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文檔簡介
1、<p> 不要刪除行尾的分節(jié)符,此行不會被打印</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 一. 課程設(shè)計任務(wù)1</p><p> 1、掌握MATLAB及其在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用1</p><p> 2、課程設(shè)計題目:數(shù)字聽診器信號分析1</p><p>
2、; 二. 課程設(shè)計原理及設(shè)計方案2</p><p> 1、濾波器設(shè)計原理2</p><p> 1.1濾波器概述2</p><p> 1.2FIR數(shù)字濾波器設(shè)計原理2</p><p> 1.3 FIR數(shù)字濾波器的特性2</p><p> 1.4窗函數(shù)的介紹4</p><p>
3、;<b> 2、設(shè)計方案5</b></p><p> 三. 課程設(shè)計的步驟和結(jié)果6</p><p> 1、讀取病人心肺聲音信號并對其進行頻譜分析6</p><p> 2、設(shè)計濾波器對信號進行濾波(以凱塞窗為例)7</p><p> 2.1 低通濾波器7</p><p> 2.
4、2帶通濾波器8</p><p> 2.3帶阻濾波器10</p><p> 3、GUI界面設(shè)計11</p><p> 3.1 BUTTON1 病人心肺聲音信號提取11</p><p> 3.2 BUTTON2 退出系統(tǒng)12</p><p> 3.3 BUTTON3 運行12</p>&
5、lt;p> 3.4文本編輯框15</p><p> 3.5 GUI整體界面15</p><p> 四. 課程設(shè)計總結(jié)16</p><p> 五. 設(shè)計體會17</p><p> 六. 參考文獻18</p><p><b> 課程設(shè)計任務(wù)</b></p>&
6、lt;p> 1、掌握MATLAB及其在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用</p><p> MATLAB 計算軟件是一套進行科學(xué)計算的高性能軟件,可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等,主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。</p><p> Matlab語言可以很容易實現(xiàn)Fourier 變換和
7、數(shù)字濾器的設(shè)計,廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號處理中,給我們對數(shù)字信號的研究工作帶來很大方便,同時具有功能全面的GUI程序設(shè)計,使所設(shè)計的應(yīng)用程序具有圖形用戶界面,方便用戶操 作。</p><p> 2、課程設(shè)計題目:數(shù)字聽診器信號分析</p><p> 目前大夫主要以聽診器傾聽病人的氣管、肺部區(qū)域的聲音,對病人的疾病進行判斷;請設(shè)計一個聽診的軟件,要求如下: </p><p&
8、gt; 1) 可記錄病人的姓名、年齡、性別、病史、不同疾病部位等狀況; </p><p> 2) 對病人的氣管、肺部等區(qū)域的聲音進行采集、分析、存儲(前端聽診部分不用考慮,只考慮數(shù)據(jù)采集部分)。 </p><p> 3) 可分析不同聲音分量的大小,給出頻譜圖,以及主要頻率的幅度,便于大夫分析和驗證; </p><p> 4) 由于采集到的信號經(jīng)常存在某些干擾
9、信號,比如心臟的震動,請設(shè)計低通、帶通、帶阻濾波器對信號處理,濾波器參數(shù)在用戶界面中可以進行設(shè)置,方便醫(yī)生進行使用; </p><p> 5) 編制GUI用戶界面。</p><p> 課程設(shè)計原理及設(shè)計方案</p><p><b> 1、濾波器設(shè)計原理</b></p><p><b> 1.1濾波器概述
10、</b></p><p> 隨著信息時代和數(shù)字世界的到來,數(shù)字信號處理已成為當今一門極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域。數(shù)字信號處理在通信、語音、圖像,自動控制、雷達、軍事、航空航天、醫(yī)療和家用電器等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在數(shù)字信號處理中,數(shù)字濾波器占有極其重要的地位?,F(xiàn)代數(shù)字濾波器可以用軟件或設(shè)計專用的數(shù)字處理硬件兩種方式來實現(xiàn),用軟件來實現(xiàn)數(shù)字濾波器優(yōu)點是隨著濾波器參數(shù)的改變,很容易改變?yōu)V波器的性能。
11、根據(jù)數(shù)字濾波器單脈沖響應(yīng)的時域特性可將數(shù)字濾波器分為兩種, 即IIR (Infinite Impulse Response)無限長脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器和FIR (Finite Impulse Response)有限長脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器。從功能上分類, 可分為低通、高通、帶通、帶阻濾波器。</p><p> 1.2FIR數(shù)字濾波器設(shè)計原理</p><p> FIR具有突出的優(yōu)點:系統(tǒng)總是穩(wěn)
12、定的、易于實現(xiàn)線性相位、允許設(shè)計多通帶(或多阻帶)濾波器。但與IIR相比,在滿足同樣的阻帶衰減的情況下需要較高的階數(shù)。FIR的沖激響應(yīng)h(k)是有限長的M 階FIR系統(tǒng)函數(shù)可表示為</p><p><b> 濾波器的輸出: </b></p><p> 它的設(shè)計問題實質(zhì)上是確定能滿足所要求的轉(zhuǎn)移序列或脈沖響應(yīng)的常數(shù)問題,給出的設(shè)計方法主要有窗函數(shù)法、頻率采樣法和等波
13、紋最佳逼近法等。</p><p> 在這里我們利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器。給定所要求的濾波器的頻率響應(yīng)Hd ( ejw) , 要求設(shè)計一個FIR 濾波器的頻率響應(yīng)H( ejw) 來逼近Hd( ejw) .設(shè)計是在時域進行的, 首先由傅立葉變換導(dǎo)出無限長的序列hd( n) , 然后用窗函數(shù)截斷hd ( n) ,即: h( n) = hd( n) w( n)。</p><p> 1.3
14、FIR數(shù)字濾波器的特性</p><p> FIR濾波器有以下特點: </p><p> (1) 系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)h(n)在有限個n值處不為零; </p><p> (2) 系統(tǒng)函數(shù)H(z)在|z|>0處收斂,極點全部在z = 0處(因果系統(tǒng));</p><p> (3) 結(jié)構(gòu)上主要是非遞歸結(jié)構(gòu),沒有輸出到輸入的反饋,但有些結(jié)構(gòu)
15、中(例如頻率抽樣結(jié)構(gòu))也包含有反饋的遞歸部分。</p><p> 因為FIR數(shù)字濾波器的單位沖激響應(yīng)是有限長的,所以它永遠都是穩(wěn)定的。[3]說明了達到具有線性相位這一要求,僅需要對FIR數(shù)字濾波器的沖激響應(yīng)施加一定的約束。令,就可由得到FIR數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng):</p><p><b> ?。?-2-1)</b></p><p> 式中是
16、的幅頻特性,是的相頻特性</p><p><b> ?。?-2-2)</b></p><p> 由于h(n)的長度N取奇數(shù)或偶數(shù)時對H(w)的特性有影響, FIR濾波器的幅頻特性可以分為以下4種情況:</p><p> ?。?)第Ⅰ種類型:為偶對稱,且N為奇數(shù)</p><p> 根據(jù)式:可以得到濾波器的幅頻函數(shù)為:&
17、lt;/p><p><b> ?。?-2-3)</b></p><p> 其中,。幅度函數(shù)對呈偶對稱。</p><p> (2)第Ⅱ種類型:為偶對稱,且N為偶數(shù)</p><p> 根據(jù)式:可得濾波器的幅頻函數(shù)為:</p><p><b> ?。?-2-4)</b></
18、p><p> 其中:。幅度函數(shù)對于或呈偶對稱。如果數(shù)字濾波器在處不為零,如本文設(shè)計的高通濾波器和帶阻濾波器則不能用這一類型。 </p><p> ?。?)第Ⅲ種類型:為奇對稱,且N為奇數(shù)</p><p> 根據(jù)式:可得濾波器的幅頻函數(shù)為:</p><p><b> ?。?-2-5)</b></p><
19、p> 其中。數(shù)字濾波器在=0,,2處不為零如低通濾波器、高通濾波器、帶阻濾波器,則不適合用這類濾波器來設(shè)計。</p><p> ?。?)第Ⅳ種類型:為奇對稱,且N為偶數(shù)</p><p> 根據(jù)式:可得濾波器的幅頻函數(shù)可表示為:</p><p><b> (1-2-6)</b></p><p> 其中:。幅度
20、函數(shù)對于呈偶對稱。如果數(shù)字濾波器在處不為零如低通濾波器、帶阻濾波器,則不適合用這類數(shù)字濾波器來設(shè)計。</p><p><b> 1.4窗函數(shù)的介紹</b></p><p> 設(shè)計濾波器盡量要求窗函數(shù)滿足以下兩項要求:</p><p> (1)窗譜主瓣盡可能地窄,以獲取較陡的過渡帶。</p><p> (2)盡量減
21、少窗譜的最大旁瓣的相對幅度。也就是能量盡量集中于主瓣,這樣使尖峰和波紋減小,就可增大阻帶的衰減。</p><p> 但是這兩項要求是不能同時滿足的。當選用主瓣寬度較窄時,雖然得到陡峭的過渡帶,但通帶和阻帶的波動明顯增加;當選用最小的旁瓣幅度時,雖能得到平坦的幅度響應(yīng)和較小的阻帶波紋,但過渡帶加寬,即主瓣會加寬。因此,實際所選用的窗函數(shù)往往是它們的折中。設(shè)計FIR濾波器常用的窗函數(shù)有:矩形窗、三角窗、漢寧窗、海明
22、窗、布拉克曼窗、凱塞窗等。</p><p> 以下是幾種窗函數(shù)的性能比較:</p><p><b> 2、設(shè)計方案</b></p><p> ☆通過采集WAV文件讀取不同病人心肺聲音信號。</p><p> ☆對聲音信號進行時域、頻譜及幅度譜分析,觀察不同聲音分量大小以及主要頻率的幅度。</p>&
23、lt;p> ☆設(shè)計FIR數(shù)字濾波器對聲音信號進行濾波,設(shè)計不同的窗函數(shù)進行帶通、帶通、帶阻濾波。</p><p> ☆ 設(shè)計GUI界面,可進行濾波器參數(shù)設(shè)置。</p><p> 課程設(shè)計的步驟和結(jié)果</p><p> 1、讀取病人心肺聲音信號并對其進行頻譜分析</p><p> [x,B]=wavread(‘fb2.wav’)
24、; %讀取病人心肺聲音信號</p><p> F=B*(0:511)/1024; </p><p> y=fft(x,1024); %頻譜</p><p> fp=2*sqrt(y.*conj(y));%幅度譜 </p><p> subplot(3,1,1);</p><p> plot(x); titl
25、e('濾波前信號');</p><p> subplot(3,1,2);</p><p> plot(F,abs(y(1:512)));title('濾波前信號頻譜');</p><p> axis([0,1000,0,inf]);</p><p> subplot(3,1,3);</p>
26、<p> plot(fp(1:257)); </p><p> title('信號幅度譜');</p><p> 2、設(shè)計濾波器對信號進行濾波(以凱塞窗為例)</p><p><b> 2.1 低通濾波器</b></p><p> [x,B]=wavread('fb2.wav
27、');</p><p> Fs=2000;%采樣頻率</p><p> Fp1=10;%低通通帶模擬截止頻率</p><p> Fs1=100;%低通阻帶模擬截止頻率</p><p> ws1=2*Fs1/Fs;%模擬轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字域的截止頻率</p><p> wp1=2*Fp1/Fs;</p&g
28、t;<p> delta_w=ws1-wp1; %過渡帶寬</p><p> N=ceil(10*pi/delta_w)+1;%最小階數(shù)N</p><p> window=kaiser(N+1)';%凱塞窗</p><p> Wn=(Fp1+Fs1)/Fs;%理想LPF的截止頻率</p><p> [b,a]=
29、fir1(N,Wn,window);</p><p> [H,w]=freqz(b,1,512);</p><p> db=20*log10(abs(H)); </p><p> t=(0:200)/Fs;</p><p> subplot(3,1,1);</p><p> plot(w*
30、Fs/(2*pi),db);title('濾波器'); </p><p> Filterx=filter(b,a,x);</p><p> subplot(3,1,2);</p><p> plot(Filterx);title('濾波后信號');</p><p> F=B*(0:511)/1024;&
31、lt;/p><p> y=fft(Filterx,1024);</p><p> subplot(3,1,3);</p><p> plot(F,abs(y(1:512)));title('濾波后信號頻譜');</p><p> axis([0,1000,0,inf]); </p>&l
32、t;p> 如上設(shè)計采樣頻率為2000Hz,通帶截止頻率為10Hz,阻帶截止頻率為200Hz的低通濾波器對原聲音信號進行濾波</p><p> 對比濾波前后信號頻譜,可觀察得到該濾波器成功濾除了大于100Hz的頻率,但仍與理想情況有一定差距。</p><p><b> 2.2帶通濾波器</b></p><p> [x,B]=wavr
33、ead('fb2.wav');</p><p> Fs=2000;%采樣頻率</p><p> Fp1=200;%帶通通帶模擬截止頻率</p><p><b> Fp2=400;</b></p><p> Fs1=100;%帶通阻帶模擬截止頻率</p><p><b&
34、gt; Fs2=500;</b></p><p> ws1=2*Fs1/Fs;%模擬轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字域的截止頻率</p><p> ws2=2*Fs2/Fs;</p><p> wp1=2*Fp1/Fs;</p><p> wp2=2*Fp2/Fs;</p><p> delta_w1=wp1-ws1
35、; </p><p> delta_w2=ws2-wp2; </p><p> delta_w=min(deltaw1,deltaw2);</p><p> N=ceil(10*pi/delta_w1)+1;</p><p> window=kaiser(N+1); %凱塞窗</p><p>
36、b=fir1(N,[wp1/pi wp2/pi],window);</p><p> [H,w]=freqz(b,1,512);</p><p> db=20*log(abs(H));</p><p> t=(0:200)/Fs;</p><p> subplot(3,1,1);</p><p> plot(
37、w*Fs/(2*pi),db);title('濾波器'); </p><p> Filterx=filter(b,1,x);</p><p> subplot(3,1,2);</p><p> plot(Filterx);title('濾波后信號');</p><p> F=B*(0:511)/1024
38、;</p><p> y=fft(Filterx,1024);</p><p> subplot(3,1,3);</p><p> plot(F,abs(y(1:512)));title('濾波后信號頻譜');</p><p> axis([0,1000,0,inf]); </p><
39、p> 如上設(shè)計采樣頻率為2000Hz,通帶截止頻率為200Hz、400Hz,阻帶截止頻率為100Hz、500Hz的帶通濾波器對原聲音信號進行濾波;</p><p> 對比濾波前后信號頻譜,可觀察得到該濾波器成功濾除了除200Hz至400Hz以外的頻率,但仍與理想情況有一定差距。</p><p><b> 2.3帶阻濾波器</b></p>&l
40、t;p> [x,B]=wavread('fb2.wav');</p><p> Fs=2000;%采樣頻率</p><p> Fp1=100;%帶阻通帶模擬截止頻率</p><p><b> Fp2=500;</b></p><p> Fs1=200;%帶阻阻帶模擬截止頻率</p&g
41、t;<p><b> Fs2=400;</b></p><p> ws1=2*Fs1/Fs;%模擬轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字域的截止頻率</p><p> ws2=2*Fs2/Fs;</p><p> wp1=2*Fp1/Fs;</p><p> wp2=2*Fp2/Fs;</p><p>
42、; delta11=ws1-wp1;</p><p> delta21=wp2-ws2;</p><p> delta_w=min(delta11,delta21); %過渡帶寬</p><p> N=ceil(10*pi/delta_w2)+1;N=N+rem(N,2);</p><p> window=kaiser(N+1);&
43、lt;/p><p> b=fir1(N,[ws1/pi ws2/pi],'stop',window);</p><p> [H,w]=freqz(b,1,512);</p><p> db=20*log(abs(H));</p><p> t=(0:200)/Fs;</p><p> subplo
44、t(3,1,1);</p><p> plot(w*Fs/(2*pi),db);title('濾波器'); </p><p> Filterx=filter(b,1,x);</p><p> subplot(3,1,2);</p><p> plot(Filterx);title('濾波后信號');&l
45、t;/p><p> F=B*(0:511)/1024;</p><p> y=fft(Filterx,1024);</p><p> subplot(3,1,3);</p><p> plot(F,abs(y(1:512)));title('濾波后信號頻譜');</p><p> axis([0,
46、1000,0,inf]); </p><p> 如上設(shè)計采樣頻率為2000Hz,通帶截止頻率為100Hz、500Hz,阻帶截止頻率為200Hz、400Hz的帶阻濾波器對原聲音信號進行濾波;</p><p> 對比濾波前后信號頻譜,可觀察得到該濾波器成功濾除了200Hz至400Hz的頻率,但仍與理想情況有一定差距。</p><p><b>
47、 3、GUI界面設(shè)計</b></p><p> 3.1 BUTTON1 病人心肺聲音信號提取</p><p> [FileNamePathName]=uigetfile({'*.wav','TextFiles(*.wav)';'*.*','AllFiles(*.*)'},'Choose a File&
48、#39;);</p><p> L=length(FileName);</p><p> test=FileName(1,L-3:L);</p><p> if test == '.wav'</p><p> str=[PathName FileName];</p><p> set(hand
49、les.edit11,'string',str);</p><p> [x,B]=wavread(str); </p><p><b> else</b></p><p> errordlg('Wrong File','File Open Error!');</p><
50、p><b> return;</b></p><p><b> end</b></p><p> F=B*(0:511)/1024; </p><p> y=fft(x,1024); </p><p> axes(handles.axes9);</p><p&g
51、t; plot(F,abs(y(1:512)));title('濾波前信號頻譜');</p><p> axis([0,1000,0,inf]);</p><p> axes(handles.axes8);</p><p> plot(x);title('濾波前信號');</p><p> fp=2*
52、sqrt(y.*conj(y));%幅度譜 </p><p> axes(handles.axes10);</p><p> plot(fp(1:257)); </p><p> title('信號幅度譜');</p><p><b> 此按鍵實現(xiàn)功能為:</b></p><p
53、> ?。?)選擇文件路徑,讀取文本類文檔,并將路徑顯示在界面上。</p><p> ?。?)對所選擇的聲音信號進行時域、頻譜及幅度譜分析。</p><p> 3.2 BUTTON2 退出系統(tǒng)</p><p><b> clear;</b></p><p> close(gcf);</p><
54、;p> 此按鍵實現(xiàn)功能為:退出GUI界面。</p><p> 3.3 BUTTON3 運行</p><p> 此按鍵實現(xiàn)功能為:根據(jù)用戶所設(shè)定的參數(shù),選擇相應(yīng)的窗函數(shù)對原聲音信號進行相應(yīng)的濾波,并繪制濾波后的時域譜和頻譜。</p><p> global x B;</p><p><b> Nn=128;</b
55、></p><p> DigitalFilter_value=get(handles.DigitalFilter,'Value');</p><p> Windows_value=get(handles.Windows,'Value');</p><p> FilterType_value=get(handles.Filt
56、erType,'Value');</p><p> Order_value=get(handles.Order,'Value');</p><p> Rp_value=str2double(get(handles.Rp,'String'));</p><p> Rs_value=str2double(get(ha
57、ndles.Rs,'String'));</p><p> Fs_value=str2double(get(handles.Fs,'String'));</p><p> Fp1_value=str2double(get(handles.Fp1,'String'));</p><p> Fp2_value=str
58、2double(get(handles.Fp2,'String'));</p><p> Fs1_value=str2double(get(handles.Fs1,'String'));</p><p> Fs2_value=str2double(get(handles.Fs2,'String'));</p><p&g
59、t; wp1=2*Fp1_value/Fs_value;wp2=2*Fp2_value/Fs_value;</p><p> ws1=2*Fs1_value/Fs_value;ws2=2*Fs2_value/Fs_value;</p><p> wp=[wp1,wp2];ws=[ws1,ws2];</p><p> delta_w=ws1-wp1;</
60、p><p> deltaw1=wp1-ws1; </p><p> deltaw2=ws2-wp2;</p><p> delta11=ws1-wp1;</p><p> delta21=wp2-ws2;</p><p> delta_w1=min(deltaw1,deltaw2);</p><
61、;p> delta_w2=min(delta11,delta21);</p><p> if(FilterType_value==1)</p><p> [n,Wn]=buttord(wp1,ws1,Rp_value,Rs_value);</p><p> set(handles.MinOrderDisplay,'string',num
62、2str(n))</p><p><b> else</b></p><p> if((FilterType_value==3)||(FilterType_value==2))</p><p> [n,Wn]=buttord(wp,ws,Rp_value,Rs_value);</p><p> set(handl
63、es.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))</p><p><b> end</b></p><p><b> end</b></p><p> MinOrder_value=get(handles.MinOrder,'Value');</p&
64、gt;<p> if(MinOrder_value==0)</p><p> n=str2double(get(handles.Order,'String'))</p><p><b> end</b></p><p> switch Windows_value %FIR中的Windows選擇</p&
65、gt;<p> case 1 %選擇設(shè)計kaiser濾波器</p><p> switch FilterType_value%選擇濾波器類型</p><p> case 1 %低通濾波器 </p><p> N=ceil(10*pi/delta_w)+1;%最小階數(shù)N</p><p> window=kai
66、ser(N+1)';</p><p> Wn=(Fp1_value+Fs1_value)/Fs_value; %理想LPF的截止頻率</p><p> [b,a]=fir1(N,Wn,window);</p><p> [H,w]=freqz(b,1,512);</p><p> db=20*log10(abs(
67、H)); %db imagine</p><p> t=(0:200)/Fs_value;</p><p> axes(handles.Magnitude);</p><p> plot(w*Fs_value/(2*pi),db);title('濾波器'); </p><p> Filterx=f
68、ilter(b,a,x);</p><p> axes(handles.axes11);</p><p> plot(Filterx);title('濾波后信號');</p><p> F=B*(0:511)/1024;</p><p> y=fft(Filterx,1024);</p><p>
69、; axes(handles.axes12);</p><p> plot(F,abs(y(1:512)));title('濾波后信號頻譜');</p><p> axis([0,1000,0,inf]); </p><p> case 2 %帶通濾波器</p><p><b>
70、…… </b></p><p> case 3 %帶阻濾波器</p><p><b> ……</b></p><p> case 2 %選擇設(shè)計hamming濾波器</p><p> switch FilterType_value%選擇濾波器類型</p><p>
71、<b> ……</b></p><p> case 3 %選擇設(shè)計hanning濾波器</p><p> switch FilterType_value%選擇濾波器類型</p><p><b> ……</b></p><p> case 4 %選擇設(shè)計bartlett濾波器<
72、/p><p> switch FilterType_value%選擇濾波器類型</p><p><b> ……</b></p><p><b> end</b></p><p><b> end </b></p><p><b> 3
73、.4文本編輯框</b></p><p> 參數(shù)輸入時,在輸入抽樣頻率Fs的前提下,判斷濾波器通帶臨 (Fp1、Fp2)、濾波器阻帶臨界頻率(Fst1、Fst2)的歸一化頻率wp1、 wp2、ws1、ws1是否在[0,1]之間,如不正確顯示錯誤對話框,</p><p> Fs_value=str2double(get(handles.Fs,'String')
74、);</p><p> Fp1_value=str2double(get(handles.Fp1,'String'));</p><p> wp1=2*Fp1_value/Fs_value;%如果不在[0,1]之間,顯示輸入錯誤對話框</p><p> if(wp1>=1)</p><p> errordlg(&
75、#39;wp1=2*Fp1/Fs,歸一化頻率不在【0,1】之間,請輸入正確的參數(shù)','錯誤信息') </p><p><b> end</b></p><p> 3.5 GUI整體界面</p><p><b> 課程設(shè)計總結(jié)</b></p><p> 1、GUI是實現(xiàn)
76、人機交互的中介,具有強大的功能,可以完成許多復(fù)雜的程序模塊。使用它,需要具有一定的知識儲備和必要的經(jīng)驗技巧。并且要充分利用好MATLAB 的幫助文檔,仔細研讀HELP是最好的辦法。需要了解函數(shù)句柄等必要基礎(chǔ)知識,熟悉各控件對象的基本屬性和方法操作,知曉不同控件的合適使用條件及其特有的功能,并會采用不同的使用手段來實現(xiàn)相同功能的設(shè)計。同時還需要詳細掌握菜單和控件。菜單很簡單,就是弄清除菜單之間的關(guān)系和如何調(diào)用就可以??丶氖褂弥?/p>
77、要是用好CreateFcn和Callback屬性。CreateFcn中的語句就是在程序運行時,就立即執(zhí)行腳本。如果希望界面可控,那么最好用Callback屬性。在相應(yīng)控件下,添加相應(yīng)的腳本就可以實現(xiàn)比較復(fù)雜計算繪圖等功能。在設(shè)計GUI的時候,要注意一定的原則和步驟,分析界面所要求實現(xiàn)的主要功能,明確設(shè)計任務(wù),構(gòu)思草圖,設(shè)計界面和屬性,編寫對象的相應(yīng)代碼,實現(xiàn)控件的交互調(diào)用。對于GUI在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用中,數(shù)字信號處理這門學(xué)科的知識是
78、基礎(chǔ),要掌握數(shù)字信號處理的相關(guān)知識的原理后,并用代碼來實現(xiàn),才能很好地結(jié)合MATLAB進行GUI編程。</p><p> 2、FIR濾波器窗函數(shù)法是從時域出發(fā),通過一定的窗函數(shù)截取有限長的單位脈沖響應(yīng)來逼近理想單位脈沖響應(yīng);各個窗函數(shù)在某些細節(jié)上有所不同,但整體濾波效果區(qū)別不大。</p><p><b> 設(shè)計體會</b></p><p>
79、 在為期兩周的課程設(shè)計中,從剛看到題目的無從下手到整理好思路,廣泛查閱資料和學(xué)習(xí),到最后的初成規(guī)模,真的受益匪淺。雖然上學(xué)期就已經(jīng)學(xué)習(xí)了數(shù)字信號處理這門課,但當將及真正運用到實際情況是還是覺得光是書本上的知識并不能解決所有問題。還需要自己去廣泛查閱資料,然后融會貫通,需要自己的自學(xué)以及舉一反三,很有挑戰(zhàn)性也充分鍛煉了自己的能力,對數(shù)字呢信號處理技術(shù)與MATLAB應(yīng)用也有了進一步的認識。</p><p> 在設(shè)
80、計中遇到的問題有:</p><p> 濾波器參數(shù)設(shè)置是這個課題的一個難點,一開始不了解如何將輸入的參數(shù)讀入到相應(yīng)的程序中去,在查閱了相關(guān)資料后,才對get(handles.edit1,'String')這個函數(shù)有了一定的了解;此外諸如濾波器窗函數(shù)選擇等問題也是靠著自己邊查資料邊摸索才將其各個解決。</p><p> 在選擇濾波器的時候,曾想過同時使用FIR和IIR濾波器
81、,但設(shè)計出來的IIR濾波器的濾波效果很不理想,試了很多方法都不能改進,最終只能將其舍棄,選擇用FIR窗函數(shù)進行濾波。</p><p> 在設(shè)計GUI界面是同樣遇到很多問題,各個按鍵功能設(shè)置好后總是提示出錯,經(jīng)仔細觀察發(fā)現(xiàn)沒有定義全局變量,從而意識到global的重要性,也明白了程序設(shè)計中每個細節(jié)的至關(guān)重要。另外,在編程的過程中,常常會出現(xiàn)一些數(shù)組長度不一致的情況,GUI中的回調(diào)函數(shù)與一般的MATLAB程序還是有
82、一定的不同,在編寫的時候尤其要注意。</p><p> 通過這次理論加實踐的課程設(shè)計,意識到數(shù)字信號處理在日常生活中的應(yīng)用,也驚嘆于MATLAB的強大功能。在設(shè)計中總會有些意想不到的小發(fā)現(xiàn),希望以后多一些這樣的課設(shè)機會,并適當加長時間,也許會做的更好。這次課設(shè)給了我一次鍛煉自己專業(yè)知識的機會,同時對今后的畢業(yè)設(shè)計也有很大的啟示和幫助。</p><p><b> 參考文獻<
83、;/b></p><p> 1 董紹平.數(shù)字信號處理基礎(chǔ).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1996</p><p> 2 曹弋.MATLAB教程及實訓(xùn)[M].北京.機械工業(yè)出版社,2008.05</p><p> 3 徐成波 陶紅艷 楊菁 楊如明編著.數(shù)字信號處理及MATLAB實現(xiàn).第二版.北京:清華大學(xué)出版社,2008.1</p><p
84、> 4 陳垚光等.精通MATLAB GUI設(shè)計.北京.電子工業(yè)出版社,2008.02</p><p> 5 王宏.MATLAB6.5及其在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社</p><p><b> 課程設(shè)計成績評定表</b></p><p><b> 設(shè)計上機驗收成績表</b></p>
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