潘小紅

摘要： 數(shù)字信號處理課程在理論教學(xué)中涉及較多數(shù)學(xué)推導(dǎo)，學(xué)生會感到枯燥無味。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，引入了GUI界面在教學(xué)中的應(yīng)用。本文是設(shè)計(jì)了語音信號處理系統(tǒng)，可以通過GUI界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的功能，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。

關(guān)鍵詞： 獨(dú)立學(xué)院；數(shù)字信號處理；教學(xué)改革

中圖分類號：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）29-0183-02

1 引言

數(shù)字信號處理課程是電子信息類專業(yè)的核心課程，理論性較強(qiáng)，涉及很多數(shù)學(xué)推導(dǎo)。學(xué)生在課堂上往往聽起來枯燥無味[1]。結(jié)合獨(dú)立學(xué)院對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的意義，本文提出了GUI界面在理論教學(xué)中的應(yīng)用，并通過設(shè)計(jì)GUI界面的語音信號處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互的功能，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

GUI界面的語音信號處理系統(tǒng)包括語音信號的采集和播放、語音信號的快速傅里葉變換、語音信號的加噪、語音信號的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)和GUI界面設(shè)計(jì)，如圖1所示。其中，數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)包括FIR濾波器設(shè)計(jì)和IIR濾波器設(shè)計(jì)。FIR濾波器是有限長單位脈沖序列，結(jié)構(gòu)是非遞歸結(jié)構(gòu)，由于FIR濾波器擁有線性相位的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)起來比較方便。IIR數(shù)字濾波器是無限長單位脈沖序列，采用了遞歸結(jié)構(gòu)。

3 GUI界面設(shè)計(jì)及仿真

MATLAB提供了用戶界面開發(fā)環(huán)境GUI界面的設(shè)計(jì)，在MATLAB開發(fā)環(huán)境下，用戶界面的創(chuàng)建變得直觀方便，實(shí)現(xiàn)了“所見即所得”的可視化研究的特點(diǎn)[2]。本文設(shè)計(jì)的GUI界面的語音信號處理系統(tǒng)界面包括文件菜單、信號分析菜單、FIR濾波器測試菜單、IIR濾波器測試菜單和圖像結(jié)果保存菜單，如圖2所示。其中，文件菜單可以執(zhí)行語音信號的采集和播放功能、語音信號的加噪功能、保存功能和文件退出功能。FIR濾波器測試菜單和IIR濾波器測試菜單都可以實(shí)現(xiàn)低通濾波器、帶通濾波器和高通濾波器的功能。圖像結(jié)果保存功能包括原始語音信號的時域波形圖和頻譜圖，加噪后的語音信號時域波形圖和頻譜圖，以及濾波后的語音信號時域波形圖和頻譜圖。

在GUI界面中FIR濾波后的時域波形如圖3所示。

在GUI界面中FIR濾波后的頻域波形如圖4所示。

在GUI界面中IIR濾波后的頻域波形如圖5所示。

4 結(jié)論

本文針對獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，結(jié)合數(shù)字信號處理課程中存在理論性較強(qiáng)的特點(diǎn)，提出了GUI界面的在教學(xué)中的應(yīng)用。并通過GUI界面的語音信號處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力都有一定的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔣先梅.數(shù)字信號處理課程教學(xué)改革的探討[J].考試周刊，2011（23） ：15-17.

[2] 李開友.基于MATLAB的工程運(yùn)算可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].昆明理工大學(xué)，2006.

【通聯(lián)編輯：唐一東】