信号分析与处理实验：ch3_3 实验三 电话拨号音合成与识别

1、一、实验目的一、实验目的 理解电话拨号音的合成与识别的基本原理，综合应用信号处理的理论和方法实现电话拨号音的合成与识别。实验三实验三 电话拨号音合成与识别电话拨号音合成与识别二、二、 实验原理实验原理双音多频(dual-tone multifrequency, DTMF)信号的产生及检测在现代通信系统中有着广泛的应用，家用电话、移动电话以及公共程控交换机(PBX)都采用DTMF信号发送和接收电话拨号号码。在此利用信号的时域分析和频域分析的基本理论实现DTMF的产生和识别。实验三实验三 电话拨号音合成与识别电话拨号音合成与识别1. DTMF信号合成信号合成 DTMF信号由低频组和高频组两组频率信

2、号构成。按键电话上每个按键都由对应的两个频率组成。当按下某个键时，所得到的按键信号是由相应两个频率的正弦信号相加而成： xk=sin( k)+sin( k)其中 Hf 120913361477697123770456852789941*0# HLsamHH/2ffsamLL/2ff实验三实验三 电话拨号音合成与识别电话拨号音合成与识别2. DTMF信号识别信号识别 DTMF信号的检测是将两个信号频率提取出来，从而确定所接收的DTMF是哪个数字。利用DFT对DTMF信号进行N点的频谱分析，根据谱峰出现的频率点位置Ni就可以确定DTMF信号的频率fi：NfNfiisam实验三实验三 电话拨号音合成

3、与识别电话拨号音合成与识别2. DTMF信号识别信号识别 DTMF信号的解码要求快速、简单、准确，Goertzel算法比FFT算法更为有效适用。因为FFT涉及较多的复数乘法和加法，Goertzel算法可以将复数运算转化为实数运算,从而减少了计算量，提高了计算速度。Goertzel算法的基本思想是对DFT公式进行转换，使其成为一个二阶传输函数： 2112cos211zzNmzWzHmNm实验三实验三 电话拨号音合成与识别电话拨号音合成与识别2. DTMF信号识别信号识别系统的模拟框图为实验三实验三 电话拨号音合成与识别电话拨号音合成与识别2. DTMF信号识别信号识别2 1)2cos(2mmmk

4、xkQkQNmkQ 1NQWNQNymXmmNmm其中，Nk, 1 , 0解码只需其频谱的幅值信息，因而可舍去相位信息，输出频谱的幅度平方值：, 02 1mmQQmNmNW2e 12cos2 12222NQNQNmNQNQNymXmmmmmGoertzel算法中完全避免了复数运算。实验三实验三 电话拨号音合成与识别电话拨号音合成与识别2. DTMF信号识别信号识别 在识别DTMF信号时，要求确定抽样点数N。国际上通用N=205点或N=106点。当N=205点时，各个频率所对应的DFT结果中的序号m：实验三实验三 电话拨号音合成与识别电话拨号音合成与识别基频准确m值最近的整数m值两点的绝对误差69717.861180.13977019.731200.26985221.833220.16794124.113240.113120930.981310.019133634.235340.235147737.848380.152实验思考题实验思考题1. 若对DTMF信号按照8000Hz进行抽样，至少要多少抽样点才能保证区分各个键？2. 若采用N=106点识别DTMF信号，结果会怎样？3. 如果是一串合成的等间隔拨号音信号，如何识别？如果是一串合成的不等间隔