(57)【要約】【課題】音に基づいてその音源に異常があるか否かの判断する際に、熟練者でなくても正しく判断できるようにする。【解決手段】以下の音信号取得部および強調処理部を有する信号処理装置を提供する。音信号取得部は、異常の有無の判断対象となる音源から発せられた音を表す音信号を取得する。強調処理部は、音信号取得部により取得された音信号の任意の時点における任意の周波数のスペクトル強度を示す時間周波数情報に音の特徴を際立たせる強調処理を施す。この強調処理には、時間周波数情報においてスペクトル強度が所定時間以上連続して閾値以上となっている周波数についてはスペクトル強度をそのままの値とし、そうでない周波数についてはスペクトル強度を当該閾値未満の所定の値に置き換える連続性判定処理が含まれる。【選択図】図１
2018038606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音信号を取得する音信号取得部と、
前記音信号取得部により取得された音信号の任意の時点における任意の周波数のスペクトル強度を示す時間周波数情報に音の特徴を際立たせる強調処理を施す強調処理部と、を有し、
前記強調処理は、前記時間周波数情報においてスペクトル強度が所定時間以上連続して閾値以上となっている周波数についてはスペクトル強度をそのままの値とし、そうでない周波数についてはスペクトル強度を前記閾値未満の所定の値に置き換える連続性判定処理を含む
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記強調処理は、前記連続性判定処理の処理結果に対してスペクトル強度が第２の閾値未満の周波数におけるスペクトル強度を前記第２の閾値未満の所定の値に置き換える閾値判定処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記強調処理は、前記連続性判定処理に先立って実行される処理であって、任意の時刻におけるスペクトル包絡を前記時間周波数情報から抽出するスペクトル包絡抽出処理を含み、前記連続性判定処理では前記スペクトル包絡抽出処理にて抽出されたスペクトル包絡における各周波数のスペクトル強度を前記閾値との比較対象とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記強調処理の施された時間周波数情報の特徴を表す特徴量を抽出する特徴量抽出部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記特徴量抽出部は、前記強調処理を施された時間周波数情報を行方向が時間軸に対応し列方向が周波数軸に対応する二次元行列で表した場合における当該二次元行列に非負値行列因子分解を施して得られる基底ベクトルを前記特徴量として抽出することを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
音信号を取得する音信号取得ステップと、
前記音信号取得ステップにて取得された音信号の任意の時点における任意の周波数のスペクトル強度を示す時間周波数情報に、音の特徴を際立たせる強調処理を施す強調処理ステップと、を含み、
前記強調処理には、
前記時間周波数情報においてスペクトル強度が所定時間以上連続して閾値以上となっている周波数についてはスペクトル強度をそのままの値とし、そうでない周波数についてはスペクトル強度を前記閾値未満の所定の値に置き換える連続性判定処理が含まれる
ことを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音に基づいてその音源の異常を判断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音に基づいてその音源に異常があるか否かを判断することの一例として、血液透析患者の身体のシャント周辺の音（以下、シャント音）を聴診器で聴き取ってシャントが詰まっていないかを判断することが挙げられる。血液透析とは、身体にたまった老廃物等を腎機能の低下等により充分に除去することができなくなった患者の血管から血液を毎分２００ｃｃほど引き出して透析器により浄化した後に再度その血液を患者の血管に戻すことを言う。シャントとは、血液透析を行う際に十分な血液量を体外へ引き出せるように動脈と静脈とを手術によりつなぎ合わせた血管のことを言う。
【０００３】
血液透析患者は、週に３日程度の頻度で血液透析を受ける必要があり、シャントにつまりが発生すると血液透析に支障が生じる。ここで、シャントにつまりが発生すると、つまりのない正常な場合に比較してシャント音に８００Ｈｚ程度の周波数の弱く連続する高音が含まれるようになることが知られている（非特許文献１参照）。そこで、シャント音の聴感（上記高音が聴こえるか否か）からシャントに異常があるか否かを判断するために血液透析患者には担当医師から聴診器が渡されることが一般的である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】加藤初弘、鈴木裕、深澤瑞也、阪田治、服部遊、「逐次細分化自己組織化マップを用いたシャント音の分類と狭窄スクリーニング法の提案」、電子情報通信学会論文誌  Ｄ、社団法人電子情報通信学会、２０１２年、Vol.J95-D、No.1、pp.139-148
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シャント音の聴感から異常の有無を判断することは可能であるが、熟練者でないと、その判断は困難である。また、シャント音のスペクトル等を視覚により観察して異常の有無を判断することも可能ではあるが、やはり熟練者でないと難しい。このように音に基づいて音源の異常の有無を判断することは熟練者でないと難しいといった問題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、第１の目的は熟練者でなくても、音に基づいてその音源に異常があるか否かを判断できるようにすることであり、第２の目的は診断者によらず客観的かつ正確に音源の異常の有無を判断できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、以下の音信号取得部および強調処理部を有する信号処理装置を提供する。音信号取得部は、音信号を取得する。音信号取得部の具体例としてはマイクロフォンなどの収音装置、或いは音信号が記録された記録媒体（例えばＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）等）から当該音信号を読み出す記録媒体読み出し装置、インターネットなどの通信回線経由で伝送される音信号を受信する通信回路が挙げられる。本発明では、音信号取得部は、異常の有無の診断対象となる音源から発せられた音を表す音信号の取得に用いられる。
【０００８】
強調処理部は、音信号取得部により取得された音信号の任意の時点における任意の周波数のスペクトル強度を示す時間周波数情報に音の特徴を際立たせる強調処理を施す。時間周波数情報の具体例としては、音信号取得部により取得された音信号を所定時間長のフレームに区切ってフレーム毎に時間周波数変換（例えば、単時間フーリエ変換、以下、「ＳＴＦＴ」）を施すことで得られる情報をフレームの時刻順に並べた情報が挙げられる。音信号取得部により取得される音信号が音の時間波形を表すアナログ信号である場合には、当該アナログ信号にＡ／Ｄ変換を施した後に時間周波数変換を施し、その後、上記強調処理を施せば良い。音信号取得部により取得される音信号が音の時間波形をサンプリングして得られるデジタル信号である場合には上記Ａ／Ｄ変換が不要であることは言うまでもない。また、音信号取得部により取得される音信号が上記各フレームのスペクトルを表す信号である場合には、時間周波数変換を省略して当該信号に強調処理を施せば良い。
【０００９】
本発明における強調処理には、時間周波数情報においてスペクトル強度が所定時間以上（例えば、Ｎ（Ｎは２以上の任意の自然数）フレーム以上）連続して閾値以上となっている周波数についてはスペクトル強度をそのままの値とし、そうでない周波数についてはスペクトル強度を閾値未満の所定の値（例えば、０）に置き換える連続性判定処理が含まれており、この点に本発明の特徴がある。例えば、シャント音に基づいてシャントの異常の有無を判断することに本発明を適用すれば、シャントに詰まりが発生した場合の特徴（８００Ｈｚ程度の周波数の弱く連続する高音）が上記強調処理により強調される。このため、上記強調処理の施された時間周波数情報の表す各フレーム（各時刻）のスペクトルを観察して視覚によりシャントの異常の有無を判断する際に、熟練者でなくても正しく判断することが可能になる。つまり、前述の第１の目的が達成される。また、上記強調処理を施された時間周波数情報を音の時間波形を表す信号に変換し、当該信号の表す音の聴感からシャントの異常の有無を判断する場合も同様の効果が得られると考えられる。
【００１０】
より好ましい態様においては、強調処理は、連続性判定処理を経た時間周波数情報に対してスペクトル強度が第２の閾値未満の周波数におけるスペクトル強度を第２の閾値未満の所定の値に置き換える閾値判定処理を含むことを特徴とする。このような態様によれば、音の特徴を一層際立たせることが可能になる。また、さらに好ましい態様としては、ノイズ等の影響を回避するために、連続性判定処理に先立って実行される処理であって、任意の時刻におけるスペクトル包絡を時間周波数情報から抽出するスペクトル包絡抽出処理を上記強調処理に含めておき、連続性判定処理ではスペクトル包絡抽出処理にて抽出されたスペクトル包絡における各周波数のスペクトル強度を当該閾値との比較対象とすることが考えられる。スペクトル包絡抽出処理の具体例としては最大エントロピ法（以下、ＭＥＭ）が挙げられる。
【００１１】
さらに好ましい態様においては、強調処理の施された時間周波数情報の特徴を表す特徴量を抽出する特徴量抽出部を上記信号処理装置に設ける態様が考えられる。このような態様によれば、特徴量抽出部により抽出された特徴量を指標として音源の異常の有無を信号処理装置等の電子機器に客観的かつ正確に判断させることが可能になり、前述の第２の目的が達せられる。詳細については後述するが、特徴量抽出部により抽出する特徴量の具体例としては、強調処理を施された時間周波数情報を行方向が時間軸に対応し列方向が周波数軸に対応する二次元行列で表した場合における当該二次元行列に非負値行列因子分解（以下、ＮＭＦ）を施して得られる基底ベクトルが挙げられる。
【００１２】
本発明の別の態様としては、以下の音信号取得ステップと強調処理ステップとを含む信号処理方法を提供する。音信号取得ステップは、信号処理の対象となる音信号を取得するステップである。強調処理ステップは、音信号取得ステップにて取得された音信号の任意の時点における任意の周波数のスペクトル強度を示す時間周波数情報に、音の特徴を際立たせる強調処理を施すステップである。この強調処理には、時間周波数情報においてスペクトル強度が所定時間以上連続して閾値以上となっている周波数についてはスペクトル強度をそのままの値とし、そうでない周波数についてはスペクトル強度を前記閾値未満の所定の値に置き換える連続性判定処理が含まれ、この点に本発明の特徴が現れている。また、本発明のさらに別の態様としては、上記信号処理方法をＣＰＵ（Central Processing Unit）などのコンピュータに実行させる信号処理プログラムを提供する態様が考えられる。なお、このような信号処理プログラムの提供態様としては、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に書き込んで配布する態様や、インターネットなどの電気通信回線経緯のダウンロードにより配布する態様が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による信号処理装置１０の構成例を示す図である。
【図２】同信号処理装置１０の強調処理部２０１の構成例を示す図である。
【図３】正常シャント音のスペクトログラムの一例を示す図である。
【図４】異常シャント音のスペクトログラムの一例を示す図である。
【図５】強調処理部２０１による処理を経た正常シャント音のスペクトログラムの一例を示す図である。
【図６】強調処理部２０１による処理を経た異常シャント音のスペクトログラムの一例を示す図である。
【図７】強調処理部２０１による処理を経た正常シャント音の時間周波数情報から特徴量抽出部３０１の処理により抽出された基底ベクトルを説明するための図である。
【図８】強調処理部２０１による処理を経た異常シャント音の時間周波数情報から特徴量抽出部３０１の処理により抽出された基底ベクトルを説明するための図である。
【図９】強調処理部２０１による処理を経ていない正常シャント音のスペクトログラムから特徴量抽出部３０１の処理により抽出された基底ベクトルを説明するための図である。
【図１０】強調処理部２０１による処理を経ていない異常シャント音のスペクトログラムから特徴量抽出部３０１の処理により抽出された基底ベクトルを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態による信号処理装置１０の構成例を示す図である。信号処理装置１０は、血液透析患者のシャントに異常があるか否かをシャント音に基づいて客観的かつ正確に判断する装置である。図１に示すように、信号処理装置１０は、音信号取得部１０１、強調処理部２０１、特徴量抽出部３０１、および識別部４０１を有する。
【００１５】
音信号取得部１０１は、信号処理装置１０のユーザ（すなわち、シャントの異常の有無の診断対象となる血液透析患者）のシャント音の音信号を取得する装置である。本実施形態における音信号取得部１０１はマイクロフォンであり、シャント音を収音してその時間波形を表すアナログ信号を上記音信号として強調処理部２０１へ出力する。
【００１６】
強調処理部２０１、特徴量抽出部３０１および識別部４０１はＤＳＰ（Digital Signal Processor）或いはＣＰＵなどのコンピュータを信号処理プログラムにしたがって作動させることで実現される機能部である。強調処理部２０１、特徴量抽出部３０１および識別部４０１の役割は以下の通りである。
【００１７】
強調処理部２０１は、音信号取得部１０１により取得された音信号の時間周波数情報（任意の時点における任意の周波数のスペクトル強度を示す情報）に異常シャント音の特徴を際立たせる強調処理を施して特徴量抽出部３０１へ出力する。この強調処理には、時間周波数情報においてスペクトル強度が所定時間以上連続して閾値以上となっている周波数についてはスペクトル強度をそのままの値とし、そうでない周波数についてはスペクトル強度を閾値未満の所定の値（例えば、０）に置き換える連続性判定処理が含まれる。以下、強調処理部２０１が実行する強調処理について説明する。
【００１８】
図２は、強調処理の流れを示すブロック図である。
図２に示すように本実施形態における強調処理には、時間周波数変換処理２０１ａ、平滑化処理２０１ｂ、連続性判定処理２０１ｃおよび閾値処理２０１ｄが含まれる。図２における時間周波数変換処理２０１ａは、音信号取得部１０１から強調処理部２０１へ出力された音信号を所定のサンプリング周期でサンプリングしてデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を一定時間長のフレームに区切って、フレーム毎にＳＴＦＴを施して時間周波数情報に変換する処理である。
【００１９】
平滑化処理２０１ｂは、時間周波数変換処理２０１ａによって得られた時間周波数情報の表す各フレームのスペクトルを周波数軸方向に平滑化してスペクトル包絡を表す信号に変換する処理である。本実施形態では、平滑化処理２０１ｂとしてＭＥＭが用いられるが、他の平滑化アルゴリズムを用いても勿論良い。平滑化処理２０１ｂは、突発的に発生したノイズ等による影響を緩和するための処理であり、必ずしも必須ではない。つまり、平滑化処理２０１ｂを省略し、時間周波数変換処理２０１ａに後続して連続性判定処理２０１ｃを実行しても良い。
【００２０】
図３は、シャントにつまりが発生していないときのシャント音（以下、正常シャント音）の音信号に上記時間周波数変換処理２０１ａおよび平滑化処理２０１ｂを施して得られた時間周波数情報を、縦軸を周波数軸、横軸を時間軸とする二次元座標平面に周波数成分の強度に応じたハッチング（強度が高いほど、線の密度が高いハッチング）を描画して得られるスペクトログラムの画像である。図４は、シャントにつまりが発生しているときのシャント音（以下、異常シャント音）を図３と同様に描画して得られるスペクトログラムの画像である。前述したように、異常シャント音には、８００Ｈｚ付近に正常シャント音にはない周波数成分が時間軸方向に連続して現れ、これが正常シャント音と異常シャント音の聴感上の差異（換言すれば、異常シャント音の特徴）となる。しかし、図３と図４とを対比すれば明らかように正常シャント音と異常シャント音との差異は微細であり、熟練者でなければ両者を視覚的に区別することは難しく、同様に聴覚的に区別することも難しい。本実施形態の強調処理に含まれる連続性判定処理２０１ｃおよび閾値処理２０１ｄは、異常シャント音の特徴を強調し、正常シャント音との区別を客観的かつ正確にできるようにするための処理である。
【００２１】
連続性判定処理２０１ｃは、時間周波数変換処理２０１ａにより得られた時間周波数情報においてスペクトル強度が所定時間以上（例えば、Ｎ（Ｎは２以上の任意の自然数）フレーム以上）連続して閾値以上となっている周波数についてはスペクトル強度をそのままの値とし、そうでない周波数についてはスペクトル強度を閾値未満の所定の非負値（例えば、０）に置き換える処理である。前述したように正常シャント音と異常シャント音との差異は８００Ｈｚ付近の周波数成分が時間軸方向に連続して現れるか否かであり、連続性判定処理２０１ｃは上記のように連続して現れる周波数成分を強調するための処理である。なお、上記閾値については異常シャント音に含まれる８００Ｈｚ付近の周波数成分の代表的な値（例えば、統計等により求めた値）に応じて定めるようにすれば良い。また、上記所定時間の時間長（例えば、連続するフレームの個数Ｎ）については、異常シャント音の特徴を強調できるように適宜実験等により定めるようにすれば良い。
【００２２】
閾値処理２０１ｄは、連続性判定処理２０１ｃを経た時間周波数情報に対してスペクトル強度が第２の閾値未満の周波数におけるスペクトル強度を第２の閾値未満の所定の非負値（例えば、０）に置き換える処理である。この閾値判定処理によって異常シャント音の特徴をさらに強調することができる。本実施形態では、連続性判定処理２０１ｃの処理結果と閾値処理２０１ｄの処理結果の積（直積）を表す信号が強調処理の処理結果を表す時間周波数情報として出力される。なお、第２の閾値については、異常シャント音の特徴をさらに強調できるように適宜実験等により定めるようにすれば良い。
以上が強調処理の処理内容である。
【００２３】
図５は、強調処理を経た正常シャント音のスペクトログラムを図３と同様に描画した図であり、図６は、強調処理部２０１による強調処理を経た異常シャント音のスペクトログラムを図４と同様に描画した図である。図５と図６との対比および図４と図６との対比より、正常シャント音と異常シャント音との差異である「８００Ｈｚ付近の周波数成分が時間軸方向に連続して現れている」点が強調されていることが判る。
【００２４】
特徴量抽出部３０１は、強調処理部２０１により強調処理を施された時間周波数情報から当該時間周波数情報の特徴を表す特徴量を抽出して識別部４０１に与える。このように、強調処理部２０１により強調処理を施された時間周波数情報から特徴量を抽出するのは、異常シャント音であるか否かを識別部４０１にて客観的かつ正確に判断できるようにするためである。
【００２５】
本実施形態の特徴量抽出部３０１は、上記特徴量として、強調処理を施された時間周波数情報を行方向が時間軸に対応し列方向が周波数軸に対応する二次元行列で表した場合における当該二次元行列にＮＭＦを施して得られる基底ベクトル、を抽出する。ＮＭＦでは、スペクトルグラムを表すＩ行Ｊ列（Ｉ，Ｊは共に２以上の自然数）の行列は、例えば両者の積が当該行列となる２つの行列に分解され、この分解により得られる一方の行列が基底ベクトルの行列となる。ＮＭＦを行う際には、分解対象の行列の成分が非負値であることが前提条件となるが、時間周波数情報を表す行列の（ｉ、ｊ）成分は、ｊ番目のフレームにおけるｉ番目の周波数の信号強度（すなわち、非負値）であり、上記前提条件を満たす。
【００２６】
図７は、強調処理部２０１による処理を経た正常シャント音の時間周波数情報から特徴量抽出部３０１の処理により抽出された基底ベクトルを示す図であり、図８は、強調処理部２０１による処理を経た異常シャント音の時間周波数情報から特徴量抽出部３０１の処理により抽出された基底ベクトルを示す図である。これに対して、図９は、強調処理部２０１による処理を経ていない正常シャント音の時間周波数情報から特徴量抽出部３０１の処理により抽出された基底ベクトルを示す図であり、図１０は、強調処理部２０１による処理を経ていない異常シャント音の時間周波数情報から特徴量抽出部３０１の処理により抽出された基底ベクトルを示す図である。図７〜図１０では、縦軸が周波数を表し、横軸は基底ベクトルの各々を区別する番号を表す。図７〜図１０では基底ベクトルに強く含まれる周波数成分ほど線の密度が高いハッチングで示されている。
【００２７】
図９と図１０とを参照すれば明らかように、強調処理を経ていない正常シャント音および異常シャント音の各時間周波数情報にＮＭＦを施したとしても、両時間周波数情報から得られる基底ベクトル間の差は明確ではない。しかし、図７および図８を参照すれば明らかように、強調処理を施した時間周波数情報にＮＭＦを施した場合は、両時間周波数情報から得られる基底ベクトル間の差が際立つことになる。例えば、図８における２番目の基底ベクトルには、異常シャント音の特徴である８００Ｈｚ付近の周波数に対応する成分が含まれているものの、図７における各基底ベクトルには当該成分は含まれていない。
【００２８】
識別部４０１は、特徴量抽出部３０１により抽出された特徴量（基底ベクトル）を解析し、音信号取得部１０１により取得された音信号の表すシャント音が異常シャント音であるか否かを判断し、その判断結果に応じた報知を行う。本実施形態の識別部４０１は、特徴量抽出部３０１により抽出された特徴量（基底ベクトル）に「８００Ｈｚ付近の周波数に対応する成分」を含むものが有る場合に異常シャント音と判断する。識別部４０１による報知は、例えば表示装置へのメッセージ（例えば、「シャントにつまりが発生しています」等の文字列メッセージ）の表示などの視覚に訴えるものであっても良いし、上記メッセージを読み上た音声或いはビープ音の放音など聴覚に訴えるものであっても良い。
以上が信号処理装置１０の構成である。
【００２９】
以上に説明した構成としたため、本実施形態の信号処理装置１０によれば、シャント音の時間周波数情報に異常シャント音の特徴を際立たせる強調処理を施した後に当該強調処理済の時間周波数情報の特徴を表す特徴量が抽出され、この特徴量に基づいて識別部４０１にてシャントの異常の有無が判断される。このため、本実施形態によれば、シャントに異常があるか否かをシャント音に基づいて客観的かつ正確に判断することが可能になる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、この実施形態に以下の変形を加えても良い。
（１）上記実施形態では、音信号取得部１０１として収音装置を用いたが、音信号が記録された記録媒体（例えばＣＤ−ＲＯＭやフラッシュＲＯＭ等）から当該音信号を読み出す記録媒体読み出し装置、或いはインターネットなどの通信回線経由で伝送される音信号を受信する通信回路を音信号取得部１０１として用いても良い。例えば、音信号取得部１０１として通信回路を用い、識別部４０１による識別結果を当該通信回路経由で音信号の送信元へ返信するようにすれば、シャント音の異常の有無の判断サービスを所謂ＡＳＰ形式で提供することが可能になる。
【００３１】
（２）上記実施形態では、音信号取得部１０１により取得される音信号がアナログ信号である場合について説明したが、音の時間波形をサンプリグして得られるデジタル信号であっても良く、この場合は強調処理部２０１におけるＡ／Ｄ変換を省略可能である。また、音信号取得部１０１により取得される音信号が時間周波数情報である場合には、時間周波数変換処理２０１ａも省略可能である。
【００３２】
（３）上記実施形態では、識別部４０１によりシャントの異常の有無を判断しその判断結果をユーザに報知したが、識別部４０１を省略しても良い。特徴量抽出部３０１により抽出された特徴量を表す画像を表示装置に表示させ、その画像を視覚的に観察することでユーザに異常の有無を判断させても良いからである。このような態様であっても、特徴量抽出部３０１により抽出された特徴量には、異常シャント音である場合にはその特徴が強く現れるため、シャント音そのものの聴感或いはシャント音そのものスペクトルの観察により判断する場合に比較して異常の有無を判断し易くなり、熟練者でなくても異常の有無を正確に判断できるようになる。
【００３３】
また、識別部４０１に加えて特徴量抽出部３０１を省略しても良い。強調処理部２０１により強調処理を施された時間周波数情報のスペクトログラムを表示装置に表示させ、その画像を視覚的に観察することでユーザに異常の有無を判断させても良いからである。このような態様であっても、異常シャント音である場合には強調処理部２０１の強調処理によりその特徴が強調され、シャント音そのものスペクトルの観察により判断する場合に比較して異常の有無を判断し易くなり、熟練者でなくても異常の有無を正確に判断できるようになるからである。さらに、閾値処理２０１ｄを省略し連続性判定処理２０１ｃのみで強調処理を構成しても良い。このような態様であっても、「時間的に連続する高周波成分を含む」という異常シャント音の特徴を強調することができ、正常シャント音との識別が容易になるからである。
【００３４】
つまり、本発明の信号処理装置は、音信号を取得する音信号取得部と、音信号取得部により取得された音信号の任意の時点における任意の周波数のスペクトル強度を示す時間周波数情報に音の特徴を際立たせる強調処理を施す強調処理部と、を有し、強調処理は、時間周波数情報においてスペクトル強度が所定時間以上連続して閾値以上となっている周波数についてはスペクトル強度をそのままの値とし、そうでない周波数についてはスペクトル強度を前記閾値未満の所定の値（後段でＮＭＦを行わないのであれば、非負値に限らず負の値でも良い）に置き換える連続性判定処理を含んでいれば良い。
【００３５】
また、音信号取得部と強調処理部とを１つの装置に設けるのではなく、これら各部をそれぞれ別個の装置に設け、それら装置を協働させることで本発明の信号処理装置として機能させても良い。音信号取得部および強調処理部の他に、特徴量抽出部を設ける場合、或いは特徴量抽出部と識別部を設ける場合も同様である。また、強調処理部についても同様に複数の装置の協働により実現しても良い。例えば、強調処理部における処理を連続性判定処理と閾値処理とで構成する場合、連続性判定処理と閾値処理とを夫々別個の装置に実行させるといった具合である。
【００３６】
要は、音信号を取得する音信号取得ステップと、音信号取得ステップにて取得された音信号の任意の時点における任意の周波数のスペクトル強度を示す時間周波数情報に、音の特徴を際立たせる強調処理を施す強調処理ステップと、を含み、強調処理には、時間周波数情報においてスペクトル強度が所定時間以上連続して閾値以上となっている周波数についてはスペクトル強度をそのままの値とし、そうでない周波数についてはスペクトル強度を前記閾値未満の所定の値に置き換える連続性判定処理が含まれることを特徴とする信号処理方法を実現できれば良く、上記各ステップの実行主体が１つの装置であるか、各々別個の装置であるかは問題ではない。
【００３７】
（４）上記実施形態では、シャント音に基づいてシャントに異常が発生しているか否かの判断への本発明の適用例を説明したが、本発明の適用対象はこれに限定されるもではない。例えば流体の流れる管につまりが発生しているか否かの判断にも同様に適用可能である。また、鉄道車両の車輪やレール等を金槌で打撃した際の音の聴感に基づいて車輪やレール等の被打撃体にひびが発生しているか否かを判断することにも、本発明を適用可能である。要は、異常が発生した場合に正常な状態では現れない連続的な周波数成分を含む音を発生させる音源の異常の有無を当該音源から発せられる音に基づいて判断する態様であれば、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…信号処理装置、１０１…音信号取得部、２０１…強調処理部、３０１…特徴量抽出部、４０１…識別部。
【図１】
2018038606.tif 000003
【図２】
2018038606.tif 000004
【図３】
2018038606.tif 000005
【図４】
2018038606.tif 000006
【図５】
2018038606.tif 000007
【図６】
2018038606.tif 000008
【図７】
2018038606.tif 000009
【図８】
2018038606.tif 000010
【図９】
2018038606.tif 000011
【図１０】
2018038606.tif 000012