JPH06284045A

JPH06284045A - スペクトル的に冗長な送出信号の送信と到来信号の受信との間での自動切換を行うための方法及び装置

Info

Publication number: JPH06284045A
Application number: JP5273773A
Authority: JP
Inventors: David Almagor; ディヴィッド・アルマゴー; Eran Gluska; エラン・グラスカ
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1993-11-01
Publication date: 1994-10-07
Also published as: EP0595483A1; CA2102018A1

Abstract

(57)【要約】【目的】送出信号のスペクトルに固有の冗長性に依存
することにより、送出メッセージのエコーによる妨害の
問題を回避すること【構成】部分反射性双方向通信チャネルを介して通信
を行う場合にスペクトル的に冗長な送出信号の送信と到
来信号の受信との間で自動切換を行う改善された方法及
び装置である。送出される送信のエコーにより到来信号
の検出が妨害されることがないように到来信号のスペク
トルに含まれる成分を送出信号の送信から減衰させるた
めにフィルタリング方法及び装置が使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に、スペクトル的に
冗長な送出信号の送信と到来信号の受信との間で自動切
換を行うための改善された方法及び装置に関する。本発
明は、音声呼出と遠隔地の送信側ファクシミリ(FAX)装
置から生成された呼出とを効率的に識別するための特定
の用途を有する。本発明の切換装置は、改善された検出
及び切換装置を意図したものであり、この装置は一実施
例では、FAXデータの損失を防止すると共に適当にタイ
ミング管理された送出音声メッセージの供給を続行する
ものとなっている。

【０００２】

【従来の技術】従来技術によれば、部分反射性双方向通
信チャネル（２線式電話線等）に接続されたFAX装置／
音声応答マシン・複合装置が、到来呼出に応答し、その
音声に応答するマシンは、殆どすぐに送出メッセージ(O
GM)を流す。このマシンはまた、それと同時に、その呼
出が遠隔地のFAX装置から発せられたものであるか否か
を検出するための試行を、FAXセッションを切り換える
ために行う。FAX装置の呼出は一般に、「CNG」信号とし
て知られる呼出信号を送出する。このCNG信号は、反復
する0.5secのオン時間及び3secのオフ時間を有し、周波
数が1100Hzで、総時間が約30secの、ほぼ正弦信号であ
る。FAX装置／音声応答マシン・複合装置はまた、メッ
セージの再生、または送出メッセージの記録等の機能に
関する音声応答マシンの遠隔制御のためのデュアルトー
ンマルチフリーケンシー(DTMF)検出を提供するように動
作することもできる。更に、FAX装置／音声応答マシン
・複合装置は、呼出の接続が解除されたことを指示可能
な発信音または話中音の存在を判定するための別のトー
ン検出機能を提供することもできる。

【０００３】現存のFAX装置／音声応答マシン・複合装
置に関する主な問題は、CNG信号の検出能力が低いとい
うことである。一般的な電話回線網では、CNG信号は、-
51dBmという低いレベルを有する可能性があり、一方、F
AX装置／音声応答マシン・複合装置は、一層高いピーク
を有する約-6dBmというレベルで送出メッセージを送出
している。一般的な電話通信網の性質により、送出メッ
セージは、部分的に反射されてエコーという形態でFAX
装置／音声応答マシン・複合装置に戻る。そのようなエ
コーの振幅は通常は遠隔CNG信号の振幅よりが大きい。

【０００４】そのようなエコーが発生する結果として、
前記複合装置が、送出メッセージの期間中にCNG信号を
認識することができなくなる、という可能性が強くな
る。これは、FAX装置／音声応答マシン・複合装置がCNG
信号を検出する能力を送出メッセージのエコーが妨害す
ることになるからである。更に、送出メッセージの期間
がCNG信号の受信期間より長い場合には、試行されたFAX
送信が失敗することになる可能性が十分にある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、送出メッセ
ージのエコーに起因する問題を回避するための方法及び
装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、到来するフ
ァクシミリ呼出及び音声呼出の自動切換を行うための改
善された方法及び装置に関するものである。この方法及
び装置は、送出信号（この場合は人間によるスピーチ）
のスペクトルに固有の冗長性に依存することにより、送
出メッセージのエコーによる妨害の問題を回避するもの
である。本発明は、到来信号（この場合はファクシミリ
送信）のスペクトル内にあり、特にCNG信号のスペクト
ル内にある、送出メッセージのスペクトル内容を大幅に
減衰させるようにフィルタリングされた送出メッセージ
を提供する。このようにして、送出メッセージからのエ
コーがCNG信号の検出を妨げることは全くなくなる。こ
のため、本発明の装置／マシン・複合装置は、送出メッ
セージの比較的強いエコーが存在する場合であっても、
その送出メッセージの了解度に悪影響を与えることな
く、低レベルのCNG信号を検出することができる。

【０００７】

【実施例】図１は、FAX装置／音声応答マシン・複合装
置10を示すものである。このFAX装置／音声応答マシン
・複合装置10は、FAX装置12及び音声応答マシン14を備
えている。FAX装置12としては、多数の異なるFAX装置の
あらゆるもの、例えば、FAXカード及びFAXソフトウェア
を備えたパーソナルコンピュータ、または、一層伝統的
な単一機能のFAXマシン等が利用可能である。本発明の
好適実施例では、音声応答マシン14は、送出メッセージ
及び到来メッセージの両方を格納するためにデジタルメ
モリを用いており、また、音声応答マシン14は、到来メ
ッセージ用のデジタル入力15とは別に、送出メッセージ
用のデジタル出力13を有している。更に、このFAX装置
／音声応答マシン・複合装置10は、ノッチフィルタ16
と、スピーチ圧縮解除器17と、デジタル／アナログ変換
器18とを備えている。デジタル／アナログ変換器18の出
力は、データアクセス装置21を介して２線式電話線20に
接続されている。データアクセス装置は、当業界で周知
のものであり、送信／受信の分離及びオンフック／オフ
フックの切換の両方を提供するように動作するものであ
る。電話線20はまた、データアクセス装置21を介して、
アナログ／デジタル変換器22、及び、FAX装置12のライ
ン入力23へと接続される。アナログ／デジタル変換器22
の出力は、音声応答マシン14の到来メッセージ入力15と
CNG検出器24との両方に接続される。CNG検出器24の出力
は、音声応答マシン14のアボート入力26と、FAX装置12
のスタート入力28との両方に接続される。

【０００８】このFAX装置／音声応答マシン・複合装置1
0において、ライン20に割り当てられた電話番号に電話
がかけられた場合、呼出信号、一般には約90ボルトの電
位を有する交流信号が電話線20上に現れる。データアク
セス装置21は、そのアナログ呼出信号を検知し、それに
応じて、ライン20をアナログ／デジタル変換器22に接続
する。局地電話交換スイッチ（図示せず）が、この「オ
フフック」接続を検知して、アナログ呼出信号の送信を
中止する。数sec以内に、応答マシン14からの送出メッ
セージの送信が開始される。OGMの目的は、アナウンス
を簡単に行うことか、または電話をかけた人間に音声メ
ッセージ（ここでは「到来メッセージ」即ち「ICM」と
も称す）を発するよう促すメッセージを伝搬することで
ある。重要なことは、送出メッセージの送信が３sec以
内に開始されることである。これは、それ以上時間が掛
かると、電話をかけた通常の人は、彼／彼女の電話が適
切に接続されなかったと思いがちであり、このため、そ
の電話の接続を解除することになり、また一層通常的に
述べれば、「電話を切る」ことになる。

【０００９】本発明の好適実施例では、送出メッセージ
は、音声応答マシン14のランダムアクセスメモリ内にデ
ジタル形式で格納される。この送出メッセージが読み出
されると、そのメッセージは、スピーチ圧縮解除器17に
より圧縮解除され、ノッチフィルタ（本好適実施例では
デジタルフィルタ）16を介してフィルタリングされ、デ
ジタル／アナログ変換器18によりアナログ形式に変換さ
れ、次いでデータアクセス装置21を介して電話線20に接
続される。送出メッセージが送信されるのと同じ期間中
に、FAX装置／音声応答マシン・複合装置10は、FAX送信
が確実に識別された場合にFAX装置12を直ちに起動させ
るために、人間の音声呼出と到来FAX呼出とを区別する
ことを試行する。更に詳細に述べれば、電話線20から受
信された信号は、データアクセス装置21により、アナロ
グ／デジタル変換器22へと経路指定される。これらの受
信信号は、アナログ／デジタル変換器22によりデジタル
形式に変換されて、CNG検出器24により監視される。CNG
信号が検出されると、CNG検出器24は、音声応答マシン1
4のアボート入力26とFAX装置12のスタート入力28との両
方に信号を送出する。このCNG検出器24からの信号に応
じて、応答マシン14からの送出メッセージが（その送出
メッセージ全体が送信されたか否かに拘らず）直ちに終
了されて、FAX装置12がイネーブルになる。FAX装置12
は、FAX送信が完了するまで、または、エラー状態によ
りFAX装置12が電話線20から切断されるまで、電話線20
のオフフック状態を維持する。FAX送信を開始させたFAX
装置の呼出に応じて、FAX装置12は、CCITT T.30（以下
で詳述する国際規格）に従って、電話線20に信号を送
る。また、CNG信号が検出されなかった場合には、送出
メッセージが送信されていれば、音声応答マシン14は、
到来メッセージモードへ切換を行い、これにより、人間
の声により電話をかけた者がメッセージを発することが
可能となり、このメッセージは、電話線20を介して通信
が行われ、データアクセス装置21によりアナログ／デジ
タル変換器22へと経路指定されて、音声応答マシン14の
到来メッセージ入力15へと供給される。本発明の好適実
施例では、音声応答マシン14は、到来メッセージを圧縮
するためのスピーチ圧縮器を備えている。圧縮された到
来メッセージは、次いで音声応答マシン14内のランダム
アクセスメモリ中に格納される。

【００１０】更に詳細に述べれば、1100HzのCNG信号の
狭い帯域幅内に含まれる実質的に全ての信号を送出メッ
セージから大幅に減衰させるようにノッチフィルタ16が
動作する。CCITT提案(recommendation)によれば、電話
回線網装置の製造者により用いられる事実上の規格が提
供される。特に、提案T.30では、FAXマシン間で使用さ
れるハンドシェークプロトコルが説明されている。FAX
マシンは、1750Hzという周波数を有する正弦信号の周波
数偏位キーイング変調を用いて通信を行う。そのシフト
量は、一般に±100Hzである。T.30では、CNG信号が規定
されて非スピーチ呼出端末を示す働きをし、その端末は
送信モードにあり、送信準備ができている。CNG信号
は、反復する0.5secのオン期間及び3secのオフ期間を有
する1100Hzのトーンである。更に、±15％のタイミング
許容差と±38Hzの周波数許容差とが許容されている。CN
G信号は、呼出FAX装置によるダイヤリングが完了した直
後の30secの間にわたり、呼出FAX装置により送信され
る。ダイヤル後には、呼出の経路指定及び接続に最長20
secを要する可能性があり、特に、国際接続の場合に
は、受信側のFAX装置が獲得可能なCNG信号の実際の期間
は常に30sec未満となる。しかし、CNG信号のタイミング
と周波数と期間とが与えられた場合には、CNG信号は、F
AX呼出と音声呼出とを区別する手段として作用すること
ができる。呼出側のFAX装置により送信されたCNG信号
は、電話回線網を介して送られ、付加的なホワイトノイ
ズ、周波数オフセット、信号減衰等の種々のチャネル悪
化を被ることになる。電話線20上のCNG信号の受信レベ
ルは、送信された信号レベル及びチャネル減衰により決
定され、最悪の場合の接続においては−40dBm程度の低
い値となり得る。その一例として、CCITT研究グループ1
5（高速モデム）による最近の有限の調査によれば、欧
州内での受信信号レベルは一般に−39dBmから−14dBmの
範囲にまたがっており、国際接続での信号レベルは−28
dBmと−20dBmとの間にある。従って、一層大きな減衰の
可能性を考慮して、CNG信号の検出感度は、−43dBm程度
の低いものとすべきである。

【００１１】一般の送出メッセージは、人間の少数の音
声センテンスから構成されるのが普通である。送出メッ
セージは、部分的に反射されてFAX装置／音声応答マシ
ン・複合装置10へと戻る（エコーとして可聴なもの）。
この反射の一部は、複合装置10の出力インピーダンスと
電話線20の入力インピーダンスとの不完全な整合による
ものである。そのエコーレベルは、インピーダンスの不
整合によって決まり、極めて高いレベルとなり得る。更
に、そのエコーレベルは、事前に予測不可能なものであ
り、また個体によって大幅に変動し得るものである。更
に、不完全な長距離接続や、２線式ペアケーブル及び市
内交換器間の接続または市内交換器及び中継キャリア間
の接続におけるインピーダンス不整合のために、上記と
は別のエコーが存在する可能性がある。更に、衛星リン
クに起因する伝搬遅延により、特に代替中継キャリアの
場合には、エコーが生じることになる。短期間のエコー
及び長期間のエコーが同時に存在する可能性がある。

【００１２】そのような送出メッセージのエコーは全
て、既に電話回線網により歪まされている可能性がある
遠隔CNG信号と付加的に組み合わさる。この組合わせ信
号は、FAX装置／音声応答マシン・複合装置10に入力と
して与えられ、それに基づいてCNG検出器24が切換の決
定を行う。

【００１３】ここで、図２(a),(b)、及び、図３(a),(b)
を参照する。同図には、一般的な有声及び無声のスピー
チ時間系及びスペクトルが示されている。同図から明ら
かなように、人間のスピーチは、一般に、一定範囲の振
幅並びに複雑なスペクトルを有している。そのスペクト
ルは、大幅に変動し、およそ0〜4kHzの範囲に及び、一
般には２種類、即ち有声及び無声に分割される。有声ス
ピーチの周波数スペクトルは、主に1kHz未満の周波数を
有する信号からなり、一方、無声スピーチは、本質的に
スペクトル的に一層一様なものである（0+ 0+ 0 4kHzの
範囲を有する）。それらのスピーチの種類は共に、CNG
信号の周波数（ほぼ1100Hz）またはその近傍でスペクト
ルエネルギーを有しており、従って、送出メッセージの
エコーは、受信されたあらゆるCNG信号をマスクし、歪
ませる可能性がある。

【００１４】人間のスピーチは、高品質の認識を実施可
能にする幾つかの固有の冗長特性を有している。本発明
は、この冗長特性を利用したものである。更に詳細に述
べれば、ここで更に説明するノッチフィルタ16の帯域幅
は、CNG信号の周波数付近に集中する前記帯域幅内の音
声信号の消去または大幅な減衰により、遠隔地の音声に
よる送話者への送出メッセージの了解度が損なわれるこ
とにならないような帯域幅である。

【００１５】ここで、図１のノッチフィルタ16を参照す
る。このようなノッチフィルタは、デジタルフィルタと
して動作する専用のハードウェアを用いて実施可能なも
のである。このノッチフィルタ16の代替実施例は、全て
ソフトウェアにより解決するものであり、カリフォルニ
ア州サンタクララにあるナショナルセミコンダクタコ
ーポレイションから入手可能な２つのマイクロプロセッ
サチップセットの何れかを用いて実現可能である。その
ようなチップセットの１つは、固定(fixed)ソフトウェ
アノッチフィルタを実施するために、NS32FX16プロセッ
サ及びNS32FX210プロセッサから構成される。また、NS3
2FX164プロセッサ及びNS32FX200プロセッサから構成さ
れる別のチップセットは、その内部にカスケード式の無
限インパルス応答フィルタが組み込まれており、これに
より、ノッチフィルタ16のハードウェアによる実施が提
供される。この２番目のチップセットによるフィルタの
実施は、そのチップセット資源を効率的に利用し、また
ＣＰＵ電力及びメモリを利用することがなく、このた
め、そのチップセットが図１のスピーチ圧縮解除器17と
して機能することが可能となる。

【００１６】ここで、図４(a),(b)を参照する。同図に
は、図１のノッチフィルタ16の１つの好適実施例の送信
機能が示されている。-20dbの減衰において、図４(a),
(b)に示す周波数応答を有するフィルタは、ほぼ295Hzの
帯域幅を有している。この送信機能はノッチフィルタの
無限応答による実施を介して実現される。このようなフ
ィルタは、NS32FX164プロセッサ及びNS32FX200プロセッ
サからなるチップセット中に組み込まれる。図４(a),
(b)から分かるように、1100HzにおけるCNG信号周波数の
付近に集中するディープノッチは、CNG信号周波数また
はその近傍における殆どのスペクトルエネルギーを送出
メッセージから除去するように作用する。

【００１７】ノッチフィルタ16の代替実施例は、有限イ
ンパルス応答フィルタである。ここで図５(a),(b)を参
照する。同図は、有限インパルス応答ノッチフィルタの
好適実施例の周波数応答が示されている。図４(a),(b)
と図５(a),(b)との比較から明らかなように、有限イン
パルス応答フィルタにより生成されるノッチは、幾分鋭
いものとなっている。-20dbの減衰において、図５(a),
(b)に示す周波数応答を有するフィルタは、ほぼ200Hzの
帯域幅を有している。しかし、無限インパルス応答フィ
ルタ及び有限インパルス応答フィルタの双方に関して多
数の設計技術が存在するので、或るタイプのフィルタが
必ずしも別のタイプのフィルタより良好であるとは限ら
ない。

【００１８】ここで図６を参照する。同図には、図１の
CNG信号検出器24が一層詳細に示されている。トーン検
出デジタル信号プロセッサ30は、図１のアナログ／デジ
タル変換器22からの信号サンプルの出力を受信し、それ
らの信号サンプルをカスケード式無限インパルス応答フ
ィルタへと通過させる。そのような１つのフィルタを図
６にブロック図の形態で示す。このフィルタの周波数応
答を図７に示す（但しfc=1100Hzである）。ここで再び
図６を参照する。これらのフィルタは、CNG信号の検出
のためにDTMFトーン及び1100Hzのトーンを検出するよう
設計されている。DTMF決定ブロック32は、DTMFトーン
（DTMFにより規定される８のトーン及び10の拒絶トー
ン）について１組の検査を行う。本発明の好適実施例で
は、10msec毎に、DTMF決定ブロック32が、何れのDTMFデ
ィジットが（もしあれば）検出されたかに関する決定を
出力する。この決定は、音声応答マシン14内に格納され
た到来メッセージの再生を遠隔制御するために、または
音声応答マシン14内に格納された送出メッセージを変更
するために用いることができる。そのような実施の場
合、DTMF決定ブロック32の出力は、音声応答マシン14に
接続されることになる。

【００１９】トーン検出決定ブロック34は、CNG信号の1
100Hzの周波数またはその付近におけるあらゆる信号を
トーン検出デジタル信号プロセッサ30から受信して、そ
のような信号が受信されたか否かについての決定を20ms
ec毎に出力する。このトーン検出決定ブロック34はま
た、自動利得制御アルゴリズムを実行して、トーン検出
のための大きなダイナミックレンジを確保する。20msec
毎に、CNG決定ブロック36は、1100Hzまたはその付近に
おけるCNG信号が検出されたか否かを示す２進決定を受
信する。そのようなCNG信号が検出された場合には、CNG
決定ブロック36が、ノイズ状況下でCNG信号パターンを
識別するために、パターン検出論理を実行する。１組の
カウンタが、オン及びオフ決定の両方に関してCNG決定
ブロック36内に維持されており、従って、期間長並びに
「グリッチ」（「オフ」期間中の偽検出または「オン」
期間中の誤検出）の数が検出される。これらのカウンタ
を互いに関連づけることにより、CNG信号の最終的な識
別が与えられる。更に、各CNGの「オン」＋「オフ」期
間が「CNG呼出」とみなされる。CNG決定ブロック36は、
識別されたCNG呼出の数を記録し、所定数の呼出の検出
に続いてFAXセッションを起動させる。この所定数は、F
AXセッションへの迅速な切換と検出信頼性との間のトレ
ードオフを表すものである。

【００２０】ここで、図１及び図６のCNG検出器24を参
照する。同図には、CNG決定ブロック36のためのアルゴ
リズムの第１実施例が更に詳細に示されている。４つの
カウンタが維持され、トーン検出デジタル信号プロセッ
サ30の決定に基づいて20msec毎に更新される。この４つ
のカウンタは、(1)現在の「オン」カウンタと、(2)現在
の「オフ」カウンタと、(3)累算「オン」カウンタと、
(4)累算「オフ」カウンタである。20msec毎に、現在の
「オン」カウンタまたは現在の「オフ」カウンタの何れ
か一方がインクリメントされ、その他のカウンタが０に
設定される。また、累算「オン」カウンタまたは累算
「オフ」カウンタの何れか一方がインクリメントされ
る。

【００２１】「オン」または「オフ」期間が検出された
か否かを決定するために、前記４つのカウンタが互いに
関連付けされる。その関連付けは、期待される期間長と
グリッチの許容数とに基づいて行われる。概算の(appro
ximate)現在のカウンタは、「オン」から「オフ」また
は「オフ」から「オン」への遷移の発生時にクリアされ
るが、累算カウンタは、「オン」または「オフ」期間が
検出された場合にのみクリアされる。

【００２２】現在のカウンタがしきい値に達すると、新
しい「オン」または「オフ」期間が仮定される。「オ
フ」期間が開始されたと仮定した場合、以下の２式が、
以前の「オン」期間の長さ、及び、グリッチ数を表す。

【００２３】Ａ．グリッチ＝累算のオフ−現在のオフＢ．長さ＝累算のオン＋グリッチ「長さ」が許容限界内であり、「グリッチ」がしきい値
より小さい場合には、「オン」期間がカウントされ、累
算「オン」カウンタがクリアされ、累算「オフ」カウン
タが現在の「オフ」カウンタにセットされる。CNG信号
の存在の妥当性を検査する前に、検出された「オン」及
び「オフ」期間の数が、平衡するように検証される。

【００２４】非常に信頼性の高いCNG検出（ほぼ10secで
ある最初の２つのCNG期間内の検出）を最低-38dBmとい
う一般的なCNG信号レベルまで達成することができると
いうことが検査により分かった。また、許容可能な性能
（ほぼ10secである最初の完全な２つの期間内の検出）
を約-43dBmのCNG信号レベルで達成することができる。
このレベルの性能は、実際にCNG信号レベルの範囲全体
が現在の電話回線網上で発生するのに十分なものであ
り、その結果として、有効で信頼性の高いFAX／音声切
換装置が提供される。以下に示すものは、上述のアルゴ
リズムのためのソフトウェアのリストである。

【００２５】

【外１】

【００２６】 *---------------------------------------------------------------------- * ファイル内容： * CNG検出 * * 説明： * 「オン」及び「オフ」期間の長さの測定、及び、その長さが法定期間範囲* 内にあり、グリッチの許容数を超えることなく、オン及びオフ期間が平衡* していることの妥当性の検査、に基づくCNG検出。この方法は、メモリ消費* が効率的なものである。

【００２７】 * *--------------------------------------------------------------------- #define CNG ON MIN 20 /*最小オン期間400msec*/ #define CNG ON MAX 30 /*最大オン期間600msec*/ #define CNG OFF MIN 140 /*最小オフ期間2.8sec*/ #define CNG OFF MAX 160 /*最大オフ期間3.2sec*/ #define CNG ON START 4 /*オン期間の開始の検出のためのトリガ*/ #define CNG OFF START 6 /*オフ期間の開始の検出のためのトリガ*/ #define CNG ON GLITCH 8 /*オン中に許容されるグリッチ数*/ #define CNG OFF GLITCH 50 /*オフ中に許容されるグリッチ数*/ private int cng rings; /*検出された呼出数*/ private int n on curr, n off curr, n on acc, n off acc, n on detect, n off detect; / private int detect balance; /*オン及びオフ期間の平衡*/ private int time, det time; /*現在時間及び最後の検出時間*/ /*---------------------------------------------------------------------* cng init() * * 初期設定 * *-------------------------------------------------------------------*/ public void cng init() { n on curr = n off curr = n on acc = n off acc = n on detect = n off detect = detect balance = 0; cng rings = 0; time = det time = 0; /*--------------------------------------------------------------------- * cng detect() * * cng パターン検出ロジック * * 入力： * 1100Hzトーン検出のステータス（真で検出されたもの） * * 出力： * 大域変数を更新する * * 注： * DTMFから20msec毎に呼び出される *-------------------------------------------------------------------*/ public void cng detect(cng tone) boolean cng tone; { int length; time++; /*大域カウンタをインクリメント*/ if (time - det time > CNG OFF MAX * 3) /*CNGの消滅チェック *4期間以上*/ cng rings = 0; if (cng tone) { /*1100Hzがオン*/ n on curr++; /*現在のオンカウンタをインクリメント*/ n off curr = 0; /*現在のオフカウンタに０をセット*/ n on acc++; /*累算オンカウンタをインクリメント*/ if (n on curr == CNG ON START) { /*オンの開始を検出*/ /* 終了したオフ期間の妥当性をチェック*/ length = n on acc + n off acc - n on curr; if (CNG OFF MIN < length && length < CNG OFF MAX && (n on acc - n on curr) < CNG OFF GLITCH) { n off detect++; detect balance--; } if (n off acc > CNG OFF MAX) { n off acc = 0; n off detect = n off detect = 0; detect balance = 0; } if(length > CNG ON MAX) { n off acc = 0; n on acc = n on curr; } } } else { /*1100Hzトーンがオフ*/ n off curr++; /*現在のオフカウンタをインクリメント*/ n on curr = 0; /*現在のオンカウンタに０をセット*/ n off acc++; /*累算オフカウンタをインクリメント*/ if (n off curr == CNG OFF START) { /*オフの開始を検出*/ /* 終了したオフ期間の妥当性をチェック*/ length = n on acc + n off acc - n off curr; if (CNG ON MIN < length && length < CNG ON MAX && (n off acc - n off curr) < CNG ON GLITCH) { n on detect++; detect balance++; if (detect balance <= 1) { /*妥当性を有するCNG呼出を検出した!!!*/ cng ring++; det time = time; } } if (n on acc > CNG ON MIN) { n on acc = 0; n off acc = n off curr; } } } } ----------------------------------------------------------------------- ここで、図１及び図６のCNG検出器24を再び参照する。C
NG信号を検出するためのアルゴリズムの第２の実施例で
は、相関(correlation)検出器を使用する。相関検出器
は、積分及びダンプフィルタとして知られるものであ
り、かなりの量のノイズが存在する場合であっても信号
を検出できる能力を有している。ここで、第２実施例の
相関検出器のためのソフトウェアのリストを以下に示
す。

【００２８】

【外２】

【００２９】 ----------------------------------------------------------------------- ファイル内容： CNG検出説明：相関（即ち関連付け）に基づくCNG検出であり、1100Hzのトーン検出の20msec の決定が、循環バッファに累算され、以下に示すサイズ175のウィンドウと関連付けされる。

【００３０】 ----------------------------------------------------------------------- 1 1 1 …… -1 -1 -1 …… ----------------------------------------------------------------------- ←------25---------x--------------175---------------→ (0.5sec) (3sec) この単純な相関は、到来する新しい決定(x)と、ウィンドウを出る決定(y)と、1 から-1への境界を交差する決定(z)とを考慮することにより、効率的に行うことができる。この相関についての更新された公式は以下に示す通りである。

【００３１】 x - 2z + y ----------------------------------------------------------------------- #define WINDOW SIZE 256 /*相関バッファサイズは、ラップアラウンドを容易にするために２のべき乗とし、3.5secの CNG期間にわたって20msecの決定を含むよう少なくとも175であるべきである*/ #define THRESHOLD 125 /*相関決定しきい値*/ #define MIN TIME 30 /*ディバウンシング(debouncing)タイマ*/ /*索引モジュロバッファサイズを進めるためのマクロ*/ #define ADVANCE (X) ((X)+1) & (WINDOW SIZE - 1) private char window(WINDOW SIZE); /*相関バッファ*/ private int last, cross, first, correlation; /*バッファに対する索引*/ private int cng rings; /*検出された呼出数*/ private int time, det time; /*タイマ*/ private boolean below; /*状態変数（しきい値より小または大）*/ /*--------------------------------------------------------------------- * cng init() * initialize * *-------------------------------------------------------------------*/ public void cng init () ( ini i; cng rings = 0; for(i=0; i<WINDOW SIZE; i++) window[i] = 0; last - 0; /*バッファ中の最後のポイントを指す*/ first = 174; /*既存の175ウィンドウの最初のポイントを指す*/ cross = 149; /*現在の25を指す。これはオンからオフへの境界を交差するポイントを指す*/ correlation = 0; /*相関累算器*/ below = TRUE; time = det time = 0; /*--------------------------------------------------------------------- * cng detect () * * CNG パターン検出ロジック * * 入力： * 1100Hzトーン検出のステータス（真で検出されたもの） * 出力： * 大域変数を更新する * 注： * DTMFから20msec毎に呼び出される *-------------------------------------------------------------------*/ public void cng detect (cng tone) boolean cng tone; ( char new = cng tone ? 1 : -1; time++; /*大域カウンタをインクリメント*/ if (time - det time > 175 * 3) /*4期間以上にわたり CNGの消滅をチェック*/ cng rings = 0; /*更新公式に基づいて相関を更新する*/ correlation += window[last] - 2 * window[cross] + new; /*ポインタを進める*/ last = ADVANCE (last); cross = ADVANCE (cross); first = ADVANCE (first); window[first] = new; /*バッファに新しいポイントを挿入*/ if (below && correlation > THRESHOLD && time - det time > MIN TIME) [ /*しきい値の下から上への交差をチェックし、最後の交差から十分長い時間が経過したことを確認して、ノイズの多い信号のディバウンシングを行う*/ cng rings++; /*検出達成*/ below = FALSE; det time; ] else if(!below && correlation < THRESHOLD) below = TRUE; /*上から下へ交差*/ 本発明の代替実施例では、音声応答マシン14は、磁気記
録テープを用いて、送出音声メッセージと到来音声メッ
セージとの両方の記録を行う。従って、音声応答マシン
14との間で送受されるデジタル信号は、当業界で周知の
装置を用いて磁気記録テープ上への記録を行う。更に別
の代替実施例では、音声応答マシン14内で磁気記録テー
プを使用して、送出音声メッセージ及び到来音声メッセ
ージを表すアナログ信号の記録を行う。この代替実施例
では、デジタル／アナログ変換器18及びアナログ／デジ
タル変換器22が削除され、また、ノッチフィルタ16と、
スピーチ圧縮解除器17と、CNG信号検出器24とは、アナ
ログ信号で動作するように構成される。

【００３２】本発明はまた、FAX装置／音声応答マシン
・複合装置以外の用途も有する。特に、本発明は、非音
声データを表す信号の受信と組み合わせた音声応答マシ
ンを備える装置にも適用可能である。ここで、前記のよ
うな非音声データの周波数スペクトルは、送出メッセー
ジの周波数スペクトル内に含まれるものである。

【００３３】現在使用されている多くのデータモデム
は、0.5〜0.7secのオン時間と1.2〜2.0secのオフ時間と
を有し、通常は60sec未満の総時間を有する、周波数が1
300Hzの反復するCNG信号を送信する。

【００３４】従って、データモデム／音声応答マシン・
複合装置と共に本発明を利用することにより、ノッチフ
ィルタ16の中心周波数が1300Hzに設定され、CNG信号検
出器24が1300HzのCNG信号を最初に受信するようにプロ
グラムされることになる。そのような検出が発生した場
合、CNG信号検出器は、そのCNG信号検出器のタイミング
がデータモデムのCNG信号の既知のパターンに対応して
いるか否かを判定することになる。

【００３５】本発明はまた、部分反射性双方向通信チャ
ネルに送出複合波形信号を送信すると同時にその通信チ
ャネルからの考えられる到来信号を検知することが所望
される如何なる用途にも利用可能である。特に、本発明
は、送出信号が冗長な成分及び第１の帯域幅を有する複
合波形信号であり、及び、検知される到来信号が第２の
帯域幅を有する、装置に適用可能である。ここで、前記
第２の帯域幅は前記第１の帯域幅より小さく、また通信
チャネルは双方向のもので反射特性を呈するものであ
る。

【００３６】更に、本発明の他の実施例では、呼出信号
を検出する第１の検出器が、呼出信号に応じて送出複合
波形信号の送信を開始する。ここで、前記送出複合波形
信号は第１の帯域内に冗長成分を有し、その送出複合波
形信号のフィルタリングが行われ、その送出波形信号か
ら、検出されるべき到来信号の帯域幅以内に含まれる成
分が大幅に減衰されている。到来信号の検出時には、本
発明のこの実施例は、送出複合波形信号の送信を終了さ
せ、到来信号の受信、表示、及び／又は格納を開始す
る。

【００３７】上述から明らかなように、部分反射性双方
向通信チャネルへ複合波形信号を送信すると同時にその
部分反射性双方向通信チャネルからの到来信号を検知す
るための新規の改善された装置及び方法が提供される。
特定の好適実施例のみについて詳述してきたが、当業者
には明らかなように、特許請求の範囲に規定の本発明の
権利範囲から逸脱することなく、その実施例に対して一
定の変更及び／又は修正を行うことが可能である。

【００３８】なお、本明細書の開示の一部には、著作権
保護を受けている資料が含まれる。この著作権の所有者
は、特許・商標事務所のファイルまたは記録に表示する
場合には本発明の開示を行う者であれば何人でも複製再
生の実施を認めるが、それ以外の場合には、如何なる場
合であろうとも全著作権を留保するものである。

【００３９】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、送
出信号のスペクトルに固有の冗長性に依存することによ
り、送出メッセージのエコーによる妨害の問題を回避す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の改善された音声応答マシン／FAXマシ
ン・複合装置を示すブロック図である。

【図２】(a)は典型的な有声スピーチの振幅をサンプル
番号の関数として示すグラフ、(b)は典型的な有声スピ
ーチの大きさを周波数の関数として示すグラフである。

【図３】(a)は典型的な無声スピーチの振幅をサンプル
番号の関数として示すグラフ、(b)は典型的な無声スピ
ーチの大きさを周波数の関数として示すグラフである。

【図４】(a)は図１のノッチフィルタの無限インパルス
応答による実施に関する0〜4kHzの周波数応答を示すグ
ラフ、(b)は図１のノッチフィルタの無限インパルス応
答による実施に関する1.0〜1.2kHzの周波数応答を示す
グラフである。

【図５】(a)は図１のノッチフィルタの有限インパルス
応答による実施に関する0〜4kHzの周波数応答を示すグ
ラフ、(b)は図１のノッチフィルタの有限インパルス応
答による実施に関する1.0〜1.2kHzの周波数応答を示す
グラフである。

【図６】図１のCNG検出器の詳細を示すブロック図であ
る。

【図７】図６のトーン検出DSPブロックの好適実施例で
用いられる無限インパルス応答フィルタを示すブロック
図である。

【図８】図７の無限インパルス応答フィルタの好適実施
例の周波数応答を示すグラフである。

【符号の説明】

10 FAX装置／音声応答マシン・複合装置 12 FAX装置 13 デジタル出力 14 音声応答マシン 15 到来メッセージ入力 16 ノッチフィルタ 17 スピーチ圧縮解除器 18 デジタル／アナログ変換器 20 ２線式電話線 21 データアクセス装置 22 アナログ／デジタル変換器 23 ライン入力 24 CNG検出器 26 アボート入力 28 スタート入力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者エラン・グラスカイスラエル国テル−エイヴィヴ，アンダーソン・ストリート・12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部分反射性双方向通信チャネルへ送出複合
波形信号を送信すると同時にその部分反射性双方向通信
チャネルからの到来信号を検知する装置であって、第１の帯域幅内の冗長性分を有する送出複合波形信号を
生成する手段と、前記第１の帯域幅より小さい第２の帯域幅を有する到来
信号を受信する手段と、前記送出複合波形信号からほぼ前記第２の帯域幅以内の
成分を減衰させて、前記部分反射性双方向通信チャネル
へ減衰された送出複合波形信号を供給する手段と、前記到来信号を検出し、それに応じて前記の到来信号の
受信手段をイネーブルにすると共に前記の送出複合波形
信号の生成手段をディセーブルにする手段とを備えるこ
とを特徴とする、前記装置。
【請求項２】部分反射性双方向通信チャネルへ送出複合
波形信号を送信すると同時にその部分反射性双方向通信
チャネルからの到来信号を検知する方法であって、第１の帯域幅内の冗長性分を有する送出複合波形信号を
生成し、前記第１の帯域幅より小さい第２の帯域幅にほぼ含まれ
る成分を前記送出複合波形信号から減衰させ、前記第２の帯域幅を有する到来信号を検出し、それに応
じて前記到来信号の受信をイネーブルにすると共に前記
送出複合波形信号の生成をディセーブルにするというス
テップを備えることを特徴とする、前記方法。
【請求項３】部分反射性音声／データ複合通信チャネル
に自動的に応答する装置であって、送出音声メッセージを生成する生成器と、到来データ信号を受信する受信器と、前記到来データ信号の少なくとも一部のスペクトルにほ
ぼ含まれる信号を前記送出音声メッセージから減衰させ
て、前記部分反射性音声／データ複合通信チャネルに減
衰された送出音声メッセージを供給する減衰器と、前記到来データ信号を検出し、それに応じて前記の到来
データ信号の受信器をイネーブルにすると共に前記の送
出音声メッセージの生成器をディセーブルにする検出器
とを備えることを特徴とする、前記装置。
【請求項４】自動的に音声電話呼出に応答すると共に部
分反射性双方向通信チャネルからのデータ送信を受信す
る装置であって、送出音声メッセージを生成する音声メッセージ生成器
と、前記部分反射性双方向通信チャネルからの到来データ送
信を受信するデータ受信器と、前記部分反射性双方向通信チャネルからの呼出信号を検
出し、その呼出信号の存在に応じて前記音声メッセージ
生成器をイネーブルにする第１の検出器と、前記部分反射性双方向通信チャネルからの前記データ送
信内のデータ信号を検出し、そのデータ信号の存在に応
じて前記音声メッセージ生成器をディセーブルにすると
共に前記データ受信器をイネーブルにする第２の検出器
と、前記データ信号のスペクトルにほぼ含まれる信号を前記
送出音声メッセージから減衰させて、前記部分反射性双
方向通信チャネルにフィルタリングされた送出音声メッ
セージを供給するフィルタとを備えることを特徴とす
る、前記装置。
【請求項５】自動的に音声電話呼出に応答すると共に部
分反射性双方向通信チャネルからのデータ送信を受信す
る方法であって、前記部分反射性双方向通信チャネルからの呼出信号を検
出し、それに応じて送出音声メッセージを生成し、前記データ送信のスペクトルの少なくとも一部を前記送
出音声メッセージから減衰させ、前記部分反射性双方向通信チャネルに減衰された送出音
声メッセージを供給し、前記部分反射性双方向通信チャネルからの前記データ送
信の存在を検出し、それに応じて前記送出音声メッセー
ジを終了させると共に前記データ送信の受信をイネーブ
ルにするというステップを備えることを特徴とする、前
記方法。
【請求項６】送出音声メッセージの送信と到来ファクシ
ミリ送信の受信との間で切換を行う装置であって、送出音声メッセージを生成する生成器と、前記ファクシミリ送信のスペクトルの少なくとも一部に
ほぼ含まれる信号を前記送出音声メッセージから減衰さ
せるように前記送出音声メッセージのフィルタリングを
行うフィルタと、到来ファクシミリ送信を受信する受信器と、前記到来ファクシミリ送信を検出し、それに応じて前記
の到来ファクシミリ送信を受信する受信器をイネーブル
にすると共に前記の送出音声メッセージを生成する生成
器をディセーブルにする検出器とを備えることを特徴と
する、前記装置。
【請求項７】前記の送出音声メッセージの生成器が更
に、前記送出音声メッセージを格納する格納手段と、その格納手段に対して読み出しを行ってその格納手段の
内容を表すデータを提供する読出手段と、前記格納手段の内容を表す前記データの圧縮解除を行う
圧縮解除手段とを備えることを特徴とする、請求項６記
載の装置。
【請求項８】到来音声メッセージを格納する格納手段を
更に備えることを特徴とする、請求項６記載の装置。
【請求項９】前記の到来音声メッセージの格納手段がラ
ンダムアクセスメモリからなることを特徴とする、請求
項８記載の装置。
【請求項１０】前記フィルタがノッチフィルタからなる
ことを特徴とする、請求項６記載の装置。
【請求項１１】前記ノッチフィルタが無限インパルス応
答フィルタからなることを特徴とする、請求項１０記載
の装置。
【請求項１２】前記ノッチフィルタが有限インパルス応
答フィルタからなることを特徴とする、請求項１０記載
の装置。
【請求項１３】上側周波数および下側周波数を有する周
波数偏位キーイング信号を前記ファクシミリ送信が更に
備えることを特徴とする、請求項６記載の装置。
【請求項１４】前記フィルタが前記上側周波数とほぼ等
しい中心周波数を有することを特徴とする、請求項１３
記載の装置。
【請求項１５】前記フィルタが前記下側周波数とほぼ等
しい中心周波数を有することを特徴とする、請求項１３
記載の装置。
【請求項１６】自動的に音声電話呼出に応答すると共に
部分反射性双方向通信チャネルからのファクシミリ送信
を受信する装置であって、送出音声メッセージを生成する音声メッセージ生成器
と、前記部分反射性双方向通信チャネルからの到来ファクシ
ミリ送信を受信するファクシミリ受信器と、前記部分反射性双方向通信チャネルからの呼出信号を検
出し、その呼出信号の存在に応じて前記音声メッセージ
生成器をイネーブルにする第１の検出器と、前記部分反射性双方向通信チャネルからの前記ファクシ
ミリ送信内のファクシミリ信号を検出し、そのファクシ
ミリ信号の存在に応じて前記音声メッセージ生成器をデ
ィセーブルにすると共に前記ファクシミリ受信器をイネ
ーブルにする第２の検出器と、前記ファクシミリ信号のスペクトルにほぼ含まれる信号
を前記送出音声メッセージから減衰させて、前記部分反
射性双方向通信チャネルにフィルタリングされた送出音
声メッセージを供給するフィルタとを備えることを特徴
とする、前記装置。
【請求項１７】自動的に音声電話呼出に応答すると共に
部分反射性双方向通信チャネルからのファクシミリ送信
を受信する装置であって、前記部分反射性双方向通信チャネルからの呼出信号に応
じて、前記部分反射性双方向通信チャネルを介して送信
するための送出メッセージを生成する音声応答マシン
と、前記ファクシミリ送信を受信するファクシミリマシン
と、前記部分反射性双方向通信チャネルからのファクシミリ
送信の存在を検知し、それに応じて前記音声応答マシン
をディセーブルにすると共に前記ファクシミリマシンを
イネーブルにする検出器と、前記ファクシミリ送信のスペクトルにほぼ含まれる前記
送出音声メッセージを減衰させるノッチフィルタとを備
えることを特徴とする、前記装置。
【請求項１８】自動的に音声電話呼出に応答すると共に
部分反射性双方向通信チャネルからのファクシミリ送信
を受信する方法であって、前記部分反射性双方向通信チャネルからの呼出信号を検
出し、それに応じて送出音声メッセージを生成し、前記送出音声メッセージからファクシミリ信号のスペク
トルを減衰させ、減衰された送出音声メッセージを前記部分反射性双方向
通信チャネルに供給し、前記部分反射性双方向通信チャネルからの前記ファクシ
ミリ信号の存在を検出し、それに応じて前記送出音声メ
ッセージを終了させると共に前記ファクシミリ送信の受
信をイネーブルにするというステップを備えることを特
徴とする、前記方法。