(57)【要約】パケット交換されたデータ（或いは、他の情報）網上でシグナリングトーンを送信するシステムおよび方法の一部として、オーディオエンコーダは、スピーチエンコーダ（２０）およびトーンディストータ（１０）を有している。トーンディストータは、オーディオ信号内のシグナリングトーンの１つ以上の成分を歪ませ、また、スピーチエンコーダ（２０）は、スピーチおよびオーディオ信号内の歪まされたシグナリングトーンをエンコードする。制御信号は、歪まされたトーンを再生成するためにトーン発生器（６０）へ送られる。
2005522950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号内で、シグナリングトーンと相互に関係付けられた周波数成分を検出し、且つ、該オーディオ信号内のトーンを歪ませることを備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記歪ませるのは、前記トーンと相互に関係付けられた周波数成分をシフトさせることを備える方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記歪ませるのは、前記トーンと相互に関係付けられた周波数成分の大きさを変化させることを備える方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記歪ませるのは、前記トーンと相互に関係付けられた周波数成分をカムフラージュさせることを備える方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記オーディオ信号内の前記トーンは、当該トーンの少なくとも１つの周波数成分の少なくとも１つのレベルを変化させることによって歪まされる方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記オーディオ信号内の前記トーンは、当該トーンと相互に関係付けられた前記周波数成分の近く周波数のレベルを変化させることによって歪まされる方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、さらに、前記歪まされたトーンと共に前記オーディオ信号を目的地へ送信することを備える方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、さらに、前記信号を目的地へ送信する前に、前記オーディオ信号をエンコードすることを備える方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、さらに、前記オーディオ信号内のトーンを検出すると共に、前記検出されたトーンを発生するように命令する制御信号をトーン発生器へ送信することを備える方法。
【請求項１０】
オーディオ信号内で、トーンと相互に関係付けられた周波数成分を検出するように適合された周波数エスティメータと、
前記オーディオ信号内のスピーチを最小限に歪ませる間、前記トーンに関連付けられた少なくとも１つの周波数成分を修正するように適合されたトーンディストータとを備えるトーン送信装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、前記トーンディストータは、ツイストディストータ，周波数修正ディストータ，周波数シフトディストータおよびパワー集中ディストータからなるグループから選択される装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、さらに、前記オーディオ信号を少なくとも１つのデータパケットに変換するように適合されたエンコーダを備える装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、さらに、前記オーディオ信号におけるトーンを検出すると共に、前記検出されたトーンを生成するためにトーン発生器に制御命令を生成するように適合されたトーン検出器を備える装置。
【請求項１４】
オーディオ信号内で、トーンと相互に関係付けられた周波数成分を検出するように適合された周波数エスティメータと、
前記オーディオ信号内のスピーチを最小限に歪ませる間、前記トーンに関連付けられた少なくとも１つの周波数成分を修正するように適合されたトーンディストータと、
データ通信ネットワークを介して、前記オーディオ信号をエンコードおよび送信するように適合されたエンコーダとを備える送信システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記通信は、
ＡＴＭネットワーク，ＴＣＰプロトコル，ＩＰネットワーク，ＵＤＰプロトコルおよびＲＴＰプロトコルからなるグループから選択されるシステム。
【請求項１６】
オーディオ信号内で、シグナリングトーンと相互に関係付けられた周波数成分を検出し、
前記オーディオ信号内のスピーチが最小限に歪まされるように前記トーンに関連付けられた周波数成分を変更し、且つ、
該変更された周波数成分の前記オーディオ信号をエンコードする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、前記トーンを検出すると共に、トーン発生器へ制御信号を送ることを備える方法。
【請求項１８】
オーディオ信号において、トーンと相互に関係付けられた周波数成分を検出するように適合された周波数検出器と、
前記トーンに関連付けられた少なくとも１つの周波数成分を修正するように適合されたトーンディストータと、
前記歪まされたトーンを有する前記オーディオ信号をエンコードするように適合されたエンコーダと、
前記トーンを検出すると共に、トーン発生器に前記トーンを生成するように命令する制御信号を生成するように適合されたトーン検出器とを備えるトーン送信装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載のトーン送信装置において、前記トーンディストータは、前記オーディオ信号内のスピーチを最小限に歪ませるだけのものであるトーン送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くトーンシグナリングの技術に関する。より詳しく、本発明は、パケット交換網上でトーン信号を送信する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
『デュアルトーン多重周波数（ＤＴＭＦ：Dual Tone Multi Frequency）』シグナリングのようなトーンシグナリング技術は知られており、少なくとも過去２０年にわたって電話網において使用されて来た。パケット交換電話法の出現並びに拡大された用途は、トーン信号の使用に対する確かな障壁を引き起こしている。このような状況において、人の会話（スピーチ）をエンコードするために使用されるエンコーダは、トーンの周波数成分を信号化する装置により認識されないトーンに変えてしまう。他のケースにおいて、エンコーダは、信号化する装置がトーンを他のトーンと誤ったり、或いは、１つのトーンを２つ以上のトーンと誤ってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような問題を解決するために、ＤＴＭＦリレーが導入されて来た。ＤＴＭＦリレーは、ＤＴＭＦトーン検出器およびＤＴＭＦトーン発生器で構成されている。ＤＴＭＦ検出器は、入ってくるオーディオ信号を監視して、シグナリングトーンを検出すると、受信ステーションの発生器にシグナリングトーンを発生するように命令する制御信号を生成する。あいにく、シグナリングトーンの検出は時間を費やし、また、受信ステーションでシグナリングトーンが２回検出されてしまうといったように、リレー経路は、ときどき音声経路に比較して遅延されてしまう。これは、ダブルディジット検出（double-digit detection）として知られている。シグナリングトーンが検出された後に、音声経路の音を消すことが提案されている。しかしながら、検出行程の時間集約型の性質によって、音声経路の音を消すことは遅延され、幾つかの残りのＤＴＭＦ信号は、ダブルディジット検出を起こす受信ステーションに向かう音声経路によって運ばれることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一部として、実質的に、時間の短期間内において、オーディオ信号を分析し、シグナリングトーンの周波数成分を見つけ出し、そして、サスペクト（suspect：存在しているかどうかが疑われる）シグナリングトーンの周波数成分に関する情報をトーンディストータへ提供する周波数エスティメータがある。シグナリングトーンは、単一のトーン、或いは、２つ以上のトーンの組み合わせの何れかである。サスペクトシグナリングトーンの周波数成分のトーンディストータの変形は、シグナリングトーンが信号にされた装置に機能的に関連付けられたトーン検出器と見分けのつかないトーンを与える。
【０００５】
本発明の幾つかの形態によれば、トーンに対するサスペクトシグナリングトーンの周波数成分のトーンディストータの変形は、スピーチ信号に対する最小限の歪みの影響を有する。
【０００６】
本発明の一部として、周波数エスティメータによって検出されたサスペクトシグナリングトーンが実際にオーディオ信号内にあるかどうか、すなわち、真のシグナリングトーンかどうかを確認するトーン検出器がある。真のシグナリングトーンの検出に応答して、トーン検出器はトーン発生器に対して検出されたシグナリングトーンを生成するように命令する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
発明と考えられる内容は、明細書の結びの部分において特に指摘され、また、明確にクレームされる。しかしながら、本発明は、その目的，構成および利点を伴った構成および動作の順序の両方として、添付図面と共に以下の詳細な記載を参照することにより十分に理解されるであろう。
【０００８】
図面に示される実例および構成要素の簡略化および明確化のために必ずしも一定の比率に描かれる必要はないのが認識されるであろう。例えば、幾つかの要素の大きさは、明確化するために他の構成要素に比較して誇張されている。さらに、熟考の上で、適切な参照符号が対応する構成要素或いは類似した構成要素を示すために各図面間で繰り返される。
【実施例】
【０００９】
以下の詳細な記載において、多数の具体的な詳細が本発明の理解を提供するために明らかにされる。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細に関わらず実施されることは、いわゆる等業者には理解されるであろう。他の場合、周知の方法，手順，構成要素および回路は、本発明を不明瞭としないために、詳細には説明されていない。
【００１０】
以下の記載から明らかなように、他の方法を特別に示すことがなければ、電子，コンピューティングシステムのメモリ，レジスタ或いは他のそのような情報の格納，送信または表示装置内の物理的な数量として同様に表された他のデータになるコンピューティングシステムのレジスタおよび／またはメモリ内の数量のような物理学的に表されたデータを操作および／または変換するコンピュータまたはコンピューティングシステム或いは同様の電子計算装置のアクションおよび／またはプロセスを参照して、『加工（processing）』，『算定（computing）』，『計算（calculating）』，『決定（determining）』等の用語を使った明細書全体を通した論議が認識される。
【００１１】
本発明の実施例は、ここでの動作を実行するための装置を含む。この装置は、特に、所望の目的のために構成され、すなわち、一般的な汎用コンピュータまたはディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）を備え、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的に活性化または再認識される。そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータが読み出し可能な記憶メディアに格納され、制限はされないが、フロッピーディスク，光ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，磁気光学ディスク，読み出し専用メモリ（ＲＯＭ），ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ），電気的にプログラム可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ），電に的に消去およびプログラム可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ），磁気または光学式カード、或いは、電子命令を格納するのに適しており且つコンピュータシステムバスに繋ぐことができる他の様々なメディアに格納されてもよい。
【００１２】
ここで示した処理および表示は、本質的に如何なる特別なコンピュータ或いは他の装置に関するものではない。様々な汎用的システムも、ここで教示されるプログラムで使用されるかも知れず、すなわち、要望された方法を実行する特別な装置を構成するのに好適であることが分かるであろう。これらのシステムの変形のために要求される構成は、以下の記載から明らかになるであろう。さらに、本発明の実施例は、如何なる特殊なプログラム言語を参照して記載されるものではない。プログラム言語の変形がここで記載される発明の教示を実施するために使用されるのが認識されるであろう。
【００１３】
以下の議論から明らかなように、特別な状態でなければ、明細書を通して、『トーン（tone）』，『シグナリングトーン（signaling tone）』，『レベル（level）』，『周波数（frequency）』および『周波数成分（frequency component）』等を利用した議論は、前述した構成要素およびエレメントの１つ以上のユニットを参照する。
【００１４】
オーディオ信号を分析し、シグナリングトーンの周波数成分を見つけ出し、そして、サスペクトシグナリングトーンの周波数成分に関連する情報をトーンディストータに提供する周波数エスティメータは、本発明の一部分である。トーンディストータは、オーディオ信号内のサスペクトシグナリングトーンの周波数成分を変更する。トーン検出器は、シグナリングトーンが実際にオーディオ信号内に存在するかどうかを規定し、シグナリングトーンが実際の存在に応答して、受信位置のトーン発生器に検出されたシグナリングトーンを生成するように命令する。
【００１５】
周波数エスティメータは、トーン発生器と組み合わせて使用され、それによりシグナリングトーンは、トーンを歪ませるための十分な時間内に検出される。周波数エスティメータは、トーン検出器よりも低い精度で且つ高い誤り検出を生成する。しかしながら、周波数エスティメータは、トーン検出器よりも早い応答時間を有し、そのため、サスペクトシグナリングトーンの周波数成分を歪ませるための時間の十分な期間内にサスペクトシグナリングトーンを検出する。
【００１６】
周波数エスティメータがシグナリングトーンの誤り検出を有する場合、すなわち、オーディオ信号内にシグナリングトーンが正しく存在しないとき、周波数エスティメータはサスペクトシグナリングトーンを検出し、トーンディストータは誤って検出されたトーンを歪ませるようにする。本発明の一部分として、トーンディストータは、シグナリングトーンが誤って検出されるオーディオ信号の周波数成分を、該オーディオ信号内のスピーチが認識でき続けるように歪ませる。本発明の好ましい実施例において、トーンディストータは、シグナリングトーンが誤って検出されるオーディオ信号の周波数成分を、該オーディオ信号内のスピーチの品質がわずかに低下するだけであるように歪ませる。
【００１７】
図１に戻って、本発明に係るシグナリングトーン送信システムのブロック図が示される。シグナリングトーンを含むオーディオ信号は、図１の左側から入る。シグナリングトーンを有するオーディオ信号は、限定するものではないがタッチ式トーンダイアラーを有する電話を含む多数の装置の何れかにおいて生成される。信号は、トーンディストータ１０、並びに、オーディオ信号の周波数成分を分析するために構成された、特に、１つ以上のシグナリングトーンと相互に関係付けられた１つ以上の周波数成分を、見出すための周波数エスティメータ３０によって受け取られる。スピーチエンコーダ２０は、オーディオ信号をエンコードし、データパケットを、通信ネットワークを介してデコーダ５０へ送信する。デコーダにおいて、パケットはデコードされてオーディオ信号が復元される。通信ネットワークは、ＡＴＭ，ＩＰ，ＴＣＰ，ＵＤＰ或いはＲＴＰプロトコル、それらの組み合わせ、並びに、他の適切な手法の何れかを使用してデータを伝達するように構成される。
【００１８】
周波数エスティメータ３０が、オーディオ信号において、シグナリングトーン（１つのシグナリングトーンが実際に存在しているかどうか）を検出したとき、周波数エスティメータは１つ以上の周波数値およびサスペクトトーンの周波数成分の振幅を生成して提供する。ディストータ１０は、サスペクトトーンが検出器５０の一部を構成するシグナリングトーン検出器７０に認識できないようにして、オーディオ信号内のサスペクトトーンを歪ませる。周波数エスティメータ３０は、その検出において間違いをするので、歪みは、スピーチの品質に対する作用が最小限となるような形式のものである。シグナリング検出器７０は、本発明の幾つかの実施例に係るシグナリングトーン送信システムに含まれるが、本発明のシグナリングトーン送信システムの他の実施例は、シグナリングトーン検出器７０を使用することなく実施する。
【００１９】
シグナリングトーン検出器４０は、歪まされていないオーディオ信号も受信し、そして、トーンを検出する。トーン検出器４０は、良く知られており、オーディオ信号内のトーンを周波数エスティメータ３０よりも遅れて検出する。しかしながら、図１におけるＤＴＭＦ検出器４０のようなトーン検出器は、オーディオ信号内においてシグナリングトーンが存在するか否かを周波数エスティメータ３０よりも高い精度で規定する。もし、トーン検出器４０がオーディオ信号内のトーンを検出すると、トーン発生器６０に対してトーン発生器が検出されたトーンを生成するように指示する制御信号を送信する。トーン発生器６０は、該トーン発生器６０の出力がデコーダ５０から出力されるオーディオ信号を上書きするようにして結合されている。
【００２０】
スピーチエンコーダ２０（図１参照）は、時間ドメイン信号を、データ情報ネットワークを介して伝送するのに適したデータパケットに変換する。それから、スピーチエンコーダ２０は、データパケットをネットワークの目的地のアドレスへ送信する。目的地にあるスピーチデコーダ５０は、エンコーダ２０から送信されたデータパケットを、トーンが信号とされた装置７０によって認識できない、歪まされたトーンを有する時間ドメイン信号に戻す。
【００２１】
周波数エスティメータは、多数の方法の１つを使用して構成され、その一例が図２に示される。信号は、フーリエ変換エンジン（Fourier transform engine），線形予測計数発生器（linear predictive coefficient generator），コサイン変換エンジン（cosine transform engine）等の時間・周波数ドメインコンバータ３２を通る。各々が重要なトーンに関連付けられた所定の周波数を得るフィルタセット或いはフィルタバンク（filter bank）も使用される。各フィルタの出力レベルは、オーディオ信号内でフィルタによって得られる周波数成分のレベルまたは強度を示している。コンバータ３２の出力は、シグナリングトーンが存在することを表すオーディオ信号における周波数成分を確認するためのスペクトル解析ユニット３４で解析される。各シグナリングトーンは、該シグナリングトーンに関連付けられた１つ以上の周波数成分を有しており、トーンの周波数の強い或いはやや強い存在は、スペクトル解析ユニット３４に、オーディオ信号内に関連するトーンの存在を規定させることになる。周波数エスティメータ３０が、トーンがオーディオ信号内に存在すると規定する場合、周波数エスティメータは、オーディオ信号内に存在すると疑われるトーンの周波数成分の１つまたは複数の周波数および振幅を示す信号をディストータ１０へ送信する。
【００２２】
図３Ａに戻って、本発明に係るトーンディストータ１０の一実施例のブロック図が示されている。ディストータ１０は、デフォルト状態で該ディストータの他の構成要素を通るバイパス経路上の入力源オーディオ信号を送信するスイッチまたはリレー１２を含む。周波数エスティメータ３０がディストータ１０に対してオーディオ信号がそこにトーンを有しているしるしを提供する場合、リレー１２は、入力オーディオ信号が時間・周波数ドメインコンバータ１４，スペクトル修正ユニット１６および周波数・時間ドメインコンバータ１８へ通過するようにトリガする。時間・周波数ドメインコンバータ１４は知られており、限定されるものではないが、フーリエ変換エンジン，線形予測計数発生器，コサイン変換エンジン或いはフィルタバンクを含む。時間・周波数ドメインコンバータ１４の出力は、オーディオ信号のスペクトルを表すものとして参照される。
【００２３】
スペクトル修正ユニット１６は、周波数エスティメータ３０からサスペクトトーンの周波数成分の周波数および振幅を受け取り、サスペクトトーンに関連付けられた周波数成分をトーンが信号とされた装置によってトーンとして認識できないように修正または歪ませる。サスペクトトーンの周波数成分の歪みは、該トーンに関連付けられた１つまたは複数の周波数成分の振幅を低減することによって達成される。その一例が、図４Ａに示される。図４Ａ（その左側）は、全ての周波数成分における最大の振幅を有するサスペクトシグナリングトーンの周波数成分ｆ8を示している。図４Ａ（その右側）は、ディストーション（歪み処理）が行われた後のより低い振幅を有するサスペクトシグナリングトーンの周波数成分ｆ8を示している。
【００２４】
サスペクトシグナリングトーンの周波数成分の歪みは、該サスペクトトーンの周波数成分を高い方または低い方へシフトすることによって達成される。例えば、もし、サスペクトシグナリングトーンが周波数成分ｆ8（例えば、９００Ｈｚに関連付けられた）の周波数成分を有することができたとき、スペクトル修正ユニットは、図４Ｂに示されるように、周波数成分を低い方へシフトする。図４Ｂ（その右側）はｆ8を示し、サスペクトシグナリングトーンの周波数成分は、下方へ２つだけ離れた周波数値ｆ6へシフトされている。図４Ｂに示される例において、ｆ8およびｆ6は、スワップされている。しかしながら、他の例において、ｆ8は、単にｆ6に置き換えられる。
【００２５】
スペクトル修正ユニットは、サスペクトトーンの周波数成分の周波数に隣接する周波数帯における周波数成分にノイズを導入するか或いは周波数成分を増幅する。その一例は、図４Ｃに示される。図４Ｃは、ｆ8がもはや支配的な周波数成分ではなくなるように増幅されたｆ8の周囲の周波数成分を示す。
【００２６】
トーン信号が２つ以上のトーン（例えば、ＤＴＭＦ）で構成される場合、全ての成分が歪まされ、または、幾つかの成分が歪まされ、或いは、１つの成分だけが歪まされる。一般的に、より低い振幅の成分を歪ませる方が良い。
【００２７】
これらのおよび他のスペクトル修正技術は、装置によってサスペクトシグナリングトーンとして認識されないトーンが信号とされるように、サスペクトトーンのスペクトル成分を変更するために利用される。周波数・時間ドメインコンバータ１８（図３Ａ）は、オーディオ信号の修正されたスペクトル表示を時間ドメイン信号に変換して戻す。
【００２８】
図３Ｂは、本発明に係るトーンディストータ１０の別の実施例を示している。図３Ｂのトーンディストータ１０は、最初に信号を周波数ドメインに変換することなく、シグナリングトーンを含む信号の周波数成分を変更するスペクトル修正ユニット１６だけを含んでいる。図３Ｂの実施例の一部として、スペクトル修正ユニット１６は、フィルタ，高い方または低い方への周波数シフタ，或いは，適切な周波数ドメイン変換または周波数応答を有する他の装置である。
【００２９】
ＤＴＭＦトーンディストータのような他のトーンディストータの例が実施され、ここで提供される。ＤＴＭＦ信号が普通のＤＴＭＦディストータによっては正当なＤＴＭＦ信号であると認識されないように、十分な歪みを達成するために、ＴＩＡ−４６４Ｂ標準として規定されるように、ＤＴＭＦディストータの特性が開発されている。例えば、ＤＴＭＦ標準は、ツイストのような規定を有し、ＤＴＭＦ信号における高周波数成分と低周波数成分との間のパワー比は、ＤＴＭＦ信号が許容され或いは認識されるように、＋４ｄＢ〜−８ｄＢの間であることが要求され、成分毎のパワー限界は、成分のパワーは許容されるために０〜−２５ｄＢの間でなければならず、そして、周波数偏差は、成分の周波数偏差は許容されるために１．５％よりも小さくなければならない。
【００３０】
ＴＩＡ−４６４Ｂ標準を離れて、全てのＤＴＭＦ検出器に共通で、且つ、ＤＴＭＦ検出器を浪費するために開発された他の特徴、すなわち、パワー停滞およびパワー集中がある。パワー停滞：ＤＴＭＦとスピーチ信号の間を分離するために、ＤＴＭＦ検出器は、信号がＤＴＭＦ信号として許容されるように、短期間の信号パワーが一定であることを要求する。パワー集中：ＤＴＭＦとスピーチ信号の間を分離するために、ＤＴＭＦ検出器は、信号がＤＴＭＦ信号として許容されるように、ＤＴＭＦ周波数の周囲に集められたパワースペクトルを要求する。
【００３１】
上記の列記したＤＴＭＦ検出器の特徴或いは要求を考慮すると、ＤＴＭＦディストータは、以下のパラメータの１つ以上に従って設計される。
【００３２】
ツイストディストータ：このディストータは、ツイストが許されたＤＴＭＦ範囲を逸脱するように、最小限の減衰だけ低いレベルで周波数成分を減衰する。ＤＴＭＦ成分だけが減衰されるように、周波数成分の周囲のノッチフィルタを使用する。ノッチフィルタは、ＦＩＲ（Finit Impulse Response）フィルタまたはＩＩＲ（Infinit Impulse Response）フィルタのどちらかである。以下の伝達関数を有するＩＩＲフィルタが使用される。
【００３３】
Ｈ（ｚ）＝（Ｚ2−２cosθ・ｚ＋１）／（Ｚ2−２ｒcosθ・ｚ＋ｒ2）
Ｚは、Ｚ変換の複合変数を示し、パラメータθはノッチフィルタの中央の周波数を制御し、また、パラメータｒは、ツイストが許容された範囲を逸脱するように、トーンの減衰を制御する。周波数成分に与えられる１５ｄＢの減衰は、ツイストが許容された範囲を逸脱するのを確実にするのに十分である。公称周波数の下方および上方のフィルタの周波数応答の単調増加性（モノトニシティ）によれば、公称周波数の±１．５％の減衰が１５ｄＢよりも高いのと同等である。
【００３４】
次は、８つのＤＴＭＦ周波数に従った８つの可能なノッチフィルタのセットから逸脱した１つのノッチフィルタ（周波数エスティメータによって）見積もられる２つのＤＴＭＦ成分のウィーカのための）を使用するツイストディストータの設計を述べる表である。公称周波数ｆ0は、ノッチの中央の周波数であり、ｆ0は、フィルタの異なる式におけるパラメータθを計算するために使用される。半径の値ｒは、原点からフィルタの軸の距離であり、ｒは、ノッチ周波数で減衰を制御するためにフィルタの異なる式において使用される。
【００３５】
【表１】
2005522950.tif 000003
【００３６】
公称周波数における±２．５％の減衰が各周波数に対して示される。ｒの値は、減衰が少なくとも１５ｄＢであるようにして計算される。これは、正当な検出器のバンド幅を考慮して、フィルタが、ツイストが不正検出になるのを生じさせることを確実にする。ディストーション（歪み）がスピーチ信号の最小限（周波数エスティメータが誤って信号をＤＴＭＦとして検出したとき）であることを示すために、減衰が３ｄＢで実質的に減衰される幅を表すバンドデルタを計算した場合の低周波数および高周波数が示される。バンドデルタは、約１３％である３ＫＨｚの音声バンドから最悪の場合でも４１２Ｈｚ逸脱する。
【００３７】
ノッチフィルタは、次の異なる式を使用する時間ドメインにおいて実施される。
ｙ[n]＝２ｒcosθ・ｙ[n-1]−ｒ2ｙ[n-2]＋ｘ[n]−２cosθ・ｘ[n-1]＋ｘ[n-2]
表におけるパラメータｒおよびθは、周波数エスティメータによって見積もられた弱いサスペクトＤＴＭＦ周波数成分に従って使用される。
【００３８】
ここで、
ｘ[n]は、フィルタの第ｎ番目の入力サンプルの値
ｙ[n]は、フィルタの第ｎ番目の出力サンプルの値
である。
【００３９】
周波数変調ディストータ：このディストータは、信号に、固定された変調周波数のサインまたはコサイン変調を掛け合わせることによって周波数成分をシフトする。変調の結果は、変調周波数のサイズによって、周波数の前方へ一度および周波数の後方へ一度シフトされた信号の合計である。変調周波数は、少なくとも１つのＤＴＭＦ成分に対して、トーン検出器７０によって拒絶されるであろうトーンを生成する３．５％よりも大きい周波数偏差を持たせるような周波数である。
【００４０】
ｙ[n]＝ｘ[n]・cos(w1n)
ここで、
ｘ[n]は、オーディオ信号のサンプルの第ｎ番目の値
ｙ[n]は、変調器の第ｎ番目の出力サンプルの値
ｗ1＝２πｆ1／ｆs
ｆ1は周波数オフセット、ｆsはサンプリング周波数
である。
【００４１】
周波数シフトディストータ：このディストータは、固定された変調周波数のコサイン変調器による信号の積（サイン／コサイン変調器は、信号に、固定周波数を有するサイン／コサイン波を掛け合わせ、その結果は、変調器の周波数による源信号スペクトルのシフトである。）、および、サイン変調器によるHilbert変換信号の積を減算する。その結果は、変調周波数のサイズによって、周波数の前方へのシフトである。変調周波数は、それが拒絶される３．５％よりも大きい周波数偏差を持つ少なくとも１つの成分を生成するような周波数である。
【００４２】
ｙ[n]＝ｘ[n]・cos(w1n)−Hilbert{ｘ[n]}・sin(w1n)
ここで、
Hilbert{ｘ[n]}は、信号ｘ[n]のHilbert変換を示す。
Hilbert変換は、適切な多用途のＦＩＲフィルタを使用して実施することができる。
【００４３】
パワースペクトル集中ディストータ：このディストータは、源周波数成分に高調波成分を加えることによってＤＴＭＦにおける相対的なパワースペクトル集中を低くする。これは、信号に対して非線形変換を適用することによって行われる。ＡＢＳ関数（absolute value function）は、非線形変換として使用される。
【００４４】
ｙ[n]＝｜ｘ[n]｜
他の非線形変換もまた使用され得る。例えば、
ｙ[n]＝ｘ2[n]
ここで、
ｘ[n]は、オーディオ信号の第ｎ番目のサンプル
ｙ[n]は、ディストータ出力の第ｎ番目のサンプル
である。
【００４５】
これらの変換の結果は、変換された信号のスペクトルが源信号のスペクトル成分の高調波（整数倍）含むことになる。これは、検出器７０に、ＤＴＭＦ周波数において少ししか集中されていないスペクトルを見つけ出す（なぜなら、その幾つかはＤＴＭＦ周波数の倍数において集中する）ようにし、従って、検出器７０は、その信号を検出されなかったとして拒絶する。
【００４６】
スペクトル集中ディストータは、シグナリングトーン成分の周辺の１つ以上の周波数成分を増幅する。そうすることによる効果は、シグナリングトーンをオーディオ信号内に隠し、それによって、トーン検出器に認識されないトーンを作り出す。
【００４７】
そこに含まれるシグナリングトーンと一緒にオーディオ信号の周波数成分は、周波数ドメインにおいて任意に変更される。時間・周波数ドメイン変換の使用は、良く知られている。シグナリングトーンを含むオーディオ信号は、サンプリングされ、そのサンプルは、サンプルのセグメントまたはフレームをオーバーラップさせるかオーバーラップさせないかの何れかで分割する。各セグメントは、周波数ドメインまたは当該セグメントのスペクトル表現に変換される。各フレーム内の特定の周波数成分は、増加，減少，移動または他の変更がなされ、変更されたスペクトル表現は、時間ドメインに再変換される。上述したディストーション方法の各々は、本発明に適用されるいかなる他の方法と共に、時間・周波数ドメイン変換を使用する周波数ドメインにおいて実施される。
【００４８】
本発明の一実施例において、ディストータ１０は、オーディオ信号によって表されるスピーチに制限された効果を有する。周波数エスティメータ３０がサスペクトシグナリングトーンを合図する場合、実際には真のシグナリングトーンが存在していないとき、トーンディストータのオーディオ信号の修正は、オーディオ信号内のスピーチの品質をひどく低下させる。すなわち、トーンディストータ１０によって生成されたディストーションは、スピーチ信号が聞き手に明瞭になるといったオーディオ信号のスピーチ成分に無視してよい効果を有する。これは、前に列記した技術の１つを使用する限定されたスペクトル修正だけを実行することによって達成される。
【００４９】
ここでは、本発明の特定の構成が描かれまた記述されているが、いわゆる当業者においては、多くの変更，代用，変形および同等物が思い浮かぶであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の真のピリット内にあるそのような変更および変形が意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るシグナリングトーン送信システムのブロック図である。
【図２】本発明に係る周波数エスティメータのブロック図である。
【図３Ａ】本発明に係るトーンディストータの第１実施例のブロック図である。
【図３Ｂ】本発明に係るトーンディストータの第２実施例のブロック図である。
【図４Ａ】サスペクトトーンが減少されるトーンの周波数成分の周波数図である。
【図４Ｂ】サスペクトトーンが周波数でシフトされる周波数成分の周波数図である。
【図４Ｃ】サスペクトトーンが隣接する周波数成分間でカムフラージュされる周波数成分の周波数図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【国際調査報告】
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