數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)---數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及在語(yǔ)音信號(hào)(已修改)
2025-06-23 13:47 本頁(yè)面
【正文】 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 課程名稱 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì) 課題名稱 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及在語(yǔ)音信號(hào) 分析中的應(yīng)用 專 業(yè) 通信工程 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 彭 禎 譚小蘭 2021 年 9 月 10 日 湖南工程學(xué)院 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 課程名稱 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì) 課題名稱 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及在語(yǔ)音信號(hào) 分析中的應(yīng)用 專 業(yè) 通信工程 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 彭 禎 譚小蘭 審 批 任務(wù)書下達(dá)日期 2021 年 9 月 1 日 任務(wù)完成日期 2021 年 9 月 10 日 《數(shù)字信號(hào)處理》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 一、 課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與目的 《數(shù)字信號(hào)處理》課程是通信專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是信息的數(shù)字化處理、存儲(chǔ)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過(guò)該課程的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生對(duì)信號(hào)與信息的采集、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)、分析和應(yīng)用等有一個(gè)系統(tǒng)的掌握和理解；鞏固和運(yùn)用在《數(shù)字信號(hào)處理》課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，掌握數(shù)字信號(hào)處理的基礎(chǔ)理論和處理方法，提高分析和解決信號(hào)與信息處理相關(guān)問(wèn)題的能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 數(shù)字濾波器是一種用 來(lái)過(guò)濾時(shí)間離散信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理來(lái)達(dá)到頻域?yàn)V波的目的。根據(jù)其單位沖激響應(yīng)函數(shù)的時(shí)域特性可分為兩類：無(wú)限沖激響應(yīng)（ IIR）濾波器和有限沖激響應(yīng)（ FIR）濾波器。 二、課程設(shè)計(jì)題目 課程設(shè)計(jì)題目分為 2 個(gè)方向，每班選做方向一的同學(xué)約占 2/3,選做方向二的約占 1/3。 （填寫你自己所選課題的內(nèi)容，如你在所選的是第二個(gè)方向，其內(nèi)容如下：） 方向一：數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及在語(yǔ)音信號(hào)分析中的應(yīng)用。 方向二：數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及在心電信號(hào)濾波中的應(yīng)用。 步驟： 心電信號(hào)采集 心電信號(hào)作為心臟電活動(dòng)在人體 體表的表現(xiàn)，信號(hào)一般比較微弱，幅度在10μV~5mV ，頻率為 ~100Hz。在心電信號(hào)的采集、放大、檢測(cè)及記錄過(guò)程中，有來(lái)自外界的各種干擾 。記錄 一段 時(shí)間內(nèi)的人體心電信號(hào)波形 ， 要求長(zhǎng)度不小于10 秒， 并對(duì) 記錄 的信號(hào)進(jìn)行 數(shù)字化，保存為數(shù)據(jù)文件 ； 這里，請(qǐng)同學(xué)們使用美國(guó)的 MIT/BIH 心電原始數(shù)據(jù)，由實(shí)驗(yàn)老師給出一定長(zhǎng)度的的心電原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)保存在文件“ ～ ”中，在 MATLAB 中通過(guò)如下語(yǔ)句讀?。? %從當(dāng)前路徑下的 文件讀取心電原始數(shù)據(jù)到變量 a01 中， a01 為二維數(shù)據(jù)，第一 列 %為心電信號(hào)時(shí)間，第二列為心電信號(hào)幅度。 心電信號(hào)分析 使用 MATLAB 繪 出 數(shù)字化 后的 心電 信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖 。根據(jù)頻譜圖求出其帶寬，并說(shuō)明心電信號(hào)的基本特征。 含噪心電信號(hào)合成 在 MATLAB 軟件平臺(tái)下，給原始的心電信號(hào)疊加上噪聲或干擾，干擾類型分為如下幾種：（ 1）白噪聲；（ 2）工頻干擾（ 50Hz）；（ 3）諧波干擾（二次、三次諧波為主，分別為 100Hz、 150Hz）；（ 4）其它干擾，可設(shè)置為低頻、高頻、帶限噪聲，或沖激干擾。繪 出 疊 加噪 聲 后的 心電 信號(hào)時(shí)域和頻譜圖， 在視覺(jué)上與 原始心電 信號(hào) 圖形 對(duì)比， 繪出其時(shí)域波形差，分析頻域基本特征變化。 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)及濾波 ,完成以下題目中的一個(gè) 給定濾波器的 規(guī)一化 性能指標(biāo) （參考指標(biāo) ,實(shí)際中依據(jù)每個(gè)同學(xué)所疊加噪聲情況而定）例如：通帶截止頻率 wp=*pi, 阻通帶截止頻率 ws=*pi。 通帶最大衰減 Rp=1 dB。 阻帶最小衰減 Rs=15 dB，每個(gè)題目至少設(shè)計(jì)出 5個(gè)用不同方法的不同類型濾波器。 題目（ 1）： 采用窗函數(shù)法 與等波紋法分別設(shè)計(jì)各型 FIR濾波器（低通、高通、帶通、帶阻中的至少 3 種類型）來(lái)對(duì)疊加干擾前后的心電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，繪出濾波器的頻域 響應(yīng) ，繪 出濾波后信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜，并對(duì)濾波前后的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，分析信號(hào)的變化； 在相同的性能指標(biāo)下比較各方法的濾波效果，并從理論上進(jìn)行分析（或解釋）。
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