CN114615123A - 一种空气波dtmf信号的解码方法及装置 - Google Patents

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CN114615123A CN202210152786.3A CN202210152786A CN114615123A CN 114615123 A CN114615123 A CN 114615123A CN 202210152786 A CN202210152786 A CN 202210152786A CN 114615123 A CN114615123 A CN 114615123A
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Abstract

本发明公开了一种空气波DTMF信号的解码方法及装置，所述方法包括：接收空气传播的DTMF信号后，从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点；计算每个所述频率点对应的特征参数值，其中，所述特征参数值包括：频率点幅值、群幅值、二次谐波频点的幅值和总幅值；基于每个所述频率点对应的特征参数值对所述DTMF信号的每一帧信号进行解码，得到分解信号；从所述分解信号里筛选并统计若干帧满足预设清晰度的信号，构成目标解码信号。本发明通过不同的算法计算信号对应的特征参数值，利用各个特征参数值筛选出准确且无干扰的信号，以提高信号处理的准确率，而且所使用的算法其计算量小、速度快，可以有效提高信号的处理效率。

Description

一种空气波DTMF信号的解码方法及装置
技术领域
本发明涉及DTMF信号处理的技术领域，尤其涉及一种空气波DTMF信号的解码方法及装置。
背景技术
DTMF(双音多频)信号是电话网中常用的信令，无论是家用电话、移动电话还是程控交换机上，多采用DTMF信号发送或接收号码。因为DTMF信号可以适用于不同的通信设备，所以，可以将其应用在不同的通信系统中，以满足人们的通讯需求。
由于DTMF信号可以用于接收与发送号码，而不同的设备有其对应的编码方式，因此，在接收DTMF信号后，需要对DTMF信号进行解码操作。目前常用的解码方法是在接收DTMF信号后，通过数字滤波器或模拟滤波器对DTMF信号进行滤波处理，以筛选得到所需信号，再对过滤后的信号进行解码处理。
但目前常用的解码方式有如下技术问题：由于DTMF信号在传输过程中会经过多个不同的中转设备，经过不同的中转设备时，DTMF信号可能会不同设备的信号进行交叉重叠或者受到外界噪声的干扰，从而导致最后所接收的DTMF信号与起始的DTMF信号有较大误差；而滤波器进行过滤用户设定的单一频率信号，难以清除DTMF信号所参杂各种干扰信号，使得解码后的信号与实际不符，解码的准确率较低。
发明内容
本发明提出一种空气波DTMF信号的解码方法及装置，所述方法可以计算DTMF信号对应的多种不同特征参数值，基于多种不同特征参数值解码并统计符合预设精度的DTMF信号，以消除传输过程中的干扰，提高解码的准确率。
本发明实施例的第一方面提供了一种空气波DTMF信号的解码方法，所述方法包括：接收空气传播的DTMF信号后，从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点；
计算每个所述频率点对应的特征参数值，其中，所述特征参数值包括：频率点幅值、群幅值、二次谐波频点的幅值和总幅值；
基于每个所述频率点对应的特征参数值对所述DTMF信号的每一帧信号进行解码，得到分解信号；
从所述分解信号里筛选并统计若干帧满足预设清晰度的信号，构成目标解码信号。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述分解信号包括清晰码字和模糊码字；
所述从所述分解信号里筛选并统计若干帧满足预设清晰度的信号，构成目标解码信号，包括：
若当前帧的所述清晰码字或所述模糊码字的码字类型均与在先码字的码字类型不相同，则获取并统计多个所述清晰码字；
确定每个所述清晰码字的清晰度等级，每个清晰度等级对应一个评级分数值；
若所述评级分数值的总和大于预设分数值，或者，若所述清晰度等级的数量大于预设数量值，则利用多个所述清晰码字构成目标解码信号。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述计算每个所述频率点对应的特征参数值，包括：
基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，所述预设算法包括：第一非归一化离散付里叶变换算法、第二非归一化离散付里叶变换算法和戈泽尔算法；
两个数值最大频率点幅值与两个频偏为零的频率点的幅值相加得到群幅值；
筛选最高频率的频率点和最低频率的频率点，计算所述最高频率的频率点所在频群的最大幅值频率点对应的二次谐波频点的幅值，以及计算所述最低频率的频率点所在频群的最大幅值频率点对应的二次谐波频点的幅值，得到二次谐波频点的幅值；
筛选最高频率的频率点和最低频率的频率点，计算所述最高频率的频率点对应的总幅值，以及计算所述最低频率的频率点对应的总幅值。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，包括：
当所述频率点的频率小于预设的第一频率值时，采用所述第一非归一化离散付里叶变换算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述第一非归一化离散付里叶变换算法的计算如下式所示：
频率为f的频点幅值As1f公式如下：
Figure BDA0003511101360000031
其中，Aslf表示频率点幅值，N表示数据帧长度，Xslf表示频率为f的频率点对应的第一非归一化离散付里叶变换算法系数，Xslf的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000034
其中ys1(N/2-1)、ys1(N/2-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
Figure BDA0003511101360000035
其中x(2n)、x(2n+1)分别表示数据帧长度N的一帧采样数据中第2n个、第2n+1个数据的值，n＝0，1，...，N/2-1；
Csla和Cs1b是频率为f的频率点的两个校正因子，Csla和Cs1b的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000032
Figure BDA0003511101360000033
f为频率点的频率，fs为采样频率。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，还包括：
当所述频率点的频率大于预设的第一频率值且小于预设的第二频率值时，采用所述第二非归一化离散付里叶变换算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述第二非归一化离散付里叶变换算法的计算如下式所示：
Figure BDA0003511101360000041
其中，As2f表示频率点幅值，Xs2f表示频率为f的频率点对应的第二非归一化离散付里叶变换算法系数，Xs2f的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000045
其中ys2(N/2-1)、ys2(N/2-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
Figure BDA0003511101360000044
其中x(2n)、x(2n+1)分别表示数据帧长度N的一帧采样数据中第2n个、第2n+1个数据的值，n＝0，1，...，N/2-1；
Cs2a和Cs2b是频率为f的频率点的两个校正因子，Cs2a和Cs2b的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000042
Figure BDA0003511101360000043
f为频率点的频率，fs为采样频率。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，还包括：
当所述频率点的频率大于预设的第二频率值时，采用所述戈泽尔算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述戈泽尔算法的计算如下式所示：
Figure BDA0003511101360000051
其中Agf表示频率点幅值，Xgf为频率为f的频率点的戈泽尔算法系数，戈泽尔算法系数的计算公式如下：
Xgf＝yg(N-1)2+yg(N-2)2-Cga*yg(N-1)*yg(N-2)
其中yg(N-1)、yg(N-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
yg(n)二x(n)+Cga*yg(n-1)-yg(n-2)
其中x(n)表示数据帧长度N的一帧采样数据中第n个数据的值，n＝0，1，...，N-1。
Cga表示频率为f的频率点的校正因子，Cga的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000052
f为频率点的频率，fs为采样频率。
在第一方面的一种可能的实现方式中，在所述从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点的步骤前，所述方法还包括：
使用预设的A/D转换器将所述DTMF信号转换为数字信号；
将所述数字信号送入高通滤波器进行滤波得到滤波信号；
对所述滤波信号进行分帧和帧移处理，得到处理信号。
本发明实施例的第二方面提供了一种空气波DTMF信号的解码装置，所述装置包括：
接收与筛选模块，用于接收空气传播的DTMF信号后，从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点；
计算模块，用于计算每个所述频率点对应的特征参数值，其中，所述特征参数值包括：频率点幅值、群幅值、二次谐波频点的幅值和总幅值；
解码模块，用于基于每个所述频率点对应的特征参数值对所述DTMF信号的每一帧信号进行解码，得到分解信号；
确定模块，用于从所述分解信号里筛选并统计若干帧满足预设清晰度的信号，构成目标解码信号。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种空气波DTMF信号的解码方法及装置，其有益效果在于：本发明可以在接收信号后，通过不同的算法计算信号对应的特征参数值，基于各个特征参数值进行解码处理，通过各个特征参数值可能更好地区分信号中的干扰信号，以筛选出准确且无干扰的信号，提高信号处理的准确率，而且各个算法的计算量小、速度快、所需内存少，可以有效提高信号的处理效率。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种空气波DTMF信号的解码方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种空气波DTMF信号的解码方法的操作流程图；
图3是本发明一实施例提供的一种空气波DTMF信号的解码装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前常用的解码方式有如下技术问题：由于DTMF信号在传输过程中会经过多个不同的中转设备，经过不同的中转设备时，DTMF信号可能会不同设备的信号进行交叉重叠或者受到外界噪声的干扰，从而导致最后所接收的DTMF信号与起始的DTMF信号有较大误差；而滤波器进行过滤用户设定的单一频率信号，难以清除DTMF信号所参杂各种干扰信号，使得解码后的信号与实际不符，解码的准确率较低。
为了解决上述问题，下面将通过以下具体的实施例对本申请实施例提供的一种空气波DTMF信号的解码方法进行详细介绍和说明。
参照图1，示出了本发明一实施例提供的一种空气波DTMF信号的解码方法的流程示意图。
其中，作为示例的，所述空气波DTMF信号的解码方法，可以包括：
S11、接收空气传播的DTMF信号后，从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点。
频率点可以是DTMF信号中每一帧信号里有频偏或没有频偏的频率。例如，可以从DTMF信号中每一帧信号中选择频偏为0％、±0.5％、±1％±1.5％的点，从而得到若干个频率点。
在实际操作中，由于DTMF信号属于声音信号，而声音信号是一种连续的模拟信号，在应用时需要用A/D转换器按照一定的采样频率将之转换为数字信号，才方便执行后续操作。
其中，作为示例的，在所述从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点的步骤前，所述方法还可以包括：
S21、使用预设的A/D转换器将所述DTMF信号转换为数字信号。
在一实施例中，由于DTMF信号的频率点的频率及二次谐波频率可能小于4KHZ，根据奈奎斯特采样定理，A/D转换器的采样频率可以采用8KHZ，通过信号转换，可以有效减少后续的计算量。
其中，预设的A/D转换器的量化位数可以在8bit～16bit范围内，其量化位数越高声音质量越好，计算量也越大，同时器件的成本也越高。
优选地：兼顾声音质量和计算量，量化位数选择为12bit。
S22、将所述数字信号送入高通滤波器进行滤波得到滤波信号。
在一实施例中，高通滤波器的截止频率的取值范围可以是100～300HZ。
由于A/D转换器采样得到的数字音频信号里往往含有直流信号和工频干扰信号，为了更准确地提取DTMF信号的特征，需要将这些干扰信号滤除。在一实施例中，可以采用一阶IIR高通滤波器进行滤波处理，其传递函数如下：
Figure BDA0003511101360000081
可选地：截止频率选择200HZ。
S23、对所述滤波信号进行分帧和帧移处理，得到处理信号。
由于DTMF信号持续时间40ms＜Ts＜55ms，在进行分帧操作时，分帧的帧长不宜过长。
在实际操作中，DTMF信号的每帧长度大约为25.5ms，而转换为数字信号后数据长度就是每帧204个采样数据，可以对其进行分帧操作，以划分成不同的数据块，方便后续处理。
而相邻帧之间存在一定的帧移，帧移可以为帧长的一半，也就是说相邻帧之间有102个采样数据是相同的。通过帧移的处理，可以保证至少有一帧数据完全在DTMF信号持续时间内，即使持续时间短至40ms，从而满足其时长要求。
最后，可以采用得到处理信号进行后续的操作。
S12、计算每个所述频率点对应的特征参数值，其中，所述特征参数值包括：频率点幅值、群幅值、二次谐波频点的幅值和总幅值。
在本实施例中，通过计算不同的特征参数值，可以利用不同的特征参数值进行后续的信号解码，以确定解码信号是否存在干扰，提高信号解码的准确率。
在一可选的实施例中，步骤S12可以包括以下子步骤：
子步骤S121、基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，所述预设算法包括：第一非归一化离散付里叶变换算法(ISB-NDFT1算法)、第二非归一化离散付里叶变换算法(ISB-NDFT2算法)和戈泽尔算法(I-Goertzel算法)。
由于不同的频率点具有不同的频率，可能频率高，可能频率低，为了匹配频率点的实际频率，以计算的对应的特征参数值。
在一实施例中，当所述频率点的频率小于预设的第一频率值时，可以采用所述第一非归一化离散付里叶变换算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述第一非归一化离散付里叶变换算法的计算如下式所示：
频率为f的频点幅值Aslf公式如下：
Figure BDA0003511101360000091
其中，Aslf表示频率点幅值，N表示数据帧长度，Xs1f表示频率为f的频率点对应的第一非归一化离散付里叶变换算法系数，Xslf的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000095
其中ys1(N/2-1)、ys1(N/2-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
Figure BDA0003511101360000096
其中x(2n)、x(2n+1)分别表示数据帧长度N的一帧采样数据中第2n个、第2n+1个数据的值，n＝0，1，...，N/2-1；
Cs1a和Cs1b是频率为f的频率点的两个校正因子，Cs1a和Cs1b的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000092
Figure BDA0003511101360000093
f为频率点的频率，fs为采样频率。
可选地，在一实施例中，当所述频率点的频率大于预设的第一频率值且小于预设的第二频率值时，采用所述第二非归一化离散付里叶变换算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述第二非归一化离散付里叶变换算法的计算如下式所示：
Figure BDA0003511101360000094
其中，As2f表示频率点幅值，Xs2f表示频率为f的频率点对应的第二非归一化离散付里叶变换算法系数，Xs2f的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000105
其中ys2(N/2-1)、ys2(N/2-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
Figure BDA0003511101360000104
其中x(2n)、x(2n+1)分别表示数据帧长度N的一帧采样数据中第2n个、第2n+1个数据的值，n＝0，1，...，N/2-1；
Cs2a和Cs2b是频率为f的频率点的两个校正因子，Cs2a和Cs2b的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000101
Figure BDA0003511101360000102
f为频率点的频率，fs为采样频率。
可选地，在一实施例中，当所述频率点的频率大于预设的第二频率值时，采用所述戈泽尔算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述戈泽尔算法的计算如下式所示：
Figure BDA0003511101360000103
其中Agf表示频率点幅值，Xgf为频率为f的频率点的戈泽尔算法系数，戈泽尔算法系数的计算公式如下：
Xgf＝yg(N-1)2+yg(N-2)2-Cga*yg(N-1)*yg(N-2)
其中yg(N-1)、yg(N-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
yg(n)＝x(n)+Cga*yg(n-1)-yg(n-2)
其中x(n)表示数据帧长度N的一帧采样数据中第n个数据的值，n＝0，1，...，N-1。
Cga表示频率为f的频率点的校正因子，Cga的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000111
f为频率点的频率，fs为采样频率。
需要说明的是，预设的第一频率值小于预设的第二频率值，预设的第一频率值和预设的第二频率值可以根据实际需求进行调整。
在一例子中，预设的第一频率值可以为1000HZ，预设的第二频率值可以为1700HZ。
子步骤S122、两个数值最大频率点幅值与两个频偏为零的频率点的幅值相加得到群幅值。
具体地，群幅值＝最大幅值频率点的幅值+次大幅值频率点的幅值+剩下两个频率点频偏为0的幅值的总和。
子步骤S123、筛选最高频率的频率点和最低频率的频率点，计算所述最高频率的频率点所在频群的最大幅值频率点对应的二次谐波频点的幅值，以及计算所述最低频率的频率点所在频群的最大幅值频率点对应的二次谐波频点的幅值，得到二次谐波频点的幅值。
具体地，可以先确定低频的频率点所在的频率群中，最大幅值的频率点，计算该最大幅值的频率点对应的二次谐波频点的幅值；同理，可以确定高频的频率点所在的频率群中，最大幅值的频率点，计算该最大幅值的频率点对应的二次谐波频点的幅值。
其中，低频可以为小于预设的第一频率值的频率点，高频可以是大于预设的第二频率值的频率点。
子步骤S124、筛选最高频率的频率点和最低频率的频率点，计算所述最高频率的频率点对应的总幅值，以及计算所述最低频率的频率点对应的总幅值。
可选地，总幅值可以根据需求进行调整，其调整方式可以是：根据高频群最大幅值频点的幅值来调整低频群的总幅值；可以根据低频群最大幅值频点的幅值来调整高频群的总幅值；可以根据低频群和高频群最大幅值频点的幅值来调整二次谐波频点的幅值；也可以根据之前噪声帧的各种幅值来调整当前帧的二次谐波幅值和总幅值。
S13、基于每个所述频率点对应的特征参数值对所述DTMF信号的每一帧信号进行解码，得到分解信号。
在实际操作中，可以基于上述计算的各个特征参数值对DTMF信号进行解码，其解码方式也可以将其输入至一个二阶的滤波器中进行滤波处理，以得到分解信号。
S14、从所述分解信号里筛选并统计若干帧满足预设清晰度的信号，构成目标解码信号。
经过解码后的分解信号可能有多帧，而多帧信号中可能参杂各种不同的干扰信号，为了清楚干扰的信号，可以对分解信号进行筛选，筛选出符合预设清晰度的信号，同统计符合预设清晰度的信号的数量，基于若干个符合预设清晰度的信号构建成对应的目标解码信号，以提高解码信号的准确率。
在其中一种的实施例中，所述分解信号包括清晰码字和模糊码字。
其中，清晰码字为确定无干扰信号的信号，模糊码字为不确定是否含有干扰信号的信号。
为了筛选符合清晰度的信号，其中，作为示例的，步骤S14可以包括以下子步骤：
子步骤S141、若当前帧的所述清晰码字或所述模糊码字的码字类型均与在先码字的码字类型不相同，则获取并统计多个所述清晰码字。
在一实际操作中，由于DTMF信号在传输过程中可能出现断断续续的情况，可能是被空气的介质隔断，也可能是用户操作造成，例如，用户在按电话号码时，可能花0.1秒按了4，隔了一秒后再花0.1秒按了5，中间的一秒是断开的，而关于4的信号在传输过程中有被空气中的物质或介质切断开导致信号有0.02秒的间隙，使得最后接收到信号的总时长是0.1+0.1+1+0.02＝1.22，其中这里的1.02秒是没有信号的。
因此，可能将分解得到的清晰码字或模糊码字的码字类型进行判断，以确定是否接收完成，若当前接收的码字与在先接收的码字对应的码字类型不同，则可以确定信号已中断，无需再继续接收，从而可以避免处理非必要的干扰信号，缩短信号处理的时间，提高信号处理的效率，并提高解码的准确率。
子步骤S142、确定每个所述清晰码字的清晰度等级，每个清晰度等级对应一个评级分数值。
在提取清晰码字后，对每个清晰码字进行清晰度等级评级，并且每个清晰度等级均对应一个评级分数值。
在一可选的例子中，清晰度等级可以分为1、2、3、4共4个，其中，1级可以对应19分，2级对应10分，3级对应4分，4级对应0分。
可选地，清晰度等级的数量以及每个清晰度等级对应的评级分数值可以根据实际需求进行调整。
子步骤S143、若所述评级分数值的总和大于预设分数值，或者，若所述清晰度等级的数量大于预设数量值，则利用多个所述清晰码字构成目标解码信号。
当评级分数值的总和大于预设分数值，或者，清晰度等级的数量大于预设的数量值，则可以集合多个清晰码字，并认为这多个清晰码字为目标解码信号。
结合上述例子作进一步说明，假设清晰度等级共3个分别为1、2、3、4。1级可以对应19分，2级对应10分，3级对应4分，4级对应0分。
如果4级清晰度的清晰码字的数量>29，且1级清晰度的清晰码字的数量＜2，可以确定多个清晰码字无效，可能为干扰信号，否则，则可以集合多个清晰码字，并认为这多个清晰码字为目标解码信号；
又如果1～3级清晰度帧数累加值>31，且1级清晰度帧数＜2，可以确定多个清晰码字无效，可能为干扰信号，否则，则可以集合多个清晰码字，并认为这多个清晰码字为目标解码信号；
又如果1～4级清晰度帧数累加值>47，且1级清晰度帧数＜2，可以确定多个清晰码字无效，可能为干扰信号，否则，则可以集合多个清晰码字，并认为这多个清晰码字为目标解码信号；
又如果评级分数值的总和＜48，可以确定多个清晰码字无效，可能为干扰信号，否则，则可以集合多个清晰码字，并认为这多个清晰码字为目标解码信号。
具体的预设分数值和预设数量值可以根据实际需要进行调整。
参照图2，示出了本发明一实施例提供的一种空气波DTMF信号的解码方法的操作流程图。
在实际应用时，可以对经过空气传输的DTMF信号分别进行采样、A/D转换、高通滤波和分帧及帧移处理，然后利用第一非归一化离散付里叶变换算法(ISB-NDFT1算法)、第二非归一化离散付里叶变换算法(ISB-NDFT2算法)或戈泽尔算法(I-Goertzel算法)计算信号的各个特征参数值，基于各个特征参数值对DTMF信号进行解码，当确定解码完成对信号进行筛选和统计，以确定最终的目标解码信号。
在本实施例中，本发明实施例提供了一种空气波DTMF信号的解码方法，其有益效果在于：本发明可以在接收信号后，通过不同的算法计算信号对应的特征参数值，基于各个特征参数值进行解码处理，通过各个特征参数值可能更好地区分信号中的干扰信号，以筛选出准确且无干扰的信号，提高信号处理的准确率，而且各个算法的计算量小、速度快、所需内存少，可以有效提高信号的处理效率。
本发明实施例还提供了一种空气波DTMF信号的解码装置，参见图3，示出了本发明一实施例提供的一种空气波DTMF信号的解码装置的结构示意图。
其中，作为示例的，所述空气波DTMF信号的解码装置可以包括：
接收与筛选模块301，用于接收空气传播的DTMF信号后，从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点；
计算模块302，用于计算每个所述频率点对应的特征参数值，其中，所述特征参数值包括：频率点幅值、群幅值、二次谐波频点的幅值和总幅值；
解码模块303，用于基于每个所述频率点对应的特征参数值对所述DTMF信号的每一帧信号进行解码，得到分解信号；
确定模块304，用于从所述分解信号里筛选并统计若干帧满足预设清晰度的信号，构成目标解码信号。
可选地，所述分解信号包括清晰码字和模糊码字；
所述确定模块还用于：
若当前帧的所述清晰码字或所述模糊码字的码字类型均与在先码字的码字类型不相同，则获取并统计多个所述清晰码字；
确定每个所述清晰码字的清晰度等级，每个清晰度等级对应一个评级分数值；
若所述评级分数值的总和大于预设分数值，或者，若所述清晰度等级的数量大于预设数量值，则利用多个所述清晰码字构成目标解码信号。
可选地，所述计算模块还用于：
基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，所述预设算法包括：第一非归一化离散付里叶变换算法、第二非归一化离散付里叶变换算法和戈泽尔算法；
两个数值最大频率点幅值与两个频偏为零的频率点的幅值相加得到群幅值；
筛选最高频率的频率点和最低频率的频率点，计算所述最高频率的频率点所在频群的最大幅值频率点对应的二次谐波频点的幅值，以及计算所述最低频率的频率点所在频群的最大幅值频率点对应的二次谐波频点的幅值，得到二次谐波频点的幅值；
筛选最高频率的频率点和最低频率的频率点，计算所述最高频率的频率点对应的总幅值，以及计算所述最低频率的频率点对应的总幅值。
可选地，所述计算模块还用于：
当所述频率点的频率小于预设的第一频率值时，采用所述第一非归一化离散付里叶变换算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述第一非归一化离散付里叶变换算法的计算如下式所示：
频率为f的频点幅值Aslf公式如下：
Figure BDA0003511101360000161
其中，Aslf表示频率点幅值，N表示数据帧长度，Xslf表示频率为f的频率点对应的第一非归一化离散付里叶变换算法系数，Xslf的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000165
其中ys1(N/2-1)、ys1(N/2-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
Figure BDA0003511101360000166
其中x(2n)、x(2n+1)分别表示数据帧长度N的一帧采样数据中第2n个、第2n+1个数据的值，n＝0，1，...，N/2-1；
Csla和Cs1b是频率为f的频率点的两个校正因子，Csla和Cs1b的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000162
Figure BDA0003511101360000163
f为频率点的频率，fs为采样频率。
可选地，所述计算模块还用于：
当所述频率点的频率大于预设的第一频率值且小于预设的第二频率值时，采用所述第二非归一化离散付里叶变换算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述第二非归一化离散付里叶变换算法的计算如下式所示：
Figure BDA0003511101360000164
其中，As2f表示频率点幅值，Xs2f表示频率为f的频率点对应的第二非归一化离散付里叶变换算法系数，Xs2f的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000167
其中ys2(N/2-1)、ys2(N/2-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
Figure BDA0003511101360000175
其中x(2n)、x(2n+1)分别表示数据帧长度N的一帧采样数据中第2n个、第2n+1个数据的值，n＝0，1，...，N/2-1；
Cs2a和Cs2b是频率为f的频率点的两个校正因子，Cs2a和Cs2b的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000171
Figure BDA0003511101360000172
f为频率点的频率，fs为采样频率。
可选地，所述计算模块还用于：
当所述频率点的频率大于预设的第二频率值时，采用所述戈泽尔算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述戈泽尔算法的计算如下式所示：
Figure BDA0003511101360000173
其中Agf表示频率点幅值，Xgf为频率为f的频率点的戈泽尔算法系数，戈泽尔算法系数的计算公式如下：
Xgf＝yg(N-1)2+yg(N-2)2-Cga*yg(N-1)*yg(N-2)
其中yg(N-1)、yg(N-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
yg(n)＝X(n)+Cga*yg(n-1)-yg(n-2)
其中x(n)表示数据帧长度N的一帧采样数据中第n个数据的值，n＝0，1，...，N-1。
Cga表示频率为f的频率点的校正因子，Cga的计算公式如下：
Figure BDA0003511101360000174
f为频率点的频率，fs为采样频率。
可选地，所述装置还包括：
转换模块，用于使用预设的A/D转换器将所述DTMF信号转换为数字信号；
滤波模块，用于将所述数字信号送入高通滤波器进行滤波得到滤波信号；
帧处理模块，用于对所述滤波信号进行分帧和帧移处理，得到处理信号。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为方便的描述和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
进一步的，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例所述的一种空气波DTMF信号的解码方法。
进一步的，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上述实施例所述的一种空气波DTMF信号的解码方法。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种空气波DTMF信号的解码方法，其特征在于，所述方法包括：
接收空气传播的DTMF信号后，从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点；
计算每个所述频率点对应的特征参数值，其中，所述特征参数值包括：频率点幅值、群幅值、二次谐波频点的幅值和总幅值；
基于每个所述频率点对应的特征参数值对所述DTMF信号的每一帧信号进行解码，得到分解信号；
从所述分解信号里筛选并统计若干帧满足预设清晰度的信号，构成目标解码信号。
2.根据权利要求1所述的空气波DTMF信号的解码方法，其特征在于，所述分解信号包括清晰码字和模糊码字；
所述从所述分解信号里筛选并统计若干帧满足预设清晰度的信号，构成目标解码信号，包括：
若当前帧的所述清晰码字或所述模糊码字的码字类型均与在先码字的码字类型不相同，则获取并统计多个所述清晰码字；
确定每个所述清晰码字的清晰度等级，每个清晰度等级对应一个评级分数值；
若所述评级分数值的总和大于预设分数值，或者，若所述清晰度等级的数量大于预设数量值，则利用多个所述清晰码字构成目标解码信号。
3.根据权利要求1所述的空气波DTMF信号的解码方法，其特征在于，所述计算每个所述频率点对应的特征参数值，包括：
基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，所述预设算法包括：第一非归一化离散付里叶变换算法、第二非归一化离散付里叶变换算法和戈泽尔算法；
两个数值最大频率点幅值与两个频偏为零的频率点的幅值相加得到群幅值；
筛选最高频率的频率点和最低频率的频率点，计算所述最高频率的频率点所在频群的最大幅值频率点对应的二次谐波频点的幅值，以及计算所述最低频率的频率点所在频群的最大幅值频率点对应的二次谐波频点的幅值，得到二次谐波频点的幅值；
筛选最高频率的频率点和最低频率的频率点，计算所述最高频率的频率点对应的总幅值，以及计算所述最低频率的频率点对应的总幅值。
4.根据权利要求3所述的空气波DTMF信号的解码方法，其特征在于，所述基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，包括：
当所述频率点的频率小于预设的第一频率值时，采用所述第一非归一化离散付里叶变换算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述第一非归一化离散付里叶变换算法的计算如下式所示：
频率为f的频点幅值As1f公式如下：
Figure FDA0003511101350000021
其中，As1f表示频率点幅值，N表示数据帧长度，Xs1f表示频率为f的频率点对应的第一非归一化离散付里叶变换算法系数，Xs1f的计算公式如下：
Xs1f＝Cs1b*[ys1(N/2-1)2+ys1(N/2-2)2-Cs1a*ys1(N/2-1)*ys1(N/2-2)]
其中ys1(N/2-1)、ys1(N/2-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
ys1(n)＝x(2n)+x(2n+1)+Cs1a*ys1(n-1)-ys1(n-2)
其中x(2n)、x(2n+1)分别表示数据帧长度N的一帧采样数据中第2n个、第2n+1个数据的值，n＝0,1,…,N/2-1；
Cs1a和Cs1b是频率为f的频率点的两个校正因子，Cs1a和Cs1b的计算公式如下：
Figure FDA0003511101350000031
Figure FDA0003511101350000032
f为频率点的频率，fs为采样频率。
5.根据权利要求4所述的空气波DTMF信号的解码方法，其特征在于，所述基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，还包括：
当所述频率点的频率大于预设的第一频率值且小于预设的第二频率值时，采用所述第二非归一化离散付里叶变换算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述第二非归一化离散付里叶变换算法的计算如下式所示：
Figure FDA0003511101350000033
其中，As2f表示频率点幅值，Xs2f表示频率为f的频率点对应的第二非归一化离散付里叶变换算法系数，Xs2f的计算公式如下：
Xs2f＝Cs2b*[ys2(N/2-1)2+ys2(N/2-2)2-Cs2a*ys2(N2-1)*ys2(N/2-2)]
其中ys2(N/2-1)、ys2(N/2-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
ys2(n)＝x(2n)-x(2n+1)+Cs2a*ys2(n-1)-ys2(n-2)
其中x(2n)、x(2n+1)分别表示数据帧长度N的一帧采样数据中第2n个、第2n+1个数据的值，n＝0,1,…,N/2-1；
Cs2a和Cs2b是频率为f的频率点的两个校正因子，Cs2a和Cs2b的计算公式如下：
Figure FDA0003511101350000034
Figure FDA0003511101350000035
f为频率点的频率，fs为采样频率。
6.根据权利要求5所述的空气波DTMF信号的解码方法，其特征在于，所述基于预设算法计算每个所述频率点的频率点幅值，还包括：
当所述频率点的频率大于预设的第二频率值时，采用所述戈泽尔算法计算所述频率点的频率点幅值；
所述戈泽尔算法的计算如下式所示：
Figure FDA0003511101350000041
其中Agf表示频率点幅值，Xgf为频率为f的频率点的戈泽尔算法系数，戈泽尔算法系数的计算公式如下：
Xgf＝yg(N-1)2+yg(N-2)2-Cga*yg(N-1)*yg(N-2)
其中yg(N-1)、yg(N-2)为迭代计算得到，迭代计算方式如下：
yg(n)＝x(n)+Cga*yg(n-1)yg(n-2)
其中x(n)表示数据帧长度N的一帧采样数据中第n个数据的值，n＝0,1,…,N-1。
Cga表示频率为f的频率点的校正因子，Cga的计算公式如下：
Figure FDA0003511101350000042
f为频率点的频率，fs为采样频率。
7.根据权利要求1所述的空气波DTMF信号的解码方法，其特征在于，在所述从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点的步骤前，所述方法还包括：
使用预设的A/D转换器将所述DTMF信号转换为数字信号；
将所述数字信号送入高通滤波器进行滤波得到滤波信号；
对所述滤波信号进行分帧和帧移处理，得到处理信号。
8.一种空气波DTMF信号的解码装置，其特征在于，所述装置包括：
接收与筛选模块，用于接收空气传播的DTMF信号后，从所述DTMF信号的每一帧信号中筛选若干个频率点；
计算模块，用于计算每个所述频率点对应的特征参数值，其中，所述特征参数值包括：频率点幅值、群幅值、二次谐波频点的幅值和总幅值；
解码模块，用于基于每个所述频率点对应的特征参数值对所述DTMF信号的每一帧信号进行解码，得到分解信号；
确定模块，用于从所述分解信号里筛选并统计若干帧满足预设清晰度的信号，构成目标解码信号。
9.一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任意一项所述的空气波DTMF信号的解码方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-7任意一项所述的空气波DTMF信号的解码方法。
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