【正文】 設(shè)計(jì)背景 ..............................................................................................................2 設(shè)計(jì)平臺(tái) MATLAB 概述 ...................................................................................3 2 聲音文件 .........................................................................................................................4 MP3 文件 ..............................................................................................................4 lame 編碼器 .........................................................................................................7 3 播放器的設(shè)計(jì)及方法 .....................................................................................................7 重疊疊加算法 ......................................................................................................7 Matlab 的實(shí)現(xiàn)算法 ...............................................................................................8 Gui設(shè)計(jì) ................................................................................................................9 Matlab 語(yǔ)言 .........................................................................................................11 系統(tǒng)流程圖 ........................................................................................................11 4 運(yùn)行結(jié)果 .......................................................................................................................12 5 總結(jié) ...............................................................................................................................13 參考文獻(xiàn)： .......................................................................................................................14 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 1 基于 MATLAB 的聲音文件播放器設(shè)計(jì) 學(xué)生：趙波 (指導(dǎo)教師：陳帥 ) (淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 ) 摘 要 :本文結(jié)合“數(shù)字信號(hào)處理”課程和“ Matlab 程序設(shè)計(jì)”課程的相關(guān)知識(shí)，給出了基于 Matlab 的聲音播放器的總體設(shè)計(jì)方案，介紹了播放器主要模塊的功能，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法 我們將該設(shè)計(jì)作為電子信息類專業(yè)數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其 綜合設(shè)計(jì)和應(yīng)用創(chuàng)新能力 。本設(shè)計(jì)針對(duì)現(xiàn)在大部分語(yǔ)音處理軟件內(nèi)容繁多、操作不便等問(wèn)題，采用 綜合運(yùn)用各種函數(shù)調(diào)用等來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的變頻、變幅、傅里葉變換及濾波，程序界面簡(jiǎn)練，操作簡(jiǎn)便，具有一定的實(shí)際應(yīng)用意義。 Frequency 基于 MATLAB 的聲音文件播放器設(shè)計(jì) 2 前言 語(yǔ)音是語(yǔ)言的聲學(xué)表現(xiàn)，是人類交流信息最自然、最有效、最方便的手段。近年來(lái)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (ANN)的研究取得了迅速發(fā)展，語(yǔ)音信號(hào)處理的各項(xiàng)課題是促進(jìn)其發(fā) 展的重要?jiǎng)恿χ?，同時(shí)，它的許多成果也體現(xiàn)在有關(guān)語(yǔ)音信號(hào)處理的各項(xiàng)技術(shù)之中。語(yǔ)音是語(yǔ)言的聲學(xué)表現(xiàn)，是相互傳遞信息的最重要的手段，是人類最重要、最有效、最常用和最方便的交換信息的形式。基于計(jì)算機(jī)軟硬件平臺(tái)的虛擬儀器可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀等。本文將給出基于聲卡與MATLAB 的聲音信號(hào)頻譜分析儀的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)方法，功能包括： (1) 音頻信號(hào)信號(hào)輸入，從聲卡輸入、從 WAV 文件輸入、從標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器輸入； (2) 信號(hào)波形分析，包括幅值、頻率、周期、相位的估計(jì)，以及統(tǒng)計(jì)量峰值、均值、均方值和方差的計(jì)算； (3) 信號(hào) 頻譜分析，頻率、周期的估計(jì)，圖形顯示幅值譜、相位譜、實(shí)頻譜、虛頻譜和功率譜的曲線。 MATLAB 是矩陣實(shí)驗(yàn)室（ Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱，和 Mathematica、 Maple 并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)，把計(jì)算、可視化、程序設(shè)計(jì)融合到了一個(gè)交互式的工作環(huán)境中。 基于 MATLAB 的聲音文件播放器設(shè)計(jì) 4 2 聲音文件 首先，我們來(lái)明確一下 數(shù)字音頻 的概念，它是指一個(gè)用來(lái)表示聲音強(qiáng)弱的數(shù)據(jù)序列，由模擬聲音經(jīng)抽樣、量化和編碼后得到的。 WAV 格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻 位數(shù)、采樣頻率和聲道，采用 的采樣頻率， 16 位量化位數(shù)，跟 CD 一樣，對(duì)存儲(chǔ)空間需求太大不便于交流和傳播。把 這些指令發(fā)送給聲卡，由聲卡按照指令將聲音合成出來(lái)。換句話說(shuō)，音 頻文件 (主要是大型文件，比如 WAV 文件）能夠在音質(zhì)丟失很小的情況下 (人耳根本無(wú)法察覺這種音質(zhì)損失 )把文件壓縮到更小的程度。 MP3 文件 MP3 文件大體分為三部分： TAG_V2(ID3V2)， frame， TAG_V1(ID3V1)；它們的詳細(xì)特征如下表： 淮南師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 5 表 MP3 各類文件特點(diǎn) ID3V2 包含了作者，作曲，專輯等信息，長(zhǎng)度不固定，擴(kuò)展了 ID3V1 的信息量 Frame 一系列的幀，個(gè)數(shù)由文件大小和幀長(zhǎng)決定 每個(gè) FRAME 的長(zhǎng)度可能不固 定，由位率 bitrate 決定 每個(gè) FRAME 又分為幀頭和數(shù)據(jù)實(shí)體兩部分 幀頭記錄了 mp3 的位率，采樣率版本等信息，每個(gè)幀之間相互獨(dú)立 ID3V1 包含了作者，作曲，專輯等信息，長(zhǎng)度為 128BYTE 一個(gè) MPEG 音頻文件是許多的稱為幀的較小部分組成的，通常，幀是獨(dú)立的組成部分，每個(gè)幀都擁有之間的頭和音頻信息，沒(méi)有文件頭。 01 – 保留； 10 – MPEG 2。 Layer III 0000 FREE 0001 32 32 32 32 8 0010 64 48 40 48 16 0011 96 56 48 56 24 0100 128 64 56 64 32 0101 160 80 64 80 40 0110 192 96 80 96 48 0111 224 112 96 112 56 1000 256 128 112 128 64 1001 288 160 128 144 80 1010 320 192 160 160 96 1011 352 224 192 176 112 1100 384 256 224 192 128 1101 416