基于LabVIEW的变声器设计

论文总字数：17608字

目 录

1摘要与引言............................................1

1.1 课题开发背景和发展现状 ................................1

1.2 研究的意义..........................................3

1.3 本文组织结构.........................................3

2声音及变声背景介绍....................................3

2.1 声音产生与分类.......................................3

2.2 声音基本参数........................................5

2.3 变声过程简介........................................5

3基音同步叠加算法......................................5

3.1 使用基音同步叠加实现语音的变换的原理.............................. 5

3.2 基音变换........................................... 6

3.2.1 基音同步分析...................................7

3.2.2 基音同步修改...................................7

3.2.3 基音同步合成...............................................8

3.3 用基音同步叠加算法和重采样技术实现声音转换.........................8

3.4 基音检测............................................8

4重采样.........................................................8

4.1 引言.......................................................8

4.2 理论分析.........................................9

4.2.1 数字滤波器到的选取...............................9

4.2.2 重采样..................................... 9

4.2.3 重采样计算公式.................................9

5变声器设计方案......................................12

5.1 总体设计方案..........................................12

5.1.1 语音文件输入.....................................12

5.1.2 语音变速处理.................................................12

5.1.3 语音变声处理.................................................12

6 变声器算法实现......................................................12

6.1 变声器前面板设计....................................................12

6.2 变声器对应程序框图..................................................14

6.3 本章小结............................................................15

7论文总结与讨论.......................................................15

8参考文献...............................................................17

9致谢.....................................................................19

基于LabVIEW的变声器设计

欧继

，China

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.Another advantage is to meet the changing functional requirements at the same time, but also need to reduce the cost of procurement of hardware, and the previous algorithm is optimized.

Keywords: PSOLA， resampling， Voice conversion.

1引言

本文旨在利用LabVIEW 2015版本设计一个变声器,进而实现搜集，变化,保存变换声音的功能,从而最终达到将原声音变换到目标音质的声音的目的,能使其在日常的生产生活或者教学实验中得到一定的应用^[1]。

1.1课题开发背景和发展现状

随着科学信息技术日新月异地快速发展,我们无论是在教学实验,日常生活,工业生产等各个领域处理的问题也越来越复杂。在各种高科技技术高速发展并在电子测量技术与仪器规模中发扬着举足轻重的作用,新的理论,方法及测试领域和新的仪器的不断涌现,传统仪器在如此快速发展的行业及领域之中愈发越来越力不从心^[2]。当新的算法,新的问题摆在我们面前的时候,传统的仪器面临着更新换代慢,升级效率及利用率低,成本高昂等诸多的问题,故难以满足科研工作者较多的的要求,给科研工作者带来了分外的精力和经济成本。虚拟仪器的出现和完善可以完全克服这个问题。利用虚拟仪器开发平台开发的各种“虚拟仪器”不仅具有成本较低,而且具有简单性的优点,此外还有更好的人机交互性。其操作方式和操作感受其及实与传统仪器相比,其外形基本相同。从“软件即仪器”到“网络即仪器”,“仪器仪表”(Internet)基本上可以反映虚拟仪器的特点和发展过程^[3]。

从LabVIEW研发的过程中我们可以看出,LabVIEW是一个比较完备的的开发工具，并且具备软件所要求具备的一切特质,但是不同于BASIC与C,LabVIEW是一种编程语言,而不仅仅是一个软件。除了编程方法有一些差异之外,LabVIEW具有语言的所有的基本的特性,因此，很多时候我们也把LabVIEW编辑而成的语言叫做G语言，主要是其编辑使用图形而不是文本。短短几十年里，LabVIEW有了突飞猛进的发展，虽然出现了众多的编程语言，但是基本上没有语言能够代替LabVIEW的重要地位，这主要是因为虽然编程语言发展迅猛，但是由于LabVIEW没有那种晦涩难懂的文字代码，所以其霸主地位几乎没有被撼动过，几乎每隔个几年，NI公司就会推出新的版本，无论是其友好性还是操作的简便性上都有了明显的进步与发展，以LabVIEW为核心，结合各个模块的工具包，采用编程统一方式，基本上可以实现不同技术领域的需求，这是LabVIEW的核心内容。G语言编写的程序称为虚拟仪器VI(虚拟仪器),因为与真实仪器的界面和功能非常相似,在LabVIEW的应用将被称为.vi后缀,表示虚拟仪器的含义。VI主要是由程序前面板，程序框图和连接各个图标的端口等构成。各部分性能如下：

前面板

前面板是VI的交互式用户界面,类似于真正的物理仪表板。前面板可以包含按钮等工具,允许键盘或鼠标显示数据。我们可以从图1中看到LabVIEW的前面板的基本构造。为了方便本实验的操作，本实验采用的是LabVIEW2015版本的中文版，最上方由文件等按钮组成，可以在下方的网格线内进行程序的绘制。并且有程序运行和停止的按钮，本实验的主要操作都是在此面板将进行操作的。

数据流框图程序

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