JPS62204652A - 可聴周波信号識別方式 - 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〕 本発明は電話回線のサービス状況の把握および電話利用
形態の把握を行うために電話回線上に現れる可聴音を自
動識別する可聴周波信号識別方式〔従来の技術〕 従来、この種の識別方式としては、被識別可聴周波信号
の周波数スペクトルおよびその時間変動を分析すること
により信号種別の識別を行う方式があシ、これは交換機
に設置される回線監査用装置としてアナログ回路にて実
現されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このため短時間音声などの識別が困難であハ識別正解率
もそれほど高くなく、識別に要する時間もかかっていた
。また、アナログ回路にて構成されているため、数回２
派分の容量でも金物量が多くなり、交換機で扱う全ての
呼を識別対象とすることは困難であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はスペクトル分析の分解能の向上、自己相関係数
の導入および短時間分析などにょシ、短時間音声の検出
を可能にし短い識別時間で信頼度の高い識別を行い、多
数の回線を同時処理することのできる可聴周波信号識別
方式を提供するものである。

本発明の可聴周波信号識別方式は、ディジタル化された
被識別可聴周波信号の全帯域電力および自己相関係数を
所定の分析時間ごとに求める相関器と、前記被識別可聴
周波信号を複数の帯域に分割しＦ波するための横数個の
帯域通過フィルタと、′、・ 前記複数個の帯域通過フィルタや各出方を所定の分析時
間ごとに積分し各帯域の電力を求める複数個の積分器と
、前記複数個の積分器の出力である帯域別電力より最大
電力、最小電力、最大電力周波数、帯域幅および帯域別
電力の分析時間ごとの差を求める第１の識別用パラメー
タ演算手段と、前記相関器の出力である自己相関係数の
係数間の差と分析時間ごとの差とを求める第２の識別用
パラメータ演算手段と、前記第１および第２の識別用パ
ラメータ演算手段から得られたそれぞれ識別用パラメー
タの値および全帯域電力が予め定めた複数の判定条件の
いずれに相当し継続時間の条件を満たしているか否かに
より前記被識別可聴周波信号の信号種別の判定を行う識
別判定処理手段とから構成される。

〔作　用〕

本発明では帯域別電力の最小電力よりその回線の雑音レ
ベルを推定し、全帯域電力との比較により有音区間を検
出する。有音と判定された分析時間については、最大電
力周波数と帯域幅から周波数特性をかつ帯域別電力およ
び自己相関係数の変動から時間的特性をそれぞれ分析し
継続時間の判定を行うことにより、短時間で信頼度の高
い識別結果を得る。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

本発明の具体的構成および動作の説明を行なう前に本発
明の機能および可聴周波信号の識別アルゴリズムについ
て説明する。

通常、電話回線上には、げ）信号方式上の信号（起動、
１詮答および切断信号等）、（ロ）可聴信号音（リング
バックトーンおよびビジートーｙ）、（ハ）人の声（会
話）およびに）データトーン（ファクシミリ信号等）が
通過する。回線上の信号種別を自動識別する場合、これ
らの信号をリアルタイムで処理する必要がある。ここで
云う「識別」とは、いわゆる「認識」とは異なシ「可聴
信号を上記４種類のカテゴリーに分類できればよい」と
云うことである。

電話回線上の可聴周波信号は、その周波数成分。

自己相関係数、それらの時間変動および継続時間を測定
することによ＃）識別が可能である。本実施例において
は、上記４ａ［類のカテゴリーのうちげ）を除く（ロ）
〜に）のカテゴリーについて識別を行い、可聴信号音（
Ｔｏｎｅ　：Ｔ　）　、人の声（Ｖｏｉｃｅ　：Ｖ）。

データトーン（Ｄａｔａ：Ｄ）、データ送受信の前後に
流れる確認信号（Ａｃｋ：Ａ）、有音だが分類不能（０
ｔｈｅｒ　：０　）　、および無音（Ｎｏｔｈｉｎｇ　
：　Ｎ　）の６種類に分類した。なお、この分類は新た
に判定条件を加えることによル追加できることは言うま
でもない。以−下に一例として８帯域に分割した場合の
可聴周波信号の識別アルゴリズムを示す。

（１）可聴周波信号をＶｏｉｃｅおよびＴ　ｏｎｅの特
徴を考慮し８帯域に分割し、単位時間（フレーム）ごと
にそれぞれの帯域別電力ｆ’１（ｉ＝０．１・・・７）
を求める。

Ｐｏ：　　３００〜６００Ｈｚ Ｐｌ：　６００〜９００Ｈ２ Ｐｇ：　　９００〜１２００ｆ（ｚ Ｐ３：　１２００〜１６００Ｈｚ Ｐ４　：　１６００〜２０００Ｈｚ Ｐｓ：　２０００〜２４００Ｈｚ Ｐｇ：　２４００〜２９００Ｈｚ Ｐｙ：　２９００〜３４００Ｈｚ （２）可聴周波信号を相関器に入力し自己相関係数３ｉ
（ｉ＝ｏ、１，２）をフレームごとに求める。

九０：０次自己相関係数（全帯域電力）Ｒ１：１次自己
相関係数 Ｒ２：２次自己相関係数 （３）上記Ｐｉ（ｉ＝ｏ、１・・・７）およびＲｉ　（
ｉ＝０　、１゜２）より以下の識別用パラメータを定義
する。

Ｐｍａｘ　：帯域別電力の最大値・・・Ｍａｘ　（Ｐ　
ｉ　）　ｆ＝０〜７となるＰｉＰｍｉｎ　：帯域別電力
の最小値・・・Ｍ　ｉｎ　（Ｐ　ｉ　）　ｉ　＝０〜７
となるＰｉＦ　：最大電力周波数帯域・・・ Ｐｉ＝Ｐｍａｘとなるｉ Ｂ　：帯域幅・・・ △ Ｐｉ≧（Ｐｍ　ａｘ　−Ｐｍ　ａｘ　）となる連続し△ た帯域数、Ｐｍａｘは半固定値 Ｈ：１次および２次自己相関係数のフレーム間差分・・
・ フレーム１番目のｉ次自己相関係数 Ｄ　：帯域別電力のフレーム間差分・・・ムｊ番目の帯
域番号ｉの電力Ｐｉ Ｃ：１次および２次自己相関係数の差・・・比、−Ｒ，
、但しａｔ＞Ｏ，几ｚ　＜　Ｏ８：帯域別電力の最大値
と最小値との間差分−Ｐｍａｘ　−Ｐｍ　ｉ　ｎ （４）上記定義のうちＲ，およびＰｍ１ｎを用いて有音
フレームの検出を行う◇ Ｒ，≧ｍｉｎ　（Ｐｍｉｎ　）十几ｏ　’−’Ｍｉｎ　
（Ｐｍｉｎ　）は今回を含む過去のＰｍ１ｎＯうちの最
小値、Ｒｏは半固定値 （５）上記（４）で有音と判定されたフレームにつき、
上記（１）〜（３）の定義のもとに可聴周波信号を下記
の論理で識別する。

（１）　　フレーム処理 （ａ）　　スペクトル分析（Ｆ　、　Ｂ判定）Ｘ＝（Ｖ
、Ｄ、Ａ、Ｔ）とすると、以下の条件を満たしたときＦ
、Ｂ判定結果としてＸを出す。

（ＦＬＸ≦Ｆ≦ＦＩｔｘ）八（Ｂ　Ｌ≦Ｂ≦ＢＨＸ）こ
こで、　Ｆｔ、ｘ、ＦＨＸ、　ＢＬＸ、　ＢＨＸはＶ、
Ｄ、Ａ。

Ｔそれぞれに対して設定された半固定値である。なお、
１つの分析フレームに対してＦ、Ｂ判定結果は複数用る
ことがある。

（ｂ）　　変動分析（Ｈ，Ｄ、Ｃ，Ｓ判定）上記（ａ）
で出力されたＸに対し以下のＨ２Ｄ、Ｃ，Ｓ判定を行う
。

ＨＬＸ≦Ｈ≦Ｈ）ＥＸ ＤＬＸ≦Ｄ≦ＤＨＩ ＣＬＸ≦Ｃ≦ＣＨＸ ＳＬＸ≦８ ζこで、ＨＬＸ　、　ＨＨＸ　、　ＤＬＸ　、　ＤＨＸ
　、　ＣＬＸ　、　Ｃｎｘ。

ＳＬＸはＶ、Ｄ、Ａ、Ｔそれぞれに対して設定された半
固定値である。

（１υ　−次判定処理 上記（ａ）のスペクトル分析で同一のＸがＮｘ回連続し
て出力されたとき一次判定としてそのＮＸ７レームの間
の変動条件の判定を行う。

すなわち、Ｎｘフレーム間でＨ，Ｄ、Ｃ，Ｓが上記（ｂ
）に示される判定条件をそれぞれＮＨＸ。

ＮＤＸ、ＮＣＸ、Ｎ８Ｘ７１／−ム以上満足していたと
き一次判定結果１Ｘ＠を出力する。但し、　Ｎｘ。

ＮＨｌｘ、　ＮＤｘ　、　Ｎｃｘ　、　ＮｓｘはＶ、ｌ
）、Ａ、ＴＫ対してそれぞれ設定された半固定値である
。

（ｉｉ＋）　　二次判定処理 一次判定結果ＸがＮｘ回連続して出力されたとき最終識
別結果１Ｘ＠を出力する。また、有音と判定されたフレ
ームがＮｏ回発生し、この間に一次判定結果１Ｘ＠が出
力されないときは、−次判定結果としてｌ　□　ｍを出
力し、さらに−次判定結果＠Ｏ＠がＭ、回連続したとき
最終結果“Ｏ“を出力＋る。ここで、ＭＸはＶ、Ｄ、Ａ
、Ｔそれぞれに対して設定された半固定値、Ｎｏ、ＭＯ
はＯに対して設定された半固定値でおる。さらに、一定
の識別時間中に１次判定結果ＸがＫｘ回以上出力されな
いときには識別結果”Ｎ“を出力する。ここで、Ｋｘｉ
ｊＶ　、　Ｄ　、　Ａ、　Ｔ　、　Ｏニ対１．．テＲ定
サレタ半固定値である。

第１図を参照すると、ＰＣＭ符号でディジタル−化され
た可聴周波信号２００は非線形／線形変換部１００にて
線形符号に変換される。線形符号に変換された可聴周波
信号２１０は帯域通過フィルタ（０）１１０から帯域通
過フィルタ（力１１７までの８個の帯域通過フィルタお
よび相関器１４０に入力される。帯域通過フィルタ１１
０〜１１７は可聴周波信号２１０を帯域ごとにν波する
。Ｐ波された信号２２０〜２２７はそれぞれ積分器（０
）　１２０から積分器（７）　１２７までの８個の積分
器に入力され、フレームごとに各帯域別電力２３０〜２
３７を求める。識別用パラメータ演算部（０）１３０で
は帯域別電力（Ｐｉ）２３０〜２３７より上記（３）で
定義した帯域別電力の最大値Ｐｍａｘ、帯域別電力の最
小値Ｐｍ１ｎ、最大電力周波数帯域Ｆ、蛍域幅Ｂ、帯域
別電力のフレーム間差分り、および帯域別電力の最大値
と最小値との…５分Ｓを算出する。一方、線形符号化さ
れた可聴周波信号２１０が入力された相関器１４０にお
いて、フレーム毎に０次、１次および２次の自己相関係
数２４０が求められ、識別用パラメータ演算部１１）１
５０に出力される。

識別用パラメータ演算部１５０は上記（３）で定義した
１次および２次自己相関係数のフレーム間差分Ｈと１次
および２次自己相関係数の差Ｃを４．出する。識別判定
処理部１６０は識別用パラメータ演算部１３０および識
別用パラメータ演算部１５０にて算出された識別用パラ
メータ２５０および２６０を用い、上記（４）および（
５）で定義した識別アルゴリズムにより、入力可聴周波
信号２００の識別判定を行い識別結果２７０を得る。

上記信号識別処理の過程を図示した第２図を参照すると
、入力された可聴周波信号より帯域通過フィルタ、積分
器および相関器にて帯域別電力および自己相関係数を求
め（信号分析■）、この帯域別電力および自己相関係数
よりＰｍａｘ、Ｐｍ１ｎ。

Ｆ、Ｂ、Ｈ，Ｄ、Ｓ、Ｃおよびル＠の識別用パラメータ
を算出する（識別用パラメータ演算■）。識別用パラメ
ータのうちｋＬｏおよびＰｍ１ｎを用い有音フレームの
検出を行い（有音検出■）、有音と判定されたフレーム
に対してフレーム処理■を行う。

このフレーム処理■ではスペクトル分析（Ｆ、Ｂ判定）
■および変動分析（Ｈ，Ｄ、Ｃ，Ｓ判定）■を行う。こ
のフレーム処理に続く一次判定結果■はフレーム処理の
出力の連続性および一定時間内の変動を判定し一次判定
結果を出力し、＝次判定処理■にて一次判定結果の連続
性を判定し最終識別結果を得る。

第３図は第１図および第２図を参照して説明した可聴周
波信号識別の非線形／ＩＩ＠ｌ形変換および識別用パラ
メータ演算（Ｓ、Ｃを除く）をシグナルプロセッサにて
実現し、かつＳ、Ｃの演算および識別判定処理をマイク
ロプロセッサにて実現した構成例を示す。また、第４図
はマイクロプロセッサにおける識別判定処理フローを示
す。

３０チヤネルの可聴周波信号が多重化された入力信号２
８０は信号入力制御部３００を介してそれぞれのチャネ
ルに対応したシグナルプロセッサ３１０〜３３９に送出
される。これらのシグナルプロセッサでは上述の様に非
線形／線形変換、帯域通過フィルタ、積分器および相関
器により帯域別電力および自己相関係数を求め、これか
らさらにＰｍａｘ、Ｐｍ１ｎ、Ｆ、Ｂ、ＨおよびＤを求
める。シグナルプロセッサ３１０〜３２９で求められた
識別用パラメーＩ　Ｐｍａｘ、Ｐｌｎｉｎ　、　Ｆ、　
Ｂ、Ｈ，Ｉ）、Ｒｌｏ、　Ｒ１およびＲ２はマイクロプ
ロセッサバス２９０ｉ通１゜てマイクロプロセッサ３４
０に順次受信される（２）４図の［相］）。マイクロプ
ロセッサ３４０ではシグナルプロセッサ３１０〜３３９
より受信した識別用パラメータよ６ｓおよびＣの演算を
行い（第４図のり）、さらに有音検出を行う（第４図の
［相］）。

有音検出で有音と判定されたフレームについてスペクト
ル分析（Ｆ、Ｂ判定）を行う（第４図の＠）。

ここで分類されたＤ　ａｔａ　、　Ａｃ１ｃ　、　Ｖｏ
ｉｃｅ　、　ＴｏｎｅおよびＩ−Ｔｏｎｅに対しそれぞ
れの変動分析を行う（第４図のｏ−ｅ）。さらに、−次
判定にてスペクトル分析および変動分析の結果の連続性
および一定時間内の変動を判定する（第４図のＯ−［相
］）。なお、上記ステップ■〜［相］および・〜轡の処
理はスペクトル分析＠の結果により複数のものについて
実行される可能性があるが、°−一次判定〜・までの処
理において一つの泡別に分類される。二次判定では一次
判定の結果に基き連続性の判定を行い（第４図の［相］
）、最終識別結果Ｖ、Ｄ、Ａ、Ｔ、Ｉ。

０およびＮを得る（第４図のΦ９１）。

なお、上記構成例においては、３０チヤネルの多重処理
を行っているが、任意の多重度につき本方式が適用でき
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ディジタル化され
た可聴周波信号を帯域通過フィルタ、積分器および相関
器で分析し、これらから得られた帯域別電力および自己
相関係数より識別用パラメータを求め、これらパラメー
タの存在範囲１時間変動および連続性を判定することに
より、短い識別時間で信顆度の高い識別結果が得られる
だけでなく、多数の回線の信号識別処理を同時に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同実
施例の信号識別処理過程を示す図、第３図は第１図に示
す可聴信号識別を複数のプロセッサにおいて実現する一
例を示す図、第４図は第３図におけるマイクロプロセッ
サの識別判定を示す図である。 １００・・・・・・非線形／腺形変換部、１１０〜１１
７・・・・・・帯域通過フィルタ、１２０〜１２７・・
・・・・積分器、１３０．１５０・・・・・・識別用パ
ラメータ演算部、１４０・・・・・・相関器、１６０・
・・・・・識別判定処理部、２０゜・・・・・・ＰＣＭ
可聰周波信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディジタル化された被識別可聴周波信号の全帯域電力お
   よび自己相関係数を所定の分析時間ごとに求める相関器
   と；決められた帯域毎に設けられ前記被識別可聴周波信
   号を各々の帯域でろ波する複数個の帯域通過フィルタと
   ；前記複数個の帯域通過フィルタと１対１で接続され、
   各帯域通過フィルタの出力を所定の分析時間ごとに積分
   し各帯域の電力を求める複数個の積分器と；前記複数個
   の積分器の出力である帯域別電力より最大電力、最小電
   力、最大電力周波数、帯域幅および帯域別電力の分析時
   間ごとの差を求める第１の識別用パラメータ演算手段と
   ；前記相関器の出力である自己相関係数の係数間の差と
   分析時間ごとの差とを求める第２の識別用パラメータ演
   算手段と；前記第１および第２の識別用パラメータ演算
   手段から得られた各々の識別用パラメータの値および全
   帯域電力が予め定めた複数の判定条件のいずれに相当し
   継続時間の条件を満たしているか否かにより前記被識別
   可聴周波信号の信号種別の判定を行う識別判定処理手段
   とから構成されることを特徴とする可聴周波信号識別方
   式。