基于MATLAB的频谱分析及信号去噪仿真研究开题报告
本科毕业设计论文--matlab课程设计报告基于matlab有噪声语音信号处理
Matlab课程设计报告题目:基于MATLAB有噪声语音信号处理系（院）：计算机与信息工程学院专业：通信工程班级：10623102指导教师：学年学期:2011 ~ 2012 学年第2 学期简介：我们通信工程专业在实践中经常碰到需要对已接收信号进行处理的情况，而滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位。
本课题基于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，我们使用双线性变换法设计IIR数字滤波器，对模拟加噪语音信号进行低通滤波、高通滤波及带通滤波，并利用MATLAB作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。
1 绪论：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。
数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。
本课题采用IIR 滤波器对加噪声音信号进行处理。
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。
2.原始语音信号采集与处理2.1语音信号的采集由于MATLAB只识别格式为.wav的声音文件，我们利用PC机上的声卡和WINDOWS操作系统进行数字信号的采集。
启动录音机进行录音，以文件名“Orisound”保存入原程序所属的文件夹中。
可以看到,文件存储器的后缀默认为.wav ,这是WINDOWS操作系统规定的声音文件存的标准。
基于MATLAB的信号去噪研究
基于MATLAB的信号去噪研究信号去噪是数字信号处理中的重要课题，旨在消除噪声对信号的干扰，提高信号的质量和清晰度。
MATLAB作为一种功能强大的科学计算和数据可视化工具，提供了许多工具和函数来帮助研究人员进行信号去噪的研究。
首先，信号去噪的研究可以从噪声类型的分析和建模开始。
MATLAB提供了丰富的统计工具和函数，可以对信号中的噪声进行统计分析，并对噪声进行建模。
例如，可以使用MATLAB的随机数生成函数生成各种类型的噪声，如高斯噪声、均匀噪声、脉冲噪声等。
建立噪声模型有助于研究人员了解信号中噪声的特点和分布规律。
接下来，信号去噪的研究可以根据噪声类型选择相应的信号处理算法。
MATLAB提供了大量的信号处理工具箱，包括时间域滤波、频域滤波、小波变换等。
例如，可以使用MATLAB内置的数字滤波器函数进行滤波操作，如低通滤波、带通滤波、带阻滤波等。
此外，MATLAB还提供了小波变换工具箱，可以通过小波去噪方法对信号进行去噪处理。
小波变换具有时频局部化的特点，能够很好地提取信号的时频特征，实现精细化的信号去噪。
另外，信号去噪的研究还可以根据信号的特点选择相应的方法。
例如，对于非平稳信号，可以使用MATLAB的时频分析工具箱，如Wigner-Ville变换、可变频滤波器等，对非平稳信号进行时变滤波，以提高信号清晰度。
此外，对于具有确定性特征的信号，还可以利用MATLAB的自适应滤波算法，通过对信号进行预测和重构，实现信号去噪的目的。
最后，信号去噪的研究还可以结合机器学习和深度学习的方法。
MATLAB提供了丰富的机器学习和深度学习工具箱，如神经网络工具箱、支持向量机工具箱等，可以通过训练模型来实现对信号的自动去噪。
例如，可以使用MATLAB的深度学习工具箱，通过训练深度学习模型，实现对信号的智能去噪。
综上所述，基于MATLAB的信号去噪研究可以从噪声分析和建模开始，选择相应的信号处理算法进行去噪操作，根据信号的特点选择合适的方法，并结合机器学习和深度学习的方法实现对信号的智能去噪。
matlab 信号 频谱分析实验报告
matlab 信号频谱分析实验报告实验背景：信号频谱分析是一种通过将信号在频域上进行分解和分析的方法，用于研究信号的频率成分和频率特性。
Matlab是一种常用的科学计算软件，拥有强大的信号处理和频谱分析功能。
本实验旨在通过使用Matlab对信号进行频谱分析，探索信号的频率特性。
实验目的：1. 了解信号频谱分析的基本概念和方法；2. 掌握Matlab中信号频谱分析的基本操作；3. 分析不同类型信号的频谱特性。
实验步骤：1. 生成信号：首先，我们需要生成一个待分析的信号。
可以选择不同类型的信号，如正弦信号、方波信号或噪声信号。
在Matlab中，可以使用相关函数生成这些信号。
2. 绘制时域图：使用Matlab绘制生成的信号的时域图。
时域图展示了信号在时间上的变化情况，可以帮助我们对信号有一个直观的了解。
3. 进行频谱分析：使用Matlab中的傅里叶变换函数对信号进行频谱分析。
傅里叶变换可以将信号从时域转换到频域，得到信号的频谱图。
频谱图展示了信号在不同频率上的能量分布情况。
4. 绘制频谱图：使用Matlab绘制信号的频谱图。
频谱图可以帮助我们观察信号的频率成分和频率特性。
可以选择使用不同的频谱分析方法，如快速傅里叶变换（FFT）或功率谱密度估计（PSD）。
5. 分析频谱特性：观察频谱图，分析信号的频率成分和频率特性。
可以计算信号的主要频率分量，如峰值频率或频率范围。
还可以计算信号的能量分布情况，了解信号在不同频率上的能量分布情况。
实验结果与讨论：通过对不同类型信号进行频谱分析实验，我们可以得到以下结果和讨论：1. 正弦信号的频谱特性：正弦信号在频谱上只有一个频率成分，即信号的频率。
通过频谱分析，我们可以准确地确定正弦信号的频率。
2. 方波信号的频谱特性：方波信号在频谱上存在多个频率成分，主要包括基波频率和谐波频率。
通过频谱分析，我们可以观察到方波信号频谱上的多个峰值。
3. 噪声信号的频谱特性：噪声信号在频谱上呈现较为均匀的能量分布，没有明显的峰值。
基于Matlab的频谱分析
基于Matlab 的频谱分析一、实验目的1、掌握时域抽样定理。
2、通过实验加深对FFT 的理解。
3、熟悉应用FFT 对典型信号进行频谱分析的方法。
二、实验原理1、时域抽样定理时域抽样定理给出了连续信号抽样过程中信号不失真的约束条件：对于基带信号，信号抽样频率 大于等于2倍的信号最高频率 ，即 。
时域抽样是把连续信号 变成适于数字系统处理的离散信号 。
对连续信号以间隔T 抽样，则可得到的离散序列为 。
图1 连续信号抽样的离散序列若 ，则信号 与 的频谱之间存在：其中： 的频谱为， 的频谱为 。
可见，信号时域抽样导致信号频谱的周期化。
(rad/s))e (j ΩX ()∑∞-∞=-=n n X T)(j 1samωω)e (j ΩX []k X )e (j ωX )j (ωX T sam/2πω=[]k X ()t X []()kTt kT X X ==k ()t X []k X ()t X []()kT t kT X X ==k m sam f f 2≥samf m f为抽样角频率， 为抽样频率。
数字角频率Ω与模拟角频率ω的关系为：Ω=ωT 。
2、 离散傅立叶变换（DFT ）有限长序列)(n x 的离散傅立叶变换（DFT ）为10,)()]([)(10-≤≤==∑-=-N n W n x n x DFT k X N n kn N逆变换为10,)(1)]([)(10-≤≤==∑-=-N n W k X N k X IDFT n x N n kn N3、快速傅立叶变换（FFT ）在各种信号序列中，有限长序列占重要地位。
对有限长序列可以利用离散傅立叶变换(DFT)进行分析。
DFT 不但可以很好的反映序列的频谱特性，而且易于用快速算法(FFT)在计算机上进行分析。
有限长序列的DFT 是其z 变换在单位圆上的等距离采样，或者说是序列傅立叶的等距离采样，因此可以用于序列的谱分析。
FFT 是DFT 的一种快速算法，它是对变换式进行一次次分解，使其成为若干小数据点的组合，从而减少运算量。
基于MATLAB的频谱分析及信号去噪仿真研究6-19
基于MATLAB的频谱分析及信号去噪仿真研究摘要本课题为基于MATLAB的频谱分析及信号去噪仿真研究，是综合运用数字信号处理的理论知识，对含噪声的信号进行去噪处理，并对信号的时域和频域进行分析。
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。
本文主要围绕着信号的去噪进行研究，包括给定信号的去噪，以及信号的频谱分析。
应用数字信号处理的相应理论，以MATLAB为实验工具，分别设计了IIR滤波器以及FIR滤波器对给定噪声信号进行去噪。
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，与此同时也利用了均值滤波和中值滤波的方法对噪声信号进行处理，并分析了不同去噪方法所适用的信号类型。
通过对给定信号的去噪仿真，对比不同去噪方式的去噪效果。
文中对不同去噪方法的去噪效果以及对不同信号适应什么样的去噪方法进行了详细的阐述，使人们今后在进行信号去噪时可以更有针对性的选择去噪方法。
关键词：频域分析；滤波器；中值滤波；均值滤波Spectrum Analysis and Signal DenoisingBased on the MATLABAbstractThe topic is spectrum analysis and signal denoising based on the MATLAB, it is comprehensive use of the knowledge of the digital signal processing, to denoise the signal containing noise, and analyze the signal in time domain and frequency domain. the The corresponding result get through theoretical derivation, then, using MATLAB as a programming tool for computer implementation.This paper mainly focuses on the research of signal denoising, including the given signal denoising, as well as the signal spectrum analysis,the corresponding theoretical application of digital signal processing,taking MATLAB as experimental tools,designed IIR filter and FIR filter denoising for a given noise signals. To design FIR digital filter with window function method,design of IIR digital filter with Butterworth , drawing the result use of MATLAB as a tool to complete the calculation and graphic design,at the same time also used the method of mean filter and median filter to the noise signal,and analysis of the different types of signal for denoising method. By the denoising simulation for the given signal, comparing the different denoising methods denoising effect.This topic were studied with the problem of signal denoising,denoising effect analysis of different signal denoising method as well as the different signal to adapt to what kind of denoising method is further explained, So that people can be more targeted selection of denoising method in signal denoising in the future.Key words: frequency-domain analysis; filter ; median filter; mean filter;目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 研究意义 (2)1.3 本文研究的主要内容 (2)第2章信号的频谱分析 (4)2.1 频谱分析简介 (4)2.2采样定理 (4)2.3 快速傅立叶变换 (5)2.4 离散傅立叶变换 (6)2.5频谱分析原理 (6)2.6 信号的频谱分析 (7)2.7 本章小结 (14)第3章典型信号去噪方法 (15)3.1 IIR和FIR滤波器的设计 (15)3.2 典型信号的去噪对比 (17)3.2.1 IIR低通滤波器去噪 (17)3.2.2 FIR低通滤波器去噪 (20)3.2.3 IIR与FIR滤波器处理结果的比较分析 (23)3.3 中值滤波与均值滤波 (24)3.3.1 中值滤波 (24)3.3.2 均值滤波 (24)3.3.3均值法与中值法滤波效果的比较 (24)第4章实测信号的去噪仿真 (29)第5 章总结 (38)参考文献 (40)致谢 (41)第1章绪论1.1课题背景随着信息时代的来临，信号的作用在人们生活中愈加凸显，而数字信号处理也成为了当前一门极重要的学科。
基于MATLAB的信号去噪研究
学 生 毕 业 设 计（论 文）课题名称基于MATLAB 的信号去噪研究 姓 名陈文 学 号 051220206 院 系物电系 专 业电子信息工程 指导教师蒋练军 教授2009年5月25日※※※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※ 2009届学生毕业设计(论文)材料（四）湖南城市学院本科毕业设计（论文）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本科毕业设计（论文）作者签名：二○○年月日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (2)Key Word (2)引言 (3)1. 小波去噪原理分析 (4)1.1 小波去噪原理 (4)1.2 小波去噪步骤 (5)2. 阈值的选取与量化 (5)2.1 软阈值和硬阈值 (5)2.2 阈值的几种形式 (6)2.3 阀值的选取 (7)3. 小波消噪的MATLAB实现 (7)3.1小波去噪函数集合 (7)3.2 小波去噪验证仿真 (8)4. 小波去噪的MATLAB 仿真对比试验 (10)结语 (13)参考文献 (13)致谢 (14)基于MATLAB的信号去噪研究陈文（湖南城市学院物理与电信工程系益阳413000）摘要：小波分析理论是一种新兴的信号处理理论，它在时间上和频率上都有很好的局部性，这使得小波分析非常适合于时-频分析，借助时- 频局部分析特性，小波分析理论已经成为信号去噪中的一种重要的工具。
利用小波方法去噪，是小波分析应用于实际的重要方面。
小波去噪的关键是如何选择阈值和如何利用阈值来处理小波系数，通过对小波阈值化去噪的原理介绍,运用MATLAB 中的小波工具箱，对一个含噪信号进行阈值去噪，实例验证理论的实际效果，证实了理论的可靠性。
基于MATLAB的图像信号频谱分析与噪声消除方法设计
辽 宁锦 州渤 海 大学 工 学 院
摘要 ：图像 中的噪 声是 由于 图像 在 传输 过 程 中产 生的 ，会 对人 的视 觉产生很 大的影 响 ， 因此 研 究噪 声 消除 方 法很 有必要 。本 文
主要阐述 了噪声的消除方法，采用 了均值滤波的噪声消除方法，该方法将 图片中的大量噪声进行 了消除。
当在图像处理的过程中如果发现模板的中心是处于图像的边缘的时候一些模板会出现在图像的外面这个时候采取的正确措施是在进行图像卷积之就进行扩展图像在图像的周围填补具有特定宽度的零像素此时需要将初始图像以外的模板的结果设置成零
信息管理
基于 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的图像信 号频谱分析与 噪声消 除方法 设计
多种 方式，其 中主要 的依 据是根据 信 号以及噪 声 自身所 具有 的 特点选 择方法 。通 常大多 数 的信 号去 噪方 法 的核 心是 围绕着短
时 傅 立 叶 变 换 将 噪 声 去 掉 ， 然 而 短 时 的傅 立 叶 变 换 不 可 以 在 考 虑 时 间 分 辨 率 的 同 时 也 考虑 频 率 分辨 率 。 随 着 社会 的 发 展 ， 人 们 的 生 活 逐 渐 步 入 了信 息 时 代 以 及 数 字 世 界 ， 数 字 信 号 处 理 在 很 多 领 域 中 都 得 到 了 广 泛 的 应 用 ，这 些 领 域 主 要 包括 了 图 像 处 理 ， 语 音 处 理 以及 自动 控 制 等 。 信 号 作 为 频 谱 ，其 特 征 是 时 域 性 和 频 域 性 ， 对 信 号 的研 究 ， 也 就 是 对 频 谱 的研 究 ， 而 信 号 的 处 理 一 般 是 围 绕 着 频 域 分 析 ， 频 谱 分 析 在 信 号 处 理 中有 着 重 要 的 意 义 。
基于MATLAB的频谱分析与信号去噪
河北经贸大学毕业论文基于MATLAB的频谱分析与信号去噪摘要课题是基于MA TLAB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MA TLAB 作为编程工具进行计算机实现。
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MA TLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。
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MA TLAB 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MA TLAB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。
在实际的计算机控制系统中,采样信号不可避免的受到各种噪声和干扰的污染,使得由辨识采样信号得到的系统模型存在偏差而妨碍了系统控制精度的提高。
Donoho 和Johnstone 提出的小波收缩去噪算法对去除叠加性高斯白噪声非常有效。
对此我也作出简要介绍。
关键词频域分析，滤波器，小波去噪，MA TLABAbstractSubject is based on MA TLAB speech signal processing, the design and implementation of integrated use of digital signal processing theory knowledge of speech signal with noise adding time domain and frequency domain analysis and filtering. Filter design in digital signal processing in occupies an extremely important status, FIR digital filters and filter IIR filter is the important component. MA TLAB signal processing toolbox can effectively design of digital filter. Through theoretical derivation corresponding conclusion as a programming tool, using MA TLAB for computer implementation. In the design and implementation of process, USES window function method to design FIR digital filters, with bart leavenworth, chebyshev and bilinear anshi IIR digital filter, and design MA TLAB as the auxiliary tool complete design of computing and graphics drawing. Through the design of the filter selvesor simulation and frequency characteristics were analyzed, using MA TLAB signal processing toolbox that can effectively quickly design FIR and IIR digital filters, process is simple and convenient, results of various performance indicators are as specified requirements.In the actual computer control system,sampling signal the inevitable noise and interference by various pollution, makes the identification of the sampled signal received by the system model there is a deviation of the system hampered the improvement of control accuracy. Donoho and Johnstone's wavelet shrinkage denoising algorithm to remove the additive white Gaussian noise is very effective. To this I also do is also introduced briefly.Keywords frequency domain analysis,filter,Wavelet denoising,MA TLAB目录1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2研究意义 (1)1.3本文研究内容 (2)2 频谱分析技术及MA TLAB简介 (3)2.1时域抽样定理 (3)2.2离散傅立叶变换(DFT) (4)2.3快速傅立叶变换(FFT) (4)2.4频谱分析原理 (4)2.4.1 频率和周期的估计 (5)2.4.2 频谱图 (5)2.5MA TLAB简介 (5)2.5.1 MA TLAB软件的发展 (5)2.5.2 MA TLAB组成 (6)3 频谱分析与算例 (8)3.1声音信号频谱分析 (8)3.2图像信号频谱分析 (9)3.3离散信号/序列 (11)4 有噪声的语音信号分析与去噪 (14)4.1有噪语音信号提取 (14)4.1.1 语音信号的采集 (14)4.1.2 语音信号的时频分析 (14)4.1.3 语音信号加噪与频谱分析 (15)4.2设计FIR和IIR数字滤波器 (16)4.3用滤波器对加噪语音信号进行滤波和分析 (21)4.3.1 滤波器滤波 (21)4.3.2 比较滤波前后语音信号的波形及频谱 (22)5 简介小波信号去噪 (26)5.1小波函数 (26)5.2小波去噪问题 (26)5.3小波去噪发展历程 (27)5.4小波去噪原理 (28)5.5小波去噪步骤 (29)6 结论 (30)致谢 (32)附录 (32)参考文献 (36)基于MATLAB的频谱分析与信号去噪1 绪论1.1 课题背景随着信息时代和数字世界的到来，数字信号处理己成为当今一门极其重要的学科和技术领域，数字信号处理在通信、语音、图像、自动控制、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。
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辽宁石油化工大学
信息与控制工程学院
毕业设计（论文）开题报告
论文题目：基于MATLAB的频谱分析及信号去噪仿真研究学生姓名：徐宏强
专业班级：信息0901 学号：0903030123
指导教师：崔畅
2013 年 03 月 17日
填写说明：
1．题目的背景和意义
对题目的出处，背景和意义进行说明论述，不少于300字。
2．题目研究现状概述
通过调研和查阅文献，对题目所涉及的技术、理论和研究成果进行说明论述，不少于1000字。
3．题目要完成的主要内容和预期目标
对题目要完成的主要内容进行说明，并说明达到的预期目标，
不少于300字
4．进度计划
从设计开始的教学周起，依据任务书的进度安排进行细化并以周为单位给出主要工作和完成的任务。
5．参考文献
对2引用的资料、论文或著作按照引用顺序列出参考文献（格式同论文《参考文献》）。
不少于10篇（其中近3年的文献占1/3以上），
注：相应栏不够时自动加页。
排版要求：正文，宋体，小四，行距固定值20磅
要求学生在毕业设计（论文）开始后的第2周末完成《开题报告》，并交到指导教师评阅（交电子稿和双面打印稿）。