从 wav 文件中检测 DTMF

Question

我是一名工科学生，我必须解决有关信号处理的学术问题。

基本上，给定 wav 格式的 DTMF 信号，我必须识别它编码的数字序列。 我必须在 Matlab 环境中使用离散傅里叶变换分析来构建一个脚本来读取 wav 文件并通过该过程识别拨号音中的数字。

我遇到了麻烦，因为我对 Matlab 环境不太适应，而且整个离散傅立叶分析对我来说也很新，所以我感觉有点迷失。

有人可以分享一些好的技巧或指示吗？

Answer 1

DFT（或 FFT）对于 DTMF 检测来说太过分了。您只需要 2 x 4 Goertzel 滤波器即可检测低音和高音。每个 Goertzel 滤波器的输出都需要进行低通滤波，以防止检测到噪声，但除此之外，它非常简单。

如果必须使用 DFT/FFT，则一般方法是：

• 对于每个输入样本块
  • 应用合适的窗口（例如 Hanning）
  • 执行 DFT
  • 计算每个 DFT bin 的幅度 (re*re+im*im)
  • 测量对应于 2 x 4 DTMF 音调的 8 个箱中每个箱的幅度
  • 如果您有一个高组音和一个低组音，且其幅度明显大于组中的其他音，则已检测到 DTMF 音对

Answer 2

真实数据的幅度 DFT 几乎相当于 N/2 个长度为 N 的正交 Goertzel 滤波器。FFT 只是一种快速 DFT 算法。

如果您必须使用 FFT，因为这是规范的一部分，只需注意与捕获所需 DTMF 音调所需的 Goertzel 滤波器频率相对应的 FFT 箱，并将复杂结果转换为幅度。

fft_bin_frequency = fft_bin_number * sample_rate / fft_length ;

根据总 FFT 幅度能量对任何可疑音调进行健全性检查。如果比率“小”，则可能只是 fft 箱中的噪声而不是 DTMF 音调。