基于嵌入式系統(tǒng)的實時聲音頻譜分析技術(shù).pdf

1、聲壓頻譜分析是考慮人耳對不同頻率成分的聲音的感受的不同，進而通過傅里葉變換等獲得其準確頻譜特性的技術(shù)。聲壓頻譜分析是后續(xù)聲學(xué)分析的基礎(chǔ)，同時在聲學(xué)測量，噪聲污染，健康醫(yī)療，降噪減噪，故障診斷，國防建設(shè)等中都具有重要的應(yīng)用。本課題從理論分析到硬件及算法設(shè)計介紹了基于嵌入式系統(tǒng)的手持式聲壓分析平臺的實現(xiàn)過程。提出了一套精度較高，運算量較小，實時性較好，可操作性較強的手持式聲學(xué)頻譜分析方案。
　　本課題對基于嵌入式系統(tǒng)的聲壓頻率計權(quán)、頻

2、譜分析進行了深入的分析與研究，首先介紹了基于卷積的頻率計權(quán)實現(xiàn)及基于傅里葉變換、快速傅里葉變換的聲壓頻譜分析方法。考慮卷積運算的運算量比較大，本文提出了基于重疊相加DFT/IDFT的頻率計權(quán)優(yōu)化算法，并分析了兩者的算法復(fù)雜度及最優(yōu)幀長選擇標準。針對Matlab庫函數(shù)設(shè)計的頻率計權(quán)濾波器與本課題目標計權(quán)濾波器頻響相差較大，介紹了一種基于DFT/IDFT的頻率計權(quán)濾波器的設(shè)計方法?？紤]FFT變換是基于復(fù)數(shù)域的，研究了聲壓信號的FFT/IFF

3、T加速實現(xiàn)算法。最后對本課題的實驗平臺的實現(xiàn)進行了系統(tǒng)分析，介紹了主要的硬件構(gòu)成和相應(yīng)的驅(qū)動程序開發(fā)，分析了輸入輸出通道的校準方法以及在快速傅里葉變換過程中需要使用到旋轉(zhuǎn)因子，位反系數(shù)和分離因子的計算方法。
　　對本課題的研究方案，分別在Matlab上進行仿真分析和嵌入式平臺上進行實際測試，結(jié)果表明，基于重疊相加DFT變換的頻率計權(quán)實現(xiàn)方法與基于卷積的實現(xiàn)方法結(jié)果一致，而且隨著濾波器系數(shù)的增大前者性能快速提升，對計權(quán)后的信號進行時