基于LabVIEW的波形连续重采样
基于LabVIEW的变声器设计
基于LabVIEW的变声器设计作者：李要芳刘智来源：《机电信息》2020年第27期摘要：变声器是通过对声音的音色和音调的双重复合改变，实现对输出声音的变声。
现使用基于基音同步叠加（PSOLA）算法的波形编辑和拼接技术，利用虚拟仪器软件LabVIEW对采集的声音信号进行滤波、调频处理，实现了对语音信号的变声处理。
该设计提供了一种变声器设计的简便快捷方法，具有很好的应用前景。
关键词：基音同步叠加（PSOLA）算法;LabVIEW;变声器设计0 ; ;引言近年来，语音识别和基于语音段的建模方法逐渐成为研究热点。
在语音合成方面，基于基音同步叠加（PSOLA）算法的波形编辑和拼接技术就是最具有代表性的一種方法[1-2]。
本设计通过LabVIEW[3]设计一个变声器，利用PSOLA算法与重采样技术结合，实现音频的变调不变速以及多种频段的变调，从而达到变声的功能。
1 ; ;变声器的理论基础基音同步叠加（PSOLA）算法是利用短时傅里叶变换重构信号的叠加法，主要有基音同步分析、基音同步修改以及基音同步合成三个部分[2]。
1.1 ; ;基音同步分析设采集的音频信号为X（n），选择合适的时窗分析窗口hm（n）对原始合成单元做加窗处理，得到一组短时信号xm（n）如式（1）所示：xm（n）=hm（tm-n）X（n） ; ; ; ; ; ;（1）式（1）中，tm为基音标注点，hm（n）一般采用汉明窗（Hamming），窗长大于原始信号的一个基音周期，因此窗间有重叠，窗长一般取原始信号基音周期的2～4倍，即得hm （n）如式（2）所示：hm（n）=h（n）（n/μp） ; ; ; ; ; ; （2）式（2）中，h（n）为归一化窗长，μ为窗覆盖基音周期数的比例系数，p为基音周期。
通常情况下，取μ=2，能够使合成简化。
若要提高基频，令p取为原始分析基音周期;若要降低基频，令p取为合成基音周期，这样能够使得合成简化。
1.2 ; ;基音同步修改基音同步修改分修改声音的时域与频域特性[4]，对语音基频的修改是通过对合成单元标记间隔的增加来减少正在进行的语音，对语音时长的修改是通过合成单元同步标记的插入来删除正在进行的语音。
基于LabVIEW语言的信号播放、采集与回放系统
基于LabVIEW语言的信号播放、采集与回放系统郅希云【摘要】信号采集与回放系统通过虚拟仪器技术平台,利用LabVIEW语言进行信号读取、播放、采集,通过播放存储的目标或环境噪声产生的震动和声音电信号,用播放的信号激励微震台,微震台的传感器重新进行数据采集,通过调整自适应滤波器参数,使得重新采集的信号逼近原读取信号.详细介绍了如何利用LabVIEW语言编写的程序用于将存储数据调出读取、播放、采集,并对信号波形特点进行分析.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2015(039)006【总页数】6页(P49-53,69)【关键词】LabVIEW;Filtered-X自适应滤波;信号采集【作者】郅希云【作者单位】中国电子科技集团公司第三研究所,北京100015【正文语种】中文【中图分类】TN371 引言LabVIEW［1－3］语言程序界面是图形化的，界面比较友好，功能强大，开发的软件广泛应用于数据采集、数据分析及虚拟仪器控制，可以代替硬件进行系统仿真、实时检测和控制，成本较低，有极高的灵活性，将仪器的测控能力与计算机强大的数据处理能力完美结合，可以满足各种不同应用，深受程序开发者喜爱。
LabVIEW虚拟仪器主要包括前面板、程序框图板，前面板可以仿真常规仪器上的输入输出设备(如开关)，也可以进行波形显示等，程序框图板是进行程序调试的界面，将模块化的程序进行组合，实现数据采集、设备控制等，并通过某种机制，将二者互为联系，实现整个系统功能，本文基于LabVIEW语言开发了信号读取、播放、采集和对比回放系统。
2 系统原理框架及流程信号采集与回放系统主要通过数据采集存储的目标或环境噪声产生的震动和声音电信号，震动通道功率放大器驱动扬声器产生声信号，声音信号激励微震台，应用数据采集卡的A/D(模/数)转换功能，通过数据采集卡将采集端采集到的模拟电信号利用高速模数转换电路转换为数字信号，经过数据采集卡板载缓存，最后利用计算机中的程序不断从缓存中提取数据，存入计算机中，并进行相关处理，提取有用数据进行硬盘存储。
第5讲 基于LabVIEW的信号处理
考书
参数测量例2——FRF
• 一个函数完成一台传统频谱分析仪的主要功能
– 系统的激励和响应信号作为输入，直接输出系统的FRF
– 加窗、平均、H1、H2、H3等设置 – 直接在LabVIEW前面板显示频响函数
参数测量例3——正弦参数提取
• 传统方法
– 功率峰值法：精度受频谱泄漏和谱线密度影响
– 零点检测法：精度受噪声影响
LabVIEW信号处理实际应用丼例
• 波音777客机的起降噪声源定位
应用
波 音 公 司 使 用LabVIEW 实 现 超 过 300通道振劢信号的同步采样不分 析，分析飞机起降噪声来源，从 而对发劢机外壳进行优化，降低 了客机起飞时的噪声，同时降低 油耗
LabVIEW信号处理实际应用丼例
• 鸟巢体育场结构健康监测
– 硬件滤波丌需要占用处理器资源 – 软件滤波可能在某些噪声条件下效果较差 – 两者可能同时使用
降噪的挑戓 – 宽频、时变、多尺度
• 移劢平均和低通滤波丌适用于宽频、时变、多尺度信
号的降噪
小波降噪
• 基于小波的降噪方法适合于宽频、时变、多尺度信号源自的降噪降噪方法比较
移劢平均 去除成分 幅频响应 类型 过渡带 高频 低通滤波 较长 (不平均长度有关) 较大 (不平均长度有关) 简单易用 低通 高频 低通滤波 可控 (不滤波器设计有关) 可控 (不滤波器设计有关) 性能可控 小波 有选择地去除高频 低通并保留高频幅度较 大部分 （非线性） 不小波类型有关
丼例
• 基于myDAQ实现声音信号的采集和声强分析及阈值报警
– 采集音乐信号 – 设阈值并监控 – 根据警报值输出
丼例
• 进一步实现在线音效处理（功率谱分析和滤波均衡）
基于LabVIEW的变声器设计
基于LabVIEW的变声器设计摘要：数字信号处理技术在语音信号的处理中具有十分重要的意义，是语音变换的处理方法之一。
基于在语音变换时的技术要求，本文介绍了一种在基音同步叠加（PSOLA）算法的前提下，结合重采样技术实现语音变调不变速的方法，在分析变换理论及具体算法的基础上，利用LabVIEW编程实现语音的多种频率变换以及男∕女声变换。
关键词：基音同步叠加（PSOLA）算法; 重采样; 频谱搬移; 语音转换LabVIEW-based variable sound design Abstract: Digital signal processing technology is of great significance in speech signal processing, is one of the processing method of voice transformation. Based on the technical requirements in the voice change, this paper describes a synchronous overlap in pitch (PSOLA) algorithm premise resampling technique combining voice tone does not shift method, based on the analysis of specific algorithms transform theory and on the use of LabVIEW programming a variety of voice frequency conversion and male / female transformation.Keyword: PSOLA; resampling; spectrum shifting; V oice conversion0 引言在音频信号处理中，将源说话人语音中的个性特征转换成目标说话人语音的个性特征的语音信号处理技术，称为语音变换技术。
LabVIEW中的波形图
LabVIEW中的波形图所谓曲线就是一组X与Y对应数值的图形化显示。
通常曲线图中的Y值代表了数据值，而X值则代表了时间。
波形图控件（waveform chart）可以在Controls工具面板的Modern>>Graph子面板中找到。
这个控件是一个专门用来显示一个或多个数据曲线的数值类型的指示器控件。
这个控件经常在循环结构中使用，用来保留与显示以前采集到的数据，并追加新产生的数据，将这些数据以连续更新的方式进行显示。
在波形图控件中，Y值表示了新产生的数据，X值表示了时间（通常，每次循环就产生一组新的Y值，而X值则表示了一个循环的时间）。
在LabVIEW中只有一种波形图控件，不过这个控件有三种数据刷新模式。
下图就是一个多曲线波形图的例子。
波形图更新模式波形图控件的三种数据更新模式分别是带状记录纸模式(strip chart)，示波器图模式（scope chart）以及扫描图模式（sweep chart），如下图所示。
数据更新模式可以通过在波形图控件上面点击鼠标右键后在弹出菜单中的Advanced>>Update Mode>>子菜单来加以改变。
如果在VI程序运行期间想要修改波形图控件的数据更新模式，由于运行时的控件右键菜单与编程时的不同，就在该控件的邮件菜单中的Update Mode中选择即可。
带状记录纸模式的显示和真正的带状记录设备的显示相像。
示波器图模式则和真正示波器的曲线显示相像，该模式中当曲线到达波形图的右边界之后，整个曲线就会清除并从波形图的左边界重新开始显示。
扫描图模式与示波器图模式十分相似，不过扫描图模式中曲线到达右边界后并不会有清除动作，而是有一个竖线出现在波形图中，该竖线标识着新数据的开始，并在新数据不停添加的时候，该竖线会慢慢移动。
这些区别在看到实际波形图控件在不同刷新模式先运行之后就很容易区别开来的。
由于示波器图模式与扫描图模式在追溯以往曲线上比带状记录纸模式的开销要少，所以这两种数据更新模式要比带状记录纸模式很明显的快得多。
在LabVIEW中实现数据采集
Easy VIs Intermediate VIs Advanced VIs Utility VIs
Easy Analog Input VIs
这是LabVIEW提供的一组标准的、简单易用的 采集 VI.
:从指定通道获得一个样本.
:从通道组获得一个样本,这些样本返回到一个样本数组.
:由一个通道得到一个波形，这些样本返回到一个waveform 数组.
System
该设置项显示了设备占用的系统资源以及设备的编号。
AI
AO
Accessory
OPC
在完成上述设置后，单击确定，会出现“Test Resources”和“Test Panels”按钮。单击 “Test Resources”出现测试结果对话框。
单击“Test Panels”按钮出现测试面板。
Device—采集卡的设备号. Channel—指定模入通道号的串数组. Buffer size—单位是scan，用于控制采集数据计算 机内存的大小.
AI Start启动带缓冲的模入操作。它控制数据采 集速率，采集点的数目，及使用任何硬件触发 的选择。它的两个重要输入是：
Scan rate (scan/sec)—对每个通道采集的每秒扫描次 数. Number of scans to acquire—对通道列表的扫描次数。
8 differential 12bits 200kS/s guaranteed Bipolar only 512 samples
Analog Output Number of channels Resolution Range
2 16bits +-10V
2 12bits +-10V
关于labvew模拟输出的重生成模式
在利用labview制作波形发生器的时候，当在DAQtime中把采样模式设置为连续采样时，会出现两种生成模式，即允许重生成模式和不允许重生成模式。
这是一个比较关键的参数，在应用时选择何种模式会对结果造成比较大的影响。
重生成模式是指允许NI-DAQmx重新生成所构建的虚拟仪器之前生成的采样数据。
如果选择了这种模式，则虚拟仪器在缓冲区中生成所有采样数据后，缓冲器的写入标记将返回缓冲区的开始处，重新生成缓冲区内的所有数据。
不允许重生成模式，就不允许NI-DAQ重新生成虚拟仪器先前已生成的采样数据。
若选择不允许重生成模式，则NI-DAQmx将等待，直到缓冲区写入更多的采样数据，或达到超时限制。
以下面的例子为例这是一个可变波形的信号发生器，我们设置为允许重生成模式。
那么，他的结果可能是这样的这就是所谓的短时脉冲波形干扰。
为什么会出现这样的情况呢。
原因可能是：仿真信号生成的样本数＜pc的缓冲区，NI-DAQmx生成的采样中包含了原来的旧数据，也包含了xinshuju.liru，党江需产生的信号由正弦变为锯齿波时，设备接收到的不能及时的从正弦波变为锯齿波，而会出现一个过渡期，输出波形中，锯齿波数据的比例捉奸增多，知道经过足够的循环后，才会完全变成锯齿波。
可见，为了避免发生短时脉冲波形干扰现象，应该使仿真信号生成样本数与pc机的缓冲区容量相匹配，且两次循环之间的时间间隔也要合适。
由此可见，在实现可变模拟输出时，可考虑采用禁止重生成模式。
这样就需要注意：当设置成禁止重生成模式的时候，要连续的忘缓冲区内写入数据，以保证缓冲区内实时有数据可以输出，当没有数据输出时，将会报错。
正如下面的例子：波形周期设置为150ms，同时循环延时同样设置为150ms。
那么，波形发生器就完美了。
产生的波形如下图所示。
不会产生短时脉冲波形干扰。
但是，若循环延时设置为151ms，＞150ms。
那么一段时间后就会报错，因为缓冲区内没有数据可供输出。
基于LabVIEW的实时数据采集和滤波处理设计
基于LabVIEW的实时数据采集和滤波处理设计徐杰楠;傅舰艇;詹惠琴【摘要】Abrasion is one of the main factors that affect machinery equipment’s reliability and working life-span. Particles produced by abrasion are important information carriers which reflect the abrasion status inner a machine. So monitoring the particles in oil is an important means to status monitoring and fault diagnosis. By adopting Virtual Instrument technique and LabVIEW graphic programming software, as well as the data acquisition card PCI-1200 from NI, an effective Real-time data acquisition and Filter system was developed combining with the features of debris signals monitored in oil. The results of the experiment demonstrate that this system accomplish the functions of data acquisition, filtration and its display. It can also satisfy the requirements of data acquisition and filtration.%磨损是影响机械设备工作可靠性和使用寿命的主要因素之一,摩擦磨损产生的磨粒是反映设备内部磨损状况的重要载体,因此对油路中磨粒特性的监测是对机械设备进行状态监测与故障诊断的一个重要手段。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。