DTMF信号检测分析（Matlab)_电话按键dtmf信号生成滤波频谱分析设计

基于Matlab平台的DTMF信号检测

1.将录制好的一段按键音读入到Matlab平台；

2.设计带通滤波器，去噪处理（可选）；

3.将给个按键音对应的信号一次分割；

4.计算分割后信号的相应的频点值，幅度最大的两个点即为该信号的高低频；

5.显示音频对应的按键数字;

6. 按键的录制与播放（可选）。

1. 双音多频信号（DTMF）基本原理

双音多频（dual tone multi-frequency; DTMF）信号是广泛应用在世界范围内按键式电话机上的一种电信标准。DTMF由著名的贝尔实验室发明，主要用于解决远程电话的自动呼叫，代替原本由人工接续的脉冲拨号方式，利用一组低频群和一组高频群进行组合的编码方式，高低频群各由4个频率组成，是使用两个音频段频率的固定组合的多频信令。应用学科：通信科技（一级学科）；交换选路（二级学科），近年来DTMF也应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言邮件、电话银行和来电显示等方面。

电话拨号有两种，脉冲和音频，所谓音频也称双音多频（DTMF）信号的拨号方式，双音多频既是电话拨号时每按一个键，有两个音频频率叠加成一个双音频信号，十二个按键由七个音频频率区分。双音多频信号（DTMF），电话系统中电话机与交换机之间的一种用户信令，通常用于发送被叫号码。双音多频信号是贝尔实验室发明的，其目的是为了自动完成长途呼叫。双音多频的拨号键盘是4×4的矩阵，每一行代表一个低频，每一列代表一个高频。每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合，比如'1'相当于697和1209赫兹(Hz)。交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键。

表1 双音多频键盘

2. DTMF信号时域频域分析原理

傅里叶变换FT基本原理

……

（二）基于Matlab平台的DTMF信号检测

1.将录制好的一段按键音读入到Matlab平台；

[x,fs,bits]=wavread('1.wav');

fs采样率(8149，一般8k)；bits位数(32位)

 

图1 按键音时域波形

2. 分隔各个按键音

plot(x(1:1000))只绘制文件的1到1000点，即对应第一个按键音，波形如图2：

 

图2 第一个按键音波形

3. 计算信号的相应的频点值，幅度最大的两个点即为该信号的高低频；（频谱泄漏）

 

 

（1）关键是分析出对应频谱中的量频率分量大小

需要将点数转换成频率：w=(0:length(F)-1)'*fs/length(F)

（2）在分析频谱时，只分析一半即可（参考FT原理）

（3）两频率分别对应第69点和132点，则对应的模拟频率（实际频率）为：

（4）根据频率查表，得到对应的数字应该为：

参考程序

[x,fs,bits]=wavread('1.wav');

subplot(1,2,1);

plot(x(1:800));

y=x(1:800);

Y=fft(y);

subplot(1,2,2);

plot(abs(Y));

soundsc(y,fs);

[x,fs]=audioread('E:/MATLAB/R2017a/bin/1.wav');
%第1个数字
%subplot(5,1,1);
%plot(x(1:8000));
y=x(1:800);
Y=fft(y);
subplot(5,2,1);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));
%第2个数字
y=x(1600:2400);
Y=fft(y);
subplot(5,2,2);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));
%第3个数字
y=x(3200:4200);
Y=fft(y);
subplot(5,2,3);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));
%第4个数字
y=x(4800:5600);
Y=fft(y);
subplot(5,2,4);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));
%第5个数字
y=x(6500:7400);
Y=fft(y);
subplot(5,2,5);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));
%第6个数字
y=x(8134:8959);
Y=fft(y);
subplot(5,2,6);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));
%第7个数字
y=x(9768:10610);
Y=fft(y);
subplot(5,2,7);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));
%第8个数字
y=x(11380:12210);
Y=fft(y);
subplot(5,2,8);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));
%第9个数字
y=x(13020:13840);
Y=fft(y);
subplot(5,2,9);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));
%第10个数字
y=x(14650:15480);
Y=fft(y);
subplot(5,2,10);
plot(abs(Y));
soundsc(y,fs);
w=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);
plot(w,abs(Y));