[发明专利]一种DTMF信号检测装置及方法

说明书

本申请公开了一种DTMF信号检测装置，包括顺序连接的总能量门限判断单元、Goertzel算法DFT幅值计算单元、DFT幅值基本判据单元、分频段FFT能量计算单元、分频段FFT能量增强判据单元、DTMF双音频率检索单元。本申请还公开了一种DTMF信号检测方法。本申请通过DFT运算和判断、FFT运算和判断的双重判断模式提升了在复杂环境即干扰条件下检测DTMF信号的准确率与稳定性，降低虚警概率。

技术领域

本申请涉及一种DTMF信号检测技术，特别是涉及在具有干扰信号的复杂环境下具有较高准确率的DTMF信号检测技术。

背景技术

双音多频(DTMF，Dual-Tone Multi-Frequency)技术是一种电话设备与其他通讯设备和交换中心之间在电话线上通过音频频带传输的带内（in band）通讯信号，通常用于快速、可靠地传输电话号码。

请参阅图1，这是一种采用DTMF技术的拨号键盘，为4×4的矩阵结构，其中第4列的按键也可以省略。每一行代表一个低频信号，例如分别是697Hz、770Hz、852Hz和941Hz。每一列代表一个高频信号，例如分别是1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz。每按一个键就发送相应行的低频信号和相应列的高频信号的组合，例如按下“1”键就发送697Hz低音（low tone）信号和1209Hz高音（high tone）信号的组合。交换中心可以解码这些频率组合并确定所对应的按键。

所有支持语音通话的电子设备中都具有SLIC（Subscriber Line InterfaceCircuit，用户线接口电路）芯片，通常在SLIC芯片中包含有DTMF检测电路。为了节省成本，SLIC芯片中也可以没有DTMF检测电路，而是在手机等电子设备的基带芯片中包含DTMF检测电路。

现有对DTMF信号的检测多采用Goertzel算法，基本原理是从给定的采样信号中求出某一特定频率信号的能量，以判断是否存在有效的DTMF信号。当待检测信号比较干净、不混杂语音信号时，采用Goertzel算法就能达到比较高的检测准确率。当待检测信号中混杂有语音、音乐、噪声等干扰信号时，会存在干扰信号的基波能量或谐波能量恰好覆盖或部分覆盖DTMF信号频带的情况，此时对DTMF信号的检测就容易出错。

理想情况下，DTMF信号只在基波上有较高的能量，而语音、音乐等干扰信号则是在基波上叠加有较强的二次谐波。所以在进行DTMF信号检测时，可以根据二次谐波的能量来区分DTMF信号和语音、音乐等干扰信号。但是实际情况下，不同厂家的SLIC芯片产生的DTMF信号质量有较大的差异，有的SLIC芯片产生的DTMF信号的二次谐波能量也较大，因此根据二次谐波的能量来进行区分也容易出错。

因此，非常需要一种能够用于强噪声、音乐、语音等干扰环境下高鲁棒性（robustness）的DTMF信号检测方法。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种在强噪声、音乐、语音等干扰环境下的DTMF信号检测装置，具有较高的检测准确率。为此，本申请还要提供一种DTMF信号检测方法。