JP2016102822A - Detector for infant cry - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detector for an infant cry, having an increased detection accuracy for the infant cry.SOLUTION: A first determination unit 16 determines that an infant cry can be contained in a collected sound signal when the collected sound signal has been determined to contain at least two alternate first and second sound signals. A second determination unit 21 determines that the collected sound signal contains an infant cry and detects the infant cry when the following determination results have been obtained, which are a determination result showing that the collected sound signal can contain the infant cry and a determination result showing that the first sound signal has a harmonic structure continuing for a predetermined period of time.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、乳幼児の泣き声を検出する乳幼児泣き声検出装置に関する。   The present invention relates to an infant cry detection device for detecting an infant cry.

従来、この種の技術としては、特許文献1に記載されたものが知られている。同文献1には、乳幼児が泣いているか否かを乳幼児と離れた所で監視する乳幼児の泣き声監視システムが記載されている。この監視システムは、乳幼児が発する泣き声を集音し、集音した泣き声の音圧レベルが所定値を上回ったときに、泣き声が検出されたことを離れた場所にいる監視者に通知する。   Conventionally, what was described in patent document 1 as this kind of technique is known. The document 1 describes an infant cry monitoring system that monitors whether an infant is crying at a distance from the infant. This monitoring system collects crying voices produced by infants, and when the sound pressure level of the collected crying voice exceeds a predetermined value, notifies the supervisor at a remote location that the crying voice has been detected.

また、上記と同様な技術として、特許文献2に記載されたものが知られている。同文献2には、集音された音から子供の泣き声を認識し、泣き声が認識されると、携帯端末の持ち主に通知する泣き声通知装置が記載されている。この泣き声通知装置は、集音された音と、予め記憶された所定の音の大きさ、音の高さ等に関する所定の閾値とを比較することにより集音された音に子供の泣き声が含まれているか否かを判定している。   Moreover, what was described in patent document 2 is known as a technique similar to the above. The document 2 describes a cry notification device that recognizes a child's cry from the collected sound and notifies the owner of the mobile terminal when the cry is recognized. This crying notification device includes a crying sound of a child in the collected sound by comparing the collected sound with a predetermined threshold value relating to a predetermined sound volume, sound pitch, etc. stored in advance. It is determined whether or not.

さらに、乳幼児の泣き声を含む様々な音の種別を識別して使用者に報知する聴覚支援装置が、特許文献3に記載されている。この聴覚支援装置は、集音した音を周波数に変換し、周波数の特徴と予め設定した既知の音の周波数の特徴とを比較するパターンマッチングの手法により、音の種別を識別している。   Furthermore, Patent Document 3 discloses a hearing support device that identifies various types of sounds including infants' cry and informs the user. This hearing aid apparatus identifies a sound type by a pattern matching technique that converts a collected sound into a frequency and compares the frequency characteristic with a preset frequency characteristic of a known sound.

特開2002−367049号公報JP 2002-367049 A 特開平11−102493号公報JP-A-11-102493 特開平10−282985号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-282985

特許文献1,2に記載された従来の技術では、集音した音の大きさの大小に基づいて乳幼児の泣き声を検出している。このため、特許文献1,2に記載された従来の技術では、周囲の環境や乳幼児の状態により変化する乳幼児の泣き声を精度よく検出することは難しく、誤検出の可能性が高くなっていた。   In the conventional techniques described in Patent Documents 1 and 2, the cry of an infant is detected based on the magnitude of the collected sound. For this reason, in the conventional techniques described in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to accurately detect the cry of an infant that changes depending on the surrounding environment and the condition of the infant, and the possibility of erroneous detection has increased.

一方、特許文献3に記載されたパターンマッチングの手法において、集音した音と比較パターンとを比較するだけでは、周囲の環境や乳幼児の状態により変化する乳幼児の泣き声を精度よく検出することは困難になっていた。   On the other hand, in the pattern matching technique described in Patent Document 3, it is difficult to accurately detect an infant's cry that changes depending on the surrounding environment and the infant's condition, simply by comparing the collected sound with the comparison pattern. It was.

本発明の目的は、乳幼児の泣き声を検出する精度を向上した乳幼児泣き声検出装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an infant cry detection device with improved accuracy for detecting infant cry.

本発明は、音を集音する集音部と、前記集音部で集音された音信号の音圧レベルを検出する音圧レベル検出部と、前記音圧レベル検出部で音圧レベルが検出された音信号に、第1の音圧レベル以上で第1の時間連続した第1の音信号と、前記第1の音信号より低い第2の音圧レベル以下で前記第1の時間より短い第2の時間連続した第2の音信号とが含まれているか否かを判定する連続性判定部と、前記第1の音信号と前記第2の音信号とが前記集音部で集音された音信号に含まれていると判定された場合に、前記第1の音信号と前記第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返すか否かを判定する周期性判定部と、前記第1の音信号と前記第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返すと判定された場合には、前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定する第1判定部と、前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定された場合に、前記第1の音信号を周波数変換する周波数変換部と、周波数変換された前記第1の音信号が、周波数スペクトルのピークが基音周波数と高次周波数とで構成された倍音構造を有しているか否かを判定し、倍音構造を有している場合に、倍音構造が予め設定された時間継続しているか否かを判定する倍音判定部と、乳幼児の泣き声が前記集音部で集音された音信号に含まれている可能性があると判定され、かつ前記第1の音信号は倍音構造で、かつ倍音構造が予め設定された時間継続していると判定された場合には、前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する第2判定部と、を有することを特徴とする乳幼児泣き声検出装置を提供する。   The present invention provides a sound collection unit that collects sound, a sound pressure level detection unit that detects a sound pressure level of a sound signal collected by the sound collection unit, and a sound pressure level detected by the sound pressure level detection unit. The detected sound signal includes a first sound signal that is equal to or higher than the first sound pressure level for a first time and a second sound pressure level that is lower than the first sound signal and lower than the first time. A continuity determination unit that determines whether or not a second sound signal that is continuous for a short second time period is included, and the sound collection unit collects the first sound signal and the second sound signal. A periodicity determining unit that determines whether or not the first sound signal and the second sound signal are alternately repeated at least twice when it is determined that the sound signal is included in the sound signal; When it is determined that the first sound signal and the second sound signal are alternately repeated at least twice, the sound is collected by the sound collecting unit. It is determined that there is a possibility that an infant's cry may be included in the sound signal collected by the sound collecting unit and a first determination unit that determines that the signal may include an infant's cry A frequency converter that converts the frequency of the first sound signal, and the first sound signal that has undergone frequency conversion has a harmonic structure in which the peak of the frequency spectrum is composed of a fundamental frequency and a higher order frequency. A harmonic overtone determination unit for determining whether or not the overtone structure is continued for a preset time when the overtone structure is present; When it is determined that there is a possibility that it is included in the sound signal collected in step 1, and it is determined that the first sound signal has a harmonic structure and the harmonic structure has continued for a preset time. Infants crying in the sound signal collected by the sound collection unit Was determined to be included, to provide a second determination unit for detecting the crying infant, the infant crying detecting apparatus characterized by having a.

また、本発明は、音を集音する集音部と、前記集音部で集音された音信号の音圧レベルを検出する音圧レベル検出部と、前記音圧レベル検出部で音圧レベルが検出された音信号に、第1の音圧レベル以上で第1の時間連続した第1の音信号と、前記第1の音信号より低い第2の音圧レベル以下で前記第1の時間より短い第2の時間連続した第2の音信号とが含まれているか否かを判定する連続性判定部と、前記第1の音信号と前記第2の音信号とが前記集音部で集音された音信号に含まれていると判定された場合に、前記第1の音信号と前記第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返すか否かを判定する周期性判定部と、前記連続性判定部及び前記周期性判定部の動作と並行して前記第1の音信号を周波数変換する周波数変換部と、周波数変換された前記第1の音信号は、周波数スペクトルのピークが基音周波数と高次周波数とで構成された倍音構造を有しているか否かを判定し、倍音構造を有している場合に、倍音構造が予め設定された時間継続しているか否かを判定し、判定動作を前記連続性判定部及び前記周期性判定部の動作と並行して行う倍音判定部と、前記第1の音信号と前記第2の音信号とが前記集音部で集音された音信号に含まれて前記第1の音信号と前記第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返し、かつ前記第1の音信号は倍音構造で、かつ倍音構造が予め設定された時間継続していると判定された場合には、前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する判定部と、を有することを特徴とする乳幼児泣き声検出装置を提供する。   The present invention also provides a sound collecting unit that collects sound, a sound pressure level detecting unit that detects a sound pressure level of a sound signal collected by the sound collecting unit, and a sound pressure level that is detected by the sound pressure level detecting unit. The sound signal whose level is detected includes a first sound signal that is equal to or higher than the first sound pressure level for a first time, and the first sound signal that is equal to or lower than a second sound pressure level lower than the first sound signal. A continuity determination unit that determines whether or not a second sound signal that is continuous for a second time shorter than the time is included, and the first sound signal and the second sound signal are the sound collection unit A periodicity determination unit that determines whether the first sound signal and the second sound signal are alternately repeated at least twice when it is determined that the sound signal is included in the sound signal collected at A frequency conversion unit that converts the frequency of the first sound signal in parallel with the operations of the continuity determination unit and the periodicity determination unit, and a frequency The converted first sound signal is determined whether or not the peak of the frequency spectrum has a harmonic structure composed of a fundamental frequency and a higher order frequency. Determining whether or not the overtone structure continues for a preset time, and performing a determination operation in parallel with the operations of the continuity determination unit and the periodicity determination unit; and the first sound signal And the second sound signal are included in the sound signal collected by the sound collecting unit, and the first sound signal and the second sound signal are alternately repeated at least twice, and the first sound signal If it is determined that the sound signal has a harmonic structure and the harmonic structure has continued for a preset time, the sound signal collected by the sound collecting unit includes an infant cry. A determination unit for determining and detecting a cry of an infant To provide a child cry detection device.

本発明の乳幼児泣き声検出装置によれば、乳幼児の泣き声を検出する精度を向上することができる。   According to the infant cry detection apparatus of the present invention, it is possible to improve the accuracy of detecting an infant cry.

本発明の第1実施形態に係る乳幼児泣き声検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the infant cry detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 乳幼児が泣いている状態で集音された音信号の一波形を示す図である。It is a figure which shows one waveform of the sound signal collected in the state where the infant is crying. 周期性を有する音信号の音圧レベルを2値化してモデル化した音圧レベル遷移のモデルパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the model pattern of the sound pressure level transition modeled by binarizing the sound pressure level of the sound signal which has periodicity. 乳幼児の泣き声における時間と周波数との関係を示したスペクトログラムの図である。It is the figure of the spectrogram which showed the relationship between the time and frequency in the infant's cry. 図4の一部拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG. 4. 本発明の第1実施形態に係る乳幼児泣き声検出装置の動作の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of operation | movement of the infant cry detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る乳幼児泣き声検出装置の動作の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of operation | movement of the infant cry detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る乳幼児泣き声検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the infant cry detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 倍音構造を有する乳幼児の泣き声のスペクトログラムの一例を示す図、及び周波数変動の様子を示す模式図である。It is a figure which shows an example of the spectrogram of the infant's cry which has a harmonic structure, and a schematic diagram which shows the mode of a frequency fluctuation. 倍音構造を有する報知音のスペクトログラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the spectrogram of the notification sound which has a harmonic structure. 本発明の第2実施形態に係る乳幼児泣き声検出装置の動作の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of operation | movement of the infant cry detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る乳幼児泣き声検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the infant cry detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、図面を用いて本発明を実施するための実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る乳幼児泣き声検出装置1の構成を説明する。図1において、乳幼児泣き声検出装置1は、マイクロフォン10、ADC(アナログ・デジタル・コンバータ)11、第1フレーム生成部12、音圧レベル検出部13、連続性判定部14、周期性判定部15及び第1判定部16を備えている。また、乳幼児泣き声検出装置1は、バッファ部17、第2フレーム生成部18、周波数変換部19、倍音判定部20及び第2判定部21を備えている。
(First embodiment)
With reference to FIG. 1, the structure of the infant cry detection apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated. In FIG. 1, an infant cry detection device 1 includes a microphone 10, an ADC (analog-digital converter) 11, a first frame generation unit 12, a sound pressure level detection unit 13, a continuity determination unit 14, a periodicity determination unit 15, and A first determination unit 16 is provided. The infant cry detection apparatus 1 includes a buffer unit 17, a second frame generation unit 18, a frequency conversion unit 19, a harmonic overtone determination unit 20, and a second determination unit 21.

マイクロフォン10は、集音部として乳幼児の近傍に設けられ、周囲の音を集音する。マイクロフォン10は、集音した音をアナログ電気信号の音信号に変換する。マイクロフォン10は、変換で得られた音信号をADC11に与える。   The microphone 10 is provided in the vicinity of the infant as a sound collecting unit, and collects surrounding sounds. The microphone 10 converts the collected sound into an analog electrical signal. The microphone 10 gives a sound signal obtained by the conversion to the ADC 11.

ADC11は、乳幼児泣き声検出装置1が乳幼児の泣き声を検出する処理をデジタル信号で行うために、マイクロフォン10から与えられたアナログ信号の音信号をデジタル信号に変換する。ADC11は、所定のサンプリング周波数でアナログ信号の音信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。ADC11は、変換で得られたデジタル信号の音信号を第1フレーム生成部12及びバッファ部17に与える。   The ADC 11 converts the sound signal of the analog signal provided from the microphone 10 into a digital signal so that the infant cry detection device 1 performs processing for detecting the cry of the infant with a digital signal. The ADC 11 samples an analog sound signal at a predetermined sampling frequency and converts it into a digital signal. The ADC 11 supplies the sound signal of the digital signal obtained by the conversion to the first frame generation unit 12 and the buffer unit 17.

第1フレーム生成部12は、所定の時間幅に相当する所定のサンプル数でデジタル信号に変換された音信号を区切り、区切られた音信号を1フレームとして音信号のフレームを生成する。音信号は、第1フレーム生成部12で生成された1つのフレームを処理単位として、後述する処理が行われる。   The first frame generation unit 12 divides a sound signal converted into a digital signal by a predetermined number of samples corresponding to a predetermined time width, and generates a frame of the sound signal using the divided sound signal as one frame. The sound signal is processed as described later using one frame generated by the first frame generation unit 12 as a processing unit.

第1フレーム生成部12は、音圧レベル検出部13から与えられる後述する判定結果に基づいて、新たに音信号のフレームを生成する。第1フレーム生成部12は、生成した音信号のフレームを音圧レベル検出部13に与える。   The first frame generation unit 12 newly generates a frame of a sound signal based on a determination result described later given from the sound pressure level detection unit 13. The first frame generation unit 12 gives the generated sound signal frame to the sound pressure level detection unit 13.

音圧レベル検出部13は、第1フレーム生成部12から与えられたフレームに含まれる音信号の音圧レベルを検出する。音圧レベル検出部13は、音信号における、最大振幅の絶対値、平均振幅の絶対値、振幅の最大二乗平均値、または振幅の二乗平均値の何れか一つを算出し、算出した値を音圧レベルとして検出する。   The sound pressure level detection unit 13 detects the sound pressure level of the sound signal included in the frame given from the first frame generation unit 12. The sound pressure level detector 13 calculates any one of the absolute value of the maximum amplitude, the absolute value of the average amplitude, the maximum mean square value of the amplitude, or the mean square value of the amplitude in the sound signal, and calculates the calculated value. Detect as sound pressure level.

音圧レベル検出部13は、第1フレーム生成部12から与えられた音信号に音圧レベルが高い音信号または音圧レベルが低い音信号が含まれているか否かを判定する。ここで、音圧レベルが高い音信号とは、第1の音圧レベル以上の音信号であり、音圧レベルが低い音信号とは、第2の音圧レベル以下の音信号とする。   The sound pressure level detector 13 determines whether the sound signal given from the first frame generator 12 includes a sound signal with a high sound pressure level or a sound signal with a low sound pressure level. Here, a sound signal with a high sound pressure level is a sound signal that is equal to or higher than the first sound pressure level, and a sound signal with a low sound pressure level is a sound signal that is equal to or lower than the second sound pressure level.

図2は乳幼児が泣いている状態で集音された音信号の一波形を示す図である。図2に示す音信号は、時間と振幅との関係により音信号を表したものである。以下、時間と振幅との関係により表した音信号を時間領域の音信号と呼ぶ。   FIG. 2 is a diagram showing one waveform of a sound signal collected while the infant is crying. The sound signal shown in FIG. 2 represents the sound signal by the relationship between time and amplitude. Hereinafter, a sound signal represented by the relationship between time and amplitude is referred to as a time-domain sound signal.

図2に示す音信号は、乳幼児の泣き声の特徴を示している。乳幼児の泣き声を検出するにあたり、図2に示す音信号波形の特徴を考慮して、上記第1の音圧レベル、第2の音圧レベル、及び後述する第1の時間及び第2の時間を決めている。   The sound signal shown in FIG. 2 shows the characteristics of an infant's cry. In detecting an infant's cry, considering the characteristics of the sound signal waveform shown in FIG. 2, the first sound pressure level, the second sound pressure level, and the first time and the second time described later are set. I have decided.

図2において、区間aは泣き声が高い区間(泣き声区間)であり、母音の「あ」が支配的となる区間である。区間bは音圧レベルが区間aに比べて低い区間であり、高い泣き声と泣き声のとの間で息継ぎをしている区間(息継ぎ区間)である。   In FIG. 2, a section a is a section where the cry is high (cry section), and the vowel “a” is dominant. The section b is a section where the sound pressure level is lower than the section a, and is a section (breathing section) in which breathing is performed between a high cry and a crying voice.

区間aと区間bとの間の区間cは、泣き始め、泣き終わり、短時間の咳等の区間であり、音信号の音圧レベルが不安定な区間であるので、泣き声の判定から除外する区間とする。   The section c between the section a and the section b is a section such as the beginning of crying, the end of crying, a short cough, etc., and the section where the sound pressure level of the sound signal is unstable is excluded from the judgment of the crying voice. Interval.

第1の音圧レベルは、集音された音信号から乳幼児が泣いているときの泣き声が高い状態、すなわち図2に示す区間aを検出するために予め設定されたレベルである。第1の音圧レベルは、例えば80[dB]〜90[dB]程度に設定される。   The first sound pressure level is a level set in advance to detect a state in which the crying sound is high when the infant is crying from the collected sound signal, that is, the section a shown in FIG. The first sound pressure level is set to about 80 [dB] to 90 [dB], for example.

第2の音圧レベルは、集音された音信号から乳幼児が泣いているときに泣き声が一時止んでいる状態、すなわち図2に示す区間bを検出するために予め設定されたレベルである。第2の音圧レベルは、環境雑音レベルと同程度に設定される。   The second sound pressure level is a level set in advance to detect a state where the crying is temporarily stopped when the infant is crying from the collected sound signal, that is, the section b shown in FIG. The second sound pressure level is set to the same level as the environmental noise level.

音圧レベル検出部13は、第1フレーム生成部12から与えられた音信号に音圧レベルが高い音信号または音圧レベルが低い音信号が含まれている場合には、音信号を連続性判定部14に与える。   When the sound signal given from the first frame generation unit 12 includes a sound signal with a high sound pressure level or a sound signal with a low sound pressure level, the sound pressure level detection unit 13 The determination unit 14 is given.

連続性判定部14は、音圧レベル検出部13から与えられた音信号に基づいて、音圧レベルが高い音信号が連続している時間を計測する。連続性判定部14は、計測結果に基づいて、前後するフレームにわたって音圧レベルが高い音信号が第1の時間連続しているか否かを判定する。   The continuity determination unit 14 measures the time during which a sound signal with a high sound pressure level continues based on the sound signal given from the sound pressure level detection unit 13. Based on the measurement result, the continuity determination unit 14 determines whether or not a sound signal having a high sound pressure level continues for the first time over the following frames.

連続性判定部14は、音圧レベル検出部13から与えられた音信号に基づいて、音圧レベルが低い音信号が連続している時間を計測する。連続性判定部14は、計測結果に基づいて、前後するフレームにわたって音圧レベルが低い音信号が第2の時間連続しているか否かを判定する。   The continuity determination unit 14 measures the time during which a sound signal with a low sound pressure level continues based on the sound signal given from the sound pressure level detection unit 13. Based on the measurement result, the continuity determination unit 14 determines whether or not a sound signal having a low sound pressure level is continuous for the second time over the preceding and following frames.

第1の時間は、図2に示す泣き声が高い状態の区間aの時間である。したがって、第1の時間は、乳幼児が泣いているときの泣き声が高い状態、すなわち図2に示す区間aを検出するために予め設定された時間である。第1の時間は、例えば2秒〜3秒程度に設定される。   1st time is the time of the area a in the state where the cry is high shown in FIG. Therefore, the first time is a time set in advance to detect a state in which the cry is high when the infant is crying, that is, the section a shown in FIG. The first time is set to about 2 to 3 seconds, for example.

第2の時間は、図2に示す音圧レベルが低い状態の区間bの時間である。したがって、第2の時間は、乳幼児が泣いているときに泣き声が一時止んでいる状態、すなわち図2に示す区間bを検出するために予め設定された時間である。第2の時間は、例えば0.5秒〜1.0秒程度に設定される。   The second time is the time of the section b where the sound pressure level is low as shown in FIG. Therefore, the second time is a time set in advance to detect a state where the crying is temporarily stopped when the infant is crying, that is, the section b shown in FIG. The second time is set to about 0.5 seconds to 1.0 seconds, for example.

連続性判定部14は、第1フレーム生成部12で生成されたフレームの音信号を周期性判定部15に与える。連続性判定部14は、音圧レベルが高い音信号が第1の時間連続しているか否かの判定結果を周期性判定部15に与える。また、連続性判定部14は、音圧レベルが低い音信号が第2の時間連続しているか否かの判定結果を周期性判定部15に与える。   The continuity determination unit 14 gives the periodicity determination unit 15 the sound signal of the frame generated by the first frame generation unit 12. The continuity determination unit 14 provides the periodicity determination unit 15 with a determination result as to whether or not a sound signal having a high sound pressure level is continuous for the first time. Further, the continuity determination unit 14 provides the periodicity determination unit 15 with a determination result as to whether or not a sound signal having a low sound pressure level is continuous for the second time.

周期性判定部15は、連続性判定部14から与えられる判定結果と音信号とに基づいて、音信号の周期性を判定する。周期性判定部15は、音圧レベルが高い音信号が第1の時間連続していると判定され、かつ第2の音圧レベルの音信号が第2の時間連続していると判定された場合に、前後のフレームにわたって音信号の周期性を判定する。   The periodicity determination unit 15 determines the periodicity of the sound signal based on the determination result given from the continuity determination unit 14 and the sound signal. The periodicity determination unit 15 determines that the sound signal having a high sound pressure level is continuous for the first time, and determines that the sound signal having the second sound pressure level is continuous for the second time. In this case, the periodicity of the sound signal is determined over the previous and subsequent frames.

周期性判定部15は、音圧レベルが高い音信号が第1の時間連続している図2に示す区間aと、音圧レベルが低い音信号が第2の時間連続している図2に示す区間bとが交互に少なくとも2回繰り返して発生しているか否かを判定する。   The periodicity determination unit 15 includes a section a shown in FIG. 2 in which a sound signal having a high sound pressure level continues for a first time and a sound signal having a low sound pressure level in a second time in FIG. It is determined whether or not the indicated interval b is alternately repeated at least twice.

図3は上述した周期性を有する音信号の音圧レベルを2値化してモデル化した音圧レベル遷移のモデルパターンの一例を示す図である。周期性判定部15は、例えば図3に示すモデルパターンを用いて、以下のようにして音信号の周期性を判定することができる。   FIG. 3 is a diagram showing an example of a model pattern of the sound pressure level transition which is modeled by binarizing the sound pressure level of the sound signal having the periodicity described above. The periodicity determination unit 15 can determine the periodicity of the sound signal as follows using, for example, the model pattern shown in FIG.

周期性判定部15は、図2に示す音信号に対して、音圧レベルが高い音信号と音圧レベルが低い音信号とを2値化した音圧レベル遷移パターンを作成して記憶する。乳幼児の泣き声は生理現象であるため、嗚咽や咳などで図3のように必ずしも連続性を維持できるとは限らない。また、周囲の雑音の影響により、息継ぎ区間中であっても、物音が混入することで一時的に高い音圧レベルとして検出される場合もある。よって、このような一時的な音圧レベルの変化を許容するため、周期性判定部15は、異なる状況(高い音圧レベルを検出中に一時的に出現する低い音圧レベル、又はその逆の状況)をカウントし、その回数が予め設定された許容回数に達したとする判定結果が音圧レベル検出部13から与えられると、記憶した音圧レベル遷移パターンをクリアする。つまり、判定中の音声信号は乳幼児の泣き声ではないとみなすことになる。   The periodicity determination unit 15 creates and stores a sound pressure level transition pattern obtained by binarizing a sound signal having a high sound pressure level and a sound signal having a low sound pressure level with respect to the sound signal shown in FIG. Infants' crying is a physiological phenomenon, and continuity cannot always be maintained as shown in FIG. In addition, due to the influence of ambient noise, even in the breathing interval, there may be a case where a sound pressure level is temporarily detected due to mixing of sound. Therefore, in order to allow such a temporary change in the sound pressure level, the periodicity determination unit 15 may perform different situations (a low sound pressure level that temporarily appears during detection of a high sound pressure level, or vice versa). When the sound pressure level detector 13 gives a determination result that the number of times has reached a preset allowable number, the stored sound pressure level transition pattern is cleared. That is, it is considered that the audio signal being determined is not an infant cry.

周期性判定部15は、記憶した音圧レベル遷移パターンと図3に示すようなモデルパターンとを比較して、両パターンが一致または近似しているか否かを判定する。判定の結果、両パターンが一致または近似している場合には、周期性判定部15は、音信号に上述した周期性があるものと判定する。一方、判定の結果、両パターンが一致または近似していない場合には、周期性判定部15は、周期性はないものと判定する。   The periodicity determination unit 15 compares the stored sound pressure level transition pattern with a model pattern as shown in FIG. 3 and determines whether or not both patterns match or approximate. As a result of the determination, if both patterns match or approximate, the periodicity determination unit 15 determines that the sound signal has the above-described periodicity. On the other hand, as a result of the determination, if both patterns do not match or approximate, the periodicity determination unit 15 determines that there is no periodicity.

周期性判定部15は、判定結果を第1判定部16に与える。   The periodicity determination unit 15 gives the determination result to the first determination unit 16.

第1判定部16は、周期性判定部15から与えられた判定結果に基づいて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があるか否かを判定する。   The first determination unit 16 determines, based on the determination result given from the periodicity determination unit 15, whether there is a possibility that the collected sound signal includes an infant's cry.

第1判定部16は、音圧レベルが高く第1の時間連続している音信号と、音圧レベルが低く第2の時間連続した音信号とが交互に周期的に発生している場合には、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定する。第1判定部16は、音圧レベルが高く第1の時間連続している音信号と、音圧レベルが低く第2の時間連続した音信号とが交互に周期的に発生していない場合には、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていないものと判定する。   When the sound signal level is high and the sound signal that is continuous for the first time and the sound signal that is low in the sound pressure level and is continuous for the second time are generated periodically alternately. Determines that there is a possibility that the collected sound signal includes a cry of an infant. The first determination unit 16 performs a case where a sound signal having a high sound pressure level and continuing for a first time and a sound signal having a low sound pressure level and continuing for a second time are not alternately generated periodically. Determines that the collected sound signal does not include an infant's cry.

第1判定部16は、時間領域の音信号を処理することで、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があるか否かを判定している。第1判定部16は、集音した音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定した場合には、判定結果を移行信号として第2フレーム生成部18に与える。この移行信号は、上述した時間領域における音信号の処理から以下に説明する周波数領域における音信号の処理に移行させるための制御用の信号である。   The first determination unit 16 determines whether or not there is a possibility that an infant's cry may be included in the collected sound signal by processing the time-domain sound signal. If the first determination unit 16 determines that the collected sound signal may contain an infant cry, the first determination unit 16 gives the determination result to the second frame generation unit 18 as a transition signal. This transition signal is a control signal for shifting from the above-described processing of the sound signal in the time domain to the processing of the sound signal in the frequency domain described below.

バッファ部17は、ADC11から与えられたデジタル信号の音信号を一時的に保持する。バッファ部17は、上述のようにして時間領域の音信号を処理している間、この処理が施されている音信号と同じ音信号を一時的に保持する。バッファ部17に一時的に保持された音信号は、以下に示すように周波数領域の音信号として処理される。   The buffer unit 17 temporarily holds the sound signal of the digital signal given from the ADC 11. While processing the time domain sound signal as described above, the buffer unit 17 temporarily holds the same sound signal as the sound signal subjected to this processing. The sound signal temporarily held in the buffer unit 17 is processed as a sound signal in the frequency domain as shown below.

バッファ部17は、一時的に保持した音信号を第2フレーム生成部18に与える。   The buffer unit 17 gives the temporarily held sound signal to the second frame generation unit 18.

第2フレーム生成部18は、第1判定部16から移行信号が与えられると、音圧レベル検出部13から与えられた音圧レベルが高い音信号に基づいて、バッファ部17から与えられた音信号から音圧レベルが高い音信号を抽出する。第2フレーム生成部18は、抽出した音圧レベルが高い音信号に対してフレームの生成を開始する。第2フレーム生成部18は、音信号を所定の周波数幅に相当する所定のサンプル数で区切り、区切られた音信号を1フレームとして音信号のフレームを生成する。   When the transition signal is given from the first determination unit 16, the second frame generation unit 18 receives the sound given from the buffer unit 17 based on the sound signal having a high sound pressure level given from the sound pressure level detection unit 13. A sound signal having a high sound pressure level is extracted from the signal. The second frame generation unit 18 starts generating a frame for the extracted sound signal having a high sound pressure level. The second frame generation unit 18 divides the sound signal by a predetermined number of samples corresponding to a predetermined frequency width, and generates a frame of the sound signal with the divided sound signal as one frame.

抽出された音圧レベルが高い音信号は、第2フレーム生成部18で生成された1つのフレームを単位として、後述する処理が行われる。   The extracted sound signal having a high sound pressure level is subjected to processing to be described later with one frame generated by the second frame generation unit 18 as a unit.

第2フレーム生成部18は、生成したフレームの音信号を周波数変換部19に与える。   The second frame generator 18 gives the generated frame sound signal to the frequency converter 19.

周波数変換部19は、第2フレーム生成部18から与えられた時間領域の音信号を周波数変換する。周波数変換の方法としては、例えば高速フーリエ変換法等の直交変換法や、フィルタバンク構成のポリフェイズフィルタ等を用いることができる。周波数変換の分解能は、乳幼児の泣き声の周波数スペクトルにおいて、後述する倍音構造であるか否かを判定できる分解能であればよい。周波数変換部19は、周波数変換された音信号の周波数スペクトルを倍音判定部20に与える。   The frequency conversion unit 19 performs frequency conversion on the sound signal in the time domain given from the second frame generation unit 18. As a frequency conversion method, for example, an orthogonal transform method such as a fast Fourier transform method, a polyphase filter having a filter bank configuration, or the like can be used. The resolution of the frequency conversion may be any resolution that can determine whether or not a harmonic structure described later is present in the frequency spectrum of the infant cry. The frequency conversion unit 19 gives the frequency spectrum of the frequency-converted sound signal to the overtone determination unit 20.

倍音判定部20は、周波数変換部19から与えられた音信号の周波数スペクトルに基づいて、音信号が倍音構造であるか否かを判定する。上述したように、音信号の乳幼児の泣き声が高い区間は、音信号の主要成分が母音の「あ」が支配的であるので、倍音構造を有している。倍音構造とは、音信号の周波数スペクトルにおいて、音信号のエネルギーのピークが基音周波数と基音周波数のn倍(n=2,3,4,…)の高次周波数とで発生している現象である。   The overtone determination unit 20 determines whether or not the sound signal has a harmonic structure based on the frequency spectrum of the sound signal given from the frequency conversion unit 19. As described above, since the main component of the sound signal is dominated by “a” of the vowel, the section in which the infant cry of the sound signal is high has a harmonic structure. The harmonic structure is a phenomenon in which the energy peak of the sound signal occurs at the fundamental frequency and a higher order frequency n times the fundamental frequency (n = 2, 3, 4,...) In the frequency spectrum of the sound signal. is there.

図4は乳幼児の泣き声における時間と周波数との関係を示したスペクトログラムの一例を示す図である。図4は周波数(縦軸)と時間(横軸)に対して、音圧レベルの変化をモノクロの濃淡で示しており、濃淡の濃い部分が音圧レベルが大きい部分である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of a spectrogram showing a relationship between time and frequency in an infant's cry. FIG. 4 shows the change in sound pressure level with respect to frequency (vertical axis) and time (horizontal axis) in monochrome shades, and the darker shaded portion is the portion with the higher sound pressure level.

図5は図4の破線で囲まれた部分40を拡大した図である。   FIG. 5 is an enlarged view of a portion 40 surrounded by a broken line in FIG.

図5において、音信号のエネルギーは、基音周波数f1、基音周波数f1の2倍の高次周波数f2(2×f1)、基音周波数f1の3倍の高次周波数f3(3×f1)で強くなっている。また、音信号のエネルギーは、基音周波数f1の4倍の高次周波数(4×f1)、基音周波数f1の5倍の周波数(5×f1)、基音周波数f1の6倍の周波数(6×f1)で強くなっている。すなわち、音信号の音圧レベルは、基音周波数と高次周波数で高くなっている。   In FIG. 5, the energy of the sound signal becomes stronger at the fundamental frequency f1, the higher order frequency f2 (2 × f1) twice the fundamental frequency f1, and the higher order frequency f3 (3 × f1) three times the fundamental frequency f1. ing. The energy of the sound signal is four times higher than the fundamental frequency f1 (4 × f1), five times the fundamental frequency f1 (5 × f1), and six times the fundamental frequency f1 (6 × f1). ) Is getting stronger. That is, the sound pressure level of the sound signal is high at the fundamental frequency and the higher order frequency.

なお、図4及び図5では、高次周波数は基音周波数f1の6倍の高次周波数f6までしか記載していないが、7倍以上の高次周波数でも同様に音圧レベルは高くなっている。   In FIGS. 4 and 5, the high-order frequency is shown only up to the high-order frequency f6 that is six times the fundamental frequency f1, but the sound pressure level is also high at a high-order frequency that is seven times or more. .

これにより、図4及び図5にスペクトログラムで示す乳幼児の泣き声は、基音周波数f1とそのn倍の高次周波数(f2〜f6)とでピークが発生し、倍音構造を有していることがわかる。   As a result, the infant cry shown in the spectrograms in FIGS. 4 and 5 has peaks at the fundamental frequency f1 and n times higher frequency (f2 to f6), and has a harmonic structure. .

図1に戻って、倍音判定部20は、音信号の周波数スペクトルの予め設定された周波数帯域において、基音周波数でピークが発生しているか否かを判定する。判定の結果、基音周波数でピークが発生している場合には、倍音判定部20は、続いて基音周波数のn倍の高次周波数でピークが発生しているか否かを判定する。判定の結果、高次周波数でピークが発生している場合には、倍音判定部20は、周波数変換部19から与えられた音信号は倍音構造であると判定する。   Returning to FIG. 1, the harmonic overtone determination unit 20 determines whether or not a peak occurs at the fundamental frequency in the preset frequency band of the frequency spectrum of the sound signal. As a result of the determination, if a peak occurs at the fundamental frequency, the harmonic overtone determination unit 20 subsequently determines whether or not a peak occurs at a higher order frequency that is n times the fundamental frequency. As a result of the determination, if a peak occurs at a high-order frequency, the harmonic overtone determination unit 20 determines that the sound signal given from the frequency conversion unit 19 has a harmonic overtone structure.

一方、基音周波数及びその高次周波数でピークが発生していない場合には、倍音判定部20は、周波数変換部19から与えられた音信号は倍音構造ではないと判定する。   On the other hand, when no peak occurs at the fundamental frequency and its higher order frequency, the harmonic overtone determination unit 20 determines that the sound signal provided from the frequency conversion unit 19 does not have a harmonic overtone structure.

倍音判定部20は、周波数変換部19から与えられた音信号が倍音構造であると判定した場合には、音信号の倍音構造が継続している時間を計測する。倍音判定部20は、計測した継続時間をそれまでに記憶されている継続時間に加えて記憶する。   When it is determined that the sound signal supplied from the frequency converter 19 has a harmonic structure, the harmonic determination unit 20 measures the time during which the harmonic structure of the sound signal is continued. The harmonic overtone determination unit 20 stores the measured duration in addition to the duration stored so far.

倍音判定部20は、記憶された継続時間が予め設定された時間に達しているか否かを判定する。   The overtone determination unit 20 determines whether or not the stored duration has reached a preset time.

乳幼児の泣き声のうち、主要成分が母音の「あ」の音圧レベルが高い部分の音信号は、一定の時間継続しているという特徴を有している。このような特徴を考慮して、倍音判定部20は、乳幼児の泣き声と他の類似する音信号とを区別するために、倍音構造の継続時間を計測して、乳幼児の泣き声を検出するために用いている。   Of the infant's cry, the sound signal of the portion where the sound pressure level of the main component “A”, which is a vowel, is high has a feature that it continues for a certain period of time. In consideration of such characteristics, the overtone determination unit 20 measures the duration of the overtone structure to detect the infant cry in order to distinguish the infant cry from other similar sound signals. Used.

倍音判定部20は、記憶された継続時間が予め設定された時間に達しているか否かの判定結果を第2判定部21に与える。   The overtone determination unit 20 gives the second determination unit 21 a determination result as to whether or not the stored duration has reached a preset time.

倍音判定部20は、周波数変換された音信号は倍音構造ではないと判定した場合には、その判定回数をカウントする。倍音判定部20は、カウントした判定回数が予め設定した許容回数に達したか否かを判定する。判定の結果、許容回数に達した場合には、倍音判定部20は、音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性は極めて低いものと推定し、記憶した継続時間をクリアし、判定結果を第2フレーム生成部18に与える。一方、判定の結果、許容回数に達していない場合には、倍音判定部20は、記憶した継続時間を保持し、判定結果を第2フレーム生成部18に与える。   When the overtone determination unit 20 determines that the frequency-converted sound signal does not have a harmonic structure, the overtone determination unit 20 counts the number of determinations. The harmonic overtone determination unit 20 determines whether or not the counted number of determinations has reached a preset allowable number. As a result of the determination, when the allowable number of times is reached, the overtone determination unit 20 estimates that the sound signal is very unlikely to contain an infant's cry, clears the stored duration, and determines the result. Is given to the second frame generator 18. On the other hand, if the determination result shows that the allowable number of times has not been reached, the harmonic overtone determination unit 20 holds the stored duration and gives the determination result to the second frame generation unit 18.

この処理は第1判定部の例外処理(生理的な現象により乳幼児の泣き声の連続性が損なわれる状況を回避)と同様に、一時的に非判定となる状況を考慮したからである。   This is because this process considers a situation in which the first determination unit temporarily becomes non-determined in the same manner as the exception process (a situation in which the continuity of the infant's cry is impaired due to a physiological phenomenon).

第2判定部21は、倍音判定部20から与えられた判定結果に基づいて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれているか否かを判定する。   Based on the determination result given from the harmonic overtone determination unit 20, the second determination unit 21 determines whether the collected sound signal includes an infant cry.

第2判定部21は、音信号の倍音構造が継続している時間が予め設定された時間に達している判定結果が与えられた場合には、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する。一方、第2判定部21は、音信号の倍音構造が継続している時間が予め設定された時間に達していない判定結果が与えられた場合には、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていないと判定する。   When the determination result that the time during which the overtone structure of the sound signal continues has reached a preset time is given, the second determination unit 21 includes the infant cry in the collected sound signal. It is determined that the baby is crying and the infant's cry is detected. On the other hand, when the determination result that the time over which the overtone structure of the sound signal continues does not reach a preset time is given, the second determination unit 21 gives the infant's cry to the collected sound signal. Is determined not to be included.

第2判定部21は、乳幼児の泣き声を検出すると、その旨監視者などの乳幼児泣き声検出装置1の外部に通知する。   When detecting the cry of the infant, the second determination unit 21 notifies the outside of the infant cry detection device 1 such as a monitor.

通知の方法としては、例えば通信により乳幼児泣き声検出装置1から専用の端末機器や汎用の携帯端末機器等の受信機器に乳幼児の泣き声を検出したことを送信する。受信機器は、ディスプレイによる表示などの視覚的方法、スピーカーから音を出力するなどの聴覚的方法、機械的振動などの体感的方法により受信機器を携帯している監視者などに通知する。   As a notification method, for example, the fact that an infant cry was detected is transmitted from the infant cry detection device 1 to a receiving device such as a dedicated terminal device or a general-purpose portable terminal device by communication. The receiving device notifies a monitor or the like carrying the receiving device by a visual method such as display on a display, an auditory method such as outputting sound from a speaker, or a sensory method such as mechanical vibration.

図6はマイクロフォン10により集音された音信号を時間領域において処理する手順を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of processing the sound signal collected by the microphone 10 in the time domain.

図6において、第1フレーム生成部12は、ステップS601にて、マイクロフォン10で集音されADC11でデジタル信号に変換された音信号を所定のサンプル数で区切ることで音信号のフレームを生成する。第1フレーム生成部12は、ステップS601にて、生成したフレームを音圧レベル検出部13に与える。   In FIG. 6, in step S601, the first frame generation unit 12 generates a frame of a sound signal by dividing the sound signal collected by the microphone 10 and converted into a digital signal by the ADC 11 by a predetermined number of samples. The first frame generation unit 12 provides the generated frame to the sound pressure level detection unit 13 in step S601.

音圧レベル検出部13は、ステップS602にて、第1フレーム生成部12から与えられた音信号の音圧レベルを検出する。   In step S602, the sound pressure level detection unit 13 detects the sound pressure level of the sound signal given from the first frame generation unit 12.

音圧レベル検出部13は、ステップS603にて、音信号に音圧レベルが高い音信号または音圧レベルが低い音信号が含まれているか否かを判定する。判定の結果、音信号に音圧レベルが高い音信号または音圧レベルが低い音信号が含まれている場合には(YES)、ステップS604で示す処理が実行される。一方、判定の結果、音信号に音圧レベルが高い音信号または音圧レベルが低い音信号が含まれていない場合には(NO)、ステップS609で示す処理が実行される。   In step S603, the sound pressure level detection unit 13 determines whether the sound signal includes a sound signal with a high sound pressure level or a sound signal with a low sound pressure level. As a result of the determination, if the sound signal includes a sound signal with a high sound pressure level or a sound signal with a low sound pressure level (YES), the process shown in step S604 is executed. On the other hand, if the result of determination is that the sound signal does not contain a sound signal with a high sound pressure level or a sound signal with a low sound pressure level (NO), the processing shown in step S609 is executed.

連続性判定部14は、ステップS604にて、音圧レベルが高い音信号が含まれている場合には、音圧レベルが高い音信号が連続している時間を計測する。連続性判定部14は、ステップS604にて、音圧レベルが低い音信号が含まれている場合には、音圧レベルが低い音信号が連続している時間を計測する。   In step S604, when a sound signal with a high sound pressure level is included, the continuity determination unit 14 measures a time during which a sound signal with a high sound pressure level is continuous. In step S604, if a sound signal with a low sound pressure level is included, the continuity determination unit 14 measures a time during which a sound signal with a low sound pressure level continues.

連続性判定部14は、ステップS605にて、計測の結果、音圧レベルが高い音信号が第1の時間連続し、かつ音圧レベルが低い音信号が第2の時間連続しているか否かを判定する。判定の結果、音圧レベルが高い音信号が第1の時間連続し、かつ音圧レベルが低い音信号が第2の時間連続している場合には(YES)、ステップS606で示す処理が実行される。一方、判定の結果、音圧レベルが高い音信号が第1の時間連続していない、または、音圧レベルが低い音信号が第2の時間連続していない場合には(NO)、ステップS609で示す処理が実行される。これは前述の一時的な状態変化による誤検出を防止する仕組みに当たる。   In step S605, the continuity determination unit 14 determines whether or not a sound signal with a high sound pressure level continues for a first time and a sound signal with a low sound pressure level continues for a second time as a result of the measurement. Determine. As a result of the determination, when a sound signal with a high sound pressure level continues for the first time and a sound signal with a low sound pressure level continues for the second time (YES), the process shown in step S606 is executed. Is done. On the other hand, if the result of determination is that a sound signal with a high sound pressure level is not continuous for the first time, or a sound signal with a low sound pressure level is not continuous for the second time (NO), step S609. The process indicated by is executed. This corresponds to a mechanism for preventing erroneous detection due to the temporary state change described above.

周期性判定部15は、ステップS606にて、音圧レベルが高い音信号と音圧レベルが低い音信号とを2値化した音圧レベル遷移パターンを作成して記憶する。その後、ステップS607で示す処理が実行される。   In step S606, the periodicity determination unit 15 creates and stores a sound pressure level transition pattern in which a sound signal having a high sound pressure level and a sound signal having a low sound pressure level are binarized. Thereafter, the process shown in step S607 is executed.

周期性判定部15は、ステップS607にて、音圧レベルが高く第1の時間連続した音信号と音圧レベルが低く第2の時間連続した音信号とが少なくとも2回交互に繰り返して発生しているか否かを判定する。判定の結果、両音信号が交互に繰り返し発生している場合には(YES)、周期性判定部15は、ステップS607にて、判定結果を第1判定部16に与える。   In step S607, the periodicity determination unit 15 repeatedly generates a sound signal having a high sound pressure level for a first time and a sound signal having a low sound pressure level for a second time alternately. It is determined whether or not. As a result of the determination, when both sound signals are alternately generated repeatedly (YES), the periodicity determination unit 15 gives the determination result to the first determination unit 16 in step S607.

一方、判定の結果、両音信号が交互に繰り返し発生していない場合には、周期性判定部15は、ステップS607にて、判定結果を第1判定部16に与え、その後ステップS601に示す処理が実行される。   On the other hand, as a result of the determination, if both sound signals are not repeatedly generated alternately, the periodicity determination unit 15 gives the determination result to the first determination unit 16 in step S607, and then the process shown in step S601. Is executed.

第1判定部16は、ステップS607にて、周期性判定部15から与えられた判定結果に基づいて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があるか否かを判定する。判定の結果、両音信号が交互に繰り返し発生している判定結果が周期性判定部15から与えられた場合には、第1判定部16は、ステップS607にて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定する。第1判定部16は、ステップS607にて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定した場合には(YES)、その後ステップS608に示す処理が実行される。   In step S607, the first determination unit 16 determines whether or not there is a possibility that an infant's cry may be included in the collected sound signal based on the determination result given from the periodicity determination unit 15. judge. As a result of the determination, if the determination result that the both sound signals are alternately generated is given from the periodicity determination unit 15, the first determination unit 16 converts the collected sound signal into the collected sound signal in step S607. It is determined that there is a possibility that an infant's cry is included. If the first determination unit 16 determines in step S607 that there is a possibility that the collected sound signal includes an infant's cry (YES), then the process shown in step S608 is executed. The

一方、判定の結果、両音信号が交互に繰り返し発生していない判定結果が周期性判定部15から与えられた場合には、第1判定部16は、ステップS607にて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性はないものと判定する。第1判定部16は、ステップS607にて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性がないものと判定した場合には(NO)、その後ステップS601に示す処理が実行される。   On the other hand, as a result of the determination, if the determination result that the two sound signals are not repeatedly generated alternately is given from the periodicity determination unit 15, the first determination unit 16 determines whether or not the collected sound in step S607. It is determined that there is no possibility that the signal includes an infant cry. If the first determination unit 16 determines in step S607 that there is no possibility that an infant's cry is included in the collected sound signal (NO), then the process shown in step S601 is executed. Is done.

第1判定部16は、ステップS608にて、集音した音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定した場合には、移行信号を第2フレーム生成部18に与える。   If the first determination unit 16 determines in step S608 that the collected sound signal may contain an infant's cry, the first determination unit 16 provides a transition signal to the second frame generation unit 18.

音圧レベル検出部13は、ステップS609にて、音信号に音圧レベルが高い音信号及び音圧レベルが低い音信号が含まれていないと判定した回数をカウントする。音圧レベル検出部13は、ステップS609にて、カウント後ステップS610で示す処理を実行する。   In step S609, the sound pressure level detection unit 13 counts the number of times it is determined that the sound signal does not include a sound signal with a high sound pressure level and a sound signal with a low sound pressure level. In step S609, the sound pressure level detection unit 13 performs the process shown in step S610 after counting.

音圧レベル検出部13は、ステップS610にて、カウントした回数が予め設定された許容回数に達したか否かを判定する。判定の結果、許容回数に達した場合には(YES)、周期性判定部15は、音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性は極めて低いものと推定し、ステップS611にて、記憶した音圧レベル遷移パターンをクリアする。その後、次のフレームの音信号に対して上述した処理を行うべく、ステップS601で示す処理が実行される。   In step S610, the sound pressure level detection unit 13 determines whether or not the counted number has reached a preset allowable number. As a result of the determination, if the allowable number of times has been reached (YES), the periodicity determination unit 15 estimates that the sound signal is very unlikely to contain an infant's cry, and stores it in step S611. Clear the sound pressure level transition pattern. Thereafter, the process shown in step S601 is executed to perform the above-described process on the sound signal of the next frame.

一方、判別の結果、許容回数に達していない場合には(NO)、次のフレームの音信号に対して上述した処理を行うべく、ステップS601に示す処理が実行される。   On the other hand, if the allowable number of times has not been reached as a result of the determination (NO), the process shown in step S601 is executed to perform the above-described process on the sound signal of the next frame.

図6のフローチャートに示す手順にしたがって、時間領域において音信号を処理した結果、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定された場合には、引き続いて周波数領域において集音された音信号を処理する。   If the sound signal is processed in the time domain according to the procedure shown in the flowchart of FIG. 6 and it is determined that the collected sound signal may contain an infant's cry, the frequency is continued. The sound signal collected in the region is processed.

図7はマイクロフォン10で集音された音信号を周波数領域で処理する手順を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for processing the sound signal collected by the microphone 10 in the frequency domain.

図7において、バッファ部17は、ステップS701にて、ADC11から与えられるデジタル信号の音信号で、時間領域において処理される音信号を一時的に保持する。バッファ部17は、ステップS701にて、一時的に保持した音信号を第2フレーム生成部18に与える。   In FIG. 7, the buffer unit 17 temporarily holds the sound signal to be processed in the time domain, which is the digital signal sound signal supplied from the ADC 11 in step S <b> 701. In step S <b> 701, the buffer unit 17 gives the temporarily held sound signal to the second frame generation unit 18.

第2フレーム生成部18は、ステップS702にて、第1判定部16から移行信号が与えられたか否を判定する。判定の結果、移行信号が与えられた場合には(YES)、第2フレーム生成部18は、処理をステップS703に移行する。一方、移行信号が与えられていない場合には(NO)、ステップS701で示す処理が実行される。   The second frame generation unit 18 determines whether or not a transition signal is given from the first determination unit 16 in step S702. If the result of determination is that a transition signal has been given (YES), the second frame generation unit 18 proceeds to step S703. On the other hand, when the transition signal is not given (NO), the process shown in step S701 is executed.

第2フレーム生成部18は、ステップS703にて、バッファ部17から与えられた音信号のうち音圧レベルが高い音信号を所定の周波数幅に相当する所定のサンプル数で区切り、区切られた音信号を1フレームとして音信号のフレームを生成する。第2フレーム生成部18は、ステップS703にて、音圧レベルが高い音信号のフレームを周波数変換部19に与える。   In step S703, the second frame generation unit 18 divides a sound signal having a high sound pressure level among the sound signals given from the buffer unit 17 by a predetermined number of samples corresponding to a predetermined frequency width. A frame of a sound signal is generated with the signal as one frame. In step S703, the second frame generation unit 18 provides the frequency conversion unit 19 with a frame of a sound signal having a high sound pressure level.

周波数変換部19は、ステップS704にて、第2フレーム生成部18から与えられた音信号を周波数変換し、周波数スペクトルを生成する。周波数変換部19は、ステップS704にて、周波数変換された音信号の周波数スペクトルを倍音判定部20に与える。   In step S704, the frequency conversion unit 19 performs frequency conversion on the sound signal given from the second frame generation unit 18 to generate a frequency spectrum. In step S704, the frequency conversion unit 19 provides the harmonic overtone determination unit 20 with the frequency spectrum of the frequency-converted sound signal.

倍音判定部20は、ステップS705にて、周波数変換部19から与えられた音信号の周波数スペクトルに基づいて、音信号が倍音構造であるか否かを判定する。判定の結果、音信号が倍音構造である場合には(YES)、倍音判定部20は、ステップS706にて、倍音構造が継続している時間を計測し、計測した継続時間をそれまでに記憶されている継続時間に加えて記憶する。一方、判定の結果、音信号が倍音構造でない場合には(NO)、ステップS710で示す処理が実行される。   In step S705, the overtone determination unit 20 determines whether the sound signal has a harmonic structure based on the frequency spectrum of the sound signal given from the frequency conversion unit 19. As a result of the determination, if the sound signal has a harmonic structure (YES), the harmonic determination unit 20 measures the time during which the harmonic structure continues in step S706 and stores the measured duration so far. Memorize in addition to the duration that has been. On the other hand, if the result of determination is that the sound signal does not have a harmonic structure (NO), the processing shown in step S710 is executed.

倍音判定部20は、ステップS707にて、記憶された継続時間が予め設定された時間に達しているか否かを判定する。判定の結果、達している場合には(YES)、倍音判定部20は、ステップS707にて、判定結果を第2判定部21に与える。一方、判定の結果、達していない場合には(NO)、倍音判定部20は、ステップS707にて、判定結果を第2判定部21に与え、ステップS703で示す処理が実行される。   In step S707, the harmonic overtone determination unit 20 determines whether the stored duration has reached a preset time. As a result of the determination, if it has been reached (YES), the harmonic overtone determination unit 20 gives the determination result to the second determination unit 21 in step S707. On the other hand, if the result of determination is not reached (NO), the harmonic overtone determination unit 20 gives the determination result to the second determination unit 21 in step S707, and the process shown in step S703 is executed.

第2判定部21は、ステップS707にて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれているか否かを判定する。第2判定部21は、ステップS707にて、記憶された継続時間が予め設定された時間に達したとする判定結果が倍音判定部20から与えられた場合には(YES)、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定する。その後、ステップS708で示す処理が実行される。   In step S707, the second determination unit 21 determines whether or not the collected sound signal includes an infant's cry. If the determination result that the stored duration has reached the preset time in step S707 is given from the harmonic overtone determination unit 20 (YES), the second determination unit 21 collects the sound. It is determined that the infant's cry is included in the sound signal. Thereafter, the process shown in step S708 is executed.

一方、第2判定部21は、ステップS707にて、記憶された継続時間が予め設定された時間に達していないとする判定結果が倍音判定部20から与えられた場合には(NO)、集音された音信号に乳幼児の泣き声は含まれていないと判定する。その後、次のフレームの音信号に対して上述した処理を行うべく、ステップS703で示す処理が実行される。   On the other hand, when the second determination unit 21 receives a determination result from the harmonic overtone determination unit 20 in step S707 that the stored duration has not reached the preset time (NO), It is determined that the cry of the infant is not included in the sound signal that is sounded. Thereafter, the process shown in step S703 is executed to perform the above-described process on the sound signal of the next frame.

第2判定部21は、ステップS708にて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定した場合には、その旨監視者などに通知する。   If the second determination unit 21 determines in step S708 that the collected sound signal includes an infant's cry, the second determination unit 21 notifies the monitor or the like to that effect.

倍音判定部20は、ステップS709にて、周波数変換された音信号は倍音構造ではないと判定した場合には、その判定回数をカウントする。その後、ステップS710で示す処理が実行される。   If the harmonic overtone determination unit 20 determines in step S709 that the frequency-converted sound signal does not have a harmonic overtone structure, the overtone determination unit 20 counts the number of determinations. Thereafter, the process shown in step S710 is executed.

倍音判定部20は、ステップS710にて、カウントした判定回数が予め設定した許容回数に達したか否かを判定する。判定の結果、許容回数に達した場合には(YES)、倍音判定部20は、音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性は極めて低いものと推定し、ステップS711にて、記憶した継続時間をクリアする。その後、次のフレームの音信号に対して上述した処理を行うべく、ステップS703で示す処理が実行される。   In step S710, the overtone determination unit 20 determines whether or not the counted number of determinations has reached a preset allowable number. As a result of the determination, if the allowable number of times has been reached (YES), the harmonic overtone determination unit 20 estimates that the possibility that the sound signal includes an infant's cry is extremely low, and stores it in step S711. Clear duration. Thereafter, the process shown in step S703 is executed to perform the above-described process on the sound signal of the next frame.

一方、判定の結果、許容回数に達していない場合には(NO)、ステップS703で示す処理が実行される。   On the other hand, if it is determined that the allowable number of times has not been reached (NO), the processing shown in step S703 is executed.

上述した一連の処理が、フレーム単位で周波数領域での音信号に対して行われることによって、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれているか否かを判定している。   By performing the above-described series of processing on the sound signal in the frequency domain in units of frames, it is determined whether or not the collected sound signal includes an infant cry.

以上説明したように、第1実施形態の乳幼児泣き声検出装置1は、以下に示す構成を採用することにより、以下に示す効果を得ることができる。   As described above, the infant cry detection device 1 according to the first embodiment can obtain the following effects by adopting the following configuration.

乳幼児泣き声検出装置1は、集音部として音を集音するマイクロフォン10と、マイクロフォン10で集音された音信号の音圧レベルを検出する音圧レベル検出部13を備えている。   The infant cry detection device 1 includes a microphone 10 that collects sound as a sound collection unit, and a sound pressure level detection unit 13 that detects a sound pressure level of a sound signal collected by the microphone 10.

乳幼児泣き声検出装置1は、連続性判定部14を備えている。連続性判定部14は、集音された音信号に、第1の音圧レベル以上で第1の時間連続した第1の音信号と、第2の音圧レベル以下で第2の時間連続した第2の音信号とが含まれているか否かを判定する。第2の音圧レベルは第1の音圧レベルよりも低く、第2の時間は第1の時間よりも短い。   The infant cry detection device 1 includes a continuity determination unit 14. The continuity determination unit 14 continues to the collected sound signal for the first time that is equal to or higher than the first sound pressure level for the first time and for the second time that is equal to or lower than the second sound pressure level. It is determined whether or not the second sound signal is included. The second sound pressure level is lower than the first sound pressure level, and the second time is shorter than the first time.

乳幼児泣き声検出装置1は、周期性判定部15を備えている。周期性判定部15は、第1の音信号と第2の音信号とが集音された音信号に含まれていると判定された場合に、第1の音信号と第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返すか否かを判定する。   The infant cry detection device 1 includes a periodicity determination unit 15. When it is determined that the first sound signal and the second sound signal are included in the collected sound signal, the periodicity determination unit 15 performs the first sound signal and the second sound signal, Determines whether or not alternately repeat at least twice.

乳幼児泣き声検出装置1は、第1判定部16を備えている。第1判定部16は、第1の音信号と第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返すと判定された場合には、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定する。   The infant cry detection device 1 includes a first determination unit 16. If the first determination unit 16 determines that the first sound signal and the second sound signal are alternately repeated at least twice, the collected sound signal may include an infant cry. Judge that there is sex.

乳幼児泣き声検出装置1は、周波数変換部19を備えている。周波数変換部19は、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定された場合に、第1の音信号を周波数変換する。   The infant cry detection device 1 includes a frequency conversion unit 19. The frequency conversion unit 19 converts the frequency of the first sound signal when it is determined that there is a possibility that the collected sound signal includes an infant cry.

乳幼児泣き声検出装置1は、倍音判定部20を備えている。倍音判定部20は、周波数変換された第1の音信号が、周波数スペクトルのピークが基音周波数と高次周波数とで構成された倍音構造を有しているか否かを判定する。倍音判定部20は、倍音構造を有している場合に、倍音構造が予め設定された時間継続しているか否かを判定する。   The infant cry detection device 1 includes a harmonic overtone determination unit 20. The harmonic overtone determination unit 20 determines whether or not the frequency-converted first sound signal has a harmonic overtone structure in which the peak of the frequency spectrum is composed of a fundamental frequency and a higher order frequency. When the harmonic overtone determination unit 20 has a harmonic overtone structure, the overtone determination unit 20 determines whether or not the overtone structure continues for a preset time.

乳幼児泣き声検出装置1は、第2判定部21を備えている。第2判定部21は、以下の判定結果が得られた場合には、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する。判定結果は、乳幼児の泣き声が集音された音信号に含まれている可能性がある判定結果と、第1の音信号は倍音構造で、かつ倍音構造が予め設定された時間継続している判定結果である。   The infant cry detection device 1 includes a second determination unit 21. When the following determination result is obtained, the second determination unit 21 determines that the infant's cry is included in the collected sound signal, and detects the infant's cry. The determination result includes a determination result that may include the cry of the infant in the collected sound signal, the first sound signal has a harmonic structure, and the harmonic structure is continued for a preset time. It is a judgment result.

乳幼児泣き声検出装置1は、上記構成を採用することにより、背景に様々な雑音、特に乳幼児の泣き声と特徴が似通った報知音と区別して乳幼児の泣き声を検出することができる。この結果、誤検出の頻度を低減して、乳幼児の泣き声を検出する精度を高めることができる。   By adopting the above-described configuration, the infant cry detection apparatus 1 can detect an infant cry by distinguishing it from various noises in the background, particularly notification sounds similar in characteristics to the infant cry. As a result, the frequency of erroneous detection can be reduced, and the accuracy of detecting an infant's cry can be increased.

乳幼児泣き声検出装置1は、集音された音に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定されない場合には、周波数変換部19は周波数変換を行わず、倍音判定部20及び第2判定部21は判定動作を行わない。   If the infant cry detection device 1 does not determine that there is a possibility that the collected sound includes an infant cry, the frequency converter 19 does not perform frequency conversion, and the harmonic determination unit 20 and the second The determination unit 21 does not perform a determination operation.

乳幼児泣き声検出装置1は、上記技術的特徴を採用することにより、周波数変換部19、倍音判定部20及び第2判定部21は動作しないので、装置全体としての負荷を軽減することができる。また、乳幼児泣き声検出装置1は、上記技術的特徴を採用することにより、消費電力を削減することができる。   By adopting the above technical features, the infant cry detection apparatus 1 does not operate the frequency conversion unit 19, the harmonic overtone determination unit 20, and the second determination unit 21, so that the load on the entire device can be reduced. Moreover, the infant cry detection apparatus 1 can reduce power consumption by adopting the above technical features.

(第2実施形態)
図8を参照して、本発明の第2実施形態に係る乳幼児泣き声検出装置2の構成を説明する。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 8, the structure of the infant cry detection apparatus 2 which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.

図8において、乳幼児泣き声検出装置2は、第1実施形態の乳幼児泣き声検出装置1の構成に比べて、周波数変動判定部80を加え、第2判定部21に代えて新たな第2判定部81を設けたことを特徴とする。   In FIG. 8, the infant cry detection device 2 is different from the configuration of the infant cry detection device 1 of the first embodiment in that a frequency variation determination unit 80 is added, and a new second determination unit 81 is substituted for the second determination unit 21. Is provided.

なお、図8において、図1と同一の構成には、同一の符号を付し、その説明は省略する。   In FIG. 8, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

ここでは、主に上述した第1実施形態との相違点について説明する。   Here, differences from the first embodiment described above will be mainly described.

図8において、倍音判定部20は、記憶された継続時間が予め設定された時間に達しているか否かの判定結果を周波数変動判定部80に与える。   In FIG. 8, the harmonic overtone determination unit 20 gives the frequency fluctuation determination unit 80 the determination result as to whether or not the stored duration has reached a preset time.

周波数変動判定部80は、倍音判定部20から倍音構造の継続時間が予め設定された時間に達しているという判定結果が与えられると、周波数変換された音信号の周波数スペクトルのピークとなる基音周波数及び高次周波数が変動しているか否かを判定する。   When the determination result that the duration of the harmonic structure has reached a preset time is given from the harmonic determination unit 20, the frequency variation determination unit 80 is a fundamental frequency that becomes the peak of the frequency spectrum of the frequency-converted sound signal. And determining whether or not the higher-order frequency is fluctuating.

図9(a)は倍音構造を有する乳幼児の泣き声のスペクトログラムの一例を示す図である。図9(a)は周波数(縦軸)と時間(横軸)に対して、音圧レベルの変化をモノクロの濃淡で示しており、濃淡の濃い部分が音圧レベルが大きい部分である。図9(a)において、乳幼児の泣き声の音圧レベルは、時間t1、t2、t3で周期的に大きく(濃淡が濃い部分)なっている。   FIG. 9A is a diagram showing an example of a spectrogram of an infant cry having a harmonic structure. FIG. 9A shows changes in the sound pressure level with respect to frequency (vertical axis) and time (horizontal axis) in monochrome shades, where dark shades are portions where the sound pressure level is high. In FIG. 9 (a), the sound pressure level of the infant's cry is periodically increased (parts with darker shades) at times t1, t2, and t3.

このような音圧レベルの変化において、音圧レベルが大きいとき(濃淡が濃い部分)のそれぞれの周波数成分の基音周波数f1及び高次周波数f2〜f6は、図9(b)の模式図に示すように、時間とともに変化している。すなわち、基音周波数f1及び高次周波数f2〜f6は、泣き声の音圧レベルが大きくなったときから徐々に高くなり、その後低くなり周波数が高くなる前の元の周波数に戻る、といった特徴を有している。このように、乳幼児の児の泣き声は、倍音構造において上述したように基音周波数及び高次周波数が変動するといった特徴を有している。   In such a change in the sound pressure level, the fundamental frequency f1 and the higher-order frequencies f2 to f6 of the respective frequency components when the sound pressure level is large (the dark and shaded portion) are shown in the schematic diagram of FIG. So that it changes over time. That is, the fundamental frequency f1 and the higher-order frequencies f2 to f6 gradually increase from the time when the sound pressure level of the cry increases, and then return to the original frequency before decreasing and increasing the frequency. ing. As described above, the crying voice of the infant child has a characteristic that the fundamental frequency and the higher order frequency fluctuate as described above in the harmonic structure.

このような特徴に対して、例えば車両の警笛を断続的に鳴らしたような倍音構造を有する報知音は、例えば図10に示すようなスペクトログラムとなる。図10は周波数(縦軸)と時間(横軸)に対して、報知音の音圧レベルの変化をモノクロの濃淡で示しており、濃淡の濃い部分が音圧レベルが大きい部分である。   In contrast to such a feature, for example, a notification sound having a harmonic structure such as a horn of a vehicle intermittently sounded becomes a spectrogram as shown in FIG. FIG. 10 shows the change in the sound pressure level of the notification sound with respect to frequency (vertical axis) and time (horizontal axis) in monochrome shades, and the dark shaded portion is the portion where the sound pressure level is large.

図10からわかるように、音圧レベルが大きいときの周波数は時間の変化に係わらず平坦で、図9(a)に示すような周波数変動は見られない。   As can be seen from FIG. 10, the frequency when the sound pressure level is large is flat regardless of the change of time, and the frequency fluctuation as shown in FIG.

したがって、周波数変動判定部80は、上述した周波数の変動を検出することで、報知音等の人工的な音と乳幼児の泣き声とを区別している。   Therefore, the frequency variation determination unit 80 distinguishes artificial sounds such as notification sounds and infant crying by detecting the above-described frequency variation.

周波数変動判定部80は、判定結果を第2判定部81に与える。   The frequency variation determination unit 80 gives the determination result to the second determination unit 81.

第2判定部81は、周波数変動判定部80から与えられた判定結果に基づいて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれているか否かを判定する。   The second determination unit 81 determines based on the determination result given from the frequency variation determination unit 80 whether or not the collected sound signal includes an infant cry.

第2判定部81は、音信号の倍音構造で基音周波数及び高次周波数が変動しているとの判定結果が与えられた場合には、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する。一方、第2判定部81は、音信号の倍音構造で基音周波数及び高次周波数が変動していないとの判定結果が与えられた場合には、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていないと判定する。   When the second determination unit 81 is given a determination result that the fundamental frequency and the higher order frequency are fluctuating due to the harmonic structure of the sound signal, the collected sound signal includes the infant cry. It is determined that the child is crying. On the other hand, when the second determination unit 81 is given a determination result that the fundamental frequency and the higher-order frequency are not fluctuating due to the harmonic structure of the sound signal, the collected sound signal includes the cry of the infant. Judge that it is not.

第2判定部81は、乳幼児の泣き声を検出すると、第1実施形態と同様にしてその旨監視者などの乳幼児泣き声検出装置2の外部に通知する。   When detecting the cry of the infant, the second determination unit 81 notifies the outside of the infant cry detection device 2 such as a monitor to that effect as in the first embodiment.

図11は、第2実施形態においてマイクロフォン10で集音された音信号を周波数領域で処理する手順を示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for processing a sound signal collected by the microphone 10 in the frequency domain in the second embodiment.

なお、図11において、図7と同一の処理には同一の符号を付している。すなわち、図11において、ステップS701〜S706、S708〜S711に示す処理は、図7のステップS701〜S706、S708〜S711で示す処理と同一であるので、その説明は省略する。   In FIG. 11, the same processes as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. That is, in FIG. 11, the processes shown in steps S701 to S706 and S708 to S711 are the same as the processes shown in steps S701 to S706 and S708 to S711 in FIG.

ここでは、主に図7のフローチャートに示す処理との相違点について説明する。   Here, differences from the processing shown in the flowchart of FIG. 7 will be mainly described.

図11のフローチャートに示す処理では、周波数変動判定部80を加えたことにより、ステップS705で示す処理とステップS706に示す処理との間に、ステップS1101に示す処理を追加している。また、図11のフローチャートに示す処理では、ステップS708に示す処理に代えてステップS1102に示す処理を実行している。   In the process shown in the flowchart of FIG. 11, the process shown in step S <b> 1101 is added between the process shown in step S <b> 705 and the process shown in step S <b> 706 by adding the frequency variation determination unit 80. In the process shown in the flowchart of FIG. 11, the process shown in step S1102 is executed instead of the process shown in step S708.

周波数変動判定部80は、ステップS1101にて、周波数変換された音信号の周波数スペクトルのピークとなる基音周波数及び高次周波数が変動しているか否かを判定する。判定の結果、基音周波数及び高次周波数が変動している場合には(YES)、ステップS706で示す処理が実行される。一方、判定の結果、基音周波数及び高次周波数が変動していない場合には(NO)、ステップS709で示す処理が実行される。   In step S1101, the frequency variation determination unit 80 determines whether or not the fundamental frequency and the higher order frequency that are the peak of the frequency spectrum of the frequency-converted sound signal are varied. As a result of the determination, when the fundamental frequency and the higher order frequency are fluctuating (YES), the processing shown in step S706 is executed. On the other hand, as a result of the determination, if the fundamental frequency and the higher order frequency are not changed (NO), the process shown in step S709 is executed.

第2判定部81は、ステップS1102にて、倍音構造における基音周波数と高次周波数が変動しているとの判定結果が周波数変動判定部80から与えられた場合には(YES)、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定する。その後、ステップS708で示す処理が実行される。   If the determination result that the fundamental frequency and the higher order frequency in the harmonic structure are fluctuating is given from the frequency fluctuation determining unit 80 in step S1102 (YES), the second determining unit 81 collects the sound. It is determined that the infant's cry is included in the sound signal. Thereafter, the process shown in step S708 is executed.

一方、第2判定部81は、ステップS1102にて、倍音構造における基音周波数と高次周波数が変動していないとの判定結果が周波数変動判定部80から与えられた場合には(NO)、集音された音信号に乳幼児の泣き声は含まれていないと判定する。その後、次のフレームの音信号に対して上述した処理を行うべく、ステップS703で示す処理が実行される。   On the other hand, if the determination result that the fundamental frequency and the higher order frequency in the harmonic structure are not fluctuated is given from the frequency variation determination unit 80 in step S1102, the second determination unit 81 (NO). It is determined that the cry of the infant is not included in the sound signal that is sounded. Thereafter, the process shown in step S703 is executed to perform the above-described process on the sound signal of the next frame.

以上説明したように、第2実施形態の乳幼児泣き声検出装置2は、以下に示す構成を採用することにより、以下に示す効果を得ることができる。   As described above, the infant cry detection device 2 of the second embodiment can obtain the following effects by adopting the following configuration.

乳幼児泣き声検出装置2は、第1実施形態の乳幼児泣き声検出装置1の構成に加えて、周波数変動判定部80を備えている。周波数変動判定部80は、周波数変換された第1の音信号の周波数スペクトルにおけるピークの基音周波数及び高次周波数が、時間の推移とともに高域に変動した後、元に戻る周波数変動が発生しているか否かを判定する。   The infant cry detection apparatus 2 includes a frequency variation determination unit 80 in addition to the configuration of the infant cry detection apparatus 1 of the first embodiment. The frequency fluctuation determination unit 80 generates a frequency fluctuation that returns to the original frequency after the peak fundamental frequency and the higher order frequency in the frequency spectrum of the frequency-converted first sound signal fluctuate to a high frequency with time. It is determined whether or not.

乳幼児泣き声検出装置2の第2判定部81は、第2判定部21の判定結果に加えて、第1の音信号に周波数変動が発生していると判定された場合に、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する。   In addition to the determination result of the second determination unit 21, the second determination unit 81 of the infant cry detection apparatus 2 collects sound when it is determined that the first sound signal has a frequency variation. It is determined that the infant's cry is included in the signal, and the infant's cry is detected.

乳幼児泣き声検出装置2は、上記構成を採用することにより、第1実施形態の乳幼児泣き声検出装置1で得られる効果に加えて、より一層誤検出の頻度を低減して、乳幼児の泣き声を検出する精度を高めることができる。   By adopting the above-described configuration, the infant cry detection apparatus 2 detects the infant cry by further reducing the frequency of false detection in addition to the effects obtained by the infant cry detection apparatus 1 of the first embodiment. Accuracy can be increased.

乳幼児泣き声検出装置2は、集音された音に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定されない場合には、周波数変換部19は周波数変換を行わず、倍音判定部20、周波数変動判定部80及び第2判定部81は判定動作を行わない。   If the infant cry detection device 2 does not determine that there is a possibility that the collected sounds include an infant cry, the frequency converter 19 does not perform frequency conversion, the harmonic determination unit 20, and frequency fluctuations. The determination unit 80 and the second determination unit 81 do not perform a determination operation.

乳幼児泣き声検出装置2は、上記技術的特徴を採用することにより、周波数変換部19、倍音判定部20、周波数変動判定部80及び第2判定部81は動作しないので、装置全体としての負荷を軽減することができる。また、乳幼児泣き声検出装置2は、上記技術的特徴を採用することにより、消費電力を削減することができる。   By adopting the above technical features, the infant cry detection device 2 does not operate the frequency conversion unit 19, the harmonic overtone determination unit 20, the frequency variation determination unit 80, and the second determination unit 81, thereby reducing the load on the entire device. can do. Moreover, the infant cry detection apparatus 2 can reduce power consumption by adopting the above technical features.

(第3実施形態)
図12を参照して、本発明の第3実施形態に係る乳幼児泣き声検出装置の構成を説明する。
(Third embodiment)
With reference to FIG. 12, the structure of the infant cry detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.

第1実施形態及び第2実施形態の乳幼児泣き声検出装置1,2では、集音された音信号を時間領域で処理した後、その処理結果に基づいて周波数領域において処理するか否かを決めている。これに対して、第3実施形態の乳幼児泣き声検出装置3は、集音された音信号の時間領域での処理と周波数領域での処理とを並行することを特徴とする。   In the infant cry detection devices 1 and 2 of the first embodiment and the second embodiment, after processing the collected sound signal in the time domain, it is determined whether or not to process in the frequency domain based on the processing result. Yes. On the other hand, the infant cry detection device 3 according to the third embodiment is characterized in that the processing of the collected sound signal in the time domain and the processing in the frequency domain are performed in parallel.

なお、図12において、図8と同一の構成には、同一の符号を付し、その説明は省略する。ここでは、主に上述した第2実施形態との相違点について説明する。   In FIG. 12, the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, differences from the second embodiment described above will be mainly described.

図12において、第3実施形態の乳幼児泣き声検出装置3は、図8に示す第1フレーム生成部12、音圧レベル検出部13、連続性判定部14、周期性判定部15及び周波数変動判定部80と同一の構成を備えている。   12, the infant cry detection device 3 of the third embodiment includes a first frame generation unit 12, a sound pressure level detection unit 13, a continuity determination unit 14, a periodicity determination unit 15, and a frequency fluctuation determination unit illustrated in FIG. 80 has the same configuration.

乳幼児泣き声検出装置3は、図8に示すバッファ部17、第2フレーム生成部18が削除されている。乳幼児泣き声検出装置3は、図8に示す周波数変換部19に代えて新たな周波数変換部121を備えている。また、乳幼児泣き声検出装置3は、図8に示す倍音判定部20に代えて新たな倍音判定部122を備え、図8に示す第2判定部81に代えて新たな判定部124を備えている。また、乳幼児泣き声検出装置3は、新たに保持部123を備えている。   In the infant cry detection apparatus 3, the buffer unit 17 and the second frame generation unit 18 shown in FIG. 8 are deleted. The infant cry detection device 3 includes a new frequency conversion unit 121 instead of the frequency conversion unit 19 shown in FIG. In addition, the infant cry detection device 3 includes a new harmonic determination unit 122 instead of the harmonic determination unit 20 illustrated in FIG. 8, and includes a new determination unit 124 instead of the second determination unit 81 illustrated in FIG. 8. . In addition, the infant cry detection device 3 is newly provided with a holding unit 123.

乳幼児泣き声検出装置3は、第1フレーム生成部12、音圧レベル検出部13、連続性判定部14及び周期性判定部15により、第2実施形態と同様に音信号を時間領域で処理する。この処理は、図6のフローチャートに示す処理を実行することで行われる。   The infant cry detection device 3 processes the sound signal in the time domain by the first frame generation unit 12, the sound pressure level detection unit 13, the continuity determination unit 14, and the periodicity determination unit 15, as in the second embodiment. This process is performed by executing the process shown in the flowchart of FIG.

周波数変換部121は、第1フレーム生成部12から音信号を受けて、音圧レベル検出部13で第1フレーム生成部12から与えられた音信号に音圧レベルが高い音信号が含まれていると判定された場合に、音圧レベルが高い音信号を周波数変換する。   The frequency converter 121 receives the sound signal from the first frame generator 12, and the sound signal given from the first frame generator 12 by the sound pressure level detector 13 includes a sound signal having a high sound pressure level. If it is determined that the sound signal has a high sound pressure level, the frequency of the sound signal is converted.

周波数変換の方法としては、例えば高速フーリエ変換法等の直交変換法や、フィルタバンク構成のポリフェイズフィルタ等を用いることができる。周波数変換の分解能は、乳幼児の泣き声の周波数構造(スペクトル構造)において、後述する倍音構造が認識できる分解能であればよい。周波数変換部121は、周波数変換された音信号を倍音判定部122に与える。   As a frequency conversion method, for example, an orthogonal transform method such as a fast Fourier transform method, a polyphase filter having a filter bank configuration, or the like can be used. The resolution of frequency conversion may be any resolution that can recognize a harmonic structure described later in the frequency structure (spectral structure) of an infant's cry. The frequency conversion unit 121 gives the overtone determination unit 122 the frequency-converted sound signal.

倍音判定部122は、周波数変換部121から周波数変換された音信号を受ける他は図8に示す倍音判定部20が備えた機能と同様である。   The harmonic overtone determination unit 122 has the same function as that of the overtone determination unit 20 shown in FIG.

保持部123は、周期性判定部15の判定結果及び周波数変動判定部80の判定結果を受けて、周期性判定部15の判定結果及び周波数変動判定部80の判定結果を保持する。保持部123は、保持した判定結果を判定部124に与える。   The holding unit 123 receives the determination result of the periodicity determination unit 15 and the determination result of the frequency fluctuation determination unit 80 and holds the determination result of the periodicity determination unit 15 and the determination result of the frequency fluctuation determination unit 80. The holding unit 123 gives the held determination result to the determination unit 124.

判定部124は、保持部123から与えられた判定結果に基づいて、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれているか否かを判定する。   Based on the determination result given from the holding unit 123, the determination unit 124 determines whether or not the collected sound signal includes an infant cry.

判定部124は、周期性判定部15が音信号に周期性があると判定し、かつ倍音判定部122が音信号に倍音構造の特徴を検出し、周波数変動判定部80が基音周波数及び高次周波数は変動していると判定した場合に、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれているものと判定する。判定部124は、周期性判定部15が音信号に周期性がないと判定し、または倍音判定部122が音信号に倍音構造の特徴を持たないと判定するか、周波数変動判定部80が基音周波数及び高次周波数は変動していないと判定した場合に、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていないものと判定する。   The determination unit 124 determines that the periodicity determination unit 15 has periodicity in the sound signal, the harmonic overtone determination unit 122 detects the characteristics of the harmonic structure in the sound signal, and the frequency variation determination unit 80 detects the fundamental frequency and higher order. When it is determined that the frequency is fluctuating, it is determined that the collected sound signal includes an infant's cry. The determination unit 124 determines that the periodicity determination unit 15 determines that the sound signal is not periodic, or the harmonic overtone determination unit 122 determines that the sound signal does not have a harmonic structure characteristic, or the frequency variation determination unit 80 determines that the sound signal is fundamental. When it is determined that the frequency and the higher order frequency are not changed, it is determined that the collected sound signal does not include the infant's cry.

なお、第3実施形態の乳幼児泣き声検出装置3は、周波数変動判定部80を備えているが、第1実施形態の乳幼児泣き声検出装置1のように周波数変動判定部80を削除し、倍音判定部122の判定結果を用いて乳幼児の泣き声を検出するようにしてもよい。   In addition, although the infant cry detection device 3 of the third embodiment includes the frequency variation determination unit 80, the frequency variation determination unit 80 is deleted as in the infant cry detection device 1 of the first embodiment, and the overtone determination unit. An infant's cry may be detected using the determination result 122.

以上説明したように、第3実施形態の乳幼児泣き声検出装置3は、以下に示す構成を採用することにより、以下に示す効果を得ることができる。   As described above, the infant cry detection device 3 according to the third embodiment can obtain the following effects by adopting the following configuration.

乳幼児泣き声検出装置3は、集音部として音を集音するマイクロフォン10と、マイクロフォン10で集音された音信号の音圧レベルを検出する音圧レベル検出部13を備えている。   The infant cry detection device 3 includes a microphone 10 that collects sound as a sound collection unit, and a sound pressure level detection unit 13 that detects a sound pressure level of a sound signal collected by the microphone 10.

乳幼児泣き声検出装置3は、連続性判定部14を備えている。連続性判定部14は、集音された音信号に、第1の音圧レベル以上で第1の時間連続した第1の音信号と、第2の音圧レベル以下で第2の時間連続した第2の音信号とが含まれているか否かを判定する。   The infant cry detection device 3 includes a continuity determination unit 14. The continuity determination unit 14 continues to the collected sound signal for the first time that is equal to or higher than the first sound pressure level for the first time and for the second time that is equal to or lower than the second sound pressure level. It is determined whether or not the second sound signal is included.

乳幼児泣き声検出装置3は、周期性判定部15を備えている。周期性判定部15は、第1の音信号と第2の音信号とが集音された音信号に含まれていると判定された場合に、第1の音信号と第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返すか否かを判定する。   The infant cry detection device 3 includes a periodicity determination unit 15. When it is determined that the first sound signal and the second sound signal are included in the collected sound signal, the periodicity determination unit 15 performs the first sound signal and the second sound signal, Determines whether or not alternately repeat at least twice.

乳幼児泣き声検出装置3は、周波数変換部121を備えている。周波数変換部121は、連続性判定部14及び周期性判定部15の動作と並行して第1の音信号を周波数変換する。   The infant cry detection device 3 includes a frequency conversion unit 121. The frequency conversion unit 121 converts the frequency of the first sound signal in parallel with the operations of the continuity determination unit 14 and the periodicity determination unit 15.

乳幼児泣き声検出装置3は、倍音判定部122を備えている。倍音判定部122は、周波数変換された第1の音信号は、周波数スペクトルのピークが基音周波数と高次周波数とで構成された倍音構造を有しているか否かを判定する。倍音判定部122は、第1の音信号が倍音構造を有している場合に、倍音構造が予め設定された時間継続しているか否かを判定する。倍音判定部122は、判定動作を連続性判定部14及び周期性判定部15の動作と並行して行う。   The infant cry detection device 3 includes a harmonic overtone determination unit 122. The harmonic overtone determination unit 122 determines whether the frequency-converted first sound signal has a harmonic overtone structure in which the peak of the frequency spectrum is composed of a fundamental frequency and a higher order frequency. The overtone determination unit 122 determines whether or not the overtone structure continues for a preset time when the first sound signal has a overtone structure. The harmonic overtone determination unit 122 performs the determination operation in parallel with the operations of the continuity determination unit 14 and the periodicity determination unit 15.

乳幼児泣き声検出装置3は、判定部124を備えている。判定部124は、以下の判定結果が得られた場合には、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する。判定結果は、第1の音信号と第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返されている判定結果と、第1の音信号は倍音構造でかつ倍音構造が予め設定された時間継続している判定結果である。   The infant cry detection device 3 includes a determination unit 124. When the following determination result is obtained, the determination unit 124 determines that the collected sound signal includes the infant's cry, and detects the infant's cry. The determination result includes a determination result in which the first sound signal and the second sound signal are alternately repeated at least twice, and the first sound signal has a harmonic structure and the harmonic structure continues for a preset time. It is a judgment result.

乳幼児泣き声検出装置3は、上記構成を採用することにより、背景に様々な雑音、特に乳幼児の泣き声と特徴が似通った報知音と区別して乳幼児の泣き声を検出することができる。この結果、誤検出の頻度を低減して、乳幼児の泣き声を検出する精度を高めることができる。   By adopting the above-described configuration, the infant cry detection apparatus 3 can detect an infant cry by distinguishing it from various noises in the background, in particular, a notification sound similar in characteristics to the infant cry. As a result, the frequency of erroneous detection can be reduced, and the accuracy of detecting an infant's cry can be increased.

乳幼児泣き声検出装置3は、連続性判定部14及び周期性判定部15の動作と、周波数変換部121及び倍音判定部122の動作とを並行する。   The infant cry detection device 3 performs the operations of the continuity determination unit 14 and the periodicity determination unit 15 in parallel with the operations of the frequency conversion unit 121 and the harmonic overtone determination unit 122.

乳幼児泣き声検出装置3は、上記技術的特徴を採用することにより、第1実施形態の乳幼児泣き声検出装置1及び第2実施形態の乳幼児泣き声検出装置2に比べて、迅速に乳幼児の泣き声を検出することができる。   The infant cry detection device 3 employs the above technical features to detect the infant cry more quickly than the infant cry detection device 1 of the first embodiment and the infant cry detection device 2 of the second embodiment. be able to.

乳幼児泣き声検出装置3は、周波数変動判定部80を備えている。周波数変動判定部80は、周波数変換された第1の音信号の周波数スペクトルにおけるピークの基音周波数及び高次周波数が、時間の推移とともに高域に変動した後、元に戻る周波数変動が発生しているか否かを判定する。   The infant cry detection device 3 includes a frequency variation determination unit 80. The frequency fluctuation determination unit 80 generates a frequency fluctuation that returns to the original frequency after the peak fundamental frequency and the higher order frequency in the frequency spectrum of the frequency-converted first sound signal fluctuate to a high frequency with time. It is determined whether or not.

乳幼児泣き声検出装置3の判定部124は、上記判定結果に加えてさらに第1の音信号に周波数変動が発生していると判定された場合に、集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する。   If the determination unit 124 of the infant cry detection apparatus 3 determines that the first sound signal has a frequency variation in addition to the above determination result, the collected sound signal includes the infant cry. It is determined that the baby is crying and the infant's cry is detected.

乳幼児泣き声検出装置3は、周波数変動判定部80を備えることで、より一層誤検出の頻度を低減して、乳幼児の泣き声を検出する精度を高めることができる。   By providing the frequency variation determination unit 80, the infant cry detection device 3 can further reduce the frequency of erroneous detection and increase the accuracy of detecting an infant cry.

10 マイクロフォン(集音部)
13 音圧レベル検出部
14 連続性判定部
15 周期性判定部
16 第1判定部
19,121 周波数変換部
20,122 倍音判定部
21,81 第2判定部
80 周波数変動判定部
124 判定部
10 Microphone (sound collector)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Sound pressure level detection part 14 Continuity determination part 15 Periodicity determination part 16 1st determination part 19,121 Frequency conversion part 20,122 Overtone determination part 21,81 2nd determination part 80 Frequency fluctuation determination part 124 Determination part

Claims (6)

音を集音する集音部と、
前記集音部で集音された音信号の音圧レベルを検出する音圧レベル検出部と、
前記音圧レベル検出部で音圧レベルが検出された音信号に、第1の音圧レベル以上で第1の時間連続した第1の音信号と、前記第1の音信号より低い第2の音圧レベル以下で前記第1の時間より短い第2の時間連続した第2の音信号とが含まれているか否かを判定する連続性判定部と、
前記第1の音信号と前記第2の音信号とが前記集音部で集音された音信号に含まれていると判定された場合に、前記第1の音信号と前記第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返すか否かを判定する周期性判定部と、
前記第1の音信号と前記第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返すと判定された場合には、前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定する第1判定部と、
前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定された場合に、前記第1の音信号を周波数変換する周波数変換部と、
周波数変換された前記第1の音信号が、周波数スペクトルのピークが基音周波数と高次周波数とで構成された倍音構造を有しているか否かを判定し、倍音構造を有している場合に、倍音構造が予め設定された時間継続しているか否かを判定する倍音判定部と、
乳幼児の泣き声が前記集音部で集音された音信号に含まれている可能性があると判定され、かつ前記第1の音信号は倍音構造で、かつ倍音構造が予め設定された時間継続していると判定された場合には、前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する第2判定部と、
を有することを特徴とする乳幼児泣き声検出装置。
A sound collection section for collecting sounds;
A sound pressure level detection unit for detecting a sound pressure level of a sound signal collected by the sound collection unit;
The sound signal for which the sound pressure level is detected by the sound pressure level detection unit includes a first sound signal that is equal to or higher than the first sound pressure level for a first time, and a second sound signal that is lower than the first sound signal. A continuity determination unit that determines whether or not a second sound signal that is lower than a sound pressure level and shorter than the first time for a second time is included;
When it is determined that the first sound signal and the second sound signal are included in the sound signal collected by the sound collection unit, the first sound signal and the second sound signal A periodicity determining unit for determining whether or not the signal repeats alternately at least twice;
When it is determined that the first sound signal and the second sound signal are alternately repeated at least twice, the sound signal collected by the sound collecting unit may include a crying sound of an infant A first determination unit that determines that there is
A frequency conversion unit that converts the frequency of the first sound signal when it is determined that the sound signal collected by the sound collection unit may contain a cry of an infant;
When the frequency-converted first sound signal has a harmonic structure by determining whether or not the peak of the frequency spectrum has a harmonic structure composed of a fundamental frequency and a higher-order frequency. A harmonic overtone determination unit that determines whether or not the overtone structure continues for a preset time;
It is determined that there is a possibility that an infant's cry is included in the sound signal collected by the sound collection unit, and the first sound signal has a harmonic structure, and the harmonic structure is continued for a preset time. A second determination unit that determines that the infant cry is included in the sound signal collected by the sound collection unit and detects the infant cry;
An infant cry detecting device characterized by comprising:
集音された音に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定されない場合には、前記周波数変換部は周波数変換を行わず、前記倍音判定部及び前記第2判定部は、判定動作を行わない
ことを特徴とする請求項1に記載の乳幼児泣き声検出装置。
If it is not determined that there is a possibility that the collected sound contains an infant cry, the frequency converter does not perform frequency conversion, and the harmonic overtone determination unit and the second determination unit perform the determination operation. The infant cry detection device according to claim 1, wherein the detection is not performed.
周波数変換された前記第1の音信号の周波数スペクトルにおけるピークの基音周波数及び高次周波数が、時間の推移とともに高域に変動した後、元に戻る周波数変動が発生しているか否かを判定する周波数変動判定部を備え、
前記第2判定部は、前記第1の音信号に周波数変動が発生していると判定された場合に、前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の乳幼児泣き声検出装置。
It is determined whether or not there is a frequency fluctuation that returns to the original frequency after the peak fundamental frequency and the higher order frequency in the frequency spectrum of the first sound signal that has been frequency-converted fluctuate to a high frequency with time. It has a frequency variation determination unit,
The second determination unit determines that an cry of an infant is included in the sound signal collected by the sound collection unit when it is determined that a frequency variation occurs in the first sound signal. The infant cry detection apparatus according to claim 1, wherein an infant cry is detected.
集音された音に乳幼児の泣き声が含まれている可能性があると判定されない場合には、前記周波数変換部は周波数変換を行わず、前記倍音判定部、前記周波数変動判定部及び前記第2判定部は、判定動作を行わない
ことを特徴とする請求項3に記載の乳幼児泣き声検出装置。
If it is not determined that there is a possibility that the collected sound includes an infant's cry, the frequency conversion unit does not perform frequency conversion, and the harmonic overtone determination unit, the frequency fluctuation determination unit, and the second The infant cry detection apparatus according to claim 3, wherein the determination unit does not perform a determination operation.
音を集音する集音部と、
前記集音部で集音された音信号の音圧レベルを検出する音圧レベル検出部と、
前記音圧レベル検出部で音圧レベルが検出された音信号に、第1の音圧レベル以上で第1の時間連続した連続した第1の音信号と、前記第1の音信号より低い第2の音圧レベル以下で前記第1の時間より短い第2の時間連続した第2の音信号とが含まれているか否かを判定する連続性判定部と、
前記第1の音信号と前記第2の音信号とが前記集音部で集音された音信号に含まれていると判定された場合に、前記第1の音信号と前記第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返すか否かを判定する周期性判定部と、
前記連続性判定部及び前記周期性判定部の動作と並行して前記第1の音信号を周波数変換する周波数変換部と、
周波数変換された前記第1の音信号は、周波数スペクトルのピークが基音周波数と高次周波数とで構成された倍音構造を有しているか否かを判定し、倍音構造を有している場合に、倍音構造が予め設定された時間継続しているか否かを判定し、判定動作を前記連続性判定部及び前記周期性判定部の動作と並行して行う倍音判定部と、
前記第1の音信号と前記第2の音信号とが前記集音部で集音された音信号に含まれて前記第1の音信号と前記第2の音信号とが少なくとも2回交互に繰り返し、かつ前記第1の音信号は倍音構造で、かつ倍音構造が予め設定された時間継続していると判定された場合には、前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する判定部と、
を有することを特徴とする乳幼児泣き声検出装置。
A sound collection section for collecting sounds;
A sound pressure level detection unit for detecting a sound pressure level of a sound signal collected by the sound collection unit;
The sound signal whose sound pressure level is detected by the sound pressure level detection unit includes a continuous first sound signal that is equal to or higher than the first sound pressure level for a first time, and lower than the first sound signal. A continuity determination unit that determines whether or not a second sound signal that is continuous for a second time that is less than or equal to a sound pressure level of 2 and shorter than the first time is included;
When it is determined that the first sound signal and the second sound signal are included in the sound signal collected by the sound collection unit, the first sound signal and the second sound signal A periodicity determining unit for determining whether or not the signal repeats alternately at least twice;
A frequency conversion unit that converts the frequency of the first sound signal in parallel with the operations of the continuity determination unit and the periodicity determination unit;
When the frequency-converted first sound signal has a harmonic structure, it is determined whether or not the peak of the frequency spectrum has a harmonic structure composed of a fundamental frequency and a higher order frequency. Determining whether the overtone structure continues for a preset time, and performing a determination operation in parallel with the operations of the continuity determination unit and the periodicity determination unit; and
The first sound signal and the second sound signal are included in the sound signal collected by the sound collecting unit, and the first sound signal and the second sound signal are alternately alternately at least twice. When it is determined that the first sound signal has a harmonic structure and the harmonic structure continues for a preset time, the infant's crying sound is added to the sound signal collected by the sound collecting unit. And a determination unit for detecting an infant's cry,
An infant cry detecting device characterized by comprising:
周波数変換された前記第1の音信号の周波数スペクトルにおけるピークの基音周波数及び高次周波数が、時間の推移とともに高域に変動した後、元に戻る周波数変動が発生しているか否かを判定する周波数変動判定部を備え、
前記判定部は、前記第1の音信号に周波数変動が発生していると判定された場合に、前記集音部で集音された音信号に乳幼児の泣き声が含まれていると判定し、乳幼児の泣き声を検出する
ことを特徴とする請求項5に記載の乳幼児泣き声検出装置。
It is determined whether or not there is a frequency fluctuation that returns to the original frequency after the peak fundamental frequency and the higher order frequency in the frequency spectrum of the first sound signal that has been frequency-converted fluctuate to a high frequency with time. It has a frequency variation determination unit,
When the determination unit determines that a frequency variation has occurred in the first sound signal, the determination unit determines that the sound signal collected by the sound collection unit includes an infant cry, 6. The infant cry detection apparatus according to claim 5, wherein an infant cry is detected.
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