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1、西安邮电大学语音处理基础大作业报告书学院名称： 学生姓名： 专业名称： 班 级： 一 双音多频信号的检测双音多频（Dual Tone Multi Frequency, DTMF）信号是音频电话中的拨号信号，由美国AT&T贝尔公司实验室研制，并用于电话网络中。这种信号制式具有很高的拨号速度，且容易自动监测识别，很快就代替了原有的用脉冲计数方式的拨号制式。这种双音多频信号制式不仅用在电话网络中，还可以用于传输十进制数据的其它通信系统中，用于电子邮件和银行系统中。这些系统中用户可以用电话发送DTMF信号选择语音菜单进行操作。 DTMF信号系统是一个典型的小型信号处理系统，它要用数字方法产生模拟信号并
2、进行传输，其中还用到了D/A变换器；在接收端用A/D变换器将其转换成数字信号，并进行数字信号处理与识别。为了系统的检测速度并降低成本，还开发一种特殊的DFT算法，称为戈泽尔(Goertzel)算法，这种算法既可以用硬件（专用芯片）实现，也可以用软件实现。下面首先介绍双音多频信号的产生方法和检测方法，包括戈泽尔算法，最后进行模拟实验。一、实验内容：在电话中，数字09的中每一个都用两个不同的单音频传输，所用的8个频率分成高频带和低频带两组，低频带有四个频率：679Hz,770Hz,852Hz和941Hz；高频带也有四个频率：1209Hz,1336Hz,1477Hz和1633Hz.。每一个数字均由高
3、、低频带中各一个频率构成，DTMF信号的生成是通过将两个有限长数字序列相加而实现；而对DTMF信号的检测是通过计算DTMF信号的DFT；然后测量在给定8个频率上的能量而实现。已知采样频率为8KHZ，DTMF信号点数N=205，对DTMF信号进行205点的DFT。右表为DTMF数字。1209HZ1336HZ1447HZ1663HZ1697HZ123A2770HZ456B3852HZ789C4941HZ*0#D DTMF信号在电话中有两种作用，一个是用拨号信号去控制交换机接通被叫的用户电话机，另一个作用是控制电话机的各种动作，如播放留言、语音信箱等。要求：1，通过键盘任意输入16个键之一，生成DT
4、MF信号。2。试实现对该输入信号的检测，并在屏幕上显示。3。试从计算量角度考虑为什么采用DFT 进行DTMF 信号检测。4。判断出每个频率对应的DFT 的频率采样点。二、实验目的：对DTMF信号的生成及其检测有所了解，进一步对DFT的定义、物理意义及基本性质有深入了解。三、实验原理：DFT（离散傅立叶变换）的定义： X(K)=x(n)WknN , k=0,1,N-1 IDFT（离散傅立叶逆变换）的定义： x(n) =1/N (X(K) W-knN ,n=0,1,N-1 DFT变换具有周期性、线性、循环卷积等性质。其最重要性质共轭对称性 ，其性质如下： 设x(n)是长度为N的实序列，且X（K）=
5、 DFT【x(n)】，则 （1.）X（K）共轭对称，即X（K）=X*(N-K),0kN-1 (2.)如果x(n) = x(N-n) ，则X（K）实偶对称，即X（K）=X(N-K) （3.）如果x(n) = -x(N-n) ，则X（K）纯虚奇对称，即X（K）=-X(N-K)利用共轭对称性可以减少运算量。四、实验步骤：（1）确定从键盘上输入的字母。方法通过其字母的ASCII值来判断（采用for循环嵌套）。（2）DTMF信号的产生。DTMF信号的生成是通过有限长数字序列的相加而实现，通过两个频率确定唯一的字母，用该两个信号相加实现DTMF信号。（3）DTMF信号得到DFT变化。先对该信号进行205点
6、上的DFT变换，然后进行固定点上DFT的提取，并输出该点上的DFT的幅值。（4）从输出幅值判断输入字母。制定一个判断标准，通过该判断标准得出相应的行与列，进而确定该点的ASCII值，输出对应的字母。五、程序框图： 开始键盘输入字母For循环确定pqDTMF信号的 生成及图形DTMF信号的DFT变换8定点频率上DFT图形通过判断标准确定行、列，输出相应字母结束六、源程序：close all;clear all;clc;f1=697;f2=770;f3=852;f4=941;f5=1209;f6=1336;f7=1447;f8=1663;fs=8000;n=1:205;while(1) while
7、(1) clc flag=0;disp( 1209 1336 1447 1663 );disp( 697 1 2 3 A );disp( 770 4 5 6 B );disp( 852 7 8 9 C );disp( 941 * 0 # D );disp();disp(); in_key=input( 请输入按键 ,s);disp(); disp(); switch in_key case 1 x1=sin(2*pi*n*f1/fs); x2=sin(2*pi*n*f5/fs);case 2 x1=sin(2*pi*n*f1/fs); x2=sin(2*pi*n*f6/fs);case 3 x
8、1=sin(2*pi*n*f1/fs); x2=sin(2*pi*n*f7/fs);case A x1=sin(2*pi*n*f1/fs); x2=sin(2*pi*n*f8/fs);case 4 x1=sin(2*pi*n*f2/fs); x2=sin(2*pi*n*f5/fs);case 5 x1=sin(2*pi*n*f2/fs); x2=sin(2*pi*n*f6/fs);case 6 x1=sin(2*pi*n*f2/fs); x2=sin(2*pi*n*f7/fs);case B x1=sin(2*pi*n*f2/fs); x2=sin(2*pi*n*f8/fs); case 7
9、x1=sin(2*pi*n*f3/fs); x2=sin(2*pi*n*f5/fs);case 8 x1=sin(2*pi*n*f3/fs); x2=sin(2*pi*n*f6/fs);case 9 x1=sin(2*pi*n*f3/fs); x2=sin(2*pi*n*f7/fs);case C x1=sin(2*pi*n*f3/fs); x2=sin(2*pi*n*f8/fs);case * x1=sin(2*pi*n*f4/fs); x2=sin(2*pi*n*f5/fs);case 0 x1=sin(2*pi*n*f4/fs); x2=sin(2*pi*n*f6/fs);case #
10、x1=sin(2*pi*n*f4/fs); x2=sin(2*pi*n*f7/fs);case D x1=sin(2*pi*n*f4/fs); x2=sin(2*pi*n*f8/fs);otherwise flag=1; clc;disp(); disp( 你输入按键错误 );disp(); disp(); temp=input(是否要继续 Y|y-是 N|n-否,s);disp(); if(temp=n|temp=N) flag=0; endend; if(flag=0) break; endend xn=x1+x2; xk=fft(xn,205);%对x(n)做采样点数为205点的fft变
11、换% k=0:204;% figure(name,实验五);subplot(311);plot(n,xn);xlabel(n); ylabel(xn);grid; subplot(312); stem(k,xk(1:205);%绘制以k为x轴, xk(1:205)为y轴的离散序列图% xlabel(k); ylabel(xk); grid; xk=abs(xk);%作xk的绝对值% max1=1;xmax1=xk(1); max2=1;xmax2=xk(1); for m=1:60 if(xmax1xk(m) xmax1=xk(m); max1=m; end endfor m=1:60 if(
12、xmax2max2) k=max1; max1=max2; max2=k; end disp(); disp(); disp( - 经过传输后知道如下-); switch max1 case 18 switch max2 case 31 disp(你输入的是- 1); a=max1 max2; b=697 1209;subplot(313); stem(a,b); xlabel(k); ylabel(f); grid; case 34 disp(你输入的是- 2); a=max1 max2; b=697 1336;subplot(313); stem(a,b);xlabel(k); ylabel(f);
