(57)【要約】【課題】音響信号から水道使用時に発生する音を精度良く検出する。【解決手段】水道音検出装置は、第１の特徴検出部と、第２の特徴検出部と、水道音判定部とを備える。第１の特徴検出部は、蛇口との位置関係が変わらない態様で設置されたマイクで収音した音響信号に含まれる、蛇口から流出した水により発生する音を示す第１の音響特徴を検出する。第２の特徴検出部は、蛇口を含む水道管内で水が流れることにより発生する音を示す第２の音響特徴が音響信号に含まれるか否かを判定して第２の音響特徴を検出する。水道音判定部は、第１の音響特徴、及び第２の音響特徴の検出結果に基づいて、音響信号に水道使用時に発生する音が含まれるか否かを判定する。これにおいて、第２の特徴検出部は、音響信号の周波数スペクトルにおける水道管の形状により定まる周波数帯域の値が極大となる期間が所定期間継続した場合に、音響信号に第２の音響特徴が含まれると判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛇口との位置関係が変わらない態様で設置されたマイクロフォンで収音した音響信号に含まれる、前記蛇口から流出した水により発生する音を示す第１の音響特徴を検出する第１の特徴検出部と、
前記蛇口を含む水道管内で水が流れることにより発生する音を示す第２の音響特徴が前記音響信号に含まれるか否かを判定して前記第２の音響特徴を検出する第２の特徴検出部と、
前記第１の音響特徴、及び前記第２の音響特徴の検出結果に基づいて、前記音響信号に水道使用時に発生する音が含まれるか否かを判定する水道音判定部と、を備え、
第２の特徴検出部は、前記音響信号の周波数スペクトルにおける前記水道管の形状により定まる周波数帯域の値が極大となる期間が所定期間継続した場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする水道音検出装置。
【請求項２】
前記第２の特徴検出部は、前記音響信号の周波数スペクトルの周波数帯域のなかから、値が隣接する他の周波数帯域の値よりも大きく、かつ前記値の差が閾値以上となるピーク帯域を抽出するピーク抽出部と、前記周波数スペクトルの時間履歴において前記ピーク帯域に定常性があるか否かを判定する定常性判定部と、を含み、
当該第２の特徴検出部は、前記ピーク帯域に定常性がある場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の水道音検出装置。
【請求項３】
前記第２の特徴検出部は、前記定常性判定部において定常性があると判定された前記ピーク帯域と、前記水道管の形状により定まる前記周波数帯域との一致度を判定する一致度判定部、を更に含み、
当該第２の特徴検出部は、前記一致度が閾値以上である場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の水道音検出装置。
【請求項４】
前記水道音判定部は、前記音響信号のうちの、前記第１の音響特徴、及び第２の音響特徴を持つ区間を、水道使用時に発生する音が含まれる区間と判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の水道音検出装置。
【請求項５】
前記水道音検出装置は、前記蛇口から水を流出させた状態で収音した音響信号に基づいて、前記第２の音響特徴を学習する水道音学習部、を更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の水道音検出装置。
【請求項６】
前記水道音学習部は、前記音響信号の周波数スペクトルにおいて値が極大となる期間が所定期間継続した周波数帯域を示す情報を正解情報として学習し、
前記第２の特徴検出部は、前記正解情報に基づいて、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれるか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の水道音検出装置。
【請求項７】
前記水道音検出装置は、前記水道音判定部の判定結果に基づいて水道の使用状況を把握し、見守る対象である人物の安否を確認する安否確認部と、前記人物の安否の確認結果を含む情報を外部装置に通知する出力部と、を更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の水道音検出装置。
【請求項８】
コンピュータが、
蛇口との位置関係が変わらない態様で設置されたマイクロフォンで収音した音響信号に含まれる、前記蛇口から流出した水により発生する音を示す第１の音響特徴を検出するとともに、前記蛇口を含む水道管内で水が流れることにより発生する音を示す第２の音響特徴が前記音響装置に含まれるか否かを判定して前記第２の音響特徴を検出し、
前記第１の音響特徴、及び前記第２の音響特徴の検出結果に基づいて、前記音響信号に水道使用時に発生する音が含まれるか否かを判定する、処理を実行する水道音検出方法であって、
第２の音響特徴を検出する処理において、前記コンピュータは、前記音響信号の周波数スペクトルにおける前記水道管の形状により定まる周波数帯域の値が極大となる期間が所定期間継続した場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする水道音検出方法。
【請求項９】
蛇口との位置関係が変わらない態様で設置されたマイクロフォンで収音した音響信号に含まれる、前記蛇口から流出した水により発生する音を示す第１の音響特徴を検出するとともに、前記蛇口を含む水道管内で水が流れることにより発生する音を示す第２の音響特徴が前記音響信号に含まれるか否かを判定して前記第２の音響特徴を検出し、
前記第１の音響特徴、及び前記第２の音響特徴の検出結果に基づいて、前記音響信号に水道使用時に発生する音が含まれるか否かを判定する、処理をコンピュータに実行させる水道音検出プログラムであって、
第２の音響特徴を検出する処理は、前記音響信号の周波数スペクトルにおける前記水道管の形状により定まる周波数帯域の値が極大となる期間が所定期間継続した場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする水道音検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道音検出装置、水道音検出方法、及び水道音検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高齢者向け住宅等において生活する人物の安否を遠隔地で確認可能にする見守りシステムが増加している。見守りシステムの１つとして、見守る対象である人物が生活する住宅内で発生する生活音に基づいて、該住宅で生活する人物の安否を確認するものがある。この種の見守りシステムでは、住宅内に設置したマイクロフォンにより収音した音響信号から、家事、整容等の生活行動に伴って発生する音の成分を検出し、生活行動の異変の有無を判定する。音響信号から生活行動に伴って発生する音の成分を検出する方法の１つとして、音響信号における周波数特性と、生活行動に伴って発生する音の周波数特性に基づいて検出する方法がある（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００３】
住宅内で発生する生活音に基づいて、住宅内で生活する人物の安否を確認する場合、生活行動において欠かせない水道使用時の音を利用することで、見守る対象である人物の生活行動をより正確に確認することが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】大内一成、「スマートフォンを用いた生活行動認識−家の中も外もスマホで行動認識−」、情報処理、情報処理学会、2013年6月、Vol.54、No.6、p.578-581
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、生活行動に伴って発生する音のなかには、周波数特性が、水道使用時に発生する音の周波数特性と類似している音がある。このため、周波数特性に基づいて住宅内に設置したマイクロフォンで収音した音響信号に含まれる、水道を使用しない他の行動により発生した音を、水道使用時に発生する音として誤検出することがある。例えば、新聞紙がこすれる音（擦過音）の周波数特性は、水道使用時に発生する音の周波数特性と類似している。このため、見守る対象である人物が新聞を読んでいるときに、当該人物が水道を使用していると誤検出することがある。
【０００６】
１つの側面において、本発明は、音響信号から水道使用時に発生する音を精度良く検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様の水道音検出装置は、第１の特徴検出部と、第２の特徴検出部と、水道音判定部とを備える。第１の特徴検出部は、蛇口との位置関係が変わらない態様で設置されたマイクロフォンで収音した音響信号に含まれる、蛇口から流出した水により発生する音を示す第１の音響特徴を検出する。第２の特徴検出部は、蛇口を含む水道管内で水が流れることにより発生する音を示す第２の音響特徴が音響信号に含まれるか否かを判定して第２の音響特徴を検出する。水道音判定部は、第１の音響特徴、及び第２の音響特徴の検出結果に基づいて、音響信号に水道使用時に発生する音が含まれるか否かを判定する。これにおいて、第２の特徴検出部は、音響信号の周波数スペクトルにおける水道管の形状により定まる周波数帯域の値が極大となる期間が所定期間継続した場合に、音響信号に第２の音響特徴が含まれると判定する。
【発明の効果】
【０００８】
上述の態様によれば、音響信号から水道使用時に発生する音を精度良く検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る見守りシステムのシステム構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る水道音検出装置の機能的構成を示す図である。
【図３】正解情報の内容を説明する図である。
【図４】第１の実施形態に係る水道音検出装置が行う処理を説明するフローチャートである。
【図５】水道管内で水が流れることにより発生する音の音響特徴を検出する処理の内容を説明するフローチャートである。
【図６】パワーがピークとなる周波数帯域を抽出する処理の内容を説明するフローチャートである。
【図７Ａ】定常的なピークであるか否かを判定する処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。
【図７Ｂ】定常的なピークであるか否かを判定する処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。
【図８】水道音判定処理の内容を説明するフローチャートである。
【図９】音響信号のスペクトルにおける時間、周波数帯域、及びパワーの関係を説明する図である。
【図１０】ｎ番目のフレームにおけるピーク帯域の算出方法を説明するグラフ図である。
【図１１】ピークの定常性の判定方法を説明するグラフ図である。
【図１２】水道使用時の音響信号についてのスペクトルの例を示すグラフ図である。
【図１３】擦過音の音響信号についてのスペクトルの例を示すグラフ図である。
【図１４】水道音と擦過音との音響特徴の差異を説明する図である。
【図１５】正解情報の第１の変形例を説明する図である。
【図１６】正解情報の第２の変形例を説明する図である。
【図１７】第２の実施形態に係る水道音検出装置の機能的構成を示す図である。
【図１８】定常的にピークとなる周波数帯域を学習する処理の内容を説明するフローチャートである。
【図１９】コンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る見守りシステムのシステム構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係る見守りシステム１は、マイクロフォン（収音装置）２が接続された水道音検出装置３と、携帯端末４と、管理装置５と、を含む。当該見守りシステム１は、住宅６内における水道の使用状況に基づいて、住宅６で生活する人物８の安否を確認し、確認結果を携帯端末４に通知するものである。
【００１１】
マイクロフォン２は、住宅６内に設置される。マイクロフォン２の設置位置は、水栓（蛇口）６０１から水７が流出することにより発生する音を収音可能な位置であればよい。マイクロフォン２は、水道音検出装置３においてマイクロフォン２で収音した音響信号に基づく処理を行っている間、マイクロフォン２と水栓（蛇口６０１）との位置関係が変わらない態様で設置する。すなわち、マイクロフォン２は、水道音検出装置３においてマイクロフォン２で収音した音響信号に基づく処理を行っている間、マイクロフォン２からみた水栓６０１の方向θと、マイクロフォン２から水栓６０１までの距離とが変わらない態様で設置する。
【００１２】
水道音検出装置３は、マイクロフォン２で収音した音響信号に基づいて、住宅６内の水道が使用されている時間（言い換えると、水栓６０１から水７が流出している時間）を検出する。また、水道音検出装置３は、水道が使用されている時間帯や、１回の使用期間等の水道の使用状況に基づいて、住宅６内で生活する人物８の安否を確認する（判定する）。更に、水道音検出装置３は、インターネット或いは電話網等のネットワーク９を介して、人物８の安否の確認結果等の情報を所定の携帯端末４、及び管理装置５に通知する。例えば、所定の時間帯に水道を使用していない場合や、１回の使用時間が閾値以上となった場合、水道音検出装置３は、人物８に異変が生じた可能性のあることを通知するメッセージを携帯端末４。また、水道音検出装置３は、例えば、水道の使用状況や安否の確認結果等の情報を、定期的に管理端末５に送信する。
【００１３】
携帯端末４は、携帯電話機やスマートフォン等の、ネットワーク９に接続可能な携帯型通信装置である。携帯端末４は、住宅６で生活する人物８を見守る人物１０が携行する。携帯端末４を携行する人物１０は、水道音検出装置３から携帯端末４に送信された通知に基づいて、住宅６から遠隔の地にいる場合にも人物８の安否を確認でき、住宅６内で発生した異変を早期に知ることが可能である。
【００１４】
管理装置５は、例えば、見守りシステム１の管理者が設置した情報処理装置である。管理端末５は、水道音検出装置３から取得した水道の使用状況や安否の確認結果等の情報を蓄積し、見守りシステム１の稼動状況や見守る対象である人物の安否の履歴を管理する。なお、管理装置５は、例えば、複数の住宅のそれぞれに設置された水道音検出装置３から水道の使用状況や安否の確認結果等の情報を取得して蓄積し、複数の人物の安否を管理するものであってもよい。
【００１５】
このように、本実施形態に係る見守りシステム１は、生活行動において欠かせない水道使用時の音を利用して、見守る対象である人物８の生活行動をより正確に確認することを可能とするシステムである。このため、本実施形態に係る水道音検出装置３は、上記のように、水道音の検出結果に基づいて、住宅６内で生活する人物８の安否を確認する（判定する）機能を併せ持つ。
【００１６】
本実施形態の見守りシステム１における水道音検出装置３は、住宅６内の水道が使用されている時間を検出するため、マイクロフォン２で収音した音響信号に含まれる水道音（水道使用時に特有の音）を検出する。本実施形態の水道音検出装置３は、水栓６０１から流出した水７により発生する音の音響特徴と、水栓６０１を含む水道管内で水が流れることにより発生する音の音響特徴とに基づいて、音響信号に含まれる水道音を検出する。水栓６０１から流出した水７により発生する音は、例えば、流出した水がシンク６０２等の水７を受ける部材にあたることにより発生する音である。
【００１７】
図２は、第１の実施形態に係る水道音検出装置の機能的構成を示す図である。
図２に示すように、本実施形態に係る水道音検出装置３は、信号取得部３１０と、第１の特徴検出部３２０と、第２の特徴検出部３３０と、水道音判定部３４０と、安否確認部３５０と、出力部３６０と、を備える。また、水道音検出装置３は、正解情報３９１と、抽出履歴３９２と、判定履歴３９３と、安否判定情報３９４とを含む各種情報を記憶する記憶部（図示せず）を備える。
信号取得部３１０は、マイクロフォン２で収音した音響信号を取得する。
【００１８】
第１の特徴検出部３２０は、水栓６０１から流出した水７により発生する音の音響特徴（以下「第１の音響特徴」ともいう）に基づいて、音響信号に含まれる水道音を検出する。例えば、第１の特徴検出部３２０は、音響信号における処理単位区間（フレーム）毎に、フレームの音響特徴と、第１の音響特徴と比較し、類似度の高いフレームを、水道音を含むフレームとして検出する。第１の特徴検出部３２０は、特徴抽出部３２１と、水音判定部３２２と、を含む。特徴抽出部３２１は、音響信号のフレームにおける音響特徴として、例えば、フレームの振幅概形を示すメル周波数ケプストラム係数（Mel-Frequency Cepstral Coefficient；MFCC）を抽出する。水音判定部３２２は、特徴抽出部３２１で抽出した振幅概形と、水栓６０１から流出した水７により発生する音についての振幅概形とを比較し、音響信号のフレームにおける音響特徴が第１の音響特徴と類似しているか否かを判定する。第１の特徴検出部３２０は、水音判定部３２２による類似度の判定結果を水道音判定部３４０に出力する。
【００１９】
第２の特徴検出部３３０は、水栓６０１を含む水道管内で水が流れることにより発生する音響特徴（以下、「第２の音響特徴」ともいう）に基づいて、音響信号に含まれる水道音を検出する。第２の特徴検出部３３０は、ピーク抽出部３３１と、定常性判定部３３２と、一致度判定部３３３と、を含む。ピーク抽出部３３１は、音響信号のフレーム毎に、パワースペクトルにおいてパワーがピーク（極大値）となる周波数帯域（以下「ピーク帯域」ともいう）を抽出する。ピーク抽出部３３１は、ピーク帯域の抽出結果を抽出履歴３９２に格納する。抽出履歴３９２は、音響信号において連続するＮ個のフレームについてのピーク帯域の抽出結果を保持する。定常性判定部３３２は、所定期間内におけるピーク帯域の時間変化に基づいて、ピークが定常的であるか否かを判定する。定常性判定部３３２は、抽出履歴３９２に記録された連続する複数のフレームに対するピーク帯域の抽出結果に基づいて、ピーク帯域の時間変化を調べる。一致度判定部３３３は、定常的なピークの周波数帯域と、正解情報３９１に登録された周波数帯域とが一致するか否かを判定する。正解情報３９１は、予め水道使用時の音響信号から抽出しておいた、水道使用時の音響信号においてパワーが定常的にピークとなる周波数帯域を示す情報である。第２の特徴検出部３２０は、定常性判定部３３２の判定結果、及び一致度判定部３３３の判定結果を水道音判定部３４０に出力する。
【００２０】
水道音判定部３４０は、水音判定部３２２の判定結果、定常性判定部３３２の判定結果、及び一致度判定部３３３の判定結果に基づいて、音響信号に水道音が含まれるか否かを判定する。具体的には、水道音判定部３４０は、水音判定部３２２において水道音を含むと判定されたフレームのうちの、下記（１）及び（２）を満たすフレームを、水道音を含むフレームであると判定する。
（１）パワーがピークとなる周波数帯域に定常性がある。
（２）定常性があるピークの周波数帯域と、正解情報３９１の周波数帯域との一致度が閾値以上である。
【００２１】
すなわち、本実施形態の水道音検出装置３における水道音判定部３４０は、第１の音響特徴を含むフレームを、水道音の候補を含むフレームとみなし、当該フレームのうちの（１）及び（２）を満たすフレームを、水道音を含むフレームであると判定する。水道音判定部３４０は、音響信号の各フレームに対する水道音を含む否かの判定結果を判定履歴３９３に蓄積するとともに、判定を終えたことを安否確認部３５０に通知する。
【００２２】
安否確認部３５０は、判定履歴３９３に蓄積された水道音であるか否かの判定結果の履歴と、安否判定情報３９４とに基づいて、水道の使用状況を把握し、見守る対象である人物８の安否を確認する。安否判定情報３９４は、例えば、安否の確認を行う時刻や、見守る対象である人物８が水道を使用する時間帯等の情報を含む。安否確認部３５０は、例えば、安否判定情報３９４で指定された時刻に判定履歴３９３の判定結果を読み出し、水道の連続不使用時間や連続使用時間を算出する。安否確認部３５０は、算出した水道の連続不使用時間や連続使用時間が閾値以上である場合、人物８が水栓６０１のハンドル（栓）を操作できない状況に陥っていると認識する。安否確認部３５０は、安否の確認結果を出力部３６０に通知する。
【００２３】
出力部３６０は、安否の確認結果等の情報を携帯端末４及び管理装置５に送信する。なお、出力部３６０は、安否の確認結果が無事ではないこと（人物８が水栓６０１のハンドルを操作できない状況に陥っていること）を示す結果である場合にのみ、メッセージを生成して携帯端末４に向けて送信してもよい。
【００２４】
図３は、正解情報の内容を説明する図である。
本実施形態の水道音検出装置３が保持する正解情報３９１は、水道を使用している状態で収音した音響信号についてのパワースペクトルの時間変化において、定常的にピークとなる周波数帯域を示す情報である。正解情報３９１には、例えば、図３に示すように、音響信号についてのパワースペクトルにおける周波数帯域を識別する識別番号（１，２，・・・，ｂｍａｘ）と、定常的なピークか否かを示す情報とを対応付けて登録してある。定常的なピークか否かを示す情報は、例えば、「０」及び「１」の２値で示す。図３の正解情報３９１では、ピークとなる周波数帯域に「１」を対応付け、ピークではない周波数帯域に「０」を対応付けている。
【００２５】
正解情報３９１は、例えば、見守る対象である人物８が生活する住宅６における水栓６０１を含む水道管の形状等に基づいてシミュレーションを行って作成する。
【００２６】
本実施形態の水道音検出装置３は、動作を開始すると、マイクロフォン２で収音した音響信号を取得し、音響信号に含まれる水道音に基づいて人物８を見守る処理を行う。水道音検出装置３は、人物を見守る処理として、図４に示した処理を行う。
【００２７】
図４は、第１の実施形態に係る水道音検出装置が行う処理を説明するフローチャートである。
本実施形態の水道音検出装置３は、まず、水道管から流出した水により発生する音の音響特徴を検出する処理（ステップＳ１）と、水道管内で水が流れることにより発生する音の音響特徴を検出する処理（ステップＳ２）とを行う。ステップＳ１の処理は、第１の特徴検出部３２０が行う。ステップＳ２の処理は、第２の特徴検出部３３０が行う。
【００２８】
第１の特徴検出部３２０は、音響信号における処理対象区間（フレーム）毎に、水道管（水栓６０１）から流出した水７により発生する音の音響特徴（第１の音響特徴）を持つか否かを判定する。第１の特徴検出部３２０は、例えば、処理対象となっているフレームに対する周波数解析を行い、周波数解析の結果から得られる音響特徴と、予め用意された第１の音響特徴との類似度を算出する。第１の特徴検出部３２０は、既知の算出方法に従って、２つの音響特徴の類似度を算出する。２つの音響特徴が似ているほど類似度が大きな値となる方法で類似度を算出した場合、第１の特徴検出部３２０は、類似度が閾値以上となるフレームを、第１の音響特徴を持つ含むフレーム（水道音を含むフレーム）と判定する。処理対象であるフレームに対する周波数解析は、第１の特徴検出部３２０の特徴抽出部３２１が行う。類似度を算出して第１の音響特徴を持つか否かを判定する処理は、第１の特徴検出部３２０の水音判定部３２２が行う。
【００２９】
一方、第２の特徴検出部３３０は、音響信号におけるフレーム毎に、水道管内で水が流れることにより発生する音の音響特徴（第２の音響特徴）を持つか否かを判定する。第２の特徴検出部３３０は、まず、処理対象であるフレームについてのパワースペクトルを算出し、パワーがピークとなる周波数帯域（ピーク帯域）を抽出する。その後、第２の特徴検出部３３０は、処理対象であるフレームを含む連続した複数のフレームにおける、ピーク帯域の時間変化に基づいて、処理対象であるフレームが第２の音響特徴を持つか否かを判定する。第２の音響特徴は、処理対象（第２の音響特徴の検出対象）であるフレームにおけるピーク帯域が、パワースペクトルの時間変化において定常的にピークとなっている周波数帯域であるという特徴である。このため、処理対象であるフレームにおけるピーク帯域のうちの定常的にピークとなっている周波数帯域の組み合わせが、正解情報３９１の組み合わせと一致した場合、第２の特徴検出部３３０は、当該フレームを、第２の音響特徴を持つフレームと判定する。ピーク帯域を抽出する処理は、ピーク抽出部３３１が行う。ピーク帯域が定常的にピークとなっている周波数帯域であるか否かの判定は、定常性判定部３３２が行う。定常的にピークとなっている周波数帯域の組み合わせが、正解情報３９１の組み合わせと一致しているか否かの判定は、一致度判定部３３３が行う。
【００３０】
なお、ステップＳ１の処理と、ステップＳ２の処理とは、処理の順序が逆であってもよい。また、ステップＳ１の処理と、ステップＳ２の処理とは、並列に行ってもよい。
【００３１】
ステップＳ１及びＳ２の処理を終えると、水道音検出装置３は、次に、ステップＳ１及びＳ２の処理結果に基づいて、処理対象であるフレームが水道音を含むフレームであるか否かを判定する水道音判定処理（ステップＳ３）を行う。ステップＳ３の処理は、水道音判定部３４０が行う。水道音判定部３４０は、まず、ステップＳ１において第１の音響特徴（水道音）を含むと判定され、かつステップＳ２においても水道音を含むと判定されたフレームを、水道音を含むフレームであると判定する。ステップＳ３の処理の後、水道音判定部３４０は、判定結果を判定履歴３９３に記憶させる（ステップＳ４）。
【００３２】
ステップＳ３及びＳ４の処理を終えると、水道音検出装置３は、次に、安否確認をするか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５の処理は、安否確認部３５０が行う。安否確認部３５０は、例えば、安否判定情報３９４に含まれる、安否確認を行う時刻等の情報に基づいて、安否確認を行うか否かを判定する。
【００３３】
安否確認を行う場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、安否確認部３５０は、判定履歴３９３に基づいて、見守る対象である人物８の安否を確認する（ステップＳ６）。安否確認部３５０は、判定履歴３９３に基づいて算出した、水道を使用していない時間帯及び水道を使用している時間帯と、安否判定情報３９４に含まれる、人物８が水道を使用する時間帯の情報とに基づいて、人物８の安否を確認する。例えば、安否判定情報３９４において人物８が水道を使用する時間帯の音響信号に水道音が含まれない場合、安否確認部３５０は、見守る対象である人物８が水道を使用できない状況に陥っている（人物８の体調等に異変が生じている）と認識する。
【００３４】
ステップＳ６の処理を終えると、水道音検出装置３は、安否確認の結果を端末装置４や管理装置５に通知する（ステップＳ７）。ステップＳ７の処理は、出力部３６０が行う。出力部３６０は、例えば、安否確認の結果を含むメッセージを生成し、当該メッセージを端末装置４、或いは端末装置４の利用者１０が指定したメールサーバに送信する。また、出力部３６０は、安否確認の結果や判定履歴３９３等の情報を管理装置５に送信する。
【００３５】
安否確認を行う場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、水道音検出装置３は、ステップＳ６及びＳ７の処理を行った後、処理を続けるか否かの判定を行う（ステップＳ８）。一方、安否確認を行わない場合（ステップＳ５；ＮＯ）、水道音検出装置３は、ステップＳ６及びＳ７の処理をスキップして、ステップＳ８の判定を行う。処理を続ける場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）、水道音検出装置３は、ステップＳ１及びＳ２、並びに以降の各処理を行う。また、ステップＳ１及びＳ２、並びに以降の各処理を行っている間に処理を終了する命令を受け付けた場合（ステップＳ８；ＮＯ）、水道音検出装置３は、音響信号に含まれる水道音に基づいて人物８を見守る処理を終了する。例えば、見守る対象である人物８が外出する等の理由で水道音検出装置３の動作を終了させる操作を行った場合、水道音検出装置３は、音響信号に含まれる水道音に基づいて人物を見守る処理を終了する。
【００３６】
このように、本実施形態に係る水道音検出装置３は、水道管から流出した水により発生する音の音響特徴（第１の音響特徴）と、水道管内で水が流れることにより発生する音の音響特徴（第２の音響特徴）とに基づいて、音響信号に含まれる水道音を検出する。より具体的には、水道音検出装置３は、音響信号における第１の音響特徴を持つ区間のうちの、第２の音響特徴を併せ持つ区間を、水道音を含む区間であると判定する。この際、水道音検出装置３は、第２の音響特徴を検出する処理（ステップＳ２）として、図５の処理を行う。
【００３７】
図５は、水道管内で水が流れることにより発生する音の音響特徴を検出する処理の内容を説明するフローチャートである。
【００３８】
図５の処理は、水道音検出装置３の第２の特徴検出部３３０が行う。第２の特徴検出部３３０は、まず、音響信号のうちの処理対象（第２の音響特徴の検出対象）であるフレームにおいてパワーがピークとなる周波数帯域を抽出する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の処理は、第２の特徴検出部３３０のピーク抽出部３３１が行う。ピーク抽出部３３１は、処理対象であるフレームに対する周波数解析を行ってパワースペクトルを算出し、当該パワースペクトルにおいてパワーがピークとなる周波数帯域（ピーク帯域）を抽出する。例えば、ピーク抽出部３３１は、全ての周波数帯域のうちの、パワーが隣り合う周波数帯域のパワーよりも大きく、かつパワーの差が閾値ＴＨ１以上である周波数帯域を、ピーク帯域として抽出する。閾値ＴＨ１は、例えば、３ｄＢとする。また、ピーク抽出部３３１は、処理対象であるフレームから抽出したピーク帯域を示す情報をピーク履歴３９２に格納する。
【００３９】
次に、第２の特徴検出部３３０は、処理対象であるフレームから抽出したパワーのピークが音響信号における定常的なピークであるか否かを判定する処理（ステップＳ２０２）を行う。ステップＳ２０２の処理は、第２の特徴検出部３３０の定常性判定部３３２が行う。定常性判定部３３２は、処理対象であるフレームを含む複数のフレームにおけるピーク帯域の抽出結果に基づいて、ピークが定常的であるか否かを判定する。処理対象であるフレームから抽出したピーク帯域が、複数のフレームで連続的にピーク帯域として抽出されている場合、定常性判定部３３２は、当該ピーク帯域のピークが定常的であると判定する。例えば、定常性判定部３３２は、処理対象であるフレームを含む１００ｍｓの期間、ピーク帯域として検出されている周波数帯域のピークを、定常的なピークであると判定する。定常性判定部３３２は、処理対象であるフレームから抽出した複数のピーク帯域のそれぞれに、定常的なピークであるか否かを示す情報を付与する。
【００４０】
次に、第２の特徴検出部３３０は、処理対象であるフレームにおいて定常的なピークである周波数帯域と、正解情報３９１においてピークである周波数帯域とが一致しているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３は、第２の特徴検出部３３０の一致度判定部３３３が行う。一致度判定部３３３は、処理対象であるフレームにおける定常的なピークの周波数帯域のうちの、正解情報３９１においてピークであると示されている周波数帯域の割合を算出する。そして、算出した割合が閾値ＴＨ３以上である場合に、処理対象であるフレームにおける定常的なピークの周波数帯域と、正解情報３９１のピーク帯域とが一致していると判定する。閾値ＴＨ３は、例えば、０．５（５０％）とする。一致度判定部３３３は、処理対象であるフレームに対し、当該フレームにおける定常的なピークの周波数帯域が正解情報３９１のピーク帯域と一致しているか否かを示す情報を付与する。
【００４１】
次に、第２の特徴検出部３３０は、ピークが定常的であるか否かの判定結果と、定常的なピークが予め用意したピークと一致しているか否かの判定結果とを出力し（ステップＳ２０４）、第２の音響特徴を検出する処理（ステップＳ２）を終了する。第２の特徴検出部３３０は、ピークが定常的であるか否かを示す情報と、定常的なピークが予め用意したピークと一致しているか否かを示す情報とを、水道音判定部３４０に出力する。
【００４２】
第２の音響特徴を検出する処理（ステップＳ２）におけるピーク周波数帯域を算出する処理（ステップＳ２０１）は、上記のように、第２の特徴検出部３３０のピーク抽出部３３１が行う。ピーク抽出部３３１は、ステップＳ２０１の処理として、例えば、図６の処理を行う。
【００４３】
図６は、パワーがピークとなる周波数帯域を抽出する処理の内容を説明するフローチャートである。
【００４４】
ピーク抽出部３３１は、まず、処理対象であるフレーム（音響信号のｎ番目のフレーム）における各周波数帯域のパワーＰ（ｂ）｛ｂ＝１，２，・・・，ｂｍａｘ｝を算出する（ステップＳ２０１０１）。ステップＳ２０１０１において、ピーク算出部３３１は、既知の算出方法に従い、処理対象であるフレームを周波数変換してパワースペクトルを算出する。以下の説明において、パワースペクトルにおける各周波数帯域は、周波数が低い帯域から順に付与した通し番号により識別する。例えば、パワースペクトルにおける最低周波数から最高周波数までの範囲をｂｍａｘ個の周波数帯域に分割した場合、最低周波数を含む周波数帯域を１番目の周波数帯域とし、最高周波数を含む周波数帯域をｂｍａｘ番目の周波数帯域とする。
【００４５】
次に、ピーク抽出部３３１は、周波数帯域を識別する変数ｂ、パワーＰ（０）、及びパワーＰ（ｂｍａｘ＋１）の値を、それぞれ、ｂ＝１，Ｐ（０）＝Ｐ（１）、及びＰ（ｂｍａｘ＋１）＝Ｐ（ｂｍａｘ）に設定する（ステップＳ２０１０２）。Ｐ（１）は、処理対象であるフレームについてのパワースペクトルにおける、最低周波数を含む１番目の周波数帯域のパワーＰ（ｂ＝１）である。また、Ｐ（ｂｍａｘ）は、処理対象であるフレームについてのパワースペクトルにおける、最高周波数を含むｂｍａｘ番目の周波数帯域のパワーＰ（ｂ＝ｂｍａｘ）である。
【００４６】
次に、ピーク算出部３３１は、｛Ｐ（ｂ）−Ｐ（ｂ−１）｝≧ＴＨ１、かつ｛Ｐ（ｂ）−Ｐ（ｂ＋１）｝≧ＴＨ１であるか否かを判定する（ステップＳ２０１０３）。例えば、ｂ＝１の場合、ピーク抽出部３３１は、第１のパワーの差｛Ｐ（１）−Ｐ（０）｝と、第２のパワーの差｛Ｐ（１）−Ｐ（２）｝とを算出し、算出した２つの差がいずれも閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。閾値ＴＨ１は、例えば、３（ｄＢ）とする。
【００４７】
｛Ｐ（ｂ）−Ｐ（ｂ−１）｝≧ＴＨ１、かつ｛Ｐ（ｂ）−Ｐ（ｂ＋１）｝≧ＴＨ１である場合（ステップＳ２０１０３；ＹＥＳ）、ピーク抽出部３３１は、ピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）の値をピークであることを示す値に設定する（ステップＳ２０１０４）。本実施形態では、ピークであることを示すピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）の値を「１」とする。ピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）における変数ｎは、音響信号におけるフレームを識別する変数である。｛Ｐ（ｂ）−Ｐ（ｂ−１）｝＜ＴＨ１、又は｛Ｐ（ｂ）−Ｐ（ｂ＋１）｝＜ＴＨ１である場合（ステップＳ２０１０３；ＮＯ）、ピーク抽出部３３１は、ピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）の値をピークではないことを示す値に設定する（ステップＳ２０１０５）。本実施形態では、ピークではないことを示すピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）の値を「０」とする。
【００４８】
変数ｂで指定された周波数帯域に対するピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）の値を設定すると、ピーク抽出部３３１は、次に、変数ｂがｂｍａｘ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０１０６）。ｂ＜ｂｍａｘである場合（ステップＳ２０１０６；ＮＯ）、ピーク抽出部３３１は、変数ｂに１を加算して変数ｂを更新し（ステップＳ２０１０７）、ステップＳ２０１０３以降の処理を行う。ｂ≧ｂｍａｘである場合（ステップＳ２０１０６；ＹＥＳ）、ピーク抽出部３３１は、処理対象であるフレームにおける各周波数帯域についてのピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）｛ｂ＝１，２，３，・・・，ｂｍａｘ｝を、ピーク履歴３９２に保持させる（ステップＳ２０１０８）。ステップＳ２０１０８の処理を終えると、ピーク抽出部３３１は、音響信号のｎ番目のフレームを処理対象とした、パワーがピークとなる周波数帯域を抽出する処理を終了する。この後、ピーク抽出部３３１は、音響信号におけるｎ＋１番目のフレームを処理対象として、上記のピーク周波数帯域を算出する処理（ステップＳ２０１０１〜Ｓ２０１０８）を行う。
【００４９】
ｎ番目のフレームにおけるピーク帯域を抽出する処理を終えると、第２の特徴抽出部３３０は、当該ｎ番目のフレームにおけるパワーのピークが定常的なピークであるか否かを判定する処理（ステップＳ２０２）を行う。ピークが定常的であるか否かを判定する処理は、上記のように、第２の特徴検出部３３０の定常性判定部３３２が行う。定常性判定部３３２は、ステップＳ２０２の処理として、例えば、図７Ａ及び図７Ｂの処理を行う。
【００５０】
図７Ａは、定常的なピークであるか否かを判定する処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。図７Ｂは、定常的なピークであるか否かを判定する処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。
【００５１】
定常性判定部３３２は、音響信号のｎ−Ｎ番目のフレームからｎ番目のフレームまでのＮ個のフレームにおけるピーク帯域の時間変化に基づいて、ｎ番目のフレームにおけるピークが定常的なピークであるか否かを判定する。定常性判定部３３２は、例えば、まず、周波数帯域を識別する変数ｂの値を「１」に設定する（ステップＳ２０２０１）。
【００５２】
次に、定常性判定部３３２は、処理対象であるｎ番目のフレームにおけるｂ番目の周波数帯域に対するピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）の値が「１」であるか否かを判定する（ステップＳ２０２０２）。定常性判定部３３２は、処理対象であるフレームを示す変数ｎの値と、処理対象である周波数帯域を示す変数ｂの値とに基づいて、ピーク履歴３９２からピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）の値を読み出し、該値が「１」であるか否かを判定する。
【００５３】
Ｐｆ（ｂ，ｎ）＝１である場合（ステップＳ２０２０２；ＹＥＳ）、定常性判定部３３２は、次に、ピークフラグＰｆ（ｂ，ｉ）｛ｉ＝ｎ−Ｎ，・・・，ｎ｝のうちの値が１であるフラグの数Ｋが閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２０３）。定常性判定部３３２は、ｎ−Ｎ番目からｎ番目までのＮ個のフレームのそれぞれにおけるｂ番目の周波数帯域についてのピークフラグＰｆ（ｂ，ｉ）｛ｉ＝ｎ−Ｎ，・・・，ｎ｝の値をピーク履歴３９２から読み出し、各フラグの値の総和を算出する。算出した総和はＮ個のピークフラグＰｆ（ｂ，ｉ）のうちの値が１であるフラグの個数Ｋと一致する。従って、定常性判定部３３２は、Ｎ個のピークフラグＰｆ（ｂ，ｉ）の値の総和Ｋが、閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。連続するＮ個のフレームのうちの、ｂ番目の周波数帯域がピークであるフレームの数が閾値ＴＨ２以上である場合、定常性判定部３３２は、該ｂ番目の周波数帯域を、定常的なピークの周波数帯域であると判定する。よって、Ｋ≧ＴＨ２である場合（ステップＳ２０２０３；ＹＥＳ）、定常性判定部３３２は、ｂ番目の周波数帯域に対する帯域定常性フラグＳｂ（ｂ）の値を定常的であることを示す値に設定する（ステップＳ２０２０４）。本実施形態では、定常性判定部３３２は、ステップＳ２０２０４において、帯域定常性フラグＳｂ（ｂ）の値を「１」に設定する。
【００５４】
一方、Ｋ＜ＴＨ２である場合（ステップＳ２０２０３；ＮＯ）、定常性判定部３３２は、ｂ番目の周波数帯域に対する帯域定常性フラグＳｂ（ｂ）の値を、定常的なピークではないことを示す値に設定する（ステップＳ２０２０５）。本実施形態では、定常性判定部３３２は、ステップＳ２０２０５において、帯域定常性フラグＳｂ（ｂ）の値を「０」に設定する。
【００５５】
ｂ番目の周波数帯域に対する帯域定常性判定フラグＳｂ（ｂ）の値を設定すると、定常性判定部３３２は、次に、変数ｂがｂｍａｘ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２０６）。また、Ｐｆ（ｂ，ｎ）≠１（すなわちＰｆ（ｂ，ｎ）＝０）である場合（ステップＳ２０２０２；ＮＯ）、定常性判定部３３２は、ステップＳ２０２０３〜Ｓ２０２０５の処理をスキップして、ステップＳ２０２０６の判定処理を行う。
【００５６】
ｂ＜ｂｍａｘである場合（ステップＳ２０２０６；ＮＯ）、定常性判定部３３２は、変数ｂに１を加算して変数ｂを更新し（ステップＳ２０２０７）、ステップＳ２０２０２以降の処理を行う。
【００５７】
ｂ≧ｂｍａｘである場合（ステップＳ２０２０６；ＹＥＳ）、定常性判定部３３２は、次に、図７Ｂに示すように、Ｐｆ（ｂ，ｎ）＝１である周波数帯域のうちのＳｂ（ｂ）＝１である帯域の割合が閾値ＴＨ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２０８）。すなわち、ステップＳ２０２０８において、定常性判定部３３２は、ｎ番目のフレームから抽出したピークのうちの定常的なピークの割合Ｕを算出し、当該割合Ｕが閾値ＴＨ３以上であるか否かを判定する。閾値ＴＨ３は、例えば、０．８〜０．９（８０〜９０％）程度の値とする。
【００５８】
Ｕ≧ＴＨ３である場合（ステップＳ２０２０８；ＹＥＳ）、定常性判定部３３２は、処理対象であるフレーム（ｎ番目のフレーム）に対する定常性フラグＳｎ（ｎ）の値をピークが定常的であることを示す値に設定する（ステップＳ２０２０９）。本実施形態では、定常性判定部３３２は、ステップＳ２０２０９において、定常性フラグＳｎ（ｎ）の値を「１」に設定する。一方、Ｕ＜ＴＨ３である場合（ステップＳ２０２０８；ＮＯ）、定常性判定部３３２は、処理対象であるフレームに対する定常性判定フラグＳｎ（ｎ）の値をピークが定常的ではないことを示す値に設定する（ステップＳ２０２１０）。本実施形態では、定常性判定部３３２は、ステップＳ２０２１０において、定常性フラグＳｎ（ｎ）の値を「０」に設定する。
【００５９】
ステップＳ２０２０９又はＳ２０２１０により定常性フラグＳｎ（ｎ）の値を設定すると、定常性判定部３３２は、処理対象であるフレームから抽出したピークが定常的なピークであるか否かを判定する処理を終了する。この後、定常性判定部３３２は、音響信号におけるｎ＋１番目のフレームを処理対象として、上記の定常的なピークであるか否かを判定する処理（ステップＳ２０２０１〜Ｓ２０２１０）を行う。
【００６０】
定常性フラグＳｎ（ｎ）の値を設定した後、第２の特徴抽出部３３０は、処理対象であるフレームにおいて定常的なピークである周波数帯域と、正解情報３９１においてピークである周波数帯域とが一致するか否かを判定する処理（ステップＳ２０３）を行う。ステップＳ２０３の処理は、上記のように、第２の特徴検出部３３０の一致度判定部３３３が行う。例えば、一致度判定部３３３は、正解情報３９１における複数のピーク帯域のうちの、ｎ番目のフレームにおいてピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）の値が１である周波数帯域の数の割合を、一致度として算出する。例えば、正解情報３９１においてピークである周波数帯域が２０個であり、そのうちの１８個がｎ番目のフレームにおける定常的なピークの周波数帯域と一致している場合、一致度判定部３３３が算出する一致度は、０．９（＝１８／２０）となる。
【００６１】
一致度判定部３３３は、算出した一致度が閾値ＴＨ４以上である場合に、処理対象であるフレームにおける定常的なピークの周波数帯域の組み合わせと、正解情報３９１の周波数特性の組み合わせとが一致すると判定する。閾値ＴＨ４は、例えば、０．８とする。
【００６２】
第２の特徴検出部３３０は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理を終えると、定常性の判定結果と、一致度とを水道音判定部３４０に出力し（ステップＳ２０４）、ｎ番目のフレームにおけるピークが定常的なピークであるか否かを判定する処理を終了する。この後、第２の特徴検出部３３０は、ｎ＋１番目のフレームを処理対象のフレームとして、ピークが定常的なピークであるか否かを判定する処理を行う。
【００６３】
水道音判定部３４０は、第１の特徴検出部３２０の処理の結果と、第２の特徴検出部３３０の処理の結果とに基づいて、音響信号における処理対象のフレームに水道音が含まれるか否かを判定する水道音判定処理（ステップＳ２０３）を行う。水道音判定部３４０は、水道音判定処理として、例えば、図８の処理を行う。
【００６４】
図８は、水道音判定処理の内容を説明するフローチャートである。
水道音判定部３４０は、まず、処理対象であるフレームに水道管から流出した水により発生する音が含まれるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。すなわち、ステップＳ３０１において、水道音判定部３４０は、処理対象であるフレームが第１の音響特徴を持つか否かを判定する。処理対象であるフレームに水道管から流出した水により発生する音が含まれない場合（ステップＳ３０１；ＮＯ）、水道音判定部３４０は、処理対象であるフレームが水道音を含まないと判定し（ステップＳ３０２）、水道音判定処理を終了する。
【００６５】
一方、処理対象であるフレームに水道管から流出した水により発生する音が含まれる場合（ステップＳ３０１；ＹＥＳ）、水道音判定部３４０は、次に、当該フレームに対する定常性フラグＳｎ（ｎ）の値が１であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【００６６】
Ｓｎ（ｎ）＝０である場合（ステップＳ３０３；ＮＯ）、水道音判定部３４０は、処理対象であるフレームが水道音を含まないと判定し（ステップＳ３０２）、水道音判定処理を終了する。
【００６７】
Ｓｎ（ｎ）＝１である場合（ステップＳ３０３；ＹＥＳ）、水道音判定部３４０は、次に、ピーク帯域の一致度が閾値ＴＨ４以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。ピーク帯域の一致度が閾値ＴＨ４よりも小さい場合（ステップＳ３０４；ＮＯ）、水道音判定部３４０は、処理対象であるフレームが水道音を含まないと判定し（ステップＳ３０２）、水道音判定処理を終了する。
【００６８】
ピーク帯域の一致度が閾値ＴＨ４以上である場合（ステップＳ３０４；ＹＥＳ）、水道音判定部３４０は、現在処理対象であるフレームが水道音を含むと判定し（ステップＳ３０５）、水音判定処理を終了する。
【００６９】
水道音判定処理において水道音を含むと判定した場合、水道音判定部３４０は、判定結果を記憶する処理（ステップＳ４）において、処理対象であるフレームに水道音が含まれることを示す情報を、判定履歴３９３に記憶する。一方、水道音判定処理において水道音を含まないと判定した場合、水道音判定部３４０は、判定結果を記憶する処理（ステップＳ４）において、処理対象であるフレームには水道音が含まれないことを示す情報を、判定履歴３９３に記憶する。
【００７０】
このように、本実施形態に係る水道音検出装置３が行う処理では、音響信号に水道管から流出した水により発生する音の音響特徴が含まれており、かつ水道管内で水が流れることにより発生する音の音響特徴を含む場合に、水道音を含むと判定する。水道管内で水が流れることにより発生する音は、音響信号に水道から流出した水により発生する音と比べて、パワースペクトルにおけるピークが明確である。更に、水道管内で水が流れることにより発生する音についてのパワースペクトルの時間変化では、水道管の形状に応じた所定の周波数帯域に定常的なピークがみられる。従って、水道管内で水が流れることにより発生する音の音響特徴を利用することで、水道管から流出した水により発生する音の音響特徴と類似した音響特徴を持つ他の音（例えば、新聞紙がこすれる音）による水道音の誤判定を防ぐことが可能となる。
【００７１】
図９は、音響信号のスペクトルにおける時間、周波数帯域、及びパワーの関係を説明する図である。図１０は、ｎ番目のフレームにおけるピーク帯域の算出方法を説明するグラフ図である。
【００７２】
図９には、横軸を時間とし、縦軸を周波数帯域とする、音響信号におけるパワースペクトルの時間変化１１を示している。本実施形態に係る上記の処理は、音響信号を所定時間毎のフレームに分割してフレーム単位で行う。例えば、ピーク帯域を抽出する処理（ステップＳ２０１）において、ピーク抽出部３３１は、音響信号における時間Ｔ（ｎ−１）からＴ（ｎ）までの区間をｎ番目のフレームとし、当該フレームの時間波形を周波数変換してパワースペクトル１１０１−ｎを算出する。また、ピーク算出部３３１は、ｎ番目のフレームのパワースペクトル１１０１−ｎにおける各周波数帯域のパワーＰ（ｊ）｛ｊ＝１，２，・・・,ｂｍａｘ｝に基づいて、当該フレームにおいてパワーが極大となる周波数帯域（ピーク帯域）を抽出する。
【００７３】
ｎ番目のフレームにおけるピーク帯域を抽出する際には、上記のように、｛Ｐ（ｂ）−Ｐ（ｂ−１）｝≧ＴＨ１、かつ｛Ｐ（ｂ）−Ｐ（ｂ＋１）｝≧ＴＨ１であるか否かを判定する。ｎ番目のフレームのパワースペクトル１１０１−ｎにおける各周波数帯域のパワーＰ（ｊ，ｎ）｛ｊ＝ｂ−３，ｂ−２，・・・,ｂ＋３｝が、例えば、図１０のグラフ１２に示したような値であるとする。ピーク抽出部３３１は、値が小さい周波数帯域から順に、隣り合う周波数帯域のパワーとの差が閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。ここで、閾値ＴＨ１が図１０に示した大きさであるとすると、周波数帯域がｂ−３からｂ＋３の範囲では、周波数帯域ｂのみがピーク帯域として抽出される。この際、ピーク抽出部３３１は、ピークとなる周波数帯域ｂについてのピークフラグＰｆ（ｂ，ｎ）の値を１とする（ステップＳ２０１０４）。また、ピーク抽出部３３１は、ピークではない周波数帯域についてのピークフラグＰｆ（ｊ，ｎ）｛ｊ＝ｂ−３，ｂ−２，ｂ−１，ｂ＋１，ｂ＋２,ｂ＋３｝の値を０とする（ステップＳ２０１０５）。
【００７４】
このように、ピーク抽出部３３１は、音響信号におけるフレーム毎に、パワースペクトルを算出してピーク帯域を抽出する。例えば、音響信号におけるｎ番目のフレームについてのピーク帯域を抽出した後、ピーク抽出部３３１は、ｎ＋１番目のフレーム（時間Ｔ（ｎ）からＴ（ｎ＋１）までの区間）についてのピーク帯域を抽出する。
【００７５】
また、本実施形態に係る上記の処理では、フレーム毎に抽出したピーク帯域の時間変化に基づいて、ピークの定常性の有無を判定する。
【００７６】
図１１は、ピークの定常性の判定方法を説明するグラフ図である。
図１１には、横軸をフレーム（時間）とし、縦軸を周波数帯域とする、音響信号におけるパワースペクトルの時間変化１３を示している。パワースペクトルの時間変化１３においてフレームと周波数帯域とにより特定されるマスのうちの、Ｐｆ＝１と記されたマスは、パワーがピークとなる周波数帯域（ピーク帯域）を示す。
【００７７】
処理対象であるフレームにおけるパワーのピークが定常的なピークであるか否かを判定する処理は、定常性判定部３３２が行う。定常性判定部３３２は、例えば、図１１に示すように、現在処理対象となっているフレームを含む連続したＮ個のフレームにおけるパワースペクトルの時間変化１３に基づいて、ピーク帯域の時間変化を調べる。現在処理対象となっているフレームがｎ番目のフレームである場合、定常性判定部３３２は、ｎ−Ｎ番目のフレームからｎ番目のフレームまでのパワースペクトルの時間変化１３におけるピーク帯域の時間変化を調べる。
【００７８】
定常性判定部３３２は、判定対象であるｎ番目のフレームにおけるピーク帯域毎に、ピークが定常的なピークであるか否か（すなわち所定期間連続してピークとなっているか否か）を判定する。例えば、定常性判定部３３２は、ｎ−Ｎ番目からｎ番目までの各フレームにおける周波数帯域ｂ１についてのピークフラグＰｆ（ｂ１，ｉ）｛ｉ＝ｎ−Ｎ，・・・，ｎ｝のうちの、値が１であるフラグの個数が閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。図１１に示した例では、ｎ−Ｎ番目からｎ番目までの各フレームにおける周波数帯域ｂ１についてのピークフラグＰｆ（ｂ１，ｉ）の値が全て１であるとする。ここで、定常性の判定に用いるフレームの数Ｎが閾値ＴＨ２よりも大きいとすると、周波数帯域ｂ１についてのピークフラグのうちの値が１であるフラグの個数は閾値ＴＨ２よりも大きくなる（ステップＳ２０２０３；ＹＥＳ）。このため、定常性判定部３３２は、図１１に示したように、周波数帯域ｂ１に対する帯域定常性フラグＳｂ（ｂ１）の値を「１」に設定する（ステップＳ２０２０４）。
【００７９】
一方、図１１において、ｎ−Ｎ番目からＮ番目までのフレームにおける周波数帯域ｂ２についてのピークフラグＰｆ（ｂ１，ｉ）｛ｉ＝ｎ−Ｎ，・・・，ｎ｝のうちの、値が１であるフラグの個数は、閾値ＴＨ２よりも少ない。このため、定常性判定部３３２は、図１１に示したように、周波数帯域ｂ２に対する帯域定常性フラグＳｂ（ｂ２）の値を「０」に設定する（ステップＳ２０２０５）。
【００８０】
また、定常性判定部３３２は、周波数帯域ｂ３に対する帯域定常性フラグＳｂ（ｂ３）の値を「１」に設定する。このように、定常性判定部３３２は、ｎ番目のフレームにおけるパワーのピークが定常的であるか否かを判定して帯域定常性フラグＳｂ（ｂ）の値を設定する。
【００８１】
その後、本実施形態に係る水道音検出装置３では、ｎ番目のフレームにおける定常的なピークの周波数帯域と、予め用意しておいた正解情報３９１においてピークとなっている周波数帯域とが一致しているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【００８２】
更に、本実施形態に係る水道音検出装置３では、ステップＳ１の検出結果、ステップＳ２０２の判定結果、及びステップＳ２０３の判定結果に基づいて、処理対象であるフレームに水道音が含まれるか否かを判定する。
【００８３】
図１２は、水道使用時の音響信号についてのスペクトルの例を示すグラフ図である。図１３は、擦過音の音響信号についてのスペクトルの例を示すグラフ図である。図１４は、水道音と擦過音との音響特徴の差異を説明する図である。
【００８４】
図１２のグラフ図には、横軸を時間とし、縦軸を周波数帯域とする、水道を使用したときの音響信号についてのパワースペクトルの時間変化１４を示している。また、図１２のパワースペクトルの時間変化１４では、各周波数帯域のパワーを白黒の濃淡で示しており、白い部分のパワーが黒い部分のパワーよりも大きい。
【００８５】
図１２のパワースペクトルの時間変化１４における時間Ｔ０からＴ１までの区間、時間Ｔ２からＴ３までの区間、及び時間Ｔ４からＴ５までの区間は、それぞれ、水道管から水を流出させていない期間である。これらの期間における各フレームのパワースペクトルには、定常的にピーク（極大）となる周波数帯域がみられない。
【００８６】
これに対し、時間Ｔ１からＴ２までの区間、及び時間Ｔ３からＴ４までの区間は、それぞれ、水道管（蛇口）から水を流出させている期間である。なお、時間Ｔ１からＴ２までの区間と、時間Ｔ３からＴ４までの区間とでは、水道管から流出している水の流量が異なる。時間Ｔ１からＴ２までのＮ１個のフレーム、及び時間Ｔ３からＴ４までのＮ２個のフレームのパワースペクトルには、それぞれ、時間方向に伸びる白色の筋が多数みられる。すなわち、時間Ｔ１からＴ２までの区間、及び時間Ｔ３からＴ４までの区間には、パワーが定常的にピークとなる周波数帯域が多数みられる。しかも、時間Ｔ１からＴ２までの区間においてパワーがピークとなる周波数帯域の組み合わせと、時間Ｔ３からＴ４までの区間においてパワーがピークとなる周波数帯域の組み合わせとは、略一致している。
【００８７】
また、時間Ｔ５からＴ６までの区間は、水道管から水を流出させて手を洗っている期間である。時間Ｔ５からＴ６までのＮ３個のフレームのパワースペクトルには、それぞれ、時間方向に伸びる白色の筋が多数みられる。すなわち、時間Ｔ５からＴ６までの区間には、パワーが定常的にピークとなる周波数帯域が多数みられる。更に、パワーの値が異なるもの、時間Ｔ５からＴ６まで区間において定常的なピークとなる周波数帯域のほぼ全てが、時間Ｔ１からＴ２までの区間において定常的なピークとなる周波数帯域に含まれる。
【００８８】
このように、水道を使用しているときの音響信号には、水の流量や水の当て方（使用状況）によらず、略同一の周波数帯域に定常的なピークがみられる。
【００８９】
これに対し、新聞紙が擦れたときに発生する擦過音の音響信号では、図１３に示したパワースペクトルの時間変化１５のように、パワーのピークが不明瞭であり、かつ定常的にピークとなる周波数帯域がみられない。図１３には、横軸を時間とし、縦軸を周波数帯域とする、新聞を読んでいるときの音響信号についてのパワースペクトルの時間変化１５を示している。図１３のパワースペクトルの時間変化１５では、各周波数帯域のパワーを白黒の濃淡で示しており、白い部分のパワーが黒い部分のパワーよりも大きい。なお、図１３のパワースペクトルの時間変化１５におけるパワーの値と白黒の濃淡との関係は、図１２のパワースペクトルの時間変化１４におけるパワーの値と白黒の濃淡との関係とは異なる。
【００９０】
図１２及び図１３からわかるように、水道を使用しているときの音響信号のパワースペクトルと、使用していないときの音響信号のパワースペクトルとには、定常的なピークの有無という明確な差異がある。しかしながら、例えば、フレーム単位で周波数特性（振幅概形）を比較した場合、擦過音を含む音響信号における周波数特性は、水道を使用しているときの音響信号の周波数特性と類似している。このため、フレーム単位で周波数特性（振幅概形）を比較して水道音が含まれるか否かを判定する場合、擦過音を水道音と誤判定してしまうことがある。
【００９１】
ところが、本実施形態のように音響信号についてのパワースペクトルの時間変化をみると、水道を使用しているときのパワースペクトルの時間変化１４では、パワーのピークに定常性がみられる。一方、擦過音を含む音響信号におけるパワースペクトルの時間変化１５では、水道を使用しているときと比べてピークの継続時間が短く、パワーのピークに定常性があるとはいい難い。
【００９２】
すなわち、水道音と擦過音との音響特徴には、図１４のテーブル１６に示したような差異がみられる。水道音は、水道管（蛇口）から流出した水により発生する音と、水道管内で水が流れることにより発生する音とを含む。このうち、水道管から流出した水により発生する音は、時間方向では定常性が低く（非定常であり）、かつ周波数方向のピークが不明瞭なアタック音である。また、水道管内で水が流れることにより発生する音は、時間方向に定常性があり、かつ周波数方向のピークが明瞭な音である。これに対し、擦過音は、時間方向では定常性が低く（非定常であり）、かつ周波数方向のピークが不明瞭なアタック音である。従って、音響信号において定常的にピークとなる周波数帯域が存在する区間を、水道音を含む区間と判定することで、擦過音を水道音と誤判定することを防ぐことが可能となる。
【００９３】
更に、本実施形態では、水道を使用しているときの音響信号における定常的なピーク周波数帯域の情報を含む正解情報（ピーク帯域情報）３９１を予め用意しておき、当該情報との比較結果を、音響信号に水道音が含まれるか否かの判定に利用する。このため、水道音とは異なる他の音を水道音と誤判定することを防ぐ効果が一層高まり、水道音の検出精度が向上する。
【００９４】
なお、図１及び図２の水道音検出装置３は、本実施形態に係る水道音検出装置の一例に過ぎない。水道音検出装置３は、例えば、マイクロフォン２を内蔵した装置であってもよい。また、水道音検出装置３は、例えば、音響信号に含まれる水道音とは異なる音（例えば、人物８の発話音）に基づいて安否を確認する機能を含むものであってもよい。更に、本実施形態に係る水道音検出装置３は、一致度判定部３３３及び正解情報３９１が省略されたものであってもよい。
【００９５】
また、図２の水道音検出装置３の機能的構成は、見守りシステム１に適用する場合の機能的構成の一例に過ぎない。本実施形態に係る水道音検出装置３は、例えば、安否確認部３５０、及び安否判定情報３９４が省略されており、出力部３６０が水道音の検出結果のみを出力する装置であってもよい。この場合、安否確認部３５０及び安否判定情報３９４を含む装置は、例えば、水道音検出装置３を設置する住宅６等に設置し、水道音検出装置３と接続しておく。また、図２の水道音検出装置３における安否確認部３５０を省略した場合、管理装置５に安否確認部３５０に相当する機能を持たせてもよい。
【００９６】
また、本実施形態に係る見守りシステム１におけるマイクロフォン２及び水道音検出装置３の設置位置は、水道音の検出処理を行っている間にマイクロフォン２と水道（水栓６０１）との位置関係が変わらなければ、適宜変更可能である。例えば、マイクロフォン２の位置が変化してマイクロフォン２と水栓６０１との距離が変化している場合、ドップラー効果により音響信号におけるピーク帯域が変化する。これに対し、マイクロフォン２と水栓６０１との距離が一定である場合、距離に応じて音響信号のパワーは変化するが、音響信号におけるピーク帯域は変化しない。よって、マイクロフォン２と水道音検出装置３が別体である場合、マイクロフォン２を特定の位置に固定しておけば、水道音検出装置３の設置位置は適宜変更可能である。また、マイクロフォン２が水道音検出装置３に内蔵されている場合も、水道音の検出処理を行っている間に水栓６０１からの距離が変化しなければよい。そのため、スマートフォン等の携帯型通信端末と、上記の各処理を実行するアプリケーションとにより実現される水道音検出装置３を、例えば、テーブル（机）の上、下駄箱の上等の所定の置き場所に置いて使用することも可能である。このように、マイクロフォン２の設置位置として複数通りの設置位置が想定される場合、全ての設置場所で同じ正解とするピークの周波数帯域の情報を用意する。また、図１５の正解情報３９１のように、設置場所毎に、正解とするピークの周波数帯域の情報を用意してもよい。図１５は、正解情報の第１の変形例を説明する図である。
【００９７】
水道音検出装置３として携帯型通信端末を利用する場合、例えば、在宅時には携帯型通信端末を設置場所の固定された充電位置に置くことにより、マイクロフォン２と水栓６０１との位置関係を一定に保つことが可能となる。このため、例えば、携帯型通信端末の充電位置をマイクロフォン２の第１の設置場所とし、当該充電位置と、水栓６０１との位置関係に応じた正解情報を作成して正解情報３９１に登録する。
【００９８】
また、携帯型通信端末を充電位置とは異なる場所に設置することが多い場合、当該充電位置とは異なる場所を第２の設置場所とし、当該充電位置と、水栓６０１との位置関係に応じた正解情報を作成して正解情報３９１に登録する。
【００９９】
このように、複数の設置場所のそれぞれに対応するピーク帯域の情報を正解情報３９１に登録した場合、例えば、水道音検出装置３（携帯型通信端末）で図４の処理を開始する際に設置場所を選択する。
【０１００】
また、本実施形態の水道音検出装置３において使用状況を把握する水道は、１箇所に限らず、複数箇所であってもよい。複数箇所の水道の使用状況を把握する場合、例えば、図１６の正解情報３９１のように、水栓６０１（蛇口）の位置毎にピークとなる周波数帯域を示す情報を作成して正解情報３９１に登録する。図１６は、正解情報の第２の変形例を説明する図である。
【０１０１】
例えば、図１６の正解情報３９１は、台所の水道を使用したときの音響信号において定常的なピークとなる周波数帯域を示す情報と、洗面所の水道を使用したときの音響信号において定常的なピークとなる周波数帯域を示す情報とを含む。水道使用時の音響信号においてパワーがピークとなる周波数帯域は、水栓６０１を含む水道管の形状（管径や長さ等）に依存する。このため、台所の水道を使用したときにピークとなる周波数帯域の組み合わせと、洗面所の水道を使用したときにピークとなる周波数帯域の組み合わせとが異なる場合がある。そのため、図１６の正解情報３９１のように水道（蛇口）の設置位置毎に定常的なピークとなる周波数帯域の情報を登録しておくことで、どの水道を使用したかを判定することが可能となる。
【０１０２】
また、図４、図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂ、並びに図８のフローチャートは、それぞれ、本実施形態に係る水道音検出装置３が行う各処理の一例に過ぎない。本実施形態に係る水道音検出装置３が行う処理は、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、図５のフローチャートにおけるステップＳ２０３の処理、及び図８のフローチャートにおけるステップＳ３０４の判定は、省略可能である。また、図７ＡのフローチャートにおけるステップＳ２０２０２の判定は、省略可能である。
【０１０３】
更に、図７ＡのフローチャートにおけるステップＳ２０２０３の判定では、閾値ＴＨ２を、定常性の判定に用いるフレームの数Ｎと一致させてもよい。また、閾値ＴＨ２を定常性の判定に用いるフレームの数Ｎよりも小さくする場合、Ｎ個の同一周波数帯域のピークフラグＰｆ（ｂ，ｉ）｛ｉ＝ｎ−Ｎ，・・・，ｎ｝のうちの値が１であるフラグの個数がＴＨ２以上であればよい。
【０１０４】
加えて、本実施形態に係る水道音検出装置３は、上記のように、安否確認部３５０及び安否判定情報３９４を省略可能である。すなわち、本実施形態に係る水道音検出装置３は、図１の見守りシステム１に限らず、種々の環境における水道音の検出に適用可能である。
【０１０５】
［第２の実施形態］
図１７は、第２の実施形態に係る水道音検出装置の機能的構成を示す図である。
図１７に示すように、本実施形態に係る水道音検出装置３は、信号取得部３１０と、第１の特徴検出部３２０と、第２の特徴検出部３３０と、水道音判定部３４０と、安否確認部３５０と、出力部３６０と、を備える。また、水道音検出装置３は、正解情報３９１と、抽出履歴３９２と、判定履歴３９３と、安否判定情報３９４とを含む各種情報を記憶する記憶部（図示せず）を備える。また、本実施形態の水道音検出装置３は、入力部３７１と、切替部３７２と、水道音学習部３７３と、を更に備える。
信号取得部３１０は、マイクロフォン２から音響信号を取得する。
【０１０６】
本実施形態の水道音検出装置３における入力部３７１は、水道音検出装置３において水道音の音響特徴（パワーが定常的にピークとなる周波数帯域）を学習する処理と、音響信号から水道音を検出する処理との切替に関する情報の入力を受け付ける。水道音の音響特徴を学習する処理を行う場合、入力部３７１は、水道音の音響特徴を学習する処理を示す情報とともに、学習対象である水道における水道管の長さ等の情報の入力を受け付ける。情報の入力を受け付けた後、入力部３７１は、水道音の音響特徴を学習する処理を示す情報を切替部３７２に通知する。また、入力部３７１は、水道音の音響特徴を学習する処理を示す情報、及び水道管の長さ等の情報を、水道管学習部３７３に通知する。
【０１０７】
切替部３７２は、入力部３７１で受け付けた入力情報に基づいて、信号取得部３１０で取得した音響信号の出力先を切り替える。水道音の音響特徴を学習する処理を行う場合、切替部３７２は、第２の特徴検出部３３０のみに音響信号を出力する。音響信号から水道音を検出する処理を行う場合、切替部３７２は、第１の特徴検出部３２０及び第２の特徴検出部３３０に音響信号を出力する。
【０１０８】
第１の特徴検出部３２０は、水道管から流出した水により発生する音の音響特徴（第１の音響特徴）に基づいて、音響信号に含まれる水道音を検出する。第１の特徴検出部３２０は、例えば、特徴抽出部３２１と、水音判定部３２２とを含む（図２を参照）。
【０１０９】
第２の特徴検出部３３０は、水道管内で水が流れているときに発生する音の音響特徴（第２の音響特徴）に基づいて、音響信号に含まれる水道音を検出する。第２の特徴検出部３３０は、ピーク抽出部３３１と、定常性判定部３３２と、一致度判定部３３３と、を含む（図２を参照）。
【０１１０】
水道音判定部３４０は、第１の特徴検出部３２０の処理の結果、及び第２の特徴検出部３３０の処理の結果に基づいて、音響信号に水道音が含まれるか否かを判定する。水道音判定部３４０は、第１の実施形態で説明したように、音響信号のフレームのうちの、第１の音響特徴、及び第２の音響特徴を併せ持つフレームを、水道音が含まれるフレームであると判定する。
【０１１１】
安否確認部３５０は、判定履歴３９３に蓄積された水道音を含むか否かの判定結果の履歴に基づいて、水道の使用状況を把握し、見守る対象である人物８の安否を確認する。
【０１１２】
出力部３６０は、安否の確認結果等の情報を携帯端末４及び管理装置５に送信する。なお、出力部３６０は、安否の確認結果が無事ではないこと（人物８が水栓６０１のハンドルを操作できない状況に陥っていること）を示す結果である場合にのみ、メッセージを生成して携帯端末４に向けて送信してもよい。
【０１１３】
水道音学習部３７３は、第２の特徴検出部３３０の定常性判定部３３２の判定結果に基づいて、学習対象である水道音の音響信号においてパワーが定常的にピークとなる周波数帯域を特定する。水道音学習部３７３は、特定したピークの周波数帯域を示す情報と、水道管の長さ等の情報とを対応付けて正解情報３９１に登録する。正解情報３９１に登録された定常的なピークの周波数帯域を示す情報は、第２の特徴検出部３３０の一致度判定部３３３でパワーがピークとなる周波数帯域の一致度を算出する際に参照する。
【０１１４】
すなわち、本実施形態の水道音検出装置３では、見守る対象である人物８が生活する空間（住宅６）にマイクロフォン２及び水道音検出装置３を設置する際に、水道を使用しているときの音響信号においてパワーが定常的にピークとなる周波数帯域を学習することが可能となっている。ピークとなる周波数帯域を学習する場合、水道音検出装置３は、例えば、図１８の処理を行う。
【０１１５】
図１８は、定常的にピークとなる周波数帯域を学習する処理の内容を説明するフローチャートである。
水道を使用しているときの音響信号においてパワーが定常的にピークとなる周波数帯域を学習する処理は、マイクロフォン２を所定の設置位置に設置し、水道管（水栓６０１）から水７を流出させた状態で開始する。処理を開始すると、水道音検出装置３は、まず、水道から水を流出させた状態で収音した音響信号をマイクロフォン２から取得する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の処理は、信号取得部３１０が行う。信号取得部３１０は、例えば、十数秒から数十秒程度の時間長の音響信号を取得する。
【０１１６】
次に、水道音検出装置３は、音響信号の各フレームにおいてパワーがピークとなる周波数帯域を抽出する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理は、第２の特徴抽出部３３０のピーク抽出部３３１が行う。ピーク抽出部３３１は、例えば、第１の実施形態で説明した方法により、各フレームのパワースペクトルにおいてパワーが極大となる周波数帯域を抽出する。
【０１１７】
次に、水道音検出装置３は、抽出したピークが取得した音響信号における定常的なピークであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理は、第２の特徴抽出部３３０の定常性判定部３３２が行う。定常性判定部３３２は、例えば、第１の実施形態で説明した方法により、各フレームにおけるパワーがピークとなる周波数帯域のうち、連続する所定数のフレームでピークとなっている周波数帯域を特定する。具体的には、定常性判定部３３２は、例えば、図７Ａ及び図７Ｂの処理を行い、定常的なピークの周波数帯域であるか否かを示す帯域定常性フラグＳｂ（ｂ）と、定常的なピークを含むフレームであるか否かを示す定常性フラグＳｎ（ｎ）とを設定する。
【０１１８】
次に、水道音検出装置３は、パワーが定常的にピークとなる周波数帯域の組み合わせを正解情報３９１に登録する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の処理は、水道音学習部３７１が行う。水道音学習部３７３は、まず、帯域定常性フラグＳｂ（ｂ）及び定常性フラグＳｎ（ｎ）に基づいて、パワーが定常的にピークとなる周波数帯域毎にピークの継続時間を算出し、ピークの継続時間が閾値ＴＨ５以上である周波数帯域を抽出する。その後、水道音学習部３７３は、ピークの継続時間が閾値ＴＨ５以上である周波数帯域を、水道音の音響信号においてパワーが定常的にピークとなる周波数帯域に決定する。水道音学習部３７３は、水道音の音響信号においてパワーが定常的にピークとなる周波数帯域を示す情報と、水道管の長さ等の情報とを対応付けて正解情報３９１に登録する。
【０１１９】
このように、本実施形態では、見守る対象である人物８が実際に使用する水道管から水を流出させた状態で収音した音響信号に基づいて、水道使用時の音響信号においてパワーが定常的にピークとなる周波数帯域を学習する。このため、見守る対象である人物８が実際に使用する水道における水道管内の状況等に応じたより適切な正解情報３９１を持つことが可能となり、水道音の検出精度がより一層向上する。
【０１２０】
また、本実施形態によれば、図１の住宅６内における複数箇所の水道毎に、水道使用時の音響信号においてパワーが定常的にピークとなる周波数帯域を学習して正解情報３９１に登録することが可能となる。例えば、図１６の正解情報３９１のように、台所の水道を使用しているときに定常的にピークとなる周波数帯域、洗面所の水道を使用しているときに定常的にピークとなる周波数帯域等を登録することが可能となる。このため、見守る対象である人物８の生活空間（住宅６）内に存在する複数の水道のうちの、どの水道を使用しているかを容易に検出することが可能となる。
【０１２１】
なお、ピークとなる周波数帯域を学習する際には、例えば、水道管の材質や長さに応じて異なる複数通りのピーク帯域の情報と、音響信号におけるピーク帯域とに基づいて特定したピーク帯域を、正解情報３９１に登録してもよい。このようにすることで、水道管の長さ等の情報が不明確である場合にも、人物８が使用する水道に適したピーク周波数帯域をピーク帯域情報３９１に登録することが可能となり、音響信号に含まれる水道音を精度良く検出することが可能となる。
【０１２２】
また、本実施形態に係る水道音検出装置３は、第１の実施形態に係る水道音検出装置３と同様、安否確認部３５０及び安否判定情報３９４を省略可能である。すなわち、本実施形態に係る水道音検出装置３は、図１の見守りシステム１に限らず、種々の環境における水道音の検出に適用可能である。
【０１２３】
上記の各実施形態に係る水道音検出装置３は、コンピュータと、該コンピュータに実行させるプログラムとにより実現可能である。以下、図１９を参照して、コンピュータとプログラムとにより実現される水道音検出装置３について説明する。
【０１２４】
図１９は、コンピュータのハードウェア構成を示す図である。
図１９に示すように、コンピュータ２０は、プロセッサ２００１と、主記憶装置２００２と、補助記憶装置２００３と、入力装置２００４と、出力装置２００５と、入出力インタフェース２００６と、通信制御装置２００７と、媒体駆動装置２００８と、を備える。コンピュータ２０におけるこれらの要素２００１〜２００８は、バス２０１０により相互に接続されており、要素間でのデータの受け渡しが可能になっている。
【０１２５】
プロセッサ２００１は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）やMicro Processing Unit（ＭＰＵ）等である。プロセッサ２００１は、オペレーティングシステムを含む各種のプログラムを実行することにより、コンピュータ２０の全体の動作を制御する。また、プロセッサ２００１は、例えば、図４のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ３の処理を含む水道音検出プログラム、或いは図４のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ７の処理を含む見守りプログラムを実行する。
【０１２６】
主記憶装置２００２は、図示しないRead Only Memory（ＲＯＭ）及びRandom Access Memory（ＲＡＭ）を含む。主記憶装置２００２のＲＯＭには、例えば、コンピュータ２０の起動時にプロセッサ２００１が読み出す所定の基本制御プログラム等が予め記録されている。一方、主記憶装置２００２のＲＡＭは、プロセッサ２００１が、各種のプログラムを実行する際に必要に応じて作業用記憶領域として使用する。主記憶装置２００２のＲＡＭは、例えば、正解情報３９１、抽出履歴３９２、判定履歴３９３、安否判定情報３９４等の記憶に利用可能である。
【０１２７】
補助記憶装置２００３は、主記憶装置２００２のＲＡＭと比べて容量の大きい記憶装置であり、例えば、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）や、フラッシュメモリのような不揮発性メモリ（Solid State Drive（ＳＳＤ）を含む）等である。補助記憶装置２００３は、プロセッサ２００１によって実行される各種のプログラムや各種のデータ等の記憶に利用可能である。補助記憶装置２００３は、例えば、図４のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ３の処理を含む水道音検出プログラム、或いは図４のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ７の処理を含む見守りプログラムの記憶に利用可能である。また、補助記憶装置２００３は、例えば、正解情報３９１、抽出履歴３９２、判定履歴３９３、安否判定情報３９４等の記憶や、マイクロフォン２で収音した音響信号の記憶に利用可能である。
【０１２８】
入力装置２００４は、例えば、キーボード装置やタッチパネル装置等である。コンピュータ２０のオペレータ（利用者）が入力装置２００４に対して所定の操作を行うと、入力装置２００４は、その操作内容に対応付けられている入力情報をプロセッサ２００１に送信する。入力装置２００４は、例えば、水道音の検出処理或いは見守り処理の開始命令の入力、正解情報３９１や安否判定情報３９４の入力、編集等に利用可能である。
【０１２９】
出力装置２００５は、例えば、液晶表示装置等の表示装置やプリンタ等の印刷装置である。出力装置２００５は、コンピュータ２０の動作状況、正解情報３９１や安否判定情報３９４等の表示、印刷等に利用可能である。
【０１３０】
入出力インタフェース２００６は、コンピュータ２０と、他の電子機器とを接続する。入出力インタフェース２００６は、例えば、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）規格のコネクタや、音声入力端子等を備える。入出力インタフェース２００６は、例えば、コンピュータ２０と、マイクロフォン２との接続に利用可能である。
【０１３１】
通信制御装置２００７は、コンピュータ２０をインターネット等のネットワークに接続し、ネットワークを介したコンピュータ２０と他の通信機器との各種通信を制御する装置である。通信制御装置２００７は、例えば、端末装置４及び管理装置５に安否の確認結果含むデータの送信することに利用可能である。
【０１３２】
媒体駆動装置２００８は、可搬型記憶媒体２１に記録されているプログラムやデータの読み出し、補助記憶装置２００３に記憶されたデータ等の可搬型記憶媒体２１への書き込みを行う。媒体駆動装置２００８には、例えば、１種類又は複数種類の規格に対応したメモリカード用リーダ／ライタが利用可能である。媒体駆動装置２００８としてメモリカード用リーダ／ライタを用いる場合、可搬型記憶媒体２１としては、メモリカード用リーダ／ライタが対応している規格、例えば、Secure  Digital（ＳＤ）規格のメモリカード（フラッシュメモリ）等を利用可能である。また、可搬型記録媒体２１としては、例えば、ＵＳＢ規格のコネクタを備えたフラッシュメモリが利用可能である。更に、コンピュータ２０が媒体駆動装置２００８として利用可能な光ディスクドライブを搭載している場合、当該光ディスクドライブで認識可能な各種の光ディスクを可搬型記録媒体２１として利用可能である。可搬型記録媒体２１として利用可能な光ディスクには、例えば、Compact Disc（ＣＤ）、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）、Blu-ray Disc（登録商標）等がある。可搬型記録媒体２１は、例えば、図４のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ３処理を含む水道音検出プログラム、或いは図４のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ７の処理を含む見守りプログラムの記憶に利用可能である。また、可搬型記録媒体２１は、例えば、正解情報３９１、抽出履歴３９２、判定履歴３９３、安否判定情報３９４等の記憶や、マイクロフォン２で収音した音響信号の記憶に利用可能である。
【０１３３】
例えば、コンピュータ２０のユーザが入力装置２００４を利用して図４の処理の開始命令をコンピュータ２０に入力すると、プロセッサ２００１が、補助記憶装置２００３等の非一時的な記録媒体に記憶させた見守りプログラムを読み出して実行する。ここで、コンピュータ２０のユーザは、見守る対象である人物８、或いは人物８を見守る他の人物１０等である。見守りプログラムを実行している間、コンピュータ２０は、マイクロフォン２から取得した音響信号に含まれる水道音を検出する処理、及び水道音の検出結果に基づいて見守り対象である人物８の安否を確認して確認結果を端末装置４等に通知する処理を行う。見守りプログラムを実行している間、プロセッサ２００１は、水道音検出装置３における第１の特徴検出部３２０、第２の特徴検出部３３０、水道音判定部３４０、安否確認部３５０、及び出力部３５０として機能する（動作する）。また、プロセッサ２００１が見守りプログラムを実行している間、主記憶装置２００２のＲＡＭや補助記憶装置２００３等は、正解情報３９１、抽出履歴３９２、判定履歴３９３、及び安否判定情報３９４を含む各種情報を記憶する記憶部として機能する。
【０１３４】
なお、水道音検出装置３として動作させるコンピュータ２０は、図１９に示した全ての要素２００１〜２００８を含む必要はなく、用途や条件に応じて一部の要素を省略することも可能である。例えば、コンピュータ２０は、媒体駆動装置２００８が省略されたものであってもよい。また、水道音検出装置３として動作させるコンピュータ２０は、例えば、スマートフォン等の、マイクロフォン２を内蔵した、通話可能であり、かつ各種のアプリケーションソフトウェア（プログラム）を実行可能な携帯型通信機器であってもよい。
【０１３５】
また、コンピュータ２０に実行させるプログラムは、図４のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ３の処理を実行して音響信号に含まれる水道音を検出し、検出結果を端末装置４等に送信する水道音検出プログラムであってもよい。更に、コンピュータ２０に実行させるプログラムは、例えば、図１８の定常的にピークとなる周波数帯域を学習する処理を含むプログラムであってもよい。
【０１３６】
以上記載した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
蛇口との位置関係が変わらない態様で設置されたマイクロフォンで収音した音響信号に含まれる、前記蛇口から流出した水により発生する音を示す第１の音響特徴を検出する第１の特徴検出部と、
前記蛇口を含む水道管内で水が流れることにより発生する音を示す第２の音響特徴が前記音響信号に含まれるか否かを判定して前記第２の音響特徴を検出する第２の特徴検出部と、
前記第１の音響特徴、及び前記第２の音響特徴の検出結果に基づいて、前記音響信号に水道使用時に発生する音が含まれるか否かを判定する水道音判定部と、を備え、
第２の特徴検出部は、前記音響信号の周波数スペクトルにおける前記水道管の形状により定まる周波数帯域の値が極大となる期間が所定期間継続した場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする水道音検出装置。
（付記２）
前記第２の特徴検出部は、前記音響信号の周波数スペクトルの周波数帯域のなかから、値が隣接する他の周波数帯域の値よりも大きく、かつ前記値の差が閾値以上となるピーク帯域を抽出するピーク抽出部と、前記周波数スペクトルの時間履歴において前記ピーク帯域に定常性があるか否かを判定する定常性判定部と、を含み、
当該第２の特徴検出部は、前記ピーク帯域に定常性がある場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする付記１に記載の水道音検出装置。
（付記３）
前記第２の特徴検出部は、前記定常性判定部において定常性があると判定された前記ピーク帯域と、前記水道管の形状により定まる前記周波数帯域との一致度を判定する一致度判定部、を更に含み、
当該第２の特徴検出部は、前記一致度が閾値以上である場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする付記２に記載の水道音検出装置。
（付記４）
前記一致度判定部は、複数の蛇口のそれぞれについての、前記蛇口を含む前記水道管内で水が流れることにより発生する音の周波数スペクトルにおいて値が極大となる周波数帯域を示す情報が登録された正解情報を参照して、前記複数の蛇口のそれぞれと対応した複数の前記一致度を算出し、
前記第２の特徴検出部は、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれることを示す情報に、前記複数の蛇口のうちの前記一致度が最も高くなる蛇口から水が流出していることを示す情報を付加する、
ことを特徴とする付記３に記載の水道音検出装置。
（付記５）
前記一致度判定部は、前記蛇口との位置関係が異なる前記マイクロフォンの複数の設置位置のそれぞれについての、前記蛇口を含む前記水道管内で水が流れることにより発生する音の周波数スペクトルにおいて値が極大となる周波数帯域を示す情報が登録された正解情報を参照して、前記複数の設置位置のそれぞれと対応した複数の前記一致度を算出し、
前記第２の特徴検出部は、複数の前記一致度のうちの最大値が前記閾値以上である場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする付記３に記載の水道音検出装置。
（付記６）
前記水道音判定部は、前記音響信号のうちの、前記第１の音響特徴、及び第２の音響特徴を持つ区間を、水道使用時に発生する音が含まれる区間と判定する、
ことを特徴とする付記１に記載の水道音検出装置。
（付記７）
前記水道音判定部は、前記音響信号のうちの前記第１の音響特徴を持つ区間のうちの、前記第２の音響特徴を持つ区間を、水道使用時に発生する音が含まれる区間と判定する、
ことを特徴とする付記１に記載の水道音検出装置。
（付記８）
前記水道音検出装置は、前記蛇口から水を流出させた状態で収音した音響信号に基づいて、前記第２の音響特徴を学習する水道音学習部、を更に備える、
ことを特徴とする付記１に記載の水道音検出装置。
（付記９）
前記水道音学習部は、前記音響信号の周波数スペクトルにおいて値が極大となる期間が所定期間継続した周波数帯域を示す情報を正解情報として学習し、
前記第２の特徴検出部は、前記正解情報に基づいて前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれるか否かを判定する、
ことを特徴とする付記８に記載の水道音検出装置。
（付記１０）
前記水道音検出装置は、前記水道音判定部の判定結果に基づいて水道の使用状況を把握し、見守る対象である人物の安否を確認する安否確認部と、前記人物の安否の確認結果を含む情報を外部装置に通知する出力部と、を更に備える、
ことを特徴とする付記１に記載の水道音検出装置。
（付記１１）
コンピュータが、
蛇口との位置関係が変わらない態様で設置されたマイクロフォンで収音した音響信号に含まれる、前記蛇口から流出した水により発生する音を示す第１の音響特徴を検出するとともに、
前記蛇口を含む水道管内で水が流れることにより発生する音を示す第２の音響特徴が前記音響信号に含まれるか否かを判定して前記第２の音響特徴を検出し、
前記第１の音響特徴、及び前記第２の音響特徴の検出結果に基づいて、前記音響信号に水道使用時に発生する音が含まれるか否かを判定する、処理を実行する水道音検出方法であって、
第２の音響特徴を検出する処理において、前記コンピュータは、前記音響信号の周波数スペクトルにおける前記水道管の形状により定まる周波数帯域の値が極大となる期間が所定期間継続した場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする水道音検出方法。
（付記１２）
前記コンピュータが、更に、前記蛇口から水を流出させた状態で収音した音響信号の周波数スペクトルにおいて値が極大となる期間が所定期間継続した周波数帯域を示す情報を、前記第２の音響特徴についての正解情報として学習する処理を実行し、
前記第２の音響特徴を抽出する処理において、前記コンピュータは、前記正解情報に基づいて、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれるか否かを判定する、
ことを特徴とする付記１１に記載の水道音検出方法。
（付記１３）
コンピュータが、前記音響信号に前記水道使用時に発生する音が含まれるか否かの判定結果に基づいて水道の使用状況を把握して見守る対象である人物の安否を確認し、前記人物の安否の確認結果を含む情報を外部装置に通知する処理、を更に実行する、
ことを特徴とする付記１１に記載の水道音検出方法。
（付記１４）
蛇口との位置関係が変わらない態様で設置されたマイクロフォンで収音した音響信号に含まれる、前記蛇口から流出した水により発生する音を示す第１の音響特徴を検出するとともに、
前記蛇口を含む水道管内で水が流れることにより発生する音を示す第２の音響特徴が前記音響信号に含まれる場合に、当該第２の音響特徴を検出し、
前記第１の音響特徴、及び前記第２の音響特徴の検出結果に基づいて、前記音響信号に水道使用時に発生する音が含まれるか否かを判定する、処理をコンピュータに実行させる水道音検出プログラムであって、
第２の音響特徴を検出する処理は、前記音響信号の周波数スペクトルにおける前記水道管の形状により定まる周波数帯域の値が極大となる期間が所定期間継続した場合に、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれると判定する、
ことを特徴とする水道音検出プログラム。
（付記１５）
前記蛇口から水を流出させた状態で収音した音響信号の周波数スペクトルにおいて値が極大となる期間が所定期間継続した周波数帯域を示す情報を、前記第２の音響特徴についての正解情報として学習する処理、を更に含み、
前記第２の音響特徴を抽出する処理は、前記正解情報に基づいて、前記音響信号に前記第２の音響特徴が含まれるか否かを判定する、
ことを特徴とする付記１４に記載の水道音検出プログラム。
（付記１６）
前記音響信号に前記水道使用時に発生する音が含まれるか否かの判定結果に基づいて水道の使用状況を把握して見守る対象である人物の安否を確認し、前記人物の安否の確認結果を含む情報を外部装置に通知する処理、を更に含む、
ことを特徴とする付記１４に記載の水道音検出プログラム。
【符号の説明】
【０１３７】
１  見守りシステム
２  マイクロフォン
３  水道音検出装置
３１０  信号取得部
３２０  第１の特徴検出部
３２１  特徴抽出部
３２２  水音判定部
３３０  第２の特徴検出部
３３１  ピーク抽出部
３３２  定常性判定部
３３３  一致度判定部
３４０  水道音判定部
３５０  安否確認部
３６０  出力部
３７１  入力部
３７２  切替部
３７３  水道音学習部
３９１  正解情報
３９２  抽出履歴
３９３  判定履歴
３９４  安否判定情報
４  端末装置
５  管理装置
６  住宅
６０１  水栓（蛇口）
６０２  シンク
７  水
８，１０  人物
９  ネットワーク
１１，１３，１４，１５  パワースペクトルの時間変化
２０  コンピュータ
２００１  プロセッサ
２００２  主記憶装置
２００３  補助記憶装置
２００４  入力装置
２００５  出力装置
２００６  入出力インタフェース
２００７  通信制御装置
２００８  媒体駆動装置
２１  可搬型記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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