(57)【要約】【課題】変圧器などの設備からの異音を検出する。【解決手段】監視対象物から所定距離離れた位置に設置された第1マイクにより検出された第1信号と、第1マイクから所定長離れた位置に設置された第2マイクにより検出された第2信号とをディジタル信号に変換する手段と、監視対象物の定常的音を除去して第1及び第2定常音除去ディジタル信号を生成する手段と、信号値の絶対値が所定の閾値を超え且つ継続性が認められる定常音除去ディジタル信号が存在するか判断する有意音検出手段と、有意音有りとされると、有意音信号の所定レベル以上の周期的信号成分を除去する周期的信号成分除去処理を実施して第1及び第2比較用ディジタル信号を生成し、それらの相関係数を単位時間ずつずらして算出し、相関係数の値が最も大きくなる単位時間ずれ値を特定する手段と、この単位時間ずれ値に基づき監視対象物からの異音であるか否かを判断する手段を有する。【選択図】図３
2009264806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象物から所定距離離れた位置に設置された第１のマイクにより検出された第１の信号を第１のディジタル信号に変換し、前記監視対象物からさらに離れ且つ前記第１のマイクから所定長離れた位置に設置された第２のマイクにより検出された第２の信号を第２のディジタル信号に変換する変換手段と、
前記監視対象物が定常的に発する音の周波数を除去するように設定されたフィルタによって前記第１及び第２のディジタル信号を処理して、前記第１及び第２の定常音除去ディジタル信号を生成する手段と、
前記第１及び第２の定常音除去ディジタル信号を解析して、信号値の絶対値が所定期間継続して所定の閾値を超える定常音除去ディジタル信号が存在するか判断し、判断が肯定的な場合に先に判断が肯定的になった定常音除去ディジタル信号を有意音信号として特定する有意音検出手段と、
前記有意音検出手段により前記有意音信号が特定された場合、前記有意音信号の所定レベル以上の周期的信号成分を除去する周期的信号成分除去処理を前記第１及び第２の定常音除去ディジタル信号に対して実施して第１及び第２の比較用ディジタル信号を生成し、当該第１及び第２の比較用ディジタル信号の相関係数を前記第１及び第２の比較用ディジタル信号のいずれかを単位時間ずつずらして算出し、前記相関係数の値が最も大きくなる単位時間ずれ値を特定する時間差特定手段と、
前記時間差特定手段によって特定された前記単位時間ずれ値に基づき、前記監視対象物からの異音であるか否かを判断する手段と、
を有する異音検出装置。
【請求項２】
前記フィルタが、位相ずれを生じさせないハイパスフィルタである
請求項１記載の異音検出装置。
【請求項３】
前記周期的信号成分除去処理において、
前記有意音信号の周波数スペクトルにおいて最も高いパワーが検出された周波数を阻止する帯域阻止型フィルタを構成して利用する
請求項１記載の異音検出装置。
【請求項４】
監視対象物から所定距離離れた位置に設置された第１のマイクにより検出された第１の信号を第１のディジタル信号に変換し、前記監視対象物からさらに離れ且つ前記第１のマイクから所定長離れた位置に設置された第２のマイクにより検出された第２の信号を第２のディジタル信号に変換するステップと、
前記監視対象物が定常的に発する音の周波数を除去するように設定されたフィルタによって前記第１及び第２のディジタル信号を処理して、前記第１及び第２の定常音除去ディジタル信号を生成するステップと、
前記第１及び第２の定常音除去ディジタル信号を解析して、信号値の絶対値が所定期間継続して所定の閾値を超える定常音除去ディジタル信号が存在するか判断し、判断が肯定的な場合に先に判断が肯定的になった定常音除去ディジタル信号を有意音信号として特定する有意音検出ステップと、
前記有意音検出ステップにおいて前記有意音信号が特定された場合、前記有意音信号の所定レベル以上の周期的信号成分を除去する周期的信号成分除去処理を前記第１及び第２の定常音除去ディジタル信号に対して実施して第１及び第２の比較用ディジタル信号を生成し、当該第１及び第２の比較用ディジタル信号の相関係数を前記第１及び第２の比較用ディジタル信号のいずれかを単位時間ずつずらして算出し、前記相関係数の値が最も大きくなる単位時間ずれ値を特定する時間差特定ステップと、
前記時間差特定ステップにおいて特定された前記単位時間ずれ値の最大値に基づき、前記監視対象物からの異音であるか否かを判断するステップと、
を含み、コンピュータにより実行される異音検出方法。
【請求項５】
監視対象物から所定距離離れた位置に設置された第１のマイクにより検出された第１の信号から生成された第１のディジタル信号と、前記監視対象物からさらに離れ且つ前記第１のマイクから所定長離れた位置に設置された第２のマイクにより検出された第２の信号から生成された第２のディジタル信号とを、前記監視対象物が定常的に発する音の周波数を除去するように設定されたフィルタによって処理して、前記第１及び第２の定常音除去ディジタル信号を生成するステップと、
前記第１及び第２の定常音除去ディジタル信号を解析して、信号値の絶対値が所定期間継続して所定の閾値を超える定常音除去ディジタル信号が存在するか判断し、判断が肯定的な場合に先に判断が肯定的になった定常音除去ディジタル信号を有意音信号として特定する有意音検出ステップと、
前記有意音検出ステップにおいて前記有意音信号が特定された場合、前記有意音信号の所定レベル以上の周期的信号成分を除去する周期的信号成分除去処理を前記第１及び第２の定常音除去ディジタル信号に対して実施して第１及び第２の比較用ディジタル信号を生成し、当該第１及び第２の比較用ディジタル信号の相関係数を前記第１及び第２の比較用ディジタル信号のいずれかを単位時間ずつずらして算出し、前記相関係数の値が最も大きくなる単位時間ずれ値を特定する時間差特定ステップと、
前記時間差特定ステップにおいて特定された前記単位時間ずれ値の最大値に基づき、前記監視対象物からの異音であるか否かを判断するステップと、
をコンピュータに実行させるための異音検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視対象物から発せられる可能性のある異音を検出するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉等の設備について異常音を検出する技術は例えば特開昭５７−１１４８４６号公報に開示されている。具体的には、場所の異なる複数箇所に音響検出器を設置して衝撃音などの異常音を検出する異常音検出装置において、それぞれの音響検出器の出力信号が検出された時刻の差が、予め設定された時間差の範囲にあった場合のみ警報を発生する手段を備えている。しかしながら、音響検出器は監視対象物に付着させるようになっており、全ての監視対象物に用いることは不可能である。
【０００３】
また、特開２００４−８５４５５号公報には、異常音の音源特定を容易かつ高精度に行うことのできる異常音の音源探査技術が開示されている。具体的には、処理部の音波形収集部は音源探査領域Ａの異なる位置に配置された３本以上のマイクロフォンから機器が稼働している時の現在音波形を収集する。比較部は予め基準音波形記憶部に記憶しておいた基準音波形と現在音波形との比較を行い、異常音波形のみ抽出し、残余情報抽出部は、異常音波形から振幅情報のみを排除して、異常音の伝搬時に発生する音圧の減衰によるノイズを排除した残余情報を抽出する。時間差算出部は、２本のマイクロフォンで収集した残余情報の相互相関をとり同一音源からの異常音が各マイクロフォンに到達するまでの時間差を求め、音源特定部が求めた時間差に基づいて、異常音の音源位置を特定する。異常音波形の検出には、予め用意しておいた基準音波形との比較を行うため、定常音が周波数的に揺らぐなどした場合に問題が生ずる。
【０００４】
さらに、特開２００３−１１１１８３号公報には、簡単な構成で、屋外においても精度よく工場等の騒音などの騒音源を特定して表示することのできるようにするための技術が開示されている。具体的には、マイクロフォンＭ１〜Ｍ４を検出部がＸＹ平面内において原点Ｏを中心とする正方形を構成するように配置するとともに、第５のマイクロフォンＭ５をその検出部が上記マイクロフォンＭ１〜Ｍ４から構成する正方形の中心の上方に位置し、かつ、上記マイクロフォンＭ５とマイクロフォンＭ１〜Ｍ４との距離が等しくなるように配置し、各マイクロフォンＭ１〜Ｍ５の出力信号の到達時間差から音源の方向を推定するとともに、上記推定された音源位置近傍の映像をカメラにより採取し、パーソナルコンピュータのディスプレイ上に表示された上記映像上に、上記推定された音源位置を表示するようにするものである。しかしながら、異常音を検出するような構成ではない。
【特許文献１】特開昭５７−１１４８４６号公報
【特許文献２】特開２００４−８５４５５号公報
【特許文献３】特開２００３−１１１１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように従来技術では、変圧器などの設備からの異音を検出するのに適した構成は開示されていない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、変圧器などの設備からの異音を検出するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る異音検出装置は、監視対象物から所定距離離れた位置に設置された第１のマイクにより検出された第１の信号を第１のディジタル信号に変換し、監視対象物からさらに離れ且つ第１のマイクから所定長離れた位置に設置された第２のマイクにより検出された第２の信号を第２のディジタル信号に変換する変換手段と、監視対象物が定常的に発する音の周波数を除去するように設定されたフィルタによって第１及び第２のディジタル信号を処理して、第１及び第２の定常音除去ディジタル信号を生成する手段と、第１及び第２の定常音除去ディジタル信号を解析して、信号値の絶対値が所定期間継続して所定の閾値を超える定常音除去ディジタル信号が存在するか判断し、判断が肯定的な場合に先に判断が肯定的になった定常音除去ディジタル信号を有意音信号として特定する有意音検出手段と、有意音検出手段により有意音信号が特定された場合、有意音信号の所定レベル以上の周期的信号成分を除去する周期的信号成分除去処理を第１及び第２の定常音除去ディジタル信号に対して実施して第１及び第２の比較用ディジタル信号を生成し、当該第１及び第２の比較用ディジタル信号の相関係数を第１及び第２の比較用ディジタル信号のいずれかを単位時間ずつずらして算出し、相関係数の値が最も大きくなる単位時間ずれ値を特定する時間差特定手段と、時間差特定手段によって特定された単位時間ずれ値に基づき、監視対象物からの異音であるか否かを判断する手段とを有する。
【０００８】
従来技術とは異なりフィルタを用いて変圧器などの定常音を除去しているので、定常音の多少の揺らぎには何ら問題なく対処できる。また、周期的信号成分除去処理を実施することによって、相関係数算出において問題となる信号成分を除去できるので、正確に相関係数を算出することができる。さらに、上で述べた単位時間ずれ値から、監視対象物からの異音であるか外来音であるかを判定することができる。
【０００９】
また、上で述べたフィルタが、位相ずれを生じさせないハイパスフィルタである場合もある。位相ずれを生じないようにすれば単位時間ずれ値を正確に算出することができるようになる。
【００１０】
さらに、上で述べた周期的信号成分除去処理において、有意音信号の周波数スペクトルにおいて最も高いパワーが検出された周波数を阻止する帯域阻止型フィルタを構成して利用するようにしてもよい。このようにすれば、より正確に相関係数を算出することができるようになる。
【００１１】
なお、本異音検出装置を、コンピュータと当該コンピュータに上記処理を実行させるためのプログラムとで構成することができ、このプログラムは、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体又は記憶装置に格納される。また、ネットワークなどを介してデジタル信号として配信される場合もある。尚、中間的な処理結果はメインメモリ等の記憶装置に一時保管される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、変圧器などの設備からの異音を検出できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施の形態に係る異音検出装置と監視対象物との位置関係を図１を用いて説明する。例えば変圧器などである監視対象物２００と本実施の形態に係る異音検出装置１００のマイク１及び２とは、一直線上に並ぶように近接配置する。すなわち、マイク１及び２を通る直線Ａと、監視対象物２００の異音検出装置１００側の側面又は側面の接線とは垂直になるように配置される。
【００１４】
なお、監視対象物２００に近い方のマイク１と監視対象物２００との距離Ｌ１は、例えば約２０ｃｍであり、マイク１とマイク２との距離Ｌ２は、例えば約５ｃｍであるが、これに限定されるものではない。距離Ｌ１は、監視対象物２００からの異音を検出できる距離であればよいし、距離Ｌ２は、外来音と異音とを区別できるだけの時間差を生じさせる距離であればよい。
【００１５】
次に、図２を用いて異音検出装置１００の機能ブロック図を示す。異常音検出装置１００は、マイク１及び２と、マイク１及び２に接続されており且つ増幅器その他の回路を含むＡ／Ｄ変換部１１１と、Ａ／Ｄ変換部１１１に接続されている音データ格納部１１３と、音データ格納部１１３に格納されているマイク１からの音データ及びマイク２からの音データに対して定常音除去処理を実施する定常音除去処理部１１５と、定常音除去処理部１１５の処理結果を格納するフィルタリングデータ格納部１１７と、フィルタリングデータ格納部１１７に格納されているデータに対して有意音検出処理を実施する有意音検出部１１９と、有意音検出部１１９によって有意音が検出された場合にはフィルタリングデータ格納部１１７に格納されているデータを用いてマイク１からのデータとマイク２からのデータとの有意音の時間差を算出する時間差検出部１２１と、時間差検出部１２１からの要求に応じて帯域阻止型フィルタの係数値の算出を行い、時間差検出部１２１に出力するフィルタ設定部１２３と、時間差検出部１２１の処理結果を格納する時間差データ格納部１２５と、時間差データ格納部１２５に格納されたデータに基づき異常音検出の有無を判断して異常音検出の際には警告を出力する異音検出部１２７とを有する。
【００１６】
マイク１及び２で、監視対象物２００から生成される音及びその他の外来音は電気信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換部１１１によってディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換部１１１が生成するディジタル信号は、ディジタルデータとして音データ格納部１１３に格納される。本願では、ディジタルデータをディジタル信号とも呼ぶものとする。音データ格納部１１３に格納されているマイク１からのデータ及びマイク２からのデータに対しては、定常音除去処理部１１５が、監視対象物２００から定常的に発せられている定常音を除去するためのフィルタリング処理を実施して、その処理結果をフィルタリングデータ格納部１１７に格納する。有意音検出部１１９は、フィルタリングデータ格納部１１７に格納されているマイク１からのデータ及びマイク２からのデータを順に判断して、データ値の絶対値が所定の閾値を超えており、当該データ値が所定の閾値を超えた時点から設定されるタイムスロット（長さＬ）において２スロット連続で所定の閾値を超えるデータ値が存在する場合に、有意音検出と判断し、先にこのような条件を満たした方のデータ（マイク１からのデータ又はマイク２からのデータ）を有意音信号として特定する。
【００１７】
有意音検出部１１９によって有意音検出と判断され、有意音信号が指定されると、時間差検出部１２１は、有意音検出部１１９で設定された１番目のタイムスロットに含まれる、有意音信号の方のデータについて周波数解析を実施し、パワースペクトルのピーク及びピーク周波数を特定する。このパワースペクトルのピークが所定レベルを超える場合には、フィルタ設定部１２３に対して当該ピーク周波数を除去する帯域阻止型フィルタの係数値の算出を要求する。フィルタ設定部１２３は、周知の方法でピーク周波数を除去する帯域阻止型フィルタの係数値を算出し、時間差検出部１２１に出力する。時間差検出部１２１は、ピーク周波数を除去する帯域阻止型フィルタを構成して、フィルタリングデータ格納部１１７に格納されているマイク１からのデータ及びマイク２からのデータを処理する。なお、パワースペクトルのピークが所定レベル以下である場合には、上記のような帯域阻止型フィルタを構成せずに以下の処理に移行する。さらに、時間差検出部１２１は、１番目のタイムスロットのうち先頭長さＪについて有意音信号でない方のデータを単位時間（サンプリング時間）ずつずらして、有意音信号のデータに対する相関係数を算出する。そして、相関係数が最大となる単位時間ずれ値を時間差データとして特定し、有意音信号の指定と共に時間差データ格納部１２５に格納する。
【００１８】
異音検出部１２７は、時間差データ格納部１２５に格納されている時間差データを、閾値と比較することによって異音か外来音かを判断して、異音である場合には、通信装置（無線又は有線）によって外部の管理者に通知するか又は他の出力手段によって異常の発生を出力する。
【００１９】
次に、図３乃至図１０を用いて、異音検出装置１００の具体的な処理内容を説明する。まず、Ａ／Ｄ変換部１１１は、マイク１及びマイク２から、監視対象物２００で生成される音及びその他の外来音に相当する電気信号をディジタル信号に変換し、当該ディジタル信号を音データ格納部１１３に格納する（ステップＳ１）。なお、Ａ／Ｄ変換の周波数は、以下で行われる時間差検出の分解能に影響するので、マイク１とマイク２の間隔が５ｃｍ程度の場合には少なくとも４４．１ｋＨｚ以上が必要となる。
【００２０】
次に、定常音除去処理部１１５は、音データ格納部１１３に格納されているマイク１からのデータ及びマイク２からのデータそれぞれについて、監視対象物２００から定常的に出力される定常音を除去するためにハイパスフィルタによるフィルタリングを実施し、フィルタリング後のデータをフィルタリングデータ格納部１１７に格納する（ステップＳ５）。例えば、監視対象物２００が変圧器である場合における定常音の時間軸方向の波形の例を図４（ａ）に示し、各周波数のパワースペクトラムを図４（ｂ）に示す。図４（ａ）から（縦軸は振幅を表し、横軸は時間を表す）、周期的な波形の音が出力されており、図４（ｂ）から数百Ｈｚ以下の低周波帯域にパワーが集中していることが分かる（縦軸はｄＢを表し、横軸は周波数を表す）。従って、本実施の形態では、ハイパスフィルタをＦＩＲフィルタで構成する。ＦＩＲフィルタでは、位相ずれが生じないので、以下で行われる時間差検出に影響を及ぼさないようにすることができる。例えば、図５に示すようなハイパスフィルタを採用する。図５では、横軸は周波数を表し、縦軸はゲインを表す。このように、図５の例では約２００Ｈｚ以上の周波数の信号については通過させるが、それより低い周波数については除去される。
【００２１】
具体的には、以下のような畳み込み演算を実施する。なお、Ｓａ１［ｎ］は、マイク１からの信号の値を表し、Ｓａ２［ｎ］は、マイク２からの信号の値を表す。また、ｈkは、ＦＩＲフィルタでハイパスフィルタを構成した場合におけるｋ番目（ｋ＝０乃至ｎ）の係数値を表す。ＦＩＲフィルタでハイパスフィルタを構成することは周知であり、ここではこれ以上述べない。さらに、Ｓｂ１［ｎ］は、ハイパスフィルタ後の、マイク１からの信号の値を表し、Ｓｂ２［ｎ］は、ハイパスフィルタ後の、マイク２からの信号の値を表す。ｎは、サンプリング番号を表す。
【数１】
2009264806.tif 000003
【００２２】
なお、例えば拍手を外部から与えた場合に検出されるディジタル信号の波形を、図６（ａ）及び（ｂ）に示す。図６（ａ）は、例えばマイク１からのディジタル信号の波形を表し、図６（ｂ）は、例えばマイク２からのディジタル信号の波形を表す。一方、ハイパスフィルタ後のディジタル信号の波形を、図７（ａ）及び（ｂ）に示す。図７（ａ）は、例えばマイク１についてのフィルタ後のディジタル信号の波形を表し、図７（ｂ）は、例えばマイク２についてのフィルタ後のディジタル信号の波形を表す。図６（ａ）及び（ｂ）と図７（ａ）及び（ｂ）を比較すると、変圧器からの定常音部分が除去されているのが分かる。
【００２３】
また、ステップＳ１及びＳ３については、マイク１及び２からの信号が入力される間、継続して実施される。
【００２４】
次に、有意音検出部１１９は、フィルタリングデータ格納部１１７に格納されているデータを用いて有意音検出処理を実施する（ステップＳ５）。本ステップでは、信号の値に変化があった場合に、ノイズか有意音であるかの判定を行う。具体的には、図８に示すように、Ｓｂ１［ｎ］の絶対値又はＳｂ２［ｎ］の絶対値が、閾値Ｔhを超えた時点から、長さＬのタイムスロットＴＳを時間軸方向に設定する。図８の例では、３つのタイムスロットのみが設定されているが、２以上のタイムスロットが設定されればよい。有意音検出部１１９は、第１のタイムスロットＴＳ１で閾値Ｔhを超える信号値が検出されているので、さらに２番目のタイムスロットＴＳ２でも閾値Ｔhを超える信号値が検出されるか判断する。２番目のタイムスロットＴＳ２でも閾値Ｔhを超える信号値が検出されれば、有意音検出と判断し、２番目のタイムスロットＴＳ２でも閾値Ｔhを超える信号値が検出されなければ、ノイズを検出しただけであると判断する。これは、有意音はある程度継続して閾値を超えるような信号値を維持するためである。
【００２５】
有意音検出部１１９は、上で述べたような処理においてノイズ検出と判断した場合には（ステップＳ７：Ｎｏルート）、ステップＳ５に戻って、後続のデータについて有意音検出処理を実施する。
【００２６】
有意音検出部１１９は、一度閾値Ｔhを超える信号値が検出されると、当該閾値Ｔhを超える信号値が存在するタイムスロットＴＳが継続する限り、一連の有意音とみなして、その間は有意音検出処理を実施しない。すなわち、再度信号値が閾値Ｔh以下なったタイムスロット以降に有意音検出処理を実施する。
【００２７】
一方、有意音検出部１１９は、上で述べたような処理において有意音検出と判断した場合には、時間差検出部１２１に、有意音検出を通知すると共に、マイク１とマイク２の何れから有意音を先に検出したかを表すデータ（マイクの識別子）を出力する。なお、タイムスロットＴＳの設定については、以下の処理でも利用するので、タイムスロットＴＳの設定データ（各タイムスロットの開始時刻など）については、フィルタリングデータ格納部１１７に格納する。
【００２８】
有意音検出部１１９は、一度閾値Ｔhを超える信号値が検出されると、当該閾値Ｔhを超える信号値が存在するタイムスロットＴＳが継続する限り、一連の有意音とみなして、その間は有意音検出処理を実施しない。すなわち、再度信号値が閾値Ｔh以下なったタイムスロット以降に有意音検出処理を実施する。
【００２９】
また、片方のマイクからの信号について有意音が検出されているタイムスロットについては、他方のマイクからの信号について有意音検出処理は行う必要がないので、処理を停止する。
【００３０】
次に、時間差検出部１２１は、有意音に周期性のある信号成分が強く含まれている場合には以下で述べる相関係数の算出に悪影響を及ぼすので、所定レベル以上に周期性のある信号成分が含まれているか判断し、含まれている場合には当該周期性信号成分の除去のための帯域阻止型フィルタを構成するための係数値の算出をフィルタ設定部１２３に要求し、算出された係数値を用いたフィルタリング処理を実施し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する（ステップＳ９）。なお、所定レベル以上に周期性のある信号成分が含まれていない場合には、帯域阻止型フィルタの構成及びフィルタリング処理の必要はない。
【００３１】
具体的には、Ｓｂ１［ｎ］（ここではマイク１から有意音を先に検出したものとする。但し、マイク２の場合も処理内容自体は同様である。）の離散的フーリエ変換の複素係数Ｓｆ１［ｆ］を算出する。この演算は、一般にＦＦＴ（Finite Fourier transform）の利用が可能である。なお、ｎは０からＬ−１となっているが、タイムスロットＴＳ１の範囲で実施するということである。
【数２】
2009264806.tif 000004
【００３２】
そして、パワースペクトル｜Ｓｆ１［ｆ］｜2のピークが閾値Ｔpを超えた場合、その信号成分ｐを除去する帯域阻止型フィルタを構成する。
【００３３】
すなわち、ｆ＝０乃至Ｌ／２−１において｜Ｓｆ１［ｆ］｜2の最大値を与えるｆの値をｐとすると、以下のように表される。
【数３】
2009264806.tif 000005
【００３４】
従って、｜Ｓｆ１［ｐ］｜2＞Ｔpとなる場合には、周波数ｐをカットする帯域阻止型フィルタの係数値を算出するように、フィルタ設定部１２３に要求する。フィルタ設定部１２３は、周知の算出処理を実施して周波数ｐをカットする帯域阻止型フィルタの係数値ｂkを算出し、時間差検出部１２１に出力する。
【００３５】
そして、以下の畳み込み演算にて、フィルタリング処理を実施する。
【数４】
2009264806.tif 000006
【００３６】
但し、｜Ｓｆ１［ｐ］｜2≦Ｔpである場合には、以下のように設定する。
Ｓｃ１［ｎ］＝Ｓｂ１［ｎ］
Ｓｃ２［ｎ］＝Ｓｂ２［ｎ］
【００３７】
例えば、以上の処理が完了した時点でのデータ例を図９（ａ）及び（ｂ）に示す。図９（ａ）及び（ｂ）では、横軸は時間を表し、縦軸は振幅を表す。図９（ａ）は、マイク１についての処理後信号波形を表し、図９（ｂ）は、マイク２についての処理後信号波形を表す。中央部の縦線は有意音が閾値Ｔhを超えたタイミングを表している。このように、図９では、マイク１についての処理後信号の方がマイク２についての処理後信号に７サンプルほど早く検出されている。
【００３８】
そして、時間差検出部１２１は、所定範囲のサンプルずれｘに対して、マイク１についての処理後信号とマイク２についての処理後信号との相関係数を算出し、相関係数が最大となるサンプルずれＤを特定し、時間差データ格納部１２５に格納する（ステップＳ１１）。
【００３９】
具体的には、ステップＳ９の処理後の、マイク２についての信号値をｘサンプリング時間だけずらして、マイク２についてのｘサンプリング時間ずらした信号値とマイク１についての信号値との相関係数Ｒ［ｘ］を算出する。
【数５】
2009264806.tif 000007
なお、比較の対象は、タイムスロットＴＳ１の先頭部分の長さＪ（例えば５０サンプル程度）の部分である。そして、ｘをプラスマイナスの所定の範囲内で変更してそれぞれについてＲ［ｘ］を算出する。
【００４０】
そして、Ｒ［ｘ］の最大値を与えるｘをサンプルずれＤとすると、以下のように表される。
【数６】
2009264806.tif 000008
【００４１】
Ｄは、有意音がマイク１とマイク２とに到達した際の時間差、即ちマイク１に対するマイク２の遅れを表す値である。時間差検出部１２１は、サンプルずれＤを時間差データ格納部１２５に格納する。
【００４２】
図９（ａ）及び（ｂ）で示した信号について、サンプルずれｘ毎に相関係数を算出した場合には図１０に示すようになる。図１０において縦軸は相関係数の値を表し、横軸はサンプルずれ値を表す。図１０からの７サンプル目にピークが存在することが分かる。
【００４３】
そして、異音検出部１２７は、Ｄ≧ＴD（所定の閾値。）であるか判断する（ステップＳ１５）。この条件を満たす場合には、異音検出ということで、異音検出部１２７は、有線又は無線通信により管理者に警告を出力する（ステップＳ１９）。なお、警告には監視対象物２００のＩＤを含むようにして、場所の特定を容易にする場合もある。
【００４４】
ステップＳ１５で条件を満たさないと判断された場合には、外来音であるので、警告を出力する必要はない。従って、ステップＳ１９に移行する。
【００４５】
ステップＳ１５で条件を満たさないと判断された場合、又はステップＳ１９の後に、処理を終了しないのであれば（ステップＳ２１：Ｎｏルート）、フィルタリングデータ格納部１１において、ステップＳ７で検出された有意音区間の最後尾より後ろのデータに処理対象をスキップし（ステップＳ２３）、次の有意音検出に移行する。すなわちステップＳ５に戻る。一方、処理終了が指示されるなどして処理を終了する場合には（ステップＳ２１：Ｙｅｓルート）、処理を終了する。
【００４６】
なお、図３ではステップＳ１９からステップＳ２３を介してステップＳ５に移行するようなフローを示しているが、ステップＳ１乃至Ｓ７と、ステップＳ９乃至Ｓ１９とが非同期に行われる場合もある。すなわち、有意音検出部１１９は、ステップＳ９からステップＳ１９の期間中も、フィルタリングデータ格納部１１７に格納されているデータを順次処理して、一度検出した有意音区間の最後尾を検出する処理を行っており、当該最後尾を検出した場合には、上で述べた有意音検出処理に切り替えて実施するようにしてもよい。
【００４７】
以上のような処理を実施することによって、監視対象物２００からの定常音が多少揺らいでも、ハイパスフィルタでカットされる帯域内であれば問題なく処理できる。また、どのような監視対象物２００であっても定常音をカットするようなフィルタを設定すれば、対処可能である。さらに、時間軸方向での相関係数を算出するが、この相関係数の算出に悪影響を及ぼすため、パワースペクトルにおいてピークが閾値を超える周波数成分を除去するように帯域阻止型フィルタを用いており、正確に相関係数を算出することができ、これによって２つの検出信号の時間差を精度良く特定できる。すなわち、正しく異音か外来音かの判断を行うことができる。
【００４８】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図２に示した機能ブロック図は一例であって、必ずしも実際のプログラムモジュール構成とは一致しない場合もある。
【００４９】
また、上の例では相関係数を算出する際にマイク１の方の信号を固定して処理する例を示したが、マイク２の信号の方を固定しても良い。そのような場合、Ｄの符号は反転するので、ステップＳ１５における符号も反転させる必要がある。
【００５０】
さらに、異音検出装置を複数設けて、それらの検出結果を総合して異音の有無を判断するようにしても良い。例えば図１において、異音検出装置１００が配置されている方とは反対側にも異音検出装置を配置する場合もある。
【００５１】
なお、異音検出装置１００はコンピュータ装置であって、図１１に示すように当該コンピュータ装置においては、メモリ２５０１（記憶部）とＣＰＵ２５０３（処理部）とハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）２５０５と表示装置２５０９に接続される表示制御部２５０７とリムーバブル・ディスク２５１１用のドライブ装置２５１３と入力装置２５１５とネットワークに接続するための通信制御部２５１７とがバス２５１９で接続されている。オペレーティング・システム（ＯＳ）及びＷｅｂブラウザを含むアプリケーション・プログラムは、ＨＤＤ２５０５に格納されており、ＣＰＵ２５０３により実行される際にはＨＤＤ２５０５からメモリ２５０１に読み出される。必要に応じてＣＰＵ２５０３は、表示制御部２５０７、通信制御部２５１７、ドライブ装置２５１３を制御して、必要な動作を行わせる。また、処理途中のデータについては、メモリ２５０１に格納され、必要があればＨＤＤ２５０５に格納される。このようなコンピュータは、上で述べたＣＰＵ２５０３、メモリ２５０１などのハードウエアとＯＳ及び必要なアプリケーション・プログラムとが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。なお、コンピュータ装置は複数台のコンピュータによって構成される場合もある。なお、Ａ／Ｄ変換部１１１は、別装置として得られる場合もあれば、バス２５１９に接続される一部の部品にて実現される場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る装置の配置例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る異音検出装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における処理フローを示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、監視対象物の定常音の一例を示す図である。
【図５】定常音を除去するためのハイパスフィルタの一例を示す図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、外来音を含む検出音の一例を示す図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、定常音を除去した後の音波の一例を示す図である。
【図８】タイムスロットを説明するための図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、帯域阻止型フィルタによるフィルタリング処理後の信号波形を表す図である。
【図１０】相関係数とサンプルずれとの関係を表す図である。
【図１１】コンピュータの機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  異音検出装置    ２００  監視対象物
１１１  Ａ／Ｄ変換部    １１３  音データ格納部
１１５  定常音除去処理部    １１７  フィルタリングデータ格納部
１１９  有意音検出部    １２１  時間差検出部
１２３  フィルタ設定部    １２５  時間差データ格納部
１２７  異音検出部
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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