图形用户界面GUI.docx
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图形用户界面GUI
湖北民族学院
实验设计报告
图形用户界面（GUI）
课程：
随机信号处理
专业：
电子信息科学与技术
班级：
0312412
学号：
0312412XX
学生姓名：
XXX
指导教师：
XX
成绩：
______________________
2014年12月1日
实验1：
图形用户界面（GraphicalUserInterface）设计
实验目的
1.熟悉MATLAB基本操作
2.掌握对音频信号的常规处理
3.掌握对随机信号进行简单的图形界面操作
实验原理
图形用户界面（GraphicalUserInterface，简称GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。
与早期计算机使用的命令行界面相比，图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受。
GUI是GraphicalUserInterface的简称，即图形用户界面，通常人机交互图形化用户界面设计经常读做“goo-ee”准确来说GUI就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分。
GUI是一种结合计算机科学、美学、心理学、行为学，及各商业领域需求分析的人机系统工程，强调人—机—环境三者作为一个系统进行总体设计。
这种面向客户的系统工程设计其目的是优化产品的性能，使操作更人性化，减轻使用者的认知负担，使其更适合用户的操作需求，直接提升产品的市场竞争力。
GUI即人机交互图形化用户界面设计。
纵观国际相关产业在图形化用户界面设计方面的发展现状，许多国际知名公司早已意识到GUI在产品方面产生
GUI的强大增值功能，以及带动的巨大市场价值，因此在公司内部设立了相关部门专门从事GUI的研究与设计，同业间也成立了若干机构，以互相交流GUI设计理论与经验为目的。
随着中国IT产业，移动通讯产业，家电产业的迅猛发展，在产品的人机交互界面设计水平发展上日显滞后，这对于提高产业综合素质，提升与国际同等业者的竞争能力等等方面无疑起了制约的作用。
实验要求
在MATLAB中对一段wav音频文件进行简单操作，并设计20个GUI模块
实验步骤及内容
GUI整体界面
模块1音频波形
functionpushbutton1_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=wavread（'QXA.wav'）;
plot（x）;
axis（[1500000-11]）;
模块2音频播放
functionpushbutton3_Callback（hObject,eventdata,handles）
[x,fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;%读取音频信息（双声道，16位，频率44100Hz）
x=x（:
1）;
sound（x,fs,bits）;%回放该音频
模块3信号频谱
functionpushbutton2_Callback（hObject,eventdata,handles）
[x,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;%读出信号，采样率和采样位数。
x=x（:
1）;
X=fft（x,4096）;%对信号函数进行快速离散傅里叶变换分析
magX=abs（X）;%求幅值
angX=angle（X）;%求相位
subplot（211）;plot（x）;title（'原始信号波形'）;
subplot（212）;plot（X）;title（'原始信号频谱'）;
模块4信号幅值
functionpushbutton7_Callback（hObject,eventdata,handles）
[x,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;%读出信号，采样率和采样位数。
x=x（:
1）;
X=fft（x,4096）;%对信号函数进行快速离散傅里叶变换分析
magX=abs（X）;%求幅值
angX=angle（X）;%求相位
subplot（211）;plot（x）;title（'原始信号波形'）;
subplot（212）;plot（magX）;title（'原始信号幅值'）;
模块5信号相位
functionpushbutton6_Callback（hObject,eventdata,handles）
[x,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;%读出信号，采样率和采样位数。
x=x（:
1）;
X=fft（x,4096）;%对信号函数进行快速离散傅里叶变换分析
magX=abs（X）;%求幅值
angX=angle（X）;%求相位
subplot（211）;plot（x）;title（'原始信号波形'）;
subplot（212）;plot（angX）;title（'原始信号相位'）;
模块6误差函数
functionpushbutton4_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=wavread（'QXA.wav'）;
a=erf（x）;
plot（a）;
模块7补余误差函数
functionpushbutton5_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=wavread（'QXA.wav'）;
b=erfc（x）;
plot（b）;
axis（）;
模块8希尔伯特变换
functionpushbutton8_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=wavread（'QXA.wav'）;
x=x（20000:
35000）;
y=hilbert（x）;
y=real（y）;
plot（y）;title（'希尔伯特变换'）;
axis（）;
模块9功率谱
functionpushbutton9_Callback（hObject,eventdata,handles）
[y,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;
y1=y（1:
1000）;
t=0:
1/Fs:
1;
y1=periodogram（y1,[],1000,Fs）;
plot（y1）;
模块10DFT
functionpushbutton23_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=wavread（'QXA.wav'）;
fs=100;N=1024;
y=fft（x,N）;
magy=abs（y）;
f=（0:
length（y）-1）'*fs/length（y）;
plot（f,magy）;
xlabel（'频率（Hz）'）;ylabel（'幅值'）;
title（'DFT'）;
模块11概率密度
functionpushbutton13_Callback（hObject,eventdata,handles）
[y,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;
y=y（1:
1000）;
N=length（y）;
i=1:
N;
[f,i]=ksdensity（y）;
plot（i,f）;
grid;
xlabel（'x'）;
ylabel（'f（x）'）;
axis（）;
title（'概率密度'）;
模块12自相关函数
functionpushbutton22_Callback（hObject,eventdata,handles）
[y,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;
y=y（1:
1000）;
R=xcorr（y）;
plot（R）;
grid;
title（'自相关函数'）;
模块13均值
functionpushbutton14_Callback（hObject,eventdata,handles）
[y,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;
y=y（1:
1000）;
n=length（y）;
x=randn（50,n）;
average=zeros（1,50）;
fori=1:
50
forj=1:
1000
average（i）=average（i）+x（i,j）;
end
average（i）=average（i）/1000;
end
EX=sum（average）/50;
plot（average）;
grid;
title（'截取声音信号的均值'）
模块14方差
functionpushbutton15_Callback（hObject,eventdata,handles）
[y,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;
y=y（1:
1000）;
n=length（y）;
x=randn（50,n）;
average=zeros（1,50）;
fori=1:
50
forj=1:
1000
average（i）=average（i）+x（i,j）;
end
average（i）=average（i）/1000;
end
EX=sum（average）/50;
variance=zeros（1,50）;
fori=1:
50
forj=1:
1000
variance（i）=variance（i）+（x（i,j）-average（i））.^2;
end
variance（i）=variance（i）/1000;
end
DX=sum（variance）/50;
plot（variance）;
grid;
title（'截取声音信号的方差'）;
模块15均方值
functionpushbutton16_Callback（hObject,eventdata,handles）
[y,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;
y=y（1:
1000）;
n=length（y）;
x=randn（50,n）;
square=zeros（1,50）;
fori=1:
50
forj=1:
1000
square（i）=square（i）+x（i,j）.^2;
end
square（i）=square（i）/1000;
end
RMS=sum（square）/50;
plot（square）;
grid;
title（'截取声音信号的均方值'）;
模块16卷积
functionpushbutton18_Callback（hObject,eventdata,handles）
[y,Fs,bits]=wavread（'QXA.wav'）;
y=y（500:
1000）;
h=[ones（1,10）zeros（1,10）];
y2=conv（h,y）;
stem（y2,'.'）;
grid;
title（'截取声音信号的卷积'）;
模块17低通
functionpushbutton17_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=wavread（'QXA.wav'）;
N=2;wc=0.3;
[b,a]=butter（N,wc）;
X=fft（x）;
subplot（321）;plot（x）;title（'滤波前信号的波形'）;
subplot（322）;plot（X）;title（'滤波前信号的频谱'）;
y=filter（b,a,x）;
Y=fft（y）;
subplot（323）;plot（y）;title（'IIR滤波后信号的波形'）;
subplot（324）;plot（Y）;title（'IIR滤波后信号的频谱'）;
z=fftfilt（b,x）;
Z=fft（z）;
subplot（325）;plot（z）;title（'FIR滤波后信号的波形'）;
subplot（326）;plot（Z）;title（'FIR滤波后信号的频谱'）;
模块18高通
functionpushbutton19_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=wavread（'QXA.wav'）;
N=2;wc=0.3;
[b,a]=butter（N,wc,'high'）;
X=fft（x）;
subplot（321）;plot（x）;title（'滤波前信号的波形'）;
subplot（322）;plot（X）;title（'滤波前信号的频谱'）;
y=filter（b,a,x）;
Y=fft（y）;
subplot（323）;plot（y）;title（'IIR滤波后信号的波形'）;
subplot（324）;plot（Y）;title（'IIR滤波后信号的频谱'）;
z=fftfilt（b,x）;
Z=fft（z）;
subplot（325）;plot（z）;title（'FIR滤波后信号的波形'）;
subplot（326）;plot（Z）;title（'FIR滤波后信号的频谱'）;
模块19带通
functionpushbutton20_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=wavread（'QXA.wav'）;
N=2;wc=[0.3,0.6];
[b,a]=butter（N,wc）;
X=fft（x）;
subplot（321）;plot（x）;title（'滤波前信号的波形'）;
subplot（322）;plot（X）;title（'滤波前信号的频谱'）;
y=filter（b,a,x）;
Y=fft（y）;
subplot（323）;plot（y）;title（'IIR滤波后信号的波形'）;
subplot（324）;plot（Y）;title（'IIR滤波后信号的频谱'）;
z=fftfilt（b,x）;
Z=fft（z）;
subplot（325）;plot（z）;title（'FIR滤波后信号的波形'）;
subplot（326）;plot（Z）;title（'FIR滤波后信号的频谱'）;
模块20带阻
functionpushbutton21_Callback（hObject,eventdata,handles）
x=wavread（'QXA.wav'）;
N=2;wc=[0.2,0.7];
[b,a]=butter（N,wc,'stop'）;
X=fft（x）;
subplot（321）;plot（x）;title（'滤波前信号的波形'）;
subplot（322）;plot（X）;title（'滤波前信号的频谱'）;
y=filter（b,a,x）;
Y=fft（y）;
subplot（323）;plot（y）;title（'IIR滤波后信号的波形'）;
subplot（324）;plot（Y）;title（'IIR滤波后信号的频谱'）;
z=fftfilt（b,x）;
Z=fft（z）;subplot（325）;
plot（z）;title（'FIR滤波后信号的波形'）;
subplot（326）;plot（Z）;title（'FIR滤波后信号的频谱'）;
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