今天談的這個主題（tone）存在於我們的日常打**過程中。先舉兩個場景：1，你拿起固話話筒準備打**，按**號碼前先從話筒裡聽到「嗡」的連續音，這叫dial tone(撥號音，表示你可以撥**號碼了)，你撥完號碼對方振鈴後你又聽到有規律的「嘟-嘟-」的斷續音，這叫ring back tone(回鈴音，表示對方已振鈴了)。2，你給企業服務號（比如中國移動的10086）打**，對方叫你按鍵選擇，當你按下鍵後會聽到按鍵聲，這叫dtmf tone（雙音多頻音）。感覺到它存在於我們日常的打**過程中了吧。現在我們就從技術的角度談談這些tone。
在語音通訊中tone主要分兩大類：cpt（call progress tone，呼叫過程音）tone和dtmf（dual tone multi frequency，雙音多頻音）tone。cpt tone存在於通話過程中，主要用於告訴使用者目前在什麼狀態，主要有dial tone(撥號音)/ringback tone(回鈴音)/busy tone（忙音）等。cpt tone是單頻音，即由乙個頻率的正弦波形成。cpt tone沒有全球統一的標準，而是各個國家有自己的標準，比如中國的標準，歐洲的標準，美國的標準等。下表就是我們國家的標準：
還有其他型別的cpt tone，由於用的相對較少，這裡就不一一列出了。相對於cpt tone是單頻音，dtmf tone是雙頻音，即用兩個頻率（乙個高頻和乙個低頻）的正弦波疊加去表示某個按鍵值。與cpt tone各國有自己的標準不同的是dtmf tone全球有統一的標準，下表列出了常用的16個按鍵值是由哪些高頻音和低頻音組合而成的：
從軟體實現的角度對tone主要有兩類處理：tone generation，讓使用者聽到tone；tone detection，主要是指dtmf tone的detection，讓軟體知道哪個按鍵按下了，好進行後續的處理。我們先看tone generation，也就是生成單個頻率的正弦波（cpt tone）或者兩個頻率正弦波的疊加（dtmf tone），在訊號處理上有相應的演算法。對於單頻正弦波，各個取樣點上值的生成可通過如下的數學表示式求得：
其中a/y(0)/y(1)在各個頻點上的值已事先根據數學公式做成表，從而減少數**算。對於dtmf這樣的雙頻率音來說，取樣點上的值就是兩個頻率取樣點上的值相加。tone generation分兩個方向，local 和remote。local是tone讓自己聽到，把生成的正弦波放到rx stream上；remote是tone讓對端聽到，把生成的正弦波放到tx stream上。對於像ring back tone等斷續音還需要timer控制放多長時間停多長時間。
1，把dtmf音訊訊號直接編碼得到碼流放在rtp中發給對端。對端收到rtp包後解碼復原出音訊訊號，然後再通過dtmf detection演算法得到鍵值。這通常被叫做in-band方法。
2，在本端做dtmf detection得到鍵值，然後根據rfc2833（後來公升級成rfc4733）組成rfc2833包發給對端。對端收到rfc2833包後去解析就知道是哪個鍵值了。這通常被叫做out-of-band方法。rfc2833包也是用rtp做承載，不過它的payload type是動態的（96~127之間乙個值），payload共4個位元組（32個位元），具體如下：
其中bit0-7（共8位）表示鍵值，bit8表示dtmf按鍵結束，bit9目前保留不用，bit10-15（共6位）表示按鍵訊號的level（dbm表示），bit16-31（共16位）表示按鍵持續的時間（以取樣值為單位）。乙個dtmf鍵會生成多個rfc2833包，對同乙個鍵值而言，這些包的sequence number會每次加1，但是timestamp不變，duration會持續增加，以8k取樣率20ms為一包為例，第乙個rfc2833包duration為160，第二個rfc2833包duration為320，依次向上加，直到end包（bit8置1）結束。end包會發3次（發3 次主要是為了防丟包），每個end包sequence number會加1，但是duration保持不變。
3，在本端做dtmf detection得到鍵值，然後通過sip信令的info帶給對端，讓對端知道是哪個鍵值。
這三種方法中，具體用那種方法要看雙方裝置的支援程度，在sdp中有個協商的過程，最終選用雙方都支援的一種方法（如果雙方都支援多種方法，還有乙個優先順序來控制選擇哪種方法）來傳送dtmf值。
談談語音通訊中的各種tone
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