北京理工大學虛擬儀器報告

1、實驗報告學號：班號：專業(yè)：電子信息類（實驗班）院系：基礎(chǔ)教育學院基于LabVIEW的雙聲道語音錄制系統(tǒng)目錄：一、二、設(shè)計任務(wù)使用設(shè)備三、任務(wù)分析四、五、設(shè)計步驟 結(jié)論與展望實驗摘要 ：此次實驗要求設(shè)計一套語音信號錄制系統(tǒng)： PC 機上的聲卡作為 音頻信號采集硬件， 使用者使用話筒錄音， 將聲音信號由聲卡輸進計 算機，然后由該系統(tǒng)采集音頻信號， 在最后程序結(jié)束以后將該音頻文 件保存為WAN文件存儲到計算機中。錄音系統(tǒng)設(shè)計流程為： 設(shè)置聲卡的工作模式和參數(shù)， 為聲卡的正 常工作做準備；啟動聲卡采集輸入的信號，并將其數(shù)字化，轉(zhuǎn)換成計 算機能處理的數(shù)據(jù)； 將聲卡采集獲得的新數(shù)據(jù)顯示出來， 并將它添加

2、到原有信號的存在數(shù)組中； 停止聲卡采集任務(wù)，釋放占用的系統(tǒng)資源、 并將采集的數(shù)據(jù)按指定格式進行保存。 聲音質(zhì)量為雙聲道； 在開始采 集前，操作者可根據(jù)實際需要，更改采樣位數(shù)（ 8位和 16位）；關(guān)鍵字：多聲道、采樣位數(shù)可調(diào)、錄音系統(tǒng) 。一、設(shè)計任務(wù)1. 容設(shè)計一套語音信號錄制系統(tǒng)，即將PC機上的聲卡作為音頻信號采 集硬件，使用者使用話筒錄音，將聲音信號由聲卡輸進計算機，然后 由該系統(tǒng)采集音頻信號，在最后程序結(jié)束以后將該音頻文件保存為 Wav 文件存儲到計算機 。2. 要求：a）聲音質(zhì)量為雙聲道；b）在開始采集前，操作者可根據(jù)實際需要，更改采樣位數(shù)（ 8位 和 16 位）；c）按下”開始”按鈕時

3、，才開始采集聲音；d）在采集過程中，按下”暫定”按鈕，暫定聲音的采集，再次按下 暫 定”按鈕，繼續(xù)采集聲音。e）按下 停止”按鈕，停止采集聲音，并彈出保存文件的對話框， 保存成 *.wav 文件f）在前面板上實時顯示波形，并顯示錄音時間二、使用設(shè)備硬件組成：計算機、聲卡、話筒（ MIC）軟件組成：數(shù)據(jù)采集程序、數(shù)據(jù)處理程序及數(shù)據(jù)存儲程序三、任務(wù)分析1、錄音系統(tǒng)設(shè)計流程：a）配置聲卡（設(shè)置聲卡工作模式和參數(shù) ,為聲卡正常工作做準 備。選擇“聲音輸入設(shè)置”函數(shù) ,在“聲音格式”處創(chuàng)建“錄 音格式” 輸入控件 ,該控件為 3元素簇,可以控制“聲道”、“采 樣頻率”、“采樣位數(shù)”的輸入。）-b）采集信

4、號（啟動聲卡采 集聲音信號 ,實現(xiàn)錄音、暫停、停止功能 , 并將聲音信號轉(zhuǎn)換 成計算機能夠識別和處理的數(shù)字信號 , 作為后續(xù)程序的數(shù)據(jù) 來源。）一-c）數(shù)據(jù)處理（將聲卡采集獲得的新數(shù)據(jù)顯示出來， 并將它添加到原有信號的存在數(shù)組中）- d）關(guān)閉聲卡（停止 聲卡采集任務(wù)，釋放占用的系統(tǒng)資源。并將采集的數(shù)據(jù)按指 定格式進行保存）I采集信mJ工柞模式和卡的正常工 作做準備0忖采集輸入的信 號，并將其 數(shù)字化.轉(zhuǎn) 損咸計翼機 能竝遲的數(shù)V信號數(shù)據(jù)處理獲得的新對顯示出來， 幷將它添加 到原有伯號 的存在數(shù)組 中4信號處理關(guān)閉聲卡I停止聲卡采、集任務(wù)，釋 放占用的雷統(tǒng)資源。并將采集的 數(shù)將按指定 格式進行保

5、J2、 數(shù)據(jù)采集程序：數(shù)據(jù)采集程序要實現(xiàn)的任務(wù)就是用軟件控制 聲卡采集輸入的信號，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（即我們常說 的數(shù)據(jù)）提供給后續(xù)程序處理。它為后續(xù)程序提供了一個數(shù) 據(jù)來源。b）數(shù)據(jù)采集程序的流程:|聲卡勢數(shù)設(shè)蠱|f|啟動聲卡|f |采集信號| T停止聲卡并洌聲卡|c(?nns數(shù)據(jù)采集程序?qū)嵗?3、數(shù)據(jù)處理程序：任務(wù)：實時波形顯示，并將它添加到已有信號的存在數(shù)組中。a）因為是實時顯示采集信號的波形，因此我們需要用WaveformChart來實現(xiàn)；b）將新信號添加到已有信號的數(shù)組中，可通過移位寄存器實現(xiàn)。4、數(shù)據(jù)保存程序：任務(wù)：在最后程序結(jié)束以后，將該音頻文件保存為 Wav文件存 到計算機。

6、（注：有已經(jīng)建好的 錄音保存.VI ”可在D:ProgramFilesNati onalIn strume ntLabview7.1exampleSo un dSo un d.llb中調(diào)用，具體具體路徑由安裝 LABVIEW軟件的盤確定。）錄音保存.VI:monoSfe錄音格式（銭）5、局部變量局部變量主要是解決數(shù)據(jù)和對象在同一 VI程序中的復用問題a）創(chuàng)建局部變量b）設(shè)定局部變量狀態(tài)（讀操作和寫操作）c）邏輯型控制量使用局部變量時，要求其機械動作必須設(shè)為Switch 狀態(tài)。Find CoritrdHide ControlChange 2 Indkator Change to Const an

7、t gf/Fipgn and Tp.BooleAniConstantControlIndkatorLOCri VAriAbleReferencePfopafty Nods * Lrwdks Node k暫停按鈕：采用case循環(huán)如下圖:m3四、設(shè)計步驟1、創(chuàng)建前面板上半部分選擇“垂直平滑盒”，下半部分選擇“上凸盒”（操作:新式T修飾T垂直平滑盒/上凸盒）。顏色設(shè)置為上天藍色、下淺白色, 具體請（按住shift右擊鼠標調(diào)出工具模板-顏色工具-在需要改變 顏色處右擊鼠標選擇所需顏色）。2、設(shè)置聲卡參數(shù)建立 SI CONFIG (All Fun ctio ns graphics&sou nd sou

8、 ndsou nd選擇while循環(huán)(All Functions structures),采樣間隔設(shè)置為200ms(AII Fun cti ons Time&Dialog wait un tiln ext msmultiple),在停止條件接線端創(chuàng)建“錄音”輸入控件，將其按鈕動作設(shè)置為“釋放時轉(zhuǎn)換”，同時在前面板創(chuàng)建“工作狀態(tài)”指示燈，顯示“未錄音”與“錄音中”，在程序框圖中將這個布爾按鈕放在 while 循環(huán)外，與“錄音”控件相連。建立SI Start，啟動聲卡，并將SI Config 的task ID out 與SI Start 的task ID in 通過while循環(huán)連接。如圖:站id

9、priFiG :COTIFK畫一睜B&o ean4、建立while循環(huán)作為整體部分因為要實時顯示并記錄信號，因此采用while循環(huán)，并通過移位 寄存器來實現(xiàn)將新信號添加的已有信號的數(shù)組中（移位寄存器使用： 在while圖框右擊鼠標，選擇 Add Shift Register ）。在前面板顯示 錄音時 間 （AllFunctions 宀 Time&Dialog 宀 format date/timestri ng ）。I蒐海m月莞H廿H時Ml分啊st珈p廣3 神I一If-DI5、暫停設(shè)置創(chuàng)建case structure,設(shè)置邏輯型控制量。a、當邏輯值為真時，在case部建立SI Stop和SI S

10、tart，兩個 函數(shù)之間建立while循環(huán)，延遲時間設(shè)為100ms建立“暫定”的局 部變量（創(chuàng)建局部變量：在邏輯控制量上右擊tcreat宀localvariable ）與while的“停止”相連，并將其設(shè)為continue if ture（右 擊鼠標進行選擇）。將SI Stop和SI Start的輸出與輸入經(jīng)過whilel 連接。將SI Stop的輸入經(jīng)過case圖框與SI Config的輸出相連。b、當邏輯值為假時false:不對信號做處理SISTfiRT6、停止設(shè)置創(chuàng)建case循環(huán)和邏輯控制量，ture時創(chuàng)建SI Stop false時直接通過7、信號的輸出聲音數(shù)據(jù)的讀取要用到“聲音輸入讀

11、取”函數(shù)來實現(xiàn)，其輸出是雙聲道8位還是16位則由輸入控件“聲音格式”決定。由于輸入控 件“聲音格式”是一個3元素的簇，因此要用到“按名稱解除捆綁” 函數(shù)，并將解除捆綁后的“采樣位數(shù)”作為 case條件結(jié)構(gòu)的輸入值。 創(chuàng)建字符串常量，用文本顯示控件顯示聲道的不同，默認是雙聲道8 位。選擇“波形圖表”來實現(xiàn)聲音波形的實時顯示，將“聲音輸入讀取”函數(shù)的“立體聲8位/16位”輸出端接到“波形圖表”上，并將 “波形圖表”屬性中的“外觀”改成“ 2曲線顯示”，便可實現(xiàn)數(shù)據(jù) 的實時顯示。將新信號添加到已有信號的數(shù)組中，可通過“移位寄存器”來實現(xiàn)，將“讀取聲音輸入”函數(shù)的輸出數(shù)組和錄制過程while循環(huán)的移位

12、寄存器數(shù)組連接成一個數(shù)組 ，再連回移位寄存器，便可將 新信號不斷地添加到已有信號數(shù)組中，具體操作如下：建立cases tructure, 使用簇分解函數(shù)將錄音模式的三個量分 解，選擇其中的采樣位數(shù)作為判斷的輸入，a、若輸入為8 bit，則使用Si Read，輸出端口為stereo 8-bit ， 建立 Waveform Chart，與輸出端口相連。同時顯示使前面板字符串“雙聲道 8 位”（All Functions宀String 宀String Constant 宀輸入“雙聲道8位”宀建立顯示量）。b、若判斷為16 bit，則輸出端 口為stereo 16-bit，字符串顯示“雙聲道16位”。

13、:w 曾rr點8、while的終止判斷將Si Read的錯誤輸出用簇分解函數(shù)分解，選擇其中的 staus與 停止邏輯控制量進行“與”判斷，然后與 while的停止連接。9、 關(guān)閉聲卡：整個聲音采集、數(shù)據(jù)處理過程使用 while循環(huán)來控制, 循環(huán)條件為“停止”按鈕和“錯誤輸出狀態(tài)”的或運算值 ，即當按動“停止”按鈕或出現(xiàn)錯誤時，聲卡采集任務(wù)立即停止。在這個 while 循環(huán)外面用“聲音輸入清零”函數(shù)實現(xiàn)聲音輸入清零 ，釋放所占用的 系統(tǒng)資源。在while外部建立Si Clear,關(guān)閉聲卡。.-4* I status IiIIIH10、錄音保存在外部建立case structure ，判斷條件為采

14、樣位數(shù)，當位數(shù)為“ 8 bit ”時，使用錄音保存子VI，在while部使用簇合并將Si Read 與移位寄存器的一端合成后輸入到錄音保存VI的stereo8位輸入端，創(chuàng)建錄音格式的局部變量，并與錄音保存VI的輸出端相連接。當位數(shù)為“16 bit ”，合成簇與錄音保存VI的stereo16位輸入端相連接， 輸出端仍與錄音格式的局部變量相連。11、波形顯示選擇屬性(properties ),曲線顯示設(shè)置為 2( appearanee宀plotsshown) ,X 軸設(shè)置為時間(format and precision ) ,plot0 設(shè)置為白色線狀，plotl設(shè)為紅色線狀。填充至0PhtOPl

15、ot 119250619260612、面板填寫信息及顏色調(diào)整While循環(huán)整體框圖程序如下:S-I：?乳工片I31 UF B1I諸列Ii屈栓wa?rar：T12.前面板:13.錄音保存:五、結(jié)論與展望結(jié)論：本設(shè)計滿足所需要求。錄音系統(tǒng)將 PC機上的聲卡作為音頻信號采集硬件，使用者使用話筒錄音，將聲音信號由聲卡輸進計算 機，然后由該系統(tǒng)采集音頻信號。當程序運行后，按下“開始錄音” 鍵后程序開始錄音； 按下“暫停”后聲音的錄制暫停， 再次按“暫?！?聲音的錄制繼續(xù)；按下“停止”后聲音錄制結(jié)束，同時將彈出保存文 件的對話框，文件 *.wav 格式保存。聲音質(zhì)量為雙聲道；在開始采集前， 操作者可根據(jù)實際需要，