数字信号处理课程设计指导一、课程设计目的：综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，并利用MATLAB作为工具进行实现，从而复习巩固课堂所学的理论知识，提高对所学知识的综合应用能力，并从实践上初步实现对数字信号的处理。二、课程设计任务：每位同学在“四、课程设计内容”中的题目中任选一题或自行选择题目，每个题目最多4个人选。自行选择的题目需经过指导老师确认。班长于第五天把统计好的题目提交给指导老师。三、课程设计时间安排：第一天：布置设计任务，讲解设计要求，提示设计要点。第二～五天：选定题目，查阅资料（在图书馆或上网），弄清题目要求，提出解决方案。)第五～十二天：根据题目要求，将理论推导与编程实现相结合，写出设计报告和ppt，可以申请去实验室进行课程设计，也可以自己安排。第十三至十五天：答辩。四、课程设计内容：1.设计题目一：编程实现任意确定信号的频谱分析算法(1)对给定的CEG和弦音音频文件取合适长度的采样记录点，然后进行频谱分析（信号的时域及幅频特性曲线要画出）。(2)分析CEG和弦音频谱特点，对该信号频谱能量相对较为集中的频带（分低、中、高频）实现滤波（分别使用低通，带通及高通），显示滤波后信号的时域和频域曲线，并对滤波后的信号与原信号的音频进行声音回放比较。(3)在低、中、高三个频带中，各滤出三个能量最集中的频簇，显示滤波后信号的时域和频域曲线。(4)任意选择几个滤出的频带（或频簇）进行时域信号重建（合成），与原信号的音频进行声音回放比较。讨论：根据上述结果，分析什么是和弦音。2.设计题目二：设计并实现FIR数字滤波器的窗函数设计算法要求：输入数字滤波器指标，包括滤波器类型（低通、带通、带阻或高通等），通带截止频率，通带最大波动，阻带开始频率，阻带衰减，设计得到FIR滤波器，并画出设计得到的滤波器的增益曲线图（要有坐标标度）。为了使编制的程序操作方便，设计处理系统的用户界面：在所设计的系统界面上可以选择滤波器的类型，输入滤波器的参数，显示滤波器的频率响应，选择输入信号并显示相应的输出信号等。讨论：对不同窗函数、不同阶数的设计结果的参数及性能进行比较。3.设计题目三：语音信号的处理与滤波内容：录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换法设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语音信号；换一个与你性别相异的人录制同样一段语音内容，分析两段内容相同的语音信号频谱之间有什么特点；再录制一段同样长时间的背景噪声叠加到你的语音信号中，分析叠加前后信号频谱的变化，设计一个合适的滤波器，能够把该噪声滤除。基本步骤：(1)语音信号的采集熟悉并掌握MATLAB中有关声音（wave）录制、播放、存储和读取的函数，在MATLAB环境中，使用声音相关函数录制3秒左右自己的声音。(2)语音信号的频谱分析要求首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性，从而加深对频谱特性的理解。(3)设计数字滤波器并画出其频率响应给出各滤波器的性能指标：(i)低通滤波器性能指标：fb＝1000Hz，fc＝1200Hz，As＝100dB，Ap＝1dB。(ii)高通滤波器性能指标：fc＝4800Hz，fb＝5000HzAs＝100dB，Ap＝1dB。(iii)带通滤波器性能指标：fp1＝1200Hz，fp2＝3000Hz，fsc1＝1000Hz，fsc2＝3200Hz，As＝100dB，Ap＝1dB。要求用窗函数法和双线性变换法设计上面要求的3种滤波器。在Matlab中，使用函数butter，cheby1等函数设计IIR滤波器；利用Matlab中的函数freqz画出各滤波器的频率响应。(4)用滤波器对信号进行滤波要求用自己设计的各种滤波器分别对采集的信号进行滤波，在Matlab中，FIR滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波，IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。(5)比较滤波前后语音信号的波形及频谱要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱。(6)回放语音信号在Matlab...
