毕业设计开题报告
设计题目 学生姓名 学号 专业 一、 课题的目的意义： 这次毕业设计的主要目的是进一步学习和巩固我们在大学这几年所学的知识，尤其是数字信号处理中的MATLAB和数字滤波知识。在设计过程中能综合运用所学的知识内容，进一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法，对数字滤波器的原理以及应用有较深的了解。另外在设计过程中，可以使我学会调查研究，收集处理资料，根据具体要求和设计规范选择并确定设计方案，利用标准图表和手册完成设计任务，培养综合运用已经掌握的知识解决一般设计问题的能力。进一步提高合理安排时间，设计计算、绘图、编制工程预算以及使用计算机的技能。同时对语音通信和图像处理行业的有关方针、技术规范有了一定的了解，在计算绘图、设计说明等方面得到训练，为今后从事程序设计工作奠定了基础。 二、资料调研分析： 数字滤波器早在20世纪40年代末就有人开始讨论它的可能性，50年代也有人讨论过，直到60年代中期才开始形成一套完整的正规理论。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已经可以用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实现。 数字滤波器是对数字信号进行滤波处理以得到期望的响应特性的离散时间系统。它按实现的网络结构或者从单位脉冲响应，分为IIR（无限脉冲响应）和FIR（有限脉冲响应）滤波器。如果IIR滤波器和FIR滤波器具有相同的性能，那么通常IIR滤波器可以用较低的阶数获得高的选择性，执行速度更快，所用的存储单元更少。但相比模拟滤波器，数字滤波器具有精确度高，使用灵活，可靠性高等优点，已广泛地应用在各个科学技术领域，如语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。随着数字信息时代的发展，数字滤波技术已经成为一门及其重要的科学和技术领域。以往的滤波器大多采用模拟电路技术，但是模拟电路技术存在很多难以解决的问题，而采用数字滤波器则可以避免很多类似的难题，当然它在其他方面也有很多突出的优点都是模拟技术所不能及的，所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。目前，数字滤波器的设计在图像处理、数据压缩等方面的应用取得了令人瞩目的成就，近年来迅速发展。 三、设计方案的可行性分析和预期目标： 有用的频率成分和需要滤除的频率成分有两种存在方式：一种是两者占有不同的频带，另一种就是两者的频带相互混叠。滤除第一种情况的干扰信号较简单，用分频滤波器就可以实现，但对第二种情况就需要根据随机信号内的一些统计分布规律，从干扰信号中尽可能的提取有用信号，这就用到了数字滤波器。目前，实现数字滤波器的方法有两种：一是采用计算机软件进行，即把所要做的工作通过程序让计算机来实现；二是设计专用的数字处理硬件。本次设计采用第一种方法，即用MATLAB提供的信号处理工具箱来实现数字滤波器。MATLAB信号处理工具箱提供了丰富的设计方法，可以使繁琐的程序设计简化成函数的调用，只要以正确的指标参数调用函数，就可以正确快捷地得到设计结果。 该设计方案主要采用比较法，比较FIR、 IIR滤波器设计方法的优缺点，根据实际情况确定最佳方案。在设计IIR滤波器时，常用两种设计方法：直接法和间接法。间接法可以利用一些现成的公式实现，但对于要求任意幅度特性的滤波器则不适合，此时需要采用直接法。在设计FIR数字滤波器时，采用窗函数法、频率抽样法、最佳一致逼近法、最小均方误差法等实现。通过对数字滤波器的技术指标（通带边界频率Wp、通带最大衰减Ap、阻带截止频率Ws、阻带最小衰减As）的对比，发现并总结IIR、FIR滤波器的优缺点，在实际应用中全面考虑并加以选择。比如在相对要求不敏感的场合，如语音通信等选用IIR滤波器比合适；而对图像处理、数据传输等以波形携带信号的系统，对线性相位要求较高，采用FIR滤波器比较好。最后设计出低通和高通数字滤波器并用相应的含噪信号检验滤波器的功能，另外，设计出GUI界面，当输入一个特定的数值时，可以直接输出响应的数值。 四、所需要的仪器设备、材料： 仪器设备:计算机 MATLAB软件 材料 1、高西全、丁玉美《数字信号处理（第三版）》西安电子科技大学出版社 2、赵知劲、刘顺兰《数字信号处理实验》.浙江大学出版社. 3、张志涌、杨祖樱《MATLAB教程》 北京航空航天大学出版社 2009 4、胡光书《数字信号处理—理论、算法与实现》清华大学出版社 2003 5、Koch k R.Yang Y.Robust Kalman filter for rank deficient observation models[J].Journal of Geodesy 1998 五、课题分阶段进度计划： 序号 1 起止日期 2.20~3.11 工 作 内 容 查阅与课题相关的中英文资料，翻译英文资料，进行系统总结设计，撰写开题报告 2 3.12~4.8 信号频谱分析，根据分析结果确定滤波器的响应频率，设计滤波器 3 4 5 4.9~5.6 5.7~5.31 6.1~6.8 编程实现滤波器设计及信号滤波 撰写设计说明书 总结毕业设计工作,准备答辩 实现滤波器的编程 完成说明书 完成答辩 设计出滤波器 阶段成果 完成开题报告 指导教师意见： 签字： 年 月 日
