JPH06504662A

JPH06504662A - 再構成可能なパラメータ化されたｄｔｍｆ検出器

Info

Publication number: JPH06504662A
Application number: JP4504765A
Authority: JP
Inventors: クロマック，マーク　アール．
Original assignee: ディジタル　サウンド　コーポレイション
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: EP0571488A1; WO1992013407A1; JP3580427B2; EP0571488A4; US5163050A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】再構成可能なパラメータ化されたＤＴＭＦ検出器発明の分野この発明は、ＤＴＭＦ　（デュアルトーンマルチフリクエンシー）信号処理を用いたデジタル通話システムに関する。

発明の背景米国特許商標子の先行技術調査によって、この発明に関連する先行技術であると判明したのは、米国特許第４．０２１．６５３号、第４．３５４．２４８号、第４．４６０．８０６号、第４．５１０，６０１号、第４．６０４．７５５号、第４．６１４．９０９号、第４．６８９．７６０号、第４．７８２．５２３号および第４．８５３．９５８号である。該特許はすべてＤＴＭＦ検出器を開示しているが、本発明のような顧客の特定の要求やシステムの動作モードに応じて再構成可能な検出器を開示するものではない。

ＤＴＭＦ標準は以下に挙げるベル研究所と電子工業会の６つの文献に定義されている（特に最初に挙げる文献）。

Ｂｅ１ｌ　Ｃｏｍａ＋ｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ、’Ｄｕａｌ− Ｔｏｎｅ　ＭｕｌｔｉｆｒｅｑｕｅｎｃｙＲｅｃｅｉｖｅｒ　Ｇｅｎｅｒｉｃ　Ｒｅｑｕｉｒｅａ＋ｅｎｔｓ　ｆｏｒ　Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ　Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ　ＯｖｅｒＴａｎｄｅｍ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｖｏｉｃｅ　Ｌｉｎｋｓ’、　ＴＲ−ＴＳＹ−０００１８１，ｌ５ｓｕｅ　１．１９８７年３月Ｂｅ１ｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ、”Ｃｕｓｔｏｍｅｒ　Ｌｉｎｅ　Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ’。

５ｅｃｔｉｏｎ　６．２．　ＴＲ−ＴＳＹ−００００６４ＬＳＳＧＲ，１９８４年１２月Ｂｅ１ｌ　Ｓｙｓｔｅｍ、　＝Ｂｅｌｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｐｕｂｌｉｃ　５ｗ１ｔｃｈｅｄ　Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ　５ｅｒｖｆｃｅＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｃｒ１ｔｅｒｉａ　Ｆｏｒ　Ｄｏｍｅｓｔｉｃ　Ｐｕｂｌｉｃ　Ｌａｎｄ　ＭｏｂｉｌｅＲａｄｉｏ　５ｅｒｖｉｃｅ、　Ｄｏｍｅｓｔｉｃ　Ｐｕｂｌｉｃ　ＣｅｌｌｕｌａｒＴｅ１ｅｃｏａ＋ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　５ｅｒｖｉｃｅ、　ａｎｄ　Ｍａｒｉｔｊｍｅ　Ｒａｄｉｏ　５ｅｒｖｉｃｅ’。

Ｂｅ１ｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、Ｎｏ、３２６−１９８７　、１９８１年１２月Ｂｅ１（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、　’Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＡｎａｌｏｇＶｏｉｃｅｂａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｆａｃ６Ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　Ｂｅ１ｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｌｏｃａｌ　ＥｘｃｈａｎｇｅＬｉｎｅｓ　ａｎｄ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ’、　Ｎｏ、　３２６−１２５．１９８３年１月Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ、　”Ｅｌ＾５ｔａｎｄａｒｄ、　Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ　ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＷｉｔｈ　Ｌｏｏｐ　Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ　Ｐａｒ　Ｖｏｉｃｅｂａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ’ 、　ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ、　ｌ５ｓｕｅｌ、　Ｒ３−４７０，１９８１年１月Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ、　’ＥＩＡ　５ｔａｎｄａｒｄ、　Ｐｒ１ｖａｔｅ　ＢｒａｎｃｈＥｘｃｈａｎｇｅ　（ＰＢＸ）　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｆｏｒ　Ｖｏｉｃｅｂａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”。

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ　、Ｒ５−４６４，１９７９年１２月以下に示す３つの文献は、本発明の好ましい実施例において構成要素３６として使用されるゴーツエルプロセッサを開示している。

Ｈａｒｔｕｎｇ　ｅｔ　ａｌ、、”Ｄｕａｌ−Ｔｏｎｅ　Ｍｕｌｔｉｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｒｅｃｅｉｖｅｒ　Ｕｓｉｎｇｔｈｅ　ＶＩＥ　ＤＳＰ３２　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ”、　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ＆　Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｎｏｔｅ。

０ｐｐｅｎｈｅｉｎ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、　Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａａｌｎｃ、　、第２８７ページないし第２８９ページ（１９７５年）Ｍｏｃｋ、　”Ａｄｄ　ＤＴＭＦ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｃｏｄｉｎｇ　ｔｏ　ＤＳＰ　ｕＰ　ｄｅｓｉｇｎｓ ’　。

Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　７ＭＳ３２０　Ｆａｍｉｌｙ。

Ｖｏｌ、　１．Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、第５４５ページないし第５５７ページ（１９８９年）以下に示す２つの文献は、当該技術分野で使われているＤＴＭＦシステムを開示している。

Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ａｎａｌｏｇ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　）ｌａｎｄｂｏｏｋ、　Ｍｉｔｅｌ　Ｃｏｒ−ｐＯｒａｔｉＯｎ、第３− ２７ページないし第３−３３ページ（１９９０年）。該文献には、再構成不可能なりＴＭＰ検出器が開示されている。

Ｂｏｓｔｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏｉｃｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ’ｓ、”Ｂ、ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｊｏｎ’、　ＡＣＣＥＳＳ”　ＳεＲＴＥＲ５Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｍａｎｕａｌ、第Ｂ−１ページないし第２８７ページ。該文献の第Ｂ−８ページには、音声検出可能最少期間は１６ａ＋ｓｅｃから１００ｏ＋ｓｅｃの間で再構成可能である旨が開示されているが、他の特性が再構成可能であるという示唆や、音声検出可能最少期間がモード間で再構成可能であるという示唆は一切ない。本発明では、たった１つの特性ではなく１６もの特性が再構成可能である。即ち、各特性は４つの動作モード間で再構成可能であり、よって、合計６４の再構成可能なパラメータが使用できる。

発明の概要本発明はリアルタイムデジタル通話システム（１０）においてＤＴＭＦ信号を検出するための装置及び方法に関する。入力信号（１１，１２）はＤＴＭＦ信号、オーディオ、ビデオ、データ及び／またはノイズを含んでいる。決定手段（３７）はＤＴＭＰ信号が入力信号（１１，１２）上に存在するかを判断し、入力として入力信号（１１，１２）と入力信号（１１，１２）の複数の特性を表す（構成要素３８に格納された）パラメータ群とを取り込む。パラメータはすべてユーザーによって再構成可能であり、これによってトークオフ効果が最小限に抑えられて非標準電話器（１３，１４）のデジタル通話システム（１０）での使用が可能となる。

図面の簡単な説明本発明のこれらの目的や他の目的、特徴は以下の詳細な説明とこれに対応する以下の図面からより明らかになるであろう。

第１図は、（ブツシュボタン式電話機のブツシュボタンなどのような）従来のＤＴＭＦ端末のマトリクスにおいてＤＴＭＦ周波数対が各キーに対応している様子を示す図、第２図は、最少受信期間のＤＴＭＦ音声に重ねた本発明の好ましい実施例にかかるデジタルサンプリングフレームを示すタイミングチャート、第３図は、本発明の動作環境を示したシステムレベルの模式図、第４図は、本発明の好ましい実施例に係る各デジタル信号プロセッサ３１内の主要機能モジュールを示す模式図、第５８ないし第５ｄ図は、第４図の模式図の様々なモジュールでの処理工程におけるＤＴＭＦ桁ｌをアナログで表現した図、第６図は、好ましい実施例に係るヒユーリスティックスエンジン３７の動作状態を示す図である。

詳細な説明現代のデジタル通話システムの要となるのは以下の説明においてマスターコンピュータＩＯとして説明されるようなコンピュータである。その様なコンピュータの１例がＤｉｇｉｔａｌ　５ｏｕｎｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのパンフレット “ＤＳＣ２０００Ｖｏｉｃｅ　５ｅｒｖｅｒ”　：　Ｔｈｅ　Ｆａｓｔ　Ｔｒａｃｋ　ｔｏ　Ｄｉｇｊ−ｔａｌ　Ｖｏｉｃｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”に開示されており、該文献を本発明の従来技術として引用する。マスターコンピュータｌＯとの主なインターフェース手段は、例えば電話機１３．１４のブツシュボタンキーを押すことによって生成されるＤＴＭＦ　（デュアルトーンマルチフリクエンシー）信号である。各ＤＴＭＦ桁は２つの正弦信号コンポーネントの組み合わせからなる。ＤＴＭＦキーは、一般的には、第１図に示すように４列×３行または４列×４行のマトリクス状に配置される。マトリクスの各交点でＤＴＭＦ桁を定義する２つの周波数コンポーネントが特定される。上述したように、ベル研究所と電子工業会の文献によれば、桁に関する多数の基準を有効ＤＴＭＦ桁として登録する必要がある。

ＤＴＭＦ検出条件は十分に特定されているが、実用的ではない。市場には、特定された特性のうちある１つの特性や複数の特性を満足しない電話機１３．１４が多数存在する。その様な電話機１３．１４をデジタル通話センター１０に接続した場合、動作不良がしばしば発生する。

例えば、ねじれ仕様を越える電話機１３．１４では、ブツシュボタンキーを押してもボタンの押印が認識されない。

他の動作不良としては、トークオフモードが挙げられる。トークオフはマスターコンピュータｌＯが音声信号やノイズなどの非ＤＴＭＰ信号をＤＴＭＦ桁と誤認した場合に発生する。その結果、デジタル通話センターｌＯが誤動作してしまう。検出器のトークオフに対する許容限度は、検出器のトークオフに対する感受性を判定するＢｅｌ　１ｃｏｒｅのＤＴＭＰ　Ｄｉｇｉｔ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｔｅ５ｔ　Ｔａｐｅを使って決定可能である。本発明では、パラメータについては、トークオフを最小限に抑えるために、例えば、（４０ｍ５ｅｃから５１ｍ５ｅｃへの増加に対応して）［必要フレームオン」を３から４に増加させるなどの変更が可能である。

本発明の目的は、ＤＴＭＰの認識を配設された特定の電話機１３．１４に応じて変更可能で再構成可能な、パラメータ化されたＤＴＭＦ検出器を得ることである。再構成可能に構成することにより、本発明では他の設置場所ｌＯへの配設に関係なくある設置場所ｌＯに非標準の電話機１３、１４を収容させるために必要な修正処理を行うことが可能である。

ところで、ＤＴＭＦ桁を表現する信号特性としては多数の異なる信号特性があることを知るのは重要である。これらの特性は２つの周波数の絶対振幅、公称周波数からの偏差、低域と高域との間のピーク振幅の差、帯域外エネルギー、フレーム間の振幅の一貫性、期間に関係している。本発明では、１６の特性が用いられ、各特性は４モ一ド間で変更可能であるので合計６４の再構成可能なパラメータが用いられる。このように再構成可能に構成することにより、現場の支援技師はＤＴＭＦ認識環境ｌＯを変更することができる。

本発明で使用される１６の特性は以下のように定義されている。各特性について、本明細書で後述するテストに照らして理解するようにすれば、各定義の意味はより明確となろう。

ａｂｓａ＋−公称ＤＴＭＦ信号のｄａｍ単位での絶対振幅ｄｅｌｔ＆−フレーム間で各ＤＦＴ　（離散フーリエ変換）が状態ｌの初期値に基づいて維持される、ｄＢ単位でのレンジ（許容範囲）ｆｄｉ−周波数偏差指数。０．　１．　２の時、実際の振幅ピークと公称ＤＴＭＰ振幅ピークとの間の偏差はそれぞれ２％、２．５％、３％である。

ｈ２１を一部から低へのｄＢ単位でのねじれ。即ち、高域ピークの方が大きい場合の高域振幅ピークと低域振幅ピークとの間の差１２ｈｔ−低から高へのｄＢ単位でのねじれ。即ち、低域ピークの方が大きい場合の低域振幅ピークと高域振幅ピークとの間の差Ｃ０ｎ５−フレーム間のｄＢ単位での一貫性、正規化ＤＦＴ振幅のフレーム間の一貫性が測定される。

ｒｆｏｎ−必要フレームオン。実際のＤＴＭＦ信号であるという判断を下すために、候補ＤＴＭＦ信号が存在しなければならない全フレームの数を表す正の整数。

ｒｆｏｆｆ−必要フレームオフ。ＤＴＭＦ信号が実際のＤＴＭＦ信号ではないという判断を下すために、候補ＤＴＭＦ信号が存在してはならない全フレームの数を表す正の整数。

ｅｃｈｏＯ−エコーテスト０のしきい値を表すｄＢＩ１１単位での絶対値ｅｆｌＯ−エコーテスト０のためのｄＢ単位でのエコーファクターロー。

候補ＤＴＭＦ信号の振幅は、エコーテスト０での比較において必ずエコーファクターロー以上分だけ他の信号より大きくなければならない。

ｅｆｈＯ−エコーテスト０のためのｄＢ単位でのエコーファクターハイ。

候補ＤＴＭＦ信号の振幅は、エコーテスト０での比較において必ずエコーファクターハイ以上分だけ他の信号の振幅より大きくなければならない。

ｅｆｘＯ−エコーテスト０のためのｄＢ単位でのエコーファクタ−Ｘ０候補ＤＴＭＦ信号の振幅は、エコーテスト０での比較において必ずエコーファクターＸ以上分だけ他の信号より大きくなければならない。

ｅｃｈｏｌ−エコーテスト１のしきい値を表すｄＢａ＋単位での絶対値ｅｆｌｌ −エコーテストｌのためのｄＢ単位でのエコーファクターロー。

候補ＤＴＭＦ信号の振幅は、エコーテストｌでの比較において必ずエコーファクターロー以上分だけ他の信号より大きくなければならない。

ｅｆｈｌ−エコーテストｌのためのｄＢ単位でのエコーファクターハイ。

候補ＤＴＭＦ信号の振幅は、エコーテスト１での比較において必ずエコーファクターハイ以上分だけ他の信号の振幅より大きくなければならない。

ｅｆｘｌ−エコーテスト１のためのｄＢ単位でのエコーファクターｘ０候補ＤＴＭＦ信号の振幅は、エコーテストｌでの比較において必ずエコーファクターＸ以上分だけ他の信号より大きくなければならない。

図に示したデジタル通話システム１０においては４つの動作モードがあり、各動作モードの定義は以下のとおりである。

１、　デフォルトモード　マイクロプロセッサ２１がメツセージファイル２２への書き込みもファイル２２からのプレイも行っていない場合のモード。メツセージファイル２２は、例えば、ハードディスク上のデジタル記憶領域であり、デジタルメツセージがマイクロプロセッサ２１によって格納される。メツセージファイル２２にはオーディオ、データ、ビデオやこれらの組み合わせが格納される。

２　記録モード−マイクロプロセッサ２１がメツセージファイル２２に情報を記録するときのモード中（ユーザー１３．１４への再送信）のモード。未処理のメツセージファイル２２とは、外部ソースから電話線ＩＩ、　＋２を経て入力され、後で破壊されるメツセージである。図の実施例では、メツセージファイル２２は、Ｄｉｇｉｔａｌ　５ｏｕｎｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎがリアルタイムデータ処理のために特別に開発した“Ｕｎｉｖｏｘ””オペレーティングシステム内のユエックスタイプノファイルである。Ｕｎｉｖｏｘ”は、Ａａ＋ｅｒｉｃａｎ　Ｔｅ１ｅｐ−ｈｏｎｅ　＆　Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ　Ｃｏ、のユニツクスジステムＶリリース３との間に完全な互換性を有する。

ブト）、即ち定義済みメツセージのプレイ中モード。プロンプト２２についてはトークオフ感受性を前もってテストできる。これは未処理のメツセージファイル２２については不可能であり、これがメツセージモードとプロンプトモードを区別する第１の理由である。

メツセージモードとプロンプトモードを区別する第２の理由は。

２線回路１１．１２上のプロンプトにわたって（最少で一３６ｄＢｍレベルをこ近い）長距離ＤＴＩＪＦ桁を認識することができるようにするためである。

電話アナログ電子分野では、４線から２線への変換を行う場合に１よ必ず出発信号の一部が入力信号にエコーとして戻ってくる。その結果、入力信号の質が低下してしまい、桁にエラーが発生してしまう。

プロンプト２２がトークオフを起こさないということがテストできるので、質の悪いＤＴＭＦの取り込みが可能となるようにコンピュータＩＯを再構成してプロンプトモードにおけるＤＴＭＦ認識動作を改善することができる。したがって、ＤＴＭＰ検出器ｌＯをその動作モードに応じて再構成可能とすることが重要である。

本実施例では、６４のパラメータのそれぞれについて、ＤＴＭＦコンフコンフィギユレーションハブれる標準コンフィギユレーション群が経験的に生成され、ＲＡＭ３８に格納される（第４図）。各ノ１ブは、大多数の装置ｌＯの要求を満足するデフォルトパラメータ群を持っている。他のパラメータ群は典型的な問題であるところのシングルポイント不良を取り扱う。例えば、ＰＢＸ（構内交換機）電話システムでは、すべての有効ＤＴＭＦ信号がねじれテスト（マイナス８ｄＢの負のねじれとプラス４ｄＢの正のねじれ）で不合格となる可能性がある。システム１０の伝達機能によって信号が変化して有効ＤＴＭＦがテストに不合格となってしまうのである。そこで、ねじれパラメータの特定のパラメータ群をこのシステムＩＯに用いればこの不良を是正することができる。また、他の例としては、顧客がトークオフを起こしやすい個人電話機１３．１４を多数持つ場合である。トークオフの主な原因は、ベル研究所と電子工業会の４０ｍ５ｅｃ期間の仕様が短すぎることである。

トークオフを完全に解消することは不可能であるが、トークオフの可能性が高い場合に顧客がＤＴＭＦ桁を有効化するための最少期間を長く設定できるようにすれば、音声に似たＤＴＭＦの発生回数を低減することができる。トレードオフは、有効ＤＴＭＦ桁の入力に時間がかかるという点である。

パラメータを改変する場合のトレードオフは常にトークオフである。もしパラメータを非標準のハード１３．１４に適合するようにゆるくすれば、トークオフの発生が多くなる。

以下の表１は、４つのモードのそれぞれにおける１６の特性の各々に対する６４のデフォルトパラメータ群を示している。

表■ デフォルトパラメータｅｃｈｏＯｅｆｌＯｅｆｈＯｅｆ、ｘＯｅｃｈｏｌ　ｅｆｌｌ　ｅｆｈｌ　ｅｆｘｌデフォルトパラメータは、完全にベル研究所と電子工業会の仕様通りのパラメータである。再構成は、設置場所１０で特定の分析を行った後ではじめて行うようにする。装置１０内の特定の異常を修正するために新たなパラメータが必要な場合、不都合がなければ、新たなパラメータはベル研究所と電子工業会の仕様通りでなくてもよい。

第３図かられかるように、コンピュータ１ｏは、システム制御２ｏと、ラインインターフェース制御（ＬＩＣ）３０と、ラインインターフェースモジュール（ＬＩＭ）４０とを備えている。アナログ電話線１１はユーザー電話機１３をＬＩＭ４０に接続する。アナログ信号はＬＩＭ４０内に設けられたローパスフィルター４１を通される。フィルター４１はエイリアシング防止フィルターとして機能する。即ち、ナイキストウィンドウ外の高周波を除去する働きをする。フィルタリングされた信号は、やはりＬＩＭ４０内に設けられたアナログ／デジタル変換器４２に送られる。

本実施例では、Ａ／Ｄ変換器４２内でのサンプリング速度は８０００Ｈｚである。最も高い公称ＤＴＭＦ周波数が１６３３Ｈｚであってもサンプリング速度はこのように比較的早い速度とされるが、これは、この時点では信号にＤＴＭＰ信号以外の信号、例えば声などが含まれており、また、ナイキスト基準によればデジタルサンプリング周波数は少なくともアナログ周波数の２倍でなければならないからである。

Ａ／Ｄ変換器４２の出力としては、２５６レベル（８ビツト）のデジタル信号が得られ、この信号はバス１６から１Ｊｃ３０へと与えられる。

時分割多重（ＴＤＭ）技術を用いて、バス１６で複数の電話機ユーザー１３゜１４を同時に取り扱う。ＬｒＣ３０に入力されたデータはＣ０ＤＥＩＣまたは、ＰＣＭ　Ａ−Ｌａ冑またはＭｕ−Ｌａｗ標準に準じて符号化されなければならない。

本発明はアナログ電話線１１と同様デジタル電話線１２にも対応可能である。この場合、電話機ユーザー１４はＴＩＩＪＭ（ラインインターフェースモジュール）４３およびＴＤＭバス１６を介してデジタル電話線１２からＬｒＣ３０へと通信を行う。

システム制御！＋２０はマイクロプロセッサ２１を備えており、本実施例ではマイクロプロセッサ２Ｉとしてはユニックスオペレーティングシステム上で走るＩｎｔｅｌの８０３８６マイクロプロセツサを使用している。

システム制御２０は、マルチパス１５を介してしｆｃ３０および［、ｒＭ　４０と２方向通信を行う。

ＬｒＣ５０も同様にＩｎｔｅｌの８０３８６マイクロプロセツサ３２と、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）群３１とを備えている。実施例では、ＤＳＰ３１は８個であり、それぞれが２本から３本の電話線ＩＩ、　１２をサポートできるようになっている。各ＤＳＰ３１は好ましくはＴｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（７）ＴＭＳ３２０Ｃ２５テある。電話線１１．１２（７）本数が少ない場合＋：　ｌ；！ＴＭＳ３２０１０を用いてもよい。

第４図に図示するように、各デジタル信号プロセッサ３１内にはモジュール（典型的にはソフトウェアを備えたＲＡＭ）群が設けられており、システム制御２０の制御下で一連の処理が行われる。

第２図は期間が４０ｍ５ｅｃの公称ＤＴＭＦ音声に重ね合わされたフレーム群を図示している。フレームとは、一連のフーリエ変換がゴーツェル変換モジュール３６によって行われるサンプリングインターバルである。ベル研究所と電子工業会の仕様書によれば、候補ＤＴＭＦ信号の期間が２３ｍ５ｅｃより短ければその信号を使用してはならず、期間が４０ｍ５ｅｃを越えれば使用しなければならず、期間が２３ａ＋ｓｅｃから４０ｍ５ｅｃの間であれば信号を使用しなくてもよい。フレーム長の選択にあたっては時間分解能と周波数分解能の間にトレードオフ関係が存在する。

フレーム長を長くすれば第２図に示すように周波数決定精度は向上するものの時間分解能が低下し、フレーム長を短くすればその逆の結果になる。本実施例では、サンプリング速度が８　ＫＨｚで各フレーム内に９０のサンプリングポイントを設けているので、フレームは１１、２５ｍ５ｅｃである。これにより、最低限の時間仕様を順守するのに十分な時間分解能を確保しつつ周波数が偏位したＤＴＭＦを処理するのに十分な周波数分解能を確保できる。ダウンサンプリングモジュール３５がダウンサンプリングを行うので、ゴーツェル変換モジュール３６では４５ポイントしか処理されない。

ＤＳＰ３１では固定小数点数演算が行われるので、スケーリングモジュール３２が必要である。スケーリングモジュール３２は、ＤＳＰ３１のレジスタ長を全部使って演算精度を最大限向上させる。モジュール３２は大きな信号は変えないが、小さな信号については信号が大きくなるようにスケーリングを行い、スケーリング量に関する情報がＤＳＰ３１に格納される。第５ａ図はＤＴＭＦ桁ｌがモジュール２から出力される様子をアナログで図示した図である。最適化はこの時点で行うことかできる。つまり、入力データをフィルタリング処理の前にスケールアップするためにモジュール３２で用いられる入力データスケーリング因数が最大であれば、入力データは有効ＤＴＭＰ信号とするには弱すぎることがわかっているので、そうであれば、残りの演算とテストは実行せず、ローパスフィルター３４を初期化する。したがって、リアルタイム処理を行うために、フィルタリング中はオーバーフローチェックは行わない。

次に、信号はハミングウィンドウ３３に送られてフレームの中間部分が強調処理される。第５ｂ図はウィンドウ３３から出力されるときのデジタル信号をアナログで図示した図である。ハミングウィンドウ３３は、信号がゴーツエル変換モジュール３６によって時間領域から周波数領域に変換されたときに導入されるアーチファクトを最小限に抑えて育成分析効果を最小限に低減する働きをする。

次に、信号はエイリアシング防止フィルターとして機能する楕円ローパスフィルター３４に与えられて導入された高層波が除去される。

ここで言う高周波とは８　ＫＨｚから４　ＫＦＩｚと再定義された周波数である。こうして再定義を行うのは、この時点では声などのような高周波信号ではなく候補ＤＴＭＦ信号のみを処理するからである。サンプリング速度が４　ＫＨｚであれば、８　ＫＨｚのサンプリング速度で処理するよりも迅速な処理が可能である。ローパスフィルターの仕様はバスバンドにおけるフィルター３４の効果をできるだけ抑えることができるように、即ち、バスバンドリプルを最小限に抑えることができるように変更される。

ダウンサンプリングモジュール３５による高周波の再定義処理はデジタルデータ列内でポイントをひとつおきに選択し、非選択ポイントを除去することによって行われる。こうして各フレームには４５のデータポイントが残される。ダウンサンプリングの前に、データをスケールダウンしておいてゴーフェル演算中のオーバーフローを防止するようにしてもよい。

次に、信号はゴーツエル変換モジュール３６に入力される。ゴーツェル変換モジュール３６の機能は明細書の「背景技術Ｊにおいて述べた通りである。ゴーツエル変換フーリエ変換を所定の１６の周波数ポイントで行うのと等価である。周波数がこのように比較的低いので、ゴーツエル変換は高速フーリエ変換よりも正確である。第５ｃ図はモジュール３６のフーリエ変換部分の変換結果をアナログで図示した図であり、＊５ｄ図はゴーツエル変換モジュール３６の出力、つまり、１６の周波数に対するＤＰＴ（離散フーリエ変換）振幅群を示している。

周波数とは、８つの公称ＤＴＭＰ周波数と、上述した４つの周波数と、以下に記載する２つの振幅ピークと、４つの他のテスト周波数である。［振幅ビークＪとは、一方が低域（６９７Ｈｚから９４１）ＩＺ）で他方が高域（＋２０９１（Ｚから１６３３Ｈｚ）のそれぞれが大きな振幅を持つ２つのＤＦＴである。これが候補ＤＴＭＦ信号となる。低域からの信号は低域ピークとして、高域からの信号は高域ピークとして知られている。同様に、２つの候補ＤＴＭＰ信号、したがって候補ＤＴＭＦ桁を表す２つの指数がゴーツエルモジュール３６から出力される。

各フレームに対して、８個のＤＴＭＰ桁コンポーネントに対する公称周波数でのＤＦＴ　ｔｒｉ幅（９６７Ｈｚ　、７７０Ｈｚ　、８５２Ｈｚ　、　９４１Ｈｚ　、　１２０９Ｈｚ、１３３６Ｈｚ、　１４７７Ｈｚ、　１６３３Ｈｚ）は４５個のデータポイント配列上で演算される。これらのデータポイントから高域ピークと低域ピークとが決定される。そして、周波偏位周波数がゴーツェル係数テーブルから算出される。

次のステップでは、テストＤＦＴ振幅が演算される。これらのポイント（３１０Ｈｚ、４１０Ｈｚ　、　５１０Ｈｚ　５Ｆ０７５Ｈｚ）での周波数は、２０００Ｈｚ帯域に残された周波数「ビンＪをできるだけ多くカバーすることができるように、また、相互間の依存関係（ハーモニック関係）ができるだけ小さくなるように選択される。後述するように、これらのテストポイントはヒユーリスティックステストでは重要な役割を果たしている。

正規化および非正規化ＤＦＴ値がヒユーリスティックスエンジン３７で用いられる。正規化ＤＦＴ値は、スケーリングに関係なく、絶対値が必要であるときはいつも、モしてスケーリング因数が異なっていてもデータをフレーム間で比較する必要があるときに、用いられる。

正規化ＤＦＴは演算に用いられたスケーリングを表しており、物理的電圧レベルに対応している。これら正規化ＤＦＴ値によって、対数ダイナミックレンジの大きくかつ高い振幅分解能が得られる。

非正規化ＤＦＴは、精度が一貫性よりもより重要であるときに用いられる内部数値である。スケーリングと再帰演算のために、非正規化ＤＦＴは０から４００の間の範囲内である。

１６個の（正規化および非正規化）　ＤＦＴ振幅と２つの指数は、ＲＡＭ３８に格納された６４個の再構成可能なパラメータに即してヒユーリスティックスエンジン３７に与えられる。ヒユーリスティックスエンジン３７は候補ＤＴＭＦ桁が本当に実際のＤＴＭＦ桁であるかどうか、そうであればどれが実際のＤＴＭＦ桁であるのかを判断する。判断結果はシステム制御２０に入力され、ＤＴＭＰ桁に基づいてシステム制御２０が適切な動作を行う。

ヒユーリスティックスは、所定のテストに対してプール値を戻す複数のルーチン群を主として備えている。これらのプール値はステートマシンを駆動する。例えば、第６図の右上のステート０から始まって、もしテストａ、ｆ、ｔのうちのいずれかが不合格となればステートは０のままとなる。もし、テストａ、ｆ、ｔがいずれも合格であればステート１が入力される。ステートマシンは、各ステートにおいて出力ＤＴＭＦ桁の現状態を出力することによって、最低信号期間などの時間ヒユーリスティックスのうちのほとんどを処理する。

ステート模式図（第６図）によれば、遷移は各分析フレームの終了毎に起こっており、第６図に示すようにステート特定テストのみがステートマシンに影響を及ぼす。

６４個の初期パラメータからは許容不可能なトークオフレベルが生成されるか、もしくはシステムｌＯの誤動作が引き起こされる。そこで、ＲＡＭ３８の内容を変更して、特定の電話機１３．１４に適合するようにパラメータの一部あるいは全部が再構成される。これはマイクロプロセッサ２１からユニツクスジエルスクリプトを走らせることによって実行される。

本実施例では、ＤＴは、マイクロプロセッサ２１によって駆動されるユニックスＤＴＭＦ検出モジュールの名前である。ＤＴ−ユニットはＤＴ存効ＤＴＭＦ桁が入力データ列１１．１２内に存在するかが決定される。

ヒユーリスティックスエンジン３７によって実行されるテストの定義は次のとおりである。テストはすべて１１．２５ｍ５ｅｃのフレーム内で実行される。第６図に示すように、一部のテスト結果は何度も使用絶対振幅テストは低域ピーク振幅と高域ピーク振幅とが絶対振幅しきい値ａｂｓｍよりも大きいかどうかをチェックするテストである。

表１かられかるように、全モードにおけるａｂｓｍのデフォルト値は一３６ｄＢｍである。さらに、いったんステート（Ｓｌ）になってしまえば、全分析フレームのみが処理される（即ち、入力信号１１．１２の非同期特性がもはや重要でなくなるまで入力信号が十分に能動化され：データポイント群全体が、最初のフレームと最後のフレームを除く各フレームに関して分析される）。したがって、絶対振幅テストに合格するためには、すべてのＤＰＴ振幅が、ステートｌでの初期値の特定の許容範囲デルタ内になければならない。全モードにおけるデルタのデフォルト値は９ｄＢである。ＤＰＴは絶対しきい値に対してだけでなくフレーム間でも比較されるので、絶対振幅テストには正規化ＤＦＴ振幅が用いられる。

周波数偏位テスト周波数偏位テストは、低域および高域ビーク振域が偏位していないことを確認するために行われる。ベル研究所と電子工業会の仕様によれば、ＤＴＭＦ周波数は周波数偏位が１．５％以下であれば用い、３．５％以上であれは用いられない。

このテストでは、十／−４，０，５，０または６．０％だけ公称値からずれたテスト周波数での振幅がチェックされる。これらの値はそれぞれ２．０．２．５および３．０％の拒絶しきい値に対応しており、これらすべては１．５から３．５％の限度範囲内である。例えば、マイナス４％の公称周波数の振幅が公称周波数の振幅よりも大きければ、実際のピークの周波数が公称周波数マイナス２％だけ小さいことがわかる。このように選択することによって、ヒユーリスティックスのパラメータ化が可能となり、実際の世界環境への対応が可能となる。全モードについてのｆｄｉのデフォルト値はゼロであり、これは２．０％の拒絶しきい値に対応している。このテストでは現フレーム（スケール値定数）のみが処理されて比較処理は相対的であるために、非正規化ＤＦＴ振輻振幅いて相対精度を最大限向上させるようにしている。

ねじれテストねじれとは、低域及び高域ピークの間の周波数差である。正常ねじれ（ｈ２１ｔ）は高域ピーク振幅の方が大きいときの振幅差であり、逆ねじれ（１２ｈｔ）とはその逆のときの振幅差である。ねじれ値は相対的な値であり、現フレームのみが考慮される。したがって、非正規化ＤＦＴ値がこのテストには使用される。ベル研究所と電子工業会の仕様によれば、正常ねじれは４．０ｄＢまで許容してよく、逆ねじれに関しては８．０ｄＢまで許容してよい。表１かられかるように、ねじれ値は仕様書の最低条件以上となっている。

エコーテストエコーテストはトークオフを最小に抑えるためにバンドエネルギー外で行うテストである。このテストでは、他の６つのＤＴＭＦ公称周波数および４つのテスト周波数におけるＤＰＴ振幅に対しての低域および高域ピーク振幅がチェックされる。ウィンドウの大きさが１１、２５ｍ５ｅｃであるという分析上の限定のために、任意のＤＦＴ振幅に関する分析ローブは非常に大きくなっている（−３０ｄＢ−ポイント帯域幅３２０Ｈｚ）。したがって、隣接する公称ＤＴＭＦｊＮ波数コンポーネント間の相対周波数差が、エコー因数（ｅｆｌＯｌｅｆｈＯ，ｅｆｘｏ、ｅｆｌｌ、　ｅｆｈｌ、６ｆｘｌ）の演算にあたって考慮される。これらのエコー因数は、低域または高域ピーク振幅と他のＤＦＴ振幅との間のｄＢ比である。エコーテストは低域および高域ピーク振幅がいずれもエコーしきい値ｅｃｈｏ。

およびｅｃｈｏｌ　よりも大きい場合に限って行われる。このテストでは、低ピークに対する低域公称周波数（低ピークを除く）のチェックが行われ、次に、高ピークに対する高域公称周波数（高ピークを除く）のチェックが行われ、最後に、低ピークと高ピークがテスト周波数と比較される。もしいずれかの非ピーク値が、ピーク値から特定のエコー因数を引いたものよりも大きければテスト不合格であり、現フレームが「音声に似ている」と判断される。比較はすべて相対的であり、同じ分析フレーム内で行われるので、非正規化ＤＦＴ値が用いられる。トークオフに対する感受性を最小限に抑えたいと欲するモード（例えば記録モード）では、比較的大きいエコー因数が用いられ、「トークオフに強い」と考えられるモード（例えばプロンプトモード）では比較的小さいエコー因数が使用される。

エコーテストはエコーテストＯとエコーテスト１の２段階に分けて行われる。パラメータｅｃｈｏＯ、ｅｆｌＯｌｅｆｈｏおよびｅｆＸＯはエコーテスト０で用いられ、パラメータｅｃｈｏｌ　、　ｅｆｌｌ、　ｅｆｈｌおよびｅｆｘｌはエコーテストｌで用いられる。

まず、エコーテスト０が実行される。低域ピークの振幅がｅｃｈｏＯと比較されて、もしｅｃｈｏＯ以上であればテストのこの部分は合格と判断されてテストの次の部分に進む。低域ピークの振幅がｅｃｈｏＯよりも小さければ、エコーテスト０の残りの部分は実行されない。即ち、エコーテスト０は合格と判断される。

エコーテスト０を続行する場合は、低域ピークの振幅は次に３つおきの低域ＤＴＭＰ周波数の振幅と比較される。いずれかの方向において最も近い周波数との比較を行うためにｅｆｌＯが用いられる。２つの周波数ビンによる周波数オフセットをめるために、ｅｆｈｏがその比較用として用いられる。いずれの場合においても、候補ＤＴＭＰ信号の振幅の他の信号の振幅に対する比が、対応のエコー因数以上でなければテストに合格することができない。

次に高域ピークの振幅が他の高域周波数の振幅と比較される。高帯域内では周波数同士が大きく離れているので、ｅｆｌＯはこの比較作業にあたっては使用されず、いずれかの方向における最も近い周波数との比較を行うためにｅｆｈｏが、また、他の比較作業を行うためにｅｆｘＯが用いられる。ここでも、高域ピークの振幅の他のＤＰＴ振輻振幅する比が対応のエコー因数以上でなければテストのこの部分に合格することができない。

次に、１０７５Ｈｚのテスト周波数でＤＦＴとの比較が行われる。もし低域ピークが９４１Ｈ２で高域ピークが１２０９Ｈｚではないなら、低域ピーク振幅がｅｆｈｏを用いて１０７５Ｈｚの振幅と比較される。高域ピークが工２０９Ｈｚで低域ピークが９４１）１ｚではないなら、高域ピークの振幅がｅｆｈＯを用いて１０７５１（ｚの振幅と比較される。低域ピークが９４１Ｈｚで高域ピークが１２０９Ｈｚであれば、１０７５Ｈｚでの振幅に対する比較は行われず、テストのこの部分に自動的に合格する。次に、低域ピークと、１０７５）１ｚ以外の３つのテスト周波数のそれぞれとの比較がｅｆｘｏを用いて行われる。最後に、さらに３つ以上の比較作業が行われる。即ち、高域ピークと、１０７５）１ｚ以外の３つのテスト周波数のそれぞれとの比較作業がｅｆｘＯを用いて行われる。

上記のテストにすべて合格すれば、エコーテスト０に合格したことになり、エコーテストｌが実行される。エコーテストＩは、使用するパラメータがｅｃｈｏｌ　、　ｅｆｌｌｌｅｆｈｌおよびｅｆｘｌである点を除いてエコーテスト０と全く同様である。

エコーテストＯおよび１での比較テストにすべて合格すれば、エコーテストが終了する。

一貫性テスト一貫性テストでは、フレーム間のＤＰＴ振幅が特定の範囲内、すなわちＣ０ｎ５内にあるかどうかが判断さる。比較作業は複数の分析フレームにまたがって行われるので、このテストでは正規化ＤＦＴ振幅が用いられる。ベル研究所と電子工業会の仕様書によれば、パルスは、もし期間が少なくとも４０ａ＋ｓｅｃであればこれを許容し、２３ｍ５ｅｃより短ければこれを拒絶し、ｃａｎｓの範囲は１．１ｄＢから５．４ｄＢの範囲と定められている。これらの数値は、最悪の場合のフレームサンプリングによる最悪の場合の分析に基づいてめられており、フレームの一部の大きさが最小許容限度である８、　７５０ｍ５ｅｃから最大拒絶ケースである５、　８７５ｍ５ｅｃにまたがっている場合を想定している。全モードに対するｃｏｎｓのデフォルト値は３．０ｄＢである。

時間テスト時間テストでは、低域および高域ピークがフレーム境界を越えて一定であるかどうかが判断される。ピークが列内においてｆｒｏｎ回であれば有効、ピークが列内においてｒｆｏｆｆ回なければ存在しない、と判断される。

以上、好ましい実施例の動作について説明してきたが、これはなんら発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、本発明の精神と範囲から逸脱することなく本発明は他のいろいろな形で実行することができる。

ハミングウィンドウ３３の後補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成５年７月２３日

Claims

【特許請求の範囲】

１．デジタル通話システム内でＤＴＭＦ信号を検出するための装置であって、該装置は、ＤＴＭＦ信号、オーディオ、ビデオ、データおよびノイズからなるアイテム群からのアイテムを含む入力信号と、ＤＴＭＦ信号が前記入力信号上に存在するかどうかを決定するための手段であって、前記入力信号と、デジタル通話システムの複数の動作モードに対応する入力信号の複数の特性を表現する格納パラメータセットとを入力として有する手段と、からなり、前記パラメータがすべて再構成可能であることを特徴とした装置。
２．請求項１に記載の装置であって、前記入力信号がアナログであることを特徴とした装置。
３．請求項１に記載の装置であって、前記入力信号がデジタルで、前記装置がさらに、該入力信号と前記決定手段との間にアナログ／デジタル変換器を備えることを特徴とする装置。
４．請求項１に記載の装置であって、前記入力信号の特性群のそれぞれと、前記デジタル通話システムの複数の動作モードのそれぞれとに対して一つのパラメータが割り当てられていることを特徴とする装置。
５．請求項４に記載の装置であって、前記特性が、前記入力信号上に現れる周波数コンポーネントの絶対振幅、公称ＤＴＭＦトーンと比較される周波数の偏位、低域周波数ピークと高域周波数ピークとの間の振幅差、帯域外エネルギー、サンプリングフレーム間の振幅の一貫性、およびフレーム境界にまたがる低域および高域ピークの一貫性に関連した特性であることを特徴とした装置。
６．請求項４に記載の装置であって、動作モードが、デフォルトモード、記録モード、メッセージモードおよびプロンプトモードであることを特徴とした装置。
７．請求項１に記載の装置であって、前記決定手段が、ＤＴＭＦ信号が前記入力信号上に存在すると判断したときに、さらにＤＴＭＦ桁のうちどれが存在するのかを判断することを特徴とした装置。
８．請求項１に記載の装置であって、前記決定手段がヒューリスティックスエンジンを備え、前記パラメータは、ランダムアクセスメモリ内に格納され、前記入力信号と該ヒューリスティックスエンジンとの間に、スケーリングモジュールと、ハミングウィンドウと、ローパスフィルターと、ダウンサンプリングモジュールと、ゴーツェル変換モジュールとがこの順に設けられていることを特徴とした装置。
９．請求項１に記載の装置であって、前記決定手段が、前記入力信号に対して、絶対振幅テスト、周波数偏位テスト、ねじれテスト、エコーテスト、一貫性テストおよび時間テストを行うことを特徴とした装置。
１０．デジタル通話システムにおける、ＤＴＭＦ桁が入力信号上に現れたかどうか決定するためのコンピュータ化プロセスであって、入力信号特性のそれぞれとデジタル通話システムの複数の動作モードのそれぞれに対応するパラメータを、各該パラメータがシステムの特性に応じて変更可能なように生成するステップと、パラメータ群を用いて前記入力信号に一連のテストを行って、該入力信号がＤＴＭＦ桁を含んでいるかどうかを決定するステップと、からなるプロセス。
１１．請求項１０に記載のプロセスであって、実行すべきテストとして、絶対振幅テスト、周波数偏位テスト、ねじれテスト、エコーテスト、一貫性テストおよび時間テストを行うことを特徴としたプロセス。
１２．請求項１０に記載のプロセスであって、テストされる前記特性が、信号の絶対振幅と、フレーム間での信号の振幅の変化と、公称ＤＴＭＦ周波数と比較したときの信号の周波数偏位と、ハイからローへのテストと、ローからハイヘのねじれと、サンプリングフレーム間での信号の一貫性と、候補ＤＴＭＦ桁が存在していなければならない連続フレームの数と、候補ＤＴＭＦ桁が存在していてはならない連続フレームの数と、候補ＤＴＭＦ桁と入力信号上に存在する他のアイテムとの間の振幅の差、の中から選択されることを特徴としたプロセス。
１３．請求項１０に記載のプロセスであって、前記デジタル通話システムの動作モードがデフォルトモード、記録モード、メッセージモードおよびプロンプトモードであることを特徴としたプロセス。
１４．請求項１０に記載のプロセスであって、テストを実行する前に、ゴーツェル変換の一連の処理が前記入力信号に対して行われ、前記変換によって８つの公称ＤＴＭＦ周波数に対する振幅値群と、４つの周波偏位周波数と、４つのテスト周波数とが生成されることを特徴としたプロセス。