DTMF信号辨识实验报告(北航电子信息工程学院dsp实验).docx

DTMF信号辨识实验报告 2012年12月DTMF信号辨识实验报告班级：xxxxxxxx学号：11111111姓名：x x一、 实验目的熟悉双音频信号的产生、分析与检测原理熟悉MATLAB工具箱的使用二、 实验原理及要求双音多频(DTMF)是按键电话通信的德国名称，它等效于贝尔系统中所用的接触音频系统。在DTMF通信系统中，高频音与低频音的一个组合表示表示一个特定的数字或者字符(*和#)。8个频率按以下矩阵图提供给16个字符或数字。其中12个（数字和*、#）分配如图示，其他4个保留备用。第一列1209Hz第二列1336Hz第三列1477Hz第四列1633Hz第一行697Hz123A第二行770Hz456B第三行852Hz789C第四行941Hz*0#D拿起电话听筒放在耳边会听到拔号音，若按下重拔(Redial)键，则电话机会自动重拔上次所拔电话号码，对双音多频电话机，此时会在耳边听到代表不同数字的声音，每个数字都由二个不同频率的信号组成。从.wav文件中提取频谱的方法：你可以用matlab函数wavread(具体用法请参阅matlab help)把数据从.wav文件中读出来（这些数据是时域上的的采样数据，采样率可以从wavread函数的返回值中获得），并采用一定手段设定一个阈值，当数据的幅值大于这个阈值时就确定此时为数字按键声音数据的开始，然后从此向后取一定数量的采样数据（如512点），并对它进行fft变换，得到这些数据对应的频谱，从而确定该声音文件对应的数字键。该实验中已经提供给你一些录好的加有背景噪音的电话数字按键的声音文件(.wav文件)，这些文件中包括了一些电话号码（如82317216，013671367249，它们的位数不一定相同）。请你应用上面提供的方法，识别出这些电话号码。你所编写的处理程序要能达到如此程度：以一个包含拔号信号的数据文件为输入，其输出就是电话号码，处理过程中不需要人工干预（可以采用display函数显示这些数字键）。三、 实验内容及结果：以所给定的第一个双音频信号（1.mat）为例。1、读取双音频信号文件：fh = 1209 1336 1477 1633;fl = 697 770 852 841;K=31,34,38,42,18,20,22,24;M = 20;z1=input(信号=);plot(z1)生成双音频信号波形如下图所示：2、加滑动平均窗，对信号采样实现该功能的程序如下：L = length(z1); for j = 1:L z2(1,j) = z1(1,j)2; end for r = 1:L-M y(1,r)=sum( z2(r:r+M)/M; end figure; plot(y(1,:);经滑窗处理后的波形如下图所示：3、提取部分信号进行频率变换实现该功能代码如下：ami=max(y)/2; thup=1.05;flag=0;d=1;for f=1:size(z1,2) if flag=0 & (y(1,f)/ami)thup e(d)=f;flag=1; end if flag=1 & (y(1,f)/ami)8 break; endendfigure;for g=1:8 for l = 1:205 h=e(g); z3(1,l) = z1(1,l+h-1); end subplot(2,4,g); plot(z3); N=205; for i=1:8 v(1)=z3(1); v(2)=2*cos(2*pi*K(i)/N)*v(1)+z3(2); for n=3:205 v(n)=2*cos(2*pi*K(i)/N)*v(n-1)-v(n-2)+z3(n); end temp=v(N)2+v(N-1)2-2*cos(2*pi*K(i)/N)*v(N)*v(N-1); w(i) = sqrt(temp); w1(g,i) = w(i); end频谱变换前的信号波形：频谱变换后的离散频谱分布：4、根据频谱判断输入的号码实现该功能的代码如下：limit=15; for t=5:8 if w(t)limit break; end end for s=1:4 if w(s)limit break; end end if t=5 Numout=s; elseif t=6 Numout=s+3; elseif t=7 Numout=t-1+s; else Numout=0; endresult(g)=Numout;endfigure; for plotnumber = 1:8 subplot(2,4,plotnumber); stem(w1(plotnumber,:);enddisp(检测到的电话号码是);disp(result);第一个双音频文件的运行结果如下：根据1.mat检测出所拨的电话号码为：64593718.同理，将其余5个.mat文件进行同样的操作，可得如下电话号码：2.mat检测到电话号码为：6 4 5 9 3 7 1 83.mat检测到电话号码为：8 2 3 1 7 2 4 34.mat检测到电话号码为：8 2 3 1 7 2 4 35.mat检测到电话号码为：8 2 3 1 7 2 4 36.mat检测到电话号码为：6 4 5 9 3 7 1 8四、 实验感想通过本次实验，将离散时间进好处理的理论用于实践，我们真正感觉到了离散时