(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トーン帯域信号を濾波するトーン帯域濾波手段と、このトーン帯域濾波手段により濾波されたトーン帯域信号の平均振幅レベルを求める第１の振幅平均化手段と、前記トーン帯域信号以外の信号を濾波する帯域外濾波手段と、この帯域外濾波手段により濾波された帯域外信号の平均振幅レベルを求める第２の振幅平均化手段と、前記第１の振幅平均化手段により求められたトーン信号レベルと第２の振幅平均化手段により求められた帯域外信号レベルとを比較し規定値より大きいか否かを判断するトーン／帯域外レベル比較判断手段とを有するトーン検出装置において、
前記トーン帯域信号から音声ピッチ成分を抽出する音声ピッチ抽出手段と、この音声ピッチ抽出手段により抽出された音声ピッチ信号の平均振幅レベルを求める第３の振幅平均化手段と、この第３の振幅平均化手段により平均化された音声ピッチレベルがしきい値より大きいか否かを判断するピッチ判断手段と、このピッチ判断手段の出力と前記トーン／帯域外レベル比較判断手段の出力とからトーン信号か否かを判断する判断手段とを有することを特徴とするトーン検出装置。
【請求項２】
トーン帯域信号と帯域外信号を分離し、両者の信号の平均振幅レベルを求め、得られたトーン信号レベルと帯域外信号レベルとを比較し、規定値以上のときにトーン信号であると判断するトーン検出方法において、
前記分離されたトーン信号から音声ピッチ成分を抽出し、得られた音声ピッチ信号の平均振幅レベルを求め、これにより得られた音声ピッチレベルとしきい値とを比較し、前記トーン信号レベルと帯域外信号レベルとを比較して規定値以上となった場合に加えてこのしきい値以下のときにトーン信号であると判断することを特徴とするトーン検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気通信分野に属し、詳しくは電話通信におけるダイヤルトーンの検出技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトーン検出装置として、例えば図６に示す構成のものが知られている。図６は従来のトーン検出装置の基本構成を示したブロック図で、１１はトーン帯域濾波手段、１２は帯域外濾波手段、１６，１７は振幅平均化手段、トーン／帯域外レベル比較判断手段、１９は判断手段である。
【０００３】
次に、このような構成の装置の動作について図７を参照しつつ説明する。図７は従来の装置の動作を示したフローチャートである。先ず、データ信号を入力すると（Ｓ２１）、このデータ信号がトーン帯域濾波手段１１と帯域外濾波手段１２とにそれぞれ入力され、トーン帯域信号と帯域外信号とに分離される（Ｓ２２）。
【０００４】
分離されたトーン帯域信号と帯域外信号とは、それぞれ第１、第２の振幅平均化手段１６，１７にてそれぞれの平均振幅レベルが求められる（Ｓ２３）。前記第１、第２の振幅平均化手段１６，１７で求められたトーン信号レベルと帯域外信号レベルはトーン／帯域外レベル比較判断手段１８で両者の差が比較され（Ｓ２４，Ｓ２５）、この両者の差が規定値より小さい場合には音声入力であると判断し（Ｓ２６）、規定値より大きい場合にはトーン信号であると判断し、その後の処理を行っていた（Ｓ２７）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人間の声の質（主に周波数帯域）は様々であり、声の質によっては、前記トーン信号レベルと帯域外信号レベルの差が規定値以上に開いてしまう場合があり、このような場合は音声入力であっても、トーン検出と誤判断してしまうことがあった。
【０００６】
この発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、どのような質の音声が入力されても、トーン信号として誤検出することのないトーン検出装置およびトーン検出方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、トーン帯域信号を濾波するトーン帯域濾波手段１と、このトーン帯域濾波手段１により濾波されたトーン帯域信号の平均振幅レベルを求める第１の振幅平均化手段６と、前記トーン帯域信号以外の信号を濾波する帯域外濾波手段２と、この帯域外濾波手段２により濾波された帯域外信号の平均振幅レベルを求める第２の振幅平均化手段７と、前記第１の振幅平均化手段６により求められたトーン信号レベルと第２の振幅平均化手段７により求められた帯域外信号レベルとを比較し規定値より大きいか否かを判断するトーン／帯域外レベル比較判断手段８とを有するトーン検出装置において、前記トーン帯域信号から音声ピッチ成分を抽出する音声ピッチ抽出手段３と、この音声ピッチ抽出手段３により抽出された音声ピッチ信号の平均振幅レベルを求める第３の振幅平均化手段４と、この第３の振幅平均化手段４により平均化された音声ピッチレベルがしきい値より大きいか否かを判断するピッチ判断手段５と、このピッチ判断手段５の出力と前記トーン／帯域外レベル比較判断手段の出力８とからトーン信号か否かを判断する判断手段５とを有する装置とした。
【０００８】
あるいは、トーン帯域信号と帯域外信号を分離し（Ｓ１）、両者の信号のそれぞれの平均振幅レベルを求め（Ｓ４）、得られたトーン信号レベルと帯域外信号レベルとを比較し（Ｓ５）、規定値以上のときにトーン信号であると判断する（Ｓ６，Ｓ７）トーン検出方法において、前記分離されたトーン信号から音声ピッチ成分を抽出し（Ｓ３）、得られた音声ピッチ信号の平均振幅レベルを求め（Ｓ４）、これにより得られた音声ピッチレベルとしきい値とを比較し（Ｓ８）、前記トーン信号レベルと帯域外信号レベルとを比較して規定値以上となった場合に加えてこのしきい値以下のときにトーン信号であると判断する（Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１）方法とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図１〜３を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るトーン検出装置の基本構成を示したブロック図である。図において１はトーン信号の周波数帯域を濾波するトーン帯域濾波手段、２は前記トーン信号帯域以外の周波数帯域を濾波する帯域外濾波手段、６は前記トーン帯域濾波手段１により濾波されたトーン信号の振幅を平均化して、その平均レベルの値を求める第１の振幅平均化手段、７は前記帯域外濾波手段２により濾波されたトーン帯域以外の信号を平均化し、その平均レベルの値を求める第２の振幅平均化手段、８は前記第１および第２の振幅平均化手段により平均化されたトーン信号とトーン帯域外信号のレベルの平均値であるトーン信号レベルと帯域外レベルを比較し、規定値よりも大きいか否かを判断するトーン／帯域外レベル比較判断手段である。
【００１０】
また、３は前記トーン帯域濾波手段１により濾波されたトーン信号から音声のピッチ成分を抽出する音声ピッチ抽出手段、４はこの音声ピッチ抽出手段３から得られたピッチ信号の平均レベルを求める第３の振幅平均化手段、５は平均化された音声ピッチレベルと所定のしきい値とを比較し、音声ピッチレベルがしきい値よりも大きいか否かを判断するピッチ判断手段、９は前記トーン／帯域外レベル比較判断手段とピッチ判断手段の判断結果の出力と第１の振幅平均化手段６の出力とから音声入力かトーン信号かを判断し、トーン信号レベルの判定やその後の処理を行う判断手段である。
【００１１】
次にこのような構成の装置の主な作用について説明する。本発明は従来の装置あるいは方法に加え、音声ピッチ成分を抽出し、この音声ピッチ信号の平均レベルと所定のしきい値とを比較しこれを持ってトーン検出の判断要素としている点に特徴を有する。このように、人の有声音にはピッチが存在することに着目し、入力信号に含まれるピッチの度合いを検出することによって、音声とトーン信号を区別するものである。
【００１２】
図２は本発明の特徴的な部分であるトーン信号抽出手段３、第３の振幅平均化手段４、ピッチ判断手段５の作用を概念的に示したもので、他の部分については省略してある。また、トーン信号抽出手段３は図１に示されるように半波整流手段３１、包絡線検波手段３２、ピッチ帯域濾波手段３３にて構成されている。なお、音声ピッチを抽出するための詳細な構成はこれに限定するものではなく、他の技術手段によっても同様な機能を得ることができればよい。
【００１３】
トーン帯域濾波手段１により濾波されたトーン帯域の信号はトーン信号抽出手段３の半波整流手段３１により半波整流され、プラス側の波形が抽出される。次に包絡線検波手段３２により包絡線検波され、ピッチ成分の信号が抽出される。抽出された抽出されたピッチ信号は、音声帯域のみ濾波するピッチ帯域濾波手段３３（例えばｆｃ＝８０−５００ＨＺのバンドパスフィルタ）により、音声周波数帯域のピッチ成分のみが抽出される。抽出された音声ピッチ信号は第３の振幅平均化手段４により平均化され平均レベルが求められる。得られた音声ピッチレベルと所定のしきい値とがピッチ判断手段５にて比較され、しきい値よりも大きいか否かが判断される。
【００１４】
そして、しきい値より大きい場合には音声ピッチ成分が有ると認められ、音声入力と判断される。なお、前記しきい値は経験則などにより求められる。このように、音声特有のピッチ成分を抽出することにより、確実に音声入力とトーン信号入力とが判別でき、誤動作を防止できる。また、ここでは説明の便宜上アナログ的表現手段で作用を説明したが、実際にはデジタル化されたＰＣＭ信号を取り扱うものであり、周知のデジタル信号処理手段により上記各要素は構成されている。
【００１５】
次にこのようなトーン検出の動作について説明する。図３はトーン検出の動作を示すフローチャートである。先ずトーン信号や音声信号などのデータ信号を入力する（Ｓ１）。入力されたデータ信号からトーン帯域濾波手段１と帯域外濾波手段２によりトーン帯域信号と帯域外信号とが分離される（Ｓ２）。そして、分離されたトーン帯域信号から音声ピッチ抽出手段３により音声ピッチ信号が抽出される（Ｓ３）。
【００１６】
前記トーン帯域信号と帯域外信号および音声ピッチ信号の３つの信号の平均レベルを、それぞれ第１の振幅平均化手段６、第２の振幅平均化手段７、第３の振幅平均化手段４により求める（Ｓ４）。前記第１の振幅平均化手段と第２の振幅平均化手段とから、それぞれ得られたトーン信号レベルと帯域外レベルとを比較する（Ｓ５）。両者の差が規定値以上でなければ（Ｓ６）、音声入力と判断する（Ｓ７）。 また、両者の差が規定値以上であれば（Ｓ６）、前記第３の振幅平均化手段により得られた音声ピッチレベルと、所定のしきい値を比較する（Ｓ８）。そして、音声ピッチレベルがしきい値以上であれば（Ｓ９）、音声入力と判断し（Ｓ１０）、しきい値以下であれば（Ｓ９）、トーン信号を検出したと判断し、その後の処理を進める（Ｓ１１）。
【００１７】
このように、従来の方法に加え音声ピッチをも判断することにより、あらゆる声の質の音声に対しても確実にトーン信号を検出でき、通信回線上の各種可聴音、ＤＴＭＦ信号、データ通信におけるアンサートーン等の検出が確実に行える。また、ＤＴＭＦ信号においては２つの異なった周波数の信号を使用しているが、この場合でも、音声とトーン信号とを混同することなく確実に検出できる。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明の好ましい実施例について説明する。図４は本発明の第１実施例を示したもので、ブートＲＯＭ２２には図１あるいは３に示される各手段あるいは方法を実現するアルゴリズム（プログラム）が格納されていて、装置の起動時にＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）の内部メモリーに読み込まれ、このＤＳＰ２１が図１の各手段を有する装置、あるいは図３に示される方法を実現する装置として動作する。そして、入力されたデータはＤＳＰ２１で判定され、ＤＳＰ２１のトーン検出結果出力ポートから１ｂｉｔのデータとして判定結果が出力される。
【００１９】
図５は本発明の第２実施例を示したもので、この例では図４のブートＲＯＭ２２の代わりに、他のプロセッサであるＣＰＵ２３を設け、このＣＰＵ２３から上記と同様のプログラムをＤＳＰ２１の内部メモリーに読み込む。また、判断結果は内部バスを通じてＣＰＵ２３へ送られる。このように、高速で動作するＤＳＰ２１を使用し、しかもソフトウエアによるデジタル信号処理でトーン検出を行うので、小型かつ簡単な構成で、しかも高速かつ確実にトーン検出ができる。なお、周知の信号処理手段を用いればアナログ信号処理によっても同等の機能のものを得ることが可能であるが、上述のように、デジタル信号処理によれば小型でしかも簡単な構成で済み、所定数の変更も容易であることから、この点において上記実施例の構成が優れていると言える。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明の装置によれば、トーン／帯域外レベル比較判断手段からの結果に加えて、音声ピッチ抽出手段、第３の振幅平均化手段、ピッチ判断手段による音声ピッチの判断も判断手段に入力しているので、
あらゆる声の質の音声に対しても確実にトーン信号を検出でき、通信回線上の各種可聴音、ＤＴＭＦ信号、データ通信におけるアンサートーン等の検出が確実に行え、またＤＴＭＦ信号においては２つの異なった周波数の信号を使用しているが、この場合でも、音声とトーン信号とを混同することなく確実に検出可能な装置を提供できる。
【００２１】
また、本発明の方法によれば、従来の方法に加え、音声ピッチレベルを抽出し、所定のしきい値と比較しているので、
あらゆる声の質の音声に対しても確実にトーン信号を検出でき、通信回線上の各種可聴音、ＤＴＭＦ信号、データ通信におけるアンサートーン等の検出が確実に行え、またＤＴＭＦ信号においては２つの異なった周波数の信号を使用しているが、この場合でも、音声とトーン信号とを混同することなく確実に検出可能な方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】音声ピッチ抽出手段、第３の振幅平均化手段、ピッチ判断手段の主な作用を概念的に示した図である。
【図３】本発明に係る装置の動作あるいは方法を示したフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施例を示した図である。
【図５】本発明の第２実施例を示した図である。
【図６】従来のトーン検出装置の概略構成を示したブロック図である。
【図７】従来のトーン検出装置の動作、あるいはトーン検出方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    トーン帯域濾波手段
２    帯域外濾波手段
３    音声ピッチ抽出手段
４    第３の振幅平均化手段
５    ピッチ判断手段
６    第１の振幅平均化手段
７    第２の振幅平均化手段
８    トーン／帯域外レベル比較判断手段
９    判断手段
３１    半波整流手段
３２    包絡線検波手段
３３    ピッチ帯域濾波手段
【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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