JPS60249459A - ト−ン検出システム及び方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、トーン検出システム及びそれに対応する方法
を改良することに関し、より詳細には音声情報応答シス
テムを導入することに関する。

従来の技術 デュアルトーンマルチフリークエンシイ（＋）ＴＭＰ）
を使用することは、従来の技術で十分知られ−ζいる。

特に、標準電話器のいわゆる“タッチト−ン”押ボタン
式のキーボードは、使用者が適切なキーを押すことで通
話できるようにするために使用されている。どの１個の
キーを押しても、特定の数値に対応する可聴周波数を示
す一対のＤ　Ｔ　Ｍ　＋”制御信号を発生ずる。米国で
は、これらの゛数値”に０から９までの数字、＃、＊、
そして、正規格では他に４個の符号が含まれる。

音声情報応答システムのような応用では、ＤＴＭＦ信号
は、通信を行うためたりでなく、その上、適切な情報ス
イッチング、情報再生等に対して制御を行うためにも使
用される。ＤＴＭＦ信号は、催促状に返答するのに必要
なあるデータを人力するため又は他の理由のためにも使
用される。

そのような使用では、ＤＴＭＦトーンを、特定の命令に
対して正しく応答させるために正確に検出することが非
常に重要である。

ＤＴＭＦ　）−ン検出システムは、一般的にライン上の
微小レヘルのノイズに対して動作するように設計されて
いる。しかし、音小蓄稍及び転送システムでは、音声が
ライン上を伝わっているときにＤＴＭＦトーンが検出さ
れることが必要である。

たとえは、もし音声蓄積及び転送システムの使用者が自
分の特定のシステムに゛コールイン゛するならば、その
使用者はシステＪ、に記録されている情報を開き続ける
ことができ、そして同時に情ｆしの再生を早めたり、音
声を高めたり、又他の情報を得ようとすることができる
。こうすることによって使用者は、Ｉ）　Ｔ　Ｍ　Ｆ制
御信−号をシステム中に入力することができ、そして同
時に音声情報は、システムからライン上に呼び出され使
用者の位置に転送される。

発明が解決しよ・うとする問題点 そのような音声蓄積及び転送システムに関する問題は、
音声がライン上を伝わっているときに、これらのシステ
ムがＤＴＭＦＩ−−ンを検出しなければならないことで
ある。従来のトーン検出システムは、この検出には余り
適していない。十分な時間が与えられれば、大部分の音
声は、■）　Ｔ　Ｍ　Ｆトーン検出システムを誤ってト
リガする（“トークオフ”と呼ばれる）６大部分のトー
ン検出システムは、そのようなトーク・オフを防止する
ために感度を減じている。しかし、この対策をすること
にまって、トーンが存在するときでも、ｌｌＴＭ１１　
＋−−ン検出システムは、トーンの重要な部分の検出を
しそこなう。

前述の結果は、命令又は制御信号が誤って理解され又は
全く認識されず、特定の命令がしばしば無視されたり又
は全く誤って理解されるごとになってしまう。

発明の目的 前に述べたように、従来技術の欠点は明らかである。そ
れ故、本発明の目的は、電話システムで使用するために
、より詳細には、音声情報の蓄積及び転送システムで使
用するために１−−ン検出システム及びそれに対応する
寸法を改良することである。しかし、本発明は、ハック
グラントノイスが多くｔ−ン検出が最適化される必要が
あるどんな場所でも使用される。

問題を解決するための手段及び方法 本発明は、音声情報が開き手に伝送されているときに動
作し且音声情報がシステｌ、に記録されているときに動
作しないトーン検出システム及び方法を提供する。

好ましい実施例において、トーン検出システムは、標準
的な電話線を介してシステムに入ってくるアナログ信号
を監視する。Ｄ　Ｔ　Ｍ　Ｆ”検出装置は、極めて感度
が良いので、音声とＤＴＭＦＩ−−ンの両方に対して非
常に容易にトリガする。システムは、出力される音声情
報を電話線上に伝送する開動作する。

ＤＴＭＦ信号そして／又はＤＴＭＦ制御信号の周波数を
有する音声を含む入力アナログ信号が検出されると、ト
ーン検出装置は、検出されているＤＴＭＦ　トーン周波
数が出力信号から濾波されるようにＤ　ＴＭ　Ｆ周波数
のうぢの一つの周波数を中心として出力アナログ信号を
濾波する。ごの濾波作用は、一般に約２０ミリ秒続く。

この時間は、装置が最初の信号を検出するのに要するの
と同し長さの時間である。

トーン検出装置が人力信号におりるＤＴＭＦＩ・−ンを
依然検出するならば、システムは、完全に約２０ミリ秒
間出力信号を切断し又は遮断し、その結果ギ中ツブが形
成される。この“′ギヤツブは、発呼者にほとんど認識
できない（又は認識できない夕が改良トーン検出器には
十分な完全無音を与える。その結果、元の検出が゛′ト
ークオフパならば、検出は停止する。しかし、もし入力
信号が外部に由来するＤＴＭＦＩ−一ンならば、改良検
出器は、トリガされ続ける。

代表的な使用例では、改良トーン検出装置は、４０ミリ
秒以内で動作し、−力戦型的な電話規格ては許容される
最高速く最短）のＤ　Ｔ　Ｍ　Ｆ信号は、５０ミリ秒で
ある。

以上の記述を要約すると、本発明は、改良１・−ン検出
装置及び方法を提供するという一般的な目的を達成して
いる。

本発明の他の目的及び特徴は、添付図面を参照ずれは、
詳細な説明と合わせて明白になると思われる。

実施例 図の詳細な説明をする簡に、本発明の４Ｉｌ要について
記述する。

本発明は、三つのザイクルに暴ついて動作しでおり、三
つのザイクルは、すべて検出時間が同しである。すなわ
ち、 ａ）　ＤＴＭＦ）−ンの検出 検出は、入力ｒ）ＴＭＦ制御信号か又は出力音声パター
ンのいずれかについて行なわれ、この出力音声パターン
は、トーン検出回路を誤ってトリガーする周波数パター
ンを含んでいる。

ｂ）　ＤＴＭＦ信号は、トーンを生成するために合成さ
れている二つの周波数成分を含んでいる。

本発明は、出力音声信号から−・つの周波数成分を除去
するノンチフィルタに切り替える。音声中の周波数パタ
ーンによって検出が引き起こされるならば、ごうするこ
とによって十分に検出を阻止することができる。フィル
タは、狭い周波数帯域を除去するために、どのトーンを
検出するかを知る必要がある。フィルタを切り替えると
、システムは、トーンが実際に存在するかどうかを確認
するためにトーン検出時間の間待機する。

Ｃ）　第三のサイクルは、第二のサイクルがトーンを依
然検出するならば、信号が存在しているという最終的な
証明（保証）として用いられる。

第三のサイクルは、出力される全音声を遮断する（又は
、代わりに、上方のＤＴＭＦ周波数以下の全音声周波数
を濾波する）ことから成り、トーン検出時間の間待機し
そしてトーンが実際に存在していることを証明する。も
しトーンが存在しているならば、システムは、トーンか
入力信号に由来しており、そして真のＴ）ＴＩＶＮ＝ト
ーンであると判断する。

」二記の第三のサイクルは、本発明を正常に動作させる
ために必要ではない。この第三のサイクルは、誤検出に
対する万が−の防止策として用いられている。実際に、
第一と第二のサイクルを用いて６ケ月以上実験を続けた
か、誤検出は発見されなかった。

各サイクルの時間は同しであり、そして１５から２０ミ
リ秒まで調整を行うことかできる。一般的に、２０ミリ
秒以下のサイクル時間では三ザイクル全てを使う必要が
ある（なぜなら、検出時間が短くなれはなるほど、誤検
出の可能性はより高くなる）が、２０ミリ秒に等しいか
それ以上の時間では最初の二つのサイクルを使用するた
りで＋　分に機能する。

第二のサイクルの間、音質を認識できるようなｉ４はな
い。これ故、二つのサイクルを使用するシステムは、聞
き手が認識できるような歪を発生しない。聞き手は、（
第三のサイクルにおけるような）ギヤノブを検出するこ
とができ、そしてギャップカ長りれば長いほど、それた
り歪は認識されやすい。

通常、たとえ第三のサイクルが使用されるとしても、Ｄ
　Ｔ　Ｍ　Ｆ信号が実際に存在しているときに第三のサ
イクルに到達する。その場合、ギヤ、プは外部に出て行
く信号中で聞かれ、外部から人ってくる信号中では聞か
れないので、聞き手は、とんなギャップも認識しない。

システム中のＤＴＭＦ検出器には必要とされる最小時間
周期があり、このＤ　Ｔ　Ｍ　■ｒ′検出器を正常に動
作するために１・−ンが存在しなけれはならない。時に
は、この時間周期は可変である、二ともある。標準値は
、１・−ン紺続時間（異な一つだ二つのＤＴＭＦ信号間
のオンとオフ）の回数を記述している電話会社によって
しばしば与えられている。

システム中のＩ）　Ｔ　Ｍ　Ｆ検出器は、電話会社のあ
る標準値より相当短い時間周期で動作することもある。

本発明では、゛′トーン検出時間周期”は、システム中
のＤ　Ｔ　Ｍ　Ｆ検出器に使われる時間周期を意味する
。

第１図について説明する。第１図には本発明による改良
されたトーン検出システＪ、及び方法のブロック図が示
されている。

第１図には、改良されたトーン検出システム１０が示さ
れており、ハイブリット回路１４を介して標準的な電話
線Ｉ２に接続されている。ハイブリット回路の目的は、
電話線１２のような二方向の働きをする一木のり一ト綿
と受信線１Ｇや伝送綿１８のような二本の線からなる一
対の一方向のり一ト綿との間で信号を変換することであ
る。

回路１４のようなハイブリット回路は、従来の技術で十
分知られており、詳細は省略する。

代表的な動作では、電話線１２−１−の人カアナロク信
号は、ハイブリット回路１４乙こ入力されていて、ハイ
フＩＪノ１−”回路は、受信線１６によって利得回路４
０に接続されていて、更に利得回路４０は自動レヘル調
整回路２０に接続され一ζいる。従来技術で知られてい
るように、レー・ル調整回路２０は、異なった発呼者に
対して同型レヘルに維持する（例えば、自動利得制御装
置）ように使用され−Ｃいる。この方法によってトーン
検出システムと共に一定量のレヘルが提供される。

自動レヘル調整回路２０の出力は、リード線３１によっ
てデルタ変調器フィルタ（濾波器）２２の人力とな、っ
ており、このデルタ変調器フィルタ２２は、人力音声信
号をデジタルフォーマットに変換しセルテス（５ｅｒｄ
ｅｓ　＝　５ｅｒｉａｌｉｚｅｒ　／ｄｅｓｅｒｉａｌ
ｉｚｅｒ　）回路２８に接続する。デジタル化された音
声信号は、その後、リート線３０を介して外部ラム（Ｒ
ＡＭ）に接続される必要がある。

外部ラムからの記憶された音声情報は、リート線３２、
変調器２２、スイッチ３５及び利得調整回路３５を通し
て伝送線１８に接続されている。音声信号は、その後、
ハイブリッド回路１４を介して電話線１２に接続されて
いる。

代表的な動作において、音声信号は、第１図に示すよう
に既知の方法で、ハイブリット回路１４を介して電話線
１２から外部ラムに入力される。

同様に、外部ラムからの音声信号は、既知の方法でリー
ド線３２、復調器２２、伝送綿１８、及びハイブリット
回路１４を介して電話綿１２に接続されている。それ故
、音声情報スイッチングシステムの特徴は、従来Ｇ、二
おいて知られており且つこの発明の部分を成さないので
、このシステムの一般的な動作についての詳細は省略す
る。

本発明による動作では、音声情報信号か、伝送線１８、
ハイブリット回路１４及び電話綿１２を介して出力アナ
ログ音声信号として外部に伝送される。前述したように
、その種類の技術でアナロク音声信号が同時に外部に出
力されるときに使用者か自分の音声情報システＪ、を利
用しようとするならば、使用者かＤＴＭＦ制御信号を使
うときに問題か発生する。

第１図において、使用者がシステムを使用したいとき、
電話線１２上の使用者の入力音声信号はハイブリッド回
路１４に接続されており、更に受信綿１６、及び利得回
路４０を介して自動レヘル調整回路２０に達する。利得
回路４０は、また、ＤＴＭＦ検出器４２に接続されてい
る。このＤＴＭＦ検出器４２の目的は、ｌ）　Ｔ　Ｍ　
Ｆ制御信号の存在を検出することであり、検出器４２の
出力は、リード線４４を介してマイクロプロセサ（図示
せず）に接続さ托ている。

第１図において、変調器フィルタ２２の出力は、スイッ
チ４９を介してフィルタ５ｏの人力となっている。フィ
ルタ５ｏは、以下に記述するように二重の目的を成し遂
げるためにノツチフィルタとバンドパスフィルタの特性
を組み合ゎ−Ｕている。

望ましい実施例において、ＤＴＭＦ信号が入力アナログ
音声信号としての入力であり検出器４２によって検出さ
れると、システムは、復調器フィルタ２２の出力をノツ
チフィルタ５ｏに切り替える。このノツチフィルタ５ｏ
の目的は、電話線１２に伝送される音声情報信号中に存
在する信号の一部の周波数帯域を阻止し他の周波数帯域
を通過させる（すなわち、ノツチ（ｎｏｔｃｈ　）する
）ことである。

実際の環境では、音声情報信号が真のＤＴＭＦ制御能力
を有しないこともあるりれども、それにもかかわらず多
くの音声は、結果的に、Ｄ　Ｔ　Ｍ　Ｆトーン検出・シ
ステＪ１を誤ってトリガする。この現象は、前述したよ
うに“トークオフ”として知られている。

出力される音声信号が電話ＶＡ１２に接続されていて、
そして同時に人力されるＤＴＭＦ信号が電話線１２上に
入って来るならば、システムは、約２０ミリ秒後に出力
信号をマイクロプロセサによってプログラム制御されて
いるノツチフィルタ５０に切り替え、出力音声係号中に
存在するＤＴＭＦ信号をノツチする。リート”綿５２−
にのノツチされた信号は、その後、スイッチ３５を介し
て伝送綿１８に接続される。このスイッチ３５は、全動
作中において約２０ミリ秒を消費する。

このノツチ作用が継続しているときは、システムは、検
出器４２によって受信綿１６十のＤＴＭＦ制御信号を依
然として検出しつつＬ）ている。

ＤＴＭＦ制御信号が受信線１６−１−にまだ検出される
ならば、検出システムは、約２０ミリ秒間リード線５２
を伝送線１８から“遮断する”、すなわち断線させる。

この方法は、誤検出に対する保証としてのみ用いられ、
必須ではない。よって、音声情報中のギャップが形成さ
れるが、このギヤノブは発呼者にはほとんど認識されな
い。しかし、この方法は、トーン検出システムによって
十分な完全無音状態を提供し元の検出がパトークオフ”
であるかどうか確実に決定する。このような場合が発生
ずれば、検出は停止しそして通常動作が回復する。しか
し、もし通話者がシステムを使用しようとするならば、
ＤＴＭＦ検出器はトリガされ続ける。

全体の動作において、本発明は、約４０ミリ秒以内の検
出能力を提供し６０ミリ秒で確実な保証を行う。電話規
格で認められた最高速（最短）のＤＴＭＦ信号は、一般
的に５０ミリ秒であ、す、この５０ミリ秒は、許容され
る全操作時間である。

本発明の別の特徴によれば、第１図に示されるように、
システムが制御信号を受け取りそしてダイヤルトーン、
呼出音や他の種類の制御信号を検出しようとするとき、
フィルタ５０は、状況に応して帯域通過（バンドパス）
能力も提供する。そのような状況において、フィルタ５
０はノ＼ンドパスフィルタとして作用し、そしてフィル
タ５０の出力は、リード線５４を介してエネルギー検出
器５６に接続されており、このエネルギー検出器５６は
、更にマイクロプロセサ（図示セず）に接続されている
。エネルギー検出器５６によってマイクロプロセサは、
簡単且つ経済的な方法で連続する呼を監視する。バンド
パスフィルタの技術及びその種類の制御信号の検出方法
は、従来の技術で知られている。フィルタ５０は、−重
の役割を果たす。ずなわら、第一は、伝送時にＤ　Ｔ　
Ｍ　Ｆ制御信号をノツチすることであり、第二は、受信
時にバンドパスフィルタとして作用することである。

第５図について説明する。第５図には改良トーン検出シ
ステムを動作さ−ける各信号を説明するタイミング図が
示されている。

第５Ａ図において、リート線−Ｌの入ノｊ信号の状態が
変化し、そしである一定時間が経過すると、ＤＴＭＦ検
出器は、図示されたように信号を検出する。Ｉ）ＴＭＦ
感度制御回路によるＤＴＭＦ検出器の感度設定により、
伝送線１８、ハイブリット回路１４及び電話線１２を通
過する出力信号によって検出が行なわれる。

信号が第５Ａ図に示されるように存在し、目、つその信
号が検出器４２によって検出されるならば、フィルタ５
０は時間ｔ３で、被検出信号はｔ４でそれぞれ図示され
ているように状態を遷移させる。もし、時間（４で示さ
れるように検出が出力信号によって行なわれ、そしてフ
ィルタが切り替えられたときに検出が消失する場合か生
ずるならば、システムは初期状態に復帰する。

第５Ｂ図は、２０ミリ秒後に被検出信号がまだ存在して
いる場合を示している。そのような状況において、シス
テムは、次のステップとしてり−ト線５２＋にノツチさ
れた信号を伝送線１８から事実上遮断する。

代表的な場合において、″トークオフ”は、第５Ｂ［ｉ
９に示されるような状況でしばしば発生ずる。

しかし、感度設定次第であるが、システムは、４０ミリ
秒以内で通常の動作に復帰する。

最後に、第５Ｃ図は、人力信号か事実−１ニ真のＤＴＭ
Ｆ制御信号である場合を示し７てし）る。第５Ｂ図に示
されζいる信号及び被検出信号は、これらの二つの信号
が能動状態であることを除し）てもよ第５Ｃ図と同じで
ある。第５Ｃし１において、入力制御信号は、ＤＴＭＦ
検出器４２によって検出され、そしてノツチされたフィ
ルタ信号は、検出Ｇこついてどんな問題をも提起しない
ので、検出が継続しそして必要な且つ望まれる制御信号
がマイクロプロセサリ−に伝送される。

第２図について説明する。第２図には、第１図の検出器
回路４２、レヘル調整器２０、感度制御「■回路６０及
び利得回路４０の略図か示されてし１′る。

Ｄ　Ｔ　Ｍ　Ｆ検出器４２への人力は、利得回路４０を
介しており、第２図の相互配線は第１Ｍの回路４０．４
２に対応する。同様に第１図のレヘル調整回路２０は、
第２図に図で詳細に説明されて０る。

第３図について説明する。第１図のフィルり回路とスイ
ッチ回路が詳細に図示されている。第３図に示されてい
る利得調整回路３７、スイッチ３５、及びノツチ／バン
トパスフィルタ回路５０ば、第１図の同じ回路にそれぞ
れ対応する。

第４図について説明する。第１図のデルタ変調器２２−
１及びセルデス回路２２−２は、第４図に詳細に説明さ
れている。第２図から第４図までの図かられかるように
、全体のトーン検出システムの各構成部は、従来技術で
知られている汎用部品から成っている。しかし、本発明
は、個々の構成要素自体についての特許権を請求してい
るのでばないという事を理解されたい。従って、第２図
から第４図までの図について更に詳細な説明は行なわな
い。

本発明は、前記の他の全てのトーン検出システムき比較
したとき、非常に精度が高い改良トーン検出システム及
び方法を提供する。本発明は、パトークオフ゛の問題を
克服する改良システム及び装置を提供し、そして使用者
に通常認識できないＤＴＭＦ制御信号を正確に検出する
。このシステムは、電線上に非標【１（的な信η対雑音
比があったとしてもＤＴＭＦトーンを正確に検出する。

すなわち、本発明の範囲は、特許請求の範囲によっての
み制限されると理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による改良１・−ン検出システムを示す
ブロック図、第２図は第１図の一部分を構成するＤ　’
「Ｍ　Ｆ検出器を示す図、第、３図は第１図の一部分を
構成するノツチフィルタを示す図、第４図は第１図の一
部分を構成するテルタ変調器／セルテス回路を示す図、
第５図は第１図の改良トーン検出器の動作を示すタイミ
ングレ１である。 １４・・・ハイフリット回路、２０・・・自動レヘル調
整回路、２２・・・復調器回路、２８・・・セルデス回
路、３５．４９・・・スイッチ、３７・・・利得調整回
路、４２・・・１．）　Ｔ　Ｍ　Ｆ検出器、５０・・・
ノツチ／バンドパスフィルタ、５６・・・エネルギー検
出回路、６０・・・感度制御回路。 手続補正書（方式） 特許庁長官　殿 １、事件の表示　昭和６０年特許願第３０１２６号２、
発明の名称　トーン検出システム及び方法３、補正をす
る者 事件との関係　出願人 ４代理人

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）電話システムにおいて、 出力アナログ音声信号を電話線に接続する手段と、 前記電話線に接続されていて第一・の制御信号を検出す
   るために入力アナログ信号を受ｃｔ入れる検出手段と、 前記被検出第一の制御信号に応答して、とんな入力信号
   又は出力信号に影響を及ぼさないような第一の所定時間
   の間に前記出力アナロク信号から第二の制御信号を濾波
   する手段とを有するごとを特徴とするｌ・−ン検出装置
   。
2. （２）前記出力アナログ信号が濾波されているときに前
   記検出手段が前記第一の制御信号を検出し続けるならば
   、第二の所定時間の間に前記電話線から前記出力信号を
   断路させる手段を有する特許請求の範囲第（１）項記載
   の装置。
3. （３）前記第一の制御信号かデュアルトーンマルチフリ
   ーケンシイ制御信号である特許請求の範囲第（２）項記
   載の装置。
4. （４）前記濾波手段か従来の電話制御信号を感知する手
   段を備えており、 前記電話線から前記出力アナログ信号を断路し目つ前記
   従来の電話制御信号を検出する検出手段を有する特許請
   求の範囲第（３）項記載の装置。
5. （５）音声情報蓄積及びスイソチンクシステムにおい一
   ζ、 第一・の音声信号を含む出力アナロク信号を電話線に接
   続する手段と、 前記電話線に接続されていて、第二の音声信号及びデュ
   アルトーンマルチフリーケンシイ制御信号を検出するた
   めに入力アナログ信号を受け入れる検出手段と、 前記被検出信号に応答していて、第一の所定時間の間に
   前記出力アナロク信号から前記テノーアルトーン制御信
   号を濾波する手段と、前記出力アナログ信号が濾波され
   ているときにもし前記検出手段が前記デュアルトーン制
   御信号を検出し続けるならば、第二の所定時間の間に前
   記出力信号信号を前記電話線から断路する手段とを備え
   ることを特徴とするトーン検出装置。
6. （６）デュアルトーンマルチフリーケンシイ制御信号を
   検出する１−−ン検出装置を有する電話システムにおい
   て、 第一の音声信号を有する出力アナログ信号を電話線に接
   続させる段階と、 第二の音声信号及びデュアルトーンマルチフリーケンシ
   イ制御信号を検知するために入力アナログ信号を受け入
   れる段階と、 もしデュアルトーン制御信号が前記人力信号中に検出さ
   れるならば第一の所定時間の間に前記出力アナログ信号
   からデュアルトーンマルチフリーケンシイ信号を濾波す
   る段階と、前記出力アナログ信号が濾波されているとき
   にもし前記制御信号が検出され続けるならば、第二の所
   定時間の間に前記電話線から前記出力信号を断路する段
   階とを有することを特徴とする方法。