語音背景下DTMF信號檢測的可靠性研究及軟硬件實(shí)現(xiàn)

本文共計(jì)68頁，22932字；

摘 要
隨著計(jì)算機(jī)和芯片技術(shù)的發(fā)展，需要研究功能簡單、可靠、穩(wěn)定的通用DTMF解碼算法，形成大容量、高度集成化模塊，是各種傳統(tǒng)業(yè)務(wù)設(shè)備與新的計(jì)算機(jī)技術(shù)集成的關(guān)鍵。
本文描述了電話應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)組成部分一雙音多頻(DTMF)信號軟件檢測器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先對于雙音多頻檢測算法的理論背景進(jìn)行分析，重點(diǎn)對算法進(jìn)行了計(jì)算仿真和誤差分析?？偨Y(jié)了DTMF軟件解碼器的工作條件，給出了相應(yīng)的有限狀態(tài)遷移圖。
本文的主要成果是:
1) 對Goertzel算法的誤差進(jìn)行分析，得到計(jì)算誤差的是離散分布的情況。對于給定的頻率點(diǎn) ，在計(jì)算量基本不變的情況下，可以通過對相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)模型選擇合適的計(jì)算字長N，使誤差值局部最優(yōu)。
2) 運(yùn)用誤差模型，按照ITU協(xié)議中有關(guān)DTMF信號的偏差規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，得到DTMF信號中高頻群誤差范圍要求寬，低頻群的誤差范圍要求窄。
3) 完成相應(yīng)的DTMF信號分析軟件和算法核心部分的實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)驗(yàn)，滿足ITU要求 。同時(shí)，總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)，提出算法改進(jìn)的思路。
關(guān)鍵詞　DTMF 語音檢測，Goertzel算法，F(xiàn)FT
Abstract
With the developing of computer science and chip design, it is demanded a simple, reliable, stable soft DTMF decoding algorithms with high capability and integrated module. It is the key for the integration of classic businesses with the newly developed computer technology.
This thesis describes a sub-module of phone system, which is the design and implementation of a dual-tone multiple frequency (DTMF) detector. It provides some theoretical background on the algorithms used for the detection. We also analyzed the error of detector, completed simulation of algorithms, and then we carried out software module integrate with phone system.
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 課題研究成果及難點(diǎn) 2
第2章 DTMF信號 4
2.1 DTMF信號的組成 4
2.2 DTMF信號的生成與檢測方法 5
第3章 DTMF信號的分析 7
3.1 概述 7
3.2 DTMF信號的理論分析 7
3.2.1 DFT算法的復(fù)雜度 7
3.2.2 快速傅立葉變換（FFT）算法原理 8
3.3 DTMF信號分析方法 9
第4章DTMF信號的GOERTZEL判定 10
4.1 GOERTZEL算法原理 10
4.1.1 GOERTZEL算法改進(jìn)與實(shí)現(xiàn) 12
4.1.2 改進(jìn)GOERTZEL算法原理小結(jié) 13
4.2 誤差模型的理論分析 13
4.2.1 三種GOERTZEL二階濾波器的表示 14
4.2.2 GOERTZEL誤差模型曲線 17
4.3 實(shí)際實(shí)現(xiàn)中誤差分析與尋優(yōu) 19
4.3.1 舍入誤差問題 19
4.3.2 計(jì)算字長N的問題提出 20
4.3.3 GOERTZEL算法中N的選擇要求 20
4.3.4 計(jì)算舍入誤差分析 22
4.4 雙窗口模型的導(dǎo)入及其誤差分析與尋優(yōu) 24
4.5 復(fù)雜度比較 28
第五章DTMF軟解碼實(shí)現(xiàn)方法 30
5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30
5.2 DTMF信號處理過程分析與設(shè)計(jì) 31
5.3 信號解碼器的處理過程 32
5.4 DTMF分析軟件設(shè)計(jì) 33
5.4.1 信號參數(shù)設(shè)定 36
5.4.2 程序處理方式 36
結(jié) 論 38
參考文獻(xiàn) 39
源程序 42
附錄 45
致謝 46
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績評定表 47

部分參考文獻(xiàn)
1 程龍興,胡協(xié)和,馮冬芹,黃文君.基于短消息的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).儀表技術(shù)與傳感器,2005年1期:17～19
2 劉瀛.RS-485在測量系統(tǒng)中的應(yīng)用.丹東紡專學(xué)報(bào),2005年1期:8～10
3 韓志軍,劉新民.數(shù)字溫度傳感器DS18B20及應(yīng)用.南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué),2003年1卷1期:9～14
4 沈忠陽.基于GSM移動通信短消息業(yè)務(wù)（SMS）的無線應(yīng)用服務(wù).湖南通信技術(shù),2000年1期:33～34
5 朱萬貴,鄭國君,顧新建.基于SMS的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).制造業(yè)自動化,2003年12期:32～34,64