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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:賴浩旻
研究生(外文):LAI, HAO-MIN
論文名稱:基於LabVIEW的音頻和語音測試系統的設計
論文名稱(外文):The Design of LabVIEW-based Audio and Speech Testing System
指導教授:曾志成曾志成引用關係
指導教授(外文):TSENG, CHIH-CHENG
口試委員:曾志成王煌城郭芳璋羅壽之劉宏煥
口試委員(外文):TSENG, CHIH-CHENGWANG, HWANG-CHENGKUO, FANG-CHANGLO, SHOU-CHIHLIU, HUNG-HUAN
口試日期:2019-07-17
學位類別:碩士
校院名稱:國立宜蘭大學
系所名稱:電機工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:自動測試系統LabVIEW音頻訊號語音訊號儀器控制
外文關鍵詞:automatic testing systemLabVIEWaudio signalspeech signalinstruments control
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如果沒有了自動化,傳統的音頻和語音測試系統會遇到兩個重要的挑戰: 其一為每 次測試皆需要經驗豐富的工程師在測試站前隨時調整儀器測試參數、紀錄測試數據或是 監控測試過程以完成測試,其二則為測試時會因為是用手動來操控儀器導致較長的測試 時間花費。隨著電腦科技越來越發達、訊號處理速度越來越快,為了改善這些問題,本 研究設計一套以LabVIEW 為基礎的音頻及語音自動化測試系統稱為: 「基於LabVIEW 的音頻和語音測試系統(LabVIEW-based Audio and Speech Testing System, LASTS)」, 此系統可以提供近乎全自動化測試的功能,包括待測物的參數設定、測試條件、測試項 目選擇等等,我們預計把原本需要人力的地方,透過我們設計的系統來自動執行,它不 僅可以進行音質測試,還提供便利的模組來記錄測試日誌或是遠端狀態通知並自動生成 測試報告。此系統經驗證其功能性與穩定性正式啟用後,與傳統音頻與語音系統相比較, 除測試時間節省69.5% 以上外,其測試人力時間還可以節省高達91.0%。藉由所設計的 測試系統所帶來的便利性,其效益遠大於傳統需要人力操作的測試站,除了促使完成音 質測試的人力成本大大降低,也可以大量的縮短測試時間。因此,提高了生產率,也增 加了利潤。
Without automation, conventional audio and speech testing systems require experienced engineers and long testing time to perform and complete a sound quality test. To improve these problems, this thesis designs a LabVIEW-based Audio and Speech Testing System (LASTS) that not only conducts the sound quality test automatically but also provides modules to record the test logs and generate the test reports automatically. With the convenience brought by the LASTS, both the labor and time costs to complete a sound quality test are greatly reduced. Consequently, the productivity is improved and the profit is increased as well.
摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II
致謝. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III
目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV
圖目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VII
表目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . X
1 緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 研究目的與動機. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 研究方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 論文貢獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 論文章節架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 文獻探討. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1 虛擬儀器控制之介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 LabVIEW 軟體設計平台. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.1 LabVIEW 軟體設計平台簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.2 前面板Front Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.3 方塊圖Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2.4 圖示和連接器Icon/Connector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.3 聲音測試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3.1 音頻頻率響應測試Audio Frequency Response (AFR) . . . . . . . . 9
2.3.1.1 聲壓值Sound Pressure Level (SPL) . . . . . . . . . . . . . 9
2.3.1.2 總諧波失真加雜訊Total Harmonic Distortion plus Noise (THD+N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.1.3 訊號對雜訊與失真之比(訊納比) SIgnal-to-Noise And Distortion ratio (SINAD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.2 語音品質的感知評價Perceptual Evaluation of Speech Quality (PESQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3 基於LabVIEW 的音頻與語音測試系統介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.1 自動化測試系統設計. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.1.1 測試流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1.1.1 手動測試流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1.1.2 軟體測試流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2 硬體系統架構介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2.1 儀器及設備介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.1.1 個人電腦Personal Computer (PC) . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.1.2 直流電源供應器Power Supply (PS) . . . . . . . . . . . . . 22
3.2.1.3 訊號產生器Signal Generator (SG) . . . . . . . . . . . . . 23
3.2.1.4 音頻分析儀Audio Analyzer (AA) . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2.1.5 射頻切換器Radio Frequency Switch (RFSW) . . . . . . . 25
3.2.1.6 資料擷取器Data AcQuisition (DAQ) . . . . . . . . . . . . 26
3.2.1.7 噪音計Sound Pressure Level Meter (SPLM) . . . . . . . . 27
3.2.1.8 人工耳Artificial Ear (AE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3 系統軟體架構介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.3.1 軟體程式介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3.2 軟體模組功能介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3.2.1 緊急停止模組EMergency Stop Module (EMSM) . . . . . 34
3.3.2.2 即時狀態監控模組Real-Time Status Monitoring Module (RTSMM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3.2.3 報告產生模組Report Generation Module (RGM) . . . . . 37
4 音頻與語音測試系統驗證與效益分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.1 系統的功能性驗證. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.2 系統的穩定性驗證. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.3 校正Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3.1 聲壓(SPL) 校正. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3.2 基於擺放位置之環境校正. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.3.3 針對PESQ 測試項目之MOS 量測數值校正. . . . . . . . . . . . . . 57
4.4 基於LabVIEW 音頻與語音測試系統的效益分析. . . . . . . . . . . . . . . 58
5 結論與未來研究方向. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.1 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.2 未來研究方向. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

[1] H. Goldberg, “What is virtual instrumentation?” IEEE Instrumentation Measurement Magazine, vol. 3, no. 4, pp. 10–13, Dec 2000.
[2] G. S. Gupta, A. Buhler, S. Demidenko, C. H. Messom, and S. C. Mukhopadhyay, “A multi-tiered framework for virtual instrumentation system (vis),” in 2006 IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference Proceedings, April 2006, pp. 976–981.
[3] M. Santori, “An instrument that isn’t really (laboratory virtual instrument engineering workbench),” IEEE Spectrum, vol. 27, no. 8, pp. 36–39, Aug 1990.
[4] H. J. W. Spoelder, “Virtual instrumentation and virtual environments,” IEEE Instrumentation Measurement Magazine, vol. 2, no. 3, pp. 14–19, Sep. 1999.
[5] 謝岱凌、張家維、徐如欣、蕭子健, 虛擬儀控程式設計:LabVIEW 201X, 1st ed. 高立圖書, 2011.
[6] J. K. Jeffrey Travis, LabVIEW for Everyone: Graphical Programming Made Easy and Fun, 3rd ed. Prentice Hall, 2006.
[7] 朱朔嘉、陳志彥、陳雅蓁、蕭子健, 自動化量測與控制:LabVIEW 201X, 1st ed. 高立圖書, 2012.
[8] P. A. Blume, The Labview Style Book, 1st ed. Prentice Hall, 2017.
[9] “Acoustical Terminology,” ANSI/ASA S1.1, 2013.
[10] “Acoustics and Electroacoustics,” IEC 801.
[11] “Specification for Sound Level Meter,” ANSI/ASA S1.4, 1983.
[12] Analog Devices, “MT-053: Op Amp Distortion: HD, THD, THD + N, IMD, SFDR, MTPR,” 2009.
[13] Walter G. Jung, Op Amp Applications Handbook, 1st ed. Newnes/Elsevier, 2005.
[14] W. Kester, “MT-003: Understand SINAD, ENOB, SNR, THD, THD+N, and SFDR so You Don’t Get Lost in the Noise Floor,” Jan 2009.
[15] Analog Devices, The Data Conversion Handbook, 1st ed. Elsevier/Newnes, 2005.
[16] “IEEE Standard for Terminology and Test Methods for Analog-to-Digital Converters,” IEEE Std 1241-2010 (Revision of IEEE Std 1241-2000), pp. 1–139, Jan 2011.
[17] “Perceptual Evaluation of Speech Quality (PESQ): An Objective Method for End-To-End Speech Quality Assessment of Narrow-Band Telephone Networks and Speech Codecs,” ITU-T Recommendation, vol. P.862.2, Feb 2001.
[18] National Instruments, “NI PXIe-8105 User Manual,” Augest 2006.
[19] ——, “NI PXIe-1062Q User Manual and Specifications,” April 2012.
[20] Agilent Technologies, “Agilent-6632A User’s Guide,” March 2004.
[21] Hewlett Packard, “HP-8920B RF Communications Test Set Technical Specifications,” 1996.
[22] ——, “HP-8920B RF Communications Test Set Application Handbook,” April 1996.
[23] ——, “HP-8903B Audio Analyzer Technical Specifications,” April 1998.
[24] ——, “HP-8903B Audio Analyzer Operation and Calibration Manual,” November 1989.
[25] National Instruments, “NI PXI-4461 Specifications - National Instruments.”
[26] ——, “NI PXI-4461 User Manual - National Instruments,” March 2004.
[27] 泰仕電子工業, “TES-1358 使用說明書,” Jan 2004.
[28] PCB Piezotronics, “426A10 使用說明書,” 2014.
[29] ——, “377B02 使用說明書,” 2014.

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