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弦乐器的日常使用离不开调音器。调音器是一种帮助人们校正乐器音高的工具。目前市面上主流的调音器大都只能帮助用户获取当前琴弦音高,功能单一且专用性强,无法较好满足用户的调音需求。因此,设计一个适用多种弦乐器,且能快速准确自动调音的调音系统,具有较好的实用价值。论文以DE10-Nano-SoC开发板为系统核心处理平台,结合各硬件功能模块和智能手机,实现了集自动调音、自动卷弦、无线控制和节拍器于一体的多功能调音系统。系统硬件设计主要工作有:设计音频采集模块实现声音信号的采集;设计调弦控制模块实现自动调弦功能;设计语音播报模块提升人机交互体验;设计网络通信模块实现手机端与嵌入式平台的通信;利用SoC技术将上述硬件功能模块集成完成系统整体硬件设计。系统软件设计主要工作有:采用改进的端点检测算法实现弦音与非弦音分离;采用改进的音高检测算法实现琴弦音高的准确检测;采用粗调与微调结合的电机控制方法实现快速调音;最后,开发了手机端软件,方便用户对调音系统的控制以及日常节奏练习。论文主要贡献有:(1)针对传统端点检测方法易受环境影响造成误检的问题,论文根据弦音信号的特点,采用动态门限更新的方法对端点检测算法进行改进,在一定程度上提高了端点检测算法的准确性。(2)针对单一音高检测算法难以在较宽的频率范围内对基音频率进行精准检测的问题,论文采用分段检测的方法,在不同的频段内采用不同的算法进行基音检测。(3)针对自相关算法与谐波峰值法易产生倍频误判的问题,论文采用目标频率估算基音频率范围的方法,避免了倍频误判的同时也在一定程度上减少了算法的计算量。(4)为进一步提高谐波峰值法的基音检测精度,论文采用三谱线比值法对检测得到的基音频率进行校正。经反复测试,论文设计的自动调音系统运行稳定,调音范围较广,在40Hz到800Hz频率范围内,均能达到±5音分以内的调音精度,满足吉他、尤克里里等多种弦乐器的调音需求。系统对单根弦的调音时间均在10s以内,各项性能指标均达到预期研究目标。