Tải miễn phí đồ án
1. Giới thiệu chung
Cùng với sự phát triển của cuộc cách mạng khoa học và công nghệ đang diễn ra một cách sôi động, chúng ta đang tiến dần tới thế giới của sự số hoá. Với các ưu điểm của xử lý số, nhanh gọn, chính xác với chất lượng cao, mọi lĩnh vực hoạt động của xã hội loài người, nhất là các ngành trong các lĩnh vực thông tin liên lạc, phát thanh truyền hình ... đều tiến tới việc áp dụng một cách đồng bộ và có hiệu quả các công cụ cũng như các phép xử lý số. Trong đó, âm thanh là một lĩnh vực đặc biệt quan trọng, đây là một cách dùng để trao đổi cũng như cảm nhận tin, không chỉ là tiếng nói, bản nhạc mà đó là tất cả các âm mà ta cảm nhận được trong cuộc sống hàng ngày, do đó, lĩnh vực về âm thanh không thể nằm ngoài xu hướng phát triển chung mà còn cần sự nghiên cứu sâu hơn nữa.
2. Đặt vấn đề
Với âm thanh số, bằng việc lưu trữ âm thanh dưới dạng các dãy số, chúng ta đạt được yêu cầu về tốc độ truyền cũng như về khối lượng lưu trữ và độ trung thực trong các phép xử lý như khử nhiễu, soạn thảo hay các hiệu quả tạo độ vang, trễ ... Do vậy, ngoài các phương tiện sử dụng kỹ thuật số, như camera số, thiết bị ghi số, điện thoại số... với chất lượng cao, thì những âm thanh tương tự được ghi từ micro với các nhạc cụ truyền thống đều được chuyển đổi sang dạng số hoá.
Hơn nữa, với âm thanh, chúng ta không chỉ quan tâm tới khả năng cảm nhận một cách trung thực nhất âm thanh tự nhiên, mà ta còn hướng tới việc tạo ra (hay tổng hợp) được những âm thanh mà ta mong muốn. Do đó, khi nói đến âm thanh số thì cần thiết phải xét tới 3 khía cạnh:
ã Các khuôn dạng lưu trữ âm thanh với các đặc tính riêng biệt. Đây là yêu cầu trước tiên của bất kỳ quá trình thu thanh hay khi cần đọc dữ liệu để phân tích. cần hiểu rõ các đặc tính cả từng khuôn dạng thì mới có thể lưu trữ một cách hiệu quả nhất.
ã Thao tác với các tệp âm thanh qua một trình soạn thảo âm thanh với các phép sao chép, cắt, dán, lọc, trộn âm hay chuyển đổi khuôn dạng tệp lưu trữ cũng như cách lưu trữ dữ liệu. Đây là cách để chúng ta có thể cảm nhận được âm thanh một cách rõ nét.
ã Phân tích tín hiệu của âm thanh bằng cách biểu diễn dữ liệu âm thanh dưới dạng tín hiệu tuỳ theo mục đích phân tích. Dữ liệu đọc từ tệp, sau đó qua các phép xử lý tín hiệu số như lọc, hàm cửa sổ, biến đổi FFT, Cepstrum ... để có thể rút ra các tham số đặc trưng, các thông tin cần thiết cho các quá trình nhận dạng hay tổng hợp âm sau đó.
3. Chủ đề của luận án
Chính vì vậy, với đề tài “Xây dựng chương trình xử lý âm thanh số” thì nhiệm vụ trước tiên sẽ phải nghiên cứu, tìm hiểu các khuôn dạng lưu trữ dữ liệu, sau đó xây dựng một chương trình (xử dụng ngôn ngữ lập trình Delphi) để thao tác với các tệp âm thanh và phân tích tín hiệu của các âm thanh đó.
Chương 1
LÝ THUYẾT XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ
1. Tín hiệu số
Tín hiệu là biểu hiện vật lý của thông tin. Về mặt toán học, tín hiệu được coi là một hàm của một hay vài biến độc lập. Để phân loại tín hiệu, ta có thể xét đến tính chất của biến độc lập thời gian hay phân loại theo biên độ tín hiệu (liên tục hay rời rạc).
Từ đó ta có định nghĩa: Tín hiệu số (Digital Signal) là tín hiệu rời rạc (theo biến độc lập thời gian) đồng thời có biên độ cũng rời rạc hoá (lượng tử hoá).
Hình 2.1: Tín hiệu số
Theo định nghĩa trên, tín hiệu có vai trò là vật mang thông tin. Nên tín hiệu cần được xử lý sao cho có thể dễ dàng rút ra các thông tin mong muốn hay lưu trữ thông tin một cách tối ưu. Cho nên việc phát triển các kỹ thuật cũng như các hệ thống xử lý tín hiệu đóng vai trò hết sức quan trọng. Thông thường các phép xử lý tín hiệu là các phép biến đổi tín hiệu thành dạng khác mong muốn, tuỳ theo yêu cầu thu nhận thông tin từ tín hiệu đó. Ví dụ như việc lọc bỏ nhiễu ra khỏi tín hiệu có ích, hay xác định thông số mang tin nào đó.
2. Xử lý tín hiệu số (DSP - Digital Signal Processing)
Xử lý tín hiệu được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau, và xử lý âm thanh là một trong số đó. Trong quá trình xử lý, các phép xử lý DSP chuẩn cơ bản là: FFT, lọc, thiết kế các bộ lọc thời gian, decimation, interpolation (nội suy), tích chập (convolution), ...
Các chức năng DSP (Digital Signal Processing) được thực hiện bởi soundcard tương đương với một tập các khả năng của phần cứng tổng hợp âm nhạc điện tử analog: trộn, lọc, điều chế tần số, biên độ... và nén. Tất cả các hiệu quả được tạo ra bằng cách dùng bộ trễ tín hiệu như: vang, lặp.... đều có thể sử lý bằng DSP. Sự khác nhau là DSP (cả phần cứng và phần mềm) có thể thực hiện các chức năng trên dạng sóng số hóa. Nhiều soundcard có tích hợp DSP để tăng tốc độ xử lý.
Việc phân tích và thiết kế của các hệ thống tuyến tính đã được thực sự đơn giản hoá bởi các phép biểu diễn trong miền tần số của cả tín hiệu và hệ thống. Trong đó biến đổi Fourier và biến đổi Z đóng vai trò quan trọng trong việc biểu diễn các tín hiệu và hệ thống rời rạc theo thời gian.
PHẦN I:
Giới thiệu chung về âm thanh số và nhu cầu thực tiễn.
Nêu chủ đề của luận án.
PHẦN II:
Chương 1: Giới thiệu lý thuyết xử lý tín hiệu số. Đây cũng chính là các kỹ thuật xử lý đối với tín hiệu của âm thanh số.
Chương 2: Giới thiệu các đặc tính của âm thanh và các vấn đề đặt ra đối với âm thanh số cũng như các vấn đề cần giải quyết khi chuyển đổi từ âm thanh tương tự.
PHẦN III:
Chương 3: Tìm hiểu về các khuôn dạng lưu trữ âm thanh: cấu trúc và các thông số về định dạng dữ liệu.
Chương 4: Các phép tiền xử lý (lọc, hàm cửa sổ) khi phân tích tín hiệu.
Chương 5: Kỹ thuật Homomorphic với phép biến đổi FFT.
PHẦN IV:
Chương 6: Lựa chọn phương pháp thiết kế.
Chương 7: Thao tác với tệp âm thanh qua các phép soạn thảo, tạo file và chuyển đổi ...
Chương 8: Phân tích tín hiệu âm thanh qua các phép tiền xử lý và kỹ thuật Homomorphic để đánh giá phổ và cepstrum tương ứng.
Chương 9: Giới thiệu chương trình và cách sử dụng.
PHẦN V:
Đánh giá chương trình, nêu hướng phát triển và kết luận.
PHẦN PHỤ LỤC:
Phụ lục A: Giải thích một số thuật ngữ tiếng anh.
Phụ lục B: Danh mục tài liệu tham khảo.
Đồ án kèm phần mềm, Tiếng Việt + bản Tiếng Pháp
Link download cho anh em
1. Giới thiệu chung
Cùng với sự phát triển của cuộc cách mạng khoa học và công nghệ đang diễn ra một cách sôi động, chúng ta đang tiến dần tới thế giới của sự số hoá. Với các ưu điểm của xử lý số, nhanh gọn, chính xác với chất lượng cao, mọi lĩnh vực hoạt động của xã hội loài người, nhất là các ngành trong các lĩnh vực thông tin liên lạc, phát thanh truyền hình ... đều tiến tới việc áp dụng một cách đồng bộ và có hiệu quả các công cụ cũng như các phép xử lý số. Trong đó, âm thanh là một lĩnh vực đặc biệt quan trọng, đây là một cách dùng để trao đổi cũng như cảm nhận tin, không chỉ là tiếng nói, bản nhạc mà đó là tất cả các âm mà ta cảm nhận được trong cuộc sống hàng ngày, do đó, lĩnh vực về âm thanh không thể nằm ngoài xu hướng phát triển chung mà còn cần sự nghiên cứu sâu hơn nữa.
2. Đặt vấn đề
Với âm thanh số, bằng việc lưu trữ âm thanh dưới dạng các dãy số, chúng ta đạt được yêu cầu về tốc độ truyền cũng như về khối lượng lưu trữ và độ trung thực trong các phép xử lý như khử nhiễu, soạn thảo hay các hiệu quả tạo độ vang, trễ ... Do vậy, ngoài các phương tiện sử dụng kỹ thuật số, như camera số, thiết bị ghi số, điện thoại số... với chất lượng cao, thì những âm thanh tương tự được ghi từ micro với các nhạc cụ truyền thống đều được chuyển đổi sang dạng số hoá.
Hơn nữa, với âm thanh, chúng ta không chỉ quan tâm tới khả năng cảm nhận một cách trung thực nhất âm thanh tự nhiên, mà ta còn hướng tới việc tạo ra (hay tổng hợp) được những âm thanh mà ta mong muốn. Do đó, khi nói đến âm thanh số thì cần thiết phải xét tới 3 khía cạnh:
ã Các khuôn dạng lưu trữ âm thanh với các đặc tính riêng biệt. Đây là yêu cầu trước tiên của bất kỳ quá trình thu thanh hay khi cần đọc dữ liệu để phân tích. cần hiểu rõ các đặc tính cả từng khuôn dạng thì mới có thể lưu trữ một cách hiệu quả nhất.
ã Thao tác với các tệp âm thanh qua một trình soạn thảo âm thanh với các phép sao chép, cắt, dán, lọc, trộn âm hay chuyển đổi khuôn dạng tệp lưu trữ cũng như cách lưu trữ dữ liệu. Đây là cách để chúng ta có thể cảm nhận được âm thanh một cách rõ nét.
ã Phân tích tín hiệu của âm thanh bằng cách biểu diễn dữ liệu âm thanh dưới dạng tín hiệu tuỳ theo mục đích phân tích. Dữ liệu đọc từ tệp, sau đó qua các phép xử lý tín hiệu số như lọc, hàm cửa sổ, biến đổi FFT, Cepstrum ... để có thể rút ra các tham số đặc trưng, các thông tin cần thiết cho các quá trình nhận dạng hay tổng hợp âm sau đó.
3. Chủ đề của luận án
Chính vì vậy, với đề tài “Xây dựng chương trình xử lý âm thanh số” thì nhiệm vụ trước tiên sẽ phải nghiên cứu, tìm hiểu các khuôn dạng lưu trữ dữ liệu, sau đó xây dựng một chương trình (xử dụng ngôn ngữ lập trình Delphi) để thao tác với các tệp âm thanh và phân tích tín hiệu của các âm thanh đó.
Chương 1
LÝ THUYẾT XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ
1. Tín hiệu số
Tín hiệu là biểu hiện vật lý của thông tin. Về mặt toán học, tín hiệu được coi là một hàm của một hay vài biến độc lập. Để phân loại tín hiệu, ta có thể xét đến tính chất của biến độc lập thời gian hay phân loại theo biên độ tín hiệu (liên tục hay rời rạc).
Từ đó ta có định nghĩa: Tín hiệu số (Digital Signal) là tín hiệu rời rạc (theo biến độc lập thời gian) đồng thời có biên độ cũng rời rạc hoá (lượng tử hoá).
Hình 2.1: Tín hiệu số
Theo định nghĩa trên, tín hiệu có vai trò là vật mang thông tin. Nên tín hiệu cần được xử lý sao cho có thể dễ dàng rút ra các thông tin mong muốn hay lưu trữ thông tin một cách tối ưu. Cho nên việc phát triển các kỹ thuật cũng như các hệ thống xử lý tín hiệu đóng vai trò hết sức quan trọng. Thông thường các phép xử lý tín hiệu là các phép biến đổi tín hiệu thành dạng khác mong muốn, tuỳ theo yêu cầu thu nhận thông tin từ tín hiệu đó. Ví dụ như việc lọc bỏ nhiễu ra khỏi tín hiệu có ích, hay xác định thông số mang tin nào đó.
2. Xử lý tín hiệu số (DSP - Digital Signal Processing)
Xử lý tín hiệu được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau, và xử lý âm thanh là một trong số đó. Trong quá trình xử lý, các phép xử lý DSP chuẩn cơ bản là: FFT, lọc, thiết kế các bộ lọc thời gian, decimation, interpolation (nội suy), tích chập (convolution), ...
Các chức năng DSP (Digital Signal Processing) được thực hiện bởi soundcard tương đương với một tập các khả năng của phần cứng tổng hợp âm nhạc điện tử analog: trộn, lọc, điều chế tần số, biên độ... và nén. Tất cả các hiệu quả được tạo ra bằng cách dùng bộ trễ tín hiệu như: vang, lặp.... đều có thể sử lý bằng DSP. Sự khác nhau là DSP (cả phần cứng và phần mềm) có thể thực hiện các chức năng trên dạng sóng số hóa. Nhiều soundcard có tích hợp DSP để tăng tốc độ xử lý.
Việc phân tích và thiết kế của các hệ thống tuyến tính đã được thực sự đơn giản hoá bởi các phép biểu diễn trong miền tần số của cả tín hiệu và hệ thống. Trong đó biến đổi Fourier và biến đổi Z đóng vai trò quan trọng trong việc biểu diễn các tín hiệu và hệ thống rời rạc theo thời gian.
PHẦN I:
Giới thiệu chung về âm thanh số và nhu cầu thực tiễn.
Nêu chủ đề của luận án.
PHẦN II:
Chương 1: Giới thiệu lý thuyết xử lý tín hiệu số. Đây cũng chính là các kỹ thuật xử lý đối với tín hiệu của âm thanh số.
Chương 2: Giới thiệu các đặc tính của âm thanh và các vấn đề đặt ra đối với âm thanh số cũng như các vấn đề cần giải quyết khi chuyển đổi từ âm thanh tương tự.
PHẦN III:
Chương 3: Tìm hiểu về các khuôn dạng lưu trữ âm thanh: cấu trúc và các thông số về định dạng dữ liệu.
Chương 4: Các phép tiền xử lý (lọc, hàm cửa sổ) khi phân tích tín hiệu.
Chương 5: Kỹ thuật Homomorphic với phép biến đổi FFT.
PHẦN IV:
Chương 6: Lựa chọn phương pháp thiết kế.
Chương 7: Thao tác với tệp âm thanh qua các phép soạn thảo, tạo file và chuyển đổi ...
Chương 8: Phân tích tín hiệu âm thanh qua các phép tiền xử lý và kỹ thuật Homomorphic để đánh giá phổ và cepstrum tương ứng.
Chương 9: Giới thiệu chương trình và cách sử dụng.
PHẦN V:
Đánh giá chương trình, nêu hướng phát triển và kết luận.
PHẦN PHỤ LỤC:
Phụ lục A: Giải thích một số thuật ngữ tiếng anh.
Phụ lục B: Danh mục tài liệu tham khảo.
Đồ án kèm phần mềm, Tiếng Việt + bản Tiếng Pháp
Link download cho anh em
You must be registered for see links