数字信号处理实验报告--电话拨号音合成与识别

大连理工大学实验报告学院（系）：专业：班级：姓名：学号：组：___实验时间：实验室：实验台：指导教师签字：成绩：实验二电话拨号音合成与识别一、实验结果与分析数字拨号音频谱分析（代码与频谱）：n=[1:410];fs=8192;d1=sin(2*pi*697/fs*n)+sin(2*pi*1209/fs*n);D1=fft(d1);t1=(0:length(d1)-1)*fs/length(d1)-fs/2;figure(1);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘1’的频谱');d1=sin(2*pi*697/fs*n)+sin(2*pi*1336/fs*n);D1=fft(d1);figure(2);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘2’的频谱');d1=sin(2*pi*697/fs*n)+sin(2*pi*1477/fs*n);D1=fft(d1);figure(3);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘3’的频谱');d1=sin(2*pi*770/fs*n)+sin(2*pi*1209/fs*n);D1=fft(d1);figure(4);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘4’的频谱');d1=sin(2*pi*770/fs*n)+sin(2*pi*1336/fs*n);D1=fft(d1);figure(5);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘5’的频谱');d1=sin(2*pi*770/fs*n)+sin(2*pi*1477/fs*n);D1=fft(d1);figure(6);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘6’的频谱');d1=sin(2*pi*852/fs*n)+sin(2*pi*1209/fs*n);D1=fft(d1);figure(7);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘7’的频谱');d1=sin(2*pi*852/fs*n)+sin(2*pi*1336/fs*n);D1=fft(d1);figure(8);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘8’的频谱');d1=sin(2*pi*852/fs*n)+sin(2*pi*1477/fs*n);D1=fft(d1);figure(9);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘9’的频谱');d1=sin(2*pi*941/fs*n)+sin(2*pi*1209/fs*n);D1=fft(d1);figure(10);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘*’的频谱');d1=sin(2*pi*941/fs*n)+sin(2*pi*1336/fs*n);D1=fft(d1);figure(11);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘0’的频谱');d1=sin(2*pi*941/fs*n)+sin(2*pi*1477/fs*n);D1=fft(d1);figure(12);plot(t1,fftshift(abs(D1)));title('按键‘#’的频谱');频谱图如下：图形电话拨号面板的制作：首先是框架的搭建：利用callback在.m文件中对各个模块进行代码的编辑（下面列出主要部分）：1、数字0~9的显示与发声（以数字‘7’为例）：%---Executesonbuttonpressinpushbutton7.functionpushbutton7_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletopushbutton7(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)n0=strcat(get(handles.numshow,'string'),'7');%获取数字号码set(handles.numshow,'string',n0);%显示号码n=[1:handles.DTMFnum];%每个数字410个采样点表示d0=sin(2*pi*852/handles.fs*n)+sin(2*pi*1209/handles.fs*n);%对应行频列频叠加space=zeros(1,handles.DTMFnum);%400个0模拟静音信号phone=[handles.NUM,d0];handles.NUM=[phone,space];%存储连续的拨号音信号guidata(hObject,handles);wavplay(d0,8192);2、删除键‘*’的代码：%---Executesonbuttonpressinpushbutton11.functionpushbutton11_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletopushbutton11(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)n=[1:1000];num=get(handles.numshow,'string');l=length(num);n11=strrep(num,num,num(1:l-1));d11=sin(0.7217*n)+sin(0.9273*n);set(handles.numshow,'string',n11);L=length(handles.NUM);handles.NUM=handles.NUM(1:L-820);guidata(hObject,handles);wavplay(d11,8192);3、确认键‘#’的代码：%---Executesonbuttonpressinpushbutton12.functionpushbutton12_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletopushbutton12(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)n0=strcat(get(handles.numshow,'string'),'#');%获取数字号码set(handles.numshow,'string',n0);%显示号码n=[1:handles.DTMFnum];%每个数字410个采样点表示d0=sin(2*pi*941/handles.fs*n)+sin(2*pi*1477/handles.fs*n);%对应行频列频叠加guidata(hObject,handles);wavplay(d0,8192);4、清空键‘Reset’的代码：%---ExecutesonbuttonpressinbtFW.functionbtFW_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletobtFW(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)handles.NUM=[];set(handles.numshow,'string',[]);%显示号码set(handles.numRec,'string',[]);%显示号码guidata(hObject,handles);5、显示键的代码：%---ExecutesonbuttonpressinbtRec.functionbtRec_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletobtRec(seeGCBO)%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB%handlesstructurewithhandlesanduserdata(seeGUIDATA)L=length(handles.NUM);n=L/handles.DTMFsum;number='';fori=1:nj=(i-1)*handles.DTMFsum+1;d=handles.NUM(j:j+(handles.DTMFnum-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/handles.fs;%计算功率谱%p=a.*a/10000;%计算功率谱num(1)=find(p(1:1000)==max(p(1:1000)));%找行频num(2)=1000+find(p(1000:1700)==max(p(1000:1700)));%找列频if(num(1)730)row=1;%确定行数elseif(num(1)810)row=2;elseif(num(1)900)row=3;elserow=4;endif(num(2)1260)column=1;%确定列数elseif(num(2)1400)column=2;elsecolumn=3;endz=[row,column];%确定数字ifz==[4,2]tel=0;elseifz==[1,1]tel=1;elseifz==[1,2]tel=2;elseifz==[1,3]tel=3;elseifz==[2,1]tel=4;elseifz==[2,2]tel=5;elseifz==[2,3]tel=6;elseifz==[3,1]tel=7;elseifz==[3,2]tel=8;elseifz==[3,3]tel=9;endt(i)=tel;c=strcat(number,int2str(tel));number=c;i=i+1;endset(handles.numRec,'string',number);%显示号码GUI界面的操作：（1）初始化界面（2）输入数字后的界面（3）按‘*’后删除一位（4）按‘#’后确认键（5）按下显示键显示出来（6）按下Reset键清空二、讨论、建议、质疑做本实验分两部分，第一部分是做图形化（GUI）界面的设计，第二部分是做电话信号的频谱分析。做GUI设计中的问题：删除键部分‘*’在ppt模板的基础上，将全局变量globalNUM删掉了，而改为用句柄handles.NUM.还有就是用guidata(hObject,handles);进行实时更新从而确保删除后能在内存中也删除。同时注意删除是820个点，不是1100个点。确认键’#’只需要发声和显示即可，不用放在内存中，显示键用的是ppt上的模板，其他部分都顺利完成。第二部分频谱分析是利用FFT变换实现的，由于抽样过程会出现频谱搬移的现象，为了看到原有信号的频谱，采用：t1=(0:length(d1)-1)*fs/length(d1)-fs/2;从而保证抽样频率不会在频谱中体现出来，一共做出了12个拨音信号的频谱。本实验作为综合性的实验，既让我熟悉了GUI的设计，又强化了信号频谱分析的知识，这是本次实验的体会。