信處理軟件綜合設(shè)計-方案設(shè)計

1、信號處理軟件綜合設(shè)計音頻變聲軟件的設(shè)計目錄總頁數(shù)：81 引言11.1 文檔概述11.2 參考資料11.3 術(shù)語定義及說明12 系統(tǒng)需求分析22.1 系統(tǒng)的設(shè)計需求22.2 系統(tǒng)功能22.2.1 系統(tǒng)功能模塊框圖22.2.2 功能實現(xiàn)流程圖32.2.3 總體設(shè)計流程圖43 系統(tǒng)設(shè)計43.1 系統(tǒng)功能設(shè)計43.2 系統(tǒng)界面設(shè)計54 運行環(huán)境與開發(fā)工具74.1 硬件環(huán)境與軟件環(huán)境74.2 開發(fā)工具介紹75 項目實施85.1 項目實施計劃8第9頁1引言隨著信息科技的發(fā)展，語音信號處理技術(shù)不斷地融入各個領(lǐng)域。作為21世紀信息技術(shù)領(lǐng)域最重要的科學技術(shù)之一，它成為了人機接口的關(guān)鍵技術(shù)，并且越來越受到人們的重

2、視。因此，設(shè)計本文設(shè)計了一個音頻變聲處理系統(tǒng)，能夠為用戶帶來不一樣的功能體驗。1.1 文檔概述隨著人們進入信息時代，人們的生活、學習、工作領(lǐng)域也越來越智能化。作為人和這些領(lǐng)域溝通的關(guān)鍵接口，音頻信號處理技術(shù)自然引起了人們的足夠重視。為了滿足人們對音頻信號不同的需求，本系統(tǒng)根據(jù)軟件工程的設(shè)計思想，采用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法以及C+語言，以Visualstudio2017作為開發(fā)工具。主要完成的功能有：a.實現(xiàn)語音信號文件的讀入，并解析文件中的各種參數(shù)，以及讀取全部聲音采樣數(shù)據(jù)；b.播放讀取的音頻文件；c.對語音信號參數(shù)進行分析，顯示；d.構(gòu)建一個線性網(wǎng)絡(luò)對該信號進行濾波，實現(xiàn)對聲音進行變聲處理，處理

3、后的音頻文件存入新的文件并播放處理后的音頻文件；e.顯示變聲前后信號頻譜；f.部分拓展功能，圖形化可視化操作，功能多樣性等。本系統(tǒng)可以滿足音頻信號處理的基本需要，也為基于音頻信號處理軟件的設(shè)計與實現(xiàn)提供了一套具有參考價值的設(shè)計方案。1.2 參考資料C+PrimerEssentialC+設(shè)計模式深入淺出MFC人民郵電出版社中國電力出版社電子工業(yè)出版社華中科技大學出版社1.3 術(shù)語定義及說明1) C+:基于對象的程序設(shè)計語言；2) Visualstudio：Windows平臺應用程序的集成開發(fā)環(huán)境；3) MFC：MicrosoftFoundationClasses，是微軟基礎(chǔ)類庫的簡稱，主要封裝了

4、大部分的windowsAPI函數(shù)。2系統(tǒng)需求分析2.1系統(tǒng)的設(shè)計需求本系統(tǒng)要實現(xiàn)音頻信號的自動處理，運用C+語言實現(xiàn)對音頻文件的讀入、解析、采樣，最后通過濾波實現(xiàn)對音頻信號的處理。整個應用系統(tǒng)，首先，讀入語音信號文件，解析文件中的各種參數(shù)，并讀取全部聲音采樣數(shù)據(jù)。同時，可以播放讀取的音頻文件，對語音信號參數(shù)進行分析，顯示。除此之外，構(gòu)建一個線性網(wǎng)絡(luò)對該信號進行濾波（高通、低通或帶通），實現(xiàn)對聲音的變聲處理，處理后的音頻文件存入新的文件,并播放處理后的音頻文件。最后，添加了部分拓展功能，比如，圖形化可視化操作、語音提示等功能。2.2系統(tǒng)功能2.2.1系統(tǒng)功能模塊框圖圖1功能模塊圖系統(tǒng)功能的詳細功

5、能模塊設(shè)計和詳細功能介紹表1功能模塊介紹功能模塊詳細功能讀入音頻文件讀取單聲道為16bit格式的wav文件播放音頻文件調(diào)用PlaySound函數(shù)播放wav文件參數(shù)解析及顯示解析wav文件參數(shù)，顯示wav文件聲道數(shù)、米樣率、米樣位數(shù)、米樣數(shù)、采樣點字節(jié)數(shù)濾波、存儲構(gòu)建一個線性網(wǎng)絡(luò)對該信號進行濾波（高通、低通或帶通）實現(xiàn)對聲音的變聲處理顯示信號頻譜顯示音頻信號處理前后的頻譜圖可視化操作基于MFC基礎(chǔ)類庫，使操作更加簡便2.2.2功能實現(xiàn)流程圖開始結(jié)束圖2功能實現(xiàn)流程圖223總體設(shè)計流程圖圖3總體設(shè)計流程圖3系統(tǒng)設(shè)計3.1系統(tǒng)功能設(shè)計表2系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能用戶父互讀入音頻文件單擊“打開文件”按鈕

6、，選擇音頻文件播放音頻文件單擊“播放”按鈕，執(zhí)行播放功能參數(shù)解析及顯示程序自動執(zhí)行濾波、存儲選擇“低通”、“高通”、“帶通”或“帶阻”按鈕顯示信號頻譜程序自動執(zhí)行3.2系統(tǒng)界面設(shè)計以下為人機界面的內(nèi)容、界面風格、調(diào)用方式:乘樣頻車Blackmsn*|4l1.00電眶iDotofD:)*WORK>:nnnnnnnnnnn.n.n.ol.n.rl.rllm.rl.ol.n.nn.n.D.n.n.n.n.n.Q.D.ll,Software空RASPBERRYIZreDrrve0.000O.OOD和開文件旻IE輙2D對凍卜Au&cdssk360msDownlaadqing.wav停止00

7、:00RjSSi：采樣垂圖4初始化界面用戶可以根據(jù)需求，選擇濾波器的類型、窗口類型、階數(shù)大小、以及采樣頻率，其中濾波器類型包括低通、高通、帶通、帶阻，窗口類型包括布萊克曼窗、漢寧窗等。上限傾奉5000U-產(chǎn):宙弄半成報文件於打幵圖5讀取文件界面遽波器類型Bandpass、商口渠墨blazkrran、階數(shù)設(shè)置64丟樣顧率44100LHz濾迪笄生成新文件加入高斯白噪聲11.43lU.S9.1Je.ooC.OG5.71.573.32.291.H0.00正在程啟：qing.wav瞎敢傳止oo：o?01:06聲道敎：甲聲道系樣率：4410D菜樣位數(shù)：止SW：89200系樣點寧節(jié)數(shù)：&4血印E圖6

8、播放界面配置好參數(shù)后，單擊“濾波并生成新文件”按鈕，生成新文件。E3器-X:慮皮器裘型Bandpassv窗口類型Harningv二眼壩率|5000Hz猱菠并生咸新交件采欄頻率飛限頻率44100iHz|4眈加入高斯白噪聲J-2J-061739J-01.D.J.H.2J.0119.8t.6M5M43.2.1Bo.illhii|謔J的包Si新的&頻文件保存在D.qinm_FIFLw"0.0005.00D10.00打開文件IS鎖停止正在曆啟：qing.vrav00:00碓走15.00s：_Fren(KHz)01:12聲道數(shù)：單壽道采樣率:441D0采辜位救:16采樣勤：

9、88200采樣點字節(jié)數(shù)：6479678圖7濾波完畢生成新文件界面單擊“打開文件”按鈕，彈出選擇文件窗口界面，選擇濾波后新生成的音頻文件，之后單擊“播放”按鈕，顯示播放界面。圖8播放新文件界面4運行環(huán)境與開發(fā)工具4.1硬件環(huán)境與軟件環(huán)境硬件環(huán)境：CPU：IntelCOREi5顯卡：NVIDIAGeForceGTX950M內(nèi)存：12GB系統(tǒng)及軟件環(huán)境：MicrosoftWindows10Version1607（64位，專業(yè)版）Visualstudio2017（64位，專業(yè)版）4.2開發(fā)工具介紹MicrosoftVisualStudio（簡稱VS）是美國微軟公司的開發(fā)工具包系列產(chǎn)品。VS是一個基本完

10、整的開發(fā)工具集，它包括了整個軟件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、代碼管控工具、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)等等。所寫的目標代碼適用于微軟支持的所有平臺，VisualStudio是目前最流行的Windows平臺應用程序的集成開發(fā)環(huán)境。最新版本為VisualStudio2017版本，基于.NETFramework4.5.2。MicrosoftOfficeVisio2013是一款便于IT和商務專業(yè)人員就復雜信息、系統(tǒng)和流程進行可視化處理、分析和交流的軟件。使用具有專業(yè)外觀的OfficeVisio2013圖表，可以促進對系統(tǒng)和流程的了解，深入了解復雜信息并利用這些知識做出更好的業(yè)務決策。大多數(shù)圖形軟件程序依賴于藝術(shù)技能。然而，在使用Visio時，以可視方式傳遞重要信息就像打開模板、將形狀拖放到繪圖中以及對即將完成的工作應用主題一樣輕松。5項目實施5.1項目實施計劃表3進度安排及分工情況時間/人員10.1210.16查找項目相關(guān)資料，討論并制定初步方案查找項目相關(guān)資料，討論并制定初步方案10.1610.19對比最佳方案，初步構(gòu)思軟件方案，開始撰寫方案設(shè)計對比最佳方案，初步構(gòu)思軟件方案，10.19