(57)【要約】【課題】  個々の警報音毎に設定や登録を行うことを必要とせずに、多種類の警報音を検知することができる警報音源認識装置及び警報音源認識方法を提供する。【解決手段】  外部音を集音する集音手段と、高速フーリエ変換などにより集音された信号のスペクトル解析を行って周波数毎又は周波数帯域毎の信号パワーを導出するスペクトル解析手段と、信号パワーが極大値を示す周波数から少なくとも一の周波数をピーク周波数として選択するピーク周波数選択手段と、ピーク周波数における信号パワーに対する、ピーク周波数から所定周波数離間した周波数における信号パワーの比としてピーク比を導出する信号パワー比較手段と、警報音を検知したことを報知する報知手段とを備える警報音源認識装置であって、報知手段はピーク比が第１の所定値以下であることを条件に警報音の検知を報知することを特徴とする警報音源認識装置【選択図】  図２
2005077875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部音を集音する集音手段と、
前記集音手段により集音された信号のスペクトル解析を行って周波数毎の信号パワーを導出するスペクトル解析手段と、
前記信号パワーが極大値を示す周波数から少なくとも一の周波数をピーク周波数として選択するピーク周波数選択手段と、
前記ピーク周波数における信号パワーに対する、前記ピーク周波数から所定周波数離間した周波数における信号パワーの比としてピーク比を導出する信号パワー比較手段と、
警報音を検知したことを報知する報知手段とを備える警報音源認識装置であって、
前記報知手段は、前記ピーク比が第１の所定値以下であることを条件に警報音の検知を報知することを特徴とする警報音源認識装置。
【請求項２】
前記スペクトル解析手段は、所定の導出周期で周波数毎の信号パワーを導出し、
前記ピーク周波数選択手段は、一の導出周期における信号パワーの、直前の導出周期における信号パワーに対する増大率が第２の所定値以上となる周波数から前記ピーク周波数を選択することを特徴とする請求項１に記載の警報音源認識装置。
【請求項３】
前記信号パワー比較手段は、一の導出周期において第１の所定値以下となるピーク比が存在する場合には、当該一の導出周期に続く所定数の導出周期において、
当該ピーク比についてのピーク周波数における信号パワーに対する、当該ピーク周波数から所定周波数離間した周波数における信号パワーの比として第２のピーク比を導出し、
前記報知手段は、連続する所定数の導出周期において前記第２のピーク比が第３の所定値以下であることを追加的な条件として警報音の検知を報知することを特徴とする請求項１又は２に記載の警報音源認識装置。
【請求項４】
前記集音手段から信号を受信し、所定周波数以下の信号をカットしてスペクトル解析手段に出力するフィルタ手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の警報音源認識装置。
【請求項５】
外部音を集音する集音手段と、
前記集音手段により集音された信号から高速フーリエ変換により所定幅の周波数帯域毎の信号パワーを導出するＦＦＴ手段と、
前記周波数帯域から少なくとも一の周波数帯域をピーク周波数帯域として選択するピーク周波数帯域選択手段と、
前記ピーク周波数帯域における信号パワーに対する、前記ピーク周波数帯域に隣接する周波数帯域における信号パワーの比としてピーク比を導出する信号パワー比較手段と、
警報音を検知したことを報知する報知手段とを備える警報音源認識装置であって、
前記報知手段は、前記ピーク比が第１の所定値以下であることを条件に警報音の検知を報知することを特徴とする警報音源認識装置。
【請求項６】
前記信号パワー比較手段は、前記ピーク周波数帯域における信号パワーに対する、前記ピーク周波数帯域の高周波側に隣接する周波数帯域における信号パワーの比としての高周波側ピーク比と、前記ピーク周波数帯域の低周波側に隣接する周波数帯域における信号パワーの比としての低周波側ピーク比とを導出し、
前記報知手段は、前記高周波側ピーク比と前記低周波側ピーク比のいずれか一方が第１の所定値以下である場合に、警報音を検知したことを報知することを特徴とする請求項５に記載の警報音源認識装置。
【請求項７】
前記ＦＦＴ手段は、所定の導出周期で所定幅の周波数帯域毎の信号パワーを導出し、
前記ピーク周波数帯域選択手段は、一の導出周期の信号パワーの、直前の導出周期における信号パワーに対する増大率が第２の所定値以上となる周波数帯域から前記ピーク周波数帯域を選択することを特徴とする請求項５又は６に記載の警報音源認識装置。
【請求項８】
前記信号パワー比較手段は、一の導出周期において第１の所定値以下となるピーク比が存在した場合には、当該一の導出周期に続く所定数の導出周期において、
当該ピーク比についてのピーク周波数帯域における信号パワーに対する、当該ピーク周波数帯域に隣接する周波数帯域における信号パワーの比として第２のピーク比を導出し、
前記報知手段は、連続する所定数の導出周期において前記第２のピーク比が第３の所定値以下であることを追加的な条件として警報音の検知を報知することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の警報音源認識装置。
【請求項９】
前記集音手段から信号を受信し、所定周波数以下の信号をカットしてＦＦＴ手段に出力するフィルタ手段を更に備えることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の警報音源認識装置。
【請求項１０】
外部音を集音する集音ステップと、
前記集音手段により集音された信号のスペクトル解析を行って周波数毎の信号パワーを導出するスペクトル解析ステップと、
前記信号パワーが極大値を示す周波数から少なくとも一の周波数をピーク周波数として選択するピーク周波数選択ステップと、
前記ピーク周波数における信号パワーに対する、前記ピーク周波数から所定周波数離間した周波数における信号パワーの比としてピーク比を導出する信号パワー比較ステップと、
警報音を検知したことを報知する報知ステップとを備える警報音源認識方法であって、
前記報知ステップは、前記ピーク比が第１の所定値以下であることを条件に警報音の検知を報知することを特徴とする警報音源認識方法。
【請求項１１】
外部音を集音する集音ステップと、
前記集音手段により集音された信号から高速フーリエ変換により所定幅の周波数帯域毎の信号パワーを導出するスペクトル解析ステップと、
前記周波数帯域から少なくとも一の周波数帯域をピーク周波数帯域として選択するピーク周波数帯域選択ステップと、
前記ピーク周波数帯域における信号パワーに対する、前記ピーク周波数帯域に隣接する周波数帯域における信号パワーの比としてピーク比を導出する信号パワー比較ステップと、
警報音を検知したことを報知する報知ステップとを備える警報音源認識方法であって、
前記報知方法は、前記ピーク比が第１の所定値以下であることを条件に警報音の検知を報知することを特徴とする警報音源認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両や家電製品などが人に対する警告や告知を行うために発する警報音を検知するための装置及び方法に関し、特に、車両が発する警告音を検知してこれを聴覚障害者に報知するために利用される装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や自動二輪車のクラクションや自転車のベルなどにおいて見られるように、一般に、音による警告により危険報知が行われている場合が多い。しかしながら、このような警告音は、聴覚障害者には認識できないため、聴覚障害者に警告音を適切に報知し、認識させるための手段が必要とされている。
【０００３】
聴覚障害者に警告音を報知し、認識させるための代表的な手法としては、特開平８−８３０９０などに示される手法がある。
【０００４】
この手法は、警告音を構成する特定の周波数（Ｆ１Ｈｚ）の信号パワーと、警告音には含まれない特定の周波数（ＦｅｎｖＨｚ）の信号パワーを比較し、両者の信号パワーの比が所定の値を超過したか否かにより、音源に含まれる警告音の有無を検出するものである。
【０００５】
この手法では、検出すべき警告音を構成する特定の周波数（Ｆ１Ｈｚ）の信号パワーを抽出して測定することが前提であるため、事前にその特定の周波数（Ｆ１Ｈｚ）を特定し、これを検知器において測定可能とするための設定を行うことが必要である。
【０００６】
しかし、そのような特定の周波数は、警告音の音源の種類毎に相違しており、また、例えば同じ自動車のクラクション音でもメーカーや機種毎に警告音に含まれる周波数成分は相違している。
【０００７】
従って、聴覚障害者が生活をしていく上で認識する必要がある多種多様な警告音について、その警告音を構成する特定の周波数成分の抽出測定が可能となるように、それぞれの警告音について上記のような特定の周波数が設定された検知器を実現することは、事実上困難である。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−８３０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、個々の警報音毎に設定や登録を行うことを必要とせずに、多種類の警報音を検知することができる警報音源認識装置及び警報音源認識方法を提供することを目的とするものであり、更には、多種類の警報音の検知を簡単な構成で行うことを可能とし、安価かつ携帯可能な小型の警報音源認識装置及びこれを実現するための警報音源認識方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
なお、本発明は、聴覚障害者に車両などの警告音を告知し、認識させることに利用することを意図して開発されたものであるが、本発明は同時に、電子レンジの調理完了音、洗濯機の動作完了音、ドアのチャイムなど、家電製品をはじめとする各種機器が情報を告知するために発する各種の警報音の多くにも適用することが可能である。
【００１１】
また、本発明は、聴覚障害者に対する報知手段としてだけでなく、健常者に対する二次的な報知手段としても利用可能であり、周囲の環境音が大きいために警報音が聞き取り難い場合や、運転や家事など他の行動をしているために注意散漫となって警報音を聞き落とす可能性がある場合などに有効に利用できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を解決したものであり、外部音を集音する集音手段と、集音手段により集音された信号のスペクトル解析を行って周波数毎の信号パワーを導出するスペクトル解析手段と、信号パワーが極大値を示す周波数から少なくとも一の周波数をピーク周波数として選択するピーク周波数選択手段と、ピーク周波数における信号パワーに対する、そのピーク周波数から所定周波数離間した周波数における信号パワーの比としてピーク比を導出する信号パワー比較手段と、警報音を検知したことを報知する報知手段であって、ピーク比が第１の所定値以下であることを条件に警報音の検知を報知する報知手段とを備えることを特徴とする警報音源認識装置である。
【００１３】
本発明は、我々の生活環境において発せられる警報音の多くが、典型的には４０Ｈｚ以下の極めて狭い帯域幅の信号パワーのピーク（典型的には、信号パワーのピークから２０Ｈｚ程度外れた周波数における信号パワーが、ピーク値の−５ｄＢ以下となる）を一又は複数備えるスペクトル特性を有する点において、多くの他の生活環境音と相違しているとの知見に基づくものである。
【００１４】
図１（ａ）、（ｂ）は、自動車や自動二輪車などの警報装置（クラクション）に一般に採用されている渦巻き形警報装置及び平形警報装置の音響スペクトルの測定結果であり、図１（ｃ）、（ｄ）は自転車の引きベル及び単打ベルの音響スペクトルの測定結果である。
【００１５】
渦巻き形警報装置は中空筒状の音道を共鳴輻射体として使用する方式であり、平形警報装置は振動板とこれに一体に構成された共鳴子の振動により発音する方式であり、また、引きベル、単打ベルは、打子が打ち付けられることによるベル椀の振動により発音する方式であり、それぞれの発音方式は個々に相違するものの、いずれも狭帯域の音圧ピークを複数有する周波数スペクトルを有している点において共通している。
【００１６】
上記本発明は、上述のような警報音に共通の特性に着目し、環境音のスペクトル解析を行って、周波数に対する信号パワー（信号強度、音圧）のスペクトル分布を導出し、当該スペクトル分布において信号パワーが極大値となる周波数から少なくとも一のピーク周波数（ｆｐ）を選択し、当該ピーク周波数における信号パワー（Ｓｐ）に対する、ピーク周波数（ｆｐ）から所定周波数（Δｆ）離間した周波数（ｆｐ±Δｆ）における信号パワー（Ｓ０）との比としてピーク比（Ｓ０／Ｓｐ）を導出し、このピーク比が第１の所定値（例えば、−３ｄＢ、特に好ましくは、−５ｄＢ）以下である場合（即ち、１０ｌｏｇ１０（Ｓ０／Ｓｐ）＜−３或いは−５を満たす場合）には、集音した音源に警告音が含まれていると判断して警報音の検知を報知するものである。
【００１７】
本発明によれば、検知すべき警報音のスペクトル特性が予め判っていなくても警報音の検知を行うことが可能となるため、多種多様な警報音を検知することができる警報音源認識装置を簡易な構成で実現することができる。
【００１８】
なお、本発明のピーク周波数選択手段は、単一のピーク周波数を選択するものとすることも可能であり、複数のピーク周波数を選択するものとすることも可能である。複数のピーク周波数を選択するものとした場合、各ピーク周波数について導出されたピーク比のいずれかが第１の所定値以下となる場合に警報音の検出を報知するものとすることが可能であり、また、各ピーク周波数について導出されたピーク比のすべてが第１の所定値以下となる場合に警報音の検知を報知するものとすることも可能である。
【００１９】
また、本発明におけるピーク周波数は、例えば、スペクトル分布における複数の信号パワーの極大値のうち最大のものの周波数、或いは、大きいものから順に所定数の極大値の周波数として選択することができる。
【００２０】
また警報音の報知は、光、振動、音など、任意の手段により行うことができる。
【００２１】
また、本発明のスペクトル解析手段は、所定の導出周期で周波数毎の信号パワーを導出し、ピーク周波数選択手段は、一の導出周期における信号パワーの、直前の導出周期における信号パワーに対する増大率が第２の所定値以上となる周波数からピーク周波数を選択するものとすることも可能である。
【００２２】
かかる本発明は、危険を報知する警報音に含まれる音圧ピークは、時間的に極めて急峻に立ち上がるものである場合が多いことに着目したものであり、例えば、１０〜３０ｍｓ、特に好ましくは、１５〜２５ｍｓの導出周期で信号パワーのスペクトルを導出し、極大を示す信号パワーのうち、信号パワーが直前の導出周期に対して第２の所定値（例えば、３ｄＢ、特に好ましくは、５ｄＢ）以上上昇した周波数をピーク周波数の選択の候補とすることにより、より誤動作の少ない警報音の検知を行うことが可能となる。
【００２３】
更に本発明の信号パワー比較手段は、一の導出周期において第１の所定値以下となるピーク比が存在した場合には、その一の導出周期に続く所定数の導出周期において、そのピーク比についてのピーク周波数における信号パワーに対する、そのピーク周波数から所定周波数離間した周波数における信号パワーの比として第２のピーク比を導出し、報知手段は、連続する所定数の導出周期において第２のピーク比が第３の所定値以下であることを追加的な条件として警報音の検知を報知するものとすることも可能である。
【００２４】
かかる本発明は、警報音以外の生活環境音のなかには、警報音と同様に狭い帯域幅の音圧ピークを有するものがあるが、警報音の多くは、上記した特徴に加えて、一旦発生した音圧ピークがその周波数帯域を変化させることなく所定時間持続するという特徴を有している点において、上記のような生活環境音から識別することが可能であることに着目したものである。
【００２５】
かかる本発明においては、導出周期を１０〜３０ｍｓ、特に好ましくは、１５〜２５ｍｓとし、第２のピーク比が、例えば、−３ｄＢ、特に好ましくは、−５ｄＢ以下となる導出周期が複数回連続した場合に警報音を検知するものとすることにより、より誤動作の少ない警報音の検知が可能となる。
【００２６】
更に本発明は、集音手段から信号を受信し、所定周波数以下の信号をカットしてスペクトル解析手段に出力するフィルタ手段を更に備えることが可能である。
【００２７】
警報音に含まれる音圧ピークのほとんどが、所定周波数よりも高い可聴域に分布しているため、例えば、１０００Ｈｚ以下の周波数の信号を予めカットすることにより、ピークパワーの選択の容易化、高精度化を達成することが可能となる。
【００２８】
更に本発明は、外部音を集音する集音手段と、集音手段により集音された信号から高速フーリエ変換により所定幅の周波数帯域毎の信号パワーを導出するＦＦＴ手段と、周波数帯域から少なくとも一の周波数帯域をピーク周波数帯域として選択するピーク周波数帯域選択手段と、ピーク周波数帯域における信号パワーに対する、当該ピーク周波数帯域に隣接する周波数帯域における信号パワーの比としてピーク比を導出する信号パワー比較手段と、警報音を検知したことを報知する報知手段であって、ピーク比が第１の所定値以下であることを条件に警報音の検知を報知することを特徴とする警報音源認識装置とすることが可能である。
【００２９】
上記した各本発明におけるスペクトル解析手段は、周波数に対する信号パワーを導出できる任意の装置により構成することができるが、これを高速フーリエ変換により所定幅の周波数帯域毎の信号パワーを導出するＦＦＴ手段とすることにより、装置構成の簡略化、信号パワー導出の高速化を実現することが可能となる。
【００３０】
かかる本発明におけるＦＦＴ手段は、多くの警報音が４０Ｈｚ以下の帯域幅の音圧ピークを有していることから、測定周波数帯を１０〜６０Ｈｚ、特に好ましくは、１５〜２５Ｈｚの周波数帯域に分割し、分割されたそれぞれの周波数帯域の信号パワーを導出するものとし、また、報知手段は、ピーク比が−３ｄＢ以下、特に好ましくは，−５ｄＢ以下となる場合に警報音の検知を報知するものとすることにより、自動車、自動二輪車、自転車などの車両が発する各種警報音を他の環境音から効率的に識別することが可能となる。
【００３１】
なお、本発明のピーク周波数帯域選択手段は、単一のピーク周波数帯域を選択するものとすることも可能であり、複数のピーク周波数帯域を選択するものとすることも可能である。複数のピーク周波数を選択するものとした場合、各ピーク周波数帯域について導出されたピーク比のいずれかが第１の所定値以下となる場合に警報音の検出を報知するものとすることが可能であり、また、各ピーク周波数帯域について導出されたピーク比のすべてが第１の所定値以下となる場合に警報音の検知を報知するものとすることも可能である。
【００３２】
また、本発明におけるピーク周波数帯域は、例えば、信号パワーが最大となる周波数帯域、或いは、大きいものから順に所定数の周波数帯域として選択することができる。
【００３３】
更に本発明の信号パワー比較手段は、ピーク周波数帯域における信号パワーに対する、そのピーク周波数帯域の高周波側に隣接する周波数帯域における信号パワーの比としての高周波側ピーク比と、そのピーク周波数帯域の低周波側に隣接する周波数帯域における信号パワーの比としての低周波側ピーク比とを導出し、報知手段は、高周波側ピーク比と低周波側ピーク比のいずれか一方が第１の所定値以下である場合に、警報音を検知したことを報知するものとすることができる。
【００３４】
警報音の音圧ピークは、ＦＦＴ手段により分割された周波数帯域の中央に位置するとは限らないため、ピーク比をピークパワー周波数帯域の高周波側及び低周波側で導出し、そのいずれかが第１の所定値以下である場合に警報音の検知を報知するものとすることで、検知精度の向上を図ったものである。
ここで、複数のピーク周波数帯域を選択するものとした場合、全てのピーク周波数帯域において高周波側ピーク比と低周波側ピーク比のいずれかが第１の所定値以下となる場合に警報音の検知を報知するものとすることが可能であり、いずれかのピーク周波数帯域において高周波側ピーク比と低周波側ピーク比のいずれかが第１の所定値以下となる場合に警報音の検知を報知するものとすることも可能である。
【００３５】
なお、警報音の検知精度の更なる向上を図るために、ピーク周波数の信号パワーに対する、ピーク周波数帯域の高周波側及び低周波側に一周波数帯域離間した周波数帯域における信号パワーの比を求め、この比の双方が所定値（例えば、−７ｄＢ、特に好ましくは、−１０ｄＢ）以下であることを追加的な条件として警報音の検知を報知するものとすることも可能である。
【００３６】
また本発明のＦＦＴ手段は、所定の導出周期で所定幅の周波数帯域毎の信号パワーを導出し、信号パワー比較手段は、一の導出周期の信号パワーの、直前の導出周期における信号パワーに対する増大率が第２の所定値以上となる周波数帯域から前記ピーク周波数帯域を選択するものとすることができる。
【００３７】
本発明は、危険を報知する警報音に含まれる音圧ピークは、時間的に極めて急峻に立ち上がるものである場合が多いことに着目したものであり、例えば、１０〜３０ｍｓ、特に好ましくは、１５〜２５ｍｓの導出周期で各周波数帯域の信号パワーの導出を行い、信号パワーが直前の導出周期に対して第２の所定値（例えば、３ｄＢ、特に好ましくは、５ｄＢ）以上上昇した周波数帯域をピーク周波数の選択の候補とすることにより、より誤動作の少ない警報音の検知を行うことが可能となる。
【００３８】
更に本発明の信号パワー比較手段は、一の導出周期において第１の所定値以下となるピーク比が存在した場合には、その一の導出周期に続く所定数の導出周期において、当該ピーク比についてのピーク周波数帯域における信号パワーに対する、当該ピーク周波数帯域に隣接する周波数帯域における信号パワーの比として第２のピーク比を導出し、報知手段は、連続する所定数の導出周期において第２のピーク比が第３の所定値以下であることを追加的な条件として警報音の検知を報知するものとすることができる。
【００３９】
かかる本発明は、警報音以外の生活環境音のなかには、警報音と同様に狭い帯域幅の音圧ピークを有するものがあるが、警報音の多くは、上記した特徴に加えて、一旦発生した音圧ピークがその周波数帯域を変化させることなく所定時間持続するという特徴を有していることに着目したものであり、導出周期を例えば、１５〜２５ｍｓとし、信号パワー比が第３の所定値（例えば、−３ｄＢ、特に好ましくは、−５ｄＢ）以下である導出周期が所定回数（好ましくは、１〜５回）連続した場合に警報音を検知したことを報知するものとすることにより、より誤動作の少ない警報音の検知を可能としたものである。
【００４０】
更に本発明は、集音手段から信号を受信し、所定周波数以下の信号をカットしてスペクトル解析手段に出力するフィルタ手段を更に備えることが可能である。
【００４１】
警報音に含まれる音圧ピークのほとんどが、所定周波数よりも高い可聴域に分布しているため、例えば、１０００Ｈｚ以下の周波数の信号を予めカットすることにより、ピークパワーの選択の容易化、高精度化を達成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図２は、本発明に係る警報音源認識装置１０の一実施態様を示すブロック構成図である。
【００４３】
図示されるように、本発明の警報音源認識装置１０は、集音マイク２０、フィルタ装置３０、ＦＦＴ装置４０、処理手段５０、報知手段６０を備えている。
【００４４】
ここで集音マイク２０は、環境音を集音してこれをアナログ電気信号に変換して出力する。
【００４５】
またフィルタ装置３０は、集音マイク２０から出力されるアナログ電気信号を受信し、これから、例えば、１０００Ｈｚ以下の信号を除去した信号をＦＦＴ装置４０に出力する。
【００４６】
またＦＦＴ装置４０は、フィルタ装置３０からの信号を受信し、例えば、１０００Ｈｚから１００００Ｈｚの周波数帯をそれぞれ２０Ｈｚ幅の４５０個の周波数帯域（ｆ１〜ｆ４５０）に分割し、各周波数帯域における信号パワー（信号強度、音圧）を導出し、これを出力端子においてデジタル信号としてシリアル出力する。ＦＦＴ装置４０は、この動作を、２０ｍｓの導出周期で反復して実行する。
【００４７】
処理手段５０は、少なくともＣＰＵ５１、不揮発性メモリー５２、一時メモリー５３を備えており、ＦＦＴ装置４０から受信したデジタル信号に基づいて、図３、４に示す手順により、ピーク周波数の選択、ピーク比、第２のピーク比の導出、及び、警報音の検知の判断を実行するものである。
【００４８】
まず、ＦＦＴ装置４０は、２０ｍｓの各導出周期（・・・ｎ−１、ｎ、ｎ＋１・・・）において、各周波数帯域（ｆ１〜ｆ４５０）における信号パワーＳ（ｘ，ｙ）（ただし、ｘは導出周期を、ｙは周波数帯域を表す）を順次出力端子から出力し、ＣＰＵ５１は、不揮発性メモリー５２に格納されたプログラムに従って、ＦＦＴ装置４０から受信した信号パワーを一時メモリー５３に順次記憶するよう動作する。
【００４９】
そして、処理手段５０は、任意の導出周期ｎにおいて、信号パワーＳ（ｎ，ｆｉ）を順次受信し（ステップ１）、直前の導出周期における同一の周波数帯域における信号パワーＳ（ｎ−１，ｆｉ）に対する比Ｒ（ｎ，ｆｉ）＝Ｓ（ｎ，ｆｉ）／Ｓ（ｎ−１，ｆｉ）を計算することにより、一導出周期間の（即ち、２０ｍｓ間における）各周波数帯域の信号パワーの増大率を求める（ステップ２）。なお、この計算の後、処理手段５０は、一時メモリー５３中の直前の導出周期における信号パワーＳ（ｎ−１，ｆｉ）のデータを、順次新たな導出周期における信号パワーＳ（ｎ，ｆｉ）に置き換るものとすることができる（ステップ３）。
【００５０】
そして、処理手段５０は、求められた増大率が所定値（例えば、５ｄＢ）以上であるか、即ち、１０ｌｏｇ１０Ｒ（ｎ，ｆｉ）が当該所定値を超えているか否かの判断を行い（ステップ４）、超えている場合には、このときの周波数帯域ｆｉを候補ピーク周波数帯域ＣＰｆｍとして、また、このときの信号パワーＳ（ｎ，ｆｉ）を候補ピーク値ＣＰＳｍとして、一時メモリー５３に記憶し（ステップ５）、超えていない場合は当該記憶を行うことなく次の信号パワーのデータ受信を待ち受ける。
【００５１】
全ての周波数帯域ｆ１〜ｆ４５０について上記のステップが実行された後、処理手段５０は、一時メモリー５３に記憶された候補ピーク値ＣＰＳｍが最大のものから順に３つをピークパワーＰＳ１〜ＰＳ３として選択し、また、それぞれのピークパワーＰＳ１〜ＰＳ３に対応する候補ピーク周波数帯域ＣＰｆｍをピーク周波数帯域Ｐｆ１〜Ｐｆ３として選択し、これらを一時メモリー５３に記憶する（ステップ６）。なお、候補ピーク周波数帯域ＣＰｆｍの数が３以下であった場合は、その全てをピーク周波数帯域として選択し、そのピークパワーとともに記憶する。
【００５２】
続いて、これら３つ（以内）のピーク周波数帯域Ｐｆ１〜Ｐｆ３について、ピークパワーＰＳ１〜ＰＳ３と、ピーク周波数帯域Ｐｆ１〜Ｐｆ３の上下の周波数帯域における信号パワーの比である高周波側ピーク比ＰＲ＋（ＰＲ１＋〜ＰＲ３＋）、及び、低周波側ピーク比ＰＲ−（ＰＲ１−〜ＰＲ３−）が計算される（ステップ７）。
【００５３】
即ち、例えば、ピーク周波数帯域Ｐｆ１がｆ３００であった場合、高周波側ピーク比ＰＲ１＋として、Ｓ（ｎ，ｆ３０１）／Ｓ（ｎ，ｆ３００）が計算され、低周波側ピーク比ＰＲ１−として、Ｓ（ｎ，ｆ２９９）／Ｓ（ｎ，ｆ３００）が計算される。
【００５４】
そして、高周波側ピーク比ＰＲα＋（ただし、α＝１、２、３）と、低周波側ピーク比ＰＲα−（ただし、α＝１、２、３）のいずれかが第１の所定値（例えば、−５ｄＢ）以下であるか否かが判断され、いずれか一方が当該所定値以下である場合には、当該ピーク比を示した信号パワーは、警報音に基づくものである可能性があると判断され、当該ピーク比についてのピークパワー周波数帯域が、警報音候補周波数帯域ＡＣｆ（ｎ，α）として一時メモリー５３に記録される（ステップ９）。
【００５５】
３つ（以内）のピーク周波数帯域Ｐｆ１〜Ｐｆ３について上記ステップ８、９が実行された後、処理手段５０は、一時メモリー５３に警報音候補周波数帯域ＡＣｆ（ｎ，α）が記憶されているか否かを判断し（ステップ１０）、記憶されていない場合は、２０ｍｓの導出期間の満了を待って、次の導出周期（ｎ＋１）について、上記のステップ１〜９を反復する。
【００５６】
一方、ステップ１０において、一時メモリー５３に警報音候補周波数帯域ＡＣｆ（ｎ，α）が記憶されていると判断した場合には、処理手段５０は、図４に示す報知音検知の判断ステップを実行する。
【００５７】
まず、処理手段５０は、後続する３の導出周期（ｎ＋１、ｎ＋２、ｎ＋３）において、ＦＦＴ装置４０から信号パワーのデータを受信して、これから、警報音候補周波数帯域ＡＣｆ（ｎ，α）、及び、この高周波側、低周波側に隣接する周波数帯域（ＡＣｆ（ｎ，α）＋ｔ１、ＡＣｆ（ｎ，α）−１）の信号パワーを取得し、これを一時メモリー５３に記憶する（ステップ１１）。
【００５８】
続いて、処理手段５０は、これらのデータから第２のピーク比ＳＲ２±を計算する（ステップ１２）。即ち、導出周期ｎ＋β（但し、β＝１、２、３）において、ＳＲ２＋＝Ｓ（ｎ＋β、ＡＣｆ（ｎ，α）＋１）／Ｓ（ｎ＋β、ＡＣｆ（ｎ，α））、及び、ＳＲ２−＝Ｓ（ｎ＋β、ＡＣｆ（ｎ，α）−１）／Ｓ（ｎ＋β、ＡＣｆ（ｎ，α））の計算が実行される（ステップ１２）。
【００５９】
そして、第２のピーク比ＳＲ２±のいずれか一方が第３の所定値（例えば、−５ｄＢ）以下であるか否かの判断が実行され（ステップ１３）、いずれもが第３の所定値以下ではない場合には、警報音検知の判断ステップは終了し、処理手段５０は、図３のステップ１〜９の処理に復帰する（Ａ）。
【００６０】
一方、第２のピーク比ＳＲ２±のいずれかが上記の条件を満足する場合には、処理手段５０は、更に後続の導出周期ｎ＋２、導出周期ｎ＋３において、上記ステップ１１、１２を実行する。
【００６１】
３つの導出周期（ｎ＋１、ｎ＋２、ｎ＋３）の全てにおいて、第２のピーク比ＳＲ２±のいずれか一方が上記第３の所定値以下である場合には、処理手段５０は、警報音を検知したものと判断し、報知手段に対して、警報音を検知したことを示す信号を出力する（ステップ１４）。
【００６２】
これにより、警報音報知の判断ステップは終了し、処理手段５０は、図３のステップ１〜１０の処理に復帰する（Ａ）。
【００６３】
図２における報知手段６０は、例えば、図５に示すように、メガネフレーム６１に組み込まれたＬＥＤ６２、６３により構成し、処理手段から受信した信号によりＬＥＤ６２、６３が発光して光６４、６５により使用者に警報音の検知が告知されるものとすることができる。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態に係る警報音源認識装置及びこれによる警報音源認識方法について説明したが、本発明はこれに限られることなく、種々の変形が可能である。
【００６５】
例えば、上記実施形態ではＦＦＴ装置を使用した例を示したが、これに代えて、集音手段により集音された信号から周波数毎の信号パワーを導出することができる任意の手段を使用することが可能である。
【００６６】
また、上記実施形態で示した具体的な数値条件などはあくまで例として示したものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６７】
上記実施例では、メガネフレームに組み込んだ発光素子により警報音の検知を使用者に告知する例を示したが、報知の手段としては、振動や大音量の音響など、使用者の五感に作用する他の手段を採用することも可能であり、本発明はそのような変形態様も包含する。
【００６８】
また、本発明は、車両等が発する警告音を検知するものに限定されない。図６、７は、炊飯器、洗濯機、電子レンジの動作完了音、電話、インターホンの呼び鈴音、目覚まし時計のベル音の周波数スペクトルの測定例である。同図において見られるように、多くの家電製品が発する報知音は、狭い帯域幅の複数の信号パワーのピークを有し、これらが時間的に急峻に立ち上がり、更に、所定の時間周波数域を変化させずに持続するという車両の警告音と同様の特徴を有おり、従って本発明は、家電製品などの各種機器から出力される報知音の検知にも同様に適用することが可能である。
【００６９】
なお、各種の警報音には、上記した特徴に加えて、警報音の音源ごとの特徴を有しているものがある。
【００７０】
例えば、自動車、自動二輪車のクラクションや電車のホーンの音圧ピークは、３００〜５００Ｈｚ程度の基本周波数とその倍音に近い成分により構成されており、隣接する音圧ピークの中心周波数間の間隔は、基本周波数に極めて近い値であるという特徴がある。
【００７１】
これに対して、自転車などに使用されるベル（引きベル）の場合は、基本周波数とその倍音により構成されているのではなく、ベルの材質や形状によらず、１０ｋＨｚまでに３つの音圧ピーク（ｆ１、ｆ２、ｆ３）が観測され、それぞれのピークの中心周波数には、ｆ２／ｆ１＝２．４７（誤差±０．１）、ｆ３／ｆ２＝１．７３（誤差±０．１）の関係が成立するという特徴がある。
【００７２】
従って、本発明は、上記のような特徴に基づいて、検知された警報音の種類の識別（例えば、自動車、自動二輪車のクラクションや電車のホーンによる警報音であるか、自転車のベルによる警報音であるかの識別）を更に行うものとすることも可能である。
【００７３】
この場合、識別された警報音の種類毎に異なる態様で使用者に警報音を告知することが可能であり、例えば上記実施形態において、警報音が自動車のクラクション等であると判断された場合には右側のＬＥＤ６２を発光させ、自転車の引きベルであると判断された場合には左側のＬＥＤ６３を発光させるものとし、或いは、判断の結果により発光色を変化させるなどにより、警報音の種類を併せて使用者に告知するものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、各種の警告音の音響スペクトルの測定結果を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明に係る警報音源認識装置の一実施態様を示すブロック構成図である。
【図３】図３は、本発明に係る警報音源認識装置の一実施態様におけるピーク周波数の選択、ピーク比、第２のピーク比の導出のフローチャートである。
【図４】図４は、本発明に係る警報音源認識装置の一実施態様における警報音検知の判断のフローチャートである。
【図５】図５は、本発明における報知手段の具体的態様を示す説明図である。
【図６】図６は、各種の警報音の音響スペクトルの測定結果を示す説明図である。
【図７】図７は、各種の警報音の音響スペクトルの測定結果を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  警報音源認識装置
２０  集音マイク
３０  フィルタ装置
４０  ＦＦＴ装置
５０  処理手段
５１  ＣＰＵ
５２  不揮発性メモリー
５３  一時メモリー
６０  報知手段
６１  メガネフレーム
６２、６３  ＬＥＤ
【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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