Definição de números por orelha

Neste artigo, falarei sobre um programa de processamento simples que "escuta" o microfone e determina os números discados no telefone no modo de tom.

Prefácio

A universidade permaneceu no passado há cerca de dez anos, mas durante todo esse tempo não deixei sentimentos nostálgicos e ansiava por ciência. Há um sentimento de que não terminei algo ou corremos algo muito rápido. Felizmente, as plataformas modernas fazem você se sentir um estudante a vida toda.

O laboratório nº 3 do curso “Fundamentos do processamento de sinais digitais” LETI na plataforma openu me levou a escrever este artigo.

Princípio de funcionamento

Se você pressionar os botões do telefone (ou aqui ), poderá ouvir que cada caractere tem sua própria frequência, ou melhor, até duas, e essa combinação codifica exclusivamente um caractere.
Nossa tarefa é extrair as duas frequências mais fortes do sinal ruidoso e verificar se elas codificam algum caractere de acordo com a tabela:

	1209 Hz	1336 Hz	1477 Hz	1633 Hz
697 Hz	1	2	3	Um
770 Hz	4	5	6	B
852 Hz	7	8	9	C
941 Hz	*	0 0	#	D

Eu usei o processamento, como possui todas as primitivas para trabalhar com microfone e transformada de Fourier.

O algoritmo é o seguinte:

• imagine o sinal como um espectro, fft.analyze retornará um array float [] para nós
• encontre o número de referência n ₁ correspondente à amplitude máxima
• Zerul ele e tudo em um determinado bairro (escolhido sabiamente), para não pegar duas frequências próximas
• encontramos o 2º número de referência n ₂ correspondente ao máximo das amplitudes restantes
• pelos números n ₁ e n ₂ , encontramos as frequências correspondentes de acordo com a fórmula:
  

  $$

  $$f_n = f_dn / N$$
  onde f _n - frequência de amostragem: 44100 Hz, N - número de amostras (potência de duas)
  
• determinamos quais frequências da tabela correspondem às encontradas (com alguma tolerância de ± 35 Hz) e encontramos o símbolo desejado

O que aconteceu

Você pode criar e executar o programa na forma de jar independente da fonte , pode usar o telefone ou esta página para gerar sons.



O próximo passo é implementar o mesmo no Arduino.