基于LabView的语音信号分析系统
基于LabVIEW和声卡的音频信号采集与分析系统设计
基于LabVIEW和声卡的音频信号采集与分析系统设计张岩文【摘要】Compared with the data acquisition card,the sound card has the following merits：low-price,easy-developing and flexible-system.In this paper,the design technology of hard—ware and software has been introduced in detail,including the background,the structure.On this base,the sound card and LabVIEW has been used to develop the audio signa1 acquisition and analysis system,which can be used to acquire and analyze the audio signa1.The system has better interface which can be maintained easily.In order to meet the need,the function of the system can be modified.It has been indicated in the application that the system has great sense in teaching and experiment.%详细介绍了系统的开发背景,软件结构和特点,系统地分析了数据采集硬件和软件设计技术,在此基础上以声卡为数据采集卡,以LabVIEW为开发平台设计了音频信号采集与分析系统。
这种系统具有界面友好,维护简单等优点。
系统不但可以实现对音频信号进行采集,还可以对采集的信号进行分析和保存。
基于LabView的语音信号分析系统
学号：***********毕业设计(论文)题目: 基于LabVIEW的语音信号分析系统的设计作者贾邦稳届别2015 届院别信息与通信工程学院专业电子信息工程指导教师彭仕玉职称副教授完成时间2015 年 5 月摘要虚拟仪器与传统仪器相比，实现了仪器的智能化、模块化、多样化等功能，体现出多功能、低成本等操作优点，应用前景广阔。
随着计算机的出现及计算机技术的快速发展，语音信号处理技术更是得到了飞速发展，得到了广泛的应用，如语音合成技术、语音压缩编码和语音识别技术。
本设计利用虚拟仪器软件平台LabVIEW 设计了一个语音信号分析系统。
先介绍了四种采集语音信号的方法，并选择采用录音机录制的方法采集语音信号，然后设计基于LabVIEW的时域信号的FFT分析模块，接着设计截止频率为3000Hz的Butterworth低通滤波器对语音信号进行滤波去噪，最后根据以上设计进行语音信号的时频分析、特性分析等。
关键词：虚拟仪器；LabVIEW；语音信号；时频分析；数字滤波器AbstractCompared with traditional instruments, virtual instruments achieve the intelligent, modularity, diversity and other functions of the instrument, and reflect the operating advantages, such as multi-purpose, low cost, etc. So it has broad application prospect. With the advent of computers and the rapid development of computer technology, speech signal processing technology has been develop rapidly, and used widely, such as speech synthesis technology, speech coding and speech recognition technology.This design projects a speech signal analysis system based on the virtual instrument software platform LabVIEW. The first step is to introduce the methods of four kinds of voice signal acquisition, and select the method of recording voice signal by recorder . The second step is to design FFT analysis of time-domain signals which based on LabVIEW. Then design Butterworth low pass filter to realize the filtration of speech signals which cutoff frequency is 3000hz. Finally it is to achieve time-frequency analysis and characteristic analysis according to the the above designs.Key words：Virtual instruments；LabVIEW；Speech signal；time-frequency analysis；digital filter.目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 虚拟仪器概述 (1)1.2 语音信号处理的发展及应用 (2)1.3 本课题研究任务及章节安排 (4)第2章系统设计方案 (5)2.1系统基本概述 (5)2.2系统总体实现 (5)2.3系统框图 (7)第3章语音信号的采集 (8)3.1 语音信号的采集方法 (8)3.2 声卡的相关介绍及参数设置 (10)3.2.1 LabVIEW中的相关声卡函数 (10)3.2.2声卡的参数及设置 (11)3.3 读取历史语音信号的设计 (14)第4章基于LabVIEW的语音信号分析的实现 (15)4.1语音信号的时域分析 (15)4.1.1语音信号的预处理 (15)4.1.2语音信号的短时能量和短时平均幅度函数 (17)4.1.3语音信号的短时自相关函数和短时平均幅度差函数 (18)4.2语音信号的频域分析 (18)4.3滤波器的设计及滤波实现 (20)4.4语音信号的综合实现 (23)4.4.1语音分析系统的整体设计 (23)4.4.2语音信号的时频分析 (24)第5章总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)第1章绪论1.1 虚拟仪器概述1986年美国NI公司最先提出“虚拟仪器”。
基于LabVIEW语音信号的采集与分析
ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｅ ｔ ｃ ．Ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｒ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｖ ｏ ｉ ｃ ｅ ｓ ｉ ｎａ ｇ １． Ａｎ ｄ ｈｅ ｔ ｎ ｉ ｔ ｇ ｅ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ａ ｎ ｄ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ａ ｎ ｄ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ ，ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ｉ ｎａ ｇ ｌ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌ ａ ｄ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ．Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｒ ｅ ｎ ｄ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ：ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ｐ ａ ｎ ｅ ｌ ，ｉ ｔ ｃ ｓ ｎ ｆ ｌ ｅ ｘ ｉ ｂ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
等 分析 。在 系统 中 ，可 以对语音 信 号进 行 较 完 整 的分 析 。进 而得 到 信 号 的功 率谱 、幅 度谱 、相
位谱 、谐波信号数据和失真参数。而且通过友好 的交互界 面——前 面板，可以灵活地控制 系统 功 能 的 实现 ，得 到 实时的分析数 据 。 关键词 ：Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ； 语音信号 ；声卡；信号分析 ； 前面板
ｆ ｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｇ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｄ ａ ｔ ａ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： Ｌａ ｂＶＩ ＥＷ ； ｓ ｐｅ ｅ ｃ ｈ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌ； ａ ａ ｕ ｄ ｉ ｏ ｃ ａ ｒ ｄ； ｓ ｉ ｇ ｎａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ｐ ａ ｎ ｅ ｌ
基于LabVIEW的声音信号采集与分析系统
面地 对 声 音 信 号进 行采 集 和 数 据 分析 ， 为进 一 步 研 究 声 音信 号 的特 性 提供 可 靠 的 理 论依 据 ．
在Ｌ ａ ｂ ＶＩ Ｅ Ｗ 的前 面 板 中信 号 采 集 由用 户操 作 ， 通 过 软 件 相 对 应 的声 音 写 入 、 声 音 读 取 子 函数 来 实 现 声 音 信 号 的采 集 和声 音 模 板 的 录入 。 以 ＷＡ Ｖ格 式 存 储 到 预 先 设 定 好 的 硬 盘 内． 软 件通 过 布 尔 开关 控 制 声 音信
１ 声音信号采集与分析软件 的结构框 图
软 件 系 统 由声 音 信 号 的 数 据 采 集 和 信 号 回放 与 分 析 ２个 主要 功 能 模块 构 成 ． 声 音 信 号 采 集 与 分 析 软 件 的 主 要 结 构 框
图 如 图 １所 示 ．
２ 软件 系统 的各功能模块
２ ． １ 声 音信 号 的数 据 采 集模 块
第２ ７卷 第 ３期
２ ０ １ ６年 ９月
广 西 科 技 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡ Ｌ ＯＦ ＧＵＡＮＧＸＩ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ｎ ＯＦ Ｓ ＣＩ ＥＮＣ Ｅ ＡＮＤ Ｔ ＥＣ ＨＮＯ Ｌ ＯＧＹ
Ｖｏ １ ． ２ ７ Ｎｏ ． ３ Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０ １ ６
通信作者 ： 周丽娟 ， 博士 ， 教授 ， 硕士研究生导师 ， 研究 方 向 ： 理论 物 理 ， Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ３ ５ １ ３ ０ ４ ８ ３ ６ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ．
基于LabVIEW和声卡的音频信号采集、分析系统设计
基于LabVIEW和声卡的音频信号采集、分析系统设计作者：卢泽宇亓夫军石娇来源：《科技与创新》2016年第04期摘要：利用LabVIEW软件，并结合计算机声卡设计了一款操作简单、通用性较强的音频信号采集、分析系统。
借助该系统完成了在音频范围内的信号采集工作，并在时域、频域内对频谱进行了具体分析。
该系统投入使用后，具备数据采集、在线分析和离线分析等功能，实用性较高。
关键词：LabVIEW；声卡；音频信号；信噪比中图分类号：TP391.42 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.04.058随着科学技术水平的提升，虚拟技术得到了广泛应用。
LabVIEW是当前开发虚拟仪器的平台之一，而声卡是一种特殊的数据卡，主要用于收集音频信号，将此二者结合运用，可创建音频信号的采集、分析系统。
1 音频信号采集、分析系统的具体设计1.1 硬件设计在硬件设计方面，主要运用了笔记本电脑的声卡。
声卡一般分为Mic In和Line In信号输入接口。
通过Mic In输入时，会受到前置放大器的影响，易引入噪声信号，导致整个信号进入过负荷状态；通过Line In输入时，具有噪声干扰较小的优势，且动态化特性良好。
对于声卡而言，采样频率最高能达到96 kHz，采样位数可达16位和32位，每路输入信号的最高频率通常被控制在22.05 kHz。
16位数字系统的信噪比能达到96 dB，与专业的数据采集设备相比，具备一定的优势。
1.2 软件设计在软件设计方面，将LabVIEW软件作为基础性平台，可以循环模式搭建总体框架。
循环模式作为生产数据的基本循环体系，可有效处理数据。
在数据音频信号的传播过程中，如果处理速度慢于生产数据的速度，则数据会存储在列队函数所创建的缓冲区中。
当数据处理能力无法满足处理要求时，则会调用缓冲区中的数据，最终将提供新的生产元素，确保生产与需求同步。
此外，在软件平台的设计中，音频信号的采集、分析系统具备同时处理多任务的能力。
基于labview的语音信号采集系统方案
电气与自动化工程学院《LabVIEW编程实训》评分表课程名称： LabVIEW编程实训题目：基于labview的语音信号采集系统设计班级： 1601131自动化学号： 160113113姓名：刘德旺指导老师：年月日常熟理工学院电气与自动化工程学院《LabVIEW编程实训》技术报告题目：基于LabVIEW的语音信号采集系统设计姓名：刘德旺学号： 160113113 班级：自动化131指导教师：陈飞起止日期：2016年 6月20日－ 7月8日LabVIEW编程实训答辩记录自动化专业 1601131班级答辩人刘德旺题目基于LabVIEW的语音信号采集系统设计说明：主要记录答辩时所提的问题及答辩人对所提问题的回答目录1．任务书 (1)2．基于LABVIEW的数据采集系统概述 (3)2.1虚拟仪器概念与传统仪器概念主要区别 (3)2.1.1LabVIEW虚拟仪器简介 (3)2.1.2LabVIEW虚拟仪器特点 (3)2.2 LabVIEW图形化程序的组成与特点 (4)2.2.1前面版 (4)2.2.2程序框图 (4)2.2.3图标和连接器 (5)3．语音信号采集总体设计方案与硬件配置 (6)3.1语音信号采集系统的功能分析 (6)3.2语音信号采集系统的总体构成 (6)3.3语音信号采集系统的硬件配置 (6)4．语音信号采集系统的软件设计与功能实现 (11)4.1语音信号采集系统的软件前面板设计 (11)4.1.1语音信号采样信息界面 (11)4.1.2语音采集控制按钮界面 (11)4.1.3时域波形和频域波形显示界面 (11)4.2语音信号采集系统的软件程序框图设计 (12)5．语音信号采集系统的运行与分析 (18)6．收获与体会 (21)参考文献 (23)1．任务书题目: 基于LabVIEW的语音信号采集系统设计bVIEW编程实训任务本课题所要求设计的基于虚拟仪器技术的语音采集系统硬件由MIC、喇叭和放大电路组成，其工作原理为MIC采集音乐信号，经过放大电路的放大，送入数据采集平台的模拟输入通道，然后利用虚拟仪器软件开发平台LabVIEW来开发系统软件，以实现对语音信号的采集、分析、处理与报表生成等。
基于LabVIEW的声音信号采集分析系统开发
基 于 Ｌ ｂ Ｅ 的设 备运 行 噪声 采集 分 析 ａ ＶＩ Ｗ 系统 的功能 设计 包 括 ： 时域 分 析 、 域 分 析 、 频 功
图 １ 方 案 设 计 所需 硬 件
率 谱分 析和频 谱分 析 ， 图 ３所示 ． 如
收 稿 日期 ：０ ２０ —５ ２ １— １０ 北 京 市 大 学 生 科 学 研 究 与 创 业 行动 项 目（ ０ １ １ ） ２１０２． 第 一 作 者 简 介 ： 振 ， 科 生 ． 业 ： 料 成 型 及 控 制 工 程 张 本 专 材
第 ２ ４卷 第 ３期 ２１ ０ ２年 ９月
北 方 工 业 大 学 学 报
Ｊ ＮｏＲＴＨ ． ＣＨＩ ＮＡ ＮＩ ｏＦ ＴＥＣＨ ． Ｕ Ｖ．
Ｖ ｏ１ ２ ｏ ３ ． ４Ｎ ．
Ｓｅ ． ０１ ｐｔ ２ ２
基 于 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 的声 音 信 号 采集 分 析 系统 开发 ＊ ａＶ Ｅ
输 入子 ｖ 是用来 配 置一个 声 音输 入 设 备 ， ｉ 采集 数 据并 将 数 据发 送 到缓 存 ， 后 通过 写 入 声音 然
文 件子 ｖ 将 来 自波形 或 波形 数 组 的数 据 写 入 ｉ
信 号 采 集 与识 别 系统 ， 可 以通 过 麦克 采 集声 它 音 信号 ， 并对 采集 的信 号加 以存储 ， 而后 对存储 的信 号 进行 频 谱分 析 ， 终 能够 实 现对 声 音信 最
图 ２ 声 音 信号 的采 集 与 储 存
基 于Ｌ ｂ Ｅ 的声 音信 号 采集 分 析 系统 ａ ＶＩＷ
信号滤波 ｌ ｌ信号加窗
图 ３ 声 音 信 号 分 析框 图
图 ４ 打 开 声 音 文 件
２ ２ ２ 对采 集声 音文件 的分 析 ．．
基于LabVIEW的语音信号处理
基于LabVIEW的语音信号处理作者：刘鑫金暄宏来源：《软件导刊》2017年第08期摘要：针对LabVIEW的语音信号分析，为了体现LabVIEW的简洁性与可靠性，分别通过声卡和LabVIEW自带的程序包对声音进行信号采集与声音信息保存，并利用LabVIEW自身强大的信号处理能力进行信号分析处理，对语音信号进行端点检测、滤波、加窗等预处理。
研究结果表明，通过与理论数值的对比，可以得到与预期一致的实验结果，并能够通过更加简单易懂的程序完成该功能，从而充分体现了G语言的简洁性、可靠性。
关键词：LabVIEW；声卡；信号采集；声音保存；信号分析；G语言DOIDOI：10.11907/rjdk.171328中图分类号：TP319文献标识码：A 文章编号文章编号：1672-7800（2017）008-0135-030 引言语音信号的处理与人工智能、计算机科学、信号处理学等领域关系越来越密切。
语音信号采集与分析更是智能机器人发展的重要推动力量。
但是现在市场上的语音分析系统价格昂贵、操作复杂，且仅能用于特定的方面，因此有关实验教学都是利用Matlab进行语音及其相关信号的处理[1]。
但是Matlab却有学习慢、程序直观性不够等缺点，在进行语音信号处理时往往比较慢、比较难。
LabVIEW作为一种强大的信号处理软件，其基础语言G语言作为图形化语言，不仅可以代替传统的测量仪器，还拥有应用方案灵活、性能提高快、综合成本更低等优点[2]。
不论是工程实践还是学校教学，它都是一个很不错的工具软件，也越来越多地在工业领域、教育领域得到推广。
1 系统设计1.1 LabVIEW简介LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（National Instruments，NI）公司研制开发，是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言[3]。
LabVIEW类似于C和BASIC开发环境，但是与其它计算机语言有着明显的差别。
其它计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。
基于LabVIEW的音频信号分析仪设计
基于LabVIEW 的音频信号分析仪设计马骁，张广中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州（221008）E-mail ：max05283091@摘要：本文基于“硬件的软件化”思想，在对信号分析、虚拟仪器技术和声卡的实用性进行理论分析的基础上，利用虚拟仪器专用语言LabVIEW 开发环境，设计了基于虚拟仪器技术的语音信号分析仪。
用普通的计算机声卡代替商用数据采集卡，利用声卡的DSP 技术和LabVIEW 的多线程技术实现音频信号的数据采集，开发基于PC 机声卡的虚拟音频信号分析仪。
该系统实现了数据采集，信号分析（时域分析和频域分析）等多种功能。
其中时域分析包括实时显示波形，测量信号电压、频率、周期等参数；频域分析包括幅值谱、相位谱、功率谱和FFT 变换等。
这类系统性价比高、通用性强、扩展性好、界面简单，在工程测量与实验室应用中具有广阔的前景。
关键词：声卡;LabVIEW;数据采集;信号分析中图分类号：TP3911.引言音频信号分析仪的发展是随着一般信号分析仪器的发展而不断改进的。
信号分析设备发展至今已经历了三个阶段，50年代发展的是以波的干涉、谐振和滤波原理制成的模拟式分析仪，它们功能少，分析速度慢，目前已经很少用了。
但是这类仪器分析时能量集中，分析精度高，其分析方法有特色。
因此，许多数字化仪器保留了模拟式分析仪的部分功能。
60年代，随着计算机技术的发展，信号处理由模拟式向数字式转化，发展的是以FFT 计算原理制成的数字式信号分析仪。
这类仪器功能多，分析速度快，是使用中的主流，第二代仪器的缺点是功能恒定，不能满足用户的特殊要求，同时分析功能无法更新换代。
近年来虚拟仪器的出现，为以通用计算机为主体的智能信号分析仪的产生和发展奠定了基础。
智能仪器分析功能由软件设定，可以不断的升级换代，用户也能自行修改，同时还能与人工智能技术和数据库技术等计算机技术相结合，使用起来十分方便[1]。
2.系统介绍2.1虚拟仪器概述虚拟仪器以PC 机为仪器统一的硬件平台，将测试仪器的功能和形象逼真的仪器面板控件均形成相应的软件并以文件形式存放于机内的软件库中，同时在计算机的总线槽内插入对应的、可实现数据交换的模块化硬件接口卡，若使库内仪器测试功能、仪器控件的软件和由中国科技论文在线接口卡输入至机内的数据，在计算机系统管理器的统一指挥和协调下运行，便构成了一类全新概念的仪器——虚拟仪器。
基于LabVIEW的音频信号数据采集和频谱分析
毕业设计（论文）基于LabVIEW的音频信号数据采集和频谱分析系别自动化工程系专业名称测控技术与仪器班级学号学生姓名指导教师XXXX年6月10日基于LabVIEW的音频信号数据采集和频谱分析摘要虚拟仪器是20世纪80年代兴起的一项新技术，是现代仪器仪表发展的重要方向，在建模仿真、设计规划和教育训练等方面都有应用。
目前NI公司所提供数据采集设备性能好，但是价格昂贵，构建信号分析系统成本偏高。
计算机声卡具备数据传输和A/D转换功能，作为数据采集卡具有价格低廉、开发容易和系统灵活等优点。
基于上述分析，本文用计算机声卡代替普通采集卡作为硬件，在LabVIEW平台上设计了一个信号分析系统，并在信号分析实验中进行了应用。
主要贡献为下述几点: l)提出了采用声卡作为数据采集设备构建虚拟音频信号分析系统并应用于实验教学的设想。
通过高校实验室现状的调研和对声卡性能的分析，分析了由声卡组建可以用于实验教学的信号分析系统的必要性和可行性。
2)构建了基于LabVIEW的音频信号采集分析系统，具有信号采集、分析、波形显示、存储以及数据文件再调用分析等功能。
分析、解决了设计及实现过程中出现的问题。
关键词：LabVIEW，声卡数据采集，信号分析A Signal Analysis System Based on LabVIEWAuthor：Du WenjuanTutor：XXAbstractVirtual instrument technology is a new technology, and it is an important direction in modern instrumentation development. Virtual instruments are often used in modeling and simulation, design and planning, education and training. The acquisition equipment from NI has a good performance, but constructing signals analysis system will cause high cost.Sound card with data transmission and A/D converter functions as a DAQ card has low-price, easy-developing and flexible-system such virtues. Based on the above analysis, taking the computer sound card instead of DAQ card as hardware, designs the system based on LabVIEW, and implements it in the signal analysis experiments. The main contents are listed as follows:l)An envisage for using sound card as a virtual audio data acquisition equipment to construct the signals analysis system and implements it in the experiments is put forward. The necessity and feasibility by the sound card system to set up signals analysis system based on research of teaching program of experiments in the number of traditional college is analyzed.2)Audio signal acquisition and analyze system is constructed based on LabVIEW, it has functions of virtual signal acquisition, analysis, waveform display, storage and transfer of data files to meet the needs of the experimental teaching.Key Words：LabVIEW, Sound card data acquisition, Signals Analysis目录1 绪论 (1)1.1 课题开发背景和发展现状 (1)1.2 研究的意义 (2)2 虚拟仪器、声卡及数据采集理论 (3)2.1 虚拟仪器介绍 (3)2.1.1虚拟仪器的特点 (3)2.1.2虚拟仪器的组成 (4)2.1.3 虚拟仪器与传统仪器的比较 (4)2.2 LabVIEW简介 (6)2.2.1 LabVIEW程序的基本构成 (6)2.2.2 LabVIEW的应用 (7)2.3声卡 (7)2.3.1声卡的基本功能 (8)2.3.2声卡的工作原理 (8)2.3.3声卡的性能指标 (9)2.4 信号分析理论 (10)2.4.1 数据采集理论基础 (10)2.4.2快速傅立叶变换（FFT） (12)2.4.3 谐波分析理论 (14)3 信号分析系统解决方案 (18)3.1声卡作为数据采集卡的可行性分析 (18)3.2信号分析系统设计方案比较 (19)3.3 系统模块划分 (20)4 信号处理程序设计 (22)4.1 系统欢迎界面的设计 (22)4.2系统主页面的设计 (23)4.3实时采集信号模块的设计 (25)4.4 历史重载信号模块的设计 (26)4.5信号采集和处理模块 (26)4.5.1音频信号的采集 (26)4.5.2音频信号的分析 (28)4.6辅助模块 (29)4.7帮助模块 (29)4.8程序的运行与调试 (30)4.8.1运行VI (30)4.8.2调试VI (30)5 实验结果 (32)总结和展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (38)附录A (38)附录B (40)1 绪论本文旨在运用虚拟仪器开发软件LabVIEW8.5，设计开发基于声卡的音频信号数据采集和频谱分析系统，使其具有通过普通声卡进行声音数据的采集、分析、显示以及存储的功能。
基于LabVIEW的声音信号采集分析系统
基于LabVIEW的声音信号采集分析系统作者：冀胡东金涛来源：《软件导刊》2018年第01期摘要：声音信号在工业生产和日常生活中非常常见，稳定性和实时性好，声音信号的检测与处理对工业、军事等领域具有重要意义。
因此，设计了一套声音信号采集与分析系统，以图形化编程语言LabVIEW作为软件设计平台，使用PC机携带的声卡为硬件，构建的系统能够完成声音信号的采集、存储以及调用历史数据等功能。
根据检测到的声音进行信号滤波前后的时域和频域分析，对比效果明显。
实践证明，该系统稳定可靠、性价比高，使用简单且易操作，能够满足声音信号的采集和分析要求。
关键词：LabVIEW；声卡；声音采集分析DOIDOI：10.11907/rjdk.172231中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2018）001-0162-03Abstract：Sound signals are very common in industrial production and daily life. The stability and real-time performance are great. The detection and treatment of sound signals are significant to industrial and military fields. Therefore， a system called sound signal acquisition and analysis is designed. The graphical programming language LabVIEW is used as the software design platform. The sound card is used as the hardware. The system can realize the acquisition， storage and playback of historical data. According to the detected sound of the signal before，the time-frequency comparison and analysis is finished and the effect is obvious. Practice has proved that the system is stable， reliable， cheap， easy to use，operate and can meet the sound signal acquisition and analysis requirements.Key Words：LabVIEW； sound card； sound collection and analysis0引言由于声音信号实时、准确、稳定，且在各种信号领域比较常见，所以对现场声音信号的检测具有独特优势[1]。
基于LabVIEW的语音解密实验系统设计
44 I 2018 年第 7 期网址:酬w.jxgcs.∞m 电邮 hrbengineer@1 臼.com
LI Weicoog, CIlEN Min, LIU Yin国uo， KUANG Yucoog
(Guangzhou College ofSouth China Univenity ofT配hnology， Guan回lou5108∞， China)
Abstrad: In order to realize the digital signal processing experiment with strong comprehension, the design of speech
扩展性，可根据实际实验需求，快速添加所需的功能。
关键调回数字信号处理， LabVIEW ，报表
中圄分类号 :TP 391.7
文献标志码 :A
文章捕o ofSp悦目ch Decryptioo Experiment System Based 00 LabVIEW
机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
墓于 LabVIEW e9语音解密实验系统设计
李伟聪. 陈敏. 划黯君 ，fU禹睡 (华南理工大学广州学院，广州当 10800)
摘 要:为实现理解性强的数字信号处理实验，提出了基于 LabVIEW的语音解密实验系统设计。文中设计一套便于深刻j理
解数字信号处理的语音解密实验系统，系统通过生成图表和报袤的方式，记录实验数据，以便于后续查阅。系统具有良好的
基于LabVIEW的语音信号处理系统设计答辩
语音信号回放：
信号回放的功能就是将采集到的信号进行再现， 也可以利用这个过程将信号通过声卡发射出去。 通过While循环不断读取缓冲区中的数据实现 连续输出。在前面板，查找窗口左上角的“连 续运行”按钮并点击，可以显示滤波前信号波 形。
12
语音信号处理：
滤波处理：
当滤波器为带通滤波 器时，低截止频率fl设 置为600Hz，高截止频 率fh设置为1000Hz， 至于阶数设为2，则可 看到频率为600～ 1000Hz之间的波形。
2
研究内容：
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 研究语音信号自动采集与存储； 研究语音信号手动采集与存储； 研究语音信号的回放； 研究语音信号的滤波处理； 研究语音信号的谱分析。
3
研究方法及步骤：
（1）理论学习 这是进行研究必不可少的步骤，即根据任务书要求进 行LabVIEW软件的学习，熟悉LabVIEW软件的基本操作，理 解掌握基于LabVIEW的语音信号处理系统的设计方法。 （2）完成实验程序图 学习并熟练掌握LabVIEW在虚拟仪器方面的应用，使 用LabVIEW工具完成语音信号处理系统的设计。 （3）实验结果展示 利用声卡采集语音信号并存储，再对采集到的信号 进行回放与分析。
◆ 谱分析
相位谱与幅度谱：
该分析模块利用功能函数FFT Spectrum(Mag- Phase).vi进行傅 立叶变换,将信号从时域变换到 频域进行分析,以得到该信号的 幅度谱和相位谱,并对其多次测 量结果进行平均。通过设置 FFT Spectrum(Mag- Phase)函数 的view参数, 使得输出信号的相 位单位为度。
在使用过程中，要先指 定文件的存放路径（注 意这里的文件名称要加 扩展名，扩展名为 “.wav”）
基于labview的语音信号采集系统方案
电气与自动化工程学院《LabVIEW编程实训》评分表课程名称： LabVIEW编程实训题目：基于labview的语音信号采集系统设计班级： 1601131自动化学号： 160113113：德旺指导老师：年月日常熟理工学院电气与自动化工程学院《LabVIEW编程实训》技术报告题目：基于LabVIEW的语音信号采集系统设计姓名：德旺学号： 160113113 班级：自动化131指导教师：飞起止日期：2016年 6月20日－ 7月8日LabVIEW编程实训答辩记录自动化专业 1601131班级答辩人德旺题目基于LabVIEW的语音信号采集系统设计说明：主要记录答辩时所提的问题及答辩人对所提问题的回答目录1．任务书 (1)2．基于LABVIEW的数据采集系统概述 (3)2.1虚拟仪器概念与传统仪器概念主要区别 (3)2.1.1LabVIEW虚拟仪器简介 (3)2.1.2LabVIEW虚拟仪器特点 (3)2.2 LabVIEW图形化程序的组成与特点 (4)2.2.1前面版 (4)2.2.2程序框图 (4)2.2.3图标和连接器 (5)3．语音信号采集总体设计方案与硬件配置 (6)3.1语音信号采集系统的功能分析 (6)3.2语音信号采集系统的总体构成 (6)3.3语音信号采集系统的硬件配置 (6)4．语音信号采集系统的软件设计与功能实现 (11)4.1语音信号采集系统的软件前面板设计 (11)4.1.1语音信号采样信息界面 (11)4.1.2语音采集控制按钮界面 (11)4.1.3时域波形和频域波形显示界面 (11)4.2语音信号采集系统的软件程序框图设计 (12)5．语音信号采集系统的运行与分析 (18)6．收获与体会 (21)参考文献 (23)1．任务书题目: 基于LabVIEW的语音信号采集系统设计bVIEW编程实训任务本课题所要求设计的基于虚拟仪器技术的语音采集系统硬件由MIC、喇叭和放大电路组成，其工作原理为MIC采集音乐信号，经过放大电路的放大，送入数据采集平台的模拟输入通道，然后利用虚拟仪器软件开发平台LabVIEW来开发系统软件，以实现对语音信号的采集、分析、处理与报表生成等。
利用LabVIEW进行声纳信号处理和分析
利用LabVIEW进行声纳信号处理和分析LabVIEW是一款强大的图形化开发环境，广泛应用于声纳信号处理和分析。
声纳技术是一种利用声波进行远程探测和通信的技术，具有广泛的应用场景，在军事、海洋、水下勘探等领域发挥着重要作用。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行声纳信号处理和分析，并展示其在声纳领域的应用。
一、LabVIEW简介LabVIEW是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程语言和开发环境。
其图形化的编程界面使得用户可以通过拖拽和连接图标来构建程序，无需编写复杂的代码。
LabVIEW广泛应用于各个领域，包括生物医学、机械控制、自动化测试等。
二、声纳信号处理基础声纳信号处理是指对声纳采集到的声音信号进行处理和分析，以获取目标的位置、形状、材料等信息。
常见的声纳信号处理技术包括滤波、降噪、目标检测等。
1. 滤波滤波是声纳信号处理中的一项基础技术。
通过选择合适的滤波器，可以去除信号中的噪声和干扰，提取出目标信号。
LabVIEW提供了丰富的滤波器模块，用户可以通过简单的拖拽和连接操作来构建滤波器。
2. 降噪在声纳信号处理中，降噪是一个重要的环节。
噪声会带来信号的失真和误判，影响目标的探测和识别。
LabVIEW提供了多种降噪算法，如小波降噪、自适应滤波等。
用户可以根据实际情况选择合适的降噪算法，并通过LabVIEW进行参数配置和信号处理。
3. 目标检测目标检测是声纳信号处理中的关键环节。
通过分析声纳信号中的特征，可以准确判断目标的位置和属性。
LabVIEW提供了强大的图像处理工具包，用户可以利用这些工具包进行目标检测和识别。
通过设置合适的阈值和特征提取算法，可以在声纳信号中提取出目标的信息。
三、LabVIEW在声纳信号处理中的应用LabVIEW在声纳信号处理和分析中具有广泛的应用。
下面将介绍几个典型的应用案例。
1. 声纳目标探测LabVIEW可以用于声纳目标的探测和识别。
基于LabVIEW的多通道语音信号采集系统
基于LabVIEW的多通道语音信号采集系统作者：段丽萍张宁潘峥嵘来源：《现代电子技术》2014年第02期摘要：基于麦克风阵列的时延估计声源定位方法是基于声音的相位信息的，所以保证声音的相位信息不失真，才能得到正确的声源定位结果。
为了实时、准确、以较高的精度同步采集声源信号，进行后续声源定位研究。
在此对LabVIEW驱动普通数据采集卡进行了研究，针对北京双诺公司生产的MP420数据采集卡，成功地实现了可供LabVIEW 直接调用的动态库的编制与调用，并结合LY⁃901LS拾音器开发出了一套性价比较高的数据采集系统。
实验表明，该系统操作简单，使用户更精确、方便地完成对语音数据的采集。
关键词： LabVIEW； MP420； LY⁃901LS拾音器；多路同步；语音信号采集中图分类号： TN919⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）02⁃0114⁃030 引言基于麦克风阵列的声源定位技术是指利用一组按一定几何结构摆放的多路麦克风拾取声音信号，通过对拾取的多路信号进行分析和处理，得到一个或多个声源的位置信息。
近年来，基于麦克风阵列的声源定位技术快速发展，在多媒体系统，移动机器人，视频会议系统等方面有广泛的应用。
该系统是通过对声源信号的处理分析来完成定位功能。
因此，采集外界语音数据成为麦克风阵列定位系统的关键环节。
所谓数据采集就是将要获取的信息通过传感器转换为电信号，并通过信号调理、采样、量化、编码和传输等步骤，最后送到计算机系统中进行处理、分析、存储和显示[1]，以进行后续的研究。
本文基于“硬件的软件化”思想[2]，在对信号分析、虚拟仪器技术和数据采集卡的实用性进行理论分析的基础上，利用虚拟仪器专用语言LabVIEW开发环境，采用数据采集卡和LabVIEW的多通道技术实现信号的数据采集、信号分析和信号存储等多种功能[3]。
1 数据采集系统硬件结构图1所示为基于麦克风阵列声源定位的系统。
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学号：***********毕业设计(论文)题目: 基于LabVIEW的语音信号分析系统的设计作者贾邦稳届别2015 届院别信息与通信工程学院专业电子信息工程指导教师彭仕玉职称副教授完成时间2015 年 5 月摘要虚拟仪器与传统仪器相比，实现了仪器的智能化、模块化、多样化等功能，体现出多功能、低成本等操作优点，应用前景广阔。
随着计算机的出现及计算机技术的快速发展，语音信号处理技术更是得到了飞速发展，得到了广泛的应用，如语音合成技术、语音压缩编码和语音识别技术。
本设计利用虚拟仪器软件平台LabVIEW 设计了一个语音信号分析系统。
先介绍了四种采集语音信号的方法，并选择采用录音机录制的方法采集语音信号，然后设计基于LabVIEW的时域信号的FFT分析模块，接着设计截止频率为3000Hz的Butterworth低通滤波器对语音信号进行滤波去噪，最后根据以上设计进行语音信号的时频分析、特性分析等。
关键词：虚拟仪器；LabVIEW；语音信号；时频分析；数字滤波器AbstractCompared with traditional instruments, virtual instruments achieve the intelligent, modularity, diversity and other functions of the instrument, and reflect the operating advantages, such as multi-purpose, low cost, etc. So it has broad application prospect. With the advent of computers and the rapid development of computer technology, speech signal processing technology has been develop rapidly, and used widely, such as speech synthesis technology, speech coding and speech recognition technology.This design projects a speech signal analysis system based on the virtual instrument software platform LabVIEW. The first step is to introduce the methods of four kinds of voice signal acquisition, and select the method of recording voice signal by recorder . The second step is to design FFT analysis of time-domain signals which based on LabVIEW. Then design Butterworth low pass filter to realize the filtration of speech signals which cutoff frequency is 3000hz. Finally it is to achieve time-frequency analysis and characteristic analysis according to the the above designs.Key words：Virtual instruments；LabVIEW；Speech signal；time-frequency analysis；digital filter.目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 虚拟仪器概述 (1)1.2 语音信号处理的发展及应用 (2)1.3 本课题研究任务及章节安排 (4)第2章系统设计方案 (5)2.1系统基本概述 (5)2.2系统总体实现 (5)2.3系统框图 (7)第3章语音信号的采集 (8)3.1 语音信号的采集方法 (8)3.2 声卡的相关介绍及参数设置 (10)3.2.1 LabVIEW中的相关声卡函数 (10)3.2.2声卡的参数及设置 (11)3.3 读取历史语音信号的设计 (14)第4章基于LabVIEW的语音信号分析的实现 (15)4.1语音信号的时域分析 (15)4.1.1语音信号的预处理 (15)4.1.2语音信号的短时能量和短时平均幅度函数 (17)4.1.3语音信号的短时自相关函数和短时平均幅度差函数 (18)4.2语音信号的频域分析 (18)4.3滤波器的设计及滤波实现 (20)4.4语音信号的综合实现 (23)4.4.1语音分析系统的整体设计 (23)4.4.2语音信号的时频分析 (24)第5章总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)第1章绪论1.1 虚拟仪器概述1986年美国NI公司最先提出“虚拟仪器”。
其利用应用程序将功能化模块与通用计算机结合在一起，用户能通过计算机强大的在线帮助功能和数据处理存储图形环境，建成图形化界面的虚拟仪器软面板，存储和显示仪器的控制数据分析，使传统仪器的使用方式进行变换，增强仪器的功能、提高仪器的使用效率，从而大幅度降低仪器的成本，同时让用户能根据自己的需求设计仪器的功能。
虚拟仪器以传统仪器为基础，继承发展了其所有的优点，而且还超越了前者。
虚拟仪器在计算机中引入了传统仪器的显示和硬件数据处理，并用软件进行处理。
虚拟仪器作为一个全新的概念，虚拟仪器是仪器技术和计算机的结晶，其也是计算机和测试技术深层次结合的产物。
虚伪仪器相较于传统仪器打破了其“万能”功能概念，将计算机技术运用到极致，特别强调“软件即仪器”.还可以利用LabVIEW、Agilent VEE等虚拟仪器软件开发平台来开发。
在某种程序上软件能做到传统仪器不可能实现的一些硬件测试功能，例如，可以实现用户自己定义仪器或系统的功能、规模，虚拟仪器的功能软件的模块化和开放性，让组建系统变得更加灵活简单。
虚拟仪器具有强大的功能，比如信号分析、数据处理等，还有友好的人机界面。
特别地，用户不必花费大量钱财投资于多台不同功能的仪器，编程用户可以根据需要对各个功能和面板进行扩展和自定义。
用户还可以修改程序实现对不同环境的测量、通过网络实现仪器的远程调试和控制，以节省资源。
常见的虚拟仪器有双踪示波器和频谱分析仪、多踪信号示波器、双踪仪器库、多踪X-Y轨迹仪、传递函数（频响特性）分析仪、多踪频谱分析仪等。
虚拟仪器系统是由计算机、应用软件和仪器硬件三大要素构成的。
计算机与仪器硬件又称为VI的通用仪器硬件平台。
虚拟仪器的主要特点有：扩展性强、性能高、智能化程度高、灵活性好、界面友好、兼容性、开发时间少。
虚拟仪器与传统仪器相比，实现了仪器的智能化、模块化、多样化等功能，体现出多功能、低成本等操作优点。
具有更广泛的应用范围，在工业上的应用有羟基镍在线检查系统、输油泵机组在线监测系统、信号分析系统、桥墩位移监控系统、发电机组在线监测诊断系统、锅炉供热自动控制系统等。
因此它成为仪器行业发展的一个重要方向，并受到许多国家仪器行业的重视。
世界上最早开发和应用虚拟仪器的公司是National Instruments公司。
20世纪70年代，杰姆特鲁查德和杰夫柯德斯凯为美国海军研制了一种基于计算机的声呐测试仪，其可以再计算机的控制下完成指定指令的测试工作，毕竟是第一次开发虚拟仪器，成本与开发周期都不太理想。
后来他们二人在多次研发、总结经验后，尝试功能模块化处理，从而使程序结构和操作的复杂性大大简化。
1986年5月NI公司推出了LabVIEW Beta版本，同年10月推出了LABVIEW 1.0正式版。
这些软件先是运行在Macintosh平台上，后来出现了Windows 3.0操作系统，操作性能更加良好。
科学技术迅猛发展的今天，在自动测试、仪器控制和数据采集等领域无一例外不应用到虚拟仪器技术，测试系统和仪器控制的设计方法与实现技术也因为虚拟仪器技术而发生了深刻的变化。
测试与测量技术发展的重要标志也渐渐趋向“软件即仪器”。
作为新兴的测控仪器，用户可以对虚拟仪器进行充分的想象并发挥，根据自己的实际需要设计符合开发要求的仪器系统。
虚拟仪器具有先进的性能和广泛的应用前景吸引着许多国际知厂商如HP公司、PC仪器公司、Racal公司等先后开始研发虚拟仪器。
常见的虚拟仪器开发软件是NI公司提供的LabVIEW和LabWindowa/CVI两种。
LabWindowa/CVI是NI公司推出的一种基于C语音的虚拟仪器开发平台十分适合于开发面向测控领域的基于Windows的图形化应用软件。
其以ANSIC和扩展集为编程语言，含有丰富的标准库函数，如RS232、GPIB、VISA、数据分析和TCP协议函数库等，可以进行测量、控制、数据传输及处理等。
本设计主要采用LabVIEW。
LabVIEW由NI 公司推出，是一种图形化编程语言，与传统的文本编辑语言中的子程序或函数相似，虚拟仪器就是用LabVIEW开发的软件，其操作界面与现实中的仪器几乎没有什么差别，但功能却比现实中的传统仪器更强大。
LabVIEW的全称是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，其源程序完全是图形化框图，没有文本代码，称图形化源代码为G代码。
在LabVIEW平台上编写的程序拓展名是VI。
LabVIEW还包括大量工具和函数、大量的控件，用来进行数据采集、分析、显示与存储等操作。
不仅如此还提供了许多接口，方便与DDL、Visua Basic、MATLAB等多种软件相互调用，大大拓展了其功能。
它附带的扩展库函数，还能在自身配备的工具不能完成一些任务时，调用专业的数据采集和处理工具包扩展库进行强大的专业分析。
它也具有强大的仪器驱动库可以和多种仪器连接。
软件LabVIEW能编出功能强大、界面美观的程序，其编程语言简单形象，可以让初学者很容易学习、掌握，也能够很快地掌握各类编程技巧。
作为编程者你可以在编程过程中，直接找到所需控件然后拖动至程序框图中，再一一对应进行连线，便可以进行数据的传送了，避免了很多复杂的公式运算、程序调用及传递参数，十分简便。
LabVIEW经过快速发展，自问世至今已被大多数人所认同。
它已然成为当今测控领域的潮流热点，代表着未来虚拟仪器的发展方向。
1.2 语音信号处理的发展及应用语音是人类相互交流和通信最方便快捷的手段，也是获取信息的重要来源和利用信息的重要手段。