(57)【要約】【課題】複雑な回路構成を追加することなく高精度にドア開放を検出すること。【解決手段】ドア開放検出装置は、車両１００内に搭載されたマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号（生信号１１１）が入力されると、生信号１１１に調整処理を施して処理後信号１１２を生成する。この処理後信号１１２の波形と、車両１００のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている波形ライブラリ１２０から読み出した各波形とを比較して、各波形のいずれかと一致した場合には、一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する。【選択図】図１
2010030356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段と、
前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段と、
前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とするドア開放検出装置。
【請求項２】
前記車両に搭載されたマイクロフォンが複数の場合、前記入力手段によって受け付けられた各マイクロフォンの音声信号の波形の振幅と位相を、いずれか一つの波形に合うように調整する調整手段を備え、
前記比較手段は、前記調整手段によって調整された各波形が許容範囲内に収まるか否かを判断し、前記各波形が許容範囲内に収まると判断された場合に、前記各波形の中のいずれか一つの波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較することを特徴とする請求項１に記載のドア開放検出装置。
【請求項３】
車両内に搭載されたマイクロフォンと、
前記マイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段と、
前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段と、
前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とするマイクロフォン装置。
【請求項４】
コンピュータを、
車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段、
前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段、
前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段、
前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とするドア開放検出プログラム。
【請求項５】
コンピュータが、
車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力工程と、
前記入力工程によって受け付けられた音声信号の波形と、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段から読み出した各波形とを比較する比較工程と、
前記比較工程による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とするドア開放検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のドア開放を検出するドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両のドア解放を検出する技術が提供されている。通常、自動車のドアを開けると、密閉状態にあった車両室内の気圧の変化により、車両室内の空気の振動が発生する。この現象をマイクロフォンによって捉えることによってドア開放を検出することができる。
【０００３】
マイクロフォンによって車両室内の空気の振動を捉える場合には、マイクロフォンによって検出された音声信号や圧力信号をそのまま利用すると誤検出を生じることがある。したがって、ハイパスフィルタや、積分回路を用いてマイクロフォンによって検出された信号から雑音成分を除去して生成した波形パターンによってドア開放を検出する手法が用いられている（たとえば、下記特許文献１，２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９０９４８号公報
【特許文献２】特開２００１−９３０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような従来のドア開放検出に関する技術の場合、検出対象となるドア解放に関する動作によって生じる音は、低周波成分によって構成されているため、検出精度がマイク感度に大きく依存してしまう可能性がある。結果として、検出した音声信号や圧力信号にバラツキが生じるため、誤検出が起こる可能性があるという問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献１，２のドア開放検出に関する技術は、アナログ回路によって実現されている。したがって、回路構成が複雑になる上、マイクロフォンによって検出された信号の波形がその時々で大きく変わるため、誤検出を生じ易いという問題があった。また、誤検出を防ぐために、上述のようなハイパスフィルタや、積分回路といった専用のアナログ回路を装備しなければならず、コストの上昇を招くとともに、車両室内のスペースを圧迫してしまうという問題もあった。
【０００７】
また、高精度なドア開放検出に関する技術が求められる背景として、ドア開放検出に関する技術を、車上荒らしなどの犯罪行為による異常なドア開放をユーザや外部に報知するといった防犯技術へ転用しようという試みがある。ところが、従来のドア開放検出を用いて異常なドア開放を検出するには、車両にさらに専用の検出器を搭載しなければならず、上述のアナログ回路以上にコストの上昇を招くとともに、車両室内のスペースを圧迫してしまうという問題もあった。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、複雑な回路構成を追加することなく高精度にドア開放を検出することのできるドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法は、車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける処理と、受け付けた音声信号の波形と、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段から読み出した各波形とを比較する処理と、比較処理によって、前記音声信号の波形、前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する処理と、を含むことを要件とする。
【００１０】
このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法によれば、マイクロフォンによって検出した音声信号を用いて、ドア解放に関するどのような動作が実行されたかを検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法によれば、複雑な回路構成を追加することなく高精度にドア開放を検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。このドア開放検出装置、マイクロフォン装置、ドア開放検出プログラムおよびドア開放検出方法では、車両内に搭載されているマイクロフォンによって受音された音声信号の波形と、あらかじめ検出しておいたドア開放動作ごとの音声信号の波形とを比較することによって、どのようなドア開放が実行されたのかを検出することができる。さらに、どのようなドア開放がおこなわれたかを検出可能な機能を用いて、通常と異なる状況のドア開放がおこなわれた場合には、不正なドア開放として検出して、ユーザに報知することもできる。
【００１３】
（ドア開放検出処理の概要）
まず、本実施の形態にかかるドア開放検出処理の概要について説明する。図１は、本実施の形態にかかるドア開放検出処理の概要を示す説明図である。図１のように、本実施の形態にかかるドア開放検出処理では、車両１００の内部に搭載されたマイクロフォンＭＣ（ＭＣ１およびＭＣ２）によって受音された音声信号を用いてドア１０２（１０２Ｒ，１０２Ｌ）の解放を検出する。
【００１４】
なお、本実施の形態では、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２では、車両１００内部の音声を受音することによって音声情報が取得されるが、車両１００内部の音の変化をあらわす信号であれば、音声信号に限らない。たとえば、圧力や振動の検出結果をあらわす信号でもよく、車両内部に搭載されるマイクロフォンによって検出可能な信号を利用することができる。なお、本実施の形態では、車両１００にマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２の２つが搭載された例について説明しているが、マイクロフォンの数は２に限るものではない。
【００１５】
マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２は、ドア開放検出装置１０１が接続されており、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号は、ドア開放検出装置１０１に入力される。ドア開放検出装置１０１は、信号処理部１１０と波形ライブラリ１２０としての機能が搭載されている。
【００１６】
信号処理部１１０は、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２から入力された音声信号そのままの生信号１１１に処理を施して処理後信号１１２を生成する。生信号１１１とは、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２それぞれの検出波形である。図１のように、各マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２は、車両１００の内部において、所定間隔の離れた状態で配置されている。したがって、右ドア１０２Ｒや左ドア１０２Ｌのどちらのドアが開放されたか、また、どのような開放がなされたかなどによって、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２それぞれが、異なる振幅や、位相の検出波形を示すことが一般的である。
【００１７】
したがって、信号処理部１１０では、生信号１１１に対して、振幅を揃えるための増幅処理や、位相を揃えるための遅延処理を施して複数の生信号１１１を１つの処理後信号１１２に調整する。そして、複数の生信号１１１のうち、いずれか一つの信号（たとえば、ＭＣ１の検出波形）を基準として、他の信号（たとえば、ＭＣ２の検出波形）に増幅、遅延を施して同一波形となった処理後信号１１２の波形と、波形ライブラリ１２０に記録されている、波形パターンとの波形比較処理をおこなう。
【００１８】
波形ライブラリ１２０には、車両１００のドア１０２Ｒ，１０２Ｌの開放処理に関する様々な動作ごとにあらかじめマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音した音声信号の波形が蓄積されている。開放処理に関する様々な動作とは、たとえば、通常のドア開け動作、取手音の無いドア開け動作、窓開け動作や、ドア開放の処理の前段もしくは後段に発生するアイドリングなどが挙げられる。これらの動作時の音声信号は、実際に車両１００のマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号を波形ライブラリに蓄積してもよいし、あらかじめ同型のマイクロフォンが搭載された同車種を用いて作成された波形ライブラリをドア開放検出装置１０１の波形ライブラリ１２０に移植して利用してもよい。
【００１９】
上述の波形比較によって、波形ライブラリ１２０内の波形と一致した場合、一致波形に対応する動作の実行が検出される。すなわち、通常のドア開け動作の波形パターンと一致した場合には、車両１００において通常のドア開け動作が実行されたと検出される。
【００２０】
以上説明した手順が、本実施の形態にかかるドア開放検出処理の基本的な流れとなる。また、検出精度を向上させるために、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された生信号１１１を用いて受音した音声信号がドア開放検出に用いる信号として適切であるかすなわち、本当にドア開放動作に関する音声信号であるかを判断する処理をおこなってもよい。
【００２１】
たとえば、上述した手順では、生信号１１１に調整処理（増幅、遅延）を施すことによって、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２それぞれの生信号１１１は、同一波形となるが、必ずしも完全一致するわけではない。そこで、通常は、許容範囲として設定した所定の誤差内に収まっている場合には、同一波形の処理後信号１１２として扱っている。ここで、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２それぞれの生信号１１１に調整処理を施しても、ピーク位置間隔や、ゼロクロス（定常状態を基準とした場合）位置間隔が所定の誤差内に収まらなかった場合には、ドア開放検出処理に用いる音声信号に適していないと判断して、波形比較処理をおこなわないようにする。
【００２２】
また、上述のドア開放検出処理を用いて、さらに異常なドア開放を検出する機能を実現することもできる。具体的な手法として、第一には、波形ライブラリ１２０に窓ガラス破壊や、鍵こじ開けといった特殊な動作が実行された場合の波形パターンを蓄積して異常なドア開放を検出する手法がある。このような、特殊な波形パターンは、実際に車両１００のマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号を蓄積するのは困難であるため、あらかじめ同型のマイクロフォンが搭載された同車種を用いて作成された波形をライブラリに追加して蓄積すればよい。また、第二には、波形パターンとして、通常のロック解除動作の波形パターンを蓄積しておき、車両１００が現在施錠中か否かに応じて、異常なドア開放を検出する手法がある。これらいずれかの手法を用いてもよいし、双方の手法を同時に適用してもよい。
【００２３】
このように、本実施の形態にかかるドア開放検出処理では、あらたな検出機器を搭載することなく、マイクロフォンによって検出した音声信号を用いて、ドア解放に関するどのような動作が実行されたかを検出することができる。さらに、どのような動作が実行されたかを判別することができるため、異常なドア開放が実行されたことも検出することができる。
【００２４】
つぎに、上述したドア開放検出処理を実現するドア開放検出装置の構成と処理手順について順番に説明する。
【００２５】
（ドア開放検出装置のハードウェア構成）
まず、ドア開放検出装置１０１のハードウェア構成について説明する。図２は、ドア開放検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図２のように、ドア開放検出装置１０１には、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２が接続されている。なお、以下では、外部のマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２が接続されたドア開放検出装置１０１として説明をおこなうが、実際の装置としては、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２とが内蔵された構成のドア開放検出機能を備えたマイクロフォン装置として実現してもよい。
【００２６】
ドア開放検出装置１０１の内部の構成について説明する前に、まず、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２との間隔について説明する。図１にも例示したように、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２は、所定間隔離れた状態で配置されている。この配置間隔の最適値は、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音される音声信号のサンプリング周波数に依存する。
【００２７】
たとえば、車載のハンズフリー通話器では、携帯電話の音声帯域４ｋＨｚにあわせて、ＡＤコンバータのサンプリング周波数が８ｋＨｚに設定されている。このサンプリング周波数に相当する音波の波長とマイクの間隔を等しくすると、音波信号のエイリアシングが発生せず、デジタル信号処理の一意性が確保できる（シャノンのサンプリング定理）。すなわち、３４０ｍ／ｓ（音速）÷８ｋＨｚ（サンプリング周波数）＝４２．５ｍｍ（マイク間隔）となる。
【００２８】
そして、ドア開放検出装置１０１のマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２の場合、人間が聞く音声通話ではなく、ドア開放に関する音声信号処理であるため、より限定された周波数の音声のみが扱われる。したがって、サンプリング周波数を下げてデータ処理のリソースを低減することが可能となり、より低コストに実現することができる。たとえば、サンプリング周波数を３．４ｋＨｚとすれば、３４０ｍ／ｓ（音速）÷３．４ｋＨｚ（サンプリング周波数）＝１００ｍｍ（マイク間隔）となる。したがって、この場合は、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２との最適な配置間隔は１０ｃｍとなる。
【００２９】
つぎに、ドア開放検出装置１０１の内部構成について説明する。上述したような２つのマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号が、ドア開放検出装置１０１への入力信号となる。なお、車両１００にマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号を用いて処理をおこなう他の機器（たとえば、ナビゲーション装置）が搭載されている場合には、音声信号は、ドア開放検出装置１０１だけでなく、これら他の機器へも入力される。
【００３０】
そして、ドア開放検出装置１０１は、フィルタ回路２０１と、アンプ回路２０２と、Ａ／Ｄ変換器２０３と、プロセッサ２０４とを含んだ構成になっており、これら各機能を用いてドア開放検出をおこなう。また、ドア開放検出装置１０１は、検出結果を外部に出力するための手段として、報知機器２０５に接続されている。
【００３１】
また、ドア開放検出装置１０１のフィルタ回路２０１と、アンプ回路２０２と、Ａ／Ｄ変換器２０３とは、それぞれ、マイクロフォンＭＣ１からの入力信号を処理する系統と、マイクロフォンＭＣ２からの入力信号を処理する系統とを並列におこなう必要があるため、二系統分の回路が用意されている。
【００３２】
フィルタ回路２０１は、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２から入力された音声信号から不要な雑音成分を除去する。そして、アンプ回路２０２は、音声信号を増幅してレベル調整をおこなう。一般的に、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された生信号１１１（図１参照）はレベルが小さいため、後段の処理によって波形比較をおこなおうとしても、十分な分解能が得られない。したがって、アンプ回路２０２によって増幅させておくことが好ましい。そして、音声信号は、Ａ／Ｄ変換器２０３によってアナログ信号からデジタル信号へ変換され、プロセッサ２０４へ入力される。
【００３３】
なお、フィルタ回路２０１およびアンプ回路２０２は、マイクロフォンが搭載されている機器であれば通常装備されているため、ドア開放検出装置１０１用にあらたに追加する必要はない。また、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２から入力された音声信号がそのまま利用できる場合（雑音が少なく、レベルが高い）には、フィルタ回路２０１およびアンプ回路２０２をスルーさせてそのまま、Ａ／Ｄ変換器２０３に入力してもよい。
【００３４】
（プロセッサの機能的構成）
つぎに、プロセッサ２０４の機能的構成について説明する。図３は、プロセッサの機能的構成を示すブロック図である。図３のように、プロセッサ２０４は、入力部３０１と、調整部３０２と、記録部３０３と、比較部３０４と、出力部３０５とを含んでいる。入力部３０１と、調整部３０２と、比較部３０４と、出力部３０５とは、信号処理部１１０として機能し、記録部３０３は、波形ライブラリ１２０として機能する。
【００３５】
また、上述した制御部となる機能（入力部３０１〜出力部３０５）は、具体的には、たとえば、スタンダードセルやストラクチャードＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの特定用途向けＩＣ（以下、単に「ＡＳＩＣ」と称す。）やＦＰＧＡなどのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）によって実現することができる。具体的には、たとえば、上述した各制御部についてＨＤＬ記述によって機能定義し、そのＨＤＬ記述を論理合成してＡＳＩＣやＰＬＤに与えることにより、プロセッサ２０４を実現することができる。
【００３６】
入力部３０１は、車両１００内に搭載されたマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号の入力を受け付ける。入力部３０１に入力される音声信号は、図２にて説明したように、フィルタ回路２０１およびアンプ回路２０２によって処理された後、Ａ／Ｄ変換器２０３によってデジタル信号に変換された信号である。
【００３７】
調整部３０２は、車両１００に搭載された各マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２の音声信号の波形の振幅と位相を、いずれか一つの波形に合うように調整する。波形を調整する場合の基準となる波形の決定手法としては、たとえば、振幅が最大のものを選択すればよい。すなわち、図１のように、マイクロフォンＭＣ１の検出波形を基準としてマイクロフォンＭＣ２の検出波形の振幅を増幅させ、位相を遅延させる。また、いずれか一つの波形に合うように調整する以外にも、波形ライブラリ１２０に記録されている波形パターンの振幅と位相にあわせて調整をおこなってもよい。
【００３８】
記録部３０３には、あらかじめ、車両１００のドア開放動作ごとの音声信号の波形が記録されている。上述したように、記録部３０３に記録しておく波形は、実際に、車両１００のマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号を用いてもよいし、あらかじめ用意されていた波形ライブラリ１２０を用いてもよい。
【００３９】
比較部３０４は、二種類の目的に対する比較処理をおこなう。まず一つめは、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号がドア開放に関するどのような動作をあらわすかを判別するための比較処理である。この場合、比較部３０４は、入力部３０１に入力された音声信号の波形と、記録部３０３に記録された各波形とを比較する。
【００４０】
そして、二つめは、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号がドア開放処理の検出に利用できるか否かを判別するための比較処理である。この場合、比較部３０４は、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号の各波形を比較して許容範囲内に収まるか否かを判断する。そして、許容範囲に収まると判断した場合にのみ、上述した第一の比較処理をおこなうため、各波形の中のいずれか一つの波形と、記録部３０３に記録された各波形とを比較する。
【００４１】
また、比較部３０４は、特定の周波数帯の音声信号に限定した比較処理をおこなってもよい。たとえば、特定の車種のドアロックを解錠する場合、発生する音は、ごく低周波の声である場合がある。したがって、プロセッサ２０４の各機能をドア開放検出の精度をより向上させるための仕様にしてもよい。たとえば、記録部３０３には、しきい値以下の周波数の波形にパターンによる波形ライブラリ１２０を記録しておく。そして、比較部３０４では、受け付けられた音声信号のうち、しきい値以下の周波数の波形のみを抽出して、記録部３０３に記録された各波形と比較する。
【００４２】
出力部３０５は、比較部３０４による比較処理によって音声信号の波形が、記録部３０３に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する。出力部３０５から出力された情報は、報知機器２０５に入力される。
【００４３】
報知機器２０５は、ドア開放検出装置１０１から入力された情報を車両１００のユーザに報知する機器である。具体的には、車両１００のスピーカやディスプレイ、さらには、通信Ｉ／Ｆを介してユーザの携帯端末にドア開放動作が実行された旨の情報を出力する。
また、後述するような異常なドア開放動作が実行され、緊急に報知するまたは、警報として機能させる場合には、サイレンやビープ音を出力させるような機能を備えていてもよい。
【００４４】
ドア開放検出装置１０１では、波形比較に関する処理はすべてデジタル回路によって実行されるため、大規模な回路を必要としない。また、既存のマイクモジュールのスペース内に収まる規模の追加で実現可能であるため、既存のマイクモジュールに容易に適用することができる。
【００４５】
（ドア開放検出処理の手順）
つぎに、ドア開放検出装置１０１によるドア開閉に関する情報のドア開放検出処理の手順について説明する。図４は、ドア開放検出処理の手順を示すフローチャートである。図１および図２にて説明したように、車両１００には、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２の２つのマイクロフォンが搭載されている。そして、ドア開放検出装置１０１がドア開放検出処理を起動させるには、まず、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２からの入力信号がしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。
【００４６】
このステップＳ４０１において、しきい値以上の入力信号が確認されるまで待ち（ステップＳ４０１：Ｎｏループ）、しきい値以上の入力信号が確認されると（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、つぎに、音声信号の波形の周期：ｎを１に設定し（ステップＳ４０２）、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２の波形検出処理を並列に開始する。
【００４７】
マイクロフォンＭＣ１から入力された波形から、第ｎ番目の最大値の値を検出する（ステップＳ４０３）。ここでは、第１番目の最大値の値を検出するため、最初の正側のピーク値を検出していることになる。そして、ステップＳ４０３によって検出した、第ｎ番目の最大値のつぎのゼロクロスを検出する（ステップＳ４０４）。ゼロクロスとは、定常値を基準点（０）とした場合に、基準点（０）をまたいだ値である。一例として図５−１の波形を参照すると、第１番目の最大値の値がＭａｘ１、第１番目の最大値のつぎのゼロクロスが０Ｘ１となる。
【００４８】
つぎに、第ｎ番目の最小値の値を検出する（ステップＳ４０５）。ここでは、第１番目の最小値の値を検出するため、最初の負側のピークを検出していることになる。そして、ステップＳ４０５によって検出した第ｎ番目の最小値のつぎのゼロクロスを検出する（ステップＳ４０６）。ここでも、一例として図５−１の波形を参照すると、第１番目の最小値の値がＭｉｎ１、第１番目の最小値のつぎのゼロクロスが０Ｘ２となる。
【００４９】
そして、第ｎ周期の波形（ここでは、第１周期の波形）について、下記の算出処理をおこなう（ステップＳ４０７）。
（１）最大値／最小値
（２）ゼロクロス間の時間差
（３）最大値と最小値との時間差
【００５０】
ステップＳ４０７の算出処理が終了すると、ｎが所定数になったか否かを判断する（ステップＳ４０８）。このステップＳ４０８において、判断基準となる所定数は、開放動作ごとの音声信号の波形の周期数から考慮して設定される。すなわち、開放動作ごとの音声信号の波形が平均として３周期の波形であれば、ｎを４と設定して、少なくとも３周期分はサンプリングできるように設定する。
【００５１】
ステップＳ４０８において、ｎが所定数に満たない場合は（ステップＳ４０８：Ｎｏ）、ｎをインクリメントし（ステップＳ４０９）、つぎの第２周期について、ステップＳ４０３〜ステップＳ４０７の処理を実行する。
【００５２】
一方、マイクロフォンＭＣ２から入力された波形において、マイクロフォンＭＣ１から入力された波形と同様に、第ｎ番目の最大値の値を検出する（ステップＳ４１０）。以下、ステップＳ４０４〜ステップＳ４０９と、同様に、ステップＳ４１１〜ステップＳ４１６が実行される。
【００５３】
そして、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２それぞれから入力された波形についてｎが所定数に達すると（ステップＳ４０８，４１５：Ｙｅｓ）、マイクロフォンＭＣ１とマイクロフォンＭＣ２との算出処理結果を比較する（ステップＳ４１７）。このステップＳ４１７の比較処理は、比較部３０４にて説明した、第二の比較処理に相当する。そして、ステップＳ４１７の比較結果が誤差範囲（あらかじめ設定した許容範囲）に収まったか否かを判断する（ステップＳ４１８）。
【００５４】
そして、ステップＳ４１８によって、ステップＳ４１７における比較結果が誤差範囲内と判断された場合（ステップＳ４１８：Ｙｅｓ）、記録部３０３に記録されている波形パターンとの照合処理をおこない（ステップＳ４１９）、一連の処理を終了する。なお、ステップＳ４１８によって、ステップＳ４１７における比較結果が誤差範囲外であると判断された場合（ステップＳ４１８：Ｎｏ）、マイクロフォンＭＣ１とマイクロフォンＭＣ２が受音された音声信号は、ドア開放に関連のない音声であると判断し、ステップＳ４０１の処理に戻って、つぎの処理まで待機となる。また、ステップＳ４１９における照合処理は、比較部３０４にて説明した、第一の比較処理に相当する。そして、比較処理によっていずれかの波形が一致すれば出力部３０５によって一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報が出力される。
【００５５】
なお、図４のＳ４０３〜Ｓ４０９やＳ４１０〜Ｓ４１６にておこなう処理は、マイクロフォンの数に応じて適宜変化する。たとえば、マイクロフォンの数が３個であれば、３つめのマイクロフォンについてもＳ４０３〜Ｓ４０９と同様の処理をＳ４０２とＳ４１７との間に更に追加して、Ｓ４０３〜Ｓ４０９に並列に実行させればよい。
【００５６】
（処理後信号と波形パターンとの照合処理）
つぎに、ステップＳ４１９によって実行される処理後信号と波形パターンとの照合処理について説明する。上述したように、ドア開放検出装置１０１には、波形ライブラリ１２０が用意されており、各波形パターンと、実際にマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号の波形とを比較する。このとき、比較部３０４では、比較処理として、具体的には、処理後信号と波形パターンとの照合処理をおこない、照合処理によって設定されている基準を満たす波形を一致した波形とみなしている。
【００５７】
また、図５−１は、通常ドア開け時の波形パターン例を示す図表、図５−２は、取手音なしドア開け時の波形パターン例を示す図表、図５−３は、窓開け時の波形パターン例を示す図表、図５−４は、アイドリング時の波形パターン例を示す図表である。図５−１〜図５−４の各波形は、時間ごとの音声信号の周波数変化をあらわしている。図５−１〜図５−４の各波形から明らかなように、実行される動作に応じて波長の形状は大きく異なる。しかしながら、各動作が実行される位置や、外部環境が影響するため、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音される音声信号の波形は、図５−１〜図５−４の各波形と完全一致することは難しい。
【００５８】
そこで、比較部３０４では、上述したように、処理後信号と波形パターンとの照合処理をおこない、照合処理によって設定されている基準を満たす波形を一致した波形とみなしている。図６は、処理後信号と波形パターンとの照合処理を示す説明図である。図６の図表６００は、マイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音された音声信号の波形例を示している。
【００５９】
このとき、波形から正のピーク値Ｍａｘ１，Ｍａｘ２と、負のピーク値Ｍｉｎ１，Ｍｉｎ２と、ゼロクロス０Ｘ１〜０Ｘ４を抽出する。これら抽出した各値は、図４のフローチャートにて説明したマイクロフォンＭＣ１，ＭＣ２によって受音した各音声信号の波形を比較する際に利用した値である。
【００６０】
そして、これら抽出した各値の位置が、波形パターンの各値の位置と一致するか否かを判断する。このとき、正負それぞれのピーク値には誤差が生じるため、図６のように誤差領域６０１〜６０４に収まっている場合は、一致すると判断してもよい。
【００６１】
つぎに、上述したドア開放検出処理を利用した異常ドア開放の検出について説明する。近年、車両にはナビゲーション装置のための音声入力用マイクロフォンや車内騒音低減装置などのためのマイクロフォンが通常装備されている。これらのマイクロフォンを利用してドア開放検出処理を実行させることによって、装備機器を活用し、あらたな機器を用いることなく、防犯機能を実現することができる。
【００６２】
一般的にドア開けや窓ガラス破壊時には１０Ｈｚ以下の低周波が発生する。１０Ｈｚ以下の低周波を一つのマイクロフォンが受音する場合、検出誤差が大きく、誤動作の原因となっていたが、本実施の形態のように複数のマイクロフォンで同時に検出することで誤動作なくその発生を特定することが可能となる。
【００６３】
（盗難報知処理）
つぎに、上述したドア開放検出装置１０１の出力結果を用いて盗難報知処理をおこなうための手順について説明する。図７は、盗難報知処理の手順を示すフローチャートである。図７のフローチャートにおいて、まず、図４にて説明したドア開放検出処理によってステップＳ４１９の照合結果が出力されたか否かを判断する（ステップＳ７０１）。ここで、照合結果が出力されるまで待ち（ステップＳ７０１：Ｎｏのループ）、照合結果が出力されると（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）、つぎに、照合結果が盗難解錠に関する動作であるか否かを判断する（ステップＳ７０２）。盗難解錠に関する動作とは、窓ガラス破壊や、こじ開け動作など、盗難の可能性のある動作であり、波形パターンの中から、該当する動作があらかじめ登録されている。ここで、盗難解錠に関する動作ではなかった場合には（ステップＳ７０２：Ｎｏ）、そのまま一連の処理を終了する。
【００６４】
ステップＳ７０２において、盗難解錠に関する動作であった場合は（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）、つぎに、所定時間内に、ロック解除音が確認されたか否かを判断する（ステップＳ７０３）。ロック解除音も波形パターンとして波形ライブラリ１２０に記録されている。したがって、所定時間以内に、ドア開放検出処理としてロック解除音からロック解除動作がおこなわれなければロック解除音は確認されていないことになる。なお、ここで、より高精度にロック解除音を検出する場合には、たとえば、１〜３ｋＨｚ帯のロック解除音であったか否かの判断を含んでもよい。鍵を持ったユーザによる通常のドア開放であれば、ロック解除音は１〜３ｋＨｚ帯に収まる。一方、不正なロック解除音の場合、解除用の工具等を用いるため、通常時とは異なる解除音となる。ここで例示した帯域以外にも、車両や鍵の形状によって解除音の周波数帯域に特徴がある場合には、それぞれ対応する帯域を設定すればよい。
【００６５】
したがって、ステップＳ７０３において、ロック解除音が確認された場合は（ステップＳ７０３：Ｙｅｓ）、通常のドア開放であると判断し、一連の処理を終了する。一方、ロック解除音が確認されていない場合は（ステップＳ７０３：Ｎｏ）、盗難行為がおこなわれている可能性が高いため、ユーザや外部へ非常事態を報知するための報知処理（メール送信や、警報出力）をおこなって（ステップＳ７０４）、一連の処理を終了する。
【００６６】
このように、ドア開放検出装置１０１では、ドア開放検出の出力結果を用いてあらたな機器を追加することなく、また、車内のスペースを犠牲にすることもなく防犯システムを構築することができる。また、図７のフローチャートのアルゴリズムを調整することでドア開け、窓ガラス破損、さまざまな車両へのいたずらなどの分離検出も可能となる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、車両内に搭載されているマイクロフォンによって受音された音声信号の波形と、あらかじめ検出しておいたドア開放動作ごとの音声信号の波形とを比較することによって、どのようなドア開放が実行されたのかを検出することができる。さらに、どのようなドア開放がおこなわれたかを検出可能な機能を用いて、通常と異なる状況のドア開放がおこなわれた場合には、盗難行為など不正なドア開放として検出して、ユーザに報知したり、警報を鳴らすこともできる。
【００６８】
なお、本実施の形態で説明したドア開放検出方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な媒体であってもよい。
【００６９】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００７０】
（付記１）車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段と、
前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段と、
前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とするドア開放検出装置。
【００７１】
（付記２）前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形のピーク位置および定常値を基準としたゼロクロス位置を抽出する抽出手段を備え、
前記比較手段は、前記抽出手段によって抽出されたピーク位置およびゼロクロス位置と、前記記録手段に記録された各波形のピーク位置およびゼロクロス位置とを比較することによって波形の一致判断をおこなうことを特徴とする付記１に記載のドア開放検出装置。
【００７２】
（付記３）前記車両に搭載されたマイクロフォンが複数の場合、前記入力手段によって受け付けられた各マイクロフォンの音声信号の波形の振幅と位相を、いずれか一つの波形に合うように調整する調整手段を備え、
前記比較手段は、前記調整手段によって調整された各波形が許容範囲内に収まるか否かを判断し、前記各波形が許容範囲内に収まると判断された場合に、前記各波形の中のいずれか一つの波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較することを特徴とする付記１または２に記載のドア開放検出装置。
【００７３】
（付記４）前記各マイクロフォンは、所定間隔以内に配置されていることを特徴とする付記３に記載のドア開放検出装置。
【００７４】
（付記５）前記入力手段によって受け付けられた音声信号の雑音成分を除去する雑音除去手段を備えることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載のドア開放検出装置。
【００７５】
（付記６）前記入力手段によって受け付けられた音声信号の振幅を前記記録手段に記録されている各波形の振幅に合うように増幅する増幅手段を備えることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載のドア開放検出装置。
【００７６】
（付記７）前記記録手段には、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号のうち、しきい値以下の周波数の波形が記録され、
前記比較手段は、前記入力手段によって受け付けられた音声信号のうち、前記しきい値以下の周波数の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のドア開放検出装置。
【００７７】
（付記８）前記比較手段は、前記入力手段によって受け付けられた音声信号が所定波形であった場合に、前記比較処理を開始することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載のドア開放検出装置。
【００７８】
（付記９）車両内に搭載されたマイクロフォンと、
前記マイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段と、
前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段と、
前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とするマイクロフォン装置。
【００７９】
（付記１０）コンピュータを、
車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力手段、
前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段、
前記入力手段によって受け付けられた音声信号の波形と、前記記録手段に記録された各波形とを比較する比較手段、
前記比較手段による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とするドア開放検出プログラム。
【００８０】
（付記１１）コンピュータが、
車両内に搭載されたマイクロフォンによって受音された音声信号の入力を受け付ける入力工程と、
前記入力工程によって受け付けられた音声信号の波形と、前記車両のドア開放動作ごとの音声信号の波形があらかじめ記録されている記録手段から読み出した各波形とを比較する比較工程と、
前記比較工程による比較処理によって、前記音声信号の波形が前記記録手段に記録された各波形のいずれかと一致した場合、当該一致した波形に対応するドア開放動作が実行された旨の情報を出力する出力工程と、
を実行することを特徴とするドア開放検出方法。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本実施の形態にかかるドア開放検出処理の概要を示す説明図である。
【図２】ドア開放検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】プロセッサの機能的構成を示すブロック図である。
【図４】ドア開放検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図５−１】通常ドア開け時の波形パターン例を示す図表である。
【図５−２】取手音なしドア開け時の波形パターン例を示す図表である。
【図５−３】窓開け時の波形パターン例を示す図表である。
【図５−４】アイドリング時の波形パターン例を示す図表である。
【図６】処理後信号と波形パターンとの照合処理を示す説明図である。
【図７】盗難報知処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１００  車両
ＭＣ１，ＭＣ２  マイクロフォン
１０１  ドア開放検出装置
１０２Ｒ  右ドア
１０２Ｌ  左ドア
１１０  信号処理部
１２０  波形ライブラリ
２０１  フィルタ回路
２０２  アンプ回路
２０３  Ａ／Ｄ変換器
２０４  プロセッサ
２０５  報知機器
３０１  入力部
３０２  調整部
３０３  記録部
３０４  比較部
３０５  出力部
【図１】
2010030356.tif 000003
【図２】
2010030356.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５−１】
2010030356.tif 000007
【図５−２】
2010030356.tif 000008
【図５−３】
2010030356.tif 000009
【図５−４】
2010030356.tif 000010
【図６】
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【図７】
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