语音信号虚拟分析仪开题报告

燕山大学

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称：语音信号虚拟分析

仪

学院（系）：里仁学院电子工程

系

年级专业：08 电子信息工程

学生姓名：徐柳坡

指导教师：孟玲玲

完成日期：2012.03.16

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

语音信号处理分析的发展可以说是从1940年前后Dudley的声码器和Potter等人的可见语音开始的;20世纪60年代中期形成的一系列数字信号处理方法和技术，如数字滤波器、快速傅立叶变换等成为语音信号数字处理的理论和技术基础;到了80年代，由于矢量量化、隐马尔可夫模型和人工神经网络等相继被应用于语音信号处理，并经过不断改进与完善，使得语音信号处理技术产生了突破性的进展。进入90年代以来，语音信号处理在实用化方面取得了许多实质性的进展。一方面，对声学语音学统计模型的研究逐渐深入，鲁棒的语音识别、基于语音段的建模方法及隐马尔可夫模型与人工神经网络的结合成为研究的热点。另一方面，为了语音识别实用化的需要，讲者自适应、听觉模型、快速搜索识别算法以及进一步的语言模型的研究等课题倍受关注。

笔者研究本课题是因为信号处理技术几乎涉及到所有的工程技术领域,而频谱分析正是信号处理中一个非常重要的分析手段。基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪由数据采集、信号分析和处理、结果输出显示3大部分组成。利用I/O接口设备完成信号的采集,数据分析和处理则由LabVIEW软件完成。

语音信号分析有非常重要的意义。信号处理几乎涉及到所有的工程技术领域,如，军事，航空航天，生物医学等。而频谱分析正是信号处理中一个非常重要的分析手段。

总之，研究用LabVIEW分析语音信号既具有学术价值也具有实际应用价值。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题

研究的基本内容：利用声卡，在计算机上开发虚拟仪器功能，实现音频信号分析及特性参数测试。

软件设计：波形显示，电压测量，频谱分析及典型参数计算。主要使用LabVIEW图形化编程语言来代替传统仪器对被测信号进行采集、分析处理以及对测量结果的表达与输出。

最后，输入信号调理。对输出结果进行分析判断，改善设计的不足和错

误，直到结果正确为止。

使用LabVIEW软件设计虚拟仪器并利用I/O接口设备完成信号的采集,数据分析和处理。

本毕业设计解决的主要问题是，利用计算机、声卡和LabVIEW编程，对输入音频信号实现采集并分析，对音频仪表的电平、频率、谐波失真、信噪比等参数的测量功能，实现对音频信号的波形显示、频谱分析的检测功能。

总之，就是尽可能的采用通用计算机及其LabVIEW的功能来取代原先专用仪器的设备功能。

三、研究步骤、方法及措施

在图书馆借阅有关书籍并在网上查找一些资料，理解课题的框架和主要内容。

前期的准备是学习软件部分（主要是LabVIEW），了解计算机声卡的结构及驱动方法。

根据仪器的功能汇总设计出软件程序框图。

编写软件程序。主要是设计虚拟仪器的后面板各模块的系统框图（主要包括数据采集、波形生成、波形显示、波形测量）和前面板的显示界面（实现音频信号的波形显示、频谱分析和信号幅值、频率以及谐波失真的测量）。最后实现信号源与计算机声卡的匹配。

最后，进行测试实验，记录并整理实验数据。主要测试的参数有信号源的信号幅度准确度、频率准确度、加入的谐波和噪声后的谐波失真、信噪比准确度以及对发射波形的观察；信号接收部分的波形显示、频谱显示、波形幅度测量准确度、频率准确度、谐波失真准确度。

四、研究工作进度

学期的前两周我查阅了LabVIEW编程和虚拟仪器原理并且上网查找了一些相关资料，了解了课题的框架并制定了以后的设计规划

第三周,学习LabVIEW,了解前面板和后面板的制作方法。制定了开题报告和文献综述。

第四周，下载了LabVIEW编程软件，学习软件并绘制了一些基本的模块，为接下来的语音信号虚拟仪器分析仪的设计做准备。

第五、六周：声卡驱动程序设计，结合基本信号发生程序验证声卡的工作情况；

第七、八、九周：音频信号采集、波形显示程序设计；

第十到十二周：音频信号时域参数测量显示；

第十三到十五周：音频信号频域分析及参数测量显示。

五、主要参考文献

[1] 王磊，陶梅编著.精通LabVIEW8.X[M].—北京：电子工业出版社，2008.5.

[2]曲喜强，刘哲.基于声卡的音频信号采集与分析系统设计[J].电子测试，2009.

[3]林君，谢宣松等著. 虚拟仪器原理及应用[M]. —科学出版社，2007.8.

[4]刘思久，张礼勇.自动测试系统与虚拟仪器原理•开发•应用[M]. —北京：电子工业出版社，2008.8.

[5]刘君华.基于LabVIEW的虚拟仪器设计[M].电子工业出版社,2003.

[6]秦树人.虚拟仪器[M].北京计量出版社,2004.

[7]杨乐平，李海涛，肖相生.LabVIEW程序设计与应用[M].北京：电子工业出版社,2001.

[8]张毅，周绍磊，杨秀霞.虚拟仪器技术分析与应用[M].北京：机械工业出版社,2004.

[9]丁美玉等编著[M].数字信号处理(第三版). 西安电子科技大学出版社,2002.

[10]黄进文.虚拟仪器新技术及其在我国的发展现状与展望[J].科技创新导报,2008 NO.31.

[11] 杨乐平，李海涛，赵勇，杨磊，安雪滢．LabVIEW高级程序设计[M]．北京：清华大学出版社，2003

[12]同济大学应用数学系.高等数学(第五版)[M].高等教育出版社，2002.

[13]Robert H.Bishop. Learning With Labview[M]. Addison-Wesley Pub (Sd); 1st edition.1999.

[14]Peter A.Blume. The LabVIEW Style Book[M]. Prentice Hall; 1 edition.2007.

[15][1] National Instruments. LabVIEW User Manual[M]. Texas：National