function [t,v] = DTMF(digit, time, fs)
% TONES '0' '1' '2' '3' '4' '5' '6' '7' '8' '9' 'a' 'b' 'c' 'd' '*' '#'
low_tones = [ 941 697 697 697 770 770 770 852 852 852 697 770 852 941 941 941
];
hi_tones = [ 1336 1209 1336 1477 1209 1336 1477 1209 1336 1477 1633 1633 1633 1633 1209 1477
];
lfs = low_tones(digit+1) * 2*pi;
hfs = hi_tones(digit+1) * 2*pi;
t = 0:1/fs:time-1/fs;
v = (sin(lfs*t) + sin(hfs*t)) / 2;
end
function lab1
%
% Generacja tonów DTMF
%
[t1_8k, d1_8k] = DTMF(1, 1, 8000);
[t1_8k, d5_8k] = DTMF(5, 1, 8000);
[t1_8k, d9_8k] = DTMF(9, 1, 8000);
[t1_8k, dD_8k] = DTMF(13, 1, 8000);
d15_8k = (d1_8k + d5_8k) / 2;
d159_8k = (d1_8k + d5_8k + d9_8k) / 3;
d159D_8k = (d1_8k + d5_8k + d9_8k + dD_8k) / 4;
[t1_44k, d1_44k] = DTMF(1, 1, 44100);
[t1_44k, d5_44k] = DTMF(5, 1, 44100);
[t1_44k, d9_44k] = DTMF(9, 1, 44100);
[t1_44k, dD_44k] = DTMF(13, 1, 44100);
d15_44k = (d1_44k + d5_44k) / 2;
d159_44k = (d1_44k + d5_44k + d9_44k) / 3;
d159D_44k = (d1_44k + d5_44k + d9_44k + dD_44k) / 4;
dtmf_snd = { d1_8k, d15_8k, d159_8k, d159D_8k;
d1_44k, d15_44k, d159_44k, d159D_44k };
TV = [ 0.00 0.01 -1.4 1.4 ];
%
% Wizualizacja sygnałów DTMF
%
for i = 1 : 1 : size(dtmf_snd,2)
figure(2*i - 1);
stairs(t1_8k(1:0.01*8000),dtmf_snd{1,i}(1:0.01*8000)), axis([0 0.01 -1.3 1.3]);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Voltage (V)');
figure(2*i);
stairs(t1_44k(1:0.01*44100),dtmf_snd{2,i}(1:0.01*44100),'Color',[0 0.8 0]), axis(TV);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Voltage (V)');
end
%
% Detekcja tonów DTMF algorytmem Goertzel'a wraz z wizualizacją
%
f = [697 770 852 941 1209 1336 1477 1633];
freq_indices = f + 1;
for i = 1 : 1 : size(dtmf_snd,2)
dft_data = goertzel(dtmf_snd{1,i},freq_indices);
figure(10 + (i-1));
stem(f,abs(dft_data)), axis([600 1700 0 inf]);xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('DFT Magnitude');
end
%
% Interpolacja metodami 'linear'(1), 'pchip'(2), 'spline'(3) próbek DTMF
% 8kHz -> 44.1kHz wraz z wizualizacją
%
dtmf_int = cell(3, size(dtmf_snd,2));
for i = 1 : 1 : size(dtmf_int,2)
dtmf_int{1,i} = interp1(t1_8k, dtmf_snd{1,i}, t1_44k, 'linear');
dtmf_int{2,i} = interp1(t1_8k, dtmf_snd{1,i}, t1_44k, 'pchip');
dtmf_int{3,i} = interp1(t1_8k, dtmf_snd{1,i}, t1_44k, 'spline');
for j = 1 : 1 : size(dtmf_int,1)
figure(20 + (j-1) + 3*(i-1));
stairs(t1_44k(1:0.01*44100),dtmf_int{j,i}(1:0.01*44100),'Color','red'), axis(TV);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Voltage (V)');
end
end
%
% Obliczenie wartości błędu średniokwadratowego uzyskanych interpolacji
% metodą 'linear'(1), 'pchip'(2), 'spline'(3) wraz tabelaryzacją
%
mse_int = cell(size(dtmf_int));
for i = 1 : 1 : size(mse_int,2)
for j = 1 : 1 : size(mse_int,1)
mse_int{j,i} = sqrt(mean((dtmf_snd{2,i}(1:44095) - dtmf_int{j,i}(1:44095)).^2));
end
end
T1 = cell2table(mse_int,'VariableNames',{'DTMF1' 'DTMF15' 'DTMF159'
'DTMF159D'},'RowNames',{'linear' 'pchip' 'spline'})
%
% Dodanie do próbek DTMF białego szumu gaussowskiego
%
dtmf_nse = cell(size(dtmf_snd));
for i = 1 : 1 : size(dtmf_nse,2)
dtmf_nse{2,i} = awgn(dtmf_snd{2,i}, 10, 'measured');
dtmf_nse{1,i} = interp1(t1_44k, dtmf_nse{2,i}, t1_8k, 'nearest');
figure(40 + 2*(i-1));
stairs(t1_8k(1:0.01*8000),dtmf_nse{1,i}(1:0.01*8000)), axis([0 0.01 -1.3 1.3]);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Voltage (V)');
figure(40+ 2*(i-1) + 1);
stairs(t1_44k(1:0.01*44100),dtmf_nse{2,i}(1:0.01*44100),'Color',[0.6 0.6 0.6]), axis(TV);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Voltage (V)');
end
%
% Interpolacja metodami 'linear'(1), 'pchip'(2), 'spline'(3) próbek DTMF
% z dodanym białym szymem gaussowskim 8kHz -> 44.1kHz wraz z wizualizacją
%
dtmf_nsi = cell(3, size(dtmf_nse,2));
for i = 1 : 1 : size(dtmf_nsi,2)
dtmf_nsi{1,i} = interp1(t1_8k, dtmf_nse{1,i}, t1_44k, 'linear');
dtmf_nsi{2,i} = interp1(t1_8k, dtmf_nse{1,i}, t1_44k, 'pchip');
dtmf_nsi{3,i} = interp1(t1_8k, dtmf_nse{1,i}, t1_44k, 'spline');
for j = 1 : 1 : size(dtmf_nsi,1)
figure(50 + (j-1) + 3*(i-1));
stairs(t1_44k(1:0.01*44100),dtmf_nsi{j,i}(1:0.01*44100),'Color','red'), axis(TV);
xlabel('Time (s)');ylabel('Voltage (V)');
end
end
%
% Obliczenie wartości błędu średniokwadratowego uzyskanych interpolacji
% metodą 'linear'(1), 'pchip'(2), 'spline'(3) dla próbek zawierających szum
% wraz tabelaryzacją
%
mse_nsi = cell(size(dtmf_nsi));
mse_nse = cell(size(dtmf_nsi));
for i = 1 : 1 : size(dtmf_nsi,2)
for j = 1 : 1 : size(dtmf_nsi,1)
mse_nsi{j,i} = sqrt(mean((dtmf_snd{2,i}(1:44095) - dtmf_nsi{j,i}(1:44095)).^2));
mse_nse{j,i} = sqrt(mean((dtmf_nse{2,i}(1:44095) - dtmf_nsi{j,i}(1:44095)).^2));
end
end
T2 = cell2table(mse_nsi,'VariableNames',{'DTMF1' 'DTMF15' 'DTMF159'
'DTMF159D'},'RowNames',{'linear' 'pchip' 'spline'})
T3 = cell2table(mse_nse,'VariableNames',{'DTMF1' 'DTMF15' 'DTMF159'
'DTMF159D'},'RowNames',{'linear' 'pchip' 'spline'})
%
% Obliczenie wartości SNR dla uzyskanych interpolacji metodą 'linear'(1),
% 'pchip'(2), 'spline'(3) z próbek zawierających szum względem "czystego"
% sygnału wraz tabelaryzacją
%
snr_nsi = cell(size(dtmf_nsi));
for i = 1 : 1 : size(dtmf_nsi,2)
for j = 1 : 1 : size(dtmf_nsi,1)
snr_nsi{j,i} = snr(dtmf_snd{2,i}(1:44095), dtmf_snd{2,i}(1:44095) -
dtmf_nsi{j,i}(1:44095));
end
end
T4 = cell2table(snr_nsi,'VariableNames',{'DTMF1' 'DTMF15' 'DTMF159'
'DTMF159D'},'RowNames',{'linear' 'pchip' 'spline'})
% sound(dtmf_snd{1,1}, 8000);
% pause(2);
% sound(dtmf_int{1,1}, 44100);
% pause(2);
% sound(dtmf_int{2,1}, 44100);
% pause(2);
% sound(dtmf_int{3,1}, 44100);
% pause(2);
% sound(dtmf_snd{2,1}, 44100);
end