短时傅里叶变换的原理与应用:电话拨号声分析(1)
来源:互联网 发布:美微网络电视免费tv 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 10:33
由于要带几个本科的同学做点实践性的东西(本科,“数字信号处理”这门课的课程设计),就想了个题目。
标题挺唬人的,还把大教授吓一大跳。以为是要被拉去喝茶的样子……
其实是语谱图的原理与应用。也是短时傅里叶变换与应用。
做的内容是:有一段手机拨号音,用信号处理的办法分析出电话号码是多少。
这个东西,当时有个南京大学的大学生吧,好像是,就“听”出里360公司的周老板的电话号码。据说周老板,以及李开复大老板都向他伸出了橄榄枝。
我这次带的几个小朋友,有2个很认真,能力很强。鼓掌,鼓掌!
以下是项目纲要。我会在后面的一些文章中,谈谈具体怎么实施。
听听黑暗组织BOSS的EMAIL
项目概述
在《名侦探柯南》中,贝尔摩德给“那位先生”发消息时,邮件地址的手机按键音被柯南听见了。拥有绝对音感的他询问了“斯特拉迪瓦里小提琴的不和谐音”案子中的天才音乐家,得知了此声音就是《七个孩子》的旋律。“那位先生”正是黑暗组织的终极BOSS。
尽管我们可能没有江户川同学那样的绝对音感,但是,借助一系列信号处理的手段,我们同样可以从一段拨号音中分析出其对应的电话号码。本项目重点在于基本原理和算法的理解与实现,编程语言为MATLAB,不会用到GUI编程,但鼓励自行钻研。
通过本项目,我们可以进一步理解应用数字信号处理中的一些基本方法和基本原理。例如,傅里叶变换Fourier Transform、快速傅里叶变换Fast Fourier Transform、短时傅里叶变换Short-Time Fourier Transform、时频分析Joint Time-Frequency Analysis等。此外,由于本项目需要进行模式匹配,因此还会初步涉及模式分类。
这些方法不仅有深刻的数学含义与思想方法,也有很大的应用价值。通过本项目,我们可以加深对数字信号处理的理解,也可以初步接触到模式分类,还可以提高自己的编程能力。相信大家在学习相对枯燥的理论知识的同时,可以培养出对这一学科的兴趣。
学以致用。
阶段任务
一、 理论学习阶段
0. 调查项目背景与应用价值。
1. 了解双音多频。
2. 学习几个时频分析的工具,包括短时傅里叶变换、语谱图等。
3. 学习基于频率特征的特征提取。
4. 学习特征向量相似性的度量准则。
二、 编程实现阶段
0. 完成项目方案的整体规划与详细设计。
1. 实现导入手机按键音,并播放。
2. 实现信号的语谱图计算与可视化。
3. 实现信号的频率特征提取与可视化。
4. 实现基于模板的模式分类。
5. 输出电话号码的分析结果。
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