课程设计（论文）-基于matlab的fft算法设计

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1、目录1引言12课程设计内容及要求22.1课程设计内容22.2课程设计要求22.3课程设计目的22.3课程设计平台23基于MATLAB的FFT算法设计原理33.1总体设计流程图33.2语音信号的采集33.3语音信号的时频分析33.4快速傅里叶变换63.4.1fft的运算规律83.4.2基于MATLAB的FFT所编写程序的框图123.5自编算法与机带算法仿真波形比较134设计总结16参考文献17附录18课程设计说明书1引言随着信息时代，数字时代的到来，数字信号处理已经成为一门极其重要的学科和技术领域。以DSP为核

2、心芯片的处理系统日益变成了数字信号处理系统的主流。它广泛用于电子信息、通信、图像处理、语音处理、生物医学、自动控制、地质探测等领域，受到工程设计和使用人员的青睐。MATLAB，它是美国MathWorks公司推出的一种面向工程和科学计算的交互式计算软件。它以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合在一个简单易用的交互式工作环境中，是一款数据分析和处理功能都非常强大的工程适用软件。通过本次实习我们学会了分析和处理音频信号，首先要对声音信号进行采集，MATLAB的数据采集工具箱提供了一整套命令和函数，通过调用这

3、些函数和命令，可直接控制声卡进行数据采集。Window自带的录音机程序也可驱动声卡来采集语音信号，并能保存为WAV格式文件，供MATLAB相关函数直接读取、写入或播放。MATLAB语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换位离散的数据文件，然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据，如数据滤波、傅立叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种图的呈现等，它的信号处理与分析工具箱位语音信号分析提供了十分丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便的完成语音信号的处理和分析以及信号的可视

4、化，是人机交互更加便捷。信号处理是MATLAB重要应用的领域之一。语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。　语音信号的处理与滤波的设计主要是用MATLAB作为工具平台，设计中涉及到声音的录制、播放、存储和读取，语音信号的抽样、频谱分析，滤波器的设计及语音信号的滤波，通过数字信号处理课程的理论知识的综合运用。从实践上初步实现对数字信号的处理。20课程设计

5、说明书2课程设计内容及要求2.1课程设计内容录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在Matlab环境下编写基2DIT-FFT算法；利用自己编写的算法对已采集的语音信号进行频谱分析，并画出语音信号的时域与频谱图，并与Matlab数字信号处理工具箱中的fft函数进行对比研究，验证自编算法的正确性。2.2课程设计要求1.完成语音信号的采集，利用windows自带的录音机或其他软件，录制一段语音，时间在1s以内；2.在Matlab中编写程序，实现输入信号的倒序；3.

6、编写程序，实现蝶形运算；4.画出语音信号的频谱图，与Matlab数字信号处理工具箱中的fft函数进行对比研究，并对设计结果进行独立思考和分析；2.3课程设计目的1.学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。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MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法。5.学会用MATLAB对信号进行分析和处理。2.4课程设计平台MATLAB　7.1软件MATLAB是由美国mathworks公司发布的主

7、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。　20课程设计说明书3基于MATLAB的FFT算法设计原理3.1总体设计流程图在一个相对较安静的环境下，录下1s左右的wav声音信号，然后对

8、声音进行采样，画出其时域波形和频谱图，其流程图如图1所示：开始输入声音信号对声音信号采样蝶形运算原信号fft运算结束图1设计流程图3.2语音信号的采集在实际工作中，我们可以利用windows自带的录音机录制语音文件。采集到语音信号之后，需要对语音信号进行分析，如语音信号的时域分析、频谱分析、语谱图分析。在MATLAB中，我们可以通过[y,fs,bits]=wavread('语音信号路径',[N1N2