(57)【要約】【課題】警報音の出力を、より精度良く検出すること。【解決手段】警報音の警報音信号Ａ２と音源音声信号Ａ１とが合成された出力音信号Ａ３に基づいてスピーカ８によって放音された出力音を収音した収音信号Ａ６を取得する信号取得部４２と、前記信号取得部４２によって取得された取得信号Ｄ１から前記音源音声信号Ａ１を適応フィルタ５０、５１、５２によって除去し、前記警報音に対応する信号を抽出する警報音抽出部４４と、前記警報音抽出部４４によって抽出された信号である抽出信号Ｄ２と、前記警報音信号Ａ２との類似度Ｄ４を検出する類似度検出部４６と、前記抽出信号Ｄ２に前記警報音信号Ａ２が含まれているか否かを前記類似度Ｄ４に基づいて判定する警報判定部４８と、を備える警報音出力検出装置３０を構成した。【選択図】図２
2019213102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
警報音の警報音信号と他の音の音声信号とが合成された出力音信号、又は、当該出力音信号に基づいてスピーカによって放音された出力音を収音した収音信号を取得する信号取得部と、
前記信号取得部によって取得された取得信号から前記他の音の音声信号をデジタルフィルタによって除去し、前記警報音に対応する信号を抽出する警報音抽出部と、
前記警報音抽出部によって抽出された信号である抽出信号と、前記警報音信号との類似度を検出する類似度検出部と、
前記抽出信号に前記警報音信号が含まれているか否かを前記類似度に基づいて判定する警報判定部と、
を備えることを特徴とする警報音出力検出装置。
【請求項２】
前記類似度検出部は、
前記抽出信号と、前記警報音信号との相互相関値を前記類似度として検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の警報音出力検出装置。
【請求項３】
前記警報判定部は、
前記相互相関値の大きさと、前記警報音信号の再生音量とに基づいて、前記抽出信号に前記警報音信号が含まれているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の警報音出力検出装置。
【請求項４】
前記デジタルフィルタは、適応フィルタであり、
前記警報音抽出部は、
前記出力音信号が前記他の音の音声信号を含まないときには、前記適応フィルタにおけるフィルタ係数の更新動作を停止する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の警報音出力検出装置。
【請求項５】
前記デジタルフィルタは、適応フィルタであり、
前記類似度検出部は、
前記適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記抽出信号と、前記警報音信号との時間タイミングを調整する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の警報音出力検出装置。
【請求項６】
前記取得信号をダウンサンプルして前記デジタルフィルタに入力するダウンサンプル部を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の警報音出力検出装置。
【請求項７】
前記警報音信号を生成して出力する警報音再生装置から当該警報音信号が出力されている事を示す警報音出力信号が出力されている場合に、前記警報判定部による判定を行う
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の警報音出力検出装置。
【請求項８】
前記警報判定部は、
前記抽出信号に前記警報音信号が含まれていないと判定した場合、前記他の音の音声信号と合成される時点で前記警報音信号の振幅レベルがゼロであったか否かを判定する
ことを特徴とする請求項７に記載の警報音出力検出装置。
【請求項９】
前記信号取得部は、前記出力音信号、及び、前記収音信号の両方を排他的に取得して前記取得信号を生成し、
前記警報判定部は、各取得信号に対して判定を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の警報音出力検出装置。
【請求項１０】
前記出力音信号に前記警報音信号が含まれておらず、前記収音信号には前記警報音が含まれていると前記警報判定部が判定した場合、前記信号取得部が再度、前記出力音信号、及び、前記収音信号の両方を排他的に取得し、これらの取得信号に対して前記警報判定部が判定を行う
ことを特徴とする請求項９に記載の警報音出力検出装置。
【請求項１１】
警報音の警報音信号と他の音の音声信号とが合成された出力音信号、又は、当該出力音信号に基づいてスピーカによって放音された出力音を収音した収音信号を取得する第１ステップと、
前記第１ステップによって取得された取得信号から前記他の音の音声信号をデジタルフィルタによって除去し、前記警報音に対応する信号を抽出する第２ステップと、
前記第２ステップによって抽出された信号である抽出信号と、前記警報音信号との類似度を検出する第３ステップと、
前記抽出信号に前記警報音信号が含まれているか否かを前記類似度に基づいて判定する第４ステップと、
を備えることを特徴とする警報音出力検出方法。
【請求項１２】
コンピュータを、
警報音の警報音信号と他の音の音声信号とが合成された出力音信号、又は、当該出力音信号に基づいてスピーカによって放音された出力音を収音した収音信号を取得する信号取得部、
前記信号取得部によって取得された取得信号から前記他の音の音声信号をデジタルフィルタによって除去し、前記警報音に対応する信号を抽出する警報音抽出部、
前記警報音抽出部によって抽出された信号である抽出信号と、前記警報音信号との類似度を検出する類似度検出部、及び
前記抽出信号に前記警報音信号が含まれているか否かを前記類似度に基づいて判定する警報判定部、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、警報音出力検出装置、警報音出力検出方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジオやオーディオ再生装置等の音源の音声（以下、「音源音声」と言う）と、各種の警報音と、を合成した出力音を出力する車載装置が知られている。この車載装置によれば、音源音声再生中でも、車線逸脱等を通知すべきときには、通知に応じた警報音が音源音声とともに出力されるので、かかる通知を当該警報音によって搭乗者に伝えることができる。
しかしながら、この種の車載装置では、音源音声が正常に再生されている状態の場合、警報音のみが故障や異常等によって再生不能な状態に陥っていても、その状態に搭乗者が気づき難いことがある。
特に、音源音声の再生中に警報音が出力される場合、いわゆるマスキング効果により音源音声に警報音が埋もれ、搭乗者に警報音が伝わり難いことが知られている。このため、警報音が再生不能な状態になっていても、搭乗者は、警報音が音声に埋もれているために聞こえないと誤認し、警報音が再生されていない事に気づくのが遅くなる。
【０００３】
一方、車内において音源音声が大音量で再生されている場合でも、救急車や消防自動車、パトカー等が発した警報音、すなわち車外で発せられた車外警報音を搭乗者が聞き取り易くする技術として、特許文献１の技術がある。
特許文献１では、車外の音が車外警報音のパターンデータと合致するか否かを判断することで、当該音が車外警報音であるか否かを識別する。そして、車外警報音が識別された場合に、当該警報音の周波数成分を含む周波数帯域を除去、或いは減衰させる音声信号処理を音源音声に施して再生することで、音源音声による車外警報音のマスクを抑制している。
【０００４】
また、車外の環境音から特定音を抽出する技術として、特許文献２の技術がある。
特許文献２では、環境音は、雑多な音が混じり合っており、無数に近い周波数を含むことに着目し、環境音に含まれる周波数成分、及び各周波数成分の振幅値を、特定音に対応する周波数帯域に限って抽出する。そして、振幅値が基準値を越えている周波数成分を特定し、これらの周波数成分と、特定音の周波数とを比較する。このように、特定音に対応する周波数帯域、及び、周波数成分の振幅値によって環境音をフィルタリングすることで、環境音から特定音を抽出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−００５９３５号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２００６−２６８８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、警報音を音源音声に合成した出力音を出力する上述の車載装置において、特許文献１の技術を用いる場合、次のような問題がある。
すなわち、警報音の周波数スペクトルの周波数帯域が広く、なおかつ、当該周波数スペクトルの密度も高い場合、車載装置の出力音に含まれる殆どの周波数成分が除去もしくは減衰されてしまい、警報音が聞き取り難くなる。
【０００８】
このように特許文献１の技術では、警報音と音源音声との周波数スペクトルの帯域の差や、警報音の周波数スペクトルの密度によっては、出力音から警報音のみを精度良く抽出することができない。
このため、例えば、車載装置が警報音出力動作を行った際に、出力音に警報音が含まれているか否かを判断する場合、特許文献1の技術では、当該判断を精度良く行うことができないし、上述のように、警報音が聞き取り難くなってしまう。
【０００９】
また、車載装置の出力音から警報音を抽出する手法として、特許文献２の技術を用いる場合には次の問題がある。すなわち、出力音に含まれる音源音声は、複数の周波数スペクトルを有するものの、無数に近い周波数にはならない。このため、警報音と音源音声との差異は小さくなり、出力音に含まれる周波数成分、及び、それらの周波数成分の振幅値を、警報音に対応する所定の風波数帯域に限って抽出することは困難である。
【００１０】
このように、警報音を音源音声に合成した出力音を出力する車載装置にあっては、特許文献１、及び特許文献２のいずれの技術を用いても、出力音から警報音を精度良く抽出し、警報音が出力されているか否かを検出することができない。
【００１１】
本発明は、警報音の出力を、より精度良く検出することができる警報音出力検出装置、警報音出力検出方法、及びプログラム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】
【００１２】
本発明は、警報音の警報音信号と他の音の音声信号とが合成された出力音信号、又は、当該出力音信号に基づいてスピーカによって放音された出力音を収音した収音信号を取得する信号取得部と、前記信号取得部によって取得された取得信号から前記他の音の音声信号をデジタルフィルタによって除去し、前記警報音に対応する信号を抽出する警報音抽出部と、前記警報音抽出部によって抽出された信号である抽出信号と、前記警報音信号との類似度を検出する類似度検出部と、前記抽出信号に前記警報音信号が含まれているか否かを前記類似度に基づいて判定する警報判定部と、を備えることを特徴とする警報音出力検出装置を提供する。
【００１３】
本発明は、上記警報音出力検出装置において、前記類似度検出部は、前記抽出信号と、前記警報音信号との相互相関値を前記類似度として検出することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記警報音出力検出装置において、前記警報判定部は、前記相互相関値の大きさと、前記警報音信号の再生音量とに基づいて、前記抽出信号に前記警報音信号が含まれているか否かを判定することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記警報音出力検出装置において、前記デジタルフィルタは、適応フィルタであり、前記警報音抽出部は、前記出力音信号が前記他の音の音声信号を含まないときには、前記適応フィルタにおけるフィルタ係数の更新動作を停止することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記警報音出力検出装置において、前記デジタルフィルタは、適応フィルタであり、前記類似度検出部は、前記適応フィルタのフィルタ係数に基づいて、前記抽出信号と、前記警報音信号との時間タイミングを調整することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、上記警報音出力検出装置において、前記取得信号をダウンサンプルして前記デジタルフィルタに入力するダウンサンプル部を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記警報音出力検出装置において、前記警報音信号を生成して出力する警報音再生装置から当該警報音信号が出力されている事を示す警報音出力信号が出力されている場合に、前記警報判定部による判定を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記警報音出力検出装置において、前記警報判定部は、前記抽出信号に前記警報音信号が含まれていないと判定した場合、前記他の音の音声信号と合成される時点で前記警報音信号の振幅レベルがゼロであったか否かを判定することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、上記警報音出力検出装置において、前記信号取得部は、前記出力音信号、及び、前記収音信号の両方を排他的に取得して前記取得信号を生成し、前記警報判定部は、各取得信号に対して判定を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上記警報音出力検出装置において、前記出力音信号に前記警報音信号が含まれておらず、前記収音信号には前記警報音が含まれていると前記警報判定部が判定した場合、前記信号取得部が再度、前記出力音信号、及び、前記収音信号の両方を排他的に取得し、これらの取得信号に対して前記警報判定部が判定を行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明は、警報音の警報音信号と他の音の音声信号とが合成された出力音信号、又は、当該出力音信号に基づいてスピーカによって放音された出力音を収音した収音信号を取得する第１ステップと、前記第１ステップによって取得された取得信号から前記他の音の音声信号をデジタルフィルタによって除去し、前記警報音に対応する信号を抽出する第２ステップと、前記第２ステップによって抽出された信号である抽出信号と、前記警報音信号との類似度を検出する第３ステップと、前記抽出信号に前記警報音信号が含まれているか否かを前記類似度に基づいて判定する第４ステップと、を備えることを特徴とする警報音出力検出方法を提供する。
【００２３】
本発明は、コンピュータを、警報音の警報音信号と他の音の音声信号とが合成された出力音信号、又は、当該出力音信号に基づいてスピーカによって放音された出力音を収音した収音信号を取得する信号取得部、前記信号取得部によって取得された取得信号から前記他の音の音声信号をデジタルフィルタによって除去し、前記警報音に対応する信号を抽出する警報音抽出部、前記警報音抽出部によって抽出された信号である抽出信号と、前記警報音信号との類似度を検出する類似度検出部、及び前記抽出信号に前記警報音信号が含まれているか否かを前記類似度に基づいて判定する警報判定部、として機能させることを特徴とするプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、警報音の出力を、より精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る音響システムの構成を示す図である。
【図２】警報音出力検出装置の機能的構成を示す図である。
【図３】信号取得部の信号取得タイミングの説明図である。
【図４】警報音抽出部の機能的構成を示す図である。
【図５】適応フィルタの構成を示す図である。
【図６】類似度検出部による警報音信号と抽出信号との時間タイミング調整の説明図である。
【図７】警報音出力検出装置の警報音出力診断動作の概略を示すフローチャートである。
【図８】フィルタ動作制御処理のフローチャートである。
【図９】出力判定結果の組み合わせと、異常発生の有無の判定結果との対応を示す図である。
【図１０】警報音出力動作異常発生を通知する表示例である。
【図１１】同実施形態の具体例に係る音源音声信号、警報音信号、及び合成音声信号の各々の波形図である。
【図１２】同具体例に係る抽出信号の波形図である。
【図１３】同具体例に係るＦＩＲフィルタ係数（時間タイミング）を示す図である。
【図１４】同具体例に係る類似度を示す図である。
【図１５】同具体例に係る抽出信号の波形図である。
【図１６】同具体例に係る類似度を示す図である。
【図１７】同具体例に係る抽出信号の波形図である。
【図１８】同具体例に係るＦＩＲフィルタ係数（時間タイミング）を示す図である。
【図１９】同具体例に係る類似度を示す図である。
【図２０】同具体例に係る抽出信号の波形図である。
【図２１】同具体例に係る類似度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る音響システム１の構成を示す図である。
音響システム１は、各種の警報音の警報音信号Ａ２と、音楽などの他の音声の音声信号とを合成して出力するシステムである。この音響システム１は、自動車などの車両の車室、或いは、家庭や劇場、デパートなどの建物内の部屋といったように、外部と仕切られた空間に音を出力する用途に好適に用いられる。
音響システム１は、図１に示すように、音源再生装置２と、警報音再生装置４と、音響装置６と、スピーカ８と、を備えている。
【００２７】
音源再生装置２は、音源を再生する装置であり、当該音源を再生した信号である音源音声信号Ａ１を音響装置６に出力する。音源は、例えば音楽や音声のデータソースである。音源としては、ＣＤやＤＶＤ、磁気ディスク、半導体メモリ等の記録媒体、インターネットや携帯電話通信網等の電気通信回線、或いは、テレビ放送やラジオ放送等の放送波などが挙げられる。音源再生装置２は、データソースのデータや信号に基づいて上記音源音声信号Ａ１を生成する。
【００２８】
警報音再生装置４は、ユーザに警報を通知する警報音を再生する装置であり、当該警報音を再生した信号である警報音信号Ａ２を音響装置６に出力する。警報の内容は、音響システム１の用途や使用場所に応じて適宜に設定される。
例えば、音響システム１が自動車に搭載される場合には、警報としては、車線逸脱や他車両接近、運転者の居眠りに係る通知が挙げられる。
また例えば、音響システム１が家庭や劇場、デパート等の建物に設置される場合には、警報としては、火災や地震等の災害に係る通知が挙げられる。
【００２９】
なお、音響システム１が自動車に搭載される場合、警報音再生装置４の構成としては、自動車に設けられるＥＣＵ（electronic control unit）を備え、当該ＥＣＵが、自動車に設けられたセンサ等の検出値に基づいて警報を発するべき事態の発生を検知し、当該警報の内容や緊急度等に応じて予め設定された警報の警報音信号Ａ２を出力する構成が好適に用いられる。
【００３０】
音響装置６は、音源の音源音声と警報音とが合成された出力音の出力音信号Ａ３をスピーカ８に出力するものであり、合成部２０と、増幅部２２と、を備える。
合成部２０は、音源音声信号Ａ１と、警報音信号Ａ２とを重畳して合成した合成音声信号Ａ４を増幅部２２に出力する、いわゆるミキサーである。
増幅部２２は、合成音声信号Ａ４を増幅した増幅音声信号を上記出力音信号Ａ３としてスピーカ８に出力する、いわゆるアンプである。
出力音信号Ａ３がスピーカ８に入力されることで、音源音声と警報音とが合成された出力音がスピーカ８から放音される。この場合において、音源音声信号Ａ１、及び警報音信号Ａ２の一方が出力されていないときには、他方の信号に基づく音のみが放音されることになる。
【００３１】
なお、音源音声信号Ａ１、警報音信号Ａ２、及び合成音声信号Ａ４は、デジタル信号、及びアナログ信号のいずれでもよい。また出力音信号Ａ３は、一般的にはアナログ信号であるが、スピーカ８がデジタルスピーカである場合には、出力音信号Ａ３はデジルタル信号となる。
【００３２】
さて、本実施形態の音響システム１は、警報音の出力動作を診断する警報音出力診断機能を備えている。
音響システム１は、かかる警報音出力診断機能を実現するために、図１に示すように、マイクロフォン１０と、音響装置６に内蔵された警報音出力検出装置３０と、表示装置１２と、を備えている。
【００３３】
マイクロフォン１０は、スピーカ８によって放音された音を収音し、収音信号Ａ６を音響装置６の警報音出力検出装置３０に入力する。
警報音出力検出装置３０は、警報音出力診断を実行する装置であり、警報音に対応する信号（以下、「警報音成分信号」と言う）を対象信号から検出する機能を備えている。
この音響システム１では、音響装置６の合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及びスピーカ８から放音された音の収音信号Ａ６の各々が対象信号として警報音出力検出装置３０に入力されている。
そして警報音出力検出装置３０が、各対象信号に対して警報音成分信号が検出されるか（すなわち、対象信号に警報音成分信号が含まれているか否か）を判定することで、音響装置６、及びスピーカ８について警報音出力診断が行われる。
【００３４】
すなわち、音響装置６の警報音出力診断においては、警報音出力検出装置３０は、合成音声信号Ａ４、及び出力音信号Ａ３の各々に警報音成分信号が含まれているか否かを判定する。合成音声信号Ａ４、又は出力音信号Ａ３に警報音成分信号が含まれていなければ、音響装置６が警報音を出力してないことになる。
スピーカ８の警報音出力診断においては、警報音出力検出装置３０は、収音信号Ａ６に警報音成分信号が含まれているか否かを判定する。そして、収音信号Ａ６に警報音成分信号が含まれていなければ、スピーカ８が警報音を放音していないことになる。
【００３５】
さらに、この音響システム１では、スピーカ８、及び音響装置６の警報音出力診断において、警報音の出力が検出されなかった場合、その原因が警報音再生装置４にあるか否かを確認するために、警報音再生装置４の警報音出力診断が警報音出力検出装置３０によって行われる。
この警報音再生装置４の警報音出力診断では、警報音出力検出装置３０は、警報音信号Ａ２の振幅レベルと、警報音再生装置４が当該警報音信号Ａ２を出力している事を示す警報音出力信号Ｃ１と、に基づいて、警報音再生装置４が警報音信号Ａ２を正常に出力しているか否かを判定する。すなわち、警報音出力信号Ｃ１によって警報音信号Ａ２の出力が示されているにもかかわらず、警報音信号Ａ２の振幅レベルがゼロである場合、警報音信号Ａ２が警報音再生装置４から出力されていないことになる。したがって、この場合、音響装置６、及びスピーカ８の警報音出力診断において、警報音の出力が検出されなかった原因が警報音再生装置４にあることが分かる。
【００３６】
警報音出力検出装置３０は、スピーカ８、音響装置６、及び警報音再生装置４のいずれかで警報音の出力が検出できず、警報音出力動作に異常があると判断した場合には、その旨を示す異常検知信号Ｂ１を表示装置１２に出力する。
【００３７】
表示装置１２は、各種情報を表示するものであり、異常検知信号Ｂ１に基づいて表示を行う。この表示により、警報音が正常に出力されていない状態であることがユーザに通知される。本実施形態では、スピーカ８と、音響装置６の合成部２０、及び増幅部２２と、警報音再生装置４のどこで警報音出力動作に異常が発生しているかをユーザが把握可能に表示によって通知される。なお、表示装置１２は、音響装置６に一体に設けられてもよい。
【００３８】
次いで、警報音出力検出装置３０について詳細に説明する。
図２は、警報音出力検出装置３０の機能的構成を示す図である。
警報音出力検出装置３０は、図２に示すように、制御部４０と、信号取得部４２と、警報音抽出部４４と、類似度検出部４６と、警報判定部４８と、異常判定部４９と、を備える。
【００３９】
警報音出力検出装置３０は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイスと、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージ装置と、音響装置６の各部の信号の取り込みや、周辺機器を接続するためのインターフェース回路と、を備えたコンピュータを有する。そして、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行することで、図２に示す各機能部が実現されている。
【００４０】
制御部４０は、警報音出力診断を実行するために、警報音出力検出装置３０の各部を制御する。制御部４０は、警報音再生装置４が警報音信号Ａ２を出力している間に亘って警報音出力診断実行し、警報音信号Ａ２の出力終了に伴って当該警報音出力診断を終了する。
【００４１】
本実施形態では、警報音信号Ａ２が出力されている期間に亘って、警報音再生装置４が警報音出力信号Ｃ１を、警報音信号Ａ２を伝送する信号線と物理的に異なる信号線を通じて制御部４０に入力する。そして制御部４０は、この警報音出力信号Ｃ１が入力されている間、上記警報音出力診断を実行する。
【００４２】
なお、制御部４０が警報音信号Ａ２の入力を契機に警報音出力診断を実行する構成も考え得る。
しかしながら、この構成においては、警報音再生装置４における警報音信号Ａ２の出力機能部、或いは、警報音再生装置４から音響装置６に警報音信号Ａ２を伝送する配線部分に故障や欠損等が生じた場合には、警報音信号Ａ２が制御部４０に入力されない事態が発生し、この事態の発生を、警報音出力検出装置３０は検知できない。
これに対し、警報音再生装置４自身が警報音出力信号Ｃ１を生成し、警報音信号Ａ２を伝送する信号線と物理的に異なる信号線を通じて制御部４０に入力する構成とすることで、かかる事態が発生しても、当該事態の発生を警報音出力検出装置３０が検知できる。
【００４３】
信号取得部４２は、制御部４０の制御の下、音響装置６の合成部２０が出力している合成音声信号Ａ４と、当該増幅部２２が出力している出力音信号Ａ３と、マイクロフォン１０が収音している収音信号Ａ６と、のそれぞれを排他的に取得し、取得信号Ｄ１として警報音抽出部４４に出力する。この場合において、信号取得部４２は、図３に示すように、警報音信号Ａ２が出力されている警報音出力期間Ｋの間、合成音声信号Ａ４と、出力音信号Ａ３と、収音信号Ａ６とを、循環的に所定時間長ΔＴおきに繰り返し排他的に選択し、選択した信号を所定時間長ΔＴに亘って取得する。
【００４４】
この所定時間長ΔＴの値は任意であるが、本実施形態では、図３に示すように、警報音出力期間Ｋの間に、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６が少なくとも１回以上ずつ選択して取得可能な時間に設定されている。
【００４５】
本実施形態では、制御部４０が、警報音出力期間Ｋの間、取得対象の信号の指定、及び選択、取得を指示する選択信号Ｆ１を出力しており、信号取得部４２は、この選択信号Ｆ１に同期して、当該選択信号Ｆ１によって指定された信号を取得する。
【００４６】
警報音抽出部４４には、取得信号Ｄ１と音源音声信号Ａ１とが入力される。警報音抽出部４４は、取得信号Ｄ１から音源音声信号Ａ１を除いた信号成分、すなわち警報音成分信号に相当する抽出信号Ｄ２を生成し、当該抽出信号Ｄ２を類似度検出部４６に出力する。
また、警報音抽出部４４は、抽出信号Ｄ２の出力時には、当該抽出信号Ｄ２と、警報音信号Ａ２との時間タイミングの調整を図るための時間タイミングＤ３も出力する。
警報音抽出部４４は、抽出信号Ｄ２、及び時間タイミングＤ３の生成を、適応フィルタを用いたフィルタリング処理によって行っているが、これについては後述する。
【００４７】
類似度検出部４６には、抽出信号Ｄ２、及び時間タイミングＤ３と、警報音信号Ａ２とが入力される。類似度検出部４６は、これら抽出信号Ｄ２、時間タイミングＤ３、及び警報音信号Ａ２、に基づいて、抽出信号Ｄ２と警報音信号Ａ２との類似度Ｄ４を検出し、警報判定部４８に出力する。
類似度Ｄ４には、抽出信号Ｄ２と、警報音信号Ａ２との畳み込み積分を用いた相互相関値が用いられる。すなわち、類似度検出部４６は、上記選択信号Ｆ１に同期して所定時間長ΔＴ分の警報音信号Ａ２を取得し、この警報音信号Ａ２と、抽出信号Ｄ２との各々の時間タイミング（信号の開始、又は終了タイミング）を、時間タイミングＤ３に基づいて合わせる。そして、類似度検出部４６は、警報音信号Ａ２と抽出信号Ｄ２との各々の要素（所定のサンプリング周波数でサンプリングした各サンプル）を乗算して加算することで相互相関値を類似度Ｄ４として算出する。
【００４８】
警報判定部４８には、類似度Ｄ４と、警報音再生音量Ｅ１とが入力される。警報音の再生音量レベルを示す信号であり、警報音再生装置４が生成して出力する。警報判定部４８は、選択信号Ｆ１に同期して、所定時間長ΔＴにおける警報音再生音量Ｅ１を取得し、この警報音再生音量Ｅ１と、類似度Ｄ４とに基づいて、抽出信号Ｄ２に警報音が含まれているか否かを判定し、判定結果を出力判定結果Ｄ５として異常判定部４９に出力する。
【００４９】
より具体的には、警報判定部４８は、類似度Ｄ４としての相互相関値を絶対値化するとともに、所定時間長ΔＴにおける警報音再生音量Ｅ１に応じたスレッショルドＤ４ｔｈを設定し、相互相関値がスレッショルドＤ４ｔｈを越えている場合に、抽出信号Ｄ２に警報音が含まれていると判定する。警報音再生音量Ｅ１は、警報音が音源音声の再生中に出力されることでマスキング効果が生じたとしても、ユーザが十分に警報音を聞き取ることができる音量に警報音再生音量Ｅ１が設定されている。したがって、相互相関値がスレッショルドＤ４ｔｈを越えていない場合には、十分な音量の警報音を出力する信号が抽出信号Ｄ２に含まれていないこととなる。
【００５０】
さらに本実施形態では、警報判定部４８には、警報音再生装置４から警報音信号Ａ２が入力されており、警報判定部４８は、選択信号Ｆ１に同期して、所定時間長ΔＴ分の警報音信号Ａ２を取得している。そして抽出信号Ｄ２に警報音が含まれていなかった場合、警報判定部４８は、所定時間長ΔＴにおいて警報音信号Ａ２の振幅レベルがゼロであったか否かを判定し、当該振幅レベルがゼロであった場合には、警報音再生装置４自身が警報音信号Ａ２を正常に出力していないと判定し、この判定結果を異常判定部４９に出力する。
【００５１】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、上述の通り、警報音出力期間Ｋの間、合成音声信号Ａ４と、出力音信号Ａ３と、収音信号Ａ６とが、排他的に選択信号Ｆ１に同期して選択され、所定時間長ΔＴずつ信号が取得される。また、信号が取得されるごとに、選択信号Ｆ１と同期して、警報音抽出部４４による抽出信号Ｄ２の抽出、類似度検出部４６による類似度検出、及び警報判定部４８による判定が行われ、出力判定結果Ｄ５が異常判定部４９に出力される。
【００５２】
異常判定部４９は、出力判定結果Ｄ５に基づいて、警報音出力の異常の発生の有無を判定する。そして警報音出力異常が発生している場合、異常判定部４９は、異常検知信号Ｂ１を表示装置１２に出力し、当該異常をユーザに通知する。
【００５３】
次に上述の警報音抽出部４４について詳述する。
図４は、警報音抽出部４４の機能的構成を示す図である。
警報音抽出部４４は、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６の各々ごとに設計された適応フィルタ５０、５１、５２と、フィルタ選択部５４と、を備える。
適応フィルタ５０、５１、５２は、取得信号Ｄ１から音源音声信号Ａ１を減算することで、警報音成分信号を抽出するデジタルフィルタであり、この適応フィルタ５０、５１、５２のアルゴリズムには、演算量の点において実時間処理に好適なＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズが用いられている。
【００５４】
係る適応フィルタ５０、５１、５２は、一般的に、図５に示す構成のデジタルフィルタが好適に用いられる。この適応フィルタ５０、５１，５２において、入力信号をｘ（ｎ）、ＦＩＲ（finite impulse response）フィルタのＦＩＲフィルタ係数をＷ（ｎ）、エラー信号をｅ（ｎ）とすると、係数更新は、次の（１）で表される。
【００５５】
Ｗ（ｎ＋１）＝Ｗ（ｎ）＋２μｅ（ｎ）ｘ（ｎ）            （１）
なお、μは、適応速度などを制御するステップサイズパラメータ（Step Size Parameter）と呼ばれるパラメータである。
【００５６】
ここで、適応フィルタ５０，５１、５２のタップ長をｊ＋１とすると、ＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）、及び入力信号ｘ（ｎ）は次式（２）、（３）となる。
【００５７】
Ｗ（ｎ）＝［Ｗ０（ｎ）  Ｗ１（ｎ）・・・Ｗｊ（ｎ）］Ｔ        （２）
ｘ（ｎ）＝［ｘ（ｎ）  ｘ（ｎ−１）・・・ｘ（ｎ−ｊ）］      （３）
【００５８】
警報音抽出部４４においては、適応フィルタ５０、５１、５２には、信号取得部４２の取得信号Ｄ１が所望応答（Desired response）ｄ（ｎ）として入力され、音源音声信号Ａ１が入力信号ｘ（ｎ）として入力される。この結果、適応フィルタ５０、５１、５２からは、警報音成分信号に相当する抽出信号Ｄ２がエラー信号ｅ（ｎ）として出力され、また、時間タイミングＤ３がＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）として出力される。
【００５９】
ここで、警報音出力検出装置３０では、前掲図４に示すように、警報音抽出部４４の入力段に、ダウンサンプル部４５、４５が設けられている。ダウンサンプル部４５、４５は、それぞれ入力信号ｘ（ｎ）、及び所望応答ｄ（ｎ）をダウンサンプリングしてサンプルレートを下げ、処理対象のサンプル数を減らし、適応フィルタ５０、５１、５２に入力する。これにより計算負荷が低減される。なお、警報音抽出部４４がダウンサンプル部４５、４５を備えてもよい。
【００６０】
図４において、フィルタ選択部５４は、制御部４０の制御の下、適応フィルタ５０、５１、５２のいずれかを選択して動作させる。すなわち、フィルタ選択部５４は、上述した信号取得部４２と同様に、制御部４０が出力する選択信号Ｆ１に同期して、適応フィルタ５０、５１、５２のうち、当該選択信号Ｆ１によって指定されている信号に対応したものを動作させる。
【００６１】
適応フィルタ５０、５１、５２は動作を開始すると、フィルタ選択部５４によって選択が解除されるまで、ＬＳＭアルゴリズムを更新し、抽出信号Ｄ２であるエラー信号ｅ（ｎ）と、時間タイミングＤ３であるＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）（図５におけるＷ０〜ＷＬ）とを出力する。選択が解除されたときには、適応フィルタ５０、５１、５２は、そのときのＦＩＲフィルタ係数Ｗ０〜ＷＬの値を保持（ホールド）する。なお、「Ｌ−１」の値がタップ長（すなわち、（２）、（３）における「ｊ＋１」の値）に相当する。
【００６２】
また、制御部４０は、音源音声信号Ａ１が無い場合、すなわち警報音のみが出力される場合、動作中の適応フィルタ５０、５１、５２の停止を警報音抽出部４４に指示する。警報音抽出部４４は、かかる指示を受けると、動作中の適応フィルタ５０、５１、５２が、そのときのＦＩＲフィルタ係数Ｗ０〜ＷＬの値を保持した状態でフィルタ係数更新動作を停止し、これらＦＩＲフィルタ係数Ｗ０〜ＷＬの値（すなわち、時間タイミングＤ３）と、エラー信号ｅ（ｎ）（すなわち、抽出信号Ｄ２）とを出力する。
【００６３】
ここで、本実施形態では、適応フィルタ５０、５１、５２のそれぞれは、ＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）のタップ長（Ｌ−１）が、処理対象の取得信号Ｄ１に応じて適切に決められている。
具体的には、適応フィルタ５０には、合成音声信号Ａ４から取得された取得信号Ｄ１が入力され、この適応フィルタ５０のタップ長は「４タップ(tap)」に設定されている。また適応フィルタ５１には、出力音信号Ａ３から取得された取得信号Ｄ１が入力され、この適応フィルタ５１のタップ長は「８タップ(tap)」に設定されている。さらに、適応フィルタ５３には、収音信号Ａ６から取得された取得信号Ｄ１が入力され、この適応フィルタ５３のタップ長は「３２タップ(tap)」に設定されている。収音信号Ａ６を処理する適応フィルタ５３のタップ長が他よりも大きい理由は、音が放音される空間での音の伝播遅延や反射といった当該空間の応答特性の他に、スピーカ８、及びマイクロフォン１０の各々の応答特性の影響が加わるためである。
【００６４】
適応フィルタ５０、５１、５２は、タップ長が長くなるほど、処理量が増大するものの、上述のように、取得信号Ｄ１（処理対象の信号）に合わせてタップ長を設定することで、適応フィルタ５０、５１、５２の全体の処理量を低減できる。さらに、上述の通り、警報音抽出部４４の入力段に、ダウンサンプル部４５、４５が設けられているので、処理量が更に低減される。
特に、音源音声や警報音においては、主要な周波数スペクトルが主に低中域に集中している。このため、入力信号ｘ（ｎ）である取得信号Ｄ１、及び、所望応答ｄ（ｎ）である音源音声信号Ａ１をダウンサンプル部４５、４５によってダウンサンプリングし、これら入力信号ｘ（ｎ）、及び所望応答ｄ（ｎ）の処理対象の周波数帯域を狭めて制限したとしても、音源音声信号Ａ１の除去性能（すなわち、警報音成分信号の抽出性能）の低下が抑えられる。
【００６５】
さて、類似度検出部４６にあっては、警報音抽出部４４から抽出信号Ｄ２、及び時間タイミングＤ３が入力されると、上述の通り、当該時間タイミングＤ３に基づいて、抽出信号Ｄ２と、警報音信号Ａ２との開始タイミングを合わせる。
具体的には、類似度検出部４６は、所定時間長ΔＴの抽出信号Ｄ２に対し、時間タイミングＤ３として入力されたＦＩＲフィルタ係数Ｗ０〜ＷＬにおけるピーク位置（タップの位置）に基づいて、抽出信号Ｄ２と、警報音信号Ａ２との時間オフセットＴｏを求める。そして、類似度検出部４６は、図６に示すように、警報音信号Ａ２と抽出信号Ｄ２とを、時間オフセットＴｏに基づいてオフセットし、それぞれの開始タイミングを合わせる。
例えば、タップ長が４タップ(tap)であり、ピーク位置が２タップ(tap)目であった場合、時間オフセットＴｏとして、ダウンサンプル部４５での１サンプル分（＝１／サンプリング周波数）の値が求められることとなる。
【００６６】
次いで、警報音出力検出装置３０の動作について詳述する。
図７は、警報音出力検出装置３０の警報音出力診断動作を示すフローチャートである。
制御部４０は、警報音出力信号Ｃ１が入力されると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６のいずれかを順番に排他的に所定時間長ΔＴに亘って選択する選択信号Ｆ１を出力する（ステップＳ２）。
【００６７】
信号取得部４２は、選択信号Ｆ１に同期して、選択対象の信号を所定時間長ΔＴに亘って取得し、その取得の間、取得信号Ｄ１を警報音抽出部４４に順次に出力する（ステップＳ３）。一方、このステップＳ３では、警報音抽出部４４が選択信号Ｆ１に同期して、適応フィルタ５０、５１、５２の中から選択対象の信号に対応するものを動作させ、エラー信号ｅ（ｎ）を抽出信号Ｄ２とし、ＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）を時間タイミングＤ３として類似度検出部４６に順次に出力する。
【００６８】
ここで、警報音抽出部４４は、適応フィルタ５０、５１、５２を動作させている間、図８に示すフィルタ動作制御処理を繰り返し実行する。
すなわち、警報音抽出部４４は、音源音声信号Ａ１の入力の有無を監視する（ステップＳａ１）。そして音源音声信号Ａ１の入力が無いことを検出した時点で（ステップＳ１：Ｎｏ）、警報音抽出部４４は、適応フィルタ５０、５１、５２のＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）の値を保持した状態で係数更新動作を停止し、適応フィルタ５０、５１、５２による音源音声信号Ａ１の除去処理を停止する（ステップＳａ２）。これにより、適応フィルタ５０、５１、５２における無駄な処理が省略され、処理の高速化が図られる。
一方、音源音声信号Ａ１の入力が有ることを検出した時点で（ステップＳａ１：Ｙｅｓ）、警報音抽出部４４は、適応フィルタ５０、５１、５２における係数更新動作を開始させる（ステップＳａ３）。このとき、警報音抽出部４４は、ＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）の値を保持していない場合は、所定初期値を用いて係数更新動作を開始し、ＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）の値を保持している場合は、これらの値を用いて係数更新動作を再開する。
【００６９】
図７に戻り、類似度検出部４６は、抽出信号Ｄ２と、警報音信号Ａ２との類似度を検出するために次の処理を実行する。
すなわち、類似度検出部４６は、所定時間長ΔＴの警報音信号Ａ２の時間オフセットＴｏを時間タイミングＤ３に基づいて求め（ステップＳ４）、当該警報音信号Ａ２を時間オフセットすることで、抽出信号Ｄ２と、警報音信号Ａ２との信号波形の時間タイミングを合わせる（ステップＳ５）。そして類似度検出部４６は、畳み込み積分処理を実行して抽出信号Ｄ２と、警報音信号Ａ２との相互相関値を求め、類似度Ｄ４として警報判定部４８に出力する（ステップＳ６）。
【００７０】
警報判定部４８は、所定時間長ΔＴ分の警報音再生音量Ｅ１に応じてスレッショルドＤ４ｔｈを設定し（ステップＳ７）、絶対値化した類似度Ｄ４がスレッショルドＤ４ｔｈを越えているか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００７１】
類似度がスレッショルドＤ４ｔｈを越えている場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、信号取得部４２が取得した取得信号Ｄ１に、警報音成分信号が含まれており、異常は発生していないことになる。したがって、この場合、警報判定部４８は、警報音が正常に出力されている旨を示す出力判定結果Ｄ５を異常判定部４９に出力する。
【００７２】
一方、ステップＳ８の判定において、類似度がスレッショルドを越えていない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、信号取得部４２が取得した取得信号Ｄ１には、警報音成分信号が含まれていない。
そこで警報判定部４８は、その原因が警報音再生装置４にあるか否かを判断するために、所定時間長ΔＴ分の警報音信号Ａ２において振幅レベルがゼロであったか否かを判定する（ステップＳ９）、当該振幅レベルがゼロであった場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、警報音再生装置４自身が警報音信号Ａ２を正常に出力していなかったことになる。したがって、この場合、警報判定部４８は、警報音再生装置４が警報音を出力してないことを示す出力判定結果Ｄ５を異常判定部４９に出力する（ステップＳ１０）。
一方、振幅レベルがゼロでなかった場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、取得信号Ｄ１の取得対象の信号の出力部位（音響装置６の合成部２０、増幅部２２、又はスピーカ８）に異常が発生していることになる。したがって、この場合、警報判定部４８は、この出力部位が警報音を出力していないことを示す出力判定結果Ｄ５を異常判定部４９に出力する（ステップＳ１１）。
【００７３】
次いで、制御部４０は、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６の全てについて警報判定部４８が判定されているか否かを判定し（ステップＳ１２）、未だ判定されていないものがある場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、選択対象の信号を切替えるべく、処理手順をステップＳ２に戻す。
そして、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６の全てについて警報判定部４８が判定された場合に（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、異常判定部４９が警報音出力異常の発生の有無を判定する（ステップＳ１３）。具体的には、異常判定部４９は、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６についての各出力判定結果Ｄ５の組み合わせに基づいて、異常発生の有無を判定する。
【００７４】
図９は、出力判定結果の組み合わせと、異常発生の有無の判定結果との対応を示す図である。
この図に示すように、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６の全てにおいて警報音が検出されている場合（組合せ１）、異常判定部４９は、警報音出力動作に異常はないと判定する。
一方、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６の全てにおいて警報音が検出されていない場合（組合せ２、及び３）、警報音再生装置４が警報音を出力していないときには（組合せ２）、当該警報音再生装置４に異常が発生している旨の異常検知信号Ｂ１を出力する。
【００７５】
また、警報音再生装置４が警報音を出力しているにもかかわらず（組合せ３から９）、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６のいずれか１つ以上で、警報音が出力されていない場合、異常判定部４９は、次のように異常の有無を判定する。
【００７６】
すなわち、この音響システム１では、警報音信号Ａ２が生成された後、この警報音信号Ａ２に基づく警報音がマイクロフォン１０で収音されるまでの間に、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６の順で信号が順次に生成される。そして、これらの信号の並びにおいて、警報音が検出されなかった信号以後の全ての信号で、警報音が検出されなかったときは（組合せ３、８、及び９）、異常判定部４９は、警報音が検出されなかった最初の信号の出力元に異常が発生されていると判定する。
一方、警報音が検出されなかった信号以後の信号（すなわち、警報音が検出されなかった信号に基づいて生成される何れかの信号）の中に、警報音の出力が検出された信号が１つでも存在するときは（組合せ４から７）、異常判定部４９は、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６についての警報判定部４８による判定を、再度実行することを制御部４０に指示する。詳述すると、警報音出力期間Ｋにおいて、一般に、警報音信号Ａ２の振幅レベルは一定ではなく、例えば無音に近い無音タイミングが存在する。この無音タイミングで信号取得部４２が取得した取得信号Ｄ１については、警報判定部４８によっても警報音の出力が検出されず、その後に取得された取得信号Ｄ１については、警報音の出力が検出されることがある。したがって、上記組合せ４から７のケースが発生した場合には、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６に対して警報判定部４８による判定を新たに再度実行することで、警報音の無音タイミングに起因した誤判定を低減することが可能となる。
【００７７】
前掲図７に戻り、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６に対して警報判定部４８による判定を再度実行する必要があると異常判定部４９が判定した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御部４０は、処理手順をステップＳ２に戻し、これらの信号を選択対象の信号として順次に選択して、ステップＳ２〜Ｓ１２までの処理を再度、繰り返し実行することとなる。
また、警報音再生装置４、合成部２０、増幅部２２、及びスピーカ８のいずれかにおいて、警報音出力動作に異常が発生していると異常判定部４９が判定した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、その旨を示す異常検知信号Ｂ１を出力する（ステップＳ１５）。
そして表示装置１２が、異常検知信号Ｂ１に基づいて、例えば図１０に示すように、警報音出力動作の異常発生箇所を点滅表示することで、当該表示によって、警報音出力動作の異常発生と、異常発生箇所とがユーザに通知され、ユーザは、その異常発生を把握することができるようになる。
【００７８】
次いで、警報音出力診断動作について具体例を挙げて説明する。
【００７９】
図１１は、本具体例に係る音源音声信号Ａ１、警報音信号Ａ２、及び合成音声信号Ａ４の各々の波形図である。なお、本具体例において、これらの信号のサンプリング周波数は、いずれも４４．１ｋＨｚである。
【００８０】
本具体例では、音源音声信号Ａ１の出力中に、警報音信号Ａ２が出力されており、合成部２０からは、音源音声信号Ａ１と警報音信号Ａ２とが合成された合成音声信号Ａ４が出力される。
【００８１】
＜音響装置（合成部）の警報音出力診断＞
音響装置６のうちの合成部２０の警報音出力診断では、警報音出力診断の対象として合成音声信号Ａ４が選択信号Ｆ１によって選択され、当該合成音声信号Ａ４の所定時間長ΔＴ分の信号が取得信号Ｄ１として警報音抽出部４４に入力される。
【００８２】
警報音抽出部４４において、合成音声信号Ａ４に対応する適応フィルタ５０は、タップ数（ＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）の長さ）が４タップ（tap）であり、ステップサイズが０．０５とされている。また、ダウンサンプル部４５、４５は、１／４にダウンサンプルを行っており、取得信号Ｄ１（合成音声信号Ａ４）、及び音源音声信号Ａ１の各々のサンプリング周波数は１１．０２５ｋＨｚとなる。
そして、かかる構成によれば、適応フィルタ５０からは、図１２に示す抽出信号Ｄ２（エラー信号ｅ（ｎ））と、図１３に示す時間タイミングＤ３（ＦＩＲフィルタ係数ｗ（ｎ））が出力される。
図１２と前掲１０とを対比すると、抽出信号Ｄ２は、合成音声信号Ａ４から音源音声信号Ａ１が減算された信号になっていることが分かる。
【００８３】
次いで、類似度検出部４６は、時間タイミングＤ３であるＦＩＲフィルタ係数に基づいて、時間オフセットＴｏを求める。具体的には、類似度検出部４６は、各タップのＦＩＲフィルタ係数の値の中で、ピークとなっている値のタップ位置に基づいて時間オフセットＴｏを設定する。本具体例では、前掲図１３に示すように、ＦＩＲフィルタ係数の値がピークを示すタップは、４タップ（tap）の中で２タップ（tap）目なので、時間オフセットＴｏは、１１．０２５ｋＨｚのサンプリング周波数の１サンプル分に相当する９１μ秒となる。
【００８４】
そして、類似度検出部４６は、所定時間長ΔＴに亘る警報音信号Ａ２を時間オフセットＴｏでオフセットした後、当該警報音信号Ａ２と抽出信号Ｄ２との相互相関値を求め類似度Ｄ４として警報判定部４８に出力する。なお、本具体例において、所定時間長ΔＴは、１１．０２５ｋＨｚのサンプリング周波数の２５６サンプル分である。
【００８５】
警報判定部４８は、類似度Ｄ４としての相互相関値を絶対値化するとともに、所定時間長ΔＴ分の警報音再生音量Ｅ１に基づいてスレッショルドＤ４ｔｈを設定し、これらを比較して、抽出信号Ｄ２に警報音成分信号が含まれているか否かを判定する。
【００８６】
図１４は、類似度Ｄ４、スレッショルドＤ４ｔｈの具体例を示す図である。なお、同図において、スレッショルドＤ４ｔｈは、警報音再生音量Ｅ１が−６ｄＢとしたときの値であり、その値は０．５に設定される。また警報音再生音量Ｅ１が−３ｄＢになると、電力換算では２倍になるので、スレッショルドＤ４ｔｈの値も２倍（＝１．０）に設定される。
そして、抽出信号Ｄ２に警報音成分信号が含まれている場合には、図１４に示すように、警報音出力期間Ｋにおいて、類似度Ｄ４がスレッショルドＤ４ｔｈを越える期間Ｋａが生じる。警報判定部４８は、類似度Ｄ４がスレッショルドＤ４ｔｈを越えた状態を検出した場合には、警報音の出力動作が正常であると判定することとなる。
【００８７】
一方、合成部２０、或いは警報音再生装置４が故障する等して、合成音声信号Ａ４から生成された抽出信号Ｄ２に警報音が含まれていない場合、当該抽出信号Ｄ２は、図１５に示すような信号波形となる。この場合、図１６に示すように、警報音出力期間Ｋに亘り、類似度Ｄ４としての相互相関値の絶対値は略ゼロになり、スレッショルドＤ４ｔｈを越えることはない。警報判定部４８は、類似度Ｄ４がスレッショルドＤ４ｔｈを越えた状態を検出できない場合、警報音信号Ａ２の振幅レベルがゼロでなかったときには、警報音の出力動作に異常が発生していると判定し、音響装置６の合成部２０の警報音動作出力異常を通知する異常検知信号Ｂ１を出力することとなる。
【００８８】
＜スピーカの警報音出力診断＞
前掲図１１に示した合成音声信号Ａ４が増幅部２２、及びスピーカ８を介して放音されると、その音をマイクロフォン１０が収音し収音信号Ａ６を警報音再生装置４に入力する。
スピーカ８の警報音出力診断では、この収音信号Ａ６が警報音出力診断の対象として選択信号Ｆ１によって選択され、当該収音信号Ａ６の所定時間長ΔＴ分の信号が取得信号Ｄ１として警報音抽出部４４に入力される。
【００８９】
警報音抽出部４４において、収音信号Ａ６に対応する適応フィルタ５２は、タップ数が３２タップ（tap）であり、ステップサイズが０．０５とされている。また、ダウンサンプル部４５、４５は、１／４にダウンサンプルを行っており、取得信号Ｄ１（収音信号Ａ６）、及び音源音声信号Ａ１の各々のサンプリング周波数は１１．０２５ｋＨｚとなる。
そして、かかる構成によれば、適応フィルタ５２からは、図１７に示す抽出信号Ｄ２（エラー信号ｅ（ｎ））と、図１８に示す時間タイミングＤ３（ＦＩＲフィルタ係数ｗ（ｎ））が出力される。
図１７と前掲１０とを対比すると、抽出信号Ｄ２は、合成音声信号Ａ４から音源音声信号Ａ１が減算された信号になっていることが分かる。
【００９０】
類似度検出部４６は、時間タイミングＤ３に基づいて、時間オフセットＴｏを求める。図１８に示すように、ＦＩＲフィルタ係数の値がピークを示すタップは、３２タップ（tap）の中で１３タップ（tap）目なので、時間オフセットＴｏは、１１．０２５ｋＨｚのサンプリング周波数の１３サンプル分に相当する１．２ミリ秒となる。
ここで、図１３に示す時間タイミングＤ３（ＦＩＲフィルタ係数の値）に対し、図１８に示す時間タイミングＤ３（ＦＩＲフィルタ係数の値）においては、出力音が放音される空間内での伝搬遅延や反射等といった応答特性の他に、スピーカ８及びマイクロフォン１０の応答特性の影響が加わるため、ピークとなるタップ位置に遅れが生じ、ＦＩＲフィルタ係数Ｗ（ｎ）には変動が生じていることが分かる。
【００９１】
図１９は、警報判定部４８での判定に用いられる類似度Ｄ４、及びスレッショルドＤ４ｔｈの具体例を示す図である。
抽出信号Ｄ２に警報音成分信号が含まれている場合には、図１９に示すように、警報音出力期間Ｋにおいて、類似度Ｄ４がスレッショルドＤ４ｔｈを越える期間Ｋａが生じる。警報判定部４８は、類似度Ｄ４がスレッショルドＤ４ｔｈを越えた状態を検出した場合には、警報音の出力動作が正常であると判定することとなる。
【００９２】
一方、スピーカ８が故障する等して、収音信号Ａ６から生成された抽出信号Ｄ２に警報音が含まれていない場合、当該抽出信号Ｄ２は、図２０に示すような信号波形となる。この場合、図２１に示すように、警報音出力期間Ｋに亘り、類似度Ｄ４としての相互相関値の絶対値は略ゼロになり、スレッショルドＤ４ｔｈを越えることはない。警報判定部４８は、類似度Ｄ４がスレッショルドＤ４ｔｈを越えた状態を検出できない場合、警報音信号Ａ２の振幅レベルがゼロでなかったときには、警報音の出力動作に異常が発生していると判定し、スピーカ８の警報音動作出力異常を通知する異常検知信号Ｂ１を出力することとなる。
【００９３】
本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
【００９４】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、信号取得部４２によって取得された取得信号Ｄ１から音源音声信号Ａ１を適応フィルタ５０、５１、５２によって除去し、警報音成分信号を抽出し、この抽出信号Ｄ２と警報音信号Ａ２との類似度に基づいて、当該抽出信号Ｄ２に警報音信号Ａ２が含まれているか否かを判定した。
これにより、音源音声信号Ａ１と警報音信号Ａ２とが合成されて出力される場合であっても、警報音が出力音に含まれているか否かを、より精度良く検出できる。
すなわち、従来技術に対して、収音信号Ａ６をフィルタリング処理する適応フィルタ５２にあっては、出力音が放音される空間での伝搬遅延や反射等の応答特性に加えて、スピーカ８およびマイクロフォン１０の応答特性を含めた減算処理を実行可能なタップ数のデジタルフィルタを構成することができ、音源音声信号Ａ１の周波数スペクトルの帯域や密度に影響を受けることなく警報音を収音信号Ａ６から抽出することができる。
さらに、警報音信号Ａ２をリファレンスとして抽出信号Ｄ２の類似度Ｄ４を判定するので、抽出信号Ｄ２に警報音信号Ａ２が含まれているか否かについて誤判定を低減し、精度良く判定できる。
【００９５】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、抽出信号Ｄ２と警報音信号Ａ２との相互相関値を類似度Ｄ４の指標に用いることで、抽出信号Ｄ２と警報音信号Ａ２との一致性を定量的に正確に計ることができる。
【００９６】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、類似度Ｄ４としての相互相関値の大きさと、警報音信号Ａ２の警報音再生音量Ｅ１とに基づいて、抽出信号Ｄ２に警報音信号Ａ２が含まれているか否かを判定する。
これにより、警報音再生音量Ｅ１に応じた信号レベル以上の警報音成分信号が抽出信号Ｄ２に含まれている場合に、抽出信号Ｄ２に警報音信号Ａ２が含まれていると判定することができる。したがって、ユーザが警報音を聞き取り難くなるような不十分な信号レベルで警報音が出力されている状態も正確に検出し、その状態を異常と判定することができる。
【００９７】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、出力音信号Ａ３が音源音声信号Ａ１を含まないときには、適応フィルタ５０、５１、５２におけるフィルタ係数の更新動作を停止するので、処理を高速化できる。
【００９８】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、適応フィルタ５０、５１、５２のフィルタ係数に基づいて、抽出信号Ｄ２と、警報音信号Ａ２との時間タイミングを調整するので、上記類似度Ｄ４が精度良く求められる。
【００９９】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、取得信号Ｄ１をダウンサンプルして適応フィルタ５０、５１、５２に入力するダウンサンプル部４５、４５を備えるので、適応フィルタ５０、５１、５２における警報音成分信号の抽出性能の低下を抑えつつ、これら適応フィルタ５０、５１、５２の計算負荷を低減し、処理の高速化を実現できる。
【０１００】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、警報音信号Ａ２を生成して出力する警報音再生装置４から当該警報音信号Ａ２が出力されている事を示す警報音出力信号Ｃ１が出力されている場合に、警報判定部４８による判定を行う。
これにより、警報音信号Ａ２が確実に出力されている警報音出力期間Ｋの間に、警報音が出力されているか否かが判定されるので、誤判定を防止できる。
【０１０１】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、警報音信号Ａ２が確実に出力されている警報音出力期間Ｋ内で抽出された抽出信号Ｄ２に警報音信号Ａ２が含まれていないと判定した場合、音源音声信号Ａ１と合成される時点で、既に、警報音信号Ａ２の振幅レベルがゼロであったか否かを判定する。
これにより、警報音信号Ａ２を出力する警報音再生装置４自身が警報音信号Ａ２を正常に出力していたか否かが判断されるので、警報音が検出されなかった原因が、警報音再生装置４と、合成音声信号Ａ４を生成した音響装置６、及びスピーカ８と、のどちらにあるのかを特定できる。
【０１０２】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、出力音信号Ａ３、及び、収音信号Ａ６の両方に対して警報判定部４８が判定を行うので、音響装置６、及びスピーカ８のそれぞれについて、警報音を正常に出力しているか否かを検出できる。
【０１０３】
本実施形態の警報音出力検出装置３０では、出力音信号Ａ３に警報音信号Ａ２が含まれておらず、収音信号Ａ６には警報音が含まれていると警報判定部４８が判定した場合（図９：組合せ７）、信号取得部４２が再度、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６の両方を排他的に取得し、これらの取得信号Ｄ１に対して警報判定部４８が判定を行う。
これにより、警報音出力期間Ｋにおいて、警報音が無音に近くなる無音タイミングが存在した場合でも、この無音タイミングに起因する誤判定を低減できる。
【０１０４】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
【０１０５】
上述した実施形態において、所定時間長ΔＴが警報音出力期間Ｋよりも短く設定された場合を例示したが、所定時間長ΔＴは、警報音出力期間Ｋよりも長い値に設定してもよい。この場合は、警報音再生装置４が警報音を出力する度に、合成音声信号Ａ４、出力音信号Ａ３、及び収音信号Ａ６のいずれか１つが排他的、かつ循環的に選択され、取得信号Ｄ１として出力される。
【０１０６】
異常判定部４９が異常検知信号Ｂ１を出力する出力先は、表示装置１２に限らない。出力先は、例えば、音や振動等によってユーザに通知する装置であってもよい。また出力先は、例えばＨＤＤやＳＳＤ、半導体メモリ等の記録装置、又は、ＬＡＮやインターネット、移動体通信網等の電気通信回線を通じて警報出力検出装置と通信可能な外部のコンピュータであってもよい。
【０１０７】
異常判定部４９が異常検知信号Ｂ１を出力するタイミングは、警報音出力動作の異常が発生していると判定するごとに限らず任意である。
【０１０８】
図１に示す音響システム１は、１つの装置として構成されてもよいし、幾つかが別体であってもよい。この場合において、警報音出力検出装置３０と音響装置６とを別体に構成してもよい。
また、警報音出力検出装置３０と音響装置６とを一体に構成した上記実施形態において、警報音出力検出装置３０の各部を実現するプロセッサと、音響装置６の合成部２０、及び増幅部２２と、を同じ回路基板に実装することで、音響装置６と警報音出力検出装置３０との間の信号伝送遅延が抑えられ、警報音の出力を精度良く検出できる。
【０１０９】
図１、図２、及び図４に示す各ブロック図は、本願発明を理解容易にするために、構成要素を主な処理内容に応じて分類して示した概略図であり、同図に示した構成要素は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  音響システム
２  音源再生装置
４  警報音再生装置
６  音響装置
８  スピーカ
１０  マイクロフォン
２０  合成部
２２  増幅部
３０  警報音出力検出装置
４０  制御部
４２  信号取得部
４４  警報音抽出部
４５  ダウンサンプル部
４６  類似度検出部
４８  警報判定部
４９  異常判定部
５０、５１、５２  適応フィルタ
５４  フィルタ選択部
Ａ１  音源音声信号
Ａ２  警報音信号
Ａ３  出力音信号
Ａ４  合成音声信号
Ａ６  収音信号
Ｂ１  異常検知信号
Ｃ１  警報音出力信号
Ｄ１  取得信号
Ｄ２  抽出信号
Ｄ３  時間タイミング
Ｄ４  類似度
Ｄ５  出力判定結果
Ｅ１  警報音再生音量
Ｋ  警報音出力期間
Ｔｏ  時間オフセット
Ｗ  ＦＩＲフィルタ係数
ΔＴ  所定時間長
【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７】
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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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【図２０】
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【図２１】
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