线性卷积与圆周卷积实验报告.doc

大连理工大学实验报告学院（系）： 电子信息与电气工程学部 专业：电子信息工程(英语强化) 班级： 电英1001班姓 名： 刘志旋 学号： 201081510 组： _ 实验时间： 实验室： 实验台： 指导教师签字： 成绩： 实验二 电话拨号音的合成与识别五、实验数据记录和处理 在函数num1_OpeningFcn中定义全局变量handles.NUM实验程序如下: 1. 数字键1的代码 wl1=2*pi*697/8192; %数字1 的行频wh1=2*pi*1209/8192; %数字1 的列频n=1:410; % 每个数字用 410 个采样点表示 d1=sin(wl1*n)+sin(wh1*n); % 对应行频列频叠加 space=zeros(1,410); %410 个 0 模拟静音信号 phone=handles.NUM,d1; handles.NUM=phone, space; %将得到的820点存入全局变量handles.NUM中n1=strcat(get(handles.numshow,string),1); % 获取数字号码 set(handles.numshow,string,n1); % 显示号码 guidata(hObject, handles); %刷新wavplay(d1,8192); %按键音 其他的数字键同1，只需要修改其中的行列频和显示数字2. 删除键（*键）的代码wl1=2*pi*941/8192; %*键 的行频wh1=2*pi*1209/8192; %*键 的列频n=1:410; d1=sin(wl1*n)+sin(wh1*n);num=get(handles.numshow,string); %得到屏幕上的内容l=length(num); %得到长度n11=strrep(num,num,num(1:l-1); %删除最后的一个字符set(handles.numshow,string,n11); %显示现在的结果L=length(handles.NUM);handles.NUM=handles.NUM(1:L-820); %删除820点，该为要删除点的采样值guidata(hObject, handles);wavplay(d1,8192);3. 全部清除键（#键）的代码wl1=2*pi*941/8192;wh1=2*pi*1477/8192;n=1:410; % 每个数字用 410 个采样点表示 d1=sin(wl1*n)+sin(wh1*n); % 对应行频列频叠加 handles.NUM=; %将全局变量handles.NUM清空set(handles.numshow,string,); % 将显示清空 guidata(hObject, handles);wavplay(d1,8192);4. 识别键（receive 键）的代码z=row,column; % 确定数字 if z=4,2 phone=0; elseif z=1,1 phone=1; elseif z=1,2 phone=2; elseif z=1,3 phone=3; elseif z=2,1 phone=4; elseif z=2,2 phone=5; elseif z=2,3 phone=6; elseif z=3,1 phone=7; elseif z=3,2 phone=8; elseif z=3,3 phone=9; end%将整型数转化成字符 number=strcat(number,int2str(phone); end% 显示号码set(handles.shownum1,string,number); L=length(handles.NUM); n=L/820; number=zeros(1,n); for i=1:n j=(i-1)*820+1; d=handles.NUM(j:(j+410-1); % 截取出每个数字 f=fft(d,8192); % 以 N=2048 作 FFT 变换 a=abs(f); p=a.*a/8192; % 计算功率谱num(1)=find(p(1:1000)=max(p(1:1000); % 找行频 %找列频 num(2)=1000+find(p(1000:1700)=max(p(1000:1700); if (num(1) 730) row=1; % 确定行数 elseif (num(1) 810) row=2; elseif (num(1) 900) row=3; else row=4; end if (num(2) 1260) column=1; % 确定列数 elseif (num(2) 1400) column=2; else column=3; end5. 数字拨号音的频谱图产生代码a=handles.NUM(1:420);a=fft(a,8192);a=abs(a);figure(1)stem(a)title(第一个输入数字拨号音的频谱图)xlabel(频率 Hz),ylabel(幅度)figure(2)a=a(1:1700);stem(a)title(第一个输入数字拨号音的频谱图)xlabel(频率 Hz),ylabel(幅度)六、实验结果与分析 1GUI下的实验结果图 上面的六张图从左到右，从上到下分别是：运行程序后的界面、输入1008611后的界面、按1次*键（删除键）后的界面、按1次Receive（识别键）后的界面、按1次#键（清除键）后的界面、再按1次Receive（识别键）后的界面。 分析：输入按键，屏幕上显示相应的数字，并且能够听到按键音。按下删除键后，屏幕上最后一位数字删除，识别之后发现，被删除的信息未被显示，即删除正确。按下清除键后，屏幕信息全被清除，识别之后发现，被清除的信息未被显示，即清除正确。即，实验完成了电话拨号音的合成和识别。2. 数字拨号音的频谱图（取第一个输入数字音作频谱图，本图是数字1的频谱） 左边是以8192点做的频谱图，右图是以1700点做的频谱图。分析：看左图可以发现最大值出现在4个频点上，而按照程序应该只应在2个点处出现峰值，原因在于程序中画频谱图时用的是FFT快速算法，这是基于圆周卷积来算的，当横坐标的频点取足够多时，就可以看到它会周期延拓，并且sin(wt)在负频域内有值，这样这频点取值为8192点时就正好可以看到它的延拓周期。若取1700点，则得到右图，可以看到解得的两个频点与数字1拨号音音频接近，与实验预想一致。综上所诉，本次实验实现了电话拨号音的合成和识别，别从频谱上分析了其正确性，即实验完成。七、讨论、建议、质疑实验体会：本次实验我学会了GUI图形用户界面的基本设计，掌握了电话拨号音的合成和识别的原理以及现在的方法。实验中同样遇到很多问题：1. 错误的理解了全局变量，在每个数字键代码用handles.NUM=d1, space，以为这样就将每次读入的820点加入handles.NUM。后来在单步调试的时候发现handles.NUM的值是当前的820点，就意识到handles.NUM=d1, space是一个赋值，更改后调试正确。2. 删除键的屏幕显示删除用的是handles.numshow-1，以为这样可以实现，却报错了。查看老师讲义，发现可以用一个strrep函数，查看其用法知道strrep(num1,num2,num3)是将num3代替num1中的num2。使用这个函数就解决了这个问题。后来由删除的思想，觉得用n11=num(1:l-1)也可以实现，运行发现也可以，这样就可以不用strrep函数。3. 识别时，屏幕中始终没有显示，单步调试时程序停在了set显示一行，觉得是显示屏用错了，然而静动态的都没有解