基于电话语音卡的语音信号处理软件平台的设计与实现new

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1、http://www.paper.edu.cn基于电话语音卡的语音信号处理软件平台的设计与实现123陈文钢，田岚，姜晓庆1（山东大学信息科学与工程学院山东济南250100）2（山东大学信息科学与工程学院山东济南250100）3（山东大学信息科学与工程学院山东济南250100）E-mail（gangzi@sdu.edu.cn）摘要：利用软件技术构建虚拟的实验环境是提高教学及科研效率、降低成本的一条有效途径。本文介绍了一种基于VisualC++6.0来实现一种可视化语音信号处理的软件实验平台的方案，使用TW8

2、V-ID语音卡作为开发平台语音数据采集部分。对情感语音识别进行了探讨，针对常用的语音特征参数提取方法和实验过程，提出一个实验平台软件系统的整体框架,并给出编程实现的方法。关键词：语音信号处理；语音卡；虚拟实验；情感语音识别1.引言随着现代通信和信息技术的发展，“语音信号处理”技术[1]作为该领域发展最迅速的学科之一，已经发展到了一个比较成熟的阶段，出现了众多功能强大的语音信号处理软件，像MATLAB，COOLEDIT等，但是在针对语音信号处理的教学与科研方面却没有一个非常合适的软件平台。随着高性能PC机和

3、仿真软件的出现，语音信号处理逐渐从依靠电子仪器设备进行实验的传统方式转到利用PC机进行各种仿真实验，从而达到加深理解、简化实验过程、节约经费的目的。本文介绍了一种基于电话语音卡的语音信号处理的软件平台的方案，该方案兼顾了平台操作简单、实验结果直观，方便学习，为利用PC机进行语音信号处理方面的实验研究、教学及学习带来方便。2.语音信号软件实验平台的设计2.1设计思路平台的整体设计思路集中体现了方便、准确和易用。编程设计时要考虑以下4个关健问题。：（1）实时语音采集与回放。平台的语音信号采集系统采用电话语音卡

4、和通用的电话机来采集语音数据。在做实验时可同时对5至8人同时进行电话录音。可根据系统要求自己选择合适的采样率，声道数（默认值为单声道，可指定为双声道），采样数据的存储格式可以是8位（默认）和16位,指定存储格式的同时就规定了每个采样值量化的精度。利用VisualC++6.0中的低层波形音频函数和多线程处理技术实现对音频驱动程序的直接操作和音频数据的逐位的精确控制，不用像matlab那样必须事先利用windows的录音机等设备把有关的语音资料录制并存储为wav文件，也就是说,平台可以做为实时语音采集系统对语

5、音信号进行实时录音、放音。（2）实验参数可调。语音信号的存储和处理都是按帧进行的。语音信号是一种非平稳-1-http://www.paper.edu.cn信号,进行时频分析及其他各种处理时一般要采用短时分析技术,即把长时间的语音数据串分成10～30ｍｓ的短时帧。平台采用一个统一的参数调整界面，可以对采集的语音数据的帧长、帧移、窗类型进行设置。由于对各处理部分进行模块化设计，不用像matlab那样得从头开始处理，从而可以快速看到参数改变后的结果。（3）用户语音处理子程序接入。平台构建了一个虚拟的实验环境,要

6、实现多种语音信号处理的实验就必须有一个人机接口扩展模块。用户只要根据平台提供的接口函数，就可以将自己的想法通过此扩展模块加入平台中，从而在实验中实现。平台对各种处理功能都提供可选项，在实际使用中用户可以根据自己想法有选择性地来搭建语音系统，实现二次开发。（4）显示功能模块。实验平台的显示部分基于VisualC++6.0的快速的图形处理功能，主要使用了其显示开始图形设备接口GDI，利用CDC类和自定义类来实现各种复杂图形的显示。在屏幕显示的分布上，力求突出实用ZoomFactorMax>TempZoomFa

7、ctor?性、可对比性和直观性。显示部分算法如下：是否设单声道样本点数为PtTotal，每屏显示点的个数根据TempZoomFactor生直接从文件设为PtDispPerScreenNum，缩放最大值设为成临时文件tempfile中读取数据，显示图形ZoomFactorMax，ZoomFactorMax越大，则当前显示的图形所代表的点越多，相当于把数据缩小显示。当前缩从tempfile中读取数据，显示图形放值设为ZoomFactorCur，则：PtTotalZoomFactorMax=显示结束PtDisp

8、PerScreenNum当数据文件比较大时，缩小显示到一定程度后，如图1缩放流程图果仍然直接从文件中读取数据再在屏幕上画出，显示过程中将会有很大的延时，影响实时性。故采用如下方法，①经过一定计算后，将那些不方便直接从文件读取显示的数据从原数据文件中按一定顺序提取出来并生成一个新的临时文件；②显示时直接从临时文件中读取即可，而不必从原数据文件中搜索提取，大大加快了显示速度。实现的具体过程如图1所示。2.2平台的组成和数据流程系统