基于MATLAB的FIR数字滤波器仿真与设计(开题报告)
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FIR数字滤波器设计论文页数:44
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自适应滤波器的设计开题报告页数:7
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FIR数字滤波器的MATLAB设计与实现
吉林大学珠海学院毕业论文FIR数字滤波器的MATLAB设计与实现MATLAB design and implementation ofFIR digital filter系别：电子信息系专业: 自动化姓名:学号：03110801指导教师姓名、职称：教授完成日期 2015 年 4 月 2 日吉林大学珠海学院本科毕业设计开题报告FIR数字滤波器的MATLAB设计与实现摘要随着社会的数字化进程,灵活性不足的模拟滤波器无法迎合社会的需求。
寻求一种可以稳定、快捷和灵活地将夹杂在所需信号中的干扰去除的方法，成为人们研究的课题.通过对比数字滤波器和模拟滤波器得知，数字滤波器在体积和重量方面的便携性，在使用方面的灵活性，在运算和应用效果方面表现出的高性能等优点。
而且,数字滤波器可以利用数字芯片或计算机软件来进行仿真,数据改变时可以通过软件改变其参数即可改变滤波器的性能,继续投入工作。
这对于提高企业工作效率和节约企业生产成本方面有重大影响。
数字滤波器具备的这些优点是使它成为数字信号处理的重要组成部分的因素之一。
本文主要讨论在MATLAB 操作环境下，通过窗函数法、频率采样法和最优等波动设计法设计出FIR数字滤波器。
经过Simulink仿真绘制出相应的图像曲线，对比信号滤波前后的图像，分析不同滤波器的性能。
关键词：数字信号；数字滤波器；MATLAB；SimulinkMATLAB design and implementationof FIR digital filterAbstractWith digitization of society， lack of flexibility， analog filters can not meet the needs of the community。
Find a stable, fast and flexibly be mixed in the desired signal in the interference removal method， become an issue for researchers.By comparing the digital filter and the analog filter that， the digital filter in terms of volume and weight of portability, flexibility in the use of， in terms of operation and application of results showing the advantages of high performance。
基于matlab的数字滤波器的设计与仿真开题报告.pdf
一、选题背景、目的和意义背景信号与信号处理时信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。
长期以来�信号处理技术一直用于转换、产生模拟或数字信号�其中最为频繁应用的领域就是信号的滤波。
数字滤波是语音、图像处理、模式识别和谱分析等应用中的一个基本处理部件�它可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求�避免模拟滤波器无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。
目的我的毕业设计的课题是《基于matlab的数字滤波器的设计与仿真》�其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固数字信号处理及其相关知识�并学会利用所学的知识能�在设计过程中能综合运用所学知识内容�进一步熟悉和掌握matlab的使用方法;对数字滤波器的原理有较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础;掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。
意义从事电子通信业而不能熟练操作使用matlab电子线路设计软件�在工作和学习中将是寸步难行的。
在数学、电子、金融等行业�使用matlab等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势�这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率。
众所周知�实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程�由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量�这种信号在许多信道中不宜传输。
因而�在通信系统的发送端通常需要有调制过程�反之在接收端则需要有解调过程。
二、国内外的研究综述数字滤波在DSP�数字信号处理�中占有重要地位。
数字滤波器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�所有的储存单元更少�所有既经济又高效。
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。
基于MATLAB数字滤波器的设计开题报告书定稿
[7]董刚. 数字滤波器在数字信号处理中的应用设计.电子信息技术，2008，（06）.
[8]李海涛，邓樱. MATLAB程序设计教程［M］．北京：高等教育出版社，2002.
[9]胡广书．数字信号处理［M］．北京：清华大学出版社，2007.
[10]Ingle V K，Proakis J G. Digital Signal Processing Using MATLAB[M].New York: PWS Publishing Company, 1997.
论文题目
基于MATLAB的数字滤波器的设计
1、本选题研究的目的及意义
目前，数字信号处理理论与应用已成为一门及其重要的高新技术学科。数字信号处理技术日益成熟,广泛应用于各个领域。伴随着社会和经济的伟大变革，如今人人享有通信自由。从过去的普通电话到现在随时随地视频聊天，移动电话不再是特殊阶层使用，已成为大众日常生活的普通工具。科技带给我们生活的极大便利，可能很多人会想到计算机发挥了很大作用，但是，数字信号处理技术发挥的作用也是惊人的。如果没有这一技术的快速发展和应用，可能我们还没有那么快就可以足不出户而正常生活着。
[11]Vinay K.Ingle.《Digital Signal Processing Using MATLAB》，清华大学出版社，2003:1025-1031
5、完成措施及写作进度计划
实施方案：
1.到图书馆搜集相关资料和书籍,深刻了解数字滤波器的基本原理.
2.确定研究的方向,即确定以何种方式设计数字滤波器,并集中这个方向去探讨这个课题.
本科毕业论文（设计）
开题报告书
题目：基于MATLAB的数字滤波器的设计
系 部：信息工程学院
专业年级：通信工程2011级
[8]李海涛，邓樱. MATLAB程序设计教程［M］．北京：高等教育出版社，2002.
[9]胡广书．数字信号处理［M］．北京：清华大学出版社，2007.
[10]Ingle V K，Proakis J G. Digital Signal Processing Using MATLAB[M].New York: PWS Publishing Company, 1997.
论文题目
基于MATLAB的数字滤波器的设计
1、本选题研究的目的及意义
目前，数字信号处理理论与应用已成为一门及其重要的高新技术学科。数字信号处理技术日益成熟,广泛应用于各个领域。伴随着社会和经济的伟大变革，如今人人享有通信自由。从过去的普通电话到现在随时随地视频聊天，移动电话不再是特殊阶层使用，已成为大众日常生活的普通工具。科技带给我们生活的极大便利，可能很多人会想到计算机发挥了很大作用，但是，数字信号处理技术发挥的作用也是惊人的。如果没有这一技术的快速发展和应用，可能我们还没有那么快就可以足不出户而正常生活着。
[11]Vinay K.Ingle.《Digital Signal Processing Using MATLAB》，清华大学出版社，2003:1025-1031
5、完成措施及写作进度计划
实施方案：
1.到图书馆搜集相关资料和书籍,深刻了解数字滤波器的基本原理.
2.确定研究的方向,即确定以何种方式设计数字滤波器,并集中这个方向去探讨这个课题.
本科毕业论文（设计）
开题报告书
题目：基于MATLAB的数字滤波器的设计
系 部：信息工程学院
专业年级：通信工程2011级
fir滤波器开题报告
基于Matlab的FIR数字滤波器仿真设计开题报告一课题来源及研究的目的和意义数字滤波器是数字信号处理中的重要组成部分。
数字滤波器分为有限脉冲响应数字滤波器(FIR)和无限脉冲响应数字滤波器(IIR)。
介绍了利用窗函数设计FIR滤波器的方法，即根据给定的滤波器技术指标，确定有限长单位脉冲序列，通过选择滤波器的长度和窗函数，使其具有最窄宽度的主瓣和最小的旁瓣。
并举例用MATLAB进行实现和仿真，指出基于Matlab 环境下进行数字滤波器的设计简便易行。
FIR滤波器设计主要是采用窗函数法、频率采样法、等波纹法分别设计各型FIR滤波器来对叠加噪声前后的语音信号进行滤波处理。
有其绘出滤波器的频域响应，绘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；在相同的性能指标下比较各方法的滤波效果，并从理论上进行分析。
二任务要求及实现预期目标的可行性分析FIR滤波器很容易获得严格的线性相位特性，避免被处理信号产生相位失真。
线性相位体现在时域中仅仅是h(n)在时间上的延迟，这个特点在图像信号处理、数据传输等波形传递系统中是非常重要的。
此外，它不会发生阻塞现象，能够避免强信号淹没弱信号，因此它特别适合处理信号强弱悬殊的情况。
其主要的不足之处是，其较好的性能是以较高的阶数为代价换来的。
因此，在保证相同性能的前提下，努力降低其阶数是F IR数字滤波器设计的重要因素之一。
FIR数字滤波器由于设计灵活，滤波效果好以及过渡带宽易控制，因此在数字信号处理领域得到了广泛的应用。
FIR数字滤波器的设计方法有窗函数法、频率采样法和等波纹最佳一致逼近法。
窗函数法设计FIR数字滤波器是傅里叶变换的典型运用，而频率采样法设计的指导思想是频域采样定理及内插公式，等波纹最佳一致逼近法和其他的设计法相比，其优点是：设计指标相同时，使滤波器的阶数最低；阶数相同时，使通带最平坦，阻带最小衰减最大，通带和阻带均为等波纹形式，最适合设计片段常数特性的滤波器。
基于Matlab的FIR滤波器设计与仿真(word文档良心出品)
基于Matlab的FIR滤波器设计与仿真实验地点：曹光彪信息楼219 实验日期：7月13日至7月18日一、实验目的1、掌握基本的MATLAB编程方法；2、理解FIR滤波器的设计原理；3、学会用MATLAB来编程实现FIR滤波器；4、掌握基本的simulink交互式仿真，并对FIR滤波器模型并进行仿真；5、学会对所得的结果进行分析。
二、实验内容1、制作数据源：用电脑采集或用软件截取5至10秒的语音（如“宁波大学”...）(注意用wavread函数将语音文件读入到matlab时，有“右声道”和“左声道”两个信号，只要将其中一个声道作为信号就可以。
)2、信号中混入随机噪声(注意信噪比，噪声强度不要太大)：事先取一个参考值为0，再取噪声的方差，方差的取值是根据原始语音的幅度取的噪声，噪声强度不宜过大或过小，适中即可。
然后通过 randn(size(a)) .* sqrt(noise_var) + noise_mu;语句产生与原始语音长度相同的随机噪声，最后把这个噪声添加到原始语音中，得到加噪语音信号。
3、设计一个FIR滤波器对前面的混合信号进行处理、降低噪声，并对性能进行分析：有限长单位冲激响应( FIR) 数字滤波器具有严格的线性相位,又具有任意的幅频特性。
同时FIR 系统只有零点,系统是稳定的,因而容易实现线性相位和允许实现多通道滤波器。
只要经过一定的延时,任何非因果有限长序列都能变成因果的有限长序列, 因而总能用因果系统来实现。
FIR 滤波器由于单位冲激响应是有限长的,可以用快速傅立叶变换( FFT) 算法来实现过滤信号,从而大大提高运算效率。
由于FIR 滤波器具有以上优点,在信号处理和数据传输中得到了广泛的应用。
运用窗函数设计滤波器是FIR 数字滤波器设计的主要方法之一,由于运算简单,又有闭合形式的公式可循,因而很实用。
有限长FIR数字滤波器的设计方法主要是窗函数设计法。
常用的窗函数有以下几种, 矩形窗, 三角窗,汉宁窗, 海明窗, 布拉克曼窗, 凯泽窗(β =7. 865) ,各种窗函数基本参数比较如下表1 。
基于matlab的fir数字滤波器仿真与设计（开题报告）（共9篇）
基于matlab的fir数字滤波器仿真与设计(开题报告)(共9篇)：开题仿真报告设计数字滤波器matlab fir滤波器函数fir1 fir滤波器阶数计算篇一：基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计与仿真(开题报告) 毕业（设计）论文开题报告系别电子信息工程系专业电子信息工程班级学生姓名学号指导教师XXX 报告日期毕业（设计）论文开题报告表篇二：基于MATLAB的FIR数字滤波器仿真与设计(开题报告)1、课题来源2、研究目的和意义3、国内外研究现状和发展趋势及综述4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案5、研究基础6、预期达到的目标及进度安排7、参考文献篇三：基于MATLAB的FIR数字滤波器仿真与设计(开题报告)1、课题来源2、研究目的和意义3、国内外研究现状和发展趋势及综述4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案5、研究基础6、预期达到的目标及进度安排7、参考文献篇四：基于matlab的FIR滤波器设计开题报告一、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。
毕业设计(论文)开题报告-基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计
武昌理工学院信息工程学院
毕业设计(论文)开题报告
题目：基于MATLAB的FIR
数字滤波器的设计学院：信息工程学院
专业：通信工程
学号：20124226017
学生姓名：陈星
指导教师：李珊
二○一六年三月三日
说明：1.本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在正式开始做毕业设计(论文)的第3周之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。
2.每个毕业设计(论文)课题撰写本报告一份，作为指导教师和学院答辩委员会审查学生能否承担该毕业设计(论文)课题任务的依据，并接受学校的抽查。
基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计
本科毕业设计任务书题目：基于MATLAB的FIR数字滤波器的设计一、毕业设计内容及要求1、课题说明数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。
数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。
数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。
它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。
FIR(Finite Impulse Response)滤波器是有限长单位冲激响应滤波器，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而该滤波器是稳定的系统。
利用MATLAB可以设计出符合要求的各种滤波器，达到改变信号频谱的目的。
本次毕业设计的任务为：利用窗函数法、频率采样法等方法实现给定参数的FIR数字滤波器的设计，使用Matlab软件仿真实现，并且对其性能进行分析。
在设计中需要运用所学的现代通信原理、移动通信等知识，也需要熟练使用MATLAB等仿真设计软件。
通过完成该题目的研究，对本专业及其相关的知识是一个综合训练过程，培养学生的综合分析问题，解决问题的能力。
2、毕业设计的主要内容：（1）了解滤波器的发展和应用；（2）掌握数字滤波器器的相关理论与技术；（3）学习MATLAB仿真软件（4）掌握FIR滤波器的工作原理和实现方法；（5）利用窗函数法、频率采样法等方法实现给定参数的FIR数字滤波器的设计，（6）利用MATLAB，对设计的滤波器进行性能分析和验证；3、毕业设计的基本要求：（1）了解课题的相关知识。
（2）调研，比较国内外相关方面的课题。
（3）设计方案要进行技术分析，以选择较为合理的方案。
（4）提出设计方案的改进措施。
（5）完成相关实验的测量，并完成数据分析。
（6）设计说明书应包括与有关的叙述说明和计算，内容完整、计算正确。
（7）书写工整。
计算公式和引用数据要正确，并说明其来源。
（8）设计说明书应包括中英文摘要、目录、前言、正文、小结、参考文献。
fir数字滤波器设计 开题报告
fir数字滤波器设计开题报告开题报告：FIR数字滤波器设计一、引言数字滤波器在信号处理领域扮演着重要的角色。
其中，FIR（Finite Impulse Response）数字滤波器是一种常见且广泛应用的数字滤波器。
本文将探讨FIR 数字滤波器的设计原理、算法和应用。
二、FIR数字滤波器的原理FIR数字滤波器是一类线性时不变系统，其输出仅与当前输入和过去输入的有限个采样值有关。
FIR数字滤波器的输出可以通过对输入信号的加权求和得到，其中每个加权系数称为滤波器的冲激响应。
FIR数字滤波器的冲激响应是有限长度的，因此称为有限冲激响应滤波器。
三、FIR数字滤波器的设计方法1. 窗函数法窗函数法是FIR数字滤波器设计中最常用的方法之一。
其基本思想是通过选择合适的窗函数来确定滤波器的冲激响应。
常见的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗等。
通过对窗函数进行傅里叶变换，可以得到滤波器的频率响应。
2. 频率采样法频率采样法是一种直接设计FIR数字滤波器的方法。
该方法通过指定滤波器在频域上的理想响应，然后利用逆离散傅里叶变换将理想响应转换为冲激响应。
最后，对冲激响应进行截断，得到有限长度的冲激响应。
3. 最小二乘法最小二乘法是一种优化方法，用于设计FIR数字滤波器的冲激响应。
该方法通过最小化滤波器的输出与期望响应之间的均方误差来确定滤波器的系数。
最小二乘法可以通过求解线性方程组或应用优化算法来实现。
四、FIR数字滤波器的应用FIR数字滤波器在信号处理中有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用领域：1. 语音处理FIR数字滤波器可以用于语音信号的降噪、去混响等处理。
通过选择合适的滤波器参数，可以去除语音信号中的噪声和回声，提高语音信号的质量。
2. 图像处理FIR数字滤波器在图像处理中也有重要的应用。
例如，可以利用FIR数字滤波器进行图像的平滑处理、边缘增强等。
通过调节滤波器的参数，可以实现不同的图像处理效果。
3. 生物医学信号处理FIR数字滤波器在生物医学信号处理中起着关键作用。
基于MATLAB的FIR数字滤波器仿真设计研究
未来研究方向可以包括：研究更高效的FIR数字滤波器设计方法；探讨多阶 FIR数字滤波器的设计与实现；研究具有特定相位特性的FIR数字滤波器等。同时， 可以利用MATLAB的强大功能，进一步拓展FIR数字滤波器的应用领域和优化效果。
参考内容
引言
在信号处理领域中，滤波器一直扮演着重要角色。滤波器的主要目的是从输 入信号中提取有用的频率成分，同时抑制不必要的频率成分，从而改善信号的质 量。在众多滤波器类型中，有限冲激响应（FIR）数字滤波器因其特有的优点而 备受。FIR数字滤波器具有严格的线性相位、容易设计的幅度响应以及可预测的 行为。因此，研究FIR数字滤波器的设计方法具有重要意义。
fs = 1000; %采样频率
f0 = 100; %想要通过的频率
f1 = 150; %想要抑制的频率
%设计FIR滤波器
b = fir1(N, f0/(fs), 'stop'); %调用fir1函数设计滤波器
%生成输入信号
t = 0:1/fs:1-1/fs; %生成时间轴
x = sin(2*pi*f0*t) + sin(2*pi*f1*t); %生成包含f0和f1频率成分的信 号
3、利用MATLAB的信号处理工具箱中的filter函数，将滤波器系数h(n)输入 并生成滤波器的冲激响应和传递函数。
4、通过MATLAB的图形界面工具，绘制出滤波器的幅频响应和相频响应曲线， 以验证滤波器设计的正确性。
仿真结果及分析
通过MATLAB的仿真设计，可以得出不同设计参数对FIR数字滤波器性能的影 响。例如，滤波器的过渡带宽度会影响其平滑效果和频带损失；滤波器的阶数会 影响其计算复杂度和滤波效果；滤波器的冲激响应长度会影响其相位特性和通带 范围等。
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要完成本次毕业设计，首先应该端正态度，充分认识到毕业设计的重要性，在思想上和行动上予以高度重视；其次是对设计任务和研究方向进行系统的归纳整理；再次就是对有关专业知识和设计方法进行搜集学习。务必做到以下几点：
1）认真阅读指导教师下发的设计任务书和相关材料，不理解的地方及时向指导教师请教；
2）上网或在图书馆收集相关方面的资料对论文进行更进一步的补充和深化；
最后，从仿真结果中，得出有关结论，并对论文研究内容进行展望。
2.研究方法：
利用窗函数法设计FIR滤波器的基本思路是：先给定频率响应函数，利用IDFT求出理想滤波器的单位响应在时域表达 ,从时域出发设计 h(n)逼近理想 。我们要设计的是FIR滤波器，其h（n）必然是有限长的，所以要用有限长的h（n）来逼近无限长的 。最有效的方法是将 进行截断，或者说，是用一个有限长度的窗函数序列w（n）来截取 ，即利用 截取为有限长因果序列。按照线性相位滤波器的要求，线性相位FIR数字低通滤波器的单位抽样响应h(n)必须是偶对称的。矩形窗设计的FIR低通滤波器，最大相对肩峰值为8.95%，N增加钾时，2pi/N减小，故起伏振荡变密，最大肩峰则总是8.95%，这种现象称为吉布斯（Gibbs）现象。为了消除吉布斯效应，一般采用其他类型的窗函数，Matlab设计FIR滤波器有多种方法和对应的函数。窗函数设计法不仅在数字滤波器的设计中占有重要的地位，同时可以用于功率谱的估计，从根本上讲，使用窗函数的目的就是消除由无限序列的截短而引起的Gibbs现象所带来的影响。
第8周开始利用matlab进行程序的编译
第9周通过实例设计进一步巩固FIR数字滤波器的设计方法
第10周 对FIR数字滤波器的设计实例进行MATLAB仿真分析
第11周 继续利用matlab进行程序的编译和修改，并完善程序注释
第12周 完成毕业论文
第13周制作PPT，准备答辩
第14 周答辩
7、参考文献
[1]武晓春．FIR数字滤波器的Matlab设计[J]．甘肃科技纵横，2005，34(1)：23，171．
2、研究目的和意义
1.本课题的理论意义
几乎在所有的工程技术领域中都会涉及到信号的处理问题，其信号表现形式有电、磁、机械以及热、光、声等。信号处理的目的一般是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等。如何在较强的噪声背景下提取出真正的信号或信号的特征，并将其应用于工程实际是信号处理的首要任务。
而数字信号处理中一个非常重要且应用普遍的技术就是数字滤波。目前数字滤波器有FIR数字滤波器和IIR数字滤波器两种，IIR数字滤波器的设计方法是利用模拟滤波器成熟的理论及设计图表进行设计的，因而保留了一些典型模拟滤波器优良的幅度特性，但设计中只考虑了幅度特性，没考虑相位特性，所设计的滤波器一般是某种确定的非线性相位特性。为了得到线性相位特性，对IIR滤波器必须另外加相位校正网络，使滤波器设计变得复杂，成本也高，又难以得到严格的线性相位特性。而FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，很容易做到有严格的线性相位特性，同时为了使FIR数字滤波器的设计更优化，因而研究FIR数字滤波器的优化设计具有重要的理论意义。
2.本课题的实际意义
FIR滤波器是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位冲激响应是有限的，没有输入到输出的反馈，是稳定的系统。因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。
FIR数字滤波器用来对信号进行过滤，检测与参数估计等处理，利用数字滤波器可改变信号中所含频率分量的相对比例或滤除某些频率分量，使其达到所需要的效果。它在通信、语言，图像、自动控制、雷达，军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。尤其在图像处理、数据压缩等方面取得了令人瞩目的进展和成就。鉴于此，FIR数字滤波器的设计就显得尤为重要。
鉴于本课题设计的需要，必须将实验研究法、文献研究法、定性分析法等相结合。通过理论思考和实验分析，边研究边总结边思考，以提高研究效益。首先通过查阅文献资料，全面把握研究问题的现状及问题，使研究有一个高的起点。实验研究既要强调重点，突出特色，又要分层次进行。通过实验研究为该课题研究提供坚实的实践基础。
5、研究基础
[2]王宏．Matlab 6．5及其在信号处理中的应用[M]．北京：清华大学出版社，2004．
[3]黎雄．数字滤波器的最优化设计及实现[J]．信息技术2004(10)．
[4]MIROSI．AV I．D，DEJANTV．Filter design for signal processing using MATIAB and mathematica[M]．Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2002．
[5]侯志荣，吕振萧．基于雷米兹交换算法设计FIR滤波器[J]．2003(02)．
[6]李春宇．用Matlab设计FIR数字滤波器[J]．淮阴工学院学报2005,14(1)．
[7]王宽福．函数带权的最佳逼近多项式的存在唯一性定理[J]．科学技术与工程2009(5)．
[8]李国林．切比雪夫最佳一致逼近法及误差函数特性研究[J]．西华师范大学学报（自然科学版）2007，28(3)．
1、课题来源
实现数字滤波器的方法一般有两种：一种方法是设计专用的数字硬件、专用的数字信号处理器或采用通用的数字信号处理器来实现；另一种方法是把滤波器所要完成的运算编成程序并让计算机执行，也就是采用计算机软件来实现。
但在高校课程教学中，均存在着实验教学设备投资不能满足当前课程教学实验环节的需要。针对此问题本文采用第二种方法来实现数字滤波器的设计和应用实验，这样较好地解决了实验课程中缺设备或设备不足够以及受制实验室环境限制等问题。
3）在实验室对所做的设计进行验证或调试；
4）合理安排自己的时间；
通过对原始资料进行系统、全面的分析，结合所学专业理论知识综合考虑经济、技术等方面的因素，拟定实验总体方案。
6、预期达到的目标及进度安排
为了顺利的完成我的这份毕业设计论文，我将通过阅读大量的相关材料，上图书馆和资料室查资料，在网上收索相关信息，分析材料，与同学讨论，向老师请教，不断修改与提高。我对自己的设计任务进行了详细的规划，并为各个任务合理分配时间。以通过这次毕业设计，来达到对图像处理与目标识别技术更深入的理解，并能熟练运用MATLAB软件验证各种检测技术达到不同效果的总目标。
最终完成毕业设计文档一份、MATLAB程序设计及注释一份。
我的毕业设计具体时间安排如下：
第1周根据任务书，查阅相关资料
第2周完成开题报告
第3周 复习数字信号处理中关于FIR数字滤波器的内容
第4周 了解FIR数字滤波器的意义
第5周 了解FIR数字滤波器的几种不同设计方法
第6周完成外文翻译
第7周复习matlab课程中的笔记，熟悉matlab的使用
[14]傅广操,樊明捷.MATLAB在现代功率谱估计中的应用[J].电脑学习 2003(6):6~7
[15]黄志宇的实现[J].现代电子技术,2002(3):21~23
4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案
1.课题的主要内容:
首先，进行文献综述，介绍当今国内外有关基于Matlab的FIR数字滤波器的设计动态和方向。提出本文的主要设计内容及实际意义。
其次，综述FIR滤波器三种主要的优化设计方法：窗函数法、频率采样法、等波纹最佳逼近法。通过对这三种方法的研究分析，寻求最佳的优化方法。并利用Matlab进行仿真分析验证结论的正确性。
[9]丁玉美，高西全．数字信号处理[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2000．
[10] S C pei，J J Shyu．Design of Arbitrary FIR Log Filter by Weighted Least Square Technique[J]．IEEE Tans．Signal Processing 1994，(9):2495~2499.
[11]江大辉．一种设计对数FIR数字滤波器的方法[J]．电路与系统学报，1999．
[12]李茂清，王洁，陈强等.基于MATLAB程序的FIR滤波器实现[J].电力学报,2008,23(2):87~90
[13]杨大柱.MATLAB在IIR滤波器设计中的应用[J].现代机械 2006(5):15-16
利用频率抽样法的基本思路是：设所需滤波器的频率响应为 。现要求设计一个M阶的FIR滤波器h[k]，使得 在M+1个抽样点上，FIR滤波器的频率响应 与所需的频率响应 相等，即
由设计要求给定，h[k]需要通过设计来确定。如果M+1个方程是线性无关的，则可以通过求解M+1阶的线性方程得出FIR滤波器的h[k]。对 的一些特殊抽样法，上式方程的解可以直接由IDFT得到。由于要求设计出的滤波器是实系数的线性相位FIR滤波器，所以 的抽样值还需要满足线性相位滤波器的约束条件。
本设计根据 FIR滤波器的设计原理,提出了Matlab环境下FIR滤波器的窗函数法、频率抽样法, Matlab环境为设计FIR滤波器提供了一个可靠而有效的工作平台。Matlab软件以矩阵运算为基础，把计算、可视化及程序设计有机融合到交互式工作环境中，并且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。工程人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。
3、国内外研究现状和发展趋势及综述
随着集成电路技术的发展，各种新型的大规模和超大规模集成电路不断涌现集成电路技术与计算机技术结合在一起，使得对数字信号处理系统功能的要求越来越强。数字滤波在语音信号、图象处理、模式识别和谱分析等领域中的一个基本的处理技术。数字滤波与模拟滤波相比数字滤波具有很多突出的优点，主要是因为数字滤波器是过滤时间离散信号的数字系统，它可以用软件（计算机程序）或用硬件来实现，而且在两种情况下都可以用来过滤实时信号或非实时信号。尽管数字滤波器这个名称一直到六十年代中期才出现，但是随着科学技术的发展及计算机的更新普及，数字滤波器有着很好的发展前景。20世纪60年代起，由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展上了一个新台阶，朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉等方向努力，其中高精度、小体积、多功能、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向，导致数字滤波器、RC有源滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展。到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成己被研制出来并得到应用，90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。
1）认真阅读指导教师下发的设计任务书和相关材料，不理解的地方及时向指导教师请教；
2）上网或在图书馆收集相关方面的资料对论文进行更进一步的补充和深化；
最后，从仿真结果中，得出有关结论，并对论文研究内容进行展望。
2.研究方法：
利用窗函数法设计FIR滤波器的基本思路是：先给定频率响应函数，利用IDFT求出理想滤波器的单位响应在时域表达 ,从时域出发设计 h(n)逼近理想 。我们要设计的是FIR滤波器，其h（n）必然是有限长的，所以要用有限长的h（n）来逼近无限长的 。最有效的方法是将 进行截断，或者说，是用一个有限长度的窗函数序列w（n）来截取 ，即利用 截取为有限长因果序列。按照线性相位滤波器的要求，线性相位FIR数字低通滤波器的单位抽样响应h(n)必须是偶对称的。矩形窗设计的FIR低通滤波器，最大相对肩峰值为8.95%，N增加钾时，2pi/N减小，故起伏振荡变密，最大肩峰则总是8.95%，这种现象称为吉布斯（Gibbs）现象。为了消除吉布斯效应，一般采用其他类型的窗函数，Matlab设计FIR滤波器有多种方法和对应的函数。窗函数设计法不仅在数字滤波器的设计中占有重要的地位，同时可以用于功率谱的估计，从根本上讲，使用窗函数的目的就是消除由无限序列的截短而引起的Gibbs现象所带来的影响。
第8周开始利用matlab进行程序的编译
第9周通过实例设计进一步巩固FIR数字滤波器的设计方法
第10周 对FIR数字滤波器的设计实例进行MATLAB仿真分析
第11周 继续利用matlab进行程序的编译和修改，并完善程序注释
第12周 完成毕业论文
第13周制作PPT，准备答辩
第14 周答辩
7、参考文献
[1]武晓春．FIR数字滤波器的Matlab设计[J]．甘肃科技纵横，2005，34(1)：23，171．
2、研究目的和意义
1.本课题的理论意义
几乎在所有的工程技术领域中都会涉及到信号的处理问题，其信号表现形式有电、磁、机械以及热、光、声等。信号处理的目的一般是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等。如何在较强的噪声背景下提取出真正的信号或信号的特征，并将其应用于工程实际是信号处理的首要任务。
而数字信号处理中一个非常重要且应用普遍的技术就是数字滤波。目前数字滤波器有FIR数字滤波器和IIR数字滤波器两种，IIR数字滤波器的设计方法是利用模拟滤波器成熟的理论及设计图表进行设计的，因而保留了一些典型模拟滤波器优良的幅度特性，但设计中只考虑了幅度特性，没考虑相位特性，所设计的滤波器一般是某种确定的非线性相位特性。为了得到线性相位特性，对IIR滤波器必须另外加相位校正网络，使滤波器设计变得复杂，成本也高，又难以得到严格的线性相位特性。而FIR滤波器在保证幅度特性满足技术要求的同时，很容易做到有严格的线性相位特性，同时为了使FIR数字滤波器的设计更优化，因而研究FIR数字滤波器的优化设计具有重要的理论意义。
2.本课题的实际意义
FIR滤波器是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位冲激响应是有限的，没有输入到输出的反馈，是稳定的系统。因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。
FIR数字滤波器用来对信号进行过滤，检测与参数估计等处理，利用数字滤波器可改变信号中所含频率分量的相对比例或滤除某些频率分量，使其达到所需要的效果。它在通信、语言，图像、自动控制、雷达，军事、航空航天、医疗和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。尤其在图像处理、数据压缩等方面取得了令人瞩目的进展和成就。鉴于此，FIR数字滤波器的设计就显得尤为重要。
鉴于本课题设计的需要，必须将实验研究法、文献研究法、定性分析法等相结合。通过理论思考和实验分析，边研究边总结边思考，以提高研究效益。首先通过查阅文献资料，全面把握研究问题的现状及问题，使研究有一个高的起点。实验研究既要强调重点，突出特色，又要分层次进行。通过实验研究为该课题研究提供坚实的实践基础。
5、研究基础
[2]王宏．Matlab 6．5及其在信号处理中的应用[M]．北京：清华大学出版社，2004．
[3]黎雄．数字滤波器的最优化设计及实现[J]．信息技术2004(10)．
[4]MIROSI．AV I．D，DEJANTV．Filter design for signal processing using MATIAB and mathematica[M]．Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2002．
[5]侯志荣，吕振萧．基于雷米兹交换算法设计FIR滤波器[J]．2003(02)．
[6]李春宇．用Matlab设计FIR数字滤波器[J]．淮阴工学院学报2005,14(1)．
[7]王宽福．函数带权的最佳逼近多项式的存在唯一性定理[J]．科学技术与工程2009(5)．
[8]李国林．切比雪夫最佳一致逼近法及误差函数特性研究[J]．西华师范大学学报（自然科学版）2007，28(3)．
1、课题来源
实现数字滤波器的方法一般有两种：一种方法是设计专用的数字硬件、专用的数字信号处理器或采用通用的数字信号处理器来实现；另一种方法是把滤波器所要完成的运算编成程序并让计算机执行，也就是采用计算机软件来实现。
但在高校课程教学中，均存在着实验教学设备投资不能满足当前课程教学实验环节的需要。针对此问题本文采用第二种方法来实现数字滤波器的设计和应用实验，这样较好地解决了实验课程中缺设备或设备不足够以及受制实验室环境限制等问题。
3）在实验室对所做的设计进行验证或调试；
4）合理安排自己的时间；
通过对原始资料进行系统、全面的分析，结合所学专业理论知识综合考虑经济、技术等方面的因素，拟定实验总体方案。
6、预期达到的目标及进度安排
为了顺利的完成我的这份毕业设计论文，我将通过阅读大量的相关材料，上图书馆和资料室查资料，在网上收索相关信息，分析材料，与同学讨论，向老师请教，不断修改与提高。我对自己的设计任务进行了详细的规划，并为各个任务合理分配时间。以通过这次毕业设计，来达到对图像处理与目标识别技术更深入的理解，并能熟练运用MATLAB软件验证各种检测技术达到不同效果的总目标。
最终完成毕业设计文档一份、MATLAB程序设计及注释一份。
我的毕业设计具体时间安排如下：
第1周根据任务书，查阅相关资料
第2周完成开题报告
第3周 复习数字信号处理中关于FIR数字滤波器的内容
第4周 了解FIR数字滤波器的意义
第5周 了解FIR数字滤波器的几种不同设计方法
第6周完成外文翻译
第7周复习matlab课程中的笔记，熟悉matlab的使用
[14]傅广操,樊明捷.MATLAB在现代功率谱估计中的应用[J].电脑学习 2003(6):6~7
[15]黄志宇的实现[J].现代电子技术,2002(3):21~23
4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案
1.课题的主要内容:
首先，进行文献综述，介绍当今国内外有关基于Matlab的FIR数字滤波器的设计动态和方向。提出本文的主要设计内容及实际意义。
其次，综述FIR滤波器三种主要的优化设计方法：窗函数法、频率采样法、等波纹最佳逼近法。通过对这三种方法的研究分析，寻求最佳的优化方法。并利用Matlab进行仿真分析验证结论的正确性。
[9]丁玉美，高西全．数字信号处理[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2000．
[10] S C pei，J J Shyu．Design of Arbitrary FIR Log Filter by Weighted Least Square Technique[J]．IEEE Tans．Signal Processing 1994，(9):2495~2499.
[11]江大辉．一种设计对数FIR数字滤波器的方法[J]．电路与系统学报，1999．
[12]李茂清，王洁，陈强等.基于MATLAB程序的FIR滤波器实现[J].电力学报,2008,23(2):87~90
[13]杨大柱.MATLAB在IIR滤波器设计中的应用[J].现代机械 2006(5):15-16
利用频率抽样法的基本思路是：设所需滤波器的频率响应为 。现要求设计一个M阶的FIR滤波器h[k]，使得 在M+1个抽样点上，FIR滤波器的频率响应 与所需的频率响应 相等，即
由设计要求给定，h[k]需要通过设计来确定。如果M+1个方程是线性无关的，则可以通过求解M+1阶的线性方程得出FIR滤波器的h[k]。对 的一些特殊抽样法，上式方程的解可以直接由IDFT得到。由于要求设计出的滤波器是实系数的线性相位FIR滤波器，所以 的抽样值还需要满足线性相位滤波器的约束条件。
本设计根据 FIR滤波器的设计原理,提出了Matlab环境下FIR滤波器的窗函数法、频率抽样法, Matlab环境为设计FIR滤波器提供了一个可靠而有效的工作平台。Matlab软件以矩阵运算为基础，把计算、可视化及程序设计有机融合到交互式工作环境中，并且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。工程人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。
3、国内外研究现状和发展趋势及综述
随着集成电路技术的发展，各种新型的大规模和超大规模集成电路不断涌现集成电路技术与计算机技术结合在一起，使得对数字信号处理系统功能的要求越来越强。数字滤波在语音信号、图象处理、模式识别和谱分析等领域中的一个基本的处理技术。数字滤波与模拟滤波相比数字滤波具有很多突出的优点，主要是因为数字滤波器是过滤时间离散信号的数字系统，它可以用软件（计算机程序）或用硬件来实现，而且在两种情况下都可以用来过滤实时信号或非实时信号。尽管数字滤波器这个名称一直到六十年代中期才出现，但是随着科学技术的发展及计算机的更新普及，数字滤波器有着很好的发展前景。20世纪60年代起，由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器的发展上了一个新台阶，朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉等方向努力，其中高精度、小体积、多功能、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向，导致数字滤波器、RC有源滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展。到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成己被研制出来并得到应用，90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。