数字信号处理课程设计报告

武汉工程大学数字信号处理课程名称：数字信号处理课程设计专业班级：学生学号：学生姓名：指导教师：1.基于MATLAB的语音信号分析与处理1.课程设计目的综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。2.课程设计基本要求①学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法；②掌握在Windows环境下语音信号采集的方法；③掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法；④掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法；⑤学会用MATLAB对信号进行分析和处理。3.课程设计内容录制一段自己的语音信号，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，采用窗函数法或双线性变换设计滤波器，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语音信号进行滤波，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；最后，用MATLAB设计一信号处理系统界面。4.课程设计实现（1）语音信号的采集利用windows下的录音机或其他软件，录制一段自己的话音，时间控制在1秒左右。然后在MATLAB软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。通过wavread函数的使用，要求理解采样频率、采样位数等概念。wavread函数调用格式：y=wavread(file)，读取file所规定的wav文件，返回采样值放在向量y中。[y,fs,nbits]=wavread(file)，采样值放在向量y中，fs表示采样频率（Hz），nbits表示采样位数。y=wavread(file,N)，读取前N点的采样值放在向量y中。y=wavread(file,[N1,N2])，读取从N1点到N2点的采样值放在向量y中。（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；然后对语音信号进行频谱分析，在MATLAB中，可以利用函数fft对信号进行快速付立叶变换，得到信号的频谱特性；从而加深对频谱特性的理解。其程序如下：Fs=20210;bits=16;T=1;ts=1/Fs;N=38;[x,Fs,bits]=wavread('sent.wav');x=x(:,1);m=length(x);sound(x,Fs,bits);y=fft(x,m);%对录制的信号进行傅立叶变换f=(Fs/m)*[1:m];t=[1:m]/Fs;subplot(211);plot(t,x);title('原始信号波形');xlabel('时间');subplot(212);plot(f,abs(y));title('原始信号频谱');xlabel('频率');图1.1原始信号的时域图与频域图（3）设计数字滤波器和画出频率响应根据语音信号的特点给出有关滤波器的性能指标：①低通滤波器性能指标，fp=1000Hz，fc=1200Hz，As=100dB，Ap=1dB；②高通滤波器性能指标，fc=4800Hz，fp=5000HzAs=100dB，Ap=1dB；③带通滤波器性能指标，fp1=1200Hz，fp2=3000Hz，fc1=1000Hz，fc2=3200Hz，As=100dB，Ap=1dB。要求首先用窗函数法设计上面要求的三种滤波器，在MATLAB中，可以利用函数fir1设计FIR滤波器；然后在用双线性变换法设计上面要求的三种滤波器，在MATLAB中，可以利用函数butte、cheby1和ellip设计IIR滤波器；最后，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比较两种滤波器的性能，然后用性能好的各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。其程序如下：noise1=0.01*sin(2*pi*10000*t);%高频噪声noise2=0.01*sin(2*pi*100*t);%低频噪声fp1=1000;fs1=3000;wp1=2*pi*fp1/Fs;ws1=2*pi*fs1/Fs;X1=x+noise1';%加了高频噪声的信号sound(X1,Fs,bits);%回放噪声信号Y11=fft(X1,m);%对加了高频噪声的信号进行傅立叶变换figure;subplot(321);plot(t,X1);title('加了高频噪声的信号时域图');xlabel('时间');subplot(322);plot(f,abs(Y11));title('加了高频噪声的信号频谱图');xlabel('频率');wc1=(wp1+ws1)/2;b1=fir1(N,wc1,kaiser(N+1));%调用kaiser计算低通FIRDF的b1（n）[hn1w1]=freqz(b1,1,512);subplot(323);plot(w1/pi,20*log10(abs(hn1)));title('低通滤波器幅频');xlabel('w');subplot(324);plot(w1/pi,unwrap(angle(hn1)));title('低通滤波器相频');xlabel('w');x1get=filter(b1,1,X1);Y1get=fft(x1get,m);sound(x1get,Fs,bits);subplot(325);plot(t,x1get);title('加了高频噪声的信号滤波后时域图');xlabel('time(s)');subplot(326);plot(f,abs(Y1get));title('加了高频噪声的信号滤波后频谱图');xlabel('frequency(hz)');图1.2低通滤波部分运行结果图由噪声信号和滤波后的信号的时域图和频谱图可看出噪声信号（高频部分）中的噪声成分已成功的去除，因而设计成功由滤波器的幅频和相频图可看出滤波器的设计也符合要求。fp2=1000;fs2=800;wp2=2*fp2/Fs;ws2=2*fs2/Fs;X2=x+noise2';%加了低频噪声的信号sound(X2,Fs,bits);%回放噪声信号Y21=fft(X2,m);%对加了低频噪声的信号进行傅立叶变换figure;subplot(321);plot(t,X2);title('加了低频噪声的信号时域图');xlabel('time(s)');subplot(322);plot(f,abs(Y21));title('加了低频噪声的信号频谱图');xlabel('frequency(hz)');wc2=(wp2+ws2)/2;b2=fir1(N,wc2,'high',kaiser(N+1));%调用kaiser计算高通FIRDF的b2（n）[hn2w2]=freqz(b2,1,512);subplot(323);plot(w2/pi,20*log10(abs(hn2)));title('高通滤波器幅频');xlabel('w');subplot(324);plot(w2/pi,unwrap(angle(hn2)));title('高通滤波器相频');xlabel('w');x2get=filter(b2,1,X2);Y2get=fft(x2get,m);sound(x2get,Fs,bits);subplot(325);plot(t,x2get);title('加了低频噪声的信号滤波后时域图');xlabel('时间');subplot(326);plot(f,abs(Y2get));title('加了低频噪声的信号滤波后频谱图');xlabel('频率');图1.3高通滤波部分运行结果图由噪声信号和滤波后的信号的时域图和频谱图可看出噪声信号（高频部分）中的噪声成分已成功的去除，因而设计成功由滤波器的幅频和相频图可看出滤波器的设计也符合要求。（6）回放语音信号在MATLAB中，函数sound可以对声音进行回放。其调用格式：sound(x,fs,bits)；可以感觉滤波前后的声音有变化。（7）设计系统界面为了使编制的程序操作方便，对于有能力的学生，可以利用MATLAB进行图形用户界面的设计。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，选择信号等。2.使用FFT任意三个同频带信号的频分复用1.课程设计的目的综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。2.课程设计的基本要求（1）熟悉离散信号和系统的时域特性。（2）掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。（3）掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法，利用序列傅里叶变换对离散信号和系统响应进行频域分析。（4）学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。（5）掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法。3.课程设计内容选择3个不同信号进行频谱分析，根据信号的频谱特征设计3个不同的数字滤波器，将三路信号合成一路信号，分析合成信号的时域特点和频域特点，然后将合成信号分别通过设计好的3个数字滤波器，分离原来的三路信号，分析得到的三路信号的时域波形和频谱，与原始信号进行对比说明频分复用的特点。4.课程设计实现步骤（1)产生三路信号利用MATLAB语言产生三个不同频段的信号。t=-1:0.001:1;n=1:256;N=512;fs=1000;x1=sin(100*pi*t);f1=n*fs/N;figure(1);subplot(3,1,1)plot(x1);title('x1');xlabel('时间');ylabel('幅值');axis([0,100,-1.2,1.2])x2=sin(300*pi*t);subplot(3,1,2)plot(x2);title('x2');xlabel('时间）');ylabel('幅值');axis([0,100,-1.2,1.2])x3=sin(500*pi*t);subplot(3,1,3)title('x3');xlabel('时间');ylabel('幅值');axis([0,100,-1.2,1.2]);（2)对三路信号进行频谱分析画出三路信号的时域波形；然后对信号进行频谱分析，在MATLAB中，可以利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。y1=fft(x1,512);figure(2);subplot(3,1,1)plot(f1,abs(y1(1:256)));title('x1的频域波形');xlabel('x1的频率（Hz）');ylabel('x1的幅值');axis([0,500,0,300])y2=fft(x2,512);subplot(3,1,2)plot(f1,abs(y2(1:256)));title('x2的频域波形');xlabel('x2的频率（Hz）');ylabel('x2的幅值');axis([0,500,0,300])y3=fft(x3,512);subplot(3,1,3)plot(f1,abs(y3(1:256)));title('x3的频域波形');xlabel('x3的频率（Hz）');ylabel('x3的幅值');axis([0,500,0,300])(3)设计数字滤波器并画出频率响应根据三路信号的频谱特点得到性能指标，由性能指标设计三个数字滤波器。在MATLAB中，利用函firl设计FIR滤波器，利用函数butte、chebyl和ellip设计IIR滤波器；最后，利用MATLAB中的函数freqz画出各滤波器的频率响应。fs1=1000;wpz=2*50*pi/fs1;wsz=2*60*pi/fs1;rp1=1;rs1=20;[Nd,wdc]=buttord(wpz,wsz,rp1,rs1);[Bdz,Adz]=butter(Nd,wdc);[h1,f1]=freqz(Bdz,Adz,512,fs1);figure(7)plot(f1,abs(h1));gridonxlabel('hz');ylabel('db');title('巴特沃兹低通滤波器的频率特性');fs2=2021;Rp2=1;Rs2=40;wp1=2*100*pi/fs2;wp2=2*300*pi/fs2;ws1=2*60*pi/fs2;ws2=2*500*pi/fs2;Wp=[wp1/pi,wp2/pi];Ws=[ws1/pi,ws2/pi];[N,Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,Rp2,Rs2);[B,A]=cheby1(N,Rp2,Wn);[h2,f2]=freqz(B,A,512,fs2);figure(8)plot(f2,abs(h2));gridonxlabel('hz');ylabel('db');title('切比雪夫带通滤波器的频率特性');axis([0,600,0,1.1]);fp1=450;fpu=700;fs1=350;fsu=800;fs=2021;wp3=[2*fp1/fs,2*fpu/fs];ws3=[2*fs1/fs,2*fsu/fs];rp3=1;rs3=30;[N3,wpo3]=ellipord(wp3,ws3,rp3,rs3);[Be,Ae]=ellip(N3,rp3,rs3,wpo3);[h3,f3]=freqz(Be,Ae,512,fs);figure(9)plot(f3,abs(h3));gridonxlabel('hz'),ylabel('db');title('椭圆带通滤波器的频率特性');axis([0,1000,0,1.1]);(4)信号合成将三路信号叠加为一路信号。x=x1+x2+x3;figure(3)subplot(211);plot(x(1:100));title('三个信号叠加的时域波形');y=fft(x,512);subplot(212);plot(f1,abs(y(1:256)));title('三个信号叠加的频谱');axis([0,600,0,250]);(5)用滤波器对信号进行滤波要求学生用自己设计的滤波器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。y1=filter(Bdz,Adz,x);figure(4)plot(y1(1:256));title('滤波后x1的时域波形');axis([0,100,-2,2])y2=filter(B,A,x);figure(5)plot(512*t,y2);title('滤波后x2的时域波形');axis([0,100,-2,2])y3=filter(Be,Ae,x);figure(6)plot(y3);title('滤波后x3的时域波形');axis([0,100,-1,1])(6)分析得到信号的频谱对得到的信号进行fft快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性，与原始信号进行比较并画出信号的时域波形和频谱。Y1=fft(y1,512);f1=1000*(0:256)/512;plot(f1,abs(Y1(1:257)));title('滤波后x1的频谱波形');axis([0,250,0,250])Y2=fft(y2,512);f2=1000*(0:256)/512;plot(f2,abs(Y2(1:257)));title('滤波后x2的频谱波形');axis([0,250,0,250])Y3=fft(y3,512);f3=1000*(0:256)/512;plot(f3,abs(Y3(1:257)));title('滤波后x3的频谱波形');axis([0,500,0,300])关于此次数字信号处理实验的心得体会以及收获感想

咖啡店创业计划书第一部分：背景在中国，人们越来越爱喝咖啡。随之而来的咖啡文化充满生活的每个时刻。无论在家里、还是在办公室或各种社交场合，人们都在品着咖啡。咖啡逐渐与时尚、现代生活联系在一齐。遍布各地的咖啡屋成为人们交谈、听音乐、休息的好地方，咖啡丰富着我们的生活，也缩短了你我之间的距离，咖啡逐渐发展为一种文化。随着咖啡这一有着悠久历史饮品的广为人知，咖啡正在被越来越多的中国人所理解。第二部分：项目介绍第三部分：创业优势目前大学校园的这片市场还是空白，竞争压力小。而且前期投资也不是很高，此刻国家鼓励大学生毕业后自主创业，有一系列的优惠政策以及贷款支持。再者大学生往往对未来充满期望，他们有着年轻的血液、蓬勃的朝气，以及初生牛犊不怕虎的精神，而这些都是一个创业者就应具备的素质。大学生在学校里学到了很多理论性的东西，有着较高层次的技术优势，现代大学生有创新精神，有对传统观念和传统行业挑战的信心和欲望，而这种创新精神也往往造就了大学生创业的动力源泉，成为成功创业的精神基础。大学生创业的最大好处在于能提高自己的潜力、增长经验，以及学以致用;最大的诱人之处是透过成功创业，能够实现自己的理想，证明自己的价值。第四部分：预算1、咖啡店店面费用咖啡店店面是租赁建筑物。与建筑物业主经过协商，以合同形式达成房屋租赁协议。协议资料包括房屋地址、面积、结构、使用年限、租赁费用、支付费用方法等。租赁的优点是投资少、回收期限短。预算10-15平米店面，启动费用大约在9-12万元。2、装修设计费用咖啡店的满座率、桌面的周转率以及气候、节日等因素对收益影响较大。咖啡馆的消费却相对较高，主要针对的也是学生人群，咖啡店布局、格调及采用何种材料和咖啡店效果图、平面图、施工图的设计费用，大约6000元左右3、装修、装饰费用具体费用包括以下几种。(1)外墙装饰费用。包括招牌、墙面、装饰费用。(2)店内装修费用。包括天花板、油漆、装饰费用，木工、等费用。(3)其他装修材料的费用。玻璃、地板、灯具、人工费用也应计算在内。整体预算按标准装修费用为360元/平米，装修费用共360*15=5400元。4、设备设施购买费用具体设备主要有以下种类。(1)沙发、桌、椅、货架。共计2250元(2)音响系统。共计450(3)吧台所用的烹饪设备、储存设备、洗涤设备、加工保温设备。共计600(4)产品制造使用所需的吧台、咖啡杯、冲茶器、各种小碟等。共计300净水机，采用美的品牌，这种净水器每一天能生产12l纯净水，每一天销售咖啡及其他饮料100至200杯，价格大约在人民币1200元上下。咖啡机，咖啡机选取的是电控半自动咖啡机，咖啡机的报价此刻就应在人民币350元左右，加上另外的附件也不会超过1200元。磨豆机，价格在330―480元之间。冰砂机，价格大约是400元一台，有点要说明的是，最好是买两台，不然夏天也许会不够用。制冰机，从制冰量上来说，一般是要留有富余。款制冰机每一天的制冰量是12kg。价格稍高550元，质量较好，所以能够用很多年，这么算来也是比较合算的。5、首次备货费用包括购买常用物品及低值易耗品，吧台用各种咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的费用。大约1000元6、开业费用开业费用主要包括以下几种。(1)营业执照办理费、登记费、保险费;预计3000元(2)营销广告费用;预计450元7、周转金开业初期，咖啡店要准备必须量的流动资金，主要用于咖啡店开业初期的正常运营。预计2000元共计： 120000+6000+5400+2250+450+600+300+1200+1200+480+400+550+1000+3000+450+2000=145280元第五部分：发展计划1、营业额计划那里的营业额是指咖啡店日常营业收入的多少。在拟定营业额目标时，必须要依据目前市场的状况，再思考到咖啡店的经营方向以及当前的物价情形，予以综合衡量。按照目前流动人口以及人们对咖啡的喜好预计每一天的营业额为400-800，根据淡旺季的不同可能上下浮动2、采购计划依据拟订的商品计划，实际展开采购作业时，为使采购资金得到有效运用以及商品构成达成平衡，务必针对设定的商品资料排定采购计划。透过营业额计划、商品计划与采购计划的确立，我们不难了解，一家咖啡店为了营业目标的达成，同时有效地完成商品构成与灵活地运用采购资金，各项基本的计划是不可或缺的。当一家咖啡店设定了营业计划、商品计划及采购计划之后，即可依照设定的采购金额进行商品的采购。经过进货手续检验、标价之后，即可写在菜单上。之后务必思考的事情，就是如何有效地将这些商品销售出去。3、人员计划为了到达设定的经营目标，经营者务必对人员的任用与工作的分派有一个明确的计划。有效利用人力资源，开展人员培训，都是我们务必思考的。4、经费计划经营经费的分派是管理的重点工作。通常能够将咖啡店经营经费分为人事类费用(薪资、伙食费、奖金等)、设备类费用(修缮费、折旧、租金等)、维持类费用(水电费、消耗品费、事务费、杂费等)和营业类费用(广告宣传费、包装费、营业税等)。还能够依其性质划分成固定费用与变动费用。我们要针对过去的实际业绩设定可能增加的经费幅度。5、财务计划财务计划中的损益计划最能反映全店的经营成果。咖啡店经营者在营运资金的收支上要进行控制，以便做到经营资金合理的调派与运用。总之，以上所列的六项基本计划(营业额、商品采购、销售促进、人员、经费、财务)是咖啡店管理不可或缺的。当然，有一些咖啡店为求管理上更深入，也能够配合工作实际需要制订一些其他辅助性计划。第六部分：市场分析2019-2021年中国咖啡市场经历了高速增长的阶段，在此期间咖啡市场总体销售的复合增长率到达了17%;高速增长的市场为咖啡生产企业带给了广阔的市场空间，国外咖啡生产企业如雀巢、卡夫、ucc等企业纷纷加大了在中国的投资力度，为争取未来中国咖啡市场的领先地位打下了良好的基础。咖啡饮料主要是指速溶咖啡和灌装即饮咖啡两大类咖啡饮品;在速溶咖啡方面，2018-2021年间