維納-霍夫方程

《生物醫(yī)學信號處理》實驗報告第14頁共11頁評分 大理大學實驗報告課程名稱生物醫(yī)學信號處理實驗名稱維納-霍夫方程專業(yè)班級姓名學號實驗日期實驗地點2021—2021學年度第3學期實驗目的學習求解維納-霍夫方程，尋找最小均方誤差意義下的最優(yōu)濾波器。實驗環(huán)境1、硬件配置：處理器：AMDA10-5750MAPUwithRadeon(tm)Graphics2.50GHz安裝內存：（RAM）4.00GB系統(tǒng)類型：64位操作系統(tǒng)，基于x64位處理器2、軟件環(huán)境：MatlabR2021b實驗原理根據(jù)正交原理可以推導出維納-霍夫方程，滿足該方程的濾波器輸出信號的估計值與信號在最小均方誤差意義下最接近。根據(jù)濾波器的形式，維納濾波器可以分為三種情況：非因果IIR型，因果IIR型，F(xiàn)IR型，對于實時性有要求的情況下用后兩種形式。圖1維納濾波器對于FIR型維納濾波器，維納-霍夫方程的形式為或者寫成矩陣形式其中這樣，如果信號和噪聲的二階統(tǒng)計特性已知，則易求解維納濾波的均方誤差是四、實驗內容已知信號的自相關函數(shù)和噪聲的能量，編寫程序求解維納-霍夫方程，尋找最優(yōu)濾波器。編寫程序仿真信號，噪聲和觀察波形，然后把觀察信號通過濾波器得到的信號估計與原始信號比較，觀察是否達到了去噪的目的。選擇不同信號（仿真信號，實際采集的心電，腦電信號），人工添加噪聲，調整噪聲的相對強度，觀察濾波效果。實驗結果與分析試驗程序：clear;clc;M=input('信號的長度M=');n=1:M;%s=exp(-0.002*n).*sin(pi*n/50);%仿真信號，可以自己生成，任意形式%s=ecgdata(1:M)';%loadeegdata;%實際腦電信號%s=eegdata(1:M)';%loadrespdata;%s=respdata(1:M)';%呼吸信號loadicpdata;s=icpdata(1:M)';%顱內壓信號w=4*randn(1,M);%白噪聲，系數(shù)代表噪聲相對強度x=s+w;%仿真信號Rss=xcorr(s,s);%估計信號自相關函數(shù)Rww=xcorr(w,w);%估計噪聲自相關函數(shù)[h,e]=WH(Rss,Rww,M);ss=filter(h,1,x);%用維納濾波器濾波figure;subplot(2,2,1);plot(n,s);title('信號');subplot(2,2,2);plot(n,w);title('噪聲');subplot(2,2,3);plot(n,x);title('觀測值');subplot(2,2,4);plot(n,ss);title('信號估計');figure;plot(n,ss-s);title('估計誤差');error=mean((ss-s).^2)實驗結果：1、s為仿真信號，w強度為0.4,1和2，M=1024:圖1-1N=99圖1-2N=72圖1-3N=68error=0.0093error=0.0330error=0.6182、s為心電信號，w強度為0.4,1和2，M=1024:圖2-1N=99圖2-2N=164圖2-3N=201error=0.0236error=0.0365error=0.05803、s為腦電信號，w強度為0.4,1和2，M=1024:圖3-1N=186圖3-2N=406圖3-3N=504error=0.1264error=0.4329error=0.86404、s為呼吸信號，w強度為0.4,1和2，M=1024:圖4-1N=46圖4-2N=73圖4-3N=38error=0.1611error=0.9491error=4.84015、s為顱內壓信號，w強度為0.4,1和2，M=1024:圖5-1N=318圖5-2N=119圖5-3N=46error=0.1738error=0.0683error=0.58026、s為仿真信號，w強度為0.4,M取值為：1024，2021,3000,4000,5000，6000：圖6-1M=1024圖6-2M=2021圖6-3M=3000N=145N=207N=248error=0.0126error=0.0059error=0.0067圖6-4M=4000圖6-5M=5000圖6-6M=5000N=123N=215N=222error=0.0059error=0.0049error=0.00377、s為心電信號，w強度為0.4,M取值為:32、64、128、256、512、1024：圖7-1M=32圖7-2M=64圖7-3M=128N=26N=46N=123error=0.0036error=0.0186error=0.0256圖7-4M=256圖7-5M=512圖7-6M=1024N=69N=34N=273error=0.0234error=0.0230error=0.01848、s為腦電信號，w強度為0.4,M取值為:32、64、128、256、512、1024：圖8-1M=32圖8-2M=64圖8-3M=128N=28N=17N=6error=0.0788error=0.098error=0.1400圖8-4M=256圖8-5M=512圖8-6M=1024N=187N=116N=123error=0.01176error=0.01305error=0.13279、s為呼吸信號，w強度為0.4,M取值為:32、64、128、256、512、1024：圖9-1M=32圖9-2M=64圖9-3M=128N=3N=6N=5error=0.2054error=0.1426error=0.1567圖9-4M=256圖9-5M=512圖9-6M=1024N=4N=3N=45error=0.1392error=0.1763error=0.154210、s為顱內壓信號，w強度為0.4,M取值為:128、256、512、1024：圖10-1M=128圖10-2M=256圖10-3M=512N=85N=121N=63error=0.0852error=0.0897error=0.0933圖10-4M=1024N=119error=0.067711、s為仿真信號，w強度為0.4,M取值為1024，閾值為：圖11-1abs(e0-e1)>1e-8圖11-2abs(e0-e1)>1e-6圖11-3abs(e0-e1)>1e-3N=375N=144N=62error=0.0092error=0.0092error=0.0100圖11-4abs(e0-e1)>1e-2圖11-5abs(e0-e1)>1e-1N=13N=13error=0.0256error=0.020912、s為心電信號，w強度為0.4,M取值為1024，閾值為：圖12-1abs(e0-e1)>1e-8圖12-2abs(e0-e1)>1e-6圖12-3abs(e0-e1)>1e-3N=157N=152N=74error=0.0199error=0.0228error=0.0227圖12-4abs(e0-e1)>1e-2圖12-5abs(e0-e1)>1e-2N=41N=28error=0.0234error=0.022013、s為腦電信號，w強度為0.4,M取值為1024，閾值為：圖13-1abs(e0-e1)>1e-8圖13-2abs(e0-e1)>1e-6圖13-2abs(e0-e1)>1e-3N=77N=189N=22error=0.1369error=0.1226error=0.1448圖13-4abs(e0-e1)>1e-2圖13-5abs(e0-e1)>1e-2N=8N=3error=0.1382error=0.136914、s為呼吸信號，w強度為0.4,M取值為1024，閾值為：圖14-1abs(e0-e1)>1e-6圖14-2abs(e0-e1)>1e-3圖14-3abs(e0-e1)>1e-2N=8N=3N=3error=0.1536error=0.1596error=0.1716圖14-4abs(e0-e1)>1e-1N=2error=0.1607s為顱內壓信號，w強度為0.4,M取值為1024，閾值為：圖15-1abs(e0-e1)>1e-8圖15-2abs(e0-e1)>1e-6圖15-3abs(e0-e1)>1e-3N=865N=141N=22error=0.0619error=0.0727error=0.0878圖15-4abs(e0-e1)>1e-2圖15-5abs(e0-e1)>1e-1N=6N=6error=0.0979error=0.0983結果分析：由圖1-1至圖5-3可知，噪聲強度越大，誤差有增大的趨勢，即噪聲越大，濾波效果越差。由圖6-1至圖10-4可知，信號長度越長，誤差有減小的趨勢，即信號長度越長，濾波效果越好。由圖11-1至圖15-5可知，隨著信號閾值的減小，最小均方誤差有下降的趨勢，維納濾波效果越好。通過多以上個圖的比較，可以發(fā)現(xiàn)腦電信號的最小均方誤差值最大，所以腦電信號的濾波效果最差。六、實驗小結：1、維納濾波是解決線性濾波和預測問題的方法，并且以最小均方誤差為準則。它是根據(jù)全部過去觀測值和當前觀測值來估計信號的當前值。2、維納預測器是一種估計器，是用過去的觀測值來估計當前的或將來的信號,(N≥0)，也是用真值和估計值的均方誤差最小為估計準則。思考題:觀察實驗結果，對于幾種不同的信號，維納濾波是否都取得了較好的效果？如果效果不好，試分析原因。答：對于不同的信號類型，通過比較可以發(fā)現(xiàn)腦電信號的最小均方誤差值最大，所以腦電信號的濾波效果最差。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因為腦電為非平穩(wěn)隨機信號。手寫簽名：

咖啡店創(chuàng)業(yè)計劃書第一部分：背景在中國，人們越來越愛喝咖啡。隨之而來的咖啡文化充滿生活的每個時刻。無論在家里、還是在辦公室或各種社交場合，人們都在品著咖啡?？Х戎饾u與時尚、現(xiàn)代生活聯(lián)系在一齊。遍布各地的咖啡屋成為人們交談、聽音樂、休息的好地方，咖啡豐富著我們的生活，也縮短了你我之間的距離，咖啡逐漸發(fā)展為一種文化。隨著咖啡這一有著悠久歷史飲品的廣為人知，咖啡正在被越來越多的中國人所理解。第二部分：項目介紹第三部分：創(chuàng)業(yè)優(yōu)勢目前大學校園的這片市場還是空白，競爭壓力小。而且前期投資也不是很高，此刻國家鼓勵大學生畢業(yè)后自主創(chuàng)業(yè)，有一系列的優(yōu)惠政策以及貸款支持。再者大學生往往對未來充滿期望，他們有著年輕的血液、蓬勃的朝氣，以及初生牛犢不怕虎的精神，而這些都是一個創(chuàng)業(yè)者就應具備的素質。大學生在學校里學到了很多理論性的東西，有著較高層次的技術優(yōu)勢，現(xiàn)代大學生有創(chuàng)新精神，有對傳統(tǒng)觀念和傳統(tǒng)行業(yè)挑戰(zhàn)的信心和欲望，而這種創(chuàng)新精神也往往造就了大學生創(chuàng)業(yè)的動力源泉，成為成功創(chuàng)業(yè)的精神基礎。大學生創(chuàng)業(yè)的最大好處在于能提高自己的潛力、增長經(jīng)驗，以及學以致用;最大的誘人之處是透過成功創(chuàng)業(yè)，能夠實現(xiàn)自己的理想，證明自己的價值。第四部分：預算1、咖啡店店面費用咖啡店店面是租賃建筑物。與建筑物業(yè)主經(jīng)過協(xié)商，以合同形式達成房屋租賃協(xié)議。協(xié)議資料包括房屋地址、面積、結構、使用年限、租賃費用、支付費用方法等。租賃的優(yōu)點是投資少、回收期限短。預算10-15平米店面，啟動費用大約在9-12萬元。2、裝修設計費用咖啡店的滿座率、桌面的周轉率以及氣候、節(jié)日等因素對收益影響較大。咖啡館的消費卻相對較高，主要針對的也是學生人群，咖啡店布局、格調及采用何種材料和咖啡店效果圖、平面圖、施工圖的設計費用，大約6000元左右3、裝修、裝飾費用具體費用包括以下幾種。(1)外墻裝飾費用。包括招牌、墻面、裝飾費用。(2)店內裝修費用。包括天花板、油漆、裝飾費用，木工、等費用。(3)其他裝修材料的費用。玻璃、地板、燈具、人工費用也應計算在內。整體預算按標準裝修費用為360元/平米，裝修費用共360*15=5400元。4、設備設施購買費用具體設備主要有以下種類。(1)沙發(fā)、桌、椅、貨架。共計2250元(2)音響系統(tǒng)。共計450(3)吧臺所用的烹飪設備、儲存設備、洗滌設備、加工保溫設備。共計600(4)產(chǎn)品制造使用所需的吧臺、咖啡杯、沖茶器、各種小碟等。共計300凈水機，采用美的品牌，這種凈水器每一天能生產(chǎn)12l純凈水，每一天銷售咖啡及其他飲料100至200杯，價格大約在人民幣1200元上下?？Х葯C，咖啡機選取的是電控半自動咖啡機，咖啡機的報價此刻就應在人民幣350元左右，加上另外的附件也不會超過1200元。磨豆機，價格在330―480元之間。冰砂機，價格大約是400元一臺，有點要說明的是，最好是買兩臺，不然夏天也許會不夠用。制冰機，從制冰量上來說，一般是要留有富余?？钪票鶛C每一天的制冰量是12kg。價格稍高550元，質量較好，所以能夠用很多年，這么算來也是比較合算的。5、首次備貨費用包括購買常用物品及低值易耗品，吧臺用各種咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的費用。大約1000元6、開業(yè)費用開業(yè)費用主要包括以下幾種。(1)營業(yè)執(zhí)照辦理費、登記費、保險費;預計3000元(2)營銷廣告費用;預計450元7、周轉金開業(yè)初期，咖啡店要準備必須量的流動資金，主要用于咖啡店開業(yè)初期的正常運營。預計2000元共計： 120000+6000+5400+2250+450+600+300+1200+1200+480+400+550+1000+3000+450+2000=145280元第五部分：發(fā)展計劃1、營業(yè)額計劃那里的營業(yè)額是指咖啡店日常營業(yè)收入的多少。在擬定營業(yè)額目標時，必須要依據(jù)目前市場的狀況，再思考到咖啡店的經(jīng)營方向以及當前的物價情形，予以綜合衡量。按照目前流動人口以及人們對咖啡的喜好預計每一天的營業(yè)額為400-800，根據(jù)淡旺季的不同可能上下浮動2、采購計劃依據(jù)擬訂的商品計劃，實際展開采購作業(yè)時，為使采購資金得到有效運用以及商品構成達成平衡，務必針對設定的商品資料排定采購計劃。透過營業(yè)額計劃、商品計劃與采購計劃的確立，我們不難了解，一家咖啡店為了營業(yè)目標的達成，同時有效地完成商品構成與靈活地運用采購資金，各項基本的計劃是不可或缺的。當一家咖啡店設定了營業(yè)計劃、商品計劃及采購計劃之后，即可依照設定的采購金額進行商品的采購。經(jīng)過進貨手續(xù)檢驗、標價之后，即可寫在菜單上。之后務必思考的事情，就是如何有效地將這些商品銷售出去。3、人員計劃為了到達設定的經(jīng)營目標，經(jīng)營者務必對人員的任用與工作的分派有一個明確的計劃。有效利用人力資源，開展人員培訓，都是我們務必思考的。4、經(jīng)費計劃經(jīng)營經(jīng)費的分派是管理的重點工作。通常能夠將咖啡店經(jīng)營經(jīng)費分為人事類費用(薪資、伙食費、獎金等)、設備類費用(修繕費、折舊、租金等)、維持類費用(水電費、消耗品費、事務費、雜費等)和營業(yè)類費用(廣告宣傳費、包裝費、營業(yè)稅等)。還能夠依其性質劃分成固定費用與變動費用。我們要針對過去的實際業(yè)績設定可能增加的經(jīng)費幅度。5、財務計劃財務計劃中的損益計劃最能反映全店的經(jīng)營成果?？Х鹊杲?jīng)營者在營運資金的收支上要進行控制，以便做到經(jīng)營資金合理的調派與運用?？傊?，以上所列的六項基本計劃(營業(yè)額、商品采購、銷售促進、人員、經(jīng)費、財務)是咖啡店管理不可或缺的。當然，有一些咖啡店為求管理上更深入，也能夠配合工作實際需要制訂一些其他輔助性計劃。第六部分：市場分析2019-2021年中國咖啡市場經(jīng)歷了高速增長的階段，在此期間咖啡市場總體銷售的復合增長率到達了17%;高速增長的市場為咖啡生產(chǎn)企業(yè)帶給了廣闊的市場空間，國外咖啡生產(chǎn)企業(yè)如雀巢、卡夫、ucc等企業(yè)紛紛加大了在中國的投資力度，為爭取未來中國咖啡市場的領先地位打下了良好的基礎?？Х蕊嬃现饕侵杆偃芸Х群凸嘌b即飲咖啡兩大類咖啡飲品;在速溶咖啡方面，2018-2021年間中國速溶咖啡市場規(guī)模年均增長率到達16%，顯示出還處于成長階段的中國速溶咖啡市場的高增長性和投資空間;在灌裝即飲咖啡方面，2008-2010年間中國灌裝即飲咖啡市場年均增長率也同樣到達15%;未來幾年，中國咖啡飲