線性卷積與圓周卷積實驗報告.doc

大連理工大學(xué)實驗報告學(xué)院（系）： 電子信息與電氣工程學(xué)部 專業(yè)：電子信息工程(英語強(qiáng)化) 班級： 電英1001班姓 名： 劉志旋 學(xué)號： 201081510 組： _ 實驗時間： 實驗室： 實驗臺： 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 實驗二 電話撥號音的合成與識別五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理 在函數(shù)num1_OpeningFcn中定義全局變量handles.NUM實驗程序如下: 1. 數(shù)字鍵1的代碼 wl1=2*pi*697/8192; %數(shù)字1 的行頻wh1=2*pi*1209/8192; %數(shù)字1 的列頻n=1:410; % 每個數(shù)字用 410 個采樣點(diǎn)表示 d1=sin(wl1*n)+sin(wh1*n); % 對應(yīng)行頻列頻疊加 space=zeros(1,410); %410 個 0 模擬靜音信號 phone=handles.NUM,d1; handles.NUM=phone, space; %將得到的820點(diǎn)存入全局變量handles.NUM中n1=strcat(get(handles.numshow,string),1); % 獲取數(shù)字號碼 set(handles.numshow,string,n1); % 顯示號碼 guidata(hObject, handles); %刷新wavplay(d1,8192); %按鍵音 其他的數(shù)字鍵同1，只需要修改其中的行列頻和顯示數(shù)字2. 刪除鍵（*鍵）的代碼wl1=2*pi*941/8192; %*鍵 的行頻wh1=2*pi*1209/8192; %*鍵 的列頻n=1:410; d1=sin(wl1*n)+sin(wh1*n);num=get(handles.numshow,string); %得到屏幕上的內(nèi)容l=length(num); %得到長度n11=strrep(num,num,num(1:l-1); %刪除最后的一個字符set(handles.numshow,string,n11); %顯示現(xiàn)在的結(jié)果L=length(handles.NUM);handles.NUM=handles.NUM(1:L-820); %刪除820點(diǎn)，該為要刪除點(diǎn)的采樣值guidata(hObject, handles);wavplay(d1,8192);3. 全部清除鍵（#鍵）的代碼wl1=2*pi*941/8192;wh1=2*pi*1477/8192;n=1:410; % 每個數(shù)字用 410 個采樣點(diǎn)表示 d1=sin(wl1*n)+sin(wh1*n); % 對應(yīng)行頻列頻疊加 handles.NUM=; %將全局變量handles.NUM清空set(handles.numshow,string,); % 將顯示清空 guidata(hObject, handles);wavplay(d1,8192);4. 識別鍵（receive 鍵）的代碼z=row,column; % 確定數(shù)字 if z=4,2 phone=0; elseif z=1,1 phone=1; elseif z=1,2 phone=2; elseif z=1,3 phone=3; elseif z=2,1 phone=4; elseif z=2,2 phone=5; elseif z=2,3 phone=6; elseif z=3,1 phone=7; elseif z=3,2 phone=8; elseif z=3,3 phone=9; end%將整型數(shù)轉(zhuǎn)化成字符 number=strcat(number,int2str(phone); end% 顯示號碼set(handles.shownum1,string,number); L=length(handles.NUM); n=L/820; number=zeros(1,n); for i=1:n j=(i-1)*820+1; d=handles.NUM(j:(j+410-1); % 截取出每個數(shù)字 f=fft(d,8192); % 以 N=2048 作 FFT 變換 a=abs(f); p=a.*a/8192; % 計算功率譜num(1)=find(p(1:1000)=max(p(1:1000); % 找行頻 %找列頻 num(2)=1000+find(p(1000:1700)=max(p(1000:1700); if (num(1) 730) row=1; % 確定行數(shù) elseif (num(1) 810) row=2; elseif (num(1) 900) row=3; else row=4; end if (num(2) 1260) column=1; % 確定列數(shù) elseif (num(2) 1400) column=2; else column=3; end5. 數(shù)字撥號音的頻譜圖產(chǎn)生代碼a=handles.NUM(1:420);a=fft(a,8192);a=abs(a);figure(1)stem(a)title(第一個輸入數(shù)字撥號音的頻譜圖)xlabel(頻率 Hz),ylabel(幅度)figure(2)a=a(1:1700);stem(a)title(第一個輸入數(shù)字撥號音的頻譜圖)xlabel(頻率 Hz),ylabel(幅度)六、實驗結(jié)果與分析 1GUI下的實驗結(jié)果圖 上面的六張圖從左到右，從上到下分別是：運(yùn)行程序后的界面、輸入1008611后的界面、按1次*鍵（刪除鍵）后的界面、按1次Receive（識別鍵）后的界面、按1次#鍵（清除鍵）后的界面、再按1次Receive（識別鍵）后的界面。 分析：輸入按鍵，屏幕上顯示相應(yīng)的數(shù)字，并且能夠聽到按鍵音。按下刪除鍵后，屏幕上最后一位數(shù)字刪除，識別之后發(fā)現(xiàn)，被刪除的信息未被顯示，即刪除正確。按下清除鍵后，屏幕信息全被清除，識別之后發(fā)現(xiàn)，被清除的信息未被顯示，即清除正確。即，實驗完成了電話撥號音的合成和識別。2. 數(shù)字撥號音的頻譜圖（取第一個輸入數(shù)字音作頻譜圖，本圖是數(shù)字1的頻譜） 左邊是以8192點(diǎn)做的頻譜圖，右圖是以1700點(diǎn)做的頻譜圖。分析：看左圖可以發(fā)現(xiàn)最大值出現(xiàn)在4個頻點(diǎn)上，而按照程序應(yīng)該只應(yīng)在2個點(diǎn)處出現(xiàn)峰值，原因在于程序中畫頻譜圖時用的是FFT快速算法，這是基于圓周卷積來算的，當(dāng)橫坐標(biāo)的頻點(diǎn)取足夠多時，就可以看到它會周期延拓，并且sin(wt)在負(fù)頻域內(nèi)有值，這樣這頻點(diǎn)取值為8192點(diǎn)時就正好可以看到它的延拓周期。若取1700點(diǎn)，則得到右圖，可以看到解得的兩個頻點(diǎn)與數(shù)字1撥號音音頻接近，與實驗預(yù)想一致。綜上所訴，本次實驗實現(xiàn)了電話撥號音的合成和識別，別從頻譜上分析了其正確性，即實驗完成。七、討論、建議、質(zhì)疑實驗體會：本次實驗我學(xué)會了GUI圖形用戶界面的基本設(shè)計，掌握了電話撥號音的合成和識別的原理以及現(xiàn)在的方法。實驗中同樣遇到很多問題：1. 錯誤的理解了全局變量，在每個數(shù)字鍵代碼用handles.NUM=d1, space，以為這樣就將每次讀入的820點(diǎn)加入handles.NUM。后來在單步調(diào)試的時候發(fā)現(xiàn)handles.NUM的值是當(dāng)前的820點(diǎn)，就意識到handles.NUM=d1, space是一個賦值，更改后調(diào)試正確。2. 刪除鍵的屏幕顯示刪除用的是handles.numshow-1，以為這樣可以實現(xiàn)，卻報錯了。查看老師講義，發(fā)現(xiàn)可以用一個strrep函數(shù)，查看其用法知道strrep(num1,num2,num3)是將num3代替num1中的num2。使用這個函數(shù)就解決了這個問題。后來由刪除的思想，覺得用n11=num(1:l-1)也可以實現(xiàn)，運(yùn)行發(fā)現(xiàn)也可以，這樣就可以不用strrep函數(shù)。3. 識別時，屏幕中始終沒有顯示，單步調(diào)試時程序停在了set顯示一行，覺得是顯示屏用錯了，然而靜動態(tài)的都沒有解