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一、课程设计目的《数字信号处理》课程是一门理论和技术发展十分迅速、应用非常广泛的前沿性学科，它的理论性和实践性都很强，学生在学习这门课程时，普遍感到数字信号处理的概念抽象，对其中的分析方法与基本理论不能很好地理解与掌握。因此，如何帮助学生理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及综合应用所学知识解决实际问题的能力，是本课程教学中所要解决的关键问题。为了巩固所学的数字信号处理理论知识，使学生对信号的采集、处理、传输、显示和存储等有一个系统的掌握和理解，安排了该课程的课程设计。通过课程设计，应能加强学生如下能力的培养：1、独立工作能力和创造力；2、综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力；3、查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；4、编写技术报告和编制技术资料的能力。二、一般设计要求1、独立完成设计任务。2、按照设计任务写出设计工作小结。对设计过程所进行的有关步骤作出说明，并对完成的设计作出评价，总结自己整个设计工作中的经验教训，收获和今后研究方向。3、编写课程设计说明书，说明书必须按统一格式打印，装订成册，字数一般不少于三千字。三、设计课题题目一语音信号处理系统设计（一）课程设计主要内容1、语音信号的采集利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1s内，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。2、语音信号的频谱分析在Matlab中，，可以利用函数FFT对信号进行快速傅立叶变换，得到信号的频谱特性，要求学生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。3、设计数字滤波器和画出其频率响应给出各滤波器的性能指标；给定滤波器的性能指标如下：(1)低通滤波器的性能指标：bf=1000Hz,cf=1200Hz,sA=100dB,pA=1dB.(2)高通滤波器的性能指标：cf=4800Hz,bf=5000Hz,sA=100dB,pA=1dB.1(3)带通滤波器的性能指标：1bf=1200Hz,2bf=3000Hz,1cf=1000Hz,2cf=3200Hz,sA=100dB,pA=1dB。采用窗函数法和双线性变换法设计上面要求的3种滤波器，并画出滤波器的频率响应；4、用滤波器对信号进行滤波然后用自己设计的滤波器对采集到的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形及频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；5、回放语音信号，分析滤波前后的语音变化；6、设计系统界面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，选择信号等。（二）课程设计报告要求1、研究语音信号的特点；2、探讨语音分析与识别、处理的基本理论基础、关键技术；3、写出各步骤的MATLAB的程序代码；4、分析采集的语音信号的时域波形与频谱；分析滤波前后语音信号的波形与频谱；5、滤波器的设计可采用图形化设计工具FDATool和图形化信号处理设计工具SPTool。题目二：数字调音台（一）课程设计主要内容1、请任选一首你喜爱的歌曲（最好歌曲可以通过菜单选择），采用已经学过的信号处理知识，设计高通、带通、低通、带阻几种滤波器，对其进行数字信号滤波，观察信号的变化；2、实时显示处理前的信号频谱和处理后的信号频谱；3、设计系统界面：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等；4、通过扬声器播放处理过的信号，听信号有什么变化。（二）课程设计报告要求1、研究语音信号的特点；2、探讨语音分析与识别、处理的基本理论基础、关键技术；3、写出各步骤的MATLAB的程序代码；4、分析信号的时域波形与频谱；分析滤波前后信号的波形与频谱；5、解释为什么电话中唱歌，不好听？6、滤波器的设计可采用图形化设计工具FDATool和图形化信号处理设计工具SPTool。题目三：音乐信号的处理与分析2（一）课程设计内容1、音乐信号的音谱和频谱观察使用windows下的录音机录制一段音乐信号或采用其它软件截取一段音乐信号（要求：时间不超过5s、文件格式为wav文件）(1)使用wavread语句读取音乐信号，获取抽样率；（注意：读取的信号是双声道信号，即为双列向量，需要分列处理）；(2)输出音乐信号的波形和频谱，观察现象；(3)使用sound语句播放音乐信号，注意不同抽样率下的音调变化，解释现象。2、音乐信号的抽取（减抽样）(1)观察音乐信号频率上限，选择适当的抽取间隔对信号进行减抽样（给出两种抽取间隔，代表混叠与非混叠）；(2)输出减抽样音乐信号的波形和频谱，观察现象，给出理论解释；(3)播放减抽样音乐信号，注意抽样率的改变，比较不同抽取间隔下的声音，解释现象。3、音乐信号的AM调制(1)观察音乐信号频率上限，选择适当调制频率对信号进行调制（给出高、低两种调制频率）；(2)输出调制信号的波形和频谱，观察现象，给出理论解释；(3)播放调制音乐信号，注意不同调制频率下的声音，解释现象。4、AM调制音乐信号的同步解调(1)设计巴特沃斯IIR滤波器完成同步解调；观察滤波器频率响应曲线；(2)用窗函数法设计FIR滤波器完成同步解调，观察滤波器频率响应曲线；（要求：分别使用矩形窗和布莱克曼窗，进行比较）；(3)输出解调信号的波形和频谱，观察现象，给出理论解释；(4)播放解调音乐信号，比较不同滤波器下的声音，解释现象。5、设计系统界面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显示音乐信号、抽样音乐信号、调制信号、解调信号的波形、频谱，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等。（二）课程设计报告要求1、研究音乐信号的特点；2、探讨语音分析与识别、处理的基本理论基础、关键技术；3、写出各步骤的MATLAB的程序代码；4、分析信号的时域波形与频谱；分析滤波前后信号的波形与频谱；5、滤波器的设计可采用图形化设计工具FDATool和图形化信号处理设计工具SPTool。3题目四、语音信号水印技术系统设计（一）课程设计内容在保密数据传输应用中，有时采用将一句话或一段文字或一段音乐隐藏在另一段音乐中，然后利用专门的算法来提取所传的信息，这种方法称为数字水印技术。这种方法的好处是将信息隐藏在极为平常的声音或其它媒介中，不易被察觉。(1)利用语音获取设备获取需要传送的保密语音信号；(2)选择用于传输保密语音信号的普通声音载体，可以是广为流传的歌曲、音乐或其他声音文件；(3)采用数字水印技术进行信息处理，这个处理过程可以选用多种方式，可查阅参考相应文献，最简单的办法就是将需要传送的语音信号的每一个比特分别加入到载体信号每一个采样的最低位，这样对载体信号的影响最小，保密信息也可以被简单的提取。同时也可以考虑在频域对其进行处理；(4)对加入水印信息的文件及未加之前文件的频域及时域信号进行对比，分析其影响；(5)对加入水印信息的文件进行各种滤波处理，然后再对其进行水印提取，观察其结果；(6)编制用户界面，可自由发挥。（二）课程设计要求1、研究语音信号的特点；2、探讨语音分析与识别、处理的基本理论基础、关键技术；3、写出各步骤的MATLAB的程序代码；4、分析语音信号及加入水印信号的时域波形与频谱；分析滤波前后语音信号及加入水印信号的波形与频谱；5、滤波器的设计可采用图形化设计工具FDATool和图形化信号处理设计工具SPTool；题目五基于MATLAB的语音信号的特技处理（一）课程设计内容1、利用Windows下的录音机或其他软件，录制一段自己的语音信号，时间控制在1s左右，并对录制的信号进行采样；2、语音信号的频谱分析，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；3、将信号加入延时和混响，再分析其频谱，并与原始信号频谱进行比较；4、设计几种特殊类型的滤波器：单回声滤波器，多重回声滤波器，无限个回声滤波器，全通结构的混响器，并画出滤波器的频域响应；5、用自己设计的滤波器对采集的语音信号进行滤波；6、分析得到信号的频谱，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；7、回放语音信号。8、设计用户界面，可自由发挥。4（二）课程设计报告要求1、研究语音信号的特点；2、探讨语音分析与识别、处理的基本理论基础、关键技术；3、写出各步骤的MATLAB的程序代码；4、分析采集的语音信号的时域波形与频谱；分析滤波前后语音信号的波形与频谱；5、滤波器的设计可采用图形化设计工具FDATool和图形化信号处理设计工具SPTool。题目六图像处理系统设计与实现（一）课程设计内容1、自行设计美观的用户界面；2、所有参数设置力求可动态修改；3、基本功能：(1)选取4幅以上图像资料用作测试素材；(2)软件具备几何变换、空域滤波、频域滤波等功能，可由用户在运行时通过“打开”对话框自行选择图像文件；(3)可以显示空域图像、滤波器频响、频域图谱（幅度、相位）等；(4)可加入简单噪声（定量信号）、随机噪声（高斯噪声等），并进行去噪处理；(5)鼓励做成图像浏览器样式。(6)鼓励自行补充、完善其他功能。（二）课程设计报告要求1、写出各步骤的MATLAB(VC++)的程序代码；2、分析图像信号的时域波形与频谱；分析变换前后图像信号的波形与频谱。3、撰写课程设计报告。