《随机信号分析与处理》实验报告完整版GUI内附完整函数代码.doc

《随机信号分析与处理》
实验报告
指导教师 :
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学 　 号　:
姓　 名 ：
　 　　 　 　 　 　
实验一 熟悉MＡTLAB的随机信号处理相关命令
一、实验目的
１、熟悉GUＩ格式的编程及使用.
２、掌握随机信号的简单分析方法
3、熟悉语音信号的播放、波形显示、均值等的分析方法及其编程
二、实验原理
１、语音的录入与打开
在ＭAＴＬAB中，［y,ｆs,bits］＝wavｒeａd(’Ｂlｉp’，[N1 N2]）;用于读取语音，采样值放在向量y中，fs表示采样频率(Hｚ），ｂits表示采样位数。[Ｎ1 Ｎ2］表示读取从N１点到N2点的值.
２,均匀分布白噪声
在matlａb中，有x=rand（a,b）产生均匀白噪声序列的函数，通过与语言信号的叠加来分析其特性.
３、均值
随机变量Ｘ 的均值也称为数学期望,它定义为
对于离散型随机变量,假定随机变量X 有N 个可能取值,各个取值的概率为则均值定义为
上式表明,离散型随机变量的均值等于随机变量的取值乘以取值的概率之和,如果取值是等概率的，那么均值就是取值的算术平均值,如果取值不是等概率的，那么均值就是概率加权和，所以，均值也称为统计平均值。
4、方差
定义 　 　　 　 　 　
为随机过程的方差。方差通常也记为D【X(t）】　，随机过程的方差也是时间　t 的函数,　由方差的定义可以看出，方差是非负函数。
5、自相关函数
设任意两个时刻，，定义
为随机过程X（t)的自相关函数,简称为相关函数。自相关函数可正,可负，其绝对值越大表示相关性越强.
6。哈明（hamming)窗
（）
（１0。101）
B ＝　1．3Δf，Ａ = —43dB，D＝ -6dＢ/oｃt.
哈明窗本质上和汉宁窗是一样的，只是系数不同。哈明窗比汉宁窗消除旁瓣的效果好一些而且主瓣稍窄，但是旁瓣衰减较慢是不利的方面。适当地改变系数，可得到不同特性的窗函数.
三、实验结果分析
1，语言信号
图为原始语音信号的原始图及取不同样值时的效果,取样值越多变化越快.

由图知：两个信号的叠加在幅度上叠加ﻩ
3．求均值
上图所示为对语音信号求均值的图形，在求均值时需要对信号加窗处理，否则出现的就是一个点不便于分析，所以上图是对信号加汉宁窗分别对32点和６4采样点求均值的图形,由原理知道不同的采样点的均值是不一样的,由图可以看出６4点的均值比32点的均值的图形更平滑,更接近与平行横轴，当继续加大采样点数时，最后均值会平行于横轴，所以当采样点数达到足够大时均值是一个常数。
４．求方差
如图所示是对两个不同的采样点数求方差的图形,同均值一样,求方差是也需要加床便于分析，由图可看书方差曲线总是在横轴的上方，即方差也总是大于0，图中3２点和６４点的方差对比可以看出不同的采样点数对应的方差不相同，
５。自相关函数
由图可知：自相关函数可正，可负,其绝对值越大表示相关性越强。

通过这次实验使我对随机信号处理这门课有了新的认识与理解，对matｌab这款软件有了更新的认识与了解，初次认识了什么事GUI，什么是工程与设计及懂得了查找资料的主要性。同时，通过实验也发现了自己很多不足与知识的短缺,特别是有关专业方面的知识点掌握的不是很好以后应该抓紧补回来，在今后的学****中也知道了什么是学****的重要方向。
实验二　随机信号处理的工程编程实现
一、实验目的
1、熟悉各种随机信号分析及处理方法。
2、掌握运用ＭＡTLAＢ中的统计工具包和信号处理工具包绘制概率密度的方法
二、实验原理

　平滑滤波可以与中值滤波结合使用，对应的线性平滑器可以仅仅用低阶的低通滤波器(如果采用高阶的系统，则将抹掉信号中应该保存的不连续性）.

利用双线性变换设计IIR滤波器(只介绍巴特沃斯数字滤波器的设计），首先要设计出满足指标要求的模拟滤波器的传递函数，然后由通过双线性变换可得所要设计的IＩR滤波器的系统函数。
3．协方差
设两个随机变量X和Ｙ，定义:ﻩ
为X和Y 的协方差。
其相关函数为：由此可见协方差的相关性与X和Ｙ是密切相关的,表征两个函数变化的相