JPH0135559B2 - - Google Patents

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JPH0135559B2
JPH0135559B2 JP55053893A JP5389380A JPH0135559B2 JP H0135559 B2 JPH0135559 B2 JP H0135559B2 JP 55053893 A JP55053893 A JP 55053893A JP 5389380 A JP5389380 A JP 5389380A JP H0135559 B2 JPH0135559 B2 JP H0135559B2
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JP
Japan
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frequency
signal
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filter
sampling
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Takao Nishitani
Tadaharu Kato
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q1/00Details of selecting apparatus or arrangements
    • H04Q1/18Electrical details
    • H04Q1/30Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents
    • H04Q1/44Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current
    • H04Q1/444Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current with voice-band signalling frequencies
    • H04Q1/45Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current with voice-band signalling frequencies using multi-frequency signalling
    • H04Q1/453Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current with voice-band signalling frequencies using multi-frequency signalling in which m-out-of-n signalling frequencies are transmitted

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は押しボタン電話信号受信装置に関す
る。押しボタン電話のシグナリング情報受信装置
については、1978年8月発行の電子通信学会誌・
論文誌B第721頁〜第728頁に詳しく示されてい
る。押しボタン信号は低群信号697Hz、770Hz、
852Hz941Hzから1周波と高群信号1209Hz、1336
Hz、1477Hz、(1633Hz)から1周波を選択して会
計2周波で構成される。ただし、1633Hzは将来の
拡張のために保有されており、現在は使われてい
ない。通常はこの2周波以外に400Hzのダイヤ
ル・トーンが同時に入力されることがあり、また
音声が入力されることもある。このため押しボタ
ン電話信号受信装置は、実際に使用される環境条
件より、上記のダイヤル・トーンの存在の如何に
かかわりなく、また音声による誤動作を起すこと
なく、正しく2周波を検出する必要がある。第1
図aに受信すべき押しボタン電話信号の周波数成
分の1例、第7図bに受信してはいけない音声等
の信号の周波数成分の一例を示す。従来、このよ
うな押しボタン電話信号受信装置をデイジタル・
フイルタを用いて構成した例としては、前記第1
の文献中の図1に示された方法を用いるのが一般
的である。電話等で用いられる音声帯域信号は
8KHzで標本化され、パルス符号化されるのが通
常であるため、前記第1の文献の図1に示された
方式では、すべてのデイジタル・フイルタは8K
Hzで標本信号を処理する必要がある。
一般にデイジタル・フイルタが必要とする演算
量は、そのデイジタル・フイルタに入力される信
号の標本化周波数に比例する。また、フイルタの
次数は前記標本化周波数と通過帯域幅の比に逆比
例する。このためデイジタル・フイルタを用いた
システムの必要とする演算量を低減するには必要
な情報を失うことなく前記標本化周波数を低くす
ることである。
本発明の目的の音声帯域(0〜4KHz)内の低
周波部に偏在した押しボタン電話信号の検出にあ
たり、押しボタン信号の標本化周波数を低減さ
せ、必要とされるデイジタル処理演算量を低減さ
せることにある。
本発明の他の目的は、押しボタン電話信号受信
装置に必要な演算量を低減させることにより、装
置の規模、小型化及びコストおよび消費電力の傾
減化を計ることにある。
本発明の構成は、500Hzから1KHzまでの帯域に
ある予め定められた複数個の周波数(低群周波
数)のうち、1周波と1KHzから2KHzまでの帯域
にある予め定められた複数個の周波数(高群周波
数)のうちの1周波とからなる押しボタン電話信
号を受信し、デイジタル信号処理により受信信号
を識別する装置において、低群周波数帯域の信号
および高群周波数帯域の信号を抽出し、各々をベ
ースバンド(0Hzを含む周波数帯域)信号へ周波
数変換する手段と、前記周波数変換された低群信
号および高群信号のエネルギーを各々求める手段
と前記周波数変換された低群信号および高群信号
から各々前記複数個の予め定められた周波数に対
応する周波数成分エネルギーを抽出する手段と前
記低群信号および高群信号のエネルギーの大部分
が、各々の前記予め定められた複数個の周波数成
分エネルギーのいずれか一つに集中しているか否
かを判定する手段とから少なくとも構成され低群
信号および高群信号を各々低域信号へ周波数変換
することにより、周波数成分エネルギーの抽出を
行なう信号の帯域を低くし、デイジタル信号処理
量を減少させることを特徴としている。
本発明は、1976年10月AT&T社発行の技術雑
誌「ザ ベル システム テクニカル ジヤーナ
ル」(The Bell System Technical Journal)第
1069〜1085頁(以下第1の文献とする)に記載の
インテイジヤー・バンド・サンプリング
(Integer−Band Sampling)手法を多段に用い
て低群周波数帯域の信号及び高群周波数帯域信号
を低域周波数帯域に移し、標本化周波数を下げ、
演算量の低減を計つた新しい押ボタン電話信号受
信方式並びに装置を実現するものである。
次に図面を参照しながら本発明の押しボタン電
話信号受信装置について説明する。第2図は低群
周波数697Hz、770Hz、852Hz、941Hzおよび高群周
波数1209Hz、1336Hz、1477Hzを検出するものであ
り、入力端子1、第1の低減通過フイルタ2、第
1の標本化スイツチ3、第2の低減通過フイルタ
4、第2の標本化スイツチ5、第1の高域通過フ
イルタ6、第3の標本化スイツチ7、697Hz帯域
フイルタ8、770Hz帯域フイルタ9、852Hz帯域フ
イルタ10、941Hz帯域フイルタ11、第2の高
域通過フイルタ12、第4の標本化スイツチ1
3、第3の高域通過フイルタ14、第5の標本化
スイツチ15、1209Hz帯域フイルタ16、1336Hz
帯域フイルタ17、1477Hz帯域フイルタ18、エ
ネルギー計算回路20,21,22,23,2
4,25,26,27,および28,比較回路3
0,31,32,33,34,35,および3
6,判定回路40からなつている。
第2図の回路において高域通過フイルタ6,1
2および14は通過帯域が標本化周波数の1/4の
周波数以上1/2周波数までのフイルタであり、低
域通過フイルタ2および4は通過帯域が0Hzから
標本化周波数の1/4の周波数までのフイルタであ
る。高域通過フイルタ6,12および14、低域
通過フイルタ2および4帯域フイルタ8,9,1
0,11,16,17および18の設計および具
体的な回路は1975年ブレンテイス・ホール社
(Prentice−Hall Inc.)発行の既刊刊行物「ザ
デオリー アンド アプリケーシヨン オブ デ
イジタル シグナルプロセシング」(The
Theory and Applicaton of Dig−ital Signal
Processing)(以下第2の文献とする)に詳述さ
れている。
エネルギー計算回路20,21,22,23,
24,25,26,27,28は、すべて同一の
構造を持つ回路で、後程詳述する。
比較回路30,31,32,33,34,3
5,36,および判定回路400は1973年TI社
発行のTTLデータマニアル(TTL Data
Mannal)第202頁記載のマグニチユード・コン
パレータおよび第308頁記載のデコーダ回路が利
用できる。
第2図の動作を説明するため、第2図の各点に
おける信号の変化を第3図を用いながら説明す
る。いま、第3図aで示されるスペクトルを持つ
8KHz標本信号が低域通過フイルタ2を通過する
と、第3図bのごとくなり、標本化スイツチ3に
より標本周期が4KHzとなると、第3図cのよう
になる。これら一連の詳細は第2の文献に記述さ
れているので省略する。なお、第3図cには高群
周波数と低群周波数およびダイヤルトーン周波数
の位置を示している。以下、低群周波数の検出の
説明を先に説明する。標本化スイツチ3を通過し
た信号は低域通過フイルタ4により、第3図dの
ごとくなり標本化スイツチ5により標本化周波数
2KHzとなり信号は、第3図eのスペクトルを持
つようになる。
標本化スイツチ5を通過した信号は高域通過フ
イルタ6により、第3図fのごとくなり、標本化
スイツチ7により標本化周波数は1KHzとなり、
信号は第3図gのスペクトルを持つようになる。
ここで注意すべきことは、高域通過フイルタ6に
より不要なダイヤル・トーン成分が除去されるこ
と、また、第3図fに示す周波数を持つ信号を標
本化スイツチ7により再標本化すると、スペクト
ルの反転が生じ(第2の文献参照)697Hz、700
Hz、852Hz、941Hzに対応する信号は各々303Hz、
280Hz、148Hz、59Hzとなることである。
標本化スイツチ7を通過した1KHz標本化信号
は帯域フイルタ8,9,10および11の各々に
より697Hz、770Hz、852Hzおよび941Hzに対応する
303Hz成分、280Hz成分、148Hz成分、59Hz成分の
信号を抽出する。ここで帯域フイルタ8,9,1
0および第3図hのα,β,γ,δに対応する通
過帯域を持つフイルタである。
標本化スイツチ7を通過した信号、帯域フイル
タ8,9,10および11を通過した信号は各々
エネルギー計算回路20,21,22,23およ
び24により信号エネルギーを計算される。
比較回路30,31,32および33ではエネ
ルギー計算回路20で計算された低群帯域信号に
相当するエネルギーとエネルギー計算回路21,
22,23および24で計算された697Hz、770
Hz、852Hz、および941Hzに相当する各々の信号エ
ネルギーとが各々比較され低群帯域信号エネルギ
ーが押しボタン電話信号で規格化された低群周波
数のうち一つであるか、音声等の信号であるかを
エネルギーの量により比較判定される。例えば、
第1図aのスペクトルを持つ信号では、帯域通過
フイルタ8,9,10,11のうちのいずれか1
つの出力信号エネルギーと低群帯域信号エネルギ
ーは一致するが、第1図bでは一致しない。エネ
ルギー計算回路30,3132,および33の
各々の出力は、判定回路40に入力されるが、判
定回路40の動作は高群周波数の検出の説明の後
に説明を加える。
標本化スイツチ3を通過した4KHz標本周期を
持つ信号は低域通過フイルタ4に入力され、以降
低群周波数の判定までの信号処理が行なわれる
が、標本化スイツチ3を通過した信号は高域通過
フイルタ12にも入力され、高群周波数の判定
を、以下のように実行する。
標本化スイツチ3での信号スペクトルは第3図
cに示す通りであるが、高域通過フイルタ12を
通すと第3図iの様になり、さらに標本化スイツ
チ13により2KHz標本化信号とすると信号のス
ペクトルは第3図jの通りになる。ここで注意す
ることは高群周波数1209Hz、1336Hz、1477Hzに対
応する周波数は、それぞれ791Hz、664Hz、523Hz
に対応する様になることである。
標本化スイツチ13を通過した2KHz標本化信
号は高域通過フイルタ14により、第3図kのス
ペクトルを持つように変形され、標本化スイツチ
15により第3図lにスペクトルを持つ1KHz標
本化信号に変換される。ここでも再び高群周波数
に対応する周波数が変わり、1209Hz、1336Hzおよ
び1477Hzに対応する信号は209Hz、336Hz、477Hz
となり、1KHzの周波数上でのシフトが生ずる。
標本化スイツチ15を通過した1KHz標本化信
号は帯域フイルタ16,17および18で、209
Hz、336Hz、477Hzの成分が抽出される。また、こ
れ等の帯域フイルタ16,17および18を通過
した信号は各々エネルギー計算回路26,27お
よび28で信号エネルギーを計算され、別途標本
化スイツチ15を通過した信号は、エネルギー計
算回路25により高群帯域信号のエネルギーが計
算される。
高群帯域内信号エネルギーは各々の高群周波数
エネルギーと比較器34,35および36により
比較され、高群帯域内信号が高群周波数のいずれ
か1つの周波数からなつているか、もしくは音声
等の押しボタン電話信号以外かを調べる。
判定回路40では、比較器30,32,33,
34,35および36の結果を元にして697Hz、
770Hz、852Hz、941Hzから1周波、1209Hz、1336
Hz、1477Hzから1周波選択されているか否か、ま
た、この組合せよりどのボタンが押されたかを判
定する。
第4図は第2図におけるエネルギー計算回路2
0,21,22,23,24,25,26,27
および28に使用される回路の一例であり、入力
端子50、乗算器60および80、加算器70、
1語メモリ90、出力端子100、係数入力端子
110からなる。
入力信号係列を{Xi|0、1、……∞}とす
れば、時刻Tでの瞬時エネルギーは、ni=0 XT-1
定義される。しかし、Ti=0 αT-iX2 i(ただしα<1で、
α≒1)で定義してもよい。第4図は後者を実行
するものである。また、端子110にはαが入力
される。いま、時刻T−1からTへ移る時を考え
よう。入力端子に加えられたXTは乗算器60で
2乗されX2 Tとなる。メモリ90には、その時点
までのエネルギーT-1i=0 αT-i-1X2 iが蓄えられている
ものとすれば、加算器70では、T=1i=0 αT-i-1X2 i
X2 Tが計算され、乗算器80では、このデータに
αが乗ぜられるため、 Ti=0 αT-iX2 i+αX2 TT-1i=0 αT-iX2 iとなり、 時刻2Tでの正しいエネルギーを端子100に
出力し、かつ、この値をメモリ90に書き込む。
この回路では、i=0のとき入力データX0
計算されたエネルギー中αTX2 0の項に関係するだ
けであり、αが1より小さいため、Tを大きくと
ると、ほぼゼロである。つまり、過去に入力され
た信号のエネルギーへの影響は順次小さくなるた
め、瞬時エネルギーと考えてもよく、また、90
に蓄えられる数値の初期値が何であつても、この
回路は数秒後には、正しい瞬時エネルギーを与え
る。
以上のように本発明に従えば、押しボタン電話
信号受信装置の信号処理部の標本化周期を順次低
減して行くことができる。
第1の文献で記述された装置では、8KHz標本
化周期の信号に対し、合計23次のフイルタが必要
であつた。(第1の文献記載の第1図より、DTR
……4次、BEF(L)……6次、BEF(H)……
6次BPF2次×7周波)つまり演算量は、 8×23=184(KHz次)であつた。
一般に、高域通過フイルタ、低域フイルタ、帯
域通過フイルタの次数は、通過帯域幅もしくは阻
止帯域幅のいずれか狭い方と、全帯域幅との比が
小さくなるほど高次となる。本発明では、全て帯
域の半分を通過させるため、この比が1/2すなわ
ちとりうる限りの最大となるため、フイルタの次
数を低くすることが可能であり、本発明の場合
は、次数は、第1の文献に示された装置よりも低
くすることができる。これは、全帯域に占める通
常帯域が1/2と広く、フイルタの通過域から阻止
域までの過度帯域も充分広くとることができるた
めである。出願人の行つた実験によれば、第1の
文献の装置と同等の性能を得るためにはフイルタ
の次数は、4次でよいことが確認された。このた
め標準化周波数を考慮に入れた演算量は、 となる。
よつて、本発明に従えば、演算量が約1/2でよ
く、このため、ハードウエアの小型化、低消費電
力化および低コストの押しボタン電話信号受信装
置が実現できる。
以上の説明では、通常知られ機能ブロツクの組
合によつて本発明を実現しているが、シグナルプ
ロセツサ等を用いて同様の目的を達成することが
できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bは、押しボタン電話信号と音声等
の信号のスペクトルを示す図、第2図は本発明の
実施例を示すブロツク図、第3図は第2図の各点
における信号のスペクトルを示す図、第4図は第
2図に使われたエネルギー計算回路を示すブロツ
ク図である。 図において、2……高域通過フイルタ、4……
低域通過フイルタ、5……標本化スイツチ、6…
…高域通過フイルタ、7……標本化スイツチ、8
……697Hz帯域フイルタ、9……770Hz帯域フイル
タ、10……852Hz帯域フイルタ、11……941Hz
帯域フイルタ、12……高域通過フイルタ、13
……標本化スイツチ、14……高域通過フイル
タ、15……標本化スイツチ、16……1209Hz高
域フイルタ、17……1336Hz帯域フイルタ、18
……1477Hz帯域フイルタ、20〜28……エネル
ギー計算回路、30〜36……比較回路、40…
…判定回路、をそれぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 予め定められた複数個の低群周波数のうちの
    1周波と、別途予め定められた複数個の高群周波
    数のうちの1周波とからなり、上記低群周波数と
    高群周波数の両周波数を包含する周波数帯域が全
    帯域の1/2以下である押しボタン電話信号を受信
    して受信番号を識別する受信方式において、受信
    信号の帯域を半分に削減するフイルタを通した後
    標本化速度を1/2に低減する手段と、前記手段か
    らの信号を1/2標本化信号の帯域を半分に分割す
    る高域通過フイルタ及び低域通過フイルタの各々
    に通した後、各々の標本化速度をさらに1/2に低
    減する手段と、前記操作による標本化周波数を低
    減された高域通過信号及び低域通過信号の各々に
    対し、前記予め定められた複数個の周波数信号に
    対応する信号周波数だけを含むようにした1/2帯
    域制限フイルタと標本化速度をさらに1/2に低減
    する標本化手段を組合せて前記操作による標本化
    周波数を低減していつた低群信号および高群信号
    から各々の前記複数個の予め定められた周波数に
    対応する周波数成分エネルギーを抽出する手段
    と、前記低群信号および高群信号のエネルギーの
    大部分が、各々の前記予め定められた複数個の周
    波数成分エネルギーの、いずれか1つに集中して
    いるか否かを判定する手段とを含んで構成される
    ことを特徴とした押しボタン電話信号受信方式。
JP5389380A 1980-04-23 1980-04-23 Push-botton telephone signal receiving system Granted JPS56149889A (en)

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FR8107177A FR2481542A1 (fr) 1980-04-23 1981-04-09 Recepteur de signalisation numerique a bouton-poussoir
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