dsp基于matlab的fft算法實(shí)現(xiàn)-展示頁
2025-07-05 17:31本頁面
【正文】 出采樣后語音信號的時域波形和頻譜圖；在Matlab環(huán)境下編寫基2 DITFFT算法；利用自己編寫的算法對已采集的語音信號進(jìn)行頻譜分析，并畫出語音信號的時域與頻譜圖，并與Matlab數(shù)字信號處理工具箱中的fft函數(shù)進(jìn)行對比研究，驗證自編算法的正確性。通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，并利用MATLAB或者ＤＳＰ開發(fā)系統(tǒng)作為工具進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)的理論知識，提高對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，并從實(shí)踐上初步實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信號的處理。MATLAB軟件還提供了非常廣泛和靈活的用于處理數(shù)據(jù)集的數(shù)組運(yùn)算功能。MATLAB全稱是Matrix Laboratory，是一種功能強(qiáng)大、效率高、交互性好的數(shù)值和可視化計算機(jī)高級語言，它將數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號處理和圖形顯示有機(jī)地融合為一體，形成了一個極其方便、用戶界面友好的操作環(huán)境。綜合運(yùn)用本課程的理論知識進(jìn)行頻譜分析以及濾波器設(shè)計，通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，并利用MATLAB作為工具進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)的理這次課程設(shè)計的主要目的是綜合運(yùn)用本課程的理論知識進(jìn)行頻譜分析以及濾波器設(shè)計，通過理論推導(dǎo)得出相應(yīng)結(jié)論，并利用MATLAB或者ＤＳＰ開發(fā)系統(tǒng)作為工具進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)的理論知識，提高對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，并從實(shí)踐上初步實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信號的處理。經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為一種功能全面的軟件，幾乎可以解決科學(xué)計算中所有問題。從實(shí)踐上初步實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信號的處理。但是基于其復(fù)雜的計算，直接應(yīng)用起來十分麻煩，基于此，本文利用Matlab 軟件對有限長度信號的DFT 進(jìn)行改進(jìn)，提出FFT（快速傅里葉變換），并利用FFT 對所給連續(xù)時間和離散時間信號做了頻譜分析。文章以按時間抽取的基2FFT算法為例，根據(jù)快速傅里葉變換的原理和規(guī)律，繪出了算法實(shí)現(xiàn)的程序框圖，列出了MATLAB環(huán)境下軟件實(shí)現(xiàn)的程序，建立了從算法理論到程序?qū)崿F(xiàn)的完整概念。 DFT是一種應(yīng)用廣泛的數(shù)學(xué)變換工具，MATLAB是一款功能強(qiáng)大的科學(xué)計算語言。 本文基于時間抽選奇偶分解，利用Matlab 軟件實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換。n=2000時的原始的語音信號頻域圖 12 原始語音信號FFT頻譜圖與原始語音信號自編FFT頻譜圖比較 14 原始語音信號FFT頻譜圖與原始語音信號自編FFT頻譜圖比較 155 設(shè)計總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 19附錄 201 引言 傅里葉變換在信號處理中具有十分重要的作用，但是基于離散時間的傅里葉變換具有很大的時間復(fù)雜度，根據(jù)傅里葉變換理論，對一個有限長度且長度為的離散信號，做傅里葉變換的時間復(fù)雜度為，當(dāng)很大時，其實(shí)現(xiàn)的時間是相當(dāng)驚人的（比如當(dāng)為時，其完成時間為（為計算機(jī)的時鐘周期）），故其實(shí)現(xiàn)難度是相當(dāng)大的，同時也嚴(yán)重制約了DFT 在信號分析中的應(yīng)用，故需要提出一種快速的且有效的算法來實(shí)現(xiàn)。課程設(shè)計說明書目 錄1 摘要 12 設(shè)計目的和內(nèi)容 23 基2 DITFFT算法 3 DITFFT算法的基本原理 4 DITFFT算法的運(yùn)算規(guī)律及編程思想 4 原位計算 5 倒序計算 5 蝶形運(yùn)算 94 MATLAB運(yùn)行界面圖 12 fs=1000。n=2000時的原始的語音信號時域圖 12 fs=1000。 tt 正是鑒于DFT 極其復(fù)雜的時間復(fù)雜度，1965 年和巧妙地利用因子的周期性和對稱性，提出了一個DFT 的快速算法，即快速傅里葉變換（FFT），從而使得DFT 在信號處理中才得到真正的廣泛應(yīng)用。基于所編的FFT 源程序應(yīng)用的一個實(shí)例，本文對有限長度離散時間和連續(xù)時間信號進(jìn)行頻譜分析。MATLAB提供的fft函數(shù)解決了DFT的快速計算問題，但由于它是內(nèi)建函數(shù)而不能了解到軟件實(shí)現(xiàn)的過程。 在信號處理中，DFT（離散傅里葉變換）的計算具有舉足輕重的地位。 語音信號的處理與濾波的設(shè)計主要是用MATLAB作為工具平臺，設(shè)計中涉及到聲音的錄制、播放、存儲和讀取，語音信號的抽樣、頻譜分析，濾波器的設(shè)計及語音信號的濾波，通過數(shù)字信號處理課程的理論知識的綜合運(yùn)用。 2 設(shè)計目的和內(nèi)容 MATLAB全稱是Matrix Laboratory，是一種功能強(qiáng)大、效率高、交互性好的數(shù)值和可視化計算機(jī)高級語言，它將數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號處理和圖形顯示有機(jī)地融合為一體，形成了一個極其方便、用戶界面友好的操作環(huán)境。MATLAB軟件還提供了非常廣泛和靈活的用于處理數(shù)據(jù)集的數(shù)組運(yùn)算功能。通過對聲音的采樣，將聲音采樣后的頻譜與濾波。經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為一種功能全面的軟件，幾乎可以解決科學(xué)計算中所有問題。在本次課程設(shè)計中，主要通過MATLAB來編程對語音信號處理與濾波，設(shè)計濾波器來處理數(shù)字信號并對其進(jìn)行分析。通過對聲音的采樣，將聲音采樣后的頻譜與濾波。 分析和處理音頻信號，首先要對聲音信號進(jìn)行采集，MATLAB的數(shù)據(jù)采集工具箱提供了一整套命令和函數(shù)，通過調(diào)用這些函數(shù)和命令，可以直接控制聲卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。課設(shè)以wav格式音頻信號作為分析處理的輸入數(shù)據(jù)。我們可以利用前面設(shè)計好的各種濾波器來實(shí)現(xiàn)對某些聲音信號的濾波，從而改變輸入信號所包含的頻率成分的相對比例或濾出某些頻率成分。(1)利用wavread函數(shù)把指定路徑下的WAV格式的聲音文件讀入矢量中，采樣率是22050Hz。D:\39。(2)利用sound函數(shù)以同樣的碼率對原聲進(jìn)行再現(xiàn)。(3)利用filter函數(shù)對樣本信號進(jìn)行濾波處理，以設(shè)計好的FIR濾波器為例，z=filter(bd,ad,x)。sound(z)。plot(x(:,1))。(6)利用fft函數(shù)對濾波前后的信號進(jìn)行1024點(diǎn)的快速傅里葉變換FFT，采用一次基2按時間抽取。Z=ff
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