《信号与系统》课程设计——回波的产生与消除.doc

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1、信号与系统信号与系统课程设计课程设计回波的产生与消除回波的产生与消除【设计题目设计题目】回波的产生与消除【设计要求设计要求】(1) 利用声音信号x产生带有回声的声音信号y。(2) 从带有回声的信号y中消除回声。(3) 从y中估计反射物的距离。【设计工具设计工具】MATLAB【设计原理设计原理】1、声音信号 x 的产生：声音信号 x，既可以从现成的声音文件（.wav）中获取；也可以利用 MATLAB 录音命令现行录制（可自行设置采样频率等录音参数） 。2、带回声的声音信号 y 产生：带回声的声音信号，可以表达为在原信号的基础上叠加其延时衰减的分量。 假设只有一个回声的情况下，可简化其模型为：y(

2、n)=x(n)+ax(n-N) （式 1）a 为反射系数；N 为延迟时间。思考 1: 分别改变反射系数 a 和延迟时间 N 的大小，播放产生的回声信号 y，分析反射系数 a 和延迟时间 N 对原始声音的影响。思考 2: 按照以上思路，当有两个、三个或更多回声时，就有更多的信号叠 加，程序编制变得繁琐。有什么更好的办法产生回声？3、回声消除如何从信号 y 中恢复出信号 x？即是（式 1）的一个逆向求解过程。因此回 声消除的关键可以通过（式 1）的模型建立从信号 y 中恢复信号 x 的模型。只 要恢复模型建立，即可将信号 y 作为输入信号，求得恢复后的信号 x。4、从信号 y 中估计反射物的距离从

3、信号 y 中估计反射物的距离，可理解为估计（式 1）中的 N。也就是，估 计 y(n)中的原始声音信号 x(n)与其延时衰减分量 ax(n-N)的相关联的程度。下面 简单介绍一下信号相关的概念。在统计通信及信号处理中，相关的概念是一个十分重要的概念。相关函数和 信号的功率谱有密切关系。所谓相关是指两个确定信号或两个随机信号之间的相互关系，对于随机信号，信号一般是不确定的，但是通过对它的规律进行统 计，它们的相关函数往往是确定的，因而在随机信号处理中，可以用相关函数 来描述一个平稳随机信号的统计特性。已知 x(n)和 y(n)是两个实数序列，它们的自相关函数、，及互, x xn, y yn相关函数分别定义为：, x yn（式 2）, x x my y mx y mnx mn x mny mn y mnx mn y m考虑如何利用相关性从信号 y 中估计反射物的距离。【思考题思考题】在测距的过程中，反射系数 a 对测距有何影响？【MATLAB 参考命令参考命令】绘图命令：plot、stem 等求频谱、频率响应：fft、freqz 等卷积、滤波：conv、deconv、filter 等声音文件读写：wavread、wavwrite、wavplay 等相关：conv、xcorr、corrcoef 等