JP2779686B2 - ダイヤルパルス認識方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電話回線が通話パスに接続された状態で、
相手側端末より送出されるダイヤルパルスを判別するダ
イヤルパルス認識方式に関するものである。

〔従来の技術〕

現在広く使用されているアナログ電話端末が回線に送
出するダイヤル信号は、ダイヤルパルス信号とプッシュ
ボタン信号の何れかである。これらダイヤル信号は通話
パスが設定されていない状態から通話パスの設定を目的
に、各端末が接続されている交換機に対して送出される
ことが多い。

しかし、近年、列車座席予約に代表されるセンタ系サ
ービスへのコマンドコード入力や留守番電話機の遠隔制
御等を目的に、通話パス設定後に該通話パスを介して端
末間でダイヤル信号の送受を行う用途が増えてきてい
る。

ところが、現状では、通話パスを介してやり取りされ
るダイヤル信号の種類は、ほとんどプッシュボタン信号
に限定されている。このため、ダイヤルパルス信号のみ
送出可能な電話機の使用者は、各種センタ系サービスや
留守番電話機の遠隔制御といった機能を利用することが
できない。

また、ダイヤルパルス信号とプッシュボタン信号の両
方を送出可能な端末もあるが、接続される交換機がダイ
ヤルパルスのみを受け付ける場合には、通話パス設定以
前と以後とで、送出されるダイヤル信号の種類を切り替
える必要があり、電話機使用者に煩わしさを与える。

そこで、通話パスを介して受信されるダイヤルパルス
信号から、送信されたダイヤルパルス数を認識する装置
の開発が行われている。

ところで、ダイヤルパルスは、該パルスを送出した電
話機に接続されている回線上で観測すると近似的に矩形
波であるが、通話パスを介して伝送されると、電話伝達
系の特性により歪が生じる。特に、電話伝送系が信号の
直流成分を透過しない特性が大きな影響を持ち、通話パ
スを介して受信側で得られるダイヤルパルス波形はおお
むね第２図（ｂ）に示すようなものになる。もし、第２
図（ｂ）に示される波形がいつも得られるのであれば、
受信側では得られる信号のパルス数をカウントすること
により送信されたダイヤル信号を認識することが可能と
なる。

しかし、電話伝送系には直流成分をカットする特性以
外にも様々な非直線性があるので、第２図（ｃ）に示す
ようにリンギング現象が発生する。このリンギング現象
は、通話パスの持つコイルとしての特性や容量としての
特性の影響で発生するもので、観測される受信波形は減
衰振動を起こす。リンギング現象が発生すると、この現
象が発生しない場合に比較し、受信側で観測されるパル
ス数は増加する。この場合、受信側でパルス数を単純に
カウントし、送出されたダイヤル番号を求めると、実際
に送出されたダイヤル番号との間に相違が生じるので、
受信パルス数から送信ダイヤル番号を計算する際には補
正が必要となる。

具体的には、単一送信パルスに対応した受信側でのダ
イヤルパルス観測波形をデータとして予め記憶し、実際
の受信時には記憶された波形データと受信波形を比較
し、十分に類似していることが確認されるとその時点で
１パルス分の受信を行ったと見なす方法が取られてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前記のようにダイヤルパルス信号のみ
送出可能な電話機の使用者は、各種センタ系サービスや
留守番電話機の遠隔制御のような機能を利用することが
できず、また、ダイヤルパルス信号とプッシュボタン信
号の両方を送出可能な端末使用者も、接続される交換機
がダイヤルパルスのみしか受付けない場合には通話パス
設定前と後とで、ダイヤル信号の種類を切替えなければ
ならないという問題点があった。

また、通話パスの特性は一様ではないので、リンギン
グの度合や発生の有無は予測が困難であり、送出側ダイ
ヤル波形は、パルス送出に使用される電話装置のダイヤ
ル送出回路特性に依存し変化する。このため、様々な通
話条件において、正確なダイヤルパルス数認識を行う必
要がある場合には、予め記憶されるダイヤルパルス観測
波形データの数は非常に多くなり、コストアップすると
いうような問題があった。

本発明は前記の問題点を除き、ダイヤルパルスの判定
確度が高く、しかも安価なダイヤルパルス認識方式を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記の課題を解決するものであって、前記
のように送信ダイヤルパルスの受信波形が、電話パス伝
送系の特性や、送信に使用する電話装置の機種のちがい
等による要因によって様々に変化しても、送信されたダ
イヤルパルスを確実に受信できるようにしたものであ
る。

前記のように送信ダイヤルパルスの受信波形は様々に
変化するが、ダイヤルパルスの受信を開始してから終了
するまでの時間間隔は、前記要因に影響されないで、送
信側でのダイヤル送出時間と一致する。

そこで、ダイヤルパルス信号の到来を検知する手段を
設け、ダイヤルパルス信号受信開始から、受信終了まで
の時間間隔を測定し、その時間間隔からダイヤル番号を
算出することとする。

ダイヤルパルス信号の到来は、以下に述べる方法によ
り検知する。

第２図（ａ）に示す送信ダイヤルパルスを通話パス伝
送系を介して受信すると、該伝送系に非線形歪がない場
合には、第２図（ｂ）に示すようにダイヤルパルスの立
下り、立上りごとに細いパルスが到来するのみである
が、伝送系に非線形歪がある場合には前記ダイヤルパル
スの立下り、立上りごとに減衰振動波を発生し受信側に
は時間幅の狭いパルスが多数到来する。この到来パルス
の出現個数や時間幅は、先に述べたように通話パスの特
性に依存し変化する。

従って、該到来パルスを確実に検出するためには、高
速サンプリングで受信波形を監視する必要がある。

一方エンベロープ抽出手段を設け、到来パルスの時間
幅を等価的に広げることにより、受信波形監視のサンプ
リング速度を減らしても確実に到来パルスを確認できる
ようにする。第３図は送信ダイヤルパルス波形、受信波
形、受信波形のエンベロープ波形を模式的に示した図で
ある。

つぎに、更に、前記エンベロープ抽出手段によって抽
出されたエンベロープ波形の極大点でのエンベロープレ
ベルが第１のレベル閾値Vth1以上の極大点と、前記抽出
されたエンベロープ波形の極小点でのエンベロープレベ
ルが第２のレベル閾値Vth2以下の極小点とを検出する。
なお、極大点、極小点の出現は、エンベロープ波形の差
分の符号変化の発生により検出される。また、ここでレ
ベル閾値Vth1、Vth2には、 Vth1＞Vth2 （１） の関係が成立している。第３図（ｃ）に、レベル閾値Vt
h1、Vth2の典型的な例を示す。第３図（ｃ）に示すよう
に、ダイヤルパルス受信時のエンベロープ波形では、レ
ベルが第１の閾値Vth1以上の極大点と、レベルが第２の
Vth2以下の極小点とが交互に到来する。更に、これら極
大点の出現周期は、ダイヤルパルスの送出周期（10pps
の場合100mses、20ppsの場合50msec）以下となる。先に
述べたリンギングが大きな振幅で発生する場合には、こ
の出現周期が更に短くなる。また、上記条件を満足する
極小点の出現周期も同様に、ダイヤルパルスの送出周期
未満となる。

この極大点、極小点の時系列に沿った出現パターンを
確認することによりダイヤルパルス信号の到来を検知で
きる。この目的で、カウント値を独立にリセットするこ
とが可能な３種類のタイマを設ける。計測を開始してか
ら最初に上記条件を満足する極大点が検出された時点
で、３種類のタイマ全てをリセットし、カウントを開始
する（第３図（ｃ）におけるＡ点）。その後、上記条件
を満足する極小点（第３図（ｃ）におけるB1、B2〜B5
点）が検出される毎にタイマ１のカウント値をリセット
し、上記条件を満足する極大点（第３図（ｃ）における
C1、C2〜C5点）が検出される毎にタイマ２のカウント値
をリセットする。この動作により、タイマ１は極小点の
出現間隔、タイマ２は極大点の出現間隔を測定すること
になる。

タイマ１、タイマ２のカウント値は、常時時間閾値Tt
hと比較する。ここで、時間閾値Tthはダイヤルパルスの
送出周期未満の値で、一般的には、ダイヤルパルスのブ
レーク時間長（第３図（ｃ）におけるＴB）程度でよ
い。タイマ１、または、タイマ２のカウント値が、Tth
より大きくなったときには、極小点あるいは極大点の出
現タイミングがダイヤルパルス信号受信時と異なること
になるので、ダイヤルパルス信号の受信は終了したと判
断する（第３図（ｃ）におけるＤ点）。

以上が、ダイヤルパルス信号の到来を検知する方法で
ある。

タイマ１、または、タイマ２のカウント値が、Tthを
越えた時点でのタイマ３のカウント値Tt3は、ダイヤル
パルス信号の受信開始から終了までの時間間隔にTthの
値を加えたものに等しい。従って、既知の値であるダイ
ヤルパルスの送出周期Ｓ、送出ダイヤルのメーク率Ｍ
と、送出されたダイヤルパルス数Ｎ、タイマ３のカウン
ト値Tt3の間には、（２）式に示す関係が成り立つ。

Tt3−Tth＝（Ｎ−１）・Ｓ＋（１−Ｍ）・Ｓ （２） ∴ Ｎ＝（Tt3−Tth）/S＋Ｍ （２′） 但し N:送出されたダイヤルパレス数 S:ダイヤルパルスの送出周期Ｓ M:送出ダイヤルパルスのメーク率 Tt3:タイマ３のカウント値 ダイヤルパルス信号の受信が終了したと判断された時
点で、（２′）式に従いダイヤルパルス数を求めること
が可能となる。但し、メーク率Ｍには規定値があり既知
である。また、ダイヤルパルスの送出周期Ｓは送出速度
が20ppsの場合と10ppsの場合とで異なるが、送出速度が
予め決められていれば既知の値となる。

なお、（２′）式に従うと本来自然数となるべきダイ
ヤルパルス数Ｎが、そうならないことがある。先に述べ
たリンギングなどの影響で、（Tt3−Tth）の値は、実際
のダイヤルパルス信号の受信開始から終了までの時間間
隔よりも長いことが多いので、この場合には小数点以下
を切捨てた値をダイヤルパルス数Ｎとする。

ところで、回線にはダイヤルパルス信号以外に通話パ
スを介して通話相手の発声に起因するに音声信号も到来
する。音声信号の到来時には、エンベロープレベルは立
ち上がった後、相手が発声を継続している間高いレベル
持続後に元のレベルまで下がる。高いレベルの持続時間
T1は、１またはそれ以上の音節の発生時間に相当する。
音節の継続時間は70〜200msecで平均値は130msec〔斉藤
他：「音声情報処理の基礎」（昭56−10）オーム社P.4
1〕である。この時、エンベロープ波形に現れる極大
点、極小点の出現間隔は音節の継続時間以上となるた
め、この場合、タイマ１またはタイマ２のカウント値は
リセットされることなく、時間閾値Tth以上となる。従
って、通話相手の発声に起因する音声信号をダイヤルパ
ルス信号として誤ることはない。

〔作用〕

本発明は前記のように構成したので、通話パスの伝送
系に非線形歪がある場合には、送信されたダイヤルパル
スは減衰振動波となり、識別困難となるが、受信側に設
けたエンベロープ抽出手段により、該減衰振動波を半波
整流後、ローパスフィルタを通過させて、そのエンベロ
ープを抽出し、該エンベロープの極大点、極小点を制御
器により、検出するとともに３個のタイマを制御して前
記送信されたダイヤルパルスの時間長を計測し、該時間
長から送信されたダイヤルパルスの数を算出し、該パル
スの数を認識することがてきるのである。

〔実施例〕

第１図（ａ）は本発明の一実施例の構成図、第１図
（ｂ）はエンベロープ波形抽出部１の一実施例の回路図
である。

第１図において１は回線を介して入力されるダイヤル
パルスのエンベロープ波形を抽出するためのエンベロー
プ波形抽出部、２は制御部、３は第１のタイマ、４は第
２のタイマ、５は第３のタイマでそれぞれ制御部２から
のタイマカウントリセット信号によりリセットされ、自
動的に零からタイムカウントを行なう。６は認識したダ
イヤル番号値を表示するための表示器である。

また、第１図（ｂ）において、R1〜R6は抵抗、C₁はコ
ンデンサ、D1,D2はダイオード、OP1,OP2はオペレーショ
ンアンプ、７はA/D変換器である。

第１図（ｂ）に示す実施例では、オペレーションアン
プOP1とその周辺のダイオードD1,D2により半波整流回路
が構成され、オペレーションアンプOP2とその周辺のコ
ンデンサC1、抵抗R6により低域通過フィルタを構成し、
その遮断周波数は20〜30Hとする。この時、オペレーシ
ョンアンプOP2の出力は入力信号のエンベロープとな
る。このエンベロープをA/D変換器７でディジタル信号
に変換し、制御部２に一定周期で取り込むがその周期は
10msec程度が望ましい。なお本実施例は具体的一例を示
したもので他の実現手段でもよいことはいうまでもな
い。

第４図は第１図（ａ）の実施例の動作を示すフローチ
ャートである。

以下、第４図にしたがって、本実施例の動作を説明す
る。

制御部２は、A/D変換器７からのエンベロープ波形レ
ベルを読み込み、その差分値を計算する。時刻ｎにおけ
る差分値D_nは、同時刻におけるA/D変換器７の読み込み
値V_nと１サンプリング周期前の読み込む値V_n−１から
（３）式に従い求められる。

D_n＝V_n−V_n−１ （３） ここで、 Dn−１＞０かつD_n≦０、 （４） が成り立つときには、エンベロープ波形は時刻ｎ−１で
極大点をとり、その時のレベルはV_n−１である。そこ
で、V_n−１を第１のレベル閾値Vth1と比較する。ここ
で、第１のレベル閾値Vth1は予め制御部２が格納してい
る値である。V_n−１とVth1の間に、 V_n−１≧Vth1 （５） の関係が成り立つときには、制御部２は、第１のタイマ
３と、第２のタイマ４と、第３のタイマ５をリセットす
る。

この後、制御部２は極小点の検出を行う。極小点の存
在は、差分値について D_n−１＜０かつD_n≧０、 （６） が成立することにより検出され、その時のレベルはV_n−
１である。そこで、V_n−１を第２のレベル閾値Vth2と比
較する。ここで、第２のレベル閾値Vth2も予め制御部２
が格納している値である。V_n−１とVth2の間に、 V_n−１≦Vth2 （７） の関係が成り立つときには、制御部２は、第１のタイマ
３のみをリセットする。

また、（４）（５）式が同時に成り立つ点が検出され
た場合には、第２のタイマ４のみをリセットする。

上記した極大点、極小点の検出を行いながら、制御部
２は、第１のタイマ３のカウント値と第２のタイマ４の
カウント値を予め制御部２が格納している時間閾値Tth
と比較し、（８）式が成り立つか否かの確認を行う。

Tt1≧TthまたはTt2≧Tth （８） （８）式が成立した場合には、第３のタイマ５のカウ
ント値を読み込み、（２′）式に従い送出されたダイヤ
ルパルス数Ｎを算出し、その値に従いダイヤル番号を表
示器６に表示する。

ここで、（２′）式に従い計算されたＮが、整数では
ないときには、小数点以下を切り捨てた値を表示する。
また、このようにして求められたＮが０の時には、ダイ
ヤルパルスではなく音声が受信されたと判断し、表示は
行われない。更に、Ｎ＝10と算出された場合には、送出
されたダイヤル番号は「０」であるので表示器６に
「０」を表示し、Ｎ＝１〜９と算出された場合にはＮの
値を表示器６に表示する。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、通話
パスの伝送系特性や送信側電話機の電話機種の相違によ
り受信ダイヤルパルス波形が影響を受けても、送信され
たダイヤルパルス数を正確に認識することが可能であ
り、しかも従来のものより安価に実現できるという効果
がある。

従って、本発明を利用したダイヤルパルス認識装置を
搭載していれば、留守番電話機の遠隔制御信号の様に、
通話パス設定後の各種制御信号として、送信側ではダイ
ヤルパルスを使用することが可能となるという効果が期
待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の構成図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）のエンベロープ波形抽出部１の一
実施例の回路図、第２図は送信ダイヤルパルス波形と受
信波形とを模式的に示した図で、（ａ）は送信ダイヤル
パルス波形、（ｂ）は通話パス伝送系に非線形歪がない
場合の受信波形、（ｃ）は通話パス伝送系に非線形歪が
ある場合の受信波形、第３図はダイヤルパルス波形と該
パルスを非線形歪のある通話パスを介して受信した場合
の受信波形とそのエンベロープ波形を模式的に示した図
で、（ａ）は送信ダイヤルパルス波形、（ｂ）は受信波
形、（ｃ）は受信波形のエンベロープ、第４図は第１図
（ａ）の実施例の動作を示すフローチャートである。 １……エンベロープ波形抽出部、２……制御部、３……
第１のタイマ、４……第２のタイマ、５……第３のタイ
マ、６……表示器、７……A/D変換器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通話パスを介して到来するダイヤルパルス
   信号のエンベロープ波形を抽出する手段と、該抽出手段
   の出力を検出する制御器と、該制御器により制御される
   ３個のタイマと、前記制御器の認識結果を表示する表示
   器とにより構成し、前記制御部により前記抽出手段より
   得られたエンベロープ波形の極大点における波形レベル
   が、第１のダイヤルパルス検出閾値Vth1以上である極大
   点及び、前記のエンベロープ波形の極小点における波形
   レベルが第２のダイヤルパルス検出閾値Vth2以下である
   極小点の検出を行ない、該極大点の最初の検出時には３
   個のタイマのカウントをリセットし、後続する極小点の
   検出時には第１のタイマのカウント値のみをリセットす
   るとともに、極大点の検出時には第２のタイマのカウン
   ト値のみをリセットし、第１のタイマのカウント値また
   は第２のタイマのカウント値が時間閾値Tth以上になっ
   た時点で、第３のタイマのカウント値と既知のダイヤル
   パルス送出周期からダイヤルパルス数を求め表示するこ
   とを特徴とするダイヤルパルス認識方式。