JPH06153244A - 複数の単一周波数信号中に存在する周波数信号の識別方法及び装置 - Google Patents

複数の単一周波数信号中に存在する周波数信号の識別方法及び装置

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JPH06153244A
JPH06153244A JP5124247A JP12424793A JPH06153244A JP H06153244 A JPH06153244 A JP H06153244A JP 5124247 A JP5124247 A JP 5124247A JP 12424793 A JP12424793 A JP 12424793A JP H06153244 A JPH06153244 A JP H06153244A
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signal
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Eatamar Drory
ドロリー イータマー
Ron A Perry
エイ． ペリー ロン
J Machuta Robert
ジェイ． マチュタ ロバート
Clifford N Baumann
エヌ． バウマン クリフォード
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q1/00—Details of selecting apparatus or arrangements
    • H04Q1/18—Electrical details
    • H04Q1/30—Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents
    • H04Q1/44—Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current
    • H04Q1/444—Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current with voice-band signalling frequencies
    • H04Q1/46—Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current with voice-band signalling frequencies comprising means for distinguishing between a signalling current of predetermined frequency and a complex current containing that frequency, e.g. speech current

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  • Monitoring And Testing Of Exchanges (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なるコールプログレス・トーンを識別する
ことができ、これらトーン、ノイズ、及び信号ラインの
音声エネルギーを区別できるようにする。 【構成】 信号ライン中のエネルギーの存在を検出する
工程、そのエネルギーが人間の音声サウンドを含むかど
うか判断する工程、そのエネルギーが存在している時間
を測定する工程、エネルギーが消滅する時を検出する工
程、サイレンスの時間を測定する工程、及び、エネルギ
ーの周波数成分、オン時間、オフ時間を、既知のコール
プログレッショントーンのパラメータと比較する工程を
含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトーンを復号化する(dec
oding)ための回路その他の装置及び方法に関する。より
具体的には、本発明は、電話で応用されるシングルトー
ン及びデュアルトーンを、ＤＴＭＦトーン、ダイヤルト
ーン、ビジー信号その他電話システムに使用されるその
他のトーンに復号化し、ＰＢＸその他電話システムのコ
ールプログレス信号を認識し、トーン認識システムを新
しい環境に適合させ、音声エネルギーを認識する装置と
方法に関する。
【０００２】
【従来技術】最近の電話システムは、個々の電話機の状
態に応答して、電話会社の中央局又はローカルＰＢＸが
発生する制御トーンと応答トーンの存在を検出すること
により、多くの有用な機能を自動化し実行する。電話シ
ステムは、世界のどの場所にあるかによって、ダイヤル
トーン、ＤＴＭＦトーン、リングバック信号、リングバ
ックなし信号、ビジー信号、接続信号の如き、周期的又
は連続的なシングルトーン及びデュアルトーンの組合せ
は異なる。
【０００３】電話システムに使用されるシングルトーン
とデュアルトーンを検出し、これらのトーンを機能によ
ってクラス分けする回路は、当該分野において公知であ
る。電話システムのトーンを識別するために、周波数の
復号化とケイデンス(cadence)の検出を組み合わせたも
のが用いられている。周波数の復号化は、その名前から
示唆されるように、それらの特徴的な周波数によってト
ーンを識別するものである。ケイデンスの検出は、リン
グバック信号又はビジー信号が発生するパターンのよう
に、オーディオ信号中の繰返しパターンを捜すものであ
る。ケイデンスが設定される(established)と、サイレ
ンスとサウンドの周期を、回路に記憶されているか又は
回路に知られている設定パラメータと比較することによ
り、単一リング、ダブルリング又はビジー信号に分類さ
れる。ケイデンスの検出によって、電話システムのリン
グバックなしの状態、アンサーなしの状態、ビジー状
態、接続状態が区別される。従来のケイデンスシステム
の一例は、米国特許第４４７７６９８号に記載されてい
る。
【０００４】信号処理システムは、これらの異なるコー
ルプログレス・トーンを識別し、これらトーン、ノイ
ズ、及び信号ラインの音声エネルギーを区別する機能を
備えていなければならない。このため、本発明は、異な
るコールプログレス・トーンを識別することができ、こ
れらトーン、ノイズ、及び信号ラインの音声エネルギー
を区別することのできる装置及び方法を提供することを
目的とする。
【０００５】
【発明の要旨】信号ライン中、選択された時間におい
て、複数の予想される(expected)単一周波数信号の中か
ら１つの周波数信号の存在を確認(determine)する方法
であって、該方法は、選択された時間に信号ライン中の
全信号エネルギーを測定し；複数の選択された個々の周
波数帯域の各々に存在する信号エネルギーを、選択され
た時間に測定し、最も高い信号エネルギーと２番目に高
い信号エネルギーを有する２つの周波数帯域を識別し；
最も高い信号エネルギーが第１の選択された閾値を超え
るかどうかを決定し；最も高いエネルギーは２番目に高
いエネルギーよりも第２の選択された閾値を超える程に
大きいかどうかを決定し；最も高い信号エネルギーを含
む周波数帯域を除く全ての周波数帯域に存在する帯域外
信号エネルギーの量を決定し；及び、最も高い信号エネ
ルギーは帯域外エネルギーよりも第３の選択された閾値
を超える程に大きいかどうかを決定する工程からなる。
【０００６】信号ライン中、選択された時間において、
複数の予想される単一周波数信号の中から２つの周波数
信号の存在を確認する方法であって、該方法は、選択さ
れた時間に信号ライン中の全信号エネルギーを測定し；
複数の選択された個々の周波数帯域の各々に存在する信
号エネルギーを、選択された時間に測定し、最も高い信
号エネルギー、２番目に高い信号エネルギー及び３番目
に高い信号エネルギーを有する３つの周波数帯域を識別
し；最も高い信号のエネルギーと２番目に高い信号のエ
ネルギーは、第１の選択された閾値を超えるかどうかを
決定し；２番目に高いエネルギーは３番目に高いエネル
ギーよりも第２の選択された閾値を超えるかどうかを決
定し；最も高い信号エネルギーと２番目に高いエネルギ
ーを含む周波数帯域を除く全ての周波数帯域に存在する
帯域外信号エネルギーの量を決定し、最も高い信号エネ
ルギーと２番目に高い信号エネルギーの合計が、帯域外
エネルギーよりも、第３の選択された閾値を超える程に
大きいかどうかを決定し；及び、最も高い信号エネルギ
ーと２番目に高い信号エネルギーの比率が、第４の選択
された閾値を超えているどうかを決定する工程、からな
る。
【０００７】本発明は、信号ライン中、コールプログレ
ッション信号を認識する方法を提供するもので、該方法
は、ライン中のエネルギーの存在を検出する工程、その
エネルギーが人間の音声サウンドを含むかどうか判断す
る工程、そのエネルギーが存在している時間長さ(perio
d)を測定する工程、エネルギーが消滅する時を検出する
工程、サイレンスの時間長さを測定する工程、及びエネ
ルギーの周波数成分、オン時間長さ、オフ時間長さを、
既知のコールプログレッショントーンのパラメータと比
較する工程を含んでいる。
【０００８】本発明は、人間の音声をリアルタイムで認
識する装置及び方法を提供するもので、該方法は、信号
ライン中に存在するアナログ信号をデジタル化する工
程、デジタル化した信号のうちＮ個の隣り合う部分を相
関する工程、デジタル化信号について高速フーリエ変換
(ＦＦＴ)分析を用いて周波数分析を行なう工程、３つの
最も大きな周波数領域を識別する工程、最も大きな２つ
が閾周波数を超えているかどうか判断する工程、及び３
番目に大きなものに対する最も大きなものの比率が設定
値を超えているかどうか判断する工程を含んでいる。本
発明にかかる方法の工程は、固定小数点ハードウエア(f
ixed-point hardware)を用いて、相関とＦＦＴ機能を近
似させることにより、リアルタイムで行なうこともでき
る。
【０００９】
【望ましい実施例の説明】当該分野の専門家であれば、
本発明の以下の説明は例示的なものであって、限定する
ものでないことは認識できるであろう。かかる専門家で
あれば、本発明のその他実施例を容易に示唆し得るであ
ろう。
【００１０】本発明にかかる、適応性のシングル／デュ
アル・トーンのデコーダ及び方法は電話環境において有
用であり、ＰＢＸユニットその他のインテリジェント電
話装置の如き装置に使用することができる。本発明にか
かる装置及び方法は適応性(adaptive)であるため、本発
明の技術に基づいて作製した装置は、異なる環境におい
ても容易に適用することができる。ここで、異なる環境
とは、外国での電話システムのように、トーン周波数、
ケイデンスその他のコールプログレス信号の特性が互い
に異なるものを挙げることができる。
【００１１】本発明の望ましい実施例にかかる方法は、
信号ライン中、選択された時間にて、複数の予想される
単一周波数信号(a plurality of expected single-freq
uency signals)の中から１つの信号の存在を検出するた
めの処理に関するものであって、図１はそのフローチャ
ート図を示している。図１に示すプロセスは、単一のラ
インをモニターし、当該ライン中、種々の時間に存在す
ると予想される複数周波数の中から一の周波数によって
特徴づけられる信号の存在を検出するために使用され
る。実世界(real-world)の電話信号処理アプリケーショ
ンにおいて、非消耗性(non-exhaustive)の信号例に、ダ
イヤルトーンとビジー信号が含まれる。
【００１２】図１において、処理の第１ステップ(10)で
は、信号ラインがモニターされ、数回の測定が行なわれ
る。信号ラインの帯域幅(bandwidth)の中に存するエネ
ルギーの合計量が測定される。更に、信号ラインの帯域
幅中、複数の副帯域(sub-bands)の中に存するエネルギ
ーの量も測定される。副帯域の数は、信号ラインの中で
出会うと予想される異なる単一周波数信号の数に対応し
ている。副帯域は実質的に重複しておらず、選ばれる副
帯域の各々は、予想される信号を特徴づける複数の周波
数のうち、１つの周波数だけを含んでいる。この周波数
は、各副帯域のセンター周波数であるか又はそれに近い
ものが理想的である。
【００１３】次に、(12)において、各副帯域のエネルギ
ー測定値を検査し、エネルギーの最も高いものから２つ
の読取り値Ｅ1とＥ2を含む２種類の副帯域が識別される
(identified)。本プロセスにおいて、以下のステップで
は、これらのエネルギー測定値を利用することになる。
信号の帯域幅全体について総エネルギーを測定し、個々
の副帯域におけるエネルギーを測定する工程は、本発明
の開示から逸脱しないで、同時に行なうことができる
し、又はどちらか一方を先行させて行なうこともでき
る。これは当該分野の専門家であれば理解されることで
あろう。
【００１４】次に、(14)において、帯域内(in-band)エ
ネルギーの最大値を含んだ副帯域のエネルギーが、予め
選択された第１の閾エネルギー値ＥThresholdよりも大
きいかどうか判断される。もし、第１閾値よりも大きく
ない場合、予想された単一周波数信号は１つも存在しな
いという決定がなされて、(16)で処理は終了する。
【００１５】帯域内ノイズをランダム測定することか
ら、誤って単一周波数信号が存在するという決定をしな
いようにするために、この第１の判断ステップが必要で
ある。第１の閾エネルギー値は、適当なノイズマージン
が確実に得られるように選択されるもので、システム−
システム、信号強度、信号−ノイズ比等に応じて適宜定
められる。本発明の望ましい実施例にあっては、この閾
値は−30乃至−36dBMに設定している。
【００１６】最も高いエネルギー読取り値(Ｅ1)を含む
副帯域のエネルギー測定値が、第１の閾エネルギー値を
超える場合、処理はステップ(18)に進む。ここで、最も
高いエネルギー読取り値を含む副帯域の中で測定された
エネルギー値は、２番目に高い読取り値(Ｅ2)を含む副
帯域で測定されたエネルギーと比較される。もし、最も
高いエネルギー値が、２番目に高いエネルギー値より
も、第２の閾量(threshold amount)までは超えない場
合、予想される単一周波数信号は１つも存在しないとい
う決定がなされて、(16)で処理は終了する。
【００１７】信号ライン中で音声又は音楽のような多周
波エネルギーを測定し、誤って単一周波数が存在すると
いう判断をしないようにするために、この第２の判断ス
テップ(18)が必要である。第２の閾量は適当なノイズマ
ージンが確実に得られるように選択されるもので、シス
テム−システム、信号強度、信号−ノイズ比等に応じて
定められる。本発明の望ましい実施例では、Ｅ1＞Ｋ1×
Ｅ2によって比較を行なう。ここで、Ｅ1は最も高いエネ
ルギー測定値、Ｅ2は２番目に高いエネルギー測定値、
Ｋ1は定数である。この定数は、測定すべき信号の特性
によって定められる。例えば、ＤＴＭＦトーンを検出し
ようとする場合、Ｅ1が高周波のときＫ1=4dBであり、Ｅ
1が低周波のときＫ1＝8dBである。このパラメータは
「ツイスト(twist)」と称される。
【００１８】次に、(20)において、最も高いエネルギー
(Ｅ1)を含む副帯域中の帯域内エネルギーが、帯域外(ou
t-of band)エネルギー、例えば他の全ての帯域のエネル
ギーの合計量と比較される。最も高いエネルギー(Ｅ1)
を有する副帯域の帯域内エネルギーが、帯域外エネルギ
ーよりも、第３の閾量まで大きくない場合、予想される
単一周波数信号は１つも存在しないという決定がなされ
て、(16)にて処理は終了する。
【００１９】信号ライン中で音声又は音楽のような多周
波エネルギーを測定し、誤って単一周波数が存在すると
いう判断をしないようにするために、第３の判断ステッ
プ(20)が必要である。第２の閾量は適当なノイズマージ
ンが確実に得られるように選択されるもので、システム
−システム、信号強度、信号−ノイズ比等に応じて適宜
定められる。本発明の望ましい実施例では、Ｅ1＞Ｋ
2(ＥTotal−Ｅ1)によって行なわれる。ここで、Ｅ1は最
も高いエネルギー測定値、ＥTotalはその信号ラインに
ついて測定した総エネルギー、(ＥTotal−Ｅ1)の量は帯
域外のエネルギー、Ｋ2は定数である。この定数は、偽
信号を検出しにくくする(yield high false detection
immunity)ために、約30dBよりも大きい信号−ノイズ比
(SNR)に対して6−10に設定するのが一般的である。この
定数は、SNRが悪い場合、即ち検出しようとするトーン
と同時に音声又は音楽プログラムがライン中に記録され
る場合、又はラインがその他の理由によりノイズを含む
場合、0.5と小さい。
【００２０】最も高いエネルギー(Ｅ1)を有する副帯域
の帯域内エネルギーが、帯域外エネルギーよりも、第３
の閾量だけ大きい場合、予想される単一周波数信号の１
つが、最も高いエネルギーの読取り値(Ｅ1)が得られた
副帯域の中に存在するという決定がなされて、処理は(2
2)で終了し、その周波数が表示される。
【００２１】信号ラインの中で、選択された時間に、複
数の予想される単一周波数の中から２つの周波数の存在
を同時に判断、決定する処理に関し、望ましい実施例の
フローチャート図を図２に示す。
【００２２】図２において、処理の第１ステップ(30)で
は、信号ラインをモニターし、数回の測定が行なわれ
る。信号ラインの帯域幅の中に存するエネルギーの全量
が測定される。更に、信号ラインの帯域幅中、複数の副
帯域の中に存するエネルギーの量も測定される。図１の
処理と同じように、副帯域の数は、信号ライン中で出会
うと予想される異なる単一周波数信号の数に対応してい
る。副帯域は実質的に重複しておらず、選ばれる副帯域
の各々は、予想される信号を特徴づける複数の周波数の
うち、１つの周波数だけを含んでいる。この周波数は、
各副帯域のセンター周波数であるか又はそれに近いもの
が理想的である。
【００２３】次に、(32)において、帯域内エネルギーの
読取り値のうち高いものから３つＥ1、Ｅ2及びＥ3を含
む３種類の副帯域が選択される。本プロセスの以下のス
テップでは、これらのエネルギー測定値を利用すること
になる。信号の帯域幅全体における全エネルギーを測定
し、個々の副帯域におけるエネルギーを測定するステッ
プは、本発明の開示から逸脱しないで、同時に行なうこ
とができるし、又はどちらか一方を先行させて行なうこ
ともできる。これは当該分野の専門家であれば理解され
ることであろう。
【００２４】次に、(34)において、最も高い２つのエネ
ルギー測定値Ｅ1及びＥ2を含む副帯域のエネルギーが、
予め選択された第１の閾エネルギー値ＥThresholdより
も大きいかどうか判断される。もし、大きくない場合、
予想された単一周波数信号は１つも存在しないという決
定がなされて、処理は(36)で終了する。当該分野の専門
家であれば、副帯域の選択が３つであること、及び閾エ
ネルギー値と比較するエネルギー値は２つであることを
除くと、第１の実施例で実行したステップと同じである
ことは認識できるであろう。
【００２５】第１の判断ステップの目的は、本発明の第
１の実施例の場合と同じである。本発明の望ましい実施
例にあっては、この閾値は約−42乃至−48dBに設定して
いる。
【００２６】次に、(38)において、２番目に高いエネル
ギー値を含む副帯域のエネルギー測定値と、３番目に高
いエネルギー値を含む副帯域のエネルギー測定値とが比
較される。もし、３番目に高い副帯域のエネルギー値
が、２番目に高い副帯域の値に近すぎる場合、存在する
周波数の数は２つよりも多く、デュアル周波数信号、例
えばＤＴＭＦトーンは存在しないという決定がなされ、
(36)で処理は終了する。本発明の望ましい実施例では、
Ｅ2＞Ｅ3・Ｋ1であり、ここでＥ2とＥ3は、夫々第２番
目及び第３番目に高いエネルギー測定値であり、Ｋ1は
定数である。望ましいＫ1値は、約6〜12dBである。
【００２７】次に、(40)において、最も高い２つのエネ
ルギー測定値の和(Ｅ1＋Ｅ2)として定義される帯域内エ
ネルギーＥinと、(ＥTotal−Ｅin)として定義される帯
域外エネルギーＥoutとが比較される。望ましい実施例
では、Ｅin＞Ｋ2・Ｅoutが真でなければならない。ここ
でＫ2は定数であり、一般的には2〜8dBに等しい。も
し、ステートメント(命令文)が真でない場合、デュアル
周波数信号は存在しないという決定がなされて、(36)で
処理は終了する。
【００２８】もし、ステートメントが真である場合、次
に、ステップ(42)においてエネルギー値Ｅ1とＥ2が比較
される。この望ましい実施例では、ステートメントＥ1
／Ｅ2＜Ｋ3を調べることにより、ツイストが測定され
る。なお、Ｋ3はＫ2と同じように定数である。このテス
トを行なう目的は、デュアル周波数トーンが検出される
前に、２つのエネルギーの大きさが互いにかなり接近し
ていることを確認するためである。もし、ステートメン
トが真でないならば、デュアル周波数は存在しないとい
う決定がなされて、処理は(36)で終了する。もし、ステ
ートメントが真であると、信号ラインにデュアル周波数
は存在するという決定がなされて、Ｅ1とＥ2の測定を行
なった副帯域の中にあると予想された周波数を含むこと
が確認される。
【００２９】図１及び図２に記載した処理は、例えば図
３に示す如き電子装置を用いて行なうことができる。図
３は、本発明の原理に基づき、適応性トーンを認識でき
る電子装置のブロック図を示している。当該分野の専門
家であれば、本発明のプロセスは、デジタル信号処理
(ＤＳＰ)の機能を装備したパーソナルコンピュータの如
き、汎用処理装置にて実行しうることは理解できるであ
ろう。かかるＤＳＰ機能は、カリフォルニア州キャンプ
ベルのレトレックス・インコーポレイテッド社製のＤＳ
Ｐ製品を用いることができる。このＤＳＰ製品は、ＩＢ
Ｍ互換性パーソナルコンピュータのプラグインバス回路
カードとして利用できる。
【００３０】図３を参照すると、信号ライン(50)は電子
装置(52)によってモニターされる。電子装置は、複数個
の帯域通過フィルター(54o)〜(54i)を含んでおり、フィ
ルターの合計個数(ｉ＋１)は、装置が確認しようとする
周波数であって、予想される単一周波数及び離散(discr
ete)周波数の合計数に等しい。フィルターは、各々の帯
域幅が、出会うと予想される全エネルギースペクトラム
の副帯域と実質的に重複しないように設計される。各フ
ィルターは、そのセンター周波数として、予想周波数の
１つを有することが望ましい。しかし、これは、予想周
波数がフィルターの周波数応答特性のロールオフ曲線の
遥か下に位置しない限り、あまり重要なことではない。
【００３１】本発明の望ましい実施例によれば、帯域通
過フィルター(54o)〜(54i)は、デジタル・シグナル・プ
ロセッシング(Prentice-Hall 1975; A.Oppenheim & R S
chafer; pp.287-289)の中に記載されているように、ゲ
ールツェル(Goertzel)アルゴリズムに基づいて構成され
たデジタルフィルターを用いることができる。かかるデ
ジタルフィルターの構造及び作用は、当該分野の専門家
にとって周知であるので、その詳細の説明をここで記載
することは省略する。
【００３２】本発明の主題の１つは、ゲールツェルアル
ゴリズムに基づいて作製されたデジタルフィルターを用
いる場合、Ｋ／Ｎの項(term)は非整数部(non-integer f
raction)でもよいことを見出したことにあり、フィルタ
ーはよりフレキシブルなものとなる。
【００３３】本発明の望ましい実施例において、帯域通
過フィルター(54o)〜(54i)は、プロセッサー(56)、並び
にプログラムコマンド及びテーブルを記憶するために用
いられる関連プログラム記憶部(58)、中間データ結果を
一時的に記憶するのに用いられるランダムアクセスメモ
リーユニット(60)に繋ぐこともできる。プロセッサー(5
6)、プログラム記憶部(58)及びランダムアクセスメモリ
ーユニット(60)は、ＩＢＭと互換性のある従来のパーソ
ナルコンピュータを用いることができる。かかる要素の
構造及び用法については、当該分野の技術者にとって周
知である。入力／出力インターフェース(62)を用いて、
プロセッサー(56)とＰＢＸユニット又はその他容易に利
用し得るインテリジェント電話装置との間で通信するこ
とができる。システム(58)によって開発された情報が利
用される。入力／出力インターフェース(62)の具体的な
特性は、具体的なＰＢＸユニット又はその他容易に入手
し得るインテリジェント電話装置に依存しており、その
詳細は本発明の一部ではない。当該分野の専門家であれ
ば、装置(52)を具体的な装置とインターフェースをとる
ことは容易に成し得ることである。
【００３４】上記の装置は多くの目的のために使用され
る。本発明の望ましい実施例によれば、上記装置は、電
話会社の中央局の切換え設備及びＰＢＸ装置等の如き電
話システムに使用される複数のコールプログレッション
信号を認識するために用いられる。ここに記載するコー
ルプログレッショントーンの処理は単なる例示であっ
て、本発明の方法を用いることにより、その他のトー
ン、その他種類の信号を認識できることは理解されるで
あろう。
【００３５】本発明の方法は状態マシン(state machin
e)として実行することができる。図４を参照すると、本
発明の一実施例にかかる状態マシン(70)の遷移をフロー
チャート図で示している。本発明のこの概念については
容易に理解されるであろう。図５は、状態マシンの動作
を示しており、図４に示す処理を実行し、信号状態（オ
ン又はオフ）と状態マシンの状態との対応関係を示して
いる。
【００３６】コールプログレッション信号はＯＮ(サウ
ンド)からＯＦＦ(サイレンス)まで遷移し、状態マシン
(70)の中で起こる遷移は、ブロック(72)で示す状態を第
１の状態、ブロック(74)で示す状態を第２の状態、ブロ
ック(76)で示す状態を第３の状態として示される。状態
マシン(70)が作動していないときは、アイドル状態(78)
である。
【００３７】状態マシンはトーンテーブルと協同して作
動する。トーンテーブルは、認識システムが出合うと予
想されるトーンの全部を識別するのに必要な情報を含ん
でいる。本発明の望ましい実施例において、トーンテー
ブルは、識別されるべきトーン毎に多くの記入項目(エ
ントリ)、フィールドを含んでいる。単一周波数及びデ
ュアル周波数のトーンを識別するための典型的なシステ
ムでは、各トーンに対して以下のフィールドが用いられ
る。Ｆ1フィールドはトーンの第１周波数、Ｆ2フィール
ドはトーンの第２周波数(デュアル周波数トーンにだけ
使用される)、ＴON minフィールドはトーンの最小オン時
間、ＴONmaxフィールドはトーンの最大オン時間、Ｔ
OFFminフィールドはトーンの最小オフ時間、ＴOFFmaxフ
ィールドはトーンの最大オフ時間、クイックカウントフ
ィールドはトーンが周波数だけで識別することができる
ときはそのトーンに対する最小オン時間、ＩＤフィール
ドはトーンの識別子である。
【００３８】状態マシンの状態１乃至状態３に関して
は、本発明の望ましい実施例を図６乃至図８のフローチ
ャート図に夫々表わしている。状態マシンの動作は、こ
れら図面を参照すると容易に理解されるであろう。
【００３９】例えば、本発明を含む電話システムの中に
設定された電話によってダイヤルされたことを表わす信
号によって初期化されたとき、状態マシンは状態１を入
力する。状態１の目的は、前述したフィルターアレイに
よって検出され報告されるべき第１信号を待機すること
にある。
【００４０】状態マシンはフィルターアレイからの報告
について、周期的に評価を行なう。本発明の望ましい実
施例にあっては、状態マシンは16.66ミリ秒間隔でサン
プリングを行なう毎に１回、フィルターアレイ出力を調
べる。なお、適用例に応じて、サンプリング間隔を変更
できることは理解されるであろう。
【００４１】初期状態、即ち図５に示す如く、問合せを
行なうべき信号ラインの状態はサイレンスである。この
状態の後には、通常、フィルターアレイによる報告の如
く、ライン中にエネルギーが存在するのが常である。最
初に、判断(80)において、ライン中に音声があるかどう
かに関して決定がなされる。もし、音声がある場合、ブ
ロック(82)で音声が識別され、ルーチンは終了する。な
い場合、判断(84)に示されるように、状態１は信号ライ
ンの状態を評価する。もしどんな信号も検出されない場
合、トライカウントはステップ(86)で増加され(increme
nted)、判断(88)にて最大トライカウントに達したかど
うかの問合せが行なわれる。もし、最大トライカウント
に達していた場合、状態マシンはブロック(90)にてトー
ンがないことを報告し、アイドル状態に移行する(図４
の符号(78))。最大トライカウントに達していなかった
場合、状態マシンは、ボックス(92)にて、１回のサンプ
リング間隔を待機し、判断(84)に戻る。
【００４２】判断(84)にて、予め設定した時間ｔspike
を超える時間に亘って、ライン中にエネルギーの存在す
ることが検出されると、状態マシンは判断工程に進み、
周波数だけを基にしてトーンテーブルの中のクイックカ
ウントエントリによってエネルギーを識別できるかどう
か判断される。ｔspike閾値の目的は、信号ライン中の
ランダムノイズスパイクを除外(reject)することにあ
る。
【００４３】恐らく、特別なインタセプトトーンのよう
なトーンも存在するであろうけれど、周波数成分だけで
容易に識別することができる。従って、２つの周波数ト
ーンの実施例において、周波数成分ＦxとＦyを有するエ
ネルギーは、予め定められた回数だけサンプリングを連
続的に行ない、フィルターアレイによって報告される。
ＦxとＦyが、クイックカウント判断を行なうためにトー
ンテーブル中に入力する値Ｆ1とＦ2に等しい場合、そし
てＦxとＦyが、トーンテーブルに入力されたクイックカ
ウントが規定する最小回数のサンプリング間隔に亘って
報告が行なわれた場合、判断(92)において、トーン認識
(tone recognition)が行なわれる。
【００４４】もし、クイックカウント識別を行なうこと
ができる場合、ブロック(96)にてどのトーンであるかが
報告され、状態マシンはアイドル状態に移行する。も
し、クイックカウントによる識別を行なうことができな
い場合、状態マシンはボックス(98)にて、状態２に進
む。
【００４５】このように、状態１からの出て行き方には
３つある。ボックス(90)で示す第１の状態では、トーン
が検出されないで状態１から出ていく。第２の状態は、
ボックス(96)においてクイックカウントによってのみ、
その周波数成分によるコールプログレス・トーンを容易
に識別できる場合であって、状態マシンはその演算(ope
ration)を終了する。第３の状態は、所定の設定時間内
に、信号ライン中にエネルギーの存在がフィルターアレ
イによって検出された場合であって、状態マシンは、ボ
ックス(98)にて、状態１から状態２に移行させる。
【００４６】図７は状態マシンの状態２を示している。
状態２はトーンのオン状態に対応しており、幾つかの仕
事を行なう。第１に、判断(100)にて、状態マシンは、
ライン中に音声があるかどうかの判断を行なう。音声が
ある場合、ブロック(102)で音声のあることが報告され
る。音声がない場合、判断(104)にて、トーンがまだオ
ンであるかどうか判断される。もし、オンでない場合、
制御は判断(106)にパスされ、ｔglitchよりも長い時間
に亘って、トーンはオフであるかどうかが判断される。
このテストの目的は、ライン中に起こるかもしれない信
号のドロップアウトを排除することにある。ランダム及
び／又は分離された(isolated)間隔に亘ってトーンが報
告されないと、同じトーンが、状態２の中で１又は２以
上の連続的サイレンスの後に再び現われても、ドロップ
アウト間隔として報告される。もし、信号がｔglitchよ
りも長い時間に亘ってオフであるとき、状態マシンはボ
ックス(108)にて状態３に遷移し、トーンのオン時間の
長さを表わした情報を記憶する。この情報は、トーンケ
イデンスを求めるために、後で使用される。もし、信号
が、ｔglitchよりも長い時間に亘ってオフでなかった場
合、信号はまだ存在しているものとみなされ、制御は判
断(104)に戻される。
【００４７】もし、判断(104)が、トーンはまだ存在す
ると報告した場合、制御は判断(110)にパスされ、ここ
でクイックカウント識別を行なうことができるかどうか
判断される。もし、クイックカウント識別を行なうこと
ができる場合、トーンが識別されて、状態マシンはボッ
クス(112)にてアイドル状態に戻る。
【００４８】もし、クイックカウント識別を行なうこと
ができない場合、制御は判断(114)にパスされ、ここで
トーンは有効なトーンであるかどうか判断される。これ
は、報告された周波数を、トーンテーブルに記載された
有効周波数コンビネーションと比較することによって行
なわれる。もし、トーンが有効でない場合、制御は判断
(116)にパスされ、ここでトーン無効結果となったパス
数が求められる。もし、その数が予め設定した閾値を超
える場合、ボックス(118)にて音声が確認され、状態マ
シンはアイドル状態に遷移する。判断(116)の目的は、
ライン中に瞬間的な歪が生じることにより、偽の結果が
生じることを避けることにある。
【００４９】もし、有効なトーンが確認されると、制御
は判断(120)にパスされ、ここでトーンのオン時間が、
トーンテーブルのＴonmax値と比較される。もし、オン
時間がｔonmax時間を超えると、トーンは連続的なもの
と確認され、状態マシンはボックス(122)にてアイドル
状態に戻る。
【００５０】もし、ｔonmax時間を超えなかった場合、
制御はブロック(124)にパスされ、ここで状態マシン
は、制御を判断(104)に戻す前に、次のサンプリング間
隔を待機する。
【００５１】図８は状態３を示しており、他のトーンが
存在すると報告されるまでのサイレント時間が測定さ
れ、報告される。最初に、判断(130)にて、状態マシン
はライン中に音声が存在するかどうかを判断する。もし
存在する場合、音声はブロック(132)にて報告される。
もし、存在しない場合、判断(134)にて、ライン中にエ
ネルギーの不存在がモニターされる。もし、エネルギー
が報告される場合、制御は判断(136)にパスされ、ここ
でエネルギーはノイズスパイクよりも多くのものを表わ
すかどうか判断される。もし、エネルギーがノイズスパ
イクを含まない場合、有効なエネルギーが存在するとい
う決定がなされ、制御は判断(138)にパスされる。判断
(138)の機能は、状態マシンが状態３と状態２との間で
切り換わる回数を制御することにある。もし、状態３／
状態２の遷移が所定回数行なわれなかった場合、制御は
ボックス(140)にパスし、状態マシンは、ケイデンス分
析を行なうためのトーンオフ時間の長さを表わす情報を
記憶した後、状態２に遷移する。もし、状態３／状態２
の遷移が所定回数行なわれた場合、制御はボックス(14
2)にパスし、トーンが識別される。状態マシンは次にボ
ックス(144)でアイドルに移行する。
【００５２】もし、(134)においてエネルギーは存在し
ないと判断されるか、又は(136)においてオンのトーン
は単にノイズスパイクであったと判断されると、制御は
ボックス(146)にパスし、制御を判断(130)に戻す前に、
次のサンプリング間隔まで待機する。
【００５３】状態２／状態３の遷移に関して、最初のフ
ルサイクルが行なわれた後、図７のブロック(108)と、
図８のブロック(136)にて夫々１回、トーンのオン時間
とオフ時間が測定される。状態２／状態３の遷移のフル
サイクルによって、測定を再び行なうことが可能とな
る。状態マシンが報告する状態２のオン時間と、状態マ
シンが報告する状態３のオフ時間は、トーン識別のため
のケイデンス情報を提供する。
【００５４】ブロック(138)でのトーン識別は、トーン
の周波数とケイデンスを、トーンテーブルのデータと比
較することにより行なわれ、一致(match)するものを確
認する。一致するものが見つかると、更に処理が行なわ
れ、アイドル状態に入ることができる。例えば、トーン
がリング型トーンであると認識されると、トーン変化が
呼出し(call)に応答されたことを示すまで、又は呼出し
に応答されていないとみなされる予め設定されたタイム
アウトの時間が過ぎてしまうまで、状態２と状態３は繰
り返される。
【００５５】状態２／状態３遷移サイクルの残り全てに
対して、トーンテーブルのコールプログレッショントー
ンと一致するトーンのサーチが行なわれ、信号は、信号
の連続性を有効にするために、先のサイクルに対して比
較が行なわれる。コールプログレッショントーンのデー
タベースは、分析しようとする信号のケイデンス又はケ
イデンス及び周波数に一致するトーンに対してサーチが
行なわれる。もし一致することが確認され、このサイク
ルが最大サイクル分析閾を超える場合、呼出しの分析は
終了する。もし、現在の信号が先の信号と比較されず、
先の信号がリング型トーンとして確認された場合、呼出
しは終了し、応答されたものとしてマークされる。
【００５６】もし、信号がデータベース・トーンに一致
せず、先の信号と比較する(compare)とき、リング型ト
ーンは偽り(assumed)である。分析は、最大サイクル分
析閾を超えるまで、即ち信号が先の信号と比較しなくな
るまで続けられる。もし、閾値を超えると、呼出しに対
して応答がなかったものとしてマークされる。もし、比
較が行なわれない場合、呼出しに対して応答があったも
のとしてマークされる。
【００５７】本発明にあっては、信号分析は、信号ライ
ンのエネルギーは人間の音声を有するかどうかの判断を
含んでいる。この判断は、本発明の望ましい実施例に基
づいて行なわれる。
【００５８】音声は２つの成分に分けられる。第１の有
声音成分は、英語の母音と、ｍ、ｎ等の如き子音を含ん
でいる。第２の無声音成分は、ｓｈ、ｔｈ、ｐ、ｔ等の
音を含んでいる。無声音は、殆んど又は全くといってよ
いほど、相関（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）によって特徴
づけることはできないが、音声中の有声音は、それらの
ピッチの間隔と密接な相関関係がある。このような特徴
があると、音声識別法の成分として相関技術の使用が推
奨される。
【００５９】とりわけ遠距離通信の如き用途にあって
は、音声サウンドと、コールプログレッショントーンの
如きトーンの検出、識別について高い信頼性が要請され
る。コールプログレッショントーン、通常は未変調のシ
ヌソイドトーンは、理想的には完全に相関し、実用的に
は密接に相関するから、相関技術だけを用いて、通信ラ
イン中で、音声サウンドと、コールプログレッション信
号の如きトーンとを区別することはできない。
【００６０】本発明にあっては、固定小数点ハードウエ
アに実行されたデジタル式の実時間信号処理技術を組み
合わせることにより、音声サウンドとコールプログレッ
ショントーンとの相違を容易に識別することができる。
本発明に係るこの方法は、音声認識における問題解決手
段として信頼性が高く、かつ経済的に実行し得るもので
ある。なお、当該分野の専門家であれば、本発明の方法
は、例えば３８６プロセッサーを備えたＩＢＭ互換性コ
ンピュータの如き適当にプログラミングされたパーソナ
ルコンピュータによって実行できるであろうことは認識
できるであろう。本発明の実施例を実施するために、特
定のソフトウエアでコード化した指示ルーチンは、ルー
チン経験を積んだ当該分野の専門家によって容易に提供
されるであろう。
【００６１】図９に、本発明に係る装置の構成を記号に
て表わしている。モニターすべき信号ライン（１５０）
は、識別しようとするデジタル化信号を運ぶ。当該分野
の専門家であれば、このデジタル化した信号は、ＰＣＭ
フォーマットにて、8,000サンプル／秒の割合でサンプ
リングされることは容易に理解し得るであろう。アナロ
グ信号からこのような信号を作り出すコーディング(cod
ec)装置は周知であり、当該分野で広く使用されてお
り、ここで開示するまでもない。
【００６２】デジタル化信号は最初にローパスデジタル
フィルター(152)を通して処理される。本発明の望まし
い実施例において、ローパスデジタルフィルター(152)
は線形ロールオフ特性曲線を有しており、減衰は700Hz
で始まり、800Hzで終了する。このようなフィルターを
供給するためのデジタルフィルター技術は、従来より知
られている。
【００６３】フィルターを通ったデジタル信号は、次
に、従来のデシメーション(decimation)技術を用いて、
望ましくは５番目のサンプル毎にサンプリングを行な
い、回路ブロック(154)の中でデシメートされる(decima
ted)。この場合、ブロック(14)からのデータサンプル速
度は1,600サンプル／秒となる。当該分野の専門家であ
れば、データサンプルはレジスター(156)の中に保持さ
れ、それらは本発明の方法に基づいて処理されることは
認識されるであろう。
【００６４】本発明の望ましい実施例において、デジタ
ル信号は次に、相関(ブロック(158))と、ＦＦＴ分析(ブ
ロック(160))が行なわれる。これらのデジタル信号処理
は、いずれも当該分野の専門家であれば周知な事項であ
り、例えば、文献（L.R.Rabiner & R.W.Schafer, Digit
al Processing of Speech Signals, Prentice Hall,197
8; R.E.Blahut, Fast Algorithms for Digital Signal
Processing, AddisonWesley, 1987)に記載されている。
相関とＦＦＴ信号処理工程の両方の結果を評価し、ライ
ン(12)のデジタル信号によって表わされたエネルギー
が、音声、トーンエネルギー又はノイズを含むかどうか
判断される。
【００６５】本発明の望ましい実施例に係る方法を表わ
したフローチャートを図１０に示している。まず最初
に、ステップ(170)にて、データサンプルの１番目のブ
ロックについて相関が行なわれる。２つの信号サンプル
の相関Ｒxx(k)は、次式によって表わされる。
【００６６】
【数１】
【００６７】本発明にあっては、相関ラグｋは、人間の
ピッチ(pitch)の範囲内、例えば約2.5〜20ミリ秒(msec)
となるように選択される。更に、相関長さは、人間のピ
ッチの最大値、即ち約20ミリ秒の長さ以上となるように
選択される。サンプリング速度が1,600サンプル／秒の
とき、相関長さは32サンプル以上が望ましい。相関パラ
メータは、相関を行なうためのソフトウエアルーチンに
おいて容易に規定することができる。このルーチンは公
知である。
【００６８】当該分野の専門家であれば、ＩＢＭ互換性
パーソナルコンピュータの如き固定小数点ハードウエア
環境において、このデジタル信号処理をリアルタイムで
経済的に行なうことができるようにするには、信号処理
ハードウエアが必要とするデータ処理量を簡素化する必
要があり、そのために幾つかの近似法を採用すればよい
ことを認識し得るであろう。本発明の望ましい実施例に
あっては、最大Ｒは、数１の分子(numerator)だけによ
って求める。この最大Ｒのｋ値にて、関数Ｒ(ｋ)は、数
１の分母(denominator)によって規定される幾何学的平
均よりもむしろ、算術平均をとることによって推定する
のがよい。これによって、必要な処理量を著しく簡素化
することができる。
【００６９】次に、ステップ(172)において、相関結果
は、予め定められた閾値αと比較され、ラインのエネル
ギーが音声を含んでいる可能性があるかどうか判断され
る。閾値は約0.6〜0.8の範囲が望ましい。信号処理演算
を更に簡素化するには除算を避けることが望ましい、そ
のため、α値を算術平均に掛けて、これを数１の分子(n
umerator)と比較する。相関結果が閾値αより下である
とき、ステップ(174)にて、ノイズが報告される。
【００７０】相関されていない信号においてさえ、信号
の１つのランダム領域が第２のランダム領域と良く相関
する可能性がある。このようなグリッチに出会うことに
よって得られる肯定的(positive)結果は偽りとなるか
ら、これを避けるために、時間Ｔ0(約10〜20ミリ秒)だ
けオフセットされた幾つかの連続データブロックについ
て相関演算を行なうことが望ましい。もし、相関が１又
は２以上の相関パスの閾値よりも下であるとき、信号は
ノイズを含むものと判断される。相関が３つのパス全て
に対して閾値より上であるとき、ラインには音声又はト
ーンエネルギーのどちらかがある。ステップ(176)とス
テップ(178)はＮ個のブロックに対する相関ステップの
繰返しを示している。前述したように、本発明の望まし
いＮの値は３である。
【００７１】前述したように、相関演算の結果は、音声
エネルギーが存在する可能性を示しているが、コールプ
ログレッショントーンエネルギーの存在についても示す
ことができる。従って、本発明のエネルギーにあって
は、デジタル信号はステップ(180)にてＦＦＴ分析が行
なわれ、音声又はトーンエネルギーがラインに存在する
かどうかに関して最終決定がなされる。
【００７２】個々のトーンを識別するために、ＦＦＴ分
析は十分な分解能(リゾリューション)をもって行なうこ
とが望ましい。1,600サンプル／秒のサンプリング速度
では、ＦＦＴ長さが128のとき、12.5Hzのリゾリューシ
ョン(resolution)をもたらすことができる。これはここ
に開示したアプリケーションに対して十分なものであ
る。デジタル信号のＦＦＴ分析は周知である。
【００７３】次に、ステップ(182)にて、ＦＦＴ分析結
果は、本発明の望ましい実施例に基づいて、ある条件下
にてシャープにされる(sharpened)。ＦＦＴ処理の帯域
範囲は重複しているため、ＦＦＴによって規定される中
心帯域幅ポイント間の周波数における周波数応答は減衰
されるから、その決定にはあいまいなものが含まれてし
まう。本発明にあっては、最大のもの、即ちマキシマ(m
axima)を評価する前に、マキシマはシャープにされる。
【００７４】ステップ(184)にて、最も高い３つの周波
数マキシマＭ1、Ｍ2及びＭ3が識別される。もし、ステ
ップ(186)にて、最大又は２番目に大きなマキシマが300
Hzよりも下であることがわかると、ステップ(188)にて
音声が識別される。これは、300Hzよりも小さな周波数
を有するコールプログレッショントーンが使用されるこ
とはありそうにないからである。もし、１番目及び２番
目に高い周波数マキシマＭ1とＭ2が、どちらも300Hzよ
り下でない場合、ステップ(190)にて、最も高い周波数
マキシマＭ1が３番目に高い周波数マキシマＭ3と比較さ
れる。その比率が閾値を超えるとき、３番目のマキシマ
は、１番目のマキシマよりもエネルギーが著しく低く、
ステップ(192)にてデュアルトーンとして識別される。
もし、１番目と３番目のマキシマの比率が予め選択され
た閾値(例えば、約8〜10dB)よりも下であるとき、エネ
ルギーは音声として識別される。
【００７５】トーンがスイッチの切れた時間領域の中で
サンプリングされると、音声エネルギーが誤って識別さ
れる可能性のあることが最終的に見出された。この可能
性をできるだけ少なくするために、ブロック長さが16ミ
リ秒の実施例において音声を識別するための判断は、３
つの相関が閾値よりも上と報告されるまで据え置かれ、
ＦＦＴ分析では、分析しようとする最後の数個、例えば
４個のブロックからのトーンエネルギーは報告されな
い。これはブロック(194)に示している。
【００７６】図１１は、ＦＦＴのマキシマをシャープに
するための望ましい方法をブロック図を示している。隣
接する周波数帯域のＦＦＴ結果の幅(amplitude)は、ス
テップ(200)にて、選択された３つのグループ毎に評価
される。各帯域の大きさは、ステップ(202)にて、中央
のものが左隣りのものと右隣りのものと比較される。も
し、ステップ(204)にて、中央の帯域幅が最大の大きさ
であり、中央の帯域幅の左隣り又は右隣りのどちらか一
方の帯域に対する比率が9dBよりも大きく、左隣り又は
右隣りの他方の帯域に対する比率が6dBよりも小さいと
判断されると、２番目に高い値の振幅は、最も高い値の
振幅に加えられ、ステップ(206)にて２番目に高い帯域
はゼロアウト(zero out)される。ステップ(208)にて、
３つの隣り合うマキシマのグループは全て評価されたか
どうか判断される。評価すべきグループがない場合、処
理は終了する。追加のグループがあるとき、ステップ(2
10)にて、次のグループが識別され、処理はステップ(20
2)に戻る。
【００７７】本発明の実施例とアプリケーションについ
て説明したが、当該分野の専門家であれば、発明の概念
から逸脱することなく、これらに多くの変形をなすこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に係るものであって、信号ライン
中、選択された時間において、複数の予想される単一周
波数信号の中から１つの周波数信号の存在を求めるため
のプロセスを示すフローチャート図である。
【図２】本発明の方法に係るものであって、信号ライン
中、選択された時間において、複数の予想される単一周
波数信号の中から２つの周波数信号の存在を求めるため
のプロセスを示すフローチャート図である。
【図３】本発明のプロセスを行なうためのハードウエア
／ソフトウエア・システムの組合せを示すブロック概念
図である。
【図４】本発明のプロセスに係るものであって、電話シ
ステムのコールプログレッショントーンを認識するため
の処理を実行する状態マシンのフローチャート図であ
る。
【図５】図４に示すプロセスを実行する状態マシンの機
能を説明する図である。
【図６】図４に示す状態マシンの状態１の動作を説明す
るフローチャート図である。
【図７】図４に示す状態マシンの状態２の動作を説明す
るフローチャート図である。
【図８】図４に示す状態マシンの状態３の動作を説明す
るフローチャート図である。
【図９】本発明の装置に係るものであって、音声認識を
行なうための装置の望ましい実施例の略説明図である。
【図１０】本発明の方法に係るものであって、リアルタ
イムで人間の音声認識を行なうための方法の工程の望ま
しい実施例を示すフローチャート図である。
【図１１】本発明の方法に係るものであって、図１０に
示すプロセスにおいて、ＦＦＴの最大値をシャープにす
る方法の望ましい実施例を示すブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロン エイ． ペリー アメリカ合衆国 95051 カリフォルニア, ボウルダー クリーク，マクガフィガン ミル ロード 345 (72)発明者 ロバート ジェイ． マチュタ アメリカ合衆国 94022 カリフォルニア, ロス アルトス，ケント ドライブ 2083 (72)発明者 クリフォード エヌ． バウマン アメリカ合衆国 95032 カリフォルニア, ロス ゲイトス，ストニーブルック ロー ド 140

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 信号ライン中、選択された時間におい
    て、複数の予想される単一周波数信号の中から１つの周
    波数信号の存在を確認する方法であって：信号ライン
    中、選択された時間において全信号エネルギーを測定す
    る工程；選択される個々の周波数帯域は、各々が、予想
    される単一周波数信号の周波数の中の１つの周波数を包
    含するものであって、複数の選択された周波数帯域の各
    々に存在する信号エネルギーを、選択された時間に測定
    する工程；最も高い信号エネルギーを有する２つの周波
    数帯域を識別し、最も高い信号エネルギーと２番目に高
    い信号エネルギーの値を決定する工程；最も高い信号エ
    ネルギーが第１の選択された閾値を超えるかどうかを決
    定する工程；最も高い信号エネルギーが第１の選択され
    た閾値を超えているとき、最も高いエネルギーは２番目
    に高いエネルギーよりも第２の選択された閾値を超える
    程に大きいかどうかを決定する工程；最も高いエネルギ
    ーが２番目に高いエネルギーよりも第２の選択された閾
    値を超える程に大きいとき、最も高い信号エネルギーを
    含む周波数帯域を除く全ての周波数帯域に存在する帯域
    外エネルギーの量を決定する工程；最も高い信号エネル
    ギーは帯域外エネルギーよりも第３の選択された閾値を
    超える程に大きいかどうかを決定する工程；及び最も高
    い信号エネルギーが帯域外エネルギーよりも第３の選択
    された閾値を超える程に大きいとき、予想される単一周
    波数信号は、選択された周波数帯域のうち最も高い信号
    エネルギーを有する周波数帯域と関連づけられており、
    これによって予想される単一周波数信号の中の１つの信
    号の存在を識別する工程；を含んでいる、複数の予想さ
    れる単一周波数信号中の１つの周波数信号の存在確認方
    法。
  2. 【請求項２】 信号ライン中、選択された時間におい
    て、複数の予想される単一周波数信号の中から２つの周
    波数信号の存在を確認する方法であって：信号ライン
    中、選択された時間において全信号エネルギーを測定す
    る工程；選択される個々の周波数帯域は、各々が、予想
    される単一周波数信号の周波数の中の１つの周波数を包
    含するものであって、複数の選択された周波数帯域の各
    々に存在する信号エネルギーを、選択された時間に測定
    する工程；最も高い信号エネルギーを有する２つの周波
    数帯域を識別し、最も高い信号エネルギー、２番目に高
    い信号エネルギー及び３番目に高い信号エネルギーの値
    を決定する工程；最も高い信号エネルギーと２番目に高
    い信号エネルギーは、両エネルギーとも第１の選択され
    た閾値を超えるかどうかを決定する工程；最も高い信号
    エネルギーと２番目に高い信号エネルギーが、両エネル
    ギーとも、第１の選択された閾値を超えているとき、２
    番目に高いエネルギーは３番目に高いエネルギーよりも
    第２の選択された閾値を超える程に大きいかどうかを決
    定する工程；２番目に高い信号エネルギーが、３番目に
    高い信号エネルギーよりも第２の選択された閾値を超え
    る程に大きいとき、最も高い信号エネルギーを含む周波
    数帯域を除く全ての周波数帯域に存在する帯域外エネル
    ギーの量を決定する工程；最も高い信号エネルギーと２
    番目に高い信号エネルギーの合計は、帯域外エネルギー
    よりも、第３の選択された閾値を超える程に大きいかど
    うかを決定する工程；２番目に高い信号エネルギーに対
    する最も高い信号エネルギーの比率は、第４の選択され
    た閾値を超えるかどうかを決定する工程；２番目に高い
    信号エネルギーに対する最も高い信号エネルギーの比率
    が、第４の選択された閾値を超えているとき、予想され
    る単一周波数信号の２つは、選択された周波数帯域のう
    ち最も高い信号エネルギーと２番目に高い信号エネルギ
    ーを有する２つの周波数帯域と関連づけられており、こ
    れによって予想される単一周波数信号の中の２つの信号
    の存在を識別する工程；を含んでいる、複数の予想され
    る単一周波数信号中の２つの周波数信号の存在確認方
    法。
  3. 【請求項３】 信号ライン中、選択された時間におい
    て、複数の予想される単一周波数信号の中から１つの周
    波数信号の存在を確認する方法であって：信号ライン
    中、選択された時間において、全信号エネルギーＥ
    Totalを測定する工程；選択される個々の周波数帯域
    は、各々が、予想される単一周波数信号の周波数の中の
    １つの周波数を包含するものであって、複数の選択され
    た周波数帯域の各々に存在する信号エネルギーを、選択
    された時間に測定する工程；最も高い信号エネルギーを
    有する２つの周波数帯域を識別し、最も高い信号エネル
    ギーの値Ｅ1と、２番目に高い信号エネルギーの値Ｅ2を
    決定する工程；ＥThresholdを予め選択された値とした
    とき、第１のステートメントＥ1＞ＥTh resholdは真であ
    るかどうかを決定する工程；Ｋ1を予め選択された第１
    の定数としたとき、第２のステートメントＥ1＞Ｅ2・Ｋ
    1が真であるかどうかを決定する工程；Ｋ2を予め選択さ
    れた第２の定数としたとき、第３のステートメントＥ1
    ＞(ＥT otal−Ｅ1)・Ｋ2が真であるかどうかを決定する
    工程；第１乃至第３のステートメントが真であるとき、
    測定値Ｅ1を含む副帯域の帯域の中に、予想された周波
    数を含むとして、単一周波数トーンの存在を識別する工
    程；を含んでいる、複数の予想される単一周波数信号中
    の１つの周波数信号の存在確認方法。
  4. 【請求項４】 信号ライン中、選択された時間におい
    て、複数の予想される単一周波数信号の中から２つの周
    波数信号の存在を確認する方法であって：信号ライン
    中、選択された時間において、全信号エネルギーＥ
    Totalを測定する工程；選択される個々の周波数帯域
    は、各々が、予想される単一周波数信号の周波数の中の
    １つの周波数を包含するものであって、複数の選択され
    た周波数帯域の各々に存在する信号エネルギーを、選択
    された時間に測定する工程；最も高い信号エネルギーを
    有する３つの周波数帯域を識別し、最も高い信号エネル
    ギーの値Ｅ1、２番目に高い信号エネルギーの値Ｅ2、及
    び３番目に高い信号エネルギーの値Ｅ3を決定する工
    程；ＥThresholdを予め選択された値としたとき、第１
    のステートメントＥ1＞ＥTh resholdは真であるかどうか
    を決定する工程；第２のステートメントＥ2＞Ｅ
    Thresholdは真であるかどうかを決定する工程；Ｋ1を予
    め選択された第１の定数としたとき、第３のステートメ
    ントＥ2＞Ｅ3・Ｋ1が真であるかどうかを決定する工
    程；Ｋ2を予め選択された第２の定数としたとき、第４
    のステートメントＥin＞Ｅo ut・Ｋ2が真であるかどうか
    を決定する工程；Ｋ3を予め選択された第３の定数とし
    たとき、第５のステートメントＥ1／Ｅ2＜Ｋ3は真であ
    るかどうかを決定する工程；及び第１乃至第５のステー
    トメントが真であるとき、測定値Ｅ1とＥ2を含む副帯域
    の帯域の中に、予想された２つの周波数を含むとして、
    デュアル周波数トーンの存在を識別する工程；を含んで
    いる、複数の予想される単一周波数信号中の２つの周波
    数信号の存在確認方法。
  5. 【請求項５】 シングル周波数とデュアル周波数の信号
    を検出する装置であって：フィルター入力部とフィルタ
    ー出力部を有する複数の帯域通過フィルターを備え、入
    力部は、１又は２以上の予想される周波数のエネルギー
    を含んだ電気信号を、時間から時間まで伝える信号ライ
    ンに接続可能であり、帯域通過フィルターは各々が、周
    波数の帯域内に含まれるエネルギーだけを通過させる構
    造であり、帯域通過フィルター毎に周波数の帯域は互い
    に異なり、予想される周波数のうち異なる１つの周波数
    だけを含むようにしており；フィルター出力部及び信号
    ラインに接続され、信号ライン中に存在する全電気エネ
    ルギーと、 各々のフィルター出力部におけるフィルタ
    ー出力エネルギーを測定するためのエネルギー測定手段
    を備え、該エネルギー測定手段は、個々の帯域通過フィ
    ルターからの全エネルギーとフィルター出力エネルギー
    を表わす複数のエネルギー出力信号を発生させ；エネル
    ギー出力信号を互いに比較すると共に、エネルギー出力
    信号を、選択的かつ数学的に、互いの出力信号と組み合
    わせたり、予め設定された複数の閾値と組み合わせるた
    めの評価手段を備えている、シングル周波数及びデュア
    ル周波数信号の適応性検出器。
  6. 【請求項６】 電話ライン中、予想されるコールプログ
    レッション信号を識別する方法であって； (1)電話ライン中のエネルギーの存在を検出し、エネル
    ギーが音声を含むときは該エネルギーを音声として認識
    し、エネルギーが音声を含まないときは工程(2)に進む
    工程； (2)エネルギーの周波数成分と持続時間を識別する工
    程； (3)エネルギーの周波数成分を、予想される信号の周波
    数成分を含む情報の記憶データと比較し、一致したとき
    は、そのエネルギーを予想されるコールプログレッショ
    ン信号として識別する工程； (4)一致しないときは、ライン中にサイレンスの存在を
    検出する工程； (5)サイレンスの持続時間を識別する工程； (6)工程(1)乃至工程(5)を、予め設定した回数を繰り返
    す工程；及び (7)エネルギーの周波数成分、エネルギーの持続時間及
    びサイレンスの持続時間を、記憶された情報であって、
    予想される複数のコールプログレッション信号に対する
    エネルギーの周波数成分、エネルギーの持続時間及びサ
    イレンスの持続時間を含むデータと比較し、一致したと
    きは、そのエネルギーを予想されるコールプログレッシ
    ョン信号の１つとして識別する工程；からなる、電話ラ
    イン中に予想されるコールプログレッション信号の識別
    方法。
JP5124247A 1992-05-26 1993-05-26 複数の単一周波数信号中に存在する周波数信号の識別方法及び装置 Withdrawn JPH06153244A (ja)

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US07/937,046 US5321745A (en) 1992-05-26 1992-08-27 Adaptive efficient single/dual tone decoder apparatus and method for identifying call-progression signals

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