JPH0415525A - Single tone detector - Google Patents

Single tone detector

Info

Publication number
JPH0415525A
JPH0415525A JP11937090A JP11937090A JPH0415525A JP H0415525 A JPH0415525 A JP H0415525A JP 11937090 A JP11937090 A JP 11937090A JP 11937090 A JP11937090 A JP 11937090A JP H0415525 A JPH0415525 A JP H0415525A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
output
noise ratio
single tone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11937090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Shinoda
信田 稔
Yoshihiro Nagao
長尾 好洋
Yoshiaki Numata
義明 沼田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
NEC Miyagi Ltd
Original Assignee
NEC Corp
NEC Miyagi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, NEC Miyagi Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP11937090A priority Critical patent/JPH0415525A/en
Publication of JPH0415525A publication Critical patent/JPH0415525A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the decision rate for deciding a single tone or not even in the case an input signal-to-noise ratio is small by comparing a coefficient of a filter and a threshold by a deciding device and detecting whether an input digital signal is a single tone or not. CONSTITUTION:A sound part and a no-sound part of an inputted digital signal are detected by a signal-to-noise ratio calculating circuit 3, and a ratio of signal power of the sound part and the no-sound part is calculated. An initial value corresponding to an output of the circuit 3 is selected by an initial value selecting circuit 4, and inputted to a secondary adaptive FIR filter 2. The filter 2 predicts the inputted digital signal by a digital signal train inputted in the past, and also, sets an output of the circuit 4 as an initial value of a coefficient of the filter only when the circuit 3 outputs a fact to be the sound part from the no-sound part. A threshold selecting circuit 5 selects a threshold corresponding to a signal-to-noise ratio being an output of the circuit 3, and by a deciding device 6, a coefficient of the filter and a variable threshold being an output of the circuit 5 are compared, and a single tone or not is decided.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は単一周波数の正弦波であるシングルトーンを検
出するシングルトーン検出器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a single tone detector for detecting a single tone, which is a sine wave of a single frequency.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は従来のシングルトーン検出器の一例を示すブロ
ック図で、複数の帯域通過フィルタと判定器と検出回路
を有する。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional single tone detector, which includes a plurality of bandpass filters, a determiner, and a detection circuit.

シングルトーンの検出は、入力信号と通過帯域の狭い帯
域通過フィルタの出力との振幅値の比を予め設定した閾
値と比較して行なう。振幅値の比が閾値以上のときは、
入力信号成分は通過帯域信号成分だけを含み他の帯域信
号成分を含まないと推定されるのでシンクルト−ンであ
ると判定できる。
Detection of a single tone is performed by comparing the ratio of the amplitude values of the input signal and the output of the bandpass filter with a narrow passband with a preset threshold value. When the ratio of amplitude values is above the threshold,
Since the input signal component is estimated to include only the passband signal component and not other band signal components, it can be determined that it is a single tone.

端子40から入力される入力ディジタル信号は、検出し
ようとするシングルトーンの個数によって数が決定され
る帯域通過フィルタ41,43゜45、〜47にそれぞ
れ入力される。帯域通過フィルタ41は検出すべき周波
数成分のみを出力する。判定器42は帯域通過フィルタ
41の出力と入力ディジタル信号とを比較し、両者の振
幅値の比が予め設定したほぼ1に近い閾値く例えば、O
95)以上のとき、シングルトーンであると判定して検
出回路49に′1″を出力する。両者の振幅値の比が前
述の閾値より小さいとき、シングルトーンでないと判定
して検出回路4つに” o ”を出力する。同様にして
、帯域通過フィルタ43と判定器44.帯域通過フィル
タ45と判定器46、帯域通過フィルタ47と判定器4
8は、それぞれ別の帯域の検出を行なう。検出回路4つ
では、判定器42.44.4.6.〜48の各出力のい
ずれかが1°′のときシングルトーンであると判定して
出力端子50からシングルトーン検出信号を出力するも
のである。
The input digital signal input from the terminal 40 is input to band pass filters 41, 43, 45, to 47, the number of which is determined depending on the number of single tones to be detected. Bandpass filter 41 outputs only the frequency components to be detected. The determiner 42 compares the output of the bandpass filter 41 and the input digital signal, and sets the ratio of the amplitude values of the two to a preset threshold close to 1, for example, O.
95) In the above cases, it is determined that the tone is a single tone, and '1'' is output to the detection circuit 49. When the ratio of both amplitude values is smaller than the above-mentioned threshold value, it is determined that it is not a single tone, and the four detection circuits are output. In the same way, the band pass filter 43 and the judge 44, the band pass filter 45 and the judge 46, and the band pass filter 47 and the judge 4
8 performs detection of different bands. In the four detection circuits, determiners 42.44.4.6. When any one of the outputs .about.48 is 1.degree.', it is determined to be a single tone, and a single tone detection signal is output from the output terminal 50.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来のシングルトーン検出器では、つの帯域の
シングルトーンを検出するなめには、−組の帯域通過フ
ィルタと判定器が必要である。
In the conventional single tone detector described above, in order to detect a single tone in two bands, - sets of bandpass filters and determiners are required.

そのため、検出すべきシングルトーンと同数の帯域通過
フィルタと判定器が必要であった。特に、検出すべきシ
ングルトーンの個数が多くなる場合回路規模が大きくな
り、汎用のプロセッサなどで実現する場合プロクラムの
演算量が大きくなる。
Therefore, the same number of bandpass filters and determiners as the number of single tones to be detected were required. In particular, when the number of single tones to be detected increases, the circuit scale increases, and when implemented using a general-purpose processor, the amount of program calculation increases.

また、有音部信号電力と背景白色雑音等の無音部信号電
力の信号対雑音比が小さくなると、雑音の影響により入
力信号と帯域通過フィルタの出力信号との振幅比が小さ
くなり正確な判定が困難となるという問題があった。
In addition, when the signal-to-noise ratio of the signal power of the active part and the signal power of the silent part such as background white noise becomes small, the amplitude ratio of the input signal and the output signal of the band-pass filter becomes small due to the influence of the noise, making it difficult to make accurate judgments. The problem was that it was difficult.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1の発明のシングルトーン検出器は、入力ディジタル
信号がシングルトーンであるか否かを検出するシングル
I・−ン検出器において、入力されたディジタル信号の
有音部と無音部の検出及び有音部と無音部との信号電力
の比を計算する信号対雑音比計算回路と、この信号対雑
音比計算回路の出力に応じた初期値を選択する初期値選
択回路と、入力されたディジタル信号を過去に入力され
たディジタル信号列より予測すると共に前記信号対雑音
比計算回路が無音部から有音部であると出力した時にの
み前記初期値選択回路の出力をフィルタの係数の初期値
とする2次の適応型FIRフィルタと、前記信号対雑音
比計算回路の出力である信号対雑音比に応じた閾値を選
択する閾値選択回路と、前記2次の適応型FIRフィル
タの係数と前記閾値選択回路の出力である可変閾値を比
較しシングルトーンであるか否かの判定を行なう判定器
とから構成されることを特徴とする。
The single tone detector of the first invention detects whether or not an input digital signal is a single tone. A signal-to-noise ratio calculation circuit that calculates the ratio of signal power between a sound part and a silent part, an initial value selection circuit that selects an initial value according to the output of this signal-to-noise ratio calculation circuit, and an input digital signal. is predicted from a digital signal sequence input in the past, and only when the signal-to-noise ratio calculation circuit outputs a sound part from a silent part, the output of the initial value selection circuit is set as the initial value of the coefficient of the filter. a second-order adaptive FIR filter; a threshold selection circuit that selects a threshold according to the signal-to-noise ratio that is an output of the signal-to-noise ratio calculation circuit; and coefficients of the second-order adaptive FIR filter and the threshold selection. It is characterized in that it is comprised of a determiner that compares the variable threshold value that is the output of the circuit and determines whether or not it is a single tone.

第2の発明のシングルトーン検出器は、入力ディジタル
信号がシングルトーンであるか否かを検出するシングル
l−−ン検出器において、入力されたディジタル信号の
有音部と無音部の検出及び有音部と無音部との信号電力
の比を計算する信号対雑音比計算回路と、この信号対雑
音比計算回路の出力に応じた初期値を選択する初期値選
択回路と、入力されたディジタル信号を過去に入力され
たディジタル信号列より予測すると共に前記信号対雑音
比計算回路が無音部から有音部であると出力した時にの
み前記初期値選択回路の出力をフィルタの係数の初期値
とする2次の適応型FIRフィルタと、前記信号対雑音
比計算回路の出力である信号対雑音比に応じた閾値を選
択する閾値選択回路と、前記2次の適応型FIRフィル
タの係数と前記閾値選択回路の出力である可変閾値を比
較しシングルトーンであるか否かの判定を行なう第1の
判定器と、この第1−の判定器の出力の高周波成分を除
去する低域通過フィルタと、この低域通過フィルタの出
力と予め定められた固定閾値とを比較してシングルトー
ンであるか否かの判定を行なう第2の判定器とから構成
されることを特徴とする。
The single tone detector of the second invention detects whether or not an input digital signal is a single tone. A signal-to-noise ratio calculation circuit that calculates the ratio of signal power between a sound part and a silent part, an initial value selection circuit that selects an initial value according to the output of this signal-to-noise ratio calculation circuit, and an input digital signal. is predicted from a digital signal sequence input in the past, and only when the signal-to-noise ratio calculation circuit outputs a sound part from a silent part, the output of the initial value selection circuit is set as the initial value of the coefficient of the filter. a second-order adaptive FIR filter; a threshold selection circuit that selects a threshold according to the signal-to-noise ratio that is an output of the signal-to-noise ratio calculation circuit; and coefficients of the second-order adaptive FIR filter and the threshold selection. a first judger that compares a variable threshold value that is the output of the circuit and judges whether or not it is a single tone; a low-pass filter that removes high frequency components of the output of the first judger; It is characterized by comprising a second determiner that compares the output of the low-pass filter with a predetermined fixed threshold value to determine whether or not it is a single tone.

また、前記信号対雑音比計算回路は、入力されたディジ
タル信号の有音部と無音部の検出を行なう有音検出器と
、入力されたディジタル信号をこの有音検出器の検出時
間に相当する標本時間遅延する遅延回路と、この遅延回
路の出力信号の電力を計算する信号電力計算回路と、前
記有音検出器が無音部から有音部であると出力した時の
前記信号電力計算回路の電力計算値を無音部信号電力の
計算値として保持する保持回路と、前記信号電力計算回
路の有音部信号電力計算値とこの保持回路の出力である
無音部信号電力計算値との信号対雑音比を計算する比較
計算回路とから構成されることを特徴とする。
The signal-to-noise ratio calculation circuit also includes a sound detector that detects a sound part and a silent part of the input digital signal, and a sound detector that detects the sound part and the silent part of the input digital signal. a delay circuit that delays a sample time; a signal power calculation circuit that calculates the power of an output signal of the delay circuit; and a signal power calculation circuit that calculates the signal power when the sound detector outputs a sound part from a silent part. A holding circuit that holds the calculated power value as the calculated value of the silent part signal power, and a signal-to-noise ratio between the calculated value of the sound part signal power of the signal power calculation circuit and the calculated silent part signal power value that is the output of this holding circuit. It is characterized by comprising a comparison calculation circuit that calculates a ratio.

〔作用〕[Effect]

本発明では、シングルトーンの検出には2次の適応型F
IRフィルタを用いる。入力されたディジタル信号が正
弦波の場合、第2次のフィルタ係数a2がある一定の値
に収束することを用いて、判定器によりフィルタの係数
a2と閾値とを比較して入力ディジタル信号がシングル
トーンであるか否かを検出する。また、信号対雑音比計
算回路で入力信号が無音状態から有音状態に変化した時
に、有音部と無音部との信号電力比で求められる信号対
雑音比に応じてフィルタの係数a2の初期値を変化させ
、有音部と無音部との信号電力比で求められる信号対雑
音比に応じてシングルトーンであるか否かの判定に用い
る閾値を変化させることにより、入力信号対雑音比が小
さい場合でもシングルトーンであるか否かの判定率をよ
り向上させることができる。さらに、第2の発明では、
判定器の出力を低域通過フィルタに入力した後に予め定
められた閾値と比較することにより、局部的な雑音のた
めに短時間に発生する誤判定部分を除去することができ
る。
In the present invention, a second-order adaptive F
Use an IR filter. When the input digital signal is a sine wave, the second-order filter coefficient a2 converges to a certain value, and the determiner compares the filter coefficient a2 with the threshold value to determine if the input digital signal is a single wave. Detect whether it is a tone or not. In addition, when the input signal changes from a silent state to a sound state in the signal-to-noise ratio calculation circuit, the initial value of the coefficient a2 of the filter is determined according to the signal-to-noise ratio obtained from the signal power ratio of the sound part and the silent part. The input signal-to-noise ratio can be adjusted by changing the threshold value used to determine whether a single tone is present or not according to the signal-to-noise ratio determined by the signal power ratio between the sound part and the silent part. Even if it is small, the determination rate of whether or not it is a single tone can be further improved. Furthermore, in the second invention,
By inputting the output of the determiner into a low-pass filter and comparing it with a predetermined threshold, it is possible to remove incorrect determination portions that occur in a short period of time due to local noise.

〔実施例〕〔Example〕

次に第1.第2の発明について第1図〜第3図を参照し
て説明する。
Next, the first. The second invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 3.

第1図、第2図はそれぞれ第1.第2の発明のシングル
トーン検出器の一実施例のブロック図である。
Figures 1 and 2 are respectively 1. FIG. 7 is a block diagram of an embodiment of a single tone detector according to the second invention.

まず、第1図において、1は入力端子、2は2次の適応
型FIRフィルタ、3は信号対雑音比計算回路、4は初
期値選択回路、5は閾値選択回路、6は判定器、10は
出力端子である。2次の適応型FIRフィルタ2は単位
遅延回路21.単位遅延回路221乗算器23.フィル
タ係数修正部241乗算器25.フィルタ係数修正部2
6加算器27.減算器28で構成される。
First, in FIG. 1, 1 is an input terminal, 2 is a second-order adaptive FIR filter, 3 is a signal-to-noise ratio calculation circuit, 4 is an initial value selection circuit, 5 is a threshold selection circuit, 6 is a judger, 10 is the output terminal. The second-order adaptive FIR filter 2 includes a unit delay circuit 21 . Unit delay circuit 221 multiplier 23. Filter coefficient modification unit 241 multiplier 25. Filter coefficient correction unit 2
6 adder 27. It is composed of a subtracter 28.

単位遅延回路21と減算器28にはディジタル信号が入
力される。即位遅延回路21は入力されたディジタル信
号を1標本時間遅延させて出力し、その出力は単位遅延
回路22と乗算器23に入力される。乗算器23では、
単位遅延回路2]の出力とフィルタ係数修正部24の出
力a1との乗算が行なわれる。一方、単位遅延回路22
の出力は乗算器25に入力され、フィルタ係数修正部2
6の出力a2との乗算が行なわれる。ここで、後述する
信号対雑音比計算回ii’83において入力信号が無音
状態から有音状態に変化した時にのみ初期値選択回路4
で選択した初期値をフィルタ係数修正部26の出力a2
の初期値とする。
A digital signal is input to the unit delay circuit 21 and the subtracter 28. The coronation delay circuit 21 delays the input digital signal by one sample time and outputs the delayed signal.The output thereof is input to the unit delay circuit 22 and the multiplier 23. In the multiplier 23,
The output of the unit delay circuit 2] is multiplied by the output a1 of the filter coefficient correction section 24. On the other hand, the unit delay circuit 22
The output of is input to the multiplier 25, and the filter coefficient correction unit 2
Multiplication with the output a2 of 6 is performed. Here, only when the input signal changes from a silent state to a sound state in the signal-to-noise ratio calculation step ii'83 to be described later, the initial value selection circuit 4
The initial value selected in is output a2 of the filter coefficient correction unit 26.
be the initial value.

初期値に関しては、回線の状態により決定される信号対
雑音比に応じて最適値は異なる。信号対雑音比に応じた
初期値は以下の方法で決定すればよい。コンピュータシ
ミュレーションにより、想定されるシングルトーン信号
とモデム信号等の入力信号に背景白色雑音を重畳させフ
ィルタ適応係数a2の分布を求める。そして、各信号の
分布を比較し、識別が可能な最適値を初期値とする。同
様に、各信号の信号対雑音比を変えて複数の初期値を求
める。信号対雑音比計算回路3は後述するように、入力
ディジタル信号の有音部と無音部の信号電力の比をW1
算する。初期値選択回路4はこの信号対雑音比計算回路
3の出力に応して前述の複数の初期値のうち対応するも
のを選択して出力する。
Regarding the initial value, the optimum value differs depending on the signal-to-noise ratio determined by the line condition. The initial value according to the signal-to-noise ratio may be determined by the following method. By computer simulation, background white noise is superimposed on assumed input signals such as a single tone signal and a modem signal, and the distribution of the filter adaptation coefficient a2 is determined. Then, the distribution of each signal is compared, and the optimum value that allows identification is set as the initial value. Similarly, a plurality of initial values are obtained by changing the signal-to-noise ratio of each signal. As will be described later, the signal-to-noise ratio calculation circuit 3 calculates the signal power ratio of the sound part and the silent part of the input digital signal as W1.
Calculate. The initial value selection circuit 4 selects and outputs a corresponding one from among the plurality of initial values described above in accordance with the output of the signal-to-noise ratio calculation circuit 3.

次に、乗算器23及び乗算器25の出力は加算器27て
加算され、予測信号として減算器28に入力される。減
算器28ては、入力ディジタル信号から予測信号の減算
が行なわれ、その出力を残差信号とする。残差信号によ
り、フィルタ係数修正部24及びフィルタ係数修正部2
6はそれぞれ適応的に修正が加えられる。適応的に修正
を加える方法としてCCITT(国際電信電話諮問委員
会)のG、721で用いられている適応予測器のアルゴ
リズムを例として説明する。フィルタ適応係数a、2フ
ィルタ適応係数a2.残差信号dを時刻kにおいてそれ
ぞれal  (k)、δ2 (k)d(k)とし、時刻
1(−1においてそれぞれal(+<  1)、  δ
2  (k  1)、  d (k  1)とすると、
フィルタ適応係数a、及びフィルタ適応係数a2は次式
で修正される。
Next, the outputs of the multipliers 23 and 25 are added together in an adder 27, and the result is input to a subtracter 28 as a prediction signal. The subtracter 28 subtracts the predicted signal from the input digital signal and uses its output as a residual signal. Based on the residual signal, the filter coefficient correction unit 24 and the filter coefficient correction unit 2
6 will be modified accordingly. As an example of a method for adaptively applying corrections, an adaptive predictor algorithm used in CCITT (Consultative Committee for International Telegraph and Telephone) G, 721 will be explained. Filter adaptation coefficient a, 2 filter adaptation coefficient a2. Let the residual signal d be al(k) and δ2(k)d(k) at time k, respectively, and al(+<1) and δ at time 1(-1), respectively.
2 (k 1), d (k 1), then
The filter adaptation coefficient a and the filter adaptation coefficient a2 are modified by the following equations.

at(k)・(]−δ+>at(k−1)+p+sgn
[d(k)]sgn[d(k−1)]・・・(1) δ3 □(1−δ2 )δ2(k−1)+P2sgn[
d(k)]sgn[d(K−1)]・・・(2) ここて、δ1.δ2はリーク値+ T:’l 、 p2
はゲインである。
at(k)・(]−δ+>at(k−1)+p+sgn
[d(k)]sgn[d(k-1)]...(1) δ3 □(1-δ2) δ2(k-1)+P2sgn[
d(k)]sgn[d(K-1)]...(2) Here, δ1. δ2 is the leakage value + T:'l, p2
is the gain.

また、sgnは符号関数てあり、 ・・・(3) で定義される。Also, sgn is a sign function, ...(3) Defined by

ここで適応型FIRフィルタは、単位遅延回路21をZ
−1,単位遅延回路22をZ−1とすると、フィルタが
収束した場合は次式で示される。
Here, in the adaptive FIR filter, the unit delay circuit 21 is
-1 and the unit delay circuit 22 is Z-1, when the filter converges, it is expressed by the following equation.

1=a1Z−’−1−a2 Z−2−(4)また、入力
信号がシングルトーン信号である場合の周波数をfO,
サンプリング周期をTとすると、Z−1は次式であるの
で、 Z−’=exp (−j 2πf(、T)     −
(5)収束したときのフィルタ適応係数a1及びフィル
タ適応係数a2は次式で示される。
1=a1Z-'-1-a2 Z-2-(4) Also, when the input signal is a single tone signal, the frequency is fO,
When the sampling period is T, Z-1 is the following formula, so Z-'=exp (-j 2πf(,T) -
(5) The filter adaptation coefficient a1 and the filter adaptation coefficient a2 when converged are expressed by the following equations.

a、=2cos (2πfo ’r)     −・・
(6)δ2−−]              ・・・
(7)このように、入力信号かシングルトーン信号の場
合、フィルタ適応係数82は周波数に依存せず一定の値
に収束する。
a, = 2cos (2πfo 'r) -...
(6) δ2−−] ・・・
(7) In this way, in the case of an input signal or a single tone signal, the filter adaptation coefficient 82 does not depend on the frequency and converges to a constant value.

また、シングルトーン信号以外の信号、例えばモデム信
号に関しては変調された信号であるため式(5)は成立
せず、フィルタ適応係数a2は−1に収束しない。従っ
て、フィルタ適応係数a2を閾値と比較することにより
モデム信号とシングルトーン信号の識別が可能となる。
Furthermore, since signals other than single tone signals, such as modem signals, are modulated signals, equation (5) does not hold, and the filter adaptation coefficient a2 does not converge to -1. Therefore, by comparing the filter adaptation coefficient a2 with a threshold value, it is possible to distinguish between a modem signal and a single tone signal.

一方、閾値に関しては、回線の状態により決定される有
音部信号電力と背景白色雑音等の無音部信号電力の信号
対雑音比に応じて最適値は異なる。信号対雑音比に応じ
た閾値は以下の方法で決定ずれはよい。コンピュータシ
ュミレーションにより、想定されるシングルトーン信号
とモデム信号等の入力信号に背景白色雑音を重畳させフ
ィルタ適応係数a2の分布を求める。そして、各種信号
の分布を比較し、識別が可能な最適値を閾値とする。同
様に、各信号の信号対雑音比を変えて複数の閾値を求め
る。
On the other hand, as for the threshold value, the optimum value differs depending on the signal-to-noise ratio between the signal power of the talking part and the signal power of the silent part such as background white noise, which is determined depending on the state of the line. The threshold value according to the signal-to-noise ratio can be determined using the following method. By computer simulation, background white noise is superimposed on assumed input signals such as a single tone signal and a modem signal, and the distribution of the filter adaptation coefficient a2 is determined. Then, the distributions of various signals are compared, and the optimum value that allows discrimination is set as a threshold value. Similarly, a plurality of threshold values are determined by changing the signal-to-noise ratio of each signal.

信号対雑音比計算回路3は入力ディジタル信号の有音部
と無音部の信号電力の比を計算する。閾値選択回路5は
この信号対雑音比計算回路3の出力に応じて前述の複数
の閾値のうち対応するものを選択して出力する。フィル
タ係数修正部26の出力であるフィルタ適応係数a2と
閾値選択回路5より入力される信号対雑音比に応じた−
1に近い可変閾値とを判定器6で比較することにより、
シングルトーンであるかの判定を行ない、閾値以下の場
合、シングルトーンと判定して出力端子10からシング
ルトーン検出信号を出力する。
The signal-to-noise ratio calculation circuit 3 calculates the ratio of the signal power of the active part and the silent part of the input digital signal. The threshold selection circuit 5 selects and outputs a corresponding one of the plurality of thresholds described above in accordance with the output of the signal-to-noise ratio calculation circuit 3. - according to the filter adaptive coefficient a2 which is the output of the filter coefficient correction unit 26 and the signal-to-noise ratio input from the threshold selection circuit 5.
By comparing the variable threshold value close to 1 with the determiner 6,
It is determined whether it is a single tone, and if it is less than a threshold value, it is determined that it is a single tone and a single tone detection signal is output from the output terminal 10.

次に、第2の発明について説明する。Next, the second invention will be explained.

第2図において、第1の発明の一実施例と同じ構成要件
には第1図と同じ符号を付しである。即ち本実施例は第
1図に示したシングルトーン検出器に低域通過フィルタ
7と、固定閾値の入力端子8と、第2の判定器9とを付
加して構成されている。従って本実施例において単位遅
延回路21減算器28及び信号対雑音比計算回路3にデ
ィジタル信号が入力されてから判定器6がシングルトー
ンと判定するまでの動作は第1の発明の一実施例と同じ
であり、説明を省略する。本実施例では、判定器6がシ
ングルトーンと判定した後、低域通過フィルタ7では判
定結果の高周波成分の除去を行ない、第2の判定器9で
低域通過フィルタ7の出力を固定閾値と比較することに
より、雑音の重畳等による誤判定を防ぎ識別率を向上さ
せる。
In FIG. 2, the same components as in the embodiment of the first invention are given the same reference numerals as in FIG. That is, this embodiment is constructed by adding a low-pass filter 7, a fixed threshold input terminal 8, and a second determiner 9 to the single tone detector shown in FIG. Therefore, in this embodiment, the operation from the time when the digital signal is input to the unit delay circuit 21, the subtracter 28 and the signal-to-noise ratio calculation circuit 3 until the determiner 6 determines that it is a single tone is the same as that of the first embodiment of the first invention. They are the same, and their explanation will be omitted. In this embodiment, after the determiner 6 determines that the tone is a single tone, the low-pass filter 7 removes high frequency components of the determination result, and the second determiner 9 sets the output of the low-pass filter 7 to a fixed threshold value. By comparing, erroneous judgments due to noise superimposition etc. can be prevented and the identification rate can be improved.

例えば、第1の判定器6でシングルトーンである場合に
は0.05を出力し、それ以外はシングルトーンではな
いと判定して−0,05を出力する。第1の判定器6の
出力は低域通過フィルタ7に入力され、以下の方法で積
分される。時刻kにおける低域通過フィルタフの入力を
b +(k ) 、低域通過フィルタフの出力をb2(
k)、時刻に−1における低域通過フィルタフの出力を
b2(k−1)とすると次式で示される。
For example, the first determiner 6 outputs 0.05 if it is a single tone, and otherwise determines that it is not a single tone and outputs -0.05. The output of the first determiner 6 is input to a low-pass filter 7 and integrated in the following manner. The input of the low-pass filter at time k is b + (k), and the output of the low-pass filter is b2 (
k), and the output of the low-pass filter at time -1 is defined as b2(k-1), as shown by the following equation.

b2(k)−b2(k  1.)+bt(k>   ・
・・(8)但し、低域通過フィルタ7の出力b2(k)
を次式で制限する。
b2(k)-b2(k1.)+bt(k>・
...(8) However, the output b2(k) of the low-pass filter 7
is limited by the following equation.

b2(k)  ≦1          ・・・(9)
低域通過フィルタフの出力b2(k)と入力端子8から
入力される固定閾値(例えば、0)とを第2の判定器9
で比較することにより、シングルトーンであるかの判定
を行ない、閾値以上の場合シングルトーンであると判定
して出力端子10からシングルトーン検出信号を出力す
る。
b2(k)≦1...(9)
The output b2(k) of the low-pass filter and a fixed threshold value (for example, 0) input from the input terminal 8 are passed to the second determiner 9.
It is determined whether it is a single tone or not by comparing with the threshold value, and if it is equal to or greater than the threshold value, it is determined that it is a single tone, and a single tone detection signal is output from the output terminal 10.

次に、第3図は第1図、第2図における信号対雑音比計
算回路の一例を示すブロック図である。
Next, FIG. 3 is a block diagram showing an example of the signal-to-noise ratio calculation circuit in FIGS. 1 and 2.

信号対雑音比計算回路3は第3図に示すように、有音検
出器31.遅延回路32.信号電力計算回路33.保持
回路34及び比較計算回路35で構成される。
As shown in FIG. 3, the signal-to-noise ratio calculation circuit 3 includes a sound detector 31. Delay circuit 32. Signal power calculation circuit 33. It is composed of a holding circuit 34 and a comparison calculation circuit 35.

有音検出器31と遅延回路32にはディジタル信号が入
力される。有音検出器31は入力されたディジタル信号
が有音であるか無音であるがを識別する。(識別方法の
例は文献:゛適応閾値型音声検出器°”、電子情報通信
学会通信方式研究会CAS84−238.PP、71−
78.昭和60年3月に詳しく記載されている)。有音
検出器31の出力は保持回路34と第1図、第2図に示
すフィルタ係数修正部26に入力される。遅延回路32
は入力されたディジタル信号を有音検出器31の検出時
間に相当する標本時間遅延し、その出力は信号電力計算
回路33に入力される。信号電力計算回路33は遅延回
路32の出力信号の電力を求め、その出力は保持回路3
4と比較計算回路35に入力される。保持回路34は有
音検出器31で入力ディジタル信号が無音状態から有音
状態に変化した時に信号電力計算回路33の出力を保持
するもので、その出力は比較計算回路35に入力される
。比較計算回路35は信号電力計算回路33の出力と入
力信号の無音部電力である保持回路34の出力の信号対
雑音比を計算して第1図、第2図に示す初期値選択回路
4に入力する。
A digital signal is input to the sound detector 31 and the delay circuit 32 . The sound detector 31 identifies whether the input digital signal is sound or silent. (An example of the identification method is in the literature: ``Adaptive Threshold Speech Detector'', Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Communication Systems Study Group CAS84-238.PP, 71-
78. (detailed in March 1985). The output of the sound detector 31 is input to a holding circuit 34 and a filter coefficient modification section 26 shown in FIGS. 1 and 2. Delay circuit 32
delays the input digital signal by a sampling time corresponding to the detection time of the sound detector 31, and its output is input to the signal power calculation circuit 33. The signal power calculation circuit 33 calculates the power of the output signal of the delay circuit 32, and the output is sent to the holding circuit 3.
4 and is input to the comparison calculation circuit 35. The holding circuit 34 holds the output of the signal power calculation circuit 33 when the input digital signal changes from a silent state to a sound state in the sound detector 31, and the output is input to the comparison calculation circuit 35. The comparison calculation circuit 35 calculates the signal-to-noise ratio of the output of the signal power calculation circuit 33 and the output of the holding circuit 34, which is the silent part power of the input signal, and sends the signal to the initial value selection circuit 4 shown in FIGS. 1 and 2. input.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、適応型F i Rフィル
タと判定器によってシンクルトーンであると検出するも
ので、従来の方式と比較して帯域通過フィルタを必要と
しないなめ、検出すべきシングルトーンの個数にかかわ
らず構成する回路は常に一定である。従って検出すべき
シンクルトーンの個数が多くなる場合でも、回路の規模
は−・定で、汎用のプロセッサで実現する場合プログラ
ムの演算量も変化しないという効果を有する。また信号
対雑音比計算回路で入力信号が無音状態から有音状態に
変化した時にのみフィルタの係数a2の初期値を有音部
信号電力と背景白色雑音等の無音部信号電力の信号対雑
音比によって可変とし、シングルトーンであるか否かの
判定に用いる閾値を前述の信号対雑音比によって可変す
ることにより、入力信号対雑音比が小さい場合でもシン
グルトーンであるか否かの判定をさらに正確に行なうこ
とができる。
As explained above, the present invention detects a single tone using an adaptive F i R filter and a determiner, and does not require a bandpass filter compared to the conventional method. The configuration circuit is always constant regardless of the number of circuits. Therefore, even if the number of sinkle tones to be detected increases, the scale of the circuit remains constant, and when implemented using a general-purpose processor, the amount of calculation of the program does not change. In addition, in the signal-to-noise ratio calculation circuit, only when the input signal changes from a silent state to a sound state, the initial value of the filter coefficient a2 is set to the signal-to-noise ratio of the signal power of the sound part and the signal power of the silent part such as background white noise. By changing the threshold value used to determine whether a single tone is present or not depending on the signal-to-noise ratio described above, it is possible to more accurately determine whether a single tone is present even when the input signal-to-noise ratio is small. can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第2図はそれぞれ第1.第2の発明のシングル
トーン検出器の一実施例のブロック図、第3図は第1−
図、第2図における信号対雑音比計算回路の一例を示ず
ブ1−フック図、第4図は従来のシングル1ヘー〉検出
器の−=−例を示すブロック図である。 1.8・・・入力端子、2・・2次の適応型F I R
フィルタ、3・・信号対雑音比計算回路、・1・・・初
期値選択回路、5・・・閾値選択回路、6,9・・・判
定器、7・・・低域通過フィルタ、]0・・・出力端子
、2122・・・単位遅延回路、23.25・・・乗算
器、24・・・フィルタ係数修正部、26・・・フィル
タ係数修正部、27・・・加算器、28・・・減算器、
31・・・有音検出器、32・・・遅延回路、33・・
・信号電力計算回路、34・・・保持回路、35・・・
比較計算回路。
Figures 1 and 2 are respectively 1. A block diagram of an embodiment of the single tone detector of the second invention, FIG.
2 is a block diagram showing an example of the signal-to-noise ratio calculating circuit in FIG. 2, and FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional single 1H detector. 1.8...Input terminal, 2...Second-order adaptive FI R
Filter, 3... Signal-to-noise ratio calculation circuit, 1... Initial value selection circuit, 5... Threshold selection circuit, 6, 9... Judgment device, 7... Low-pass filter, ] 0 ... Output terminal, 2122 ... Unit delay circuit, 23.25 ... Multiplier, 24 ... Filter coefficient correction section, 26 ... Filter coefficient correction section, 27 ... Adder, 28. ...subtractor,
31... Sound detector, 32... Delay circuit, 33...
- Signal power calculation circuit, 34... Holding circuit, 35...
Comparison calculation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、入力ディジタル信号がシングルトーンであるか否か
を検出するシングルトーン検出器において、入力された
ディジタル信号の有音部と無音部の検出及び有音部と無
音部との信号電力の比を計算する信号対雑音比計算回路
と、この信号対雑音比計算回路の出力に応じた初期値を
選択する初期値選択回路と、入力されたディジタル信号
を過去に入力されたディジタル信号列より予測すると共
に前記信号対雑音比計算回路が無音部から有音部である
と出力した時にのみ前記初期値選択回路の出力をフィル
タの係数の初期値とする2次の適応型FIRフィルタと
、前記信号対雑音比計算回路の出力である信号対雑音比
に応じた閾値を選択する閾値選択回路と、前記2次の適
応型FIRフィルタの係数と前記閾値選択回路の出力で
ある可変閾値を比較しシングルトーンであるか否かの判
定を行なう判定器とから構成されることを特徴とするシ
ングルトーン検出器。 2、入力ディジタル信号がシングルトーンであるか否か
を検出するシングルトーン検出器において、入力された
ディジタル信号の有音部と無音部の検出及び有音部と無
音部との信号電力の比を計算する信号対雑音比計算回路
と、この信号対雑音比計算回路の出力に応じた初期値を
選択する初期値選択回路と、入力されたディジタル信号
を過去に入力されたディジタル信号列より予測すると共
に前記信号対雑音比計算回路が無音部から有音部である
と出力した時にのみ前記初期値選択回路の出力をフィル
タの係数の初期値とする2次の適応型FIRフィルタと
、前記信号対雑音比計算回路の出力である信号対雑音比
に応じた閾値を選択する閾値選択回路と、前記2次の適
応型FIRフィルタの係数と前記閾値選択回路の出力で
ある可変閾値を比較しシングルトーンであるか否かの判
定を行なう第1の判定器と、この第1の判定器の出力の
高周波成分を除去する低域通過フィルタと、この低域通
過フィルタの出力と予め定められた固定閾値とを比較し
てシングルトーンであるか否かの判定を行なう第2の判
定器とから構成されることを特徴とするシングルトーン
検出器。 3、前記信号対雑音比計算回路は、入力されたディジタ
ル信号の有音部と無音部の検出を行なう有音検出器と、
入力されたディジタル信号をこの有音検出器の検出時間
に相当する標本時間遅延する遅延回路と、この遅延回路
の出力信号の電力を計算する信号電力計算回路と、前記
有音検出器が無音部から有音部であると出力した時の前
記信号電力計算回路の電力計算値を無音部信号電力の計
算値として保持する保持回路と、前記信号電力計算回路
の有音部信号電力計算値とこの保持回路の出力である無
音部信号電力計算値との信号対雑音比を計算する比較計
算回路とから構成されることを特徴とする請求項1また
は2記載のシングルトーン検出器。
[Claims] 1. A single tone detector that detects whether an input digital signal is a single tone, which detects a sound part and a silent part of an input digital signal and distinguishes between a sound part and a silent part. a signal-to-noise ratio calculation circuit that calculates the ratio of the signal power of the input digital signal; an initial value selection circuit that selects an initial value according to the output of the signal-to-noise ratio calculation circuit; A second-order adaptive FIR that predicts from a digital signal sequence and uses the output of the initial value selection circuit as the initial value of the coefficient of the filter only when the signal-to-noise ratio calculation circuit outputs a sound part from a silent part. a filter, a threshold selection circuit that selects a threshold according to the signal-to-noise ratio that is the output of the signal-to-noise ratio calculation circuit, and a variable that is the coefficient of the second-order adaptive FIR filter and the output of the threshold selection circuit. 1. A single tone detector comprising: a determiner that compares threshold values and determines whether or not the tone is a single tone. 2. In a single tone detector that detects whether an input digital signal is a single tone, detection of a sound part and a silent part of the input digital signal and the ratio of signal power between the sound part and a silent part are performed. A signal-to-noise ratio calculation circuit to calculate, an initial value selection circuit to select an initial value according to the output of this signal-to-noise ratio calculation circuit, and a prediction of an input digital signal from a previously input digital signal sequence. and a second-order adaptive FIR filter that uses the output of the initial value selection circuit as the initial value of the coefficient of the filter only when the signal-to-noise ratio calculation circuit outputs that the silent part is a sound part; A threshold selection circuit that selects a threshold according to the signal-to-noise ratio, which is the output of the noise ratio calculation circuit, and a coefficient of the second-order adaptive FIR filter, and a variable threshold, which is the output of the threshold selection circuit, are compared to select a single tone. a first determiner that determines whether or not the and a second determiner for determining whether or not the tone is a single tone by comparing the two. 3. The signal-to-noise ratio calculation circuit includes a sound detector that detects sound parts and silent parts of the input digital signal;
a delay circuit that delays an input digital signal by a sample time corresponding to the detection time of the sound detector; a signal power calculation circuit that calculates the power of the output signal of the delay circuit; a holding circuit that holds the power calculation value of the signal power calculation circuit when outputting a sound part from the signal power calculation circuit as a calculation value of the sound part signal power; 3. The single tone detector according to claim 1, further comprising a comparison calculation circuit for calculating a signal-to-noise ratio with a silent part signal power calculation value which is an output of the holding circuit.
JP11937090A 1990-05-09 1990-05-09 Single tone detector Pending JPH0415525A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11937090A JPH0415525A (en) 1990-05-09 1990-05-09 Single tone detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11937090A JPH0415525A (en) 1990-05-09 1990-05-09 Single tone detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0415525A true JPH0415525A (en) 1992-01-20

Family

ID=14759824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11937090A Pending JPH0415525A (en) 1990-05-09 1990-05-09 Single tone detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0415525A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6026419A (en) * 1997-03-06 2000-02-15 Nec Corporation Single tone signal detector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6026419A (en) * 1997-03-06 2000-02-15 Nec Corporation Single tone signal detector
NL1008510C2 (en) * 1997-03-06 2003-10-23 Nec Corp Signal detector for a single tone.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101388540B1 (en) Method and device for clipping control
US20040028217A1 (en) Estimating bulk delay in a telephone system
US8477956B2 (en) Howling suppression device, howling suppression method, program, and integrated circuit
JPH07176991A (en) Adaptive filter device and its control method
EP1578026A2 (en) Double talk detecting method, double talk detecting apparatus, and echo canceler
JP3973929B2 (en) Howling detection device
JPH0415525A (en) Single tone detector
JPH03187512A (en) Signal detector
JP3097586B2 (en) Signal detector
JP2978541B2 (en) Single tone detector
JPH03295422A (en) Variable threshold value type single-tone detector
JP3109389B2 (en) Adaptive filter system
JPH0415526A (en) Variable initial value type single tone detector
JP2626536B2 (en) Ringing removal device
JPH03253150A (en) Single tone detector
US20030235293A1 (en) Adaptive system control
JPH03253149A (en) Tone detector
JP3452341B2 (en) Echo canceller
JP2002076999A (en) Method and device for identifying system
JP3147864B2 (en) Adaptive step size control adaptive filter and adaptive step size control method
US20220294425A1 (en) Filter circuit
JPH05304444A (en) Method and device for identifying unknown system by adaptive filter
JP3152815B2 (en) Acoustic echo canceller
JPH11313014A (en) Band divided echo canceler
JP2980141B2 (en) Center clipper circuit