特定人语音控制音乐播放器软件系统设计
摘要
语音识别技术是人类迈向高度智能化和自动化的信息社会所必备的关键技术之一。经过几十年的艰苦探索和研究，语音识别技术获得了极大的发展，一些比较成熟的技术已经逐步应用于日常生活中。
语音识别是解决机器“听懂”人类语言的一项技术。作为智能计算机研究的主导方向和人机语音通信的关键技术，语音识别技术一直受到各国科学界的广泛关注。如今，随着语音识别技术研究的突破，其对计算机发展和社会生活的重要性日益凸现出来。以语音识别技术开发出的产品应用领域非常广泛，如声控电话交换、信息网络查询、家庭服务、宾馆服务、医疗服务、银行服务、工业控制、语音通信系统等，几乎深入到社会的每个行业和每个方面。
本文阐述了基于MATLAB软件上实现的特定人语音控制播放器软件系统的设计，实现应用MATLAB软件编程达到控制播放器的功能，语音控制模式能够识别特定人“开”、“关”、“暂停”等语音指令并实现相应控制，以代替传统的鼠标或按键操作控制播放器的开关机和播放。
关键词：DTW算法语音识别特征提取语音控制
Design of music player software system control of specific human
voice
Abstract
Speech recognition is one of the most indispensable technologies for human to realize a highly intellectual and fully roboticized information society in the future. With many researchers' enormous efforts, the past tens of years have witnessed significant progress in speech recognition technologies and parts of them have already been applied in people's daily life.
Speech recognition is to solve machine "understand" a human language technology. As the leading direction of the intelligent computer study and the key technology of man-machine voice communication, speech recognition technology has received extensive attention of national science. Now, with voice recognition technology research breakthroughs, the development of computer and the importance of social life is becoming more and more apparent. Based on speech recognition technology developed has a very wide range of product applications, such as voice-activated telephone exchange, information query, family services, hotel services, medical services, banking services, industrial control, voice communication system, etc., almost into every industry and every aspect of society.
This paper describes the design of specific human voice control player software system based on the MATLAB software, and realizes the application of MATLAB software to control the functionality of the player, voice control mode to identify the specific "open", "closed", "pause" voice command and control, to replace the traditional mouse or keyboard operation switch control the player and play.
Key words: DTW algorithm; Speech recognition ;feature extraction ; Speech control
目录
摘要............................................................................................................. I Abstract..................................................................................................... I I 第一章绪论. (1)
1.1语音识别概述 (1)
1.2 毕业设计任务 (1)
1.3 本文研究内容和章节安排 (2)
第二章语音识别的基本原理与技术 (3)
2.1语音识别系统 (3)
2.1.1 概述 (3)
2.1.2语音识别原理简介 (3)
2.2.3语音识别系统的分类 (4)
2.2 语音信号预处理 (5)
2.2.1 分帧 (5)
2.2.2 预加重 (6)
2.2.3 加窗 (6)
2.3 端点检测 (7)
2.3.1 短时能量 (7)
2.3.2 短时过零率 (8)
2.3.3短时自相关函数 (10)
2.3.4 双门限端点检测 (11)
2.4特征参数提取 (12)
2.4.1 LPC与LPCC系数 (13)
2.4.2 MFCC系数 (13)
2.4.3 语音信号的分析 (15)
第三章语音识别算法 (18)
3.1概述 (18)
3.2 DTW算法 (18)
3.3 非特定人语音识别算法——HMM (19)
3.4 人工神经网络(ANN) 识别算法 (24)
第四章特定人语音控制音乐播放器的软件系统设计 (25)
4.1 语音录制 (25)
4.2 窗口的选择 (25)
4.3 语音信号的特征提取 (27)
4.4 DTW算法实现 (28)
4.5 DTW算法的改进 (30)
4.6 其他一些相关程序的编写 (31)
4.7 特定人语音的识别结果 (32)
第五章特定人语音控制播放器软件的功能实现 (34)
5.1任务与实现方法 (34)
5.2语音控制播放器程序流程图 (34)
5.3 实验结果分析 (35)
第六章结束语 (36)
参考文献 (37)
致谢 (39)
南京工业大学本科生毕业设计（论文）
第一章绪论
1.1语音识别概述
自从计算机诞生以来，通过语音与计算机交相互动一直是人类的梦想，随着计算机软硬件和信息技术的飞速发展，人们对语音识别功能的需求也更加明显和迫切。语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把人类的语音信号转变为相应的文本或命令的技术，属于多维模式识别和智能计算机接口的范畴[1]。传统的键盘、鼠标等输入设备的存在大大妨碍了系统的小型化[2]，而成熟的语音识别技术可以辅助甚至取代这些设备。在PDA、智能手机、智能型家电、工业现场、智能机器人等方面语音识别技术都有着广阔的前景。
语音识别技术起源于20世纪50年代，以贝尔实验室的Audry系统为标志[3]。取得了动态时间归整(DTW)、线性预测分析(LP)、隐马尔可夫模型(HMM) 、矢量量化(VQ)等一系列关键技术的突破和以IBM的ViaVoice、Microsoft的VoiceExpress[9]为代表的一批显著成果。而国内的语音识别起步较晚，1987年开始执行国家863计划后语音识别技术才得到广泛关注。比较具有代表性的研究单位为清华大学电子工程系与中科院自动化研究所模式识别国家重点实验室，中科院声学所等[6]。其中中科院自动化所研制的非特定人连续语音听写系统和汉语语音人机对话系统，其准确率和系统响应率均可达90%以上[4]。
常见的语音识别方法有矢量量化技术(VQ)、动态时间归整技术(DTW)、隐马尔可夫模型(HMM)、基于段长分布的非齐次隐马尔可夫模型(DDBHMM)和人工神经元网络(ANN)[8]。DTW是较早的一种模式匹配和模型训练技术，它应用动态规划的思想比较成功的解决了语音信号特征参数序列比较时时长不等的难题，在孤立词语音识别中获得了良好性能。虽然HMM模型和ANN在连续语音大词汇量语音识别系统优于DTW，但由于DTW算法计算量较少、无需前期进行长期训练，也很容易将DTW算法移植到单片机、DSP上实现语音识别且能满足实时性[5]要求，故其在孤立词语音识别系统中仍然得到了广泛的应用。
1.2 毕业设计任务
本课题运用语音信号识别与处理功能应用MATLAB软件编程达到控制播放
第一章绪论
器的功能，语音控制模式能够识别特定人“开”、“关”、“暂停”等语音指令并实现相应控制，以代替传统的鼠标或按键操作控制播放器的开关机和播放情况。
要求独立负责完成本设计任务，要求完成主要程序的编写、调试并能在答辩时进行该语音识别系统的演示。
主要内容包括语音库的确立、录音工具的选择、语音特征参量提取、识别算法实现以及相应控制功能实现程序的编写及调试等内容。
1、通过录制采集语音生成语音库
2、录音工具及采样频率的确定
3、语音特征参量提取
4、程序的编写及调试
5、实现特定人语音识别
1.3 本文研究内容和章节安排
本文的主要研究内容是特定人语音控制音乐播放器软件系统的设计，基于M ATLAB的软件环境，研究特定人的语音控制播放器的软件系统设计。
具体的内容安排如下：
1.讨论语音识别系统的基本原理。讲述了孤立词识别系统的分类、基本构成及工作原理。
2.研究了语音信号的预处理和特征参数提取。内容涉及语音信号的数字化、加窗处理、端点检测，及特征向量。
3.研究特定人孤立词识别算法，包括DTW识别法、HMM识别法以及神经网络识别法。
4.设计一个基于DTW算法的特定人语音识别系统，可以通过特定人的语音控制音乐播放器。
5.对本文工作进行小结并指出该系统的改进方向，展望了未来语音识别研究的发展趋势。
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第二章语音识别的基本原理与技术
2.1语音识别系统
2.1.1 概述
语音识别主要指让机器人听懂人说的话，即在各种情况下，可以准确地识别出语音的内容，从而根据其信息，执行人的各种意图，它是是模式识别的一个分支，又从属于信号处理科学领域，。它是一门涉及面十分广的学科，与计算机、通信、语音语言学、数理统计、信号处理、神经生物学和人工智能等学科都有着密切的关系。语音识别其实包括两方面的含义：其一是逐字逐句听懂并转化成书面语言文字；其二是对口述语言中所包含的要求或询问加以理解，做出正确响应，而不拘泥于所有词的正确转换。随着模式识别、计算机技术和信号处理技术及声学技术等的发展，使得能满足各种需要的语音识别系统的实现成为可能。近二三十年来，语音识别在军事、工业、医学、交通、民用诸方面，特别是在计算机、信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域中有着广泛的应用。当今，语音识别产品在人机交互应用中，已经占到越来越大的比例[6]。本章将对语音识别系统基本原理、所用到的语音参数算法、语音识别算法做一简单的介绍[6,7]。
2.1.2语音识别原理简介
语音识别系统的典型原理框图[1,9-10]如图2-1所示。它包括特征提取、模式匹配、参考模式库等基本单元。由于语音信号是一种典型的非平稳信号，加之呼吸气流、外部噪音、电流干扰等，这就使得语音信号不能直接用于提取特征，而要进行前期的预处理。预处理的过程包括预滤波、采样和量化、分帧、加窗、预加重、端点检测等。经过预处理的语音数据就能够进行特征参数提取。在训练阶段，将特征参数进行一定的处理之后，为每个词条得到一个模型，保存为模板库。在识别阶段，语音信号经过相同的通道就可以得到语音参数，生成测试模板，与参考模板进行匹配，将匹配分数最高的参考模板作为识别结果。后续的处理过程还可能包括更高层次的词法、句法和文法处理等，从而最终将输入的语音信号转变成文本或命令。
第二章语音识别的基本原理与技术
图2-1 语音识别系统原理框图
2.2.3语音识别系统的分类
语音识别系统按照不同的角度、不同的应用范围、不同的性能要求会有不同的系统设计和实现，也会有不同的分类。一般语音识别系统按不同的角度有下面几种分类方法[8]。
（1）孤立词、连续词、连续语音识别系统以及语音理解和会话系统。从所要识别的对象来分，有孤立字（词）识别、连续字（词）识别、连续语音识别与理解、会话语音识别等。孤立词识别系统要求说话人每次只说一个字（词）、一个词组或一条命令让识别系统识别。其中的词组或命令在词汇表中都算是一个独立词条。连续词识别一般特指十个数字（0~9）连接而成的多位数字识别或由少数指令构成的连接词条的识别。连接词识别系统在电话、数据库查询以及控制操作系统中用途很广。随着近年来的研究和发展，连续语音识别技术已渐趋成熟，这个最自然的说话方式，将成为语音识别研究及实用系统的主流。连续语音识别是对说话人自然语音进行识别，其识别系统比较复杂，成本也比较高，所以它并不是所有的应用都采用的方式。会话语音识别系统的对象是人们的会话语言。它不但要利用语法信息，而且还要利用谈话话题、上下文文脉等对话环境的有关信息。
（2）大词汇、中词汇和小词汇量语音识别系统。一般来说，小词汇量系统是指能识别1~100个词汇的语音识别系统，中等词汇量是指100~1000个词汇，大词汇量系统是指1000个以上的词汇。此外还有某些特定用途的中词汇量连接词识别和无限词汇连续语音的识别等。
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（3）特定人和非特定人语音识别系统。特定人是指只针对一个用户的语音识别，非特定人则可用于不同的用户。实际上，非特定人语音识别的初始识别率往往都比较低，一般都要求用户花一定的时间对系统进行训练，将系统的参数进行一定的自适应调整，才能使识别率达到满意的程度。
（4）实时语音识别和非实时语音识别。实时语音识别是指用户输入的语音命令，系统在时延的范围内马上给出结果。非实时语音识别是指用户给出的语音命令，系统不会立即给出识别结果。
2.2 语音信号预处理
语音识别系统在本质上是一种模式识别系统。因此，它的基本结构如图2-2所示[15]。
基本
图2-2语音识别系统的基本结构
2.2.1 分帧
语音信号它是一种典型的非平稳信号，它的均值函数u(x)和自相关函数R(xl,x2)都随时间而发生较大的变化[5,9]。但是研究发现，语音信号在短时间内频谱特性保持平稳，即具有短时平稳特性。因此，在实际处理时可以将语音信号分成很小的时间段(约10~30ms[5,7])，称之为“帧”，作为语音信号处理的最小单位，帧与帧的非重叠部分称为帧移，而将语音信号分成若干帧的过程称为分帧。分帧小能清楚地描绘语音信号的时变特征但计算量大；分帧大能够减少计算量但相邻帧间变化不大，就容易丢失信号特征。一般来说取帧长20ms，帧移为帧长的1/3~1/2。
第二章 语音识别的基本原理与技术
在Matlab 环境中的分帧最常用的方法便是使用函数enframe(x,len,inc)，其中x 为语音信号，len 为帧长，inc 为帧移。
2.2.2 预加重
对于语音信号的频谱，一般来说是频率越高幅值越小，在语音信号的频率增加为两倍时，其功率谱的幅度下降6dB 。因此必须对高频进行加重处理，一般是将语音信号通过一个一阶高通滤波器1-0.9375z-1，即为预加重滤波器。它的目的是滤除低频干扰，特别是在50Hz 到60Hz 的工频干扰，将对语音识别更为有用的高频部分进行频谱提升。在计算短时能量之前将语音信号通过预加重滤波器还可起到消除直流漂移、抑制随机噪声和提升清音部分能量的效果。预加重滤波器在Matlab 中可由语句x=filter([1-0.9375],1,x)实现。
2.2.3 加窗
为了保持语音信号的短时平稳性，可以利用窗函数来减少由截断处理导致的Gibbs 效应。用的最多的三种为矩形窗、汉明窗(Hamming)和汉宁窗(Hanning)。其窗函数如下，式中的N 为窗长，一般等于帧长。
矩形窗的定义：一个N 点的矩形窗函数定义为如下
{1,0
0,()n N w n ≤<=其他 （2-1）
hamming 窗的定义：一个N 点的hamming 窗函数定义为如下
0.540.46cos(2),010,()n n N N w n π-≤<-???其他= （2-2）
窗口的选择是非常重要的，不同的窗口将使能量的平均结果不同。矩形窗的谱平滑，但波形细节会丢失；而汉明窗则刚刚好相反，可以有效克服泄漏现象，具有平滑的低通特性[4-6]。因此，在语音的时域处理方法中，一般选择矩形
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窗，而在语音的频域处理方法中，一般选择汉明窗或者汉宁窗[5-6]。在Matlab 中要实现加窗便是将将分帧后的语音信号乘上窗函数，如加汉明窗即为x=x.*hamming(N)。本系统中的端点检测因为采用时域方法故加矩形窗，计算MFCC 系数时加汉明窗。
2.3 端点检测
在基于DTW 算法的语音识别系统中，无论是训练和建立模板阶段还是在识别阶段，都需要先采用端点检测算法确定语音的起点和终点。语音端点检测指的是用计算机数字处理技术从包含语音的一段信号中找出字、词的起始点及结束点，从而只存储和处理有效语音信号。对于汉语来说，还可进一步找出其中的声母段和韵母段所在的位置。语音端点检测是语音分析、合成以及识别中的一个重要环节，其算法的优劣在某种程度上可以说直接决定了整个语音识别系统的优劣。进行端点检测的基本参数主要有短时能量、幅度、过零率和相关函数等等。端点检测最常见的方法是短时能量短时过零率双门限端点检测，近
年来在此基础上发展出的动态窗长短时双门限端点检测方法[20]也被广泛使用。
2.3.1 短时能量
语音和噪声的主要区别在于它们的能量上。语音段的能量比噪声段的要大,语音段的能量是噪声段能量叠加语音声波能量的和。对第n 帧语音信号的短时能量En 的定义为：
∑-==102)
(N m n n m x E （2-3）
xn 为原样本序列在窗函数所切取出的第n 段短时语音，N 为帧长。因为在计算时所使用的是信号的平方，故将En 作为一个度量语音幅度值变化的函数有一个缺陷，那就是对高电平非常敏感。因此在许多场合会将En 用下式来代替：
|
)(|10∑-==N m n n m x E （2-4）
这样便不会因为取平方而造成信号的小取样值的大取样值出现较大差异。 图2-3和图2-4给出了不同矩形窗和hamming 窗长的短时能量函数，我们
第二章 语音识别的基本原理与技术
可以发现：在用短时能量反映语音信号的幅度变化的同时，不同的窗函数以及相应窗的长短均受到影响。hamming 窗的效果比矩形窗略好一点。但是，窗的长短影响起到了决定性作用。窗过大（N 很大），就等效于很窄的低通滤波器，而不能反映幅度En 的变化；窗过小（ N 很小），使得短时能量随时间急剧变化，而不能得到平滑的能量函数。所以在11.025kHz 左右的采样频率下，N 选为100~200比较合适。
短时能量函数的应用:1）可用于区分清音段以及浊音段。En 值大对应于浊音段，En 值小对应于清音段。2）可用于区分浊音变为清音或者清音变为浊音的时间（根据En 值的变化趋势）。3）对于高信噪比的语音信号，也可以用来区分有没有语音（语音信号的开始点或终止点）。没有信号（或者仅有噪声能量）时，En 值很小，有语音信号时，能量会显著增大。
02000400060008000
1000012000140001600018000
sampl e 采样幅度
sampl e 短时能量
sampl e 短时能量
02000400060008000
1000012000140001600018000sampl e 短时能量
sampl e 短时能量
02000400060008000
1000012000140001600018000sampl e 短时能量
sample 采样幅
度sample 短时能量
sample 短时能量
sample 短时能量
sample 短时能量
sample 短时能量
图2-3 不同矩形窗长的短时能量函数 图2-4 不同hamming 窗长的短时能量函数
2.3.2 短时过零率
过零率能够反映信号的频谱特性[24]。当离散时间信号相邻两个样点的正负号相异的时候，我们称之为“过零”，即此时信号的时间波形穿过了零电平的横轴。统计单位时间之内样点值改变符号的次数具可以得到平均过零率。定义短
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时平均过零率：
sgn[[]sgn[(1)]()
n m Z x m x m w n m ∞=-∞=
---∑ （2-5） 其中sgn[]为符号函数，
{1,
()01,()0sgn ()x n x n x n ≥-= ，在矩形窗的条件下，能够简化为
11sgn[()sgn[(1)]2n n m n N Z x m x m N =-+=--∑ （2-6）
短时过零率能够粗略估计出语音信号的频谱特性。由语音的产生模型可以知道，发浊音时，声带振动，尽管声道有多个共振峰，但是由于声门波引起了频谱的高频衰落，因此浊音能量都集中于3KZ 以下。而清音由于声带不发出振动，声道的某些部位阻塞气流会产生类白噪声，多数能量便集中在较高频率上。高频率对应着高过零率，低频率对应着低过零率，那么过零率和语音的清浊音便存在着对应关系。.图2-5为某一语音在矩形窗的条件下所求得的短时能量和短时平均过零率。分析可以得知：清音的短时能量较低，过零率高，浊音的短
时能量较高，过零率较低。清音的过零率为0.5左右，浊音的过零率为0.1左右，但两者分布之间有相互交叠的区域，所以单纯依赖于平均过零率去准确判断清浊音是不现实的，在实际应用中往往会采用语音的多个特征参数进行综合判决。
短时平均过零率的应用：
（1）区别清音和浊音。例如，清音的过零率较高，浊音的过零率较低。此外，清音和浊音的两种过零分布都和高斯分布曲线比较吻合。
（2）从背景噪声中找出语音信号。语音处理领域里的一个基本问题是，怎么将一串连续的语音信号进行适当的分割，从而确定每个单词语音的信号，亦即找出每个单词的开始和终止位置。
（3）在孤立词的语音识别中，可以利用能量和过零作为有话无话的鉴别。
第二章 语音识别的基本原理与技术
02000400060008000
1000012000140001600018000
sample 采样幅度02000400060008000
10000120001400016000
18000
sample 短时能量02000400060008000
1000012000140001600018000
sample 短时平均过零率
图2-5 形窗条件下的短时平均过零率
2.3.3短时自相关函数
自相关函数是用于衡量信号自身时间波形的相似性的。清音和浊音的发声机理不相同，因而在波形上也会存在着较大的差异。浊音的时间波形呈现出了一定的周期性，波形之间相似性比较好；清音的时间波形呈现出随机噪声的特性，样点间的相似性较差。因此，我们可以利用用短时自相关函数来测定语音的相似特性。短时自相关函数定义为：
()()()()()
n m R k x m w n m x m k w n m k ∞=-∞=-+--∑ （2-7） 令'm n m =+′，且'()()w m w m -=，可以得到：
1''''0()[()()][()()][()()][()()]N k
n m m R k x n m w m x n m k w m k x n m w m x n m k w m k ∞--=-∞==++++=++++∑∑ （2-8）
图2-6给出了清音的短时自相关函数波形，图2-7给出了不同矩形窗长条件下（窗长分别为N=70，N=140，N=210，N=280）浊音的短时自相关函数波形。由图2-6、图2-7短时自相关函数波形分析可以得知：清音接近于随机噪声，清
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音的短时自相关函数是不具有周期性的，也没有明显突起的峰值，并且随着延时k 的增大迅速减小；浊音是周期信号，浊音的短时自相关函数呈现明显的周期性，自相关函数的周期实际上就是浊音信号的周期，根据这个性质可以判断一个语音信号究竟是清音还是浊音，还可以判断出浊音的基音周期。浊音语音的周期可用自相关函数中第一个峰值的位置来估算。所以在语音信号处理中，自相关函数常用来作以下的两种语音信号特征的估计：
1）区分语音是清音还是浊音；
2）估计浊音语音信号的基音周期。
延时k R (k )
图2-6 清音的短时自相关函数
延时k R (k )
延时k R (k )
延时k R (k )
延时k R (k )
图2-7 不同矩形窗长条件下的浊音的短时自相关函数
2.3.4 双门限端点检测
双门限端点检测顾名思义就是需要两级检测，即短时能量的检测和短时过零率的检测。在开始检测之前需要先设定4个门限，即分别为短时能量和短时
第二章语音识别的基本原理与技术
过零率各设置一个高门限和一个低门限：EHigh、ELow和ZHigh、ZLow。整个语音端点检测分成了四部分：静音段、过度段、语音段、结束段。在静音段中如果能量或过零率其中有一个超过了其低门限，则被认为进入了过度段。在过度段中，由于参数的数值较小，还不能确定其是否真的进入语音段，只有两个参数的其中一个超越了高门限才会被认为是进入语音段。当参数降至低门限则会被认为进入结束。除此之外，还有两种可能会引起端点检测的误判：一个是短时噪音引起的误判，此时便需要引入最小语音长度门限进行噪声判定，即语音段时间小于一定数值则认定其为是噪声，重新回到静音段，本系统设为20ms；一个是语音中字与字的时间空隙引起的误判，此时就需要设定最大静音长度门限来降低识别的错误率。
在双门限端点检测中4个门限的设定都至关重要，门限设定的好坏会直接影响到端点检测的结果。门限值的设置目前还没有一个通用可靠的方法，需要根据经验以及特定的环境进行调整。最常见的方法有最大值乘上其中的某个比率、中位值乘上某个比率、最小值乘上某个常数、前三帧平均值乘上某个常数等等。
2.4特征参数提取
语音信号经过预处理后，接下来很重要的一环那就是特征参数的提取。对于特征参数的要求是：
（1）提取的特征参数能够有效地代表语音特征，具有很好的区分性。
（2）各阶参数之间具有良好的独立性。
（3）特征参数要使得计算方便，最好有高效的计算方法，以保证语音识别的实时实现。
语音特征参数的提取就是从语音波形中提取随时间而变化的语音特征序列，从而使在语音识别时类内距离尽量小，类间距离尽量大。特征参数提取是语音识别的关键问题所在，特征参数选择的好坏将会直接影响到语音识别的精度。用于语音识别的特征参数有很多种，大致可归为下述几类：（1）基于发声器官如声道、声门和鼻腔的生理结构而提取的参数。如共振峰、谱包络、基音等。其中基音能够很好地刻画说话人的声带特征，在很大程
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度上反映出了人的个性特征。
（2）基于声道的特征模型，通过线性预测（LP）所分析得到的参数。包括了线性预测系数（LPC）以及由线性预测导出的各种参数，例如线性预测倒谱系数（LPCC）、反射系数、部分相关系数、LSP线谱对、对数面积比、线性预测残差等等。根据前人的工作成果以及实际测试比较，LPCC参数不但可以较好地反馈声道的共振峰特性，具有较好的识别效果，而且可以使用比较简单的运算和较快的速度求得。
（3）基于人耳的听觉机理，反映听觉特性，模拟人耳对声音频率感知的特征参数。例如MEL频率倒谱参数（Mel-Frequency Cepstral Coefficients,简称MFCC）等。MFCC参数和基于线性预测的倒谱分析相比，突出的优点就是不依赖全极点语音产生模型的假定，在与上下文无关的说话人识别系统中MFCC 参数能够比LPCC参数更加有效地提高系统的识别性能。
此外，人们还通过对不同特征参数量的组合来提高实际系统的性能。当各组合参量间相关性不大时，将会有较好的效果，因为它们分别反映了语音信号的不同特征。
2.4.1 LPC与LPCC系数
LPC(Linear Prediction Coefficient，线性预测系数)模拟人发音器官的声管模型，是一种基于语音合成的参数模型。在语音识别系统中一般很少直接使用LPC 系数，而是由LPC系数推出的另一种参数LPCC。LPCC(Linear Prediction Cepstrum Coefficient，线性预测倒谱系数)是LPC在倒谱域中的表示。它的特征是基于语音信号为自回归信号的假设，利用线性预测分析获得倒谱系数。LPCC 的优点是计算量小，比较容易实现，对元音具有较好的描述能力，缺点是对辅音描述能力比较差。
2.4.2 MFCC系数
LPC模型是基于发音模型建立的而其实LPCC系数也是一种基于合成的系数，这种参数没有能够充分利用人耳的听觉特性。实际上，人的听觉系统是一个特殊的非线性系统，它响应不同频率信号的灵敏度是不同的，基本上是一个
第二章 语音识别的基本原理与技术
对数的关系[9-10]。近些年来，一种可以比较充分利用人耳的这种特殊感知特性的系数得到了广泛的应用，这就是Mel 尺度倒谱系数(Mel-scaled Cepstrum Coefficients ，简称MFCC)。大量研究表明，MFCC 系数可以比LPCC 参数更好地提高系统的识别性能[10]。
MFCC 系数的计算是以“bark ”为其频率基准的，它和线性频率的转换关系如下：
)7001(log 259510f f mel += （2-9） MFCC 系数也是按照帧计算的，首先要通过FFT 得到该帧信号的功率谱S(n)，然后转换为Mel 频率下的功率谱。这需要在计算之前先在语音的频谱范围内设置若干个带通滤波器：
Hm(n) m=0,1,…,M-1; n=0,1,…,N/2-1
M 为滤波器的个数，通常取24，与临界带的个数一样；N 为一帧语音信号的点数，为了计算FFT 的方便，通常取256。而滤波器在频域上为简单的三角形，其中心频率fm 在Mel 频率轴上是均匀分布的。如图2-8所示为Mel 尺度滤波器组，包含24个滤波器，语音信号帧长取为256个点，语音信号的采样频率为8KHz ，。
020406080
10012014000.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Mel-Spaced Filterbank
Frequency [Hz]
图2-8 Mel 尺度滤波器组
带通滤波器的系数事先计算好，在计算MFCC 系数是直接使用。MFCC 系
南京工业大学本科生毕业设计（论文）
数的计算过程如下：
预处理：确定每一帧语音采样序列的长度(如N=256)，并对每帧序列s(n)
进行预加重、分帧和加窗处理；
计算离散功率谱：对预处理的每帧进行离散FFT变换得到其频谱，再取模
的平方作为离散功率谱S(n)；
将功率谱通过滤波器组：计算S(n)通过M个Hm(n)后所得的功率值，即计
算S(n)和Hm(n)在各离散频率点上的乘积之和，得到M个参数Pm，m=0,1,……
M-1；
取对数：计算Pm的自然对数，得到Lm，m=0,1,……M-1；
离散余弦变换：对Lm计算其离散余弦变换，得到D m，m=0,1,……M-1，
舍去代表直流成份的D0，取D1，D2，……，Dk作为MFCC参数。
具体流程可以用框图2-9表示为：
系数
图2-9 MFCC系数计算流程图
在Matlab环境中计算M个滤波器的系数可以调用语音工具箱voicebox
中的函数melbankm(m,n,fs)来实现，其中m为滤波器的个数，n为语音帧长，fs
为采样频率。计算mfcc系数的函数为melcepst(s,fs)，s为语音信号。
2.4.3 语音信号的分析
1参数分析
语音信号是一种典型的非平稳信号。但是，由于语音的形成过程是与发音
器官的运动密切相关的，这种物理运动比起声音振动速度来讲要缓慢得多，因
此语音信号常常可被假定为短时平稳的，即在10一20ms这样的时间段内，其
频谱特性和某些物理特征参量可被近似地看作不变。这样，我们就可以采用平
稳过程的分析处理方法来处理，一般而言语音信号处理的方法都是基于这种短
时平稳的假设的。根据语音信号所分析参数的不同，语音信号参数分析可以分
为时域、频域、倒谱域分析等[13]。本文仅涉及时域及频域参数分析。
第二章语音识别的基本原理与技术
2时域分析
进行语音信号最为直观的分析方法就是时域分析。语音信号本身就是时域信号，因而时域分析是最早使用，也是应用最广泛的一种方法，这种方法直接利用语音信号的时域波形。时域分析通常用于最基本的参数分析以及语音的分割、预处理和大分类等。时域分析方法的特点是：第一，表示语音信号比较直观，物理意义明确；第二，实现起来比较简单，运算量少；第三，可以得到语音的一些重要参数；第四，采用示波器等通用设备，使用简单[14]。
2.1短时能量分析
短时能量分析用途：第一，可以区分清音段和浊音段，因为浊音时的短时平均能量值比清音时大得多；第二，可以用来区分声母与韵母的分界、无声与有声的分界、连字的分界等。如对于高信噪比的语音信号，短时平均能量用来区分有无语音。无语音信号噪声的短时平均能量很小，而有语音信号的能量则显著增大到某一个数值，由此可以区分语音信号的开始点或者终止点。
2.2短时过零率分析
过零就是信号通过零值。对于连续语音信号，可以考察其时域波形通过时间轴的情况。对于离散时间信号，如果相邻的取样值改变符号则称为过零。由此可以计算过零数，过零数就是样本改变符号的次数。单位时间内的过零数称为平均过零数。短时过零分析通常用在端点侦测，特别是用来估计清音的起始位置和结束位置。
3频域分析
短时傅立叶分析在运用离散时间傅立叶变换分析语音信号的变化时，会遇到这样的问题，即单一的傅立叶变换并不能反映时间变化的频谱信息，诸如时变共振峰和谐波。具体而言，通常将信号的每一时刻与其相邻时刻信号的傅立叶变换相联系，这样就可以及时跟踪信号的频谱变化。语音信号的短时傅立叶变换见程序所述。
可以验证，在短时傅立叶分析中对于同一种窗函数而言，其通带宽度与窗长成反比。如果希望频率分辨率高，则窗长应尽量取长一些；如果希望时间分辨率高，则窗长尽量取短一些。由此可见，傅立叶分析的时间分辨率和频率分辨率是相互矛盾的，这是短时傅立叶本身所固有的弱点。短时傅立叶分析一般
1、为什么说转矩控制是运动控制的根本？试用负载特性曲线比较恒转矩、恒功率和风 机、泵类负载的区别。 2、简]述直流PWM 变换器-电动机系统（直流斩波器）原理（画图说明）？ 3、试述晶闸管触发整流器为何有失控时间？频率为50Hz 情况下，三相半波整流器的平 均失控时间是多少？ 4、对于恒转矩负载，为什么调压调速的调速范围不大？电动机机械特性越软，调速范 围越大吗？ 1、某调速系统，min /1500max 0r n =，min /150min 0r n =，额定负载时的速降min /15r n N =?，若不同转速下额定速降不变，则系统能达到的调速范围是多少？系统允许的静差率是多少？ 2、某闭环系统开环放大倍数是15时，额定负载下的速降是8r/min ；如果开环放大倍数是30时，速降是多少？同样静差率下，调速范围扩大多少？ 3、有一V-M 系统，电动机参数：额定功率2.2kW ，额定电压220V ，额定电流12.5A ，额定转速为1500r/min ，电枢电阻1.2Ω，整流装置内阻1.5Ω，触发整流环节放大倍数为35，要求系统满足调速范围D=20，静差率小于10%。若采用转速负反馈闭环系统，若主电路电感L=50mH ，系统的转动惯量1.6N.m 2，整流采用三相半波，试判断系统是否稳定？如要稳定，闭环系统的开环放大系数应调整为多少？ 4、旋转编码器光栅数为1024，倍频系数为4，高频时钟脉冲频率1MHz ，旋转编码器输出脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器，M 法和T 法测速时间均为0/01s ，求转速为1500r/min 和150r/min 时的测速分辨率和误差率最大值。 一个转速、电流双闭环调速系统。 已知：1）电动机：kW P N 555=，V U N 750=，A I N 760=，min /375r n N =，电动势系数r V C e min/82.1?=； 2）主回路总电阻Ω=14.0R ，允许电流过载倍数5.1=λ，触发整流环节放大倍数75=S K ，整流装置为三相桥式； 3）电磁时间常数s T l 031.0=，机电时间常数s T m 112.0=，电流反馈滤波时间常数s T oi 002.0=，转速反馈滤波时间常数s T on 02.0=，
《.net技术》实习报告带智能关机和查看日历功能的音乐播放器设计班级：指导老师： 姓名：学号： 设计时间：
正文开始 设计目的： 很多人在使用播放器的时候下载的播放器软件总是比较大，一般软件较大的打开就会比较慢，运行起来也没较小的软件运行的更“流畅“。而且当我们使用播放器的时候或是只用电脑的时候我们有时会忘记关掉电脑就离开或是睡着了!虽然电脑自带的操作系统也可以设置定时关机但比较麻烦，对电脑初学者更是不知道怎么使用操作系统设置定时关机啦！还有就是我们电脑桌面下的时钟一般只显示了几点钟，并没有显示今天是多少号，所以在影月播放器中添加一个可以查看日历的功能是很必要的! 实现的功能： 在这里我就为大家设计一款小巧的音乐播放器，同时还带有智能关机功能，所谓智能关机就是你想怎么时候关机就什么时候关机，你想立刻关机就立刻关机，想定时关机就可以自己设置关机时间，设置方法非常的简单啦。同时你只需要单击一下一个“三角图标键”（在下面还将结合图示提到）就可以看到日历表了，在日历表里你也可以选择查看你需要的那个月的日历表。同时我也在播放器中添加了显示现在时钟的功能。 下面介绍一下我设计的播放器的所有功能：首先你可以通过“添加文件夹”按钮添加你选择的文件夹内的所有音频文件，你也可以通过“添加文件”按钮单个添加你所要添加的音频文件，具体方法在下面我会给出截图加以说明，保证一看就懂，就会用。添加音乐文件后你就可以在你的播放列表里看到你添加的歌曲名了。你可以通过双击列表中的歌曲名进行播放你双击的歌曲或者单击选中列表中歌曲名后再单击播放按钮进行播放。在播放时你可也看到正在播放的歌曲名和播放进度，这里的播放进度使用显示正在播放的歌曲“已经播放了多长时间”和这首歌要播放的“总时间”，还有就是上一曲、暂停、下一曲、停止，除实现播放的基本功能外，还有一个功能那就是我在上面给大家提到的“智能关机” 物体规则震动发出的声音称为“音乐”，由有组织的乐音来表达人们思想感情、反映现实生活的一种艺术就是音乐，音乐是一种符号，声音符号，表达人的所思所想，音乐能表达一个人的内心世，界音乐能是人快乐，能使人放松心情。为了方便人们能够听到美丽的音乐，音乐播放器就成为我们的音乐大师了。 设计好的播放器运行时如下图：
音乐播放器详细设计 1.引言 随着社会的快速发展，现今社会生活紧张，而欣赏音乐是其中最好的舒缓压力的方式之一，音乐成了我们生活工作中的一个重要的部分。而3G时代的到来，手机移动应用越来越普遍。此文档就是为了能更好地设计出一个基于android系统的音乐播放器而编写的。 1.1 编写目的 为软件的开发者能更好的理解和明确软件开发的详细过程，安排项目与进度、组织软件开发与测试，撰写本文档。本文档供项目组成员，软件开发人员参考。1.2项目背景 本项目由李雪梅、杨挺等人提出，由本组成员联合开发，实现播放现今流行的音乐MP3等文本格式。 该软件是基于Android系统的音乐播放软件，并能够与其他音乐播放软件兼容。 1.3 参考资料 [1] 重庆大学出版社《软件工程》“软件计划与可行性分析” [2] 靳岩、姚尚明人民邮电出版社《Android开发入门与实践》 [3] 可行性分析 [4] 《音乐播放器需求分析书》 [5] 《音乐播放器总体设计说明书》 1.4项目开发计划 实施计划：
阶段名称负责人 需求分析杨挺、李雪梅 总体设计李雪梅、杨挺 详细设计李雪梅、杨挺 软件测试李雪梅、杨挺 在技术方面，编程知识比较缺乏，对有些与项目相关的软件 不熟悉，需进行人员的技术培训(自学为主)，技术难点是数据库的构架和软件功能的设计。 2. 总体设计 2.1 项目目的 本项目的目的是开发一个可以播放主流的音乐文本格式的播放器。设计的主要实现功能是播放MP3等格式的音乐文件，并且能控制播放，暂停，停止，音量控制，选择上一曲，选择下一曲，更改皮肤，歌曲列表文件的管理操作，在线播放，读取 存储卡播放等多种播放控制，界面简明，操作简单。 软件系统检测到错误行为时，报告错误，并提示处理操作。 2.2 软件运行环境 硬件：Android操作系统手机 系统软件：Android 2.2 -- 4.0版本 支撑软件：Eclipse 7.5 、ADT 1.5 2.3 需求概述
成绩： 《虚拟仪器技术及应用》 课 程 设 计 题目：基于LabVIEW的音乐播放器程序设计 学期：2013～2014学年第一学期 指导教师： 姓名： 学号： 年级、专业：
目录
基于LabVIEW的MP3程序设计 1程序设计背景 MP3是利用人耳对高频声音信号不敏感的特性，将时域波形信号转换成频域信号，并划分成多个频段，对不同的频段使用不同的压缩率，对高频加大压缩比（甚至忽略信号）对低频信号使用小压缩比，保证信号不失真。 MP3的工作原理：从内存中取出并读取存储器上的信号→到解码芯片对信号进行解码→通过数模转换器将解出来的数字信号转换成模拟信号→再把转换后的模拟音频放大→低通滤波后到耳机输出口，输出后就是我们所听到的音乐了。 经过几年的发展MP3已经走进了千家万户，使用者也遍布各个年龄段和各个文化阶层。从最初的简单MP3播放器，到现在的手机，平板等便携设备自带的MP3播放器，MP3播放器已经走向大众，并演化为人们生活不可缺少的一部分，车上会有车载MP3，电脑手机平板上的MP3也是必不可少，总之，已经人们时时刻刻都已经在享受着MP3带来的快乐。 2程序设计思路 2.1程序整体设计思路 该虚拟仪器—MP3播放器，主要用于播放已存储计算机磁盘中的音乐文件。它是将播放器的系统装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现音乐功能的。VI程序设计里，默认容易识别的格式为WAV格式，所以在设计MP3时采取调用的方法，本系统主要利用labview的Activex,属性节点，调用节点，Eventstructure等控制实现的。MP3音乐播放器界面包括播放歌曲名字，播放路径以及停止按钮。 2.2程序流程设计 程序流程设计：设定路径，判定路径是否有效→无效报错；有效，执行下一阶段程序→调用媒体播放器，编写歌名显示和文件路径显示，设置停止功能按钮→程序结束。 本程序主要涉及到一下控件或结构的使用： (1)事件结构:包括一个或多个子程序框图或事件分支，结构执行时，仅有一个子程序
— 内容摘要 随着电子技术的发展，可编程控制器（以下简称PLC）不断更新、发展，PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中运用越来越广泛。 索引关键词：PLC 变频器驱动装置感应器 ， — ] \
目录 第一章绪论 (1) 国内外自动门发展现状 (1) 本课题研究的内容 (1) 本课题研究的目的和意义 (2) 第二章自动门控制系统总体方案设计 (3) 自动门的功能需求分析 (3) 系统设计的基本步骤 (4) 自动门技术参数的确定 (4) 自动门的机械传动机构设计 (4) 第三章自动门硬件系统的设计 (5) 控制系统结构设计 (5) 可编程控制器(PLC)的选型 (6) 驱动装置的选型 (8) 变频器的选型 (9) 感应开关的选型 (11) 后记 (12) 参考文献 (13)
自动门控制系统的设计 第一章绪论 国内外自动门发展现状 在国外，进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控，维护方便。 自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器，当人走近自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门的控制方法很多，从控制器的不同来分，有传统的继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制，即通过运用现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。 在智能控制器的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器控制和可编程控制（PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。 本课题研究的内容 本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。
德州学院信息管理学院 课程设计报告实习名称课程设计2 设计题目Android音乐播放器的设计与实现实习时间 专业班级12级计算机科学与技术 指导老师刘想 教学单位(盖章) 小组成员分工情况： 学号姓名分工 3018 周生明音乐播放的设计与实现1052曹法瑞 1040 张正奎 1055 李元华 2049 王山 二〇一五年六月三十日
目录 摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。 1 引言 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。 2 可行性分析................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.1 技术可行性...................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 经济可行性...................................................................................... 错误！未定义书签。 2.3 管理可行性...................................................................................... 错误！未定义书签。 2.4 可行性分析结论.............................................................................. 错误！未定义书签。 3 系统需求分析............................................................................................. 错误！未定义书签。 3.1 功能分析.......................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 数据流程分析.................................................................................. 错误！未定义书签。 4 系统功能设计............................................................................................. 错误！未定义书签。 4.1 播放器功能结构.............................................................................. 错误！未定义书签。 4.1.1 播放器主界面功能模块....................................................... 错误！未定义书签。 4.1.2 播放器菜单功能模块........................................................... 错误！未定义书签。 4.2 播放器功能流程.............................................................................. 错误！未定义书签。 5 系统实现..................................................................................................... 错误！未定义书签。 5.1 播放器主界面功能列表.................................................................. 错误！未定义书签。 5.2 播放器基本功能的实现.................................................................. 错误！未定义书签。 5.3 播放列表的实现.............................................................................. 错误！未定义书签。 6 软件测试与验证......................................................................................... 错误！未定义书签。 6.1 软件测试的目的.............................................................................. 错误！未定义书签。 6.2 软件测试的方法.............................................................................. 错误！未定义书签。 6.3 软件测试环境.................................................................................. 错误！未定义书签。 6.3.1 android模拟器 ...................................................................... 错误！未定义书签。 6.3.2 真机测试............................................................................... 错误！未定义书签。 6.4 软件测试流程与结果评估.............................................................. 错误！未定义书签。 6.4.1 测试流程............................................................................... 错误！未定义书签。 6.4.2 结果评估............................................................................... 错误！未定义书签。
课程设计 题目：基于单片机音乐演奏曲Title: instrumental music based on single chip 姓名： 学号： 系别： 专业： 年级： 指导教师： 2012年5 月25 日
摘要 单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本设计以At89c2051为核心，主要由电源电路、复位电路、音频放大电路、时钟电路和数码管电路和蜂鸣器电路构成单片机奏乐附加时钟的一个小系统。电路中I/O口采用分时复用的借口技术，使AT89c2051单片机的引脚资源得以充分利用，本系统的电路简单，实现的功能强大，所用芯片比较便宜，性价比较高。 关键词：At89c2051，数码管，单片机奏乐，分时复用
目录 摘要 ........................................................... - 1 - 1.引言 (3) 2.系统整体结构 (4) 2.1系统总设计 (4) 2.2实现的功能 (4) 2.3主要芯片介绍 (4) 2.3.1 AT89c2051芯片介绍 (4) 3.系统硬件设计 (5) 3.1键盘输入模块 (5) 3.2时钟模块 (5) 3.3显示模块 (6) 3.4复位电路 (6) 3.5蜂鸣器电路设计 (7) 4.系统软件设计 (7) 4.1系统主程序流程图系 (7) 4.2 部分子程序流程图 (8) 结束语 (10) 参考文献 (10) 致谢 (11) 附录 (11)
1.引言 随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的各种系统也越来越多。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。 本次设计为单片机奏乐器,硬件部分它以单片机AT89C2051为核心,由功放电路、数码管等组成。当接上电源按下开关时，就能听到优美的旋律。当然这些音乐都是通过软件编程实现的，把它存储在存储器里，根据存储容量大小决定存储音乐的数目。 [2]
自动控制系统管理 控制系统主要包括DCS控制系统、PLC可编程控制器、闭路控制计算机系统、汽车装车站以及在先进过程控制中使用的上位计算机等。 一、电仪工段应加强对系统的日常维护检查，根据责任区划分进行点检和定期维护。 二、系统周检发现的问题，应及时填写缺陷记录，并立刻组织人员处理解决。 三、由电仪工段专业人员按照实际进行备品备件储备，并定期对软件进行备份。 四、岗位操作人员必须认真执行操作规程，爱护机器设备,严禁任何人运行与系统无关的软件，计算机必须专人操作，严禁串用或随意调整,操作人员和其他非电脑维护人员不得更换
电脑硬件和软件，严禁使用来历不明的软件、光盘和其它有可能带来病毒的工具，严禁使用系统电脑进行上网。 五、工艺参数、联锁设定值的修改，要由生产部门提出申请或办理联锁工作票后（申请和工作票要由生产部审批），由电仪专业人员或厂家人员进行修改并做好记录。 六、非工作人员未经批准严禁进入控制室，控制室人员应按规定着装。进入控制室作业人员必须采取静电释放措施，消除人身所带的静电 七、控制室内严禁吸烟，严禁带入易燃易爆和有毒物品，不得在控制室吃东西，机柜上下不得堆放杂物。 八、控制室内必须经常清扫，消防、安全设施要齐全，并定期进行检查。 九、系统供电及接地系统必须符合标准，UPS电源是过程控制计算机系统的专用电源，室内的维修用电、吸尘器、电风扇、空调机用电及其他临时性用电一律不得接入计算机电源系统。
十、非专业人员不得私自运行其他与生产无关的操作。操作人员和其他非电脑维护人员不得私自退出监控系统，未经许可，任何人不得随便支用电脑设备。 十一、工控电脑是我公司生产控制和管理的核心，凡因个人原因所造成的事故，要严格追究其责任事故。
课程设计报告课程设计题目：java音乐播放器 学生姓名： 专业：XXXXXXXXXXXXX 班级： 指导教师： 20XX年X月X日
一、课程设计目的 1、编程设计音乐播放软件，使之实现音乐播放的功能。 2、培养学生用程序解决实际问题的能力和兴趣。 3、加深java中对多媒体编程的应用。 二、课程设计的要求 利用学到的编程知识和编程技巧，要求学生： 1、系统设计要能完成题目所要求的功能，设计的软件可以进行简单的播放及其他基本功能。 2、编程简练，可用，尽可能的使系统的功能更加完善和全面 3、说明书、流程图要清楚。 三、课程设计内容 1、课程设计的题目及简介 音乐播放软件要求： 有图形界面，能播放MP3歌曲，有播放列表，前一首、后一首等常用播放软件功能。 2、设计说明 主要运用多媒体编程、图形界面、数组及循环进行设计，从而实现简单的音乐播放。 public MyMusicPlayer()：实现窗口的成员方法 publi c void run()：实现改变歌曲的播放状态的成员方法 public AudioClip loadSound(String filename)：实现对声音的加载public void mouseClicked(MouseEvent e)：实现对按钮的监听public void itemStateChanged(ItemEvent arg0)：返回一个AudioClip 对象
3、程序流程图 4、程序清单 import java.awt.*; import javax.swing.*; import java.applet.*; import java.awt.event.*; import https://www.doczj.com/doc/1a18620574.html,.*; public class MyMusicPlayer extends Thread implements MouseListener,ItemListener{ JFrame MainFrame=new JFrame("MyMusicPlayer"); //定义主窗体 JLabel songname=new JLabel(); //用标签 显示状态 JButton last=new JButton(); JButton play=new JButton();
毕业设计报告（论文）
内容摘要 自动门在人们的日常生活中已经得到了广泛的应用，同时人们对其性能和安全等方面的要求也越来越高。由于的高稳定性和对环境较强的适应能力，使得在自动门控制装置中的应用也日益广泛。本文围绕自动门控制系统展开研究。首先分析了国内外自动门发展的趋势和所采用的技术，然后对系统作了简要说明。并按照自动门控制装置的要求，设计了相应的梯形图和指令表程序，实现了自动门由检测到开启、计时等待、关闭的全过程。随着电子技术的发展，不断的更新，控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 索引关键词：自动门可控制编程器变频控制
目录
自动门控制系统的设计 第一章概论 随着世界经济和中国经济的不断发展，门的概念日益显现出来，现今社会门更加突出它的安全性，强调它的有效性，安全有效的通行、疏散，同时它的艺术的理念越来越突出，强调门与艺术的完美结合，我们要达到的目的就是门与其所在建筑以及周围自然环境的和谐。自动门专业和规模的生产可以追溯到很久以前，在其不断进步的历史过程中，涌现出大批深受用户好评的专业制造商。自动门的发展起源在欧美，经过多年的发展，现在已经形成了功能完善、做工精良的自动门系列。 在许多公共场所中，为了增添了高端、时尚的因素。自动门得到广泛的应用。自动门的发展可以解释为人类门的应用观念的继续，是人们依据不同需求对门的功能的提升和应用的完善。因此我们对自动门的认知应从人们对门性能的要求开始。门是所有建筑物必不可少的一部分，从最原始的功能来讲，门要具有隔离外部环境和方便通行这两种作用。因此门应该更加可靠、密封。随着自动门的大面积发展，人们对于门的作用也不断改变，人们的安全观念不断提升。自动门不但能够改善出入口环境，而且能够保护人们的出行安全。就我国现阶段来说，我国现在没有制定自动门的国家标准，使我国自动门性能、质量参差不齐。自动门在通电后可以自动控制无需人工管理，同时又节约了大量空间资源，防风、防尘、降低噪音，既提高了建筑的档次，又方便了人们出行，这是由于这些特点自动门在近几年国内外的各种市场迅速发展并得到大范畴的应用。 在本次自动门设计中我们采用做控制器可以增强自动门运行的稳定性和安全性，同时也大大地改善了自动门的使用效果。自动门的控制系统的设计具有很重要的现实意义，不但可以为自动门行业的发展提供技术支持，而且扩大了在该行业甚至整个自动化行业的全面应用，因此该设计具有很大的经济价值和理论研究意义。在国外，进入20世纪90年代以来，自动化技术发展迅猛，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 第二章自动门控制系统总体设计 2.1自动门的控制过程和要求 自动门控制过程和要求，具体如下：
第一章前言 伴随着科技的发展和时代的进步，人们对生活质量的要求也越来越高，由以前简单的追求温饱和物质财富转向更高层面的精神追求！而这一切催生了智能仪器的发展，音乐则是人们娱乐生活的重要组成部分，目前市场上出现了许许多多的音乐播放器，而人们对播放器的功能需求也越来越广泛，本文将设计一个基于单片机的音乐播放器，通过对其全面的介绍与分析，让大家了解音乐播放器的原理！ 第二章: 简易音乐播放器的功能和原理说明 音乐播放器，可以通过单片机板子上的数字按键对音乐播放的曲目进行控制，并且通过LED灯将播放的音乐加以区分，在播放音乐的同时点亮LED灯，让人知道现在正在播放的音乐曲目,从而实现简单的音乐播放功能！ 表1 需求分析 功能说明：这次设计是依据单片机技术原理，通过硬件电路设计以及软件的编译而设计的一个简单的音乐播放器，可以通过按键选择播放四首歌曲（歌曲自选，只要将想要播放的歌曲的乐谱写入程序中即可）同时点亮相应的LED灯，并用它来指示当前播放的歌曲序列，只能实现简单的音乐播放功能。 原理说明：这个音乐播放器主要有晶振电路，复位电路，LED电路，按键电路以及扬声器组成。它利用单片机产生乐曲音符，再把乐曲音符翻译成计算机音乐语言，接着用单片机进行信息处理，再通过蜂鸣器或喇叭放出音乐。音乐的产生主要是通过单片机的I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制扬声器发音。通常利用单片机的内部定时器0，工作在方式1下，再改变计数初值TH0和TL0来产生不同频率。当控制歌曲按键按下时，按照预先存放在单片机中的程序，就
会自动判断键值，然后启动计数器，按照程序产生一定频率的脉冲，接着通过uln2003芯片驱动扬声器，播放出乐曲。该硬件电路中用P3.0，P3.1，P3.2，P3.3控制四个按键，“0”,“1”，“2”，“3”分别控制四首音乐。P1.0,P1.1，P1.2，P1.3控制四个LED灯，它们分别对应四个按键，用来显示正在播放的歌曲，并用P2.3 来控制扬声器，电路为12MHz晶振频率工作，起振电路中C1 和C2为22pf。 第三章:系统硬件电路设计 1：硬件体系结构设计 该简易音乐播放器主要有单片机核心芯片89C52，LED发光二极管，扬声器，晶振电路，按键电路，复位电路组成，通过芯片引脚输出定时器产生的各种固定频率的方波信号，然后在经由扬声器产生各种频率的声音。另外，该方案使用的是单片机板子的内部振荡电路，89C52芯片的X1，X2引脚外接石英晶体。它的系统组成如图所示。 （1）晶振电路部分晶振的作用是给电路提供工作信号脉冲的，其实就是单片机的工作速度。本次设计选用12M晶振，则单片机的工作速度就是每秒12M。与此同时，也要注意单片机的工作频率范围。 （2）复位电路部分当系统出现问题时可以重置系统，解决一些问题 （3）LED显示部分显示系统在各种不同条件下的状态 （4）89C52芯片整个设计的核心，接收和处理信号及程序 （5）按键电路部分作为系统的输入
北京联合大学 实验报告 课程（项目）名称：过程控制 学院：自动化学院专业：自动化 班级：0910030201 学号：2009100302119 姓名：张松成绩：
2012年11月14日 实验一交通灯控制 一、实验目的 熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，掌握交通灯控制的多种编程方法，掌握顺序控制设计技巧。 二、实验说明 信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，按以下规律显示：按先南北红灯亮，东西绿灯亮的顺序。南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维持25秒，南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮……如此循环，周而复始。如图1、图2所示。 图 1
图 2 三、实验步骤 1．输入输出接线 输入SD 输出R Y G 输出R Y G I0.4 东西Q0.1 Q0.3 Q0.2 南北Q0.0 Q0.5 Q0.4 2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。 3.启动并运行程序观察实验现象。 四、参考程序 方法1：顺序功能图法 设计思路：采用中间继电器的方法设计程序。这个设计是典型的起保停电路。
方法2：移位寄存器指令实现顺序控制 移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。S_BIT指定移位寄存器的最低位。N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加=N，移位减=-N）。SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。
目录 第一章绪论 (1) 第二章音乐播放器主要器件相关知识介绍 (2) 2.1 AT89C51 (2) 2.2 LCD 显示器 (4) 2.3 喇叭 (5) 2.4 键盘 (5) 第三章音乐播放器设计原理 (6) 3.1 单片机发声的基本原理 (6) 3.2 设计的相关音乐说明 (7) 3.3 音乐播放器设计功能说明 (7) 3.4 设计结构框图 (9) 3.5 主程序控制的工作流程图 (10) 3.6 播放音乐的主程序 (11) 设计心得 (15) 参考文献 (15)
第一章绪论 二十世纪九十年代以来，计算机、信息、电子、控制、通信等技术得到迅速发展，促使了社会生产力的提高，也使人们的生产方式和生活方式产生了日新月异的变化。随着人们生活水平的提高及对音乐的喜爱，对音乐播放器的品质，功能，品种等提出了越来越多的要求，表现在对控制系统性能、可靠性等要求越来越高。而品质的提高，功能的更新，可靠性的增强，品种的变化无不于产品的核心控制部分水平的提高密不可分。家用音乐播放器产品及其它有关消费电器产品都是一些开环或闭
环控制系统，都由核心控制部分，执行部分与人机界面三部分组成。而最为重要的控制部分一般是由单片机来执行完成的，这就必将导致和促进单片机在音乐领域应用的发展。现在这些由单片机实现的音乐播放器的功能越来越强、费用越来越低。例如，就市场上的mp3目前的功能越来越强大体积却越来越小，价格也逐渐便宜，被大多数人所能接受。但这些音乐播放器也或多或少的存在着一些问题，解决这些问题，还除智能化的单片机莫属。 设计指标： （1）设计一个（4×4）的键盘，并将16个键设计成16个音； （2）可弹奏想要表达的音乐； （3）该电子琴包含1首示例音乐，接通电源可播放示例音乐。 设计要求： （1）按设计指标进行电路设计； （2）列出音阶与单片机定时器输出频率关系表格； （3）制作符合设计指标的硬件电路。
生产实习报告 题目：音乐播放器 学生姓名：张凡 学号： 201220220123 班级： 1222201 专业：数字媒体技术 指导教师：张金 2015年08 月08日
目录 一、引言 (3) 1.1 项目背景 (3) 1.2 项目研究的目的 (4) 1.3 安卓简介 (4) 二．功能分析 (5) 2.1 功能需求分析 (5) 2.2 系统性能需求 (6) 2.3 运行环境需求 (6) 三．程序详细设计 (6) 3.1 主界面的设计 (6) 3.2 播放界面设计 (11) 3.3 其他功能 (14) 四．调试与运行 (18) 4.1 调试 (18) 4.2 运行结果 (19) 五．总结 (21)
一、引言 1.1 项目背景 当今社会的生活节奏越来越快，人们对手机的要求也越来越高，由于手机市场发展迅速，使得手机操作系统也出现了不同各类，现在的市场上主要有三个手机操作系统，symbian，Windows mobile，以及谷歌的Android操作系统，其中占有开放源代码优势的Android系统有最大的发展前景。那么能否在手机上拥有自己编写的个性音乐播放器呢？答案是：肯定的，谷歌Android系统就能做到。本文的音乐播放器就是基于谷歌Android手机平台的播放器。 随着计算机的广泛运用，手机市场的迅速发展，各种音频视频资源也在网上广为流传，这些资源看似平常，但已经渐渐成为人们生活中必不可少的一部分了。于是各种手机播放器也紧跟着发展起来，但是很多播放器一味追求外观花哨，功能庞大，对用户的手机造成了很多资源浪费，比如CPU，内存等的占用率过高，在用户需要多任务操作时，受到了不小的影响，带来了许多不便，而对于大多数普通用户，许多功能用不上，形同虚设。针对以上各种弊端，选择了开发多语种的音频视频播放器，将各种性能优化，继承播放器的常用功能，满足一般用户（如听歌，看电影）的需求，除了能播放常见格式的语音视频文件，高级功能：还能播放RMVB格式的视频文件。此外，还能支持中文、英文等语言界面。
基于PLC的车库自动门控制系统的设计 摘要：由于PLC所有的控制功能都是以程序的形式来体现的，因此PLC的应用已早期的开关逻辑到现在工业的各个领域，它既可用于开关量控制，又可以用于模拟量控制，既可用于单机控制，又可用于组成多级控制系统。本文主要分析PLC控制系统设计的一般步骤和内容，并针对公共车库自动门控制系统进行设计。 关键词：PLC 车库自动门 PLC系统和继电器系统类似，也是由输入部分、逻辑部分和输出部分组成。输入部分收集并保存被控制部分实际运行的数据。逻辑部分处理输人部分所取得的信息，并判断那些功能需做出相应的输出反应。输出部分控制正在被控的各装置中，哪几个设备需要实时操作处理。PLC采用大规模集成电路构成的微处理器和存储器来组成逻辑部分。尽管逻辑部分的作用与继电器控制系统类似，但是其组成、工作原理和运行方式是完全不同的[1]。本文以下主要分析基于PLC的小区公共车库自动门控制系统的设计。 1公共车库自动自动门控制概述 1.1自动门控制装置 自动门控制装置由门内红外探测开关GDl、门外红外探测开关GD2、开门限位开关SQ1、关门限位开关SQ2、开门执行机构KMl（控制电动机正转）、关门执行机构KM2（控制电动机反转）等部件组成。要求： ①当有人由内到外出门或由外到内进门时，电动机正转，门自动打开，开门到位时，限位开关SQ1发出信号，电动机自动停止运行。 ②自动门在开门位置停留5s后，自动进入关门程序。电动机反转，门自动关闭，关门到位时，限位开关SQ2发出信号，电动机停止运行。 ③在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过大门时，必须立即停止关门动作，并自动进入开门程序。 ④在门打开后的5s等待时间内，若又有人员由外至内或由内至外通过大门时，系统必须重新等待5s后，再进入关门过程，以保证人员安全通过。 1.2小区公共车库自动门控制要求 当汽车到达车库门前，超声波开关接收到车来的信号，开门上升；当升到顶点碰到上限开关，门停止上升；当汽车驶入车库后，光电开关发出信号。门电动机反转，门下降；当下降碰到下限开关后，门电动机停止[2]。
自动门及其控制系统简介 摘要：门是伴随着人们的文明而诞生的，随着科学的发展，门的种类越来越多，技术也越来越复杂。自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸，是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门，从最基本的意义上讲，要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。 自动门是随着人们对生活条件的不断追求、科技的不断发展应运而生的高科技产品，因此，它具备了普通门所没有的优势：雅观漂亮，而且使用管理起来更加的安全、方便、舒适，通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，既方便又提高了建筑的档次。因此自动门被广泛的应用于大型商场、银行、大酒店、机场、办公大厦等各种大型的公共场所。 本文通过结合PLC控制系统的简介及各种普遍应用的自动门的特点，对由PLC 作为控制系统的自动门的概况、主要分类、组成、原理、软硬件控制系统、PLC 程序的编写等都进行了一定的介绍。 关键词：自动门；PLC；控制；编程 Abstract: The door is accompanied by the birth of human civilization, with the development of science, the types of doors more and more, technology is more complex. Automatic doors from the theoretical understanding of the concept should be an extension of the use of the door, door people as needed to enhance and improve the function. Therefore, the understanding of the automatic door to door should be functional requirements from the beginning people. As part of the building door, from the most basic sense, isolated from the external environment to meet people and do not hinder the passage of these two requirements. Thus door itself should be firmly sealed. Automatic door is the living conditions as people continue to pursue the development of science and technology came into being in the high-tech products, so it does not have the advantages of ordinary doors: decency beautiful, but it is more secure use and management, convenience, Comfort, power can be achieved after the unattended while at the same energy saving air conditioning, wind, dust, noise reduction, convenient and improve the grade of the building. Therefore, automatic doors are widely used in large shopping malls, banks, large hotels, airports, office buildings and other large public places. In this paper, combined with PLC control system and a variety of widely used