中南大学数字信号处理课程设计报告概要.docx

数字信号处理课设报告所在学院： 信息科学与工程学院 专业班级： 通信1302班 学生姓名： 陈 鑫学生学号： 0905130208 指导教师： 李 宏 目录课程设计目的及要求………………………………………..3选题及设计思想……………………………………………..3调试结果及分析…………………………………………….12课程设计总结……………………………………………….24参考文献…………………………………………………….25源程序……………………………………………………….25课程设计目的及要求课程设计目的全面学习课程所学理论知识，巩固所学知识重点和难点，将理论和实践很好地结合起来；提高综合运用所学知识独立分析和解决问题的能力；熟练使用一种高级语言进行编程实现。课程设计要求1、使用MATLAB（或其它开发工具）编程实现上述内容，写出课程设计报告。滤波器设计题目应尽量避免使用现成的工具箱函数。为便于分析与观察，设计中所有频谱显示中模拟频率应以实际频率显示，数字频率应对归一化。2、课程设计报告的内容包括：（1）课程设计题目和题目设计要求；（2）设计思想和系统功能分析；（3）设计中关键部分的理论分析与计算，参数设置，关键模块的设计思路；（4）测试数据、测试输出结果，及必要的理论分析和比较（5）总结，包括设计过程中遇到的问题和解决方法，设计心得与体会等；（6）参考文献；（7）程序源代码清单。3、演示系统使用GUI界面或混合编程实现集成打包发布。二、选题及设计思想2.1课程设计选做题目2.1.1验证时域采样定理与频域采样定理给定模拟信号：式中，。对进行采样，可得采样序列1）选择采样频率，观测时间，观测所得序列及其幅频特性；2）改变采样频率，观测此时的变化；3）令采样频率，观测此时的变化；要求分析说明原理，绘出相应的序列及其它们对应的幅频特性曲线，指出的变化，说明为什么？本题的目的在于验证时域采样理论。为了说明时域采样与频域采样的对偶性，我有选做了第二组的第一小题。题目如下：1）产生一个三角波序列，长度为M=40；2）计算点的，并画出和的波形3）对在上进行32点抽样，得到4）求的32点IDFT，即5）绘出的波形图，观察和的关系，并加以说明。2.1.2DFT的应用一个连续信号含两个频率分量，经采样得当时，分别为1/16和1/64时，观察其频谱；当时，不变，其结果有何不同，为什么？绘出相应的时域与频域特性曲线，分析说明如何选择DFT参数才能在频谱分析中分辨出两个不同的频率分量。2.1.3线性相位带通滤波器的设计1），。用Hanning窗设计一线性相位带通滤波器，观察它的实际3dB和20dB带宽。，重复这一设计，观察幅频和相位特性的变化，注意长度N变化的影响；2）分别改用矩形窗和Blackman窗，设计：1）中的带通滤波器，观察并记录窗函数对滤波器幅频特性的影响，比较三种窗的特点；(要求：应尽量避免使用现成的工具箱函数)2.1.4图像信号处理1）读入一幅彩色图像2）将彩色图像进行三原色分解，分解出R、G、B分量，并用图像显示出来3）将彩色图像灰度化，转换为灰度图像并显示4）对灰度图像用几种典型的边缘检测算子进行边缘检测，显示检测出的边缘。2.1.5音频信号处理1）读入给定的CEG和弦音音频信号（CEG.wav），对其进行离散傅立叶变换，分析信号频谱。给出信号的时域及频域波形。2）分析CEG和弦音信号的频谱特点，对该信号频谱能量相对较为集中的频带（分低、中、高频）进行滤波（分别使用低通，带通及高通），分离出三个能量最集中的频带，画出滤波后信号的时域和频域波形，并对滤波后的信号与原信号的音频进行声音回放比较。3）任意选择几个滤出的频带进行信号重建（合成），与原信号的音频进行声音回放比较。2.1.6倒频系统实现倒频是目前对讲机采用的一种语音必威体育官网网址技术。它是将信号的高频和低频进行交换，即将信号的高频部分搬到低频段，而将低频部分搬到高频段。倒频后的信号和原始信号具有相同的频带范围。由于原始语音信号的频率成分被置乱从而降低了可懂度，起到语音必威体育官网网址作用。在接受端采用同样的倒频器再将信号恢复。倒频系统的工作原理如图所示，设输入信号的最高角频率为。图中HP是理想高通滤波器，其截止角频率为，LP为理想低通滤波器，其截止角频率为，图1 倒频系统原理框图根据倒频系统的原理框图，要求：1）读入或录制一段语音信号2）利用FFT分析语音信号频谱分布特性。3）选择角频率和，设计相应的低通、高通滤波器，画出滤波器的幅频特性图4）利用倒频系统对语音信号进行加密和解密，画出语音信号在加密前和加密后的时域和频域波形图，并通过语音回放验证加密和解密的效果。2.2各题的设计思想2.2.1第一题：验证时域采样定