山东大学MATLAB编程指导课件第7章 matlab 信号处理函数
78页1、2022/5/191Zhongguo Liu_Biomedical Engineering_Shandong Univ.Biomedical Signal processingmatlab信号处理函数信号处理函数ZhongguoLiuBiomedicalEngineeringSchoolofControlScienceandEngineering,ShandongUniversity2MATLAB是美国MathWorks公司开发的一种功能极其强大的高技术计算语言和内容极其丰富的软件库。它以矩阵和向量的运算以及运算结果的可视化为基础,把广泛应用于各个学科领域的数值分析、矩阵计算、函数生成、信号、图形及图象处理、建模与仿真等诸多强大功能集成在一个便于用户使用的交互式环境之中,为使用者提供了一个高效的编程工具及丰富的算法资源。关于MATLAB3MATLAB与信号处理直接有关的工具箱与信号处理直接有关的工具箱(Toolbox)SignalProcessing(信号处理工具箱)Wavelet(小波工具箱)ImageProcessing(图象处理工具箱)Higher-OrderSpectralAn
2、alysis(高阶谱分析工具箱)4与信号处理间接有关的工具箱:与信号处理间接有关的工具箱:ControlSystem(控制系统)Communication(通信)SystemIdentification(系统辨识)Statistics(统计)NeuralNetwork(神经网络)5例例:z=peaks; surf(z);61. rand.m用来产生均值为0.5、幅度在01之 间 均 匀 分 布 的 伪 白 噪 声 :u=rand(N,1)(rand(N)生成N阶矩阵)方差:如何改变 的方差与第二章内容有关的MATLAB文件方差函数var(u)标准差函数std(u)71. rand.m用来产生均值为0.5、幅度在01之 间 均 匀 分 布 的 伪 白 噪 声 :u=rand(N,1)(rand(N)生成N阶矩阵)2.randn.m 用来产生均值为零、方差为1服从高斯(正态)分布的白噪声信号u=randn(1,N)与第二章内容有关的MATLAB文件x=randn(1000,1)y=randn(1000,1)v=var(x)h=std(y)83.sinc :用来产生“sinc”函数:sinc
3、函数定义为: t=-4:0.1:4;x4=sinc(t); %产生抽样函数plot(t,x4) 94. conv.m用来实现两个离散序列的线性卷积。其调用格式是:y=conv(x,h).若x(n)和y(n)的长度分别为M和N, 则返回值是长度为M+N-1的序列。例例 x(n)=345;h(n)=2678,求其线性卷积。MATLAB语句如下: x=3 4 5; h=2 6 7 8; y=conv(x,h)运行结果:y=62655826740u两序列的相关运算两序列的相关运算MATLAB实现:实现:y=xcorr(x1,x2)。x=3 4 5;h=2 6 7 8;y=xcorr(x,h)y =24 53 86 65 38 10 -010 5xcorr: 其互相关和自相关。格式是:(1)rxy=xcorr(x,y): 求 x,y的 互 相 关 ; (2)rx=xcorr(x,M,flag):求x的自相关,M:rx的单边长度,总长度为2M+1;flag是定标标志,若flag=biased,则表示是“有偏”估 计 , 需 将 rx(m)都 除 以 N, 若flag=unbiased,则表示是“无
4、偏”估计,需将rx(m)都除以(Nabs(m));若flag缺省,则rx不定标。M和flag同样适用于求互相关。11第三章 Z变换. 在在MATLAB语言中有专门对信号进行正反语言中有专门对信号进行正反Z变换的函数变换的函数ztrans()和和itrans()。其调用格式分别如下:。其调用格式分别如下:uF=ztrans(f)对对f(n)进行进行Z变换,其结果为变换,其结果为F(z)uF=ztrans(f,v)对对f(n)进行进行Z变换,其结果为变换,其结果为F(v)uF=ztrans(f,u,v)对对f(u)进行进行Z变换变换,其结果为其结果为F(v)uf=itrans(F)对对F(z)进行进行Z反变换反变换,其结果为其结果为f(n)uf=itrans(F,u)对对F(z)进行进行Z反变换,其结果为反变换,其结果为f(u)uf=itrans(F,v,u)对对F(v)进行进行Z反变换反变换,其结果为其结果为f(u)u注意:注意:在调用函数在调用函数ztran()及及iztran()之前,要用之前,要用syms命令对所有需要用到的变量(如命令对所有需要用到的变量(如t,u,v,w)等进)
5、等进行说明,即要将这些变量说明成符号变量行说明,即要将这些变量说明成符号变量 12Z变换例例.求数列求数列 fn=e-n的的Z变换及其逆变换。命令如下:变换及其逆变换。命令如下:syms n zfn=exp(-n);Fz=ztrans(fn,n,z) %求求fn的的Z变换变换f=iztrans(Fz,z,n) %求求Fz的逆的逆Z变换变换u例例用用MATLAB求出离散序列求出离散序列的的Z变换变换MATLAB程序如下:程序如下:symskzf=0.5k;%定义离散信号定义离散信号Fz=ztrans(f)%对离散信号进行对离散信号进行Z变换变换u运行结果如下:运行结果如下:Fz=2*z/(2*z-1)13Z变换u例例已知一离散信号的已知一离散信号的Z变换式为变换式为,求出它所对应的离散信号求出它所对应的离散信号f(k).MATLAB程序如下:程序如下:symskzFz=2*z/(2*z-1);%定义定义Z变换表达式变换表达式fk=iztrans(Fz,k)%求反求反Z变换变换u运行结果如下:运行结果如下:fk=(1/2)ku例例:求序列的:求序列的Z变换变换.symsnhn=sym(kr
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