SIS: 9.vaja: Digitalni filtri – Razpoznaj_DTMF

Ali Gator, 05 May 2010, Ni ni komentarjev
Kategorija: SIS
Tags: matlab

Navodilo:

Gotovo vsi poznate tonski način izbiranja številke na telefonu (DTMF – Dual Tone Multiple Frequency). V bistvu za vsako pritisnjeno tipko telefon pošlje kratek zvočni signal sestavljen iz dveh čistih sinusov po naslednjem sistemu.

Ko pritisnete tipko, se pošljeta sinusa s frekvenco, ki je napisana poleg vrstice v kateri je tipka in frekvenco, ki je napisana pod stolpcem, v kateri je tipka. To pomeni, da vse tipke v istem stolpcu oddajo signal z eno enako frekvenco. Enako velja za tipke, ki se nahajajo v isti vrstici.

Primer: Če pritisnemo tipko 1 je signal sestavljen iz sinusov s frekvenco 697 Hz in 1209 Hz. Če pritisnemo tipko 8 je signal sestavljen iz sinusov s frekvenco 852 Hz in 1336 Hz.

Najprej preizkusite generator signalov DTMF:

SIS:Vaja09:Digitalni filtri:generateDTMF - Naložil: Narmotur

, ki je napisan v Matlabu. Funkcija vrne vektor zvočnega signala, ki ga lahko poslušate s funkcijo sound (vzorčevalna frekvenca je 8000 Hz).

Napišite program zaporedje=razpoznaj_DTMF(x), ki bo z uporabo pasovno prepustnih filtrov poskušal prepoznati, kakšno zaporedje telefonskih tipk je bilo pritisnjeno v vhodnem signalu x. Uporabite 7 pasovno prepustnih filtrov (tipe in rede filtrov izberite sami), ki bodo prepuščali le bolj ali manj ozko frekvenčno okolico zgoraj navedenih frekvenc (697 Hz, 770 Hz , 852 Hz, itd.). V kolikor amplituda pri dveh filtriranih signalih presega določeni prag, vemo katera tipka je bila pritisnjena. Namesto funkcije filt uporabite funkcijo filtfilt, ki izniči vpliv zakasnitve filtrov.

Signal, ki ga dobite z generatorjem signalov DTMF, ne vsebuje nikakršnega šuma. V realnosti pa lahko vaš program vsebuje tudi govor ali šum. Testni program na sistemu bo preizkusil vaš program z različnimi stopnjami šuma. Šum se ponavadi naredi tako, da signalu prištejemo naključne vrednosti. Nivo dodanega šuma merimo s faktorjem SNR (razmerje signal/šum), ki ga merimo v decibelih (dB). Nižja, ko je vrednost SNR, močneje je šum prisoten. Pri SNR = 20 dB je šum po moči stokrat šibkejši od signala. Pri SNR = 10 dB je šum po moči desekrtat šibkejši od signala. Ko je SNR=0 dB, je moč šuma enaka moči signala.

Na sistemu za vaje se bo signalu iz generatorja DTMF šum dodal s funkcijo awgn:

signalPlusSum = awgn(signal,10,'measured')

Število doseženih točk bo bo pri tej nalogi odvisno od robustnosti vašega programa s testnimi primeri. Za pravilo delujoč program, ki dela pri šumu 20 dB dobite 15 točk. 20 dodatnih točk pa bo mogoče doseči z odpornostjo na šum – najboljša rešitev bo nagrajena z 10 dodatnimi točkami (skupaj torej 25 točk), druga najboljša z 9, tretja z 8 in tako naprej, dokler ne zmanjka točk.

Pozor! Naloga morate rešiti v časovnem prostoru.