(57)【要約】      （修正有）【課題】倍音成分の雑音を含む音声信号であっても、コードに対応する特定周波数をできる限り誤検出しないようにする装置、プログラム及び方法を提供する。【解決手段】周波数分析部１１は、音声信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域の電力を算出、倍音成分分析部１２は、特定周波数帯域毎に、当該特定周波数に対する１／ｍ倍周波数を対象とし、１／ｍ倍周波数のｎ倍となるｎ／ｍ倍周波数帯域について、複数のｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値が最大となる１／ｍ倍周波数を決定、特定周波数検出部１３は、当該特定周波数帯域の電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値とを比較、電力差が最大となる特定周波数を検出、コード出力部１４は、特定周波数検出部１３により検出された電力差が、最大となる特定周波数を検出し、電力差が最大となる特定周波数に対応付けられたコードを出力する。【選択図】図３
2015050672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コード毎に特定周波数が予め割り当てられており、音声信号に含まれた特定周波数のコードを検出する装置において、
前記音声信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域の電力を算出する周波数分析手段と、
特定周波数帯域毎に、当該特定周波数に対する１／ｍ倍周波数を対象として、１／ｍ倍周波数のｎ（ｎ：ｍを除く１以上の整数）倍となるｎ／ｍ倍周波数帯域について、複数のｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値が最大となる１／ｍ倍周波数を決定する倍音成分分析手段と、
当該特定周波数帯域の電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値とを比較して、その電力差を検出する特定周波数検出手段と、
前記電力差が最大となる当該特定周波数に対応付けられたコードを出力するコード出力手段と
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記倍音成分分析手段は、前記ｎ／ｍ倍周波数帯域（及びその両側の予め定めた周波数帯域）に特定周波数が含まれる場合、当該ｎ／ｍ倍周波数帯域の電力を平均値又は最大値の計算対象から除外する
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記特定周波数検出手段は、検出された当該特定周波数帯域について、ｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値との電力差が所定閾値以下である場合、当該特定周波数帯域は検出されなかったものとして除外することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記倍音成分分析手段は、当該特定周波数を１／ｍ倍した値が予め定めた周波数以下となる１／ｍ倍周波数を計算対象から除外する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記倍音成分分析手段は、計算対象となる複数のｎ／ｍ倍周波数帯域を、
（１）当該特定周波数の両側の予め定めた周波数範囲内
（２）当該特定周波数に近い周波数帯域から順に選択した所定個数の帯域
（３）電話音声の周波数帯域内
のいずれか又は組み合わせによって選択する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記コード毎に、互いに異なる複数の特定周波数が組み合わされており、
前記コード出力手段は、検出された複数の特定周波数の組み合わせに対応付けられたコードを出力する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記特定周波数は、ＤＴＭＦ(Dual-Tone Multi-Frequency)であり、
コード毎に、高群トーン及び低群トーンそれぞれについて、各特定周波数が予め設定されており、
前記周波数分析手段及び前記特定周波数検出手段は、高群トーン及び低群トーンそれぞれについて機能し、
前記コード出力手段は、高群トーンで検出された特定周波数と、低群トーンで検出された特定周波数とに対応付けられたコードを出力する
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
コード毎に特定周波数が予め割り当てられており、音声信号に含まれた特定周波数のコードを検出する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
前記音声信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域の電力を算出する周波数分析手段と、
特定周波数帯域毎に、当該特定周波数に対する１／ｍ倍周波数を対象として、１／ｍ倍周波数のｎ（ｎ：ｍを除く１以上の整数）倍となるｎ／ｍ倍周波数帯域について、複数のｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値が最大となる１／ｍ倍周波数を決定する倍音成分分析手段と、
当該特定周波数帯域の電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値とを比較して、その電力差を検出する特定周波数検出手段と、
前記電力差が最大となる当該特定周波数に対応付けられたコードを出力するコード出力手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
コード毎に特定周波数が予め割り当てられており、音声信号に含まれた特定周波数のコードを検出する装置を用いたトーン信号検出方法において、
前記音声信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域の電力を算出する第１のステップと、
特定周波数帯域毎に、当該特定周波数に対する１／ｍ倍周波数を対象として、１／ｍ倍周波数のｎ（ｎ：ｍを除く１以上の整数）倍となるｎ／ｍ倍周波数帯域について、複数のｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値が最大となる１／ｍ倍周波数を決定する第２のステップと、
当該特定周波数帯域の電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値とを比較して、その電力差を検出する第３のステップと、
前記電力差が最大となる当該特定周波数に対応付けられたコードを出力する第４のステップと
を有することを特徴とするトーン信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号からＤＴＭＦ(Dual Tone Multi-Frequency)信号を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
古くは、ファクシミリ装置やパーソナルコンピュータのような通信端末について、ＤＴＭＦ信号を、電話（音声）回線を介して送受信する技術がある。ＤＴＭＦ信号とは、例えばトーン（プッシュ）方式の電話機で、各ボタンに割り当てられた信号音である。これは、１つのボタンに対して、２種類の特定周波数の音が発信されるようになっている。一般に、低群トーンの特定周波数４種類と高群トーンの特定周波数４種類とからそれぞれ、１音ずつが組み合わされる。
低群トーン：６９７Ｈｚ  ，７７０Ｈｚ，  ８５２Ｈｚ，  ９４１Ｈｚ
高群トーン：１２０９Ｈｚ，１３３６Ｈｚ，１４７７Ｈｚ，１６３３Ｈｚ
例えば、ダイヤル「６」を示すＤＴＭＦ信号は、７７０Ｈｚのトーンと１４７７Ｈｚのトーンとから構成される。
【０００３】
ＤＴＭＦ信号は、発呼するための電話番号の送出に限られず、音声呼の確立後に、制御コードを送受信するためにも用いられる。制御コードは例えば英数字であって、ＤＴＭＦ信号を含む音声信号から、その英数字を検出することができる。そのような通信端末は、ＤＴＭＦ信号検出部を搭載する。また、電話回線を介して受信した音声信号に限られず、マイクによって外部から発声された音声信号を入力し、その音声信号に含まれるＤＴＭＦ信号を検出する装置もある。また、ＤＴＭＦ信号に変換した制御コードを、電話回線を介して遠隔地に位置する装置へ送信し、当該装置を遠隔的に操作する技術もある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図１は、従来技術におけるＤＴＭＦ信号検出装置の機能構成図である。
【０００５】
図１によれば、ＤＴＭＦ信号検出装置は、高群トーン及び低群トーンを合わせて８種類の特定周波数毎に、８列の回路系列を有している。特定周波数毎の各回路系列は、バンドパスフィルタと、乗算器と、ローパスフィルタと、レベル検出装置と、コーダ（符号化器）とを有する。バンドパスフィルタは、当該特定周波数を中心として所定幅の周波数帯域のみを通過させ、乗算器へ出力する。乗算器は、その信号を２乗化し、ローパスフィルタへ出力する。ローパスフィルタは、その信号を平滑化し、レベル検出装置へ出力する。レベル検出装置は、その信号のレベルを検出し、そのレベルをコーダへ出力する。コーダは、特定周波数毎の各回路系列から出力された信号の中から、高いレベルの高群トーン及び低群トーンの組み合わせを検出し、それらの組み合わせに対応したコードを出力する。勿論、バンドパスフィルタに代えて高速フーリエ変換のような周波数分析器を用いてもよい。また、他の実施形態としては、平滑用ローパスフィルタを用いる必要の無いものもある。
【０００６】
一般に、ＤＴＭＦ信号検出装置には、ＤＴＭＦ信号以外の雑音の影響を受けることによる誤検出を回避するために、様々な機能が搭載されている。
【０００７】
従来、ＤＴＭＦ周波数帯域外のパワー（電力）と、ＤＴＭＦ周波数帯域内の高群の周波数帯域のパワーと、ＤＴＭＦ周波数帯域内の低群の周波数帯域のパワーとを比較する技術がある（例えば特許文献２参照）。この比較は、ＤＴＭＦ信号の特定周波数の電力と、ＤＴＭＦ信号の特定周波数以外の帯域の電力との差を基準とする。従って、ＤＴＭＦ信号の検出に用いる特定周波数の電力測定部に加えて、別途、ＤＴＭＦ信号の特定周波数以外の帯域の電力測定部も必要となる。
【０００８】
また、全帯域のパワーと、ＤＴＭＦ検出周波数帯域内の高群の周波数帯域のパワーと、ＤＴＭＦ検出周波数帯域内の低群の周波数帯域のパワーを比較する技術もある（例えば特許文献３参照）。
【０００９】
更に、全帯域のパワーと、高群トーン信号のパワーと、低群トーン信号のパワーを比較する技術もある（例えば特許文献４参照）。この比較は、ＤＴＭＦ信号の特定周波数の電力と、全帯域（ＤＴＭＦ信号の特定周波数を含む）の電力との差を基準とする。従って、それらの差が所定閾値よりも小さい場合に、入力信号はＤＴＭＦ信号では無いと判定することによって、ＤＴＭＦ信号の誤検出を削減する。即ち、ＤＴＭＦ信号の特定周波数以外の帯域の電力が高い場合に、ＤＴＭＦ信号の検出が抑制される。従って、ＤＴＭＦ信号の特定周波数の電力は考慮されず、その他の帯域の雑音が大きい場合に常に検出が抑制される。
【００１０】
更に、４つの高群トーン及び４つの低群トーンそれぞれの中で、以下の３つの値を用いて、入力信号はＤＴＭＦ信号では無いと判定することによって、ＤＴＭＦ信号の誤検出を削減する技術もある（例えば特許文献５参照）。
・最大のトーン信号のパワーと４つのトーン信号のパワーの合計値を比較した値
・４つのトーン信号の中でパワーが閾値を超える信号の個数
・最大のトーン信号のパワーと２番目に大きいトーン信号のパワーとを比較した値
【００１１】
前述したいずれの従来技術も、ＤＴＭＦ信号が送信されていないにも拘わらず、雑音等の影響によって、ＤＴＭＦ信号が誤って検出されることを抑制するためのものである。即ち、ＤＴＭＦ信号に該当する特定周波数以外の帯域に雑音信号が含まれている場合に、ＤＴＭＦ信号の検出を抑制するように作用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１９６７６８号公報
【特許文献２】特許第２８５３８４１号
【特許文献３】特許第２８５３８４２号
【特許文献４】特許第２８５６９６８号
【特許文献５】特許第２８５１９７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前述したいずれの従来技術も、音声信号に混入した雑音によって、ＤＴＭＦ信号が送信されているにも拘わらず、ＤＴＭＦ信号が検出されない場合が生じやすい。特に、特許文献１に記載の技術によれば、通信端末は、電話回線を介して受信されたＤＴＭＦ信号をそのまま、スピーカから発声させ、その音声をマイクによって受信している。そのために、スピーカからマイクとの間のエアで、雑音の影響を受けることなる。雑音によってＤＴＭＦ信号が乱れ、適切な制御コードに変換できないという問題が生じる。
【００１４】
一方で、音声信号に混入した人声の雑音によって、ＤＴＭＦ信号が送信されていないにも拘わらず、ＤＴＭＦ信号が検出される場合が生じやすい。人声の周波数スペクトルは、「倍音」と称される複数の急峻なピークを持つ。そのために、ＤＴＭＦ信号の周波数と、人声等の雑音における周波数スペクトルのピークとが合致した場合、ＤＴＭＦ信号を誤検出してしまう。
【００１５】
図２は、トーン信号の周波数スペクトルと人声の周波数スペクトルとを表すグラフである。
【００１６】
図２（ａ）によれば、トーン信号の周波数スペクトルを表しており、６９７Ｈｚの周波数成分に対して、高い電力が検出されている。一方で、図２（ｂ）によれば、人声の周波数スペクトルを表しており、音の基本周波数の整数倍の周波数に、一定間隔で高い電力が検出される「倍音」と称される特徴が表れている。特に、図２（ａ）及び（ｂ）では共に、ＤＴＭＦ信号の６９７Ｈｚの周波数成分に対して、高い電力が検出されるために、誤検出する場合がある。
【００１７】
そこで、本発明は、倍音成分を持つ雑音を含む音声信号であっても、コードに対応する特定周波数をできる限り誤検出しないようにする装置、プログラム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、コード毎に特定周波数が予め割り当てられており、音声信号に含まれた特定周波数のコードを検出する装置において、
音声信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域の電力を算出する周波数分析手段と、
特定周波数帯域毎に、当該特定周波数に対する１／ｍ倍周波数を対象として、１／ｍ倍周波数のｎ（ｎ：ｍを除く１以上の整数）倍となるｎ／ｍ倍周波数帯域について、複数のｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値が最大となる１／ｍ倍周波数を決定する倍音成分分析手段と、
当該特定周波数帯域の電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値とを比較して、その電力差を検出する特定周波数検出手段と、
電力差が最大となる当該特定周波数に対応付けられたコードを出力するコード出力手段と
を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の装置における他の実施形態によれば、
倍音成分分析手段は、ｎ／ｍ倍周波数帯域（及びその両側の予め定めた周波数帯域）に特定周波数が含まれる場合、当該ｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値の計算対象から除外することも好ましい。
【００２０】
本発明の装置における他の実施形態によれば、
特定周波数検出手段は、検出された当該特定周波数帯域について、ｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値との電力差が所定閾値以下である場合、当該特定周波数帯域は検出されなかったものとして除外することも好ましい。
【００２１】
本発明の装置における他の実施形態によれば、
倍音成分分析手段は、当該特定周波数を１／ｍ倍した値が予め定めた周波数以下となる１／ｍ倍周波数を計算対象から除外することも好ましい。
【００２２】
本発明の装置における他の実施形態によれば、
倍音成分分析手段は、計算対象となる複数のｎ／ｍ倍周波数帯域を、
（１）当該特定周波数の両側の予め定めた周波数範囲内
（２）当該特定周波数に近い周波数帯域から順に選択した所定個数の帯域
（３）電話音声の周波数帯域内
のいずれか又は組み合わせによって選択することも好ましい。
【００２３】
本発明の装置における他の実施形態によれば、
コード毎に、互いに異なる複数の特定周波数が組み合わされており、
コード出力手段は、検出された複数の特定周波数の組み合わせに対応付けられたコードを出力することも好ましい。
【００２４】
本発明の装置における他の実施形態によれば、
特定周波数は、ＤＴＭＦ(Dual-Tone Multi-Frequency)であり、
コード毎に、高群トーン及び低群トーンそれぞれについて、各特定周波数が予め設定されており、
周波数分析手段及び特定周波数検出手段は、高群トーン及び低群トーンそれぞれについて機能し、
コード出力手段は、高群トーンで検出された特定周波数と、低群トーンで検出された特定周波数とに対応付けられたコードを出力することも好ましい。
【００２５】
本発明によれば、コード毎に特定周波数が予め割り当てられており、音声信号に含まれた特定周波数のコードを検出する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
音声信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域の電力を算出する周波数分析手段と、
特定周波数帯域毎に、当該特定周波数に対する１／ｍ倍周波数を対象として、１／ｍ倍周波数のｎ（ｎ：ｍを除く１以上の整数）倍となるｎ／ｍ倍周波数帯域について、複数のｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値が最大となる１／ｍ倍周波数を決定する倍音成分分析手段と、
当該特定周波数帯域の電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値とを比較して、その電力差を検出する特定周波数検出手段と、
電力差が最大となる当該特定周波数に対応付けられたコードを出力するコード出力手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、コード毎に特定周波数が予め割り当てられており、音声信号に含まれた特定周波数のコードを検出する装置を用いたトーン信号検出方法において、
音声信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域の電力を算出する第１のステップと、
特定周波数帯域毎に、当該特定周波数に対する１／ｍ倍周波数を対象として、１／ｍ倍周波数のｎ（ｎ：ｍを除く１以上の整数）倍となるｎ／ｍ倍周波数帯域について、複数のｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値が最大となる１／ｍ倍周波数を決定する第２のステップと、
当該特定周波数帯域の電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値とを比較して、その電力差を検出する第３のステップと、
電力差が最大となる当該特定周波数に対応付けられたコードを出力する第４のステップと
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の装置、プログラム及び方法によれば、倍音成分の雑音を含む音声信号であっても、コードに対応する特定周波数をできる限り誤検出しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術におけるＤＴＭＦ信号検出装置の機能構成図である。
【図２】トーン信号の周波数スペクトルと人声の周波数スペクトルとを表すグラフである。
【図３】本発明におけるＤＴＭＦ信号検出装置の機能構成図である。
【図４】本発明におけるＤＴＭＦ信号検出方法を表すフローチャートである。
【図５】本発明における特定周波数の検出を表す説明図である。
【図６】ＤＴＭＦ信号を用いた遠隔制御のシーケンス図である。
【図７】本発明を用いた被制御側機器の機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３０】
図３は、本発明におけるＤＴＭＦ信号検出装置の機能構成図である。
図４は、本発明におけるＤＴＭＦ信号検出方法のフローチャートである。
【００３１】
ＤＴＭＦ信号検出装置１は、音声信号を入力し、その音声信号に含まれた特定周波数のコードを出力する。コード毎に、特定周波数が予め割り当てられている。図３によれば、ＤＴＭＦ信号検出装置１は、周波数分析部１１と、倍音成分分析部１２と、特定周波数検出部１３と、コード出力部１４とを有する。これら機能構成部は、装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現されるものであってもよい。また、これら機能構成の処理の流れは、ＤＴＭＦ信号検出方法としても理解できる。
【００３２】
以下では、ＤＴＭＦ信号検出装置として説明するが、本発明の用途は「ＤＴＭＦ信号」に限定されるものではない。即ち、ＤＴＭＦ信号のように、コード毎に、互いに異なる複数の特定周波数が組み合わされたものではなく、コード毎に１つの特定周波数が対応付けられたものであってもよい。尚、「特定周波数」とは、当該コードに割り当てられた周波数を意味する。また、「特定周波数帯域」とは、当該特定周波数を含む分解能単位の周波数帯域を意味する。
【００３３】
［周波数分析部１１］
周波数分析部１１は、音声信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域の電力（パワー）を算出する（図４のＳ１１参照）。ここで、分割された周波数帯域とは、高速フーリエ変換における分解能単位である。例えば、サンプリング周波数８ｋＨｚの音声信号に対して５１２点の高速フーリエ変換を用いて分析した場合、その周波数分解能は１５．６２５Ｈｚとなる。複数の周波数帯域には、低群トーンの各特定周波数（６９７Ｈｚ、７７０Ｈｚ、８５２Ｈｚ、９４１Ｈｚ）と、高群トーンの各特定周波数（１２０９Ｈｚ、１３３６Ｈｚ、１４７７Ｈｚ、１６３３Ｈｚ）とも含まれる。そして、周波数分析部１１は、各周波数帯域の電力値を、倍音成分分析部１２へ出力する。尚、周波数分析方法としては、フーリエ変換によってパワースペクトルを算出する以外に、必要数分の帯域フィルタや、その他の周波数分析技術を用いてもよい。
【００３４】
［倍音成分分析部１２］
倍音成分分析部１２は、特定周波数帯域毎に、当該特定周波数に対する１／ｍ倍周波数を対象として、１／ｍ倍周波数のｎ（ｎ：ｍを除く１以上の整数）倍となるｎ／ｍ倍周波数帯域について、複数のｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値が最大となる１／ｍ倍周波数を決定する。
【００３５】
図４によれば、倍音成分分析部１２は、以下のステップで処理を実行する。
（Ｓ１２１）特定周波数毎に、Ｓ１２９との間の処理を繰り返す。
（Ｓ１２２）１／ｍ倍周波数を決定するために、ｍ＝１〜Ｍ（Ｍ：１以上の整数）を、Ｓ１２７との間で処理を繰り返す。
（Ｓ１２３）ｎ／ｍ倍周波数の電力を検知するために、ｎ＝１〜Ｎ（≠ｍ）（Ｎ：１以上の整数）を、Ｓ１２５との間で処理を繰り返す。
（Ｓ１２４）ｎ／ｍ倍周波数の電力Ｐ(ｎ,ｍ)を検知する。
（Ｓ１２５）ｎ＝Ｎになるまで、Ｓ１２３との間の処理を繰り返す。
（Ｓ１２６）１／ｍ倍周波数について、電力Ｐ(ｎ,ｍ)の平均値Ｐave(ｍ)又は最大値Ｐmax(ｍ)を算出する。
Ｐave(m)＝Σf∈FＰ(f)
Ｐmax(m)＝maxf∈FＰ(f)
Ｆ：特定周波数のｎ／ｍ倍周波数
Ｆ＝｛f/m*1, f/m*2, f/m*3,・・・, f/m*(m-1), f/m*(m+1),・・・, f/m*(m+P)｝
（Ｓ１２７）ｍ＝Ｍになるまで、Ｓ１２２との間の処理を繰り返す。
【００３６】
ここで、以下の除外条件を設定することが好ましい。
（除外条件１）倍音成分分析部１２は、ｎ／ｍ倍周波数帯域（及びその両側の予め定めた周波数帯域）に特定周波数が含まれる場合、当該ｎ／ｍ倍周波数帯域の電力を平均値又は最大値の計算対象から除外する。例えば特定周波数６９７Ｈｚに対して、７７０Ｈｚ、８５２Ｈｚ、９４１Ｈｚ、１２０９Ｈｚ、１３３６Ｈｚ、１４７７Ｈｚ、１６３３Ｈｚを含むｎ／ｍ倍周波数帯域を、計算対象から除外する。
（除外条件２）倍音成分分析部１２は、当該特定周波数を１／ｍ倍した値が予め定めた周波数の閾値以下となる１／ｍ倍周波数を計算対象から除外することも好ましい。ここで使用する閾値は人声の基本周波数の分布の下限周波数であってもよい。人声の基本周波数は声帯の振動周期によって定まる。
【００３７】
倍音成分分析部１２は、電力の平均値又は最大値の計算対象となる複数のｎ／ｍ倍周波数帯域を、以下の範囲のいずれか又は組み合わせによって選択する。
（１）当該特定周波数の両側の予め定めた周波数範囲内
（２）当該特定周波数に近い周波数帯域から順に選択した所定個数の帯域
（３）電話音声の周波数帯域（300Hz〜3400Hz）内
これによって、倍音成分の分析に伴う計算量を制限することができる。
【００３８】
（Ｓ１２８）複数のｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値Ｐave(ｍ)又は最大値Ｐmax(ｍ)が最大となる１／ｍ倍周波数を決定する。
（Ｓ１２９）全ての特定周波数について、Ｓ１２１との間の処理を繰り返す。これによって、特定周波数毎に、１／ｍ倍周波数が決定される。
【００３９】
［特定周波数検出部１３］
特定周波数検出部１３は、当該特定周波数帯域の電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値とを比較し、その電力差が最大となる特定周波数を検出する。
【００４０】
図４によれば、特定周波数検出部１３は、以下のステップで処理を実行する。
（Ｓ１３１）特定周波数毎に、Ｓ１３３との間の処理を繰り返す。
（Ｓ１３２）当該特定周波数帯域の電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値との電力差を算出する。
（Ｓ１３３）全ての特定周波数について、Ｓ１３１との間の処理を繰り返す。
【００４１】
図５は、本発明における特定周波数の検出を表す説明図である。
【００４２】
図５によれば、特定周波数ｆに対して、その両側に複数のｎ／ｍ倍周波数帯域が存在している。ここで、ｍは、倍音成分分析部１２によって既に決定されたものである。また、当該特定周波数帯域ｆの電力と、決定された１／ｍ倍周波数に基づくｎ／ｍ倍周波数帯域の電力の平均値又は最大値とを比較し、その電力差が検出される。
【００４３】
ここで、特定周波数検出部１３は、検出された当該特定周波数帯域について、ｎ／ｍ倍周波数帯域の電力における平均値又は最大値との電力差が所定閾値以下である場合、当該特定周波数帯域は検出されなかったものとして除外する。これによって、ＤＴＭＦ信号が送出されていないにも拘わらず、人声等によって電力が最大となる特定周波数を、できる限り誤検出しないようにすることができる。
【００４４】
［コード出力部１４］
（Ｓ１４１）コード出力部１４は、最初に、特定周波数検出部１３によって検出された電力差が、最大となる特定周波数を検出する。
（Ｓ１４２）そして、コード出力部１４は、電力差が最大となる当該特定周波数に対応付けられたコードを出力する。
【００４５】
ここで、ＤＴＭＦ信号の場合、コード毎に、低群トーン（６９７Ｈｚ、７７０Ｈｚ、８５２Ｈｚ、９４１Ｈｚ）及び高群トーン（１２０９Ｈｚ、１３３６Ｈｚ、１４７７Ｈｚ、１６３３Ｈｚ）それぞれについて、特定周波数が予め設定されている。この場合、低群トーン及び高群トーン各々について、特定周波数検出部１３によって検出された電力差が、最大となる特定周波数を検出する。そして、コード出力部１４は、高群トーンで検出された特定周波数と、低群トーンで検出された特定周波数との組み合わせに対応付けられたコードを出力する。例えば、高群トーン中の最大周波数が６９７Ｈｚであって、低群トーン中の最大周波数が１２０９Ｈｚの場合、対応するコード「１」を出力する。
【００４６】
高群トーン又は低群トーンから、複数の特定周波数が検出された場合、その電力が最大となる特定周波数が選択される。また、高群トーン又は低群トーンの一方又は両方から、特定周波数が検出されなかった場合、そのコードも出力されない。
【００４７】
図６は、ＤＴＭＦ信号を用いた遠隔操作のシーケンス図である。
【００４８】
具体的な事例としては、ユーザが電話回線を介して被制御側端末１ｃを制御する場合を想定する。図６によれば、制御コードをＤＴＭＦ信号に変換することによって、電話回線を介した遠隔操作を可能とする（例えば特許文献５参照）。ＤＴＭＦ信号を受信した通信端末は、そのＤＴＭＦ信号から抽出した制御コードに基づいて、遠隔被操作用のアプリケーションの実行を制御する。
【００４９】
音声呼としては、電話回線（携帯電話回線を含む）やパケット回線のいずれを介したものであってもよい。近年、携帯電話機やスマートフォンにおける端末は、複数の通信インタフェースを搭載し、用途に応じて使い分けることができる。電話回線の場合、アナログ信号帯域を用いて音声信号を送受信するのに対し、パケット回線の場合、デジタル信号帯域を用いてパケットを送受信するが、ＶｏＩＰ(Voice over Internet Protocol)を用いることによって音声通話も可能となる。
【００５０】
（Ｓ６１）制御側電話端末１ａは、ユーザによって又は機械的に入力された制御コード要求（例えば”２０１”）を、ＤＴＭＦの音声信号に変換する。ＤＴＭＦ信号の場合、信号送出時間とポーズ時間とからなる周期時間毎に１つのコードが割り当てられている。制御コード要求が”２０１”である場合、３つのコード（信号送出時間＋ポーズ時間）が送出される。
信号送出時間：50ms以上
ポーズ時間  ：80ms以上
周期        ：120ms以上
（Ｓ６２）そして、制御側電話端末１ａは、そのＤＴＭＦ信号を、音声呼を介して電話端末１ｂへ送信する。電話端末１ｂは、受信したそのＤＴＭＦ信号をスピーカから発声し、被制御側機器１ｃは、マイクによってそのＤＴＭＦ信号を受信する。
（Ｓ６３）被制御側機器１ｃは、ＤＴＭＦ信号を一定周期（例えば10ms）毎に、コードを判定する。信号送出時間とポーズ時間との間に出力されたコードを複数個組み合わせて、１つの制御コードが決定されて出力される（例えば特許文献６及び７参照）。
（Ｓ６４）被制御側機器１ｃは、その制御コードに基づく処理を実行する。
その後、制御コードについて順次、Ｓ６１〜Ｓ６４のシーケンスが繰り返し実行される。
【００５１】
図７は、本発明を用いた被制御側機器の機能構成図である。
【００５２】
図７によれば、端末１ｂは、例えば無線によって移動可能な携帯電話機やスマートフォンである。電話回線は、例えば携帯電話網や固定電話網であり、パケット回線は、例えばアクセスネットワークを介して接続されるインターネットである。端末１ｂは、相手方端末との間で音声信号を受信する一般的な電話端末であって、ユーザ同士が声で会話することができるものである。
【００５３】
図７の端末１ｂは、ハードウェアとして、電話回線インタフェース１ｂ１と、パケット回線インタフェース１ｂ４と、スピーカ１ｂ３と、マイク１ｂ７とを有する。また、端末１ｂは、ソフトウェア的に、ＶｏＩＰ部１ｂ５と、音声信号受信部１ｂ２と、音声信号送信部１ｂ６とを有する。ＶｏＩＰ部１ｂ５は、リアルタイムに、音声信号を符号化／圧縮化してパケットに変換すると共に、パケットから復号／伸長化して音声信号に変換する。音声信号受信部１ｂ２は、電話回線インタフェース１ｂ１又はＶｏＩＰ部１ｂ５から音声信号を受信し、その音声信号をスピーカ１ｂ３へ出力する。即ち、電話端末１ｂは、スピーカ１ｂ３が、音声信号受信部１ｂ２によって受信された音声信号をそのまま発声する。
【００５４】
被制御側機器１ｃは、マイク１ｃ７及び遠隔被制御アプリケーション１ｃ８のみを有する。被制御側機器１ｃの機能構成は、本発明の基本的特徴のみを備えたものである。
【００５５】
被制御側機器１ｃによれば、電話端末１ｂから発声されたその音声信号が、雑音と共に、被制御側機器１ｃのマイク１ｃ７によって受信される。被制御側機器１ｃは、遠隔制御アプリケーション１ｃ８のＤＴＭＦ信号検出部１によって、その音声信号に含まれるＤＴＭＦ信号のコードを検出する。即ち、制御側電話端末１ａは、ＤＴＭＦ信号を用いて、電話端末１ｂを中継して、被制御側機器１ｃを制御することができる。被制御側機器１ｃとしては、家庭用電化製品やセンサ機器、通信用アクセスポイント等であってもよい。
【００５６】
ＤＴＭＦ信号検出部１は、音声信号の中からＤＴＭＦ信号を抽出する。そして、ＤＴＭＦ信号検出部１は、その周波数に対応する英数字を検出し、その英数字を制御コード実行部へ出力する。制御コード実行部は、検出されたコードに対応する制御を実行する。これによって、被制御側機器１ｃは、制御側電話端末１ａから、電話端末１ｂを介して、音声信号を用いて遠隔制御を受け入れることができる。
【００５７】
以上、詳細に説明したように、本発明の装置、プログラム及び方法によれば、倍音成分の雑音を含む音声信号であっても、コードに対応する特定周波数をできる限り誤検出しないようにすることができる。特に音声信号に混入した人声等の影響によって、ＤＴＭＦ信号の特定周波数成分で高い電力が検出される場合であっても、ＤＴＭＦ信号を誤って検出しないようにすることができる。
【００５８】
尚、特許文献１に記載の技術によれば、装置は、電話回線を介して受信されたＤＴＭＦ信号をそのまま、スピーカから発声させ、その音声をマイクによって受信している。そのために、スピーカからマイクとの間のエアで、人声等の雑音の影響を受けることなる。本発明のＤＴＭＦ信号検出装置を適用することによって、オペレータから発信されたＤＴＭＦ信号に人声等の雑音が含まれても、ＤＴＭＦ信号を誤って検出しないようにすることができる。
【００５９】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００６０】
１  ＤＴＭＦ信号検出装置、ＤＴＭＦ信号検出部
１１  周波数分析部
１２  倍音成分分析部
１３  特定周波数検出部
１４  コード出力部
１ａ  制御側電話端末
１ｂ  端末
１ｃ  被制御側機器
１ｂ１  電話回線インタフェース
１ｂ２  音声信号受信部
１ｂ３  スピーカ
１ｂ４  パケット回線インタフェース
１ｂ５  ＶｏＩＰ部
１ｂ６  音声信号送信部
１ｃ７  マイク
１ｃ８  遠隔被制御アプリケーション（制御コード実行部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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