声学键盘半实物系统的设计与实现.pdf

分类号:——骸!㈣㈣㈣㈣㈣声学键盘半实物系统的设计与实现工学硕士学位论文。硕士研究生:邵学辉学科、专业:信号与信息处理指导教师:付永庆教授学位级别:工学硕士所在单位:信息与通信工程学院论文提交日期:年月日论文答辩日期:年月日学位授予单位:哈尔滨工程大学密级:编号:
摘要随着计算机技术的发展,人们对计算机的简洁化和人性化提出了更高的要求。减轻计算机的重量,减小计算机的体积,是现代计算机发展的一个重要方向,作为计算机一个必不可少的输入设备,键盘也将朝着这个方向发展。从键盘的应用背景和发展趋势出发,我们提出了声学计算机键盘的思想。即利用一张普通白纸,上面印有各种键盘符号,当需要输入信息时,只需要轻轻敲击白纸上的字符,利用麦克风阵列捕获敲击音信号,通过对敲击音的处理,可以得到被敲击的字符,将其嵌入到操作系统中,就实现了传统计算机键盘输入信息的功能。本文主要研究基于机设计与实现声学计算机键盘半实物系统的问题。首先简单介绍了麦克风阵列模型和近场源定位算法。为降低阵列模型的幅度和相位误差对定位算法性能的影响,本文在研究远场天线阵列误差校正方法的基础上,针对近场均匀麦克风线阵,提出了一种利用单一校正源对阵列模型误差进行校正的方法,并将其应用到了实际麦克风阵列的校正中。文中给出了半实物系统的整体结构,并简要分析了系统各组成部分需具备的功能,随后对各组成部分的设计思想和方法进行了详细的描述。为了完成基于麦克风阵列的数据采集,我们用公司的数据采集卡构造了一个多路数据采集系统,并针对不能进行多路数据同步采集的问题,提出了一个工程解决方案。此外,为提高采样率,解决了两块数据采集卡同步采集麦克风阵列数据的问题,并完成了双卡同步的软硬件设计。详细讨论了半实物系统上位机软件部分的设计方法,给出了各个部分的程序设计框图和设计效果图。讨论了系统调试过程中遇到的问题,对系统的运行效果进行了评估,本声学键盘半实物系统设计达到设计要求,可为深入研究近场声学被动定位问关键词:声学键盘;半实物系统;麦克风阵列;数据采集卡;幅相校正题和验证声学键盘方案的性能提供重要的支撑作用。哈尔滨檀笱妒垦
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日期:舻学位论文原创性声明哈尔滨工程大学本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个本声明的法律结果由本人承担。下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含其他任何个人或集体己人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到作者
第滦髀背景介绍獭键盘、痰刃矶嘀掷嗖啊6约扑慊潭裕」馨醇键盘是计算机最重要的外部输入设备之一,人们依靠键盘向计算机输入各种指令和信息,指挥计算机工作。传统的计算机键盘由外壳、按键和电路板三部分组成,平时只能看到键盘的外壳和所有按键,电路板安置在键盘的内部,用户是看不到的。键盘外壳主要用来支撑电路板和给操作者一个方便的工作环境。印有符号标记的按键安装在电路板上,有的直接焊接在电路板上,有的用特制的装置固定在电路板上,有的则用螺丝固定在电路板上【。一般情况下,不同型号的计算机键盘提供的按键数目也不尽相同,因此可以根据按键数目,把计算机键盘划分为键盘、键盘、键盘、键盘、数目有所差异,但按键布局基本相同,共分为銮颍粗骷糖⒏奔盘区、功能键区和数字键盘区。电路板是整个计算机键盘的核心,主要由逻的一个交叉点上,控制电路由按键识别扫描电路、编码电路、接口电路组成。计算机键盘与主机的接口主要有/蚒两种形式【扪。随着现代计算机技术的发展,人们对计算机的人性化、方便简洁提出了更高的要求。减小计算机的体积、重量及其占用的空间,成为未来计算机发展的一个重要方向。键盘作为计算机必不可少的一种设备,也必将朝着轻便化,简洁化的方向发展。现代键盘的研究发展主要有以下三种趋势:⒋ッ郊蹋赫庵旨逃么ッ驶蚴种傅慊髌聊簧隙杂Φ淖址涂梢达到输入字符的目的,使用这种键盘可以节省空间,方便携带,节省了生产传统键盘所需要的能源和原材料,对环保也有一定的贡献。但是这种键盘的鋈耸种上辑电路和控制电路组成,逻辑电路排列成矩阵形状,每个按键都安装在矩阵处理速度比较慢,无法进行快速的点击操作,因此不适合应用于需要键盘快速输入信息的场合,目前这种形式的键盘较多的用在哈尔滨倘搜学畕郝畚
⑽尴呒蹋赫庵中问降募桃话闶抢美堆兰际趸蚝焱饧际踉诩毯机之间传递信息【,与传统键盘相比,它实现了键盘的无绳化。但是这种键盘键入信息仍需传统键盘技术的辅助,并没有完全脱离传统键盘,因此,在实现形式上没有对传统键盘做出大的改进,并不能减小机所占的空间。另外,利用无线技术传输信息