双音多频DTMF

双音多频 DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）信令，逐渐在全世界范围内使用在按键式电话机上，因其提供更高的拨号速率，迅速取代了传统转盘式电话机使用的拨号脉冲信令。近年来DTMF也应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言邮件、电话银行和ATM终端等。

 

由于 DTMF在传统通信领域中的广泛使用，所以在VOIP中，DTMF仍是发挥着重要的作用。

 

一个 DTMF信号由两个频率的音频信号叠加构成。这两个音频信号的频率来自两组预分配的频率组：行频组或列频组。每一对这样的音频信号唯一表示一个数字或符号。产生DTMF信号，就是利用两个不同频率的正弦波叠加以后形成的波形，解码时则采用改进的 Goertzel算法，从频域搜索两个正弦波的存在。

 

下表描述了每个 DTMF信号的频率。

动态生成DTMF音频信号

当程序需要产生一个DTMF音频数字信号时，当然可以读取已经录制好的文件。

 

在这里介绍如何利用算法程序动态产生单个DTMF音频数字信号。

前面介绍过DTMF信号的原理是两个不同频率的正弦波叠加。

简单的生成正弦波的公式：sample=sin(n*2*PI*f/samplerate)

n：采样序数，由0开始递增

f：正弦波的频率

samplerate：采样频率

sample：序数n时的得出的采样值

 

如果要生成一个采样频率是8000hz，采样位是8bit的DTMF信号，则公式：

sample(n) = 128 + 63*sin(n*2*pi*f1/8000) + 63*sin(n*2*pi*f2/8000)

f1和f2分别是该DTMF信号的两个正弦波频率

其中128 = 256/2

63 = 128 /2 – 1

同样地，如果要生成16bit的DTMF信号，则公式：

sample(n) = 32768 + 16383*sin(n*2*pi*f1/8000) + 16383*sin(n*2*pi*f2/8000)

 

计算DTMF信号是一个耗费资源的过程，你可以通过不同途径去优化你的代码，最简单的是预先计算好2*pi*f1和2*pi*f2的值，减少CPU的计算时间。

 

关于DTMF信号的时间间隔，CCITT对DTMF信号规定的指标是，传送/接收率为每秒10个数字，即每个数字100ms。代表数字的音频信号必须持续至少45ms，但不超过55ms。100ms内其他时间为静音，以便区别连续的两个按键信号。