一種實現(xiàn)dtmf撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其本身基于Labview平臺，包括模式選擇單元，濾波器組濾波單元，幅值歸一化單元，撥號音識別單元，撥號音長度檢測單元及密碼匹配檢測單元，各個單元之間順序連接形成完整檢測系統(tǒng)。本發(fā)明能采錄周圍環(huán)境中的所有聲音，分析其中聲音所包含的撥號音，并根據(jù)一定算法識別出撥號音所對應的特征頻率點，根據(jù)計算得到的特征頻率點識別出對應信號，并根據(jù)預先設(shè)定的密碼檢測與密碼是否匹配，以達到實時檢測撥號音及聲控門鎖的效果。
【專利說明】
一種實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電子工程與檢測領(lǐng)域，涉及一種實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，具體涉及一種基于Labview平臺的對錄音聲音或環(huán)境聲音的實時檢測及聲控密碼匹配檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在當今社會中，人們無法離開對于撥號音的使用，撥號音可以替代數(shù)字及一些字符，可以將密碼由單一的文字形式轉(zhuǎn)換成可聞可感的聲音形式。而人們對于數(shù)字及字符的應用大多基于文字形式的應用，沒有充分挖掘這些標識符的完整用途。
[0003]在撥號音檢測方面，人們一般采用AU軟件，其缺點為比較復雜，操作較為煩瑣，消耗人們的時間和精力；另外，目前撥號音檢測的缺陷一方面在于沒有進行完善的噪音分析，分析的是純凈的DTMF信號，沒有模擬空氣中的環(huán)境，僅僅對單純的的DTMF撥號音信號進行檢測，實際意義較小，即使加入一定白噪聲，也同樣不能模仿現(xiàn)實情況;另一方面，目前撥號音檢測僅僅只對單個字符進行處理、最多只能進行16個音的識別，撥號音聲控門鎖系統(tǒng)的應用很小。
[0004]本專利基于目前撥號音的應用情況，從實時性、連續(xù)性及應用性三個方面著手，開發(fā)了一種撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的:基于改善撥號音檢測缺陷的目的，設(shè)計一種實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，提升系統(tǒng)的實時性、連續(xù)性及應用性。
[0006]技術(shù)方案:一種實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其本身基于Labview平臺，包括模式選擇單元，濾波器組濾波單元，幅值歸一化單元，撥號音識別單元，撥號音長度檢測單元及密碼匹配檢測單元，各個單元之間順序連接形成完整檢測系統(tǒng)。
[0007]所述模式選擇單元包括錄音音頻檢測模式及實時聲音收錄檢測模式，可根據(jù)不同需要進行選擇；
[0008]優(yōu)選的，所述錄音音頻檢測模式輸入默認采樣頻率為8000Hz，所述實時聲音收錄檢測模式輸入設(shè)定以采樣頻率為8000Hz采樣，為試驗發(fā)現(xiàn)解碼效果最佳的頻率。
[0009]所述濾波器組濾波單元，負責對輸入聲音的定點濾波，對一定頻率段的聲音進行保留，保留幅度為頻率點上下各20Hz;
[0010]優(yōu)選的，所述一定頻率段為:697hz，770hz，852hz，941hz，1209hz，1336hz，1477hz，1633hz0
[0011]所述幅值歸一化單元，負責將輸入的聲音幅度統(tǒng)一到指定的聲音幅度，以方便于后續(xù)解碼及檢測。
[0012]所述撥號音識別單元，其功能在于:
[0013]A.負責檢測連續(xù)的撥號音中每個撥號音的特征頻率，根據(jù)對應表格識別撥號音。
[0014]B.撥號音解碼單元，采用自寫的改進戈澤爾算法對輸入信號進行檢測與解碼。
[0015]所述撥號音長度檢測單元，負責對輸入聲音長度檢測，確定輸入信號的撥號音長度，輸入撥號音長度最多可以為20個。
[0016]所述密碼匹配檢測單元，負責對設(shè)定密碼與檢測到字符串進行比較，如果相同則播放一段音樂以表示聲控門鎖解鎖，如不相同則不播放音樂，等待下次檢測。
[0017]本實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)得到一致結(jié)果后，將會采用播放一段音樂的形式說明，音樂的選擇可根據(jù)用戶的喜好自行設(shè)置。
[0018]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明能采錄周圍環(huán)境中的所有聲音，分析其中聲音所包含的撥號音，并根據(jù)一定算法識別出撥號音所對應的特征頻率點，根據(jù)計算得到的特征頻率點識別出對應信號，并根據(jù)預先設(shè)定的密碼檢測與密碼是否匹配，以達到實時檢測撥號音及聲控門鎖的效果。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)總體流程框架圖；
[0020]圖2為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)人機交互界面示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)部分程序框架圖；
[0022]圖4為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)濾波器組濾波單元示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)幅值歸一化單元示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)分幀處理模塊示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)寄存模塊示意圖；
[0026]圖8為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)字符串定位模塊示意圖；
[0027]圖9為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)戈澤爾算法模塊示意圖；
[0028]圖10為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)特征頻率提取模塊示意圖；
[0029]圖11為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)高低特征頻率判定模塊示意圖；
[0030]圖12為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)撥號音判定及連接模塊示意圖；
[0031]圖13為本發(fā)明撥號音實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)撥號音識別單元流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0033]如附圖1所示，一種實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其本身包括模式選擇單元，濾波器組濾波單元，幅值歸一化單元，撥號音識別單元，撥號音長度檢測單元及密碼匹配檢測單元，各個單元之間相互連接形成完整檢測模塊。
[0034]如附圖2所示的人機交互界面中，左上角為模式選擇區(qū)域，模式I為實時聲音收錄檢測，模式2為錄音音頻檢測，按動下方上下按鈕調(diào)節(jié)I，2來控制。
[0035]如附圖2所示的人機交互界面中，左下部分為示波器觀測界面，可分別觀測實時采樣聲音波形，幅值歸一化后波形，及最后一個撥號音的采樣波形及濾波后波形。最后一個撥號音可用以校驗檢測到的聲音中是否含有撥號音。
[0036]如附圖2所示的人機交互界面中，右邊部分實現(xiàn)對輸入密碼與設(shè)置密碼檢測，以及匹配正確后對音樂的播放。
[0037]如附圖3所示為截取的Iabview后面板部分程序框架示意圖，不包含信號輸入模塊及密碼匹配檢測模塊及音樂播放模塊，僅僅為程序框架而非完整程序，完整程序模塊將在附圖4到附圖12詳細闡釋。
[0038]如附圖4所述的濾波器組濾波單元，采用Iabview平臺自帶的動態(tài)濾波器模塊，采用8個頻率并行的濾波器組697hz，770hz，852hz，941hz，1209hz，1336hz，1477hz，1633hz，各個截止頻率分別為中心頻率上下增減20hz;輸出信號為8個濾波器的分別輸出。
[0039]如附圖5所示的幅值歸一化單元，輸入信號為8個濾波器的輸出，采用平均值濾波的方法，以幅值最高的聲音信號點作為基準I，相對應歸一其他所有聲音信號。
[0040]如附圖6所示的分幀處理模塊，其目的在于提取連續(xù)聲音信號的有效信號部分。由于進入程序框圖的聲音信息已經(jīng)失去了它的時間信息，我們首先要對其時間信息進行恢復，這邊針對8000采樣率的信號，我們計算得DTMF信號的時間，截取的長度大約為1500個采樣點，對應180ms左右。其次是對界定DTMF信號的幅值判斷，這一過程主要是通過模擬結(jié)果得到。接收時，最高撥號音“O”的幅度較撥號音最低3的幅度大近2倍，并且每一個行頻之間都存在一定幅度差，考慮聲音輸出過程中其電腦已經(jīng)添加了濾波器，最終確定0.4為檢測基準。高于這一幅值開始提取180msDTMF信號。
[0041]如圖7所示的寄存模塊，通過數(shù)組寄存多維數(shù)組中寄存的數(shù)據(jù)，輸出至解碼模塊算法進彳丁處理。
[0042]如圖8所示的字符串定位模塊，其目的在于確定，一段時間內(nèi)接受到的有效DTMF撥號音的個數(shù)，以確定輸入信號的個數(shù)與順序。
[0043]如圖9所示的戈澤爾算法模塊，采用對聲音信號取模數(shù)的方法，只利用數(shù)據(jù)有效部分，壓縮運算時間，提高響應速度。
[0044]如圖10所示的特征頻率提取模塊，分析頻譜獲取兩個峰值頻率，在理想DTMF信號解碼得到的頻譜中，頻譜是較為規(guī)律的，在兩個特征頻率兩側(cè)分別連續(xù)增減，所以我直接采用函數(shù)IndMax = find(diff(sign(diff(Xk3)))〈0) + l得到兩個特征頻率值?？紤]到實際信號中會有許多毛刺及不規(guī)律變化出現(xiàn)，直接求取最大值的方法，在取得第一個最大頻率幅度點后，排除周圍100個頻率點，再次求最大值，獲得兩個頻率點。
[0045]如圖11所示的高低特征頻率分辨模塊，為防止附圖10對應特征頻率模塊產(chǎn)生低頻與高頻(行頻與列頻)交錯的情況。
[0046]如圖12所示的聲控門鎖撥號音判定及連接模塊，其目的在于將一段時間內(nèi)連續(xù)接收并識別到的撥號音連接并顯示在交互界面。
[0047]如圖13所示的實時解碼與聲控門鎖檢測系統(tǒng)撥號音識別單元流程圖，為聲音信號實時檢測過程，撥號音識別單元所包括的所有過程，包括分幀處理模塊，寄存模塊，字符串定位模塊，戈澤爾算法解碼模塊，特征頻率提取模塊，高低特征頻率分辨模塊。
【主權(quán)項】
1.一種實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其特征在于，其本身基于Labview平臺，包括模式選擇單元，濾波器組濾波單元，幅值歸一化單元，撥號音識別單元，撥號音長度檢測單元及密碼匹配檢測單元，各個單元之間順序連接形成完整檢測系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述模式選擇單元包括錄音音頻檢測模式及實時聲音收錄檢測模式，可根據(jù)不同需要進行選擇。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器組濾波單元，負責對輸入聲音的定點濾波，對一定頻率段的聲音進行保留，保留幅度為頻率點上下各20Hz。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述一定頻率段為:697hz，770hz，852hz，941hz，1209hz，1336hz，1477hz，1633hz。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述幅值歸一化單元，負責將輸入的聲音幅度統(tǒng)一到指定的聲音幅度，以方便于后續(xù)解碼及檢測。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述撥號音識別單元，其功能在于: A.負責檢測連續(xù)的撥號音中每個撥號音的特征頻率，根據(jù)對應表格識別撥號音。 B.撥號音解碼單元，采用自寫的改進戈澤爾算法對輸入信號進行檢測與解碼。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述撥號音長度檢測單元，負責對輸入聲音長度檢測，確定輸入信號的撥號音長度，輸入撥號音長度最多可以為20個。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)DTMF撥號音實時解碼及聲控門鎖的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述密碼匹配檢測單元，負責對設(shè)定密碼與檢測到字符串進行比較，如果相同則播放一段音樂以表示聲控門鎖解鎖，如不相同則不播放音樂，等待下次檢測。
【文檔編號】G07C9/00GK105931317SQ201610221108
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】包燁帆
【申請人】浙江大學