数字信号处理和分析课程设计报告.doc

课程设计任务书 学生姓名：王蒙蒙 吴龙 盛夏 专业班级： 自动化2班 指导教师： 工作单位： 南昌航空大学 题 目： 基于 MATLAB 的数字滤波器的设计 初始条件：要求对数字信号处理与分析的课程知识有所了解，同时熟悉Matlab等分析软件的运用，同时了解基本的数字信号处理分析方法。 要求完成的主要任务及要求: 1：每人对自己的照片加噪，然后设计滤波器(每个人都要有照片) 2：三人一组，每组完成IIR或FIR得滤波器设计 3：每种滤波器需要完成滤波比较、模型比较 4：初始参数Wp、Ws、δp、δs Wp起点0.03间隔取0.03 Ws=Wp+0.25 δp=0.1~0.5dB δs：40d B 5：每组上交一份设计报告 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录 课程设计任务书 1 摘要 3 Abstract 4 基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计 5 一、实验目的 5 二、设计要求与内容 5 三、课程设计原理 6 3.1 总体方案设计 6 3.1.1 matlab软件及其工具箱的简介 6 3.1.2 双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理 6 3.2 设计方案论证 10 3.2.1 IIR数字滤波器设计思路与步骤 10 3.2.2 数字滤波器的性能要求 10 3.2.3数字滤波器设计方法概述 11 四、设计步骤及方法 11 4.1设计的一般方法 11 4.2 巴特沃思低通滤波器 11 4.2.1基本性质 11 4.2.2 系统函数和极点分布 12 4.2.3 设计过程 12 4.3切比雪夫I滤波器 12 4.3.1基本性质 12 4.3.2 设计过程 12 五、实际设计过程 12 5.1 12 5.2 12 5.3 12 六、比对调试及运行成果模拟展示 12 七、收获、体会和建议 12 附录 14 1. butterworth滤波器 14 2. ellip(椭圆)滤波器滤波 16 3. 切比雪夫（chebyshev）1型滤波器 18 4. 切比雪夫（chebyshev）2型滤波器 20 5. butterworth 滤波设置 21 6. 椭圆滤波设置 21 7. 切比雪夫（chebyshev）1型滤波设置 22 8. 切比雪夫（chebyshev）2型滤波设置 22 9. 来给照片加燥用的程序 22 10. 功率密度图设置 23 11. 主要参考文献 23 摘要 本文是以IIR数字滤波器的传统设计思想与步骤加以实用与拓展，并结合计算机辅助设计方法而进行数字滤波器设计的介绍。以数字滤波器为例,着重运用了基于MATLAB的四种滤波处理处理方式（Butterworth，Chebyshev1，Chebyshev 2，Elliptic filter），同时，运用《数字信号处理》课程中所学知识，把具体的事物转化为用数学方法可以进行科学处理的数据。以照片为操作对象，结合已有的程序进行加噪，后取加噪前后的图像的像素点进行RGB值幅度大小对比，得到一定得直观的滤波目的。之后，对加噪后的图像进行能量密度分析，得到用以确定滤波器边界频率和阻带边界频率的参照值，在进一步凭借参照值，带入不同滤波器参数进行IIR低通滤波器设计，同时观察各不同IIR低通滤波器的图像滤波去噪效果，从而得出最佳的IIR低通滤波器设计参数。最后，应用不同的逼近方式设计IIR滤波器并观察滤波效果。使用以上方法为数字滤波器设计带来全新的实现手段,设计快捷方便,仿真波形直观。 关键词:　 数字滤波器；IIR；MATLAB；滤波 Abstract This article is based on the tradition of IIR digital filter design and development and steps to be practical, methods combined with computer-aided design of digital filter design introduced. Digital filter, for example, focuses on the use of MATLAB-based filtering approach four (Butterworth, Chebyshev1, Chebyshev2, Elliptic filter), at the same time, the use of Digital Signa