来源：今日电子 作者：黎华图 葛万成

    引言

    语音信号是人们进行沟通和交流的主要媒介。语音具有两重属性，一方面语音具有表义功能；另一方面语音毕竟是一种声音，它是由人的头脑中产生的意念通过一组神经信号去控制发音器官，变成空气的振动信号，然后由空气传递到人的耳朵或受话器中的信号。语音的基本作用是进行信息交换，构成语音通信。在语音通信系统中，语音信号的传输存储和处理的方式是各种各样的。大体上说话音处理的研究可以分为以下几个方面：语音分析、语音增强、语音编码、话音合成和语音识别与理解。单从记录声音的设备来看就有留声机、录音机到现在数字化的mp3播放器，这其中的记录技术也一直在飞速的变化中。因此，在信息社会高度发达的今天，用数字方法进行语音的传送、存储、识别、增强就显得尤为必要。

    labview开发平台

    labview是目前唯一的编译型图形化编程语言，使用“所见即所得”的可视化技术建立人机界面，用图标表示功能模块，用图标之间的连线来表示各模块间的数据传递。同时，labview继承了高级编程语言的结构化和模块化编程的优点，支持模块化与层次化设计，这种结构的设计增强了程序的可读性，其界面非常直观形象。

    虚拟仪器是以计算机作为仪器的硬件支撑，充分利用计算机的运算、存储、调用、显示及文件管理等功能，把传统仪器的专业化功能软件化，使之与计算机结合起来融为一体，这样便构成了一台从外观到功能都完全与传统仪器相同，同时又充分享用了计算机资源的仪器系统。传统仪器通常由信号采集、信号分析、信号输出三部分组成；虚拟仪器同样可以划分为数据采集、数据分析处理、显示结果三大功能模块。

    虚拟仪器的系统组成

    虚拟仪器系统是由计算机、硬件平台和应用软件组成的。从构成方式，则有以数据采集卡(daq)和信号调理电路组成的pc-daq测试系统；以gpib、vxi、串行总线和现场总线等标准总线仪器为硬件方式组成的gpib系统、vxi系统、串行总线系统、现场总线系统等。目前通常采用的方法是在计算机上插入数据采集卡，用软件在屏幕上生成仪器面板，用软件进行信号分析处理等。这也正是本文设计的核心。我们采用pci总线技术开发了虚拟仪器系统硬件平台，其基于pci总线的数据采集卡包括信号调理和数据采集两部分，数据采集卡结合计算机数据处理软件可以构造各种虚拟仪器。图1为虚拟仪器系统构成框图。

    图1 虚拟仪器系统构成框图

    语音信号的时域处理方法

    数字语音处理的方法常常分为时域方法、频域方法、同态方法、线性预测编码方法以及其他各种方法等。时域方法涉及到语音信号的波形，利用时域方法来分析的语音信号特征参数包括语音的短时平均幅度和能量，短时平均过零率，短时自相关函数以及短时平均幅度差函数等。利用这些特征参数可以分析或处理语音，如清浊音分类，基音周期检测等。限于篇幅，这里只对短时能量和短时平均幅度进行分析。语音信号的时域分析就是分析和提取语音信号的时域参数，其特点如下。

    ⑴表示语音信号较直观、物理意义明确；

    ⑵实现较简单、运算量少；

    ⑶可以得到语音的重要参数；

    ⑷使用示波器等通用设备可看到变化，使用方便。

    考虑到上述优点，本文就语音信号的时域处理方法进行系统的分析。

    ● 短时能量分析

    语音信号是一种随时间而变化的信号，是浊音激励还是清音激励，浊音的基音周期以及信号幅度等都随时间而变化，此变化又是缓慢的，可以认为在一小段时间里，例如10～20ms内语音信号近似不变。于是，可以把语音