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时间:2018-11-20
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1、DSP课程设计作者:9月9日---10月9日中南大学通信班59目录1、绪论11.1简述21.2设计任务32、GUI图形界面设计42.1设计原理52.2设计效果63、语音信号去噪处理43.1设计流程图53.2设计步骤与过程64、语音信号的延时与混响44.1设计流程图54.2设计步骤与过程65、数字滤波器的设计与实现45.1设计流程图55.2设计步骤与过程66、心电信号的处理46.1设计流程图56.2设计步骤与过程67、设计小结47.1结果分析57.2心得体会98、附录48.1仿真程序58.2参考文献591、绪论1.1简述《数字信号处理》课程是通信专业的一门重要专业基础课,是信息的数字化处理、存储
2、和应用的基础。通过该课程的课程设计实践,使学生对信号与信息的采集、处理、传输、显示、存储、分析和应用等有一个系统的掌握和理解;巩固和运用在《数字信号处理》课程中所学的理论知识和实验技能,掌握数字信号处理的基础理论和处理方法,提高分析和解决信号与信息处理相关问题的能力,为以后的工作和学习打下基础。本次设计是用MATLAB语言对语音信号进行采样分析,并设计数字滤波器对信号进行滤波,比较滤波前后信号特性的变化。用MATLAB提供的GUI界面开发环境设计用户图形界面使布局编程简化。1.2设计任务1、语音信号去噪处理主要要求:1)在windows系统下的录音机录制一段1s左右的语音信号作为原声信号,在M
3、ATLAB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)画出语音信号的时域波形,对采样后的语音进行fft变换,得到信号的频谱特性;对语音信号分别加入正弦噪声和白噪声,画出加噪信号的时域波形和频谱图;3)根据对加噪语音信号谱分析结果,确定滤除噪声滤波器的技术指标,设计合适的数字滤波器,并画出滤波器的频域响应;4)用所设计的滤波器对加噪的信号进行滤波,在同一个窗口画出滤波前后信号的时域图和频谱图,对滤波前后的信号进行对比,分析信号变化;5)利用sound(x)回放语音信号,验证设计效果。2、语音信号的延时和混响主要要求:1)利用Windows下的录音机或其他软件
4、,录制一段自己的语音信号,时间控制在1s左右,并对录制的信号进行采样;2)语音信号的频谱分析,画出采样后语音信号的时域波形和频谱图;3)将信号加入延时和混响,再分析其频谱,并与原始信号频谱进行比较;4)设计几种特殊类型的滤波器:单回声滤波器,多重回声滤波器,全通结构的混响器,并画出滤波器的频域响应;5)用自己设计的滤波器对采集的语音信号进行滤波;591)分析得到信号的频谱,画出滤波后信号的时域波形和频谱,并对滤波前后的信号进行对比,分析信号的变化;2)回放语音信号。1、数字滤波器的设计及实现主要要求:1)调用信号产生函数mstg产生由三路抑制载波调幅信号相加构成的复合信号st,观察st的时域波
5、形和幅频特性曲线;2)要求将st中的三路调幅信号分离,通过观察st的幅频特性曲线,分别确定可以分离st中三路抑制载波单频调幅信号的三个滤波器(低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器)的通带截止频率和阻带截止频率,要求滤波器的通带最大衰减为0.1dB,阻带最小衰减为60dB;3)编程调用MATLAB滤波器设计函数分别设计这三个数字滤波器,并绘图显示其幅频特性曲线;4)调用滤波函数filter,用所设计的三个滤波器分别对复合信号st进行滤波,分离出st中的三路不同载波频率的调幅信号,并绘图显示滤波后信号的时域波形和频谱,观察分离效果。2、心电信号的处理主要要求:1)在MATLAB软件平台下,给原始的心
6、电信号叠加上噪声或干扰,干扰类型分为如下几种:白噪声、工频干扰(50Hz)、谐波干扰(二次、三次谐波为主,分别为100Hz、150Hz)绘出叠加噪声后的心电信号时域和频谱图,在视觉上与原始心电信号图形对比,分析频域基本特征变化。2)给定滤波器的规一化性能指标(参考指标,实际中依据每个同学所叠加噪声情况而定),例如:通带截止频率wp=0.25*pi,阻通带截止频率ws=0.3*pi;通带最大衰减Rp=1dB;阻带最小衰减Rs=15dB;3)采用窗函数法设计各型FIR滤波器(低通、高通、带通、带阻中的至少2种类型),来对叠加干扰前后的心电信号进行滤波处理,绘出滤波器的频域响应及滤波后信号的时域波
7、形和频谱,并对滤波前后的信号进行对比,分析信号的变化;在相同的性能指标下比较各方法的滤波效果,并从理论上进行分析或解释;4)采用双线性变换法利用不同的原型低通滤波器(Butterworth型与切比雪夫I型)来设计各型IIR滤波器(低通、高通、带通、带阻中的至少2种类型)绘出滤波器的频域响应,并用这些数字滤波器对含噪心电信号分别进行滤波处理;比较不同方法下设计出来的数字滤波器的滤波效果,并从理论上进
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