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簡介：畢業(yè)設(shè)計（論計（論文）文）基于MATLAB實現(xiàn)對語音信號的頻譜分析學(xué)生姓名學(xué)號所在系部信息工程學(xué)院專業(yè)班級指導(dǎo)教師日期二○一貳年五月湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文共14頁第III頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ANALYSISOFSIGNALSPECTRUMBASEDONMATLABABSTRACTMATLABISVERYPOWERFULPRACTICALENGINEERINGSOFTWAREWHICHISUSEDINDATAANALYSISPROCESSINGFRACTIONUSEITTOANALYSISPROCESSVOICESIGNALWHICHISVERYCONVENIENTTHISPAPERDESCRIBESTHEMATLABENVIIRONMENTHOWTOCOLLECTPROCESSSPEECHSIGNALTHROUGHEXAMPLEANALYSISOFTHESPEECHSIGNALPROCESSINGINMATLABTHENTAKETHEMATLABSIMULATIONOFIDEALSINUSOIDTEXTUREIMAGEANALYSISOFITSSPECTRUMACTERISTICSFEXAMPLEBASICPRINCIPLESPROCESSOFANALYZINGTHETEXTUREIMAGEBASEDONFOURIERENERGYSPECTRUMWEREDESCRIBEDTHEPROGRAMWASWRITTENFOBTAININGSPATIALDOMAINTEXTUREIMAGEWITHIDEALSINUSOIDDISTRIBUTIONITSSPECTRUMACTERISTICSWEREANALYZEDMEOVERACCDINGTOTHEDEFINITIONOFDFTACALCULATIONMETHODOFAMPLITUDESPECTRUMFPERIODICSIGNALISDERIVEDINTHISPAPERTHROUGHSIMULATIONOFAMPLITUDESPECTRUMCALCULATIONINMATLABTHEEFFICIENCYOFTHEMETHODISVALIDATEDTOSATISFYTHENEEDFPROJECTINTHEENDTHEPROBLEMSOFSPECTRUMLEAKAGEPICKETFENCEEFFECTAREEXPLAINEDTHECRESPONDINGSOLUTIONISPROPOSEDKEYWDSMATLABSPECTRUMANALYSISFFTSPEECHSIGNALSIGNALANALYSIS

簡介：【標(biāo)題】基于MATLAB的數(shù)字頻率計設(shè)計【作者】李林【關(guān)鍵詞】【指導(dǎo)老師】嚴(yán)文娟【專業(yè)】應(yīng)用電子技術(shù)【正文】1緒論11本課題研究背景數(shù)字式頻率計即DFMDIGITALFREQUENCYMETER，也稱為數(shù)字頻率表或電子計數(shù)器。它不僅是電子測量和儀器儀表專業(yè)領(lǐng)域中測量頻率與周期、測量頻率比和進(jìn)行計算的重要儀器，而且要比示波器測頻更方便、經(jīng)濟(jì)得多，特別是現(xiàn)代電子計數(shù)器產(chǎn)品與組件和具有多種測量功能的數(shù)字式頻率計，已廣泛應(yīng)用于計算機(jī)系統(tǒng)，通訊廣播設(shè)備，生產(chǎn)過程自動化測控裝置、帶有LED、LCD數(shù)字顯示單元的多種儀器儀表以及諸多的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心，它應(yīng)用工具軟件上完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯優(yōu)化、及仿真測試等設(shè)計，以實現(xiàn)既定的硬件系統(tǒng)功能。EDA技術(shù)使設(shè)計者的產(chǎn)品開發(fā)周期大大縮短，產(chǎn)品的性價格比提高，從而在電子設(shè)計領(lǐng)域越來越廣泛的應(yīng)用。在電子信息技術(shù)的今天，對電信號的測量精度要求越來越高，大部分頻率計采用普通門電路或可編程邏輯器件作為信號處理系統(tǒng)的控制核心，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、精度不高的弊端。在大量的產(chǎn)品開發(fā)、研制和電子儀表生產(chǎn)與試驗工作中，多是需要自行設(shè)計測頻與計數(shù)電路的組件單元，有時不必購置上述貴重的專用測頻計數(shù)儀器。12本課題研究現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對測試技術(shù)提出了一系列新的要求。60年代以來，在半導(dǎo)體器件和計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合電測技術(shù)創(chuàng)造出了完全新的數(shù)字式儀表。它在測試方法、原理、儀器結(jié)構(gòu)和操作方法上完全與前面所講的模擬儀表不同，在質(zhì)的方面也有很大的飛躍；70年代以來，把微型計算機(jī)的功能引入數(shù)字儀表，產(chǎn)生了新型智能化儀表，它具有程序控制、信息儲存數(shù)據(jù)處理和自動檢修功能，使數(shù)字儀表向高準(zhǔn)確度、多功能、高可靠性和低價格方面大大邁進(jìn)了一步。經(jīng)查閱數(shù)字式頻率計設(shè)計的許多有關(guān)文獻(xiàn)，人們對數(shù)字式頻率計有很多研究，但總不能得到一個比較滿意的設(shè)計方法。其中提出了一種用多功能電子表改裝的數(shù)字頻率計，它以電子表為核心，通過各自的單元電路構(gòu)成，采用普通元件如電阻、電容、三極管等，如圖11為簡易數(shù)字頻率計的電路圖。這種原始搭建電路的設(shè)計方法在如今已經(jīng)沒有人使用了，它雖造價低廉，但穩(wěn)定性就比較差，因此這種方法不能得到廣泛使用1。較寄存器。利用計數(shù)器的連續(xù)計數(shù)模式和上升沿捕獲模式，在定時器中斷中計數(shù)N個脈沖信號時間，再除N得到頻率。設(shè)計電路框圖如圖13所示3。用VHDL硬件描述語言實現(xiàn)數(shù)字式頻率計，相比傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)的設(shè)計方法，VHDL具有多層次描述系統(tǒng)硬件功能的能力，支持自頂向下（TOPTODOWN）和庫（LIBRARYBASED）的設(shè)計特點。從系統(tǒng)設(shè)計入手，在頂層進(jìn)行系統(tǒng)方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計，在方框圖一級用VHDL對電路的行為進(jìn)行描述，并進(jìn)行仿真和糾錯，然后在系統(tǒng)級進(jìn)行驗證，最后再用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體的門級邏輯電路的網(wǎng)表，下載到具體的CPLD器件中去，從而實現(xiàn)可編程的專用集成電路的設(shè)計。頻率計內(nèi)部邏輯圖如圖14所示。但VHDL獨特的語言程序也對于初學(xué)者來說有一定的難度4。13本文研究內(nèi)容與方法本文在掌握數(shù)字頻率計的基本原理基礎(chǔ)上，通過MATLAB的SIMULINK交互式動態(tài)工具箱，設(shè)計出能廣泛應(yīng)用于仿真實驗的數(shù)字式頻率計，并成功仿真調(diào)試出數(shù)字式頻率計。頻率測量范圍在1HZ至1GHZ的頻率計，誤差小于1HZ，測量精準(zhǔn)時間在5秒鐘以下。2頻率計原理21數(shù)字頻率計的基本原理介紹

簡介：畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述信息與計算科學(xué)信息與計算科學(xué)MATLABMATLAB在運(yùn)籌學(xué)中的應(yīng)用在運(yùn)籌學(xué)中的應(yīng)用一、一、前言部分前言部分運(yùn)籌學(xué)是一門研究如何有效地組織和管理人機(jī)系統(tǒng)的科學(xué)。由于它同管理科學(xué)的緊密聯(lián)系，它在研究解決實際問題時所蘊(yùn)涵的的系統(tǒng)整體優(yōu)化思想，以及從提出問題、分析建模、求解到方案實施的一整套嚴(yán)密科學(xué)方法。1隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，運(yùn)籌學(xué)已滲入很多領(lǐng)域里，發(fā)揮了越來越重要的作用。運(yùn)籌學(xué)本身也在不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)是一個包括好幾個分支的數(shù)學(xué)部門了。比如數(shù)學(xué)規(guī)劃（又包含線性規(guī)劃；非線性規(guī)劃；整數(shù)規(guī)劃；組合規(guī)劃等）、圖論、網(wǎng)絡(luò)流、決策分析、排隊論、可靠性數(shù)學(xué)理論、庫存論、對策論、搜索論、模擬等等。2隨著科技的快速發(fā)展，現(xiàn)如今運(yùn)籌學(xué)問題已經(jīng)可以用LINDO、LINGO、MATLAB等軟件來代替復(fù)雜、繁瑣的運(yùn)算。其中又以MATLAB軟件在現(xiàn)實使用中最為廣泛，廣受使用者的好評。什么是MATLAB軟件MATLAB是由美國MATHWKS公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計算、可視化以及交互式程序設(shè)計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言（如C、FTRAN）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB和MATHEMATICA、MAPLE并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)TRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATHWK也吸收了像MAPLE等軟件的優(yōu)點使MATLAB成為一個強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。隨著科技的發(fā)展運(yùn)籌學(xué)問題的計算也由越來越多的軟件來代替，從而節(jié)省解決問題的時間和精力，而MATLAB軟件就是其中一種應(yīng)用廣泛的軟件。MATLAB名字由MATRIX和LABATY兩詞的前三個字母組合而成。那是20世紀(jì)七十年代后期的事時任美國新墨西哥大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系主任的CLEVEMOLER教授出于減輕學(xué)生編程負(fù)擔(dān)的動機(jī)，為學(xué)生設(shè)計了一組調(diào)用LINPACK和EISPACK庫程序的“通俗易用”的接口，此即用FTRAN編寫的萌芽狀態(tài)的MATLAB。3經(jīng)幾年的校際流傳，在LITTLE的推動下，由LITTLE、MOLER、STEVEBANGERT合作，于1984年成立了MATHWKS公司，并把MATLAB正式推向市場。從這時起，MATLAB的內(nèi)核采用C語言編寫，而且除原有的數(shù)值計算能力外，還新增了數(shù)據(jù)圖視功能。MATLAB以商品形式出現(xiàn)后，僅短短幾年，就以其良好的開放性和運(yùn)行的可靠性，使原先控制領(lǐng)域里的封閉式軟件包（如英國的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德國的KEDDC）紛紛淘汰，而改以MATLAB為平臺加以重建。在時間進(jìn)入20世紀(jì)九十年代的時候，MATLAB已經(jīng)成為國際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計算軟件。7MATLAB軟件是由美國MATHWKS公司推出的用于數(shù)值計算和圖形處理的科學(xué)計算系統(tǒng)環(huán)境。它具有強(qiáng)大的數(shù)值計算、繪圖、優(yōu)化和編程等功能。MATLAB的基礎(chǔ)是矩陣計算但是由于它的開放性并且MATHWK也吸收了像MAPLE等軟件的優(yōu)點使MATLAB成為一個強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件?？偟膩碚fMATLAB有如下優(yōu)勢和特點1友好的工作平臺和編程環(huán)境。2簡單易用的程序語言。3強(qiáng)大的科學(xué)計算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力。4應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱。5實用的程序接口和發(fā)布平臺。6應(yīng)用軟件開發(fā)。在實際教學(xué)中主要是通過實例的方法來說明MATLAB在教學(xué)過程中的方便性和直觀性。823運(yùn)籌學(xué)建模運(yùn)籌學(xué)建模在理論上應(yīng)屬于數(shù)學(xué)建模的一個部分。因此，運(yùn)籌學(xué)建模要根據(jù)實際問題決定使用哪一種方法建模，如取決于人們對研究對象的了解程度和建模目的。建模要經(jīng)過哪些步驟并沒有一定的模式，通常與問題性質(zhì)、建模目的等有關(guān)。機(jī)理分析方法模型的一般

簡介：畢業(yè)論文（設(shè)計）材料題目基于MATLAB的線性盲信號分離算法的研究學(xué)生姓名孫烽原學(xué)生學(xué)號0908030229系別電氣信息工程學(xué)院專業(yè)電子信息工程屆別2013指導(dǎo)教師張大雷一、一、畢業(yè)論畢業(yè)論文（文（設(shè)計設(shè)計）任）任務(wù)書務(wù)書要求完成的主要任務(wù)及達(dá)到的目標(biāo)要求完成的主要任務(wù)及達(dá)到的目標(biāo)顧名思義，盲信號是指未知的、有雜亂無章特征的信號，人們難以得知源信號以及源信號的結(jié)合形式。對于盲信號的處理是通信時代比較前沿的技術(shù)之一，從接收信號中盡力還原源信號的技術(shù)稱為盲源分離、盲信號提取。這已經(jīng)稱為通信信號學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究焦點。盲信號處理如今廣泛被語音識別、語音增強(qiáng)、圖像處理、通信系統(tǒng)、地震探測、遙感、數(shù)據(jù)挖掘、計量經(jīng)濟(jì)學(xué)、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域所應(yīng)用。根據(jù)傳輸介質(zhì)的不同混合方式，盲信號處理有線性瞬時混合信號盲處理、線性卷積混合信號盲處理、非線性混合信號盲處理三種。本研究主要討論有線性瞬時混合信號忙處理的計算方法。對盲信號處理學(xué)各類算法的了解和掌握；對有線瞬時混合信號忙處理方法的熟悉和精通；對于MATLAB軟件的熟練操作；實現(xiàn)用MATLAB軟件實現(xiàn)對線性盲信號分離算法。在此基礎(chǔ)上鞏固、加深和擴(kuò)大MATLAB應(yīng)用的知識面，進(jìn)一步了解用此款軟件對數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、工程設(shè)計等的應(yīng)用。加深對盲信號處理知識的掌握深度，加強(qiáng)對線性盲信號分離算法的理解，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識研究各類數(shù)學(xué)算法的能力。學(xué)會查閱書籍，并且要能夠熟練的運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件、編寫程序、仿真、處理信號問題的方法、內(nèi)容及步驟。學(xué)會對課題設(shè)計方案的分析、選擇、比較。工作進(jìn)度要求工作進(jìn)度要求

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簡介：增加內(nèi)容,MATLABPLOTTINGTOOLS精通65中有很多很好的例子,第四章數(shù)據(jù)及函數(shù)可視化（二）,MATLAB語言豐富的圖形表現(xiàn)方法，使得數(shù)學(xué)計算結(jié)果可以方便地、多樣性地實現(xiàn)了可視化，這是其它語言所不能比擬的。,MATLAB語言的繪圖功能,不僅能繪制幾乎所有的標(biāo)準(zhǔn)圖形，而且其表現(xiàn)形式也是豐富多樣的。MATLAB語言不僅具有高層繪圖能力，而且還具有底層繪圖能力句柄繪圖方法。在面向?qū)ο蟮膱D形設(shè)計基礎(chǔ)上，使得用戶可以用來開發(fā)各專業(yè)的專用圖形。,一、二維繪圖,（一）PLOT最基本的二維圖形指令PLOT的功能PLOT命令自動打開一個圖形窗口FIGURE用直線連接相鄰兩數(shù)據(jù)點來繪制圖形根據(jù)圖形坐標(biāo)大小自動縮擴(kuò)坐標(biāo)軸，將數(shù)據(jù)標(biāo)尺及單位標(biāo)注自動加到兩個坐標(biāo)軸上，可自定坐標(biāo)軸，可把X,Y軸用對數(shù)坐標(biāo)表示,如果已經(jīng)存在一個圖形窗口，PLOT命令則清除當(dāng)前圖形，繪制新圖形可單窗口單曲線繪圖；可單窗口多曲線繪圖；可單窗口多曲線分圖繪圖；可多窗口繪圖可任意設(shè)定曲線顏色和線型可給圖形加坐標(biāo)網(wǎng)線和圖形加注功能,PLOT的調(diào)用格式,PLOTX缺省自變量繪圖格式，X為向量,以X元素值為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)元素下標(biāo)為橫坐標(biāo)繪圖PLOTX,Y基本格式，以YX的函數(shù)關(guān)系作出直角坐標(biāo)圖，如果Y為NM的矩陣，則以X為自變量，作出M條曲線PLOTX1,Y1,X2,Y2多條曲線繪圖格式,PLOTX,Y,’S’開關(guān)格式，開關(guān)量字符串S設(shè)定曲線顏色和繪圖方式，使用顏色字符串的前13個字母，如YELLOWYEL表示等?；騊LOTX1,Y1,’S1’,X2,Y2,’S2’，,S的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值如下,字母顏色標(biāo)點線型Y黃色點線M粉紅○圈線C亮藍(lán)線R大紅＋＋字線G綠色－實線B藍(lán)色?星形線W白色虛線K黑色－點劃線,1單窗口單曲線繪圖,例1X0,048,084,1,091,06,014X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,PLOTX,2單窗口多曲線繪圖,例2T0PI/1002PIYSINTY1SINT025Y2SINT05PLOTT,Y,T,Y1,T,Y2,,,,Y,Y1,Y2,例3YSINTY1SINT025Y2SINT05Y3COSTY4COST025Y5COST05PLOTT,Y,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,3單窗口多曲線分圖繪圖,SUBPLOT子圖分割命令調(diào)用格式SUBPLOTM,N,P按從左至右，從上至下排列,,,,行,列,繪圖序號,SUBPLOT1,3,1PLOTT,YSUBPLOT1,3,2PLOTT,Y3SUBPLOT1,3,3PLOTT,Y2,SUBPLOTPOSITION,LEFTBOTTOMWIDTHHEIGHT,4多窗口繪圖,FIGUREN創(chuàng)建窗口函數(shù)，N為窗口順序號。T0PI/1002PIYSINTY1SINT025Y2SINT05PLOTT,Y自動出現(xiàn)第一個窗口FIGURE2PLOTT,Y1在第二窗口繪圖FIGURE3PLOTT,Y2在第三窗口繪圖,5可任意設(shè)置顏色與線型,例4例2PLOTT,Y,R,T,Y1,G,T,Y2,B,6圖形加注功能,將標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)記、網(wǎng)格線及文字注釋加注到圖形上，這些函數(shù)為TITLE給圖形加標(biāo)題XLABLE給X軸加標(biāo)注YLABLE給Y軸加標(biāo)注TEXT在圖形指定位置加標(biāo)注GTEXT將標(biāo)注加到圖形任意位置GRIDONOFF打開、關(guān)閉坐標(biāo)網(wǎng)格線LEGEND添加圖例AXIS控制坐標(biāo)軸的刻度,例T00110Y1SINTY2COSTPLOTT,Y1,R,T,Y2,BX17PI16PIY0308SSINTCOSTTEXTX,Y,STITLE正弦和余弦曲線LEGEND正弦,余弦XLABEL時間T,YLABEL正弦、余弦GRIDAXISSQUARE,7FPLOT繪制函數(shù)圖函數(shù),FPLOT的調(diào)用格式FPLOTFUN,LIMS繪制函數(shù)FUN在X區(qū)間LIMSXMINXMAX的函數(shù)圖。FPLOTFUN,LIMS,CORLINE以指定線形繪圖。X,YFPLOTFUN,LIMS只返回繪圖點的值,而不繪圖。用PLOTX,Y來繪圖。,TTSIN,FIGURE1,FPLOTTT,2PI11FIGURE2FPLOTSINX,TANX,COSX,2PI1111,FIGURE1X,YFPLOT‘SINX’,2PI1111PLOTX,YFIGURE2FPLOT‘SINX’,2PI1111,8EZPLOT符號函數(shù)的簡易繪圖函數(shù),EZPLOT的調(diào)用格式EZPLOTF這里F為包含單個符號變量X的符號表達(dá)式，在X軸的默認(rèn)范圍2PI2PI內(nèi)繪制FX的函數(shù)圖EZPLOTF,XMIN,XMAX給定區(qū)間EZPLOTF,XMIN,XMAX,FIGUREN指定繪圖窗口繪圖。,EZPLOTSINXEZPLOTSINX,COSY,4PI4PI,FIGURE2,（二）FILL––––基本二維繪圖函數(shù)FILL的功能繪制二維多邊形并填充顏色例X12345Y41514FILLX,Y,R,（三）特殊二維繪圖函數(shù),BAR––––繪制直方圖POLAR––––繪制極坐標(biāo)圖HIST––––繪制統(tǒng)計直方圖STAIRS––––繪制階梯圖STEM––––繪制火柴桿圖ROSE––––繪制統(tǒng)計扇形圖COMET––––繪制彗星曲線,ERRORBAR––––繪制誤差棒圖COMPASS––––復(fù)數(shù)向量圖羅盤圖FEATHER––––復(fù)數(shù)向量投影圖羽毛圖QUIVER––––向量場圖AREA––––區(qū)域圖PIE––––餅圖CONVHULL––––凸殼圖SCATTER––––離散點圖,例，繪制階梯曲線X0PI/202PIYSINXSTAIRSX,Y,例階梯繪圖H21111H4H2H2H2H2H8H4H4H4H4T18SUBPLOT8,1,1STAIRST,H81,AXISOFFSUBPLOT8,1,2STAIRST,H82,AXISOFFSUBPLOT8,1,3STAIRST,H83,AXISOFFSUBPLOT8,1,4STAIRST,H84,AXISOFFSUBPLOT8,1,5STAIRST,H85,AXISOFFSUBPLOT8,1,6STAIRST,H86,AXISOFFSUBPLOT8,1,7STAIRST,H87,AXISOFFSUBPLOT8,1,8STAIRST,H88,AXISOFF,H21111H4H2H2H2H2H8H4H4H4H4T18FORI18SUBPLOT8,1,ISTAIRST,H8I,AXISOFFEND,例繪制極坐標(biāo)繪圖T02PI/902PIYCOS4TPOLART,Y,例繪制火柴桿繪圖T0022PIYCOSTSTEMY,例繪制直方圖T0022PIYCOSTBARY,例繪制彗星曲線圖TPIPI/500PIYTANSINTSINTANTCOMETT,Y,XMAGIC6AREAX,X1234567Y0001000PIEX,Y,PIEX,Y,{NORTH,SOUTH,EAST,WEST,MIDDLE,FA,WHITE},LOADSEAMOUNTSCATTERX,Y,50,Z,ARAND200,1BRAND200,1CRAND200,1SCATTERA,B,100,C,P,二、三維繪圖,三維繪圖的主要功能繪制三維線圖繪制等高線圖繪制偽彩色圖繪制三維網(wǎng)線圖繪制三維曲面圖、柱面圖和球面圖繪制三維多面體并填充顏色,（一）三維線圖,PLOT3基本的三維圖形指令調(diào)用格式PLOT3X,Y,ZX,Y,Z是長度相同的向量PLOT3X,Y,ZX,Y,Z是維數(shù)相同的矩陣PLOT3X,Y,Z,S帶開關(guān)量PLOT3X1,Y1,Z1,S1,X2,Y2,Z2,S2,,二維圖形的所有基本特性對三維圖形全都適用。定義三維坐標(biāo)軸大小AXISXMINXMAXYMINYMAXZMINZMAXGRIDONOFF繪制三維網(wǎng)格TEXTX,Y,Z,‘STRING’三維圖形標(biāo)注子圖和多窗口也可以用到三維圖形中,例繪制三維線圖T0PI/5010PIPLOT3T,SINT,COST,R,二三維餅圖PIE343689,（三）三維多邊形,FILL3FILL三維多邊形的繪制和填色與二維多邊形完全相同調(diào)用格式FILL3X,Y,Z,‘S’與二維相同,例用隨機(jī)頂點坐標(biāo)畫出5個粉色的三角形，并用黃色的○表示頂點Y1RAND3,5Y2RAND3,5Y3RAND3,5FILL3Y1,Y2,Y3,MHOLDONPLOT3Y1,Y2,Y3,YO,（四）三維網(wǎng)格圖,MESH三維網(wǎng)線繪圖函數(shù)調(diào)用格式MESHZZ為NM的矩陣，X與Y坐標(biāo)為元素的下標(biāo)MESHX,Y,ZX,,Y,Z分別為三維空間的坐標(biāo)位置,三維網(wǎng)線圖作圖要領(lǐng),生成坐標(biāo)X,YMESHGRIDX,Y表達(dá)式點運(yùn)算ZX2Y2X，Y是NM的矩陣，維數(shù)可任定XNYMZ默認(rèn)方位角37。5o，俯角30o。,,NM維,MESHGRID網(wǎng)線坐標(biāo)值計算函數(shù)ZFX,Y根據(jù)X,Y坐標(biāo)找出Z的高度例繪制ZX2Y2的三維網(wǎng)線圖形X55YXX,YMESHGRIDX,YZX2Y2MESHX,Y,Z,HOLDONSTEM3X,Y,Z,’B0’,坐標(biāo)矩陣,坐標(biāo)向量,,,縱坐標(biāo)矩陣,繪圖函數(shù),,,COLORMAPR,G,B色圖設(shè)定函數(shù)MATLAB的顏色數(shù)據(jù)集合為紅、綠、蘭三顏色矩陣R，G，B，維數(shù)M3R,G,B在01區(qū)間連續(xù)取值，理論上顏色種類可達(dá)無窮多種MATLAB使用三維向量表示一種顏色，常用顏色數(shù)據(jù)見下表,?飽和色000黑色001蘭色010綠色011淺蘭100紅色101粉紅110黃色111白色,調(diào)和色050505灰色0500暗紅色106204銅色049108淺綠0491083寶石蘭,（五）三維曲面圖,SURF三維曲面繪圖函數(shù)，與網(wǎng)格圖看起來一樣與三維網(wǎng)線圖的區(qū)別網(wǎng)線圖線條有顏色，空擋是黑色的（無顏色）曲面圖線條是黑色的，空擋有顏色（把線條之間的空擋填充顏色，沿Z軸按每一網(wǎng)格變化,調(diào)用格式?SURFX,Y,Z繪制三維曲面圖，X,Y,Z為圖形坐標(biāo)向量例X,Y,ZPEAKS30※PEAKS為MATLAB自動生成的三維測試圖形SURFX,Y,Z,?SURFCX,Y,Z帶等高線的曲面圖X,Y,ZPEAKS30SURFCX,Y,Z,?SURFLX,Y,Z被光照射帶陰影的曲面圖X,Y,ZPEAKS30SURFLX,Y,Z,?CYLINDER,N三維柱面繪圖函數(shù)R為半徑；N為柱面圓周等分?jǐn)?shù)例繪制三維陀螺錐面T100109T21012RT1T22X,Y,ZCYLINDERR,30SURFX,Y,ZGRID,?為球面等分?jǐn)?shù)，缺省為20例繪制三維球面X,Y,ZSPHERE30SURFX,Y,Z,（六）圖形修飾方法,?圖形顏色的修飾MATLAB有極好的顏色表現(xiàn)功能，其顏色數(shù)據(jù)又構(gòu)成了一維新的數(shù)據(jù)集合，也可稱為四維圖形COLORMAPMAP色圖設(shè)定函數(shù)，MAP為M3維色圖矩陣圖形顏色可根據(jù)需要任意生成，也可用MATLAB配備的色圖函數(shù),MATLAB的色圖函數(shù)HSV飽和值色圖GRAY線性灰度色圖HOT暖色色圖COOL冷色色圖BONE蘭色調(diào)灰色圖COPPER銅色色圖PINK粉紅色圖PRISM光譜色圖JET飽和值色圖IIFLAG紅、白、藍(lán)交替色圖,SHADINGFACETED網(wǎng)格修飾，缺省方式,SHADINGFLAT去掉黑色線條，根據(jù)小方塊的值確定顏色,SHADINGINTERP顏色整體改變，根據(jù)小方塊四角的值差補(bǔ)過度點的值確定顏色,PEAKS30SHADINGINTERPCOLORMAPHOT,X,Y,ZPEAKS30SURFLX,Y,ZSHADINGINTERPCOLORMAPCOOLAXISOFF,PEAKS30COLORMAPHOTCOLORBARHORIZFIGURE2COLORMAPCOOL,?圖形效果修飾,透視與消隱用于網(wǎng)線圖裁剪修飾用于網(wǎng)線圖、曲面圖視角修飾觀察不同角度的三維視圖其它修飾A水線修飾B等高線修飾,透視與消隱PPEAKS30MESHP；HIDDENON,PPEAKS30MESHPHIDDENOFF,裁減修飾PPEAKSP3040,2030NANP3040,2030SURFP,PPEAKSP3040,2030NANP3040,2030MESHPEAKS,P,視角修飾函數(shù)VIEWAZ,ELAZ方位角；EL俯視角省缺值為AZ375EL30例。觀察不同視角的波峰圖形ZPEAKS40SUBPLOT2,2,1MESHZSUBPLOT2,2,2MESHZVIEW15,60SUBPLOT2,2,3MESHZVIEW90,0SUBPLOT2,2,4MESHZVIEW7,10,其它修飾A水線修飾（WATERFALLWATERFALLPEAKS30,B等高線修飾二維CONTOURZ,N繪制N條等高線CCONTOURCZ,N計算N條等高線的坐標(biāo)CLABLEC給等高線加標(biāo)注例、在二維平面上繪制PEAKS函數(shù)的10條等高線CONTOURPEAKS,10CCONTOURCPEAKS,10CLABELC,,CONTOUR3PEAKS,20,（五）、偽彩色圖,PCOLOR常用于以二維平面圖表現(xiàn)三維圖形的效果，用顏色表示三維圖形的高度。,ZPEAKS30PCOLORZ,MATLAB其他渲染功能,圖形的旋轉(zhuǎn),色圖的變換圖形的照明和材質(zhì)處理圖形的透明處理其他匯圖命令四維表現(xiàn)動畫生成外部圖像的載入和處理,,彩帶圖和三維離散圖,各種直方圖,,色彩表示函數(shù)的X和Y的導(dǎo)數(shù)特征,色彩表示函數(shù)的徑向?qū)?shù)和曲率特征,切片圖和切片等位線圖,無限大水體水下射流速度,燈光照明材質(zhì)指令表現(xiàn)的圖形,,圖形的透明處理,小結(jié),基本繪圖函數(shù)PLOT,PLOT3,MESH,SURF要求掌握以上繪圖函數(shù)的用法、簡單圖形標(biāo)注、簡單顏色設(shè)定作業(yè)用畫圖指令畫出一個三維立體啤酒瓶，并要求從有俯視、仰視多個視角,

簡介：基于MATLAB的PCM時分復(fù)用系統(tǒng)的設(shè)計與仿真,班級2011級姓名學(xué)號指導(dǎo)老師,,,論文內(nèi)容的安排,第一部分選題的背景和意義第二部分模擬信號的數(shù)字傳輸?shù)谌糠諴CM系統(tǒng)設(shè)計與仿真第四部分結(jié)論,背景當(dāng)今社會，信息通信與社會發(fā)展密不可分，隨著科技的發(fā)展，通信系統(tǒng)出現(xiàn)了模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩種方式。其中數(shù)字通信系通具有噪聲不積累、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸差錯可控以及便于對數(shù)字信息處理、變換和存儲等優(yōu)點，取締了傳統(tǒng)通信方式，成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。未來的發(fā)展離不開數(shù)字通信技術(shù)。意義自然界大多數(shù)信號為模擬信號，而信號的傳輸就需要轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，所以本論文基于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，采用脈沖編碼調(diào)制（PCM）的方式。設(shè)計1路PCM系統(tǒng)和時分復(fù)用系統(tǒng)的去探討模數(shù)轉(zhuǎn)換和在信道中的傳輸。,選題的背景和意義,模擬信號的數(shù)字傳輸,,PCM系統(tǒng)設(shè)計與仿真,11路PCM系統(tǒng)的設(shè)計PCM設(shè)計框圖,,,,,,,,,,,PCM系統(tǒng)設(shè)計與仿真,PCM系統(tǒng)編碼數(shù)據(jù)保存到工作區(qū)框圖,PCM系統(tǒng)設(shè)計與仿真,PCM系統(tǒng)抽樣、量化、編碼數(shù)據(jù)抽樣值量化值編碼值,PCM系統(tǒng)設(shè)計仿真,PCM系統(tǒng)仿真波形圖,PCM系統(tǒng)設(shè)計仿真,2時分復(fù)用系統(tǒng)設(shè)計與仿真時分復(fù)用系統(tǒng)框圖,PCM系統(tǒng)設(shè)計仿真,時分復(fù)用系統(tǒng)仿真波形圖,結(jié)論,模擬信號的抽樣、量化和二進(jìn)制編碼的值，表格中數(shù)據(jù)對應(yīng)，與理論計算值幾乎沒有差別，實驗正確。PCM系統(tǒng)輸入信號和輸出波形的波形，幾乎沒有差別，實驗正確。時分復(fù)用系統(tǒng)中4路信號輸入輸出波形幾乎沒有差別，可知不同頻率的信號所產(chǎn)生的誤差用數(shù)字信號來傳輸時誤差基本相同。綜上可知輸入信號和輸出信號波形幾乎沒有差別，因此在正常信噪比的條件下，該通信系統(tǒng)各個模塊使用正確，參數(shù)設(shè)置適當(dāng)，可以達(dá)到預(yù)期的目的。,感謝各位評委老師,

簡介：隨機(jī)性模型及MATLAB統(tǒng)計工具箱在建模中的應(yīng)用,確定性模型和隨機(jī)性模型,隨機(jī)因素可以忽略,隨機(jī)因素影響可以簡單地以平均值的作用出現(xiàn),隨機(jī)因素影響必須考慮,概率模型,統(tǒng)計回歸模型,馬氏鏈模型,概率模型,例報童的利潤,為了獲得最大的利潤，報童每天應(yīng)購進(jìn)多少份報紙,162天報紙需求量的調(diào)查,報童早上購進(jìn)報紙零售，晚上將未賣掉的報紙退回。,購進(jìn)價B08元,零售價A1元,退回價C075元,售出一份賺AB,退回一份賠BC,136214195219224197213187187???230172227157114156,問題分析,購進(jìn)太多?賣不完退回?賠錢,購進(jìn)太少?不夠銷售?賺錢少,應(yīng)根據(jù)需求確定購進(jìn)量,每天需求量是隨機(jī)的,目標(biāo)函數(shù)應(yīng)是長期的日平均利潤,每天收入的期望值,隨機(jī)性優(yōu)化模型,需求量的隨機(jī)規(guī)律由162天報紙需求量的調(diào)查得到,模型建立,設(shè)每天購進(jìn)N份，日平均收入為GN,求N使GN最大,已知售出一份賺AB；退回一份賠BC,,R視為連續(xù)變量,,模型建立,模型建立,,,,,結(jié)果解釋,取N使,AB售出一份賺的錢BC退回一份賠的錢,MATLAB統(tǒng)計工具箱常用命令一,,MATLAB統(tǒng)計工具箱常用命令一,YNORMPDF15,1,2正態(tài)分布X15的概率密度?1,?2,YFCDF1,10,50F分布X1的分布函數(shù)自由度N110,N250,YTINV09,10概率?09的逆T分布?分位數(shù),自由度N10,由計算N,用MATLAB統(tǒng)計工具箱求解報童模型,根據(jù)數(shù)據(jù)確定需求量的概率分布PX,BAOTONGDATAM,BAOTONG1M,回歸模型,1在快速靜脈注射的給藥方式下，研究血藥濃度（單位體積血液中的藥物含量）的變化規(guī)律。,問題,2給定藥物的最小有效濃度和最大治療濃度，設(shè)計給藥方案每次注射劑量,間隔時間。,分析,半對數(shù)坐標(biāo)系SEMILOGY下CT的圖形,,理論用一室模型研究血藥濃度變化規(guī)律,負(fù)指數(shù)規(guī)律,,XUEYAO1M,,實驗數(shù)據(jù)作圖,3血液容積V,T0注射劑量D,血藥濃度立即為D/V,2藥物排除速率與血藥濃度成正比，比例系數(shù)K0,模型假設(shè),1機(jī)體看作一個房室，室內(nèi)血藥濃度均勻一室模型,模型建立,由假設(shè)2,,由假設(shè)3,給藥方案設(shè)計,設(shè)每次注射劑量D,間隔時間?,血藥濃度CT應(yīng)C1?CT?C2,初次劑量D0應(yīng)加大,給藥方案記作,給定C110,C225,為確定只需確定參數(shù)K,V,,參數(shù)估計,由實驗數(shù)據(jù)擬合曲線CT以估計K,V,,,XUEYAO2M,思考取對數(shù)化為線性最小二乘,對結(jié)果有影響嗎,,C110,C225,給藥方案設(shè)計,,直線擬合APOLYFITX,Y,1,BPOLYFITX,Z,1,,同一條直線Y033X096Z033X096,從擬合到回歸,X01234,Y1013152023號X01234,Z061950928518（號）,問題你相信哪個擬合結(jié)果怎樣給以定量評價,,得到A033096B033096,收集一組包含因變量和自變量的數(shù)據(jù)；選定因變量與自變量之間的模型，利用數(shù)據(jù)按照最小二乘準(zhǔn)則計算模型中的系數(shù)；利用統(tǒng)計分析方法對不同的模型進(jìn)行比較，找出與數(shù)據(jù)擬合得最好的模型；判斷得到的模型是否適合于這組數(shù)據(jù),診斷有無不適合回歸模型的異常數(shù)據(jù)；利用模型對因變量作出預(yù)測或解釋。,回歸分析的主要步驟,2004B題電力市場的輸電阻塞管理,確定各線路上潮流關(guān)于各發(fā)電機(jī)組出力的近似表達(dá)式,當(dāng)前時段各發(fā)電機(jī)組出力P10,?,PN0,線路潮流UJ0,答卷中的問題沒有常數(shù)項A0；沒有統(tǒng)計檢驗,例1血壓與年齡、體重指數(shù)、吸煙習(xí)慣,體重指數(shù)體重KG/身高M(jìn)的平方,吸煙習(xí)慣0表示不吸煙，1表示吸煙,建立血壓與年齡、體重指數(shù)、吸煙習(xí)慣之間的回歸模型,模型建立,血壓Y，年齡X1，體重指數(shù)X2，吸煙習(xí)慣X3,,Y與X1的散點圖,Y與X2的散點圖,線性回歸模型,回歸系數(shù)?0,?1,?2,?3由數(shù)據(jù)估計,?是隨機(jī)誤差,MATLAB統(tǒng)計工具箱常用命令二,BREGRESSY,XB,BINT,R,RINT,SREGRESSY,X,ALPHA,輸入Y因變量列向量,X1與自變量組成的矩陣，ALPHA顯著性水平?（缺省時設(shè)定為005）,S3個統(tǒng)計量決定系數(shù)R2，F(xiàn)值,F1,N2分布大于F值的概率P，P?時回歸模型有效,RCOPLOTR,RINT,殘差及其置信區(qū)間作圖,MATLAB70版本S增加一個統(tǒng)計量剩余方差S2,模型求解,剔除異常點第2點和第10點后,XUEYA01M,,例2軟件開發(fā)人員的薪金,資歷從事專業(yè)工作的年數(shù)；管理1管理人員，0非管理人員；教育1中學(xué)，2大學(xué)，3更高程度,建立模型研究薪金與資歷、管理責(zé)任、教育程度的關(guān)系,分析人事策略的合理性，作為新聘用人員薪金的參考,分析與假設(shè),Y薪金，X1資歷（年）,X21管理人員，X20非管理人員,1中學(xué)2大學(xué)3更高,資歷每加一年薪金的增長是常數(shù)；管理、教育、資歷之間無交互作用,教育,線性回歸模型,A0,A1,,A4是待估計的回歸系數(shù)，?是隨機(jī)誤差,模型求解,R2,F,P?模型整體上可用,資歷增加1年薪金增長546,管理人員薪金多6883,中學(xué)程度薪金比更高的少2994,大學(xué)程度薪金比更高的多148,A4置信區(qū)間包含零點，解釋不可靠,XINJINDATAMXINJINM,殘差分析方法,結(jié)果分析,殘差,E與資歷X1的關(guān)系,E與管理教育組合的關(guān)系,殘差全為正，或全為負(fù)，管理教育組合處理不當(dāng),殘差大概分成3個水平，6種管理教育組合混在一起，未正確反映,應(yīng)在模型中增加管理X2與教育X3,X4的交互項,,進(jìn)一步的模型,增加管理X2與教育X3,X4的交互項,R2,F有改進(jìn)，所有回歸系數(shù)置信區(qū)間都不含零點，模型完全可用,消除了不正常現(xiàn)象,異常數(shù)據(jù)33號應(yīng)去掉,EX1,E組合,去掉異常數(shù)據(jù)后的結(jié)果,EX1,E組合,R20957?0999?09998F226?554?36701置信區(qū)間長度更短,殘差圖十分正常,最終模型的結(jié)果可以應(yīng)用,XINJINDATA2MXINJIN1M,模型應(yīng)用,制訂6種管理教育組合人員的“基礎(chǔ)”薪金資歷為0）,中學(xué)X31,X40；大學(xué)X30,X41；更高X30,X40,X10；X21管理，X20非管理,大學(xué)程度管理人員比更高程度管理人員的薪金高,大學(xué)程度非管理人員比更高程度非管理人員的薪金略低,例3商品銷售量與價格,某廠生產(chǎn)的一種電器的銷售量Y與競爭對手的價格X1及本廠的價格X2有關(guān),,該商品在10個城市的銷售記錄如下,根據(jù)數(shù)據(jù)建立Y與X1和X2的模型,對得到的模型和系數(shù)進(jìn)行檢驗。若某市本廠產(chǎn)品售價160元，競爭對手售價170元,預(yù)測該市的銷售量,將X1,Y,X2,Y各10個點分別畫圖,Y與X2有較明顯的線性關(guān)系，Y與X1之間的關(guān)系難以確定,需要對模型YFX1,X2作幾種嘗試，用統(tǒng)計分析決定優(yōu)劣。,例3商品銷售量與價格,B,BINT,R,RINT,STATSREGRESSY,X,ALPHA,例3商品銷售量與價格,一次函數(shù)的回歸模型,結(jié)果不是太好?005時模型有效，但?001時模型不能用；R2較??；?1的置信區(qū)間包含零點。,SHANGPINM,MATLAB統(tǒng)計工具箱常用命令三,RSTOOLX,Y,MODEL,ALPHA,XNM矩陣,N是數(shù)據(jù)容量,YN維列向量，ALPHA顯著性水平,,多元二項式回歸,MODEL從以下4個模型中選取設(shè)M2,例3商品銷售量與價格,X1?X2?XX1X2Y?RSTOOLX,Y,QUADRATIC,EXPORT向工作區(qū)傳送參數(shù)BETA回歸系數(shù)，RMSE剩余標(biāo)準(zhǔn)差S，RESIDUALS殘差向量；,以剩余標(biāo)準(zhǔn)差RMSE最小為標(biāo)準(zhǔn)，比較4種模型,MODELLINEARPUREQUADRATICINTERACTIONQUADRATICRMSE187362166436191626186064,?（312587172701173370022800037）,例3商品銷售量與價格,變量選擇,影響因變量的因素,自變量X1,X2,?XM及其簡單函數(shù),如,將所有影響顯著的因素都納入回歸模型；最終的模型盡量簡單,即包含盡量少的因素。,變量選擇的標(biāo)準(zhǔn),從候選集合S{X1,XK}中選出一子集S1含P?K個自變量與因變量Y構(gòu)造回歸模型,其優(yōu)劣由S2度量,影響顯著的自變量進(jìn)入模型時，Q明顯下降，S減小；影響很小的自變量進(jìn)入模型時，Q下降不大，P的增加會使S變大,變量選擇與逐步回歸,逐步回歸,從候選集合中確定一初始子集；從子集外（候選集合內(nèi)）中引入一個對Y影響顯著的；對集合中的變量進(jìn)行檢驗，剔除影響變得不顯著的；迭代式地進(jìn)行引入和剔除，直到不能進(jìn)行為止。,選擇衡量影響顯著程度的統(tǒng)計量，通常用偏F統(tǒng)計量；適當(dāng)選取引入變量的顯著性水平?IN和剔除變量的?OUT。,引入新的變量后原來模型內(nèi)影響顯著的變量變得不顯著，從而被剔除自變量之間存在較強(qiáng)相關(guān)性的結(jié)果,某些自變量之間的相關(guān)性很強(qiáng),回歸系數(shù)的置信區(qū)間較大,多重共線性,矩陣XTX病態(tài),,,MATLAB統(tǒng)計工具箱常用命令四,逐步回歸STEPWISEX,Y,INMODEL,PENTER,PREMOVE,X候選變量集合的NK數(shù)據(jù)矩陣（N是數(shù)據(jù)容量,K是變量數(shù)目）Y因變量數(shù)據(jù)向量（N維）INMODEL初始模型中包括的候選變量集合的指標(biāo)（矩陣X的列序數(shù)，缺省時設(shè)定為全部候選變量）PENTER引入變量的顯著性水平（缺省時設(shè)定為005）PREMOVE剔除變量的顯著性水平（缺省時設(shè)定為010）。,輸出交互式畫面,例兒童的體重與身高和年齡,可能存在二次函數(shù)關(guān)系,體重Y,身高X1,體重Y,年齡X2,例兒童的體重與身高和年齡,ERTONGM,初始結(jié)果,最終結(jié)果,,謝謝大家,

簡介：,,第一篇MATLAB快速入門多媒體輔助教學(xué)軟件,第二篇MATLAB快速入門電子版,第三篇數(shù)值分析及MATLAB實現(xiàn)MATLAB程序電子版,第四篇書稿中各章的圖形電子版,多媒體輔助教學(xué)軟件說明,第一篇MATLAB快速入門多媒體輔助教學(xué)軟件,第一章MATLAB簡介及操作指南,第二章MATLAB的基礎(chǔ)語法,第三章MATLAB的符號運(yùn)算,,第二篇MATLAB快速入門電子版,第一章MATLAB簡介及操作指南,第二章MATLAB的基礎(chǔ)語法,第三章MATLAB圖形制作,第四章MATLAB的符號運(yùn)算,,,,第一章誤差與范數(shù)第二章非線性方程（組）的數(shù)值解法第三章解線性方程組的直接方法第四章解線性方程組的迭代法第五章矩陣的特征值與特征向量的計算第六章函數(shù)的插值方法第七章函數(shù)逼近與曲線（面）擬合第八章數(shù)值微分第九章數(shù)值積分第十章常微分方程（組）求解,第三篇數(shù)值分析及MATLAB實現(xiàn)MATLAB程序電子版,第一章誤差與范數(shù)沒有彩色圖形第二章非線性方程（組）的數(shù)值解法第三章解線性方程組的直接方法沒有圖第四章解線性方程組的迭代法沒有彩圖第五章矩陣的特征值與特征向量的計算沒有圖第六章函數(shù)的插值方法第七章函數(shù)逼近與曲線（面）擬合第八章數(shù)值微分第九章數(shù)值積分第十章常微分方程（組）求解,第四篇書稿中各章的圖形電子版,,,,

簡介：20002001,數(shù)學(xué)實驗七M(jìn)ATLAB中的數(shù)學(xué)變換與特殊函數(shù)的積分,FOURIER變換與FOURIER逆變換LAPLACE變換與LAPLACE逆變換Z變換與Z逆變換特殊函數(shù)的積分,,一、FOURIER變換和逆FOURIER變換,20002001,FOURIERF,VFVINTFXEXPIVX,X,INF,INFFOURIERF,U,VFVINTFUEXPIVU,U,INF,INFIFOURIERF,UFU1/2PIINTFWEXPIWU,W,INF,INFIFOURIERF,V,UFU1/2PIINTFVEXPIVU,V,INF,INF,,SYMSTVWXFOURIER1/TRETURNSIPIHEAVISIDEWHEAVISIDEWFOURIEREXPX2,X,TRETURNSPI1/2EXP1/4T2FOURIEREXPTSYMHEAVISIDET,VRETURNS1/1IVFOURIERDIFFSYMFX,X,WRETURNSIWFOURIERFX,X,W,SYMSTUWXIFOURIERWEXP3WSYMHEAVISIDEWRETURNS1/2/PI/3IT2IFOURIER1/1W2,URETURNS1/2EXPUHEAVISIDEU1/2EXPUHEAVISIDEUIFOURIERV/1W2,V,URETURNSI/1W2DIRAC1,UIFOURIERSYMFOURIERFX,X,W,W,XRETURNSFX,,二、LAPLACE變換和逆LAPLACE變換,SYMSASTWXLAPLACEX5RETURNS120/S6LAPLACEEXPASRETURNS1/TALAPLACESINWX,TRETURNSW/T2W2LAPLACECOSXW,W,TRETURNST/T2X2LAPLACEXSYM3/2,TRETURNS3/4PI1/2/T5/2,SYMSSTWXYILAPLACE1/S1RETURNSEXPTILAPLACE1/T21RETURNSSINXILAPLACETSYM5/2,XRETURNS4/3/PI1/2X3/2ILAPLACEY/Y2W2,Y,XRETURNSCOSWXILAPLACESYMLAPLACEFX,X,S,S,XRETURNSFX,,三﹑Z變換與逆Z變換,20002001,FZTRANSF?FZSYMSUMFN/ZN,N,0,INFFZTRANSF,W?FWSYMSUMFN/WN,N,0,INFFZTRANSF,K,W?FWSYMSUMFK/WK,K,0,INF,SYMSKNWZZTRANS2NRETURNSZ/Z2ZTRANSSINKN,WRETURNSSINKW/12WCOSKW2ZTRANSCOSNK,K,ZRETURNSZCOSNZ/2ZCOSNZ21ZTRANSCOSNK,N,WRETURNSWCOSKW/2WCOSKW21ZTRANSSYMFN1RETURNSZZTRANSFN,N,ZF0Z,IZTRANSZ/Z2RETURNS2NIZTRANSEXPX/Z,Z,KRETURNSXK/K,,文本格式轉(zhuǎn)換LATEXFCCODEFFORTRANF,SYMSXFTAYLORLOG1XLATEXFX1/2\,{X}{2}1/3\,{X}{3}1/4\,{X}{4}1/5\,{X}{5}HSYMHILB3LATEXH\LEFT\BEGIN{ARRAY}{CCC}1CCODEFT0XXX/2XXX/3POWX,40/4POWX,50/5HSYMHILB3CCODEHH0010H0110/20H0210/30H1010/20H1110/30H1210/40H2010/30H2110/40H2210/50,SYMSXFTAYLORLOG1XFORTRANFT0XX2/2X3/3X4/4X5/5HSYMHILB3FORTRANHH1,11H1,21E0/2E0H1,31E0/3E0H2,11E0/2E0H2,21E0/3E0H2,31E0/4E0H3,11E0/3E0H3,21E0/4E0H3,31E0/5E0,特殊函數(shù)的積分,一、BESSEL函數(shù),二、BETA函數(shù),三、橢圓積分函數(shù),四、誤差函數(shù)和余誤差函數(shù),五、GAMMA函數(shù),六、正弦積分、余弦積分、指數(shù)積分,

簡介：數(shù)字語音處理及MATLAB仿真,太原理工大學(xué)信息工程學(xué)院張雪英編著COLLEGEOFINFORMATIONENGINEERING,TAIYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY,,,2,課程總括,,課程性質(zhì),1,,課程目的和任務(wù),2,,課程重點,3,,課程難點,4,課程性質(zhì),語音信號處理是通信、電子信息專業(yè)的選修課程，主要用于現(xiàn)代通信和電子信息領(lǐng)域，其主要前修專業(yè)基礎(chǔ)課程為信號與系統(tǒng)和數(shù)字信號處理。,課程目的和任務(wù),通過本課程的學(xué)習(xí)理解語音發(fā)聲和聽覺機(jī)理及其數(shù)字模型；掌握語音信號處理的基本概念、原理和方法，為以后的學(xué)習(xí)提供理論依據(jù)；掌握語音信號的短時時域分析和頻域分析方法，并且能夠用MATLAB語言編程實現(xiàn)對實際語音信號進(jìn)行的處理；熟悉語音信號處理的應(yīng)用領(lǐng)域，并了解該領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)和發(fā)展趨勢，為今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。,課程重點,語音信號的產(chǎn)生和語音信號數(shù)字模型。短時能量、平均過零率、自相關(guān)的意義，以及這些特征參量在語音信號中的應(yīng)用，并且會用MATLAB實現(xiàn)。短時頻域分析的兩種解釋以及實現(xiàn)、LPC的基本原理以及與語音模型的關(guān)系、自適應(yīng)量化的PCM，自適應(yīng)預(yù)測編碼原理以及前饋和反饋的主要區(qū)別，另外增量調(diào)制中所造成的失真以及失真補(bǔ)償。矢量量化原理、LBG算法以及實驗。,課程難點,語音信號的產(chǎn)生和激勵、端點檢測和基音周期的估計、用數(shù)學(xué)公式來證明短時頻譜是如何反映整個語音信號的頻譜的、LPC方程組解法、自適應(yīng)預(yù)測編碼原理、LBG算法以及實驗中的分幀和基音周期檢測。,第1章緒論,,11概述,1,,12語音信號處理的發(fā)展,2,,13語音信號處理的應(yīng)用及新方向,3,,14語音信號處理過程的總體結(jié)構(gòu),4,,15MATLAB在數(shù)字語音信號處理中的應(yīng)用,5,語音信號處理是一門新興的邊緣學(xué)科，是語音學(xué)與數(shù)字信號處理兩個學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物。它和認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、模式識別和人工智能等學(xué)科有著緊密的聯(lián)系。語音信號處理的目的得到某些語音特征參數(shù)以便高效地傳輸或存儲；通過某種處理運(yùn)算以達(dá)到某種用途的要求。,11概述,語音信息的交換大致上可以分為三大類（1）人與人之間的語言通信包括語音壓縮與編碼、語音增強(qiáng)等。（2）第一類人機(jī)語言通信問題語音合成，機(jī)器講話、人聽話的研究。（3）第二類人機(jī)語言通信問題語音識別和理解語音識別和理解人講話、機(jī)器聽話的情況。,突破進(jìn)展,系統(tǒng)論述語言產(chǎn)生的聲學(xué)理論,語譜圖儀問世,語譜圖語音，語音合成,12語音信號處理的發(fā)展,,計算機(jī),1,貝爾電話的發(fā)明,,3,用聲學(xué)方法對元音和歌唱進(jìn)行了研究,,,,,,,,2,第一個聲碼器,1876年,1939年,19世紀(jì)60年代,4,20世紀(jì)40年代,1948年,6,7,,基礎(chǔ)研究方面,技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,,,5,12語音信號處理的發(fā)展,,,,1,語音合成,,,,3,語音編碼,,,,,,,,,2,語音識別,語音編碼,121語音合成,以語言信息壓縮、存儲為主要目的對語音信號數(shù)字模型進(jìn)行研究，同時研究音素、音節(jié)、詞組與句子的發(fā)音規(guī)則。最終恢復(fù)出自然流暢的語音來。例如文語轉(zhuǎn)換系統(tǒng)TEXTTOSPEECH。語音分析與合成將賦予計算機(jī)說話的功能。也是進(jìn)行話音編碼、語音識別研究的基礎(chǔ)。,122語音編碼,語音編碼的目的在保證一定語音質(zhì)量的前提下，盡可能降低編碼比特率，以節(jié)省頻率資源。,122語音編碼,語音編碼與文本到語音轉(zhuǎn)換兩個主要區(qū)別一、前者是人與人之間的話音交流，要保留說話人的聲音特征。后者是文本到聲音的轉(zhuǎn)換即計算機(jī)發(fā)聲。它可以是標(biāo)準(zhǔn)播音員或其它聲音。二、前者不僅對壓縮率和音質(zhì)有要求，而且要求較低的編、解碼延遲。而后者對處理幀長沒有什么太嚴(yán)格的限制。,123語音識別,研究如何使計算機(jī)能夠聽懂人類的語言。以漢語語音為例漢語約有400個音節(jié)，加上聲調(diào)約1200個音調(diào)節(jié)，把這些語音信號的特征存儲到計算機(jī)內(nèi)，并與計算機(jī)接收到的漢語發(fā)音進(jìn)行比較，找到特征相同的音節(jié)或音調(diào)節(jié)，這個過程就是語音識別。將識別出的音節(jié)序列轉(zhuǎn)換成文字，就是語言理解。許多算法將理解過程溶入到識別中來提高識別的準(zhǔn)確性。因此可以將語音識別與理解歸入同一類應(yīng)用。,語音識別研究領(lǐng)域包括（1）根據(jù)對說話人說話方式的要求，可以分為孤立字語音識別系統(tǒng)，連接字語音識別系統(tǒng)以及連續(xù)語音識別系統(tǒng)。（2）根據(jù)對說話人的依賴程度可以分為特定人和非特定人語音識別系統(tǒng)。（3）根據(jù)詞匯量大小，可以分為小詞匯量、中等詞匯量、大詞匯量以及無限詞匯量語音識別系統(tǒng)。,13語音信號處理的應(yīng)用及新方向,語音技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括語音識別、說話人的鑒別和確認(rèn)、語種的鑒別和確認(rèn)、關(guān)鍵詞檢測和確認(rèn)、語音合成、語音編碼等。但其中最具有挑戰(zhàn)性和最富有應(yīng)用前景的為語音識別技術(shù)。,一語音信號處理的應(yīng)用,1說話人識別技術(shù)的應(yīng)用安全加密、銀行信息電話查詢服務(wù)公安機(jī)關(guān)破案和法庭取證方面在聲控應(yīng)用中，識別輸入的語音內(nèi)容，并根據(jù)內(nèi)容來執(zhí)行相應(yīng)的動作，這包括了聲控電話轉(zhuǎn)換、聲控語音撥號系統(tǒng)、聲控智能玩具、信息網(wǎng)絡(luò)查詢、家庭服務(wù)、賓館服務(wù)、旅行社服務(wù)系統(tǒng)、醫(yī)療服務(wù)、股票查詢服務(wù)和工業(yè)控制等。,1說話人識別技術(shù)的應(yīng)用在電話與通信系統(tǒng)中，智能語音接口正在把電話機(jī)從一個單純的服務(wù)工具變成為一個服務(wù)的“提供者”和生活“伙伴”。目前，自動口語分析、用戶交換機(jī)、電話機(jī)、手機(jī)已經(jīng)包含了語音識別撥號功能，還有語音記事本、語音智能玩具等產(chǎn)品也包含了語音識別與語音合成功能。人們可以通過電話網(wǎng)絡(luò)用語音識別口語對話系統(tǒng)查詢有關(guān)的機(jī)票、旅游、銀行信息。,2語音合成的應(yīng)用公交汽車上的自動報站、各種場合的自動報時、自動報警、手機(jī)查詢服務(wù)和各種文本校對中的語音提示、在電信聲訊服務(wù)如股票、售后服務(wù)、車站查詢等信息；也可用于基于微型機(jī)的辦公、教學(xué)、娛樂等智能多媒體軟件，例如語言學(xué)習(xí)、教學(xué)軟件、語音玩具、語音書籍等；也可與語音合成技術(shù)與機(jī)器翻譯技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)語音翻譯等。,3語音編碼的應(yīng)用在移動通信、衛(wèi)星通信、軍事保密通信、信息高速公路和IP電話通信中的應(yīng)用。在個人移動通信、語音存儲、多媒體通信、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN中的應(yīng)用。未來的ISDN、衛(wèi)星通信、移動通信、微波接力通信和信息高速公路以及保密電話等中的應(yīng)用。,二、語音信號處理的新方向（1）基于語音的信息檢索。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及數(shù)字圖書館技術(shù)的發(fā)展，基于語音識別的信息檢索技術(shù)正成為研究熱點。（2）基于語音識別的廣播新聞的自動文摘技術(shù)的研究。由于廣播、電視中的發(fā)音較為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在識別中避免了說話人發(fā)音上的不規(guī)范，有利于語音識別系統(tǒng)性能的提高。,二、語音信號處理的新方向（3）VOIP技術(shù)。是通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，而不是傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)來傳輸語音的新的通信方式，通常稱之為IP電話技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)上對壓縮的語音數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行傳輸和識別。（4）語音訓(xùn)練與校正技術(shù)。現(xiàn)在越來越多的人希望掌握其他非母語語言，以便方便的進(jìn)行交流。因此語言學(xué)習(xí)機(jī)已成為當(dāng)今外語學(xué)習(xí)者的有利工具。,二、語音信號處理的新方向（5）語種識別。是近年來新出現(xiàn)的研究方向，通過分析處理一個語音片斷來判別其所屬語音的種類，本質(zhì)上屬于語音識別的研究范疇。（6）基于語音的情感處理研究。在人與人的交流中，除了語音信息外，非語言信息也起著重要的作用。為了使人機(jī)交流更自然、更人性化，基于語音的情感處理研究也是非常必要的。,14語音信號處理過程的總體結(jié)構(gòu),圖11信號處理和加工的一般示意圖,信號提取與利用,信號變換,信號表示,觀察與測量,信號源,,,,,信息加工和處理的一般流程如圖11所示,,語音輸入,預(yù)處理,數(shù)字化,特征提取,,,,合成,傳輸,,參考模式庫,模式匹配,識別結(jié)果,,壓縮處理,,,,,,,,識別,訓(xùn)練,語音識別,解壓縮,存儲,語音輸出,,,,,,,,,,圖12語音處理過程的結(jié)構(gòu)框圖,,,,,,語音處理過程的結(jié)構(gòu)框圖,15MATLAB在數(shù)字語音信號處理中的應(yīng)用,數(shù)字語音信號處理是將數(shù)字信號處理與語音學(xué)相結(jié)合，解決現(xiàn)代通信領(lǐng)域中人與人、人與機(jī)器之間的信息交流的學(xué)科。MATLAB是一種功能強(qiáng)大、效率高、交互性好的計算機(jī)高級語言。近年來MATLAB已成為學(xué)習(xí)語音信號處理和進(jìn)行研究工作的仿真軟件工具。,MATLAB在數(shù)字語音信號中的幾方面應(yīng)用（1）通過MATLAB可以對數(shù)字化的語音信號進(jìn)行時頻域分析。（2）通過MATLAB可以對數(shù)字化的語音信號進(jìn)行估計和判別。（3）通過利用MATLAB編程對語音信號進(jìn)行處理本書中的程序?qū)嵗肕ATLAB語言編寫，供大家上機(jī)實踐時參考。,數(shù)字語音信號處理研究內(nèi)容,涉及三方面相互密切配合的任務(wù)和課題1應(yīng)用2基礎(chǔ)理論和算法3硬件系統(tǒng),1應(yīng)用方面,通信產(chǎn)業(yè)起源于1874年電話的發(fā)明。從那時起，通信產(chǎn)業(yè)大致發(fā)生了三次重大變革。（1）第一次變革產(chǎn)生于七十年代初。1972年CCITT組織公布了第一個語音編碼標(biāo)準(zhǔn)G711。即對數(shù)PCM編碼，由此開始，數(shù)字程控交換網(wǎng)絡(luò)逐步淘汰了傳統(tǒng)的模擬交換傳輸方式。,（2）第二次重大變革產(chǎn)生于八十年代末。1988年歐共體13個國家數(shù)字移動特別工作組GSM制定了采用長時預(yù)測規(guī)則碼激勵的編碼標(biāo)準(zhǔn)13KBPSRPELTP。1989年美國蜂窩通信工業(yè)協(xié)會CITA宣布了北美數(shù)字移動通信話音編碼標(biāo)準(zhǔn)8KBPS矢量和激勵VSELP。從而確立了全球范圍第二個傳輸網(wǎng)移動通信產(chǎn)業(yè)的崛起。,（3）第三次變革發(fā)生在世紀(jì)之交。以新興的計算機(jī)因特網(wǎng)為基礎(chǔ)的信息高速公路在全世界范圍迅速發(fā)展。如何在INTERNET網(wǎng)上有效地傳輸話音成為產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點。IP電話將使因特網(wǎng)成為第三個話音通信傳輸網(wǎng)。目前IP電話所用的話音編碼標(biāo)準(zhǔn)有G7231、G728、G729等。這些標(biāo)準(zhǔn)各有長短。人們正在努力研究適合IP電話的新的編碼算法。低延遲、低碼率、低復(fù)雜性、高音質(zhì)的話音編碼算法將是未來IP電話網(wǎng)絡(luò)的奠基石。,2基礎(chǔ)理論和算法方面,從以下方面進(jìn)行（1）語音產(chǎn)生的機(jī)理（發(fā)音）和感知機(jī)理（聽）涉及心理學(xué)、語音學(xué)、語言學(xué)、認(rèn)知學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)等。（2）將語音作為一種信號來處理常用方法數(shù)字濾波器（FIR、IIR）；快速付里葉變換（FFT）；線性預(yù)測編碼（LPC）；同態(tài)信號處理等。新的方法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、矢量量化、子波變換等,3硬件方面,硬件系統(tǒng)主要體現(xiàn)在內(nèi)存容量和計算速度上。語音信號處理器的運(yùn)算速度一般為1020MIPSMILLIONINSTRUCTIONSPERSECOND，有的可達(dá)50MIPS或100MIPS,對語音識別要求的存貯量達(dá)到若干MB。實時語音語音處理系統(tǒng)的兩種實現(xiàn)方式A主從式主機(jī)內(nèi)插上一塊或多塊DSP處理板。B脫機(jī)工作方式通用DSP芯片及輔助芯片構(gòu)成。,

簡介：數(shù)字通信同步技術(shù)的MATLAB與FPGA實現(xiàn),編著杜勇電子工業(yè)出版社出版DUYONGCNSINACNHTTP//DUYONGCNBLOG163COM,制作CAMEION2013年1月,第二章FPGA實現(xiàn)數(shù)字信號處理基礎(chǔ),,,21FPGA中數(shù)的表示,,,22FPGA中數(shù)的運(yùn)算,,,23有限字長效應(yīng),,,24FPGA中的常用處理模塊,21FPGA中數(shù)的表示,,萊布尼茲與二進(jìn)制,2的零次方12的一次方22的二次方42的三次方82的四次方162的五次方322的六次方642的七次方128,定點數(shù)表示,,,,原碼、反碼與補(bǔ)碼,,正數(shù)的補(bǔ)碼、反碼及原碼完全相同。負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼與反碼之間有一個簡單的換算關(guān)系補(bǔ)碼等于反碼在最低位加1。,原碼0751110,反碼0751001,補(bǔ)碼0751010,原碼的優(yōu)點乘除運(yùn)算方便，不論正負(fù)數(shù)，乘除運(yùn)算都一樣，并以符號位決定結(jié)果的正負(fù)號；若做加法則需要判斷兩個數(shù)符號是否相同；若做減法，還需要判斷兩個數(shù)絕對值的大小，而后用大數(shù)減小數(shù)。補(bǔ)碼的優(yōu)點是加減法運(yùn)算方便，不論正負(fù)數(shù)均可直接加，且符號位同樣參與運(yùn)算。,浮點數(shù)格式,雖然浮點數(shù)的表示范圍及精度與定點數(shù)相比有很大的改善，但因為浮點數(shù)畢竟也是以有限的32BIT長度來反映無限的實數(shù)集合，因此大多數(shù)情況下都是一個近似值。,,,單精度IEEESINGLEPRECISIONSTD754浮點數(shù)據(jù)格式,,浮點數(shù)格式,主要考慮到FPGA中的乘法器核通常是18比特，修改尾數(shù)的長度,,適合FPGA處理的浮點數(shù)據(jù)格式,,,,22FPGA中數(shù)的運(yùn)算,加減法運(yùn)算,FPGA中如何表示正數(shù)及負(fù)數(shù)1111,是表示15還是1,源文件頭聲明程序包STD_LOGIC_UNSIGNED無符號運(yùn)算，無符號數(shù)STD_LOGIC_SIGNED有符號運(yùn)算，有符號數(shù)/補(bǔ)碼數(shù),加法運(yùn)算,在一個VHDL文件中分別指定有符號數(shù)及無符號數(shù)的方法,ARCHITECTUREBEHAVIORALOFSYMBEXAMISBEGINSIGNED_OUTSIGNEDD1SIGNEDD2UNSIGNED_OUTD3D4ENDBEHAVIORAL,USEIEEESTD_LOGIC_UNSIGNEDALL,加法運(yùn)算,加法運(yùn)算,1）B比特的二進(jìn)制數(shù)，如當(dāng)作無符號整數(shù)，表示的范圍為02B1；如當(dāng)作有符號整數(shù)，表示的范圍為2B12B11；2）如果二進(jìn)制數(shù)的表示范圍沒有溢出，將運(yùn)算數(shù)據(jù)均當(dāng)作無符號數(shù)或有符號數(shù)，則運(yùn)算結(jié)果正確；3）兩個B比特的二進(jìn)制數(shù)做加/減法運(yùn)算，如要確保運(yùn)算結(jié)果不溢出，需要B1位數(shù)據(jù)存放運(yùn)算結(jié)果；4）兩個二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行加/減法運(yùn)算，只要輸入數(shù)據(jù)相同，則不論是當(dāng)作有符號數(shù)還是無符號數(shù)，其運(yùn)算結(jié)果的二進(jìn)制數(shù)完全相同。,乘法運(yùn)算,2比特加減法運(yùn)算所需的硬件邏輯資源,乘法運(yùn)算,2比特加乘法運(yùn)算所需的硬件邏輯資源,乘法運(yùn)算,乘法器運(yùn)算與加減法運(yùn)算相比，需要占用成倍的硬件邏輯資源,A乘16A左移4位,如果一個乘數(shù)為常數(shù)時，可用移加運(yùn)算實現(xiàn)乘法,A乘20A左移4位A左移2位,A乘31A左移5位A,除法運(yùn)算,在ISE集成開發(fā)環(huán)境下的VHDL語言編譯環(huán)境中，除法、指數(shù)、求模、求余等操作均沒有在“STD_LOGIC_SIGNED”和“STD_LOGIC_UNSIGNED”程序包中定義，操作數(shù)及運(yùn)算結(jié)果也沒有“STD_LOGIC_VECTOR”數(shù)據(jù)類型，因此無法在VHDL程序中直接對“STD_LOGIC_VECTOR”類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。,除法運(yùn)算通常采用IP核實現(xiàn),CONSTANTRAM_RAWINTEGER7CONSTANTRAM_COLINTEGER8CONSTANTRAM_NUMINTEGERRAM_RAWRAM_COLCONSTANTEXPINTEGER9CONSTANTCOUNTINTEGER2EXP,除法運(yùn)算,乘法器運(yùn)算與加減法運(yùn)算相比，需要占用成倍的硬件邏輯資源,A除16A右移4位,如果一個乘數(shù)為常數(shù)時，可用移加運(yùn)算實現(xiàn)乘法,A除3A乘（0250062500156）A右移2位A右移4位A右移6位,A除5A乘（01250062500156）A右移3位A右移4位A右移6位,需要說明的是，與常數(shù)乘法運(yùn)算不同，常量乘法通過左移運(yùn)算可以得到完全準(zhǔn)確的結(jié)果，而常數(shù)除法運(yùn)算卻不可避免地存在運(yùn)算誤差。,有效數(shù)據(jù)位的計算,所謂有效數(shù)據(jù)位，即指表示有用信息的數(shù)據(jù)位。比如說整數(shù)型的有符號二進(jìn)制數(shù)據(jù)“001”，顯然只需要用二比特數(shù)據(jù)即可正確表示“01”，因此最高位的符號位其實沒有代表任何信息。,對于兩個長度為N的二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運(yùn)算，需要采用N1位數(shù)據(jù)才能獲得完全準(zhǔn)確的結(jié)果。如果需要采用N位數(shù)據(jù)存放結(jié)果，則取低N位會產(chǎn)生溢出，得出錯誤結(jié)果，取高N位不會出現(xiàn)溢出，但運(yùn)算結(jié)果相當(dāng)于降低了1/2。,有效數(shù)據(jù)位的概念,加法運(yùn)算中的有效數(shù)據(jù)位,乘法運(yùn)算中的有效數(shù)據(jù)位,1）對于字長分別為M、N的數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，需要采用MN位字長的數(shù)據(jù)才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果；2）對于乘法運(yùn)算，不需要通過擴(kuò)展位數(shù)來對齊乘數(shù)的小數(shù)點位置；3）當(dāng)乘數(shù)為小數(shù)時，乘法結(jié)果的小數(shù)位位數(shù)等于兩個乘數(shù)的小數(shù)位位數(shù)之和；4）當(dāng)需要對乘法運(yùn)算結(jié)果截取時，為保證得到正確的結(jié)果，只能取高位，而舍去低位數(shù)據(jù)，這樣相當(dāng)于降低了運(yùn)算結(jié)果的精度；5）只有當(dāng)兩個乘數(shù)均為所能表示的最小負(fù)數(shù)（最高位為1，其余位均為0）時，才有可能出現(xiàn)最高位與次高位不同的情況。也就是說，只有在這種情況下，才需要MN位字長的數(shù)據(jù)來存放準(zhǔn)確的最終結(jié)果，其它情況下，實際上均有兩位相同的符號位，只需要MN－1位字長即可存放準(zhǔn)確的運(yùn)算結(jié)果。,乘法運(yùn)算中的有效數(shù)據(jù)位,在ISE開發(fā)環(huán)境中，提供的乘法器IP核在選擇輸出數(shù)據(jù)位數(shù)時，如果選擇全精度運(yùn)算，則會自動生成MN位字長的運(yùn)算結(jié)果。在實際工程設(shè)計中，如果預(yù)先知道某位乘數(shù)不可能出現(xiàn)最小負(fù)值的情況，或者通過一些控制手段去除出現(xiàn)最小負(fù)值的情況，則完全可以只用MN－1位字長存放運(yùn)算結(jié)果，從而節(jié)約一位寄存器資源。如果乘法運(yùn)算只是系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，則后續(xù)的每個運(yùn)算步驟均可節(jié)約一位寄存器資源。,乘加運(yùn)算中的有效數(shù)據(jù)位,比如需要設(shè)計一個FIR濾波器,,假設(shè)濾波器系數(shù)為H13，－38，74，99，99，74，－38，13，如果輸入數(shù)據(jù)為N比特的二進(jìn)制數(shù)，則濾波器輸出最少需要采用多少位來準(zhǔn)確表示呢,MAX＝SUMABSH44829,輸入數(shù)據(jù)為N比特，則輸出數(shù)據(jù)需要N9比特,23有限字長效應(yīng),考慮一個一階濾波器，其系統(tǒng)函數(shù)為,無限精度運(yùn)算的情況下，其差分方程為,定點數(shù)據(jù)運(yùn)算中，每次乘加運(yùn)算后都必須對尾數(shù)進(jìn)行舍入或截尾處理，即量化處理，而量化過程是一個非線性過程，處理后相應(yīng)的非線性差分方程變?yōu)?23有限字長效應(yīng),一階系統(tǒng)的量化運(yùn)算結(jié)果,24FPGA的常用處理模塊,乘法器模塊,除法器模塊,浮點運(yùn)算模塊,濾波器模塊,數(shù)字頻率器模塊,世界上那些最容易的事情中，拖延時間最不費(fèi)力。,