学号：
14110712912
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题 目： 基于LABVIEW的声音信号采集处理系统
作 者 学 院 指导老师 完成时间
刘 根 物理与电子学院
周 峰
届 别 2015
专 业 电子科学与技术 职 称
讲师
2015.05
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摘 要
LABVIEW虚拟仪器结合了图形化编程方式的高性能与灵活性以及专为测试、测量与自动化控制应用设计的高端性能与配置功能。并且为数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等各种应用提供必要的开发工具。
本文采用了一款图形化的编程工具LABVIEW，结合笔记本电脑自带的声卡，设计了一个基于LABVIEW的语音信号采集处理系统。在该系统中，通过设置声卡函数、谱分析函数以及输入输出端口就可以得到信号的滤波、频谱和功率谱等参数，并对声卡采集到的波形信号进行实时显示，最后通过SineGen声音信号发生器对该系统进行实验测试。
关键词：语音信号；声卡；信号分析；数据采集
I
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Abstract
LABVIEW virtual instrument is a combination of graphical programming method of high performance and flexibility, and specially designed for test, measurement and automation control application of high performance and the configuration function. And for the analysis of data acquisition, instrument control, measurement and data display a variety of applications such as provide the necessary development tools.
This paper adopted a LABVIEW graphical programming tools, combined with the notebook computer with sound card, designed a speech signal collection and processing system based on LABVIEW. In the system, by setting the sound card function and spectrum analysis function and input/output port can be parameters such as signal filtering, spectrum and power spectrum, and the sound card to real-time display of waveform signal collected, finally through SineGen voice signal generator to test the system.
Key words: speech signal; audio card; signal analysis; datacollection
II
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目 录
第一章 绪 论 ........................................................................................................................... 1
1.1声音信号采集处理系统的研究目的和意义 ....................................................................... 1 1.2 声音信号采集处理系统的特点及应用 ............................................................................. 1 1.3国内外对本课题的研究 ................................................................................................... 2 1.4本论文研究的主要内容 ................................................................................................... 2
第二章 声音信号采集系统 ..................................................................................................... 4
2.1 声音信号采集系统结构 .................................................................................................. 4 2.1.1声音信号采集系统总体框图 ...................................................................................................... 4
2.1.2录音系统设计流程 ............................................................................................................. 4 2.1.3声卡设置流程 ..................................................................................................................... 4 2.2 声卡的介绍 ................................................................................................................. 5
2.2.1声卡的基本知识 ................................................................................................................. 5 2.2.2声卡的工作原理 ................................................................................................................. 6 2.3 LABVIEW的介绍 ...................................................................................................... 6
2.3.1LABVIEW的概述 .............................................................................................................. 6 2.3.2 LABVIEW的组成 ............................................................................................................. 7
第三章 基于LABVIEW的采集系统程序设计方案............................................................. 8
3.1 LABVIEW程序结构图 ................................................................................................................. 8 3.2 LABVIEW提供的关于声卡操作的函数 ..................................................................................... 8 3.3 LABVIEW程序模块组成 ............................................................................................................. 9
3.3.1编写波形显示 ..................................................................................................................... 9 3.3.2文件自动存储 ................................................................................................................... 11 3.3.3文件手动存储 ................................................................................................................... 11 3.3.4信号回放与分析 ............................................................................................................... 12
第四章 实验结果测试与分析 ............................................................................................... 13
4.1 声音信号采集系统 ...................................................................................................................... 13 4.2 声音信号采集系统仿真结果 ...................................................................................................... 13 4.3 系统测试与分析 .......................................................................................................... 14
第五章 总结与展望 ............................................................................................................... 17 参考文献 ................................................................................................................................. 18 致谢 ......................................................................................................................................... 19
III
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第一章 绪 论
1.1声音信号采集处理系统的研究目的和意义
语音信号的处理是利用语音信号进行科学研究、工程应用的重要一环。而对语音信号用怎样的方式进行处理则是本课题研究的的关键所在。在LABVIEW编程软件的基础上，对语音信号进行采集、存储、分析。LABVIEW（Laboratory Virtual Instrument English Workbench）是由NI（National Instrument）公司研发的一种工业标准的图形化程序开发环境，它是一种带有图形控制流结构的数据流模式（Data Flow Mode）。LABVIEW提供了与传统仪器（如万用表、示波器）在外观上类似的控件，便于简单快速的创建交互界面（用户界面在LABVIEW中被称为前面板）。使用连线和图标，通过图形化编程对用户界面上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。LABVIEW的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代码。LABVIEW大大简化了编程的复杂而繁琐的过程，被广大院校和各科研究机构实验室采用。
本系统采用虚拟仪器技术，利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量的应用。通过灵活高效的软件创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能力能方便提供全方位的系统集成，与传统仪器相比具有性能高 、拓展性强、开发时间少和无缝集成等优点。并且在以虚拟的软件系统为平台的建设过程中，可以运用最普通计算机上的声卡对语音进行信号采集，不仅使方案的可行性变得简单易行，而且很大幅度地降低了方案实施的成本。
1.2 声音信号采集处理系统的特点及应用
本课题所研究的语音信号的采集和分析系统是在PC技术的基础上进行开发，因此完全继承了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能卓越的处理器和文件I/O，使用户在数据高速导入软盘的同时就能实时地进行复杂的信号分析。而而基于LABVIEW的信号采集和分析系统刚好是标准的数据采集和仪器控制软件，以其强大的数据采集，数据分析和仪器控制功能在测试、测量与自动化控制系统领域中应用广泛。LABVIEW虚拟软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口，如数据采集、视觉、运动和分布式I/O等，用户只需将其和测量硬件进行连接，就可以方便的完成数据采集，数据存储等各种任务，从而可以方便快捷的创建一个交互式、用户自定义的系统控制界面，使语音信号的采集更加符合用户习惯。
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本科毕业设计-基于labview的声音信号采集处理系统
