基于LabVIEW的 双声道语音录制系统

1、实验报告 姓名：付凯 学号：1120132826 班号：17111301 专业：应用数学 院系：数学与统计学院 时间：2016.6.1基于labview的双声道语音录制系统实验摘要：此次实验要求设计一套语音信号录制系统：pc机上的声卡作为音频信号采集硬件，使用者使用话筒录音，将声音信号由声卡输进计算机，然后由该系统采集音频信号，在最后程序结束以后将该音频文件保存为wav文件存储到计算机中。该录音系统所需要实现的功能依次为：配置声卡参数、将信号收集到声卡缓存区、从缓存区读取信号并保存在计算机上、停止并关闭声卡工作。关键字：多声道、采样位数可调、录音系统。1 设计任务及要求1.1设计任务每个人的声

2、音都有各自的特征以及讲话时特殊的语言习惯，这些都反映在声音信号中。本次实验设计一套语音信号录制系统，即将pc机上的声卡作为音频信号采集硬件，使用者使用话筒录音，将声音信号由声卡输进计算机，然后由该系统采集音频信号，在最后程序结束以后将该音频文件保存为wav文件存储到计算机 。1.2要求 声音质量为双声道。 在开始采集前，操作者可根据实际需要，更改采样位数（8位和16位）。 按下“开始”按钮时，才开始采集声音。 在采集过程中，按下“暂定”按钮，暂定声音的采集，再次按下“暂定”按钮，继续采集声音。 按下“停止”按钮，停止采集声音，并弹出保存文件的对话框，保存成“*.wav”文件。2 使用设备 硬件

3、设备： 计算机、声卡、话筒（mic）。 软件设备： 据采集程序、数据处理程序及数据存储程序。3 任务分析3.1 硬件组成计算机、声卡、话筒（mic）3.2 软件组成配置声卡采集信号数据处理关闭声卡设置声卡的工作模式和参数，为声卡的正常工作做准备。启动声卡采集输入的信号，并将其数字化，转换成计算机能处理的数据将声卡采集获得的新数据显示出来，并将它添加到原有信号的存在数组中。停止声卡采集任务，释放占用的系统资源。并将采集的数据按指定格式进行保存3.2.1 录音系统设计流程3.2.2 数据采集程序数据采集程序要实现的任务就是用软件控制声卡采集输入的信号，并将其转换为数字信号（即我们常说的数据）提供给

4、后续程序处理。它为后续程序提供了一个数据来源。声卡参数设置启动声卡采集信号停止声卡关闭声卡数据采集程序的流程3.2.3 数据处理程序实时波形显示，并将它添加到已有信号的存在数组中。因为是实时显示采集信号的波形，因此我们需要用waveform chart来实现；将新信号添加的已有信号的数组中，可通过移位寄存器来实现。3.2.4 数据保存程序在最后程序结束以后，将该音频文件保存为wav文件存到计算机 。4设计步骤4.1 配置声卡参数函数： si config功能：配置声卡参数，为声卡采集信号做准备。输入端口：device：设备号，默认值为0，该参数一般不需要改动。操作系统中用设备号表示硬件设备。s

5、ound format：用于指定声卡的参数：单声道还是立体声，采样率， 8位还是16位。它是一个簇，包括下面三个元素：sound quality：声音质量，枚举型，两个取值：mono（单声道）和stereo（立体声）rate ：采样率，枚举型，4个取值：0，1，2，3；分别对应四种采样率：11025，22050，44100和8000hz。bits per sample：采样点位数，枚举型，两种取值：8位和16位 输入端口buffer size：数据缓存区大小。是labview与声卡之间传递数据的一个中转站。默认大小为8192字节。error in ：错误簇。输出端口task id out ：声

6、卡的标识号。其它声音函数通过它对声卡进行操作。error out ：错误簇。此次实验中，用户可以自主选择声音质量、采样频率和采样位数，需要新建三个枚举型的输入变量来确定声卡参数，将三个参数捆绑成簇，作为配置声卡的声音参数。声卡在数据的收集时，便会按照用户的选择对声音进行收集。4.2 信号的处理函数： si start功能： 启动声卡，开始采集信号并将数据保存到缓存区。输入端口task id in ：声卡的标识号。error in ：错误簇输出端口task id out ：声卡的标识号error out ：错误簇函数： si read功能： 从声卡缓存区读取数据。输入端口task id in ：

7、声卡的标识号error in ：错误簇输出端口task id out：声卡的标识号error out ：错误簇函数： si stop功能： 停止声卡采集的工作。输入端口task id in ：声卡的标识号error in ：错误簇输出端口task id out ：声卡的标识号error out ：错误簇功能包含启动和停止声卡收集工作两部分。当按下“录音”按钮时，启动声卡的收集工作，此时信号作为输入流存储在声卡的缓存区里面。当按下“暂停”按钮时，停止声卡的收集工作，此时声卡的缓存区里面没有信号的输入。当按下“录音”按钮时，启动一个每200毫秒一次的循环，并启动声卡的信号收集工作，将声音信号按先前

8、配置好的参数收集到声卡缓存区内，同时更改工作状态为“录音中”。当按下“暂停”按钮时，停止声卡的收集工作，并把工作状态由“录音中”改为“未录音”。从声卡缓存区中读取信号，并将信号保存到本地计算机上。将信号按照用户要求的格式从声卡缓存区中读出，需要刚开始时用户所设定的参数，使用老师提供的“录音保存.vi”将信号从缓存区中读取并保存到本地计算机上。当按下“停止”按钮时，停止声音的采集工作，并将按下的“录音”按钮弹出，修改当前工作状态为“未录音”。然后使用录音保存功能将收集到的信息保存在本地计算机上。4.3 停止并关闭声卡函数：si clear功能： 关闭声卡，并释放所有占用系统的资源。输入端口task id in ：声卡的标识号error in ：错误簇输出端口error out ：错误簇实验结束后，关闭声卡，并释放所有占用的资源，以便计算机执行其他任务。此次实验中，用“声音输入清零”来释放所占用的资源。5.结论与展望通过一周的努力，我终于完成了