《信号与系统》课程设计——回波的产生与消除.doc

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1、《信号与系统》课程设计——回波的产生与消除【设计题目】回波的产生与消除【设计要求】(1)利用声音信号x产生带有回声的声音信号y。(2)从带有回声的信号y中消除回声。(3)从y中估计反射物的距离。【设计工具】MATLAB【设计原理】1、声音信号x的产生：声音信号x，既可以从现成的声音文件（.wav）中获取；也可以利用MATLAB录音命令现行录制（可自行设置采样频率等录音参数）。2、带回声的声音信号y产生：带回声的声音信号，可以表达为在原信号的基础上叠加其延时衰减的分量。假设只有一个回声的情况下，可简化其模型为：y(n)=x(n

2、)+ax(n-N)（式1）a为反射系数；N为延迟时间。思考1:分别改变反射系数a和延迟时间N的大小，播放产生的回声信号y，分析反射系数a和延迟时间N对原始声音的影响。思考2:按照以上思路，当有两个、三个或更多回声时，就有更多的信号叠加，程序编制变得繁琐。有什么更好的办法产生回声？3、回声消除如何从信号y中恢复出信号x？即是（式1）的一个逆向求解过程。因此回声消除的关键可以通过（式1）的模型建立从信号y中恢复信号x的模型。只要恢复模型建立，即可将信号y作为输入信号，求得恢复后的信号x’。4、从信号y中估计反射物的距离从信号y中

3、估计反射物的距离，可理解为估计（式1）中的N。也就是，估计y(n)中的原始声音信号x(n)与其延时衰减分量ax(n-N)的相关联的程度。下面简单介绍一下信号相关的概念。在统计通信及信号处理中，相关的概念是一个十分重要的概念。相关函数和信号的功率谱有密切关系。所谓相关是指两个确定信号或两个随机信号之间的相互关系，对于随机信号，信号一般是不确定的，但是通过对它的规律进行统计，它们的相关函数往往是确定的，因而在随机信号处理中，可以用相关函数来描述一个平稳随机信号的统计特性。已知x(n)和y(n)是两个实数序列，它们的自相关函数、，

4、及互相关函数分别定义为：（式2）考虑如何利用相关性从信号y中估计反射物的距离。【思考题】在测距的过程中，反射系数a对测距有何影响？【MATLAB参考命令】绘图命令：plot、stem等求频谱、频率响应：fft、freqz等卷积、滤波：conv、deconv、filter等声音文件读写：wavread、wavwrite、wavplay等相关：conv、xcorr、corrcoef等