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1、,语音信号的录制,MATLAB程序设计,两种数字滤波器的对比分析,论文成果,论文结构,绪论,数字信号处理概述,什么是数字信号处理？,数字信号处理，就是以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估计与识别等加工处理。借以达到提取信息和便于应用的目的。,数字信号处理含义,广义的理解: 数字信号处理技术Digital Signal Processing,DSP,狭义的理解: 数字信号处理器Digital Signal Processor。,数字信号处理学科,信号的采集。 离散信号的分析。 离散时间线性时不变系统分析。 数字滤波技术。 信号的建模。 信号估计理论。 谱分析理论。 信号处理中的特殊算法
2、。 数字信号处理的实现。 数字信号处理的应用。,数字信号处理特点,精度高。 灵活性强。 可靠性好。 容易大规模集成。 时分复用。 多维处理。,数字信号处理实现方法,MATLAB概述,MATALB简介,MATALB特点,基本数据类型是双精度的、无需定义的、下标从1开始的复数矩阵。 有命令行操作（像一个高级计算器）和编程执行两种使用方法，分别适用于简单的草稿式计算和复杂的应用开发。 绝大多数MATLAB函数的输入输出参数个数都是可变的，调用函数时输入输出参数的个数不同，函数完成的功能会有一定的差异。 操作界面友好，编程语言简练，算法高效准确，图形显示和数据可视化功能强大。 帮助系统非常完善，内容包
3、括各个组件的入门指南、完全用户手册和示例演示等，且有多种获取和使用帮助的简便方法。 采用开放性结构结构设计。,MATALB构成,集成开发环境,数学函数库,MATLAB语言,句柄图形系统,应用程序接口库（APIs）和MATLAB编译器,Signal Processing Toolbox提供的具体功能,大量的信号和线性系统模型； 数字及模拟滤波器设计、分析及实现，包含幅值、相位、零极点、脉冲响应及阶跃响应等； 方便的FFT、DCT、Hilbert及其他变换； 统计信号处理，用统计方法进行时间序列数据建模及谱分析； 多速率信号处理； 波形生成、窗口生成，以及集成的图形界面用于滤波器设计、分析、谱分析
4、及信号的可视化测量。,滤波器设计与分析工具FDATool,FDATool主窗口,信号频谱分析和滤波设计工具SPTool,SPTool主窗口,数字滤波器概述,数字滤波器概述,什么是数字 滤波器？,数字滤波器的实质是用一有限精度算法实现的离散时间线性时不变系统，以完成对信号进行滤波处理的功能。,数字滤波器分类,各类理想数字滤波器的频率特性,无限冲激响应 （IIR）数字滤波器,有限冲激响应 （FIR）数字滤波器,如果按实现的网络结构或单位冲激响应的时,长。怎么分类呢？,数字滤波器基本原理,离散LSI系统对信号的相应过程实际上就是对信号进行滤波的过程。因此，离散LSI系统又称为数字滤波器。 一个离散L
5、SI系统可以用系统函数来表示： 也可以用查分方程来表示：,当 至少有一个不为0时，则在有限z平面上存在极点，表达的是一个IIR数字滤波器,当 全都为0时，系统不存在极点，表达的是一个FIR数字滤波器,FIR数字滤波器可以看成是IIR数字滤波器的ak全都为0时的一个特例。,数字滤波器实现,IIR滤波器基本结构,FIR滤波器基本结构,数字滤波器设计步骤,用一个因果的稳定的系统函数逼近性能要求。,按照实际需要确定滤波器的性能要求,用有限精度的运算实现系统函数。,数字滤波器主要技术指标,特征 频率,增益与损耗,阻尼系数与品质因数,灵敏度,群延时系数,IIR滤波器设计方法,模拟原型法（chebyshev
6、为例）,FIR滤波器设计方法,窗函数法,巴特利特窗,矩形窗,汉宁窗（FIR低通）,海明窗,凯泽窗 （FIR带阻）,布莱克窗,窗函数设计五步骤,给定所要求的频率响应函数Hd(ej) 对该频率响应函数做傅立叶逆变换，求取理想滤波器的单位冲激响应Hd(n) 由过渡带宽和阻带最小衰减等指标要求，选取窗函数类型及窗的长度 求得所设计FIR滤波器的单位冲激响应 H(n) =Hd(n) *w(n) 计算频率响应函数H(ej)，并检验其是否满足性能要求,数字滤波器的设计,数字语音波形图及频谱图,程序设计,两种低通滤波器的幅频特性,低通滤波器滤除白噪声前后对比,两种低通滤波器相频特性对比,加入单频噪声后语音信号图,两种带阻滤波器的幅频特性,带阻滤波器滤除单频噪声前后对比,两种带阻滤波器相频特性对比,IIR和FIR数字滤波器比较,实际使用场合,相位要求不敏感的场合（如语音通信等） ，选IIR滤波器,对波形上携带信息的传输系统（如图像信号处理、数据传输等），选FIR滤波器,谢谢观赏！,
