实验教学教案[5篇模版]

第一篇：实验教学教案

《人机交互技术》实验教学教案

实验一：怎样做用户需求分析

1．项目需求获取的几种方法及适用环境

我们知道，需求调研不充分、用户需求描述不完整不准确，轻则影响项目建设的顺利程度，重则影响应用系统的质量，甚至决定项目的成败。

俗话说，“良好的开端是成功的一半”，需求获取作为项目伊始的活动，是非常重要的。目前我们所开发的软件项目一般有两种类型：产品项目和工程项目。

产品项目一般都会有充足的时间进行非常仔细的需求调研和分析，而工程项目却并非如此（因为它往往受诸多因素的影响）。本文拟讨论如何根据工程项目的实际特点，采用合适的方法低成本高效率地获取用户的需求。

产品项目一般是根据公司战略和市场需求研发的旨在进行批量出售或推广的项目，工程项目一般是根据与用户签定的合同研发的旨在满足特定用户需求的项目。

这里说的项目主要是工程项目，在项目的建设过程中，感觉到最头疼的是项目需求的获取，我们往往要花相当大的精力在需求获取和需求确认上，然而有时效果还很不理想。经过几年时间的项目实践，我们逐步总结出针对不同项目情况所适合采用的需求获取方法，这些方法能大大提高需求获取的效率。现总结之，愿与大家分享。

我们知道，一个工程项目，如果从开发方（即软件开发团队）和用户方（即客户）对需求的清楚程度来分，大致可以分为如下四种：开发方和用户方都清楚项目需求、开发方不清楚项目需求但用户方清楚、开发方和用户方都不清楚项目需求、开发方清楚项目需求但用户方不清楚。

针对这四种类型的项目，我总结出四种对应的需求获取方法：问卷调查法、会议讨论法、界面原型法和可运行原型系统法。

以下逐一解析之。

一、问卷调查法

所谓“问卷调查法”，是指开发方就用户需求中的一些个性化的、需要进一步明确的需求（或问题），通过采用向用户发问卷调查表的方式，达到彻底弄清项目需求的一种需求获取方法。

这种方法适合于开发方和用户方都清楚项目需求的情况。因为开发方和建设方都清楚项目的需求，则需要双方进一步沟通的需求（或问题）就比较少，通过采用这种简单的问卷调查方法就能使问题得到较好的解决。

这种方法的一般操作步骤是：

步骤

一、开发方先根据合同和以往类似项目的经验，整理出一份《用户需求说明书》和待澄清需求（或问题）的《问卷调查表》提交给用户；

步骤

二、用户阅读《用户需求说明书》，并回答《问卷调查表》中提出的问题，如果《用户需求说明书》中有描述不正确或未包括的需求，用户可一并修改或补充；

步骤

三、开发方拿到用户返回的《用户需求说明书》和《问卷调查表》进行分析，如仍然有问题，则重复步骤二，否则执行步骤四；

步骤

四、开发方整理出《用户需求说明书》，提交给用户方确认签字。

由于这种方法比较简单、侧重点明确，因此能大大缩短需求获取的时间、减少需求获取的成本、提交工作效率。

二、会议讨论法

所谓“会议讨论法”，是指开发方和用户方召开若干次需求讨论会议，达到彻底弄清项目需求的一种需求获取方法。

这种方法适合于开发方不清楚项目需求（一般开发方是刚开始做这种业务类型的工程项目）但用户方清楚项目需求的情况。因为用户清楚项目的需求，则用户能准确地表达出他们的需求，而开发方有专业的软件开发经验，对用户提供的需求一般都能准确地描述和把握。

这种方法的一般操作步骤是：

步骤

一、开发方根据双方制定的《需求调研计划》召开相关需求主题沟通会；

步骤

二、会后开发方整理出《需求调研记录》提交给用户方确认；

步骤

三、如果此主题还有未明确的问题则再次沟通，否则开始下一主题；

步骤

四、所有需求都沟通清楚后，开发方根据历次《需求调研记录》整理出《用户需求说明书》，提交给用户方确认签字。

由于开发方不清楚项目需求，因此需要花较多的时间和精力进行需求调研和需求整理工作。

三、界面原型法

所谓“界面原型法”，是指开发方根据自己所了解的用户需求，描画出应用系统的功能界面后与用户进行交流和沟通，通过“界面原型”这一载体，达到双方逐步明确项目需求的一种需求获取的方法。

这种方法比较适合于开发方和用户方都不清楚项目需求的情况。因为开发方和用户方都不清楚项目需求，因此此时就更需要借助于一定的“载体”来加快对需求的挖掘和双方对需求理解。这种情况下，采用“可视化”的界面原型法比较可取。

这种方法的一般操作步骤是：

步骤

一、开发方根据其所了解到的需求（如通过合同或与用户交流），采用界面制作工作描画出应用系统的功能界面；

步骤

二、将应用系统的功能界面提交给用户并与用户沟通，挖掘出新需求或就需求达成理解上的一致；

步骤

三、开发方就不断获取的需求进行增量式整理，根据新的需求丰富和细化界面原型；

步骤

四、双方经过多次界面原型的交互，开发方最终整理出《用户需求说明书》，提交给用户方确认签字。

由于开发方和用户方都不清楚项目需求，因此此时需求获取工作将会比较困难，可能导致的风险也比较大。采用这种“界面原型”的方式，能加速项目需求的“浮现”和双方对需求的一致理解，从而减小由于需求问题可能给项目带来的风险。

针对这种类型的项目，我们也可以采用下面将要介绍的“可运行原型系统法”，但由于开发方对需求不了解（证明以前缺乏类似项目的开发经验和产品积累），如果开发一个可运行的原型系统，则几乎需要从零开始编写代码，前期投入会很大。

四、可运行原型系统法

所谓“可运行原型系统法”，是指开发方根据合同中规定的基本需求，在以往类似项目应用系统的基础上进行少量修改得出一可运行系统，通过“可运行原型系统”这一载体，达到彻底挖掘项目需求的一种需求获取的方法。

这种方法比较适合于开发方清楚项目需求但用户方不清楚项目需求的情况。这种类型的项目，开发方一般都有类似项目的建设经验，因此可以在以往项目的基础上，快速“构建”出一可运行系统，然后借助于这一“载体”来加快对需求的挖掘和双方（特别是用户方）对需求的理解。这种情况下，采用“所见即所得”的可运行原型系统法比较可取。

这种方法的一般操作步骤是：

步骤

一、开发方根据其所了解到的需求（如通过合同或与用户交流），在以往类似项目的基础上，快速“构建”出一可运行系统；

步骤

二、通过向用户演示“可运行原型系统”，逐步挖掘并让用户确认项目需求；

步骤

三、开发方就不断获取的需求进行增量式整理，根据新的需求丰富可运行原型系统；

步骤

四、双方经过多次可运行原型系统的交互，开发方最终整理出《用户需求说明书》，提交给用户方确认签字。

由于开发方清楚用户的需求（证明以前有类似项目的开发经验和产品积累），但用户方自己不清楚，因此此时开发一个“可运行原型系统”，开发方的投入不会很大，但对于用户理解和确认项目需求非常有利，因此针对这种类型的项目这是一种比较理想的需求获取方式。

这种方法的另一个好处是：正式系统一般可以在该“可运行原型系统”的基础上演化而成，为后续开发工作节省不少的工作量和成本。

值得注意的是，以上总结出的这四种需求获取方法不是互斥的，我们可以根据项目的实际特点独立应用或组合应用。

“忙碌，不代表有效率；方法，远胜于苦干”。但愿我们从事软件项目开发的朋友们，都能掌握好恰当的方法，以图能获得“事半功倍”的效果。

2．需求分析阶段的工作

如果将需求分析阶段的工作归结为编写需求规格说明书，这种简化的做法往往是导致项目后期层出不穷问题的罪魁祸首。建议采用以下步骤形成软件需求：获取用户需求→分析用户需求→编写需求文档→评审需求文档→管理需求。下面我们先来讨论前两个步骤（获取用户需求、分析用户需求）的做法。

获取用户需求

这是该阶段的一个最重要的任务。以下为获取用户需求需要执行的活动

● 了解客户方的所有用户类型以及潜在的类型。然后，根据他们的要求来确定系统的整体目标和系统的工作范围。

● 对用户进行访谈和调研。交流的方式可以是会议、电话、电子邮件、小组讨论、模拟演示等不同形式。需要注意的是，每一次交流一定要有记录，对于交流的结果还可以进行分类，便于后续的分析活动。例如，可以将需求细分为功能需求、非功能需求（如响应时间、平均无故障工作时间、自动恢复时间等）、环境限制、设计约束等类型。

● 需求分析人员对收集到的用户需求做进一步的分析和整理。下面是几条常见的准则：

⑴对于用户提出的每个需求都要知道“为什么”，并判断用户提出的需求是否有充足的理由；

⑵将那种以“如何实现”的表述方式转换为“实现什么”的方式，因为需求分析阶段关注的目标是“做什么”，而不是“怎么做”；

⑶分析由用户需求衍生出的隐含需求，并识别用户没有明确提出来的隐含需求（有可能是实现用户需求的前提条件），这一点往往容易忽略掉，经常因为对隐含需求考虑得不够充分而引起需求变更。

● 需求分析人员将调研的用户需求以适当的方式呈交给用户方和开发方的相关人员。大家共同确认需求分析人员所提交的结果是否真实地反映了用户的意图。需求分析人员在这个任务中需要执行下述活动：

⑴明确标识出那些未确定的需求项（在需求分析初期往往有很多这样的待定项）；

⑵使需求符合系统的整体目标；

⑶保证需求项之间的一致性，解决需求项之间可能存在的冲突。

分析用户需求

在很多情形下，分析用户需求是与获取用户需求并行的，主要通过建立模型的方式来描述用户的需求，为客户、用户、开发方等不同参与方提供一个交流的渠道。这些模型是对需求的抽象，以可视化的方式提供一个易于沟通的桥梁。用户需求的分析与获取用户需求有着相似的步骤，区别在于分析用户需求时使用模型来描述，以获取用户更明确的需求。分析用户需求需要执行下列活动：

● 以图形表示的方式描述系统的整体结构，包括系统的边界与接口；

● 通过原型、页面流或其它方式向用户提供可视化的界面，用户可以对需求做出自己的评价；

● 系统可行性分析，需求实现的技术可行性、环境分析、费用分析、时间分析等；

● 以模型描述系统的功能项、数据实体、外部实体、实体之间的关系、实体之间的状态转换等方面的内容。

用于需求建模的方法有很多种，最常用的包括数据流图（DFD）、实体关系图（ERD）和用例图（Use Case）三种方式。DFD作为结构化系统分析与设计的主要方法，已经得到了广泛的应用，DFD尤其适用于MIS系统的表述。DFD使用四种基本元素来描述系统的行为，过程、实体、数据流和数据存储。DFD方法直观易懂，使用者可以方便地得到系统的逻辑模型和物理模型，但是从DFD图中无法判断活动的时序关系。图2描述的是某个项目的DFD示意图。

ERD方法用于描述系统实体间的对应关系，需求分析阶段使用ERD描述系统中实体的逻辑关系，在设计阶段则使用ERD描述物理表之间的关系。需求分析阶段使用ERD来描述现实世界中的对象。ERD只关注系统中数据间的关系，而缺乏对系统功能的描述。如果将ERD与DFD两种方法相结合，则可以更准确地描述系统的需求。

在面向对象分析的方法中通常使用Use Case来获取软件的需求。Use Case通过描述“系统”和“活动者”之间的交互来描述系统的行为。通过分解系统目标，Use Case描述活动者为了实现这些目标而执行的所有步骤。Use Case方法最主要的优点，在于它是用户导向的，用户可以根据自己所对应的Use Case来不断细化自己的需求。此外，使用Use Case还可以方便地得到系统功能的测试用例

介绍了需求分析五个步骤中的前两个步骤（获取用户需求、分析用户需求），本期将继续介绍后三个步骤（编写需求文档、评审需求文档、管理需求），并与大家讨论相关实践问题。

1、编写需求文档

需求文档可以使用自然语言或形式化语言来描述，还可以添加图形的表述方式和模型表征的方式。需求文档应该包括用户的所有需求（功能性需求和非功能性需求）。

2、评审需求文档

需求文档完成后，需要经过正式评审，以便作为下一阶段工作的基础。一般的评审分为用户评审和同行评审两类。用户和开发方对于软件项目内容的描述，是以需求规格说明书作为基础的；用户验收的标准则是依据需求规格说明书中的内容来制订，所以评审需求文档时用户的意见是第一位的。而同行评审的目的，是在软件项目初期发现那些潜在的缺陷或错误，避免这些错误和缺陷遗漏到项目的后续阶段。

3、管理需求

需求的变更是不可避免的，如何以可控的方式管理软件的需求，对于项目的顺利进行有着重要的意义。如果匆匆忙忙地完成用户调研与分析，则往往意味着不稳定的需求。所以需求管理要保证需求分析各个活动都得到了充分的执行。对于需求变更的管理，则主要使用需求变更流程和需求跟踪矩阵的管理方式。需求变更流程和需求跟踪矩阵分别如图1和图2所示。

常见问题及建议

Q、客户与最终用户的区别是什么？

A、可以借助图3来说明它们之间的区别。

软件需求来自系统工程与客户两个方面，其中客户是主要的需求提供者（系统工程需求也来自于客户）。客户需要搜集其最终用户的需求并考虑自身的需求，然后再提供给开发方。假如客户并未去认真搜集最终用户的需求，开发方便需要做到这一点，因为系统最终要满足最终用户的需求。

Q、如何进行用户访谈？

A、首先，一定要事先确定访谈的目的和提纲。其次，因为用户往往并不知道应该提供哪些方面的需求，所以需要开发人员引导。

Q、用户访谈内容是什么？

A、首先，请用户描述他们如何完成自己当前的工作，并与用户一起抽象出一个工作流程或工作模型。然后，在得到用户的认可后，向用户解释自己是怎样来实现这些功能的，并说明哪些环节可以用自动化方式实现等。

Q、采用哪一种方式做需求分析最好？

A、不同的需求分析有不同的特点。还没有哪一种方法可以完全替代别的方法，否则，现在就不会存在不同的需求建模方式了。一般来说，可以使用DFD＋ERD来描述那些功能层次比较清晰的需求；而USE CASE则适于描述功能结构复杂的需求。做需求分析的目的是为了建立需求的模型，不同的子系统有可能使用不同的建模方法。

Q、怎样做原型，原型的目的是什么？

A、通常使用原型分析方法来帮助开发方进一步获取用户需求或让用户确认需求。开发方往往先向用户提供一个可视界面作为原型，并在界面上布置必要的元素以演示用户所需要的功能。可以使用第四代语言（例如Visual Basic、Delphi等）来快速生成用户界面，也可以使用FrontPage等网页制作工具来生成用户可视的页面流。

原型的目的往往是获取需求。但有时也使用原型的方式来验证关键技术或技术难点。对于技术原型，界面则往往被忽略掉。

第二篇：实验教学

实验教学 实验报告的要求

规定一律用16开纸认真书写实验报告，并整齐装订成一份。实验报告的具体内容要求如下：

一、实验目的

二、课前完成的预习内容

包括指导书所要求的理论计算、回答问题、设计记录表格等。

三、实验数据表格及处理

这里应该是课后根据实验原始记录整理重抄的正式数据，并按指导书要求加以处理。

四、实验总结

即完成指导书所要求的总结、问题讨论及自己的心得体会。如有曲线，应用坐标纸画出。

实验教学效果与成果

实验教学效果与成果（学生学习效果，近五年来主要实验教学成果，获奖情况等）

一、学生学习效果

1、学生对实验课学习理念发生变化，学生们认识到实验课的重要性；

2、学生能主动发现问题、提出问题、思考问题、探索解决问题的方案，逐渐养成自主学习、合作、研究式学习的方法；

3、学生创新能力得到了加强。

二、主要教学成果

1、服装卫生学，教育部“十一五”国家级规划教材，2006～2008

2、服装材料学省级精品课程建设，省教育厅，2006～2010

3、服装设计与工程省级重点学科的建设，省教育厅，2007～2008

4、女性紧身衣压力的测试，省大学生创新性实验项目指导教师，2007～2009

5、地方院校服装专业课程体系及教材建设，闽江学院，2005～2007

6、服装设计与工程人才培养模式创新实验区，省教育厅，2007～2009

7、肢体残障者的服装结构设计，省大学生创新性实验项目指导教师，2007～2009

8、地方院校服装专业创新人才培养模式的改革与实践，闽江学院，2005～2008

9、《服装结构学》多媒体CAI课件的开发与设计，省教育厅，2001～2002

10、《服装结构学》多媒体CAI课件的开发与设计，省厅，2001～2002

11、“服装结构设计”课程获省级优秀课，2004

12、《服装材料学》多媒体CAI课件的开发与设计，省教育厅，2001～2002。

13、针织物舒适性与透气性综合分析，省大学生创新性实验项目指导教师，2007～2009 发表的教学论文：

1、中国における大学および被服学系大学の現状，日本衣服学会誌，2001。

2、服装工程教学团队的建设，纺织教育，2008。

3、论服装设计与工程学科的科研方向问题，纺织教育，2007。

4、服装材料学精品课程建设的实践，纺织教育，2006。

5、服装材料学网络多媒体课件的研究与实践，纺织教育，2005。

6、新建大学如何加强教师队伍的建设，纺织教育，2004。

7、开拓创新 服装高等教育要适应社会需要，长春工业大学学报（高教版），2002。

8、服装材料学多媒体课件的开发与设计，长春工业大学学报，2003（通讯作者）。

9、服装材料学网络课件的制作，长春工业大学学报，2005（通讯作者）。

10、服装结构设计精品课程的建设，纺织教育，2008。

11、服装结构设计多媒体教学系统的研发，纺织学报，2005。

12、服装结构设计课程体系的划分与建设，科学咨询，2007。

13、谈《服装材料学》精品课的建设，科教文汇，2006。

14、新建大学服装专业建设的思考，纺织教育，2006。

15、创新教育与艺术设计人才的培养，中国西部周刊，2005。

16、艺术设计学院学科建设展望，长春工业大学学报（高教版），2002

17、开拓创新 服装高等教育要适应社会需要，长春工业大学学报（高教版），2002

18、服装材料学多媒体CAI课件的开发与设计，长春工业大学学报，2003

19、计算机辅助艺术设计的现状与展望，装饰，省部级，2003

20、基于MATLAB的纺织工程专业CAI课件的开发，纺织教育，省部级，2004

21、《服装结构设计》网络教学课件系统的开发，长春工业大学学报，2004。

22、新建大学如何加强教师队伍的建设，纺织教育，省部级，2004

23、服装结构设计多媒体教学系统的研发，纺织学报，国家级，2005

三、获奖情况

1、教师

（1）2007年，福建省第三届高等学校教学名师奖（陈东生）；（2）2008年，福建省第四届高等学校教学名师奖（甘应进）；（3）2006年，中国纺织教育学会纺织服装高等教育论文3等奖2项；（4）2006年，省教育科学优秀成果奖3等奖；

（5）2005年，21世纪《服装卫生学》课程体系及教材建设，福建省教学成果奖1等奖；

（6）2005年，新世纪服装专业教材建设，省教学成果奖2等奖；（7）2008年，《服装结构设计》省级精品课程；（8）2006年，《服装材料学》省级精品课程；

（9）2006年，“基于MATLAB 的纺织工程专业CAI课件的开发”获省教育科学优秀成果奖3等奖；

（10）2005年，“《非织造布学》教材”获中国纺织工业协会科学技术奖3等奖；

（11）2007年，服装心理学，福州市第六届社会科学优秀成果3等奖；（12）2007年，“论海西服装产业创新体系的建设”一文获得中共福建省委政策研究室、福建省社会科学界联合会举办的“深入贯彻省第八次党代会精神，全面推进海峡西岸经济区建设”征文三等奖。

2、学生

（1）03服工有8位同学在“劲霸”男装设计大赛中获奖；（2）曾佳绣的作品入围“欧迪芬”内衣设计大赛决赛；

（3）陈英同学《梦之漂浮》的作品在全国家纺设计大赛中获优秀奖；（4）周佳玲同学获得横洋模特大赛冠军，CCTV模特大赛华东赛区十佳模特；（5）周佳玲、周昱君、黄文烁同学进入了2006中国广西内衣模特大赛的决赛等；

（6）2007-4 04服艺曾佳琇同学的作品“运动进行中”荣获“盐步杯”中国时尚内衣设计大赛优秀奖；

（7）2007-6服装系学生组成的闽江学院代表队获得首届榕城高校礼仪风采赛美丽盛典队和经典与优雅队分获二、三等奖；

（8）2007-9暑期该系有9名同学获得服装相关大赛奖项：04服艺的方丽蓉同学荣获“佳海杯”服装设计大赛入围奖；05家纺的刘楠、陈楚同学荣获“2007国际家纺设计大赛优秀奖”，陈英、刘楠、宋晓芳三位同学获得“2007国际家纺设计大赛网络最佳人气奖”，林银华、陈楚、宋晓芳同学获得杭州“天都城杯”国际家纺设计大赛入围奖；05服表的杜绍燕、周昱君、王恩阳荣获 “黄金搭档第八届CCTV模特电视大赛福建分赛区前十及全国总决赛优秀选手奖”；

（9）2007-12 “中国领带名城杯”首届全国丝品花型设计大赛05家纺班的杨红梅同学作品《蕴情》获大赛家纺类优秀奖，作品《怀》获丝巾类优秀奖；（10）2007-12 2007魅力“雪津”第六届大学生精英模特大赛中（六名大学生取得一个总冠军，五个单项奖的骄人成绩）。服装系陈丹丹获得总决赛冠军，05服表专业的周昱君同学则获得最佳形象奖；06服表专业的林珊珊同学获得最佳才艺奖；07服表专业的张艳同学获得最佳气质奖；06服表专业的黄文铄和07服表专业的郭倩两位同学获得“十佳模特”称号；

（11）2007-12中国（杭州）“天都城杯”国际丝绸旅游产品设计大奖赛中05级家纺班林银华同学的作品《丝绸之路》喜获大赛优秀奖；

（12）2008-4 服装系陈丹丹同学入围2008第三届亚洲超级模特大赛中国区总决赛；

（13）2008-4-16服装系曾佳琇同学获2008第三届海宁·中国经编服装设计大赛曾佳秀同学的22号作品《紫韵》获得银奖；

（14）2008-4 2008戴梦得•新丝路中国模特大赛福州赛区服装系05服表专业的周昱君同学获得季军。05服表专业的薛月娇、06服表专业的黄文铄、07服表专业的张艳、宣延等四名位同学获“十佳模特”称号；

（15）2008-5-8服装系曾佳琇在2008中华国际服装设计大赛中作品《释放自我》获得2008中华国际女装设计大赛优秀奖；作品《蝶之恋》获得2008中华国际内衣/沙滩装设计大赛优秀奖。

实验教材（出版实验教材名称、自编实验讲义情况等）

一、编写出版主要教材名称

1.新编服装材料学，中国轻工业出版社，2001年1月。2.新编服装设计学，中国轻工业出版社，2001年1月。3.新编中外服装史，中国轻工业出版社，2002年1月。4.新编服装结构设计，中国轻工业出版社，2002年3月。5.非织造布学，中国纺织出版社，2002年8月。6.新编服装配饰学，中国轻工业出版社，2004年11月。7.新编服装生产工艺学，中国轻工业出版社，2005年3月。8.新编服装成衣学，中国轻工业出版社，2005年3月。9.新编服装生产管理学，中国轻工业出版社，2005年6月。10.新编服装心理学，中国轻工业出版社，2005年6月。11.新编服装画技法，中国轻工业出版社，2006年。12.服装材料学，中国纺织出版社，2006年。

二、编写主要讲义情况

13.自编《服装材料学实验讲义》,已经列入中国轻工业出版社出版计划。14.服装材料学实验指导书。15.服装结构设计实践指导书。16.工艺制作实践指导书。17.羊毛衫产品设计指导书。18.女装工艺课程设计指导书。19.针织面料设计指导书。20.手工印染工艺实验指导书。21.织物设计与工艺指导书。22.专题课程设计指导书。服饰配件设计指导书。实验考核方法等

采用“多层面立体考核”模式，针对不同的实验实习，学院制定了严格的考核方法，指导教师要提前下达实验任务书，要求学生在实验前期，提供详细的实验实习计划，中期根据实验计划指导教师和实验室负责人要做中期检查，最后的成绩依据学生的表现、取得的成绩、表演的效果、作品的质量、企业及市场的认可度或参加赛事获奖情况等各方面进行立体式考评。另外，还制定了《实习教学质量标准》、《实习教学环节质量标准》等考核要求。

实验技术、方法、手段

纺织、服装学科是实践性很强的学科，对学生的塑造要达到具有良好的专业素养，这要求学生在掌握专业课知识的同时，更要具备良好的创新能力、沟通能力和协调能力。这些能力的培养必须通过大量的实践环节来完成，因此在实践环节的设计上，我们重点以体验教育为主，让学生亲历亲为，把实验课堂与前期基础理论课程紧密衔接，把实验课程从校内延伸到校外、从课堂拓展到企业和市场。

针对教学内容的不同阶段，设计不同的实验课内容

1、在服装基础理论和基本技能的学习阶段，我们把实践课的重点设在学院内，充分利用校内资源。纺织服装实验教学中心是学生实践的大舞台，诸如艺术设计专业的学生在这里要完成大量的观摩教学，同时还要根据教师的要求，结合课程的内容，在教师的指导下完成小型的时装发布会，强调设计师与模特的整体配合，同时也使服装表演专业的学生，有机会初步体验模特站在T型台上的感觉，使学生具备一定的舞台经验。

2、服装与艺术工程系目前设有多个学科专业方向，在教学中，各学科相互渗透，优势互补，学生受到多方面的训练。诸如一场时装发布会，由服装设计专业的学生设计服装、时尚传媒专业的学生提供舞台设计、广告策划、摄影；形象设计专业的学生进行化妆造型，在这个过程中，教师会安排不同专业的学生进行组合，形成一个互助的团队，培养了协作意识，有利于学生综合素质的提高。

3、知识、信息的快速传播与更新是服装学科的重要特征，为适应这一特点，我们广泛开展了多项学术交流与活动。这些学术交流活动都大大地开阔了师生眼界，活跃了学术气氛，提升了师生的专业表演水平。

4、学院重视毕业实习环节的教学研究，根据学生的特点和就业意向，有针对性地为学生提供了多种毕业设计方案，比如：学生可以在实验教学中心，以学校认可的国内服装设计大赛为主题进行设计；可以依据服装相关企业的设计主题进行毕业设计选题；可以在中心的各实验室，参与教师的科研项目的研究开发工作等；教学效果非常明显。

实验教学与科研、工程和社会应用实践结合情况

改进实验教学环节，加强学生实践能力、创新能力的培养

1、改进实验教学环节，提高实验教学效果。纺织服装学科是应用性非常强的学科，只有在具体的实践中，才能更好地提高学生实际运用知识的能力。依据本专业的特点和师生的具体情况，在专业基础理论课的框架内，安排了一定学时的基础型实验教学，如服装材料学、服装工艺基础、服装结构设计等课程中的实验教学环节，在注重实践教学的课堂中留有一定空间，让学生去选修、研究或走向社会；同时为了提高学生的综合实践能力，有计划地安排了服装品牌设计、服装营销策划、服装产品陈列、服装商品企划等针对性、实战性、综合性强的实验教学环节，设置了实践教学周，集中或分散在不同的时间段，强化对学生专业创新能力的培养。课堂教学之外，教师还指导学生自学、研究和实践，并经常开设讲座和第二课堂。在教学中还坚持产、学、赛相结合的教学手段。针对社会需求，把服装大赛和服装生产、科研的要求作为设计主题。由过去的封闭式下的被动进行设计变为开放式的主动创新设计。教学中加强学生创新能力的培养，引发学生的学习兴趣和主动学习的积极性，尊重和鼓励创新，培育学生的动手能力和适应社会的能力，使学生在学到了一定的知识与技能的同时，还积累了工作经验，增强了学生的社会责任感。

2、利用服装行业活动开展全方位的实践教学。利用每年北京国际服装博览会、国际时装周等活动安排相应的年级分别参与这些活动进行实践教学。使教学实践具有开放性、实效性，为恒常固定的专业课注入了时新的内涵。由于服装专业自身具有强烈的实践性和手脑互动的特征，在实践课程教学中，授课内容针对企业产品、赛事活动进行互动教学，有针对性地进行市场调研，评价品牌，提高学生的认识和实践能力。许多学生的作品被厂方采用，转化成产品进入市场，得到了市场的认可。

3、积极开发有代表性的校外实训基地，有效发挥其辅助实验教学的功能。多年来非常重视教学实践基地的建设，除了在大学城校区有服装专业实验室，在洪唐校区有1700平方米的教学实习基地外，还与长乐市纺织总公司、绫点服饰集团、宏远纺织集团、友良服装公司等九家企业建立了合作关系，建立了实验教学基地，并聘请企业的优秀管理者和设计师作为专业顾问、兼职教师。向这些企业开放我院的资料室和相关实验室，并共同进行科技研究和市场开发。通过实验教学基地的实践，学生有效地得到专业知识的运用和提高，达到了人才培养适应社会需求的目的。

4、结合赛事活动开展实验教学。为锻炼师生专业创新和实践能力，提高教学水平和检验教学成果，鼓励师生参加各项专业赛事和专业领域中社会兼职，建立了奖励制度。科学的培养模式、雄厚的教育实力以及良好的素质教育培养了大批优秀学子，他们在各类大赛中脱颖而出。几年来，服装与艺术工程系学生在专业比赛中成绩突出，学生在多项设计大赛上荣获大奖，赢得了广泛的社会赞誉，树立了良好的社会形象，大大提升了我院的知名度。为我院的学生招录、就业打下了良好的基础。主要获得的奖项如下：（1）03服工有8位同学在“劲霸”男装设计大赛中获奖；（2）曾佳绣的作品入围“欧迪芬”内衣设计大赛决赛；

（3）陈英同学《梦之漂浮》的作品在全国家纺设计大赛中获优秀奖；（4）周佳玲同学获得横洋模特大赛冠军，CCTV模特大赛华东赛区十佳模特；（5）周佳玲、周昱君、黄文烁同学进入了2006中国广西内衣模特大赛的决赛等；（6）2007-4 04服艺曾佳琇同学的作品“运动进行中”荣获“盐步杯”中国时尚内衣设计大赛优秀奖；

（7）2007-6服装系学生组成的闽江学院代表队获得首届榕城高校礼仪风采赛美丽盛典队和经典与优雅队分获二、三等奖；

（8）2007-9暑期该系有9名同学获得服装相关大赛奖项：04服艺的方丽蓉同学荣获“佳海杯”服装设计大赛入围奖；05家纺的刘楠、陈楚同学荣获“2007国际家纺设计大赛优秀奖”，陈英、刘楠、宋晓芳三位同学获得“2007国际家纺设计大赛网络最佳人气奖”，林银华、陈楚、宋晓芳同学获得杭州“天都城杯”国际家纺设计大赛入围奖；05服表的杜绍燕、周昱君、王恩阳荣获 “黄金搭档第八届CCTV模特电视大赛福建分赛区前十及全国总决赛优秀选手奖”；

（9）2007-12 “中国领带名城杯”首届全国丝品花型设计大赛05家纺班的杨红梅同学作品《蕴情》获大赛家纺类优秀奖，作品《怀》获丝巾类优秀奖；

（10）2007-12 2007魅力“雪津”第六届大学生精英模特大赛中（六名大学生取得一个总冠军，五个单项奖的骄人成绩）。服装系陈丹丹获得总决赛冠军，05服表专业的周昱君同学则获得最佳形象奖；06服表专业的林珊珊同学获得最佳才艺奖；07服表专业的张艳同学获得最佳气质奖；06服表专业的黄文铄和07服表专业的郭倩两位同学获得“十佳模特”称号；（11）2007-12中国（杭州）“天都城杯”国际丝绸旅游产品设计大奖赛中05级家纺班林银华同学的作品《丝绸之路》喜获大赛优秀奖；

（12）2008-4 服装系陈丹丹同学入围2008第三届亚洲超级模特大赛中国区总决赛；（13）2008-4-16服装系曾佳琇同学获2008第三届海宁·中国经编服装设计大赛曾佳秀同学的22号作品《紫韵》获得银奖；

（14）2008-4 2008戴梦得•新丝路中国模特大赛福州赛区服装系05服表专业的周昱君同学获得季军。05服表专业的薛月娇、06服表专业的黄文铄、07服表专业的张艳、宣延等四名位同学获“十佳模特”称号；

（15）2008-5-8服装系曾佳琇在2008中华国际服装设计大赛中作品《释放自我》获得2008中华国际女装设计大赛优秀奖；作品《蝶之恋》获得2008中华国际内衣/沙滩装设计大赛优秀奖。

第三篇：《电视制作技术》实验教学教案

《电视制作技术》实验教学教案

修订时间：2013.2 课程名称：电视制作技术 课程编号：050278 课程性质：专业基础课 实验时数：36学时

适应专业：摄影摄像专业、新闻采编专业 实 验 室：演播室、后期制作室、校园

实验的内容和要求

实验一

实验名称：索尼MC1500C摄像机的功能； 实验目的：熟悉索尼摄像机的按键操作；

实验内容：索尼MC1500C摄像机按键的功能及作用；

实验步骤：

1、索尼MC1500C装电池；

2、索尼MC1500C装内存卡；

3、开机、打开液晶屏或寻像器；

4、手动调焦调整；

5、手动光圈调整；

6、手动白平衡调整。实验场地：校园内； 实验时长：4课时。

思 考 题：索尼MC1500C和以前接触的36e、10p摄像机的区别是什么？

实验二

实验名称：索尼MC1500C摄像机操控； 实验目的：熟悉肩扛数字摄像机的拍摄要领； 实验内容：熟练肩扛数字摄像机的操作拍摄； 实验过程：

1、练习肩扛拍摄（推、拉、摇）；

2、手动调焦练习；

3、手动光圈练习；

4、手动白平衡练习；

5、肩扛和三脚架练习拍摄。实验场地：校园内； 实验时长：4课时。

思 考 题：肩扛摄像机拍摄画面稳定的窍门是什么？

实验三

实验名称：索尼36e摄像机的功能； 实验目的：

1、了解索尼36e摄像机的结构；

2、初步掌握36e摄像机的结构、功能和使用；

3、掌握电池、录像带的安装。

实验内容：索尼36e摄像机按键的功能及作用； 实验步骤：

1、安装充电式电池上的金手指触点方向插入，上方推动电池直至发出咔哒声，电池就安装完毕；

2、滑动“power”键，“power”键指向“ON”位置电源指示灯亮起，摄像机电源打开；

3、按EJECT开关，录像带舱随后自动打开；

4、推录像带背部的中间部位将其装入，使录像带窗向内，写保护片向上笔直装入录像带舱底部；

5、按录像带舱上的PUSH闭录像带盖直至发出“咔哒”一声；

6、打开镜头盖；

7、水平打开液晶屏，就可以看到镜头里的画面；

8、寻像器里也可以看到镜头的画面，调整寻像器下面的屈光度，选择适合自己的位置拍摄；

8、按“REC”键，本机开始拍摄。寻像器内出现“摄录”指示，位于本机前面摄像指示灯亮起，再按一次“REC”键可以停止摄像；

9、按压电动变焦杆，进行推、拉变焦拍摄的练习；

拍摄完后，将摄像机的电源开关再顺时针方向拨动两次，从“CAMERA”状态转换到“VCR”状态，液晶屏的下侧有录像控制按键，操作放像（PLAY-播放键，按下此键，开始放像；STOP--停止键，按下此键，数码摄像机将解除记录、重放、倒带、快进等一切状态而进入停机状态；REW--快倒带键；FF--快速前进键；PAUSE--暂停键）。

10、退出录像带时，重复步骤3、4、5，在步骤4中取出录像带。

11、关机，按下电池锁定按钮，将电池上部轻轻向后拉，取下电池。实验场地：校园内； 实验时长：2课时。

实验四

实验名称：索尼36e摄像机操控；

实验目的：了解手持摄像机镜头的录制方法；

熟悉掌握手持摄像机的拍摄要领；

实验内容：掌中宝摄像机的操作拍摄； 实验步骤：

1、装入电池；

2、装入录像带；

3、打开电源；

4、打开液晶屏进行拍摄；

5、倒带会看观察；

6、取出录像带，关机，取下电池。动作要领：

尽量让胳膊肘贴近身体，吸气，在拍摄过程中屏住呼吸。在拍摄时候可以稍微弯曲膝盖。谈到膝盖，这个是讲究技术要领的地方。首先，让膝盖对准平摇的终点方向，记住是对准终点方向！然后转动身体和摄像机，对准平摇的起点方向。在平摇过程中，你自己就像是一根正在从动作起点向终点拉开的弹簧。比起膝盖对准动作的起点，然后在平摇拍摄过程中被迫扭转身体，这种姿势要平稳得多。在拍摄过程中，始终要将膝盖略微弯曲，这就像滑雪，膝部起着减震器的作用。如果在寻像器中暂时丢失了拍摄目标，千万不要发慌。保持摄像机稳定，然后抬头看拍摄物在哪里，在平稳地将摄像机对准新的方向。希望这个技术要领对你有所帮助！

实验场地：校园内； 实验时长：2课时。

思 考 题：手持机拍摄时应注意什么？

实验五

实验名称：索尼10P摄像机的功能；

实验目的：熟悉索尼10P摄像机的按键操作； 实验内容：索尼10P摄像机按键的功能及作用； 实验步骤： 1、10P摄像机装电池；

2、装磁带；

3、液晶屏和寻像器的调整；

4、程序快门、快门速度、白平衡、曝光、音频调整等按键的操控；

5、菜单的设定；

6、10P手动聚焦的调整。实验场地：校园内； 实验时长：4课时。

思 考 题：如何利用10p在变天拍摄出类似夜晚的景象？

实验六

实验名称：索尼10P摄像机操控； 实验目的：熟悉手持摄像机的拍摄要领； 实验内容：熟练手持摄像机的操作拍摄； 实验步骤：

1、手持摄像稳定的基础：短时屏息拍摄

2、长时间拍摄可以找固定物来倚靠，或选择三脚架；

3、双眼观察周围环境，保护自身安全和不遗漏精彩镜头； 实验场地：校园内； 实验时长：4课时。

思 考 题：如何做到手持摄像的稳定？

实验七

实验名称：松下M3500的基本操作； 实验目的：

1、了解松下M3500摄录一体机的结构；

2、初步掌握摄像机的结构、功能和使用；

3、掌握电池、录像带的安装；

4、掌握镜头的基本录制。

实验内容：松下M3500的按键的功能作用及操控；

实验步骤： 1、12伏电瓶上的电源线取出，连接到摄像机的后面板DC in位置；

2、滑动“power”键，“power”键中心指示灯亮起，摄像机电源打开。

3、按EJECT开关，录像带舱随后自动打开；

4、推录像带背部的中间部位将其装入，使录像带窗向内，写保护片向上笔直装入录像带舱底部按录像带舱上的PUSH闭录像带舱；

5、按录像带舱上的PUSH闭录像带盖直至发出“咔哒”一声；

6、打开镜头盖；

7、水平旋转寻像器，调整寻像器的角度和屈光度，适合自己的拍摄（还可以打开寻像器的目镜，稍微离远些拍摄）；

8、按“REC”键，本机开始拍摄。寻像器内出现“REC”指示，位于本机前面摄像指示灯亮起，再按一次“REC”键可以停止摄像。（此外，还可以使用变焦手柄前面的“REC”键，作用相同。）

9、改变电动变焦杆，进行推、拉变焦拍摄的练习；

拍摄完后，将摄像机的“VCR/CAMERA”开关，从“CAMERA”位置拖动到“VCR”位置（将摄像机的摄像状态转换为录像机状态），显示出录像机控制面板，利用倒带、播放、停止等按键回放拍摄的画面。

10、退出录像带时，重复步骤3、4、5，在步骤4中取出录像带。

11、关机，然后拔下电源线；

12、取下电瓶。实验场地：校园内； 实验时长：2课时。实验思考：

1、如何安装、下载录像带？

2、如何开始拍摄、回放录像？

实验八

实验名称：松下M3500的操控； 实验目的：

1、掌握肩扛摄像机的拍摄要领；

2、了解松下M3500按键的功能。实验内容：肩扛模拟摄像机的操作拍摄； 实验步骤：

1、开机、装带、打开镜头盖；

2、将摄像机放于右肩膀上；

3、练习肩扛拍摄：固定画面、推镜头、拉镜头；

4、将摄像机用右手怀抱，进行低角度拍摄；

5、将摄像机放于地面，手持镜头私服位置进行拍摄，练习仰拍；

6、将“PROGRAMME AE”开关向上拨动到“AUTO”位置，摄像机处于自动挡位置拍摄；

7、将“PROGRAMME AE”开关向下拨动到“MANUAL”位置，摄像机处于手动挡位置，再按“FOCUS”按键，将调焦变为手动模式，寻像器内出现“MF”标志，手动调整调焦环，进行手动调焦拍摄；

8、找到环境亮度很低的场地，将“PROGRAMME AE”开关向下拨动到“LOW LIGHT”位置，摄像机处于低照挡位置，将摄像机变为低照模式进行拍摄。

9、将“PROGRAMME AE”开关向下拨动到“MANUAL”位置，摄像机处于手动挡位置，再将下面的数码开关“DIGITAL”放到“ON”位置，操控左侧三个数字功能键，练习数码特效；10、11、按动“GAIN UP”按键，观察增益的打开的效果；

长时按动“—

CAMERA SEARCH ”按键，观察寻像器里画面的变化；

长时按动“CAMERA SEARCH +”按键，观察寻像器里画面的变化

实验场地：校园内； 实验时长：2课时； 实验思考：

1、肩扛摄像机拍摄应该注意什么？

2、摄像机低角度拍摄，该如何操作？

3、打开增益后，对摄像的效果影响是什么？

4、“—

CAMERA SEARCH +”按键有什么作用？

实验九

实验名称：索尼DSR-500WSP专业摄像机； 实验目的：熟悉专业数字摄像机的按键及功能； 实验内容：熟练索尼DSR-500WSP专业摄像机的操作； 实验过程：

（一）了解电视摄像机的主要按钮、开关及其功能

1、主电源开关和副电源开关。

2、色温片过滤控制器（FILTER）：一般分四档，选择不同档，使其与照明条件相适应。

3、白色平衡/黑色平衡开关（WHT/BLK）：用来调节白、黑平衡。

4、白平衡开关（W.BAL）：从预设值、记存器A或B中选择白平衡设置值。

5、简易模式按钮(EZMODE.)：用此按钮，光圈和白平衡得到自动调节（可ON或OFF）。

6、简易模式聚焦按钮（EZFOCUS）：用此按钮，它将镜头的光圈打开，为摄影前聚焦做好准备。

7、自动光圈模式开关（AIRSMODE）：一般设在标准状态（STD）。

8、白平衡自动跟踪（ATW）按钮。用此按钮，可自动白平衡跟踪。

9、超级增点开关（HYPER.GAIN）：打到ON时，自动提升增益。

10、增益开关（GAIN）：一般分低、中、高档（odB、9dB、18dB）。

11、项目开关（MENU）：用来设置菜单。

12、输出、动态曝光、动态对比控制开关（OUTPUT/DL/DCC+）：动态曝光或彩条输出。

13、快门开关（SHUTTE）：常与升降按钮使用，用于调节快门速度。

14、录像按钮：录像时按一次，停止录像时再按一次。

15、镜头电动变焦开关：W——广角变焦，T——摄远变焦。

16、变焦选择器（ZOOM：S——电动变焦，M——手动变焦。

17、返回按钮：用于观看返回最后3秒内容。

18、特写按钮（MACKO）：用于拍大特写，近距离。

19、光圈选择器：A——自动、B——手动。

20、取景器：用于取景，显示摄像机状态。

21、录像上麦克风输入：

（1）分摄像机内麦克风和外接麦克风。（2）电平调节分手动和自动。

（二）摄像机的调整

1、聚焦调整

聚焦的一般方法为：将景物画面推成特写，转动聚焦环，使图像清楚（即透镜聚焦被摄体上），然后拉开成所需要的景别，进行拍摄。如此做法，景深范围大（其它条件不变的情况下），便于一般拍摄。

自动聚焦：把聚焦方式设置为自动方式，由摄像机自动聚焦。手动聚焦：把聚焦方式设置为手动方式，旋转聚焦环聚焦。

2、变焦调整

变焦镜头具备在一定范围内连续变化焦距而成像位置不变的性能，在拍摄中对景物画面取景的大小可相应地连续变化，即景别可从大到小、从小到大连续变化。

电动变焦：把变焦选择器置于电动变焦（S）处，按下电动变焦开关标有T的一头，镜头焦距变长，可拍摄推镜头，按下标有W的一头，镜头焦距变短，可拍摄拉镜头。手按的压力轻重可以在一定范围内改变变焦的速度。手动变焦：把变焦选择器置于手动变焦（M）处，拨动手动变焦控制环进行手动变焦。常常用于急推急拉效果。

3、黑/白平衡调整

黑/白平衡，是为了确保在照明条件发生变化的图像中的黑/白色仍然保持黑/白色不变，图像的色调依然保持自然。

黑平衡调整一般采用自动调整。开机后，只需按通自动黑平衡开关，此时光圈自动关闭，几秒就可完成。

白平衡可以选择自动调整，也可以手动调整。手动调整的步骤：首先选择与光照条件合适的滤色片和光圈，将镜头对准白色物体使白色物体图像占录像器屏幕80％以上，按通自动白平衡开关（A.W）几秒，屏幕显示OK即可完成。

4、光圈调整

（1）自动光圈调节法：根据被摄物体的亮度自动调节光圈，这是一般摄像时使用的模式，将光圈选择开关设定于（A）处。自动光圈一般在被摄物亮度比较均匀，明暗反差不大的情况下使用。

（2）手动光圈调节法：将光圈选择开关设定于（Ｍ）处，根据需要调节光圈环，由于光圈上所标的F数来识别光圈的大小。手动光圈一般在被摄物亮度不均匀，明暗反差过大的情况下使用。

（3）暂时自动调节法：当处于手动光圈调节模式时，本功能可以临时性进入自动调节。在光圈选择开关处于M时，持续按暂时自动光圈调节按钮，光圈处于自动调节状况，手一松即回到手动光圈状况，并锁定于松手时的光圈值。

5、近摄功能

当拍摄对象距镜头前面的距离小于一定距离时（比如90cm），需使用近摄功能，此功能可拍摄的最近距离为10mm。

方法：将镜头逐渐靠近拍摄对象直到达所希望的尺寸；调节聚焦环把焦点调到最近处；将MACRO钮按下滑向摄像机本体的后方，同时把MACRO环调拧到底；将ZOOM（变焦）选择开关调节到M，同时调节手动变焦控制开关聚焦成像。

如果想缩小拍摄对象的尺寸，将MACRO环轻轻调回，然后再用手动聚焦成像。特别注意的是，在近摄功能使用后，一定要将MACRO环调回到原来位置。

6、快门调整：通过SHUTTER开关设置快门速度。

7、增益调整：

一般摄像机增益分三档0dB、9dB、18dB，以此提高摄像机的灵敏度。照明不够时，光圈已开到最大，图像还是看不清，这时需要使用增益进行放大以此来提高图像的输出。要注意的是，运用增益的图像上的杂波会增多，图像信噪比下降，画面上出现雪花干扰，所以，照度低时，应尽量提高被摄体的照度，没有其它办法时，再用增益。

实验场地：演播室； 实验时长：4课时。

实验十

实验名称：索尼DSR-500WSP专业摄像机的操控； 实验目的：熟悉专业数字摄像机的拍摄要领； 实验内容：熟练索尼DSR-500WSP专业摄像机的操作； 实验过程：

1、打开电源，打开镜头盖，从寻像器能看到镜头所对准的景物。

2、按照明条件适当地选择色温滤色片。

3、黑/白平衡调整。

4、中心重合调整。

5、检查摄像机光圈、变焦、聚焦、增益等各种开关设定。

6、检查声音系统设定。

7、变焦控制（取景构图）。

8、聚焦调整。

9、光圈调整。

10、开始录像（按一次VTR按钮）

11、停止录像（再按一次VTR按钮）实验场地：演播室； 实验时长：4课时。

思 考 题：专业级和广播级的机器，使用前应该进行哪些参数的调整。

实验十一

实验名称：演播室；

实验目的：熟悉演播室的构成；

实验内容：熟练演播室的组成结构、音视频设备、控制系统和灯光系统； 实验过程：

1、进入演播室，了解演播室的构成布局；

2、灯光布局；

3、功能区的布局（视频、音频、灯光、控制、服装、道具等）；

4、摄像分组分工模拟节目拍摄。实验场地：演播室； 实验时长：2课时。

思 考 题：演播室该如何划分不同的功能区。

实验十二

实验名称：后期制作；

实验目的：熟悉后期制作设备的构成； 实验内容：了解后期制作的各种设备、连线； 实验过程：

1、观察非线编设备构成；

2、了解辨别不同档次的非线编办卡；

3、了解非线编的软件；

4、熟悉非线编系统素材的上传（磁带和卡、硬盘几种形式）；

5、了解非线编编辑的过程。实验场地：后期制作室； 实验时长：2课时。思 考 题：非线编对硬件的要求是什么？常见的软件有哪几个？

四、主要教材及参考书

1.《电视摄像》任金州、高波北京：中国广播电视出版社，1997.8

2.《电视节目制作技术》孟群北京：中国广播电视出版社，1997.8 3.《电视摄像造型》任金州、陈刚.电视编辑艺术.北京：中国广播电视出版社，2000.1

第四篇：数字信号处理实验教学-电子教案

数字信号处理实验 电子教案

讲义1 Matlab简介及其安装使用说明..................................................2 讲义2 Matlab基本语句..........................................................................8 讲义3 Matlab基本数值运算................................................................13 讲义4 Matlab函数、及其调用方法....................................................16 实验1 常见离散信号产生和实现.........................................................20 实验2 离散系统的时域分析.................................................................22 实验3 FFT算法的应用..........................................................................24 实验4 离散系统的变换域分析.............................................................27 实验5 有限冲激响应数字滤波器设计.................................................32 实验6 无限冲激响应数字滤波器设计.................................................36 实验7 设计性和研究性实验.................................................................41讲义1 Matlab简介及其安装使用说明

一.MATLAB程序设计语言简介

MATLAB，Matrix Laboratory的缩写，是由Mathworks公司开发的一套用于科学工程计算的可视化高性能语言，具有强大的矩阵运算能力。与大家常用的Fortran和C等高级语言相比，MATLAB的语法规则更简单，更贴近人的思维方式，被称之为“草稿纸式的语言”。截至目前，MATLAB已经发展到7.x版，适用于所有32位的Windows操作系统，按NTFS(NT文件系统)格式下完全安装约需 850 MB。MATLAB软件主要由主包、仿真系统和工具箱三大部分组成。

二.MATLAB应用入门

1.MATLAB的安装与卸载

MATLAB软件在用户接口设计上具有较强的亲和力，其安装过程比较典型，直接运行光盘中的安装向导支撑程序SETUP.exe，按其提示一步步选择即可。MATLAB自身带有卸载程序，在其安装目录下有uninstall子目录，运行该目录下的uninstall.exe即可； 也可以通过Windows系统的安装卸载程序进行卸载。2.MATLAB的启动与退出

MATLAB安装完成后，会自动在Windows桌面上生成一个快捷方式，它是指向安装目录下binwin32matlab.exe的链接，双击它即可来到MATLAB集成环境的基本窗口，通常称之为命令窗口。MATLAB的退出与普通WIN32的程序一样，值得一提的是它有一个自身专有的快捷键Ctrl+Q。3.MATLAB界面简介

图 1 MATLAB基本界面——命令窗口

图2

图3

图4

图5

图6 指令历史

图7 1)菜单栏

菜单栏中包括File、Edit、View、Web、Window和Help六个菜单项。这里着重介绍File、help项。

File项：数据输入/输出的接口，包括10个子项，这里重点介绍其中的5个子项： New：新建文件项。有四个选择：M File(*.M，文本格式的MATLAB程序文件，可以直接通过文件名的方式在MATLAB环境下解释运行；Figure(图形);Model(仿真模型文件)和GUI(可视化界面文件)。

Open：打开所有MATLAB支持的文件格式，系统将自动识别并采用相应的程序对文件进行处理。例如, 打开一个.m文件，系统将自动打开M文件编辑器对它进行编辑。

Set Path...：设置工作路径。可以打开路径设置(Set Path)对话框(图2)，将用户自己建立的目录加入MATLAB的目录系统中，以便所编制的文件能够在MATLAB环境中直接调用。

图8 路径设置对话框

单击Add Folder...按钮可以将你的一个文件夹加入到系统路径中；Add with Subfolders...允许把一个文件夹包括其所有的子文件夹加入到系统路径中。这两种操作均可以直观地在右侧的路径栏内看到结果。

选中一个加入的文件夹，你可以利用Move to Top(移至所有路径的最前面),Move Up(上移一个),Move Down(下移一个),Move to Bottom(移至所有路径的最后面)等四个按钮将改变文件在系统路径中的排列位置以利于对文件的搜索使用，也可以利用Remove按钮将其删除。

对路径操作完毕后，按Save按钮予以保存;Help 项：

Matlab Help：打开以html超文本形式存储的的帮助文件主页； Demos：打开matlab演示窗主页；

About Matlab：Matlab注册图标、版本、制造商和用户信息；

图9 Help选项

图10 Help窗口

2)命令行区

进行通用操作，数值计算，编程和数据类型，输入输出，绘图，用户界面等命令，例如，命令：help函数名（*.m文件）； edit编辑函数、文件

对输入命令的解释MATLAB按以下顺序进行：

① 检查它是否是工作空间中的变量，是则显示变量内容。② 检查它是否是嵌入函数，是则运行之。③ 检查它是否是子函数。④ 检查它是否是私有函数。

⑤ 检查它是否是位于MATLAB搜索路径范围内的函数文件或脚本文件。

请注意，如果有两个以上的方案与输入的命令相匹配，MATLAB将只执行第一个匹配。

讲义2 Matlab基本语句

一.程序控制语句

1.循环语句

MATLAB的循环语句包括for循环和while循环两种类型。1)for循环 语法格式：

for 循环变量 = 起始值：步长：终止值 循环体 end 起始值和终止值为一整形数，步长可以为整数或小数，省略步长时，默认步长为1。执行for循环时，判定循环变量的值是否大于(步长为负时则判定是否小于)终止值，不大于(步长为负时则小于)则执行循环体，执行完毕后加上步长，大于(步长为负时则小于)终止值后退出循环。例1 给矩阵A、B赋值。MATLAB 语句及运行结果如下： k=5;a=zeros(k, k)%矩阵赋零初值 for m=1 : k for n=1: k a(m,n)=1/(m+n-1);end end for i=m :-1 : 1 b(i)=i;end 运行结果：  a= 1.0000 0.5000 0.3333 0.2500?0.2000 0.5000 0.3333 0.2500 0.2000 0.1667 0.3333 0.2500 0.2000 0.1667 0.1429 0.2500 0.2000 0.1667 0.1429 0.1250 0.2000 0.1667 0.1429 0.1250 0.1111 b= 1 2?3 4 5 2)while循环 语法格式：

while 表达式 循环体 end 其执行方式为：若表达式为真(运算值非0)，则执行循环体；结果为0)，则退出循环体，执行end后的语句。

例2 a=3;while a a=a-1 end 输出: a=2 a=1 a=0 2.条件转移语句

条件转移语句有if和switch两种。

若表达式为假(运算 1)if语句

MATLAB中if语句的用法与其他高级语言相类似，其基本语法格式有以下几种： 格式一： if 逻辑表达式 执行语句 end 格式二： if 逻辑表达式 执行语句1 else 执行语句2 end 格式三：

if 逻辑表达式1 执行语句1

else? if 逻辑表达式2 执行语句2 end 2)switch语句

switch语句的用法与其他高级语言相类似，其基本语法格式为：

switch表达式(标量或字符串)case 值1 语句1 case 值2 语句2 … otherwise 语句n end

二.绘图语句 常用的MATLAB绘图语句有figure、plot、subplot、stem等，图形修饰语句有title、axis、text等。

1．figure figure有两种用法，只用一句figure命令，会创建一个新的图形窗口，并返回一个整数型的窗口编号。figure(n)表示将第n号图形窗口作为当前的图形窗口，并将其显示在所有窗口的最前面;如果该图形窗口不存在，则新建一个窗口，并赋以编号n。2．plot 线型绘图函数。用法为plot(x,y,'s')。参数x为横轴变量，y为纵轴变量，s用以控制图形的基本特征如颜色、粗细等，通常可以省略，常用方法如表1所示。

表1

3．Stem 绘制离散序列图，常用格式stem(y)和stem(x,y)分别和相应的plot函数的绘图规则相同，只是用stem命令绘制的是离散序列图。4．subplot subplot(m,n,i)图形显示时分割窗口命令，把一个图形窗口分为m行，n列，m×n个小窗口，并指定第i个小窗口为当前窗口。5．绘图修饰命令

在绘制图形时，我们通常需要为图形添加各种注记以增加可读性。在plot语句后使用title('标题')可以在图形上方添加标题，使用xlabel('标记')或ylabel('标记')为X轴或Y轴添加说明，使用text(X值、Y值、'想加的标示')可以在图形中任意位置添加标示。例3 画图基本语句如图1所示。

MATLAB 语句及运行结果如下： x=0:0.1*pi:2*pi;%定义x向量

figure(1);%创建一个新的图形窗口，编号为1 subplot(2,2,1);%将窗口划分为2行，2列，在第1个窗口中作图 plot(x,sin(x));%画图

title('正弦线');%给图形加标题 subplot(2,2,2);%在第2个窗口中作图 plot(x,sin(x),'r');%画一正弦波，红色 xlabel('X');%给x轴加说明 ylabel('SIN(X)');%给y轴加说明 subplot(2,2,3);%在第3个窗口中作图 plot(x,sin(x),'--');%画一正弦波，破折线 subplot(2,2,4);%在第4个窗口中作图 plot(x,sin(x),'r+');%画一正弦波，红色+线 text(4,0,'注记');

图1 讲义3 Matlab基本数值运算

一.MATLAB内部特殊变量和常数

 MATLAB内部有很多变量和常数，用以表达特殊含义。常用的有：

1.变量ans： 指示当前未定义变量名的答案；

2.常数eps：表示浮点相对精度，其值是从1.0到下一个最大浮点数之间的差值。该变量值作为一些MATLAB函数计算的相对浮点精度，按IEEE标准，如：，近似为2.2204e-016；

3.常数Inf：表示无穷大。当输入或计算中有除以0时产生Inf；

4.虚数单位i,j：表示复数虚部单位，相当于5.NaN：表示不定型值，是由0/0运算产生的。

6.常数pi：表示圆周率π，其值为3.14***…；

；

 MATLAB中可表示的数字的近似范围从，1.有效数字表示的典型例子如下：1234.56789,123456.789E-2,1.23456789e3（format指令可以控制显示格式）

2.复数形式：3.5+4*j,-2.1-7.4*j（i 也可以）

取绝对值：abs()语法格式：abs(x)。当x为实数时计算x的绝对值；x为复数时得到的是复数的模值；x为字符串时得到各字符的ASCII码。取相角：angle()语法格式：angle(z)。求复矢量或复矩阵的相角，结果为一个以弧度为单位介于-π和+π之间的值。

二.变量

1.变量命名规则

MATLAB中对变量的命名应遵循以下规则：

（1）变量名可以由字母、数字和下划线混合组成，但必须以字母开头；（2）字符长度不能大于31；（3）变量命名区分大小写。2.局部变量和全局变量 局部变量是指那些每个函数体内自己定义的，不能从其他函数和MATLAB工作空间访问的变量。全局变量是指用关键字“global”声明的变量。全局变量名应尽量大写，并能反映它本身的含义。如果需要在工作空间和几个函数中都能访问一个全局变量，必须在工作空间和这几个函数中都声明该变量是全局的。

三.矩阵及其运算

MATLAB具有强大的矩阵运算和数据处理功能，对矩阵的处理必须遵从代数规则。1．矩阵生成1）一般矩阵的生成

对于一般的矩阵MATLAB的生成方法有多种。最简单的方法是从键盘直接输入矩阵元素。直接输入矩阵元素时应注意：各元素之间用空格或逗号隔开，用分号或回车结束矩阵行，用中括号把矩阵所有元素括起来。

例1 在工作空间产生一个3×3矩阵A可用MATLAB语言描述如下： A=［1 2 3;4 5 6;7 8 9］ 或 A=［1 2 3 4 5 6 7 8 9］ 运行结果： A= 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Size(A)得到矩阵的大小，ans = 3 3 2）特殊矩阵的生成

对于特殊的矩阵可直接调用MATLAB的函数生成。

用函数zeros生成全0矩阵：格式 B=zeros(m,n)生成m×n的全0阵。用函数ones生成全1矩阵：格式 B=ones(m,n)生成m×n的全1阵。

用函数eye生成单位阵：格式 B=eye(m,n)生成m×n矩阵，其中对角线元素全为1，其他元素为0。2．矩阵的运算

矩阵的运算有基本运算和函数运算两种类型。基本运算包括矩阵的加、减、乘、除、乘方、求转置、求逆等，其主要特点是通过MATLAB提供的基本运算符＋、－、*、/（）、^等即可完成。函数运算主要是通过调用MATLAB系统内置的运算函数来求取矩阵的行列式（det(A)）,求秩（rank(A)）,求逆(inv(A))，求特征值和特征向量（［V，D］＝eig(A)）, 求Jordan标准形（jordan(A)）和矩阵分解等。需要用时可以参阅联机帮助和相关参考书。（.*,.,表示逐个元素的乘积和相除；矩阵X/Y 相当于X*inv(Y), XY相当于inv(Y)*X）

例2 矩阵的基本运算。A=［1, 2, 3;4, 5, 6］;B =［6, 5, 4;3, 2, 1］;C =A+B %计算两个矩阵的和 D =B' %计算矩阵B的转置

E=A*D %做矩阵乘法，必须要满足矩阵乘法的基本要求E应该是2阶方阵 F=det(E)%求E的行列式值 G=E^(-1)%求E的逆

输出结果： C= 7 7 7 7 7 7 D= 6 3 5 2 4 1 E= 28 10 73 28 F=54 G= 0.5185-0.1852-1.3519 0.5185 讲义4 Matlab函数、及其调用方法

在MATLAB语言中，M文件有两种形式：脚本和函数。

脚本没有输入/输出参数，只是一些函数和命令的组合。它可以在MATLAB环境下直接执行，也可以访问存在于整个工作空间内的数据。由脚本建立的变量在脚本执行完后仍将保留在工作空间中可以继续对其进行操作，直到使用clear命令对其清除为止。

函数是MATLAB语言的重要组成部分。MATLAB提供的各种工具箱中的M文件几乎都是以函数的形式给出的。函数接收输入参数，返回输出参数，且只能访问该函数本身工作空间中的变量，从命令窗或其他函数中不能对其工作空间的变量进行访问。

1．函数结构

MATLAB语言中提供的函数通常由以下五个部分组成：

（1）函数定义行: 以function开头，函数名(必须与文件名相同)及函数输入输出参数在此定义；（2）H1行：第一注释行，供lookfor和help在线帮助使用；

（3）函数帮助文件；通常包括函数输入输出参数的含义，调用格式说明；

（4）函数体：它包括进行运算和赋值的所有MATLAB程序代码。函数体中可以包括流程控制、输入/输出、计算、赋值、注释以及函数调用和脚本文件调用等。在函数体中完成对输出参数的计算；

（5）注释。

这五个部分中最重要的是函数定义行和函数体。

函数定义行是一个MATLAB函数所必需的，其他各部分的内容可以没有，这种函数称为空函数。

例1 function sa=circle(r,s)% Circle plot a circle of radii r in the line specified by s % r raddi % s line color % sa area of the circle % % circle(r)use blue line to draw a circle of radii r % circle(r,s)use 's' to draw circle % sa=circle(r)compute the area of the circle and draw it in blue % sa=circle(r,s)compute the area of the circle and draw it in color 's' if nargin>2 error('to many input ');end clf;t=0:pi/100:2*pi;x=r*exp(i*t);if nargout==0 plot(x,s);else sa=pi*r*r;fill(real(x),imag(x),s)end axis('square');%makes the current axis box square in size.例2 function y = imp_fun(n,n0)% IMP_FUN Unit impulse function.% % IMP_FUN(N,N0), where N is a vector of sequential integers, % returns a vector the same length as N with zeros everywhere except % N = N0.[m1,n1] = size(n);if ~(m1 == 1 | n1 == 1)error('The sample vector must be one-dimensional.');end y = zeros(m1,n1);i = find(n >= n0);if isempty(i)return end y(i(1))= 1;% where n = n0, set output to 1 2．函数调用 函数调用的过程实际上就是参数传递的过程。例如，在一个脚本文件里调用函数“max”可采用如下方式： n=1:20;

a=sin(2*pi*n/20); [Y,I]=max(a);该调用过程把变量“a”传给了函数中的输入参数“x”,然后把函数运算的返回值传给输出参数“Y”和“I”。其中，Y是a序列的最大值，I是最大值Y对应的坐标值。

例3 构造：y[n] = δ[n-3]: 调用函数： n = 0:6;y = imp_fun(n,3);stem(n,y)

图1 例4 构造：y[n] = 5δ[n]imp_fun(n,2);stem(n,y)；

图2 实验1 常见离散信号产生和实现

一、实验目的

1、加深对常用离散信号的理解；

2、熟悉使用MATLAB在时域中产生一些基本的离散时间信号。

二、实验原理

1、单位抽样序列

在MATLAB中可以利用

函数实现。

2、单位阶越序列

在MATLAB中可以利用

函数实现:

3、正弦序列

在MATLAB中实现过程如下：

4、复指数序列

在MATLAB中实现过程如下：

5、指数序列

在MATLAB中实现过程如下：

三、预习要求

1、预先阅读实验讲义（MATLAB基础介绍）；

2、讨论正弦序列、复指数序列的性质。

A．绘出信号，当、时、、时的信号实部和虚部图；当B．绘出信号

时呢？此时信号周期为多少？ 的频率是多少？周期是多少？产生一个数字频率为0.9的正弦序列，并显示该信号，说明其周期。

3、使用帮助功能学习square(方波),sawtooth(锯齿波)和sinc函数，并绘图。

四、实验内容

编制程序产生上述5种信号，长度可输入确定，函数需要的参数可输入确定，并绘出其图形。

实验2 离散系统的时域分析

一、实验目的

1、熟悉并掌握离散系统的差分方程表示法；

2、加深对冲激响应和卷积分析方法的理解。

二、实验原理

在时域中，离散时间系统对输入信号或者延迟信号进行运算处理，生成具有所需特性的输出信号，具体框图如下:

其输入、输出关系可用以下差分方程描述：

输入信号分解为冲激信号，记系统单位冲激响应，则系统响应为如下的卷积计算式：

当称系统为IIR系统。

时，h[n]是有限长度的（），称系统为FIR系统；反之，三、预习要求

1、在MATLAB中，熟悉利用函数

2、在MATLAB中，熟悉用函数 响应的过程。

实现差分方程的仿真；

计算卷积，用求系统冲激

四、实验内容

1、以下程序中分别使用conv和filter函数计算h和x的卷积y和y1，运行程序，并分析y和y1是否有差别，为什么要使用x[n]补零后的x1来产生y1；具体分析当h[n]有i个值，x[n]有j个值，使用filter完成卷积功能，需要如何补零？ % Program P2_7 clf;h = [3 2 1-2 1 0-4 0 3];%impulse response x = [1-2 3-4 3 2 1];%input sequence y = conv(h,x);n = 0:14;subplot(2,1,1);stem(n,y);xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');title('Output Obtained by Convolution');grid;x1 = [x zeros(1,8)];y1 = filter(h,1,x1);subplot(2,1,2);stem(n,y1);xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');title('Output Generated by Filtering');grid;

2、编制程序求解下列两个系统的单位冲激响应和阶跃响应，并绘出其图形。要求分别用 filter、conv、impz三种函数完成。,，给出理论计算结果和程序计算结果并讨论。实验3 FFT算法的应用

一、实验目的

1、加深对离散信号的DFT的理解；

2、在MATLAB中实现FFT算法。

二、实验原理

N点序列的DFT和IDFT变换定义式如下： , , 利用旋转因子具有周期性，可以得到快速算法（FFT）。

在MATLAB中，可以用函数反变换。

和计算N点序列的DFT正、三、预习要求

1、在MATLAB中，熟悉函数fft、ifft的使用；

2、阅读扩展练习中的实例，学习在MATLAB中的实现FFT算法的实现；

3、利用MATLAB编程完成计算，绘出相应图形。并与理论计算相比较，说明实验结果的原因。

四、实验内容 1、2N点实数序列

N=64。用一个64点的复数FFT程序，一次算出，形。

并绘出 的图

2、已知某序列在单位圆上的N=64等分样点的Z变换为:。

用N点IFFT程序计算出和。

五、扩展练习

例1：对连续的单一频率周期信号 按采样频率和N =16，观察其DFT结果的幅度谱。

采样，截取长度N分别选N =20解：此时离散序列算并作图，函数fft用于计算离散傅里叶变换DFT，程序如下： k=8;n1=[0:1:19];xa1=sin(2*pi*n1/k);subplot(2,2,1)plot(n1,xa1)xlabel('t/T');ylabel('x(n)');xk1=fft(xa1);xk1=abs(xk1);subplot(2,2,2)stem(n1,xk1)xlabel('k');ylabel('X(k)');n2=[0:1:15];，即k=8。用MATLAB计xa2=sin(2*pi*n2/k);subplot(2,2,3)plot(n2,xa2)xlabel('t/T');ylabel('x(n)');xk2=fft(xa2);xk2=abs(xk2);subplot(2,2,4)stem(n2,xk2)xlabel('k');ylabel('X(k)');

图 不同的截取长度的正弦信号及其DFT结果

计算结果示于图，(a)和(b)分别是N=20时的截取信号和DFT结果，由于截取了两个半周期，频谱出现泄漏；(c)和(d)分别是N=16时的截取信号和DFT结果，由于截取了两个整周期，得到单一谱线的频谱。上述频谱的误差主要是由于时域中对信号的非整周期截断产生的频谱泄漏。

实验4 离散系统的变换域分析

一、实验目的

1、熟悉对离散系统的频率响应分析方法；

2、加深对零、极点分布的概念理解。

二、实验原理

离散系统的时域方程为

其变换域分析方法如下： 频域:

系统的频率响应为:

Z域:

系统的转移函数为:

分解因式:，其中和称为零、极点。

三、预习要求

1.在MATLAB中，熟悉函数tf2zp、zplane、freqz、residuez、zp2sos的使用，其中：[z，p，K]=tf2zp（num，den）求得有理分式形式的系统转移函数的零、极点；zplane（z，p）绘制零、极点分布图；h=freqz(num,den,w)求系统的单位频率响应；[r，p，k]=residuez（num，den）完成部分分式展开计算；sos=zp2sos（z，p，K）完成将高阶系统分解为2阶系统的串联。

2.阅读扩展练习中的实例，学习频率分析法在MATLAB中的实现；

3.编程实现系统参数输入，绘出幅度频率响应和相位响应曲线和零、极点分布图。

四、实验内容

求系统 的零、极点和幅度频率响应和相位响应。

五、扩展练习

例1: 求下列直接型系统函数的零、极点，并将它转换成二阶节形式

解:用MATLAB计算程序如下：

num=[1-0.1-0.3-0.3-0.2];den=[1 0.1 0.2 0.2 0.5];[z,p,k]=tf2zp(num,den);m=abs(p);disp('零点');disp(z);disp('极点');disp(p);disp('增益系数');disp(k);sos=zp2sos(z,p,k);disp('二阶节');disp(real(sos));zplane(num,den)输入到“num”和“den”的分别为分子和分母多项式的系数。计算求得零、极点增益系数和二阶节的系数： 零点: 0.9615-0.5730-0.1443 + 0.5850i-0.1443-0.5850i 极点: 0.5276+0.6997i 0.5276-0.6997i-0.5776+0.5635i-0.5776-0.5635i 增益系数: 1 二阶节: 1.0000-0.3885-0.5509 1.0000 1.15520 0.6511 1.0000 0.28850 0.36300 1.0000-1.0552 0.7679 系统函数的二阶节形式为：

极点图见图:

图 系统函数的零、极点图

例2: 差分方程

所对应的系统的频率响应。

解:差分方程所对应的系统函数为：

用MATLAB计算的程序如下： k=256;num=[0.8-0.44 0.36 0.02];den=[1 0.7-0.45-0.6];w=0:pi/k:pi;h=freqz(num,den,w);subplot(2,2,1);plot(w/pi,real(h));grid title('实部')xlabel('omega/pi');ylabel('幅度')subplot(2,2,2);plot(w/pi,imag(h));grid title('虚部')xlabel('omega/pi');ylabel('Amplitude')subplot(2,2,3);plot(w/pi,abs(h));grid title('幅度谱')xlabel('omega/pi');ylabel('幅值')subplot(2,2,4);plot(w/pi,angle(h));grid title('相位谱')xlabel('omega/pi');ylabel('弧度')

图

实验5 有限冲激响应数字滤波器设计

一、实验目的：

1、加深对数字滤波器的常用指标理解。

2、学习数字滤波器的设计方法。

二、实验原理：

低通滤波器的常用指标：

（1）通带边缘频率；

（2）阻带边缘频率；

（3）通带起伏；

（4）通带峰值起伏，（5）阻带起伏，最小阻带衰减。

三、预习要求

1.在MATLAB中，熟悉函数fir1、kaiserord、remezord、remez的使用；

B = fir1(n,Wn,'high','noscale')设计滤波器；

[n,Wn,beta,ftype] = kaiserord(f,a,dev)估计滤波器阶数；

[n,fo,ao,w] = remezord(f,a,dev,fs)计算等波纹滤波器阶数n和加权函数w(ω)；

B=remez(n,f,a)进行等波纹滤波器的设计。

2.阅读扩展练习中的实例，学习FIR滤波器的设计方法及其在MATLAB中的实现；

3.给出FIR数字滤波器的冲激响应，绘出它们的幅度和相位频响曲线，讨论它们各自的实现形式和特点。

数字滤波器有IIR和FIR两种类型，它们的特点和设计方法不同。

四、实验内容：

利用MATLAB编程,分别用窗函数法和等波纹滤波器法设计两种FIR数字滤波器，指标要求如下：

通带边缘频率：，通带峰值起伏：。

阻带边缘频率：，最小阻带衰减：。

五、扩展练习

例1: 用凯塞窗设计一FIR低通滤波器，通带边界频率，阻带衰减

不小于50dB。，阻带边界频率解: 首先由过渡带宽和阻带衰减

来决定凯塞窗的N和

上图给出了以上设计的频率特性，(a)为N=30直接截取的频率特性(b)为凯塞窗设计的频率特性。凯塞窗设计对应的MATLAB程序为： wn=kaiser(30,4.55);nn=[0:1:29];alfa=(30-1)/2;hd=sin(0.4*pi*(nn-alfa))./(pi*(nn-alfa));h=hd.*wn';[h1,w1]=freqz(h,1);或者：b = fir1(29,0.4,kaiser(30,4.55));[h1,w1]=freqz(b,1);plot(w1/pi,20*log10(abs(h1)));axis([0,1,-80,10]);grid;xlabel('归一化频率/p');ylabel('幅度/dB');还可以使用[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(f,a,dev)函数来估计滤波器阶数等，得到凯塞窗滤波器：

fcuts = [0.3 0.5];%归一化频率omega/pi mags = [1 0];devs = [0.05 10^(-2.5)];[n,Wn,beta,ftype] = kaiserord(fcuts,mags,devs);%计算出凯塞窗N，beta的值 hh = fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale');freqz(hh);实际中，一般调用MATLAB信号处理工具箱函数remezord来计算等波纹滤波器阶数N和加权函数W(ω)，调用函数remez可进行等波纹滤波器的设计，直接求出滤波器系数。函数remezord中的数组fedge为通带和阻带边界 例2：利用雷米兹交替算法设计等波纹滤波器，设计一个线性相位低通FIR数字滤波器，其指标为：通带边界频率fc=800Hz，阻带边界fr=1000Hz，通带波动At=40dB，采样频率fs=4000Hz。

阻带最小衰减解:

在MATLAB中可以用remezord 和remez两个函数设计，其结果如图2，MATLAB程序如下： fedge=[800 1000];mval=[1 0];dev=[0.0559 0.01];fs=4000;[N,fpts,mag,wt]=remezord(fedge,mval,dev,fs);b=remez(N,fpts,mag,wt);[h,w]=freqz(b,1,256);plot(w*2000/pi,20*log10(abs(h)));grid;xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度/dB');所得图像如下所示：

实验6 无限冲激响应数字滤波器设计

一、实验目的

1、掌握双线性变换法及脉冲相应不变法设计IIR数字滤波器的具体设计方法;

2、熟悉用双线性变换法及脉冲响应不变法设计低通、高通和带通IIR数字滤波器的计算机编程。

二、实验原理

在MATLAB中，可以用下列函数辅助设计IIR数字滤波器：

1)利用buttord和cheb1ord可以确定低通原型巴特沃斯和切比雪夫滤波器的阶数和截止频率； 2)[num,den]=butter（N,Wn）(巴特沃斯)和[num,den]=cheby1（N,Wn）,[num,den]=cheby2（N,Wn）(切比雪夫1型和2型)可以进行滤波器的设计；

3）lp2hp，lp2bp，lp2bs可以完成低通滤波器到高通、带通、带阻滤波器的转换； 4)使用bilinear可以对模拟滤波器进行双线性变换，求得数字滤波器的传输函数系数； 5)利用impinvar可以完成脉冲响应不变法的模拟滤波器到数字滤波器的转换。

三、预习要求

1.在MATLAB中，熟悉函数butter、cheby1、cheby2的使用，其中：

[num,den]=butter（N,Wn）巴特沃斯滤波器设计； [num,den]=cheby1（N,Wn）切比雪夫1型滤波器设计； [num,den]=cheby2（N,Wn）切比雪夫2型滤波器设计。

2.阅读扩展练习中的实例，学习在MATLAB中进行数字滤波器的设计；

3.给出IIR数字滤波器参数和滤波器的冲激响应，绘出它们的幅度和相位频响曲线，讨论它们各自的实现形式和特点。

四、实验内容

利用MATLAB编程，用脉冲响应不变法和双线性变换法设计一个数字带通滤波器，指标要求如下： 通带边缘频率：阻带边缘频率：，，通带峰值起伏：，最小阻带衰减：

。

五、扩展练习例1：设采样周期T=250μs（采样频率fs =4kHz），用脉冲响应不变法和双线性变换法设计一个三阶巴特沃兹滤波器，其3dB边界频率为fc =1kHz。[B,A]=butter(3,2*pi*1000,'s');[num1,den1]=impinvar(B,A,4000);[h1,w]=freqz(num1,den1);[B,A]=butter(3,2/0.00025,'s');[num2,den2]=bilinear(B,A,4000);[h2,w]=freqz(num2,den2);f=w/pi*2000;plot(f,abs(h1),'-.',f,abs(h2),'-');grid;xlabel('频率/Hz ')ylabel('幅值/dB')程序中第一个butter的边界频率2π×1000，为脉冲响应不变法原型低通滤波器的边界频率；第二个butter的边界频率2/T=2/0.00025，为双线性变换法原型低通滤波器的边界频率.图1给出了这两种设计方法所得到的频响，虚线为脉冲响应不变法的结果；实线为双线性变换法的结果。脉冲响应不变法由于混叠效应，使得过渡带和阻带的衰减特性变差，并且不存在传输零点。同时，也看到双线性变换法，在z=-1即Ω=π或f=2000Hz处有一个三阶传输零点，这个三阶零点正是模拟滤波器在ω=∞处的三阶传输零点通过映射形成的。

下图给出了MATLAB计算的结果。

例2: 设计一数字高通滤波器，它的通带为400～500Hz，通带内容许有0.5dB的波动，阻带内衰减在小于317Hz的频带内至少为19dB，采样频率为1,000Hz。wc=2*1000*tan(2*pi*400/(2*1000));wt=2*1000*tan(2*pi*317/(2*1000));[N,wn]=cheb1ord(wc,wt,0.5,19,'s');[B,A]=cheby1(N,0.5,wn,'high','s');[num,den]=bilinear(B,A,1000);[h,w]=freqz(num,den);f=w/pi*500;plot(f,20*log10(abs(h)));axis([0,500,-80,10]);grid;xlabel('')ylabel('幅度/dB')下图给出了MATLAB计算的结果。

例3： 设计一巴特沃兹带通滤波器，其３dB边界频率分别为f2=110kHz和f1=90kHz，在阻带f3 = 120kHz处的最小衰减大于１０dB，采样频率fs=400kHz。w1=2*400*tan(2*pi*90/(2*400));w2=2*400*tan(2*pi*110/(2*400));wr=2*400*tan(2*pi*120/(2*400));[N,wn]=buttord([w1 w2],[0 wr],3,10,'s');[B,A]=butter(N,wn,'s');[num,den]=bilinear(B,A,400);[h,w]=freqz(num,den);f=w/pi*200;plot(f,20*log10(abs(h)));axis([40,160,-30,10]);grid;xlabel('频率/kHz')ylabel('幅度/dB')下图给出了MATLAB计算的结果。

例4: 一数字滤波器采样频率fs=1kHz，要求滤除100Hz的干扰，其３dB的边界频率为95Hz和105Hz，原型归一化低通滤波器为： w1=95/500;w2=105/500;[B,A]=butter(1,[w1, w2],'stop');[h,w]=freqz(B,A);f=w/pi*500;plot(f,20*log10(abs(h)));axis([50,150,-30,10]);grid;xlabel('频率/Hz')ylabel('幅度/dB')下图为MATLAB的计算结果。

实验7 设计性和研究性实验

设计性实验1 图像信号的抽取与插值

实验目的

1、熟悉图像处理常用函数和方法；

2、培养通过查阅文献解决问题的能力。实验要求

给出一个二维灰度图像，3、编程实现对该图像的任意比例的放大及缩小；

4、编程实现对该图像的任意角度旋转；

5、解决缩放及旋转时产生的锯齿等不图像不平滑问题。实验提示

6、利用上采样、下采样等方法对信号进行缩放变换；

7、观察对图像进行缩放或旋转时，图像是否会出现锯齿等不平滑现象？

8、分析产生锯齿现象的原因；

9、查阅文献了解解决锯齿现象的方法。（例如平滑滤波、双线性插值、双立方插值等处理）

设计性实验2 语音及音乐信号的采样、滤波

实验目的

1、理解采样率和量化级数对语音信号的影响；

2、设计滤波器解决实际问题。实验要求

利用电脑的声卡录一段语音信号及音乐信号，（1）观察使用不同采样率及量化级数所得到的信号的听觉效果，从而确定对不同信号的最佳的采样率；

（2）分析音乐信号的采样率为什么要比语音的采样率高才能得到较好的听觉效果；（3）注意观察信号中的噪声（特别是50hz交流电信号对录音的干扰，设计一个滤波器去除该噪声。实验提示

（1）推荐录音及播放软件：CoolEdit；

（2）分析语音及音乐信号的频谱，根据信号的频率特性理解采样定律对信号数字化的工程指导意义；

（3）可用带阻滤波器对50Hz交流电噪声进行去噪处理；

（4）也可研究设计自适应滤波器对50Hz噪声及其它随机环境噪声进行滤波处理。设计性实验3 双音多频（DTMF）信号的合成和识别

二、实验目的

1、了解电话按键音形成的原理，理解DTMF音频产生软件和DTMF解码算法；

2、利用FFT算法识别按键音；

三、实验要求

（1）设计音频产生函数，音频信号见下图，每个数据信号持续半秒；（2）实现解码函数：接受（1）产生的DTMF信号，识别信号的频率，并生成包含拨号数字的序列；

四、实验提示

（1）DTFT音频可以用两个正弦波按比例叠加产生；

（2）检测算法可以用FFT算法的DFT，或是用一组滤波器实现；

（3）Goertzel算法可以实现调谐滤波器；

设计性实验4 音乐信号处理

五、实验目的

1、了解回声的产生和梳妆滤波器；

2、混音效果的原理和均衡器的设计；

六、实验要求

（1）设计函数实现一段语音或音乐的回声产生；

（2）设计均衡器，使得得不同频率的混合音频信号，通过一个均衡器后，增强或削减某些频率区域，以便修正低频和高频信号之间的关系；

七、实验提示

（1）回声产生可以使用梳妆滤波器，y(n)=x(n)+ax(n-R), a<1(回声

zRH(z),1R1z衰减系数)；或者传输函数为的全通滤波器实现；比较这两种实现方式的区别，分析为什么会有这样的区别；

（2）可以用许多一阶和二阶参数可调的滤波器级联来实现均衡器的功能，滤波器的结构选择结构要求是调整方便，最好调一个参数只影响一个应用指标，且可调参数少；

第五篇：大理学院课程教案(实验教学)

大理学院课程教案

（实验教学）

课程名称： 眼科 课程类型：（1）

1、必修；

2、选修；

3、其它

授课对象： 临床 专业（本、专科）2004 级 3班

授课时间： 2007 至 2008 学年 第八学期 学期

计划学时： 30 学时（其中：理论 21，实验： 9）

任课教师： 段直光

所属学院： 大理州人民医院

课程管理部门（教研室）： 科教科

大理学院课程教案（教学要求）

大理学院教务处 制

第1页 大理学院课程教案（教学要求）

课程名称：眼科学

教

材： 人民卫生出版社

出版（出版社），惠延年

编著，2007年第6 版

授

专业技术职务：主任医师

学

历： 大本

学

位：学士 授课人2：

专业技术职务： 学

历：

学

位： 实验题目：

计划学时： 实验类型：（）

1、演示性

2、验证性

3、综合性

4、设计性 每组实验的学生人数：

人 教学目的和要求：

实验方法（包括实验中需要注意的问题等）：

实验重点（主要解决的问题和达到的目的）：

第2页 大理学院课程教案（教学要求）

实验难点（预计实验过程中会遇到的问题和解决方案）：

教学方法（实验前的教学和实验过程中的指导方法）：

实验仪器和材料：

实验报告要求和思考题：

参考资料：

第3页 大理学院课程教案（教学要求）

第4页 大理学院课程教案（教学内容）

第5页 大理学院课程教案（教学总结）

第6页