專利名稱：斷接信號檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電信系統(tǒng)，具體地說，涉及在話音通信設(shè)備如電話系統(tǒng)中控制信令的檢測。
為了提供和提高由交換系統(tǒng)所提供的電信業(yè)務(wù)，通常是使用附加的處理器與交換系統(tǒng)一起工作。例如，一個AT&T AUDIX話音信息系統(tǒng)常常用在AT&T Definity專用小型交換機(PBX)上以提供給用戶話音信息能力。
為了使附加的處理機執(zhí)行其功能，通常交換系統(tǒng)要給附加處理器提供所需信息，例如控制信息或呼叫進行變化狀態(tài)的檢測。但是，例如在交換系統(tǒng)既不能獲得附加處理器所需的信息(例如不能檢測呼叫進行信號)又不能使這些信息與附加處理器進行通信(例如，因為交換機和附加處理器不使用同一制式，即不“說同一語言”)時，附加處理器將從自身獲得所需信息，或者不用這些信息工作。
從國際上說，對較困難的呼叫進行變化狀態(tài)之一的適當(dāng)檢測是遠端呼叫的呼叫斷接檢測(即，通過呼叫方，而不是通過那些試圖去進行檢測的一方)。有時，遠端呼叫斷接根本不給出任何指示，而僅僅是沒有聲音。在某些國家，數(shù)字中繼線上的數(shù)字信令和模擬中繼線上的頻帶外模似信令是發(fā)出遠端呼叫斷接的唯一可用方式。在許多其它國家，在模擬中斷線上的帶內(nèi)模擬信令，特別是基本單音(Tone-based)信令主要用來發(fā)遠端呼叫斷接信號。即設(shè)計用于前一些國家的交換機和其它設(shè)備當(dāng)用于后一些國家時不能檢測遠端呼叫斷接。而且，甚至那些設(shè)計來檢測基本單音信令的設(shè)備也可能在后一些國家里難以得到適當(dāng)?shù)氖褂?，因為信令是依國家不同而不同的。更糟糕的是，對這些信令的官方要求可能在許多其它國家不受青睞，這樣，這些信號就要依各國要求來判定。這些信號實際上與正服務(wù)于遠端呼叫和正產(chǎn)生信令的特定的交換系統(tǒng)有關(guān)，以便近端設(shè)備事實上可以接收用于每一呼叫的不同信令。這一問題的難度可以從以下事實得到理解，即CCITT(現(xiàn)在的ITU)列舉出了多于50種的不同信號，它們在國際上用作遠端呼叫斷接指示信號。
長期以來，已開發(fā)出各種技術(shù)以檢測模擬鏈路上的斷接模擬信令。在不給出呼叫斷接的直接指示的情況下，對在一預(yù)定最小時間周期內(nèi)呼叫陷于靜止(無聲)這一事實的檢測已通常被用來作為呼叫斷接的一種指示。這一技術(shù)有一個缺點，即它不能區(qū)別開交談中的長時間暫停或其它的呼叫業(yè)務(wù)與真正的呼叫斷接。而且，它也浪費了資源，因為這些資源在呼叫已斷接之后，但在能識別為呼叫斷接的長時間靜止到期之間仍服務(wù)于這些呼叫。
某些交換系統(tǒng)在模擬電話鏈路上提供一種電流電平波動(Cur-rent-level fluctuation)以發(fā)出呼叫斷接信號，并且已研制出電路以檢測這種波動。但是，許多交換系統(tǒng)不提供這種波動，某些交換系統(tǒng)僅在電話線而非中繼線上提供這種波動，并且這樣一種波動一般不能通過電話網(wǎng)絡(luò)。即，將監(jiān)視電流電平波動的存在作為檢測遠端呼叫斷接的一種方式是有局限性的。
在呼叫的本地方已掛機之后時，差不多所有已知的交換機都要在呼叫保持連接的模擬呼叫路徑上返回一個阻截音、一個重新?lián)芴栆?、一個撥號音或某些其它的呼叫控制音。即，在呼叫的另一端這些基本單音信令的檢測對于一般可使用的遠端呼叫斷接的檢測而言是較佳選擇。并且，各種方案也的確開發(fā)出以服務(wù)于這一目的。它們主要分為兩種類型。
能量檢測裝置采用能量檢測器去檢測電話線上任一時刻出現(xiàn)的信號的恒定能量模式(constant energy pattern)。能量檢測器在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，例如，數(shù)字信號處理器(DSP)通常將執(zhí)行能量檢測作為其功能的一部分，在所檢測的模式中的方差與一閾值作比較，如果該方差在一定時間內(nèi)落入該閾值之下，那么，它可作為與呼叫話量相反的呼叫控制信號存在的指示，這是根據(jù)這樣一個理論得出的，即呼叫控制音平均而言比聲音信號有更規(guī)則的能量模式。但是，這可能是一種沒有基礎(chǔ)的假設(shè)。電話線可以用來載帶業(yè)務(wù)信號而不是話音，如音樂或數(shù)據(jù)，它們可能有著與控制音極相似的能量特征。即，這種方法是有誤差的。
為了彌補能量檢測裝置的這一問題，頻率檢測裝置在能量檢測器的輸入端采用了陷波濾波器(單一頻率通帶)。理論上說，除了構(gòu)成指示遠端呼叫斷接的呼叫控制音的一或兩個頻率之外，電話線上的所有其它頻率都由該濾波器濾去，那么，只有所選擇的一或兩種頻率施加到能量檢測器上，能量檢測器便能如上文所述那樣起作用。這些裝置也是有誤差的，因為它們依賴于有非常精確和恒定頻率的斷接指示信號。所以它不適用于采用斷接指示信號是波動的那些國家，更糟的是不適用采用斷接指示信號可以是多種不同信號中的任一種的那些國家。進而，對于那些有興趣使用不同斷接指示信號的每個國家和地區(qū)，必須對這些裝置作不同改型、建設(shè)、維護，這是一項昂貴的計劃。最后，在硬件實施上這些裝置所要求的極尖銳窄帶濾波是極昂貴的，在軟件方面也需高強度勞動。
因此，目前需要的也正缺乏的是一種實際上通用的斷接指示音檢測器。
本發(fā)明就是要解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題并滿足上述要求。根據(jù)本發(fā)明，用于檢測遠端呼叫斷接指示的一個裝置是通過分析由所述呼叫載帶的所接收信號的整個范圍或至少一部分除能量之外的特征，來檢測斷接指示音，以區(qū)分業(yè)務(wù)信號和呼叫控制信號，并且響應(yīng)于任一呼叫控制信號的檢測，處理在遠端已被斷接的呼叫。多重分類特別適合于這種分析。特別根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一個裝置，該裝置用于在一呼叫的近端(該呼叫在該近端與一遠端之間延續(xù))檢測在該遠端由在所述近端接收的一呼叫控制信號指示的該呼叫的斷接，起著如下作用。它接收到近端的呼叫所載帶的信號，并且在所載帶的頻率范圍內(nèi)分析除能量之外的所接收信號的整個頻率范圍的特征，通過分析可以在所載帶的頻率范圍內(nèi)區(qū)分業(yè)務(wù)信號和呼叫控制信號，然后根據(jù)分析所作出的判斷，即該呼叫在頻率范圍內(nèi)帶有呼叫控制信號來將該呼叫處理成在遠端已斷接。
該裝置使用了實際上通用的斷接指示音檢測器，該檢測器可檢測在世界上任何地方可能使用的基本單音遠端呼叫斷接信令的各種可預(yù)見形式，這樣，它不必重新構(gòu)造或重新編程以用于各個國家和地區(qū)的斷接信令，而且，它可以不作修改即可應(yīng)用在任何地方檢測基本單音遠端呼叫斷接信令。
另外，本裝置并不局限于檢測斷接指示信號這個用途，它也可以用來檢測服務(wù)于任一目的的任一呼叫控制信號。根據(jù)本發(fā)明的這一方面，用于檢測關(guān)于由一個單獨的呼叫控制信號指示的呼叫的信息的一個裝置是在由該呼叫所載帶的信號的整個頻率范圍上執(zhí)行多重信號分類，以在該頻率范圍內(nèi)將該呼叫所載帶的多個呼叫控制信號中的任一個與其它信號區(qū)別開來，并根據(jù)由多元信號分類所作出的判斷，即在頻率范圍內(nèi)該呼叫載帶著多個呼叫控制信號的任一個，指示出有關(guān)該呼叫的信息已被檢測出。
在下面用作說明的實施例中，該裝置具有相對較低的復(fù)雜性，其中，復(fù)雜性依賴于硬件和可計算的容量，而它們已存在于服務(wù)于其它目的預(yù)定的環(huán)境中，并且僅需在其預(yù)定環(huán)境中可得到的且不用的有限的計算資源。即，可以很容易地且廉價地實施，即使是對現(xiàn)存系統(tǒng)的改造也是如此。另外，當(dāng)與呼叫業(yè)務(wù)記錄系統(tǒng)如話音信息系統(tǒng)一起使用時，該裝置可用于從所記錄信息的末端或其它所記錄呼叫業(yè)務(wù)的末端刪除任何記錄的斷接指示音。這樣，它可消除聆聽記錄內(nèi)容的人們的煩惱。并消除了前述的涉及這種音作為信息或呼叫業(yè)務(wù)一部分進行記錄、存儲和處理的資源浪費。
通過以下參照附圖對實施例的說明，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點和特征將能得到更好的理解。


圖1是本發(fā)明用于說明的例子的電信交換系統(tǒng)方框圖；圖2是圖1的電信交換系統(tǒng)中的話音信息系統(tǒng)(VMS)的數(shù)字信號處理器(DSP)內(nèi)遠端斷接檢測裝置的功能結(jié)構(gòu)方框圖；圖3是圖2的遠端斷接檢測裝置的能量檢測器和分析器功能的操作流程圖；和圖4是圖2的遠端斷接檢測裝置的一個事件檢測器功能的操作流程圖。
圖1顯示出一種普通的電話網(wǎng)絡(luò)10，它包括交換系統(tǒng)8和11。交換系統(tǒng)8和11分別通過中繼線9和13與電話網(wǎng)絡(luò)的其余部分相互連接。為討論方便起見，交換系統(tǒng)8將被稱為“遠端”(far-end)交換系統(tǒng)，交換系統(tǒng)11將被稱為“近端”(near-end)交換系統(tǒng)。近端交換系統(tǒng)11包括端口(Port)電路，這些電路使交換系統(tǒng)11耦合到中繼線14上，還包括一個交換結(jié)構(gòu)(switching fabric)15，用于生成或中斷所希望的呼叫連接。遠端交換系統(tǒng)8以相似方式構(gòu)成。交換系統(tǒng)11也裝備有一個例如話音信息系統(tǒng)(VMS)12的附加處理器。VMS12利用端口電路20形成連接16來耦合到交換結(jié)構(gòu)15上。
正如所說明的那樣，交換系統(tǒng)11是AT&T Definity專用小型交換機(PBX)，VMS12是AT&T Definity Audix VMS，它實際上被結(jié)合到Definity PBX中。在另一個實施例中，VMS12可以是一個單獨的單元，例如AT&T Audix R1 VMS，它經(jīng)由連接16耦合到交換結(jié)構(gòu)15上，連接16包括交換系統(tǒng)11的電話線和端口電話，如同工業(yè)領(lǐng)域通用的那樣。
為了能適當(dāng)?shù)夭僮?，VMS12必須能確定正由VMS12服務(wù)的呼叫什么時候在遠端已被斷開。例如，當(dāng)VMS12正在記錄來自一個呼叫者的信息時，該呼叫者是從遠端交換系統(tǒng)8所含的話機7進行呼叫的并且在VMS12所允許的最大信息長度達到之前該呼叫者已掛斷電話，那么VMS12需要確定該呼叫者已經(jīng)掛斷電話，以便它能停止用于這次呼叫的信息記錄。否則，VMS12將繼續(xù)記錄不希望的內(nèi)容，例如空白、呼叫控制聲(或稱之為呼叫進行音)，或者不管什么其它的出現(xiàn)在連接16上正被該呼叫使用的東西。這不僅讓信息收受者惱火，而且浪費了VMS12的資源。這浪費了端口20，因為端口20正被用于記錄不想要的東西而不能供其它呼叫使用，這也浪費了存儲空間，因為它用于存儲了那些不想要的東西，這也減少了系統(tǒng)容量和響應(yīng)時間，因為它們消耗在處理不希望的東西之上。
正如前面所提到的，VMS12既能檢測遠端呼叫斷接本身，也能根據(jù)近端交換系統(tǒng)11去完成該檢測并通知它的VMS12。但是，在國際區(qū)域內(nèi)，任何一種或多至50種音調(diào)能由遠端交換系統(tǒng)8使用，以便在整個模擬中繼線9和13上發(fā)出呼叫斷接的信號，所以，呼叫斷接的正確檢測對于近端系統(tǒng)11和/或VMS12是一個問題。因此，根據(jù)本發(fā)明，能檢測任一種或多種音調(diào)的圖2的遠端斷接檢測裝置既被包括在交換系統(tǒng)11的端口電路14中又包括在VMS12的端口電路20中。斷接音可能是單音、雙音或調(diào)幅調(diào)音，大多在300～650HZ的正常的呼叫進行信號頻帶內(nèi)。這些音可以是連續(xù)的或有韻律的。(韻律是一種頻率序列，即相關(guān)的頻率和振幅的起/伏方式)。通常，對任何給定國家它們被設(shè)定為在CCITT(藍皮書)第 II、2冊，規(guī)則E.182(1988)中列出的忙/重撥音或撥號音。因此，遠端斷接裝置可以監(jiān)控具有某一頻率或頻率在300HZ和650HZ之間的連續(xù)的或有韻律的音的一切呼叫。當(dāng)這樣一種音被檢測到，并在一段時間上被證實時，該呼叫就可被視為在遠端已被斷接。據(jù)此，該呼叫在近端被處理成斷接呼叫，例如，在近端它也被斷接(停止)。另外，也可采取一些步驟在所記錄的信息端抹去斷接指示音。
在VMS12正服務(wù)于不應(yīng)觸發(fā)遠端斷接檢測的呼叫的過程中，音調(diào)也可能存在。這些音調(diào)包括雙音多頻(DTMF或按鍵音)音，周期性脈沖計量音調(diào)(用于付費電話或投幣電話的付費音)、用于聾啞人的電信裝置(TDD)音，發(fā)傳真信號及數(shù)據(jù)傳送音、調(diào)制解調(diào)器發(fā)信號及數(shù)據(jù)傳送音。但是，這些音存在于斷接信號所預(yù)期出現(xiàn)的300—650HZ頻帶之外。(即，它們與所感興趣的音調(diào)有不同的頻譜特征)。操作員的干涉音也可能存在，但這些干涉音存在于感興趣的頻帶之內(nèi)。然而，由VMS12對這些音的處理，如同它們是呼叫斷接音，在大多數(shù)情況下是正確的響應(yīng)。呼叫等待音也出現(xiàn)在這個頻率范圍內(nèi)。然而，呼叫等待是面向用戶的特征，而且不是VMS12能規(guī)定的特征。即呼叫等待音將不存在在由VMS12所接收的信號流中。
遠端斷接檢測裝置適合于在數(shù)字信號處理機上實施(DSP)。VMS12在其端口電路20上也包括DSP30，用于一般的VMS12操作，其中DSP30執(zhí)行語音壓縮及將壓縮的語音擴展的功能。因此，在用于說明的實例中，最好是在VMS12的端口電路20上實施遠端斷接檢測裝置，在這里它能利用已存在的DSP30，這樣，在實施過程中不需要其它額外的硬件。
圖2以方框圖的方式示出了在DSP30內(nèi)的遠端斷接檢測裝置的功能結(jié)構(gòu)。DSP30可用AT&T DSP—32C DSP示之。DSP30耦合到連接60上，通過連接60，它接收語音信號和呼叫控制信號。呼叫控制信號包括忙音、重叫、撥號的及其它的用在遠端交換系統(tǒng)8中指示呼叫斷接的音調(diào)。圖3示出了構(gòu)成遠端斷接檢測裝置的DSP30的工作流程。在以下的討論中應(yīng)同時參照圖2和圖3。
在連接16上接收以的信號被輸入到一個普通的語音壓縮功能塊200中。在AT&T DSP—32C DSP中，功能塊200在所接收信號的整個頻率范圍內(nèi)應(yīng)用線性預(yù)測編碼(LPC)算法以產(chǎn)生已壓縮的語音信號。接下來開始DSP30的工作，在步驟300，功能塊200接收在步驟302稱為一幀的每一時段的接收信號。在所說明的例子中，所接收的信號每秒采樣8000次，每幀含有所接收信號的192個采樣即24毫微秒。作為通用技術(shù)的一部分，對存在于每幀的信號的整個頻率范圍而言，在步驟304功能塊200產(chǎn)生a1和a2的第10級LPC預(yù)測系數(shù)202，該系數(shù)是采用杜賓遞推(Durbin’s recursion)自動累積計算出的，它表征了所接收信號的頻譜特征。至于如何計算LPC預(yù)測系數(shù)，請參閱L.R.Rabiner及R.W.Schafer的文獻“語音信號的數(shù)字處理”(Prentice—Hall，Inc.，1987)，第8章，第8.21段及8.67—8.71。在步驟306，功能塊200通常也產(chǎn)生能量指示203，這個指示203顯示出在每幀中信號的整個頻率范圍內(nèi)存在的能量大小。該能量被計算作為在一幀中采樣(信號幅值)的平方和的平方根。
如步驟308所示，在連接16上接收到的信號，根據(jù)能量指示203，也輸入到一個參數(shù)產(chǎn)生器功能塊201中，用于生成一組參數(shù)204，這組參數(shù)分布在每幀中的整個頻率范圍內(nèi)。在用作說明的例子中，產(chǎn)生并使用以下參數(shù)峰值比(PR)，它是在幀中由能量信號劃分出幀信號的最大信號幅值；零交點(ZC)，它是在一幀其間信號與零幅值軸相交的次數(shù)；最大零交點(MZC)，它是在幀的任何地方出現(xiàn)在連續(xù)的零交點之間的最大采樣數(shù)。
在通常的環(huán)境中，以及在這個特定的說明性的例子中，可能計算出實際上更大數(shù)量的參數(shù)。實際使用的參數(shù)的選擇是根據(jù)每個參數(shù)在所希望的信號類別(呼叫控制音調(diào)如重叫和撥號音調(diào))與其它的信號類別(語音)的差別狀況來進行的。這個判定(選擇)可以利用判別式分析的統(tǒng)計學(xué)處理來完成。至于對判別式分析的實用的說明，請參閱A.A.Afifi及S.P.Azen的著文“統(tǒng)計學(xué)分析—計算機逼近”第二版(Acadamic Press，lnc.1979)第289—302頁。對于將判別式分析應(yīng)用到不可靠預(yù)測的收集以產(chǎn)生(選擇)那些能導(dǎo)致可靠預(yù)測的東西的內(nèi)容請參閱D.L.Thomson“適用于噪聲，干擾及頻譜形成的多重聲音判定規(guī)則”，該文刊載在Proceeding of the IEEE Inter-national Conference on Acoustics，Speech and Signal Processing(ICAS-SP87)(聲學(xué)、語音及信號處理的IEEE國際研討會)，Dallas，Texas(1987)，第6.10.1—6.10.4段以及美國專利4,972,490。以下部分給出了用于選擇參數(shù)的一般性指南。
正如上面所述的，難題是信號分類。利用多元逼近，人們需要·判斷哪些參數(shù)是相近的，及·判斷每一參數(shù)相對于其它參數(shù)有多大值或加權(quán)值。
以下是用于選擇參數(shù)的指南·低復(fù)雜性—一個參數(shù)要么應(yīng)該是已獲得的，要么是只需小量附加計算就可獲得的。
·一個參數(shù)應(yīng)具有作為一個好的判斷器(即有大的加權(quán)值)的合理的期望值。
接下來，需要反映在話音、頻移鍵控(FSK)調(diào)制解調(diào)信號及靜/背景噪聲之間的差別·背景噪聲在每幀中是較低能量的(在正常的網(wǎng)絡(luò)損失下，呼叫進行音信號大于40dBm0)。
·FSK調(diào)制解調(diào)信號在性質(zhì)上是音頻頻段的，但有大于650HZ的載頻。較高比特率的調(diào)制解調(diào)信號(使用其它的調(diào)制方式)出現(xiàn)作為隨機噪聲。通常，調(diào)制解調(diào)信號具有高于650HZ的高能量(與大多數(shù)呼叫進行音信號相反)。
·話音信號有更多的變化，趨向于有更復(fù)雜的頻譜。聲音信號通常占據(jù)與呼叫進行音信號同樣的頻率范圍(即大多數(shù)能量在300—650HZ范圍內(nèi))。另外，高調(diào)說話者的基礎(chǔ)頻率可以在300—400HZ范圍內(nèi)。
值得關(guān)注的是檢測器可以被某此話音信號誤導(dǎo)，恰如中間網(wǎng)絡(luò)雙音多頻(DTMF)檢測器那樣。盡管由于有將撥號音，回叫或忙音轉(zhuǎn)譯成斷接音調(diào)的潛在可能而使檢測器在來話呼叫中最被不被激活，并且僅當(dāng)被呼方應(yīng)答時檢測器才被激活，但是，該檢測器在整個聲音記錄階段是呈激活狀的，并且能使檢測器激活的任何話音信號都將形成一個過早的斷接，即使DTMF檢測器被誤導(dǎo)，甚至每個DTMF由兩個不相關(guān)的音調(diào)構(gòu)成也如此。類似于呼叫進行音的信號極可能存在在談話中，于是，對每個單獨的幀增加了產(chǎn)生不正確結(jié)果的可能性。這樣，所述事件檢測器(the event detector)可允許某些誤分類的信號。
功能塊200和201的輸出202—204送到能量檢測器功能塊220上作為輸入信號，功能塊220僅使用能量指示203，并且對其它輸入而言象一個門。能量檢測器功能塊220包括一個比較器功能塊222，它使能量指示203與閾值221作比較，如步驟310。根據(jù)圖1所示系統(tǒng)的特征的經(jīng)驗知識，閾值221被選擇作為連接16上的凈噪聲和實際業(yè)務(wù)和控制信號的邊界線。在這個說明性的例子中，閾值221被設(shè)置在等價于-40dBm0的數(shù)字電平上。如果比較器222發(fā)現(xiàn)能量指示203比閾值221低，在連接器16上正被接收的信號被認為是凈噪聲。因此，在步驟312，能量檢測器220產(chǎn)生一個信號223，指示正被接收的是無聲。在這樣一種情況下，到能量檢測器220的其它的輸入是無用的，因此能量檢測器220中斷對這些輸入的進一步處理，因此，圖3中的操作流程返回到步驟302以處理下一個所接收的幀信號。
如果在步驟310中比較器發(fā)現(xiàn)能量指示203等于或超過了閾值221，那么，在連接16上正被接收的信號被認為是通話或呼叫控制信號。因此，能量檢測器220允許輸入202和204通過到分析器功能塊230用于進一步處理，以判定這些信號是通話信號還是呼叫控制信號。
分析器230執(zhí)行從其它信號中將具有一種頻率或300HZ到600HZ之間多個頻率的呼叫進行音的多重分類。分析器230包括一個復(fù)合器231，在步驟314，復(fù)合器產(chǎn)生輸入202和204的一個線性復(fù)合。由復(fù)合器231使用的線性復(fù)合函數(shù)是一個多元判別函數(shù)｜D*x－u1｜其中D是一個5×5判別陣列(矩陣)的加權(quán)因子；X是由上文已討論過的參數(shù)和LPC預(yù)測系數(shù)(PK、ZC、MZC、a1和a2)的分級清單構(gòu)成的觀察矢量；*表示矩陣與矢量的積；－表示相減；U1是5×1重心矩陣(centroid array)；以及 是歐幾里德距離函數(shù)(平方和的平方根)。所述判別矩陣是參數(shù)和系數(shù)加權(quán)因子的已計算值的矩陣，它們是根據(jù)一組話務(wù)采樣的群觀察矢量(training observation vector)(例如話音采樣)，以及一組呼叫控制音的群觀察矢量，(特別是可能用來指示遠端呼叫斷接的具有在300HZ—650HZ之間一個或多個頻率的呼叫進行音的判別分析得到的。判別分析的目的是使兩個群成員之間的Mahalanobis距離最大。根據(jù)說明，可以由商業(yè)統(tǒng)計分析軟件包(例如統(tǒng)計科學(xué)公司的Splus)來執(zhí)行判別分析并產(chǎn)生判別矩陣。在所說明的例子中，判別矩陣的值示在表1中。
表112 3451 -1.273951-0.8052485-1.1025610.14656910.54390842 -0.01761624 0.017512140.1373517-0.02052944 0.033389273 -0.06975721 0.081813040.0405527-0.05851042 -0.028980574 -0.3342038 0.9969190 -0.7572915 1.582759 0.85853525 -0.00641842 1.667676 -1.191743-0.09951566 1.577699所述重心陣列是一個預(yù)計算的矢量值，它表示呼叫控制音的群觀察矢量組的一個已變換數(shù)據(jù)束的算術(shù)平均值。所述已變換的數(shù)據(jù)束是將每個群觀察矢量乘以5×5矩陣D來獲得的。另外，可以使用與計算判定矩陣同樣的判定分析軟件包來計算重心矩陣。在所說明的實施例中，重心矩陣的值示于表2中。
1 23 4 51 -3.013653 0.5438987-0.905962 -1.034094 1.927946在步驟316，復(fù)合器231將所得的復(fù)合值送到一個比較器233，比較器233將該復(fù)合值與一個閾值232作比較。閾值232根據(jù)經(jīng)驗來加以選擇，在該實施例中取0.8的平方根。
如果該復(fù)合值超過或等于閾值232，在連接16上接收到的信號被認為是話務(wù)信號(即話音)，并且在步驟318，分析器產(chǎn)生一個指示話務(wù)信號的輸出信號235。如果該復(fù)合值比閾值232，低，在步驟320，分析器230產(chǎn)生一個指示呼叫進行音(CPT)的輸出信號236。在步驟318或320之后，圖3的流程返回到步驟302以處理接下來接收到的幀信號。
分別產(chǎn)生輸出223,235和236的無聲、話務(wù)或CPT檢測信號被送到一個事件檢測器功能塊240。事件檢測器功能塊240能保證在遠端斷接檢測指示信號被送到VMS12的其它部分之前的最短時間內(nèi)，呼叫進行音的接收能不中斷地檢測到，正如所說明的，呼叫進行音的檢測必須至少存在40幀或960毫微秒，且它不可以被多于6個連續(xù)幀被檢測話務(wù)或30個連續(xù)幀(720毫微秒)的檢測無聲中斷。事件檢測器功能塊240也可以保持跟蹤呼叫已被檢測的全部幀數(shù)，并使VMS12從所存儲的信息中減去這個字節(jié)數(shù)，以便從所記錄的信息中縮短所述的記錄并刪除呼叫進行音。
功能塊240是一個狀態(tài)機(state machine)，其操作流程如圖4所示。從步驟400開始，在步驟402，通過置定其當(dāng)前狀態(tài)為CPT—空閑(CPT—idle)，在步驟404，通過清除所有變量trf—cnt、CPT—cnt，sil—cnt和tone—cnt(話務(wù)計數(shù)、CPT計數(shù)、無聲計數(shù)和音調(diào)計數(shù))來使功能塊240初始化。然后，根據(jù)在步驟406接收的一幀的無聲、話務(wù)或CPT檢測信號，在步驟408功能塊檢查其當(dāng)前狀態(tài)。如果當(dāng)前狀態(tài)為CPT—空閑，在步驟410，功能塊檢查所接收的指示是什么。如果是無聲，功能塊在步驟412增加變量sil—cnt，并在步驟414清除CPT—cnt和trf—cnt。然后，在步驟416，功能塊240檢查sil—cnt是否超過預(yù)定最大無聲計數(shù)，如30，如果超過，在步驟418，功能塊240清除tone—cnt。然后功能塊240返回步驟406以接收下一幀的指示。
如果在CPT—空閑狀態(tài)中所接收的指示是話務(wù)，如在步驟410中確定的，那么，在步驟420功能塊240增加變量trf—cnt，并在步驟422清除sit—cnt和CPT—cnt。然后，在步驟424，功能塊240檢查trf—cnt是否超過了，如果是，功能塊在步驟426中將當(dāng)前態(tài)變?yōu)镃PT—禁止，并在步驟428清除tone—cnt。然后功能塊返回到步驟406。
如果在CPT—空閑狀態(tài)下所接收的指示為CPT，如步驟410所確定的，功能塊240增加變量CPT—cnt，如步驟430，同時在步驟432清除sil—cnt和trf—cnt。然后，功能塊240檢查CPT—cnt是否超過了，如步驟434，如果超過，功能塊在步驟436將當(dāng)前狀態(tài)變?yōu)镃PT—有效。功能塊240然后返回步驟406。
返回到步驟408，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的狀態(tài)是CPT—禁止，那么，在步驟480，功能塊檢查所接收的指示是什么。如果是無聲，功能塊240在步驟增加變量sil—cnt，并在步驟484清除trf—cnt和CPT—cnt。然后，在步驟486，功能塊240檢查sil—cnt是否超過了，如果是，則在步驟488功能塊240將當(dāng)前狀態(tài)變?yōu)镃PT—空。然后功能塊240返回到步驟406。
如果在CPT—禁止?fàn)顟B(tài)下接收的指示是話務(wù)。如步驟480所確定的，那么，在步驟490功能塊240增加變量trf—cnt，在步驟492，清除sil—cnt和CPT—cnt。然后功能塊返回步驟406。
如果在CPT—禁止?fàn)顟B(tài)下所接收的指示是CPT，如步驟480所確定的，那么，在步驟496，功能塊增加變量CPT—cnt，在步驟498，清除sil—cnt和trf—cnt。然后功能塊240返回到步驟406。
返回到步驟408，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的狀態(tài)為CPT—有效，則在步驟440，功能塊240增加變量tone—cnt，然后檢查所接收到的指示是什么(如步驟442)。如果是無聲，則在步驟444功能塊增加變量sil—cnt，在步驟446清除變量trf—cnt。然后功能塊240檢查sil—cnt是否超過了最大無聲計數(shù)(步驟480)，如果超過，功能塊240將當(dāng)前狀態(tài)改變成CPT—空閑(步驟405)并清除tone—cnt(步驟452)。然后功能塊返回到步驟406。
如果在CPT—有效狀態(tài)下所接收的指示是話務(wù)，如步驟442所確定的，則功能塊240增加變量trf—cnt(步驟460)，并清除sil—cnt(步驟462)。然后功能塊240檢查trf—cnt是否等于或超過6(步驟464)，如果是，功能塊240將當(dāng)前狀態(tài)改變成CPT—禁止(步驟466)，并清除tone—cnt(步驟462)。然后功能塊240返回到步驟406。
如果在CPT—有效狀態(tài)下所接收的指示為CPT，如步驟442所確定的，功能塊240增加變量CPT—cnt(步驟470)，并清除sil—cnt和tone—cnt(步驟472)。然后功能塊240檢查CPT—cnt是否等于一個預(yù)定的最小計數(shù)，例如40(步驟474)，如果不等于，功能塊僅返回到步驟406，如果是，功能塊將當(dāng)前狀態(tài)改變?yōu)镃PT—檢測(步驟475)。在CPT—檢測態(tài)下，功能塊240產(chǎn)生一個遠端斷接已被檢測的指示(步驟476)，它也使VMS 12從所記錄信息的字節(jié)數(shù)中減去tone—cnt(步驟477)。然后，功能塊240等待著接收一個復(fù)位信號(步驟478)并據(jù)此返回到步驟402。
所述斷接指示使VMS12以通常的方式斷開近端的呼叫從所記錄的信息的字節(jié)數(shù)中減去伴隨tone—cnt，可以使VMS12縮短所存儲信息的字節(jié)數(shù)，從而從所存儲的信息中去除運端呼叫斷接信號的任何蛛絲馬跡。
當(dāng)然，本發(fā)明上述各種實施例的各種改型對本專業(yè)人員是顯然的，例如，上述分析可以僅僅應(yīng)用在呼叫控制音所期待出現(xiàn)的頻率范圍(如300HZ—650HZ)上，而不是所接收信號的整個頻率范圍上。所述分析也可以用來從除話音以外的業(yè)務(wù)信號如數(shù)據(jù)中區(qū)分遠端呼叫斷接指示信號；而且所述分析并不局限于檢測斷接指示信號這一用途，還可以應(yīng)用于為任何目的檢測任何控制信號；進而，它也可用于將信號分成多于兩個的更多類別，只要被分類的信號希望歸并成各自的類別，這是十分有用的，例如，用于從伴隨呼叫的信號中識別正在接收的呼叫的特定類別(例如話音、數(shù)據(jù)、傳真、TDD等)。一旦所述分析識別和證實了呼叫控制信號的接收，韻律信息可用來識別已接收的精確的呼叫控制信號?；蛘呤褂枚嘣诸惣夹g(shù)而非判別分析技術(shù)去分析和區(qū)別信號類型。參數(shù)閾值可以經(jīng)驗推導(dǎo)而非通過判別分析。這些改型并不背離本發(fā)明的精神，不損害本發(fā)明的先進性。因此這些改型也由以下權(quán)利要求書所覆蓋。
權(quán)利要求
1.用于檢測有關(guān)呼叫的信息的裝置，該呼叫由一個單獨的呼叫控制信號所指示，其特征在于包括用于接收由呼叫所載帶的信號的裝置；用于在所接收信號的整個頻率范圍上執(zhí)行多元信號分類的裝置，以便在所述頻率范圍內(nèi)從由所述呼叫所載帶的信號中分辨出多個呼叫控制信號中的任一種；響應(yīng)于由多元信號分類所作出的判斷即該呼叫在所述頻率范圍內(nèi)載帶了多個呼叫控制信號中的任一種，用于指示有關(guān)該呼叫的信息已被檢測的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述執(zhí)行裝置包括用于在所述頻率范圍內(nèi)執(zhí)行從其它信號中判斷呼叫控制信號的多元判斷裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，該裝置用于檢測在近端和遠端之間延伸的一個近端呼叫，該呼叫在遠端的斷接由近端所接收的呼叫控制信號所指示，其中所述接收裝置包括用于接收近端呼叫所載帶的信號的裝置；所述執(zhí)行裝置包括用于分析整個頻率范圍內(nèi)除能量之外的特征的裝置，通過分析可區(qū)分該頻率范圍上的業(yè)務(wù)信號和呼叫控制信號；以及所述指示裝置包括響應(yīng)于由所述分析所作出的判斷，即該呼叫在所述頻率范圍內(nèi)載帶了一個呼叫控制信號，用于將該呼叫處理成在遠端已被斷接的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于所述頻率范圍是(a)所接收信號的整個頻率范圍和(b)300HZ到650HZ范圍之中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于所述分析裝置包括用于確定表征頻率范圍內(nèi)信號類型的多個參數(shù)的裝置；用于根據(jù)多元分類函數(shù)將所確定的參數(shù)復(fù)合以獲得一個結(jié)果的裝置；以及用于將所獲得的結(jié)果與一閾值作比較以確定獲得的結(jié)果是表示業(yè)務(wù)信號還是表示呼叫控制信號的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，該裝置用于在遠端和近端建立了呼叫的電信系統(tǒng)中，根據(jù)遠端呼叫的斷接檢測可能被送到近端的指示遠端呼叫斷接的多個控制信號的任一種在近端的呼叫，其中所述接收裝置包括用于接收到近端的呼叫所載帶的信號的裝置；所述執(zhí)行裝置包括用于分析所接收信號的整個頻率范圍，以確定在該頻率范圍內(nèi)由該信號所帶的能量大小的裝置；以及響應(yīng)于所確定的超過了第一閾值的能量大小，用于分析指示所述頻率范圍內(nèi)信號類型的特征的裝置，以便通過分析將所述頻率范圍內(nèi)的業(yè)務(wù)信號和呼叫控制信號區(qū)別開；以及所述指示裝置包括用于根據(jù)由所述分析作出的判定即該呼叫帶著頻率范圍內(nèi)的一個呼叫控制信號，將該呼叫處理成在遠端已被斷接的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其與用于記錄近端呼叫所載帶的業(yè)務(wù)的裝置一起使用，其中兩個分析裝置根據(jù)每一周期所接收的信號周期性地執(zhí)行其功能，及所述處理裝置包括根據(jù)預(yù)定的由所述分析作出的最少次數(shù)的所述呼叫載帶著處于所述頻率范圍內(nèi)的一個呼叫控制信號的判定，將該呼叫處理成在遠端已被斷接的裝置；用于確定一個時間長度的裝置，在該時間長度上預(yù)定最少次數(shù)的呼叫載帶著一個呼叫控制信號的判斷被獲得；以及根據(jù)由所述分析作出的預(yù)定的最少次數(shù)的所述呼叫載帶著在所述頻率范圍內(nèi)的一個呼叫控制信號的判斷，使記錄裝置停止記錄并從記錄端頭刪除預(yù)定的時間長度的裝置，以便從記錄中刪除呼叫控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于所述用于分析特征的裝置包括第一裝置，用于確定多個參數(shù)，這些參數(shù)表征了在所述頻率范圍內(nèi)的信號特征；第二裝置，用于根據(jù)多元分類函數(shù)將所確定的參數(shù)復(fù)合以得到一個結(jié)果；第三裝置，用于將所得到的結(jié)果與一個第二閾值作比較；第四裝置，根據(jù)所得到落在所述第二閾值一側(cè)的結(jié)果，指示在所述頻率范圍內(nèi)該信號是業(yè)務(wù)信號；以及第五裝置，根據(jù)所得到的落在所述第二閾值另一側(cè)的另一結(jié)果，指示在所述頻率范圍內(nèi)該信號是呼叫控制信號；以及所述處理裝置，根據(jù)在所述頻率范圍內(nèi)該信號是呼叫控制信號這一指示，將該呼叫處理成遠端已被斷接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，用于在遠端和近端建立了呼叫的電信系統(tǒng)中，根據(jù)遠端呼叫的斷接檢測可能被送到近端的指示遠端呼叫斷接的多個控制信號的任一種在近端的呼叫，其中，所述接收裝置包括用于以連續(xù)幀的方式接收到近端的呼叫所載帶的信號的裝置；所述執(zhí)行裝置包括用于分析在整個頻率范圍內(nèi)所接收信號的每個幀的裝置，以確定每個幀的(a)由頻率范圍內(nèi)的信號所載帶的能量大小，(b)在所述頻率范圍內(nèi)的信號的線性預(yù)測編碼(LPC)系數(shù)，及(C)表示所述頻率范圍內(nèi)信號類型的參數(shù)；根據(jù)一幀的能量低于一個第一閾值的這一判定，指示該幀載帶無聲的裝置；根據(jù)一幀的能量超過所述第一閾值這一判定，按照多元分類函數(shù)將所對應(yīng)幀的所確定的系數(shù)和參數(shù)復(fù)合以獲得一個結(jié)果的裝置，以及用于將所得到的結(jié)果與一個第二閾值作比較的裝置；以及所述指示裝置包括根據(jù)所得到的結(jié)果落在所述第二閾值的一側(cè)，指示該幀載帶著業(yè)務(wù)信號的裝置；根據(jù)所得到的結(jié)果落在所述第二閾值的另一側(cè)，指示該幀載帶著呼叫控制信號的裝置，根據(jù)所得到的幀載帶著呼叫控制信號這一指示的最少預(yù)定次數(shù)，將該呼叫處理成在遠端已被斷接的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于所述多元分類函數(shù)為｜D*x－u1｜其中D是參數(shù)和系數(shù)加權(quán)因子的預(yù)定值的判別矩陣；X是含有所確定的系數(shù)和參數(shù)的觀察矢量；*是矩陣與矢量之積；－是相減U1是呼叫控制信號的已變換的群觀察矢量的算術(shù)平均值的重心矩陣； 是歐幾里德距離函數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于所述處理裝置包括根據(jù)預(yù)定的最少次數(shù)的呼叫控制信號載帶幀的指示，它即不分布在預(yù)定的最多次數(shù)的無聲載帶幀的連續(xù)指示之中，也不分布在預(yù)定的最多次數(shù)的業(yè)務(wù)—載帶幀的連續(xù)指示之中，用于將所述呼叫處理成遠端斷接的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其與用于記錄由到近端的呼叫所載帶的業(yè)務(wù)的裝置一起使用，其中所述處理裝置包括用于確定一個時間長度的裝置，在此時間上預(yù)定最少次數(shù)的呼叫控制信號—載帶幀的指示被獲得，以及根據(jù)所述的預(yù)定的最少次數(shù)的呼叫控制信號—載帶幀的指示，使記錄裝置停止記錄，并從記錄的端頭刪去所確定的時間長度的裝置，以便從記錄中刪除呼叫控制信號。
13.用于檢測有關(guān)呼叫的信息的方法，該呼叫由一個單獨的呼叫控制信號指示，其特征在于包括以下步驟接收由該呼叫所載帶的信號；在所接收信號的整個頻率范圍內(nèi)進行多元信號分類，以便在所述頻率范圍內(nèi)從由該呼叫所載帶的信號中區(qū)別出任一個呼叫控制信號；以及根據(jù)由多元信號分類所作出的判斷，即該呼叫載帶著在所述頻率范圍內(nèi)的多個呼叫控制信號中的任一個，指示出有關(guān)該呼叫的信息已被檢測出。
14.權(quán)利要求13的方法，用于對在近端的呼叫(該呼叫在近端和遠端之間延伸)，檢測由在近端接收的一個呼叫控制信號所指示的遠端呼叫的斷接，其中所述接收步驟包括如下步驟接收近端呼叫所載帶的信號；所述執(zhí)行步驟包括根據(jù)所述接收、分析所接收信號在整個頻率范圍上的除能量之外的特征，通過分析以區(qū)別在所述頻率范圍內(nèi)所載帶的業(yè)務(wù)信號和呼叫控制信號；以及所述指示步驟包括根據(jù)由所述分析作出的判定，即所述呼叫載帶著在所述頻率范圍內(nèi)的一個呼叫控制信號，將該呼叫處理成在遠端已被斷接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于所述頻率范圍是(a)和(b)中的一種，(a)為所接收信號的整個頻率范圍，(b)為300HZ和650HZ之間的頻率范圍。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，用于在遠端和近端建立了呼叫的電信系統(tǒng)中，根據(jù)遠端呼叫的斷接，檢測近端呼叫的任一個呼叫控制信號，該呼叫控制信號指示著可能被送到近端的遠端呼叫斷接，其中所述接收步驟包括接收由近端呼叫所載帶的信號；所述執(zhí)行步驟包括根據(jù)所述接收、分析所接收信號的整個頻率范圍，以在該頻率范圍內(nèi)確定由該信號所載帶的能量大小；以及根據(jù)所確定的能量大小超過一個第一閾值，分析所述頻率范圍內(nèi)信號類型的特征，以便通過分析區(qū)別開在該頻率范圍內(nèi)的業(yè)務(wù)信號和呼叫控制信號；以及所述指示步驟包括根據(jù)所述分析作出的判定，即所述呼叫正載帶著在所述頻率范圍內(nèi)的一個呼叫控制信號，將該呼叫處理成遠端已斷接。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括以下步驟記錄由到近端的呼叫所載帶的業(yè)務(wù)，其中兩個分析步驟被周期性重復(fù)，用于在每個周期所接收的信號；以及所述處理步驟包括根據(jù)由所述分析作出的預(yù)定最少次數(shù)的所述呼叫載帶著在所述頻率范圍內(nèi)的一個呼叫控制信號的判斷，將該呼叫處理成遠端已斷接；確定一個時間長度，在該時間上可以獲得預(yù)定的最少次數(shù)的呼叫載帶著一個呼叫控制信號的判斷；以及根據(jù)預(yù)定的最少次數(shù)的判斷即呼叫載帶著一個呼叫控制信號，停止記錄步驟，并從記錄端頭刪去預(yù)定的時間長度以從記錄中刪去呼叫控制信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，用于在遠端和近端建立了呼叫的電信系統(tǒng)中，根據(jù)遠端呼叫的斷接，檢測近端呼叫的任一個呼叫控制信號，該呼叫控制信號指示著可能被送到近端的遠端呼叫斷接，其中所述接收步驟包括接收由近端呼叫所載帶的連續(xù)幀的信號；所述執(zhí)行步驟包括分析所接收信號的每一幀的整個頻率范圍，確定每個幀的(a)在該頻率范圍內(nèi)由該信號所載帶的能量大小，(b)在該頻率范圍內(nèi)信號的線性預(yù)測編碼(LPC)系數(shù)，及(C)在該頻率范圍內(nèi)表征信號類型的參數(shù)；根據(jù)幀的能量低于一個第一閾值的每次判斷，指出該幀載帶無聲；根據(jù)幀的能量超過該第一閾值的每次判斷，利用多元分類函數(shù)將相應(yīng)幀的所確定的系數(shù)和參數(shù)復(fù)合以得到一個結(jié)果，及將每次所得結(jié)果與一個第二閾值作比較；及所述指示步驟包括根據(jù)所得結(jié)果落入到該第二閾值一側(cè)，指出該幀載帶業(yè)務(wù)信號；根據(jù)所得結(jié)果落入到該第二閾值另一側(cè)，指出該幀載帶呼叫控制信號；及根據(jù)預(yù)定的最少次數(shù)的呼叫控制信號—載帶幀的指示，將該呼叫處理成遠端已斷接。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其特征在于所述多元判定函數(shù)為｜D*x－u1｜其中D是參數(shù)和字數(shù)加權(quán)因子的預(yù)定值的判別矩陣；X是含有所確定系數(shù)和參數(shù)的觀察矢量；*是矩陣與矢量之積；－是相減；U1是已變換的呼叫控制信號的群觀察矢量的算術(shù)平均值的重心矩陣；及 是歐幾里德距離函數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法還包括記錄近端呼叫所載帶的業(yè)務(wù)，其中所述處理步驟包括確定一個時間長度，在該時間長度上可獲得最少次數(shù)幀載帶呼叫控制信號的指示，及根據(jù)預(yù)定最少次數(shù)幀載帶呼叫控制信號的指示，停止記錄步驟，并從記錄端頭刪除預(yù)定時間長度以便從記錄中刪除呼叫控制信號。
全文摘要
以音調(diào)指示遠端呼叫斷接的一種基本上通用的檢測器檢測遠端斷接的音調(diào)或信號的各種可能形式，適用于世界上任何一個地方，不必為不同音調(diào)或國家去重新構(gòu)造或編程。在交換系統(tǒng)或附帶處理器的端口電路的數(shù)字信號處理器中使用時，該檢測器確定由該呼叫所載帶的信號參數(shù)，并根據(jù)信號中的線性預(yù)測編碼系數(shù)和能量指示，將它們用在呼叫進行音的多元分類中。
文檔編號H04M3/50GK1122082SQ9411347
公開日1996年5月8日 申請日期1994年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月17日
發(fā)明者戴維J·瑪麗奈里, 凱文·M·歐代爾 申請人:美國電報電話公司