(57)【要約】【課題】　様々なトーン形式の多成分トーンを検出することが可能なトーン検出器（１４）を提供する。【解決手段】　入力信号を、受信し、もしあれば、入力信号の各サンプルの周波数及び振幅成分を推定する（３０、３４）。成分を推定する際、現在の数値を用いて、入力信号を適切にフィルタ処理し、周波数及び振幅成分を推定する。この成分推定値に基づき、現トーン形式に対応する記憶装置（１００）のテーブルを用いて、新しい数値を求める。新しい数値は、現在の数値に対応する推定成分に値が最も近い成分を有する記号に対応する。新しい数値は、現在の数値としてフィードバックされ、又、新しい数値を求めるために、入力信号の次のサンプルと組み合わせて用いる。判定装置（３８）を用いて数値を処理し、いつ有効な記号が検出されるか求める。【選択図】　　　図２
2004135309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トーン検出を行うための方法であって、
　入力信号を受信する段階と、
　第１記号に対応する第１トーン形式を選択する段階と、
　第１トーン形式に対応する第１数値テーブルを提供する段階であって、第１数値テーブルにおける少なくとも１つの項目が、第１トーンを第１記号に関連付ける前記段階と、
　所定のアルゴリズム及び第１数値テーブルを用いて、入力信号が、第１記号を含むか否か求める段階と、
　第１記号に対応する第２トーン形式を選択する段階と、
　第２トーン形式に対応する第２数値テーブルを提供する段階であって、第２数値テーブルにおける少なくとも１つの項目が、第２トーンを第１記号に関連付ける前記段階と、
　同じ所定のアルゴリズム及び第２数値テーブルを用いて、入力信号が、第１記号を含むか否か求める段階と、を含み、
　第１トーン形式及び第２トーン形式は、異なり、又、第１数値テーブル及び第２数値テーブルは、少なくとも１つの異なる値を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
　第１トーン形式には、周波数帯域が重複する複数の成分が含まれる方法。
【請求項３】
トーンを検出するための方法であって、
　入力信号を受信する段階と、
　第１トーン成分を生成するために、選択された周波数の第１有限集合が、通過できないように入力信号をフィルタ処理する段階と、
　第２トーン成分を生成するために、選択された周波数の第２有限集合が、通過できないように入力信号をフィルタ処理する段階と、
　第１及び第２トーン成分を用いて、トーンを検出する段階と、が含まれることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、
　係数の第１集合を有する第１くし型フィルタを用いて、選択された周波数の第１有限集合が通過できないように、入力信号をフィルタ処理する段階を実行し、又、係数の第２集合を有する第２くし型フィルタを用いて、選択された周波数の第２有限集合が通過できないように、入力信号をフィルタ処理する段階を実行する方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法であって、第１及び第２トーン成分を用いてトーンを検出する段階には、
　第１トーン成分の第１多項式関数を用いて、第１トーン成分の周波数成分を推定する段階と、
　第２トーン成分の第１多項式関数を用いて、第２トーン成分の周波数成分を推定する段階と、が含まれる方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、第１及び第２トーン成分を用いて、トーンを検出する段階には、更に、
　第１トーン成分の第２多項式関数を用いて、第１トーン成分の大きさ成分を推定する段階と、
　第２トーン成分の第２多項式関数を用いて、第２トーン成分の大きさ成分を推定する段階と、が含まれる方法。
【請求項７】
請求項３に記載の方法であって、第１及び第２トーン成分を用いて、トーンを検出する段
階には、
　入力信号の各サンプルの後、トーンが検出されたか否か判断する段階であって、入力信号のサンプルを記憶する必要がない前記段階が含まれる方法。
【請求項８】
請求項３に記載の方法であって、
　第１トーン成分の周波数成分を推定するために必要な時間量は、第１トーン成分の周波数とは独立である方法。
【請求項９】
請求項３に記載の方法であって、更に、
　検出されたトーンが、検出されたトーンに対応するトーン形式の有効な記号に対応するか否か求める段階が含まれることを特徴とする方法。
【請求項１０】
トーンを検出するためのトーン検出器において、
　１つのアルゴリズムを用いてトーンを検出するための回路であって、トーンが第１トーン形式及び第２トーン形式の内の１つを用いて供給される前記回路と、
　トーンを検出するための前記回路に接続された記憶回路（１００）であって、第１トーン形式テーブル及び第２トーン形式テーブルの内の１つを記憶する前記記憶回路と、を含み、
　前記回路は、第１トーン形式を用いてトーンが供給される場合、単一のアルゴリズム及び第１トーン形式テーブルを用い、又、前記回路は、第２トーン形式を用いてトーンが供給される場合、単一のアルゴリズム及び第２トーン形式テーブルを用いることを特徴とする検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、一般的にトーン検出に関し、特に、多成分トーン検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
　本出願は、本出願の現譲受人に付与された特許文献１乃至５に関する。
　数多くのシステム、例えば、電気通信ネットワーク等において、多数の正弦波成分によって構成される信号送信トーンを検出する必要性がある。例えば、デュアル・トーン・マルチ周波数（ＤＴＭＦ）は、２つのトーン成分を有し、電話会社が採用する標準信号送信トーンの集合であり、標準信号送信トーンは、電話機のボタンが押された時に生成される。押下されたボタンは、低周波成分及び高周波成分から構成される二重周波数トーンを生じる。多数の正弦波成分によって構成される信号送信トーンを有するトーン形式の他の例には、マルチ周波数（ＭＦ−Ｒ１、ＭＦ−Ｒ２）、ＡＭ変調トーン（例えば、３トーン成分）、及びオフフック警告トーン（例えば、４つの成分）が挙げられる。
【特許文献１】米国特許出願１０／１７８、４２７、表題“通信システムにおける適応フィルタの監視と制御”（２００２年６月２４日出願）
【特許文献２】米国特許出願１０／１７８、１５４、表題“通信システムにおける理論的遅延推定のための方法と装置”（２００２年６月２４日出願）
【特許文献３】米国特許出願１０／１７８、５６０、表題“トーン表示のための方法と装置”（２００２年６月２４日出願）
【特許文献４】米国特許出願１０／１７８、１７６、表題“適応フィルタ処理を行うための方法と装置”（２００２年６月２４日出願）
【特許文献５】米国特許出願１０／１７８、５９７、表題“音声信号の非線形処理のための方法と装置”（２００２年６月２４日出願）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　１つの解決策としての試みは、標準フーリエ変換法に基づき、多成分トーン検出を行なうことである。しかしながら、これらの方法の中には、一般的に、２つ以上の成分に適用できないものや、ＤＴＭＦ以外の他の重要な２成分の場合を処理できないものもある。また、これらのフーリエ変換法には、前のサンプルのバッファリングが必要であるため、トーン検出の複雑さや時間が増大する。更に、多成分トーンを検出しようとする最近の利用可能な解決策は、複雑であり、一般的に、異なる数のトーン成分を有する様々な異なるトーン形式に適用するには充分ではない。従って、様々な異なるトーン形式の多成分トーンを検出可能な改善された多成分トーン検出器が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
　本発明は、添付した請求項に記述したように、トーン検出を行うための方法とトーンを検出するためのトーン検出器を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
　本発明は、制限するためではなく一例として、添付の図に例示するが、図においては、同様な参照番号は、同様な要素を示す。
　図の要素は、説明を簡単に又明確にするために示し、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを当業者は理解されたい。例えば、図の要素の寸法には、本発明による実施形態の理解促進の一助となるように、他の要素に対して誇張しているものがある。
【０００６】
　本明細書に用いられる用語“バス”は、データ、アドレス、制御、又は状態等、１つ以
上の様々な種類の情報を転送するために用い得る複数の信号又は導線を指すために用いられる。本明細書に述べた導線は、単一導線、複数の導線、単方向性導線、又は双方向性導線であるものに関して説明又は記述する。しかしながら、異なる実施形態においては、導線の実現形態が異なることがある。例えば、別々の単方向性導線を、むしろ双方向性導線よりも用いることもあれば、その逆もある。更に、複数の導線は、連続的に又は時分割多重方式で多数の信号を転送する単一導線で置き換えることもある。同様に、多数の信号を搬送する単一導線は、これらの信号の部分集合を搬送する様々な異なる導線に分離されることもある。従って、信号を転送するための選択肢が数多く存在する。
【０００７】
　用語“アサート”及び“ネゲート”（又は“ディアサート”）は、信号、状態ビット、又は同様な装置を、それぞれ、その論理的真の状態又は論理的偽の状態にすることを指す場合に用いる。論理的真の状態が、論理レベル１である場合、論理的偽の状態は、論理レベルゼロである。又、論理的真の状態が、論理レベル０である場合、論理的偽の状態は、論理レベル１である。
【０００８】
　接続性
　図1は、本発明の一実施形態に基づく通信システム１０をブロック図の形態で示す。通
信システム１０には、送信機／受信機１２、トーン検出器１４、通信ネットワーク１６、トーン検出器１８、送信機／受信機２０、及び制御バス２２が含まれる。制御バス２２は、送信機／受信機１２、トーン検出器１４、通信ネットワーク１６、トーン検出器１８、及び送信機／受信機２０に双方向で接続する。送信機／受信機１２は、トーン検出器１４に双方向で接続し、トーン検出器１４は、通信ネットワーク１６に双方向で接続し、通信ネットワーク１６は、トーン検出器１８に双方向で接続し、トーン検出器１８は、送信機／受信機２０に双方向で接続する。
【０００９】
　図２は、本発明の一実施形態に基づくトーン検出器１４をブロック図形態で示す。トーン検出器１４には、オプションの前処理装置２６、フィルタ１２８、フィルタＮ３２、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０、ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４、自動同調装置３６、及びトーン検出判定装置３８が含まれる。トーン検出器１４には、必要に応じてＮ個のフィルタ及びＮ個のＡＭ−ＦＭ復調器が含まれることに留意されたい。前処理装置２６（存在する場合）は、導線４２を介して、フィルタ１２８乃至フィルタＮ３２に各々接続し、又、導線４０を介して、トーン検出判定装置３８に接続する。フィルタ１２８は、導線４４を介して、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０に接続し、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０は、導線４６を介して、自動同調装置３６に接続する。フィルタＮ３２は、導線５２を介して、ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４に接続し、ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４は、導線５４を介して、自動同調装置３６に接続する。フィルタ１２８乃至フィルタＮ３２は、各々、自動同調装置３６からｒ及びｍを受信し、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０乃至ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４は、各々、自動同調装置３６からαを受信する。トーン検出判定装置３８は、自動同調装置３６からｍ’を受信するために接続され、又、導線５０を介して、検出された記号を制御バス２２に供給するために接続される。更に、トーン検出器１４は、導線４８を介して、制御バス２２から情報を提供し又受信するために接続される。
【００１０】
　図３は、本発明の一実施形態に基づく前処理装置２６をブロック図形態で示す。前処理装置２６は、オプションであって、オプションのデシメータ６２、オプションの自動利得制御（ＡＧＣ）装置６４、エネルギ算出装置６６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６８、及びエネルギ検出器７０を含む。デシメータ６２は、ＡＧＣ６４に接続する。ＡＧＣ６４は、フィルタ１２８乃至フィルタＮ３２にｘ（ｎ）を供給し、エネルギ算出装置６６に接続する。デシメータ６２及びＡＧＣ６４は、各々、オプションであり、又、いずれも存在しない場合、ｘ’（ｎ）は、フィルタ１２８乃至フィルタＮ３２にｘ（ｎ）として直接供給され、又、エネルギ算出装置６６は、ｘ’（ｎ）をｘ（ｎ）として受信することに留意さ
れたい。エネルギ算出装置６６は、ＬＰＦ６８に接続し、ＬＰＦ６８は、エネルギ検出器７０にＰｘを供給するために接続される。エネルギ検出器７０は、トーン検出判定装置３８にｍ’を供給する。
【００１１】
　図４は、本発明の一実施形態に基づく図２のＡＭ−ＦＭ復調器１３０をブロック図形態で示す。図４は、一例としてＡＭ−ＦＭ復調器１３０を示すことに留意されたい。しかしながら、図４のブロック図は、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０乃至ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４の何れにも適用し得る。即ち、同じブロック図及び機能が、全ての復調器に当てはまる。ＡＭ−ＦＭ復調器１３０は、フィルタ１２８から導線４４を介して、ｘ（ｎ）の第１トーン成分に対応するｘ１（ｎ）を受信する。ＡＭ−ＦＭ復調器１３０には、２点移動平均装置７２、エネルギ算出装置７４、ＬＰＦ７６、乗算器８４、ＬＰＦ８６、エネルギ算出装置７８、ＬＰＦ８０、逆数推定装置８２、加算器８８、逆数推定装置８９、乗算器９０、及びＬＰＦ９２が含まれる。２点移動平均装置７２及びエネルギ算出装置７８は、各々、導線４４を介してｘ１（ｎ）を受信する。２点移動平均装置７２は、エネルギ算出装置７４に接続し、エネルギ算出装置７４は、ＬＰＦ７６に接続し、ＬＰＦ７６は、乗算器８４に接続する。エネルギ算出装置７８は、ＬＰＦ８０に接続し、ＬＰＦ８０は、乗算器９０及び逆数推定装置８２に接続する。逆数推定算出装置８２は、乗算器８４に接続し、乗算器８４は、ＬＰＦ８６に接続する。ＬＰＦ８６は、導線４６を介して、（ｘ（ｎ）における第１トーン成分の周波数の関数に対応する）ρ’Ω１を供給するために、自動同調装置３６に接続される。加算器８８は、（記憶装置に物理的に組み込まれたり記憶されたりする）１を受信し、又、逆数推定装置８９に接続し、逆数推定装置８９は、乗算器９０に接続する。乗算器９０は、ＬＰＦ９２に接続し、ＬＰＦ９２は、導線４６を介して、（ｘ（ｎ）における第１トーン成分の振幅の関数に対応する）ρ’Ａ１を自動同調装置３６に供給する。ＬＰＦ８０、７６、８６、及び９２は、各々、自動同調装置３６からαを受信するために接続される。
【００１２】
　図５は、本発明の一実施形態に基づく図２の自動同調装置３６をブロック図形態で示す。自動同調装置３６には、記憶装置１００、最小距離検出器１０２、検出カウンタ１０４、ＬＰＦ帯域幅制御装置１０６、及びフィルタ制御装置１０８が含まれる。最小距離検出器は、導線４６及び５４を介して、ｘ（ｎ）におけるトーン成分１乃至Ｎの振幅の関数に対応するρ’Ａ１乃至ρ’ＡＮを受信するために接続され、又、導線４６及び５４を介して、ｘ（ｎ）におけるトーン成分１乃至Ｎの周波数の関数に対応するρ’Ω１乃至ρ’ΩＮを受信するために接続される。最小距離検出器１０２は、記憶装置１００、検出カウンタ１０４、フィルタ制御装置１０８、及び周波数許容範囲テスタ１０７に接続する。フィルタ制御装置１０８は、周波数許容範囲テスタ１０７及びフィルタ１２８乃至フィルタＮ３２にｍを供給するために、また、フィルタ１２８乃至フィルタＮ３２にｒを供給するために接続される。周波数許容範囲テスタ１０７は、ｍを受信するためにフィルタ制御装置１０８に接続され、導線１１２を介して、周波数許容範囲フラグを受信するために最小距離検出器１０２に接続され、更に、トーン検出判定装置３８にｍ’を供給する。ＬＰＦ帯域幅制御装置１０６は、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０乃至ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４にαを供給するために接続される。
【００１３】
　図１乃至５は、通信システム１０及びトーン検出器１４の内にあるブロックの一実施形態を示す。他の選択可能な実施形態では、所望の機能に基づき、説明したものとは異なる様々な要素、説明したものより多い要素、又は、説明したものより少ない要素を含み得る。更に、図１乃至５内のブロックは、異なるようにグループ化したり、異なる接続を行ったりできるが、それでも同様の結果に至る。従って、図１乃至５は、後述する概念を説明するために用いる例を単に提供することを意味する。また、図１乃至５における接続は、（単方向性又は双方向性の）単一導線として、又は、（単方向性又は双方向性の）多重導線として描かれているが、様々な異なる接続を用いてよい。例えば、多重導線は、様々な
異なる単一の単方向性又は双方向性導線に置き換えてもよい。同様に、単一導線は、多重単方向性又は双方向性導線に拡張してもよい。信号は、単一導線を介して連続的に通信してもよく、あるいは、多重導線を介して並列に通信してもよい。更に、信号は、単一又は多重導線を介して、時分割多重化できる。従って、図１乃至５に示した接続は、様々な異なる方法で実現し得るが、所望の機能はそれでも実現し得る。また、更に後述するように、図１乃至５の設計は、ハードウェア、ソフトウェア、又は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実現し得る。
【００１４】
　動作
　再度、図１において、送信機／受信機１２は、トーン検出器１４を介して、通信ネットワーク１６へのデータ信号を供給及び受信する。同様に、送信機／受信機２０は、トーン検出器１８を介して、通信ネットワーク１６へのデータ信号を供給及び受信する。従って、送信機／受信機１２及び２０は、通信ネットワーク１６を介して互いに通信が可能である。送信機／受信機１２及び送信機／受信機２０は、各々、例えば、電話、モデム等、通信ネットワーク１６上での通信に用いられる任意の装置であってよい。また、通信ネットワーク１６は、（例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）による音声、パケットによるデータ、非同期転送モード（ＡＴＭ）等、が含まれ、又、無線又は有線システムの何れかに該当し得る）パケット電話通信ネットワーク、又は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）を含み得る。他の選択可能な実施形態において、通信システム１０は、何らかの種類の通信システムを指し得る。
【００１５】
　制御バス２２は、送信機／受信機１２及び２０と、トーン検出器１４及び１８と、通信ネットワーク１６との間の制御経路を提供する。一般的に、制御バス２２を介して送信される制御信号は、インライン信号ではない。例えば、制御バス２２は、イネーブル／ディスエーブル信号を含み、トーン検出器１４若しくは１８をイネーブル状態又はディスエーブル状態にでき、あるいは、トーン検出器１４若しくは１８の様々な部分間での通信に必要な信号を含み得る。また、制御バス２２は、電話器が通話状態すなわち接続状態か否か示す信号を含み得る。
【００１６】
　送信機／受信機１２及びトーン検出器１４の動作は、送信機／受信機２０及びトーン検出器１８の動作に類似していることに留意されたい。即ち、通信システム１０は、図１に示したように、左右対称である。従って、図２乃至９の説明を、送信機／受信機１２及びトーン検出器１４に関して行うが、この説明は、送信機／受信機２０及びトーン検出器１８にも当てはまるものであると理解されたい。図１において、送信機／受信機１２は、ｘ’（ｎ）と名付けられた送信信号をトーン検出器１４に供給する。信号ｘ’（ｎ）は、通常の音声、又は、ＤＴＭＦ、ＭＦ−Ｒ１、ＭＦ−Ｒ２等、特定のトーン形式のトーンを含み得る。例えば、米国内において電話番号をダイヤルする時、送信機／受信機１２は、電話のボタンが押される度に、ＤＴＭＦ形式のトーンをトーン検出器１４に供給する。上述したように、ＤＴＭＦ形式の各トーンは、二重周波数トーンであり、トーン検出器１４は、受信されたトーンの低周波成分及び高周波成分を識別して、（受信されたトーンが有効なボタンに対応すると仮定して）どのボタンが押されたか識別する。他の選択肢として、トーン検出器１４を用いて、任意のトーン形式を有する多成分トーン（即ち、多数の周波数成分を有するトーン）を検出し識別できるため、ＤＴＭＦ形式に限定されない。
【００１７】
　図６から分かるように、ＤＴＭＦダイアルトーンの例は、低周波数の値（６９７Ｈｚ〜９４１Ｈｚ）を水平軸に、又、高周波数の値（１２０９Ｈｚ〜１６３３Ｈｚ）を垂直軸に配置した二次元格子に与えられる。１６個の有効ＤＴＭＦ記号（０−９、Ａ−Ｄ、＃、及び＊）は、各々、これら２つの周波数成分に対応するグラフ上の位置にプロットされる。例えば、ＤＴＭＦ記号‘３’は、６９７Ｈｚの周波数を有する第１（低）周波数成分、及び１４７７Ｈｚの周波数を有する第２（高）周波数成分から構成されるトーンに対応する
。従って、１６個のＤＴＭＦ記号は、各々、２つの異なる周波数を有する２つの正弦波形から成るトーンに対応し、一方は、６９７Ｈｚ、７７０Ｈｚ、８５２Ｈｚ、及び９４１Ｈｚから選択され、他方は、１２０９Ｈｚ、１３３６Ｈｚ、１４７７Ｈｚ、及び１６３３Ｈｚから選択される。従って、８個の異なる周波数をＤＴＭＦに用いて、１６個の異なる信号送信トーンを提供する。（ＤＴＭＦ記号は、振幅に関わらず、２つの周波数成分によって表されることに留意されたい。しかしながら、他の選択可能なトーン形式において、信号送信トーンは、更に後述するように、振幅も考慮される多周波数成分を含み得る。）従って、トーン検出器１４を用いて、いつ有効トーンが受信されたかを検出し、又、どの記号がトーンによって示されるかを識別し得る。例えば、（ＤＴＭＦトーン形式で定義したように、トーンが、有効な一時中断に続く特定の期間中に検出されると仮定すると）トーン検出器１４が、８５２Ｈｚで第１周波数成分を検出し、１４７７Ｈｚで第２周波数成分を検出する場合、ＤＴＭＦ記号‘９’が示される。
【００１８】
　図７は、一般的なトーン形式の例を示し、（各々、ρΩ１及びρΩ２に対応する２つの周波数成分を有する）各有効記号が、二次元格子にプロットされている。図７の格子は、水平及び垂直軸に対して実際の周波数の値を用いるよりもむしろ、各軸に対して周波数の関数を用いる。即ち、ρΩ１が、水平軸に沿った周波数Ω１の関数を表し、ρΩ２が、垂直軸に沿った周波数Ω２の関数を表す。例えば、以下に詳述する一実施形態において、ρΩ１＝ｃｏｓ２（ｂΩ１）、及びρΩ２＝ｃｏｓ２（ｂΩ２）であり、ｂは定数である。（ρΩ１及びρΩ２は、重複周波数領域、又は、非重複周波数領域に対応し得ることに留意されたい。）従って、例えば、点１２４に対応する記号等、各有効記号は、２つの周波数成分から構成される。即ち、それぞれρΩ１及びρΩ２の特定の値に対応するρΩ１、３ρΩ２、２から構成される。（幾つかの実施形態において、周波数成分は、例えば、公称周波数ｆの＋／−１．５％等、所定の許容範囲内にあるρΩ１及びρΩ２の特定の値に対応し、公称周波数ｆは、公称値ρΩ＊付近の非対称許容領域を定める。この例において、ｆ１、３の＋／−１．５％のρ１、３に対応する周波数成分、及びｆ２、２の＋／−１．５％のρ２、２に対応するもう１つの周波数成分が共に検出された場合、点１２４に対応する記号が検出される。）
　従って、図７の格子上にプロットした１６個の各記号（“＋”で表示）は、２つの周波数成分に対応する。即ち、一方は、ρΩ１の固有値（例えば、ρΩ１、１、ρΩ１、２、ρΩ１、３、又はρΩ１、４）で示され、他方は、ρΩ２の固有値（例えば、ρΩ２、１、ρΩ２、２、ρΩ２、３、又はρΩ２、４）で示される周波数成分に対応する。これらの各値は、用いられるトーン形式に基づき予め定義され、又、例えば、（図５の）記憶装置１００等の記憶装置、又は、トーン検出器１４内の他の位置にあるメモリ装置のテーブルに記憶し得る。この例において、テーブルは、１６個の各記号、並びにρΩ１及びρΩ２に対して、それらに対応する値を記憶する。動作中、目標点１２２に対応する多成分トーンが、（送信機／受信機１２等によって）トーン検出器１４に供給される場合、トーン検出器１４は、多成分トーンの存在を検出することが可能であり、又、目標点１２２に対応する有効記号が示されるかどうか識別することが可能である。
【００１９】
　例えば、図７において、目標点１２２は、トーン検出器１４にトーンが入力されつつある記号に対応すると仮定する。従って、成分ρΩ１、３、及びρΩ２、４を有する（又は、これらの値のある許容値内の）トーンは、トーン検出器１４にｘ’（ｎ）として入力されているところである。最初、成分ρΩ１、１、及びρΩ２、３を有する（任意に始点として選び得る）始点１２０が、始点として与えられ、始点は、現受信サンプルｘ’（ｎ）と組み合わせて、それぞれρ’Ω１及びρ’Ω２として示されるρΩ１及びρΩ２に対して値を推定する。（注：これらの値の算出は後述する）。この例において、上記推定は、図７の格子の点１２５に対応する値を提供すると仮定し、ρ’Ω１は、ρΩ１、３とρΩ１、４との間のある値（但し、ρΩ１、４よりもρΩ１、３に近い値）になるように決定され、ρ’Ω２は、ρΩ２、２とρΩ２、３との間のある値（但し、ρΩ２、２よりもρ
Ω２、３に近い値）になるように決定される。次に、トーン検出器１４は、現トーン形式のどの記号が、推定された点１２５に最も近いか求める。図７の例において、点１２４に対応する記号が、（点１３０、１３２、及び１３４等、他のどの点と比較しても）最も近い。
【００２０】
　従って、点１２４は、トーン検出器１４が点１２４を用いるようにフィードバックされ、次の受信サンプルｘ’（ｎ）と組み合わせて、ρΩ１及びρΩ２に対する新しい推定値（即ち、ρ’Ω１及びρ’Ω２に対する新しい値）を求める。この例において、新しい推定値は、推定点１２８に対応し、推定点１２８は、（最小距離１２６で示すように）目標点１２２に最も近い。従って、目標点１２２は、トーン検出器１４が点１２２を用いるようにフィードバックされ、次の受信サンプルｘ’（ｎ）と組み合わせて、ρΩ１及びρΩ２に対する新しい推定値を求める。この例において、新しい推定値は、推定点１２９に対応し、また推定点１２９は、目標点１２２に最も近い。所定回数繰り返した後、新しい推定値（ρ’Ω１及びρ’Ω２）が、同じ点（この例における目標点１２２等）に最も近い点を与える場合、トーンロックが示される。従って、トーンが、トーン検出器１４に供給されつつある場合、トーン検出器１４は、入力信号ｘ’（ｎ）を用いて、ρΩ１及びρΩ２に対する新たな推定を反復して繰り返し、このことによって、推定値は現トーンに収束し得る。無効なトーンがｘ’（ｎ）に存在する場合、ρΩ１及びρΩ２に対する推定値は、収束せず、トーンは検出されない。これらの算出は、図２乃至５と組み合わせて、図８乃至１０を参照して詳述する。
【００２１】
　図６及び７の例は、二次元グラフを示し、各記号は、２つの周波数成分を有するトーンに対応することに留意されたい。しかしながら、他の選択可能なトーン形式において、各トーンは、２つを超える周波数成分を有し得る。例えば、各トーンが３つの周波数成分を含むトーン形式は、３次元グラフでグラフ化し得る。また、幾つかのトーン形式において、各トーンは、周波数成分を含むだけでなく、振幅成分も含み得る。この場合、各トーンは、振幅の関数の予め定義された値（ρＡ１、ρＡ２等）に加えて、周波数の関数の予め定義された値（ρΩ１、ρΩ２等）に対応し得る。従って、各トーン形式は、対応するテーブルを有し、このテーブルにおいて、トーン形式の記号は、周波数及び振幅に関係する所定の値によって定義し得る。このように、トーン検出器１４は、異なるトーン形式に対応する異なる情報のテーブルを用いるだけで、様々な異なるトーン形式内でトーンを検出し識別するために用い得る万能な（即ち、汎用の）検出器を定義する。即ち、同じシステム（及び、アルゴリズム）を用いて、異なるトーン形式に対応する異なるテーブルを記憶するだけで、又、各トーン形式用の異なるテーブルを選択するだけで、異なるトーン形式のトーンを検出し得る。また、トーン形式は、（ＤＴＭＦトーン形式等の）周波数帯域が重複しない周波数成分の各記号を定義し得る。あるいは他の選択肢として、トーン形式は、（ＭＦ−Ｒ１又はＭＦ−Ｒ２トーン形式等）周波数帯域が重複する複数の周波数成分の各記号を定義し得る。（本明細書に記載した実施形態では、ρΩ１、ρΩ２等、周波数成分を周波数の関数として推定するが、他の選択可能な実施形態では、周波数の関数としてよりもむしろ周波数自体として周波数成分を推定し得ることに留意されたい。）
　図２は、本発明の一実施形態に基づくトーン検出器１４をブロック図形態で示す。入力信号ｘ’（ｎ）は、（存在すれば）前処理装置２６によって受信される。存在する場合、前処理装置２６は、入力信号ｘ’（ｎ）の異なる種類の前処理を行って、前処理された入力信号ｘ（ｎ）を生成し得る。従って、他の選択可能な実施形態において、前処理は行われず、入力信号ｘ’（ｎ）は、入力信号ｘ（ｎ）として、フィルタ２８乃至３２に直接提供できる。しかし、図２に示す実施形態においては、前処理装置２６が存在し、以下、図３及び８を参照して、より詳細に議論する。また図２の前処理装置２６は、信号電力が、処理を更に行なうのに充分大きいか否か判断し、充分でない場合、現記号ｍ’の値を（この実施形態において、無効な数値を示す）０に設定し、又、導線４０を介してトーン検出判定装置３８に供給して、前処理装置２６とトーン検出判定装置３８との間のｘ（ｎ）の
通常の信号処理を迂回する。（この実施形態では、ｍ’の０の値を用いて、無効な数値を示すが、他の選択可能な実施形態では、他の値を用いて、無効な数値を示し得ることに留意されたい。）
　前処理された入力信号ｘ（ｎ）は、フィルタ１２８乃至フィルタＮ３２に供給され、そして、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０乃至ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４にそれぞれ供給される。各ＡＭ−ＦＭ復調器１３０乃至ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４は、ρ’Ω１、ρ’Ａ２乃至ρ’ΩＮ、ρ’ＡＮにそれぞれ値を供給する。従って、トーン検出器１４は、必要に応じて、任意の数のフィルタ及びＡＭ−ＦＭ復調器を有し得る。一般的に、１つのフィルタ及びＡＭ−ＦＭ復調器が、特定のトーン形式のトーンにおける周波数成分数に対して必要である。例えば、各記号が２つの周波数成分を有するＤＴＭＦ形式において、１つのフィルタ及び１つのＡＭ−ＦＭ復調器が、各周波数成分に（高周波成分に対して１つ、また、低周波成分に対して１つ）用いられる。従って、ＤＴＭＦ形式において、２つのフィルタ及び２つのＡＭ−ＦＭ復調器が用いられる。各フィルタは、所望の周波数が含まれる信号を、それに対応するＡＭ−ＦＭ復調器に供給する。対応するＡＭ−ＦＭ復調器は、ｘ（ｎ）の現受信サンプル、及び現数値ｍに基づき、ρΩ１及びρΩ２の測定値又は推定値（ρ’Ω１及びρ’Ω２として示す測定値または推定値）を生成する。次に、これらの推定値ρ’Ω１及びρ’Ω２、並びにＤＴＭＦトーン形式に対応する記憶されたテーブルを自動同調装置３６が用いて、（後述するように、m’＝ｍ又は０である場合、ｍ’として）トーン検出判
定装置３８に供給され、また、ｘ（ｎ）の次の受信サンプルと共に用いためにフィルタ１２８乃至フィルタＮ３２にフィードバックされる次の数値（ｍ）を求める。
【００２２】
　次に、トーン検出判定装置３８は、受信された入力数値ｍ’を確認して、いつ有効なＤＴＭＦ記号が検出されたかを判断し、この検出された記号を、導線５０を介して制御バス２２に出力する。即ち、後述するように、数値ｍ’は、サンプルベースで供給される。この例において、ｘ（ｎ）に対して８ｋＨｚのサンプリングレート（ｆｓ）を仮定する。従って、ｘ（ｎ）に対するサンプルは、１２５マイクロ秒（αｓ）毎に受信される。しかしながら、有効なＤＴＭＦ記号は、特定の数値が、有効な“一時中断”に続き、最小限の時間量（例えば、４０ミリ秒（ｍｓ））で、且つ、最小限の中断（総継続時間が１０ｍｓを越えない中断）で受信された後にのみ検出される。これらの詳細は、図９乃至１０のフロー図においてより詳細に論ずる。従って、本明細書に用いた“数値”は、サンプルベースで決定されたｍの値を指し、“記号”は、多数のサンプルにより受信された一連の数値に基づき検出された有効記号を指す。
【００２３】
　図２乃至５の動作の詳細は、図８乃至１０のフロー図においてより良く理解できる。図８は、本発明の一実施形態に基づく、多成分トーンを検出する方法に対応するフロー１５０を示す。フロー１５０は、スタート１５２で始まり、ブロック１５４に進み、ここで、現在の数値ｍ及び他の変数（例えば、α、ｒ、Ｎ等）が初期化される。一実施形態において、ｍは、例えば、始点１２０に対応する記号等、いずれかの信号に初期化し得る。始点１２０は、任意に選択してもよく、あるいは、所定のアルゴリズムに基づき選択してもよい。他の選択肢として、どの点でも始点として用い得る。例えば、図７の“＋”における記号は、いずれも、代わりに始点として用い得る。例えば、ブロック１５４は、各通信セッション（例えば、通話）の初めに実行してよい。即ち、初期化は、サンプルベースで実行しなくてもよい。
【００２４】
　次に、フローは、ブロック１５６に進み、ここで、第１サンプルｘ’（ｎ）が受信される（この場合、ｎは、現在のサンプルを指す）。本明細書に用いられるサンプリングレートは、８ｋＨｚであるが、他の通信システムでは、サンプリングレートが異なり得ることを留意されたい。次に、フローは、ブロック１５８及び１６０、並びに判定ひし形１６２に進む。ブロック１５８及び１６０並びに判定ひし形１６２のステップは、図３により詳細に示した図２の前処理装置２６によって実行し得る。最初、フローは、ブロック１５８
に進み、ここで、入力信号ｘ’（ｎ）が間引かれ、その信号利得が調整される。これらのステップは、オプションであることに留意されたい。
【００２５】
　従って、図３において、ｘ’（ｎ）は、（存在すれば）デシメータ６２及びＡＧＣ６４に供給され、間引かれゲイン調整された入力信号ｘ（ｎ）（即ち、ｘ（ｎ）＝Ｇｘ’（ｋｎ））を生成する。従って、ｋがデシメータ６２に対応する場合、フローがｋ個のサンプル毎のみに実行されるように、図８のフローは、サブレート処理を用い得ることに留意されたい。従って、デシメータ６２を用いて、算出の複雑さが低減され、ｋ番目毎のサンプルのみが処理される。例えば、一実施形態において、ｋ＝２であり、この場合、１つおきに入力サンプルが処理される。しかしながら、ｋは、任意の値（１を含むが、これは、全てのサンプルが処理されるため、サブレート処理が用いられないことを示す）になり得る。従って、ｋ番目毎のサンプルは、サブレート処理サンプルと見なし得る。しかしながら、本明細書に用いられる式では、ｘ（ｎ）が用いられ、この場合、デシメータ６２が存在すれば、ｎは、サブレートサンプルを指す。ＡＧＣ６４は、入力サンプルを増幅することによってダイナミックレンジを改善するために用い得る。一実施形態において、このことは、利得が１と８との間で変化するように、変数をシフトすることによって行い得る。一実施形態において、ｘ’（ｎ）の利得は、クリッピングを回避する必要があれば、低減できるように、増幅の前にモニタされることに留意されたい。この実施形態に基づくＤＴＭＦ検出器の場合、この振幅変調によって、無視できるほどの遷移期間が生じる。また、この実施形態に基づくＤＴＭＦ検出器の場合、ＡＧＣ６４が無いと、１６ビットの端数処理された変数が、検出器を１８ｄＢに制限し、一方、ＡＧＣ６４が有ると、ダイナミックレンジが２５ｄＢを超える。図３から分かるように、デシメータ６２及びＡＧＣ６４が存在しない場合、ｘ’（ｎ）は、フィルタ１乃至フィルタＮにｘ（ｎ）として直接（即ち、未修正で）供給される。（また、ＡＧＣ６４が存在しない場合、入力信号ｘ’（ｎ）のサンプルは、記憶する必要が無いことに留意されたい。即ち、ＡＧＣ６４が無い場合、入力信号のバッファ処理が不要である。）
　再度、図８のフロー１５０において、フローは、ブロック１５８からブロック１６０に進み、ここで、入力信号ｘ（ｎ）の電力（Ｐｘ）が算出される。判定ひし形１６２において、処理を進めるのに充分なほど電力が大きい場合、フローは、判定ひし形１６２からブロック１６６に進む。しかしながら、電力が充分大きくないために（フローが）進まない場合、フローは、判定ひし形１６２からブロック１６４に進み、ここで、ｍ’が、（無効な数値を示す）０に設定される。また、フローは、ブロック１６６、１６８、１７０、及び１７２を迂回してブロック１７４に進む。従って、再度、図３の前処理装置２６において、ｘ（ｎ）が、ＡＧＣ６４の出力部に存在する場合、エネルギ算出装置６６に供給され、ここで、エネルギ（即ち、電力）が算出される（ブロック１６０）。一実施形態では、例えば、下式１に示すティーガ―カイザ（Ｔｅａｇｅｒ−Ｋａｉｓｅｒ）の変形エネルギ演算子等、トーンの多項式関数を用いる。
（式１）
【００２６】
【数１】
2004135309.tif 000003
　ｘ（ｎ）が単一成分トーンである時、即ち、ｘ（ｎ）＝Aｃｏｓ（ｎΩ＋φ）である時
、Ψｋ（ｘ（ｎ））＝Ａ２ｓｉｎ２（ｋΩ）であり、これは、トーンの振幅Ａと正規化周波数Ωの双方に依存する（ここで、Ω＝２πｆ／ｆｓであり、ｆはトーン周波数、ｆｓはサンプリング周波数である）。Ψｋ（ｘ（ｎ））は、位相φに依存しないことに留意されたい。パラメータｋは、基本的なサブレート処理を定義する。しかしながら、サンプリングレートｆｓでΨｋ（・）を適用する効果は、サンプリングレートｆｓ／ｋでΨ１（・）を適用するのに等しい。上述したように、サブレート処理を用いて、計算の必要性を低減
し得る。しかしながら、サブレート処理は、オプションである。次に、エネルギ算出装置の出力が、ＬＰＦ６８に供給され、ノイズをフィルタ処理により除去する。例えば、一実施形態において、下式２に示す形態の単極ＬＰＦを用いる。
（式２）
【００２７】
【数２】
2004135309.tif 000004
　ＬＰＦ６８のフィルタ出力Ｐｘは、エネルギ検出器７０に供給され、エネルギ検出器７０を用いて、電力が充分大きいか否か判断し得る（判定ひし形１６２）。エネルギ検出器は、ｘ（ｎ）のエネルギＰｘが、充分大きいか否か、最小エネルギ閾値と比較することによって判断する。例えば、一実施形態において、この最小エネルギ閾値は、１／６４に設定される。ｘ（ｎ）のエネルギが、最小エネルギ閾値未満であると判断された場合、エネルギ検出器７０は、ｍ’を０に設定し、また、フィルタ１２８乃至フィルタＮ３２、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０乃至ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４、及び自動同調装置３６を迂回して、図２の導線４０を介して、ｍ’をトーン検出判定装置３８に供給する。
【００２８】
　上式１において、ｘ（ｎ）は、１つの周波数から構成されることに留意されたい。しかしながら、ティーガ―カイザのエネルギ演算子は、ｘ（ｎ）が複数の周波数により構成される場合を網羅するように拡張し得る。この場合、
【００２９】
【数３】
2004135309.tif 000005
であり、従って、
【００３０】
【数４】
2004135309.tif 000006
となり、ここで、関数ψ（・）によって、エネルギ演算子が時間につれて変化し、こうして、Ｎ個の成分を分離する新たな困難が生じる。ψ（・）は、次の式によって与えられることが分かる。
【００３１】
【数５】
2004135309.tif 000007
　考慮すべき重要な事は、全ての成分に対してΩｉ＝Ω及びＡｉ＝ｇｉＡの時、これによってψ（・）が、ｎとは独立になることである。この場合、ｘ（ｎ）のエネルギ演算子は、
【００３２】
【数６】
2004135309.tif 000008
となり、このことは、多数の成分の周波数が、同じであるが、所定の基準成分ｃに対して、利得及び遅延が異なる場合、信号ｘ（ｎ）のエネルギ演算子は、単に基準成分におけるエネルギ演算子の調整バージョンｘｃ（ｎ）＝Ａｃｃｏｓ（ｎΩｃ＋φｃ）、ｃ＝１、・・・、Ｎである。この調整定数
【００３３】
【数７】
2004135309.tif 000009
は、比率ρ（例えば、より詳細に後述するρ’Ω）が求められる時、効率的に除去される。この結果は、エネルギ演算子Ψｋ（・）が、単一周波数トーンの多数のエコーを処理し得ることを意味する。
【００３４】
　従って、図２及び８において、より詳細に後述するように、このエネルギ演算子を用いて、あらゆる成分ｘｃ（ｎ）を効率的に抽出できるように、Ｎ個の独立フィルタで信号ｘ（ｎ）を最初にフィルタ処理することによって多数の成分を検出し得る。Ｎ個の成分は、一旦抽出されると、それらの大きさ及び周波数推定値（ρ’Ωｉ及びρ’Ａｉ）が算出される。
【００３５】
　再度、図８において、電力が充分大きい（少なくとも最小エネルギ閾値である）場合、フローは、判定ひし形１６２からブロック１６６に進み、ここで、入力信号ｘ（ｎ）の振幅（ρＡ）及び周波数（ρΩ）成分を（ρ’Ω及びρ’Ａを求めるために）推定する。図８のブロック１６６は、図２及び図４においてより詳細に述べる。上述したように、ＤＴＭＦトーン形式は、説明を分かり易くするために一例として用いられる。従って、図２には、ＤＴＭＦに用いるための（Ｎ＝２に対応する）ｘ（ｎ）用の２つの経路が含まれる。即ち、一方は、フィルタ１２８及びＡＭ−ＦＭ復調器１３０を介し、他方は、フィルタ２（図示せず）及びＡＭ−ＦＭ復調器２（図示せず）を介する。ＤＴＭＦトーン形式は、２つの周波数成分を有するトーンに対応するため、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０の出力は、ρΩ１に対する推定値（ρ’Ω１として示す）を提供し、ＡＭ−ＦＭ復調器２の出力は、ρΩ２に対する推定値（ρ’Ω２として示す）を提供する。大きさ推定値ρ’Ａ１及びρ’Ａ２は、この例には用いないが、必要ならば、検出プロセスの一部として含み得る。説明を簡単にするために、これらの算出については、フィルタ１２８及びＡＭ−ＦＭ復調器１３０を参照して述べる。
【００３６】
　フィルタ１２８は、第１成分ｘ１（ｎ）を抽出できるように、ｘ（ｎ）をフィルタ処理する。同様に、フィルタ２は、第２成分ｘ２（ｎ）を抽出できるように、ｘ（ｎ）をフィルタ処理する。従って、各フィルタを用いて、対応する成分ｘｃ（ｎ）（トーン成分とも称する）を抽出する。（従って、各トーンがＮ＝５の成分を含むトーン形式の場合、５つのフィルタが存在し、この場合、各フィルタは、対応するトーン成分を抽出するために用いられる。）これらの成分が、一旦抽出されると、ρ’Ω１及びρ’Ω２が求められる。例えば、一実施形態において、所定のフィルタ処理経路が、他の経路から望ましくない成分を全て除去するように、フィルタ１及びフィルタ２各々に対して、くし型フィルタが用いられる。例えば、再度図７を参照すると、ｍの開始値が、ρΩ１、１及びρΩ２、３に対応する始点１２０として与えられた場合（ｍが、始点１２０に初期化されたことを示す
場合）、（第１周波数成分ρΩ１に対応する）フィルタ１は、くし型フィルタであって、このくし型フィルタは、点１２０に対応するトーンが、ｘ（ｎ）に存在する場合、ρΩ１、１に対応するｘ（ｎ）の第１成分（即ち、ｘ１（ｎ））のみが、ρΩ２、３に対応する第２成分無しでＡＭ−ＦＭ復調器１３０に供給されるように、ρΩ２、３に対応する周波数をフィルタ処理して除去する。同様に、（第２周波数成分ρΩ２に対応する）フィルタ２は、くし型フィルタであって、このくし型フィルタは、ρΩ２、２に対応するｘ（ｎ）の第２成分（即ち、ｘ２（ｎ））のみが、ρΩ１、１に対応する第１成分無しで、ＡＭ−ＦＭ復調器２に供給されるように、ρΩ１、１に対応する周波数をフィルタ処理して除去する。このように、各ＡＭ−ＦＭ復調器は、存在するｍの現在値に対応するトーンの他の周波数成分無しで、ρ’Ωのその相当値を算出する。従って、各フィルタｃ（ｃ＝１、．．．、Ｎ）用のくし型フィルタは、下式３で示すように、一般形式を有し得る。
（式３）
【００３７】
【数８】
2004135309.tif 000010
　上式において、０＜ｒ＜１であり、積項は、ｉ≠ｃの場合、ｉ＝１乃至Ｎの各々に存在する。従って、Ｎ＝２（２つの周波数成分）であるＤＴＭＦトーン形式の場合、各フィルタの積項は、１つしか存在しない。ｃ＝１の場合、ｉ＝２に対応する積項だけが存在し、ｃ＝２の場合、ｉ＝１に対応する積項だけが存在する。（３つの周波数成分を有するトーン形式の場合、各フィルタの伝達関数Ｈは、２項の積を含む。）また、上式において、ｂｉ、ｊ＝２ｃｏｓ（Ωｉ、ｊ）であって、ｉは、積項の指数に対応し（且つ、ｉ≠ｃであり）、又、ｊは、現在の数値ｍの関数であって、ここで、ｊは、現在の数値ｍに依存して、値１、２、３、又は４に対応する。例えば、始点１２０の場合、（ｃ＝１に対応する）フィルタ１は、
【００３８】
【数９】
2004135309.tif 000011
という形態の伝達関数を有する。この例において、ｉ≠ｃの場合、乗算が、ｉ＝１乃至２に対して実行されるため、ｉは２であり、ｉ＝２に対応する１つの積項だけが残ることに留意されたい。また、ｂ２、３＝２ｃｏｓ（Ω２、３）であり、この場合、（始点１２０に対応する）現在の数値ｍは、ρΩ２、３で第２成分を有するため、ｊ＝３であり、ここで、Ωの下付き数値３は、ｊに割り当てられた値に対応する。（この３の値、即ち、Ωの下付き文字の２番目の数値は、現在の数値ｍの値に依存することに留意されたい。現在の数値ｍが、始点１２０の右下の点に対応する場合、ｊには、２の値が割り当てられる。）この実施形態において、くし型フィルタの係数は、適合可能であり、従って、現在の数値ｍに応じて変化する。
【００３９】
　従って、各フィルタは、ｍの現在値に対応する周波数成分の内の１つ（これは、図７の本例において、始点１２０である）を除いて、全ての周波数成分をフィルタ処理して除去する。一実施形態において、Γｃ（ｍ）は
【００４０】
【数１０】
2004135309.tif 000012
となるように、即ち、不必要な成分ｉ≠ｃを除去しても、目標成分ｃには利得の偏りが生じないように選択される。このことは、下式で示される。
【００４１】
【数１１】
2004135309.tif 000013
　２成分（Ｎ＝２）の場合、
【００４２】
【数１２】
2004135309.tif 000014
であることに留意されたい。Γｃ（ｍ）の値及び係数ｂｃ、ｊ、ｃ＝１、．．．、Ｎは、予め算出され、ルックアップテーブルに記憶し得る。大きさの推定値を用いない場合、利得Γｃ（ｍ）は、無視してよい。
【００４３】
　所定の多成分トーンをうまく検出するために、自動同調機構が、周波数検出器出力の変動を最小限に抑える最適な集合の周波数を検索するために用いられる。この理由は、単一周波数トーンが、ティーガ―カイザのエネルギ演算子によって処理された後、定数値を生成するためである。自動同調装置３６の動作は、後述する。
【００４４】
　従って、各くし型フィルタによって、現在の数値ｍの周波数成分に対応するｘ（ｎ）の成分のみが、ＡＭ−ＦＭ復調器に供給される。従って、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０は、（この例において、始点１２０である）ｍの第１周波数成分ρΩ１、１の周波数Ω１に対応するｘ１（ｎ）を受信する。ＡＭ−ＦＭ復調器２は、ｍの第２周波数成分ρΩ２、３の周波数Ω２に対応するｘ２（ｎ）を受信する。図４に示したように、ＡＭ−ＦＭ復調器１３０は、ｘ１（ｎ）を受信し、ρ’Ω１を求める。
【００４５】
　ＡＭ−ＦＭ復調器１３０の実施形態を示す図４において、ｘ１（ｎ）は、導線４４を介して、２点移動平均装置７２及びエネルギ算出装置７８に供給される。入力トーンの振幅Ａに応じて、エネルギ演算子Ψｋ（・）は、同じ正規化された周波数Ωに対して異なるレベルを生成する。従って、Ωを推定するために、この大きさ依存性を除去（即ち、抽出）しなければならない。従って、２点移動平均装置７２を用いて、入力信号から大きさ依存性を除去する。このことは、下式４に示すように実行し得る。
（式４）
【００４６】
【数１３】
2004135309.tif 000015
　上式において、ｄ１は、第１遅延値を表し、ｄ２は、第２遅延値を表し、平均が、“ｄ１−ｄ２”だけ離れたｘ１（ｎ）の２つのサンプル間で決定されることに留意されたい。次に、エネルギ算出装置７４は、下式に表すように、２点移動平均装置７２から受信された２点移動平均のエネルギを求める。
（式５）
【００４７】
【数１４】
2004135309.tif 000016
　同様に、エネルギ算出装置７８は、下式６から分かるように、入力信号成分ｘ１（ｎ）のエネルギを求める。
（式６）
　Ψｋ（ｘ１（ｎ））
　従って、この例において、ティーガ−カイザの変形エネルギ演算子は、前処理装置２６で上述の様に用いたＡＭ−ＦＭ復調器１３０でも用い得ることに留意されたい。エネルギ算出装置７４及びエネルギ算出装置７８の出力は、それぞれＬＰＦ７６及びＬＰＦ８０に供給される。ＬＰＦ７６及びＬＰＦ８０は、各々、上式２で実現され、トーン検出をより良好にするために信号からノイズを除去するように動作し得る。ＬＰＦ８０の出力は、乗算器９０及び逆数推定装置８２に供給される。従って、逆数推定装置８２を用いて、１／Ψｋ（ｘ１（ｎ））を推定する。
【００４８】
　ＬＰＦ７６及び逆数推定装置８２の出力は、乗算器８４に提供され、乗算器８４の出力は、結果を平滑化するためにＬＰＦ８６に供給される。従って、ＬＰＦ８６の出力は、ρ’Ω１を与え、ρ’Ω１は、次のように表すことができる。
（式７）
【００４９】
【数１５】
2004135309.tif 000017
　次に、ρ’Ω１の値を用いて、（必要ならば）ρ’Ａ１を求めることに留意されたい。ＤＴＭＦトーン形式に用いられる実施形態において、振幅成分測定は、必要ないことに留意されたい。しかしながら、他の選択可能なトーン形式の場合、周波数及び振幅成分の双方が必要な場合がある。従って、ＬＰＦ８６の出力（ρ’Ω１）は、加算器８８に供給され、１から減算されて“１−ρ’Ω１”を生成する。加算器８８の出力は、逆数推定装置８９に供給され、逆数推定装置８９は、１／（１−ρ’Ω１）を推定し、この結果を乗算器９０に供給する。乗算器９０は、ＬＰＦ８０の出力Ψｋ（ｘ１（ｎ））を逆数推定装置８９の出力と乗算し、その結果を平滑化するために、ＬＰＦ９２に結果を供給する。従って、ＬＰＦ９２の出力は、ρ’Ａ１を与え、ρ’Ａ１は、次のように表すことができる。（式８）
【００５０】
【数１６】
2004135309.tif 000018
　ＬＰＦ７６、８０、８６、及び９２は、各々、パラメータαを受信し、パラメータαは、低域フィルタの帯域幅に影響を及ぼす。その値が１に近い場合、帯域幅が減少する。従って、異なるαの値は、所望の帯域幅に応じて用い得る。例えば、一実施形態では、所望の帯域幅に応じて、αの２つの値を用いる。例えば、自動同調装置３６を参照して分かるように、一旦、同じ数値ｍが、所定回数の繰り返し回数用の新しい数値として選択されると、帯域幅は、より小さい方が望ましい。従って、一実施形態において、αは、通常動作の場合、０．８８に設定され、一旦、より小さい帯域幅が望まれると、αは、０．９２等の値に変更し得る。他の選択肢として、トーン形式に応じて、αの異なる値を各フィルタに用い得る。
【００５１】
　また、逆数推定装置８２及び８９の一実施形態は、次の式で示すように、分子Ｎと分母Ｄとの間の比率ｑ＝Ｎ／Ｄを算出するために多項式近似を用いることに留意されたい。
（式９）
【００５２】
【数１７】
2004135309.tif 000019
　上式において、Ｄ’＝Ｄ２ｂは、１／２と１との間の範囲に正規化された分母であり、ｂは、正規化の対応する主要ビット数であり、ｐ（・）は、１／２=ｘ=１の場合、関数ｆ（ｘ）＝１／２ｘの多項式近似である。この実施形態において、下式となるように、３次多項式が選択される。即ち、
（式１０）
【００５３】
【数１８】
2004135309.tif 000020
　上式において、係数は、−１と＋１との間の範囲に正規化され、３桁のシフトが追加される（即ち、２ｂ＋１が２ｂ＋４に変化する）。一実施形態では、次の正規化係数を用いる。即ち、ａ０＝−０．２２４８、ａ１＝０．６６９５、ａ２＝−０．７３５７、及びａ３＝０．３５３２である。従って、逆数推定装置８２及び８９は、この近似を用いて、効率的に又効果的に逆数を推定する。
【００５４】
　また上述した同じ説明が、ρ’Ω２及びρ’Ａ２を生成するＡＭ−ＦＭ復調器２（図示せず）（又、ρ’ΩＮ及びρ’ＡＮを生成するＡＭ−ＦＭ復調器Ｎ３４）に当てはまる。そして、これらの値は、図２から分かるように、導線４６及び５４を介して、自動同調装置３６に供給される。
【００５５】
　再度、図８のフロー１５０において、フローは、ブロック１６６からブロック１６８、１７０、及び１７２に進むが、ブロック１６８、１７０、及び１７２は、自動同調装置３６によって全て実行し得る。ブロック１６８において、新しい数値ｍが求められる。フローは、ブロック１７０に進み、ここで、自動同調処理が適用され、次に、ブロック１７２に進み、ここで、周波数許容範囲度試験が行なわれる。これらのステップは、図５を参照して更に詳述するが、図５は、自動同調装置３６の一実施形態を示す。
【００５６】
　図５において、最小距離検出器１０２が、記憶装置１００から情報を受信するために接続され、又、入力ρ’Ω１、ρ’Ａ１乃至ρ’ΩＮ、ρ’ＡＮを受信するために接続され
る。記憶装置１００には、上述したように、トーン形式に対応するテーブルが含まれる。例えば、ＤＴＭＦトーン形式のトーン検出の場合、記憶装置１００には、各１６個のＤＴＭＦ記号及び各記号に対する２つの対応周波数成分を有するテーブルが含まれる。図７の一般的な事例の場合、記憶装置１００のテーブルには、図７に“＋”で示されるトーン形式の各１６個の記号と、各記号の２つの対応周波数成分と、が含まれる。例えば、始点１２０に対応する記号は、ρΩ１、１及びρΩ２、３に対する値（即ち、周波数許容範囲必要条件に応じた、最小値、公称値、及び最大値）と共に記憶される。また、記憶装置１００は、低域フィルタのパラメータα、又は本明細書中に述べた式に対する他のパラメータ値等、他の値を記憶し得る。記憶装置１００は、自動同調装置３６内に配置してもよく、あるいは、トーン検出器１４の外部メモリであってもよい。
【００５７】
　最小距離検出器１０２は、入力ρ’Ω１、ρ’Ａ１乃至ρ’ΩＮ、ρ’ＡＮを受信し、又、（図８のブロック１６８に対応する）入力値に最も近い記号を求める。例えば、２つの周波数成分を有する（振幅成分を持たない）トーン形式に対応する図７の例において、ＤＴＭＦトーン形式と同様に、最小距離検出器は、ρ’Ω１及びρ’Ω２を受信する。これらの値は、適切なトーン形式に対応するテーブルと比較される。この例においては、図７の値に対応するテーブルと比較される。この例において、始点１２０を用いて求められるρ’Ω１及びρ’Ω２の値は、点１２５に対応する。即ち、ρ’Ω１は、ρΩ１、３とρΩ１、４との間にあり、又、ρ’Ω２は、ρΩ２、２とρΩ２、３との間にある。ρ’Ω１は、ρΩ１、４よりもρΩ１、３に近く、ρ’Ω２は、ρΩ２、３よりもρΩ２、２に近いと仮定すると、点１２５に最も近い記号は、（周波数成分ρΩ１、３及びρΩ２、２を有する）点１２４に対応する記号である。従って、図８のフロー１５０を介して次の繰り返しに用いられる（又、フィルタ１２８乃至フィルタＮ３２にフィードバックされる）新しいｍの値（即ち、次の数値）が、点１２４に対応する記号に設定される。従って、ρΩ１、３及びρΩ２、２は、次の繰り返しの計算に用いられる。異なる形式のトーンは、記憶装置１００から適切なテーブルを単に選択することによって検出し得ることに留意されたい。従って、ＤＴＭＦを参照して上述した同じプロセス及び図７の例は、あらゆるトーン形式に適用し得る。最も近い記号ｍの供給に加えて、周波数許容範囲テスタ１０７には、周波数許容範囲フラグ１１２も供給される。周波数許容範囲フラグは、全周波数成分値が所定の許容範囲内である場合、１に設定され、そうでない場合、周波数許容範囲フラグは、無効な記号を示すゼロに設定される。
【００５８】
　ｍの新しい値は、導線１１０を介して、検出カウンタ１０４及びフィルタ制御装置１０８に供給される。フィルタ制御装置１０８は、必要に応じて、ｍ及びｒを修正し、また、フィルタ１乃至フィルタＮに戻す。（前のｍ値と同じ値になることもある）最小距離検出器によって求められたｍの新しい値及びｒの新しい値は、フィルタ制御装置１０８によって与えられる。一実施形態において、ｒは、トーン検出器１４の動作中に修正されない単なる固定値（例えば０．３５）である。ｒは、くし型フィルタの式（式３）で用いられ、又、くし型フィルタにおけるノッチの丸みの程度に影響することに留意されたい。つまり、くし型フィルタのノッチは、ｒの値に応じて、より鋭く又はより丸くすることができる。従って、幾つかの実施形態において、フィルタ制御装置１０８は、望み通りにｒの値を修正できる。
【００５９】
　検出カウンタ１０４は、ｍの新しい値を受信し、また、ｍの新しい値が前のｍ値と同じ場合、インクリメントされる。ｍの値が、所定数のサンプル（又は、サブレート処理が用いられる場合、サブレートサンプル）に対して同じ値であった場合、トーンロックが示される。即ち、ρ’Ω１及びρ’Ω２の測定値が、（例えば、１００個のサンプル等、所定数のサンプルに対して）最も近い記号と同じ記号を連続的に与える場合、その記号のロックが、ＬＰＦ帯域幅制御装置１０６に示される。ＬＰＦ帯域幅制御装置１０６は、ロックがなされたか否かに基づきαの値を修正する。従って、上述したように、αのデフォルト
値（例えば、０．８８）は、特定の帯域幅となり、ロックがなされた場合、αの値は、帯域幅が小さくなるように、（例えば、０．９２に）修正される。このことによって、一旦、特定の数値が、充分な数のサンプルに対してｍとして示されると、ノイズは更に低減される。次に、αの値は、ＡＭ−ＦＭ復調器１乃至ＡＭ−ＦＭ復調器Ｎに供給され、上述のように用いられる。従って、検出カウンタ１０４、ＬＰＦ帯域幅制御装置１０６、及びフィルタ制御装置１０８を組み合わせて用いて、図８のブロック１７０の自動同調を行なうことができる。
【００６０】
　次に、フィルタ制御装置１０８からのｍの値と、最小距離検出器１０２からの周波数許容範囲フラグ１１２とが、周波数許容範囲テスタ１０７に供給される。周波数許容範囲テスタは、推定された周波数成分ρ’Ω１乃至ρ’ΩＮが、ｍの周波数成分の所定の許容範囲内であるか否か判断する。トーン形式に応じて、ρ’Ａ１乃至ρ’ＡＮが、それを中心にした公称レベル及び最大許容変動に関して、特定の許容範囲必要条件に合格することが要求されることもある。従って、図７のこの例において、目標点１２２に最も近い推定点１２８の推定周波数成分は、目標点１２２の周波数成分及びそれらの周波数許容範囲と比較される。例えば、一実施形態において、各記号は、１．５％の周波数許容範囲を有し得る。この場合、推定点１２８の周波数成分ρ’Ω１及びρ’Ω２が、ｆ１、３の＋／−１．５％のρΩ１、３、及びｆ２、４の＋／−１．５％のρΩ２、４の範囲内にある場合、周波数許容範囲フラグは、１に設定され、又、目標点１２２に対応するｍの値が、トーン検出処理のためにトーン検出判定装置３８に（ｍ’として）供給されるように、図５の導線１１２を介して周波数許容範囲テスタ１０７に供給される。しかしながら、周波数成分が、許容可能な範囲外である場合、周波数許容範囲フラグ１１２は、０（即ち、無効）の値が、トーン検出判定装置３８にｍ’として供給されるように、ゼロに設定される。従って、最小距離検出器１０２によって求められた各ｍの値は、トーン検出処理のためにｍ’として供給される前に、周波数許容範囲に対して検査される。（この周波数許容範囲試験は、オプションであり、他の選択可能な実施形態において、最小距離検出器１０２によって求められたｍのあらゆる値が、周波数許容範囲検査を行なわずに、トーン検出処理のためにｍ’として供給し得ることに留意されたい。）
　再度、図８において、フローは、ブロック１７２からブロック１７４に進み、ここで、後述の図９を参照して、より詳細に述べるように、トーン検出判定処理（即ち、数値確認）が行われる。つまり、自動同調装置３６（又は、処理が迂回される場合、前処理装置２６）は、サンプルベースで、ｍ’に数値を与える。従って、トーン検出判定装置３８が、サンプル毎にｍ’を受信すると、この受信されたｍ’の値は、有効記号が、現トーン形式に基づき検出されたか否か判断するために処理される。例えば、上述したように、有効ＤＴＭＦ記号が生じ得るのは、一時中断が受信された後でのみであり、又、次に、特定の数値（ｍ’の値）が、所定の回数以下の中断で、少なくとも所定量の時間、受信される場合のみである。従って、トーン検出判定装置３８は、自動同調装置３６及び前処理装置２６によって求められた一連の数値ｍ’を処理し、いつ有効記号が、ｘ（ｎ）を介して受信されるかを判断する。有効記号が検出されると、このことは、図２から分かるように、導線５０を介して検出記号として出力される。従って、ｍ’に対する数値は、サンプルベースで供給される（これによって、ｋ＝２のデシメータで処理される８ｋＨｚの例では、４ｋＨｚ毎のｍに対する数値になる）ことに留意されたい。
【００６１】
　従って、ｘ（ｎ）が、目標点１２２での記号を示すトーンに対応している図７の例において、点１２４に対応する新しいｍの値が、フィルタ１乃至フィルタＮにｍとして戻される。（ｍが周波数許容範囲試験に合格した場合、トーン検出判定装置３８にｍ’として供給され、そうでない場合、無効数値を示す０の値が、トーン検出判定装置３８にｍ’として供給される。）次に、（図８における）上述のプロセスが、繰り返され、図７の例において、ρ’Ω１及びρ’Ω２の新しい値が、推定点１２８となる。つまり、ρ’Ω１の新しい値が、ρΩ１、３とρΩ１、４との間に生じ（但し、ρΩ１、４よりもρΩ１、３に
近い）、又、ρ’Ω２の新しい値が、ρΩ２、３とρΩ２、４との間に生じる（但し、ρΩ２、４よりもρΩ２、３に近い）。推定点１２８は、記憶装置１００に記憶されたテーブルに基づき、目標点１２２に最も近くなるように求められる。この例において、入力信号ｘ（ｎ）は、目標点１２２の記号に対応するトーンを与えていると仮定しているため、プロセスの繰り返しが目標点１２２側に収束し、又、目標点１２２に対応するｍの新しい値をフィルタ１乃至フィルタＮに戻すと、この新しいｍに基づくρ’Ω１及びρ’Ω２の新しい値が、目標点１２２に最も近い他の推定点（例えば、点１２９等）となる。一旦、目標点１２２が、所定回数、（即ち、例えば、１００個のサンプル等、所定数のサンプルの間）示されると、トーンロックが示され、ＬＰＦパラメータαは、低域フィルタの帯域幅を減少するように修正される。
【００６２】
　従って、トーンが、検出される現トーン形式の有効記号に対応してトーン検出器１４に入力されている限り、図８のフロー１５０は、適切な数値に収束する。しかしながら、無効トーン、低電力信号、又は、通常の音声が受信される場合、ｍの値が目標点に収束しないため、トーンロックは実施されない。従って、トーンは、有効なトーンが受信されるまで、検出されない。また、同じ自動同調装置３６を用いて、所望のトーン形式に対応して、単に記憶装置１００の然るべきテーブルを用いることによって、様々な異なるトーン形式のトーンを検出し得ることに留意されたい。
【００６３】
　再度、図８において、フローは、ブロック１７４から判定ひし形１７６に進み、ここで、ｘ’（ｎ）の次のサンプルがあるか否か判断する。無い場合、フローは、ブロック１７８で終了する。しかしながら、他のサンプルが受信される場合、フローは、ブロック１５８に戻り、ここで、上述したように、ｍの新しい値及び次に受信されたサンプルを用いて、プロセスが継続する。
【００６４】
　図８のフローを用いて、様々な異なるトーン形式の多成分トーンを検出し得ることに留意されたい。即ち、図８の同じフローを用いて、第１トーン形式に対応する第１テーブルを用いることによって、第１トーン形式のトーン（従って、対応する記号）を検出し、又、第２トーン形式に対応する第２テーブルを用いることによって、第２トーン形式のトーン（従って、対応する記号）を検出し得る。第１及び第２テーブルは、双方共、必要に応じて、記憶装置１００に記憶し選択できる。また、図８のトーン検出の例示した実施形態は、非線形であり、また、フーリエ変換算出を必要としない。フーリエ算出が必要でないため、トーン成分ｘｃ（ｎ）の周波数成分を推定するために必要な時間量は、トーン成分ｘｃ（ｎ）の周波数とは独立である。例えば、標準のフーリエ変換法を利用するこれらの方法の場合、低周波トーンは、周波数を取得するのに充分な精度を得るために、（入力信号のサンプルをより多く受信し記憶するための）長いバッファを必要とする。しかしながら、図８に示したこの例において、（変形ティーガ−カイザエネルギ演算子等の）トーンの多項式関数を用いると、周波数の変化が、周波数成分ｃｏｓ２（・）の結果（上式７参照）のレベルに影響を及ぼすが、入力信号ｘ’（ｎ）に必要なサンプル数には影響を及ぼさない。
【００６５】
　図９及び１０は、本発明の一実施形態に基づく、図８のブロック１７２又はブロック１６４から受信された数値ｍ’を処理する方法を示す。図９及び１０の実施形態は、ＤＴＭＦトーン形式に基づき、受信数値ｍ’を処理するための一例を表す。数多くの異なる実施形態を用いて、ＤＴＭＦ形式に基づき、受信数値を適切に処理し得る。また、他の実施形態では、図９及び１０の方法は、検出したトーン形式に基づき、他の数値処理の方法で置き換えてよい。図９及び１０の次の説明は、ＤＴＭＦトーン形式に基づき行われることに留意されたい。
【００６６】
　信号受信タイミングに関して、ＤＴＭＦ標準（ＩＴＵ−Ｔ、Ｑ２４）は、以下のように
規定している。
　交換機は、継続時間が、加入者からの最小予想値を超える信号を認識すべきである。不正と思われる信号から保護するために、交換機は、継続時間が、指定された最大値よりも小さい信号に応答すべきではない。同様に、指定された最小値よりも大きい一時中断区間は、交換機によって認識されるべきである。信号の誤った二重登録を最小限に抑えるために、受信が、送信の短時間の休止、又は、ノイズパルスによって中断される場合、指定された最大値よりも短い中断は、認識してはならない。信号の受信が可能な最大レート（信号送信速度）は、上記最小値に関係付けできる。またこれらの値は、加入者の装備の要求事項によって全て求め得る。
【００６７】
　また、ＩＴＵ−ＴＱ．２４の文書は、以下の要求事項を信号受信タイミングに与えている。即ち、１）継続時間が少なくとも４０ｍｓである有効信号を検出すること。２）継続時間が２３ｍｓよりも小さい有効信号を拒否すること。３）一時中断継続時間は、少なくとも４０ｍｓであること。４）信号の中断は、１０ｍｓ以下であること。及び、５）信号送信速度は、少なくとも９３ｍｓ／数値桁であること。従って、図９及び１０のフロー図は、ＩＴＵ−ＴＱ．２４ＤＴＭＥ標準の一実施例を示す。図８乃至１０のフロー図に用いられる値の中には、検出閾値（１０個のサンプル）、中断継続時間（４０個のサンプル）、予想最小一時中断継続時間（７０個のサンプル）、及び予想記号継続時間（１１０個のサンプル）が含まれるものもある。上記数量は、信号を２つだけ間引く前処理装置２６により４ｋＨｚのサンプリングレートに対応することに留意されたい。従って、この実施形態において、１０個のサンプルは、２．５ｍｓに対応し、４０個のサンプルは、１０ｍｓに、７０個のサンプルは、１７．５ｍｓに、及び１１０個のサンプルは、２７．５ｍｓに対応する。これらの数量は、図９及び１０に示した現実施例の特定の動作を考慮するために調整されるため、上記ＩＴＵ−ＴＱ２４文書から与えられたものと厳密に同じではないことに留意されたい。また、他の選択可能な実施形態では、実施例に応じて、異なる値又は異なる変数を共に用い得ることに留意されたい。
【００６８】
　図９のフローは、ブロック２００から始まるが、ここでは、現在のｍ’の値は、図８のブロック１７２又は１６４から（即ち、それぞれ周波数許容範囲テスタ１０７又は前処理装置２６から）ｍ＿現在として受信される。従って、ｍ＿現在は、処理されている現在の数値を指す。また、（図８のブロック１５４において等）図９のフローに入る前に、図９及び１０で用いられる変数が、初期化される。例えば、継続時間、中断継続時間、中断継続時間閾値、検出閾値、ｍ＿前回、及びｍ＿予想は、例えば、図８ブロック１５４において、０等に初期化される。本明細書に用いた、ｍ＿現在は、処理されている現在の数値を指し、ｍ＿前回は、ｍ＿現在の前の値（即ち、前回の繰り返しにおけるｍ＿現在の値）であり、ｍ＿予想は、現在検出される可能性のある有効記号の値（即ち、ｍ＿予想は、次に受信されるｍ＿現在の値に応じて、検出される有効記号として最終的に認証し得る現記号の候補値）である。変数ｓ＿最小、ｓ＿エッジ、及びｓ＿現在は、ｍ＿現在に対する値の受信ストリームにおける様々な位置を示すために用いられる。例えば、一実施形態において、ｍ＿現在の値は、メモリに保存され、又、ｓ＿最小、ｓ＿エッジ、及びｓ＿現在は、ｍ＿現在のある値を追跡するために用いられるこれらのメモリ位置に対するポインタである。本明細書に用いたｓ＿現在は、ｍ＿現在に対するポインタであり、ｓ＿最小は、現ｍ＿予想値の第１の出現値に対するポインタであり、ｓ＿エッジは、ｍ＿現在の受信値ストリームでの前回の値変化に対応する位置（ｍ＿現在がｍ＿前回と同じではない位置）に対するポインタである。
【００６９】
　例えば、メモリに記憶されたｍ＿現在に対するストリームの値３３３３３３３３３５５５５６が与えられると、ｍ＿現在は、６であり（ストリームは、ｍ＿現在の最も古い値から最新の値の順番であると仮定）、ｍ＿前回は、５であり、ｍ＿予想は、３である（有効記号‘３’を検出できる可能性を示すのに充分な程の３が受信されたことを、アルゴリズ
ムが事前に与えたと仮定）。同様に、ｓ＿現在は、ｍ＿現在の位置、即ち、６を示し、ｓ＿エッジは、前回の３から５への変化を示し、ｓ＿最小は、最初の３を示す。このことは、変数値の一例に過ぎない。これらの変数の使用方法は、図９及び１０の説明においてより明らかになる。
【００７０】
　従って、再度図９を参照すると、継続時間は、ブロック２０２において算出され、この場合、フローにおけるこの点での継続時間が、ｍ＿前回の継続時間に対応する。即ち、上記段落の例において、ｍ＿前回は、５であり、ｍ＿前回の継続時間（５の値の継続時間）は、４個のサンプル（即ち、この例において１ｍｓ）である。次に、フローは、判定ひし形２０４に進み、ここで、ｍ＿現在がｍ＿前回に等しいか否か判断する。等しくない場合、フローは、判定ひし形２１２に進み、ｍ＿現在の処理が継続される。しかしながら、ｍ＿現在がｍ＿前回に等しい場合、フローは、判定ひし形２０６に進む。一般的に、ｍ＿現在がｍ＿前回に等しい場合、ｍ＿現在は、処理されず、フローは、次の繰り返しに進み、新しいｍ＿現在が求められる。従って、一般的に、ｍ＿現在は、（ｍ＿前回を中断した場合）ｍ＿前回と異なる場合にのみ処理される。
【００７１】
　判定ひし形２０６において、ｍ＿現在が（この実施形態における無効な数値を示す）０であるか否か判断し、又、０であれば、その継続時間（つまり、受信された０の数）が、予想される最小一時中断継続時間（上述したように、この例においては、７０個のサンプルに設定された継続時間）よりも大きいか否か判断する。そうである場合、フローは、ブロック２０８に進み、ここで、一時中断が検出され、一時中断フラグは、１に設定される。
【００７２】
　また、ｍ＿予想は、０に初期化され、又、ｓ＿最小及びｓ＿エッジは、初期化されて、ｓ＿現在と同じ位置を指し示す。有効な記号は、最初に有効な一時中断の受信時のみ検出し得ることに留意されたい。従って、一時中断＿フラグは、現時点で有効な記号を検出し得ることを示すために設定される。ブロック２０８の後、フローは、ブロック２０９に進む。判定ひし形２０６において、ｍ＿現在が０でない場合、又は、０の継続時間が最小一時中断継続時間以下である場合、フローは、ブロック２０９に進み、ｓ＿現在は、次の繰り返しにおいて求められるｍ＿現在の新しい値を指し示すように、インクリメントされる。次に、フローは、ブロック２１０に進むが、ここで、フローは、図８の判定ひし形１７６に戻る。従って、一般的に、ｓ＿現在は、ｍ＿前回とは異なるｍ＿現在が受信されるまで連続的にインクリメントされる。
【００７３】
　判定ひし形２０４において、ｍ＿現在が、（“エッジ”が検出されることを示す）ｍ＿前回に等しくない場合、フローは、判定ひし形２１２に進み、ｍ＿前回の処理を始める。判定ひし形２１２において、（ブロック２０２において算出された）継続時間が、検出閾値よりも小さい場合、フローは、ブロック２２２に進み、ここで、（ｍ＿前回の継続時間である）継続時間が、中断継続時間に加えられる（これは、ｍ＿前回は、充分短い場合、ｍ＿予想に対してさほど重要ではない中断と見なし得るためである）。次に、フローは、判定ひし形２２４に進み、ここで、ｍ＿前回が有効な記号であり（即ち、０でなく）、且つ、中断継続時間が（最大の許容可能な中断である）中断継続時間閾値よりも大きい場合、フローは、ブロック２２６に進み、ｍ＿前回の継続時間が長過ぎるため無視できないことを示す。従って、ブロック２２６において、ｍ＿予想は、０にリセットされる（これは、中断が多過ぎて、中断継続時間が中断継続時間閾値を越えたために、ｍ＿予想が単に無効になったため、もはや現在のｍ＿予想が存在しないためである）。またｓ＿最小は、ｍ＿前回の開始位置に対応する“ｓ＿現在−継続時間”の位置にリセットされる。従って、上記の与えられた３３３３３３３３３５５５５６の例において、‘５’の中断が長過ぎた場合、又は、総中断継続時間が中断継続時間閾値を越えた場合、ｓ＿最小は、最初の５を指し示すように設定される。従って、５の前に並ぶ３は、考慮の対象外とする。次に、フ
ローは、ブロック２２８に進み、ここで、ｍ＿現在の受信値のストリームにおいて、ｓ＿エッジは、新しい前回のエッジになるため、ｓ＿エッジは、ｓ＿現在の位置を指し示すように更新され、また、継続時間は、ｍ＿前回の継続時間である“ｓ＿エッジ−ｓ＿最小”になるように再計算される。従って、この場合、ｍ＿予想は、リセットされ、又、ｓ＿最小のリセット位置より前にある値のストリームが無視される。
【００７４】
　しかしながら、判定ひし形２２４において、ｍ＿前回が、無効（即ち、０）である場合、又は、中断継続時間が、中断継続時間閾値よりも大きくない場合、ｍ＿前回の中断は、無視され、フローは、ブロック２２８に進む。上述したように、ブロック２２８において、ｓ＿エッジは、ｓ＿現在の位置に設定されるが、このことは、上述したように、この時点で、ｓ＿エッジが、ｍ＿現在に対する受信値のストリームにおいて新しい前回のエッジになるためである。また継続時間は、再計算されるが、中断は充分小さいため、新しい継続時間は、ｍ＿予想の総継続時間に対応する。即ち、新しい継続時間は、有効検出記号として検出が可能な現記号のこれまで蓄積された継続時間に対応する。従って、この場合、無視できるｍ＿前回の継続時間（即ち、無視できる中断と見なされる継続時間）は、評価対象の全ｍ＿予想の継続時間に単に加算される。フローは、ブロック２２８から、図１０の点Ｂに進む。
【００７５】
　判定ひし形２１２に戻ると、（ブロック２０２で算出されたｍ＿前回の）継続時間が、検出閾値以上である場合、ｍ＿前回は、単に中断であるだけでなく、検出可能な新しい記号の開始でもあり得る。従って、継続時間が検出閾値以上である場合、フローは、判定ひし形２１４に進む。判定ひし形２１４において、ｍ＿前回が０であり、又、継続時間が最大中断継続時間よりも小さい場合、フローは、ブロック２２２に進み、フローが、上述したようにブロック２２２から始まる。即ち、ｍ＿前回が０であり、且つ、継続時間が最大中断継続時間より小さい場合、０による中断は、無視できると見なし、また、新しい記号の妥当な開始とは見なさない。しかしながら、ｍ＿前回が、有効な記号（即ち、０でない）場合、又は、ｍ＿前回の値に関係なく、継続時間が、最大中断継続時間を超える場合、フローは、ブロック２１６に進み、ｍ＿前回が長過ぎて中断ではあり得ず、また、入力される新しい記号の妥当な開始と見なすべきであることを示す。
【００７６】
　ブロック２１６において、中断継続時間は、０に設定され、フローは、判定ひし形２１８に進む。判定ひし形２１８において、ｍ＿前回が、ｍ＿予想に等しいか否か判断される。そうである場合、ｍ＿前回は、ｍ＿予想の継続であってもよく、フローは、ブロック２２８に進み、ここで、ｓ＿エッジは、ｓ＿現在の位置にリセットされ、継続時間は、ｍ＿前回の継続時間等、ｓ＿最小からの全継続時間を含む“ｓ＿エッジ−ｓ＿最小”の値にリセットされる。しかしながら、判定ひし形２１８において、ｍ＿前回が、ｍ＿予想に等しくない場合、フローは、ブロック２２０に進み、ここで、ｍ＿予想は、ｍ＿前回にリセットされる。この場合、ｍ＿前回は、もはやｍ＿予想の中断と見なさないが、新しい妥当な記号（即ち、新しいｍ＿予想）の開始とは見なす。また、ブロック２２０において、ｓ＿最小は、ｓ＿エッジの位置を示すためにリセットされるが、このことは、この位置が、この時点で、新しい妥当な記号の開始に対応するｍ＿前回の開始に対応するからである。ブロック２２０の後、フローは、ブロック２２８に進み、ここで、ｓ＿エッジは、ｓ＿現在にリセットされ、また、継続時間が再計算される。この場合、継続時間は、（この時点で、新しいｍ＿予想の継続時間に対応する）ｍ＿前回の継続時間であるが、ここで、ｓ＿最小の新しい位置より前に生じる値のストリームは、無視され、また、新しい継続時間の値に含まれないことに留意されたい。
【００７７】
　ブロック２２８の後、フローは、図１０の点Ｂに進み、ここで、継続時間の現在値は、（あらゆる無視できる中断と共に）検出可能な記号の全継続時間に対応する。即ち、もはやｍ＿前回の継続時間に単に対応しないが、代わりに、ｍ＿予想に対応する検出対象の現
記号の全継続時間に対応する。従って、図１０は、判定ひし形２３０から始まるが、ここでは、ｍ＿予想が０であるか否か判断される。そうである場合、フローは、判定ひし形２３２に進み、ここで、継続時間（あらゆる許容可能な中断を含むｍ＿予想の総継続時間）が、予想される最小一時中断継続時間よりも大きい場合、一時中断が検出され、又、一時中断＿フラグが、ブロック２３４で１に設定される。従って、（最小一時中断継続時間よりも大きい）充分な継続時間に対して、（あらゆる許容可能な中断と共に）０の値が検出される時はいつでも、一時中断が検出される。（一時中断＿フラグが、既に１に設定されている場合、１のままであることに留意されたい。）判定ひし形２３２において、継続時間が、予想される最小一時中断継続時間よりも大きくない場合、フローは、ブロック２４４に進み、ここで、ｍ＿前回がｍ＿現在に設定され、フローは、最終的に、（図９の点Ａ及びブロック２１０を介して）図８の判定ひし形１７６に進み、ここで、新しいサンプルが、次の繰り返しで受信され、最終的に、ｍ＿現在の新しい値が求められる。
【００７８】
　再度、図１０の判定ひし形２３０を参照すると、ｍ＿予想が０でない場合、フローは、判定ひし形２３６に進み、ｍ＿予想が、単に有効である可能性のある記号というよりもむしろ実際に有効検出記号になるか否か判断する。従って、判定ひし形２３６において、（あらゆる許容可能な中断を含むｍ＿予想の）継続時間が予想される記号の継続時間よりも長いか否か判断する。ｍ＿予想は、その継続時間が、この場合予想される記号の継続時間で表される最小継続時間よりも大きい場合のみ、有効検出記号と見なし得ることに留意されたい。例えば、ＤＴＭＦ標準において、最小継続時間は、４０ｍｓに相当する。継続時間が予想される記号継続時間よりも長くない場合、フローは、ブロック２４４に進み、ｍ＿前回がｍ＿現在に設定され、また、フローは、（図９の点Ａ及びブロック２１０を介して）図８の判定ひし形１７６に戻り、ここで、次のサンプルが受信される。しかしながら、継続時間が予想される記号継続時間よりも長い場合、フローは、判定ひし形２３８に進み、一時中断＿フラグが１に設定されているか否か判断する。継続時間が、予想される記号継続時間よりも長い場合があっても、一時中断が既に検出されていれば、有効記号しか検出できない。従って、判定ひし形２３８において、一時中断＿フラグが、１に設定され、一時中断が予め検出されたことを示す場合、フローは、ブロック２４０に進み、ここで、ｍ＿予想が、検出された記号として、（導線５０を介して）トーン検出判定装置３８の出力部において供給される。またブロック２４０において、一時中断＿フラグは、他の一時中断が、他の有効記号を検出し得る前に検出しなければならないため、０にリセットされる。次に、フローは、ブロック２４２に進む。
【００７９】
　しかしながら、判定ひし形２３８において、一時中断＿フラグが、１に設定されず、一時中断がｍ＿予想よりも前に検出されなかったことを示す場合、ｍ＿予想は、有効記号であると見なされないため、検出された記号として出力されない。この場合、フローは、判定ひし形２３８からブロック２４２に直接進む。ブロック２４２において、ｓ＿最小は、新しいｍ＿予想の開始を示すために、ｓ＿現在の位置にリセットされ、又、ｍ＿予想は、ｍ＿現在が、新しいｍ＿予想の開始になり得るため、ｍ＿現在の現在値に設定される。次に、フローは、ブロック２４４に進み、ここで、ｍ＿前回が、ｍ＿現在の値に設定され、また、フローは、図８のブロック１５６に戻り、（図９の点Ａ及びブロック２１０を介して）次のサンプルを受信する。
【００８０】
　本発明は、通信システムに関して説明してきたが、トーン検出器１４は、多成分トーン検出が必要なあらゆるシステムに用い得ることに留意されたい。従って、トーン検出器１４は、あらゆる種類のデータ処理システム内で用い得る。更に、トーン検出器１４は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらのいずれかの組み合わせにおいても実現し得る。例えば、図８及び９のフロー図は、ソフトウェア又はハードウェア又は双方の組み合わせで、実現し得る。
【００８１】
　前述の明細書において、本発明について、特定の実施形態を参照して説明した。しかしながら、当業者は、上述した請求項に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正や変更を行ない得ることを理解されよう。例えば、本明細書中に示した方法は何れも、１つ以上のコンピュータハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、３．５”ディスク、コンピュータ記憶テープ、磁気ドラム、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）セル、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）セル、電気的消去可能な（ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュ）セル、不揮発性セル、強誘電性又は強磁性メモリ、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、及び同様なあらゆるコンピュータ読み取り可能な媒体上のソフトウェアとして具体化し得る。また、ブロック図は、例示したものとは異なってもよく、又、ブロックの数は、これより多くても少なくてもよく、更に、配置が異なってもよい。また、フロー図は、配置が異なってもよく、ステップの数は、これより多くても少なくてもよく、配置が異なってもよく、またフロー図のステップは、複数のステップに分離してよく、あるいは、互いに同時に実行してもよい。従って、明細書及び図は、限定的というよりむしろ例示的であると見なすものとし、また、このような修正は、本発明の範囲内に全て含まれることを意図する。
【００８２】
　利益、他の利点、及び問題に対する解決策について、特定の実施形態に関して上述した。しかしながら、これらの利益、利点、問題に対する解決策、及び、何らかの利益、利点、若しくは解決策を生じ得る又はより顕著にし得る如何なる要素（群）も、あらゆる全ての請求項の、重要な、必要な、又は本質的な特徴若しくは要素として解釈すべきものではない。本明細書に用いた用語“含む”、“特徴付けられる”、又はその用語の他の派生語は、非排他的な包括を網羅することを意図し、従って、列記された要素を含むプロセス、方法、物、装置は、これらの要素だけを含むのではなく、明記されていない又はこのようなプロセス、方法、物、装置に固有な他の要素を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施形態に基づく、通信システムをブロック図形態で示す図。
【図２】本発明の一実施形態に基づく、図1の通信システムのトーン検出器をブロック図形態で示す図。
【図３】本発明の一実施形態に基づく、図２のトーン検出器の前処理装置をブロック図形態で示す図。
【図４】本発明の一実施形態に基づく、図２のトーン検出器のＡＭ−ＦＭ復調器をブロック図形態で示す図。
【図５】本発明の一実施形態に基づく、図２のトーン検出器の自動同調装置をブロック図形態で示す図。
【図６】グラフ形態で表したＤＴＭＦ数値を示す図。
【図７】多成分数値の表記の一般的な例をグラフ形態で示す図。
【図８】多成分トーンを検出する方法をフロー図形態で示す図。
【図９】図８の多成分トーンの検出を確認する方法をフロー図形態で示す図。
【図１０】図８の多成分トーンの検出を確認する方法をフロー図形態で示す図。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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