資源描述：
《維納濾波器_維納霍夫方程課程設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、電氣工程學(xué)院信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：維納濾波器專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程指導(dǎo)教師:葉立夏學(xué)生姓名:葉立夏學(xué)號(hào):20104320144起迄日期:2013年12月20日—2014年1月15日如果有做課程設(shè)計(jì)的同學(xué)不懂的，可以聯(lián)系我！Qq：745581242目錄前言………………………………………………31設(shè)計(jì)任務(wù)及指標(biāo)…………………………………31.1課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求………………41.2對(duì)課程設(shè)計(jì)成果的要求………………42設(shè)計(jì)思想…………………………………………42.1概述…………………………………
2、…42.2主要儀器設(shè)備及耗材…………………53課程設(shè)計(jì)的組成部分……………………………53.1具體操作…………………………………54實(shí)驗(yàn)分析…………………………………………94.1原始圖像顯示…………………………94.2噪聲的強(qiáng)度對(duì)維納濾波器的影響……134.3階數(shù)對(duì)濾波效果的影響………………174.4數(shù)據(jù)長(zhǎng)度對(duì)維納濾波的影響…………215設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………265.1思考題…………………………………265.2實(shí)驗(yàn)心得………………………………266主要參考文獻(xiàn)………………………
3、…………27附錄……………………………………………27前言去除信號(hào)中的噪聲影響是信號(hào)處理中的一個(gè)重要內(nèi)容，而濾波則是實(shí)現(xiàn)這一功能的重要手段之一。濾波器可以分為兩類，及經(jīng)典濾波器和現(xiàn)代濾波器經(jīng)典濾波器是假定輸入信號(hào)中嘚瑟有用成分和希望去除的成分各自占有不同的頻帶。當(dāng)輸入信號(hào)通過(guò)一個(gè)濾波器是可將欲去除的成分有效的去除，如果信號(hào)和噪聲的頻譜相互重疊，那么經(jīng)典濾波器將無(wú)能為力?，F(xiàn)代濾波器理論研究的主要內(nèi)容是從含有噪聲的數(shù)據(jù)記錄中估計(jì)出信號(hào)的某些特征灬信號(hào)本身。一旦信號(hào)被估計(jì)出，那么估計(jì)出的信號(hào)的信噪比將
4、比原信號(hào)的高?，F(xiàn)代濾波器把信號(hào)和噪聲都視為隨機(jī)信號(hào)，利用它們的統(tǒng)計(jì)特征導(dǎo)出一套最佳的估值算法，然后用硬件或軟件予以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代濾波器理論源于維納在20世紀(jì)40年代及其以后的工作，因此維納濾波器便是這一類濾波器的典型代表。維納濾波器，也是最小平方濾波器，其基本思路為：設(shè)計(jì)一個(gè)濾波器，使其與輸入信號(hào)濾波后的輸出與期望輸出在最小平方意義下的最佳逼近。尋求最小均方誤差的實(shí)質(zhì)就是解維納-霍夫方程。1.設(shè)計(jì)任務(wù)及指標(biāo)1.1課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：本設(shè)計(jì)的目的是產(chǎn)生用于信號(hào)濾
5、波的維納霍夫方程。并且要求調(diào)節(jié)該濾波器的參數(shù)使該濾波器能夠最好的還原原始波形，以適應(yīng)不同原始信號(hào)都能夠被提取出來(lái)。設(shè)計(jì)要求：1.已知信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)和噪聲的能量，編寫程序求解維納-霍夫方程，尋找最優(yōu)濾波器。2.編寫程序仿真信號(hào)，噪聲和觀察波形，然后把觀察信號(hào)通過(guò)濾波器得到的信號(hào)估計(jì)與原始信號(hào)比較，觀察是否達(dá)到了去噪的目的。3.選擇不同信號(hào)（仿真信號(hào)，實(shí)際采集的心電，腦電信號(hào)），人工添加噪聲，調(diào)整噪聲的相對(duì)強(qiáng)度，觀察濾波效果。1.2.對(duì)課程設(shè)計(jì)成果的要求：利用MATLAB軟件編寫程序。根據(jù)維納濾波
6、的原理，通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)獲得效果最佳的濾波器，用正弦衰減信號(hào)作為測(cè)試信號(hào)觀察濾波效果，再將心電信號(hào)和腦電信號(hào)作為輸入，觀察濾波結(jié)果；調(diào)節(jié)濾波器的參數(shù)（噪聲強(qiáng)度，閾值，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度）觀察參數(shù)對(duì)濾波器的影響。2.設(shè)計(jì)思想2.1概述根據(jù)正交原理可以推導(dǎo)出維納-霍夫方程，滿足該方程的濾波器輸出信號(hào)的估計(jì)值與信號(hào)在最小均方誤差意義下最接近。（2-1）根據(jù)濾波器的形式，維納濾波器可以分為三種情況：非因果IIR型，因果IIR型，F(xiàn)IR型，對(duì)于實(shí)時(shí)性有要求的情況下用后兩種形式。圖2.1維納濾波器對(duì)于FIR型維納濾波器，
7、維納-霍夫方程的形式為（2-2）或者寫成矩陣形式（2-3）其中（2-4）（2-5）（2-6）這樣，如果信號(hào)和噪聲的二階統(tǒng)計(jì)特性已知，則易求解（2-7）維納濾波的均方誤差是（2-8）2.2主要儀器設(shè)備及耗材MATLAB軟件，計(jì)算機(jī)3.課程設(shè)計(jì)的組成部分3.1具體操作3.1.1.建立一個(gè)以WH命名的函數(shù)（源程序上半部分）。function[h,e]=WH(Rss,Rww,M)%求解維納-霍夫方程的函數(shù)，其中M為信號(hào)的長(zhǎng)度e1=10;%給e1賦初值e0=0;%給e0賦初值N=0;%給N賦初值%以下循環(huán)
8、的目的是找出FIR濾波器合適的階數(shù)%判據(jù)是當(dāng)階數(shù)增加而均方誤差沒(méi)有明顯下降時(shí)，則認(rèn)為階數(shù)足夠whileabs(e0-e1)>1e-6%e1和e0不夠接近則循環(huán)，確定閾值N=N+1;%使N遞增，使其逐步靠近需要滿足的條件e0=e1;Rxs=Rss(M:(M+N-1));Rxx=Rww(M:(M+N-1))+Rss(M:(M+N-1));%輸入信號(hào)總的自相關(guān)函數(shù)R_xx=zeros(N);%產(chǎn)生一個(gè)N*N的全零矩陣作為仿真信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)forj=1:Nforn=1:NR_xx(j,n)=Rxx(a
