(57)【要約】  任意の音を放送する場合にも、スピーカの鳴動状態を監視する。  音声信号を受信し、第１の音声信号として出力する受信部と、前記第１の音声信号を増幅し、第２の音声信号として出力する音声増幅部と、前記第２の音声信号に基づき音声出力するスピーカと、前記スピーカに取り付けられ、前記スピーカの振動を検出して振動信号として出力する振動センサと、前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動信号の電力の周波数スペクトルである振動電力スペクトルを算出し、前記第１の音声信号に基づく第３の音声信号をＦＦＴ処理し、前記第３の音声信号の電力の周波数スペクトルである音声信号電力スペクトルを算出し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関に基づいて前記スピーカからの音声出力が正常であるか異常であるかを判定する判定部と、を備えるよう拡声装置を構成する。
2016051945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を受信し、第１の音声信号として出力する受信部と、
前記第１の音声信号を増幅し、第２の音声信号として出力する音声増幅部と、
前記第２の音声信号に基づき音声出力するスピーカと、
前記スピーカに取り付けられ、前記スピーカの振動を検出して振動信号として出力する振動センサと、
前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動信号の電力の周波数スペクトルである振動電力スペクトルを算出し、前記第１の音声信号に基づく第３の音声信号をＦＦＴ処理し、前記第３の音声信号の電力の周波数スペクトルである音声信号電力スペクトルを算出し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルとの相関に基づいて前記スピーカからの音声出力が正常であるか異常であるかを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする拡声装置。
【請求項２】
請求項１に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関係数を算出する相関係数算出部と、
前記相関係数が第１の値以上であるか否かを判定する相関判定部と、
前記音声信号電力スペクトルの合計電力である音声信号電力を算出する音声信号電力算出部と、
前記音声信号電力が第２の値以上であるか否かを判定する音声信号電力判定部とを備え、
前記音声信号電力が前記第２の値以上であり、かつ前記相関係数が前記第１の値未満である場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする拡声装置。
【請求項３】
請求項２に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記振動信号をＦＦＴ処理する際に、前記振動信号を複数の期間に区切り、該複数の期間における前記振動電力スペクトルをそれぞれ算出し、前記第３の音声信号をＦＦＴ処理する際に、前記第３の音声信号を前記複数の期間に区切り、前記複数の期間における前記音声信号電力スペクトルをそれぞれ算出するものであって、
前記相関係数算出部は、前記相関係数を、前記複数の期間においてそれぞれ算出し、
前記音声信号電力算出部は、前記複数の期間のそれぞれにおいて、前記音声信号電力を算出し、
前記相関係数が前記第１の値以上であり、かつ前記音声信号電力が前記第２の値以上である回数を、第１の回数としてカウントし、
前記音声信号電力が前記第２の値以上である回数を、第２の回数としてカウントし、
前記第２の回数に対する前記第１の回数の比率が所定の閾値未満の場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする拡声装置。
【請求項４】
請求項３に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記複数の期間のそれぞれにおいて、該それぞれの期間の前記振動電力スペクトルの合計電力である振動電力を算出する振動電力算出部と、
前記音声信号電力に対する前記振動電力の比率である振動電力比が第３の値以上であるか否かを判定する電力比判定部とを備え、
前記相関係数が前記第１の値以上であり、かつ前記音声信号電力が前記第２の値以上であり、かつ前記振動電力比が前記第３の値以上である場合に、前記第１の回数をインクリメントすることを特徴とする拡声装置。
【請求項５】
請求項１に記載の拡声装置であって、
前記スピーカは、音声信号を機械的振動に変換するドライバ部と、前記振動センサを保護する保護カバーとを含み、前記振動センサは前記ドライバ部に取り付けられ、前記保護カバーが前記振動センサと前記ドライバ部とを覆うことを特徴とする拡声装置。
【請求項６】
請求項１に記載の拡声装置であって、
前記スピーカとして、第１のスピーカと第２のスピーカとが設けられ、前記振動センサとして、前記第１のスピーカに取り付けられた第１の振動センサと、前記第２のスピーカに取り付けられた第２の振動センサとが設けられ、
前記判定部は、
前記第１の振動センサからの前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動電力スペクトルを第１の振動電力スペクトルとして算出する第１の振動電力スペクトル算出部と、前記第２の振動センサからの前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動電力スペクトルを第２の振動電力スペクトルとして算出する第２の振動電力スペクトル算出部とを備え、
前記第１の振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関が小さいと判定した場合に、前記第１のスピーカからの音声出力が異常であると判定し、前記第２の振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関が小さいと判定した場合に、前記第２のスピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする拡声装置。
【請求項７】
請求項１に記載の拡声装置であって、
前記第３の音声信号は、前記音声増幅部で増幅される前の音声信号であることを特徴とする拡声装置。
【請求項８】
請求項１に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関係数を算出する相関係数算出部と、
前記相関係数が第１の値以上であるか否かを判定する相関判定部と、
前記音声信号電力スペクトルの合計電力である音声信号電力を算出する音声信号電力算出部と、
前記振動電力スペクトルの合計電力である振動電力を算出する振動電力算出部と、
前記音声信号電力に対する前記振動電力の比率である振動電力比が第３の値以上であるか否かを判定する電力比判定部とを備え、
前記相関係数が前記第１の値以上であり、かつ前記振動電力比が前記第３の値未満である場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする拡声装置。
【請求項９】
音声信号を無線送信する第１の無線送受信装置と、前記第１の無線送受信装置から無線送信された音声信号を受信して、該受信した音声信号に基づき音声出力する第２の無線送受信装置とを備える無線通信システムであって、
前記第１の無線送受信装置は、
各種情報を表示する表示部と、
前記第２の無線送受信装置との間で無線送受信する第１の無線送受信部とを備え、
前記第２の無線送受信装置は、
前記第１の無線送受信装置との間で無線送受信する第２の無線送受信部であって、前記第１の無線送受信装置から無線送信された音声信号を受信し、第１の音声信号として出力する第２の無線送受信部と、
前記第１の音声信号を増幅し、第２の音声信号として出力する音声増幅部と、  前記第２の音声信号に基づき音声出力するスピーカと、
前記スピーカに取り付けられ、前記スピーカの振動を検出して振動信号として出力する振動センサと、
前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動信号の電力の周波数スペクトルである振動電力スペクトルを算出し、前記第１の音声信号に基づく第３の音声信号をＦＦＴ処理し、前記第３の音声信号の電力の周波数スペクトルである音声信号電力スペクトルを算出し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルとの相関に基づいて前記スピーカからの音声出力が正常であるか異常であるかを判定する判定部とを備え、
前記第１の無線送受信装置が前記第２の無線送受信装置へ音声信号を無線送信すると、
前記第２の無線送受信装置は、前記第１の無線送受信装置からの音声信号を受信し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関が小さい場合に、前記スピーカからの音声出力が異常である旨の異常情報を、前記第１の無線送受信装置へ無線送信し、
前記第１の無線送受信装置は、前記異常情報を受信すると、該受信した異常情報の内容を前記表示部に表示することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信システムであって、
前記第１の無線送受信装置は、
操作者からの各種指示や音声入力を受け付ける操作部を備え、前記操作部で放送開始が指示されると、該放送に含まれる音声信号とともに放送開始を示す放送開始信号を、前記第２の無線送受信装置へ無線送信し、前記操作部で前記放送の終了が指示されると、前記第２の無線送受信装置への音声信号送信を終了するとともに放送終了を示す放送終了信号を、前記第２の無線送受信装置へ無線送信し、
前記第２の無線送受信装置は、
前記放送開始信号を受信した後、前記放送終了信号を受信するまでの間において、前記第２の回数に対する前記第１の回数の比率が所定の閾値未満の場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡声装置のスピーカの振動を検知することにより、拡声放送が正常に行われたか否かを監視する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、親局から送信された放送内容を、屋外拡声装置のスピーカから拡声放送する場合において、音声検出用マイクによりスピーカの鳴動状態を検出し、これにより、スピーカの鳴動状態が正常であるか否かを監視する方法がある。また、音声検出用マイクの代わりに振動センサを用いてスピーカの鳴動状態を検出し、あらかじめ記憶してある振動パターン（例えばチャイムなどの振動パターン）と比較することにより、スピーカの鳴動状態が正常であるか否かを監視する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４７８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の音声検出用マイクによりスピーカの鳴動状態を検出する方法では、スピーカ周囲の雑音も音声検出用マイクにより集音されてしまう。そのため、周囲雑音がある場合は、スピーカの鳴動状態を監視することが困難である。また、上記の振動センサを用いる方法では、チャイムなどのある決まった音の鳴動に関する振動パターンと振動センサの出力を比較するものなので、任意の音を放送する場合は、スピーカの鳴動状態を監視することができない。【０００５】
本発明の目的は、任意の音を放送する場合にも、スピーカの鳴動状態を監視することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための、本願発明の拡声装置の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、  音声信号を受信し、第１の音声信号として出力する受信部と、  前記第１の音声信号を増幅し、第２の音声信号として出力する音声増幅部と、  前記第２の音声信号に基づき音声出力するスピーカと、  前記スピーカに取り付けられ、前記スピーカの振動を検出して振動信号として出力する振動センサと、  前記振動信号をＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）処理し、前記振動信号の電力の周波数スペクトルである振動電力スペクトルを算出し、前記第１の音声信号に基づく第３の音声信号をＦＦＴ処理し、前記第３の音声信号の電力の周波数スペクトルである音声信号電力スペクトルを算出し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルとに基づいて前記スピーカからの音声出力が正常であるか異常であるかを判定する判定部と、  を備えることを特徴とする拡声装置。【０００７】
また、本願発明の無線通信システムの代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、  音声信号を無線送信する第１の無線送受信装置と、前記第１の無線送受信装置から無線送信された音声信号を受信して、該受信した音声信号に基づき音声出力する第２の無線送受信装置とを備える無線通信システムであって、  前記第１の無線送受信装置は、  各種情報を表示する表示部と、  前記第２の無線送受信装置との間で無線送受信する第１の無線送受信部とを備え、  前記第２の無線送受信装置は、  前記第１の無線送受信装置との間で無線送受信する第２の無線送受信部であって、前記第１の無線送受信装置から無線送信された音声信号を受信し、第１の音声信号として出力する第２の無線送受信部と、  前記第１の音声信号を増幅し、第２の音声信号として出力する音声増幅部と、  前記第２の音声信号に基づき音声出力するスピーカと、  前記スピーカに取り付けられ、前記スピーカの振動を検出して振動信号として出力する振動センサと、  前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動信号の電力の周波数スペクトルである振動電力スペクトルを算出し、前記第１の音声信号に基づく第３の音声信号をＦＦＴ処理し、前記第３の音声信号の電力の周波数スペクトルである音声信号電力スペクトルを算出し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関に基づいて前記スピーカからの音声出力が正常であるか異常であるかを判定する判定部とを備え、  前記第１の無線送受信装置が前記第２の無線送受信装置へ音声信号を無線送信すると、  前記第２の無線送受信装置は、前記第１の無線送受信装置からの音声信号を受信し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関が小さい場合に、前記スピーカからの音声出力が異常である旨の異常情報を、前記第１の無線送受信装置へ無線送信し、  前記第１の無線送受信装置は、前記異常情報を受信すると、該受信した異常情報の内容を前記表示部に表示することを特徴とする無線通信システム。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成によれば、任意の音を放送する場合にも、スピーカの鳴動状態を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る振動センサ部の取り付け状態を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る振動センサ部と制御部の構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る比較処理部の構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る比較処理部の構成図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る比較処理部の構成図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る比較処理部の構成図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る比較処理部の構成図である。
【図９】本発明の第１実施形態の変形例に係る比較処理部の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）  本発明の第１実施形態について説明する。  図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの構成図である。図１の例は、市町村防災無線システムの概略構成を示す。この市町村防災無線システムは、親局２００と拡声装置１００とを含むように構成される。図１の例では、拡声装置１００は１つだけ示されているが、複数あってもよい。拡声装置１００は、親局２００からの防災情報等に関する放送を受信して拡声出力する子局であり、例えば、屋外に設置される。
【００１１】
親局２００は、拡声装置１００へ防災情報等を無線送信するもので、操作卓２１０と無線部２２２とアンテナ２２３とを含むように構成される。操作卓２１０は、操作表示部２１２と操作卓制御部２１１とを備える。操作表示部２１２は、操作者からの各種指示や音声入力を受け付ける操作部と、各種情報を表示する表示部とを含むように構成される。操作部は、音声入力用のマイクや複数の指示用ボタンを備える。表示部は、音声出力用のスピーカやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を備える。なお、図１の例では、無線部２２２は１つだけ示されているが、複数あってもよい。
【００１２】
操作卓制御部２１１は、操作卓２１０の各種機能を制御するもので、操作表示部２１２と信号接続されており、操作表示部２１２で音声を受け付けると、該音声を音声信号として無線部２２２へ出力する。また、操作卓制御部２１１は、拡声装置１００から無線部２２２を介して受信した各種情報（スピーカの鳴動監視結果情報等）を、操作表示部２１２に表示させる。
【００１３】
無線部２２２は、操作卓制御部２１１と信号接続されており、操作卓２１０から音声信号を受信すると、該受信した音声信号を、拡声装置１００へ無線送信する。具体的には、無線部２２２は、操作卓制御部２１１からの音声信号を変調し、アンテナ２２３を介して、拡声装置１００へ無線送信する。また、無線部２２２は、アンテナ２２３を介して、拡声装置１００からの電波を受信し、該受信した受信信号を復調し、操作卓制御部２１１へ出力する。アンテナ２２３は、拡声装置１００との間で無線送受信するためのアンテナである。
【００１４】
例えば、防災放送を行うときは、操作表示部２１２から入力された音声による防災放送を、操作卓制御部２１１を介して、無線部２２２へ出力する。無線部２２２は、操作表示部２１２から入力された防災放送の音声信号を、アンテナ２２３を介して、空中に放射、すなわち無線送信する。なお、上記の操作表示部２１２から入力される音声は、操作者が発する音声であってもよいし、操作表示部２１２内に予め記憶されている音声メッセージであってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
【００１５】
拡声装置１００は、アンテナ１０１と無線部１０２と音声増幅部１０３と振動センサ部１５０とスピーカ１６０と制御部１１０とを含むように構成される。アンテナ１０１は、親局２００との間で無線送受信するためのアンテナである。図１の例では、拡声装置１００は、Ｍ個のスピーカ１６０（１）〜１６０（Ｍ）、Ｍ個の振動センサ部１５０（１）〜１５０（Ｍ）を備える。Ｍは、１又は複数の正の整数で、拡声装置１００に取り付けられたスピーカ１６０の数を示す。スピーカ１６０（１）〜１６０（Ｍ）、振動センサ部１５０（１）〜１５０（Ｍ）を総称するときは、それぞれ、スピーカ１６０、振動センサ部１５０と称す。
【００１６】
無線部１０２は、受信部と送信部を含むように構成され、制御部１１０と信号接続されている。受信部は、アンテナ１０１を介して、親局２００からの電波（例えば、防災放送）を受信して復調し、該復調した音声信号を制御部１１０と音声増幅部１０３へ出力する。送信部は、制御部１１０からの情報信号（例えば、スピーカ１６０の鳴動監視結果情報）を変調し、アンテナ１０１を介して、親局２００へ無線送信する送信部を有する。例えば、送信部は、スピーカ１６０の鳴動監視結果情報を、親局２００からのポーリング信号に対する応答信号により、親局２００へ無線送信する。
【００１７】
制御部１１０は、拡声装置１００の各種機能を制御するものである。なお、制御部１１０は、放送開始と放送終了を、無線部１０２が受信した信号に基づいて既存の手法で判定する。音声増幅部１０３は、無線部１０２及び制御部１１０と信号接続されており、制御部１１０からの指示に基づいて、無線部１０２からの音声信号１０２ｓを電力増幅し、電力増幅された音声信号１０３ｓを、スピーカ１６０へ出力する。スピーカ１６０は、音声増幅部１０３と信号接続されており、音声信号１０３ｓを拡声して出力する（つまり、音声信号１０３ｓに基づき音声出力する）もので、例えば、トランペットスピーカが用いられる。
【００１８】
スピーカ１６０（１）〜１６０（Ｍ）には、それぞれ、振動センサ部１５０（１）〜１５０（Ｍ）が取り付けられている。振動センサ部１５０（１）〜１５０（Ｍ）は、制御部１１０と信号接続されており、それぞれ、スピーカ１６０（１）〜１６０（Ｍ）が鳴動した時の振動状態を検知し、振動信号１５０（１）ｓ〜１５０（Ｍ）ｓとして制御部１１０へ出力する。振動センサ部１５０の詳細は、図３で後述する。
【００１９】
また、制御部１１０は、振動センサ部１５０（１）〜１５０（Ｍ）からの各振動信号と、音声増幅部１０３で電力増幅する前の音声信号１０２ｓとに基づき、スピーカ１６０（１）〜１６０（Ｍ）が正常に鳴動したか否かを監視する監視部としても機能する。そして、その監視結果を、無線部１０２から、親局２００へ無線送信させる。例えば、スピーカ１６０（１）〜１６０（Ｍ）のいずれか又は全部からの音声出力が異常である旨の異常情報を、親局２００へ無線送信させる。なお、正常に鳴動した場合に正常情報を送信させてもよい。
【００２０】
操作卓制御部２１１と拡声装置１００の制御部１１０は、ハードウエア構成としては、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、それぞれの動作プログラム等を格納するメモリとを備えており、ＣＰＵは、この動作プログラムに従って動作する。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態に係る振動センサ部の取り付け状態を示す図である。図２に示すように、スピーカ１６０は、ホーン部１６１とドライバ部１６２と保護カバー１６３とを含むように構成される。ドライバ部１６２は、電気信号である音声信号１０３ｓを機械的振動に変換し、さらに機械的振動を空気振動に変換するもので、コイルや振動板等により構成される。ホーン部１６１は、ドライバ部１６２で発生させた空気振動（つまり音）を、所定の限られた方向へ放射するものである。このドライバ部１６２とホーン部１６１は、公知の構成である。
【００２２】
振動センサ部１５０は、ドライバ部１６２に密着するように取り付けられ、スピーカ１６０の振動を検出して振動信号として出力する。図２の例では、振動センサ部１５０は、ドライバ部１６２の外部かつ後部に取り付けられているが、ドライバ部１６２の内部に取り付けることもできる。また、図２の例では、振動センサ部１５０は、ドライバ部１６２とともに、保護カバー１６３で覆われている。
【００２３】
保護カバー１６３は、振動センサ部１５０とドライバ部１６２を、雨や雹から保護するためのものである。すなわち、雨や雹が、振動センサ部１５０やドライバ部１６２に衝突すると、振動センサ部１５０やドライバ部１６２が振動してしまう。しかし、振動センサ部１５０とドライバ部１６２を保護カバー１６３で覆うことにより、雨や雹が叩きつけても、振動センサ部１５０とドライバ部１６２の振動が抑制されるので、雨や雹の影響を抑制することができる。なお、ホーン部１６１に雨や雹が衝突すると、ホーン部１６１は振動するが、その振動は振動センサ部１５０に影響するほどではない。
【００２４】
振動センサ部１５０をドライバ部１６２の内部に取り付けた場合は、雨や雹の影響を受けることをより抑制できる。しかし、振動センサ部１５０をドライバ部１６２の内部に取り付けるのは、手間がかかり、また、ドライバ部１６２の改造が必要な場合がある。
【００２５】
なお、第１実施形態では、振動センサ部１５０をドライバ部１６２に取り付けるようにしたが、振動センサ部１５０は、スピーカ１６０の音声振動を検出できるところであれば、どこに取り付けてもよい。例えば、スピーカ１６０の前方（出力される音声の通過点）に、振動センサ部１５０を設け、スピーカ１６０から出力される音声の振動を検出するようにしてもよい。後述するように、第１実施形態では、振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルとの相関係数を用いて、スピーカ１６０の鳴動状態を監視するので、背景技術の音声検出用マイクを用いた場合の不具合を抑制することができる。
【００２６】
図３は、本発明の第１実施形態に係る振動センサ部と制御部の構成図である。  図３に示すように、振動センサ部１５０（１）〜１５０（Ｍ）は、それぞれ、加速度センサ１５１（１）〜１５１（Ｍ）と、Ａ／Ｄ変換器１５２（１）〜１５２（Ｍ）とを含むように構成される。振動センサ部１５０（１）〜１５０（Ｍ）、Ａ／Ｄ変換器１５２（１）〜１５２（Ｍ）を総称する場合は、それぞれ、加速度センサ１５１、Ａ／Ｄ変換器１５２と称す。加速度センサ１５１は、公知であり、加速度センサ１５１が取り付けられた物体の加速度を検出するもので、例えば、静電容量検出方式の３次元加速度センサが用いられる。Ａ／Ｄ変換器１５２は、加速度センサの検出値（加速度）を、アナログ値からデジタル値へ変換する。
【００２７】
こうして、振動センサ部１５０（１）〜１５０（Ｍ）は、それぞれ、スピーカ１６０（１）〜１６０（Ｍ）の振動を、加速度センサ１５１（１）〜１５１（Ｍ）で検出し、Ａ／Ｄ変換器１５２（１）〜１５２（Ｍ）でデジタル信号に変換して、制御部１１０内のチャネル処理部１２０（１）〜１２０（Ｍ）へ出力する。
【００２８】
制御部１１０は、チャネル処理部１２０（１）〜１２０（Ｍ）と、Ａ／Ｄ変換器１１１と、ＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）処理部１１２と、音声信号電力スペクトル算出部１１３と、音声信号電力算出部１１４とを含むように構成される。ＦＦＴ処理部１１２は、窓処理部１１２ａとＦＦＴ演算部１１２ｂとを含むように構成される。
【００２９】
チャネル処理部１２０（１）〜１２０（Ｍ）は、それぞれ、振動センサ部１５０（１）〜１５０（Ｍ）からの各振動信号と、音声増幅部１０３で電力増幅される前の音声信号１１０ｓとの間の比較処理を行う。チャネル処理部１２０（１）〜１２０（Ｍ）は、それぞれ、ＦＦＴ処理部１２１（１）〜１２１（Ｍ）と、振動電力スペクトル算出部１２２（１）〜１２２（Ｍ）と、比較処理部１３０（１）〜１３０（Ｍ）とを含むように構成される。ＦＦＴ処理部１２１（１）〜１２１（Ｍ）は、それぞれ、窓処理部１２１ａ（１）〜１２１ａ（Ｍ）と、ＦＦＴ演算部１２１ｂ（１）〜１２１ｂ（Ｍ）とを含むように構成される。
【００３０】
このように、チャネル処理部１２０（ｋ）は、チャネルｋの処理、すなわち、振動センサ部１５０（ｋ）の出力に基づく比較処理を行うものである。ｋは、１〜Ｍのいずれかを意味する。チャネル処理部１２０（１）〜１２０（Ｍ）の動作は、いずれも同じなので、以下、チャネル処理部１２０（ｋ）の動作を説明する。
【００３１】
窓処理部１２１ａ（ｋ）は、振動センサ部１５０（ｋ）から出力される加速度（つまり、スピーカ１６０（ｋ）の振動）の信号である振動信号に対し、窓処理を行い、窓処理結果であるサンプルｘｋ（０）〜ｘｋ（Ｎ−１）を、ＦＦＴ演算部１２１ｂ（ｋ）へ出力する。窓処理には、例えば公知のＨａｍｍｉｎｇ窓関数が用いられる。窓処理を行う目的は、後段のＦＦＴ演算部１２１ｂ（ｋ）でＦＦＴ演算する際に、不要な高周波成分が発生しないようにするためである。
【００３２】
振動センサ部１５０（ｋ）から出力される振動信号は、放送開始から放送終了までの間において、複数の期間に区切られて窓処理される。つまり、放送開始から放送終了までの間において、振動信号には、複数回の窓処理が行われる。そして、窓処理された各期間において、それぞれ、Ｎ個のサンプル（窓処理結果）ｘｋ（０）〜ｘｋ（Ｎ−１）が、窓処理部１２１ａ（ｋ）から出力される。
【００３３】
ここで、Ｎは正の整数（２のべき乗）で、窓かけするときのサンプル数である。例えば、振動センサ部１５０（ｋ）から出力される振動信号が、３２００（サンプル／ｓ）であり、１回の窓処理を行う期間（つまり、窓関数で区切られた期間）の時間が８０（ｍｓ）の場合、１回の窓処理におけるサンプル数Ｎは、Ｎ＝８０（ｍｓ）×３２００（サンプル／ｓ）＝２５６となる。
【００３４】
また、単位時間当たりに窓処理を行う回数は、任意に設定可能である。例えば、窓処理回数が１０（回／ｓ）に設定された場合、放送開始から放送終了までの時間が２０（ｓ）のときは、放送開始から放送終了までの間に、２００回の窓処理が行われることになる。
【００３５】
ＦＦＴ演算部１２１ｂ（ｋ）は、窓処理された期間のそれぞれにおいて、窓処理部１２１ａ（ｋ）から出力されるサンプルｘｋ（０）〜ｘｋ（Ｎ−１）に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）演算を行い、振動信号の周波数スペクトルＸｋ（０）〜Ｘｋ（Ｎ／２−１）を、振動電力スペクトル算出部１２２（ｋ）へ出力する。ＦＦＴ演算部１２１ｂ（ｋ）へ入力される信号は実数信号であるので、ＦＦＴ演算結果の後半部分であるＸｋ（Ｎ／２）〜Ｘｋ（Ｎ−１）は冗長である。したがって、前半部分である（Ｎ／２）個の周波数スペクトルＸｋ（０）〜Ｘｋ（Ｎ／２−１）のみを用い、振動電力スペクトル算出部１２２（ｋ）へ出力する。
【００３６】
上述したように、窓処理部１２１ａ（ｋ）とＦＦＴ演算部１２１ｂ（ｋ）とを含むように、ＦＦＴ処理部１２１（ｋ）が構成される。つまり、ＦＦＴ処理部１２１（ｋ）は、ＦＦＴ処理として、窓処理とＦＦＴ演算とを行う。
【００３７】
振動電力スペクトル算出部１２２（ｋ）は、振動信号の周波数スペクトルＸｋ（０）〜Ｘｋ（Ｎ／２−１）を、それぞれ２乗することにより、各周波数スペクトルの電力（つまり、振動信号の電力の周波数スペクトル）である振動電力スペクトルＰｋ（ｎ）を、次の（式１）により算出し、比較処理部１３０（ｋ）へ出力する。  Ｐｋ（ｎ）＝｜Ｘｋ（ｎ）｜２  (ｎ＝０,１,…,Ｎ／２−１)・・・（式１）
【００３８】
このとき、振動電力スペクトル算出部１２２（ｋ）は、振動電力スペクトルＰｋ（ｎ）から不要な低周波成分を除去するため、Ｐｋ（０）〜Ｐｋ（Ｌ）を０にして出力することが好ましい。つまり、振動電力スペクトル算出部１２２（ｋ）は、振動電力スペクトル（Ｐｋ（Ｌ＋１）〜Ｐｋ（Ｎ/２-１））を出力することが好ましい。Ｌは、正の整数で、不要低周波成分を除去するカットオフ周波数の周波数番号である。すなわち、ｆｃをカットオフ周波数、ｆｓをサンプリング周波数とすると、Ｌ＝（ｆｃ/ｆｓ）Ｎ  となる。
【００３９】
例えば、カットオフ周波数ｆｃが３００Ｈｚであり、サンプリング周波数ｆｓが、上述したように３２００Ｈｚであり、Ｎが２５６である場合は、Ｌは２４となる。
【００４０】
振動電力スペクトル算出部１２２（ｋ）において、低周波成分を除去する理由は、スピーカ１６０からの音声出力においては、この低周波成分は、人が聴覚できず不要であるためである。不要な低周波成分を除去することにより、後段の比較処理部１３０（ｋ）における処理量を軽減できる。
【００４１】
なお、図３の例では、振動電力スペクトルＰｋ（ｎ）を算出した後、不要な低周波成分を除去するように構成したが、振動電力スペクトルＰｋ（ｎ）を算出する前に不要な低周波成分を除去するように構成してもよい。つまり、ＦＦＴ演算部１２１ｂ（ｋ）で周波数スペクトルＸｋ（０）〜Ｘｋ（Ｎ／２−１）を出力した直後に、不要な低周波成分であるＸｋ（０）〜Ｘｋ（Ｌ）を除去するように構成してもよい。
【００４２】
こうして、制御部１１０では、振動センサ部１５０（ｋ）から出力された加速度の周波数スペクトルである振動周波数スペクトルＸＫ（ｎ）を算出し、さらに、振動周波数スペクトルＸＫ（ｎ）に基づき、振動電力スペクトルＰｋ（ｎ）を算出する。そして、後述するように、音声信号周波数スペクトルＹや音声信号電力スペクトルＰＹとの比較処理を行い、その比較処理の結果であるＲＥＳ（ｋ）を出力する。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換器１１１は、音声増幅部１０３で電力増幅される前の音声信号（アンプ入力信号）１１０ｓを、デジタル信号に変換する。窓処理部１１２ａは、Ａ／Ｄ変換器１１１でデジタル変換された音声信号に対し、窓処理を行い、窓処理結果であるサンプルｙ（０）〜ｙ（Ｎ−１）を、ＦＦＴ演算部１１２ｂへ出力する。窓処理には、例えば、上述した振動信号の窓処理と同様にＨａｍｍｉｎｇ窓関数が用いられるが、他の窓関数を用いてもよい。窓処理を行う目的は、後段のＦＦＴ演算部１１２ｂでＦＦＴ演算する際に、不要な高周波成分が発生しないようにするためである。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換器１１１から出力された音声信号は、上述した振動信号の窓処理と同様に、放送開始から放送終了までの間において、複数の期間に区切られて窓処理される。このとき、窓処理される回数と、１回の窓処理が行われる時間と、窓処理結果のサンプル数は、上述した振動信号の窓処理と同様に設定される。また、窓処理されるタイミングは、上述した振動信号と、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力された音声信号とが、対応するように設定される。つまり、窓処理される振動信号と、窓処理される音声信号とが、無線部１０２で受信した同一の音声信号に基づくものとなるように、窓処理のタイミングが設定される。
【００４５】
こうして、放送開始から放送終了までの間において、音声信号には、複数回の窓処理が行われる。そして、窓処理された各期間において、それぞれ、Ｎ個のサンプル（窓処理結果）ｙ（０）〜ｙ（Ｎ−１）が、窓処理部１１２ａから出力される。
【００４６】
振動信号の窓処理部１２１ａ（ｋ）の説明で述べたように、Ｎは正の整数（２のべき乗）で、窓かけするときのサンプル数である。このとき、窓処理部１２１ａ（ｋ）と同様に、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力される音声信号を３２００（サンプル／ｓ）とし、１回の窓処理を行う時間を８０（ｍｓ）とする。そうすると、音声信号の１回の窓処理におけるサンプル数Ｎは、振動信号の１回の窓処理におけるサンプル数と同じ数となり、Ｎ＝８０（ｍｓ）×３２００（サンプル／ｓ）＝２５６となる。
【００４７】
ＦＦＴ演算部１１２ｂは、窓処理された各期間のそれぞれにおいて、窓処理部１１２ａから出力されたサンプルｙ（０）〜ｙ（Ｎ−１）に対して、ＦＦＴ演算を行い、音声信号の周波数スペクトルＹ（０）〜Ｙ（Ｎ／２−１）を、音声信号電力スペクトル算出部１１３へ出力する。ＦＦＴ演算部１１２ｂへ入力される信号は実数信号であるので、ＦＦＴ演算結果の後半部分であるＹ（Ｎ／２）〜Ｙ（Ｎ−１）は冗長であり、前半部分である（Ｎ／２）個のＹ（０）〜Ｙ（Ｎ／２−１）のみを用いる。
【００４８】
上述したように、窓処理部１１２ａとＦＦＴ演算部１１２ｂとを含むように、ＦＦＴ処理部１１２が構成される。つまり、ＦＦＴ処理部１１２は、ＦＦＴ処理として、窓処理とＦＦＴ演算とを行う。
【００４９】
音声信号電力スペクトル算出部１１３は、音声信号の周波数スペクトルＹ（０）〜Ｙ（Ｎ／２−１）を、それぞれ２乗することにより、各周波数スペクトルの電力（つまり、音声信号の電力の周波数スペクトル）である音声信号電力スペクトルＰＹ（ｎ）を、次の（式２）により算出し、比較処理部１３０（ｋ）と音声信号電力算出部１１４へ出力する。  ＰＹ（ｎ）＝｜Ｙ（ｎ）｜２  (ｎ＝０,１,…,Ｎ／２−１)・・・（式２）
【００５０】
このとき、音声信号電力スペクトル算出部１１３は、音声信号電力スペクトルＰＹ（ｎ）から不要な低周波成分を除去するため、ＰＹ（０）〜ＰＹ（Ｌ）を０にして出力することが好ましい。つまり、音声信号電力スペクトル算出部１１３は、音声信号電力スペクトル（ＰＹ（Ｌ＋１）〜ＰＹ（Ｎ/２-１））を出力することが好ましい。Ｌは、上述したように、不要な低周波成分を除去するカットオフ周波数の周波数番号である。
【００５１】
音声信号電力スペクトル算出部１１３において、低周波成分を除去する理由は、振動電力スペクトル算出部１２２の説明で述べたように、スピーカ１６０からの音声出力においては、この低周波成分は、人が聴覚できず不要であるためである。不要な低周波成分を除去することにより、後段の比較処理部１３０（ｋ）や音声信号電力算出部１１４における処理量を軽減できる。
【００５２】
なお、図３の例では、音声信号電力スペクトルＰＹ（ｎ）を算出した後、不要な低周波成分を除去するように構成したが、音声信号電力スペクトルＰＹ（ｎ）を算出する前に不要な低周波成分を除去するように構成してもよい。つまり、ＦＦＴ演算部１１２ｂで周波数スペクトルＹ（０）〜Ｙ（Ｎ／２−１）を出力した直後に、不要な低周波成分であるＹ（０）〜Ｙ（Ｌ）を除去するように構成してもよい。
【００５３】
音声信号電力算出部１１４は、窓処理された期間ごとに、音声信号電力スペクトルＰＹ（ｎ）（つまり、ＰＹ（０）〜ＰＹ（Ｎ/２-１））を合計した電力である音声信号電力ｐｙを、例えば次の（式３）〜（式６）により求め、比較処理部１３０（１）〜１３０（Ｍ）へ出力する。（式３）〜（式６）の例では、音声信号電力ｐｙは、音声信号電力スペクトルＰＹ（ｎ）の平均電力である。このとき、上述したように、音声信号電力スペクトルＰＹ（ｎ）から不要な低周波成分を除去した電力とすることが好ましい。
【００５４】
【数１】
2016051945.tif 000003
【００５５】
ここで、（式４）は、パーセバルの定理により、（式３）から求められる。（式５）は、ｙ（ｍ）が実数であるので、｜Ｙ（０）｜〜｜Ｙ（Ｎ／２−１）｜と｜Ｙ（Ｎ／２）｜〜｜Ｙ（Ｎ−１）｜とが等しいことにより、（式４）から求められる。（式６）は、（式２）により、（式５）から求められる。
【００５６】
図４は、第１実施形態に係る比較処理部の構成図である。比較処理部１３０（１）〜１３０（Ｍ）の動作は、いずれも同じなので、以下、比較処理部１３０（ｋ）の動作を説明する。ｋは、上述したように、１〜Ｍのいずれかを意味する。
【００５７】
比較処理部１３０（ｋ）は、相関係数算出部１３１と、相関判定部１３２と、振動電力算出部１３３と、除算器１３４と、電力比判定部１３５と、音声信号電力判定部１３６と、振動出力カウンタ処理部１３７と、除算器１３８と、異常判定部１３９と、音声信号カウンタ処理部１４１とを含むように構成される。
【００５８】
相関係数算出部１３１は、窓処理された期間ごとに、振動センサ部１５０（ｋ）からの振動信号の振動電力スペクトルＰｋ（０）〜Ｐｋ（Ｎ/２-１）と、音声信号電力スペクトルＰＹ（０）〜ＰＹ（Ｎ/２-１）との間の相関の程度を出力する。具体的には、相関係数算出部１３１は、振動電力スペクトルＰｋ（０）〜Ｐｋ（Ｎ/２-１）と、音声信号電力スペクトルＰＹ（０）〜ＰＹ（Ｎ/２-１）との間の相関の程度を示す相関係数ｒｋを、窓処理された期間ごとに算出し、相関判定部１３２へ出力する。相関係数ｒｋは、次の（式７）で示される。
【００５９】
【数２】
2016051945.tif 000004
【００６０】
相関判定部１３２は、窓処理された期間ごとに、相関係数算出部１３１で算出した相関の程度が、予め設定された相関の程度以上であるか否かの判定を行う。具体的には、相関係数ｒｋが、予め相関判定部１３２に記憶している閾値ｒｔｈ以上であるか否かの判定を行い、結果が真である場合（相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上である場合）は値１を、結果が偽である場合（相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ未満である場合）は値０を、振動出力カウンタ処理部１３７へ出力する。閾値ｒｔｈは、例えば、０．８程度に設定される。
【００６１】
振動電力算出部１３３は、窓処理された期間ごとに、振動電力スペクトルＰｋ（ｎ）（つまり、Ｐｋ（０）〜Ｐｋ（Ｎ/２-１））を合計した電力である振動電力ｐｋを、例えば次の（式８）〜（式１１）により求め、除算器１３４へ出力する。（式８）〜（式１１）の例では、振動電力ｐｋは、振動電力スペクトルＰｋ（ｎ）の平均電力である。このとき、上述したように、振動電力スペクトルＰｋ（ｎ）から不要な低周波成分を除去した電力とすることが好ましい。
【００６２】
【数３】
2016051945.tif 000005
【００６３】
ここで、（式９）は、パーセバルの定理により、（式８）から求められる。（式１０）は、ｘｋ（ｍ）が実数であるので、｜Ｘｋ（０）｜〜｜Ｘｋ（Ｎ／２−１）｜と｜Ｘｋ（Ｎ／２）｜〜｜Ｘｋ（Ｎ−１）｜とが等しいことにより、（式９）から求められる。（式１１）は、（式１）により、（式１０）から求められる。
【００６４】
除算器１３４は、窓処理された期間ごとに、振動電力算出部１３３から出力された振動電力ｐｋを、音声信号電力算出部１１４から出力された音声信号電力ｐｙで除算し、ｐｋのｐｙに対する電力比ｇｋ（ｇｋ＝ｐｋ／ｐｙ）を、電力比判定部１３５へ出力する。
【００６５】
電力比判定部１３５は、電力比ｇｋが、予め電力比判定部１３５に記憶した閾値ｇｋｔｈ以上であるか否かの判定を、窓処理された期間ごとに行い、結果が真である場合（電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ以上である場合）は値１を、結果が偽である場合（電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ未満である場合）は値０を、振動出力カウンタ処理部１３７へ出力する。
【００６６】
音声信号電力判定部１３６は、音声信号電力ｐｙが、予め音声信号電力判定部１３６に記憶した閾値ｐｔｈ以上であるか否かの判定を、窓処理された期間ごとに行い、結果が真である場合（音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ以上である場合）は値１を、結果が偽である場合（音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ未満である場合）は値０を、振動出力カウンタ処理部１３７と音声信号カウンタ処理部１４１へ出力する。閾値ｐｔｈは、例えば、０．０１程度に設定される。
【００６７】
振動出力カウンタ処理部１３７は、放送開始時に内部のカウンタをリセットしておく。そして、窓処理された期間ごとに、次の（式１２）が成立する場合（つまり、相関判定部１３２と電力比判定部１３５と音声信号電力判定部１３６のすべてから値１が出力された場合）は、内部のカウンタをインクリメント（つまり、プラス１）し、カウンタ値Ｎｃを除算器１３８へ出力する。（式１２）が成立しない場合は、内部のカウンタをインクリメントしない。  ｒｋ≧ｒｔｈ  かつ  ｇｋ≧ｇｋｔｈ  かつ  ｐｙ≧ｐｔｈ・・・（式１２）
【００６８】
音声信号カウンタ処理部１４１は、放送開始時に内部のカウンタをリセットしておく。そして、窓処理された期間ごとに、音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ以上である場合（ｐｙ≧ｐｔｈの場合）は、内部のカウンタをインクリメントし、カウンタ値Ｎｐを除算器１３８へ出力する。音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ未満である場合は、内部のカウンタをインクリメントしない。
【００６９】
除算器１３８は、放送終了後に、カウンタ値Ｎｐに対するカウンタ値Ｎｃの比であるカウンタ比ｄ（ｄ＝Ｎｃ／Ｎｐ）を算出して、異常判定部１３９へ出力する。
【００７０】
異常判定部１３９は、放送終了後に、カウンタ比ｄが、予め異常判定部１３９に記憶した閾値ｄｔｈ未満であるか否かの判定を行い、その判定結果を出力する。具体的には、判定結果が偽である場合（カウンタ比ｄが閾値ｄｔｈ未満である場合）は、スピーカ１６０の鳴動結果に異常ありと判定し、出力ＲＥＳ（ｋ）を値０にする。判定結果が真である場合（カウンタ比ｄが閾値ｄｔｈ以上である場合）は、スピーカ１６０の鳴動結果に異常なしと判定し、出力ＲＥＳ（ｋ）を値１にする。閾値ｄｔｈは、例えば、０．２５程度に設定される。
【００７１】
制御部１１０は、放送終了後に、ＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）に基づき、スピーカ１６０（１）〜１６０（Ｍ）の鳴動結果が異常であるか否かを判定する。そして、制御部１１０は、上記判定結果（例えば、鳴動結果が異常である旨の異常情報）をまとめて、無線部１０２から親局２００へ無線送信する。親局２００は、受信した上記判定結果に基づき、各チャネルのスピーカの鳴動状態を、例えば、操作表示部２１２に表示する。
【００７２】
あるいは、制御部１１０は、放送終了後に、比較処理部１３０（１）〜１３０（Ｍ）の出力、つまり、チャネル処理部１２０（１）〜１２０（Ｍ）の出力であるＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）を、スピーカ１６０（１）〜１６０（Ｍ）の鳴動監視結果情報として、まとめて無線部１０２から親局２００へ無線送信する。親局２００は、受信した鳴動監視結果情報に基づき、各チャネルのスピーカの鳴動状態が異常か否かを判定し、例えば、操作表示部２１２に表示する。
【００７３】
上述したように、相関判定部１３２において、振動電力スペクトルＰｋ（０）〜Ｐｋ（Ｎ/２-１）と、音声信号電力スペクトルＰＹ（０）〜ＰＹ（Ｎ/２-１）との間で相関を判定するようにした、つまり、振動信号電力と音声信号電力の周波数における相関を判定するようにしたので、音声増幅部１０３やスピーカ１６０において群遅延特性による波形変化（つまり、周波数による遅延時間の差）が生じても、振動信号と音声信号の相関を判定することができ、スピーカ１６０の鳴動監視を行うことができる。
【００７４】
また、親局２００から放送が開始されると、拡声装置１００で放送を受信し、スピーカ１６０から放送する。このとき、放送では、通常、有音期間（音声がある期間）と無音期間（音声が途絶える期間）とが交互に繰り返される。第１実施形態では、有音期間及び無音期間において、振動センサ部１５０から振動信号が出力され、振動信号に対して、窓処理、ＦＦＴ演算、電力スペクトル算出が行われる。また、音声信号に対しても、窓処理、ＦＦＴ演算、電力スペクトル算出が行われる。しかし、無音期間では、振動信号や音声信号のレベルがゼロか又は極めて小さいので、スピーカ１６０の鳴動監視を行うことは意味がないし、むしろ、スピーカ１６０の鳴動結果を誤って判定するおそれがある。
【００７５】
しかし、上述したように、音声増幅部１０３への入力音声信号１０２ｓの音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ以上であることを、振動出力カウンタ処理部１３７のカウンタをインクリメントする条件、つまり、スピーカ１６０の鳴動状態を正常と判定する条件としたので、スピーカ１６０の鳴動監視対象区間から無音区間を除くことができる。これにより、スピーカ１６０の鳴動結果を誤って判定することを抑制でき判定精度を向上でき、また、振動出力カウンタ処理部１３７の処理量を軽減できる。
【００７６】
また、上述したように、音声信号電力ｐｙに対する振動電力ｐｋの電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ以上であることを、振動出力カウンタ処理部１３７のカウンタをインクリメントする条件、つまり、スピーカ１６０の鳴動状態を正常と判定する条件とした。例えば、音声信号が正常であって相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上であるのにスピーカ１６０が十分な音量で拡声できない（つまり、十分に空気を振動できない）ような故障の場合は、電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ未満となる。このような故障の原因は、音声増幅部１０３やスピーカ１６０の出力不足などである。このような故障の場合にも、電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ以上であることを振動出力カウンタ処理部１３７のカウンタインクリメント条件としたので、スピーカ１６０の鳴動状態を異常と判定することができる。
【００７７】
なお、スピーカ１６０自体に手動の音量設定機能がある場合は、振動電力ｐｋは、スピーカ１６０の音量設定により大きさが変わる。したがって、電力比ｇｋの閾値ｇｋｔｈは、スピーカ１６０の音量設定に応じて、その大きさを変える必要がある。
【００７８】
また、上述したように、条件（１）振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上であることと、条件（２）振動電力ｐｋの音声信号電力ｐｙに対する電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ以上であることと、条件（３）音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ以上であることの３つの条件が揃うことを、振動出力カウンタ処理部１３７のカウンタをインクリメントする条件、つまり、スピーカ１６０の鳴動状態を正常と判定する条件としたので、より正確にスピーカの鳴動状態を監視することができる。
【００７９】
また、上述したように、放送開始から放送終了までの間に複数の期間を設け、該複数の期間ごとに、振動出力カウンタ処理部１３７のカウンタ値Ｎｃと、音声信号カウンタ処理部１４１のカウンタ値Ｎｐとを更新し、ＮｃとＮｐとの比により、スピーカ１６０の鳴動状態を監視するようにしたので、スピーカ１６０がときどき拡声出力しないような間欠的な故障の場合にも、故障検出の精度を高めることができる。
【００８０】
また、第１実施形態では、ＦＦＴ処理部１１２でＦＦＴ処理される音声信号を、音声増幅部１０３で増幅される前の音声信号とした。このようにすると、音声増幅部１０３が故障した場合も、故障を検出することができる。つまり、スピーカ１６０の鳴動状態異常と判定することにより、音声増幅部１０３の故障を検出することができる。しかし、ＦＦＴ処理部１１２でＦＦＴ処理される音声信号を、音声増幅部１０３で増幅された後の音声信号としてもよい。このようにしても、音声増幅部１０３の故障を検出できないものの、スピーカ１６０の故障を検出することができる。
【００８１】
また、第１実施形態では、異常判定部１３９は、放送終了後に、カウンタ比ｄ（ｄ＝Ｎｃ／Ｎｐ）が閾値ｄｔｈ未満であるか否かの判定を行うようにした。しかし、放送終了を待つことなく、カウンタ値Ｎｐが予め定めた所定の数に達したときに、そのときのカウンタ比ｄが所定の閾値未満であるか否かの判定を行うようにしてもよい。このようにしても、スピーカ１６０の鳴動状態を監視することができる。
【００８２】
なお、第１実施形態では、上記条件（１）〜（３）の３つの条件が揃うことを、スピーカ１６０の鳴動状態を正常と判定する条件としたが、上記条件（２）を除外し、上記条件（１）と上記条件（３）を、スピーカ１６０の鳴動状態を判定する条件とすることも可能である。このようにしても、スピーカ１６０の鳴動状態を監視することができる。この場合を、第２実施形態及び第３実施形態で説明する。
【００８３】
また、上記条件（３）を除外し、上記条件（１）と上記条件（２）を、スピーカ１６０の鳴動状態を判定する条件とすることも可能である。このようにしても、スピーカの鳴動状態を監視することができる。この場合を、第４実施形態で説明する。
【００８４】
また、上記条件（２）と条件（３）を除外し、上記条件（１）を、スピーカ１６０の鳴動状態を判定する条件とすることも可能である。このようにしても、ある程度、スピーカの鳴動状態を監視することができる。この場合を、第５実施形態で説明する。
【００８５】
（第２実施形態）  次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、上記条件（２）を除外し、上記条件（１）と上記条件（３）を、スピーカ１６０の鳴動状態を判定する条件とする場合である。第２実施形態は、第１実施形態（図４）の比較処理部１３０に相当する比較処理部２３０の構成のみが第１実施形態と異なり、他の構成は第１実施形態と同じである。つまり、図１〜図３は、第２実施形態の構成図でもある。
【００８６】
図５は、第２実施形態に係る比較処理部の構成図である。第１実施形態（図４）と同じ構成には、同符号を付し、説明を省略する。第２実施形態の比較処理部２３０（ｋ）は、相関係数算出部１３１と、相関判定部１３２と、音声信号電力判定部１３６と、振動出力カウンタ処理部２３７と、除算器１３８と、異常判定部１３９と、音声信号カウンタ処理部１４１とを含むように構成される。比較処理部２３０（ｋ）は、比較処理部２３０（１）〜２３０（Ｍ）のいずれかを意味する。
【００８７】
振動出力カウンタ処理部２３７は、放送開始時に内部のカウンタをリセットしておく。そして、窓処理された期間ごとに、次の（式１３）が成立する場合（つまり、相関判定部１３２と音声信号電力判定部１３６のすべてから１が出力された場合）は、内部のカウンタをインクリメントし、カウンタ値Ｎｃを除算器１３８へ出力する。（式１３）が成立しない場合は、内部のカウンタをインクリメントしない。  ｒｋ≧ｒｔｈ  かつ  ｐｙ≧ｐｔｈ・・・（式１３）
【００８８】
このように、第２実施形態では、条件（１）振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上であることと、条件（３）音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ以上であることの２つの条件が揃うことを、振動出力カウンタ処理部１３７のカウンタをインクリメントする条件としたが、このようにしても、スピーカの鳴動状態を監視することができる。
【００８９】
（第３実施形態）  次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第２実施形態と同様に、上記条件（２）を除外し、上記条件（１）と上記条件（３）を、スピーカ１６０の鳴動状態を判定する条件とする場合である。第３実施形態は、第１実施形態（図４）の比較処理部１３０に相当する比較処理部３３０の構成のみが第１実施形態と異なり、他の構成は第１実施形態と同じである。
【００９０】
図６は、第３実施形態に係る比較処理部の構成図である。第１実施形態（図４）と同じ構成には、同符号を付し、説明を省略する。第３実施形態では、比較処理部３３０（ｋ）が、相関係数算出部１３１と、相関判定部１３２と、音声信号電力判定部１３６と、異常判定部３３９とを含むように構成される。比較処理部３３０（ｋ）は、比較処理部３３０（１）〜３３０（Ｍ）のいずれかを意味する。
【００９１】
第３実施形態では、放送開始から放送終了までの間に、窓処理される期間を、第１及び第２実施形態と同様に、複数設けてもよいが、１つだけ設けるようにしてもよい。窓処理される期間を複数設ける方が、スピーカ１６０の鳴動異常を判定する精度を向上できるので好ましい。
【００９２】
放送開始から放送終了までの間に、窓処理される期間を１つだけ設ける場合は、放送開始から放送終了までの間に、相関判定部１３２の判定結果である相関判定結果と、音声信号電力判定部１３６の判定結果である音声信号電力判定結果とが、それぞれ、異常判定部３３９へ出力される。異常判定部３３９は、音声信号電力判定結果が値１（音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ以上）であって、かつ相関判定結果が値１（相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上）である場合に、スピーカ１６０の音声出力が正常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値１にして出力する。また、音声信号電力判定結果が値１であって、かつ相関判定結果が値０（相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ未満）である場合に、スピーカ１６０の音声出力が異常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値０にして出力する。なお、音声信号電力判定結果が値０（音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ未満）であって、かつ相関判定結果が値１であることは通常有り得ないが、万一生じた場合は、異常と見なさず判定結果ＲＥＳ(k)を値１にして出力する。
【００９３】
放送開始から放送終了までの間に、窓処理される期間を複数設ける場合は、該複数の期間ごとに、相関判定結果と音声信号電力判定結果とが、それぞれ、異常判定部３３９へ出力される。異常判定部３３９は、例えば、放送開始から放送終了までの間に、音声信号電力判定結果が値１であって、かつ相関判定結果が値０である回数が所定の閾値以上である場合に、スピーカ１６０の音声出力が異常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値０にして出力する。
【００９４】
また、放送開始から放送終了までの間に、音声信号電力判定結果が値１であって、かつ相関判定結果が値０である回数が所定の閾値未満である場合に、スピーカ１６０の音声出力が正常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値１にして出力する。上記所定の閾値は、１であってもよいし、２以上の数であってもよい。上記所定の閾値が小さいほど、スピーカ１６０の鳴動異常が厳しく判定される。なお、上述したように、音声信号電力判定結果が値０であって、かつ相関判定結果が値１である場合は、通常有り得ないので、無視し回数をカウントしない。
【００９５】
あるいは、異常判定部３３９は、音声信号電力判定結果が値１であって、かつ相関判定結果が値０である回数が、窓処理された期間の数の半数以上ある場合に、スピーカ１６０の鳴動結果に異常ありと判定するようにしてもよい。
【００９６】
制御部１１０は、第１実施形態と同様に、放送終了後に、比較処理部３３０（１）〜３３０（Ｍ）の出力ＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）を、まとめて無線部１０２から親局２００へ無線送信する。あるいは、制御部１１０は、ＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）に基づき、鳴動結果が異常であるか否かを判定し、その鳴動判定結果をまとめて、無線部１０２から親局２００へ無線送信する。親局２００は、受信したＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）又は鳴動判定結果に基づき、各チャネルのスピーカの鳴動状態が異常か否かの情報を、例えば、操作表示部２１２に表示する。
【００９７】
（第４実施形態）  次に、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態は、上記条件（３）を除外し、上記条件（１）と上記条件（２）を、スピーカ１６０の鳴動状態を判定する条件とするものである。第４実施形態は、第１実施形態（図４）の比較処理部１３０に相当する比較処理部４３０の構成のみが第１実施形態と異なり、他の構成は第１実施形態と同じである。
【００９８】
図７は、第４実施形態に係る比較処理部の構成図である。第１実施形態（図４）と同じ構成には、同符号を付し、説明を省略する。第４実施形態では、比較処理部４３０（ｋ）が、相関係数算出部１３１と、相関判定部１３２と、振動電力算出部１３３と、除算器１３４と、電力比判定部１３５と、異常判定部４３９とを含むように構成される。比較処理部４３０（ｋ）は、比較処理部４３０（１）〜４３０（Ｍ）のいずれかを意味する。
【００９９】
図７に示すように、第４実施形態では、相関判定部１３２の出力である相関判定結果と、電力比判定部１３５の出力である電力比判定結果とが、異常判定部４３９に入力される。異常判定部４３９は、条件（１）相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上であることと、条件（２）電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ以上であることの２つの条件に基づき、スピーカ１６０の鳴動状態を判定する。
【０１００】
第４実施形態では、放送開始から放送終了までの間に、窓処理される期間を、第１実施形態と同様に、複数設けてもよいが、１つだけ設けるようにしてもよい。窓処理される期間を複数設ける方が、スピーカ１６０の鳴動異常を判定する精度を向上できるので好ましい。
【０１０１】
放送開始から放送終了までの間に、窓処理される期間を１つだけ設ける場合は、放送開始から放送終了までの間に、相関判定部１３２からの相関判定結果と、電力比判定部１３５からの電力比判定結果とが、それぞれ１つずつ、異常判定部４３９へ出力される。異常判定部４３９は、相関判定結果が値１（相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上）であって、かつ電力比判定結果が値１（電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ以上）である場合に、スピーカ１６０の音声出力が正常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値１にして出力する。また、相関判定結果が値１であって、かつ電力比判定結果が値０（電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ未満）である場合に、スピーカ１６０の音声出力が異常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値０にして出力する。
【０１０２】
なお、相関判定結果が値０（相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ未満）であり、かつ電力比判定結果が値１であることは、通常有り得ないが、万一生じた場合は、異常と見なさず判定結果ＲＥＳ(k)を値１にして出力する。また、相関判定結果が値０であり、かつ電力比判定結果が値０である場合は、無音であった可能性が高いので、異常と見なさず判定結果ＲＥＳ(k)を値１にして出力する。
【０１０３】
放送開始から放送終了までの間に、窓処理される期間を複数設ける場合は、該複数の期間ごとに、相関判定結果と電力比判定結果とが、それぞれ、異常判定部４３９へ出力される。異常判定部４３９は、例えば、放送開始から放送終了までの間に、相関判定結果が値１であって、かつ電力比判定結果が値０である回数が所定の閾値以上である場合に、スピーカ１６０の音声出力が異常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値０にして出力する。また、放送開始から放送終了までの間に、相関判定結果が値１であって、かつ電力比判定結果が値０である回数が所定の閾値未満である場合に、スピーカ１６０の音声出力が正常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値１にして出力する。上記所定の閾値は、１であってもよいし、２以上の数であってもよい。上記所定の閾値が小さいほど、スピーカ１６０の鳴動異常が厳しく判定される。
【０１０４】
あるいは、異常判定部４３９は、相関判定結果が値１であって、かつ電力比判定結果が値０である回数が、窓処理された期間の数の半数以上ある場合に、スピーカ１６０の鳴動結果に異常ありと判定するようにしてもよい。
【０１０５】
なお、上述したように、相関判定結果が値０であり、かつ電力比判定結果が値１である場合は、通常有り得ないので、異常と見なさず、無視し回数をカウントしない。また、相関判定結果が値０であり、かつ電力比判定結果が値０である場合は、無音であった可能性が高いので、異常と見なさず、無視し回数をカウントしない。
【０１０６】
制御部１１０は、第１実施形態と同様に、比較処理部４３０（１）〜４３０（Ｍ）の出力ＲＥＳ（１）〜ＲＥＳを、まとめて無線部１０２から親局２００へ無線送信する。あるいは、制御部１１０は、ＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）に基づき、鳴動結果が異常であるか否かを判定し、その鳴動判定結果をまとめて、無線部１０２から親局２００へ無線送信する。親局２００は、受信したＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）又は鳴動判定結果に基づき、各チャネルのスピーカの鳴動状態が異常か否かの情報を、例えば、操作表示部２１２に表示する。
【０１０７】
このように、第４実施形態では、条件（１）振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上であることと、条件（２）振動電力ｐｋの音声信号電力ｐｙに対する電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ以上であることの２つの条件を、スピーカ１６０の鳴動状態を判定する条件としたが、このようにしても、スピーカの鳴動状態を監視することができ、例えば、音声信号が正常なのにスピーカが十分な音量で拡声できないような故障を検出できる。
【０１０８】
（第５実施形態）  次に、本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態は、上記条件（１）相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上であることを、スピーカ１６０の鳴動状態を正常と判定する条件とするものである。第５実施形態は、第１実施形態（図４）の比較処理部１３０に相当する比較処理部５３０の構成のみが第１実施形態と異なり、他の構成は第１実施形態と同じである。
【０１０９】
図８は、第５実施形態に係る比較処理部の構成図である。第１実施形態（図４）と同じ構成には、同符号を付し、説明を省略する。第５実施形態では、比較処理部５３０（ｋ）が、相関係数算出部１３１と、異常判定部５３９とを含むように構成される。比較処理部５３０（ｋ）は、比較処理部５３０（１）〜５３０（Ｍ）のいずれかを意味する。
【０１１０】
相関係数算出部１３１は、第１実施形態と同様に、振動電力スペクトルＰｋ（０）〜Ｐｋ（Ｎ/２-１）と、音声信号電力スペクトルＰＹ（０）〜ＰＹ（Ｎ/２-１）との間の相関の程度を示す相関係数ｒｋを、窓処理された期間ごとに算出し、異常判定部５３９へ出力する。
【０１１１】
異常判定部５３９は、第１実施形態の相関判定部１３２と同様に動作する。すなわち、窓処理された期間ごとに、相関係数ｒｋが、予め異常判定部５３９に記憶している閾値ｒｔｈ以上であるか否かの判定を行い、判定結果であるＲＥＳ（ｋ）を出力する。
【０１１２】
第５実施形態では、放送開始から放送終了までの間に、窓処理される期間を、第１実施形態と同様に、複数設けてもよいが、１つだけ設けるようにしてもよい。窓処理される期間を複数設ける方が、スピーカ１６０の鳴動異常を判定する精度を向上できるので好ましい。
【０１１３】
放送開始から放送終了までの間に、窓処理される期間を１つだけ設ける場合は、放送開始から放送終了までの間に、相関係数算出部１３１からの相関係数ｒｋが、異常判定部５３９へ１つだけ出力される。異常判定部５３９は、相関判定結果が値１（相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上）である場合に、スピーカ１６０の音声出力が正常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値１にして出力する。また、相関判定結果が値０（相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ未満）である場合に、スピーカ１６０の音声出力が異常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値０にして出力する。
【０１１４】
放送開始から放送終了までの間に、窓処理される期間を複数設ける場合は、該複数の期間ごとに、相関係数ｒｋが、異常判定部５３９へ出力される。異常判定部５３９は、相関判定結果が値０である回数が所定の閾値以上である場合に、スピーカ１６０の音声出力が異常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値０にして出力する。また、放送開始から放送終了までの間に、相関判定結果が値０である回数が所定の閾値未満である場合に、スピーカ１６０の音声出力が正常であると判定し、判定結果ＲＥＳ(k)を値１にして出力する。上記所定の閾値は、１であってもよいし、２以上の数であってもよい。上記所定の閾値が小さいほど、スピーカ１６０の鳴動異常が厳しく判定される。
【０１１５】
あるいは、異常判定部５３９は、相関判定結果が値０である回数が、窓処理された期間の数の半数以上ある場合に、スピーカ１６０の鳴動結果に異常ありと判定するようにしてもよい。
【０１１６】
制御部１１０は、第１実施形態と同様に、比較処理部５３０（１）〜５３０（Ｍ）の出力ＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）を、まとめて無線部１０２から親局２００へ無線送信する。あるいは、制御部１１０は、ＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）に基づき、鳴動結果が異常であるか否かを判定し、その鳴動判定結果をまとめて、無線部１０２から親局２００へ無線送信する。親局２００は、受信したＲＥＳ（１）〜ＲＥＳ（Ｍ）又は鳴動判定結果に基づき、各チャネルのスピーカの鳴動状態が異常か否かの情報を、例えば、操作表示部２１２に表示する。
【０１１７】
このように、第５実施形態では、条件（１）相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上であるか否かを、スピーカ１６０の鳴動状態を判定する条件としたが、このようにしても、スピーカの鳴動状態を監視することができる。
【０１１８】
第１ないし第５のいずれかの実施形態によれば、少なくとも以下に示す効果を奏する。  （ａ）スピーカの振動を検出して振動信号を出力する振動センサを備え、振動信号をＦＦＴ処理し、振動信号の電力の周波数スペクトルである振動電力スペクトルを算出し、音声信号をＦＦＴ処理し、音声信号の電力の周波数スペクトルである音声信号電力スペクトルを算出し、振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関が小さい場合に、スピーカからの音声出力が異常であると判定するよう、拡声装置を構成したので、従来技術のように振動パターンを予め記憶しておく必要が無く、任意の音を放送する場合にも、スピーカの鳴動状態を監視することができる。また、電力スペクトルの比較を行うので、音声増幅部やスピーカにおいて群遅延特性による波形変化があっても、振動信号と音声信号の相関を判定することができ、スピーカの鳴動状態を監視することができる。
【０１１９】
（ｂ）振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関係数を算出して、相関係数が第１の値以上であるか否かを判定し、音声信号電力スペクトルの合計電力である音声信号電力を算出して、音声信号電力が第２の値以上であるか否かを判定し、音声信号電力が第２の値以上であり、かつ相関係数が第１の値未満である場合に、スピーカからの音声出力が異常であると判定するよう、拡声装置を構成したので、無音区間を除いてスピーカの鳴動監視を行うことができる。これにより、スピーカの鳴動結果を誤って判定することを抑制できる。
【０１２０】
（ｃ）振動信号をＦＦＴ処理する際に、振動信号を複数の期間に区切り、該複数の期間における振動電力スペクトルをそれぞれ算出し、音声信号をＦＦＴ処理する際に、音声信号を前記複数の期間に区切り、前記複数の期間における音声信号電力スペクトルをそれぞれ算出し、前記複数の期間においてそれぞれ、振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関係数が第１の値以上であるか否かを判定し、音声信号電力が第２の値以上であるか否かを判定し、相関係数が第１の値以上でありかつ音声信号電力が第２の値以上である回数を第１の回数としてカウントし、音声信号電力が第２の値以上である回数を第２の回数としてカウントし、第２の回数に対する第１の回数の比率が所定の閾値未満の場合に、スピーカからの音声出力が異常であると判定するよう、拡声装置を構成したので、無音区間を除いてスピーカの鳴動監視を行うことができ、また、より正確にスピーカの鳴動状態を監視することができる。
【０１２１】
（ｄ）前記複数の期間のそれぞれにおいて、音声信号電力に対する振動電力の比率である振動電力比が第３の値以上であるか否かを判定し、相関係数が第１の値以上であり、かつ音声信号電力が第２の値以上であり、かつ振動電力比が第３の値以上である場合に、第１の回数をインクリメントするよう、拡声装置を構成したので、音声信号と振動信号の相関があり、かつ音声信号が正常なのにスピーカが十分な音量で拡声できないような故障を検出でき、さらに正確にスピーカの鳴動状態を監視することができる。
【０１２２】
（ｅ）スピーカは、音声信号を機械的振動に変換するドライバ部と、振動センサを保護する保護カバーとを含み、振動センサはドライバ部に取り付けられ、保護カバーが振動センサとドライバ部とを覆うよう、拡声装置を構成したので、振動センサの取り付けが容易になるとともに、雨や雹の影響を抑制できる。
【０１２３】
（ｆ）第１のスピーカに取り付けられた第１の振動センサと、第２のスピーカに取り付けられた第２の振動センサとが設けられ、第１の振動センサからの振動信号をＦＦＴ処理して第１の振動電力スペクトルを算出し、第２の振動センサからの振動信号をＦＦＴ処理して第２の振動電力スペクトルを算出し、第１の振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関が小さいと判定した場合に、第１のスピーカからの音声出力が異常であると判定し、第２の振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関が小さいと判定した場合に、第２のスピーカからの音声出力が異常であると判定するよう、拡声装置を構成したので、２つのスピーカがある場合にも、スピーカの鳴動状態を監視することができる。
【０１２４】
（ｇ）音声信号電力スペクトルを算出するための音声信号は、音声増幅部で増幅される前の音声信号であるよう、拡声装置を構成したので、スピーカだけでなく音声増幅部の異常も監視することができる。
【０１２５】
（ｈ）振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関を判定するときに、それらの低周波成分を除去しておくよう、拡声装置を構成したので、相関を判定するための処理を軽減することができる。
【０１２６】
（ｉ）スピーカの鳴動異常情報を、拡声装置から親局へ送信し、親局で表示するよう構成したので、親局において、拡声装置のスピーカの鳴動異常を把握することができる。
【０１２７】
（ｊ）振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関係数を算出して、相関係数が第１の値以上であるか否かを判定し、振動電力スペクトルの合計電力である振動電力を算出して、音声信号電力に対する振動電力の比率である振動電力比が第３の値以上であるか否かを判定し、相関係数が第１の値以上であり、かつ振動電力比が第３の値未満である場合に、スピーカからの音声出力が異常であると判定するよう構成したので、音声信号と振動信号の相関があり、かつ音声信号が正常なのにスピーカが十分な音量で拡声できないような故障を検出することができる。
【０１２８】
（ｋ）親局から放送開始信号と放送終了信号を拡声装置へ送信し、拡声装置は、放送開始信号を受信した後、放送終了信号を受信するまでの間において、上記第２の回数に対する上記第１の回数の比率が所定の閾値未満の場合に、スピーカからの音声出力が異常であると判定するよう構成したので、親局から拡声装置へ放送を行うごとに、スピーカの鳴動状態を監視することができる。
【０１２９】
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。  例えば、上記実施形態では、制御部１１０がスピーカ１５０からの音声出力が正常であるか異常であるかを判定する判定部としても機能する場合を説明したが、判定部は拡声装置１００の各部を制御する制御部１１０とは別に設けられていてもよい。  また、上記実施形態では、制御部１１０が振動センサ１５０からの振動信号の電力の周波数スペクトルである振動電力スペクトルと、無線部１０２から出力された音声増幅部１０３で増幅する前の音声信号の電力の周波数スペクトルである音声信号電力スペクトルとに基づいて、スピーカ１６０が正常に動作しているか否かを判定した。しかし、本発明では、上記振動電力スペクトルと、少なくとも無線部１０２が受信した音声信号に基づく音声信号の電力スペクトルとに基づいて判定すればよく、音声信号としては音声増幅部１０３によって増幅された音声信号１０３ｓであってもよい。
【０１３０】
また、上述した第１実施形態の変形例として、図９のように構成してもよい。つまり、比較処理部１３０（ｋ）が振動出力電力判定部１４２を更に備えてもよい。  振動出力電力判定部１４２は、振動電力算出部１３３から出力された振動電力ｐｋが予め振動出力電力判定部１４２に記憶した閾値Ｐｋｔｈ以上であるか否かの判定を、窓処理された期間ごとに行い、結果が真である場合（振動出力電力ｐｋが閾値Ｐｋｔｈ以上である場合）は値１を、結果が偽である場合（振動出力電力ｐｋが閾値Ｐｋｔｈ未満である場合）は値０を、振動出力カウンタ処理部１３７へ出力する。閾値Ｐｋｔｈは、例えば、０．０１程度に設定される。
【０１３１】
振動出力カウンタ処理部１３７は、放送開始時に内部のカウンタをリセットしておく。そして、窓処理された期間ごとに、次の（式１４）が成立する場合（つまり、相関判定部１３２と振動出力電力判定部１４１のいずれかから値１が出力され、かつ電力比判定部１３５と音声信号電力判定部１３６のすべてから値１が出力された場合）は、内部のカウンタをインクリメント（つまり、プラス１）し、カウンタ値Ｎｃを除算器１３８へ出力する。（式１４）が成立しない場合は、内部のカウンタをインクリメントしない。
（ｒｋ≧ｒｔｈ  または  ｐｋ≧Ｐｋｔｈ）かつ  ｇｋ≧ｇｋｔｈ  かつ  ｐｙ≧ｐｔｈ    ・・・（式１４）
【０１３２】
このように、条件（１）振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上であるか振動出力電力ｐｋが閾値Ｐｋｔｈ以上であることと、条件（２）振動電力ｐｋの音声信号電力ｐｙに対する電力比ｇｋが閾値ｇｋｔｈ以上であることと、条件（３）音声信号電力ｐｙが閾値ｐｔｈ以上であることの３つの条件が揃うことを、振動出力カウンタ処理部１３７のカウンタをインクリメントする条件、つまり、スピーカ１６０の鳴動状態を正常と判定する条件とした。条件（１）で、振動出力電力ｐｋが閾値Ｐｋｔｈ以上であることも論理和で条件に加えたので、強い雨などで振動電力スペクトルと音声信号スペクトルとの相関判定ができない場合においては、振動出力電力で鳴動状態を判定できる。
【０１３３】
なお、条件（１）を、振動電力スペクトルと音声信号電力スペクトルの相関係数ｒｋが閾値ｒｔｈ以上であるか振動出力電力ｐｋが閾値Ｐｋｔｈ以上であることとしたが、条件（１）を単に、振動出力電力ｐｋが閾値Ｐｋｔｈ以上であることとすることも可能である。この場合でも、同様の作用効果を得ることができる。
【０１３４】
また、上記第１〜第５実施形態では、親局から子局である拡声装置へ、放送内容を無線送信したが、本発明は、親局から子局へ放送内容を無線送信する場合に限られるものではない。本発明は、一般的に、第１の無線送受信装置から第２の無線送受信装置へ音声信号を無線送信する場合にも適用可能である。また、本発明は、第１の送受信装置から第２の送受信装置へ音声信号を有線により送信する場合にも適用可能である。
【０１３５】
また、本発明は、本発明に係る処理を実行する装置やシステムとしてだけでなく、方法として、或いは、このような方法やシステムを実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして把握することができる。  また、本発明は、ＣＰＵがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより制御する構成としてもよく、また、ハードウエア回路として構成してもよい。
【０１３６】
本明細書には、少なくとも次の構成が含まれる。
（構成１）
音声信号を受信し、第１の音声信号として出力する受信部と、
前記第１の音声信号を増幅し、第２の音声信号として出力する音声増幅部と、
前記第２の音声信号に基づき音声出力するスピーカと、
前記スピーカに取り付けられ、前記スピーカの振動を検出して振動信号として出力する振動センサと、
前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動信号の電力の周波数スペクトルである振動電力スペクトルを算出し、前記第１の音声信号に基づく第３の音声信号をＦＦＴ処理し、前記第３の音声信号の電力の周波数スペクトルである音声信号電力スペクトルを算出し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関が小さい場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定する判定部と、
を備えることを特徴とする拡声装置。
【０１３７】
（構成２）
構成１に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関係数を算出する相関係数算出部と、
前記相関係数が第１の値以上であるか否かを判定する相関判定部と、
前記音声信号電力スペクトルの合計電力である音声信号電力を算出する音声信号電力算出部と、
前記音声信号電力が第２の値以上であるか否かを判定する音声信号電力判定部とを備え、
前記音声信号電力が前記第２の値以上であり、かつ前記相関係数が前記第１の値未満である場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする拡声装置。
【０１３８】
（構成３）
構成２に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記振動信号をＦＦＴ処理する際に、前記振動信号を複数の期間に区切り、該複数の期間における前記振動電力スペクトルをそれぞれ算出し、前記第３の音声信号をＦＦＴ処理する際に、前記第３の音声信号を前記複数の期間に区切り、前記複数の期間における前記音声信号電力スペクトルをそれぞれ算出するものであって、
前記相関係数算出部は、前記相関係数を、前記複数の期間においてそれぞれ算出し、
前記音声信号電力算出部は、前記複数の期間のそれぞれにおいて、前記音声信号電力を算出し、
前記相関係数が前記第１の値以上であり、かつ前記音声信号電力が前記第２の値以上である回数を、第１の回数としてカウントし、
前記音声信号電力が前記第２の値以上である回数を、第２の回数としてカウントし、
前記第２の回数に対する前記第１の回数の比率が所定の閾値未満の場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする拡声装置。
【０１３９】
（構成４）
構成３に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記複数の期間のそれぞれにおいて、該それぞれの期間の前記振動電力スペクトルの合計電力である振動電力を算出する振動電力算出部と、
前記音声信号電力に対する前記振動電力の比率である振動電力比が第３の値以上であるか否かを判定する電力比判定部とを備え、
前記相関係数が前記第１の値以上であり、かつ前記音声信号電力が前記第２の値以上であり、かつ前記振動電力比が前記第３の値以上である場合に、前記第１の回数をインクリメントすることを特徴とする拡声装置。
【０１４０】
（構成５）
構成１に記載の拡声装置であって、
前記スピーカは、音声信号を機械的振動に変換するドライバ部と、前記振動センサを保護する保護カバーとを含み、前記振動センサは前記ドライバ部に取り付けられ、前記保護カバーが前記振動センサと前記ドライバ部とを覆うことを特徴とする拡声装置。
【０１４１】
（構成６）
構成１に記載の拡声装置であって、
前記スピーカとして、第１のスピーカと第２のスピーカとが設けられ、前記振動センサとして、前記第１のスピーカに取り付けられた第１の振動センサと、前記第２のスピーカに取り付けられた第２の振動センサとが設けられ、
前記判定部は、
前記第１の振動センサからの前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動電力スペクトルを第１の振動電力スペクトルとして算出する第１の振動電力スペクトル算出部と、前記第２の振動センサからの前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動電力スペクトルを第２の振動電力スペクトルとして算出する第２の振動電力スペクトル算出部とを備え、
前記第１の振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関が小さいと判定した場合に、前記第１のスピーカからの音声出力が異常であると判定し、前記第２の振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関が小さいと判定した場合に、前記第２のスピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする拡声装置。
【０１４２】
（構成７）
構成１に記載の拡声装置であって、
前記第３の音声信号は、前記音声増幅部で増幅される前の音声信号であることを特徴とする拡声装置。
【０１４３】
（構成８）
構成１に記載の拡声装置であって、
前記第３の音声信号は、前記音声増幅部で増幅された音声信号であることを特徴とする拡声装置。
【０１４４】
（構成９）
構成１に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関を判定するときに、それらの低周波成分を除去していることを特徴とする拡声装置。
【０１４５】
（構成１０）
構成１に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関係数を算出する相関係数算出部と、
前記相関係数が第１の値以上であるか否かを判定する相関判定部と、
前記音声信号電力スペクトルの合計電力である音声信号電力を算出する音声信号電力算出部と、
前記振動電力スペクトルの合計電力である振動電力を算出する振動電力算出部と、
前記音声信号電力に対する前記振動電力の比率である振動電力比が第３の値以上であるか否かを判定する電力比判定部とを備え、
前記相関係数が前記第１の値以上であり、かつ前記振動電力比が前記第３の値未満である場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする拡声装置。
【０１４６】
（構成１１）
構成１に記載の拡声装置であって、
前記判定部は、
前記振動信号をＦＦＴ処理する際に、前記振動信号を複数の期間に区切り、該複数の期間における前記振動電力スペクトルをそれぞれ算出し、前記第３の音声信号をＦＦＴ処理する際に、前記第３の音声信号を前記複数の期間に区切り、前記複数の期間における前記音声信号電力スペクトルをそれぞれ算出するものであって、
前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関係数を、前記複数の期間においてそれぞれ算出する相関係数算出部と、
前記相関係数が第１の値以上であるか否かを判定する相関判定部と、
前記複数の期間のそれぞれにおいて、該それぞれの期間の前記音声信号電力スペクトルの合計電力である音声信号電力を算出する音声信号電力算出部と、
前記音声信号電力が第２の値以上であるか否かを判定する音声信号電力判定部と、
前記相関係数が前記第１の値以上であり、かつ前記音声信号電力が前記第２の値以上である回数をカウントし、第１の回数として出力する振動出力カウンタ処理部と、
前記音声信号電力が前記第２の値以上である回数をカウントし、第２の回数として出力する音声信号カウンタ処理部とを備え、
前記第２の回数に対する前記第１の回数の比率が所定の閾値未満の場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする拡声装置。
【０１４７】
（構成１２）
音声信号を無線送信する第１の無線送受信装置と、前記第１の無線送受信装置から無線送信された音声信号を受信して、該受信した音声信号に基づき音声出力する第２の無線送受信装置とを備える無線通信システムであって、
前記第１の無線送受信装置は、
各種情報を表示する表示部と、
前記第２の無線送受信装置との間で無線送受信する第１の無線送受信部とを備え、
前記第２の無線送受信装置は、
前記第１の無線送受信装置との間で無線送受信する第２の無線送受信部であって、前記第１の無線送受信装置から無線送信された音声信号を受信し、第１の音声信号として出力する第２の無線送受信部と、
前記第１の音声信号を増幅し、第２の音声信号として出力する音声増幅部と、
前記第２の音声信号に基づき音声出力するスピーカと、
前記スピーカに取り付けられ、前記スピーカの振動を検出して振動信号として出力する振動センサと、
前記振動信号をＦＦＴ処理し、前記振動信号の電力の周波数スペクトルである振動電力スペクトルを算出し、前記第１の音声信号に基づく第３の音声信号をＦＦＴ処理し、前記第３の音声信号の電力の周波数スペクトルである音声信号電力スペクトルを算出し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関が小さい場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定する判定部とを備え、
前記第１の無線送受信装置が前記第２の無線送受信装置へ音声信号を無線送信すると、
前記第２の無線送受信装置は、前記第１の無線送受信装置からの音声信号を受信し、前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関が小さい場合に、前記スピーカからの音声出力が異常である旨の異常情報を、前記第１の無線送受信装置へ無線送信し、
前記第１の無線送受信装置は、前記異常情報を受信すると、該受信した異常情報の内容を前記表示部に表示することを特徴とする無線通信システム。
【０１４８】
（構成１３）
構成１２に記載の無線通信システムであって、
前記判定部は、
前記振動信号をＦＦＴ処理する際に、前記振動信号を複数の期間に区切り、該複数の期間における前記振動電力スペクトルをそれぞれ算出し、前記第３の音声信号をＦＦＴ処理する際に、前記第３の音声信号を前記複数の期間に区切り、前記複数の期間における前記音声信号電力スペクトルをそれぞれ算出するものであって、
前記振動電力スペクトルと前記音声信号電力スペクトルの相関係数を、前記複数の期間においてそれぞれ算出する相関係数算出部と、
前記相関係数が第１の値以上であるか否かを判定する相関判定部と、
前記複数の期間のそれぞれにおいて、前記音声信号電力スペクトルの合計電力である音声信号電力を算出する音声信号電力算出部と、
前記音声信号電力が第２の値以上であるか否かを判定する音声信号電力判定部と、
前記相関係数が前記第１の値以上であり、かつ前記音声信号電力が前記第２の値以上である回数をカウントし、第１の回数として出力する振動出力カウンタ処理部と、
前記音声信号電力が前記第２の値以上である回数をカウントし、第２の回数として出力する音声信号カウンタ処理部とを備え、
前記第２の回数に対する前記第１の回数の比率が所定の閾値未満の場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする無線通信システム。
【０１４９】
（構成１４）
構成１３に記載の無線通信システムであって、
前記判定部は、
前記複数の期間のそれぞれにおいて、前記振動電力スペクトルの合計電力である振動電力を算出する振動電力算出部と、
前記音声信号電力に対する前記振動電力の比率である振動電力比が第３の値以上であるか否かを判定する電力比判定部とを備え、
前記振動出力カウンタ処理部は、前記相関係数が前記第１の値以上であり、かつ前記音声信号電力が前記第２の値以上であり、かつ前記振動電力比が前記第３の値以上である場合に、前記第１の回数をインクリメントすることを特徴とする無線通信システム。
【０１５０】
（構成１５）
構成１２に記載の無線通信システムであって、
前記スピーカは、音声信号を機械的振動に変換するドライバ部と、前記振動センサを保護する保護カバーとを含み、前記振動センサは前記ドライバ部に取り付けられ、前記保護カバーが前記振動センサと前記ドライバ部とを覆うことを特徴とする無線通信システム。
【０１５１】
（構成１６）
構成１３に記載の無線通信システムであって、
前記第１の無線送受信装置は、
操作者からの各種指示や音声入力を受け付ける操作部を備え、前記操作部で放送開始が指示されると、該放送に含まれる音声信号とともに放送開始を示す放送開始信号を、前記第２の無線送受信装置へ無線送信し、前記操作部で前記放送の終了が指示されると、前記第２の無線送受信装置への音声信号送信を終了するとともに放送終了を示す放送終了信号を、前記第２の無線送受信装置へ無線送信し、
前記第２の無線送受信装置は、
前記放送開始信号を受信した後、前記放送終了信号を受信するまでの間において、前記第２の回数に対する前記第１の回数の比率が所定の閾値未満の場合に、前記スピーカからの音声出力が異常であると判定することを特徴とする無線通信システム。
【符号の説明】
【０１５２】
１００…拡声装置、１０１…アンテナ、１０２…無線部、１０３…音声増幅部、１１０…制御部、１１１…Ａ／Ｄ変換器、１１２…ＦＦＴ処理部、１１２ａ…窓処理部、１１２ｂ…ＦＦＴ演算部、１１３…音声信号電力スペクトル算出部、１１４…音声信号電力算出部、１２０…チャネル処理部、１２１…ＦＦＴ処理部、１２１ａ…窓処理部、１２１ｂ…ＦＦＴ演算部、１２２…振動電力スペクトル算出部、１３０…比較処理部、１３１…相関係数算出部、１３２…相関判定部、１３３…振動電力算出部、１３４…除算器、１３５…電力比判定部、１３６…音声信号電力判定部、１３７…振動出力カウンタ処理部、１３８…除算器、１３９…異常判定部、１４１…音声信号カウンタ処理部、１４２…振動電力判定部、１５０…振動センサ部、１５１…加速度センサ、１５２…Ａ／Ｄ変換器、１６０…スピーカ、１６１…ホーン部、１６２…ドライバ部、１６３…保護カバー、２００…親局、２１０…操作卓、２１１…操作卓制御部、２１２…操作表示部、２２２…無線部、２２３…アンテナ、２３０…比較処理部、２３７…振動出力カウンタ処理部、３３０…比較処理部、３３９…異常判定部、４３０…比較処理部、４３９…異常判定部、５３０…比較処理部、５３９…異常判定部。
【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】
2016051945.tif 000013
【図９】
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【国際調査報告】
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