基于MATLAB下的数字信号处理与仿真

时间：2021-03-27 08:12:28　来源：达达文档网本文已影响人

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摘要：现阶段，我国数字信号处理与仿真技术正在逐步的发展，成为了一门新兴学科，并以其自身独特的特点对其他学科进行影响。不仅如此，数字信号处理与仿真技术与我国国民经济的发展存在着密切的联系。它的应用使我们的生产生活发生了翻天覆地变化。本文从数字信号处理与仿真的相关概念出发，系统的阐述了基于MATLAB下的数字信号处理与仿真技术。

关键词：MATLAB 数字信号处理

中图分类号：TP211 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）11-0000-00

1 数字信号处理与仿真的相关概念

所谓的数字信号其实就是指幅度上和时间上都是离散的一种信号。数字信号处理与仿真是一门新兴的学科，他涉及诸多领域和诸多学科。随着计算机技术的进一步发展以及信息社会得到来，数字信号处理技术与仿真技术得到了进一步的发展。所谓的数字信号处理与仿真，其实就是运用数字的方法对信号进行，分析、检测以及调整的一种技术科学。之所以进行数字信号处理与仿真，主要是为了滤波和测量世界的连续模拟信号。[1]

2 研究数字信号处理与仿真的意义

当代信息技术发展的大趋势，主要包括两个方面，一是数字化，二是智能网络化。我们在日常的生产生活中遇到的信号是多种多样的，常见的有电视信号，广播信号，导航信号。上述内容介绍的信号，有数字信号也有模拟信号，所谓的模拟信号其实就是由自变量所形成的一种连续函数，这里的自变量，可以是一维的、二维的，甚至也可以是一种多维的信号。通常情况下，时间是一维模拟信号的自变量，通过时间和幅度上的离散化，一维模拟信号就会逐渐转化成为数字信号。由此可见，数字信号其实就是指，用数字序列表示的信号，经过科学的、系统的采样和量化之后，语言信号就变成了一维离散的时间序列，也就逐步转变成了数字信号。而经过系统的采样和量化之后，图像信号就变成了一个二维离散空间序列，就成为了一个数字信号。对数字序列，采用数值计算的方法进行各种科学的处理，这样我们所处理过后的数字信号，就能够满足我们需要。例如，我们可以通过滤波的形式对数字信号进行处理，经过这种处理之后数字型号的频带和噪音就可以被限制掉。不仅如此，经过这种处理之后，信号也能够与其它信号进行分离。

3 MATLAB的相关概念

该软件是由美国的一家公司经过系统的研究，研制成的高性能的可视化数值计算软件。之所以叫这个名字，主要原因在于它是由Matrix（矩阵）和Laboratory（实验室）的前三个之母组成。该软件主要由五大部分组成，第一部分就是MATLAB开发环境；第二部分为MATLAB数字函数库；第三部分是MATLAB语言；最后两部分分别是MATLAB图像处理系统和MATLAB数字函数库，由此可见，MATLAB软件是将距阵运算、数值分析、信号处理和图形显示有机的结合为一个整体而构成的用户环境界面。

4基于MATLAB的数字信号滤波仿真

4.1中值滤波及均值滤波仿真图形（图1）

4.2中值滤波及均值滤波分析

中值滤波是一种处理技术，该处理技术是以排序统计理论为基础的，主要作用在于有效抑制噪声的非线性信号。该技术的基本原理是将数字序列图像中的一点的值，用该点的邻域中的各点值的中值去代替，让周围的像素变得更真实，在这种情况下，孤立的噪声点自然而然就会被消除了。均值滤波在滤波随机干扰信号的时候有这样一个特点，这个特点就是它会产生一个平均值，数字信号就会在这个平均值的范围内上下浮动。

均值滤波法在数据滤波处理方法中，通常适合滤波一般的随机干扰的信号，这里的随机干扰信号有一个特点，它具备一个平均值，数字信号会在这个平均值的范围内进行上下波动，如果，我们对这个干扰信号采取一个采样值对其进行滤波，这样所得出的结果，所依照的依据都是不准确的。例如我们常见的流量、压力等等。但是这种处理方法也有一定的弊端，该种处理方法对脉冲性干扰的平滑作用还不是特别的理想，正因如此，在那些脉冲性干扰非常强烈的场合，我们通常不用这种方法。N决定着算术平均值对数字信号平滑滤波程度，N的值越大，平滑程度就越高，但是与之相伴的是它的灵敏度会逐步降低，也就是说，测量计算结果通常很少受到外界信号的变化的影响。与之相对的是如果N值比较小，算术平均法对信号的平滑滤波程度就会相对较低，但是它的灵敏度会逐步增高。正因如此，我们应当从实际情况出发，根据情况的不同来选取N值，从而尽量的避免计算时间的浪费，从而达到良好的平滑滤波程度。

参考文献

[1]丁磊，潘贞存，丛伟.基于MATLAB信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真[J].继电器，2003，09：49-51.

[2]窦林涛，程健庆，李素民.基于Matlab的雷达信号处理系统仿真[J].指挥控制与仿真，2006，02：78-82.

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