信号与系统DTMF电话号码信息的提取方法及实现

电子科技大学电子工程学院标准实验报告（实验）课程名称信号与系统题目名称：DTMF电话号码信息的提取方法及实现学生姓名：学号：指导教师：一、实验名称DTMF电话号码信息的提取方法及实现二、实验目的利用信号处理的方法从信号中提取所需信息三、问题描述在音频信号中混杂了一段电话拨号音（DTMF编码），要求通过信号分离及频谱分析，了解信号的频谱成分，把频谱信息转换为对应的电话拨号，提取电话号码，达到提取有用信息的目的。四、处理方法涉及原理及方法：（1）频谱的概念（2）滤波及信号处理（3）DTMF电话号码编码的原理（4）信号分离、频谱分析、编码转换等概念已知各号码拨号声音频率：五、处理过程观察音频信号可知，该段音频信息为一段音乐中插入了电话拨号声音，于是考虑从时间上将该段拨号声音提取，做频谱分析，并与论文中所给频率进行比对，识别对应号码。流程图如下所示：与已知DTMF频谱对照截取信号频谱分析观察信号获得对应拨号信息电话号码音频信息六、处理结果及分析[y,fs]=wavread('F:\signal\sdtmf.wav');%读取音频信息plot(y)%绘图仔细观察信号012345678x104-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8a=zeros(1,20000);b=ones(1,13000);c=zeros(1,40113);d=[a,b,c];%构建向量分离信号z=d.*y';%利用向量算法对信号进行截取plot(z);%截取信号后绘图012345678x104-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8Z=fft(z);Z=abs(Z);plot(Z);%傅里叶变换并绘图N=73113;%由读取的信息可知，该向量为73113*1由图可知，电话拨号信息在20000~33000，以1500为间隔，共9段信息由图可知，已将该段信号分离m=0:N-1;t=m/fs;f=m*fs/N;%根据取样进行坐标变换plot(f,Z);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('thetelephonenum');%绘制电话号码的傅里叶变换图01000200030004000500060007000800090000100200300400500600700800频率/HZ振幅thetelephonenumnum1=[zeros(1,20000),ones(1,1500),zeros(1,51613)];jq1=num1.*y';%截取第一声拨号信号f1=fft(jq1,N);F1=abs(f1);%傅里叶变换plot(f,F1);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('thefirstnum');%绘图左图为对截取的第一个拨号声进行频谱分析，右图为局部放大后的结果由图可知，fL=697,fH=1209;thefirstnumis:1num2=[zeros(1,21500),ones(1,1500),zeros(1,50113)];jq2=num2.*y';%截取第二声拨号信号傅里叶变换后产生的频谱对截取的第一个拨号声进行频谱分析局部放大后的图像0100020003000400050006000700080009000020406080100120140160180200频率/HZ振幅thefirstnum40050060070080090010001100120013001400510152025频率/HZ振幅thefirstnumf2=fft(jq2,N);F2=abs(f2);%傅里叶变换plot(f,F2);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('thesecondnum');%绘图左图为对截取的第二个拨号声进行频谱分析，右图为局部放大后的结果由图可知，fL=697,fH=1477;thesecondnumis:3num3=[zeros(1,23000),ones(1,1500),zeros(1,48613)];jq3=num3.*y';%截取第三声拨号信号f3=fft(jq3,N);F3=abs(f3);%傅里叶变换plot(f,F3);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('thethirdnum');%绘图左图为对截取的第三个拨号声进行频谱分析，右图为局部放大后的结果由图可知，fL=852,fH=1209;thethirdnumis:70100020003000400050006000700080009000050100150200250频率/HZ振幅thesecondnum500600700800900100011001200130014001500051015202530频率/HZ振幅thesecondnum0100020003000400050006000700080009000020406080100120140160180200频率/HZ振幅thethirdnum8008509009501000105011001150120012501300024681012频率/HZ振幅thethirdnumnum4=[zeros(1,24500),ones(1,1500),zeros(1,48613-1500)];jq4=num4.*y';%截取第四声拨号信号f4=fft(jq4,N);F4=abs(f4);%傅里叶变换plot(f,F4);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('thefourthnum');%绘图左图为对截取的第一个拨号声进行频谱分析，右图为局部放大后的结果由图可知，fL=941,fH=1336;thefourthnumis:0num5=[zeros(1,26000),ones(1,1500),zeros(1,45613)];jq5=num5.*y';%截取第五声拨号信号f5=fft(jq5,N);F5=abs(f5);%傅里叶变换plot(f,F5);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('thefifthnum');%绘图num6=[zeros(1,27500),ones(1,1500),zeros(1,45613-1500)];jq6=num6.*y';%截取第六声拨号信号f6=fft(jq6,N);F6=abs(f6);%傅里叶变换plot(f,F6);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('thesixthnum');%绘图num7=[zeros(1,29000),ones(1,1500),zeros(1,42613)];jq7=num7.*y';%截取第七声拨号信号f7=fft(jq7,N);F7=abs(f7);%傅里叶变换plot(f,F7);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('theseventhnum');num8=[zeros(1,30500),ones(1,1500),zeros(1,42613-1500)];jq8=num8.*y';%0100020003000400050006000700080009000050100150200250频率/HZ振幅thefourthnum85090095010001050110011501200125013001350051015频率/HZ振幅thefourthnum截取第八声拨号信号F8=fft(jq8,N);F3=abs(f8);%傅里叶变换plot(f,F8);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('theeighthnum');num9=[zeros(1,32000),ones(1,1500),zeros(1,42613-3000)];jq9=num9.*y';%截取第九声拨号信号F9=fft(jq9,N);F9=abs(f9);%傅里叶变换plot(f,F9);xlabel('频率/HZ');ylabel('振幅');title('theninthnum');七、总结