数字信号处理课程设计题目..docVIP

数字信号处理课程设计题目 题目1：典型序列的谱分析及特性 对于三种典型序列------单位采样序列、实指数序列、矩形序列，要求： （1）画出以上序列的时域波形图； （2）求出以上序列的傅里叶变换； （3）画出以上序列的幅度谱及相位谱，并对相关结果予以理论分析； （4）对以上序列分别进行时移，画出时移后序列的频谱图，验证傅里叶变换的时移性质； （5）对以上序列的频谱分别进行频移，求出频移后频谱所对应的序列，并画出序列的时域波形图，验证傅里叶变换的频移性质。 题目2：电话拨号音自动检测 DTMF信号是用户线信令的重要代表，它携带了主叫号码的信息。对DTMF信号进行检测是电话系统的一个重要功能。DTMF信号用7个频率来表示0~9和#、*共12个电话按键，这7个频率分成低频（679Hz、770Hz、852Hz、941Hz）和高频（1209Hz、1336Hz、1477Hz）两组，分别作为行频率和列频率来表示电话按键，DTMF频率表如下所示： 1209 1336 1477 1633 679 1 2 3 备用 770 4 5 6 852 7 8 9 941 # 0 * 在数字信号处理试验课中，我们已经使用STFT的方式对DTMF信号进行了初步的解码。在课程设计阶段，要求采用滤波器的方法对DTMF信号进行自动识别。算法的基本思路如下： 合成出要识别的DTMF信号； 设计一个滤波器将高频和低频分开； 设计一种判决方法来判别频率的归属； 将判决结果转换成按键号码。 题目3：空气柱主频率模型测定 当我们向暖水瓶倒水时，暖水瓶中的空气柱会发生振动。随着水位的升高,空气柱越来越短，空气柱振动的频率越来越大，音调就越来越高，所以根据声音音调的高低就能知道水是否灌满。甚至我们可以量化这个过程，根据倒水声音音调的高低来反算水位的高低。 笔者对倒水的过程进行了采集试验，选用标准暖水瓶一个，用近似匀速的水流在43秒时间内将水瓶贮满，声音文件的STFT频谱图如下图所示： 题目的基本要求如下： 建立水位高度H和振动频率f的数学模型； 自行设计一个倒水的过程，采集倒水过程的音频信号； 用试验五的STFT程序对倒水声音进行分析； 分离信号基本频率和水位高度的函数曲线； 用函数曲线来验证数学模型的正确性。 题目4：钢琴琴键声音合成 钢琴声音优美号称“乐器之王”，据研究发现钢琴的声音是若干基本频率的倍频合成的。笔者对此进行了分析试验，弹奏钢琴产生16个音符，分别是“Do/Re/Mi/Fa/So/La/Si/Do(高)/ Do(高)/Si/La/So/Fa/Mi/Re/Do”，对此信号进行STFT，时频谱如下图所示： 试验很好的验证了上述理论。根据上述论述题目的基本要求如下： 找到Do/Re/Mi/Fa/So/La/Si/Do(高)的基频； 找出基频与倍频之间能量比率的关系； 编写函数，用正弦波来合成钢琴的声音。 题目5：使用经典滤波器进行语音信号去噪 录制一段自己的语音信号（可以录制含有噪音的信号，或者录制语音后再加进噪音信号），要求： （1）对语音信号进行采样； （2）画出采样后语音信号的时域波形和频谱图； （3）设计一个合适的滤波器，并画出滤波器的频率响应曲线； （4）用设计的滤波器对语音信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱图； （5）对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化； （6）回放语音信号。 题目6：经典滤波器的设计和使用 自行产生一个数字信号，要求： （1）必须包含低频、中频、高频分量； （2）画出数字信号的时域波形图和频谱图； （3）对数字信号进行采样，并进行频谱分析； （4）分别设计低通、带通、高通三种滤波器，对信号进行滤波处理，观察滤波后信号的频谱。 题目7：用FFT实现快速卷积 FFT的出现，使DFT在数字通信、语音信号处理、图像处理、功率谱估计、系统分析与仿真、雷达信号处理、光学、地震及数值分析等各个领域都得到广泛应用。然而，各种应用一般都以卷积和相关运算为依据。在实际应用中，为了分析时域离散LTI系统或者序列滤波时，需要计算两个序列的线性卷积。为了提高运算速度，可以利用FFT来实现。 要求：参考课本上第90页的内容（3.4.1 用DFT计算线性卷积），设计并编写程序来实现重叠相加法计算线性卷积。 题目8：揭示声波测距的秘密 声波测距的原理很简单：声波发射器发出声波，接受器接收反射回波，计算中间的时延，乘以声波速度再除以2，就得到了距离。在这里要求用喇叭和麦克风来搭建一个最简单的声波测距系统。要求： （1）合成测距用的chirp信号； （2）将系统对准天花板播放chirp信号并采集回波； （3）用相关方法来识别回拨信号位置； （4）根据回波位置折算距离。