【正文】 基于 Matlab的數(shù)字濾波器的設(shè)計與開發(fā) 1 前 言 從 20 世紀(jì) 60 年代開始， 數(shù)字信號處理（ digital signal processing ,DSP）成為 隨著 計算機學(xué)科和信息學(xué)科的高速發(fā)展而迅速發(fā)展 的一門新學(xué)科。在圖像傳輸過程中，對圖像的濾波，作為圖像壓縮的基本前提。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 題 目： 基于 Matlab 的數(shù)字濾波器的設(shè)計與開發(fā) 學(xué) 院： 理學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 I 目錄 前 言 .................................................................... 1 第一章 緒 論 ........................................................... 2 數(shù)字濾波器的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ...................................... 2 數(shù)字濾波器的研究背景和意義 .......................................... 3 數(shù) 字濾波器的實現(xiàn)方法分析 ............................................ 3 第二章 數(shù)字濾波器的設(shè)計 ................................................. 4 數(shù)字濾波器的簡介 .................................................... 5 數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu) ................................................ 5 數(shù)字濾波器的基本原理 ................................................ 6 ....................................................... 9 第三章 數(shù)字濾波器的 MATLAB 實現(xiàn) ......................................... 10 IIR 濾波器的設(shè)計與開發(fā) ............................................. 10 FIR 濾波器的設(shè)計與開發(fā) ............................................. 12 IIR 和 FIR 比較 ..................................................... 15 IIR 濾波器和 FIR 濾波器的 MATLAB實現(xiàn) ................................. 16 第四章 濾波器在圖像處理中的應(yīng)用 ......................................... 25 圖像的傳輸中圖像壓縮的重要性 ....................................... 25 數(shù)字濾波器在圖像壓縮中的應(yīng)用 ....................................... 25 數(shù)字濾波器在圖像處理中的實現(xiàn) ....................................... 25 致 謝 .................................................................. 30 參考文獻(xiàn) ................................................................ 31 I 基于 Matlab 的數(shù)字濾波器的設(shè)計與開發(fā) 摘要 ： 本文 分析了數(shù)字信號在當(dāng)今信息傳輸中的重要作用，并且詳細(xì)描述了數(shù)字濾波器發(fā)展的歷史與在現(xiàn)代的生活中發(fā)揮的重要作用，最重要的是數(shù)字濾波器的意義。 關(guān)鍵字： 數(shù)字濾波器； IIR； FIR； Matlab； 圖像處理 II The Design of Digital Filter based on Matlab Abstract:Digital signals are analyzed in this paper play an important role in the modern information transmission, and describes in detail the development of the digital filter history and play an important role in modern life, the most important thing is that the meaning of the digital filter. This paper also based on the MATLAB language to design digital filter, the main of IIR digital filter, butterworth filter and FIR digital filter in the rectangular window and hanning window and braque, window design, and the parison between various kinds of filter, find their respective advantages and disadvantages, on the basis of its strengths and weaknesses, find their own direction for use. Due to the direction of the digital filter application a lot, so this article mainly elaborated the shallow level use of digital filter in image processing. In the process of image transmission, image filtering, as the basic premise of image pression. Key words:digital filter。 對于精度、信噪比和可靠性 ，數(shù)字濾波器優(yōu)于模擬濾波器 ，于是數(shù)字濾波器日益在社會的各種領(lǐng)域發(fā)揮著其重要作用[1]。 其中 線性與非線性、因果與非因果、無限脈沖響應(yīng)（ IIR）與有限脈沖響應(yīng)（ FIR）等等 是按照數(shù)字濾波器的特性分類的， IIR 濾波器和 FIR 濾波器是線性數(shù)字濾波器行 中 最重要的兩個基本類型 [2]。因為，我們的生活越來越數(shù)字化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化， 我們了解到數(shù)字信號和模擬信號相比具有更好的保密性和穩(wěn)定性 等等優(yōu)點 ， 因此數(shù)字信號越來越受到我們的重視。 在當(dāng)代信息化的生活中，數(shù)字濾波器存在于方方面面，為我們服務(wù)并發(fā)揮著重要作用， 我們現(xiàn)在看一下數(shù)字濾波器的發(fā)展情況和歷史 1. 在最開始數(shù)字濾波器應(yīng)用的方面不是很多，但是利用數(shù)字濾波器的方面其發(fā)展都很迅速，比如 最早應(yīng)用數(shù)字濾波器的領(lǐng)域之一，語音處理， 我們都知道剛開始我們利用的都是模擬信號，如果對于語音信號的傳輸利用模擬信號傳輸，則可想而知，因為語音信號都是靠波形傳輸?shù)模以趥鬏斶^程中會遇到各種噪聲的加入，則接受的信號不僅會很微弱，及時進(jìn)行信號放大但是接收信號中會摻雜著大量的噪聲，肯定失真情況會很嚴(yán)重。 3. 在現(xiàn)代，數(shù)字濾波器幾乎影響到 通信領(lǐng)域 的所有分支， 例如 在 數(shù)字信號 解調(diào) 中，先讓信號經(jīng)過帶通濾波器，而且在 抽樣前要通 過低通濾波器。 因為雷達(dá)信號的傳輸所需要的頻 帶很寬而且需要非常高的數(shù)據(jù)傳輸速率 ， 所以 我們所面臨的的首要問題就是對信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮以及降低數(shù)據(jù)傳輸速率。 數(shù)字濾波器的研究背景和意義 濾波器分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器兩種，數(shù)字濾波器比模擬濾波器 有 更 多的優(yōu)勢，比如可靠性更好，有保密性 ，外界環(huán)境對它的影響更小等等，于是數(shù)字濾波器受到國內(nèi)外的重視，并且現(xiàn)在的發(fā)展已經(jīng)比較成熟。通常我們用兩種方式來實現(xiàn)數(shù)字濾波器， 一種是實物性質(zhì)的， 就是我們按照數(shù)字濾波器的工作原理，把其中所需要的的數(shù)字硬件、專用的數(shù)字信號處理器等按照 原理圖安裝好，實現(xiàn)實物性質(zhì)的數(shù)字濾波器；另一種是模擬形式的，就是利用計算機根據(jù)相應(yīng)的數(shù)字濾波器的實現(xiàn)原理來用軟件 函數(shù) 來編寫出程序， 進(jìn)而實現(xiàn)數(shù)字濾波器的功能。 設(shè)計思路： 圖 21 流程圖 1 圖 22 流程圖 2 混合 信號 FIR 濾波器 IIR 濾波器 濾波結(jié)果 濾波結(jié)果 矩形窗 漢寧窗 布拉克曼