TWI526040B - 對雙音多頻訊號進行最佳化之方法 - Google Patents

Description

對雙音多頻訊號進行最佳化之方法

本發明係有關一種調整雙音多頻訊號之技術，特別是指一種對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，以改善通訊品質。

雙音多頻訊號在電話系統中電話機與交換機之間的一種用戶信令，通常用於發送被叫號碼，雙音多頻係由高頻群和低頻群組成，高低頻群各包含四個頻率，一個高頻信號和一個低頻信號疊加組成一個組合信號，代表一個數字或符號，亦即每個數字利用兩個不同頻率突發模式的正弦波編碼，選擇雙音方式是由於它能夠可靠地將撥號信息從語音中區分出來，一般電話有16個編碼，包含10個數字鍵0~9和六個功能鍵*、#、A、B、C、D。

由於雙音多頻訊號包含兩組音頻訊號，解碼器的任務是通過數學變換把它從時域轉化到頻域，然後得出對應的數字信息，由於芯片處理的是數字信號，所以必須把輸入訊號數字化，再用DSP芯片處理。頻率檢測時，檢測出雙音多頻訊號的基波及二次諧波，雙音多頻訊號只在基波上有較高的能量，而話音訊號則是在基波上疊加有較強的二次諧波，檢測二次諧波的作用是用來區分雙音多頻訊號與語言和音樂訊號。由於在使用雙音多頻訊號來傳送數據資料的應用中，很多地方的訊號品質很差，例如偏遠地區的通訊品質就很不穩定，而且各家廠牌行動電話的音量大小設定也不相同，導致傳送的雙音多頻訊號扭曲變形，最終收訊方的解碼器難以辨識解碼而遺失資料訊息。

有鑑於此，本發明遂針對上述習知技術之缺失，提出一種對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，利用接收雙音多頻訊號來檢驗訊號品質，增加解碼器的適應性，以有效克服上述之該等問題。

本發明之主要目的在提供一種對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其係利用送訊方所傳送的一組雙音多頻訊號中的接收訊號來檢驗雙音多頻訊號品質，藉以調整解碼器的適應性，已提高解碼器的辨識解碼率，降低雙音多頻資料遺失的機率。

本發明之另一目的在提供一種對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其係判斷接收訊號是否為過大截波，再依據訊號強度調整雙音多頻訊號之能量值，以將雙音多頻解碼器參數進行最佳化。

本發明之再一目的在提供一種對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其中接收訊號是否為過大截波係透過偵測其是否具有二次諧波來判定。

為達上述之目的，本發明提供一種對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其係當一收訊方接收到一發訊方所送出之一組雙音多頻訊號(Dual Tone Multi-Frequency,DTMF)時，收訊方對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，包含下列步驟：擷取雙音多頻訊號中之一接收訊號；利用一解碼器分析接收訊號，判斷接收訊號是否為過大截波，若接收訊號無溢位，則檢驗接收訊號之強度並進行調整；以及檢驗接收訊號所包含之二個音調的能量差異，調整音調之能量值。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本發明是一種對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其係將一收訊方接收到一發訊方所送出之一組雙音多頻訊號(Dual Tone Multi-Frequency,DTMF)時進行最佳化，例如發訊方打電話給收訊方，會送出一組包含數字及符號意義之雙音多頻訊號，此時收訊方的解碼器會對此雙音多頻訊號進行最佳化，使訊號不會因無法辨識而遺失。

請參考第1圖，其為本發明雙音多頻訊號進行最佳化之方法的流程圖。在第1圖中，步驟S10收訊方先將解碼器之解碼程式進行初始化，並在步驟S12時解碼器進入調測狀態；接著步驟S14中解碼器擷取接收到之該組雙音多頻訊號中的一個接收訊號，其亦為雙音多頻訊號的一個音，並在步驟S16判斷此接收訊號是否為過大截波，若接收訊號為過大的截波，則在步驟S18中取消二次諧波之偵測，或修改二次諧波的閥值，理由如下所述：由於一般語音訊號會含有二次諧波，但雙音多頻訊號不含二次諧波，因此解碼器可依據訊號是否含有二次諧波來判斷其為語音還是雙音多頻訊號，而當雙音多頻訊號產生為過大截波時又會伴隨著二次諧波產生，故當雙音多頻訊號為過大截波時，解碼器會將此雙音多頻訊號誤判為語音訊號而導致資料遺失，有鑑於此，若雙音多頻訊號中的接收訊號就為過大截波，亦即訊號中含有二次諧波，則代表後續的訊號皆含有此特性，此時需修改解碼器判斷語音訊號或雙音多頻訊號的方式，例如取消二次諧波偵測或修改判定二次諧波的能量臨界值(閥值)，以避免雙音多頻訊號的資料遺失。

在步驟S18中，二次諧波的閥值為-18dBFS~0dBFS(Decibels relative to full scale)。若步驟S16判斷接收訊號並非過大截波，則在步驟S20再判斷接收訊號之強度是否太弱，若訊號強度太弱，則在步驟S22中將其數位放大或以正規化訊號(normalize signal)取代，再進行步驟S24；反之，若訊號強度足夠，則直接進行步驟S24，在本發明之一實施例中，訊號強度之設定值為-45dBFS，若接收訊號之強度低於-45dBFS，則解碼器視接收訊號為雜訊，不進行放大調整，反之若接收訊號之強度低於-45dBFS，則解碼器將接收訊號放大調整到0dBFS。

接著步驟S24計算接收訊號的二個音調(tone)之能量差異，並在步驟S26判斷是否需要調整音調能量之能量值，此音調能量值為整組雙音多頻訊號中每一個訊號的音調能量值整體調整，例如：先預設一個能量值的範圍，若能量值不在範圍內則在步驟S28中調整音調能量值，將其調整到預設的範圍內，若音調的能量值範圍為-12dBFS~0dBFS，則將能量值調整到-12dBFS~0dBFS之間；若在步驟S26判斷不需調整能量值，則解碼器進入正常的工作狀態，解碼器完 整辨識每個雙音多頻訊號，使收訊方接收雙音多頻訊號的資料。

舉例而言，當發訊方A用行動電話撥號給收訊方B時，A所撥的號碼0912-345678會轉換成一組雙音多頻訊號，其中若接收訊號為0，代表接收訊號就是第一個音，包含高頻及低頻兩個音調，而B的解碼器會從這組雙音多頻訊號中擷取接收訊號進行溢位、訊號強度及音調能量值等判斷，藉由接收訊號來調整解碼器參數，以使整組雙音多頻訊號可被解碼器辨識，例如若接收訊號之訊號強度太弱，則將接收訊號放大並調整解碼器使整組雙音多頻訊號皆以相同倍率放大。

在本發明中，擷取的接收訊號並不限制在該組雙音多頻訊號的第一個音，因此檢測和自調可隨時因遠端訊號品質改變而做動態的偵測修正。

因此，本發明提供之對雙音多頻訊號進行最佳化之方法係由收訊方的解碼器擷取雙音多頻訊號中之接收訊號來檢驗訊號品質，包括訊號是否為過大截波、訊號強度是否足夠辨識、訊號的音調值是否需調整等，並將解碼器的參數最佳化以增加解碼器的適應性，提高解碼器對扭曲變形的訊號之辨識解碼率，降低遺失資料的風險，使世界各地不同通訊品質的地方皆可享受穩定清晰的通訊。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

第1圖為本發明對雙音多頻訊號進行最佳化之方法之流程圖。

Claims (9)

1. 一種對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其係當一收訊方接收到一發訊方所送出之一組雙音多頻訊號(Dual Tone Multi-Frequency,DTMF)時，該收訊方對該組雙音多頻訊號進行最佳化之方法，包含下列步驟：擷取該組雙音多頻訊號中之一接收訊號；利用一解碼器分析該接收訊號，藉由偵測該接收訊號是否含有二次諧波以判斷該接收訊號是否為過大截波，若該接收訊號不是過大截波，則檢驗該接收訊號之強度並進行調整，反之，若該接收訊號為過大截波，則該解碼器取消該二次諧波之偵測或修改該二次諧波之一閥值；以及檢驗該接收訊號所包含之二個音調的能量差異，調整該等音調之一能量值。
2. 如請求項1所述之對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其中該接收訊號若含有二次諧波則該接收訊號溢位，且該組雙音多頻訊號中之其他訊號亦具有二次諧波之特性。
3. 如請求項1所述之對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其中該收訊方之該解碼器先進行一解碼程式之初始化後進入一調測狀態，再擷取該接收訊號。
4. 如請求項1所述之對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其中該接收訊號之訊號強度若太弱，則將該接收訊號數位放大。
5. 如請求項1所述之對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其中該接收訊號之訊號強度若太弱，則將該接收訊號以一正規化訊號(normalized signal)取代。
6. 如請求項1所述之對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其中該接收訊號之強度若低於-45dBFS(Decibels relative to full scale)，則該解碼器視該接收訊號為雜訊，不進行放大調整。
7. 如請求項1所述之對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其中該接收訊號之強度若高於-45dBFS，則該解碼器將該接收訊號放大調整到0dBFS。
8. 如請求項1所述之對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其中該等音調之該能量值範圍為-12dBFS~0dBFS。
9. 如請求項1所述之對雙音多頻訊號進行最佳化之方法，其中該二次諧波之該閥值之範圍為-18dBFS~0dBFS。