JP2004234036A

JP2004234036A - 情報処理装置および方法、並びに、プログラム

Info

Publication number: JP2004234036A
Application number: JP2002376754A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Otsuki; 好之大槻
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】サンプリングデータを周波数領域のデータに変換した場合においても、異常を確実に検出できるようにする。
【解決手段】サンプリングデータ生成部４０２は、入力された音声信号をＡ／Ｄ変換し、サンプリングデータをＭ個生成し、記憶制御部４０３は、生成されたサンプリングデータをデジタル波形データ記憶部に記憶させる。サンプリングデータ取得部４０５は、記憶されているサンプリングデータから直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータを取得し、周波数変換部４０６は、取得されたＮ個のサンプリングデータを周波数領域のデータに変換する。特徴量演算部４０７は、変換された周波数領域のデータに基づいて特徴量を演算し、認識処理部４０８は、演算された特徴量に基づいて異常を検出する。本発明は、車両盗難防止用装置に適用できる。
【選択図】図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報処理装置および方法、並びに、プログラムに関し、特に、入力信号のサンプリングデータを周波数成分に変換した場合においても、状態を確実に識別できるようにした情報処理装置および方法、並びに、プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の盗難を防止するために、超音波や赤外線などのセンサを用いて、ガラス割れやドアの開閉等を検出し、異常を警報する車両盗難防止装置が普及している。
【０００３】
車両盗難防止装置には、例えば、車両の外部から加えられた衝撃波を検出し、衝撃波の信号に基づいて、人為的な盗難行為か否かを判定することにより、警報を発するものがある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、例えば、車両盗難防止装置は、センサ（車両盗難防止装置が有するセンサ）により検出された音声のサンプリングデータ（時間軸で表わされているサンプリングデータ）を、図１に示されるように所定の時間間隔（フレーム周期）（図１の例の場合時間Ｔの周期）でまとめて周波数成分（周波数軸で表わされる）に変換することにより、周波数成分の特性から異常状態を検出することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３５３２８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、所定の時間間隔（フレーム周期）でまとめて周波数成分に変換する場合、図１に示されるように１フレームＦ１内で完結した事象でしか認識処理できず、例えば、図２に示されるように、時間的に前のフレーム（フレームＦ１１）と後のフレーム（フレームＦ１２）にまたがってサンプリングデータの変化が生じた場合、これを周波数成分に変換しても、正しく異常状態を検出することができないという課題があった。
【０００７】
また、図３に示されるように、時間的に前のフレーム（フレームＦ２１）と後のフレーム（フレームＦ２２）の切れ目で大きな値の変化が生じた場合（レベルが負から正、またはその逆に正から負に変化した場合）、周波数成分に変換しても、正しく異常状態を検出することができないという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、入力信号のサンプリングデータを周波数成分に変換した場合においても、状態を確実に識別できるようにするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報処理装置は、入力信号のサンプリングデータを取得する第１の取得手段と、第１の取得手段により取得されたサンプリングデータを記憶する記憶手段と、記憶手段により記憶されたサンプリングデータから、直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータを逐次取得する第２の取得手段と、第２の取得手段により取得されたＮ個のサンプリングデータを周波数成分に逐次変換する変換手段と、変換手段により周波数成分に変換されたサンプリングデータに基づいて、状態を検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の情報処理装置においては、入力信号のサンプリングデータが取得され、記憶され、記憶されたサンプリングデータから、直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータが逐次取得され、周波数成分に逐次変換され、変換されたサンプリングデータに基づいて、状態が検出される。
【００１１】
したがって、情報処理装置は、入力信号のサンプリングデータを周波数領域のデータに変換した場合においても、確実に状態を検出することができる。また、入力信号のサンプリングデータの変化が、フレームにまたがる確率を低くし、周波数領域のデータに基づいて演算される特徴量のふらつきを抑制することができる。
【００１２】
この情報処理装置は、例えば、車両盗難防止用のセンサユニット、センサを備えた各種の監視装置の他、計測装置、または分析装置等の各種の情報処理装置により構成され、第１の取得手段は、例えば、Ａ／Ｄ変換部により構成され、記憶手段は、例えば、デジタル波形データ記憶部により構成され、第２の取得手段、変換手段、および検出手段は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）が所定のプログラムを実行することで実現される。入力信号としては、例えば、音声信号がサンプリングされる。
【００１３】
本発明の情報処理方法は、入力信号のサンプリングデータを取得する第１の取得ステップと、第１の取得ステップの処理により取得されたサンプリングデータの記憶を制御する記憶制御ステップと、記憶制御ステップの処理により記憶が制御されたサンプリングデータから、直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータを逐次取得する第２の取得ステップと、第２の取得ステップの処理により取得されたＮ個のサンプリングデータを周波数成分に逐次変換する変換ステップと、変換ステップの処理により周波数に変換されたサンプリングデータに基づいて、状態を検出する検出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の情報処理方法においては、入力信号のサンプリングデータが取得され、記憶が制御される。そして、記憶が制御されたサンプリングデータから直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータが逐次取得され、周波数成分に逐次変換され、変換されたサンプリングデータに基づいて、状態が検出される。
【００１５】
これにより、入力信号のサンプリングデータを周波数領域のデータに変換した場合においても、確実に状態を検出することができる。また、入力信号のサンプリングデータの変化が、フレームにまたがる確率を低くし、周波数領域のデータに基づいて演算される特徴量のふらつきを抑制することができる。
【００１６】
この第１の取得ステップは、例えば、センサ回路から供給された時間領域の入力信号のアナログ信号をデジタル信号に変換し、入力信号のサンプリングデータを取得する取得ステップにより構成され、記憶制御ステップは、例えば、ＣＰＵからの信号に基づいて、取得されたサンプリングデータの記憶を制御する記憶制御ステップにより構成される。第２の取得ステップは、例えば、ＣＰＵからの信号に基づいて、記憶されたサンプリングデータから、直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータを逐次取得する取得ステップにより構成され、変換ステップは、ＣＰＵからの信号に基づいて、取得されたＮ個のサンプリングデータを周波数領域のデータに逐次変換する変換ステップにより構成され、検出ステップは、ＣＰＵからの信号に基づいて、周波数領域のデータに変換されたサンプリングデータに基づいて状態を検出する検出ステップにより構成される。
【００１７】
本発明のプログラムは、入力信号のサンプリングデータを取得する第１の取得ステップと、第１の取得ステップの処理により取得されたサンプリングデータの記憶を制御する記憶制御ステップと、記憶制御ステップの処理により記憶が制御されたサンプリングデータから、Ｎ個のサンプリングデータを、直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータを逐次取得する第２の取得ステップと、第２の取得ステップの処理により取得されたＮ個のサンプリングデータを周波数成分に逐次変換する変換ステップと、変換ステップの処理により周波数に変換されたサンプリングデータに基づいて、状態を検出する検出ステップとを含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１８】
本発明のプログラムにおいては、入力信号のサンプリングデータが取得され、記憶が制御される。そして、記憶が制御されたサンプリングデータからＮ個のサンプリングデータが、直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータが逐次取得され、周波数成分に逐次変換され、変換されたサンプリングデータに基づいて、状態が検出される。
【００１９】
これにより、入力信号のサンプリングデータを周波数領域のデータに変換した場合においても、確実に状態を検出することができる。また、入力信号のサンプリングデータの変化が、フレームにまたがる確率を低くし、周波数領域のデータに基づいて演算される特徴量のふらつきを抑制することができる。
【００２０】
この第１の取得ステップは、例えば、センサ回路から供給された時間領域の入力信号のアナログ信号をデジタル信号に変換し、入力信号のサンプリングデータを取得する取得ステップにより構成され、記憶制御ステップは、例えば、ＣＰＵからの信号に基づいて、取得されたサンプリングデータの記憶を制御する記憶制御ステップにより構成される。第２の取得ステップは、例えば、ＣＰＵからの信号に基づいて、記憶されたサンプリングデータから、直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータを逐次取得する取得ステップにより構成され、変換ステップは、ＣＰＵからの信号に基づいて、取得されたＮ個のサンプリングデータを周波数領域のデータに逐次変換する変換ステップにより構成され、検出ステップは、ＣＰＵからの信号に基づいて、周波数領域のデータに変換されたサンプリングデータに基づいて状態を検出する検出ステップにより構成される。
【００２１】
本発明のプログラムは、所定の記録媒体に記録されて、例えば、ドライブにより読み出され、センサユニットにインストールされる。記録媒体は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどによりなるリムーバブルメディアなどより構成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図４は、本発明を適用したセンサユニット１の外観の例を示す図である。
【００２４】
センサユニット１の図中正面上部中央には、センサ５１が設けられている。センサ５１は、例えば、指向性のある音圧センサにより構成され、ドアの開閉やガラスの破壊時の車内の音と圧力の変化を検出する。なお、センサ５１は、音圧センサ以外のセンサであっても良く、例えば、車体の振動を検出する振動センサ、不審者の車内への侵入を検出する焦電センサ、または、タイヤの盗難による車体の傾きを検出する傾斜センサなどであってもよい。
【００２５】
また、センサ５１の４個の角部には、ＬＥＤ５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄが設けられており、これらのＬＥＤ５２Ａ乃至５２Ｄは、異常が検知された場合等に、状況に応じて点灯、若しくは点滅する。
【００２６】
また、センサユニット１の、ＬＥＤ５２Ａ乃至５２Ｄの近傍には、後述するリモートコントローラから供給される赤外線信号を受信する赤外線受信部５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄが設けられている。ユーザは、携帯しているリモートコントローラを用いて、センサユニット１の設定や操作を行うことができる。
【００２７】
センサユニット１の図中下側の面には、ケーブル（図示せず）の端子を着脱自在に装着可能な端子５４の他に、例えば、スピーカ１６より出力される警報音よりも大きな警報音を出力する大音量スピーカ５７等のオプション装置を接続するためのオプション接続端子５５が設けられている。
【００２８】
図４に示されるように、大音量スピーカ５７の専用ケーブル５６がオプション接続端子５５に接続されている場合、センサユニット１は、異常発見時に、大音量スピーカ５７より警報音を出力させる。
【００２９】
図５は、図４のセンサユニット１を横方向より見た図である。
【００３０】
センサユニット１のスピーカ１６が設けられた面に対向する面には、自動車のサンバイザー等にセンサユニット１を簡易的に取り付けるための取り付けバネ６１が設けられている。ユーザは、この取り付けバネ６１とセンサユニット１の筐体でサンバイザーを挟み込むようにしてセンサユニット１をサンバイザーに取り付けることができる。
【００３１】
図６は、上述したセンサユニット１を制御するためのリモートコントローラの外観を示す図である。
【００３２】
図６において、リモートコントローラ７０の図中正面には、センサユニット１のセンサ５１の検出レベルを、微弱なレベルの異常も検出可能なレベルである超微弱レベルに設定するスーパーボタン７１、センサ５１の検出レベルを、超微弱レベルよりセンサの感度が低い通常レベルに設定するノーマルボタン７２、センサユニット１を、車両盗難防止装置として動作する警戒モードに設定する警戒設定ボタン７３、および、センサユニット１を、車両盗難防止装置としての動作を停止するように警戒モードを解除させる警戒解除ボタン７４が設けられている。
【００３３】
また、リモートコントローラ７０の図中左側面には、上述した各種のボタンをユーザが操作した場合に、それらの操作をセンサユニット１に伝える為に、赤外線信号を出力する赤外線発信部７５が設けられている。
【００３４】
ユーザが、このリモートコントローラ７０の赤外線発信部７５をセンサユニット１の赤外線受信部５３Ａ乃至５３Ｄに向け、上述したスーパーボタン７１、ノーマルボタン７２、警戒設定ボタン７３、または警戒解除ボタン７４のいずれかを操作すると、赤外線発信部７５より、ユーザの操作に対応する赤外線信号が出力される。センサユニット１の赤外線受信部５３Ａ乃至５３Ｄがその信号を受信すると、センサユニット１は、ユーザの指示に応じた動作を行う。
【００３５】
図７は、図４および図５に示されるセンサユニット１の内部の構成例を示すブロック図である。
【００３６】
センサユニット１と接続される、電源を供給するバッテリユニット（図示せず）が接続される端子５４の正側電極５４−１には、印加された電圧の調整などの処理を行う電源回路部９１、および印加された電圧のレベルを監視し、ケーブル（図示せず）の断線などによりバッテリユニットからの電源の供給が停止したか否かを監視する断線検知回路部９２が接続されている。
【００３７】
また、電源回路部９１は、センサユニット１の各部を制御するＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）９４に調整した電圧を印加するとともに、内蔵電池９３の正側電極に電圧を印加し、バッテリユニットからの電源供給が停止した場合に用いられる内蔵電池９３を充電する。
【００３８】
断線検知回路部９２は、電源回路部９１への電力の供給が停止し、断線を検知すると、検知したことを示す情報をＭＰＵ９４に供給する。このとき、センサユニット１の各部は、内蔵電池９３より供給される電力を用いて動作する。
【００３９】
赤外線受信部５３Ａ乃至５３Ｄを含む赤外線制御部９５は、図６に示されるリモートコントローラ７０の赤外線発信部７５より送信された赤外線信号を受信すると、それを電気信号に変換し、ＭＰＵ９４に供給する。
【００４０】
センサ５１を含むセンサ部９６は、センサ５１において検知した音と圧力の変化を示す周波数（アナログ信号）を、ＭＰＵ９４に供給する。
【００４１】
ＭＰＵ９４は、以上のように供給された各種の情報に基づいて、異常を検知する処理、異常を警報する警報処理等の各種の処理を行い、ＬＥＤ５２Ａ乃至５２Ｄを含むＬＥＤ部９７を制御して、ＬＥＤ５２Ａ乃至５２Ｄを発光させたり、スピーカ１６を含むスピーカ部９８を制御して、スピーカ１６より警報音を出力したり、大音量スピーカ５７等の、端子５５に接続されたオプション装置を制御したりする。
【００４２】
なお、内蔵電池９３は、端子５４に接続されるケーブル（図示せず）が切断されるなどした場合に、上述したような警報処理を行うだけの容量があればよい。
【００４３】
次に、図８および図９のフローチャートを参照して、センサユニット１による制御処理を説明する。
【００４４】
最初に、センサユニット１のＭＰＵ９４は、図８のステップＳ４１において、制御処理を終了するか否かを判定する。このとき、センサユニット１は、センサ５１の機能を停止した通常モードである。このように、センサ５１の機能を有効にし、警戒活動を行う警戒モードに設定されていない状態で電源の供給が停止するなどして、制御処理を終了すると判定した場合、ＭＰＵ９４は、内蔵電池９３を用いて駆動し、ステップＳ４２において終了処理を行い、制御処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ４１において、制御処理を終了しないと判定した場合、ＭＰＵ９４は、ステップＳ４３に処理を進め、赤外線制御部９５を制御して、図６に示されるリモートコントローラ７０より指示を取得したか否かを判定する。赤外線制御部９５よりユーザの指示に関する情報が供給されておらず、指示を取得していないと判定した場合、ＭＰＵ９４は、処理をステップＳ４１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。
【００４６】
ユーザによるリモートコントローラ７０の操作に対応する、ユーザの指示に関する情報が赤外線信号として、リモートコントローラ７０より供給されると、ＭＰＵ９４は、赤外線制御部９５を介して、その情報を取得し、ステップＳ４３において、リモートコントローラ７０より指示を取得したと判定し、ステップＳ４４に処理を進める。
【００４７】
ステップＳ４４において、ＭＰＵ９４は、その取得した指示が警戒モードの設定を指示する警戒設定指示であるか否かを判定し、警戒設定指示でないと判定した場合、ＭＰＵ９４は、ステップＳ４１に処理を戻し、それ以降の処理を行う。ステップＳ４４において、取得した指示が警戒設定指示であると判定した場合、ＭＰＵ９４は、処理をステップＳ４５に進め、通常モードから警戒モードに設定を移行し、図９のステップＳ４６に処理を進める。
【００４８】
図９のステップＳ４６において、ＭＰＵ９４は、制御処理を終了するか否かを判定し、終了すると判定した場合、処理を図８のステップＳ４２に戻し、終了処理を行った後、制御処理を終了する。
【００４９】
図９のステップＳ４６において、制御処理を終了しないと判定した場合、ＭＰＵ９４は、ステップＳ４７に処理を進め、センサ部９６を制御し、異常を検出したか否かを判定する。異常を検出する処理の詳細は、図１２を参照して後述する。異常を検出したと判定した場合、ＭＰＵ９４は、処理をステップＳ４９に進める。ＭＰＵ９４は、ステップＳ４９において、スピーカ部９８を制御して、スピーカ１６より警報音を出力したり、ＬＥＤ部９７を制御して、ＬＥＤ５２Ａ乃至５２Ｄを点灯させたりして警報を発する警報出力処理を実行する。ステップＳ４７において、センサ５１が異常を検知しておらず、異常を検出していないと判定した場合、ＭＰＵ９４は、ステップＳ４８において、断線を検出したか否かを判定する。断線検知回路部９２が断線を検知し、その情報をＭＰＵ９４に供給することにより断線を検出したと判定した場合、ステップＳ４９において、ＭＰＵ９４は、警報出力処理を実行する。この場合の警報出力処理は、異常が検出された場合より、ソフトな警報を出力するものとすることができる。警報出力処理を実行したＭＰＵ９４は、処理をステップＳ５０に進める。
【００５０】
また、ステップＳ４８において、断線を検出していないと判定した場合、すなわち、車内に異常が認められない場合、ＭＰＵ９４は、ステップＳ４９の処理を省略し、ステップＳ５０に処理を進める。
【００５１】
ステップＳ５０において、ＭＰＵ９４は、リモートコントローラ７０よりユーザからの指示を受信したか否かを判定する。赤外線制御部９５を制御して、ユーザからの指示を受信していないと判定した場合、ＭＰＵ９４は、処理をステップＳ４６に処理を戻し、それ以降の処理を繰り返す。
【００５２】
また、ステップＳ５０において、リモートコントローラ７０よりユーザからの指示を受信したと判定した場合、ＭＰＵ９４は、ステップＳ５１において、その指示が警戒解除設定指示であるか否かを判定する。警戒解除設定指示であると判定した場合、ＭＰＵ９４は、ステップＳ５２において、警戒モードから通常モードにモードの設定を移行し、図８のステップＳ４１に処理を戻し、それ以降の処理を繰り返す。
【００５３】
ステップＳ５１において、リモートコントローラ７０より送信されたユーザからの指示が警戒解除設定指示ではないと判定した場合、ＭＰＵ９４は、ステップＳ５３において、指示がセンサ５１の検出レベルの設定を指示するセンサ検出レベル設定指示であるか否かを判定する。指示がセンサ検出レベルの設定指示ではないと判定した場合、ＭＰＵ９４は、処理をステップＳ４６に処理を戻し、それ以降の処理を繰り返す。
【００５４】
ステップＳ５３において、指示がセンサ検出レベルの設定指示であると判定した場合、ＭＰＵ９４は、ステップＳ５４において、指示されたセンサ検出レベル（超微弱レベルまたは通常レベルのいずれか）に設定し、処理をステップＳ４６に処理を戻し、それ以降の処理を繰り返す。
【００５５】
以上のようにして、ＭＰＵ９４はセンサユニット１の各部を制御し、設置された車内の警戒処理を行う。
【００５６】
なお、いまの例の場合、センサユニット１は、異常を検出した場合、スピーカ１６若しくは大音量スピーカ５７より警報音を出力したり、ＬＥＤ５２Ａ乃至５２Ｄを発光させたりするように説明したが、これに限らず、例えば、センサユニット１がユーザが保持するリモートコントローラと無線通信を行い、そのリモートコントローラに警報情報を供給するようにしてもよい。
【００５７】
次に、異常の検出方法について説明する。異常を検出するために、図７のＭＰＵ９４は、図１０に示されるように構成される。
【００５８】
ＭＰＵ９４には、Ａ（Ａｎａｌｏｇ）／Ｄ（Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部３０１、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３０２、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）３０３、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）３０４、およびデジタル波形データ記憶部３０５が設けられており、ＭＰＵ９４の内部では、それぞれデータの授受が可能である。
【００５９】
ＣＰＵ３０２は、ＲＯＭ３０４に記憶されていプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ３０３にはまた、ＣＰＵ３０２が各種の処理を実行する上において必要なデータなどが適宜記憶される。
【００６０】
センサ部９６により検出された音と圧力の変化を表わすアナログ信号は、ＭＰＵ９４に供給される。
【００６１】
Ａ／Ｄ変換部３０１は、センサ部９６から供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換する（サンプリングする）。これにより、音声のサンプリングデータが生成される。生成されたサンプリングデータは、デジタル波形データ記憶部３０５に記憶される。
【００６２】
ＣＰＵ３０２は、この時間領域（空間領域）のサンプリングデータを、例えば、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）などにより周波数領域のデータに変換し、変換した周波数領域のデータに基づいて、特徴量を抽出する。この特徴量を抽出することにより、ＣＰＵ３０２は、例えば、ガラス破壊、衝突、ドアの開閉、および打音等の異常状態であるか、風またはトラックが横切る場合などのノイズである（異常ではない）のかを判断することができる。ＣＰＵ３０２は、特徴量に基づいて判断した結果（認識処理を実行した結果）に基づいて、ＬＥＤ部９７とスピーカ部９８を制御する信号を生成し、ＬＥＤ部９７とスピーカ部９８に出力する。ＬＥＤ部９７は、ＭＰＵ９４から出力された制御信号に基づいて、ＬＥＤ５２Ａ乃至５２Ｄを発光させ、スピーカ部９８は、ＭＰＵ９４から出力された制御信号に基づいて、スピーカ１６に警報音を出力させたり、大音量スピーカ５７等の、端子５５に接続されたオプション装置を制御する（すなわち、図９のステップＳ４９における警報出力処理を実行する）。
【００６３】
ＭＰＵ９４にはまた、必要に応じてドライブ３２０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリなどによりなるリムーバブルメディア３２１が適宜装着され、それから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じてＲＡＭ３０３にインストールされる。
【００６４】
ＭＰＵ９４のＣＰＵ３０２がソフトウエアを実行することで実現される機能的構成は、図１１に示されるようになる。
【００６５】
信号取得部４０１は、センサ部９６から出力された音と圧力の変化を表わすアナログ信号を取得し、サンプリングデータ生成部４０２に供給する。
【００６６】
サンプリングデータ生成部４０２は、信号取得部４０１から供給されたアナログ信号を、デジタル信号に変換することにより、サンプリングデータを生成し、生成したサンプリングデータを記憶制御部４０３に出力する。
【００６７】
記憶制御部４０３はサンプリングデータ生成部４０２により生成されたサンプリングデータをデジタル波形データ記憶部３０５に記憶させるように制御する。
【００６８】
データ量判定部４０４は、デジタル波形データ記憶部３０５（記憶制御部４０３）に記憶されている音声のサンプリングデータのデータ量を判定し、その結果を、サンプリングデータ取得部４０５に出力する。
【００６９】
サンプリングデータ取得部４０５は、データ量判定部４０４からの通知に基づいて、デジタル波形データ記憶部３０５に記憶されているサンプリングデータのうち、直前にデジタル波形データ記憶部３０５に記憶されたサンプリングデータを含むＮ個のサンプリングデータを逐次取得し、周波数変換部４０６に出力する。
【００７０】
周波数変換部４０６は、サンプリングデータ取得部４０５により取得されたＮ個のサンプリングデータを、周波数領域のデータに逐次変換する。
【００７１】
特徴量演算部４０７は、周波数変換部４０６により周波数領域のデータに変換されたサンプリングデータに基づいて、特徴量を演算（抽出）し、演算結果を認識処理部４０８に出力する。
【００７２】
認識処理部４０８は、特徴量演算部４０７からの演算結果に基づいて、認識処理、すなわち、異常が検出されたか否かを認識する処理を行なう。異常が検出されたと認識された場合、認識処理部４０８は、制御信号をＬＥＤ部９７とスピーカ部９８に出力する。
【００７３】
次に、図１２のフローチャートを参照して、ＭＰＵ９４におけるデータ処理を説明する。この処理は、図９のステップＳ４７の処理の詳細を表わすものである。なお、この処理は、例えば、図８のステップＳ４５により、通常モードから警戒モードに移行された場合に開始される。
【００７４】
ステップＳ２０１において、信号取得部４０１は、センサ部９６から供給された時間領域の音声（音圧）のアナログ信号を取得する。
【００７５】
信号取得部４０１によりアナログ信号が取得されると、ステップＳ２０２において、サンプリングデータ生成部４０２は、Ａ／Ｄ変換部３０１を制御して、アナログ信号をデジタル信号に変換させ、１個のサンプリングデータ（音声のサンプリングデータ）を生成する。例えば、図１３に示されるように、時刻ｔ１におけるアナログ信号が供給された場合、サンプリングデータ生成部４０２はＡ／Ｄ変換部３０１に、時刻ｔ１におけるアナログ信号をデジタル信号に変換させて、時刻ｔ１における１個のサンプリングデータを生成する。
【００７６】
サンプリングデータ生成部４０２により１個のサンプリングデータが生成されると、ステップＳ２０３において、記憶制御部４０３は、サンプリングデータ生成部４０２により生成された１個のサンプリングデータ（いまの例の場合、時刻ｔ１におけるサンプリングデータ）を、デジタル波形データ記憶部３０５に記憶させる。
【００７７】
ステップＳ２０４において、データ量判定部４０４は、デジタル波形データ記憶部３０５に、Ｎ個（１フレーム分）のサンプリングデータが記憶されたか否かを判定する。Ｎは、任意の数とされる。例えば、Ｎ＝１５とする場合、データ量判定部４０４は、デジタル波形データ記憶部３０５に１５個のサンプリングデータが記憶されているか否かを判定する。いまの例の場合、サンプリングデータは１個であるので、ＮＯと判定される。Ｎ個のサンプリングデータがまだ記憶されていないと判定された場合、処理はステップＳ２０１に戻り、信号取得部４０１は、センサ部９６から次に供給されるアナログ信号を取得し、ステップＳ２０２において、サンプリングデータ生成部４０２は、信号取得部４０１により取得されたアナログ信号を、Ａ／Ｄ変換部３０１を制御してデジタル信号に変換させ、２個目のサンプリングデータを生成する。いまの例の場合、時刻ｔ２におけるアナログ信号がデジタル信号に変換される。
【００７８】
Ａ／Ｄ変換部３０１に、一定のサンプリング周期（いまの例の場合、時間「ｔ２−ｔ１」の周期）で、アナログ信号をデジタル信号に変換させることにより（ステップＳ２０２の繰り返しにより）、複数個のサンプリングデータを得ることができる。この周期（いまの例の場合、時間「ｔ２−ｔ１」の周期）は、サンプリング定理に基づき、例えば、検出するアナログ信号の最高周波数が５０Ｈｚとされる場合、１００Ｈｚ以上の周波数に対応する周期とされる。
【００７９】
ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０４の繰り返しにより、サンプリングデータが順次、デジタル波形データ記憶部３０５に記憶される。
【００８０】
ステップＳ２０４において、デジタル波形データ記憶部３０５にＮ個のサンプリングデータが記憶されていると判定された場合（いまの例の場合、ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０４が１５回繰り返され、デジタル波形データ記憶部３０５に１５個のサンプリングデータが記憶された場合）、ステップＳ２０５において、サンプリングデータ取得部４０５は、デジタル波形データ記憶部３０５に記憶されている複数個のサンプリングデータの中から、直前にデジタル波形データ記憶部３０５に記憶されたサンプリングデータ（いまの例の場合、直前のステップＳ２０３の処理により記憶された最新の１個のサンプリングデータ）を含むＮ個のサンプリングデータを取得する。いまの場合、デジタル波形データ記憶部３０５には、Ｎ個（いまの例の場合、１５個）のサンプリングデータしか記憶されていないので、サンプリングデータ取得部４０５は、デジタル波形データ記憶部３０５に記憶されている全てのサンプリングデータを取得する。
【００８１】
具体的には、図１３のフレームＦ１の期間Ｔ１の時刻ｔ１乃至ｔ１５（時刻ｔ１５のデータが最新のサンプリングデータとされる）における１５個のサンプリングデータが取得される。
【００８２】
ステップＳ２０６において、周波数変換部４０６は、サンプリングデータ生成部４０２により取得された１フレーム分のＮ個（いまの例の場合、１５個）の時間領域のサンプリングデータを、周波数領域のデータに変換する。周波数変換部４０６は、この変換の方法として、例えば、高速フーリエ変換、または、ＤＣＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）などの方法を利用する。例えば、ＤＣＴ変換が利用された場合、ＤＣＴ０乃至ＤＣＴ１５によりなる、１６個の周波数領域のデータ（ＤＣＴ係数）が生成される。
【００８３】
ステップＳ２０７において、特徴量演算部４０７は、周波数変換部４０６により生成された周波数領域のデータに基づいて、特徴量を演算（抽出）する。いまの例の場合、ＤＣＴ０乃至ＤＣＴ１５のＤＣＴ係数が得られているので、特徴量演算部４０７は、ＤＣＴ０乃至ＤＣＴ１５のＤＣＴ係数に基づいて、Ｍ段階の特徴量を演算する。例えば、Ｍ＝４（特徴量は４段階）とされ、特徴量演算部４０７は、ＤＣＴ０乃至ＤＣＴ１５のＤＣＴ係数のうち、直流成分を表わすＤＣＴ０を特徴量１とし、直流成分の次に低い周波数成分を表わすＤＣＴ１を特徴量２とし、その次に低い周波数成分を表わすＤＣＴ２とＤＣＴ３の平均値を特徴量３として演算し、高周波成分を表わすＤＣＴ８乃至ＤＣＴ１５の平均値を特徴量４として演算する。
【００８４】
ステップＳ２０８において、認識処理部４０８は、特徴量演算部４０７により演算された特徴量（いまの例の場合、特徴量１乃至特徴量４）に基づいて、認識処理（異常の検出処理）を実行する。例えば、特徴量１の値が基準値より大きい場合、認識処理部４０８は、車両に風が当たっている（すなわち、異常状態ではない）と判定し、ＬＥＤ部９７とスピーカ部９８には、制御信号を出力しない。また、例えば、特徴量２の値が基準値より大きい場合、認識処理部４０８は、トラックが通過したものとして、やはり異常は検出されていないものとする。
【００８５】
特徴量３が基準値より大きい場合、認識処理部４０８は、車両のドアの開閉が行なわれた（すなわち、異常状態である）と判定し、ＬＥＤ部９７とスピーカ部９８に警告を発生させるための制御信号を出力する。特徴量４の値が基準値より大きい場合、窓ガラスが破壊されたものとして、異常状態とされ、警報音が出力される。
【００８６】
ＬＥＤ部９７とスピーカ部９８は、この制御信号に基づいて、上述したように、ＬＥＤ５２Ａ乃至ＬＥＤ５２Ｄを発光させたり、スピーカ１６から警報音を出力させるなどの処理（例えば、図９のステップＳ４９の警報出力処理）を実行する。
【００８７】
ステップＳ２０８の処理の後、処理はステップＳ２０１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。すなわち、信号取得部４０１により次の（いまの例の場合、時刻ｔ１６における）アナログ信号が取得され、ステップＳ２０２の処理によりサンプリングデータ生成部４０２により１個のサンプリングデータが生成され、ステップＳ２０３において、デジタル波形データ記憶部３５に生成された１個のサンプリングデータが記憶される。いまの例の場合、デジタル波形データ記憶部３５には、１６個のサンプリングデータが記憶されているので、ステップＳ２０４の処理は、Ｎ個のサンプリングデータがあると判定される（ＹＥＳと判定される）。
【００８８】
サンプリングデータ取得部４０５は、ステップＳ２０５において、デジタル波形データ記憶部３０５に記憶されているサンプリングデータから、直前の１個（直前のステップＳ２０３において記憶された１個のサンプリングデータ）を含むＮ個のサンプリングデータを取得するので、いまの場合、フレームＦ２の期間Ｔ２の時刻ｔ２乃至時刻ｔ１６における１５個のサンプリングデータが取得される。そして、１５個のサンプリングデータは周波数領域のデータ（ＤＣＴ係数）に変換され、ＤＣＴ係数に基づいて特徴量が演算され、認識処理が行なわれる。以下、同様の処理が繰り返される。
【００８９】
以上のようにして、図１２の例の場合、最初に時刻ｔ１乃至ｔ１５のフレームＦ１の期間Ｔ１のＮ個のサンプリングデータが、次に、時刻ｔ２乃至時刻ｔ１６のフレームＦ２の期間Ｔ２のＮ個のサンプリングデータが、さらに、時刻ｔ３乃至ｔ１７のフレームＦ３の期間Ｔ３の直前の１個のサンプリングデータを含む、Ｎ個のサンプリングデータが順次取得される。
【００９０】
従って、負から正（または、その逆の正から負）への大きなレベルの変化が生じた場合においても、その変化部分を確実に検出する（１フレーム内に納める）ことができ、もって、周波数領域のデータに変換し、特徴量を演算しても、大きなレベルの変化に起因するその特徴量のふらつきを抑制することができ、確実に異常を検出（識別）する（周波数領域のデータの特性を識別する）ことができる。
【００９１】
例えば、図１４に示されるように、時刻ｔ１０１乃至時刻ｔ１１５のフレームＦ１１の期間Ｔ１１、時刻ｔ１０２乃至時刻ｔ１１６のフレームＦ１２の期間Ｔ１２、さらに、時刻ｔ１０３乃至時刻ｔ１１７のフレームＦ１３の期間Ｔ１３等のＤＣＴ係数が順次生成される。従って、例えば、時刻ｔ１２８において、レベルが負から正に大きく変化した場合においても、時刻ｔ１２８を含むフレーム（例えば、時刻ｔ１２０乃至時刻ｔ１３４により構成される期間Ｔ３０のフレームＦ３０）が生成されるので、レベルの変化の大きなサンプリングデータを１フレーム内に収めることができ（発生事象がフレームにまたがる確率を減らすことができ）、これを周波数領域に変換（ステップＳ２０６）し、特徴量を演算しても、特徴量のふらつきを抑え、異常を確実に検出（識別）することができる（周波数領域の変化を確実に検出することができる）。
【００９２】
以上の処理により、ＣＰＵ３０２が、サンプリングデータ（音声のサンプリングデータ）が１個入力されてくる毎に、直前に入力された１個のサンプリングデータを含むＮ個のサンプリングデータを逐次取得して、周波数領域のデータに逐次変換するようにしたので、サンプリングデータを周波数領域のデータに変換し、特徴量を演算した場合においても、確実に異常を検出することが可能となる。
【００９３】
また、音声のサンプリングデータの変化がフレームにまたがった事象や、音声信号のサンプリングデータの変化が大きい場合においても、サンプリングデータにより求められた周波数領域のデータから演算される特徴量のふらつきを抑制することができる。
【００９４】
以上において、本発明を車両盗難防止用のセンサユニット１に適用した場合について説明したが、本発明は、この他、センサを備えた各種の監視装置の他、計測装置、分析装置等の各種の情報処理装置に適用することができる。
【００９５】
また、入力信号のサンプリングデータに基づいて異常を検出するだけでなく、例えば、車両の走行状態、エンジン状態、および温度等の各種の状態を検出することもできる。
【００９６】
なお、以上の例では、１個のサンプリングデータを生成した場合、最新のサンプリングデータをＮ個取得するようにしたが、１個以上Ｎ個以下とされるＭ個（Ｍは自然数とされる）のサンプリングデータを生成したとき、直前のＭ個を含むＮ個のサンプリングデータを逐次取得するようにしても良い。このようにした場合、サンプリングデータを１個取得する毎に周波数成分に逐次変換する場合に比べて、処理の回数を減らすことができ、もって、ＭＰＵ９４の負担を減らすことができる。例えば、Ｍ＝２とした場合、最初に、時刻ｔ１０１乃至時刻ｔ１１５のフレームＦ１１の期間Ｔ１１、次に、時刻ｔ１０３乃至時刻ｔ１１７のフレームＦ１３の期間１３のＤＣＴ係数が生成される。すなわち、時刻ｔ１０１乃至時刻ｔ１１４により構成される期間Ｔ１２のフレームＦ１２の生成を省略する（偶数のフレームの生成を省略する）ことができる。Ｍ＝１とした場合に比べて、異常検出の精度は落ちるが、Ｎ個の場合よりは向上させることができる。なお、検出されるのは、音（音声）と圧力（空気圧）だけでなく、加速度、磁気、熱、または電波などとしてもよい。
【００９７】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【００９８】
この記録媒体は、図１０に示されるように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されているリムーバブルメディア３２１よりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているＲＯＭ３０４やハードディスクなどで構成される。
【００９９】
なお、本明細書において、コンピュータプログラムを記述するステップは、記載された順序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１００】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、入力信号のサンプリングデータを周波数領域のデータに変換した場合においても、確実に状態を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフレームを説明する図である。
【図２】従来のフレームを説明する図である。
【図３】従来のフレームを説明する図である。
【図４】本発明を適用したセンサユニットの外観の構成例を示す図である。
【図５】図４のセンサユニットの外観の構成例を示す側面図である。
【図６】図４のセンサユニットを制御するためのリモートコントローラの外観の構成を示す図である。
【図７】図４のセンサユニットの内部の構成例を示すブロック図である。
【図８】センサユニットによる制御処理を説明するフローチャートである。
【図９】センサユニットによる制御処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図７のＭＰＵの内部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０のＭＰＵの機能的構成を示すブロック図である。
【図１２】図１０のＭＰＵにおけるデータ処理を説明するフローチャートである。
【図１３】図１２のデータ処理により生成されるフレームを説明する図である。
【図１４】図１２のデータ処理により生成されるフレームを説明する図である。
【符号の説明】
１センサユニット
５１センサ
９４ＭＰＵ
３０１Ａ／Ｄ変換部
３０２ＣＰＵ
３０５デジタル波形データ記憶部
４０１信号取得部
４０２サンプリングデータ生成部
４０３記憶制御部
４０４データ量判定部
４０５サンプリングデータ取得部
４０６周波数変換部
４０７特徴量演算部
４０８認識処理部

Claims

入力信号のサンプリングデータを取得する第１の取得手段と、
前記第１の取得手段により取得された前記サンプリングデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶された前記サンプリングデータから、直前のＭ個を含むＮ個の前記サンプリングデータを逐次取得する第２の取得手段と、
前記第２の取得手段により取得された前記Ｎ個のサンプリングデータを周波数成分に逐次変換する変換手段と、
前記変換手段により周波数成分に変換された前記サンプリングデータに基づいて、状態を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
入力信号のサンプリングデータを取得する第１の取得ステップと、
前記第１の取得ステップの処理により取得された前記サンプリングデータの記憶を制御する記憶制御ステップと、
前記記憶制御ステップの処理により記憶が制御された前記サンプリングデータから、直前のＭ個を含むＮ個の前記サンプリングデータを逐次取得する第２の取得ステップと、
前記第２の取得ステップの処理により取得された前記Ｎ個のサンプリングデータを周波数成分に逐次変換する変換ステップと、
前記変換ステップの処理により周波数成分に変換された前記サンプリングデータに基づいて、状態を検出する検出ステップと
を含むことを特徴とする情報処理方法。
入力信号のサンプリングデータを取得する第１の取得ステップと、
前記第１の取得ステップの処理により取得された前記サンプリングデータの記憶を制御する記憶制御ステップと、
前記記憶制御ステップの処理により記憶が制御された前記サンプリングデータから、直前のＭ個を含むＮ個の前記サンプリングデータを逐次取得する第２の取得ステップと、
前記第２の取得ステップの処理により取得された前記Ｎ個のサンプリングデータを周波数成分に逐次変換する変換ステップと、
前記変換ステップの処理により周波数成分に変換された前記サンプリングデータに基づいて、状態を検出する検出ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。