Технические науки/ 12.Автоматизированные системы управления на производстве.

к.т.н. Щербань О. Г., магистрант Молчанова Я. В.

Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону, Россия

автоматизация задач распознвания фрагментов звуковых сигналов

Обработка сигналов с целью разделения информационных потоков, подавления шумов, идентификации параметров исследуемых сигналов и выполнения других подобных процедур имеет первостепенное значение при решении широкого круга научно-технических задач. С целью автоматизации ряда упомянутых процедур с использованием программных средств компании National Instruments – среда инженерного программирования LabVIEW (LV) и соответствующих аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, реализован программно-методический комплекс для идентификации фрагментов звуковых сигналов.

Методическое обеспечение отражает как вопросы использования экспресс-средств LV для выполнения типовых задач обработки акустических сигналов [1], так и оригинальные методы решения нестандартных индивидуальных задач обработки акустических сигналов [2,3].

Обработка акустических сигналов в комплексе выполняется с использованием методов спектрального, статистического и корреляционного анализа. Комплекс позволяет автоматизировать процессы ввода звуковых сигналов с внешних устройств, процедуры калибровки и настройки оборудования, цифровой фильтрации и частотного анализа, анализа результатов вибрационных измерений, идентификации параметров, статистического анализа [2,3]. Реализована возможность оперативного изменения в ходе работы параметров усилителей, корректирующих звеньев, фильтров и других элементов обработки сигналов. Обеспечена возможность ввода акустических сигналов как с использованием микрофона, подключенного к звуковой карте компьютера, так и сигналов, снимаемых с вибродатчиков, подключенных к высокоскоростным картам-АЦП National Instruments.

Для упрощения решения каждой из задач комплекс реализован в форме набора множества простых виртуальных дисплеев. Например, на рисунке 1 показана панель виртуального прибора для анализа спектральных характеристик звуковых сигналов и идентификации фрагментов сигналов по записанным ранее эталонам.

Рисунок 1 – Панель виртуального прибора комплекса

Идентификация фрагментов сигналов заключается в последовательном выполнении процедур (рисунок 2) оцифровки входного сигнала, обработки массива данных БИХ-фильтром, разложению в ряд Фурье и сравнению с эталонными диапазонами частот [2].

251658240

Рисунок 2 – Последовательность процедур при идентификации фрагментов звуковых сигналов

В разработанном программном комплексе органично сочетаются и реализованы - интерактивный (диалоговый) режим работы, высокие графические и иллюстративные возможности, приветливый интерфейс, неограниченная возможность копирования и размножения программы, отсутствие необходимости отдельной инсталляции или специальных программных средств для запуска программы (требуется лишь установка "двигателя" Engine National Instruments).

Рис. 3

Литература:

1. Федосов, В. П. Цифровая обработка звуковых и вибросигналов в LabVIEW. Справочник функций / В. П. Федосов – М.: ДМК Пресс, 2010. – 1296 с.

2. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б Сергиенко – СПБ.: Питер, 2002, - 608 с.

3. Красильников, В.А. Введение в физическую акустику / В. А. Красильников, В. В. Крылов. – М.: Радио и связь, 1984. - 403 с.