(57)【要約】【課題】  異音検査に使用した被検査音を分析して、異音検査の検査結果を検証することが可能な、異音検査方法及び異音検査装置を提供するとともに、外乱ノイズを除去することにより良好なＳＮ比の被検査音を使用する異音検査方法及び異音検査装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る異音検査方法は、異音検査において不良と判定されたとき、被検査音信号音に含まれるノイズの有無を判定して異音検査の正当性を検証する（Ｓ６）とともに、被検査音の音信号のうち、所定の音圧レベル以上の音信号でありその存続時間が短い音信号を低減する（Ｓ３２）、及び／又は複数回採取した被検査音同士を比較して同じタイミングで発生する音信号のみを抽出し、それ以外の信号を雑音成分として除去する（Ｓ３３）。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象から生じる被検査音を採取した音信号を入力する音信号入力ステップと、
前記音信号に基づき前記検査対象の異音検査を行う異音検査ステップと、
前記異音検査ステップにおいて不良と判定されたとき、前記異音検査ステップによる検査の正当性を検証する正当性検証ステップとを有する異音検査方法であって、
前記正当性検証ステップは、
前記音信号を、時間周波数領域における該音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換ステップと、
前記時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
抽出された前記特徴量に基づき、前記音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定ステップと、を有し、
前記特徴量判定ステップにて前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定されたとき、前記異音検査ステップによる検査の正当性を否定することを特徴とする異音検査方法。
【請求項２】
前記異音検査ステップは、
前記音信号入力ステップにて入力される音信号のうち、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長よりも短い信号区間を検出する信号区間検出ステップと、
検出された前記信号区間の信号値を減衰する音信号低減ステップと、を有し、
前記音信号低減ステップにより信号値が減衰された前記音信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１に記載の異音検査方法。
【請求項３】
前記異音検査ステップは、
前記音信号入力ステップにて入力される音信号のうち、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長以上となる信号区間を検出する信号区間検出ステップと、
前記入力される音信号のうち、検出された前記信号区間以外の信号区間の信号値を減衰する音信号低減ステップと、を有し、
前記音信号低減ステップにより信号値が減衰された前記音信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１に記載の異音検査方法。
【請求項４】
前記異音検査ステップは、
前記音信号入力ステップにて入力される音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割ステップと、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長よりも短い信号区間を検出する信号区間検出ステップと、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、検出された前記信号区間の信号値を減衰する周波数帯域信号低減ステップと、を有し、
前記周波数帯域信号低減ステップにより信号値が減衰された前記各周波数帯域信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１に記載の異音検査方法。
【請求項５】
前記異音検査ステップは、
前記音信号入力ステップにて入力される音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割ステップと、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長以上となる信号区間を検出する信号区間検出ステップと、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、各周波数帯域信号のうち検出された前記信号区間以外の区間の信号値を減衰する周波数帯域信号低減ステップと、を有し、
前記周波数帯域信号低減ステップにより信号値が減衰された前記各周波数帯域信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１に記載の異音検査方法。
【請求項６】
前記音信号入力ステップは、同じ被検査音を複数回採取した各音信号のそれぞれを入力し、
前記異音検査ステップは、
前記音信号入力ステップにて入力される各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割ステップと、
前記の複数回採取された各音信号について、同じ周波数帯域の前記周波数帯域信号同士を比較し、全ての前記音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出する信号区間検出ステップと、
前記複数回採取された音信号のいずれかに係る、前記の検出した信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出する周波数帯域信号抽出ステップと、を有し
前記周波数帯域信号抽出ステップにより抽出された前記周波数帯域信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１に記載の異音検査方法。
【請求項７】
検査対象から生じる被検査音を採取した音信号を入力する音信号入力ステップと、
入力される前記音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割ステップと、
前記各周波数帯域信号の雑音成分を低減する雑音成分低減ステップと、
前記雑音成分低減ステップにより雑音成分を低減された前記各周波数帯域信号に基づき前記検査対象の異音検査を行う異音検査ステップと、
前記異音検査ステップにおいて不良と判定されたとき、前記異音検査ステップによる検査の正当性を検証する正当性検証ステップとを有する異音検査方法であって、
前記正当性検証ステップは、
前記雑音成分低減ステップにより雑音成分を低減された前記各周波数帯域信号を合成して音信号を復元する音信号復元ステップと、
復元された前記音信号を、時間周波数領域における該音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換ステップと、
前記時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
抽出された前記特徴量に基づき、前記復元された音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定ステップと、を有し、
前記特徴量判定ステップにて前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定されたとき、前記異音検査ステップによる検査の正当性を否定することを特徴とする異音検査方法。
【請求項８】
前記雑音成分低減ステップは、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長よりも短い信号区間を検出する信号区間検出ステップと、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、検出された前記信号区間の信号値を減衰する周波数帯域信号低減ステップと、
を有することを特徴とする請求項７に記載の異音検査方法。
【請求項９】
前記雑音成分低減ステップは、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長以上となる信号区間を検出する信号区間検出ステップと、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、各周波数帯域信号のうち検出された前記信号区間以外の区間の信号値を低減する周波数帯域信号低減ステップと、
を有することを特徴とする請求項７に記載の異音検査方法。
【請求項１０】
前記音信号入力ステップは、同じ被検査音を複数回採取した各音信号のそれぞれを入力し、
前記信号分割ステップは、前記各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割し、
前記雑音成分低減ステップは、
前記の複数回採取された各音信号について、同じ周波数帯域の前記周波数帯域信号同士を比較し、全ての前記音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出する信号区間検出ステップと、
前記複数回採取された音信号のいずれかに係る、前記の検出した信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出する周波数帯域信号抽出ステップと、
を有することを特徴とする請求項７に記載の異音検査方法。
【請求項１１】
前記特徴量ステップで抽出される特徴量は、画定された前記領域の周波数幅であり、
前記特徴量判定ステップは、前記周波数幅が所定の周波数幅内にないとき、前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の異音検査方法。
【請求項１２】
前記特徴量抽出ステップで抽出される特徴量は、画定された前記領域の面積であり、
前記特徴量判定ステップは、前記面積が所定面積以下であるとき、前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の異音検査方法。
【請求項１３】
前記特徴量抽出ステップで抽出される特徴量は、画定された前記領域内の各点を変量とする回帰直線の傾き方向であり、
前記特徴量判定ステップは、前記回帰直線の傾き方向と時間周波数平面の時間軸とのなす角が所定角度以下であるとき、前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の異音検査方法。
【請求項１４】
前記特徴量抽出ステップで抽出される特徴量は、画定された前記領域の真円度であり、
前記特徴量判定ステップは、前記真円度が所定の真円度以上のとき、前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の異音検査方法。
【請求項１５】
入力される音信号を、時間周波数領域における該音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換ステップと、
前記時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
抽出された前記特徴量に基づき、前記音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定ステップと、
を有することを特徴とする音信号検査方法。
【請求項１６】
検査対象から生じる被検査音を採取した音信号を入力する音信号入力手段と、
前記音信号入力手段にて入力される前記音信号を記憶する記憶手段と、
前記音信号に基づき前記検査対象の異音検査を行う異音検査手段と、
前記異音検査手段において不良と判定されたとき、前記異音検査手段による検査の正当性を検証する正当性検証手段とを備える異音検査装置であって、
前記正当性検証手段は、
前記記憶手段に記憶される前記音信号を、時間周波数領域における該音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換手段と、
前記時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
抽出された前記特徴量に基づき、前記音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定手段と、を備え、
前記特徴量判定手段にて前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定されたとき、前記異音検査手段による検査の正当性を否定することを特徴とする異音検査装置。
【請求項１７】
前記異音検査手段は、
前記音信号のうち、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長よりも短い信号区間を検出する信号区間検出手段と、
検出された前記信号区間の信号値を減衰する音信号低減手段と、を備え、
前記音信号低減手段により信号値が減衰された前記音信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１６に記載の異音検査装置。
【請求項１８】
前記異音検査手段は、
前記音信号のうち、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長以上となる信号区間を検出する信号区間検出手段と、
前記音信号のうち、検出された前記信号区間以外の信号区間の信号値を減衰する音信号低減手段と、を備え、
前記音信号低減手段により信号値が減衰された前記音信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１６に記載の異音検査装置。
【請求項１９】
前記異音検査手段は、
前記音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割手段と、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長よりも短い信号区間を検出する信号区間検出手段と、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、検出された前記信号区間の信号値を減衰する周波数帯域信号低減手段と、を備え、
前記周波数帯域信号低減手段により信号値が減衰された前記各周波数帯域信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１６に記載の異音検査装置。
【請求項２０】
前記異音検査手段は、
前記音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割手段と、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長以上となる信号区間を検出する信号区間検出手段と、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、各周波数帯域信号のうち検出された前記信号区間以外の区間の信号値を減衰する周波数帯域信号低減手段と、を備え、
前記周波数帯域信号低減手段により信号値が減衰された前記各周波数帯域信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１６に記載の異音検査装置。
【請求項２１】
さらに、前記検査対象から被検査音を発生させる被検査音発生手段と、前記被検査音発生手段による被検査音の発生と同期して前記被検査音を採取する音信号取得手段と、を備え、
前記音信号入力手段は、同じ被検査音を複数回採取した各音信号のそれぞれを入力し、
前記記憶手段は、前記各音信号をそれぞれ記憶し、
前記異音検査手段は、
記憶された前記各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割手段と、
前記複数回採取された各音信号について、同じ周波数帯域の前記周波数帯域信号同士を比較し、全ての前記音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出する信号区間検出手段と、
前記複数回採取された音信号のいずれかに係る、前記の検出した信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出する周波数帯域信号抽出手段と、を備え
前記周波数帯域信号抽出手段により抽出された前記周波数帯域信号に基づき、異音検査を行うことを特徴とする請求項１６に記載の異音検査装置。
【請求項２２】
検査対象から生じる被検査音を採取した音信号を入力する音信号入力手段と、
入力される前記音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割手段と、
前記各周波数帯域信号の雑音成分を低減する雑音成分低減手段と、
前記雑音成分低減手段により雑音成分を低減された前記各周波数帯域信号に基づき前記検査対象の異音検査を行う異音検査手段と、
前記異音検査手段において不良と判定されたとき、前記異音検査手段による検査の正当性を検証する正当性検証手段とを備える異音検査装置であって、
前記正当性検証手段は、
前記雑音成分低減手段により雑音成分を低減された前記各周波数帯域信号を合成して音信号を復元する音信号復元手段と、
復元された前記音信号を、時間周波数領域における該音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換手段と、
前記時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
抽出された前記特徴量に基づき、前記復元された音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定手段と、を備え、
前記特徴量判定手段にて前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定されたとき、前記異音検査手段による検査の正当性を否定することを特徴とする異音検査装置。
【請求項２３】
前記雑音成分低減手段は、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長よりも短い信号区間を検出する信号区間検出手段と、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、検出された前記信号区間の信号値を減衰する周波数帯域信号低減手段と、
を備えることを特徴とする請求項２２に記載の異音検査装置。
【請求項２４】
前記雑音成分低減手段は、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長以上となる信号区間を検出する信号区間検出手段と、
前記各周波数帯域信号のそれぞれについて、各周波数帯域信号のうち前記検出された信号区間以外の区間の信号値を低減する周波数帯域信号低減手段と、
を備えることを特徴とする請求項２２に記載の異音検査装置。
【請求項２５】
さらに、前記検査対象から被検査音を発生させる被検査音発生手段と、前記被検査音発生手段による被検査音の発生と同期して前記被検査音を採取する音信号取得手段と、同じ被検査音を複数回採取され前記音信号入力手段に入力される各音信号をそれぞれ記憶する記憶手段と、を備え、
前記信号分割手段は、記憶された前記各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割し、
前記雑音成分低減手段は、
前記の複数回採取された各音信号について、同じ周波数帯域の前記周波数帯域信号同士を比較し、全ての前記音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出する信号区間検出手段と、
前記複数回採取された音信号のいずれかに係る、前記の検出した信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出する周波数帯域信号抽出手段と、
を備えることを特徴とする請求項２２に記載の異音検査装置。
【請求項２６】
前記特徴量手段で抽出される特徴量は、画定された前記領域の周波数幅であり、
前記特徴量判定手段は、前記周波数幅が所定の周波数幅内にないとき、前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定することを特徴とする請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の異音検査装置。
【請求項２７】
前記特徴量抽出手段で抽出される特徴量は、画定された前記領域の面積であり、
前記特徴量判定手段は、前記面積が所定面積以下であるとき、前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定することを特徴とする請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の異音検査装置。
【請求項２８】
前記特徴量抽出手段で抽出される特徴量は、画定された前記領域内の各点を変量とする回帰直線の傾き方向であり、
前記特徴量判定手段は、前記回帰直線の傾き方向と時間周波数平面の時間軸とのなす角が所定角度以下であるとき、前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定することを特徴とする請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の異音検査装置。
【請求項２９】
前記特徴量抽出手段で抽出される特徴量は、画定された前記領域の真円度であり、
前記特徴量判定手段は、前記真円度が所定の真円度以上のとき、前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定することを特徴とする請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の異音検査装置。
【請求項３０】
入力される音信号を、時間周波数領域における該音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換手段と、
前記時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
抽出された前記特徴量に基づき、前記音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定手段と、
を備えることを特徴とする音信号検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象から生じる被検査音に含まれる異音を検出して検査対象を検査する異音検査方法及び異音検査装置に関し、特に、検査対象の摺動部から生じる摩擦音に含まれる異音を検出して検査対象を検査する異音検査方法及び異音検査装置に関する。さらに、このような音信号検査において、その検査結果を検証することが可能な音信号検査方法及び音信号検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査対象が発生する音を採取して、採取された音に含まれる異音を検出して検査対象の異常状態を検査する異音検査は、様々な分野で広く行われている。
例えば、カーエアコンのそれぞれの空気吹出口において、吹出口が開状態なる位置と閉状態となる位置の間で開口部に沿って摺動し、空調空気を吹き出す吹出口を選択するフィルムシャッタのような摺動部を有する製品では、傷や付着物等によって、部品同士が摺動する際に異音を生じる。したがって、このような摺動部を有する製品については、摺動部が生じる異音を検出して部品の良否を判定する摩擦異音検査が行われている。
【０００３】
摩擦異音検査方法では、検査対象が発生した異音である摩擦音（被検査音）を検出する。この異音は連続する摩擦音であり、その音圧と継続時間との積（即ち音圧値の時間積分値）を求めることにより、検出または異常の有無についての評価を行うことが可能である。
しかし、このような異音検査が行われる工場内には、検査対象の周囲で動作する電動ドライバーの動作音やエアブロー音、または工場内放送などの外乱ノイズ（例えば工場内で発生する）が存在し、異音検出または評価に影響を生じていた。また、打撃音のような瞬間的な大きな音圧を有する雑音は、たとえ継続時間が短くてもその音圧との積は大きくなり、異音検出または評価に影響を生じていた。したがって、従来の摩擦異音検査は、外部から到来する外乱ノイズを遮断するために一般に防音ボックス内で行われていた。
【０００４】
なお、本発明に関して記載すべき先行技術文献はない。出願人が知っている先行技術が文献公知発明に係るものではないからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の防音ボックスを使用するには大きな設置スペースを必要とするため、例えば工場の製造ラインに構築するのは経済的ではない。
【０００６】
また、外乱ノイズの影響により不良品の誤検知が頻発すると、生産ラインの歩留まりが低下し、生産効率の低下とコストの増大を招くことになる。したがって、被検査音に含まれる摩擦音成分の有無を検出して検査結果を検証する必要がある。
さらに、被検査音信号に含まれる雑音成分を平滑化する手段として、移動平均フィルタやメディアンフィルタがあるが、被検査音である摩擦音に比べて非常に大きな雑音成分が入力された場合、これらフィルタでは雑音成分を十分に除去することができずＳＮ比が悪い。また、雑音成分を十分に除去するためにサンプル数を増加させると、演算量の増加に伴い演算時間が増加するなど不利を生じ、また雑音成分以外の音成分に対しても悪影響を及ぼす。
【０００７】
上記目的を鑑みて、異音検査に使用した被検査音を分析して、異音検査の検査結果を検証することが可能な、異音検査方法及び異音検査装置、並びに音信号検査方法及び音信号検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は被検査音である音信号に含まれる、音圧レベルが大きくかつ持続時間が短い外界ノイズを、少ない処理量で低減することにより、ノイズの少ない被検査音を使用して異音検査を行うことが可能な異音検査方法及び異音検査装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は外乱ノイズを除去することにより良好なＳＮ比の被検査音を使用する異音検査方法及び異音検査装置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】
上記目的を達成するために、本発明では、異音検査において不良と判定されたとき、異音検査に使用された被検査音信号を時間周波数信号に変換して、この時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量に基づいて入力された被検査音信号音に所定の条件を満たす真正信号が含まれるか否かを判定して、異音検査の正当性を検証することとする。
【００１０】
すなわち、本発明の第１形態に係る異音検査方法は、検査対象から生じる被検査音を採取した音信号を入力する音信号入力ステップと、この音信号に基づき検査対象の異音検査を行う異音検査ステップと、異音検査ステップにおいて不良と判定されたとき、異音検査ステップによる検査の正当性を検証する正当性検証ステップとを有し、前記の正当性検証ステップは、前記音信号を時間周波数領域におけるこの音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換ステップと、時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、抽出された特徴量に基づき、前記音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定ステップとを有し、この特徴量判定ステップにて所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定されたとき、異音検査ステップによる検査の正当性を否定することとする。
【００１１】
さらに、本発明の第２形態に係る異音検査装置は、検査対象から生じる被検査音を採取した音信号を入力する音信号入力手段と、音信号入力手段にて入力される音信号を記憶する記憶手段と、前記音信号に基づき検査対象の異音検査を行う異音検査手段と、異音検査手段において不良と判定されたとき、異音検査手段による検査の正当性を検証する正当性検証手段とを備え、さらに正当性検証手段は、記憶手段に記憶される前記音信号を時間周波数領域における音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換手段と、時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定しこの領域の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、抽出された特徴量に基づき、前記音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定手段と、を備え、特徴量判定手段にて前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定されたとき、前記異音検査手段による検査の正当性を否定することとする。
【００１２】
さらに、音圧レベルが大きくかつ持続時間が短い外界ノイズを少ない処理量で低減するために、本発明では、入力される被検査音の音信号のうち、所定の音圧レベル以上の音信号であり、かつその存続時間が所定時間以下である音信号部分の信号値を低減する。
【００１３】
すなわち、本発明の第１形態に係る異音検査方法においては、前記異音検査ステップは、前記の音信号入力ステップにて入力される音信号のうち、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長よりも短い信号区間を検出する信号区間検出ステップと、検出された信号区間の信号値を減衰する音信号低減ステップとを有し、音信号低減ステップにより信号値が減衰された前記音信号に基づき異音検査を行うこととしてよい。
または、異音検査ステップは、前記の音信号入力ステップにて入力される音信号のうち、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長以上となる信号区間を検出する信号区間検出ステップと、入力される音信号のうち、検出された信号区間以外の信号区間の信号値を減衰する音信号低減ステップとを有し、音信号低減ステップにより信号値が減衰された音信号に基づき、異音検査を行うこととしてよい。
このような信号低減処理は、音信号入力ステップにて入力される音信号そのものに対して施してもよく、または音信号入力ステップにて入力される音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割しておき、これら分割された各周波数帯域信号のそれぞれに対して施してもよい。
【００１４】
また、本発明の第２形態に係る異音検査装置においては、前記の異音検査手段は、音信号のうち、その信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長よりも短い信号区間を検出する信号区間検出手段と、検出された前記信号区間の信号値を減衰する音信号低減手段と、を備え、音信号低減手段により信号値が減衰された音信号に基づき、異音検査を行うこととしてよい。
または、前記異音検査手段は、音信号のうちその信号値の絶対値が所定の閾値以下となる信号区間が第１所定長以上連続しない信号区間であって、かつその区間長が第２所定長以上となる信号区間を検出する信号区間検出手段と、音信号のうち、検出された信号区間以外の信号区間の信号値を減衰する音信号低減手段と、を備え、音信号低減手段により信号値が減衰された音信号に基づき、異音検査を行うこととしてよい。
このような信号低減処理は、音信号入力手段にて入力される音信号そのものに対して施してもよく、またはこの音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割しておき、これら分割された各周波数帯域信号のそれぞれに対して施してもよく、異音検査手段は、そのための信号分割手段を備えることとしてよい。
【００１５】
さらに、本発明では外乱ノイズを除去することにより良好なＳＮ比の被検査音を実現するために、同じ被検査音を複数回採取してこれらを比較して同じタイミングで発生する音信号のみを抽出し、これを真正信号として使用する。これは、時間を隔てて複数回採取した被検査音内に、同一タイミングで同じ外乱ノイズが到来する確率は低いという経験則に基づき、複数回採取した被検査音の各音信号を「重ね合わせ」ることにより、その重複部分を真正信号として抽出し重複しない部分を外乱ノイズとして除去することを企図するものである。さらに本発明では、これら複数回採取した被検査音を複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割し、各音信号について同じ周波数帯域の周波数帯域信号同士を比較する。これにより、時間を隔てて複数回採取した各被検査音内に、異なる周波数帯域特性の雑音が同一タイミングで到来した場合においても雑音成分として識別可能とする。
【００１６】
すなわち、本発明の第１形態に係る異音検査方法においては、前記の音信号入力ステップは、同じ被検査音を複数回採取した各音信号のそれぞれを入力し、前記の異音検査ステップは、音信号入力ステップにて入力される各音信号のそれぞれを複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割ステップと、複数回採取された各音信号について、同じ周波数帯域の周波数帯域信号同士を比較し、全ての音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出する信号区間検出ステップと、複数回採取された音信号のいずれかに係る検出した信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出する周波数帯域信号抽出ステップとを有し、周波数帯域信号抽出ステップにより抽出された前記周波数帯域信号に基づき異音検査を行うこととしてよい。
【００１７】
また、本発明の第２形態に係る異音検査装置においては、さらに検査対象から被検査音を発生させる被検査音発生手段と、被検査音発生手段による被検査音の発生と同期して前記被検査音を採取する音信号取得手段と、を備え、音信号入力手段は、同じ被検査音を複数回採取した各音信号のそれぞれを入力し、記憶手段は、前記各音信号をそれぞれ記憶し、異音検査手段は、記憶された各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割手段と、複数回採取された各音信号について、同じ周波数帯域の周波数帯域信号同士を比較し、全ての音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出する信号区間検出手段と、複数回採取された音信号のいずれかに係る、検出した信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出する周波数帯域信号抽出手段とを備え、周波数帯域信号抽出手段により抽出された前記周波数帯域信号に基づき、異音検査を行うこととしてよい。
【００１８】
また、異音検査に使用したその雑音成分を低減した音信号やその周波数帯域信号そのものを使用して、異音検査の正当性を検証することとすることとしてもよい。上記のごとく異音検査の際に周波数帯域信号を使用する場合には、雑音成分が低減された前記各周波数帯域信号を合成して復元された音信号を異音検査の検証に使用してよい。
すなわち、本発明の第１形態に係る異音検査方法においては、検査対象から生じる被検査音を採取した音信号を入力する音信号入力ステップと、入力される音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割ステップと、各周波数帯域信号の雑音成分を低減する雑音成分低減ステップと、雑音成分低減ステップにより雑音成分を低減された各周波数帯域信号に基づき検査対象の異音検査を行う異音検査ステップと、異音検査ステップにおいて不良と判定されたとき、異音検査ステップによる検査の正当性を検証する正当性検証ステップとを有し、この正当性検証ステップは、雑音成分低減ステップにより雑音成分を低減された各周波数帯域信号を合成して音信号を復元する音信号復元ステップと、復元された音信号を、時間周波数領域における音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換ステップと、時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、抽出された前記特徴量に基づき、復元された音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定ステップと、を有し、特徴量判定ステップにて所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定されたとき、前記異音検査ステップによる検査の正当性を否定することとしてよい。
【００１９】
また、本発明の第２形態に係る異音検査方法においては、検査対象から生じる被検査音を採取した音信号を入力する音信号入力手段と、入力される音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割手段と、各周波数帯域信号の雑音成分を低減する雑音成分低減手段と、雑音成分低減手段により雑音成分を低減された各周波数帯域信号に基づき前記検査対象の異音検査を行う異音検査手段と、異音検査手段において不良と判定されたとき、異音検査手段による検査の正当性を検証する正当性検証手段とを備え、さらに、前記正当性検証手段は、雑音成分低減手段により雑音成分を低減された各周波数帯域信号を合成して音信号を復元する音信号復元手段と、復元された音信号を、時間周波数領域における音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換手段と、時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、抽出された特徴量に基づき復元された音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定手段とを備え、特徴量判定手段にて前記所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定されたとき、異音検査手段による検査の正当性を否定することとしてよい。
【００２０】
異音検査の正当性に際して、抽出される特徴量は画定された領域の周波数幅としてよく、このとき領域の周波数幅が所定の周波数幅内にないとき、所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定してよい。
また、抽出される特徴量は画定された領域の面積としてよく、このとき領域の面積が所定面積以下であるとき、所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定してよい。
さらに、抽出される特徴量は、画定された領域内の各点を変量とする回帰直線の傾き方向としてよく、このとき回帰直線の傾き方向と時間周波数平面の時間軸とのなす角が所定角度以下であるとき、所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定してよい。
さらにまた、抽出される特徴量は、画定された領域の真円度としてよく、特徴量判定ステップは、真円度が所定の真円度以上のとき、所定の条件を満たす被検査音成分が含まれていないと判定してよい。
【００２１】
また、本発明の第３形態に係る音信号検査方法は、入力される音信号を時間周波数領域におけるこの音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換ステップと、時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定し、この領域の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、抽出された特徴量に基づき、前記音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定ステップとを有する。
【００２２】
さらにまた、本発明の第４形態に係る音信号検査装置は、入力される音信号を時間周波数領域における音信号の信号強度を示す時間周波数信号に変換する信号変換手段と、時間周波数信号が所定強度以上となる時間周波数平面内の領域を画定しこの領域の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、抽出された特徴量に基づき、音信号に所定の条件を満たす被検査音成分が含まれているか否かを判定する特徴量判定手段とを備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明において、異音検査に使用した被検査音を分析して検査結果を検証することにより、外乱ノイズの影響による不良品の誤検知を防止し、生産ラインの歩留まり低下、生産効率低下及びコストの増大を防止することが可能となる。
また、入力される被検査音の音信号のうち、所定の音圧レベル以上の音信号であり、かつその存続時間が所定時間以下である音信号部分の信号値を低減することにより、飛躍的に少ない処理量で被検査音信号に含まれる雑音信号を低減することが可能となる。また、このように雑音が低減された被検査音を使用することにより、摩擦異音検査の検査結果の精度向上を図ることが可能となる。
さらに、同じ被検査音を複数回採取してこれらを比較して同じタイミングで発生する音信号のみを抽出しこれを真正信号として使用することにより、被検査音に含まれる外乱ノイズを除去して良好なＳＮ比で真正音信号を抽出することが可能となる。また、このように雑音が除去された被検査音を異音検査に使用することにより、その検査結果の精度向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、本実施例に係る異音検査装置の全体構成図である。以下の説明では、検査対象物の摺動部分を摺動させ、その際に検査対象が発生する摩擦音を採取して、採取された音に含まれる異音を検出して検査対象の異常状態を検査する異音検査装置を例示するが、本発明はこれに限定されることなく、種々の異音検査装置に適用可能である。
【００２５】
異音検査装置１は、検査対象物４の摺動部分を摺動させ、検査対象物４から被検査音である摩擦音を発生させる摺動部３と、摺動部３が検査対象物４の摺動部分を摺動させる時に生成するタイミング信号に同期して、摩擦音を採取しそのアナログ音信号を生成するマイク部２と、マイク部２により生成されたアナログ音信号を、所定の定格の入力信号に増幅する増幅器１１と、増幅器１１により増幅されたアナログ音信号を所定のサンプリング周期Δｔでサンプリングして、ディジタル音信号に変換するアナログディジタル変換器１２を備える。
なお、アナログディジタル変換器１２は、例えば入力アナログ音信号の各サンプリング周期Δｉ内の各時刻ｔｉ（ｉは自然数）における信号値をサンプリングして、これを量子化したディジタル信号値の列をディジタル音信号として出力するものであるとしてよい。
【００２６】
さらに異音検査装置１は、アナログディジタル変換器１２により変換された音信号のうちノイズ成分を低減し又は除去した音信号を抽出する、ディジタルフィルタ１３を備える。なお、ディジタルフィルタ１３は、ノイズ成分を低減し又は除去した音信号そのものを抽出して出力するように構成することとしてもよいが、後述するように音信号を複数の周波数帯域信号に分割した各周波数帯域信号を出力するように構成してもよい。
【００２７】
また、異音検査装置１は、ディジタルフィルタ１３により抽出された音信号又はその周波数帯域信号に基づいて、例えばその摩擦音の音圧レベルと存続時間の積（時間積分値）が大きいとき、異音（即ち対象物が不良である）と判断する判定器１４と、判定器１４の判定結果を表示する表示器１５と、判定器１４の判定により異音を検出したときにオペレータに警報を行う警報器１６などを備える。さらにまた、異音検査装置１は、判定器１４が異音と判定したとき判定器１４による検査の正当性を検証する検査結果検証器１７を備える。
【００２８】
図２（Ａ）は、図１のディジタルフィルタ１３の構成図である。ディジタルフィルタ１３は、前段のアナログディジタル変換器１２により変換された音信号を入力する入力端と処理済みの音信号を後段の判定器１４に出力する出力端とを有する演算器２１を備える。演算器２１は例えばディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などで構成される。
演算器２１のデータバス２２にはフィルタパラメータ記憶部２３と、原音記憶部２４と、作業領域用記憶部２５の各記憶部が接続され、演算器２１とデータの授受が可能である。なお、図２（Ａ）にはこれら記憶部を分割して記載したが、これらは単一の記憶素子をして実現してもよい。
【００２９】
フィルタパラメータ記憶部２３には、ディジタルフィルタ１３が動作するために演算器２１が使用する各種パラメータが記憶され、後述する所定の閾値Ｖｔ１及びＶｔ２並びに所定長Δｔ１、Δｔ２及びΔｔ３などのパラメータも、このフィルタパラメータ記憶部２３に記憶される。また、原音記憶部２４には、アナログディジタル変換器１２から逐次入力される音信号が、ディジタルフィルタ１３により処理されて判定器１４に逐次出力されるまで、一時的に記憶される。
作業領域用記憶部２５には、演算器２１がその動作のために使用する各変数が記憶される。後述のテーブル１〜５もこの作業領域用記憶部２５内に記憶される。
【００３０】
図２（Ｂ）は、図１の検査結果検証器１７の構成図である。検査結果検証器１７は、前段のアナログディジタル変換器１２により変換された音信号、または後述するディジタルフィルタ１３からの周波数帯域信号又は音信号、及び判定器１４からの判定結果信号を入力する入力端と、判定器１４の判定結果に対する検証結果信号を表示器１５及び警報機１６へ出力する出力端とを有する演算器３１を備える。演算器３１は例えばディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）などで構成してよい。
演算器３１のデータバス３２には検証条件パラメータ記憶部３３と、原音記憶部３４と、作業領域用記憶部３５の各記憶部が接続され、演算器３１とデータの授受が可能である。なお、図２（Ｂ）にはこれら記憶部を分割して記載したが、これらは単一の記憶素子をして実現してもよい。
【００３１】
検証条件パラメータ記憶部３３には、検査結果検証器１７が判定器１４の判定結果を検証するために演算器３１が使用する各種パラメータが記憶され、後述する各種の検証条件（１）〜（４）やこれに使用される定数などのパラメータが記憶される。また、音信号記憶部３４は、アナログディジタル変換器１２から入力される音信号、又はディジタルフィルタ１３から入力される周波数帯域信号又は音信号を一時的に記憶することが可能である。
作業領域用記憶部３５には、演算器３１がその動作のために使用する各変数が記憶される。後述の時間周波数信号強度画像もこの作業領域用記憶部３５に記憶される。
【００３２】
なお、本説明では、ディジタルフィルタ１３、判定器１４及び検査結果検証器１７を個別のユニットに分けた構成としたが、これらを一体に構成してよく、前述のＤＳＰ、データ処理ユニット（ＤＰＵ）や中央処理ユニット（ＣＰＵ）とメモリ装置とを組み合わせて実現することが可能である。
【００３３】
なお、マイク部２は、本発明に係る異音検査装置の音信号入力手段及び音信号取得手段をなし、摺動部３は、本発明に係る異音検査装置の被検査音発生手段をなす。なお音信号入力手段は、実施例のようなマイク装置に限らず、例えば音声入力端子、メディア再生装置など音声信号の入力が可能な手段であれば好適に採用することが可能である。
【００３４】
さらに、原音記憶部２４及び音信号記憶部３４は、本発明に係る異音検査装置の記憶手段をなし、ディジタルフィルタ１３及び判定器１４は、本発明に係る異音検査手段をなし、検査結果検証部１７は、本発明に係る正当性検証手段をなし、演算器３１及び作業領域用記憶部３５は、本発明に係る異音検査装置及び音信号検査装置の信号変換手段及び特徴量抽出手段をなし、演算器３１は、本発明に係る異音検査装置及び音信号検査装置の特徴量判定手段をなし、演算器２１及び作業領域用記憶部２５は、本発明に係る異音検査装置の信号区間検出手段、音信号低減手段、周波数帯域信号低減手段及び周波数帯域信号抽出手段をなし、演算器２１は信号分割手段をなす。
また、ディジタルフィルタ１３は、本発明に係る異音検査装置の雑音成分低減手段をなし、演算器２１及び／又は演算器３１は本発明に係る異音検査装置の音信号復元手段をなす。
【００３５】
図３を参照して本発明の実施形態に係る異音検査方法の概略を説明する。図３は本発明の実施例に係る異音検査方法の全体フローチャートである。
まず、ステップＳ１において、摺動部３は、検査対象物４の摺動部分を摺動させて摩擦音を時間を隔てて複数回発生させ、ステップＳ２において、マイク部２は、これら摩擦音をそれぞれ採取し各アナログ音信号を生成し異音検査装置１内に入力する。このときマイク部２は、検査対象物４の摺動開始時に摺動部３が生成する開始タイミング信号及び摺動停止時に生成する停止タイミング信号を取り込んで、これらのタイミング信号に同期して被検査音の採取開始及び停止をそれぞれ行う。したがって、マイク部２が生成する各音信号に含まれる各回の各被検査音は、それぞれの音信号中の同じ時刻に存在する。
【００３６】
そして、これら複数回採取した各音信号は、増幅器１１により所定の定格の入力信号に増幅され、アナログディジタル変換器１２にてディジタル信号に変換されて、ディジタルフィルタ１３内の原音記憶部２４及び検査結果検証器１７の音信号記憶部３４に記憶される。なお、以下の説明において簡単のため摺動部３が被検査音を発生させる回数を２回とする。その後、ディジタルフィルタ１３内の原音記憶部２４に記憶された音信号は、ディジタルフィルタ１３によって後述のようにノイズ低減又はノイズ除去処理がなされて、判定器１４に入力される。
【００３７】
ステップＳ４において、判定器１４はディジタルフィルタ１３により抽出された音信号又はその周波数帯域信号に基づいてその摩擦音が異音であるか否か（即ち検査対象が良品であるか否か）を判断し、その摩擦音が正常であればステップＳ５へ進み良品であると決定して処理を終了する。一方その摩擦音が異音である（即ち検査対象が不良品である）と判断する場合には、その旨を示す検査結果信号を検査結果検証器１７に出力する。
【００３８】
ステップＳ６において、検査結果検証器１７は、音信号記憶部３４に記憶された音信号に所定の条件を満たす摩擦音成分が含まれているか否かを判定し、ステップＳ７において所定の条件を満たす摩擦音成分が含まれていないと判定した場合、ステップＳ３の異音検査結果が正当ではないと判定して、ステップＳ９において検査対象が良品であると決定して処理を終了する。一方、ステップＳ７において所定の条件を満たす摩擦音成分が含まれていると判定した場合、ステップＳ３の異音検査結果が正当であると判定して、ステップＳ８において検査対象が不良品であると決定して処理を終了する。
【００３９】
図３の正当性検証ステップ（Ｓ６）における検証方法を、図４〜図６を参照して説明する。図４は、図３の正当性検証ステップ（Ｓ６）を実現するサブルーチンのフローチャートである。
ステップＳ２１において、演算器３１は、音信号記憶部３４に記憶された音信号を時間周波数領域における該音信号の信号強度分布である時間周波数信号に変換し、時間周波数信号画像を生成する。この変換には、例えば連続ウェーブレット変換を使用してよい。図５（Ａ）にこのように変換された時間周波数信号画像を示す。図５（Ａ）において横軸は時間変化を示し、縦軸は周波数変化を示す。また図５（Ａ）における明暗は信号強度を示し、明度が高い領域ほど信号強度が強いことを示す。作成された時間周波数信号画像は、検査結果検証器１７の作業領域用記憶部３５に記憶される。
【００４０】
ステップＳ２２において、演算器３１は、変換された時間周波数信号のうち異音検査に影響がない周波数帯域に係る信号成分を破棄する。具体的には作業領域用記憶部３５に記憶される時間周波数信号画像の所定の周波数帯域部分をマスキングする。その様子を図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）では、時間周波数信号画像のうち上部分と下部分とがマスクされ、これらの部分の信号強度が０にセットされる。
ステップＳ２３において、演算器３１は、ステップＳ２２でマスク処理した時間周波数信号画像のオープニング処理（膨張処理）を行う。すなわち時間周波数信号画像のうち強度の高い領域をその周囲に膨張させ近接した複数の領域を融合する。このオープニング処理によりかすれ等により分離している領域を一つの領域として扱うことが可能となる。その様子を図５（Ｃ）に示す。
【００４１】
ステップＳ２４において、演算器３１は、所定の閾値以上の信号強度となる時間周波数領域を画定する。これらの領域を図６（Ａ）のハッチング部分に示す。さらにステップＳ２５において、これら画定された各領域のうち異音検査に影響を与えない小さな領域を消去し、残った領域についてラベルＡ１〜Ａ６を付与して各領域を識別する識別子とする。その様子を図６（Ｂ）に示す。
さらにステップＳ２６において、演算器３１は、ステップＳ２５にてラベルを付与した各領域Ａ１〜Ａ６のそれぞれについて特徴量を抽出する。この特徴量の例は、例えば当該領域が占める周波数幅や、当該領域の面積（ピクセル数）、方向及び真円度としてよい。
ここに、当該領域の方向は、この領域内の各点（各ピクセル）を変量とし、この領域の重心を通過する回帰直線の傾き方向として求めることとしてよく、最小二乗法により算出することとしてよい。このような方向は当該領域に対応する音信号の周波数の時間的変化を示す。図６（Ｃ）の各矢印は、それぞれの領域の方向を求めた様子を示している。
【００４２】
そして、ステップＳ２７において、演算器３１は、これらの特徴量を判定して各領域に下記の所定の条件（１）〜（４）を満たす摩擦音成分が含まれているか否かを判定する。
例えば、演算器３１は、当該領域の周波数幅が、所望の摩擦音に対応する所定の周波数幅内にないとき、すなわち
ｆ１＜  周波数ｆ  ＜  ｆ２            （１）
でないとき、当該領域に摩擦音成分が含まれていないと判断し、反対に条件（１）を満たすとき、当該領域に摩擦音成分が含まれる可能性があると判断する。
【００４３】
また、例えば演算器３１は、当該領域の面積Ａが所定の面積（ピクセル数）Ａｔ１以下となるとき、すなわち
面積Ａ  ＞  Ａｔ１            （２）
でないとき、当該領域に摩擦音成分が含まれていないと判断し、反対に条件（２）を満たすとき、当該領域に摩擦音成分が含まれる可能性があると判断する。各領域の面積Ａは、音信号の持続時間とその音信号に含まれる連続する周波数帯域幅との積に比例する。ここで摩擦音は持続時間が長くかつ周波数帯も一定幅以上となる周波数特性を有するため、摩擦音に対応する領域の面積は一定の面積を有する。したがって上記条件（２）により所定の面積以下の領域は摩擦音成分を含まないと識別することが可能となる。
【００４４】
なお、この条件（２）についての判定は、上述のラベリング処理ステップＳ２５において消去する小さな領域の閾値を前記Ａｔ１として、面積Ａｔ１より大きい領域にのみラベルを付与することによっても同様の効果を得ることが可能である。
したがってこの場合特徴量判定ステップＳ２７における上記条件（２）の判定を省略することが可能であり、また本発明に係る異音検査方法及び音検査方法において、上記条件（２）についての判定とは、上述のラベリング処理ステップＳ２５において消去する小さな領域の閾値を前記Ａｔ１として、面積Ａｔ１より大きい領域にのみラベルを付与することにより実現することをも含む。
【００４５】
さらに、例えば演算器３１は、当該領域の方向ｄが時間周波数平面の時間軸とのなす角が所定角度Ａｔ２以下であるとき、すなわち
｜１８０°−方向ｄ｜＞Ａｔ２            （３）
でないとき、当該領域に摩擦音成分が含まれていないと判断し、反対に条件（３）を満たすとき、当該領域に摩擦音成分が含まれる可能性があると判断する。各領域の方向ｄは当該領域に対応する音信号の周波数の時間的変化を示し、当該領域の方向ｄが小さい場合にはその領域における音信号の時間的周波数変化が少ないことを示し、当該領域の方向ｄが大きい場合にはその領域における音信号の時間的周波数変化が大きいことを示す。ここで摩擦音には一定の時間的周波数変化が生じるため、これより時間的周波数変化が小さい音信号は摩擦音成分でないと識別することが可能となる。
【００４６】
さらに、例えば演算器３１は、当該領域の真円度Ｃが所定の真円度Ｃｔ以上であるとき、すなわち、
真円度Ｃ  ＜  Ｃｔ            （４）
でないとき、当該領域に摩擦音成分が含まれていないと判断し、反対に条件（４）を満たすとき、当該領域に摩擦音成分が含まれる可能性があると判断する。この条件（４）は、上記の各領域の方向に関する条件（３）と併用して使用されるべきものであり、当該領域の方向ｄが大きい場合でも、その領域の形状が円に近い場合には条件（３）に使用した方向性に意味がないため、このような場合には摩擦音成分ではないと識別する。
【００４７】
ステップＳ２７において、ステップＳ３の異音検査に使用された音信号について画定された各領域Ａ１〜Ａ６のそれぞれについて、上記条件（１）〜（４）を全て満たす摩擦音成分を含むか否かを判定し、前記各領域Ａ１〜Ａ６の全てがそれぞれ条件（１）〜（４）のいずれかを満たさないと判定した場合、ステップＳ３の異音検査結果が正当ではないと判定して、ステップＳ９において検査対象が良品であると決定する。
反対に、ステップＳ３の異音検査に使用された音信号について画定された各領域Ａ１〜Ａ６のうち上記条件（１）〜（４）を全て満たすものがある場合には、ステップＳ３の異音検査結果が正当であると判定してステップＳ９において検査対象が不良品であると決定する。
【００４８】
続いて、ディジタルフィルタ１３及び判定器１４による図３の異音検査ステップ（Ｓ３）における異音検査方法を、図７を参照して説明する。図７は、図３の異音検査ステップ（Ｓ３）を実現するサブルーチンのフローチャートである。
異音検査ステップ（Ｓ３）は、図３の音信号入力ステップ（Ｓ２）にて入力される音信号を、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号分割ステップ（Ｓ３１）と、所定のレベル以上の信号強度を有し、かつその存続時間が所定時間以下となる周波数帯域信号（すなわちスパイク雑音成分）を低減するスパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）と、図３の音信号入力ステップ（Ｓ２）にて複数回採取した音信号の各周波数帯域成分を比較して同じタイミングかつ同じ周波数帯域で発生する周波数帯域信号のみを抽出しそれ以外の周波数帯域信号を除去する重ね合わせ雑音除去処理ステップ（Ｓ３３）と、ステップＳ３２及びＳ３３により雑音成分が低減及び除去された周波数帯域信号に基づき、判定器１４により図３の音信号入力ステップ（Ｓ２）にて入力される音信号が異音であるか否かを判定する異音判定ステップ（Ｓ３４）からなる。
【００４９】
ステップＳ３１において、ディジタルフィルタ１３内の演算器２１は原音記憶部２４に記憶された各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する。演算器２１による各周波数帯域信号への各音信号の分割には、離散ウェーブレット変換を使用してよい。
【００５０】
次にステップＳ３２におけるスパイク雑音の低減方法を図８（Ａ）〜（Ｄ）及び図９（Ａ）〜（Ｅ）を参照して説明する。
図８（Ａ）はスパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）の全体フローチャートである。スパイク雑音低減処理ステップは、基本的に閾値チェックステップ（Ｓ４１）と、連続性チェックステップ（Ｓ４２）と、区間長チェックステップ（Ｓ４３）と、信号減衰ステップ（Ｓ４４）とからなる。
【００５１】
閾値チェックステップ（Ｓ４１）では、図７の信号分割ステップ（Ｓ３１）において分割された各周波数帯域信号のそれぞれについて、各周波数帯域信号のうち、信号レベルが所定の閾値レベルを超える信号部分の区間を選択する。
連続性チェックステップ（Ｓ４２）では、信号レベルが所定の閾値レベルを超えない信号部分についてその区間の区間長が所定長Δｔ１より短い場合、この区間も振幅が所定の閾値レベルを超える連続音の一部とみなして選択しステップ（Ｓ４１）で選択された区間と合成する。これにより振幅が所定の閾値レベルを超える連続音に係る信号部分の区間が選択される。
【００５２】
区間長チェックステップ（Ｓ４３）では、連続性チェックステップ（Ｓ４２）で選択された連続音信号部分のうち、その区間の区間長が所定長Δｔ２より短い区間を選択する。これにより、振幅が所定の閾値レベルを超えるが、その存続時間が所定長Δｔ２に対応する時間より短い連続音である雑音成分を選択することができる。
信号減衰ステップ（Ｓ４４）では、図７の信号分割ステップ（Ｓ３１）において分割された各周波数帯域信号のうち、ステップＳ４３で選択した区間の信号値を減衰又は消去する。
【００５３】
図８（Ａ）の各ステップＳ４１、Ｓ４２及びＳ４３の処理について、以下説明する。図８（Ｂ）、図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）は、図８（Ａ）の各ステップＳ４１、Ｓ４２及びＳ４３を示す各サブルーチンを示す。
また、図９（Ａ）は、図７の信号分割ステップ（Ｓ３１）において分割された各周波数帯域信号のうちのある周波数帯域の周波数帯域信号のタイムチャートであり、図９（Ｂ）〜（Ｄ）は、それぞれ図９（Ａ）に示される周波数帯域信号に対して図８（Ａ）のステップＳ４１、Ｓ４２及びＳ４３で行われる区間選択の状態を表す。
【００５４】
上述の通り、アナログディジタル変換器１２を経てディジタルフィルタ１３に入力されるディジタル音信号は、入力アナログ音信号の各サンプリング周期Δｉ内の各サンプリング時刻ｔｉ（ｉは自然数）における信号値をサンプリングして、これを量子化したディジタル信号値の列として与えられる。
そして、図７のステップＳ３１で、これらディジタル変換された各音信号を各周波数帯域成分へと分割して生成された各周波数帯域信号もまた、図９（Ａ）に示すように同様の形式のディジタル信号、すなわち各時刻ｔｉにおける当該周波数帯域における信号強度を示すディジタル信号値の列として与えられる。
【００５５】
図示するとおり、周波数帯域信号は、その各サンプリング時刻であるｔ３、ｔ５、ｔ８、ｔ１１、ｔ１４、ｔ１７、ｔ２０、ｔ２３、ｔ２６、ｔ２９、ｔ３２、ｔ３５、ｔ３８及びｔ４１において、ちょうどその絶対値が所定の第１閾値Ｖｔ１を超えた値をとる。ここに、第１閾値の例としてＶｔ１＝１００とする。
【００５６】
また、時刻ｔ２及びｔ４、時刻ｔ４及びｔ６、時刻ｔ７及びｔ９、時刻ｔ１０及びｔ１２、時刻ｔ１３及びｔ１５、時刻ｔ１６及びｔ１８、時刻ｔ１９及びｔ２１、時刻ｔ２２及びｔ２４、時刻ｔ２５及びｔ２７、時刻ｔ２８及びｔ３０、時刻ｔ３１及びｔ３３、時刻ｔ３４及びｔ３６、時刻ｔ３７及びｔ３９、時刻ｔ４０及びｔ４２は、それぞれ、時刻ｔ３、ｔ５、ｔ８、ｔ１１、ｔ１４、ｔ１７、ｔ２０、ｔ２３、ｔ２６、ｔ２９、ｔ３２、ｔ３５、ｔ３８及びｔ４１の前後のサンプリング周期内の時刻である。
入力信号のこれら各時刻と各時刻における信号値とを、下記表１の第１列と第２列とにそれぞれ示す。
【００５７】
【表１】
2006023222.tif 000003
【００５８】
図８（Ａ）の閾値チェックステップＳ４１に対応する図８（Ｂ）に示すサブルーチンでは、ステップＳ５１において、各時刻ｔｉについてその時刻ｔｉの信号値Ｖの絶対値が第１閾値Ｖｔ１を超えるとき、その時刻ｔｉを含むサンプリング周期Δｉ（以下単に「区間Δｉ」と記す）を選択する。選択された区間を図９（Ｂ）に示す。
各時刻を含む区間Δｉの選択状態は、前記作業領域用記憶部２５に設けられた２値データテーブル１（以下単に「テーブル１」と記す）に記憶される。テーブル１の内容を、前記表１の第３列及び第４列に示す。
テーブル１は、区間Δｉと区間Δｉに対する選択状態とをそれぞれ記憶するテーブルであり、選択状態は状態「ＯＮ」で示され、被選択状態はＯＦＦで示される（後述する他のテーブルについても同様とする）。
【００５９】
図９（Ａ）の例では、区間Δ３〜Δ５、Δ８〜Δ１１、Δ１４〜Δ１７、Δ２０〜Δ２３、Δ２６〜Δ２９、Δ３２〜Δ３５及びΔ３８〜Δ４１の区間で、信号値Ｖの絶対値が第１閾値Ｖｔ１を超えているためこれらの区間が選択される。
【００６０】
図８（Ａ）の連続性チェックステップＳ４２に対応する図８（Ｃ）に示すサブルーチンでは、ステップＳ５２において、各時刻ｔｉについてその時刻ｔｉの信号値Ｖの絶対値が第１閾値Ｖｔ１以下となる連続区間であって、かつその区間長が所定長Δｔ１より短い区間Δｉが選択される。
【００６１】
図９（Ｂ）の例では、区間Δ６〜Δ７、Δ１２〜Δ１３、Δ１８〜Δ１９、Δ２４〜Δ２５、Δｔ３６〜Δ３７で、信号値が第１閾値Ｖｔ１以下でありかつその区間長が所定長Δｔ１より短いため選択される。一方で区間Δ３０〜Δ３１の区間でも信号値が第１閾値Ｖｔ１以下であるが区間長が所定長Δｔ１より長いため、ここでは選択されない。
【００６２】
その後ステップＳ５３において、ステップＳ５１及びＳ５２で選択された区間が合成されて選択される。そしてその選択状態は、前記作業領域用記憶部２５に設けられた２値データテーブル２（以下単に「テーブル２」と記す）に記憶される。
選択状態を図９（Ｃ）に示し、テーブル２の内容を表１の第３列及び第５列に示す。
【００６３】
図８（Ａ）の区間長チェックルーチンＳ４３に対応する図８（Ｄ）に示すサブルーチンでは、ステップＳ５４において、前記ステップＳ５３で構成した区間のうち区間長がΔｔ２より短い区間を選択する。図９（Ｃ）の例では、区間Δ３〜Δ２９の区間長はΔｔ２より長く、区間Δ３２〜Δ４１の区間長はΔｔ２より短い。したがって区間Δ３２〜Δ４１だけが選択される。選択状態は、前記作業領域用記憶部２５に設けられた２値データテーブル３（以下単に「テーブル３」と記す）に記憶される。選択状態を図９（Ｄ）に示し、テーブル３の内容を表１の第３列及び第６列に示す。
【００６４】
以上ステップＳ５１〜Ｓ５４により、信号の振幅が所定の閾値レベルを超えるが、その存続時間が所定長Δｔ２に対応する時間より短い連続音を選択することができる。したがって所定長Δｔ１を周波数帯域信号の周波数に基づいて適切に選び、及びΔｔ２を被検査音について想定される最小持続時間に基づいて適切に選ぶことにより、存続時間が所定長Δｔ２より短い雑音成分を選択することが可能となり、これに続くステップＳ４４でこの雑音成分を減衰することができる。
【００６５】
また、区間長チェックルーチン４３に代えて、連続性チェックルーチンＳ４２で選択された連続信号部分のうち、その区間の区間長が所定長Δｔ２以上の区間を選択してから、選択状態と被選択状態を反転して作業領域用記憶部２５にテーブルとして記憶し（図４（Ｅ）参照）、続く信号減衰ステップＳ４４において、図７の信号分割ステップ（Ｓ３１）において分割された各周波数帯域信号のうち選択した区間の信号値を減衰又は消去することとしてよい。
これは、異音検査対象とする摩擦音は、連続性チェックステップＳ４２で選択された連続音信号部分のうち、その区間の区間長が所定長Δｔ２以上の区間に含まれているため、この区間以外の区間ごと信号を減衰させることにより、これに含まれる雑音成分も減衰することが可能となるからである。
【００６６】
図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）及び図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）を参照して本発明に係る音信号処理方法の代替実施例を以下に説明する。
図１０（Ａ）は図８（Ａ）に示す閾値チェックステップＳ４１に対応する代替実施例に係るサブルーチンのフローチャートであり、図５（Ｂ）は図８（Ａ）に示す連続性チェックステップＳ４２に対応する代替実施例に係るサブルーチンのフローチャートであり、図５（Ｃ）は図８（Ａ）に示す区間長チェックステップＳ４３に対応する代替実施例に係るサブルーチンのフローチャートである。
【００６７】
また、図１１（Ａ）は図９（Ａ）と同じ周波数帯域信号のタイムチャートであり、図１１（Ｂ）〜（Ｄ）は、それぞれ入力された被検査音に対して図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）のフローチャートに示す処理で行われる区間選択の状態を表す。
【００６８】
図１０（Ａ）に示す閾値チェックルーチンＳ４１（Ｓ５５）では、演算器２１は、周波数帯域信号のうち、信号レベルの絶対値Ｖが所定の閾値レベルＶｔ１以下の信号部分の区間を選択する。すなわち各時刻ｔｉについてその時刻ｔｉの信号値Ｖの絶対値が第１閾値Ｖｔ１以下のとき、その時刻ｔｉを含むサンプリング周期（区間）Δｉを選択する。
図１１（Ａ）の例では、区間Δ１〜Δ２、Δ６〜Δ７、Δ１２〜Δ１３、Δ１８〜Δ１９、Δ２４〜Δ２５、Δ３０〜Δ３１、Δ３６〜Δ３７、及びΔ４２〜Δ４３の区間で、信号値Ｖの絶対値が第１閾値Ｖｔ１以下となり、これらの区間が選択される。選択された区間はテーブル１に記憶される。区間の選択状態を図１１（Ｂ）に示し、テーブル１の内容を表２の第３列及び第４列に示す。
【００６９】
【表２】
2006023222.tif 000004
【００７０】
図１０（Ｂ）に示す連続性チェックルーチンＳ４２（Ｓ５６）では、閾値チェックルーチンＳ４１で選択した区間のうち、その区間長が所定長Δｔ１以上の区間を選択する。これにより所定の閾値レベルより大きい連続音以外の信号部分の区間が選択される。
図１１（Ｂ）の例では、区間Δ１〜Δ２、Δ３０〜Δ３１、及びΔ４２〜Δ４３の区間長はΔｔ１より長く、これらの区間Δ３２〜Δ４１が選択される。
選択された区間はテーブル２に記憶される。区間の選択状態を図１１（Ｃ）に示し、テーブル２の内容を表２の第３列及び第５列に示す。
【００７１】
図１０（Ｃ）に示す区間長チェックルーチンＳ４３（Ｓ５７）では、連続性チェックルーチンＳ４２（Ｓ５６）で選択されない区間のうち、区間長が所定長Δｔ２より短い区間を選択する。これにより、周波数帯域信号の振幅レベルが所定の閾値レベルを超えるが、その存続時間が所定長Δｔ２に対応する時間より短い連続音である雑音成分を選択することができる。
【００７２】
図１１（Ｃ）の例では、区間Δ３〜Δ２９及びΔ３２〜Δ４１が連続性チェックルーチンＳ４２（Ｓ５６）で選択されなかったが、そのうち区間Δ３２〜Δ４１の区間長が所定長Δｔ２より短いので、区間Δ３２〜Δ４１が選択される。
選択された区間はテーブル３に記憶される。区間の選択状態を図１１（Ｄ）に示し、テーブル３の内容を表２の第３列及び第６列に示す。
【００７３】
以上ステップＳ５５、Ｓ５６、Ｓ５７によっても、振幅レベルが所定の閾値レベルを超えるが、その存続時間が所定長Δｔ２に対応する時間より短い連続音を選択することができる。
【００７４】
区間長チェックルーチンＳ４３（または、ステップＳ５７）に代えて、連続性チェックルーチンＳ４２（Ｓ５６）で選択されない区間のうち、区間長が所定長Δｔ２以上の区間を選択してから、選択状態と被選択状態を反転して作業領域用記憶部２５にテーブルとして記憶し（図６（Ｅ）参照）、続く信号減衰ルーチンＳ５４において、図７の信号分割ステップ（Ｓ３１）において分割された各周波数帯域信号のうち選択した区間の信号値を減衰又は消去することとしてよい。
【００７５】
図１２に示すように、図３の異音検査ステップ（Ｓ３）は、信号分割ステップ（Ｓ３１）とスパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）の順序を入れ替えてもよい。すなわち、ディジタルフィルタ１３の演算器２１は、スパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）において、音信号入力ステップ（Ｓ２）にて入力され原音記憶部２４に記憶される音信号のうち、所定のレベル以上の音圧を有しかつその存続時間が所定時間以下となる音信号部分を低減したのち、係る音信号を信号分割ステップ（Ｓ３１）にて各周波数帯域信号に分割することとしてよい。
【００７６】
各周波数帯域信号のそれぞれと音信号とは同じ形式のディジタル信号に生成することが可能であり、よって音信号に対するスパイク雑音低減処理は、図８〜図１１を参照して説明した各周波数帯域信号のそれぞれに対するスパイク雑音低減処理と同様に行うことが可能であるため、ここに説明を省略する。
【００７７】
次にステップＳ３３における重ね合わせ雑音除去処理方法を図１３〜図１８を参照して説明する。
図１３は、は重ね合わせ雑音除去処理ステップ（Ｓ３３）の全体フローチャートであり、図１４は、信号分割ステップ（Ｓ３１）により各周波数帯域信号に分割され、スパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）にてそれぞれスパイク雑音が低減された各周波数帯域信号の波形図を示す。ここに図１４（Ａ）は、第１回目に採取した音信号を各周波数帯域１〜６に分割した各周波数帯域信号の波形図を示し、図１４（Ｂ）は、第２回目に採取した音信号を各周波数帯域１〜６に分割した各周波数帯域信号の波形図を示す。
【００７８】
ステップＳ６１において、ディジタルフィルタ１３内の演算器２１は、後述に例示する方法によって、各音信号について同じ周波数帯域の周波数帯域信号同士を比較する。そして、２つの音信号の双方について周波数帯域信号が存在する信号区間（時間区間）を各帯域ごとに検出する。
図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示す例では、周波数帯域２、４及び５のそれぞれの信号区間６１、６２及び６３には２つの音信号の双方について周波数帯域信号が存在するが、図１４（Ａ）に示す周波数帯域３、４及び５のそれぞれの信号区間６４、６５及び６５には、１回目に採取した音信号については周波数帯域信号が存在するが２回目に採取した音信号については周波数帯域信号が存在しない。
【００７９】
反対に、図１４（Ｂ）に示す周波数帯域１の信号区間７１、周波数帯域２の信号区間７２、周波数帯域３の信号区間７３〜７５、周波数帯域４の信号区間７６、周波数帯域５の信号区間７７及び７８、並びに周波数帯域６の信号区間７９には、２回目に採取した音信号については周波数帯域信号が存在するが１回目に採取した音信号については周波数帯域信号が存在しない。
【００８０】
ここで、各音信号に含まれる真正な各被検査音（摺動部３によって発生させた被検査音）はそれぞれの音信号中の同じ時刻に存在し、かつ両者は同じ周波数特性を持つので、真正な各被検査音は複数回取得された全ての音信号について、同時刻に同じ周波数帯に信号成分を含む。したがって、演算器２１は、これら２つの音信号の双方について周波数帯域信号が存在する周波数帯域２、４及び５のそれぞれの信号区間６１、６２及び６３を真正な被検査音を含む信号区間として検出する。
【００８１】
ステップＳ６２において、演算器２１は、ステップＳ６１で検出した各信号区間に存在する各周波数帯域信号のみを、前記２回採取された各音信号のいずれかから抽出する。これによりステップＳ５４で検出した信号区間以外の信号区間に存在する音信号（ノイズ成分）が除去される。このように抽出された周波数帯域信号を図１５に示す。演算器２１は、抽出した各周波数帯域信号を後段の判定器１４に出力することとしてもよく。またはこれら抽出した各周波数帯域信号を離散ウェーブレット逆変換によって音信号に合成（復元）して後段の判定器１４に出力することとしてもよい。
判定器１４は、図７のステップＳ３４において、ディジタルフィルタ１３により抽出された周波数帯域信号又は復元された音信号に基づいて、例えばその摩擦音の音圧レベルと存続時間の積（時間積分値）が大きい場合には採取した被検査音が異音であると判定し、それ以外の場合には採取した被検査音が正常な摩擦音であると判定する。
【００８２】
図１６は、上記ステップＳ６１にて、各音信号について同じ周波数帯域の周波数帯域信号同士を比較するため方法の具体例を示すフローチャートである。図１７（Ａ）は、スパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）にてそれぞれスパイク雑音が低減された、ある周波数帯域における周波数帯域信号のタイムチャートである。
【００８３】
図１７（Ａ）に示すように、周波数帯域信号は、サンプリング時刻であるｔ３、ｔ５、ｔ８、ｔ１１、ｔ１４、ｔ１７、ｔ２０、ｔ２３、ｔ２６及びｔ２９において、その絶対値が所定の閾値Ｖｔ２を超えるものとする。なおＶｔ２＝１００として以下説明を続ける。なお、時刻ｔ３２〜ｔ４１における周波数帯域信号は、前段のスパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）によって、その信号値が低減されている。
【００８４】
また、時刻ｔ２及びｔ４、時刻ｔ４及びｔ６、時刻ｔ７及びｔ９、時刻ｔ１０及びｔ１２、時刻ｔ１３及びｔ１５、時刻ｔ１６及びｔ１８、時刻ｔ１９及びｔ２１、時刻ｔ２２及びｔ２４、時刻ｔ２５及びｔ２７、時刻ｔ２８及びｔ３０、時刻ｔ３１及びｔ３３、時刻ｔ３４及びｔ３６、時刻ｔ３７及びｔ３９、時刻ｔ４０及びｔ４２は、それぞれ、時刻ｔ３、ｔ５、ｔ８、ｔ１１、ｔ１４、ｔ１７、ｔ２０、ｔ２３、ｔ２６、ｔ２９、ｔ３２、ｔ３５、ｔ３８及びｔ４１の、前後のサンプリング時刻である。
これら各時刻と各時刻における周波数帯域信号の信号値とを、下記表３の第１列と第２列とにそれぞれ示す。
【００８５】
【表３】
2006023222.tif 000005
【００８６】
まず、図１６のステップＳ７１において、各音信号の各周波数帯域について、各サンプリング時刻ｔｉの周波数帯域信号の信号値Ｖの絶対値が閾値Ｖｔ２を超えるとき、そのサンプリング時刻ｔｉを含むサンプリング周期Δｉ（以下単に「区間Δｉ」と記す）を選択する。選択された区間を図１７（Ｂ）に示す。各区間Δｉの選択状態は、前記作業領域用記憶部２５に設けられた２値データテーブル４（以下単に「テーブル４」と記す）に記憶される。テーブル４の内容を、前記表３の第３列及び第４列に示す。
【００８７】
図１７（Ａ）の例では、区間Δ３〜Δ５、Δ８〜Δ１１、Δ１４〜Δ１７、Δ２０〜Δ２３及びΔ２６〜Δ２９の区間で、信号値Ｖの絶対値が閾値Ｖｔ２を超えており、これらの区間が選択される。
【００８８】
続くステップＳ７２において、各音信号の各周波数帯域について、周波数帯域信号Ｖの絶対値が閾値Ｖｔ２以下となる連続区間であって、かつその区間長が所定長Δｔ３より短い区間に含まれる区間Δｉを選択する。
図７（Ｂ）の例では、区間Δ６〜Δ７、Δ１２〜Δ１３、Δ１８〜Δ１９、Δ２４〜Δ２５で、信号値の絶対値が閾値Ｖｔ２以下であり区間長がかつその所定長Δｔ３より短いため選択される。
【００８９】
その後ステップＳ７３において、各音信号の各周波数帯域毎に、ステップＳ７１及びＳ７２で選択された区間が合成される。そしてその選択状態は、前記作業領域用記憶部２５に設けられた２値データテーブル５（以下単に「テーブル５」と記す）に記憶される。
選択状態を図１７（Ｃ）に示し、テーブル５の内容を表３の第３列及び第５列に示す。
【００９０】
上記Ｓ７１〜Ｓ７３までの処理によって、テーブル５には、各音信号の各周波数帯域毎に、各周波数帯域信号の信号が存在する信号区間及び信号が存在しない信号区間とを、それぞれ「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」の２値データで表現する区間選択データが形成される。上記Ｓ７１〜Ｓ７３までの処理を、それぞれ図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に例示した２回の音信号に係る周波数帯域信号に適用した結果を図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示す。
【００９１】
そして、ステップＳ７４において、これら２回の音信号の同じ周波数帯域同士でステップＳ７３で合成した区間同士の論理積を求めることにより、図１８（Ｃ）に示すとおり２つの音信号の双方に周波数帯域信号が存在する信号区間を各帯域ごとに検出する。
【００９２】
図１９は、本発明の実施例に係る異音検査方法の代替例の全体フローチャートであり、図２０は図１９に対応して実行される異音検査ステップＳ３のフローチャートである。図１９に示す異音検査方法では、雑音成分を低減及び除去した周波数帯域信号を音信号に復元して、この復元された音信号に基づきステップＳ６の正当性検証を行う。
このため、ディジタルフィルタ１３内の演算器２１は、スパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）及び重ね合わせ雑音除去処理ステップ（Ｓ３３）を経た周波数帯域信号を離散ウェーブレット逆変換などにより音信号に復元して、検査結果検証器１７に出力することとしてよい。
または、ディジタルフィルタ１３はスパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）及び重ね合わせ雑音除去処理ステップ（Ｓ３３）を経た周波数帯域信号を検査結果検証器１７に出力し、検査結果検証器１７内の演算器３１は、この周波数帯域信号を音信号に復元することとしてよい。
【００９３】
そして、検査結果検証器１７内の演算器３１は、図４の信号変換ステップＳ２１において、復元された音信号を連続ウェーブレット変換などにより時間周波数信号に変換して、後段処理Ｓ２２〜Ｓ２７を実行して異音検査の正当性を検証することとしてよい。
なお、この代替実施例における検査結果検証器１７の検証方法は、図４を参照して上記説明した方法と同様であり、ディジタルフィルタ１３によるスパイク雑音低減処理方法は、図８〜１２を参照して上記説明した方法と同様であり、ディジタルフィルタ１３による重ね合わせ雑音除去処理方法は、図１３〜図１８を参照して上記説明した方法と同様であるため、ここに説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、検査対象から生じる被検査音に含まれる異音を検出して検査対象を検査する異音検査方法及び異音検査装置に利用可能であり、特に、検査対象の摺動部から生じる摩擦音に含まれる異音を検出して検査対象を検査する異音検査方法及び異音検査装置に利用可能である。さらに、このような音信号検査においてその検査結果を検証することが可能な音信号検査方法及び音信号検査装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施例に係る異音検査装置の全体構成図である。
【図２】（Ａ）は、図１のディジタルフィルタの構成図であり、（Ｂ）は、図１の検査結果検証器の構成図である。
【図３】本発明の実施例に係る異音検査方法の全体フローチャートである。
【図４】図３の正当性検証ステップ（Ｓ６）を実現するサブルーチンのフローチャートである。
【図５】図４の正当性検証ルーチンの説明図（その１）である。
【図６】図４の正当性検証ルーチンの説明図（その２）である。
【図７】図３の異音検査ステップ（Ｓ３）を実現するサブルーチンのフローチャートである。
【図８】スパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）フローチャートである。
【図９】図８に示すフローチャートによるスパイク雑音低減方法の説明図である。
【図１０】スパイク雑音低減処理ステップ（Ｓ３２）の代替例のフローチャートである。
【図１１】図１０に示すフローチャートによるスパイク雑音低減方法の説明図である。
【図１２】図７に示す異音検査ステップの第１代替例のフローチャートである。
【図１３】重ね合わせ雑音低減処理ステップ（Ｓ３３）フローチャートである。
【図１４】（Ａ）は、第１回目に採取した音信号を各周波数帯域に分割した各周波数帯域信号の波形図を示し、（Ｂ）は、第２回目に採取した音信号を各周波数帯域に分割した各周波数帯域信号の波形図を示す。
【図１５】図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示す信号に基づき本発明により真正信号を抽出した波形図である。
【図１６】図１３のフローチャートのステップＳ６１を実現するルーチンのフローチャートである。
【図１７】図１６に示すフローチャートによる周波数帯域信号の処理方法の説明図である。
【図１８】（Ａ）は図１７に示す方法により図１４（Ａ）に示す周波数帯域信号を処理した信号のタイムチャートであり、（Ｂ）は同様に図１４（Ｂ）に示す周波数帯域信号を処理した信号のタイムチャートであり、（Ｃ）は（Ａ）及び（Ｂ）に示す信号同士の論理積を得た信号のタイムチャートである。
【図１９】本発明の実施例に係る異音検査方法の代替例の全体フローチャートである。
【図２０】図７に示す異音検査ステップの第２代替例のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１    異音検査装置
４    検査対象
１３    ディジタルフィルタ
１７    検査結果検証器
２１、３１    演算器
２２、３２    データバス
２３、２４、２５、３３、３４、３５    記憶部
【図１】
2006023222.tif 000006
【図２】
2006023222.tif 000007
【図３】
2006023222.tif 000008
【図４】
2006023222.tif 000009
【図６】
2006023222.tif 000010
【図７】
2006023222.tif 000011
【図８】
2006023222.tif 000012
【図９】
2006023222.tif 000013
【図１０】
2006023222.tif 000014
【図１１】
2006023222.tif 000015
【図１２】
2006023222.tif 000016
【図１３】
2006023222.tif 000017
【図１４】
2006023222.tif 000018
【図１５】
2006023222.tif 000019
【図１６】
2006023222.tif 000020
【図１７】
2006023222.tif 000021
【図１８】
2006023222.tif 000022
【図１９】
2006023222.tif 000023
【図２０】
2006023222.tif 000024
【図５】
2006023222.tif 000025