.1二进制幅度键控(2-ASK) (7)2.2二进制频移键控(2-FSK) (7)2.3二进制相移键控(2-PSK) (8)2.4多进制数字调制 (8)3数字调制系统的仿真设计 (9)3.1数字调制系统各个环节分析 (9)3.2仿真模型的设计及结果分析 (13)3.2.1 2-ASK (13)3.2.2 2-FSK (18)3.2.3 2-DPSK (22)3.2.4 2-MSK (25)-DPSK (27)3.3数字调制的性能比较 (30)4结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)基于Matlab的数字调制系统仿真与分析1引言1.1数字调制系统概述数字载波调制(简称数字调制)与模拟调制没有本质上的区别,它是用数字基带信号作为原始信号,去控制高频正弦载波信号的振幅、频率和相位,相应的有三种基本的调制方式:数字振幅调制(ASK)、数字频率调制(FSK)、数字相位调制(PSK)。
Matlab课程论文(实验报告)

1. 利用符号极限判定函数的连续性。
微积分是数学分析中的一个重要内容,是高等数学建立的基础和整个微分方程体系的基础内容。
Matlab 能够通过符号函数的计算实现微积分运算,如极限、微分、积分、级数等。
极限是当变量无限接近特定值时函数的值,例如,一元函数f(x)的导数f ’(x)的定义为下面的极限:f ’(x)=hx f h x f h )()(0lim -+→ Matlab 符号工具箱利用函数limit 计算符号的极限,其调用格式如下: ● l imit(expr, x , a):求x 趋近于a 的极限,但是当左、右极限不想同时,极限不存在。
● l imit(expr , a): 用 findsym(expr)作为独立变量。
● l imit(expr): 对x 求右趋于a=0的极限。
● l imit(expr, x , a , ‘left ’): 对x 求左趋于a 的极限。
● l imit(expr, x , a , ‘right ’): 对x 求左趋于a 的极限。
函数limit 要求第一个输入变量为符号函数,limit 不支持符号函数的句柄,但是对符号函数句柄f , 可以将f(x)作为输入变量。
例如:讨论函数f(x)= {0x x,0x ,2x 1)(cosx =≠= 的连续性。
求解过程:当x<0, x>0时,f(x)为初等函数,其连续性是显然的,只要考虑在x=0处的连续性。
根据需要,首先创建符号函数的M 文件,其源代码为:保存M 文件,名为ex0.m 。
调用limit 函数判定函数的连续性,代码为由结果可以看出,0lim →x f(x)=+→0lim x f(x)=-→0lim x f(x)=- 1/2 =0=f(0), 所以,在x=0时函数是不连续的。
2.在实际应用中,常常提出这样一种需求:把同一自变量的两个不用量纲、不同数量级的函数量的变化绘制在同一张图上。
例如希望在同一张图上表现出温度、湿度随时间的变化;人口数量、GDP 的变化曲线等。
基于matlab的优秀毕业设计论文很详细(有源程序)很严

河南农业大学本科生毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目语音信号的采集与分析学院专业班级学号姓名2009年月日语音信号的采集与分析作者:123 指导老师:456摘要语音信号的采集与分析技术是一门涉及面很广的交叉科学,它的应用和发展与语音学、声音测量学、电子测量技术以及数字信号处理等学科紧密联系。
其中语音采集和分析仪器的小型化、智能化、数字化以及多功能化的发展越来越快,分析速度较以往也有了大幅度的高。
本文简要介绍了语音信号采集与分析的发展史以及语音信号的特征、采集与分析方法,并通过PC机录制自己的一段声音,运用Matlab进行仿真分析,最后加入噪声进行滤波处理,比较滤波前后的变化。
关键词:语音信号,采集与分析,MatlabAudio signal acquisition and analysisAuthor:zhuyousong Teacher guidance:lifuqiangAbstractSpeech signal acquisition and analysis techniques are a wide range of cross-scientific,Its application and development of voice study, sound measurement study, electronic measuring technology, and digital signal processing disciplines, such as close contact。
Collection and analysis of voice one of the small-scale equipment, intelligence, digital and multi-functional development of more and more quickly, faster than the previous analysis has been substantially high。
matlab结课论文

2011级MATALAB课程结课论文MATLAB在土木工程软件设计中的作用专业土木工程班级 2011级姓名学号2013年 12 月 28 日摘要图形用户界面(Graphical User Interface,简称 GUI,又称图形用户接口)是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。
与早期计算机使用的命令行界面相比,图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受,它的广泛应用是当今计算机发展的重大成就之一,更重要的是它更方便了非专业用户的使用,跳过了人们死记硬背大量命令的环节,取而代之的是通过窗口、菜单、按键等方式来方便的进行操作。
在土木工程领域中,许多地方都用到了大量繁琐的计算和绘图,除了CAD等绘图软件外,MATLAB在繁琐的计算和分析数据上给人们提供了方便。
本文主要讲的是用MATLAB实现多项式的拟合功能。
关键词:MATLAB,GUI,土木工程软件.绪论MATLAB具有强大的科学计算功能,它所提供的图形用户界面(GUI)既生动形象,又使用户的操作更加方便灵活,这一部分主要介绍的是如何通过用户菜单对象来建立自己的菜单系统,如何通过用户控件对象来建立对话框,还有一些MATLAB提供的用户界面设计工具,这样人们可以根据自己的意愿来进行设计,针对性增强。
一、概述在实际工程应用中,经常需要寻求两个或多个变量间的关系,而实际上一般只能通过观测得到一些离散的数据点,为了从这些数据中找到其内在的规律性,即求得自变量和因变量之间吻合程度比较好的函数关系式,这类问题可以归结为曲线拟合。
MATLAB提供了多种线性和非线性拟合方法,有多项式拟合,函数线性组合的曲线拟合,非线性最小二乘拟合。
在这里主要讲一下多项式拟合。
可根据实验给出的数据,通过MATLAB多项式拟合得到曲线拟合的图像,结合载荷和变形对建筑物进行分析,以保证建筑物的安全。
二、程序功能介绍文章通过MATLAB进行多项式拟合,和其他汇编语言相比,实现起来比较方便,在变形监测分析中有着很广泛的应用。
Matlab学习总结小论文

Matlab学习总结小论文*****学校***** MATLAB在自动控制中的应用M A T L A B 小论文信息工程学院*******班级**********学号******姓名**2016-06-15目录一、什么是MATLAB (1)(一)、MATLAB的简介 (1)(二)、MATLAB的主要功能 (1)(三)MATLAB的工具箱 (2)二、MATLAB在自动控制中的应用 (3)(一)利用Matlab进行系统稳定性判定 (3)(二)利用Matlab进行系统时域分析 (4)(三)利用Matlab进行根轨迹绘制 (4)三、学习MATLAB的心得体会 (5)(一)、对MATLAB学习的一个总结 (5)(二)、心得体会 (5)(三)、总结 (6)MATLAB在自动控制中的应用摘要:随着计算机技术的发展和应用,自动控制理论和技术在宇航、机器人控制等高新技术领域中的应用也愈来愈深入广泛。
不仅如此,自动控制技术的应用范围现在已扩展到生物、医学、经济管理和其它许多社会生活领域中,成为现代社会生活中不可缺少的一部分。
随着时代进步和人们生活水平的提高,建设高度文明和发达社会的活动中,自动控制理论和技术必将进一步发挥更加重要的作用。
一、什么是MATLAB(一)、MATLAB的简介MATLAB(矩阵实验室)是MATrixLABoratory的缩写,是一款由美国TheMathWorks公司出品的商业数学软件。
MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。
除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外,MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言(包括C,C++,Java,Python和FORTRAN)编写的程序。
尽管MATLAB主要用于数值运算,但利用为数众多的附加工具箱(Toolbox)它也适合不同领域的应用,例如控制系统设计与分析、图像处理、信号处理与通讯、金融建模和分析等。
MATLAB 结课小论文
基于MATLAB的控制系统分析摘要MATLAB具有强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算功能。
MATLAB 工具几乎涵盖了整个科学技术运算领域。
其中系统的仿真(Simulink)工具箱是从底层开发的一个完整的仿真环境和图形界面。
在这个环境中,用户可以完成面向框图系统仿真的全部过程,并且更加直观和准确地达到仿真的目标。
此次,以数字电路中的时序逻辑电路为线索来学习Simulink,了解了许多数字电路中常用模块的使用方法.时序电路中除具有逻辑运算功能的组合电路外,还必须有能够记忆电路状态的存储单元或延迟单元,这些存储或延迟单元主要由本次设计所用到的触发器来实现。
D触发器、RS触发器、JK触发器等这些时序逻辑电路中常用的器件在Simulink中都有相应的仿真模块,除此之外,用户还可以自行设计封装模块来一步一步完成更大的电路系统,实现更强大的逻辑功能。
关键词:MATLAB、Simulink、时序电路1 Matlab内容简介MATLAB拥有了更丰富的数据类型和结构,更好的面向对象的快速精美的图形界面,更多的数学和数据分析资源,MATLAB工具几乎涵盖了整个科学技术运算领域。
在大部分大学里,应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教材都把MATLAB作为必不可少的内容。
在国际学术界,MATLAB被确认为最准确可靠的科学计算标准软件,在许多国际一流的学术刊物上都可以看到MATLAB在各个领域里的应用。
2系统的稳定性分析稳定是控制系统的重要性能,也是系统能够正常运行的首要条件。
在分析控制系统时,首先遇到的问题就是系统的稳定性。
对线性系统来说,如果一个系统的所有几点都位于左半s 平面,则该系统是稳定的。
对于离散系统来说,如果一个系统的全部极点都在单位圆内,则该系统可以被认为是稳定的。
由此可见,线性系统的稳定性完全取决于系统的极点在根平面上的位置。
判断一个线性系统稳定性的一种最有效的方法是直接求出系统所用的极点,然后根据极点的分布情况来确定系统的稳定性。
MATLAB结业论文
基于MATLAB 分子物理学和热学分析与设计何得中(学号:20111060108)(物理与信息科学学院 电子信息科学与技术专业11级1班)摘 要:MATLAB 是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,是专门针对科学和工程中计算和绘图的需求开发的。
与其他计算机语言相比,具有简洁和智能化的特点,人机性能好。
本文利用MATLAB 的数值计算、可视化图形处理和程序设计等特点,设计了一个有关于大学物理中分子物理学和热学的应用,旨在将复杂的麦克斯韦速度分布律的数值计算和绘图简单化。
关键词:分子物理学;热学;理想气体;麦克斯韦速率分布律;分析设计;MATLAB引言在分子物理学和热学中可知,由大量分子组成的气体,因分子间的频繁碰撞,各个分子的速度大小和方向瞬息万变。
任一时刻,某个分子具有多大的运动速率完全是偶然的,可以是零到无穷大之间的任何值。
1859年,英国物理学家麦克斯韦(J.C.Maxwell )从理论上导出了气体分子速率分布律——麦克斯韦速率分布律。
利用MATLAB 软件灵活的数值计算与符号计算、简单的语句表达、简洁完善的图形绘制、丰富的工具箱函数和简易的扩展功能,将复杂的数学公式绘制成曲线,并研究单个参数的影响。
1、 麦克斯韦速率分布律 [*]2.1 速率分布和分布函数为了描述平衡态下气体分子的速率分布,先将分子速率范围∞~0分成许多相等的速率区间v ∆,然后通过试验或理论推导找出分布在各个速率区间v v v ∆+~内的分子数N ∆与总分子数0N 的比率N N ∆。
这些比率便给出了分子的速率分布。
下表给出了C 00时空气分子的速率分布:由表可知,300~5001-⋅s m 的占总数的比率最大。
其余的分子数占总分子数的比率都比较小。
为了精确地描述分子速率分布,应将速率区间取得足够小,使0→∆v 。
这时可将v ∆表示为微分dv ,以dN 表示分布在v v v ∆+~的分子数,比率N dN 是速率v 的函数,而且可以认为与dv 成正比,因而可表示为 dv v f N dN )(0= 速率分布函数物理意义:速率在v 附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比,或者说为某一分子的速率在v 附近单位速率区间内的概率。
(完整版)matlab毕业设计论文
摘要本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。
重点介绍了利用Matlab软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能,以及利用Matlab 软件提供的图形用户界面(Graphical User Interfaces ,GUI)设计具有人机交互、界面友好的用户界面。
本文采用Matlab 的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实验界面。
在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。
本系统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分基本信号的传输波形和变换,使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的基本知识。
随着当代计算机技术的不断发展,计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。
计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能。
信号与系统课程具有传统经典的基础内容,但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等的需求。
在教学过程中缺乏实际应用背景的理论学习是枯燥而艰难的。
为了解决理论与实际联系起来的难题国内外教育人士目光不约而同的投向一款优秀的计算机软件——MATLAB。
通过它可用计算机仿真,阐述信号与系统理论与应用相联系的内容,以此激发学习兴趣,变被动接受为主动探知,从而提升学习效果,培养主动思维、学以致用的思维习惯。
以MATLAB 为平台开发的信号与系统教学辅助软件可以充分利用其快速运算,文字、动态图形、声音及交互式人机界面等特点来进行信号的分析及仿真。
运用MATLAB 的数值分析及计算结果可视化、信号处理工具箱的强大功能将信号与系统课程中较难掌握和理解的重点理论和方法通过概念浏览动态演示及典型例题分析等方式,形象生动的展现出来,从而使学生对所学知识理解更加透彻。
同时运用教学软件中的数值计算工具箱,将学生从大量繁琐的手工数学运算中解放出来,将更多时间留给对基本概念和基本方法的思考。
关键词:关键词:信号与系统,matlab,应用分析ABSTRACTAs the modern computer technology development, computer gradually merged with the various aspects of social life. the use of the computer essential part of the basic skills of students. the signal and systems of traditional classic of course, but there is also due to a digital technology development, the technology in the demand. in the teaching process of the practical application of theoretical study is boring and difficult. Theory with practice in order to solve the problem of educational circles and looked into a simultaneous of computer software —— matlab. it can be used by computer simulations, signals with the system theory and application related to the content, it aroused interest in learning and became passive acceptance of the initiative and thereby elevate learning, training of active in the make full use of its rapid operation of graphic, text, dynamic and interactive voice man-machine interface to the characteristics of the analysis and emulation. To the platform of the development of matlab signal system of teaching and assistive software can make full use of its rapid operation of graphic, text, dynamic and interactive voice man-machine interface to the characteristics of theanalysis and emulation. KEY WORDS:signal and system,matlab,An analysis目录前言 (1)第 1 章绪论 (2)1.1论文写作背景 (2)1.2研究问题的提出 (3)1.3研究问题的解决方案 (4)第 2 章MATLAB 软件简介 (6)2.1MAILAB 简介及发展过程 (6)2.2MATLAB 入门 (7)2.3MATLAB 语言平台简单介绍 (9)第 3 章信号与系统简介 (11)3.1信号与系统发展过程 (11)3.2信号与系统课程特点及重点内容 (12)3.3信号与系统涉及内容 (13)第 4 章MATLAB 在信号与系统中的应用 (15)4.1MATLAB 中信号表示及可视化 (15)4.2MATLAB 在信号与系统分析中的应用 (17)4.2.1 MATLAB 在时域、频域、S 域、Z 域里的应用举例 (17)4.2.2MATLAB 在信号调制、滤波及求解中的应用 (24)第 5 章GUI 界面的创建与应用 (31)5.1结GUI 界面创建的基本知识 (31)5.2 GUI 界面在信号与系统中的应用 (33)5.3信号与系统实验平台设计 (36)结论 (47)参考文献 (48)致谢 (49)前言随着我国高等教育逐步的实现了大众化以及产业结构进一步调整,社会对人才的需要出现了层次化和多样化的变化,这反映到高等学校的定位与教学要求中,必然会带来教学内容上的差异化和教学方式上的多样化。
matlab结课设计
郑州航空工业管理学院《电子信息系统仿真》课程设计09 级电子信息工程专业八二班班级题目连续时间系统的频域分析与仿真姓名学号指导教师王丹二О一 0 年12 月8 日内容摘要MATLAB目前已发展成为由MATLAB 语言、MATLAB 工作环境、MATLAB 图形处理系统、MATLAB 数学函数库和MATLAB 应用程序接口五大部分组成的集数值计算、图形处理、程序开发为一体的功能强大的系统。
本次课程设计首先利用MATLAB分析了系统的频率特性,分别分析了基于连续时间系统的低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、全通滤波器的频域特性,并依次做出了它们的时域冲激响应波形、频域内幅频特性波形、相频特性波形。
在编程过程中分别用到了y=abs( ) 、y=angle( ) 、h=freqs(b,a,w )等函数。
然后用MATLAB 实现了连续时间信号的采样及重构,并以f(t)=Sa(t)为例,分别以过采样、等采样、欠采样三种情况,绘出原信号、采样信号、重构信号的时域波形图。
关键词MATLAB;傅里叶级数;频谱连续时间系统;频特性;采样;重构一、M ATLAB软件简介1.1 MATLAB语言功能MATLAB功能丰富,可扩展性强。
MATLAB软件包括基本部分和专业扩展两大部分的功能。
基本部分包括:矩阵的运算和各种变换;代数和超越方程的求解;数据处理和傅立叶变换;数值部分等等,可以充分满足大学理工科本科的计算需要。
扩展部分称为工具箱。
它实际上是用MATLAB的基本语句辩称的各种子程序集,用于解决某一方面的专门问题,或实现某一类的新算法。
MATLAB 具有以下基本功能:(1)数值计算功能;(2)符号计算功能;(3)图形处理及可视化功能;(3)可视化建模及动态仿真功能。
1.2 MATLAB语言特点MATLAB 给用户带来的是最直观、最简洁的程序开发环境。
它具有以下特点:(1)语言简洁紧凑,使用方便灵活,库函数极其丰富。
MATLAB 程序书写形式自由,利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务,压缩了一切不必要的编程工作。
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MATLAB程序设计(论文) 基于MATLAB实现语音信号的去噪院(系)名称电子与信息工程学院专业班级通信工程学号学生姓名任课教师论文任务给定一段带噪语音(mp3文件格式)1.将带噪语音abc.mp3读入MATLAB内存2.画出时域波形图,3.画出频谱图4. 分析该段语音文件的频谱图5. 设计语音信号去噪方案6.编写代码实现语音信号去噪7. 将纯净语音重新合成mp3文件7. 总结设计方案,分析实验效果,撰写论文摘要滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位,FIR数字滤波器和IIR 滤波器是滤波器设计的重要组成部分。
利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。
课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现,综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。
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。
在设计实现的过程中,使用窗函数法来设计FIR数字滤波器,用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器,并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。
通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析,可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器,过程简单方便,结果的各项性能指标均达到指定要求。
关键词数字滤波器 MATLAB 窗函数法巴特沃斯切比雪夫双线性变换目录第1章绪论 (1)1.1数字信号处理的意义 (1)1.2语音去噪设计要求 (2)第2章语音去噪方案设计 (3)2.1语音去噪的应用意义 (3)2.2 语音去噪设计框图 (3)2.3设计原理 (4)第3章程序分析 (5)3.1 语音去噪采样过程 (5)3.2 语音去噪方案 (6)第 4 章总结 (8)参考文献 (9)附录 (10)第1章绪论1.1数字信号处理的意义数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理,借以达到提取信息和便于应用的目的。
它在语音、雷达、图像、系统控制、通信、航空航天、生物医学等众多领域都获得了极其广泛的应用。
具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等优点。
数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。
随着信息时代和数字技术的发展,受到人们越来越多的重视。
数字滤波器可以通过数值运算实现滤波,所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题,可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。
数字滤波器种类很多,根据其实现的网络结构或者其冲激响应函数的时域特性,可分为两种,即有限冲激响应( FIR,Finite Impulse Response)滤波器和无限冲激响应( IIR,Infinite Impulse Response)滤波器。
FIR滤波器结构上主要是非递归结构,没有输出到输入的反馈,系统函数H (z)在处收敛,极点全部在z = 0处(因果系统),因而只能用较高的阶数达到高的选择性。
FIR数字滤波器的幅频特性精度较之于IIR数字滤波器低,但是线性相位,就是不同频率分量的信号经过fir滤波器后他们的时间差不变,这是很好的性质。
FIR 数字滤波器是有限的单位响应也有利于对数字信号的处理,便于编程,用于计算的时延也小,这对实时的信号处理很重要。
FIR滤波器因具有系统稳定,易实现相位控制,允许设计多通带(或多阻带)滤波器等优点收到人们的青睐。
IIR滤波器采用递归型结构,即结构上带有反馈环路。
IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成,可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式,都具有反馈回路。
同时,IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果,如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器等,有现成的设计数据或图表可查,在设计一个IIR数字滤波器时,我们根据指标先写出模拟滤波器的公式,然后通过一定的变换,将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。
滤波器的设计可以通过软件或设计专用的硬件两种方式来实现。
随着MATLAB软件及信号处理工具箱的不断完善,MATLAB很快成为应用学科等领域不可或缺的基础软件。
它可以快速有效地实现数字滤波器的设计、分析和仿真,极大地减轻了工作量,有利于滤波器设计的最优化。
1.2语音去噪设计要求1.语音去噪设计框图2.仿真设计3.输出结果判断电路是否正确4.分析电路1.3课程设计内容选择一个语音信号作为分析的对象,或录制一段各人自己的语音信号,对其进行频谱分析;利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中,模仿语音信号被污染,并对其进行频谱分析;设计FIR和IIR数字滤波器,并对被噪声污染的语音信号进行滤波,分析滤波后信号的时域和频域特征,回放语音信号;最后,设计一个信号处理系统界面。
在所设计的系统界面上可以选择滤波器的类型。
第2章语音去噪方案设计2.1语音去噪的应用意义语音信号的采集与分析技术是一门涉及面很广的交叉科学,它的应用和发展与语音学、声音测量学、电子测量技术以及数字信号处理等学科紧密联系,语音是人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。
在信号传输过程中,由于实验条件或各种其他主观或客观条件的原因,语音处理系统都不可避免地要受到各种噪声的干扰。
噪声不但降低了语音质量和语音的可懂度,而且还将导致系统性能的急剧恶化,严重时使整个系统无法正常工作。
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
其强大的数据处理能力可以极大程度上削弱噪声影响,还原出真实的语音信号(相符度在90%以上)。
,还原出真实的语音信号(相符度在90%以上)。
2.2 语音去噪设计框图图 2.1 整体框图图 2.1为调频发射机整体框图。
其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号,且其频率受到外加音频信号电压调变;缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大,以提供末级所需的激励功率,同时还对前后级起有一定的隔离作用,2.3设计原理1.滤波器的基本原理滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。
滤波器分为有源滤波和无源滤波,它的主要作用是:让有用信号尽可能无衰减的通过,对无用信号尽可能大的衰减。
滤波器是由电感器和电容器构成的网路,可使混合的交直流电流分开。
整流器中,即借助此网路滤净脉动直流中的涟波,而获得比较纯净的直流输出。
最基本的滤波器,是由一个电容器和一个电感器构成,称为L型滤波。
所有各型的滤波器,都是集合L型单节滤波器而成。
基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成,串联臂为电感器,并联臂为电容器。
在电源及声频电路中之滤波器,最通用者为L型及π型两种。
L型单节滤波器而言,其电感抗XL与电容抗XC,对任一频率为一常数,其关系为 XL·XC=K2故L型滤波器又称为K常数滤波器。
简而言之,滤波,本质上是从被噪声畸变和污染了的信号中提取原始信号所携带的信息的过程。
2.采样定理在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率fs.max大于信号中,最高频率fmax的2倍时,即:fs.max>=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5~10倍;采样定理又称奈奎斯特定理。
1924年奈奎斯特(Nyquist)就推导出在理想低通信道的最高大码元传输速率的公式:理想低通信道的最高大码元传输速率=2W*log2 N(其中W是理想低通信道的带宽,N是电平强度)第3章程序分析3.1 语音去噪采样过程采集语音的程序如下:[y,fs,bits]=wavread('abc.wav');sound(y,fs) % 回放语音信号n=length(y) %选取变换的点数y_p=fft(y,n); %对n点进行傅里叶变换到频域f=fs*(0:n/2-1)/n; % 对应点的频率figure(1)subplot(2,1,1);plot(y); %语音信号的时域波形图title('原始语音信号采样后时域波形');xlabel('时间轴')ylabel('幅值 A')subplot(2,1,2);plot(f,abs(y_p(1:n/2))); %语音信号的频谱图title('原始语音信号采样后频谱图');xlabel('频率Hz');ylabel('频率幅值');执行后的结果如下:图3.1 原波形3.2 语音去噪方案滤波器设计程序将滤波器的设计指标设为通带截止频率fp=1500HZ,阻带频率fc=1700HZ,通带波纹Ap=1dB,阻带波纹As=20dB,要求确定H(z)。
设计程序如下:fp=1500;fs=8000;As=100;Ap=1;wc=2*pi*fc/fs; wp=2*pi*fp/fs;wdel=wc-wp;beta=0.112*(As-8.7);N=ceil((As-8)/2.285/wdel);wn= kaiser(N+1,beta);ws=(wp+wc)/2/pi;b=fir1(N,ws,wn);figure(2);freqz(b,1);程序结果如下:图3.2 滤波波形1.3.3语音去在结果分析图3.3 滤波前后波形由图1.2中滤波前后波形比较可看出,经过滤波后的波形比原波形的振幅有所减小,去除了很多由于噪声所产生的干扰;从滤波前后的频谱比较可以看出经过滤波后除了原本的声音外,中间由于噪声产生的频谱波形已经滤除;经过MATLAB 仿真,听滤波前后的声音,可以听出有明显的滤波效果。
第 4 章总结语音信号处理是语音学与数字信号处理技术相结合的交叉学科,课题在这里不讨论语音学,而是将语音当做一种特殊的信号,即一种“复杂向量”来看待。
也就是说,课题更多的还是体现了数字信号处理技术。
从课题的中心来看,课题“基于MATLAB的有噪声语音信号处理”是希望将数字信号处理技术应用于某一实际领域,这里就是指对语音及加噪处理。
作为存储于计算机中的语音信号,其本身就是离散化了的向量,我们只需将这些离散的量提取出来,就可以对其进行处理了。
这一过程的实现,用到了处理数字信号的强有力工具MATLAB。
通过MATLAB里几个命令函数的调用,很轻易的在实际语音与数字信号的理论之间搭了一座桥。