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1、 毕业设计变声器的设计与实现学生姓名： 学号： 系 部： 专 业： 指导教师： 2015年6月诚信声明本人郑重申明：所呈交的毕业论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本人签名： 年 月 日太原工业学院毕业设计语龄变换麦克风的设计与实现摘 要变声器从总的方面分为硬件变声器和软件变声器。变声器的原理都是通过改变输入声音的基本频率，进而改变声音的音色和音调，使输出的声音在感官上与原来有很大
2、的差异。实质就是对语音信号进行基频和共振峰频率的变化。本设计通过介绍基于WIN8072变声芯片的硬件变声系统，对系统各部分功能模块的工作原理进行了详细介绍和硬件的设计。芯片内部有自带的A/D、D/A转换功能和声音频率改变功能。使用驻极体麦克风对语音信号进行采集，利用芯片对语音信号进行模数转换，使声音频率发生改变，然后又进行数模转换使信号输出。将改变的信号搭配使用LM386的音频功率放大电路，对语音信号进行放大处理，最终通过电动式扬声器输出变声后的声音。经过检测发现本设计基本实现了变声功能，达到了预期的效果。关键字： 变声芯片，声音频率，LM386，音频功率放大The Design and Im
3、plementation of a Language Age Shift Microphone AbstractVoice changer in general can be divided into hardware and software. The principle of voice changer is by changing the fundamental frequency of the voice input, and then change the sound timbre and tone, enable the voice output in sensory and ha
4、d great difference. The essence is the change of the fundamental frequency and the fundamental frequency of the speech signal.Through the design of the hardware voice system based on WIN8072 voice chip and working principle of each part of the function modules of the system were introduced in detail
5、 and the hardware design. The chip has its own A/D, D/A conversion function and sound frequency change function. The speech signal is acquired by using the microphone in the polar body, and the signal is converted by the chip to the speech signal, and the sound frequency is changed, and then the sig
6、nal output is converted to a digital mode. Using LM386 audio power amplifying circuit of the signal will change the match, on speech signal for amplification processing, finally through the electric loudspeaker output voice after voice. After tests found the design basically achieved the voice funct
7、ion, achieve the expected effect.Key words: Voice chip，Voice frequency，LM386，Audio power amplifier目 录第1章 绪 论11.1 课题意义与背景11.2 国内外研究现状11.2.1 国内外语音变换研究现状11.2.2 语音处理存在的问题与缺陷31.2.3 本文主要研究的内容4第2章 变声器的原理介绍52.1 变声的基本原理52.2 变声器的基本原理62.3 变声器的类别和功能7第3章 变声器各部分功能模块83.1 语音信号的采集83.1.1 驻极体话筒的构造及原理83.1.2 驻极体话筒主要的参数指
8、标93.2 模数转换（A/D）和数模转换（D/A）103.2.1 模数转换（A/D）103.2.2 数模转换（D/A）113.3 SRAM（静态随机存取存储器）113.3.1 SRAM主要规格113.3.2 SRAM基本特点和用途123.3.3 SRAM结构原理123.4 电动式扬声器123.4.1 电动式扬声器结构123.4.2 电动式扬声器各部分介绍13第4章 音频功率放大器LM386154.1 LM386具体描述154.2 LM386特性154.3 LM386详细介绍164.3.1 LM386内部电路164.3.2 LM 386的引脚特点17第5章 基于WIN8072的变声系统设计185
9、.1 变音ICWIN8072的具体描述185.2 WIN8072特征185.2.1 电气特征185.2.2 脚位描述195.2.3 典型的应用电路195.3 变声器硬件的实现19第6章 总 结23参考文献24致 谢262727太原工业学院毕业设计第1章 绪 论1.1 课题意义与背景对语音信号进行一些变换使之能够产生性别变化的特效，比如在男声、女声、老年人声和童声之间相互变换，最后达到伪装的效果。语音转换技术的飞速发展对我们的生活产生了极大的意义，有着非常广泛的使用价值，能够产生很大的经济效益，具体有以下几个方面:(1) 声音恢复。比如在医学的领域，有些因为声带受损的病人发音不清楚，如果利用声音
10、变换技术那就可以修复声音，对声音信号进行加强和修复，使声音信号能够清楚的被人所接收，在人与人之间的交流中起了很大的作用。还有就是对一些缺损的音频进行恢复，使之能够最大化的发挥其的研究价值。(2) 多媒体的应用。比如在电影的配音中，工作人员要给不同角色反复配音，这样会产生巨大的工作量。可是在使用语音转换技术以后就会大大减少工作量，节省时间和成本。在日常的生活中，语音变换还能应用到玩具中，给玩具增加语音变换功能，让大人的声音能变换成小孩的声音，反之小孩也能发出大人的声音,增加了无穷的乐趣。另外，在网络游戏中可以让玩家自己录制声音，运用转换技术进行改变，使得玩家的游戏角色能够发出玩家自己的声音，这会
11、大大增加玩家的游戏兴趣，能够产生身临其境的感觉，对游戏的推广有巨大的作用。(3) 声音的伪装。在公安系统中，有时发布信息为了保护说话人的个人隐私，可以使用语音转换技术对说话人的声音进行改变后再发布;相反的是，公安机关如果截获犯罪嫌疑人经过伪装后的声音，可以使用声音恢复技术对声音进行还原，获得有利信息可以大大加快破案速度。总的来说，语音转换技术在不断地飞速发展，极大的满足人们在各行各业的需求 。说到底，语音转换技术是对语音的识别、合成的延伸和发展，在语音技术领域有着极其重要的地位。我相信在不久的将来语音转换技术对人们的生活做出更大的贡献，各种各样的语音产品将会不断产生，走进寻常老百姓的家中，为老
12、百姓的生活增添无穷的乐趣1。 1.2 国内外研究现状 1.2.1国内外语音变换研究现状语音变换的实质就是对语音信号进行转换，使语音信号发生类似性别改变的特效，使人的声音能够在小孩、老人、男人和女人声音之间随意转换，让听到声音的人分辨不出说话人的年龄。语音变换技术在软件娱乐领域有着非常大的前景和市场，现在已经开发出许多优秀的变声软件。就目前所知道的比较有名的商用软件AVVCS、Vodi、开源软件SoundTouch和国际知名的语音软件Praat都具有变声功能。就目前许多大的通信运营商都有把目光投向变声这一功能业务，设计好变声模块让人说话时可以选择转换声音，受到人们的强烈欢迎。还有各式各样的变声软
13、件被开发出来，不断地完善变声缺陷。表1.1是各种变声系统的比较。通常来讲，比较受大家认可的是Praat，这是一个相对来说比较能更好实现变声的系统。可现如今所有的变声系统都有缺陷，Praat也不例外。首先是它的基频检测模块比较复杂，导致后台程序运行检测语音将会花费大量的时间，造成更大的语音延迟。经过检测发现它的延时一般都是几百毫秒级别的，这就造成了实时语音的困扰。其次，因为延时比较大就造成了这个系统是基于离线的，如果说要想让这个系统能够实时，并且能够长期和稳定那将会非常的困难2。除了Praat以外，其他变声产品或变声系统如AVVCS等，都是基于类似相位声码器的基频移动，然后再附加后端均衡器调制的
14、原理实现的。还有一些系统比说如SoundTouch等，是通过WSOLA变速和重采样变调实现的，这两个方法相对比之下还是比较接近的。这两个方法相对于Praat，优点是经过系统处理后能后获得长期稳定的变声语音，缺点是生成的变声语音不是很真实，并且带有卡通化的感觉。还有就是Vodi，它的原理与Praat较为接近。并且在22050赫兹的采样频率下，实现声音的实时转换效果是比较良好的，但是运行时所占用的CPU却十分高。表1.1 各种变声系统的比较原理实时性变声效果语音质量PraatPSOLA离线好，真实、自然好SoundTouchWSOLA实时较好，有一点 卡通化好AVVCS基频移动和后端均衡处理实时较好，有一点 卡通化好VoDiPSOLA实时好，真实、自然好1.2.2语音处理存在的问题与缺陷在对语音的处理过程中，基本上都是对语音的音调、音色、频率和语音信号强度的处理，所以问题一般就出现在这几个基本参数上面。对声音的处理大体上有几个主要方向，比如说声音的复原、声音的变声处理、声音的压缩和扩展。首先对声音的复原是指音频文件损坏以后，对音频文件中的损坏部分进行修复，使声音能够被清楚地播放出来，解决语音信号的模糊与失真。声音的变声处理是使语音信号发生改变如对基频和共振
