基于LabVIEW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
替传 统仪 器 的某 些 硬 件 ， 而 使 传统 仪 器 中 的一 从
些硬 件甚 至整 台 仪器 从 系统 中 消失 ， 由计 算 机 而 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 ， 统 传 仪器 都有 固定 的功 能 ， 由仪 器生 产厂 商定 义 ， 而虚
置 。示波 器 的前 面 板 中包 含 实 时波 形 显 示 窗 口， 可 以显示 实时采 样 波形 和滤 波后 信号 波形 及加 窗
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 。
利 用 普 通 声 卡 作 为 数 据 采 集 卡 ， Ｌ ｂ 以 ａ— ＶＩ ｗ 作 为软 件 开 发平 台 ， 建 一套 音频 信 号 测 Ｅ 搭
第２ ４卷
第 ５期
大
学物ຫໍສະໝຸດ 理实验 Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ５ １２ ． ０ｃ ．２ １ ｔ Ｏ１
２１ ０ １年 ｌ Ｏ月
ＰＨ ＹＳ ＣＡＩ ＸＰＥＲＩ ＥＮＴ ０Ｆ Ｃ Ｉ Ｅ Ｍ ０ＬＬＥ ＧＥ
文 章 编 号 ： ｏ ７２ ３ （ ０ １ ０ —０ ６０ ｌ ｏ — ９ ４ ２ １ ） ５０ ７ — ３
信号 采集 领域 更是 被视 为一 个标 准的数 据采集 和 仪器 控 制 软 件 。美 国 的 许 多 大 学 已 经 将 Ｌ ｂ ａ—
ＶＩ Ｗ 作 为必 须 的 教学 内容 ， 为工 程 师素 质 培 Ｅ 成 养 的一个 方 面＿ 。 ４ ］ 大部 分虚 拟仪 器都 是基 于数 据采 集 卡 ， ＮＩ 如 公 司 的 Ｅ 系列 数 据 采 集 卡 、 华 的 数 据 采 集 卡 研 等 ， 些卡 价 格 均 比较 昂贵 。在 采样 频 率 要 求 不 这 高 的情 况 下 ， 普 通 的 计算 机 声 卡 代 替商 用 数 据 用
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，信号的输入环节普通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，但普通比较昂贵，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，软件特殊是驱动程序升级方便。
如被测对象的频率在音频X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X围内的数据采集卡，是计算机与外部的摹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接口三个部份。
1.2声卡的硬件结构图1是一个声卡的硬件结构示意图。
普通声卡有4~5个对外接口。
图1声卡的硬件结构示意图声卡普通有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 o 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。
此外，输出接口有2个，分别是Wave Out和SPK Out。
Wave Out （或者Line Out〕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；SPKOut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摹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。
使用LabVIEW进行声音处理实现音频信号的处理和分析
使用LabVIEW进行声音处理实现音频信号的处理和分析音频信号的处理和分析，在现代音频技术领域中占据重要地位。
而LabVIEW作为一种流行的图形化编程工具，为开发人员提供了丰富的功能和工具，可以方便地进行声音处理。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行声音处理，实现音频信号的处理和分析。
一、引言随着数字音频技术的迅速发展，声音处理在多个领域中发挥着重要作用。
从音频处理到语音识别，从音乐合成到噪声降低，人们对声音信号的处理需求越来越高。
LabVIEW作为一种强大而友好的声音处理工具，已经被广泛应用于音频领域。
二、LabVIEW的基本概念1. LabVIEW是一种基于图形化编程的软件开发工具，由美国国家仪器公司（National Instruments）开发。
它以数据流图的形式表示程序逻辑，使得用户可以通过拖拽和连接图标来设计程序。
2. LabVIEW具有丰富的声音处理函数库，可以方便地进行声音的录制、播放和分析等操作。
通过使用这些函数库，开发人员可以快速实现复杂的声音处理算法。
三、LabVIEW中的声音处理应用1. 声音录制和播放：LabVIEW提供了一系列函数来实现声音的录制和播放。
开发人员可以通过调用这些函数并设置相应参数，实现对声音信号的采集和回放。
2. 声音滤波：在声音处理过程中，滤波是一个常用的操作。
LabVIEW中可以通过调用滤波函数，实现常见的低通、高通、带通和带阻滤波等操作。
3. 声音频谱分析：频谱分析是声音处理中的重要技术之一。
LabVIEW提供了多种频谱分析函数，可以实现对声音信号频谱的分析和显示，方便开发人员进行音频特征提取和声音分析。
4. 声音合成：除了对声音信号的处理和分析，LabVIEW还支持声音合成功能。
通过调用相应的合成函数，开发人员可以实现音乐合成、语音合成等应用。
四、LabVIEW声音处理实例为了更好地展示LabVIEW在声音处理中的应用，下面以录制和播放声音为例，进行简单的实例演示。
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。
利用LabVIEW进行声音信号处理与分析
利用LabVIEW进行声音信号处理与分析在现代科技的发展中，声音信号处理与分析在各个领域都起着重要的作用。
而LabVIEW作为一种强大而灵活的开发环境，为声音信号处理与分析提供了丰富的工具和功能。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行声音信号处理与分析。
一、LabVIEW介绍LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的集成开发环境。
它基于图形化编程语言G，通过图形化的编程界面使得开发人员可以更加直观地进行程序设计。
LabVIEW的强大之处在于其模块化的设计，可以根据不同的需求进行灵活的组合，从而满足各种复杂的应用场景。
二、声音信号处理与分析概述声音信号处理与分析是指对声音信号进行各种操作和分析，以获得具体的信息或实现特定的效果。
声音信号处理与分析在音频处理、语音识别、音频编解码等方面具有广泛的应用。
常见的声音信号处理与分析任务包括滤波、频谱分析、特征提取等。
三、LabVIEW在声音信号处理与分析中的应用1. 声音信号的采集与播放在LabVIEW中，可以利用音频输入输出设备进行声音信号的采集与播放。
通过使用LabVIEW提供的音频输入输出模块，可以轻松地实现声音信号的录制和回放功能。
同时，LabVIEW还支持多种音频格式的处理，如WAV、MP3等。
2. 声音信号的滤波处理滤波是声音信号处理中常用的操作之一。
LabVIEW提供了丰富的滤波器设计工具，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
通过使用这些工具，可以对声音信号进行滤波处理，去除噪音或调整频率响应。
3. 声音信号的频谱分析频谱分析是声音信号处理与分析的重要手段之一。
LabVIEW提供了多种频谱分析工具，包括傅里叶变换、功率谱分析等。
通过使用这些工具，可以对声音信号进行频谱分析，了解声音信号的频率特性。
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 ．．
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。
基于LabVIEW音频信号采集与分析系统设计
基于LabVIEW音频信号采集与分析系统设计董斌;齐列锋;贺恒;晏希亮【期刊名称】《内江科技》【年(卷),期】2015(036)009【总页数】2页(P48-49)【作者】董斌;齐列锋;贺恒;晏希亮【作者单位】长江大学机械工程学院;长江大学机械工程学院;长江大学机械工程学院;长江大学机械工程学院【正文语种】中文本文首先介绍音频信号采集与分析系统总体设计原理，然后介绍基于笔记本计算机麦克风和声卡的硬件设计，以及以虚拟仪器软件LabVIEW为开发环境的音频信号采集、存储和时域频域分析的软件开发，最后用实例证明系统的可行性。
系统拓展性强，可推广至语音识别、噪声监测等多种工程测量及实验室应用。
LabVIEW是一款广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受的虚拟仪器制作软件，被广泛应用于数据采集、测试和数据处理等领域。
LabVIEW由美国国家仪器公司（NI）研制开发，采用图形化编辑语言G编写程序的功能强大的虚拟仪器开发环境[1]。
为了节约系统成本，硬件部分采用计算机的多媒体麦克风和声卡代替价格昂贵的数据采集卡。
软件部分由两子系统构成，在LabVIEW开发环境中制作，一是实现音频信号采集与存储，另一部分是实现历史音频信号读取和时域频域分析与显示。
设计的音频信号采集与分析系统以LabVIEW虚拟仪器软件为开发环境，由硬件电路和LabVIEW软件程序两部分构成[2]。
硬件部分由作为音频信号传感器的麦克风和音频信号采集输入电脑的声卡；软件部分主要对输入数据进行采集存储和读取存储文件分析与显示两个子系统组成。
麦克风感知音频信号，采集存储软件子系统控制声卡对音频信号采集同时存储。
分析与显示软件子系统主要是读取存储文件，然后进行时域和频域分析和结果显示。
信号采集要用到采样定律，要求采样频率至少大于两倍信号最大频率。
信号分析中频域分析是采用傅里叶级数或傅里叶变换将时域信号转化成频域信号的分析方法。
系统硬件由计算机的麦克风和声卡组成，麦克风作为音频信号传感器，声卡主要功能就是实现模拟信号和数字信号之间的转换（A/D转换），两者是音频信号与LabVIEW软件连接桥梁。
基于LabVIEW的音频数据采集系统设计毕业设计
毕业设计基于LabVIEW的音频数据采集系统设计学生姓名：张晓明学号：112039109系部：自动化专业：自动化指导教师：刘某人(副教授)2015年6月诚信申明本人郑重申明：所呈交的毕业论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本人签名：年月日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于LabVIEW的音频数据采集系统设计系部：自动化系专业：自动化学号： 102039109 学生：程海潇指导教师（职称）：刘某人（副教授）1．课题意义及目标基于LabVIEW的数据采集系统由于其模块小、测试精度高、数据分析处理能力强等优点而被广泛应用于各种测试和自动化领域。
学生应通过此次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，**********************。
2．主要任务（1）用普通的计算机声卡代替商用数据采集卡，开发基于PC机声卡的虚拟仪器。
程序需通过声卡采集麦克风接口的信号，在LabVIEW软件上实时显示波形。
（2）对采样的信号进行分析和处理，包括幅值谱、相位谱、功率谱等。
（3）*******************。
3．主要参考资料[1] 李培玉，王江峰，刘果等.PL2303在手持设备中的应用[J].电子技术，2006(5)：51-54．[2] 戴鹏飞.测试工程与LabVIEW应用[M].北京：电子工业出版社，2006：52- 55.[3] 张鲁华.基于LabVIEW和PC机声卡的虚拟振动测试系统[J].计算机与现代化，2007(09)：30-31.4．进度安排审核人：年月基于LabVIEW的音频数据采集系统设计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，采用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、通用性强、扩展性好、界面友好、性能稳定可靠等诸多优点，在LabVIEW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。
基于LabVIEW的音视频采集与分析系统设计
图１ 实现效果图２ 工作原理
图３ 音视频核心后面板
２ 视频采集与分析系统
2.1 视频采集与存储
视频信号是最直观的表现形式，用户可以准确地提取有用信息。
LabVIEW在视频信号的采集与分析方面具有强大的功能，视觉与运动工具包是视觉图像处理的专业模块，种是LabVIEW自带的Web发布工具，另一种是第三方软件TeamViewer。
Web发布工具是将VI保存至磁盘，以网页的形式上传到网上，在局域网内通过URL访问，此方式适用于PC端查看和控制，如图4(a)所示。
上班族在路上可通过TeamViewer软件在移动端访问，此方式不仅可在接收到报警时使用，另外，当不确定房门是否关闭时，只需手机与计算机
(a)PC端查看界面
(b)手机端远程查看界面图４ 实时查看界面
参考文献
张荣富,郁浩,等.基于LabVIEW的声音数电子测量技术,2016,39(2):94-98.
刘毓,马贺洲.基于LabVIEW的声卡数据采析系统设计[J].仪器仪表用户,2009(4):39-41.
[4]刘鑫,金暄宏.基于LabVIEW的语音信号处理软件导刊,2017,16(8):135-137.
[5]聂影,冯向军,廖瑛,等.基于LabVIEW。
(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。
LabVIEW 声音采集系统的设计-
声音采集系统的设计
一．实验目的
1.进一步熟悉掌握Labview的使用，能用Labview对声音采集系统进行设计。
2.了解声音采集系统的原理。
二．实验原理
对外界的声音进行采集后，通过滤波器对采集来的声音进行滤波，滤波方式有低通，高通，带通，带阻，平滑，本实验对声音采集使用低通方式，实验原理图如下：
三．实验结果
人为对着麦克风说话，根据说话的快慢，音量的高低，会出现不同的波形，下图为某人说话的波形：
上图中，左图是采集的信号，右图是经过滤波器滤波出来的信号，由图可见，高频信号已经被过滤掉，达到低通滤波的效果。
四．实验心得
通过本次实验，我懂得了滤波的原理，并且对Labview产生了更大的兴趣。
基于LabVIEW音频信号采集与分析系统设计
基于LabVIEW音频信号采集与分析系统设计
董斌;齐列锋;贺恒;晏希亮
【期刊名称】《内江科技》
【年(卷),期】2015(036)009
【总页数】2页(P48-49)
【作者】董斌;齐列锋;贺恒;晏希亮
【作者单位】长江大学机械工程学院;长江大学机械工程学院;长江大学机械工程学院;长江大学机械工程学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于LabVIEW和声卡的音频信号采集、分析系统设计 [J], 卢泽宇;亓夫军;石娇;
2.基于LabVIEW与声卡的音频信号采集系统与分析 [J], 张银;吕列艳;杨恒;孟苹苹
3.基于LabVIEW和声卡的音频信号采集与分析系统设计 [J], 张岩文
4.基于LabVIEW和声卡的音频信号采集、分析系统设计 [J], 卢泽宇;亓夫军;石娇
5.基于LabVIEW的无线电信号采集分析系统设计 [J], 周忠超;李应斌;张晓云
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