dsp論文-二階帶通濾波器 22

PAGE1信號處理課程設計題目二階帶通濾波器學院通信與電子工程學院專業(yè)班級電子097班學生姓名方長鑫指導教師王發(fā)智2012年12月25日PAGEPAGE22摘要濾波是將信號中特定波段頻率進行濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項重要措施。其在信號處理中使用非常廣泛。所謂濾波器，就是對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除的電路。模擬濾波器的理論和設計方法相當成熟，設計時可以選用典型的模擬濾波器，如巴特沃斯濾波器、契比雪夫濾波器、橢圓濾波器、貝賽爾濾波器等，它們有嚴格的設計公式和現(xiàn)成的曲線和圖表可供參考，巴特沃斯濾波器具有單調(diào)下降的幅頻特性；切比雪夫濾波器的幅頻特性在通帶和阻帶內(nèi)有波動，可以提高選擇性。MATLAB語言及其工具箱，其將一個優(yōu)秀軟件包的易用性與可靠性，通用性和專業(yè)性，以及一般目的的應用和高深的專業(yè)應用近乎完美地集成在一起。并憑借其功能強大，技術先進和應用之深廣，使其逐漸成為國際性的計算標準，為世界各地超過20萬名科學家和工程師所采用。利用MATLAB軟件，可以使濾波器的設計比較簡單易于實現(xiàn)，因此，本文借助MATLAB軟件來進行應用研究。本文是基于模擬低通濾波器的原型，通過巴特沃斯、切比雪夫I、切比雪夫II型的具體算法來實現(xiàn)模擬帶阻濾波器的設計，并通過和直接利用MATLAB軟件中已經(jīng)成熟的函數(shù)實現(xiàn)的方法相比較，以驗證理論學習過程中的相關算法的正確性，同時也顯示該軟件在仿真中的強大功能，表明模擬濾波器的設計已經(jīng)非常成熟和高效率，而且結果穩(wěn)定、可靠。我們堅信：隨著MATLAB軟件在信息技術中的不斷推廣和使用，將會使科技工程人員從各類煩瑣的計算工作中解脫出來，有時間斯考和研究更重要的問題，這必將為科技的進步起到巨大的推動作用。關鍵字：MATLAB軟件，巴特沃斯濾波器，切比雪夫濾波器

AbstractFilteringistosignalaparticularbandfrequencyfilteringoperation,istopreventinterferencesuppressionandoneofthemostimportantmeasures.Thesignalprocessingiswidelyusedin.Theso-calledfilter,isonaparticularfrequencyfrequencypointorthefrequencypointoutsideofthefrequencyeffectivelyfiltercircuit.Analogfiltertheoryanddesignmethodisquitemature,designcanchoosetypicalanalogfilter,suchasbutterworthfilter,chebyshevfilters,ellipticfilter,beisaierfilterandsoon,theyhavestrictdesignformulaandready-madecurveandchartsforreference,butterworthfilterhasthemonotonedeclineamplitudefrequencycharacteristics;Chebyshevfiltertheamplitude-frequencycharacteristicsofthepassbandandstop-bandfluctuationsin,canimprovetheselective.MATLABlanguageanditstoolbox,whichwouldbeagoodpackageofusabilityandreliability,generalityandprofessional,andgeneralpurposeapplicationsandadvancedprofessionalapplicationalmostperfectlyintegratesintogether.Andwithitspowerful,advancedtechnologyandapplicationofthedepth,makeitsbecomeinternationalcalculationstandardforallovertheworldmorethan200000scientistsandengineersuse.UsingMATLABsoftware,canmakethedesignoffilterrelativelysimpleeasytorealize,therefore,thispapermakesuseoftheMATLABsoftwaretocarryouttheapplicationresearch.Thispaperisbasedonthesimulationoflowpassfilterprototype,throughthebutterworth,chebyshevI,chebyshevtypeIIconcretealgorithmtosimulatethebandstopfilterdesign,andthroughanddirectuseofMATLABsoftwarehasbeenmaturefunction．Keywords：MATLAB，Butterworthfilter，Chebyshevfilter

目錄TOC\o"1-3"\u摘要 2Abstract……………………..31模擬帶通濾波器設計 51.1概述 51.2濾波器的分析 51.3工作原理 52二階低通濾波器的設計及制作 72.1二階帶通濾波器設計 72.1.1原理圖設計分析（見附錄） 72.1.2電路PCB（見附錄） 72.1.3中心頻率的計算 82.1.4芯片介紹 93基于MatlabGUI的數(shù)字濾波器設計思路及實現(xiàn) 113.1GUI界面設計概述 113.1.1、控件風格和外觀 123.1.2

對象的常規(guī)信息 123.1.3控件回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行 133.1.4、控件當前狀態(tài)信息 133.1.5IIR濾波器簡介 153.1.6IIR濾波器設計原理 153.1.7IIR濾波器設計思想 153.1.8利用完全設計法設計數(shù)字濾波器的步驟： 163.2運行和結果顯示 164總結 20謝辭 21附錄 22第1章模擬帶通濾波器設計1.1概述帶通濾波器是指能通過某一頻率范圍內(nèi)的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器，與帶阻濾波器的概念相對。一個模擬帶通濾波器的例子是電阻-電感-電容電路(RLCcircuit)。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來產(chǎn)生.無源濾波器通常由RLC元件組成，有源濾波器有電阻，電容和運算放大器組成。1.2濾波器的分析濾波器按元件分類分為無源濾波器和有源濾波器兩種：（1）無源濾波器：由電感L、電容C及電阻R等無源元件組成。（2）有源濾波器：一般由集成運放與RC網(wǎng)絡構成，它具有體積小、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，同時，由于集成運放的增益和輸入阻抗都很高，輸出阻抗很低，故有源濾波器還兼有放大與緩沖作用，利用有源濾波器可以突出有用頻率的信號，衰減無用頻率的信號，抑制干擾和噪聲，以達到提高信噪比或選頻的目的，因而有源濾波器被廣泛應用于通信、測量及控制技術中的小信號處理。濾波器的階數(shù)越高，幅頻特性越好，但RC網(wǎng)絡節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計算越繁瑣，電路的調(diào)試越困難。任何高階濾波器都可由一階和二階濾波器級聯(lián)而成。對于N階為偶數(shù)的高階濾波器，可以由N/2節(jié)二階濾波器級聯(lián)而成；而N為奇數(shù)的高階濾波器可以由(N-1)/2節(jié)二階濾波器和一節(jié)一階濾波器級聯(lián)而成，因此一階濾波器和二階濾波器是高階濾波器的基礎。1.3工作原理一個理想的濾波器應該有一個完全平坦的通帶，例如在通帶內(nèi)沒有增益或者衰減，并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉，另外，通帶外的轉換在極小的頻率范圍完成。實際上，并不存在理想的帶通濾波器。濾波器并不能夠?qū)⑵谕l率范圍外的所有頻率完全衰減掉，尤其是在所要的通帶外還有一個被衰減但是沒有被隔離的范圍。這通常稱為濾波器的滾降現(xiàn)象，并且使用每十倍頻的衰減幅度dB來表示。通常，濾波器的設計盡量保證滾降范圍越窄越好，這樣濾波器的性能就與設計更加接近。然而，隨著滾降范圍越來越小，通帶就變得不再平坦—開始出現(xiàn)“波紋”。這種現(xiàn)象在通帶的邊緣處尤其明顯，這種效應稱為吉布斯現(xiàn)象。除了電子學和信號處理領域之外，帶通濾波器應用的一個例子是在大氣科學領域，很常見的例子是使用帶通濾波器過濾最近3到10天時間范圍內(nèi)的天氣數(shù)據(jù)，這樣在數(shù)據(jù)域中就只保留了作為擾動的氣旋。在頻帶較低的剪切頻率f1和較高的剪切頻率f2之間是共振頻率，這里濾波器的增益最大，濾波器的帶寬就是f2和f1之間的差值。第2章二階低通濾波器的設計及制作2.1二階帶通濾波器設計由上概論可知，任何高階濾波器都可由一階和二階濾波器級聯(lián)而成。對于N階為偶數(shù)的高階濾波器，可以由N/2節(jié)二階濾波器級聯(lián)而成；而N為奇數(shù)的高階濾波器可以由(N-1)/2節(jié)二階濾波器和一節(jié)一階濾波器級聯(lián)而成，因此一階濾波器和二階濾波器是高階濾波器的基礎?？墒请y度也會越加困難。所以，現(xiàn)在選擇二階電路來設計此帶通濾波器。2.1.1原理圖設計分析圖2.1電路原理圖2.1.2芯片介紹本次試驗主要用到的元器件有LM358，其內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。1.1.內(nèi)部頻率補償直流電壓增益高(約100dB)單位增益頻帶寬(約1MHz)2.電源電壓范圍寬：單電源(3—30V)；雙電源(±1.5一±15V)低功耗電流，適合于電池供電3.低輸入偏流低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流共模輸入電壓范圍寬，包括接地差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍4.輸出電壓擺幅大(0至Vcc-1.5V)圖2.4LM358管腳圖2.1.3中心頻率的計算（a）電路圖(b)幅頻特性圖2.2電路圖以及幅頻特性

工作原理：這種濾波器的作用是只允許在某一個通頻帶范圍內(nèi)的信號通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號均加以衰減或抑制。典型的帶通濾波器可以從二階低通濾波器中將其中一級改成高通而成。如圖1（a）所示。

電路性能參數(shù)1、通帶增益

2、中心頻率

3、通帶寬度

4、選擇性

Q=f0/B5、本次濾波器的設計指標：此電路的優(yōu)點是改變Rf和R4的比例就可改變頻寬而不影響中心頻率。由上所有公式，可以確定本次試驗的設計指標。

（1）、通帶中心頻率

f0=11khz（2）、品質(zhì)因數(shù)Q=1.1（3）、有此可得帶寬B=f0/Q=10KHZ（4）、通帶中心頻率處的電壓放大倍數(shù)：A0=2.42.2濾波器濾波效果為測試帶通濾波器的性能，我用試驗數(shù)據(jù)做出曲線圖，與用MATLAB軟件生成的曲線做比較。并且在實際設計的濾波器中，也有一些的電路干擾，所以曲線不會很平滑。表2.3帶通濾波器測試數(shù)據(jù)電壓峰峰值頻率電壓峰峰值頻率電壓峰峰值頻率0.650.928.90.9612.80.635.30.9459.20.94513.10.6655.60.9659.50.93513.40.6855.90.989.80.9213.70.7056.20.9910.10.895140.7256.5110.40.87514.30.756.8110.70.8514.60.7757.11110.82514.90.8057.4111.30.80515.20.827.7111.60.7815.50.84580.99511.90.75515.80.8758.30.9912.20.7250.97512.50.69516.4圖2.4帶通濾波器實際測試幅頻特性曲線圖2.5帶通濾波器理想幅頻特性曲線第3章基于MatlabGUI的數(shù)字濾波器設計思路及實現(xiàn)3.1GUI界面設計概述GUI設計面板是GUI設計工具應用的平面，面板上部提供了菜單和常用工具按鈕，左邊提供了多種如命令按鈕、單選按鈕、可編輯文本框、靜態(tài)文本框、彈出式菜單等。進行設計時,首先單擊面板左邊所需的控件,然后在右邊的圖形界面編輯區(qū)中再次單擊某一恰當位置,這時將在該位上為圖形界面添加相應的控件。一個圖形界面的完成,除了設計其外觀外,還有相當?shù)囊徊糠质峭ㄟ^屬性的設來完成的。因此在設置這些屬性時,要注意下面幾個常用又很重要的屬性設置：3.1.1、控件風格和外觀（1）BackgroundColor：設置控件背景顏色，使用[RGB]或顏色定義。（2）CData：在控件上顯示的真彩色圖像，使用矩陣表示。（3）ForegroundColor：文本顏色（4）String屬性：控件上的文本，以及列表框和彈出菜單的選項。（5）Visible：控件是否可見。3.1.2

對象的常規(guī)信息

（1）Enable屬性：表示此控件的使能狀態(tài)，設置為on”，表示可選，為“off”時則表示不可選。（2）Style：控件對象類型。（3）Tag：控件表示（用戶定義）。（4）TooltipString屬性：提示信息顯示。當鼠標指針位于此控件上時，顯示提示信息。（5）UserData：用戶指定數(shù)據(jù)。（6）Position：控件對象的尺寸和位置。（7）Units：設置控件的位置及大小的單位（8）有關字體的屬性，如FontAngle，F(xiàn)ontName等。

3.1.3控件回調(diào)函數(shù)的執(zhí)行（1）BusyAction：處理回調(diào)函數(shù)的中斷。有兩種選項：即Cancel：取消中斷事件，queue：排隊（默認設置）。（2）ButtonDownFcn屬性：按鈕按下時的處理函數(shù)。（3）CallBack屬性：是連接程序界面整個程序系統(tǒng)的實質(zhì)性功能的紐帶。該屬性值應該為一個可以直接求值的字符串，在該對象被選中和改變時，系統(tǒng)將自動地對字符串進行求值。（4）CreateFcn：在對象產(chǎn)生過程中執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)。（5）DeleteFcn：刪除對象過程中執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)。（6）Interruptible屬性：指定當前的回調(diào)函數(shù)在執(zhí)行時是否允許中斷，去執(zhí)行其他的函數(shù)。3.1.4、控件當前狀態(tài)信息（1）ListboxTop：在列表框中顯示的最頂層的字符串的索引（2）Max：最大值。（3）Min：最小值。（4）Value：控件的當前值。應用MATLAB制作這樣一個過程是非常方便的,我們可以通過GUI操作來看到。該環(huán)境下要設計一個界面友好的仿真軟件，一般應完成以下兩個步驟：（1）GUI界面設計。主要是通過不同的文本框、按鈕等許多工具的使用，設計出一個圖形用戶界面。要清楚這個圖形界面的功能是什么，即在圖形界面上的操作會引發(fā)什么樣的結果。（2）回調(diào)函數(shù)的設計。用戶應根據(jù)設計好的圖形界面的功能，針對各個不同的圖形對象來編寫出能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的函數(shù)代碼，確保這個圖形界面能夠完成所預定的功能。圖3.1.1GUI設計圖形界面其中，設計的分析菜單包括濾波器的幅頻特性、相頻特性、階躍響應、脈沖相應和零相應和零計的分析菜單包括濾波器的幅頻特性、相頻特性、階躍響應、脈沖相應和零極點子菜單，計算菜單包括階數(shù)、零點、極點、增益、轉移函數(shù)(分子)和轉移函數(shù)(分母)子菜單。圖3.1.2運行顯示界面3.1.5IIR濾波器簡介IIR濾波器即無限長脈沖響應（InfiniteImpulseResponse）濾波器，它具有反饋，一般認為具有無限的脈沖響應。IIR濾波器為非線性相位（雙線性變換法），對于非線性相位會造成的影響。IIR數(shù)字濾波器方便簡單，但它相位的線性，要采用全通網(wǎng)絡進行相位校正。圖象處理以及數(shù)據(jù)傳輸，都要求信道具有線性相位特性.有限沖擊響應(FIR)濾波器具有很好的線性相位特性，因此越來越受到廣泛的重視。3.1.6IIR濾波器設計原理濾波器的設計實質(zhì)上是尋找一個既能物理實現(xiàn)，又能滿足給定頻率特性指標要求的系統(tǒng)傳輸函數(shù)。IIR濾波器一般采用遞歸型的結構，系統(tǒng)的輸入輸出服從N階差分方程：（1-2）相應的傳遞函數(shù)：（1-3）設計IIR數(shù)字濾波器是要確定傳點函數(shù)a、b或零極點c、d、A，使濾波器的頻率特性滿足給定的性能指標要求。設計原理主要包括兩個方面：一是根據(jù)設計指標，先設計出相應的模擬濾波器再通過脈沖響應不變法或雙線性變換法轉換成對應的數(shù)字濾波器；二是選擇一種優(yōu)準則，如最小均方準則，再在先最誤差此準則下求出濾波器傳輸函數(shù)的系數(shù)。根據(jù)設計理論，在MATLAB環(huán)境下設計IIR數(shù)字濾波器主要有四種方法：一是典型設計法,二是完全設計法；三是最優(yōu)設計法；四是工具設計法。由于完全設計法程序簡單，因此使用完全設計法設計濾波器。3.1.7IIR濾波器設計思想IIR濾波器設計思想是：利用已有的模擬濾波器設計理論，首先設計指標設計一個合適的模擬濾器，然后再通過脈沖響應不變法或雙線性變換法，完成從模擬到數(shù)字的轉換。常用的模擬濾波器有巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器、橢圓濾波器、貝塞爾濾波器等，這些濾波器各有特點，供不同設計要求選用。濾波器的模擬數(shù)字變換，通常是復變函數(shù)的映射變換，也必須滿足一定的要求。由于數(shù)字濾波器傳輸函數(shù)只與頻域的相對值有關，故在設計時可先將濾波器設計歸一化處理，設采樣頻率為Fs,歸一化頻率的計算公式是：（1-6）3.1.8利用完全設計法設計數(shù)字濾波器的步驟：將設計指標歸一化處理。(1)根據(jù)歸一化頻率，確定最小階數(shù)N和頻率參數(shù)Wn?？晒┻x用的階數(shù)選擇函數(shù)：buttord、cheb1ord、cheb2ord，ellipord.(2)運用最小階數(shù)N設計模擬濾波器原型。根據(jù)最小階數(shù)直接設計模擬低通濾波器原型，用到的函數(shù)有：buttord、cheb1ord、cheb2ord，ellip和bessel。如[B、A]=butter(N、Wn、“”)設計‘type’型巴特沃斯濾波器filter。N為濾波器階數(shù)，Wc為截止頻率，type決定濾波器類型，type=high,設計高通IIR濾波器，ftype=stop,設計帶阻IIR濾波器。(3)再用freqz函數(shù)驗證設計結果。IIR濾波器設計編程實現(xiàn)例如選擇設計IIR的Butterworth低通濾波器，其中Fs=5000Hz,Fp1=500Hz,Fs=1200Hz.Rp=2dB；Rs=20Db.程序和效果圖（圖9）所示3.2運行和結果顯示1運行和結果顯示在圖形界面下,按“運行”,出現(xiàn)如圖15所示界面，選擇要設計的濾波器選項，編輯框中輸人要求設計的數(shù)字濾波器的性能指標,,選擇“Run”命令按鈕,出現(xiàn)如圖所示的模擬低通原型濾波器幅頻響應和相頻響應曲線,最小階次。當選擇了“AutoRun”按鈕，在“濾波器類型選擇”旁的下拉菜單框中選擇其他類型的濾波器會立刻出現(xiàn)此類型的濾波器的圖形。例如選擇設計IIR的Butterworth低通濾波器，其Fs=1000Hz，F(xiàn)p1=100Hz，F(xiàn)s1=300Hz,Rp=3dB,Rs=20dB,n=4,顯示如圖16圖3.2.1Butterworth低通濾波器顯示不同濾波器的顯示結果1、選擇設計IIR低通濾波器，其Fs=1000Hz，F(xiàn)p1=100Hz，F(xiàn)s1=300Hz,Rp=3dB,Rs=20dB,n=4,利用四種不同濾波器進行設計，如圖17、18、19、20顯示：圖3.2.2Butterworth低通濾波器圖3.2.3ChebyshevⅠ低通濾波器圖3.2.4ChebyshevⅡ低通濾波器圖3.2.5Ellipse低通濾波器2、選擇設計FIR帶通濾波器，其Fs=4000Hz，F(xiàn)p1=900Hz，F(xiàn)p2=1300Hz，F(xiàn)s1=600Hz,Fs2=1500Hz,Rp=1dB,Rs=40dB,n=20,Rp=3dB,Rs=20dB,n=4,利用四種不同濾波器進行設計，如圖21、22、23、24、25、26顯示：圖3.2.6Boxar窗帶通濾波器圖3.2.7Bartlett窗帶通濾波器圖3.2.8Blackman窗帶通濾波器圖3.2.9Hanning窗帶通濾波器圖3.2.10Hamming窗帶通濾波器圖3.2.11Kaiser窗帶通濾波器第4章總結本次實訓主要分為兩部分，第一部分是模擬低通濾波器的硬件設計，主要的實訓要求是設計中心頻率為我們的學號后兩位數(shù)乘以1K，通頻帶為固定值10000，這樣可以確保我們的Q值為學號的后兩位除以10.0。所以中心頻率為11K(HZ).Q值為1.1。第二部分是軟件的設計，通過MATLAB中的GUI界面設計IIR和FIR濾波器，可以設計慮波器為低通高通、帶通和帶阻等。第一周我們進行了硬件設計的實訓，首先有設計方案，然后再確定電路圖進行仿真做板，于是我就去借閱書籍，查找資料，從而了解模擬帶通濾波器的工作原理以及實現(xiàn)方法，并結合以前所學的《模擬電子技術》中學到的有關截止頻率的知識以及本學期學習的《數(shù)字信號處理》，最終能夠確定自己的方案，在查資料時，使我知道濾波器的階數(shù)越高，幅頻特性越好,所以我選擇了二階的巴特沃斯的設計方案，設計方案確定后，就是進行電路的設計與仿真，有源濾波器主要由電容和電阻組成，所以在電路設計中我用了兩個滑動變阻器，以便在硬件做好后可以對其進行調(diào)試。后來在同學的幫助和老師的指導下我成功的完成了硬件設計的實訓。第二周就到了軟件的學習與設計了，由于只是在上個學期的信號與系統(tǒng)中學到一點有關MATLAB的一些內(nèi)容，所以對這個軟件只是在這個學期的DSP實驗中有所了解，但是GUI界面并沒有接觸過，這就需要在網(wǎng)上查找資料輔助自己學習GUI界面的設計所以對于我來說還是有一定的難度的，本身自己對軟件方面就不是很在行，因此這個設計對我來說有一定的挑戰(zhàn)性。不過就像事物都是有內(nèi)在聯(lián)系的，在設計編程的時候我們發(fā)現(xiàn)我們可以利用以前學的C語言、Java語言的一些基礎語言來編寫回調(diào)函數(shù)。也使我知道了GUI是實現(xiàn)人機交互的終結，具有強大的功能可以實現(xiàn)很多復雜的程序模塊，使用它，需要具有一定的知識儲備和必要的經(jīng)驗技巧，并且要充分利用好MATLAB的幫助文檔，仔細研讀HELP是最好的辦法需要了解函數(shù)句柄等必要基礎知識及其特有的功能，并會采用不同的使用手段實現(xiàn)相同功能的設計。我主要設計的是IIR的巴特沃斯和切比雪夫的高通濾波器。通過這次實訓不僅通過硬件設計提高了我的動手能力，而且通過對軟件的設計使我們鞏固了數(shù)字信號處理中說濾波器的設計，也了解了利用MATLAB穿件圖形用戶界面GUI的知識，不管以后利用這個功能的機會多不多我們都提高學習新知識的能力，這也是我們在這次實訓中的收獲。只有學會了學習，獲得了學習的能力，才能為我們今后的再學習打下基礎，總之，這次實訓使我受益匪淺。參考文獻[1]程佩青.數(shù)字信號處理教程。北京:清華大學出版社,2000[2]劉樹棠.數(shù)字信號處理—使用MATLAB[M].西安：西安交通大學出版社，2002[3]薛年喜.MATLAB在數(shù)字信號處理中的應用[M].北京清華大學出版社.007[4]【美】恒里Y-F拉姆著.模擬和數(shù)字濾波器設計與實現(xiàn).人民郵電，1985[5]楊栓科.模擬電子技術基礎.高等教育出版社.2010[6]GregWelch,GaryBishop.AnIntroductiontotheKalmanFilter[J].UNC-ChapelHill.May2003[7]沈曉晶,潘俊民.基于自適應Kalman預測器的算法[M].計算機仿真.Vol.21.2004,10[8]李天慶,張毅,劉志.基于時空圖的輪廓線模型研究[M].計算機工程與應用.2004,4[9]王洪劍,孫志宏,彭思龍.基于GVF的骨架snake模型[M].計算機應用.Vol.24.2006,9[10]侯志強,韓崇昭.基于力場分析的主動輪廓模型[J].計算機學報.Vol.27.2007,[11]李麗勤,高煥文,周興祥.Snake模型初始輪廓選取的研究[M].計算機工程與應用.2004附錄1.濾波器軟件設計程序functionAutoChoose(handles)Nn=128;DigitalFilter_value=get(handles.DigitalFilter,'Value');FilterDesign_value=get(handles.FilterDesign,'Value');%Windows_value=get(handles.Windows,'Value');FilterType_value=get(handles.FilterType,'Value');DisplayType_value=get(handles.DisplayType,'Value');Order_value=get(handles.Order,'Value');Rp_value=str2double(get(handles.Rp,'String'));Rs_value=str2double(get(handles.Rs,'String'));Fs_value=str2double(get(handles.Fs,'String'));Fp1_value=str2double(get(handles.Fp1,'String'));%Fp2_value=str2double(get(handles.Fp2,'String'));Fs1_value=str2double(get(handles.Fs1,'String'));%Fs2_value=str2double(get(handles.Fs2,'String'));wp1=2*Fp1_value/Fs_value;%wp2=2*Fp2_value/Fs_value;ws1=2*Fs1_value/Fs_value;%ws2=2*Fs2_value/Fs_value;%wp=[wp1,wp2];%ws=[ws1,ws2];if(DigitalFilter_value==1)if(FilterDesign_value==1)if((FilterType_value==1)||(FilterType_value==2))[n,Wn]=buttord(wp1,ws1,Rp_value,Rs_value)set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))elseif((FilterType_value==3)||(FilterType_value==4))[n,Wn]=buttord(wp,ws,Rp_value,Rs_value)set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))endendelseif(FilterDesign_value==2)if((FilterType_value==1)||(FilterType_value==2))[n,Wn]=cheb1ord(wp1,ws1,Rp_value,Rs_value)set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))elseif((FilterType_value==3)||(FilterType_value==4))[n,Wn]=cheb1ord(wp,ws,Rp_value,Rs_value)set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))endendelseif(FilterDesign_value==3)if((FilterType_value==1)||(FilterType_value==2))[n,Wn]=cheb2ord(wp1,ws1,Rp_value,Rs_value)set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))elseif((FilterType_value==3)||(FilterType_value==4))[n,Wn]=cheb2ord(wp,ws,Rp_value,Rs_value)set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))endendelseif(FilterDesign_value==4)if((FilterType_value==1)||(FilterType_value==2))[n,Wn]=ellipord(wp1,ws1,Rp_value,Rs_value)set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))elseif((FilterType_value==3)||(FilterType_value==4))[n,Wn]=ellipord(wp,ws,Rp_value,Rs_value)set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))endendendendendendelseif(DigitalFilter_value==2)if((FilterType_value==1)||(FilterType_value==2))[n,Wn]=buttord(wp1,ws1,Rp_value,Rs_value);set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))elseif((FilterType_value==3)||(FilterType_value==4))[n,Wn]=buttord(wp,ws,Rp_value,Rs_value);set(handles.MinOrderDisplay,'string',num2str(n))endendendendMinOrder_value=get(handles.MinOrder,'Value');if(MinOrder_value==0)n=str2double(get(handles.Order,'String'))end數(shù)字濾波器IIR選擇switchDigitalFilter_value%選擇IIR濾波器case1%IIR中的Butterworth、Chebyshev1選擇switchFilterDesign_value%選擇設計的Butterworth濾波器case1%選擇濾波器類型switchFilterType_valu