(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの音響信号を用いて事故音を検出するための事故音検出装置であって、
上記事故音を異なる時間に２つの信号として取り込む事故音取込手段と、
該事故音取込手段からの異なる時間に取り込まれた信号からそれぞれの基本周波数を求め、上記２つの基本周波数の比率をピッチ変動率として求め、該ピッチ変動率の大小を判定するピッチ変動判定演算手段と、
上記事故音から該ピッチ変動率が所定のピッチ変動率よりも大きい出力信号を除外するピッチ変動音除去手段と、
を備え、
上記事故音取込手段は、上記外部からの音響信号の波形を整形する波形整形回路と、該波形整形回路のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器からの出力信号から差分信号を取り出す差分演算手段と、該差分演算手段からの差分信号とあらかじめ値が設定された基準差分値とを比較し、その比較結果に応じてトリガ信号を発生する比較回路と、該比較回路からのトリガ信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を相互に所定の遅延時間を有する複数の出力信号として上記ピッチ変動判定演算手段に取り込むスイッチ手段とを有することを特徴とする事故音検出装置。
【請求項２】
上記ピッチ変動判定演算手段は、上記事故音取込手段から取り込まれた複数の出力信号からそれぞれその自己相関関数を算出する複数の自己相関演算手段と、該複数の自己相関演算手段からの各自己相関関数に基づいて対応する基本周波数を算出する複数の基本周波数演算手段と、該複数の基本周波数演算手段からの各基本周波数に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号のピッチ変動を判定するピッチ変動判定手段とを有することを特徴とする請求項１記載の事故音検出装置。
【請求項３】
上記ピッチ変動判定手段は、上記複数の基本周波数演算手段からの各基本周波数に基づいてピッチ変動率を求め、該ピッチ変動率が所定値より大きい場合は事故音外のピッチ変動音であると判定する請求項２記載の事故音検出装置。
【請求項４】
上記スイッチ手段は、上記比較回路からのトリガ信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を取り込む第１のスイッチと、上記比較回路からのトリガ信号を所定時間遅延する遅延回路と、該遅延回路からの所定時間遅延された出力信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を取り込む第２のスイッチとからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の事故音検出装置。
【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、事故音（衝突等の事故音や事故につながるような急ブレーキ音等も含む）から事故音のみを効率良く検出するための事故音検出装置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するので、従来から事故発生の状況を記録する交通事故状況記録装置が考えられてきた。
図９は、例えば特開平４−３３８９００号公報に開示された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】
ここで、事故音を検出する部分は周囲音検出装置１０および衝突音検出回路１１である。すなわち周囲音検出装置１０で音響信号が検出され、衝突音検出回路１１に送られる。衝突音検出回路１１では検出された音響信号が車両の衝突音か否かを判別し、衝突音と判別した時には衝突音検出信号が記録制御装置１２に送られる。
衝突音検出回路１１において、検出された交通音が事故（衝突）音であるか否かは、入力された音響信号のレベルとあらかじめ定められた閾値とを比較し、そのレベルが閾値以上になった場合に事故と判断している。また誤動作対策としては周囲音検出装置１０には指向性マイクロホンが使用されるとともに、音響信号の経路中に帯域除去フィルタが設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載の衝突音検出回路では、衝突音の判別に検出された音響信号とあらかじめ設定された固定の閾値とのレベル比較を行っている。しかしながら一般の交通音では例えば急ブレーキ音、警笛音、暴走音など、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響信号と固定の閾値とのレベル比較を行う方法では、実際の事故音に加えてその他多くの交通音も事故音と判別してしまうという問題点があった。
また、検出される事故音に関して衝突音であるか、あるいは急ブレーキ音であるかといった種類に関する情報はまったく得られない等の問題点もあった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、事故音の判別に信号レベルの閾値を利用するのではなく、入力された事故音の基本周波数の変動を計算し、ピッチ変動が大きい場合はサイレン音と判断して事故音から除外することによって、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し、事故音の検出能力を向上できる事故音検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る事故音検出装置は、外部からの音響信号を用いて事故音を検出するための事故音検出装置であって、上記事故音を異なる時間に２つの信号として取り込む事故音取込手段と、該事故音取込手段からの異なる時間に取り込まれた信号からそれぞれの基本周波数を求め、上記２つの基本周波数の比率をピッチ変動率として求め、該ピッチ変動率の大小を判定するピッチ変動判定演算手段と、上記事故音から該ピッチ変動率が所定のピッチ変動率よりも大きい出力信号を除外するピッチ変動音除去手段とを備え、上記事故音取込手段は、上記外部からの音響信号の波形を整形する波形整形回路と、該波形整形回路のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器からの出力信号から差分信号を取り出す差分演算手段と、該差分演算手段からの差分信号とあらかじめ値が設定された基準差分値とを比較し、その比較結果に応じてトリガ信号を発生する比較回路と、該比較回路からのトリガ信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を相互に所定の遅延時間を有する複数の出力信号として上記ピッチ変動判定演算手段に取り込むスイッチ手段とを有するものである。
【０００７】
請求項２の発明に係る事故音検出装置は、上記事故音取込手段が、上記外部からの音響信号の波形を整形する波形整形回路と、該波形整形回路のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器からの出力信号から差分信号を取り出す差分演算手段と、該差分演算手段からの差分信号とあらかじめ値が設定された基準差分値とを比較し、その比較結果に応じてトリガ信号を発生する比較回路と、該比較回路からのトリガ信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を相互に所定の遅延時間を有する複数の出力信号として上記ピッチ変動判定演算手段に取り込むスイッチ手段とを有するものである。
【０００８】
請求項３の発明に係る事故音検出装置は、上記ピッチ変動判定演算手段が、上記事故音取込手段から取り込まれた複数の出力信号からそれぞれその自己相関関数を算出する複数の自己相関演算手段と、該複数の自己相関演算手段からの各自己相関関数に基づいて対応する基本周波数を算出する複数の基本周波数演算手段と、該複数の基本周波数演算手段からの各基本周波数に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号のピッチ変動を判定するピッチ変動判定手段とを有するものである。
【０００９】
請求項４の発明に係る事故音検出装置は、上記ピッチ変動判定手段が、上記複数の基本周波数演算手段からの各基本周波数に基づいてピッチ変動率を求め、該ピッチ変動率が所定値より小さい場合は事故音と判定し、所定値より大きい場合は事故音外のピッチ変動音であると判定するものである。
【００１０】
請求項５の発明に係る事故音検出装置は、上記スイッチ手段が、上記比較回路からのトリガ信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を取り込む第１のスイッチと、上記比較回路からのトリガ信号を所定時間遅延する遅延回路と、該遅延回路からの所定時間遅延された出力信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を取り込む第２のスイッチとからなるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す機能ブロック図である。
図１において、２０は事故音取込手段、１００は周囲音検出装置１０（図９参照）からの音響入力信号、１１０は事故音取込手段２０の出力信号、３０は事故音取込手段２０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判定演算手段、１２０はピッチ変動判定演算手段３０の出力信号、４０はピッチ変動判定演算手段３０の出力信号１２０に基づいて事故音取込手段２０の出力信号１１０からピッチ変動音例えばサイレン音を除去するピッチ変動音除去手段、１３０はピッチ変動音除去手段４０の出力信号である。
【００１２】
図２は、事故音取込手段２０の具体的回路構成の一例を示す回路構成図である。
図２において、２１は外部からの音響入力信号１００の波形を整形する波形整形回路、１０１は波形整形回路２１からの出力信号、２２は波形整形回路２１からの出力信号１０１をアナログ信号からディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器、１０２はＡ／Ｄ変換器２２のディジタル出力信号、２３はディジタル出力信号１０２から差分信号を取り出すための差分演算手段、１０３は差分演算手段２３からの差分信号、２５は基準とするレベルの差分信号（基準差分値）を発生させる基準差分値発生回路、２４は差分演算手段２３からの差分信号１０３と、基準差分値発生回路２５からの基準差分値とを比較し、差分演算手段２３からの差分信号１０３が設定された基準差分値より大きい場合にトリガ信号Ｔｒｇを発生する比較回路である。２６は比較回路２４からのトリガ信号Ｔｒｇに基づいてＡ／Ｄ変換器２２の出力信号１０２を取り込むための第１のスイッチ、１１１はスイッチ２６により取り込まれた出力信号（ＯＵＴ１）、２７は比較回路２４からのトリガ信号Ｔｒｇを所定時間Δｔだけ遅延する遅延回路、２８は遅延回路２７の出力信号に基づいてＡ／Ｄ変換器２２の出力信号１０２を取り込む第２のスイッチ、１１２はスイッチ２８により取り込まれた出力信号（ＯＵＴ２）である。なお、スイッチ２６，２８と遅延回路２７は、スイッチ手段を構成する。
【００１３】
図３は、ピッチ変動判定演算手段３０の具体的回路構成の一例を示す回路構成図である。
図３において、３１はスイッチ２６で取り込まれた出力信号１１１即ち入力信号ＩＮ１の自己相関関数を算出する自己相関演算手段、３２は自己相関演算手段３１からの出力信号の基本周波数（ピッチ）ｆ１を演算する基本周波数演算手段、３３は同様にスイッチ２８で取り込まれた出力信号１１２即ちが入力信号ＩＮ２の自己相関関数を算出する自己相関演算手段、３４は自己相関演算手段３３からの出力信号の基本周波数（ピッチ）ｆ２を演算する基本周波数演算手段、３５は基本周波数演算手段３２からの基本周波数ｆ１と基本周波数演算手段３４からの基本周波数ｆ２からピッチ変動の大小を判定するピッチ変動判定手段である。
【００１４】
次に動作について、図４〜図８を参照して説明する。
いま、事故発生時に音響入力信号１００が発生し、事故音取込手段２０に入力されると、波形整形回路２１により不要な信号成分が除去され、出力信号１０１が生成される。
出力信号１０１はＡ／Ｄ変換器２２でアナログ信号からディジタル信号１０２に変換される。出力されたディジタル信号１０２は差分演算手段２３に入力され、差分演算手段２３からディジタル出力信号１０２の差分信号１０３が出力される。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くてもレベル変化が小さい場合にはそのレベルが小さい。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。そこで、あらかじめ基準差分値発生回路２５により基準とする基準差分値を発生し、比較回路２４を用いて差分信号１０３と基準差分値とを比較する。そして、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交通事故音が発生したものと判断し、トリガ信号Ｔｒｇを発生させる。
【００１５】
この比較回路２４からのトリガ信号Ｔｒｇによりスイッチ２６をＯＮしてＡ／Ｄ変換器２２の出力信号１０２を取り込み、出力信号１１１としてピッチ変動判定演算手段３０の自己相関演算手段３１へ入力する。また、遅延回路２７で所定時間Δｔだけ遅延した比較回路２４からのトリガ信号Ｔｒｇによりスイッチ２８をＯＮしてＡ／Ｄ変換器２２の出力信号１０２を取り込み、出力信号１１２としてピッチ変動判定演算手段３０の自己相関演算手段３３へ入力する。
【００１６】
自己相関演算手段３１および３３は入力された出力信号１１１および１１２の自己相関関数を算出するが、自己相関演算手段３１および３３に入力される各出力信号のスペクトルグラムみると、図４に示すように、時間の経過と共に周波数即ちピッチが変動する場合と、図５に示すように、時間の経過に関係なく周波数即ちピッチが一定の場合がある。なお、図４および図５において、太線で表している特性は、各出力信号の一番低い周波数即ち基本周波数ｆ０（ピッチ）を表している。
そこで、自己相関演算手段３１および３３では、図６に示すような自己相関関数を計算する。ここで、自己相関関数は時間０を中心にして対称で、正の時間についてみれば時間と共に山谷を繰り返す関数である。この自己相関関数で最初の山の位置に与える時間をｔ０とすると、その逆数１／ｔ０が基本周波数（ピッチ）ｆ０となる。
【００１７】
自己相関演算手段３１および３３の出力信号はそれぞれ基本周波数演算手段３２および３４に供給され、上記のように自己相関関数から基本周波数（ピッチ）が求められる。従って、比較回路２４からのトリガ信号Ｔｒｇによりスイッチ２６をＯＮして取り込まれた出力信号１１１に対して取り込み時間をｔ１とする基本周波数ｆ１が演算され、同様に、遅延回路２７で出力信号１１１に対して所定時間Δｔだけ遅延された比較回路２４からのトリガ信号Ｔｒｇによりスイッチ２８をＯＮして取り込まれた出力信号１１２に対して取り込み時間をｔ２とするする基本周波数ｆ２が演算される。
【００１８】
図７は、このときの基本周波数演算手段３２および３４で演算された基本周波数ｆ１とｆ２の関係を示したもので、時間ｔ１は基本周波数ｆ１に関して出力信号１１１を取り込んだときの時間を実質的に表し、時間ｔ２は基本周波数ｆ２に関して出力信号１１２を取り込んだときの時間を実質的に表し、時間ｔ１とｔ２の差はΔｔである。
【００１９】
このようにして、基本周波数演算手段３２および３４で求められた基本周波数ｆ１とｆ２はピッチ変動判定手段３５に供給され、ここで、ピッチ変動率ｒｐが求められる。このピッチ変動率ｒｐは基本周波数ｆ２をｆ１で除した値即ちｒｐ＝ｆ２／ｆ１より算出される。
【００２０】
次に、ピッチ変動判定手段３５では、図８に示すように、この算出されたピッチ変動率ｒｐが所定のピッチ変動率Δｒより大きいかどうかを判別し、ピッチ変動率ｒｐが所定のピッチ変動率Δｒより大きい場合は、事故音取込手段２０からピッチ変動判定演算手段３０に取り込まれた信号はピッチ変動がある、つまりピッチ変動音と判定し、ピッチ変動率ｒｐが所定のピッチ変動率Δｒより小さい場合は、事故音取込手段２０からピッチ変動判定演算手段３０に取り込まれた信号はピッチ変動がない、つまり事故音と判定して、その判定結果をピッチ変動音除去手段４０へ出力信号１２０として供給する。
【００２１】
ピッチ変動音除去手段４０では、入力された出力信号１２０がピッチ変動の大きいことを表す信号の場合は、これはピッチ変動音例えばサイレン音であるので、その信号成分を事故音から除外した出力信号１３０を出力する。また、ピッチ変動音除去手段４０では、入力された出力信号１２０がピッチ変動の小さいことを表す信号の場合は、事故音であるので、その信号成分を何等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信号用の出力信号１３０として出力する。
【００２２】
このように本実施の形態では、入力される事故音などの音響信号の中で、急ブレーキ音とサイレン音とを識別するため、基本周波数（ピッチ）の変動を計算し、そのピッチ変動が所定の値より大きい場合はサイレン音と判断して事故音から除外し、ピッチ変動が所定の値より小さい場合は事故音として記録するためのトリガ信号を出力するようにしたので、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、事故音のみ効率よく検出して事故音の検出能力を向上できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項１の発明によれば、外部からの音響信号を用いて事故音を検出するための事故音検出装置であって、上記事故音を異なる時間に２つの信号として取り込む事故音取込手段と、該事故音取込手段からの異なる時間に取り込まれた信号からそれぞれの基本周波数を求め、上記２つの基本周波数の比率をピッチ変動率として求め、該ピッチ変動率の大小を判定するピッチ変動判定演算手段と、上記事故音から該ピッチ変動率が所定のピッチ変動率よりも大きい出力信号を除外するピッチ変動音除去手段とを備え、上記事故音取込手段は、上記外部からの音響信号の波形を整形する波形整形回路と、該波形整形回路のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器からの出力信号から差分信号を取り出す差分演算手段と、該差分演算手段からの差分信号とあらかじめ値が設定された基準差分値とを比較し、その比較結果に応じてトリガ信号を発生する比較回路と、該比較回路からのトリガ信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を相互に所定の遅延時間を有する複数の出力信号として上記ピッチ変動判定演算手段に取り込むスイッチ手段とを有するので、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、事故音のみ効率よく検出して事故音の検出能力を向上できるという効果がある。
【００２４】
また、請求項２の発明によれば、上記事故音取込手段が、上記外部からの音響信号の波形を整形する波形整形回路と、該波形整形回路のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器からの出力信号から差分信号を取り出す差分演算手段と、該差分演算手段からの差分信号とあらかじめ値が設定された基準差分値とを比較し、その比較結果に応じてトリガ信号を発生する比較回路と、該比較回路からのトリガ信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を相互に所定の遅延時間を有する複数の出力信号として上記ピッチ変動判定演算手段に取り込むスイッチ手段とを有するので、事故音のみ効率よく検出するのに寄与できるという効果がある。
【００２５】
また、請求項３の発明によれば、上記ピッチ変動判定演算手段が、上記事故音取込手段から取り込まれた複数の出力信号からそれぞれその自己相関関数を算出する複数の自己相関演算手段と、該複数の自己相関演算手段からの各自己相関関数に基づいて対応する基本周波数を算出する複数の基本周波数演算手段と、該複数の基本周波数演算手段からの各基本周波数に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号のピッチ変動を判定するピッチ変動判定手段とを有するので、急ブレーキ音とサイレン音との識別を可能して、事故音の検出能力の向上に寄与できるという効果がある。
【００２６】
また、請求項４の発明によれば、上記ピッチ変動判定手段が、上記複数の基本周波数演算手段からの各基本周波数に基づいてピッチ変動率を求め、該ピッチ変動率が所定値より小さい場合は事故音と判定し、所定値より大きい場合は事故音外のピッチ変動音であると判定するので、事故音のピッチ変動を効率よく且つ確実に判断することができるという効果がある。
【００２７】
また、請求項５の発明によれば、上記スイッチ手段が、上記比較回路からのトリガ信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を取り込む第１のスイッチと、上記比較回路からのトリガ信号を所定時間遅延する遅延回路と、該遅延回路からの所定時間遅延された出力信号に基づいて上記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号を取り込む第２のスイッチとからなるので、事故音のみ効率よく検出するのに寄与できるという効果がある。
【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一例を示すブロック構成図である。
【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一例を示すブロック図である。
【図４】  この発明の実施の形態１における自己相関演算手段の動作説明に供するための図である。
【図５】  この発明の実施の形態１における自己相関演算手段の動作説明に供するための図である。
【図６】  この発明の実施の形態１における自己相関演算手段の動作説明に供するための図である。
【図７】  この発明の実施の形態１における基本周波数演算手段の動作説明に供するための図である。
【図８】  図この発明の実施の形態１におけるピッチ変動判定手段の動作説明に供するための図である。
【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】
２０  事故音取込手段、２１波形整形回路、２２  Ａ／Ｄ変換器、２３  差分演算手段、２４  比較回路、２５  基準差分値発生回路、２６，２８  スイッチ、２７  遅延回路、３０  ピッチ変動判定演算手段、３１，３２  自己相関演算手段、３２，３４  基本周波数演算手段、３５  ピッチ変動判定手段、４０  ピッチ変動音除去手段。
【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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