数字滤波器的设计开题报告

时间：2020-11-26 12:41:00 开题报告我要投稿

数字滤波器的设计开题报告范文

　　基于matlab的FIR滤波器设计开题报告

数字滤波器的设计开题报告范文

　　一、研究背景

　　数字滤波器和模拟滤波器有着相同的滤波概念，根据其频率响应特性可分为低通、高通、带通、带阻等类型，与模拟滤波器相比，数字滤波器除了具有数字信号处理的固有优点外，还有滤波精度高、稳定性好、灵活性强等优点。

　　数字滤波器可以过滤时间离散信号，通过对抽样数据进行数字处理来达到频域滤波的目的。由于计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现。

　　FIR滤波器具有严格的线性相位，可以具有任意的幅度特性，且是可物理实现的因果系统，因此被广泛地应用在现代通信技术当中，如解调器中的位同步与位定时提取、自适应均衡去码间串扰以及话音的自适应编码等。可见对基于MATLAB的FIR滤波器的研究是具有非常重要的现实意义的。在高度信息化的今天，随着计算机技术，基于视觉的图像处理技术，模式识别等领域的不断研究与发展，图像识别技术得到更快的发展，并在检测的实时性和准确性方面有更新的突破，所以将数字滤波器应用在工业缺陷零件的检测上也成为当今一热点课题。

　　MATLAB既具有结构化的控制语言，又能面向对象编程，语法限制不严格，具有强大的图形功能和功能强大的工具箱。它为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器，并且提供了完整的`联机查询、帮助系统和比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。

　　二、国内外研究现状

　　在数字信号处理中，FIR数字滤波器是最常用的单元之一。数字滤波器精确度高、使用灵活、可靠性高，具有模拟设备所没有的许多优点，已广泛地应用于各个科学技术领域，例如数字电视、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。随着信息时代数字时代的到来，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，例如，模拟电路元件对温度的敏感性，等等。而采用数字技术则避免很多类似的难题，当然数字滤波器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。

　　由于我们所面对的工程问题越来越复杂，过去所依赖分析的技术已逐渐不敷使用。利用电脑来分析及解决工程问题已是当今工程师的必要工具。使用 matlab 软件进行科学计算，能够极大加快科研人员进行研究开发的进度，减少在编写程序和开发算法方面所消耗的时间和有限的经费，从而获得最大的效能。

　　三、研究方案

　　1、数字滤波器利用离散系统的特性对系统输入信号进行加工和变换，改变输入序列的频谱或信号波形，让有用的频率分量通过，抑制无用的信号分量输出。如果要处理的信号是模拟信号，就可以通过A/D 或者D/A 转换，在信号形式上进行匹配转换，同样可以使用数字滤波器对模拟信号进行滤波。

　　2、利用MATLAB设计滤波器，随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便的优化滤波器的设计，本设计采用窗函数法和频率采样法来设计。

　　3、结合实际生产要求，采集工业零件图像，选择已设计出的FIR数字滤波器对图像进行处理，对含有噪声的图像进行去噪和筛选。

　　4、在图像处理过程中调节滤波器的相关参数，寻求一个物理上可实现的系统函数H(z)，使其频率响应H(z)满足所希望得到的频域指标，即符合给定的通带截止频率、阻带截止频率、通带衰减系数和阻带衰减系数，从而得到理想的效果，同时分析各参数对滤波器的影响。

　　四、预期结果

　　1、实现较好的滤波作用。在实际应用中只需按需求修改滤波器参数，并结合程序的相应改动，即可实现不同功能的滤波器。最后可得到准确度高、稳定性好，易于移植使用的最佳滤波器，具有较强的实用性与灵活性。Matlab可方便地设计出FIR数字滤波器，并且修改系数方便。

　　2、通过对FIR数字滤波器的参数的设置和滤波器的通带和频率的调节，结合图像的特点和实际的要求，从而实现在工业生产中采集需要的合格的工业零件。

　　3、通过对大小、性质完全相同的图像进行滤波的效果，和采用数字滤波器的通带和频率的调整，完成对图像和信号的采集，通过对比和仿真，深入了解模拟和数字滤波器的功能和性能。

　　4、通过对数字低通滤波器的设计，熟悉了MATLAB的运行环境，初步掌握了MATLAB语言在数字信号处理中一些基本库函数的调用和编写基本程序等应用；熟悉了滤波器设计的一般原理，对滤波器有了一个感性的认识。总之，使理论联系了实际，巩固并深化了对课本基本知识的认识和理解，使理论得以升华。

【数字滤波器的设计开题报告范文】相关文章：