基于labview的語(yǔ)音分析平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)-文庫(kù)吧
2025-06-03 15:47 本頁(yè)面
【正文】 現(xiàn)代語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)中最核心的技術(shù)之一，他基于全極點(diǎn)模型，其中心思想是利用若干過(guò)去的語(yǔ)音抽樣來(lái)逼近當(dāng)前的語(yǔ)音抽樣，采用最小均方誤差逼近的方法來(lái)估計(jì)模型的參數(shù)。矢量量化是一種最基本也是極其重要的信號(hào)壓縮算法，充分利用矢量中各分量間隱含的各種內(nèi)在關(guān)系，比標(biāo)量量化性能優(yōu)越，在語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音識(shí)別等方向的研究中扮演著重要角色?！ ≌Z(yǔ)音識(shí)別通常是指利用計(jì)算機(jī)識(shí)別語(yǔ)音信號(hào)所表示的內(nèi)容，其目的是準(zhǔn)確地理解語(yǔ)音所蘊(yùn)含的含義。語(yǔ)音識(shí)別的研究緊密跟蹤識(shí)別領(lǐng)域的最新研究成果并基本與之保持同步?！ ≌Z(yǔ)音信號(hào)分析，首先需要將語(yǔ)音信號(hào)采集到計(jì)算機(jī)并做預(yù)先處理，然后通過(guò)選擇實(shí)時(shí)或延遲的方式，實(shí)現(xiàn)上述各種類型的參數(shù)分析，并將分析結(jié)果以圖形的方式輸出或保存，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)平臺(tái)的功能。 2系統(tǒng)構(gòu)成 語(yǔ)音分析平臺(tái)由軟、硬件2部分組成，硬件部分的任務(wù)是通過(guò)麥克風(fēng)和聲卡將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，以數(shù)字信號(hào)的形式傳入計(jì)算機(jī)，同時(shí)具備能將語(yǔ)音波形文件通過(guò)聲卡外接耳機(jī)或音箱回放。系統(tǒng)框圖如圖1所示。 硬件包括3個(gè)部分：拾音及信號(hào)調(diào)理電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，PC機(jī)接口電路。由于聲卡已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置（集成或插卡形式），故采用聲卡、話筒的組合實(shí)現(xiàn)這部分功能，不但使用簡(jiǎn)便而且省去大量硬件設(shè)計(jì)工作?！ abVIEW是美國(guó)NI公司推出的一種通用虛擬儀器開發(fā)軟件，他包含豐富的功能函數(shù)庫(kù)和完備的總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。LabVIEW的一大特色是其基于圖形的編程方式是采用數(shù)據(jù)流（dat astream）而非傳統(tǒng)的文本方式的編程方法。這種編程方式強(qiáng)調(diào)信號(hào)處理的實(shí)際過(guò)程，有利于簡(jiǎn)化編程，縮短開發(fā)時(shí)間和降低開發(fā)難度。 LabVIEW的編程包括前面板設(shè)計(jì)和后臺(tái)設(shè)計(jì)。前面板對(duì)應(yīng)一臺(tái)儀器的面板，實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的控制和信號(hào)的表達(dá)功能。LabVIEW提供了一套豐富的控制模板庫(kù)，用戶通過(guò)這些模板來(lái)設(shè)計(jì)面板的內(nèi)容。后臺(tái)對(duì)應(yīng)一臺(tái)儀器的內(nèi)部工作部分，用于實(shí)現(xiàn)儀表對(duì)信號(hào)的采集處理等操作。對(duì)應(yīng)的LabVIEW提供了一套功能模板庫(kù)，用來(lái)幫助用戶實(shí)現(xiàn)程序改造、儀器控制數(shù)據(jù)分析等功能。主要的功能模塊如下： 采集與預(yù)處理完成語(yǔ)音信號(hào)的采集，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行消噪處理?！ r(shí)域處理主要包括短時(shí)分析與預(yù)處理、短時(shí)能量、短時(shí)平均幅度和短時(shí)平均過(guò)零率、語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)、短時(shí)自相關(guān)函數(shù)、短時(shí)平均幅度差函數(shù)和基音周期估計(jì)等。 頻域處理主要包括基于短時(shí)傅里葉分析與重構(gòu)、復(fù)倒譜和倒譜分析、聯(lián)合時(shí)頻分析?！ ☆A(yù)測(cè)與量化主要包括語(yǔ)音信號(hào)預(yù)測(cè)編碼分析和矢量量化?！ ≌Z(yǔ)音識(shí)別主要包括特征表示與提取、譜失真測(cè)度、模板匹配技術(shù)、隱馬爾可夫模型技術(shù)、孤立詞及連接詞識(shí)別、大詞匯量連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別和說(shuō)話人識(shí)別?！ ∨cMatlab軟件接口通過(guò)LabVIEW提供的Script Node子VI連接主流算法仿真分析軟件Matlab，充分發(fā)揮后者強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。盡管LabVIEW中提供了一些信息處理功能函數(shù)，但是畢竟功能有限，仍無(wú)法滿足用戶各種各樣的數(shù)值計(jì)算和分析的需求。而Matlab特別擅長(zhǎng)數(shù)值分析和處理，如果能夠在LabVIEW中調(diào)用他的話，不失為一種較好的解決方法?！ ≤浖趯?shí)現(xiàn)過(guò)程中，充分利用LabVIEW軟件本身所提供的豐富的應(yīng)用分析工具包如數(shù)字濾波器、頻域分析等工具模塊，避免大量的軟硬件開發(fā)工作。 3結(jié)語(yǔ) 通過(guò)上述方法構(gòu)建的語(yǔ)音分析平臺(tái)，界面豐富友好，操作使用方便，并且能不斷隨著
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