JP2005292036A - ノイズ源識別システムとその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】機器などから発生するノイズ音のノイズ源を識別するための解析を遠隔地で行え且つその解析結果を通知できるノイズ源識別システムを提供する。
【解決手段】第１携帯電話端末１と第２携帯電話端末２とが通話状態にされ、第１携帯電話端末１は内蔵されたマイクロフォンで電話機Ｄから採取したノイズ音を携帯電話網（図示せず）を介して第２携帯電話端末２へ送信する。第２携帯電話端末２は内蔵されたスピーカから当該送信されたノイズ音を再生する。解析装置３は、再生されたノイズ音をマイクロフォンＭで採取して処理し、当該ノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、第２携帯電話端末２と携帯電話網とを介して第１携帯電話端末１に通知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ノイズ音からノイズ源を識別するために用いるノイズ源識別システムとその方法に関するものである。

従来より、機器から発生するノイズ音からそのノイズ源を識別する方法として、線形予測法を用いた時間解析方法がある。この方法では、先ず、ノイズ音の波形をサンプリングすることで、ノイズ音の時系列データを生成する。そして、その時系列データを時間周波数解析することで、その時系列データの有する周波数成分を抽出してノイズ源を識別する。

時系列データの有する周波数を抽出する方法として、フーリエ変換法があり、近年では線形予測法やウェーブレット変換法が提案されている。

フーリエ変換法は、時系列データと所定の周波数を有する正弦波との相関係数を調べるものである。これに対し、線形予測法は、測定信号である時系列データの予測係数を求め、その結果、予測係数を用いて特徴的な周波数を抽出するものである。また、ウェーブレット変換法は、あるパルス幅とある時間遅れを有するパルスと時系列データの相関を調べるものである。

これらの手法では、時系列データに混入しているホワイトノイズと信号とのＳ／Ｎの問題があり、ノイズが多くなるとホルマント周波数の抽出精度が著しく劣化する問題がある。

また、実環境で測定される測定信号には商用電源からの電磁誘導の影響を受けることが多く、その影響により解析結果が変動するなどの問題がある。

さらに、これらの手法では、時系列データから得られる周波数とそのレベルまたは相関値を２次元的に表示することでノイズを特徴づける。

以下に、線形予測方法による周波数解析手法の一例を示す。

線形予測方法による周波数解析手法の１つであるホルマント解析は、音声の時系列データ（音声に限る必要は特にない）に存在する特徴的な、あるいは周期的な周波数成分を得る解析手法として知られている。周波数解析の手法には、幾つかの手法があるが、ここでは、線形予測分析方法について述べる。具体的には、時系列データ
｛ｘ（ｎ）：ｎ＝０，１，２，・・・Ｎ，Ｔ：サンプル間隔｝の特徴を示す周波数情報を抽出するため、以下の時系列データに対する予測値を考える。

なお、ａ_i（ｉ＝１，２，・・・、ｐ）は予測係数とも称するものである。式（１）で用いる考え方は、多変量解析などで行われる回帰分析手法と同様なものであり、過去の時系列データから、ある時刻の時系列データを予測するものである。なお、ｐは予測係数の項数である。予測次数は時系列データの有する周波数成分の数に依存するが、通常は、予測次数ｐは８〜２０程度が選択されることが多い。

このとき、未知の予測係数を求めるため、時系列データとその予測値の差であるノルムIを以下のように定義する。

ここで、Ｎは時系列データの総数である。

なお、式（２）を予測係数で偏微分変分を行うことにより、予測係数に関する連立一次方程式が得られる。この連立一次方程式を解くことで、予測係数を求めることができる。なお、得られた予測係数から以下の予測係数に関する高次代数方程式の解を求めることによって、時系列データの有する周波数を得ることができる。

ただし、

なお、ωは角周波数であり、また、式（３）の解はｐ個の周波数（正弦波周波数と減衰周波数）が得られる。
特開２０００−００００００号公報

上記のような線形予測法を用いた時間解析方法では、解析装置を機器がある場所に持ち込んで機器から発生するノイズ音をその場で測定解析するようになっている。したがって、測定システムが大がかりｎなったり、ノイズ音の識別が迅速に行えないという問題があった。

本発明は、機器などから発生するノイズ音のノイズ源を識別するための解析を遠隔地で行え且つその解析結果を通知できるノイズ源識別システムとその方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１の本発明は、ノイズ音を採取し送信する第１携帯電話端末と該第１携帯電話端末から当該ノイズ音を受信する第２携帯電話端末と該受信されたノイズ音を解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムであって、前記第１携帯電話端末は、採取したノイズ音を携帯電話網を介して前記第２携帯電話端末へ送信し、前記第２携帯電話端末は、受信したノイズ音を再生し、前記解析装置は、前記再生されたノイズ音をマイクロフォンで採取して当該ノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、前記第２携帯電話端末と携帯電話網とを介して前記第１携帯電話端末に通知することを特徴とするノイズ源識別システムをもって解決手段とする。

請求項２の本発明は、前記解析装置は、前記第１携帯電話端末に通知を行う代わりに、インターネットを介して所定のコンピュータに通知を行うことを特徴とする請求項１記載のノイズ源識別システムをもって解決手段とする。

請求項３の本発明は、前記第１及び第２携帯電話端末に代えて、直接的に無線通信することが可能な第１無線通話機及び第２無線通話機を用いたことを特徴とする請求項１または２記載のノイズ源識別システムをもって解決手段とする。

請求項４の本発明は、ノイズ音を採取し送信する携帯電話端末と当該ノイズ音を受信し解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムであって、前記携帯電話端末は、採取したノイズ音をインターネットを介して前記解析装置へ送信し、前記解析装置は、受信したノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介して前記携帯電話端末に通知することを特徴とするノイズ源識別システムをもって解決手段とする。

請求項５の本発明は、前記解析装置は、前記携帯電話端末に通知を行う代わりに、インターネットを介して所定のコンピュータに通知を行うことを特徴とする請求項４記載のノイズ源識別システムをもって解決手段とする。

請求項６の本発明は、ノイズ音を採取し送信するコンピュータと当該ノイズ音を受信し解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムであって、前記コンピュータは、ノイズ音をマイクロフォンで採取するとともに該採取したノイズ音をインターネットを介して前記解析装置へ送信し、前記解析装置は、受信したノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介して前記コンピュータに通知することを特徴とするノイズ源識別システムをもって解決手段とする。

請求項７の本発明は、前記コンピュータとインターネットとの間の通信回線が無線ＬＡＮ機器により構成されたことを特徴とする請求項６記載のノイズ源識別システムをもって解決手段とする。

請求項８の本発明は、既知のノイズ源の種類及び／またはその特徴と該ノイズ源からのノイズ音により抽出された周波数とを予め対応づけたデータベースを備え、前記解析装置は、ノイズ音が有する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに当該抽出された周波数を前記データベースの周波数と比較してノイズ源の種類及び／またはその特徴を特定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のノイズ源識別システムをもって解決手段とする。

請求項９の本発明は、ノイズ音を採取し送信する第１携帯電話端末と該第１携帯電話端末から当該ノイズ音を受信する第２携帯電話端末と該受信されたノイズ音を解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムが行うノイズ源識別方法であって、前記第１携帯電話端末は、採取したノイズ音を携帯電話網を介して前記第２携帯電話端末へ送信し、前記第２携帯電話端末は、受信したノイズ音を再生し、前記解析装置は、前記再生されたノイズ音をマイクロフォンで採取して当該ノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、前記第２携帯電話端末と携帯電話網とを介して前記第１携帯電話端末に通知することを特徴とするノイズ源識別方法をもって解決手段とする。

請求項１０の本発明は、前記解析装置は、前記第１携帯電話端末に通知を行う代わりに、インターネットを介して所定のコンピュータに通知を行うことを特徴とする請求項９記載のノイズ源識別方法をもって解決手段とする。

請求項１１の本発明は、前記第１及び第２携帯電話端末に代えて、直接的に無線通信することが可能な第１無線通話機及び第２無線通話機を用いたことを特徴とする請求項９または１０記載のノイズ源識別方法をもって解決手段とする。

請求項１２の本発明は、ノイズ音を採取し送信する携帯電話端末と当該ノイズ音を受信し解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムが行うノイズ源識別方法であって、前記携帯電話端末は、採取したノイズ音をインターネットを介して前記解析装置へ送信し、前記解析装置は、受信したノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介して前記携帯電話端末に通知することを特徴とするノイズ源識別方法をもって解決手段とする。

請求項１３の本発明は、前記解析装置は、前記携帯電話端末に通知を行う代わりに、インターネットを介して所定のコンピュータに通知を行うことを特徴とする請求項１２記載のノイズ源識別方法をもって解決手段とする。

請求項１４の本発明は、ノイズ音を採取し送信するコンピュータと当該ノイズ音を受信し解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムが行うノイズ源識別方法であって、前記コンピュータは、ノイズ音をマイクロフォンで採取するとともに該採取したノイズ音をインターネットを介して前記解析装置へ送信し、前記解析装置は、受信したノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介して前記コンピュータに通知することを特徴とするノイズ源識別方法をもって解決手段とする。

請求項１５の本発明は、前記コンピュータとインターネットとの間の通信回線が無線ＬＡＮ機器により構成されたことを特徴とする請求項１４記載のノイズ源識別方法をもって解決手段とする。

請求項１６の本発明は、既知のノイズ源の種類及び／またはその特徴と該ノイズ源からのノイズ音により抽出された周波数とを予め対応づけたデータベースが設けられているときに、前記解析装置は、ノイズ音が有する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに当該抽出された周波数を前記データベースの周波数と比較してノイズ源の種類及び／またはその特徴を特定することを特徴とする請求項９ないし１５のいずれかに記載のノイズ源識別方法をもって解決手段とする。

請求項１７の本発明は、請求項９ないし１６のいずれかに記載のノイズ源識別方法をノイズ源識別システムに実行させるコンピュータプログラムをもって解決手段とする。

請求項１８の本発明は、請求項９ないし１６のいずれかに記載のノイズ源識別方法をノイズ源識別システムに実行させるコンピュータプログラムを格納した記録媒体をもって解決手段とする。

本発明によれば、機器などから発生するノイズ音のノイズ源を識別するための解析を遠隔地で行え且つその解析結果を通知できるノイズ源識別システムを提供することができる。その結果、遠隔地からノイズ源を識別することができるようになる。よって、測定システムを大がかりにすることなく、ノイズ源の識別が迅速に行えるようになる。また、ノイズ故障の原因の切り分けを遠隔地から支援することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るノイズ源識別システムの構成を示す図である。

本システムは、ノイズ源Ｎにより電話機Ｄから発生するノイズ音を採取し送信する第１携帯電話端末１と該第１携帯電話端末１から当該ノイズ音を受信する第２携帯電話端末２と該受信されたノイズ音を解析する解析装置３と用いた構成になっている。解析装置３には、第２携帯電話端末２が再生したノイズ音を採取するマイクロフォンＭが接続されている。ノイズ源Ｎは例えば、電子機器であり、電話機Ｄに接続された電話回線にノイズを重畳させることにより、電話機Ｄからノイズ音が発生する。

本システムにあっては、先ず、第１携帯電話端末１と第２携帯電話端末２とが通話状態にされ、第１携帯電話端末１は内蔵されたマイクロフォンで電話機Ｄから採取したノイズ音を携帯電話網（図示せず）を介して第２携帯電話端末２へ送信する。第２携帯電話端末２は内蔵されたスピーカから当該送信されたノイズ音を再生する。解析装置３は、再生されたノイズ音をマイクロフォンＭで採取して処理し、当該ノイズ音に潜在する周波数（２以上の周波数または多数の周波数（周波数群）でもよい。以下同様である。）を線形予測法に基づいて抽出するとともに当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、第２携帯電話端末２と携帯電話網とを介して第１携帯電話端末１に通知する。このとき、解析装置３は、線形予測法に基づいた周波数の抽出を、背景技術で説明した方法で行うことができる。これは、他の実施の形態でも同様である。

なお、図２に示すように、解析装置３は、第１携帯電話端末１に通知を行う代わりに、インターネットを介してコンピュータ４に、例えば電子メールで通知を行うようにしてもよい。また、このようにコンピュータ４に通知することを他の実施の形態で行っても勿論よい。

また、第１及び第２携帯電話端末に代えて、直接的に無線通信することが可能な第１無線通話機及び第２無線通話機を用いるようにしてもよい。

図３は、本発明の第２の実施の形態に係るノイズ源識別システムの構成を示す図である。ここでは、第１の実施の形態で用いられる要素に対し同一の符号を付与する。また、こららの要素に関する重複説明を省略する。

本システムは、ノイズ音を採取し送信する携帯電話端末１と当該ノイズ音を受信し解析する解析装置３とを用いた構成となっている。

本システムにあっては、携帯電話端末１は内蔵されたマイクロフォンで電話機Ｄから採取したノイズ音をインターネットを介して解析装置３へ送信する。解析装置３は、ノイズ音を受信して処理し、潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介して携帯電話端末１に通知する。

図４は、本発明の第３の実施の形態に係るノイズ源識別システムの構成を示す図である。ここでは、第１または第２の実施の形態で用いられる要素に対し同一の符号を付与する。また、こららの要素に関する重複説明を省略する。

本システムは、ノイズ音を採取し送信するコンピュータ５と当該ノイズ音を受信し解析する解析装置３とを用いた構成となっている。コンピュータ５には、電話機Ｄからのノイズ音を採取するマイクロフォンＭが接続されている。

本システムにあっては、コンピュータ５は、電話機Ｄからのノイズ音をマイクロフォンＭで採取するとともに該採取したノイズ音をインターネットを介して解析装置３へ送信する。解析装置３は、ノイズ音を受信して処理し、潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介してコンピュータ５に通知する。

なお、コンピュータ５とインターネットとの間の通信回線を無線ＬＡＮ機器により構成してもよい。

また、第１ないし第３の実施の形態においては、以下の構成を採用することができる。つまり、解析装置３側の固定磁気記憶装置（ハードディスク）などに、既知のノイズ源の種類及び／またはその特徴と該ノイズ源からのノイズ音により抽出された周波数とを予め対応づけたデータベースを設け、解析装置３が、送信されたノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに当該抽出された周波数をデータベースの周波数と比較してノイズ源の種類及び／またはその特徴を特定するようにできる。

なお、上記説明した処理を各実施の形態のノイズ源識別システムに実行させるコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納したり、インターネットなどの通信網を介して伝送させて、広く流通させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るノイズ源識別システムの構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るノイズ源識別システムの他の構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るノイズ源識別システムの構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るノイズ源識別システムの構成を示す図である。

符号の説明

１ 第１携帯電話端末
２ 第２携帯電話端末
３ 解析装置
４，５ コンピュータ
Ｄ 電話機
Ｍ マイクロフォン
Ｎ ノイズ源

Claims (18)

1. ノイズ音を採取し送信する第１携帯電話端末と該第１携帯電話端末から当該ノイズ音を受信する第２携帯電話端末と該受信されたノイズ音を解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムであって、
   前記第１携帯電話端末は、採取したノイズ音を携帯電話網を介して前記第２携帯電話端末へ送信し、
   前記第２携帯電話端末は、受信したノイズ音を再生し、
   前記解析装置は、前記再生されたノイズ音をマイクロフォンで採取して当該ノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、前記第２携帯電話端末と携帯電話網とを介して前記第１携帯電話端末に通知することを特徴とするノイズ源識別システム。
2. 前記解析装置は、前記第１携帯電話端末に通知を行う代わりに、インターネットを介して所定のコンピュータに通知を行うことを特徴とする請求項１記載のノイズ源識別システム。
3. 前記第１及び第２携帯電話端末に代えて、直接的に無線通信することが可能な第１無線通話機及び第２無線通話機を用いたことを特徴とする請求項１または２記載のノイズ源識別システム。
4. ノイズ音を採取し送信する携帯電話端末と当該ノイズ音を受信し解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムであって、
   前記携帯電話端末は、採取したノイズ音をインターネットを介して前記解析装置へ送信し、
   前記解析装置は、受信したノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介して前記携帯電話端末に通知することを特徴とするノイズ源識別システム。
5. 前記解析装置は、前記携帯電話端末に通知を行う代わりに、インターネットを介して所定のコンピュータに通知を行うことを特徴とする請求項４記載のノイズ源識別システム。
6. ノイズ音を採取し送信するコンピュータと当該ノイズ音を受信し解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムであって、
   前記コンピュータは、ノイズ音をマイクロフォンで採取するとともに該採取したノイズ音をインターネットを介して前記解析装置へ送信し、
   前記解析装置は、受信したノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介して前記コンピュータに通知することを特徴とするノイズ源識別システム。
7. 前記コンピュータとインターネットとの間の通信回線が無線ＬＡＮ機器により構成されたことを特徴とする請求項６記載のノイズ源識別システム。
8. 既知のノイズ源の種類及び／またはその特徴と該ノイズ源からのノイズ音により抽出された周波数とを予め対応づけたデータベースを備え、
   前記解析装置は、ノイズ音が有する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに当該抽出された周波数を前記データベースの周波数と比較してノイズ源の種類及び／またはその特徴を特定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のノイズ源識別システム。
9. ノイズ音を採取し送信する第１携帯電話端末と該第１携帯電話端末から当該ノイズ音を受信する第２携帯電話端末と該受信されたノイズ音を解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムが行うノイズ源識別方法であって、
   前記第１携帯電話端末は、採取したノイズ音を携帯電話網を介して前記第２携帯電話端末へ送信し、
   前記第２携帯電話端末は、受信したノイズ音を再生し、
   前記解析装置は、前記再生されたノイズ音をマイクロフォンで採取して当該ノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、前記第２携帯電話端末と携帯電話網とを介して前記第１携帯電話端末に通知することを特徴とするノイズ源識別方法。
10. 前記解析装置は、前記第１携帯電話端末に通知を行う代わりに、インターネットを介して所定のコンピュータに通知を行うことを特徴とする請求項９記載のノイズ源識別方法。
11. 前記第１及び第２携帯電話端末に代えて、直接的に無線通信することが可能な第１無線通話機及び第２無線通話機を用いたことを特徴とする請求項９または１０記載のノイズ源識別方法。
12. ノイズ音を採取し送信する携帯電話端末と当該ノイズ音を受信し解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムが行うノイズ源識別方法であって、
    前記携帯電話端末は、採取したノイズ音をインターネットを介して前記解析装置へ送信し、
    前記解析装置は、受信したノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介して前記携帯電話端末に通知することを特徴とするノイズ源識別方法。
13. 前記解析装置は、前記携帯電話端末に通知を行う代わりに、インターネットを介して所定のコンピュータに通知を行うことを特徴とする請求項１２記載のノイズ源識別方法。
14. ノイズ音を採取し送信するコンピュータと当該ノイズ音を受信し解析する解析装置とを用いたノイズ源識別システムが行うノイズ源識別方法であって、
    前記コンピュータは、ノイズ音をマイクロフォンで採取するとともに該採取したノイズ音をインターネットを介して前記解析装置へ送信し、
    前記解析装置は、受信したノイズ音に潜在する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに、当該抽出された周波数及び／または該周波数により特定されたノイズ源の種類及び／またはその特徴を、インターネットを介して前記コンピュータに通知することを特徴とするノイズ源識別方法。
15. 前記コンピュータとインターネットとの間の通信回線が無線ＬＡＮ機器により構成されたことを特徴とする請求項１４記載のノイズ源識別方法。
16. 既知のノイズ源の種類及び／またはその特徴と該ノイズ源からのノイズ音により抽出された周波数とを予め対応づけたデータベースが設けられているときに、
    前記解析装置は、ノイズ音が有する周波数を線形予測法に基づいて抽出するとともに当該抽出された周波数を前記データベースの周波数と比較してノイズ源の種類及び／またはその特徴を特定することを特徴とする請求項９ないし１５のいずれかに記載のノイズ源識別方法。
17. 請求項９ないし１６のいずれかに記載のノイズ源識別方法をノイズ源識別システムに実行させるコンピュータプログラム。
18. 請求項９ないし１６のいずれかに記載のノイズ源識別方法をノイズ源識別システムに実行させるコンピュータプログラムを格納した記録媒体。
    

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