256通道麦克风阵列的数据采集系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

本次设计的题目是256通道麦克风阵列的数据采集系统设计，所谓麦克风阵列就是放置在空间中不同位置的多个麦克风。根据声波传到理论，利用多个麦克风收集到的信号可以将某一方向传来的声音增强或抑制。利用这种方法，麦克风阵列可以将噪声环境中特定声音信号有效的增强。更进一步来说，这种增强效应只依赖与声源所在的位置，对噪声的类型、频谱等没有特殊的要求，因此可以用在非常广的应用领域。比如在手机（如iphone系列，三星系列等）和电脑（如联想小y系列等）中都有采用。由于麦克风阵列技术具有很好的抑制噪声的能力，又不需要麦克风时刻指向声源方向，因此在语音处理领域具有非常好前景。

本次设计是对语音信号进行采集的硬件部分。对语音信号处理而言，麦克风是最基本的信号接收设备之一。传统的单个麦克风在无噪声、无混响、距离声源很近的情况下，拾取信号的质量较高。然而，随着时代的发展，单个麦克风存在的许多局限性已无法满足我们对于语音通信的要求：(1)它要求声源和麦克风之间的位置相对固定，如果声源位置改变，就必须移动麦克风。(2)声源多位于室内等较封闭的环境中，各种其它声音的多径反射和混响等因素，也会导致单个麦克风接收的信号信噪比降低，拾取信号的质量下降。(3)当麦克风距离声源很远时，也无法保证良好的语音通信质量。针对单个麦克风的不足，结合实际应用的需要，如远程视频会议、报警系统、车载电话、助听系统、智能机器人系统等等，人们提出了用麦克风阵列进行语音处理的方法。麦克风阵列是指多个麦克风按一定的几何结构进行摆放组成的阵列。它具有很强的空间选择性，无须移动就可对声源信号自动监测、定位和跟踪，因此在语音增强、声源定位、回声消除等方面有着极大的应用空间。

目前大都是基于单一麦克风扫描式或少数几个麦克风阵列，然而麦克风阵列比单个麦克风在处理信号时有很多的优点，比如单个麦克风不能消除噪声干扰，同时拾取的信号范围也很有限，一个由多个麦克风组成阵列可以弥补单麦克风的缺点。此外还可以增强语音信号和提高识别能力。由于实时、二维平面范围探测的需要，所以有必要进行多通道麦克风阵列的数据采集系统设计。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的目标

本次毕业设计要求查阅大量与数据采集系统开发相关的文献，分析目前多通道数据采集系统可能存在的问题或困难，在此基础上针对特殊应用场合，开发256通道数据采集系统。

2.2 设计的基本内容

3. 研究计划与安排

第1周～第2周确定选题，和指导教师讨论选题，明确要完成的任务。

第3周～第5周查阅并整理资料，撰写、修改和上传开题报告。

第6周～第13周提交论文大纲，撰写论文初稿。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]龙雷.基于fpga的多通道数据采集系统设计.电子科技.no.1,128-130(2014)

[2]魏飞.基于labview的多通道数据采集系统软件设计.通讯世界.no.2,29-30(2014)

[3]邱桂芬,朱拥建.高速多通道数据采集系统的时钟同步设计.舰船电子对抗.no.1,93-96(2013)