基于SoC的卡拉OK音效处理器设计及实现

发布时间：2017-03-20 00:06

  本文关键词：基于SoC的卡拉OK音效处理器设计及实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：卡拉OK音效处理器作为重要的音效处理组件,是整个KTV系统的灵魂所在。但目前市场上的音效处理器仅向专业调音师开放,无法满足用户根据个性化需求实时调整的需要。此外,随着5.1、7.1声道的高保真音响系统的兴起,现有DSP运算速度和资源仍无法达到实时处理的要求。针对以上问题,设计一款参数调节方便、系统性能与扩展性优越、用户体验上佳的卡拉OK音效处理器显得颇为必要。论文旨在设计一款基于So C技术的卡拉OK音效处理器。系统的硬件设计主要工作有:设计并实现系统的音频采集模块、音频输出模块以及相应的接口;掌握触摸屏的基本工作原理,通过触摸屏实现对系统的控制与显示;根据系统的功能需要定制完成硬核处理系统;同时根据音效处理方案配置和设计嵌入式linux系统。系统的嵌入式软件设计主要包括:实现基本的音效处理算法包括回声、混响、均衡、压限和啸叫抑制等音效处理模块;为了满足系统多端接入控制的需要,实现了触摸屏主控制界面,手机应用软件和上位机应用程序。论文的主要贡献如下:(1)基于So C的系统架构扩展性更强,资源更丰富,可以实现对运算量和运行空间要求更高的复杂音效处理效果;(2)根据实际效果体验拟合音效参数,系统实现了精细化调节和一键式配置,提升了用户参数调节的便捷性;(3)采用了触摸屏,手机和PC上位机等多端接入方式可以广泛适用于从普通用户到专业调音师的不同人群,从而增强了用户体验。课题结合了So C架构的扩展性和嵌入式Linux操作系统的多任务性,设计实现了一款多客户端的卡拉OK音效处理器。该系统目前集成了高逼真度的回声和混响效果、低音质损伤的啸叫抑制效果、多频段均衡、音乐闪避和自动增益控制等多种音效,其音效处理的效果在实际体验中也得到了专业调音师的认可与肯定。该系统主要广泛地应用于KTV、演唱会等娱乐场所,可以有效改善和提升房间整体的声场效果。
【关键词】：音效处理 So C Qt Linux 嵌入式开发
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN912.2
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 引言9-15
• 1.1 课题研究意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 音效处理主要作用10
• 1.2.2 音效处理器架构分析10-12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 1.4 章节安排13-15
• 2 系统总体方案设计15-23
• 2.1 需求分析及设计要求15-18
• 2.1.1 音效处理器架构分析15-16
• 2.1.2 系统设计要求16-18
• 2.2 关键部件介绍18-20
• 2.2.1 音效器音效处理平台18-19
• 2.2.2 音频采集与音频输出模块19-20
• 2.3 系统总体方案设计20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 系统硬件平台接口驱动设计23-35
• 3.1 硬件系统架构23-27
• 3.1.1 So C架构开发过程23-24
• 3.1.2 So C的HPS部分定制与裁剪24-26
• 3.1.3 硬件系统整体设计26-27
• 3.2 音频输入输出IP核27-31
• 3.2.1 WM8731控制接口时序27-28
• 3.2.2 WM8731 IP设计28-29
• 3.2.3 WM8731 IP硬件连接与控制29-31
• 3.3 触摸屏显示与控制IP核31-34
• 3.3.1 MTL2触摸屏基本原理31-32
• 3.3.2 MTL2触摸屏IP应用32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 基于So C嵌入式系统设计35-55
• 4.1 系统安装与环境搭建35-38
• 4.1.1 操作系统安装与执行35-36
• 4.1.2 Altera So C工具链36-37
• 4.1.3 安装针对Altera的So C的预建QT库37-38
• 4.2 Linux下UART串口设计38-39
• 4.3 系统音效模块设计39-54
• 4.3.1 回声音效40-43
• 4.3.2 混响音效43-48
• 4.3.3 均衡处理48-50
• 4.3.4 压限处理50-52
• 4.3.5 啸叫抑制52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 客户端人机交互设计55-67
• 5.1 触摸屏主控界面设计55-61
• 5.1.1 基于Qt类界面设计56
• 5.1.2 基于Qt类串口编程56-58
• 5.1.3 基于Qt类UDP编程58-59
• 5.1.4 串口通信协议59-61
• 5.2 PC音效管理客户端界面设计61-63
• 5.3 手机客户端界面设计63-65
• 5.4 本章小结65-67
• 6 系统测试与结果分析67-83
• 6.1 音效性能测试67-78
• 6.1.1 回声参数74
• 6.1.2 混响参数74-75
• 6.1.3 均衡参数75-76
• 6.1.4 压限参数76-77
• 6.1.5 啸叫抑制参数77-78
• 6.2 资源利用率78-79
• 6.3 系统总体分析79-81
• 6.4 本章小结81-83
• 7 总结与展望83-85
• 7.1 总结83
• 7.2 展望83-85
• 致谢85-87
• 参考文献87-89
• 附录89
• A．作者在攻读硕士学位期间参与课题情况89
• B．作者在攻读硕士学位期间竞赛获奖情况89

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