(57)【要約】【課題】急ブレーキ音とサイレン音との識別を可能とし、事故音の検出能力を向上させることのできる事故音検出回路を得る。【解決手段】交通音の音声信号から、信号レベルの変動量が所定レベル以上の所定信号成分を抽出する事故音取込手段１０と、所定信号成分により基本周波数の変動率の大小を判定するピッチ変動判定演算手段３０と、変動率が所定変動率よりも大きい場合、所定信号成分を除去し、変動率が所定変動率以下の場合、所定信号成分を事故音として出力するピッチ変動音除去手段２０とを備え、ピッチ変動判定演算手段３０は、所定信号成分を所定間隔でウエーブレット変換するウエーブレット変換演算手段３１と、所定信号成分の変換結果に基づいて、所定値以上のピーク間から基本周波数を演算するピッチ演算手段３２と、所定変動率と基本周波数の変動率とを比較して、変動率の大きさを判定するピッチ変動判定手段３３とを含む。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交通音の音声信号の中から事故音を検出するための事故音検出回路であって、
前記音声信号から、信号レベルの変動量が所定レベル以上を示す所定信号成分を抽出する事故音取込手段と、
前記所定信号成分に基づいて、基本周波数の変動率の大小を判定するピッチ変動判定演算手段と、
前記変動率が所定変動率よりも大きい場合には、前記音声信号から前記所定信号成分を除去するとともに、前記変動率が前記所定変動率以下の場合には、前記所定信号成分を前記事故音と判定して出力するピッチ変動音除去手段とを備え、
前記ピッチ変動判定演算手段は、
前記所定信号成分を所定間隔でウエーブレット変換するウエーブレット変換演算手段と、
前記所定信号成分のウエーブレット変換結果に基づいて、所定値以上のピークを選択し、前記ピーク間から前記基本周波数を演算するピッチ演算手段と、
前記基本周波数の変動率を算出し、前記所定変動率と前記変動率とを比較して、前記変動率の大きさを判定するピッチ変動判定手段と
を含むことを特徴とする事故音検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、交差点などにおける交通音から、事故音（急ブレーキ音など）のみを効率良く検出するための事故音検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、交差点では交通事故が多く発生しており、従来から事故発生の状況を記録するための交通事故状況記録装置が存在している。交通事故状況記録装置には、周囲の音から事故音のみを検出するための事故音検出回路が備えられており、様々な方法が提案されている。
図９は、従来の交通事故状況記録装置を示すブロック図である。
図９において１、４は交通信号機、１Ｂ、１Ｙ、１Ｒ、４Ｂ、４Ｙ、４Ｒは信号灯、２Ｂ、２Ｙ、２Ｒは信号線、３は信号灯点滅装置、５は信号灯記号発生装置、６は時刻文字発生部、７は加算部、８は撮像装置、９はエンドレス記録装置、１０は周囲音検出装置、１１は衝突音検出回路、１２は記録制御装置、１３は磁気記録再生装置である。
【０００３】
周囲音検出装置１０は、交差点周囲の音（交通音）を検出し、交通音に対応した音声信号を衝突音検出回路１１に送信する。衝突音検出回路１１は、交通音の音声信号の信号レベルと閾値とを比較し、信号レベルが閾値以上である場合に、車両の衝突音（事故音）であると判定する。
記録制御装置１２は、交通音から事故音が検出された場合に、エンドレス記録装置に記録された交差点の映像などを再生させる。
このように、従来の事故音検出回路は、交通音の音声信号の信号レベルと閾値とを比較することによって事故音を検出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３３８９００号公報（第４頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の事故音検出回路は以上のように、検出された音声信号の信号レベルと、閾値との比較により事故音を判定しているが、一般の交通音では例えばサイレン音など、事故音以外でもレベルの大きな音が多く存在している。そのため、このような検出された音声信号と閾値とのレベル比較を行う方法では、急ブレーキ音などの実際の事故音に加えて、サイレン音も事故音と判定してしまうという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、急ブレーキ音とサイレン音との識別を可能とし、事故音の検出能力を向上させることのできる事故音検出回路を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る事故音検出回路は、交通音の音声信号から、信号レベルの変動量が所定レベル以上の所定信号成分を抽出する事故音取込手段と、所定信号成分により基本周波数の変動率の大小を判定するピッチ変動判定演算手段と、変動率が所定変動率よりも大きい場合、所定信号成分を除去し、変動率が所定変動率以下の場合、所定信号成分を事故音として出力するピッチ変動音除去手段とを備え、ピッチ変動判定演算手段は、所定信号成分を所定間隔でウエーブレット変換するウエーブレット変換演算手段と、所定信号成分の変換結果に基づいて、所定値以上のピーク間から基本周波数を演算するピッチ演算手段と、所定変動率と基本周波数の変動率とを比較して、変動率の大きさを判定するピッチ変動判定手段とを含むものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１を示す事故音検出回路の機能ブロック図である。
図１において、１０は事故音取込手段、２０はピッチ変動音除去手段、３０はピッチ変動判定演算手段を示す。１００は例えば交差点において検出された交通音の音声信号、１１０は事故音取込手段１０の出力信号、１２０はピッチ変動判定演算手段３０の出力信号、１３０はピッチ変動音除去手段２０の出力信号を示す。
【０００９】
事故音取込手段１０は、交通音の音声信号１００を入力し、事故音と考えられる音声信号を取り込む。ピッチ変動判定演算手段３０は、事故音取込手段１０からの出力信号１１０からピッチ変動の大小を判定する。ピッチ変動音除去手段２０は、ピッチ変動判定演算手段２０の出力信号１２０に基づいて、事故音取込手段１０の出力信号１１０からピッチ変動の大きい音（ピッチ変動音）の信号成分、例えばサイレン音の信号成分を除去し、急ブレーキ音などの事故音に対応した音声信号を出力する。
【００１０】
図２は、この発明の実施の形態１における事故音取込手段１０の構成を示す回路図である。
図２において、１１は波形成型回路、１２はＡ／Ｄ変換器、１３は差分演算手段、１４は比較回路、１５は基準差分値出力回路、１６はスイッチを示す。
また、１０１は波形整形回路の出力信号、１０２はＡ／Ｄ変換器のディジタル出力信号、１０３は差分演算手段１３から出力される差分信号、１０４は比較回路１４から出力されるトリガー信号を示す。
【００１１】
図２を参照しながら、事故取込手段１０の動作について説明する。
波形整形回路１１は、事故発生時に発生した音声信号１００が入力されると、不要な信号成分を除去した出力信号１０１を生成する。
Ａ／Ｄ変換器２２は、アナログ信号である出力信号１０１をディジタル信号１０２に変換する。
差分演算手段１３は、ディジタル信号１０２を入力し、差分信号１０３を出力する。差分信号１０３は一般に信号レベルの変化分を表し、急激なレベル変化があるほど大きな信号レベルを発生する。逆に信号レベルが大きくてもレベル変化が小さい場合にはそのレベルは小さい。従って、例えば事故発生時のように突発的な現象が起こると差分信号１０３は大きなレベル変化を示すこととなる。
【００１２】
比較回路１４は、基準差分値出力回路１５から出力される基準差分値と、差分信号１０３とを比較して、差分信号１０３が基準差分値より大きい場合には信号レベルが急激に変化する事故音が発生したものと判断し、トリガー信号を出力する。
スイッチ１６は、トリガー信号によりオンされ、Ａ／Ｄ変換器１２からのディジタル出力信号１０２を出力する。
【００１３】
図３は、この発明の実施の形態１におけるピッチ変動判定演算手段３０の構成を示す回路図である。
図３において、３１はウエーブレット変換演算手段、３２はピッチ演算手段、３３はピッチ変動判定手段を示す。
ウエーブレット変換演算手段３１は、事故音取込手段１０からの出力信号１１０を所定時間間隔でウエーブレット変換する。ピッチ演算手段３２は、ウエーブレット変換演算手段３１における変換結果に基づいてピッチ（基本周波数）ｆ０を演算する。ピッチ変動判定手段３３は、ピッチ演算手段３２にて所定間隔で演算されたピッチの変動率を演算し、ピッチ変動の大小を判定する。
【００１４】
次に、図３とともに、図４から図８を参照しながら、ピッチ変動判定演算手段３０の動作について説明する。
【００１５】
ウエーブレット変換演算手段３１は、Ａ／Ｄ変換器１２の出力信号１０２を入力し、所定時間間隔で出力信号１０２をウエーブレット変換する。
例えば、信号ｘ（ｔ）の２進ウエーブレット変換値ＤｙＷＴは、２進数列で量子化したスケールパラメータａ＝２ｊおよびシフトパラメータｂを用いて、式（１）により算出される。
【数１】
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なお、式（１）において、ｇ（ｘ）はウエーブレット関数、ｇ＊（ｘ）はウエーブレット関数ｇ（ｘ）の複素共役である。
図４は、ある時間において、スケールパラメータａ＝２４で、音声信号ｘ（ｔ）をウエーブレット関数ｇ（ｘ）で変換したときの変換結果を示す説明図である。
【００１６】
図４において、縦軸はウエーブレット変換値ＤｙＷＴの振幅（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）、横軸は、シフトパラメータ（サンプル数）ｂを示す。
ウエーブレット変換演算手段３１にて、音声信号ｘ（ｔ）をウエーブレット変換すると、音声信号ｘ（ｔ）には、各箇所に振幅のピークが顕著に発生する。そこで、ピッチ演算手段３２は、ピークを検出するための閾値Ａ０が設定されており、各ピークの振幅値と閾値Ａ０とを比較して、閾値Ａ０を超えるピークのみを選択する。
続いて、閾値Ａ０を超えるピークの最初と２番目に現れたピークを対象に、ピーク間の周期（ピッチ周期）ｔｐ（＝サンプル数×サンプル間隔の時間）をそれぞれ算出する。
以下の式（２）において、ピッチ周期ｔｐの逆数を算出することにより、ピッチ周波数ｆ０が算出される。また、上述したピッチ周期の算出において、閾値Ａ０を超えた全てのピークを対象に、各隣り合うピーク間のピッチを算出し、その平均したものをｔｐとしてもよい。
ｆ０＝　１　／　ｔｐ　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・　（２）
【００１７】
このように、ウエーブレット変換演算手段３１は、所定間隔でＡ／Ｄ変換器１２からの出力信号１０２をウエーブレット変換していき、ピッチ演算手段３２は、ウエーブレット変換演算手段３１による変換結果に基づいてピッチ周波数ｆ０の算出を行う。
図５は、ある信号のピッチ周波数の変動を示した説明図であり、図６は、ピッチ周波数の変動率の判定方法を示す説明図である。なお、図５において、縦軸は周波数（ｋＨｚ）、横軸は時間（ｓｅｃ）を示す。図６において、縦軸はピッチ周波数の変動率、横軸は時間（ｓｅｃ）を示す。
【００１８】
ピッチ演算手段３２は、ピッチ周波数ｆ０を算出し、図５のように、時間ｔ１におけるピッチ周波数ｆ１、時間ｔ２におけるピッチ周波数ｆ２というように、所定時間におけるピッチ周波数を算出する。
ピッチ変動判定手段３３は、以下の式（３）において、時間ｔ１および時間ｔ２間におけるピッチ変動率ｒｐを算出する。
ｒｐ　＝　（ｆ２　−　ｆ１）　／　（ｔ２−ｔ１）　　　　・・・　（３）
【００１９】
さらに、ピッチ変動率ｒｐの大小を判定し、算出されたピッチ変動率ｒｐが所定のピッチ周波数Δｒの範囲内であれば、ピッチ変動率ｒｐは小さい、すなわち、事故音取込手段１０で取り込んだ信号は、急ブレーキ音（事故音）であると判定する。
また、ピッチ変動率ｒｐが所定のピッチ周波数Δｒの範囲外であれば、ピッチ変動率ｒｐは大きい、すなわち、事故音取込手段１０で取り込んだ信号は、サイレン音であると判定する。
ピッチ変動判定手段３３は、ピッチ変動の判定結果をピッチ変動音除去手段２０に出力する。
【００２０】
図７はサイレン音のピッチ周波数ｆ０を示す説明図であり、図８は急ブレーキ音のピッチ周波数ｆ０を示す説明図である。なお、図７、８において、縦軸は周波数（ｋＨｚ）、横軸は時間（ｓｅｃ）を示す。
一般にサイレン音は、図７のように、時間の経過とともにピッチ周波数ｆ０が変動しており、急ブレーキ音は、図８のように、時間の経過に関わらずピッチ周波数ｆ０は一定である。
ただし、急ブレーキ音のピッチ周波数が一定と言っても、微少な変化があるので、図６では許容値Δｒを設けている。
ピッチ変動判定手段３３は、ピッチ周波数ｆ０の変動率を算出することにより、ピッチ周波数ｆ０の変動の大きいサイレン音と、変動のない（小さい）急ブレーキ音との判別が可能となる。
【００２１】
ピッチ変動音除去手段２０では、ピッチ変動判定演算手段３０からの判定結果を入力し、事故音取込手段１０で取り込まれた信号において、ピッチ変動が大きい、すなわち、サイレン音であると判定された場合には、事故音取込手段１０で取り込まれた信号から、サイレン音と判定された信号成分を除去した信号１３０を出力する。
また、事故音取込手段１０で取り込まれた信号において、ピッチ変動が小さい、すなわち、急ブレーキ音（事故音）であると判定された場合には、その信号成分を除去することなく、例えばこの事故音を記録するためのトリガー信号用の出力信号１３０として出力する。
【００２２】
このように、入力される事故音などの音声信号の中で、急ブレーキ音とサイレン音とを識別するためのピッチ周波数ｆ０を、ウエーブレット変換を用いて算出するので、これまで識別不可能であった急ブレーキ音とサイレン音との識別が可能となり、事故音の検出能力を向上させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、交通音の音声信号から、信号レベルの変動量が所定レベル以上の所定信号成分を抽出する事故音取込手段と、所定信号成分により基本周波数の変動率の大小を判定するピッチ変動判定演算手段と、変動率が所定変動率よりも大きい場合、所定信号成分を除去し、変動率が所定変動率以下の場合、所定信号成分を事故音として出力するピッチ変動音除去手段とを備え、ピッチ変動判定演算手段は、所定信号成分を所定間隔でウエーブレット変換するウエーブレット変換演算手段と、所定信号成分の変換結果に基づいて、所定値以上のピーク間から基本周波数を演算するピッチ演算手段と、所定変動率と基本周波数の変動率とを比較して、変動率の大きさを判定するピッチ変動判定手段とを含むので、急ブレーキ音とサイレン音との識別が可能となり、事故音の検出能力を向上させることのできる事故音検出回路が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す事故音検出回路の機能ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１における事故音取込手段の構成を示す回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるピッチ変動判定演算手段の構成を示す回路図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるウエーブレット変換による変換結果を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるピッチ周波数の変動を示した説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１におけるピッチ周波数の変動率の判定方法を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１におけるサイレン音のピッチ周波数を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１における急ブレーキ音のピッチ周波数を示す説明図である。
【図９】従来の交通事故状況記録装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０　事故音取込手段、２０　ピッチ変動音除去手段、３０　ピッチ変動判定演算手段、３１　ウエーブレット変換演算手段、３２　ピッチ演算手段、３３　ピッチ変動判定手段、１００、１０１、１０２　出力信号、１０３　差分信号、１０４　トリガー信号、１１０、１２０　出力信号、１３０　トリガー信号、ｆ０、ｆ１、ｆ２　ピッチ周波数、ｔｐ　ピッチ周波数、ｒｐ　変動率。
【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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