本科毕业设计
基于MATLAB的特定人语音识别算法设计
摘要
语言是人类交换信息最方便、最快捷的一种方式，在高度发达的信息社会中，用数字化的方法进行语音的传送、存储、识别、合成和增强等是整个数字化通信网中最重要、最基本的组成部分之一。而在随着科技技术的发展的今天，除了人与人之间的自然语言通信之外，人与机或机器与机器之间也开始使用语言。也就是因为如此，需要涉及到语音识别技术。为了解决机器能“听懂”人类的语言，在科技如此迅猛发展的今天，语音识别技术一直受到各国科学界的关注，其对计算机发展和社会生活的重要性也日益凸显出来。
在孤立字语音识别中，如语音密码锁，汽车控制等领域，都运用到了特定人语音识别技术，也就是DTW算法，相对于HMM算法，DTW算法具有简单操作。在相同环境下，两者识别效果相差不大，但是HMM算法要复杂得多，主要体现在HMM算法在训练阶段需要提供大量的语音数据，而DTW算法则不需要额外的计算。所以在特定人语音识别当中，DTW算法被广泛使用。
在本次设计中，将运用到MATLAB平台来对语音信号进行处理及识别。相对于C
语言而言，MATLAB平台更能给用户提供一个简单易懂的代码分析窗口。而且在个性化设计中，MATLAB可以为用户提供一个人性化界面--GUI。所以，此次设计，通过MATLAB 平台建立一个GUI界面，接着对一组语音信号的输入进行预处理及端点检测，提取特征参数（MFCC），形成参考模块。然后再对一组相同的语音信号输入进行同样的操作作为测试模块，与参考模块进行DTW算法进行匹配，输出匹配后的识别结果。
关键词：MATLAB GUI 端点检测MFCC DTW
Design of Speech Recognition Algorithm Based on Specific MATLAB
Cai Jingzuo
(College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract:Language is a way of human exchange of information the most convenient, quick, highly developed in the information society, for voice transmission, by using the digital method of storage, recognition, synthesis and enhancement is one of the most important parts of the whole, the most basic digital communication network. While with the development of science and technology today, in addition to natural language communication between people, between people and machine or machine and machine are also starting to use the language. It is because of this, need to involve the speech recognition technology. In order to solve the machine can "hear" the human language, the technology is so rapid development today, the speech recognition technology has been the subject of scientific attention of all countries, the importance of computer development and social life is increasingly prominent.
In the isolated word speech recognition, such as voice password lock, auto control field, are applied to the speech recognition technology, which is relative to the DTW algorithm, HMM algorithm, DTW algorithm has the advantages of simple operation. In the same environment, both the recognition effect is similar, but HMM algorithm is much more complex, mainly reflected in the HMM algorithm need to provide a large amount of speech data in the training phase, while the DTW algorithm does not need the extra computation. So in the speaker-independent recognition, DTW algorithm is widely used.
In this design, will apply to the MATLAB platform to carry on the processing and recognition of speech signal. Compared with the C language, MATLAB platform can provide users with a simple code analysis window. But in the personalized design, MATLAB can provide a human user interface --GUI. So, the design, the establishment of a GUI interface through the MATLAB platform, and then a set of the input speech signal pretreatment, endpoint detection, feature parameter extraction (MFCC), the formation of the reference module. Then a group of the same speech signal input to the same operation as a test module, matching with reference to DTW algorithm module, output matching recognition results.
Key words:DTW GUI Endpoint detection MFCC DTW
目录
1 前言 (1)
1.1语音识别的历史背景 (1)
1.1.1国外研究历史及现状 (2)
1.1.2 国内研究历史及现状 (3)
1.2 语音识别技术的应用及研究方向 (4)
1.3语音识别系统的基本构成 (5)
2 语音信号的数字模型及采集 (6)
2.1概述 (6)
2.2 语音的发音原理 (6)
2.2.1 人的发声器官 (6)
2.2.2 语音生成 (8)
2.3 语音的听觉机理 (9)
2.3.1 听觉器官 (9)
2.3.2 耳蜗的信号处理原理 (10)
2.4 MATLAB中的语音信号模型 (12)
2.4.1 wavrecord函数 (12)
2.4.2 wavplay函数 (13)
3 语音信号的端点检测 (13)
3.1 概述 (13)
3.2 MATLAB的语音端点检测算法 (16)
3.2.1 短时能量的计算 (16)
3.2.2 过零率的计算 (17)
3.2.3 端点检测的流程 (19)
4语音信号非线性预测分析 (20)
4.1 概述 (20)
4.2 MFCC的基本原理 (20)
4.3 实验结果 (21)
5特定人语音识别算法-DTW算法 (22)
5.1 DTW算法原理 (22)
5.2 DTW算法流程及实验结果 (24)
5.2.1 算法流程 (24)
5.2.2实验结果 (25)
6GUI设计 (26)
6.1概述 (26)
6.2 GUI界面的打开 (27)
6.3作品演示 (29)
7结论 (31)
参考文献 (31)
附录 (32)
附录A语音识别主函数 (32)
致谢 (38)
本科生毕业设计成绩评定表
1前言
语言是人类交换信息最方便、最快捷的一种方式，在高度发达的信息社会中，用数字化的方法进行语音的传送、存储、识别、合成和增强等是整个数字化通信网中最重要、最基本的组成部分之一。随着人类步入信息社会步伐的加快，越来越多的地方需要用到语音信号处理的知识。
而MATLAB作为一个语音信号处理的平台，是一个高性能的科学计算软件，广泛应用于数学计算、算法开发、数学建模、系统仿真、数据分析处理及可视化、科学和工程绘图、应用系统开发（包括建立用户界面）等。其语言是一种简单、高效、功能极强的高级语言，具有强大的矩阵运算能力和极高的编程效率，这一方面使得MATLAB程序可以被高度向量化，另一方面使得程序易读易写。
本设计主要围绕着MATLAB平台进行语音信号的录制及预处理,提取特征参数，建立两种模块，一组为参考模块，一组为测试模块，然后通过DTW算法进行匹配，算出匹配结果。主要通过用户开发界面直观地呈现出来。
1.1语音识别的历史背景
早在计算机发明之前，自动语音识别的设想就已经被提上了议事日程，早期的声码器可被视作语音识别及合成的雏形。而1920年代生产的"Radio Rex"玩具狗可能是最早的语音识别器，当这只狗的名字被呼唤的时候，它能够从底座上弹出来。最早的基于电子计算机的语音识别系统是由AT&T贝尔实验室开发的Audrey语音识别系统，它能够识别10个英文数字。其识别方法是跟踪语音中的共振峰。该系统得到了98%的正确率。到1950年代末，伦敦学院(Colledge of London)的Denes已经将语法概率加入语音识别中。1960年代，人工神经网络被引入了语音识别。这一时代的两大突破是线性预测编码Linear Predictive Coding (LPC)，及动态时间弯折Dynamic Time Warp(DTW)技术。
语音识别技术的最重大突破是隐含马尔科夫模型Hidden Markov Model （HMM）的应用。从Baum提出相关数学推理，经过Labiner等人的研究，卡内基梅隆大学的李开复最终实现了第一个基于隐马尔科夫模型的大词汇量语音识别系统Sphinx。此后严格来说语音识别技术并没有脱离HMM框架。
尽管多年来研究人员一直尝试将“听写机”推广，但是语音识别技术在目前
还无法支持无限领域，无限说话人的听写机应用。
1.1.1 国外研究历史及现状
国外的语音识别的研究工作可以追溯到20世纪50年代AT&T贝尔实验室的Audry系统，它是第一个可以识别十个英文数字的语音识别系统。
但真正取得实质性进展，并将其作为一个重要的课题开展研究则是在60年代末70年代初。这首先是因为计算机技术的发展为语音识别的实现提供了硬件和软件的可能，更重要的是语音信号线性预测编码（LPC）技术和动态时间规整（DTW）技术的提出，有效的解决了语音信号的特征提取和不等长匹配问题。这一时期的语音识别主要基于模板匹配原理，研究的领域局限在特定人，小词汇表的孤立词识别，实现了基于线性预测倒谱和DTW技术的特定人孤立词语音识别系统；同时提出了矢量量化(VQ)和隐马尔可夫模型(HMM)理论。
实验室语音识别研究的巨大突破产生于20世纪80年代末：人们终于在实验室突破了大词汇量、连续语音和非特定人这三大障碍，第一次把这三个特性都集成在一个系统中，比较典型的是卡耐基梅隆大学(CarnegieMellonUniversity)的Sphinx系统，它是第一个高性能的非特定人、大词汇量连续语音识别系统。这一时期，语音识别研究进一步走向深入，其显著特征是HMM模型和人工神经元网络(ANN)在语音识别中的成功应用。HMM模型的广泛应用应归功于AT&TBell 实验室Rabiner等科学家的努力，他们把原本艰涩的HMM纯数学模型工程化，从而为更多研究者了解和认识，从而使统计方法成为了语音识别技术的主流。
统计方法将研究者的视线从微观转向宏观，不再刻意追求语音特征的细化，而是更多地从整体平均（统计）的角度来建立最佳的语音识别系统。在声学模型方面，以Markov链为基础的语音序列建模方法HMM（隐式Markov链）比较有效地解决了语音信号短时稳定、长时时变的特性，并且能根据一些基本建模单元构造成连续语音的句子模型，达到了比较高的建模精度和建模灵活性。在语言层面上，通过统计真实大规模语料的词之间同现概率即N元统计模型来区分识别带来的模糊音和同音词。另外，人工神经网络方法、基于文法规则的语言处理机制等也在语音识别中得到了应用。
20世纪90年代前期，许多著名的大公司如IBM、苹果、AT&T和NTT都对语音识别系统的实用化研究投以巨资。语音识别技术有一个很好的评估机制，
那就是识别的准确率，而这项指标在20世纪90年代中后期实验室研究中得到了不断的提高。比较有代表性的系统有：IBM公司推出的ViaV oice和DragonSystem 公司的NaturallySpeaking,Nuance公司的NuanceV oicePlatform语音平台，Microsoft 的Whisper,Sun的V oiceTone等。
其中IBM公司于1997年开发出汉语ViaV oice语音识别系统，次年又开发出可以识别上海话、广东话和四川话等地方口音的语音识别系统ViaV oice'98。它带有一个32,000词的基本词汇表，可以扩展到65,000词,还包括办公常用词条，具有“纠错机制”，其平均识别率可以达到95%。该系统对新闻语音识别具有较高的精度，是目前具有代表性的汉语连续语音识别系统。
1.1.2国内研究历史及现状
我国语音识别研究工作起步于五十年代，但近年来发展很快。研究水平也从实验室逐步走向实用。从1987年开始执行国家863计划后，国家863智能计算机专家组为语音识别技术研究专门立项，每两年滚动一次。我国语音识别技术的研究水平已经基本上与国外同步，在汉语语音识别技术上还有自己的特点与优势，并达到国际先进水平。中科院自动化所、声学所、清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、中国科技大学、北京邮电大学、华中科技大学等科研机构都有实验室进行过语音识别方面的研究，其中具有代表性的研究单位为清华大学电子工程系与中科院自动化研究所模式识别国家重点实验室。
清华大学电子工程系语音技术与专用芯片设计课题组，研发的非特定人汉语数码串连续语音识别系统的识别精度，达到94.8%（不定长数字串）和96.8%（定长数字串）。在有5%的拒识率情况下，系统识别率可以达到96.9%（不定长数字串）和98.7%（定长数字串），这是目前国际最好的识别结果之一，其性能已经接近实用水平。研发的5000词邮包校核非特定人连续语音识别系统的识别率达到98.73%，前三选识别率达99.96%；并且可以识别普通话与四川话两种语言，达到实用要求。
中科院自动化所及其所属模式科技(Pattek)公司2002年发布了他们共同推出的面向不同计算平台和应用的“天语”中文语音系列产品——PattekASR，结束了中文语音识别产品自1998年以来一直由国外公司垄断的历史。
如果从识别系统的词汇量大小考虑，也可以将识别系统分为3类：(1)小词
汇量语音识别系统。通常包括几十个词的语音识别系统。(2)中等词汇量的语音识别系统。通常包括几百个词到上千个词的识别系统。(3)大词汇量语音识别系统。通常包括几千到几万个词的语音识别系统。随着计算机与数字信号处理器运算能力以及识别系统精度的提高，识别系统根据词汇量大小进行分类也不断进行变化。目前是中等词汇量的识别系统到将来可能就是小词汇量的语音识别系统。这些不同的限制也确定了语音识别系统的困难度。
1.2 语音识别技术的应用及研究方向
语音识别技术是计算机智能接口与人机交互的重要手段之一。从目前及整个社会的发展来看，已经诞生了全球首套多语种交谈式语音识别系统E-talk。这是全球唯一拥有中英混合语言的识别系统，可以识别出普通话、粤语和英语，还可以适应不同的地方口音。由于E-talk可以提高工作效率，降低运营成本，并为用户提供便捷的增值服务，它将成为电信、证券、金融等重视客户服务的行业争相引用的电子商务应用系统。
目前，飞利浦推出的语音识别自然会话平台SpeechPearl和SpeechMania已成功地应用于国内呼叫中心，SpeechPearl中的每个识别引擎可提供高达20万字的超大容量词库，尤其在具有大词汇量、识别准确性和灵活性等要求的各种电信增值服务中有着广泛的应用。
对于语音编码而言，长期以来，在通信网的发展中，解决信息传输效率是一个极其重要的关键问题。目前科研人员已通过两个途径研究这一课题，其一是研究新的调制方法与技术，来提高信道传输信息的比特率，指标是每赫兹带宽所传送的比特数；其二是压缩信源编码的比特率。这对任何频率资源有限的传输环境来说，无疑是极为重要的，尤其是在无线通信技术决定今后通信发展命运的今天更显得重要。实际上，压缩语音编码比特率与话音存储、语音识别及语音合成等技术都直接相关。
数字语音编码技术从1938年提出PCM开始，其编码方法已有了很大的发展，如1968年提出的线性预测编码技术（LPC）、20世纪70年代末出现的隐马尔科夫技术（HMM）以及矢量量化（VQ）等。
随着技术的不断发展及网络技术的日益完善和普及，语音识别技术也出现了一些新的研究方向。
① 连续自然语音的识别。目的是能让计算机更好的理解人说的话，能让计算机更好的处理人类流畅的自然发音，该技术需要解决的难点很多，对它的研究是今后的目标之一。
②语音识别技术与多媒体技术的结合。今后的发展，人类对语音信号的需要将不仅仅局限于可懂性和正确性上了，而是需要在合成语音的美感的同时并输出辅助的视频特征，实现主持人的效果。
③不同语种的解决。不同民族有不同的语言，在如今开放的信息网络时代，不同语言之间的交流显得十分重要，因此，多语种的合成有着独特的应用价值。例如，在自动电话翻译、有声电子邮件等应用中都涉及到了多语种合成的需求。
1.3 语音识别系统的基本构成
语音识别系统的总体结构如图1.1。首先通过语音的录制作为输入信号，输入的模拟语音信号要进行预处理，包括预滤波、采样和量化、加窗、端点检测、预加重等等。经过预处理后，接下来就是重要的一环：特征参数提取。要求是：
（1）提取的特征参数要能有效地代表语音特征，具有很好的区分性。
（2）各阶参数之间有良好的独立性。
（3）特征参数要计算方便，最好有高效的计算方法，以保证语音识别的实时实现。
图1.1 语音识别总体架构
训练阶段，将特征参数进行一定的处理之后，为每个词条得到一个模型，保存为模板库。在识别阶段，语音信号经过相同的通道得到语音参数，生成测试模板，与参考模板进行匹配，将匹配分数最高的参考模板作为识别结果。 训练 识别 参考 模块
识别 结果 语音
输入 预处理 特征提取 测度估计 模板库 识别决策 专家知识
2语音信号的数字模型及采集
2.1 概述
为了实现语音识别，首先得对语音信号产生的原理进行一个剖析，因此，我们只有在对人的发声器官和发声机理进行研究的基础上，才能够清晰的理解到语音信号产生的数学模型。当然，人类的发音过程过于复杂性和语音信息的丰富性及多样性，所以至今为止仍未找到一种能够准确描述语音产生过程。
同样，作为接受信息的人耳的听觉系统，其听觉机理也是相当复杂的。本章将简单介绍人发声及收听的基本原理，重点介绍计算机的模拟函数wavrecord和wavplay。
2.2 语音的发音原理
2.2.1 人的发声器官
人类的语音是由人的发声器官在大脑控制下的生理运动产生的。主要由三部分组成：①肺和气管产生气源；②喉和声带组成声门；③由咽腔、口腔、鼻腔组成声道，如图2.1（张雪英,2012.7）所示的发声器官模型。
图2.1 发声器官模型
肺的发声功能主要是产生压缩气体，通过气管传送到声音生成系统。气管连接着肺和喉，它是肺与声道联系的通道。
图2.2 喉的平面解剖图
喉是控制声带运动的软骨和肌肉的复杂系统，主要包括：环状软骨、甲状软骨、杓状软骨和声带。其中声带是重要的发声器官，它是伸展在喉前、后端之间的褶肉，如图2.2（张雪英,2012.7）所示，前段由甲状软骨支撑，后端由杓状软骨支撑，而杓状软骨
又与环状软骨较高部分相联。这些软骨在环状软骨上的肌肉的控制下，能将两片声带合拢或分离。声带之间的间隙称为声门。声带的声学功能主要是产生激励。位于喉前
呈圆形的甲状软骨称为喉结。
声道是指声门至嘴唇的所有发音器官，其纵剖面图如图2.3（张雪英,2012.7）所示。包括：咽喉、口腔和鼻腔。口腔包括上下唇、上下齿、上下齿龈、上下腭、舌和小舌等部分。上腭又分为硬腭和软腭两部分；舌又分为舌尖、舌面和舌根三部分。鼻腔在口腔上面，靠软腭和小舌将其与口腔隔开。当小舌下垂时，鼻腔和口腔便耦合起来，当小舌上抬时，口腔与鼻腔是不相通的。口腔和鼻腔都是发生时的共鸣器。口腔中各器官能够协同动作，使空气流通过时形成各种不同情况的阻碍并产生振动，从而发出不同的声音来。声道可以看成是一根从声门一直延伸到嘴唇的具有非均匀截面的声管，其截面面积主要取决于唇、舌、腭和小舌的形状和位置，最小截面面积可以为零（对应于完全闭合的部位），最大截面积可以达到约20cm2。在产生语音的过程中，声道的非均匀截面又是随着时间在不断地变化的。成年男性的声道的平均长度约为17cm。当小舌下垂使鼻腔和口腔耦合时，将产生出鼻音来。
图2.3 声道纵剖面图
2.2.2 语音生成
在发声器官模型图2.1（张雪英,2012.7）中，空气由肺部排入喉部，经过声带进入声道，最后由嘴发声声波，形成语音。在声门（声带）以左，称为“声门子系统”，它负责产生激励震动；右边是“声道系统”和“辐射系统”。当发不同性质的语音时，激励和声道的情况是不同的，他们对应的模型也是不同的。1.发浊音的情况
空气流经过声带时，如果声带是崩紧的，则声带将产生张弛振动，即声带将周期性地启开和闭合。声带启开时空气流从声门喷射出来，形成一个脉冲，声带闭合时相应于脉冲序列的间隙期。因此，这种情况下在声门处产生出一个准周期脉冲状的空气流。该空气流流经过声道后最终从嘴唇辐射出声波，这便是浊音语音。
2.发清音的情况
空气流经过声带时，如果声带是完全舒展开来的，则肺部发出的空气流将不受影响地通过声门。空气流经过声门后，会遇到两种不同情况。一种情况是，如果声道的某个部位发生收缩形成了一个狭窄的通道，当空气流达到此处时被迫以
高速冲过收缩区，并在附近产生出空气湍流，这种湍流空气通过声道后便形成所
谓的摩擦音或清音。第二种情况是，如果声道的某个部位完全闭合在一起，当空
气流达到时便在此处建立起空气压力，闭合点突然开启便会让气压快速释放，经
过声道后便形成所谓爆破音。这两种情况下发出的音称为清音。
2.3 语音的听觉机理
听觉是接受声音并将其转换成神经脉冲的过程。大脑受到听觉神经脉冲的刺激感知为确定的含义是一个非常复杂的过程，至今仍未完全清楚。
2.3.1听觉器官
人的听觉器官分三个部分：外耳、中耳和内耳，如图2.4（张雪英,2012.7）所示。
图2.4听觉器官
外耳由位于头颅两侧呈贝壳状和向内呈S状弯曲的外耳道组成，包括：耳廓、耳壳和外耳道。主要作用是收集声音、辨别声源，并对某些频率的声音有扩大作
用。声音沿外耳道传送至鼓膜，外耳道有许多共振频率，恰好落在语音频率范围
内。
中耳主要由鼓膜和听骨链组成。听骨链由三块听小骨组成，分别为锤骨、砧官
骨和镫骨。其中锤骨柄与骨膜相连，镫骨底板与耳蜗的前庭窗相连。声音经骨膜
至内耳的传输过程主要由听骨链来完成。由于鼓膜的面积比前庭窗大出许多倍
（55:3.2），听骨链有类似杠杆的作用，所以人的声音从鼓膜到达内耳时，能量扩
大了20多倍，补充声音在传播过程中的能量消耗。由于中耳将气体运动高效地
转为液体运动，所以它实际上起到一种声阻抗匹配的作用，由此可以看出，整个
中耳的主要生理功能是传音，即将声音由外耳道高效的传入耳蜗。
从上述分析可以看出，中耳的主要功能是改变增益，还有就是对外耳和内耳进行匹配阻抗。
内耳是颅骨腔内的一个小而复杂的体系，由前庭窗、圆窗和耳蜗构成，前庭窗在听觉机制中不起什么作用，圆窗可以为不可压缩液体缓解压力，耳蜗是内耳的主要器官，它是听觉的收纳器，形似蜗牛壳，为螺旋样骨管。蜗底面向内耳道，耳蜗神经穿过此处许多小孔进入耳蜗耳蜗中央有呈圆锥形骨质的蜗轴，从蜗轴有螺旋板伸入耳蜗管内，由
耳蜗底盘旋上升，直到蜗顶。它由三个分割的部分组成：骨阶、中阶和前庭阶。骨阶与中耳通过圆窗相连，前庭阶与中耳的镫骨由前庭窗的膜相连，骨阶和前庭阶在耳蜗的顶端即蜗孔处是相通的。中阶的底膜称为基底膜（Basilar membrane），在基底膜之上是科蒂式器官（Oragan of Corti），它由耳蜗覆膜（Tectorial membrane）、外毛细胞（Outer hair cell）及内毛细胞（Inner hair cell）构成。如图2.5（张雪英,2012.7）所示。
图2.5 内耳结构图
2.3.2 耳蜗的信号处理原理
当声音经外耳传入中耳时，镫骨的运动引起耳窝内流体压强的变化，从而引起行波沿基底膜的传播。如图2.6（张雪英,2012.7）所示的流体波的简单表示。在耳蜗的底部基底膜的硬度很高，流体波传播的很快。随着波的传播，膜的硬度
变得越来越小，波的传播也逐渐变缓。不同频率的声音产生不同的行波，而峰值出现在基底膜的不同位置上。频率较低时，基底膜振动的幅度峰值出现在基底膜的顶部附近；相反，频率较高时，基底膜振动的幅度峰值出现在基底膜的基部附近（靠近镫骨）。如果信号是一个多频率信号，则产生的行波将沿着基底膜在不同的位置产生最大的幅度如图2.7（张雪英,2012.7）所示。从这个意义上讲，耳蜗就像一个频谱分析仪，将复杂的信号分解成各种频率分量。
图2.6耳蜗内流体波简单表示
图2.7基底膜上6个不同点的频率响应
基底膜的振动引起毛细胞的运动，使得毛细胞上的绒毛发生弯曲。绒毛向一个方向的弯曲会使细胞产生去极化，即开启离子通道产生向内的离子流，从而使传入神经开放增加。而绒毛向另一个方向弯曲时，则会引起毛细胞的超极化，即增加细胞膜电位，从而导致抑制效应。因此，内毛细胞对于流体运动速度而言，就像一个自动回零的半波整流器。在基底膜不同部位的毛细胞具有不同的电学与
力学特征。在耳蜗的基部，基底膜宽而柔和，毛细胞及其绒毛也较长而柔和。正是由于这种结构上的差异，因此它们具有不同的机械谐振特性和电谐振特性。外毛细胞可在中枢神经系统的控制下调节科尔蒂器官的力学特性，内毛细胞则负责声音检测并激励传入神经发放，而内外毛细胞通过将其绒毛插入共同的耳蜗覆膜而耦合。这样，外毛细胞性质的变化可以调节内毛细胞的调谐，使整个耳蜗的动态功能处于大脑控制之下。
2.4 MATLAB中的语音信号模型
前两节均详细解释了人的发音及听觉原理。可以看出，发音过程及收听语音的过程是及其复杂的。所以对于计算机而言，是难以找到一种完全接近的算法来诠释发音及收听过程。但是，在MATLAB R2011B中，有两个函数可以用来模拟人的发音及收集语音功能，即wavplay函数跟wavreord函数。
2.4.1 wavrecord函数
wavrecord的用法：
y = wavrecord(n,Fs);
y = wavrecord(n,Fs,ch);
y = wavrecord(n,Fs,ch,'dtype');
y = wavrecord(n,Fs,ch,'dtype');
其中n为样本数，Fs为采样频率，默认值为11025，ch为通道数，默认为1，若为2，则表示采样为双声道立体声数据，该参数可以省略，dtype为采样数据的存储格式，用字符串指定，如表2.1：
表2.1字符串值为“dtype”以及相应的位/样品和可接受的数据范围y dtype Bits/sample y Data Range
'double' 'single' 'int16' 'uint8'16
16
16
8
–1.0 <= y < +1.0
–1.0 <= y < +1.0
–32768 <= y <= +32767
0 <= y <= 255
audiorecorder也可以用来录制音频，但是在操作上，因为通常采用的语音格式以wav格式为主，在保存语音上，wavrecord比audiorecorder能更好的与uiputfile 相结合，所以用wavrecord比audiorecorder比较好。
2.4.2 wavplay函数
wavplay函数的用法：
wavplay(y,Fs)
wavplay(y,Fs,mode)
其中，y为输入信号，Fs为频率，其数据类型如表2.2所示
表2.2 wavpaly的数据类型
Data Type Quantization
Double-precision(default value) Single-precision
16-bit signed integer
8-bit unsigned integer 16 bits/sample 16 bits/sample 16 bits/sample 8 bits/sample
在播放音频上，还有sound与soundsc也可以用来进行音频的回放，它们可以在任何操作系统平台上使用，而wavplay只支持Windows平台。但是因为在语音识别中，通常采用的语音格式为wav格式，而wavplay与wavrecord的配合能更好的操作运行起来，两者结合共同使用。举个例子：
Fs=11025;
y=wavrecord(5*Fs,Fs,’int16’);
wavplay(y,Fs);
该段代码意思为：通过Windows的录音设备以11025Hz的采样频率录制5秒的数据，采样精度为16位，存储格式为int16；随后通过Windows的音频设备进行播放
在MATLAB中处理语音信号时，可以通过wavplay回放录制好了的语音，具有快速检验数据和计算的可靠性。但是在录音时候，wavrecord有很大的局限性，在录制语音的时候必须制定语音的时间。如果时间太短或者在指定的时间内用户没有说话，就会漏掉部分或全部的语音数据，这样操作起来不方便。另外，在一个语音识别系统中，程序必须自动判断当前是静音还是用户在说话，如果用户有发出过语音，那么应该保存该段语音，然后将头部和尾部的静音部分删除掉，这一功能被称为语音信号的端点检测。
3语音信号的端点检测
3.1 概述
在详解语音信号的端点检测之前，先来了解一下语音信号的特征，如图3.1
可以看到，数字“1”信号在大致4500~11000之间的采样点属于发音状态，头部跟尾部的信号幅度都很低，属于静音或噪音。
图3.1数字“1”的时域图
图3.2是数字“1”的头部放大图，从图中可以看出，在4400之前的信号幅度很低，明显属于静音，而从4400开始，幅度开始增强，并且有明显的周期性，两个尖峰之间的距离就是所谓的基音周期，也就是人的声带振动的周期。
这样的话，我们可以用信号的幅度作为特征，区分静音和语音。只要设定一个门限，当信号幅度超过这个门限的时候，就当作语音开始，当幅度降低到门限以下的时候就认为语音结束。
图3.2 数字“1”头部放大图
因此，我们可以采用短时能量来描述语音信号的幅度。比如，对于一个读取到的语音信号x(n)，其中n 为采样点，首先进行分帧，将语音信号分为每20~30ms 一段，相邻两帧起始点之间间隔为10ms ，也就是说两帧之间有10~20ms 的交叠。由于采样频率的差异，帧长和帧移所对应的实际采样点数都不一样。举个例子：一个8kHz 的采样频率，30ms 的帧长对应240点，记为N ，而10ms 的帧移对应为80点，记为M 。
对应第i 帧，第n 个样本，它与原始语音信号的关系为：
xi(n)=x[(i-1)M+n]
第i 帧的语音信号的短时能量就可以用下面几种算法得到：
∑==N
n i n x i e 1
|)(|)(
∑==N n n n x i e 12)()(
∑==N
n n n x i e 12)(log )(
分别为绝对值的累加、平方累加和平方的对数的累加，选择其中一种就可以了。
计算完每帧的短时能量，然后再设定一个门限，就可以实现一个简单的检测算法了。但是这种算法不可靠，因为人的发音有清音和浊音之分，浊音为声带振动发出，对应的幅度高，周期性明显，而清音则不会有声带的震动，只是靠空气在口腔中的摩擦、冲击或爆破而发音，其短时能量一般比较小。如声母“s ”、“c ”等的幅度就很低，往往会被漏掉。
基于matlab的毕业论文题目参考 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。以下是基于matlab的毕业论文题目，供大家参考。 基于matlab的毕业论文题目一： 1、基于遗传算法的小麦收割机路径智能优化控制研究 2、零转弯半径割草机连续翻滚特性参数化预测模型 3、基于MATLAB的PCD铰刀加工硅铝合金切削力研究 4、基于状态反馈的四容水箱控制系统的MATLAB仿真研究 5、基于Matlab软件的先天性外耳道狭窄CT影像特点分析 6、Matlab仿真在船舶航向自动控制系统中的研究与仿真 7、基于MATLAB的暂态稳定措施可行性仿真与分析 8、基于MATLAB的某专用越野汽车动力性能分析 9、基于MATLAB的电力系统有源滤波器设计 10、基于MATLAB和ANSYS的弹簧助力封闭装置结构分析 11、基于Matlab的液力变矩器与发动机匹配计算与分析 12、运用MATLAB绘制接触网下锚安装曲线 13、基于MatlabGUI的实验平台快速搭建技术 14、基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊过程稳定性评价
15、测绘数据处理中MATLAB的优越性及应用 16、基于MATLAB柴油机供油凸轮型线设计 17、基于MATLAB语言的TRC加固受火后钢筋混凝土板的承载力分析方法 18、MATLAB辅助OptiSystem实现光学反馈环路的模拟 19、基于MATLABGUI的电梯关门阻止力分析系统设计 20、基于LabVIEW与MATLAB混合编程的手势识别系统 21、基于MATLAB的MZ04型机器人运动特性分析 22、MATLAB在煤矿巷道支护参数的网络设计及仿真分析 23、基于MATLAB的自由落体运动仿真 24、基于MATLAB的电动汽车预充电路仿真 25、基于Matlab的消弧模型仿真研究 26、基于MATLAB/GUI的图像语义自动标注系统 27、基于Matlab软件GUI的机械波模拟 28、基于Matlab的S曲线加减速控制算法研究 29、基于Matlab和Adams的超速机柔性轴系仿真 30、基于Matlab与STM32的电机控制代码自动生成 31、基于Matlab的相机内参和畸变参数优化方法 32、基于ADAMS和MATLAB的翻转机构联合仿真研究 33、基于MATLAB的数字图像增强软件平台设计 34、基于Matlab的旋转曲面的Gif动画制作 35、浅谈Matlab编程与微分几何简单算法的实现
毕业设计用matlab仿真 篇一：【毕业论文】基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序) 基于matlab的人脸识别系统设计与仿真 第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。
如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人 类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，在不同的环境下拍摄所得到的人脸图像不同，有时更会有很大的差别，给识别带来很大难度。因此在各种干扰条件下实现人脸图像的识别，也就更具有挑战性。 国外对于人脸图像识别的研究较早，现己有实用系统面世，只是对于成像条件要求较苛刻，应用范围也就较窄，国内也有许多科研机构从事这方而的研究，并己取得许多成果。 1.2 人脸图像识别的应用前景 人脸图像识别除了具有重大的理论价值以及极富挑战
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 摘要 本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。重点介绍了利用Matlab软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，以及利用Matlab 软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI）设计具有人机交互、界面友好的用户界面。本文采用Matlab 的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实验界面。在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。本系统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的基本知识。随着当代计算机技术的不断发展，计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能。信号与系统课程具有传统经典的基础内容，但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等的需求。在教学过程中缺乏实际应用背景的理论学习是枯燥而艰难的。为了解决理论与实际联系起来的难题国内外教育人士目光不约而同的投向一款优秀的计算机软件——MATLAB。通过它可用计算机仿真，阐述信号与系统理论与应用相联系的内容，以此激发学习兴趣，变被动接受为主动探知，从而提升学习效果，培养主动思维、学以致用的思维习惯。以MATLAB 为平台开发的信号与系统教学辅助软件可以充分利用其快速运算，文字、动态图形、声音及交互式人机界面等特点来进行信号的分析及仿真。运用MATLAB 的数值分析及计算结果可视化、信号处理工具箱的强大功能将信号与系统课程中较难掌握和理解的重点理论和方法通过概念浏览动态演示及典型例题分析等方式，形象生动的展现出来，从而使学生对所学
毕业设计论文 基于MATLAB的PID控制器设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽 11042232 温 靖
班 级 学 号： 指 导 老 师：
二 O 一四年十月十五日
目录
一、引言 ....................................................................................................................... 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成................................................................................................................ 4 2.2 信道编译码......................................................................................................................... 4 2.2.1 卷积码的原理 ......................................................................................................... 4 2.2.2 译码原理................................................................................................................. 5 2.3 调制与解调........................................................................................................................ 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 ................................................................................................... 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ....................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调................................................................................................... 7 2.4 信道..................................................................................................................................... 8 2.4.1 加性高斯白噪声信道 ............................................................................................. 8 2.4.2 瑞利信道................................................................................................................. 8 2.5 多径合并............................................................................................................................. 8 2.5.1 MRC 方式 ................................................................................................................ 8 2.5.2 EGC 方式................................................................................................................. 9 2.6 采样判决............................................................................................................................. 9 2.7 理论值与仿真结果的对比 ................................................................................................. 9
三、系统仿真分析 ..................................................................................................... 11
3.1 有信道编码和无信道编码的的性能比较 ....................................................................... 11 3.1.1 信道编码的仿真 .................................................................................................... 11 3.1.2 有信道编码和无信道编码的比较 ........................................................................ 12 3.2 BPSK 与 QPSK 调制方式对通信系统性能的比较 ........................................................ 13 3.2.1 调制过程的仿真 .................................................................................................... 13 3.2.2 不同调制方式的误码率分析 ................................................................................ 14 3.3 高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 ............................................................................... 15 3.3.1 信道加噪仿真 ........................................................................................................ 15 3.3.2 不同信道下的误码分析 ........................................................................................ 15 3.4 不同合并方式下的对比 ................................................................................................... 16 3.4.1 MRC 不同信噪比下的误码分析 .......................................................................... 16 3.4.2 EGC 不同信噪比下的误码分析 ........................................................................... 16 3.4.3 MRC、EGC 分别在 2 根、4 根天线下的对比 ................................................... 17 3.5 理论数据与仿真数据的区别 ........................................................................................... 17
四、设计小结 ............................................................................................................. 19 参考文献 ..................................................................................................................... 20
毕业设计 [论文] 题目：基于MATLAB的人脸识别系统设计 学院：电气与信息工程学院 专业：自动化 姓名：张迎
指导老师：曹延生 完成时间：2013.05.28
摘要 人脸识别是模式识别和图像处理等学科的一个研究热点，它广泛应用在身份验证、刑侦破案、视频监视、机器人智能化和医学等领域，具有广阔的应用价值和商用价值。人脸特征作为一种生物特征，与其他生物特征相比，具有有好、直接、方便等特点，因此使用人脸特征进行身份识别更易于被用户所接受。 人脸识别技术在过去的几十年得到了很大的发展，但由于人脸的非刚性、表情多变等因素，使得人脸识别技术在实际应用中面临着巨大的困难。本文针对近年来国内外相关学术论文及研究报告进行学习和分析的基础上，利用图像处理的matlab实现人脸识别方法，这种实现简单且识别准确率高，但其缺点是计算量大，当要识别较多人员时，该方法难以胜任。 利用MATLAB实现了一个集多种预处理方法于一体的通用的人脸图像预处理仿真系统，将该系统作为图像预处理模块可嵌入在人脸识别系统中，并利用灰度图像的直方图比对来实现人脸图像的识别判定。 关键词：图像处理, Matlab, 人脸识别, 模式识别
ABSTRACT Human face recognition focuses on pattern recognition ,image processi ng andother subjects.It is widely used in authentication,investigation,video surveillance,intelligent robots,medicine and other areas.Facerecognition ha s wide application and business value.Facial feature asabiological character istic,compared with others is direct,friendly andconvenient.Facial featuree mployed in authentication are user-friendly. The technology of face recognition in the past few years obtained the v ery big development, but due to the face of nonrigid, expression and chang eablefactors, the face recognition technology in practical application are fa cing great difficulties. This paper aimed at home and abroad in recent year s the relevant papers and researchreports on study and on the basis of the a nalysis, some units within the data sensitivity places need to enter personne l to carry out limitation design and develop a set of identity verification ide ntification system, the system uses PCA face recognition method, therealiza tion is simple and the accuracy rate of recognition is high,but itsdrawback i s that a large amount of calculation, when to identify more staff,this metho d is difficult to do. The realization of a set of various pretreatment methods in one of the generic face image preprocessing simulation system based on MATLAB, the system is used as the image preprocessing module can be embedded in a face recognition system, and using the histogram matching gray image to realize the recognition of human face images to determine.
论文（设计）题目： 基于MATLAB的数字图像处理系统设计 姓名宋立涛 学号２０１２１１８６７ 学院信息学院 专业电子与通信工程 年级２０１２级 ２０１３年６月１６日
基于MATLAB的数字图像处理系统设计 摘要 MATLAB 作为国内外流行的数字计算软件，具有强大的图像处理功能，界面简洁，操作直观，容易上手，而且是图像处理系统的理想开发工具。 笔者阐述了一种基于MATLAB的数字图像处理系统设计，其中包括图像处理领域的大部分算法，运用MATLAB 的图像处理工具箱对算法进行了实现，论述了利用系统进行图像显示、图形表换及图像处理过程，系统支持索引图像、灰度图像、二值图像、RGB 图像等图像类型；支持BMP、GIF、JPEG、TIFF、PNG 等图像文件格式的读，写和显示。 上述功能均是在MA TLAB 语言的基础上，编写代码实现的。这些功能在日常生活中有很强的应用价值，对于运算量大、过程复杂、速度慢的功能，利用MATLAB 可以既能快速得到数据结果，又能得到比较直观的图示。 关键词：MATLAB 数字图像处理图像处理工具箱图像变换
第一章绪论 1.1 研究目的及意义 图像信息是人类获得外界信息的主要来源，近代科学研究、军事技术、工农业生产、医学、气象及天文学等领域中，人们越来越多地利用图像信息来认识和判断事物，解决实际问题，由此可见图像信息的重要性，数字图像处理技术将会伴随着未来信息领域技术的发展，更加深入到生产和科研活动中，成为人类生产和生活中必不可少的内容。 MATLAB 软件不断吸收各学科领域权威人士所编写的实用程序，经过多年的逐步发展与不断完善，是近几年来在国内外广泛流行的一种可视化科学计算软件。MATLAB 语言是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言来编写程序，比Basic、Fortan、C 等高级语言更加接近我们书写计算公式的思维方式，用MATLAB 编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题一样。它编写简单、编程效率高并且通俗易懂。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国内研究现状 国内在此领域的研究中具有代表性的是清华大学研制的数字图像处理实验开发系统TDB-IDK 和南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件。 TDB-IDK 系列产品是一款基于TMS320C6000 DSP 数字信号处理器的高级视频和图像系统，也是一套DSP 的完整的视频、图像解决方案，该系统适合院校、研究所和企业进行视频、图像方面的实验与开发。该软件能够完成图像采集输入程序、图像输出程序、图像基本算法程序。可实现对图像信号的实时分析，图像数据相对DSP独立方便开发人员对图像进行处理，该产品融合DSP 和FPGACPLD 两个高端技术，可以根据用户的具体需求合理改动，可以分析黑白和彩色信号，可以完成图形显示功能。 南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件可实现数字图像的采集、传输与处理。可利用软件及图像采集与传输设备，采集图像并实现点对点的数字图像传输，可以观察理解多种图像处理技术的效果和差别，
基于MATLAB的PID控制器设计 摘要 本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。PID控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器（亦称调节器）及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器 (至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中，参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展，对PID 参数的整定大多借助于一些先进的软件，例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法，线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法，设计一个温控系统的PID控制器，并通过MA TLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。 关键词：PID参数整定；PID控制器；MATLAB仿真；冷却机；
Design of PID Controller based on MATLAB Abstract This paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most common control method up until now; the great majority feedback loop is controlled by this method or its small deformation. Pid controller (claim regulator also) and its second generation so become the most common controllers in the industry process control (so far, about 84% of the controller being used is the pure pid c ontroller, it’ll exceed 90% if the second generation included). Pid parameter setting is most important in pid controller designing, and with the rapid development of the computer technology, it mostly recurs to some advanced software, for example, mat lab simulation software widely used now. this design is to apply that soft mainly use Relay feedback law and synthetic method on the line to study pid controller design method, design a pid controller of temperature control system and observe the output waveform while input step signal through virtual oscilloscope after system completed. Keywords: PID parameter setting ；PID controller；MATLAB simulation；cooling machine
摘 要 本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。重点介绍了利用Matlab 软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，以及利用Matlab 软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI ）设计具有人机交互、界面 友好的用户界面。本文采用 Matlab 的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实 验界面。在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。本系 统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分 基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的 基本知识。 随着当代计算机技术的不断发展，计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。 计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能。 信号与系统课程具有传 统经典的基础内容，但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等的需求。在教 学过程中缺乏实际应用背景的理论学习是枯燥而艰难的。 为了解决理论与实际联系起来的难题国内外教育人士目光不约而同的投向 一款优秀的计算机软件——MATLAB 。 通过它可用计算机仿真， 阐述信号与系统 理论与应用相联系的内容，以此激发学习兴趣，变被动接受为主动探知，从而提 升学习效果，培养主动思维、学以致用的思维习惯。 以 MATLAB 为平台开发的信号与系统教学辅助软件可以充分利用其快速运 算，文字、动态图形、声音及交互式人机界面等特点来进行信号的分析及仿真。 运用 MATLAB 的数值分析及计算结果可视化、信号处理工具箱的强大功能将
信号与系统课程中较难掌握和理解的重点理论和方法通过概念浏览动态演示及典型例题分析等方式，形象生动的展现出来，从而使学生对所学知识理解更加透彻。同时运用教学软件中的数值计算工具箱，将学生从大量繁琐的手工数学运算中解放出来，将更多时间留给对基本概念和基本方法的思考。关键词：关键词：信号与系统，matlab，应用分析 ABSTRACT As the modern computer technology development, computer gradually merged with the various aspects of social life. the use of the computer essential part of the basic skills of students. the signal and systems of traditional classic of course, but there is also due to a digital technology development, the technology in the demand. in the teaching process of the practical application of theoretical study is boring and difficult. Theory with practice in order to solve the problem of educational circles and looked into a simultaneous of computer software —— matlab. it can be used by computer simulations, signals with the system theory and application related to the content, it aroused interest in learning and became passive acceptance of the initiative and thereby elevate learning, training of active in the make full use of its rapid operation of graphic, text, dynamic and interactive voice man-machine interface to the characteristics of the analysis and emulation. To the platform of the development of matlab signal system of teaching and assistive software can make full use of its rapid operation of graphic, text, dynamic and interactive voice man-machine interface to the characteristics of the
优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 摘要 数字图像处理是一门新兴技术，随着计算机硬件的发展，数字图像的实时处理已经成为可能，由于数字图像处理的各种算法的出现，使得其处理速度越来越快，能更好的为人们服务。数字图像处理是一种通过计算机采用一定的算法对图形图像进行处理的技术。数字图像处理技术已经在各个领域上都有了比较广泛的应用。图像处理的信息量很大，对处理速度的要求也比较高。MATLAB强大的运算和图形展示功能，使图像处理变得更加的简单和直观。本文介绍了MATLAB 语言的特点,基于MATLAB的数字图像处理环境，介绍了如何利用MATLAB及其图像处理工具箱进行数字图像处理，并通过一些例子来说明利用MATLAB图像处理工具箱进行图像处理的方法。主要论述了利用MATLAB实现图像增强、二值图像分析等图像处理。关键词：MATLAB，数字图像处理，图像增强，二值图像
Abstract Digital image processing is an emerging technology, with the development of computer in various areas on the processing speed requirement is relatively ），线性量化（liner quantization ），对数量化，MAX 量化，锥形量化（tapered quantization ）等。 3. 采样、量化和图像细节的关系 上面的数字化过程，需要确定数值N 和灰度级的级数K 。在数字图像处理中，一般都取成2的整数幂，即: (2.1) (2.2) 一幅数字图像在计算机中所占的二进制存储位数b 为: *log(2)**()m N N b N N m bit == (2.3) 例如，灰度级为256级(m=8)的512×512的一幅数字图像，需要大约210万个存储位。随着N 和m 的增加，计算机所需要的存储量也随之迅速增加。 由于数字图像是连续图像的近似，从图像数字化的过程可以看到。这种近似的程度主要取决于采样样本的大小和数量(N 值)以及量化的级数K(或m 值)。N 和K 的值越大，图像越清晰。 2.2 数字图像处理概述 2.2.1 基本概念 数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响：一是计算机的发展；二是数学的发展(特别是离散数学理论的创立和完善)；三是广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的
毕业设计（论文）matlab潮流计算
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
前言 电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性。可靠性和经济性。此外，电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和很基础的计算。 随着科学技术的发展，电力系统变得越来越复杂，电气工程师掌握一种好的能对电力系统进行仿真的软件是学习和研究的需要。文章简要介绍了MATLAB发展历史、组成和强大的功能，并用简单例子分别就编程和仿真两方面分析了MATIAB软件在电力系统研究中的具体应用。采取等效电路法，能对特殊、复杂地电力系统进行高效仿真研究，因此，掌握编程和仿真是学好MATLAB的基础。与众多专门的电力系统仿真软件相比，MATLAB软件具有易学、功能强大和开放性好，是电力系统仿真研究的有力工具。 1电力系统的基本概念 电力系统：发电机把机械能转化为电能，电能经变压器和电力线路输送并分
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
MATLAB语言程序设计 系别：电子电气工程系 班级：08级自动化班 姓名：XXX 学号：
1.编写一个求圆的面积的函数文件。 >> f(1) s = 3.1416 >> f(2) s = 12.5664 通过此题掌握了独立文件与函数文件的区别。 2.三次抛物线的方程为：y=a*x^3+b*x^2+c*x 试探讨参数a，b和c对其图形的影响。 >> clear all; >> subplot(1,3,1) >> fplot('(-2:2)*x.^3+x.^2+x',[-2 2]) %绘制变量a=-2,-1,0,1,2时的图形 >> grid,axis('equal'),axis([-2 2 -4 4]) %显示网格，纵横坐标轴保持一致图 >> %显示区间 >> subplot(1,3,2) >> fplot('x.^3+(-2:2)x.^2+x',[-2 2]) %绘制变量b=-2,-1,0,1,2时的图形 >> fplot('x.^3+(-2:2)*x.^2+x',[-2 2]) %绘制变量b=-2,-1,0,1,2时的图形 >> grid,axis('equal'),axis([-2 2 -4 4]) >> subplot(1,3,3) >> fplot('x.^3+x.^2+(-2:2)*x',[-2 2]) %绘制变量c=-2,-1,0,1,2时的图形 >> grid,axis('equal'),axis([-2 2 -4 4]) >> gtext('a=2'),gtext('a=-2'),gtext('a=0') %用gtext命令在其他两个子图上标注字符程序运行结果如下：