LabVIEW大作业——基于声卡的声音识别系统
LabView大作业基于声卡的LabVIEW数据采集与分析系统设计.docx
LabView大作业实验报告第7 次实验实验名称：基于声卡和LabView的虚拟仪器设计专业：姓名：学号：实验室: 实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：目录前言 (1)1.实验说明 (2)1.1设计原理1.2设计内容与要求1.3说明与注意事项2.软件设计 (5)2.1设计方案2.2程序框图2.3方案实现与前面板设计3.结果分析 (12)结束语 (15)参考文献 (16)附录（使用说明） (17)前言本文主要介绍了基于声卡和LabView的虚拟仪器设计这一实验的过程。
这次实验中主要包括了声卡、线路输入与保存、输入数据回放、信号分析处理以及对计算机内部产生信号的分析处理。
下面先对设计背景做简单介绍。
虚拟仪器技术是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、测量和自动化的应用。
在虚拟仪器系统中，硬件解决信号的输入和输出，软件可以方便地修改仪器系统的功能，以适应不同使用者的需要。
其中硬件的核心是数据采集卡。
目前市售的数据采集卡价格与性能基本成正比，一般比较昂贵。
随着DSP(数字信号处理)技术走向成熟，PC机声卡可以成为一个优秀的数据采集系统，它同时具有A／D和D／A转换功能，不仅价格低廉，而且兼容性好、性能稳定、灵活通用，驱动程序升级方便。
同时一般声卡16位的A／D转换精度，比通常12位A／D 卡的精度高，对于许多工程测量和科学实验来说都是足够高的，其价格却比普通数据采集卡便宜得多。
本文主要分为三大部分，第一部分为实验说明，介绍这次实验的要求与内容。
第二部分为软件设计，介绍软件的设计原理，程序框图等。
最后是结果分析与结束语。
在此次设计过程中，得到了两位老师的指导，同时也感谢许多同学对我在实验过程中的帮助。
1.实验说明1.1设计原理声音的本质是一种波，表现为振幅、频率、相位等物理量的连续性变化。
声卡作为语音信号与计算机的通用接口，其主要功能就是将所获取的模拟音频信号转换为数字信号，经过DSP音效芯片的处理，将该数字信号转换为模拟信号输出。
基于LabVIEW和声卡的扬声器检测系统的设计和实现
基于LabVIEW和声卡的扬声器检测系统的设计和实现
龙帆;钱利民;李迎春
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2006(000)07S
【摘要】本文介绍了扬声器检测系统的基本原理和计算方法，并从硬件和软件两方面对系统结构进行设计和实现。
基于虚拟仪器技术和声卡，该系统在LabVIEW 软件平台下构建而成。
文中对使用声卡构建数据采集系统的一些经验和技巧也作了说明。
【总页数】3页(P90-92)
【作者】龙帆;钱利民;李迎春
【作者单位】清华大学自动化系,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TP216
【相关文献】
1.基于声卡和LabVIEW的音频分析仪设计与实现 [J], 高丙坤;高润柠;王静;陈聪
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3.基于LabVIEW和声卡的扬声器检测系统的设计和实现 [J], 龙帆;钱利民;李迎春
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LabVIEW与声音信号处理实现音频识别
LabVIEW与声音信号处理实现音频识别一、引言音频识别是一种重要的信号处理技术，广泛应用于语音识别、音乐分析等领域。
LabVIEW作为一种数据流编程语言和开发环境，可以提供丰富的工具和函数库，实现声音信号的采集、处理和分析。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行声音信号处理，实现音频识别的功能。
二、LabVIEW的基本概念1. 虚拟仪器(VI)LabVIEW中的基本编程单元为虚拟仪器(Virtual Instrument, VI)，即用图形化编程方式构建的程序块。
每个VI由前台面板和后台代码构成，前台面板提供用户界面，后台代码实现具体功能。
2. 数据流程编程LabVIEW采用数据流程编程模型，即数据的流动决定了程序的执行顺序。
数据从输入端口流向输出端口，通过数据线连接各个函数模块，形成一个数据流程图。
三、声音信号的采集与处理1. 声音的采集使用LabVIEW的音频输入模块，可以方便地实现对声音信号的采集。
通过选取合适的硬件设备，设置采样率和位深度等参数，将声音信号输入到LabVIEW中进行处理。
2. 声音信号的预处理在进行音频识别之前，需要对声音信号进行预处理，主要包括去除噪声、增强语音特征等步骤。
LabVIEW提供了多种滤波器、频谱分析和时频转换等函数模块，可以方便地实现这些功能。
四、音频识别算法1. 基于时域的音频识别算法基于时域的音频识别算法主要利用声音信号在时间域上的特征进行分析。
例如，短时傅里叶变换(STFT)可以将声音信号转换到时频域，得到声谱图。
LabVIEW提供了相应的函数模块，实现了STFT的计算和显示。
2. 基于频域的音频识别算法基于频域的音频识别算法则通过对声音信号在频域上的特征进行分析来实现识别。
常用的方法包括梅尔频率倒谱系数(MFCC)和高阶累积量(HAR)等。
LabVIEW提供了计算MFCC和HAR等函数模块，可以方便地进行音频特征提取。
3. 机器学习算法的应用除了传统的音频识别算法，还可以利用机器学习算法进行音频识别。
基于LabVIEW和声卡的扬声器检测系统的设计和实现
３．１ 硬件设计
－ ９０ － ３６０元 ／ 年 邮局订阅号： ８２－９４６
该系统采用模块化设计， 整个系统按照测试内容 的 不 同 分 解 成 配 置 参 数 、频 响 测 试 、阻 抗 测 试 、谐 波 测 试等模块， 各个模块集成于主程序框架中， 以后在程 序中添加或删除某项测试内容不需要对整个程序进 行大的改动， 方便后期功能扩展。各模块功能简单说 明如下：
１． 配 置 参 数 模 块 ： 初 始 化 配 置 文 件 ， 其 中 包 含 各 种 测 试 内 容 的 设 置 ， 如 扬 声 器 规 格 、激 励 信 号 的 扫 频 范 围 和 方 式 、上／下 限 包 络 以 及 图 像 的 显 示 方 式 等 。
技 的功放单元。 ＊ 注意声卡回放功能（ ｐｌａｙｂａｃｋ） 的使用。回放功能
术 是指声卡在采集输入声音的同时将其输出， 即把所录
的声音同时放出来。如果系统中声卡的输出正好是其
创 输入的激励源， 那么回放功能的使用就很容易形成正 新 反馈， 并造成硬件的损坏， 例如扩声系统中的啸叫就
是由此引起的。为避免这种情况的出现， 在系统运行 前应调低声卡回放的增益值， 或者关闭回放功能。
３ 系统结构
虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件 有机地融合为一体， 从而把计算机强大的计算处理能 力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起， 大大缩小 了仪器硬件的成本和体积， 并通过软件实现对数据的 显示、存储以及分析处理， 满足用户对于常规仪器通常 都不具备的图像打印、数据保存等功能的要求。
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和声卡的音频信号采集与分析系统设计_张岩文
第２４卷第５期大学物理实验Ｖｏｌ．２４Ｎｏ．５２０１１年１０月ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ ＯＦ ＣＯＬＬＥＧＥ Ｏｃｔ．２０１１收稿日期：２０１１－０５－０３文章编号：１００７－２９３４（２０１１）０５－００７６－０３基于ＬａｂＶＩＥＷ和声卡的音频信号采集与分析系统设计张岩文（石河子大学师范学院，新疆石河子 ８３２００３）摘要：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。
可以根据需要改变系统的功能，具有很好的教学实验效果。
关键词：虚拟仪器；ＬａｂＶＩＥＷ；数据采集；声卡中图分类号：文献标志码：Ａ虚拟仪器始于上世纪９０年代初，是基于计算机的仪器，是计算机与仪器紧密结合的产物［１］。
在虚拟仪器系统中，用灵活强大的计算机软件代替传统仪器的某些硬件，从而使传统仪器中的一些硬件甚至整台仪器从系统中消失，而由计算机的软件资源来完成它们的功能。
利用计算机设计实现的虚拟仪器与传统仪器有很大的差别，传统仪器都有固定的功能，由仪器生产厂商定义，而虚拟仪器的功能完全由用户来定义，利用计算机的图形环境，编制各种应用软件，建立用户自己的虚拟仪器面板，并由软件完成对仪器的控制、数据分析与显示。
虚拟仪器能仿真整个测试系统并能实现数据的采集、分析、处理、显示和存储［２］。
一个传统的测试实验需要很多的仪器、仪表，占用空间多，实验接线复杂，调试不方便，读数误差大，实验时间长，生成实验报告过程繁琐。
而使用虚拟仪器操作同样的实验则快速、准确、方便、灵活，消除了人为因素对测量精度带来的影响。
实际应用中还可随时通过修改计算机软件，改变仪器的功能。
所以说虚拟仪器是未来仪表仪器发展的一个重要方向［３］。
基于LabVIEW的双麦克风实时声源定位系统
基于LabVIEW的双麦克风实时声源定位系统引言声源定位技术是指通过某种方法确定声音的发出位置。
它在很多领域有着广泛的应用，比如视频会议、音频采集、音乐录制等。
本文将介绍一种基于LabVIEW的双麦克风实时声源定位系统。
该系统通过采集双麦克风的声音信号，利用声波传播原理和数学算法，实时计算出声源的位置，可以用于实时监控、人机交互等领域。
一、系统硬件设计该实时声源定位系统的硬件部分主要包括：双麦克风、声卡、外部信号采集卡、计算机等。
双麦克风用于采集环境中的声音信号，声卡用于将模拟信号转换成数字信号，外部信号采集卡用于将数字信号传输到计算机中进行处理。
计算机上安装LabVIEW软件，用于编程实现声源定位算法和实时显示声源位置等功能。
整个系统硬件设计简单，成本低廉，适用于实验室和家庭等小范围应用场景。
二、系统软件设计1. 数据采集系统首先需要进行数据采集，获取环境中双麦克风的声音信号。
LabVIEW软件提供了丰富的数据采集接口和函数，可以轻松地实现声音信号的获取和处理。
用户可以选择合适的采样率和采样位数，根据实际需求进行配置。
2. 声音信号处理获取声音信号后，系统需要进行信号处理，包括声音信号的预处理和特征提取等步骤。
预处理包括滤波、降噪等操作，可以提高声音信号的质量和稳定性；特征提取则是从原始声音信号中提取出有用的特征参数，用于后续的声源定位计算。
3. 声源定位算法声源定位算法是整个系统的核心部分，它根据双麦克风采集到的声音信号，通过声波传播原理和数学算法，计算出声源的位置。
LabVIEW软件提供了丰富的数学函数和算法库，包括信号处理、数值计算、图像处理等模块，用户可以根据自己的需求选择合适的算法实现声源定位功能。
4. 实时显示系统需要将计算得到的声源位置实时显示出来，方便用户进行监控和分析。
LabVIEW软件提供了强大的图形化编程界面，用户可以轻松地设计出美观、直观的实时显示界面，包括声源位置的坐标、声音信号的波形图等。
开题报告基于LabVIEW的声音采集系统设计
“基于LabVIEW的声音采集系统设计”的开题报告一、课题背景及目的1概念：Labview是NI公司推出的虚拟仪器开发平台软件,是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。
Labview采用数据流编程方式,程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序。
它用图标表示函数,用连线表示数据流向。
通过其图形化软件开发环境,它能够直观简便的编程。
另外,众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持,为用户快捷地构建自己在实际生产中需要的仪器系统创造了基础条件。
2研究现状：传统的测试技术由于硬件价格昂贵,不同的测试对象其硬件平台不一样,导致了现代测试技术中其发展比较滞后。
随着计算机总线技术、软件技术的发展,自动测试系统发生了巨大的变化。
虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命,代表着仪器发展的最新方向和潮流。
虚拟仪器利用计算机来控制相应的与其连接的,具有仪器功能的硬件,能够完成对输入、输出信号的采集、控制、数据分析和显示,能够实现传统仪器的功能。
与传统的测量仪器的设计方法相比,它具有成本低、功能强大、集成度高、质量可靠、维护方便等优点。
3发展概况：虚拟仪器技术的发展及其在国民经济发展中的重要作用现代仪器仪表技术是计算机技术和多种基础学科紧密结合的产物.随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的飞速发展,新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断出现,在许多方面已经冲破了传统仪器的概念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化.虚拟仪器是在PC基础上通过增加相关硬件和软件构建而成的、具有可视化界面的可重用测试仪器系统。
和传统仪器相比,虚拟仪器具有巨大的优越性: (1)融合计算机强大的硬件资源,突破了传统仪器在数据处理、显示、存储等方面的限制,大大增强了传统仪器的功能；(2)利用计算机丰富的软件资源,实现了部分仪器硬件的软件化,节省了物质资源,增加了系统灵活性；通过软件技术和相应数值算法,实时、直接地对测试数据进行各种分析与处理；通过图形用户界面技术,真正做到界面友好、人机交互；(3)虚拟仪器的硬、软件都具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点。
基于LabVIEW的声音识别系统设计
基于LabVIEW的声音识别系统设计
王丽
【期刊名称】《价值工程》
【年(卷),期】2018(037)022
【摘要】声音识别技术作为语言信号处理技术的重要分支,有着非常大的应用前景.论文主要是基于LabVIEW实现声音在线的检测和特征信息的提取以及识别声音来源的设计.利用笔记本电脑中自带声卡,采用LabVIEW中带的子VI调用来驱动电脑声卡对麦克风录入的声音进行检测、滤波、频谱分析、特征值提取、保存以及最后对不同声音进行对比,最终确定声音信息与发音人是否匹配.
【总页数】2页(P249-250)
【作者】王丽
【作者单位】榆林学院能源工程学院,榆林719000
【正文语种】中文
【中图分类】TN912
【相关文献】
1.基于HTK的嵌入式猪只声音识别系统设计 [J], 袁瑞临;张栖铭;王峰;范凡
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一种基于LabVIEW的声音采集与音阶识别系统
LabVIEW摘要本文基于LabVIEW 平台设计并实现了一种声音采集与音阶识别系统，包括了声音采集、实时音频显示、音频处理、频谱分析、音调识别等模块。
系统能够对通过麦克风采集到的声音进行实时处理和分析，并将所采集到的声音数据可视化呈现。
通过实验验证，本文所设计的系统具有较高的准确性和可实用性，能够满足对声音采集与音阶识别的基本需求。
关键词：LabVIEW；声音采集；音阶识别；实时音频显示；频谱分析引言声音是指在空气中以压力波的形式传播的物理现象，是人们日常生活中不可或缺的一种信息载体。
随着计算机技术的不断发展，声音处理技术也逐渐成熟，应用范围也日益广泛。
声音采集与音阶识别系统可以应用于音乐教育、语音识别、安防等领域。
LabVIEW 是一种可视化编程语言，广泛应用于科学仪器、机器人、自动化控制等领域。
本文设计的声音采集与音阶识别系统在LabVIEW 平台上进行开发，具有界面友好、开发快速、性能稳定等优势。
论文主要内容1. 设计思路本文所设计的声音采集与音阶识别系统主要包括了声音采集、实时音频显示、音频处理、频谱分析、音调识别等模块。
系统可以对通过麦克风采集到的声音进行实时处理和分析，并将所采集到的声音数据可视化呈现。
具体设计思路如下：( 1)声音采集模块声音采集模块主要负责从麦克风中获取声音数据，并将其作为后续处理的输入数据。
在设计时可以设置采样率、量化位数等参数，以满足不同场景下的需求。
( 2)实时音频显示模块实时音频显示模块主要是将采集到的声音数据实时地以波形图的形式进行可视化。
在设计时可以设置显示时间、波形颜色等参数，以实现定制化需求。
( 3)音频处理模块音频处理模块主要是对采集到的声音数据进行预处理，优化其质量。
比如可以对声音数据进行降噪、滤波等处理，以减少噪声对音频识别结果的影响。
(4)频谱分析模块频谱分析模块主要是将声音数据进行FFT 变换，得到其频域特征。
在得到频域特征之后，可以对其进行可视化呈现，以实现对声音特征的直观分析。
基于LabVIEW的声音在线检测与识别系统设计
智能信息处理学院：电气工程学院学号：********姓名：***声音在线检测与识别系统设计摘要：本文主要基于虚拟仪器LabVIEW实现声音在线的检测和特征信息的提取以及识别声音来源的设计。
利用微型计算机中自带声卡，采用虚拟仪器中带的子vi调用以及驱动声卡对麦克风的声音在线检测、滤波（带通滤波20~20khz）频谱分析、特征值提取、保存以及最后进行不同声音特征比较，来确定是否为同一人发出来用于未来的声音识别。
关键字：声音虚拟仪器LaVIEW 检测1、虚拟仪器LabVIEW虚拟仪器技术就是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、测量和自动化的应用。
自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他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。
2、设计介绍程序主要由前面板和vi程序框图组成。
2.1程序前面板如下所示:主要执行步骤：（1）点击进入程序。
（2）配制声音采集设备参数。
（3）点击record后，LED灯亮，即可检测麦克声音5s。
（4）点击回放，即可对录制声音进行回放。
（5）点击对比，检测声音5s，同时与文件中存储的声音信号进行分析，检测出声音为同一人时，红灯闪烁。
2.2程序框图如下：主要分为：a、初始化部分b、设备参数配置以及声音检测存取部分c、声音比较部分d、退出程序部分。
各部分之间并列存在于事件结构中，外围使用while循环，保证程序处在不断运行中。
退出部分采用程序控制vi停止程序。
2.2.1 初始化部分主要对程序进行初始化设置。
LabVIEW大作业——基于声卡的声音识别系统
基于声卡的声音识别系统1.任务内容：每个人的声音都有各自的特征以及讲话时特殊的语言习惯，这些都反映在声音信号中。
利用声卡DSP技术和LabVIEW多线程技术，把声音作为声卡数据采集的对象，搭建一种基于声卡的虚拟数据采集和分析系统，实现声音识别。
整个系统包括声音的采集，A/D转换，音频数字信号的分析和处理，存储、现场采集到的声音同登记过的声音模板进行精确的匹配等等。
整个程序可以分为：样本声音采样子系统，样本声音保存子系统，待检声音采样子系统，声音识别子系统等等。
样本声音可以定义为系统所有者自己设定的“声音密码”；待检声音可以定义为任意用户输入的声音。
提示：1.声音输入模块：合法用户向系统输入自己的声音，作为唯一的密钥匙。
2.声音识别模块：任意用户向系统发出申请，输入自己的声音，系统将对其进行识别，并对正确的“密钥”输入进行响应。
3.采样声音时用户不是随便说一句话，而是要说一句特定的话，并且要用特定的语速，才能被系统正确识别。
语音录入查看匹配情况时，有80%近似即可表示基本匹配。
2.要求：在深刻领会任务内容及要求的基础上，通过查阅文献资料、调查研究和方案论证，然后开展设计、研制、开发、编制VI程序以及数据处理、分析总结等与任务内容要求相应的工作，并撰写报告，独立地完成设计的各项任务。
设计思路：分成四个子vi，样本声音录音和保存子vi，样本声音分析子vi和保存，待测声音录音，保存分析，子vi，和识别子vi。
在识别的过程中采样将滤波后的频谱和功率谱波形比较。
但是我只做到了样本声音的录音和保存子vi和样本声音分析子vi和保存，两个频谱的分析子vi不会做。
设计的步骤：a)首先是前面板的设计，录音的过程中，前面板上不需要什么输入的东西，我都是在框图中即时添加的。
b)接着是框图的设计，在录音的过程中需要，需要调用些子vi，分别是siconfig.vi, si start.vi, si read.vi,si clear.vi.完成的功能是初始化声卡，采样，释放声卡。
基于Labview的声卡信号采集及其分析系统设计
欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息E I C Vo l .16 2009 No.4 39 2 系统软件设计本系统软件在M icr os oft V isual C ++6.0环境下编写,包括用户操作界面、实时显示检测模块,数据通信模块,数据管理模块。
用户操作界面主要是为技术人员提供友好的人机接口,将经过处理的数据以直观的人性化的方式实时显示在屏幕上,并在重要数据进行监控,当其超过安全限值时在屏幕上显示报警状态;数据通信模块负责本地机与前端设备及后台机之间的通信任务;数据管理模块负责为技术人员提供历史数据,其中数据通信模块是整个系统的核心,软件流程图如图2所示。
图2 软件流程图3 网络传输与多线程机制本系统采用TCP /I P 参考模型,通信的两个进程间相互作用的主要模式为C /S 模式。
在通信过程中前台机不但要对采集到的数据做实时处理并上传给后台机,还要及时将后台机发送的数据及时的传回给前方设备,由于对实时性要求比较高,而且收发的数据量比较大,如果出了故障,很容易造成整个系统瘫痪。
因此保证各种任务同时进行并且互不影响是本软件设计的关键。
多线程技术能够实现在操作系统中的一个进程里执行多个线程,因此采用多线程技术既可以避免阻塞,减少运行过程与用户界面的相互影响加快系统速度,又可以提高执行效率。
4 数据库分层结构本系统利用ACCESS 关系型数据库和ADO 技术储存数据,在设计过程中采用了多层结构的设计方法,用以降低各模块之间的耦合,提高模块之间的内聚,如图3所示。
图3 模块划分图5 结束语经验证,本系统扩展性强,灵活度高,满足实时性、准确性、可靠性的要求,在实际应用中能够充分发挥各个模块之间的功能。
□参考文献[1]H.Sant os ,P .Reid,J.Jones,J.McCsakill .Devel poing the M i 2cr o 2Flux Contr ol Method 2Part1:System Devel opment,Field Test Preparati on,and Results SPE /I A DC 97025[2]高岩,胡湘炯.钻井工程系统仿真技术[J ].石油钻探技术,1994,22(2):16-18.[3]袁其骥,孙彪,张昌元,杨映炜.S W P I -1钻井工程培训模拟器主要数学模型及主控程序设计[J ];西南石油学院学报,1997,19(4)[4]明日科技,宋坤等编著.V isual C ++开发技术大全[M ].北京:人民邮电出版社,2007.3[5]David J.Kruglinski V isual C ++技术内幕[M ].潘爱民,王国印,译.北京:清华大学出版社,2001.[6]Ca mer on Hughes,Tracey Hughes 著C ++面向对象多线程编程[M ]北京:人民邮电出版社,2003.[7]崔莹,王华军,姚雪峰编著.V isual C ++数据库实用编程100例[M ].北京:中国铁道出版社,2007.作者简介:姜宇东(1985.01-),男,测试计量技术及仪器专业硕士研究生,研究方向:仪表自动化及计算机检测;胡泽,男,教授,主要研究方向:数字信号处理和神经网络等;祁芳芳,女,测试计量技术及仪器专业硕士研究生。
(完整版)基于Labview的声音信息采集与处理
实验四基于LabVIEW的声音数据采集一、背景知识在虚拟仪器系统中，信号的输入环节一般采用数据采集卡实现。
商用的数据采集卡具有完整的数据采集电路和计算机借口电路，但一般比较昂贵，计算机自带声卡是一个优秀的数据采集系统，它具有A/D和D/A转换功能，不仅价格低廉，而且兼容性好、性能稳定、通用性强，软件特别是驱动程序升级方便。
如被测对象的频率在音频范围内，同时对采样频率要求不是太高，则可考虑利用声卡构建一个数据采集系统。
1.从数据采集的角度看声卡1.1声卡的作用从数据采集的角度来看，声卡是一种音频范围内的数据采集卡，是计算机与外部的模拟量环境联系的重要途径。
声卡的主要功能包括录制与播放、编辑和处理、MIDI接口三个部分。
1.2声卡的硬件结构图1是一个声卡的硬件结构示意图。
一般声卡有4~5个对外接口。
图1 声卡的硬件结构示意图声卡一般有Line In 和Mic In 两个信号输入，其中Line In为双通道输入，Mic In仅作为单通道输入。
后者可以接入较弱信号，幅值大约为0.02~0.2V。
声音传感器（采用通用的麦克风）信号可通过这个插孔连接到声卡。
若由Mic In 输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷，故推荐使用Line In ，其噪声干扰小且动态特性良好，可接入幅值约不超过1.5V的信号。
另外，输出接口有2个，分别是Wave Out和SPK Out。
Wave Out（或LineOut）给出的信号没有经过放大，需要外接功率放大器，例如可以接到有源音箱；SPK Out给出的信号是通过功率放大的信号，可以直接接到喇叭上。
这些接口可以用来作为双通道信号发生器的输出。
1.3声卡的工作原理声音的本质是一种波，表现为振幅、频率、相位等物理量的连续性变化。
声卡作为语音信号与计算机的通用接口，其主要功能就是将所获取的模拟音频信号转换为数字信号，经过DSP音效芯片的处理，将该数字信号转换为模拟信号输出。
基于LABVIEW和PC机声卡的测试系统
基于LABVIEW和PC机声卡的虚拟测试系统测控技术与仪器专业[摘要]针对传统测试系统所需仪器繁多、资金投入大、功能单一、灵活性较差的弱点，本文利用声卡DSP技术和LabVIEW技术，提出了一种基于声卡的数据采集与分析的廉价方案，具有实现简单、界面友好、性能稳定可靠等诸多优点，在LabVIEW环境中实现了音频信号的采集分析及数据存盘重载，并结合应用实例验证了该系统的可行性及有效性;而且该系统具有双通道、高保真、22KHz甚至44KHz的采样率，实现了音频信号的实时采集、实时存储、信号分析（时域分析和频域分析）等多种功能，可以推广到语音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域，应用前景广阔。
[关键词] 声卡；数据采集；信号分析；LabVIEWVirtual Test System Based on LabVIEW and PC Sound Card Measurement , Control Technology & Instrument Major LI Xiao-fan Abstract：The traditional vibration test system have many disadvantages，such as plenty of instruments，large investment，single function，less flexibility．Therefore，Based on DSP technology and LabVIEW, this paper brings forward a low price solution of sound card based data acquisition and analysis system, with its advantages of easy implementation, friendly interface and steady performance. In the range of voice frequency，data saving and overloading is successful in LabVIEW.In addition，the feasibility and availability of this system are validated with an apphcation example．As this system has the qualities of dual channel, high-fidelity, 22 KHz even 44KHz sampling rate, it realized the multiple functionof real-time audio signal acquisition, real-time storage, playback, signal analysis (time domain analysisand frequency domain analysis), etc. With broad application prospect, this solution can be extended to the field of speech recognition, ambient noise monitoring and laboratory measurement etc.Key words：sound card；data acquisition；signal analysis；LabVIEW目录1 引言 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 虚拟仪器技术国内外研究状况 (2)1.2.1 虚拟仪器发展综述 (2)1.2.2 国外虚拟仪器研究现状 (2)1.2.3 国内虚拟仪器和基于声卡的数采系统研究现状 (3)1.3 LabVIEW的编程环境简介 (4)1.3.1 labview简介 (4)1.3.2 labview编程环境 (5)2 声卡的简介 (5)2.1 声卡的分类 (5)2.2 声卡的结构 (6)2.3 声卡的工作原理 (6)2.4 声卡的性能指标 (7)3 系统功能设计 (8)3.1 硬件实现 (8)3.2 软件设计 (10)3.2.1开发环境 (10)3.2.2 虚拟示波器的设计 (11)3.2.3 声卡配置模块 (12)3.2.4 数据采集模块 (14)3.2.5 信号分析 (16)3.2.6 滤波模块 (18)4 进行数据采集前的试验准备 (20)5 系统调试过程 (22)结束语 (23)参考文献 (23)致谢 (24)1 引言1.1 选题背景及意义目前市售的数据采集卡都包含了完整的数据采集电路和与计算机的接口电路，但其价格与性能基本成正比，一般比较昂贵。
第12讲 基于声卡的语言识别系统
原 理
声音信号转成功率谱后出现的明显特性曲线（ 声音信号转成功率谱后出现的明显特性曲线（0-3500HZ)
同一人2次说“开门”产生的 条特性曲线 同一人 次说“开门”产生的2条特性曲线 次说
次采集到的声音转成2个特性曲线 把2次采集到的声音转成 个特性曲线（0-520HZ) 次采集到的声音转成 个特性曲线（ 计算2个特性曲线相似度 计算 个特性曲线相似度 高于设定相似度则“匹配” 低于设定相似度则“不匹配” 高于设定相似度则“匹配”，低于设定相似度则“不匹配”
密码正确 情况下进行 密语的采集
通过数学方法匹 配待测声音与密语
进行待测者 声音的采集
匹配成功 成功次数+1 清0失败次数 成功次数 大于2次 系统 认定成功 成功次数 小于2次 系统 认定失败
匹配失败 失败次数+1 清0成功次数 失败次数小 失败次数大 于10次 于10次 系统 认定失败 系统 锁死
本系统设计步骤
从上图中可以看出，虽然同一人说的都是同一个词， 从上图中可以看出，虽然同一人说的都是同一个词， 但三个波形图还是有一定差别的。 但三个波形图还是有一定差别的。所以即便声音特征反映在 振幅信息中也很难直接从时域信号中提取出语音的个人特征。 振幅信息中也很难直接从时域信号中提取出语音的个人特征。 因此需要从其它的角度来提取语音的个人特征。 因此需要从其它的角度来提取语音的个人特征。 语音的感知过程与人类听觉系统具有的频谱分析功能是 语音的感知过程与人类听觉系统具有的频谱分析功能是 与人类听觉系统具有的频谱分析功能 紧密相关的，因此，对语音信号进行频谱分析， 紧密相关的，因此，对语音信号进行频谱分析，是认识语音 信号和处理语音信号的重要方法。 信号和处理语音信号的重要方法。
基于声卡的声音识别系统
摘要声音识别系统利用PC声卡对声音进行采集。
在LabVIEW中对采集的信号进行存储和重载，并对音频信号处理后提取关键参量进行比对。
比对结果比较准确，可以判断录入声音和密钥声音的相似性，实现密钥功能。
系统具有成本低，交互性高，便捷的优点，具有一定的应用前景。
关键词LabVIEW 声卡声音识别信号处理目录目录 (3)一. 系统设计背景 (4)1.1 声卡工作原理 (4)1.2 声音识别技术 (4)1.3 LabVIEW软件 (4)二. 系统设计目的和意义 (5)三．系统设计思路 (5)3.1 系统功能概述 (5)3.2 系统流程图 (6)四. 程序设计介绍 (6)4.1 声音录用和保存模块 (6)4.1.1 声音采集 (6)4.1.2 录入声音处理 (8)4.1.3 录音保存 (9)4.2 波形对比识别模块 (10)4.2.1 用户开锁声音录用 (10)4.2.2 样本声音“密钥”调取 (10)4.2.3 声音比对判断 (10)五. 结果分析 (12)六. 总结 (13)参考文献 (13)一. 系统设计背景1.1 声卡工作原理要用虚拟仪器技术完成一个测量任务，一般需要计算机配备具有一定性能的数据采集卡，而价格便宜的声卡是计算机的标准配置。
声卡作为声音信号与计算机的通用接口，其基本工作流程为：输入时，麦克风或线路输入（Line In）获取的音频信号通过A/D转换器转换成数字信号，送到计算机进行播放、录音、等各种处理；输出时，计算机通过总线将数字化的声音信号以PCM（脉冲编码调制）方式送到D/A转换器，变成模拟的音频信号，通过功率放大器或线路输出（Line Out）送到音响等设备转换成声波。
声卡不仅价格低廉，而且兼容性好、性能稳定、灵活通用，驱动程序升级方便。
如果测量对象的频率在音频范围，而且对指标没有太高的要求，就可以考虑使用声卡取代常规的DAQ设备。
而且LABVIEW中提供了专门用于声卡操作的函数节点，所以用声卡搭建数据采集系统是非常方便的。
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基于声卡的声音识别系统
1.任务内容：
每个人的声音都有各自的特征以及讲话时特殊的语言习惯，这些都反映在声音信号中。
利用声卡DSP技术和LabVIEW多线程技术，把声音作为声卡数据采集的对象，搭建一种基于声卡的虚拟数据采集和分析系统，实现声音识别。
整个系统包括声音的采集，A/D转换，音频数字信号的分析和处理，存储、现场采集到的声音同登记过的声音模板进行精确的匹配等等。
整个程序可以分为：样本声音采样子系统，样本声音保存子系统，待检声音采样子系统，声音识别子系统等等。
样本声音可以定义为系统所有者自己设定的“声音密码”；待检声音可以定义为任意用户输入的声音。
提示：
1.声音输入模块：合法用户向系统输入自己的声音，作为唯一的密钥匙。
2.声音识别模块：任意用户向系统发出申请，输入自己的声音，系统将对其进行识别，并对正确的“密钥”输入进行响应。
3.采样声音时用户不是随便说一句话，而是要说一句特定的话，并且要用特定的语速，才能被系统正确识别。
语音录入查看匹配情况时，有80%近似即可表示基本匹配。
2.要求：
在深刻领会任务内容及要求的基础上，通过查阅文献资料、调查研究和方案论证，然后开展设计、研制、开发、编制VI程序以及数据处理、分析总结等与任务内容要求相应的工作，并撰写报告，独立地完成设计的各项任务。
设计思路：
分成四个子vi，样本声音录音和保存子vi，样本声音分析子vi和保存，待测声音录音，保存分析，子vi，和识别子vi。
在识别的过程中采样将滤波后的频谱和功率谱波形比较。
但是我只做到了样本声音的录音和保存子vi和样本声音分析子vi和保存，两个频谱的分析子vi不会做。
设计的步骤：
a)首先是前面板的设计，录音的过程中，前面板上不需要什么输入的东西，我
都是在框图中即时添加的。
b)接着是框图的设计，在录音的过程中需要，需要调用些子vi，分别是si
config.vi, si start.vi, si read.vi,si clear.vi.完成的功能是初始化声卡，采样，释放声卡。
c)因为在录音的过程中需要控件，当出现错误和暂停是能够停止，因为我用到
了while结构，在满足要求的条件的过程中能够录音，在满足条件的过程中停止。
d)还因为录音过程中可能需要暂停，在case结构中，true时立即开始录音，false
时暂停录音。
e) 把声音录音好后，以数组的形式保存到文件中，调用build array 函数把声音
信号保存为数组形式。
f) 接着是保存，首先初始化文件，调用file dialog ，初始化文件，然后调用sed
write wave file 。
Vi 。
把波形文件保存好。
g) 然后是样本声音的分析和频谱保存，录音的过程和上面的过程是相同的。
频谱的分析
调用了butterworth flilter 。
Vi ，功率谱调用了Power & Frequency Estimate 。
Vi
Type
1, Default
150
Poll the value of the pause and stop button
while the file is playing.
status
Mono 8 Bit
Mono 16 Bit
Stereo 8 Bit
Stereo 16 Bit
2
Disabled
Play Disabled
Stop
Disabled
quit Disabled File Disabled Pause
Play back the selected wavefile
Ouput acquired sound from file
Display sound data acquired from file
[2] "Play": Value Change 0
Disabled
File Disabled
quit Disabled
Pause Disabled
Stop 2
Disabled
Play 00000000
00
mono 110258 bit
Disabled
Play 2
h) 接着做待测声音的录音，频谱分析和保存子vi ，。