matlab程序设计与应用实验指导书-装订印刷.doc

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1、目 录目 录3实验一 matlab集成环境使用与运算基础4实验二、matlab矩阵分析与处理8实验三、matlab程序设计11实验四、matlab图形绘制14实验五、matlab数据分析与多项式计算17实验六 matlab文件操作21实验七 matlab符号计算24实验八 matlab在数字图像处理中的应用26实验九 电力系统线路故障分析30实验十 matlab综合应用程序开发32实验十一 利用matlab进行FIR滤波器的设计.33实验十二线性时不变系统的时域响应35实验十三 数字滤波器设计与语音信号处理37实验十四 数字图像处理初步39 40实验一 matlab集成环境使用与运算基础一、实

2、验目的1熟悉启动和退出matlab的方法。2熟悉matlab命令窗口的组成。3掌握建立矩阵的方法。4掌握matlab各种表达式的书写规则以及常用函数的使用。二、实验原理1Matlab的启动 matlab系统的启动有三种常见方法：1）使用Windows“开始”菜单。2）运行matlab系统启动程序matlab.exe。3）利用快捷方式。2Matlab系统的退出 要退出matlab系统，也有三种常见方法：1）在matlab主窗口File菜单中选择Exit matlab 命令。2）在matlab命令窗口输入Exit或Quit命令。3）单击matlab主窗口的“关闭”按钮。3Matlab帮助窗口进入帮

3、助窗口可以通过以下三种方法：1） 单击matlab主窗口工具栏中的help按钮。2） 在命令窗口中输入helpwin、helpdesk或doc。3） 选择help菜单中的“matlab help”选项。 4Matlab帮助命令 1）help命令在matlab命令窗口直接输入help命令将会显示当前帮助系统中所包含的所有项目，即搜索路径中所有的目录名称。同样，可以通过help加函数名来显示该函数的帮助说明。2）lookfor命令help命令只搜索出那些关键字完全匹配的结果，lookfor命令对搜索范围内的m文件进行关键字搜索，条件比较宽松。3） 模糊查询用户只要输入命令的前几个字母，然后按tab

4、键，系统就会列出所有以这几个字母开头的命令。5赋值语句1）变量表达式2）表达式6矩阵的建立1）直接输入法：将矩阵的元素用方括号括起来，按矩阵行的顺序输入各元素，同一行的各元素之间用空格或逗号分开，不同行的元素之间用分号分开。2）利用m文件建立矩阵3）利用冒号表达式建立一个向量 e1:e2:e34) 利用linspace函数产生行向量 linspace(a,b,n).三、实验仪器和设备1计算机1台。四、预习要求1复习matlab启动与退出，熟悉matlab运行环境，掌握matlab帮助的使用。2复习matlab中矩阵的建立以及矩阵的加减乘除以及乘方运算的基本原理。五、实验内容及步骤1先求下列表达

5、式的值，然后显示matlab工作空间的使用情况并保存全部变量。（1）（2）2已知 求下列表达式的值：（1） A+6*B和A-B+I（其中I为单位矩阵）（2） A*B和A.*B（3） A3和A.3（4） A/B及BA（5） A,B和A（1，3，：）；B23设有矩阵A和B（1） 求它们的乘积C；（2） 将矩阵C的右下角3*2子矩阵赋给D；（3） 察看matlab工作空间的使用情况。六、实验报告要求实验报告应包括实验目的、实验内容、流程图、程序清单、运行结果以及实验的收获与体会。实验二 matlab矩阵分析与处理一、实验目的1掌握生成特殊矩阵的方法；2掌握矩阵分析的方法；3用矩阵求逆法求解线性方程组

6、。二、实验原理1通用的特殊矩阵常用的产生通用特殊矩阵的函数有：zeros：产生全0矩阵；ones：产生全1矩阵eye：产生单位矩阵；rand：产生01间均匀分布的随机矩阵；randn：产生均值为0，方差为1的标准正态分布的随机矩阵。2矩阵运算1）矩阵加减运算：假定有两个矩阵A和B，则可以由A+B和A-B实现矩阵的加减运算。2）假定有两个矩阵A和B，若A为mn矩阵，B为np矩阵，则C=A*B为mp矩阵。3）如果A矩阵是非奇异方阵，AB等效与A的逆左乘B矩阵，inv(A)*B,而B/A等效于A矩阵的逆右乘B矩阵，也就是B*inv(A).4)矩阵的乘方。一个矩阵的乘方运算可以表示成Ax，要求A为方阵

7、，x为标量。3矩阵点运算 在matlab中，有一种特殊的运算，因为其运算苻是在有关算术运算苻前面加点，因此叫点运算。点运算苻有.*,./,.和.。两个矩阵进行点运算是指它们的对应元素进行相关运算，要求两矩阵的维参数相同。三、实验仪器和设备1计算机1台。四、预习要求1复习特殊矩阵的产生。2复习矩阵的加减乘除与乘方运算，以及相应的点运算。 五、实验内容及步骤1熟悉matlab的运行环境，写出完成下列操作的命令：（1） 建立3阶单位矩阵A；（2） 建立5*6随机矩阵A，其元素为100,200范围内的随机整数；（3） 产生均值为1，方差为0.2的500个正态分布的随机数；（4） 产生和A同样大小的么矩

8、阵；（5） 将矩阵A的对角线元素加30；（6） 从矩阵A提取对角线元素，并以这些元素构成对角阵B。2完成以下各题，将步骤命令写入实验报告，并在机器上运行结果验证。（1）用左除运算符求解方程组 ，并以向量的方式表达结果。（7） 用左除运算符求解方程组六、实验报告要求实验报告应包括实验目的、实验内容、流程图、程序清单、运行结果以及实验的收获与体会。实验三 matlab程序设计一、实验目的matlab作为一种高级语言，不仅可以以命令方式完成操作，也具有数据结构、控制流、输入输出和面向对象编程能力，本次实验通过熟悉和掌握m文件式建立与实用方法、以及函数与控制程序流程的语句实用，使学生具备一定的编程和调

9、试能力。二、实验原理1m文件 用matlab语言编写的程序，称为m文件。M文件根据调用方式的不同分为两类，命令文件（Script file）和函数文件（Function file）。2程序控制结构1） 顺序结构2） 选择结构（1） if语句 a) 单分支if语句b) 双分支if语句 c) 多分支if语句（2） switch 语句（3） try语句3） 循环结构（1） for 语句（2） while语句（3） break语句与continue语句（4） 循环的嵌套3函数文件function 输出形参表函数名（输入形参表）注释说明部分函数体语句三、实验仪器和设备1计算机1台。四、预习要求1复习ma

10、tlab中流程控制语句。2复习matlab函数文件的建立与调用。 五、实验内容及步骤1分别用if和switch语句实现以下计算，a,b,c,x的值从键盘输入：2产生20个两位随机整数，输出其中小于平均值的偶数。3输入20个数，求其中最大数和最小数，要求分别用循环结构和matlab的max和min函数来实现。4编写一个函数文件，求小于任意自然数n的Fibnacci数列各项，Fibnacci数列定义如下：5完成以下各题，将答案写入实验报告，并在机器上运行结果验证（1）编写一个函数文件求两个数的最大值。（2）编写一个函数文件求三个数的最大值。（3）编写一个函数文件，求矩阵的最大元素。（4）编写一个函

11、数文件，以向量为参数，对向量元素进行排序并输出。六、实验报告要求1.完成实验内容中的计算；2. 验证实验内容中计算所得结果的正确性。实验四 matlab图形绘制 一、实验目的matlab提供了强大的图形处理功能，本次实验旨在使学生熟悉和掌握应用matlab实现二维图形和三维图形的绘制和控制与表现方法。二、实验原理1二维数据曲线图 （1） 绘制单根二维曲线 plot(x,y);（2） 绘制多根二维曲线 plot(x,y) 当x是向量，y是有一维与x同维的矩阵时，则绘制多根不同颜色的曲线。当x，y是同维矩阵时，则以x，y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。（3） 含有多个输

12、入参数的plot函数 plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn)（4） 具有两个纵坐标标度的图形 plotyy(x1,y1,x2,y2)2图形标注与坐标控制1）title （图形名称）2）xlabel（x轴说明）3）ylabel（y轴说明）4）text（x，y图形说明）5）legend（图例1，图例2，）6）axis （xmin xmax ymin ymax zmin zmax）3图形窗口的分割subplot（m,n,p）4三维曲线plot3（x1,y1,z1,选项1，x2,y2，选项2，,xn,yn,zn,选项n）5三维曲面mesh(x,y,z,c) 与surf(x,y,z,c)。一般情

13、况下，x，y，z是维数相同的矩阵。X，y是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。6图象处理(1) imread和imwrite函数 这两个函数分别用于将图象文件读入matlab工作空间，以及将图象数据和色图数据一起写入一定格式的图象文件。(2) image和imagesc函数 这两个函数用于图象显示。为了保证图象的显示效果，一般还应使用colormap函数设置图象色图。 三、实验仪器和设备1计算机1台。四、预习要求1复习二维与三维图形的绘图函数。2复习图像读入与写入的函数。 五、实验内容及步骤1绘制下列曲线：(1) (2) (3) (4) 2在同一图形窗口采用

14、子图形的形式分别绘制正方形、圆形、六边形和三角形。3根据绘制平面曲线，并分析参数a对其形状的影响。4完成以下各题，将答案写入实验报告，并在机器上运行结果验证a）绘制三维圆柱螺旋线，要求给出相应的坐标轴和标题附加标注，螺旋线为蓝色虚线。b) ，当x和y的取值范围均为3到3时，用建立子窗口的方法在同一个图形窗口中绘制出三维线图，网线图，表面图和带渲染效果的表面图。六、实验报告要求1完成实验内容中的图像的显示；2验证实验内容中所显示图像的正确性。实验五 matlab数据分析与多项式计算一、实验目的matlab提供了强大的数据分析与多项式计算功能，本次实验旨在使学生熟悉和掌握应用matlab实现数据统

15、计处理、曲线拟合以及多项式计算的功能。二、实验原理1数据统计处理1） 最大值与最小值(a) 求向量的最大值与最小值 y=max(X) 与 y,I=max(X)(b) 求矩阵的最大值和最小值 max(A) 与 Y,U=max(A), max(A,dim)2) 求和与求积 sum(X), prod(X) sum(A)3) 标准方差与相关系数 a）Y=std(A,flag,dim) b) corrcoef(X)2数据差值 a) 一维数据差值 Y1=interp1(X,Y,X1,method) b) 二维数据差值 Z1=interp2(X,Y,Z,X1,Y1,method)3曲线拟合 P,S=poly

16、fit(X,Y,m)4多项式计算1）多项式的加减计算2）多项式乘法运算 Y=conv(P1,P2)3) 多项式除法 Q,r=deconv(P1,P2)4) 多项式的导函数 p=polyder(P): 求多项式P的导函数 p=polyder(P,Q): 求P.Q的导函数 p,q=polyder(P,Q):求 P/Q的导函数，导函数的分子存入p，分母存入q。 5多项式求值1) 代数多项式求值 Y=polyval(P,x)2) 矩阵多项式求值 polyvalm6多项式求根 x=roots(P)三、实验仪器和设备1计算机1台。四、预习要求1复习matlab多项式数值分析函数。2复习matlab曲线拟合

17、与多项式计算函数。 五、实验内容及步骤1利用matlab提供的rand函数生成30，000个符合均匀分布的随机数，然后检验随机数的性质：（1） 均值和标准方差；（2） 最大元素与最小元素；（3） 大于0.5的随机数个数占总数额百分比。2 将100个学生5门功课的成绩存入矩阵P中，进行如下处理：（4） 分别求每门课的最高分、最低分及相应学生序号；（5） 分别求每门课的平均分和标准方差；（6） 5门课总分的最高分、最低分及相应学生序号；（7） 将5门课总分按照从大到小的顺序存入zcj中，相应学生序号存入xsxh。提示：上机调试时，为避免输入学生成绩的麻烦，可用取值范围在45，95之间的随机矩阵来表

18、示学生成绩。3利用matlab提供的randn函数生成符合正态分别的10*5随机矩阵A，进行如下操作： （1） A各列元素的均值和标准方差；（2） A的最大元素和最小元素；（3） 求A每行元素的和以及全部元素之和；（4） 分别对A的每列元素按升序、每行元素按降序排列。4按下表用3次样条方法插值计算0900范围内整数点的正弦值和0750范围内整数点的正切值，然后用5次多项式拟合方法计算相同的函数值，并将两种计算结果进行比较。a度0153045607590Sina00.25880.50000.70710.86600.96591.0000Tana00.26790.57741.00001.73203.

19、73205按下表用3次多项式方法插值计算1100之间整数的平方根。N149162536496481100123456789106求函数在指定点的数值导数。（1）（2）六、实验报告要求1. 完成实验内容中的数值计算；2. 验证实验内容中计算数据的正确性。实验六 matlab文件操作一、实验目的matlab提供了强大的与外部文件的接口，二进制文件、文本文件等等。通过本次实验，学生应该掌握利用matlab建立二进制文件与文本文件，并能够顺利读取文件中的内容。二、实验原理1文件的打开与关闭1） 文件的打开 fid=fopen(文件名，打开方式)2） 文件的关闭 sta=fclose(fid)2二进制文

20、件的读写操作1） 读二进制文件 A,COUNT=fread(fid,size,precision)2) 写二进制文件 count=fwrite(fid,A,precision)3文本文件的读写操作1）读文本文件 A,count=fscanf(fid,format,size)2) 写文本文件 count=fprintf(fid,format,A)三、实验仪器和设备1计算机1台。四、预习要求1复习matlab文件的打开与关闭。2复习matlab二进制文件与文本文件的读出与写入。 五、实验内容及步骤1写出完成下列操作的命令：（1） 以读和写方式打开二进制格式数据文件；（2） 将浮点数x添加到文件尾部

21、；（3） 将文件内容以浮点数格式读入变量z；（4） 将文本文件的第二行读入变量h；（5） 向文件尾部移动文件指针6个字节。2已知，当x取-3.0，-2.9，-2.8，。，2.8，2.9，3.0时，求各点函数值，。要求：（6） 将函数值输出到一个数据文件；（7） 从数据文件中读出数据，求各点函数值的平均值；（8） 将平均值添加到数据文件末尾。3 矩阵A=1,2,3;4,5,6;2,4,6, B=3,2,4;5,3,4;7,4,2, 计算AB，A.2并将计算结果写入文件my_results,存在文件夹my_profile里面。4 编写程序，按如下形式将以下内容写入文件my_data.txtmy n

22、ame is This is matlab class.Now I am writing the data into my_data.txt file.Hope I can write it successfully.The end.5 统计一个文本文件中每个英文字母出现的次数，不区分字母的大小写。六、实验报告要求1. 完成实验内容中文件的建立与写入；2. 从windows文本编辑器里检查所写入内容的正确性。实验七 matlab符号计算一、实验目的在科学研究和工程应用中，除了存在大量的数值计算外，还有对符号对象进行的运算，即直接对抽象的符号对象进行计算，并将所得到的结果以标准的符号形式来表示。

23、符号计算可以获得比数值计算更一般的结果。通过本次实验，学生应该掌握利用matlab建立符号对象，并对符号对象进行一系列操作，如微分、积分、微分方程求解等等。二、实验原理1符号对象的建立（1） 符号量名=sym(符号字符串)：建立单个的符号变量或常量；（2） syms arg1 arg2,argn：建立n个符号变量或常量。2基本符号运算（1） 基本四则运算：+，-，*，（2） 分子与分母的提取：n,d=numden(s)（3） 因式分解与展开：factor(s),expand(s)（4） 化简：simplify, simple(s)3符号函数及其应用（1）求极限：limit(f,x,a)（2）求

24、导数：diff(f,x,a);（3）求积分：int(f,v)（4）符号求和：symsum(a,v,m,n)三、实验仪器和设备1计算机1台。四、预习要求1复习matlab符号变量、常量、表达式的建立与运算；2复习matlab符号函数的各种应用 五、实验内容及步骤1教材p213, 2, 5，7，10。2用符号方法求下列极限或导数（1）（2）已知，分别求、六、实验报告要求1完成实验内容中的符号计算。2验证实验结果的正确性。实验八 matlab在数字图像处理中的应用一、实验目的数字图像处理技术是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科，在生物医学、工农业生产、军事、公安等领域得到了广泛应用。Matlab

25、中的数字图像处理工具箱功能强大，能够使使用者轻松地进行各种形式的数字图像处理。通过本次实验，学生应该掌握利用matlab数字图像处理工具箱进行简单的数字图像处理，如直方图的绘制、图像二值化处理、边缘检测、噪声去除等。二、实验原理1数字图像的读入与写入A=imread(filename,fmt):imwrite(A，filename,fmt):2图像的显示：在matlab系统下，最常用的显示图像的函数为imshow函数，可用于显示各类图像，它的调用方法分别如下：l imshow(X,map):显示索引图像，X为索引图像矩阵，map为色彩图示；l imshow（I）：显示灰度图像，I为二值图像矩阵

26、；l imshow（BW）：显示二值图像，BW为黑白二值图像矩阵；l imshow（RGB）：显示RGB图像，RGB为RGB图像矩阵；l imshow filename:显示图像文件，如imshow rice.png3图像尺寸变换、旋转与裁减B=imresize(A,m,method):B=imrotate(A,angle,method):B=imcrop(I,rect):4图像直方图（1）定义：如果将图像中像素亮度（灰度级别）看成是一个随机变量，则其分布情况就反映了图像的统计特性，可用PDF(Probability Density Function)来刻画和描述，表现为灰度直方图。灰度直方图

27、是灰度级的函数，它表示图像中具有某种灰度级的像素的个数，反映了图像中每种灰度出现的频率。（2）绘制：imhist(I);（3）直方图均衡：J=histeq(I,hgram):（4）直方图灰度转换:J=imadjust(I,low_in,high_in,low_out,high_out);5数字图像噪声（1）定义：妨碍人们感觉器官对所接收的信源信息理解的因素。（2）给图像加噪声：J=imnoise(I,type,parameters);（3）利用邻域平均法对图像进行去噪处理：B = imfilter(A,H)（4）利用中值滤波对图像进行去噪处理：B = medfilt2(A,m n)6图像分析与

28、提高（1）图像二值化处理：J=im2bw(I,level)（2）图像边缘检测：J=edge(I,k)三、实验仪器和设备1 计算机1台。四、预习要求1复习数字图像处理的理论基础；2复习matlab数字图像处理工具箱中不同函数的使用。五、实验内容及步骤读入一幅数字图像，如cameraman.tif对图像进行如下操作：1绘制图像的直方图，要求分别利用循环语句和matlab数字图像处理工具箱函数来实现。2根据1中图像的直方图，选择合适的阈值对图像进行二值化处理，要求利用matlab循环语句完成；3对图像施加密度为0.05的椒盐噪声，绘制图像；4分别利用3*3box模板和中值滤波对上述加了椒盐噪声的图像

29、进行去噪处理，并将带有噪声图像、以及两种方法去噪后得到的图像分别与原图像进行比较（相关系数与相对误差），比较去噪效果的优劣。相对误差的计算公式为：六、实验报告要求1完成实验内容中的对图像的各种操作。2验证实验结果的正确性。实验九 电力系统线路故障分析一、实验目的学会用SIMULINK进行仿真，熟悉电力系统元件库基本元件，学习基本的建模、仿真与分析方法二、实验仪器和设备装有MATLAB7.0以上计算机一台。三、实验任务设计一个简单电力系统，分析在发生线路三相短路、两相相间短路、 两相接地短路、单相接地短路时三相电压电流的变化情况。四、实验原理电力系统正常运行时可以认为三相是对称的，即每个元件阻抗

30、相同，各处三相电压和电流对称，具有正弦波形和正常相序。 当电力系统发生不对称短路或个别地方一相或两相断开时，则对称运行方式遭到破坏，三相电压和电流将不对称，而且波形发生不同程度的畸变，即除基波分量外，还含有一系列谐波分量。一般情况，在电力系统分析中，对于不对称故障采用简单的对称分量法进行分析。 以a相短路为例，不对称得三相向量可以分解为三组相序不同的对称分量：正序、负序、零序分量。MATLAB软件中的电力系统元件库中提供了3-Phase Sequence Analyzer元件，利用该元件可以对给定电路模型进行三相序分量分析。五、实验报告要求1根据建立的模型及调试结果，写出实验报告。2说明具体的

31、仿真思路。3记录仿真结果，作简要的说明。4说明实验过程中的故障现象及解决方法。5列出参考书目。实验十 MATLAB综合应用程序开发一、实验目的学会用MATLAB语言编写程序验证自己的算法。二、实验仪器和设备装有MATLAB7.0以上计算机一台。三、实验任务结合学生专业，个人兴趣，自己选题发挥，编写综合应用程序，教师指导。四、实验报告要求1根据所开发的程序及调试结果，写出实验报告。2说明具体的设计思路及原理。3记录调试结果，作简要的说明。4说明实验过程中的故障现象及解决方法。5列出参考书目。实验十一 利用matlab进行FIR滤波器的设计一、实验目的由于FIR滤波器在高保真的信号处理，如数字音频

32、、图像处理、数据传输、生物医学等领域都有非常广泛应用。如何让学生利用所学的MATLAB知识来进行FIR滤波器的设计。设计一个有限冲击响应数字滤波器FIR使该滤波器能够滤除规定频率以上的信号，而该频率以下的信号不受影响。二、实验仪器和设备装有MATLAB7.0以上计算机一台。三、实验内容1关于FIR滤波器的设计方法数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。与IIR滤波器相比，FIR的实现是非递归的，总是稳定的；更重要的是，FIR滤波器在满足

33、幅频响应要求的同时，可以获得严格的线性相位特性。常用的FIR滤波器的设计方法有：窗函数法、频率采样设计法、最优化设计法。下面给出窗函数设计法的基本原理。窗函数法的设计原理：用一定宽度窗函数截取无限脉冲响应序列获得有限长的脉冲响应序列，主要设计步骤为：(1) 通过傅里叶逆变换获得理想滤波器的单位脉冲响应hd(n)。(2) 由性能指标确定窗函数W(n)和窗口长度N。(3) 求得实际滤波器的单位脉冲响应h(n)， h(n)即为所设计FIR滤波器系数向量b(n)。(4) 检验滤波器性能。2. 利用MATLAB语言进行FIR滤波器的设计利用MATLAB中的信号处理工具箱提供的各种窗函数、滤波器设计函数和

34、滤波器实现函数。四、实验要求要求在实验前必须预习，将实验内容事先准备好，否则不允许上机。上机过程中由指导老师检查结果后方可做其他内容。每次实验结束后完成实验报告并在下次实验之前由学委统一交给指导教师。实验十二 线性时不变系统的时域响应一、实验目的1掌握线性时不变系统的三种描述形式传递函数描述法、零极点增益描述法、状态空间描述法。2掌握三种描述形式之间的转换。3掌握连续和离散系统频率响应的求解。二、实验仪器和设备装有MATLAB7.0以上计算机一台。三、实验内容1生成20个点的单位脉冲信号、单位阶跃信号，并记录下函数命令和波形。2生成占空比为30的矩形波。3将连续系统转化为传递函数的形式，并显示

35、其表达式。4将离散系统转化为零极点增益的描述形式，并显示其表达式。5分别求实验内容3 和4 的频率响应（对离散系统取256 样点，采样频率取8000Hz）。6分别求实验内容3 和4 的单位冲激响应（对离散系统，作60 样点图）。四、设计提示1显示传递函数模型用tf(b,a)；显示零极点增益模型用zpk(z,p,k)。注意：z、p 为列向量。2连续系统频率响应用freqs 函数；离散系统用freqz 函数。3连续系统冲激响应用impulse 函数；离散系统用impz 函数。五、实验报告要求1编写实现第二节实验内容中所使用的函数文件，并记录相应的生成结果。2书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分

36、析描述的时候，需要注意语言的流畅。实验十三 数字滤波器设计与语音信号处理一、实验目的1. 掌握Butterworth 滤波器、Chebyshev型、型滤波器的设计，并能用于对语音信号子频带的提取。2. 了解FIR 滤波器的设计。二、实验仪器和设备装有MATLAB7.0以上计算机一台三、实验内容1将Test1.wav 和Test2.wav 两个语音文件复制到C:Matlab6p5work目录下。2设计一个4 阶的Chebyshev 型模拟高通滤波器，要求截止频率fc =1kHz，阻带纹波不超过-30dB。取采样频率F s =10kHz 。要求结果给出该滤波器的传递函数表达式，并画出该滤波器的频率

37、响应曲线图。3设计一个6 阶的Butterworth 数字带通滤波器，要求截止频率f c1 =1000Hz，频率fc2= 3000Hz ，取采样频率F s =10kHz。要求结果给出该滤波器的传递函数表达式，并画出该滤波器的频率响应曲线图。4设计一个6 阶的Butterworth 数字低通滤波器，从一段含噪声语音信号Test2.wav（04kHz，Fs=8kHz）中提取出500Hz 以下的子带信号。在一个图形窗口中分上下两个子窗口分别显示原始语音信号波形和滤波后的500Hz 以下子带信号波形。5设计一个65 阶的FIR 数字滤波器，通带（归一化）：00.45、0.650.85。画出该滤波器的频

38、率响应曲线图。四、设计提示1设计滤波器时，注意频率的归一化。2Chebyshev型模拟高通滤波器设计，用函数cheby2 (n,Rs, Wn,high,s)。其中Rs=30（即表示：阻带纹波不超过-30dB）。3设计IIR 带通或带阻滤波器时，若给滤波器函数的参数为n，则设计出来的是2n 阶的滤波器。4设计高通滤波器，用high关键字；带通用bandpass关键字。5查看模拟滤波器的频率响应曲线用freqs 函数，查看数字滤波器的频率响应曲线用freqz 函数。6对于FIR 滤波器的设计，第一通带如果从0 开始，则应加关键字DC-1。五、实验报告要求1编写实现第二节实验内容所使用的M 文件，并

39、在Word 文档中记录相应的生成结果和图形。2书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，注意语言流畅。实验十四 数字图像处理初步一、实验目的1掌握图像文件的读取与写入。2掌握图像文件的显示、翻转、缩放、叠加。3掌握黑白和彩色图像在Matlab 中矩阵存储格式。二、实验仪器和设备装有MATLAB7.0以上计算机一台。三、实验内容1将Test3.jpg 和Test4.jpg 两个图像文件复制到C:Matlab6p5work目录下。2读取Test3.jpg 到矩阵A 中，观察A 的维数，并显示该图像。3对A 做一定的处理和变换，使之成为下面的图像，并存储到文件PicOut.bmp中。4读取Test4.jpg 到矩阵X 中，去掉红色图层，然后显示出来。四、设计提示1首先计算A 的维数，然后列数放大1 倍，再考虑将矩阵左半边的图像数据镜像到右半边去。2对于彩色图像，矩阵的维数是：行数列数图层数（1-红，2-绿，3-蓝）。五、实验报告要求1编写实现第二节实验内容所使用的M 文件，并记录相应的生成结果。2书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，需要注意语言的流畅。