一种检测双音频信号的方法和装置的制作方法

专利名称：一种检测双音频信号的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通讯技术，特别是涉及一种检测双音频信号的方法和设备。
背景技术：
通讯领域中，某些通讯设备之间通常会发送双音频信号进行交互。比如 电话终端向程控交换机或基于因特网协议的语音(VOIP)网关发送用双音 多频(DTMF)信号表示的电话号码。再比如，两个程控交换机之间传输用 多频(MF)信号表示的信令。这里所述的DTMF信号和MF信号都可以称 为双音频信号。
由于双音频信号在传输过程中可能存在衰减、干扰、噪音等因素，为了 准确判别接收到信号是否为双音频信号，通讯设备一般会进行双音频信号检 测过程。当然，不同种类的通讯设备、不同厂家生产的同一类通讯设备所实 施的双音频检测过程可能不同。但不管是哪种检测过程，通常都会将接收到 的双音频信号从时域转换到频域，计算其能量，并根据计算出的能量进行一 系列的测试，将通过测试的信号作为双音频信号。
实际应用中，随着通讯业务的发展，伴随双音频信号传输的还可能包括 其它频率比较丰富的信号，增加了误检、漏检的机率，从而导致双音频信号 检测准确率的下降。比如传统的VOIP系统中，DTMF信号仅用在呼叫建 立阶段的拨号，呼叫建立阶段所传输的信号又比较单一，所以通常只需要在 呼叫建立阶段对接收到的信号进行检测。这样，DTMF信号检测的准确率就 比较高。而如果在VOIP系统中开展某个增值服务，并规定在通话过程中采 用电话按键的方式进行增值服务菜单的选择。这样，为了检测出按键号码对 应的DTMF信号，就需要对整个通话过程中接收到的信号都进行检测。在整个通话过程中，线路上传输的不但包括语音信号、DTMF信号，还可能包 括音乐、彩铃等其它频率比较丰富的信号。有语音乐、彩铃、语音这些信号 的频率会覆盖DTMF信号，如果仍然采用现有的检测方法，则可能出现误 检、漏检等情况，导致DTMF信号检测准确率的下降。

发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种检测双音频信号的方法， 可以更加准确地检测出双音频信号，减少误检和漏4企的情况。
本发明的第二个目的在于提供一种检测双音频信号的设备，可以更加准 确地4全测出双音频信号，减少误;险和漏4全的情况。
为了达到上述第一个目的，本发明提出的技术方案为
一种4企测双音频信号的方法，该方法包括
利用双音频信号检测过程对输入的待测信号进行检测，在检测过程中确定 行频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前，利用行频最大能量和列 频最大能量确定第一有效信号能量，计算第一有效信号能量与待测信号总能量 的比值；
如果第一有效信号能量与待测信号总能量的比值超过预设的信号纯度阈 值，则继续执行后续检测过程；如果通过后续检测过程，则确定待测信号为双 音频信号，如果没有通过后续;险测过程，则确定待测信号不为双音频信号，结 束才企测过程；
如果第一有效信号能量与待测信号总能量的比值不超过预设的信号纯度阈 值，则确定待测信号不为双音频信号，并直接结束检测过程。
上述方案中，所述利用行频最大能量和列频最大能量确定第一有效信号能 量的方法包括
将行频最大能量与列频最大能量之和作为第一有效信号能量；或者， 将行频最大能量与列频最大能量的平均值作为第一有效信号能量；或者， 将行频最大能量、列频最大能量其中之一作为第一有效信号能量。上述方案中，所述确定行频最大能量和列频最大能量之前，该方法进一步 包括
利用时频转换算法计算待测信号中预先指定的额外频率点处的能量。 上述方案中，每一个所述额外频率点对应一个预设的能量差距阈值，在所
述确定行频最大能量和列频最大能量后，该方法进一步包括
利用行频最大能量和列频最大能量确定第二有效信号能量，将行频最大能 量对应频率点和列频最大能量对应频率点之间的所有额外频率点作为待计算额 外频率点，并分别计算第二有效信号能量与每一个待计算额外频率点处能量的 比值，如果计算出的每一个比值均超过每一个待计算额外频率点自身对应的能
量差距阈值，则继续执行检测过程；否则，确定待测信号不为双音频信号，并 结束检测过程。
上述方案中，所述利用行频最大能量和列频最大能量确定第二有效信号能 量的方法包括
将行频最大能量与列频最大能量之和作为第二有效信号能量；或者， 将行频最大能量与列频最大能量的平均值作为第二有效信号能量；或者， 将行频最大能量、列频最大能量其中之一作为第二有效信号能量。 上述方案中，在对输入的待测信号进行检测之前，该方法进一步包括 将输入的待测信号进行过滤拨号音回波的滤波处理。
上述方案中，在检测过程中确定行频最大能量和列频最大能量后，有效时 间测试之前，所述对输入的待测信号检测过程还包括
信号强度测试、行频列频能量偏差测试、二次谐波测试。 为达到上述第二个发明目的，本发明的技术方案为
一种检测双音频信号的装置，包括输入单元和常规检测单元，该装置进一 步包括第一有效信号能量确定单元、信号总能量计算单元、信号纯度计算单
元；
所述输入单元，用于接收输入的待测信号，并发送给常规检测单元和信号 总能量计算单元；所述常规检测单元，利用双音频信号检测过程对待测信号进行检测，在检 测过程中确定行频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前，将确定的 行频最大能量和列频最大能量传输给第一有效信号能量确定单元；还用于在信
号纯度计算单元的触发下，继续执行检测过程；如果通过后续的检测过程，则 确定待测信号为双音频信号，如果没有通过后续的检测过程，则确定待测信号 不为双音频信号，结束^^测过程；
所述第一有效信号能量确定单元，利用行频最大能量和列频最大能量确定 第一有效信号能量，并传输给信号纯度计算单元；
所述信号总能量计算单元，用于计算来自输入单元的待测信号总能量，并 将计算出的待测信号总能量传输给信号纯度计算单元；
所述信号纯度计算单元，用于计算第一有效信号能量与待测信号总能量的 比值，如果比值超过预设的信号纯度阈值，则触发常规检测单元继续执行检测 过程；否则，结束检测过程。
上述方案中，
所述常规检测单元进一步用于，利用时频转换算法计算待测信号中预先指 定的额外频率点处的能量。
上述方案中，该装置进一步包括
第二有效信号能量确定单元，利用常规检测单元确定的行频最大能量和列 频最大能量确定第二有效信号能量，并传输给能量差距计算单元；
能量差距计算单元，用于分别计算第二有效信号能量与常规检测单元传来 的每一个待计算额外频率点处能量的比值，所述待计算额外频率点为行频最大
能量对应频率点和列频最大能量对应频率点之间的所有额外频率点；如果计算 出的每一个比值均超过每一个待计算额外频率点自身对应的能量差距阈值，则 触发常规检测单元继续执行检测过程；否则，确定待测信号不为双音频信号， 并结束检测过程。
上述方案中，该装置进一步包括
陷波器，用于将输入的待测信号进行过滤拨号音回波的滤波处理，再将处理后的待测信号发送给常规检测单元和信号总能量计算单元。
上述方案中，在检测过程中确定行频最大能量和列频最大能量后，有效时 间测试之前，所述常规检测单元进一步用于进行信号强度测试、行频列频能 量偏差测试、二次谐波测试。
综上所述，本发明提出的一种检测双音频信号的方法和装置，由于利用 了双音频信号中行频最大能量、列频最大能量比其它频率点的能量高得多的 特性，在可能存在语音、音乐等信号的情况下，可以更加准确地检测出双音 频信号，减少误检和漏检的情况。


图1是DTMF信号的行频、列频分布示意图。
图2是DTMF信号的能量-频率响应图。
图3是本发明实施例中陷波器的幅度-频率响应图。
图4是本发明实施例中检测DTMF信号的流程图。
图5是本发明中检测双音频信号的装置基本结构示意图。
图6是本发明实施例中双音频信号的装置结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体 实施例对本发明作进 一 步地详细描述。
本发明根据双音频信号自身的特性，以及与语音、音乐等其它信号的差 别提出一种斗企测方法，可以更好准确地;险测双音频信号，减少误检和漏4全的 几率。
为了更好的说明本发明方法，下面先以双音多频(DTMF)信号为例， 对双音频信号的特性进行简单介绍。
图1是DTMF信号的行频、列频分布示意图。如图1所示，DTMF信 号的行频包括697赫兹(HZ) 、 770HZ、 852HZ、 941HZ四个频率点，列频包括1209HZ、 1336HZ、 1477HZ、 1633HZ四个频率点。每一个行频和列频 的叠加可以唯一对应图中的一个按键，即"1" 、 "2" 、 "3" 、 "4" 、 "6"、 "7" 、 "8" 、 "9" 、 "0" 、 "*，， 、 "#，， 、 "A" 、 "B" 、 "C"、 "D"。如果接收到的信号确实为DTMF信号，在理想状态下，该按键所属 行频频率点和列频频率点所对应的能量都比较高。
以按键"6"为例，其能量-频率响应图可以用图2表示。从图2中可 以看出，按键"6"的行频频率点770HZ处的能量比较高，其列频频率点 1477HZ处的能量也比较高，而其它频率点处的能量则比较低。也就是说， 如果待测信号为真正的双音频信号，其有效信号能量占待测信号总能量的比 例比较高；相反，如果待测信号不是双音频信号，而是语音或音乐等频率比 较丰富的信号，能量高的频率点就比较多，即使某些频率点的特性与双音频 信号比较相似，但有效信号占待测信号总能量的比例也应该不会很高。
这里所述的有效信号能量可以为行频最大能量与列频最大能量之和，也 可以为行频最大能量与列频最大能量的平均值，还可以为行频最大能量或列 频最大能量的其中之一。当然，如何确定有效信号能量可以由应用本发明方 案的用户自行确定。总之，只要有效信号能量能够体现比其它频率点处的能 量占待测信号总能量比例比较高的特点即可。另外，为了区别本发明在下述 实施例中提到的另一种有效信号能量，这里的有效信号能量可以称为第一有 效信号能量。
针对上述以DTMF信号为例说明的双音频信号的特性，本发明可以在 现有双音频信号检测过程的基础上进行检测，即
利用双音频信号检测过程对输入的待测信号进行检测，在检测过程中确 定出行频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前，利用行频最大能 量和列频最大能量确定第一有效信号能量，计算第一有效信号能量与待测信 号总能量的比值；
如果第一有效信号能量与待测信号总能量的比值超过预设的信号纯度 阈值，则继续执行后续检测过程；如果通过后续检测过程，则确定待测信号为双音频信号，如果没有通过后续检测过程，则确定待测信号不为双音频信
号，结束检测过程；
如果第一有效信号能量与待测信号总能量的比值不超过预设的信号纯 度阈值，则确定待测信号不为双音频信号，并直接结束检测过程。
这里所述的双音频信号一全测过程可以是任何一种检测双音频信号的现
有技术，可以由设计者或设备生产广商确定。比如，仍然以检测DTMF信 号为例，现有的检测过程大致可以包括先利用时频转换算法将输入的时频 信号转换为频域信号；计算4个行频频率点处、4个行频的二次谐波频率点 处、4个列频频率点处、4个列频二次谐波频率点处的能量。此后，从中确 定行频最大能量和列频最大能量，并利用计算出的能量进行信号强度测试、 行频、列频能量偏差测试、二次谐波测试、有效时间测试等一系列测试过程， 并将通过所有测试的信号作为DTMF信号，并确定对应的号码。
上述仅仅是一个DTMF信号检测过程的例子，实际应用中也可以根据 情况采用其它检测方法。但不管是哪种检测过程，通常都会计算出各个指定 频率点处的能量，并从中确定出行频最大能量和列频最大能量，也通常会在 最后进行有效时间测试。所以，只要确定出行频最大能量和列频最大能量后， 有效时间测试之前，就可以利用本发明提出的方法来^r测，即利用行频最 大能量和列频最大能量确定第一有效信号能量，计算第一有效信号能量与待 测信号总能量的比值。如果比值超过预设的信号纯度阈值，则说明待测信号 有可能是双音频信号，需要继续执行检测过程；否则，说明待测信号中其它 频率点的能量也比较高，可能为语音或音乐信号，直接结束检测过程可以。
另外，由于本发明是计算第一有效信号能量与待测信号总能量的比值， 该比值相当于体现了待测信号中第一有效信号能量的纯度，所以，本发明提 出的上述检测可以称为信号纯度检测，预设的阈值称为信号纯度阈值。当然， 信号纯度阈值的取值可以由应用本发明方案的用户自行确定，并且不同的第 一有效信号能量可能对应不同的信号纯度阈值。
实际应用中，伴随双音频信号传输的还可能有拨号音回波。在此情况下，为了更好的体现第一有效信号能量的纯度，还可以在对输入的待测信号进行 检测之前，先将待测信号进行过滤拨号音回波的滤波处理，再进行后续处理， 其具体实现可以参见下述方法实施例，此处不再赘述。
本发明中，上述计算待测信号中第一有效信号能量的纯度是从总体上体 现双音频信号的特点。从图2可以看出，行频最大能量、列频最大能量比其 它频率点处的能量高得多，所以，为了更加准确地检测，还可以计算第二有 效信号能量与其它频率点处能量的比值，根据计算出的比值确定是否为双音 频信号。具体地说，就是在确定行频最大能量和列频最大能量之前，先利用
时频转换算法计算待测信号中预先指定的额外频率点处的能量；在确定行频 最大能量和列频最大能量后，利用行频最大能量和列频最大能量确定第二有 效信号能量；将行频最大能量对应频率点和列频最大能量对应频率点之间的 所有额外频率点作为待计算额外频率点；并分别计算第二有效信号能量与每 一个待计算额外频率点的比值，如果计算出的每一个比值均超过每一个待计
算额外频率点自身对应的能量差距阈值，则继续执行检测过程；否则，确定 待测信号不为双音频信号，并结束检测过程。
这里所述的第二有效信号可以为行频最大能量与列频最大能量之和，也 可以为行频最大能量与列频最大能量的平均值，还可以为行频最大能量或列 频最大能量的其中之一。所述额外频率点可以由应用本发明方案的用户预先 指定，每一个额外频率点对应一个预设的能量差距阈值。这里，由于第二有 效信号能量与待计算额外频率点处能量的比值可以体现第二有效信号能量 与其它频率点处能量的差距，所以本发明可以将其称为能量差距测试，将其 阈值称为能量差距阈值。
为了更好地说明本发明方案，下面用 一 个实施例进行详细描述。
本实施例中，假设VOIP网关需要检测DTMF信号，并预先设置信号纯 度阈值为V1，能量差距阈值V2，信号强度阈值V3，偏差阈值V4，主频与 谐波差阈值V5，计数阈值V6，并将循环次数m的初始值设置为1。
本实施例中，假设第一次有效信号为行频最大能量与列频最大能量的平均值，第二次有效信号为行频最大能量与列频最大能量之和。
本实施例中，假设设置的陷波器可以过滤掉350HZ ~ 450HZ之间的拨号 音回波，其幅度-频率响应图可以如图3所示。
另外，如果待测信号为真正的DTMF信号，行频最大能量和列频最大 能量是信号的谷峰，而最大行频和最大列频之间频率点处的能量则是信号的 谷低。所以，为了更好地体现能量差距，本实施例直接在最大行频941HZ 和最小列频1209HZ之间设置了 n个额外频率点，即941HZ <al<a2...an<1209HZ,并分别设置了对应的能量差距阈值THR_ al、 THR— a2…THR— an。
图4是本实施例检测DTMF信号的流程图，图4所示，该方法可以包
括
步骤401:接收输入的待测信号。
步骤402:将输入的待测信号进行过滤拨号音回波的滤波处理。 本步骤中，可以采用本实施例图3设置的陷波器过滤掉350HZ ~ 450HZ
的拨号音回波。当然，实际应用中，可以根据实际情况设计不同的陷波器，
此处不再赘述。
步骤403:利用时频转换算法将待测信号从时域转换为频域，并计算4 个行频频率点处、4个列频频率点处、4个4于频的二次谐波频率点处、4个 列频二次谐波频率点处、所有额外频率点处的能量。
本步骤所述的时频转换算法很多，比如可以为Goertzel算法、快速傅立 叶(FFT)算法、自相关算法等等，至于如何计算属于现有技术，此处不再 赘述。
步骤404:从计算出的各频率点的能量中确定行频最大能量和列频最大 能量。
本实施例中，可以假设确定出的行频最大能量为EROWmax，列频最大 能量为ECOLmax。
步骤405:判断行频最大能量、列频最大能量信号是否超过信号强度阈值V3，如果超过，则继续执行；否则，退出本流程。
本步骤为信号强度测试过程，如果待测信号中的行频最大能量
EROWmax、列频最大能量ECOL咖x不超过信号强度阈值V3，则说明待测信 号可能是噪音等强度较小的信号。至于具体如何测试，属于现有技术，此处 不再赘述。
步骤406:判断行频最大能量和列频最大能量之差的绝对值是否超过偏 差阈值V4，如果超过，则退出本流程；否则，继续执行。
本步骤为行频、列频能量偏差测试过程。实际应用中，由于DTMF信 号中行频最大能量和列频最大能量一般是相等的，即使经过线路传输后存在 较小偏差，其偏差绝对值也应该不超过某个阈值。在此情况下，如果行频最 大能量和列频最大能量之差的绝对值超过偏差阈值V4,则说明待测信号不 是DTMF信号。
步骤407:判断行频最大能量与其二次谐波频率点处能量的差，以及列 频最大能量与其二次谐波频率点处能量的差是否都大于主频与谐波差阈值 V5,如果都大于，则继续执行；否则，退出本流程。
本步骤为二次谐波测试。实际应用中，由于DTMF信号中仅仅为一个 行频和一个列频的叠加，二次谐波频率点处的能量应该比较小。在此情况下， 如果行频最大能量与其二次谐波频率点处能量的差，或者列频最大能量与其 二次谐波频率点处能量的差小于主频与谐波差阈值V5，则说明该二次谐波 频率点处能量比较大，可能是语音或音乐这类谐波比较丰富的信号。
步骤408:利用行频最大能量和列频最大能量确定第二有效信号能量， 将行频最大能量对应频率点和列频最大能量对应频率点之间的所有额外频 率点作为待计算额外频率点。
由于本实施例假定第二有效信号能量为行频最大能量和列频最大能量 之和，如果行频最大能量为EROWmax,列频最大能量为ECOLmax,那么第 二有效信号能量应该为EROWmax + ECOLmax。
另外，由于本实施例将所有额外频率点都设置在941HZ和列频1209HZ之间，所有的额外频率点都属于待计算额外频率点。
步骤409:判断第二有效信号能量与各个额外频率点处能量的比值是否 都大于能量差距阈值V2，如果都大于，则继续执行；否则，退出本流程。
这里所述步骤408和步骤409为本发明上述提到的能量差距测试。以额 外频率点al为例，假设步骤403计算出额外频率点al处的能量为Eal,第 二有效信号能量为EROWmax + ECOLmax,那么，本步骤需要判断按照以下公 式(EROWmax + ECOLmax) / E al〉 THR_ al来进4亍判断。如果该^>式成立， 则说明在额外频率点al处通过了能量差距测试。当然，其它额外频率点处 的测试方式与之类似，此处不再赘述。
步骤410:利用行频最大能量和列频最大能量确定第一有效信号能量， 并计算第一有效信号能量与待测信号总能量的比值。
这里的步骤410和后续步骤411为本发明提出的信号纯度测试过程。由 于本实施例假设第一有效信号能量为行频最大能量和列频最大能量的平均 值，如果行频最大能量为EROWmax,列频最大能量为ECOLmax,那么第一 有效信号能量应该为(EROWmax + ECOLmax) x0.5。
所述待测信号总能量可以利用经过过滤的时域信号计算，也可以利用频
域信号计算。以时域信号计算为例，其公式可以为^ = if y(02 。其
f = 0
中，y(0表示经过过滤的信号，t表示采样点，N为总的采样个数，￡>表示 计算出的总能量。
所以，本步骤可以按照公式(EROWmax + ECOLmax) x 来计算。 步骤411:判断第一有效信号能量与待测信号总能量的比值是否大于信
号纯度阈值Vl,如果大于，则继续执行；否则，退出本流程。
步骤412-414:判断循环次数m是否大于等于记数阈值V6，如果是，
则确定待测信号为DTMF信号，并退出本流程；否则，将循环次数m加1 ，
返回步骤401。
这里的步骤412 ~ 414为有效时间测试过程。实际应用中，DTMF信号通常会持续某一段时间，比如90毫秒。在此情况下，如果执行上述整个测
试过程的时间为30毫秒，就可以设置计数阈值V6为3。这样，当判断出循 环次数m大于等于3时，整个测试过程至少已经循环了 3次，即待测信 号已经3次完全通过上述所有的测试过程，其有效时间至少持续了 90毫秒， 应该为DTMF信号。相反，如果某个^f寺测信号的有效时间不足，则说明可 能是某种与DTMF特性相似的语音、音乐或其它异常信号。
本实施例中，步骤401、步骤403 ~ 407以及步骤412-414可以利用现 有技术实现，而步骤402、步骤408 -411为本发明在实施例中提出的新的 测试方法。由于本实施例利用了 DTMF信号中行频最大能量、列频最大能 量比其它频率点的能量高得多的特性，在可能存在语音、音乐等信号的情况 下，可以更加准确地片全测出DTMF信号，减少误检和漏检的情况。
本实施例是在步骤408 ~ 409处进行能量差距测试，在步骤410 ~ 411处 进行信号纯度测试，但实际应用中，也可以不按照上述顺序进行检测，能量 差距测试过程和信号纯度测试之间没有严格的顺序，只要在步骤404确定行 频最大能量和列频最大能量之后即可。
另外，本实施例是针对DTMF信号的检测，利用本发明方案也可以在 其它双音频信号检测过程的基础上对其它双音频信号进行^r测，比如检测多 频(MF)信号等。
针对上述方法，本发明还提出一种检测双音频信号的装置。如图5所示， 该装置可以包括输入单元501、常规检测单元502、第一有效信号能量确 定单元503、信号总能量计算单元504、信号纯度计算单元505。其中，
输入单元501，用于接收输入的待测信号，并发送给常规检测单元502和 信号总能量计算单元504。
常规检测单元502，利用双音频信号检测过程对待测信号进行检测，在检 测过程中确定^"频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前，将确定的 行频最大能量和列频最大能量传输给第一有效信号能量确定单元503;还用于在信号纯度计算单元505的触发下，继续执行检测过程；如果通过后续的检测
过程，则确定待测信号为双音频信号，如果没有通过后续的一企测过程，则确定 待测信号不为双音频信号，结束4企测过程。
第一有效信号能量确定单元503,利用行频最大能量和列频最大能量确定 第一有效信号能量，并传输给信号纯度计算单元505。
信号总能量计算单元504,用于计算来自输入单元501的待测信号总能量， 并将计算出的待测信号总能量传输给信号纯度计算单元505。
信号纯度计算单元505,用于计算第一有效信号能量与待测信号总能量 的比值，如果比值超过预设的信号纯度阈值，则触发常规检测单元502继续 执行检测过程；否则，结束检测过程。
其中，常规检测单元502属于现有技术中的功能模块，可以利用现有的 双音频信号检测过程对待测信号进行4全测。以;险测DTMF信号为例，其功 能可以包括利用时频转换算法将输入的时频信号转换为频域信号；计算4 个行频频率点处、4个行频的二次谐波频率点处、4个列频频率点处、4个 列频二次谐波频率点处的能量；从中确定行频最大能量和列频最大能量后， 有效时间测试之前，还可以利用计算出的能量进行信号强度测试、行频列频 能量偏差测试、二次谐波测试等一系列测试过程。如果通过上述所有的测试， 就可以将待测试的信号作为DTMF信号。至于具体实现可以参见上述的方 法部分，此处不再详细描述。
不同的是，常规检测单元502在检测过程中确定行频最大能量和列频最 大能量后，可以将确定的行频最大能量和列频最大能量传输给第一有效信号 能量确定单元503;还可以在信号纯度计算单元505的触发下，继续执行检 测过程。至于何时将确定的行频最大能量和列频最大能量传输给第一有效信 号能量确定单元503,在信号纯度计算单元505的触发下继续执行哪些检测 过程，则可以由应用本发明方案的用户自行确定。
比如，常规检测单元502在确定行频最大能量和列频最大能量后，立即 将行频最大能量和列频最大能量传输给第一有效信号能量确定单元503,那么，信号纯度计算单元505触发常规一企测单元502继续执行时，常规检测单 元502可以继续执行信号强度测试、行频列频能量偏差测试、二次谐波测试、 有效时间测试，并在通过所有检测时，将待测信号作为双音频信号。当然， 如果没有通过上述某一个检测，就应该确定待测信号不是双音频信号，并直 接退出^r测即可。
再比如，常规检测单元502在确定行频最大能量和列频最大能量后，并 不立即将行频最大能量和列频最大能量传输给第一有效信号能量确定单元 503,而是在执行信号强度测试、行频列频能量偏差测试、二次谐波测试之 后，才将行频最大能量和列频最大能量传输给第一有效信号能量确定单元
503。 在这种情况下，信号纯度计算单元505触发常规检测单元502继续执 行时，常规检测单元502可以继续执行有效时间测试，并在通过该4企测时， 将待测信号作为双音频信号。相似的，如杲没有通过有效时间测试，就确定 待测信号不是双音频信号，并退出检测。
总之，常规检测单元502何时将确定的行频最大能量和列频最大能量传 输给第一有效信号能量确定单元503，在信号纯度计算单元505的触发下继 续执行哪些4企测过程，都可以由应用本发明方案的用户自行确定，此处不再 --列举。
为了更加地说明本发明提出的方案，下面用 一 个装置实施例进行详细描述。
图6是本发明装置实施例的结构示意图。如图6所示，该装置不但包括 图5中的输入单元501、常规检测单元502、第一有效信号能量确定单元503、 信号总能量计算单元504、信号纯度计算单元505，还包括陷波器506、 第二有效信号能量确定单元507、能量差距计算单元508。
陷波器506,用于将输入的待测信号进行过滤拨号音回波的滤波处理， 再将处理后的待测信号发送给常规检测单元502和信号总能量计算单元
504。
第二有效信号能量确定单元507，利用常规检测单元502确定的行频最大能量和列频最大能量确定第二有效信号能量，并传输给能量差距计算单元
508。
能量差距计算单元508，用于分别计算第二有效信号能量与常规检测单 元502传来的每一个待计算额外频率点处能量的比值，所述待计算额外频率 点为行频最大能量对应频率点和列频最大能量对应频率点之间的所有额外 频率点；如果计算出的每一个比值均超过每一个待计算额外频率点自身对应 的能量差距阈值，则触发常规检测单元502继续执行检测过程；否则，确定 待测信号不为双音频信号，结束检测过程。
常规检测单元502除了可以利用双音频信号检测过程对待测信号进行 检测的功能外，还可以在利用时频转换算法计算能量时，计算待测信号中预 先指定的额外频率点处的能量。
也就是说，当输入单元501接收到待测信号时，可以将待测信号传输给 陷波器506,由陷波器506将输入的待测信号进行过滤拨号音回波的滤波处 理，再将处理后的待测信号发送给常规检测单元502和信号总能量计算单元 504。此后，常规检测单元502利用双音频信号4全测过程对待测信号进行检 测，在;f全测过程中确定行频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前， 将确定的行频最大能量和列频最大能量传输给第二有效信号能量确定单元 507;第二有效信号能量确定单元507利用常规检测单元502确定的行频最 大能量和列频最大能量确定第二有效信号能量，并传输给能量差距计算单元 508;能量差距计算单元508分别计算第二有效信号能量与常规检测单元502 传来的每一个待计算额外频率点处能量的比值，所述待计算额外频率点为行
频最大能量对应频率点和列频最大能量对应频率点之间的所有额外频率点； 如果计算出的每一个比值均超过每一个待计算额外频率点自身对应的能量 差距阈值，则触发常规检测单元502继续执行检测过程；否则，结束检测过 程。
如果常规检测单元502继续执行^r测过程，可以将确定的行频最大能量 和列频最大能量传输给第一有效信号能量确定单元503;第一有效信号能量确定单元503利用行频最大能量和列频最大能量确定第一有效信号能量，并
传输给信号纯度计算单元505;同时，信号总能量计算单元504可以计算来 自待测信号总能量，并将计算出的待测信号总能量传输给信号纯度计算单元 505;信号纯度计算单元505计算第一有效信号能量与待测信号总能量的比 值，如果比值超过预设的信号纯度阈值，则触发常规检测单元502继续执行 检测过程；否则，结束检测过程。
本实施例中，第二有效信号能量确定单元507、能量差距计算单元508 用于进行能量差距测试；第一有效信号能量确定单元503、信号总能量计算 单元504、信号纯度计算单元505用于进行信号纯度测试，但何时进行能量 差距测试和信号纯度测试没有严格的顺序，只要在常规检测单元502在检测 过程中确定行频最大能量和列频最大能量后即可。
仍然以检测DTMF信号为例，假设图6中所述常规检测单元502与图5 中的常规检测单元502相似，其检测功能可以包括利用时频转换算法将输 入的时频信号转换为频域信号；计算4个行频频率点处、4个行频的二次谐 波频率点处、4个列频频率点处、4个列频二次谐波频率点处的能量；计算 待测信号中预先指定的额外频率点处的能量；从中确定行频最大能量和列频 最大能量后，还可以利用计算出的能量进行信号强度测试、行频列频能量偏 差测试、二次谐波测试、有效时间测试等一系列测试过程。
在这种情况下，本实施例中的常规;险测单元502何时将确定的行频最大 能量和列频最大能量传输给第二有效信号能量确定单元507,何时将待计算 额外频率点处能量传输给能量差距计算单元508，何时将确定的行频最大能 量和列频最大能量传输给第一有效信号能量确定单元503，在能量差距计算 单元508的触发下继续执行哪些检测过程，在信号纯度计算单元505的触发 下继续执行哪些检测过程等，都可以由应用本实施例方案的用户自行确定。
假设本实施例按照图4中的方法实施例对待测信号进行检测，那么，陷 波器506将输入的待测信号进行过滤拨号音回波的滤波处理，再将处理后的 待测信号发送给常规检测单元502和信号总能量计算单元504。常规检测单元502利用时频转换算法将待测信号从时域转换为频域，计算4个行频频率
点处、4个列频频率点处、4个行频的二次谐波频率点处、4个列频二次谐 波频率点处、所有额外频率点处的能量。常规检测单元502从计算出的各频 率点的能量中确定行频最大能量和列频最大能量，并进行信号强度测试、行 频列频能量偏差测试过程、二次谐波测试。假设通过了上述测试，常规检测 单元502将确定的行频最大能量和列频最大能量传输给第二有效信号能量 确定单元507。第二有效信号能量确定单元507确定第二有效信号能量，并 传输给能量差距计算单元508。常规检测单元502将待计算额外频率点处能 量传输给能量差距计算单元508。能量差距计算单元508分别计算第二有效 信号能量与每一个待计算额外频率点处能量的比值，如果每一个比值均超过 每一个待计算额外频率点自身对应的能量差距阈值，则触发常规检测单元 502继续执行4全测过程。此后，如果常规;险测单元502继续执行纟全测过程， 将确定的行频最大能量和列频最大能量传输给第一有效信号能量确定单元 503。第一有效信号能量确定单元503利用行频最大能量和列频最大能量确 定第一有效信号能量，并传输给信号纯度计算单元505。信号总能量计算单 元504将计算出的待测信号总能量传输给信号纯度计算单元505。信号纯度 计算单元505计算第一有效信号能量与待测信号总能量的比值，如果比值超 过预设的信号纯度阈值，则触发常规检测单元502继续执行检测过程。此后， 如果常规检测单元502继续执行检测过程，将进行有效时间测试，并在通过 测试后，将待测信号作为DTMF信号，否则，确定不是DTMF信号，结束 检测。
上述是以图4中的方法实施例描述图6中各模块功能执行的顺序，但实 际应用中，各种测试顺序并没有严格规定，此处不再——列举。
另外，本实施例提出的输入单元501、常规检测单元502、第一有效信 号能量确定单元503、信号总能量计算单元504、信号纯度计算单元505是 必要的单元，而陷波器506、第二有效信号能量确定单元507、能量差距计 算单元508则是为了得到更好的检测结果而设计的可选择的单元。至于如何选才奪则可以由应用本实施例的用户自行确定，此处不再赘述。
应用本发明方案，由于利用了双音频信号中行频最大能量、列频最大能
量比其它频率点的能量高得多的特性，在可能存在语音、音乐等信号的情况
下，可以更加准确地检测出双音频信号，减少误检和漏检的情况。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的
保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改
进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种检测双音频信号的方法，其特征在于，该方法包括利用双音频信号检测过程对输入的待测信号进行检测，在检测过程中确定行频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前，利用行频最大能量和列频最大能量确定第一有效信号能量，计算第一有效信号能量与待测信号总能量的比值；如果第一有效信号能量与待测信号总能量的比值超过预设的信号纯度阈值，则继续执行后续检测过程；如果通过后续检测过程，则确定待测信号为双音频信号，如果没有通过后续检测过程，则确定待测信号不为双音频信号，结束检测过程；如果第一有效信号能量与待测信号总能量的比值不超过预设的信号纯度阈值，则确定待测信号不为双音频信号，并直接结束检测过程。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用行频最大能量和列 频最大能量确定第一有效信号能量的方法包括将行频最大能量与列频最大能量之和作为第一有效信号能量；或者， 将行频最大能量与列频最大能量的平均值作为第一有效信号能量；或者， 将行频最大能量、列频最大能量其中之一作为第一有效信号能量。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定行频最大能量和列 频最大能量之前，该方法进一步包括利用时频转换算法计算待测信号中预先指定的额外频率点处的能量。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每一个所述额外频率点对应 一个预设的能量差距阈值，在所述确定行频最大能量和列频最大能量后，该方 法进一步包括利用行频最大能量和列频最大能量确定第二有效信号能量，将行频最大能 量对应频率点和列频最大能量对应频率点之间的所有额外频率点作为待计算额 外频率点，并分别计算第二有效信号能量与每一个待计算额外频率点处能量的比值，如果计算出的每一个比值均超过每一个待计算额外频率点自身对应的能 量差距阈值，则继续执行4全测过程；否则，确定待测信号不为双音频信号，并 结束检测过程。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用行频最大能量和列 频最大能量确定第二有效信号能量的方法包括将行频最大能量与列频最大能量之和作为第二有效信号能量；或者， 将行频最大能量与列频最大能量的平均值作为第二有效信号能量；或者， 将行频最大能量、列频最大能量其中之一作为第二有效信号能量。
6、 根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，在对输入的待测 信号进行检测之前，该方法进一步包括将输入的待测信号进行过滤拨号音回波的滤波处理。
7、 根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，在检测过程中确 定行频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前，所述对输入的待测信 号检测过程还包括信号强度测试、行频列频能量偏差测试、二次谐波测试。
8、 一种检测双音频信号的装置，包括输入单元和常规检测单元，其特征在 于，该装置进一步包括第一有效信号能量确定单元、信号总能量计算单元、 信号纯度计算单元；所述输入单元，用于接收输入的待测信号，并发送给常规检测单元和信号 总能量计算单元；所述常规检测单元，利用双音频信号检测过程对待测信号进行检测，在检 测过程中确定行频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前，将确定的 行频最大能量和列频最大能量传输给第一有效信号能量确定单元；还用于在信 号纯度计算单元的触发下，继续执行检测过程；如果通过后续的检测过程，则 确定待测信号为双音频信号，如果没有通过后续的检测过程，则确定待测信号 不为双音频信号，结束检测过程；所述第一有效信号能量确定单元，利用行频最大能量和列频最大能量确定第一有效信号能量，并传输给信号纯度计算单元；所述信号总能量计算单元，用于计算来自输入单元的待测信号总能量，并 将计算出的待测信号总能量传输给信号纯度计算单元；所述信号纯度计算单元，用于计算第一有效信号能量与待测信号总能量的 比值，如果比值超过预设的信号纯度阈值，则触发常规检测单元继续执行检测过程；否则，结束4企测过程。
9、 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述常规;险测单元进一步用于，利用时频转换算法计算待测信号中预先指 定的额外频率点处的能量。
10、 才艮据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括 第二有效信号能量确定单元，利用常规检测单元确定的行频最大能量和列频最大能量确定第二有效信号能量，并传输给能量差距计算单元；能量差距计算单元，用于分别计算第二有效信号能量与常规检测单元传来 的每一个待计算额外频率点处能量的比值，所述待计算额外频率点为行频最大能量对应频率点和列频最大能量对应频率点之间的所有额外频率点；如果计算 出的每一个比值均超过每一个待计算额外频率点自身对应的能量差距阈值，则 触发常规4企测单元继续执行4企测过程；否则，确定待测信号不为双音频信号， 并结束4全测过程。
11、 根据权利要求8至IO任一项所述的装置，其特征在于，该装置进一步 包括陷波器，用于将输入的待测信号进行过滤拨号音回波的滤波处理，再将处 理后的待测信号发送给常规检测单元和信号总能量计算单元。
12、 根据权利要求8至IO任一项所述的装置，其特征在于，在检测过程中 确定行频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前，所述常规检测单元 进一步用于进行信号强度测试、行频列频能量偏差测试、二次谐波测试。
全文摘要
本发明提供一种检测双音频信号的方法和装置，可以利用双音频信号检测过程对输入的待测信号进行检测，在检测过程中确定行频最大能量和列频最大能量后，有效时间测试之前，利用行频最大能量和列频最大能量确定第一有效信号能量，计算第一有效信号能量与待测信号总能量的比值，如果比值超过预设的信号纯度阈值，则继续执行检测过程；否则，结束检测过程。应用本发明方案，由于利用了双音频信号中行频最大能量、列频最大能量比其它频率点的能量高得多的特性，在可能存在语音、音乐等信号的情况下，可以更加准确地检测出双音频信号，减少误检和漏检的情况。
文档编号H04M3/42GK101299782SQ20081011235
公开日2008年11月5日 申请日期2008年5月22日 优先权日2008年5月22日
发明者洪 邱 申请人:杭州华三通信技术有限公司