JP4055748B2 - 音信号抽出方法、音信号抽出ユニット、異音検査方法及び異音検査装置 - Google Patents
音信号抽出方法、音信号抽出ユニット、異音検査方法及び異音検査装置 Download PDFInfo
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Description
特に、カーエアコンのそれぞれの空気吹出口において、吹出口が開状態なる位置と閉状態となる位置の間で開口部に沿って摺動し、空調空気を吹き出す吹出口を選択するフィルムシャッタのような摺動部を有する製品は、傷や付着物等によって、部品同士が摺動する際に異音を生じる。したがって、このような摺動部を有する製品については、摺動部が生じる異音を検出して部品の良否を判定する摩擦異音検査が行われている。
しかし、このような異音検査が行われる工場内には、検査対象の周囲で動作する電動ドライバーの動作音やエアブロー音、または工場内放送などの外乱ノイズ(例えば工場内で発生する)が存在し、異音検出または評価に影響を生じていた。したがって、従来の摩擦異音検査は、外部から到来する外乱ノイズを遮断するために一般に防音ボックス内で行われていた。
さらに本発明では、これら複数回採取した被検査音を複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割し、各音信号について同じ周波数帯域の周波数帯域信号同士を比較する。これにより、時間を隔てて複数回採取した各被検査音内に、異なる周波数帯域特性の雑音が同一タイミングで到来した場合においても雑音成分として識別可能とする。
また、前記の信号区間検出手段は、各音信号ごと及び前記各周波数帯域ごとに、周波数帯域信号の値の絶対値が所定の閾値以下となる区間が所定長以上連続しない信号区間を選択する信号区間選択手段を備え、選択された記信号区間のうち、全ての前記音信号について選択された信号区間を各周波数帯域ごとに検出することとしてよい。
なお、アナログディジタル変換器12は、例えば入力アナログ音信号の各サンプリング周期Δi内の各時刻ti(iは自然数)における信号値をサンプリングして、これを量子化したディジタル信号値の列をディジタル音信号として出力するものであるとしてよい。
なお、マイク部2は、本発明に係る異音検査装置の音信号採取手段をなし、摺動部3は、本発明に係る異音検査装置の被検査音発生手段をなし、ディジタルフィルタ13は本発明に係る音信号抽出ユニットをなす。
さらに、原音記憶部24は、本発明に係る音信号抽出ユニット及び異音検査装置の記憶手段をなし、演算器21は、本発明に係る音信号抽出ユニット及び異音検査装置の信号変換手段をなし、演算器21と及び前記テーブルが記憶される作業領域用記憶部25は、本発明に係る音信号抽出ユニット及び異音検査装置の信号区間検出手段、信号抽出手段及び信号区間選択手段をなす。
まず、ステップS51において、摺動部3は、検査対象物4の摺動部分を摺動させて摩擦音を時間を隔てて複数回発生させ、ステップS52において、マイク部2は、これら摩擦音をそれぞれ採取し各アナログ音信号を生成する。このときマイク部2は、検査対象物4の摺動開始時に摺動部3が生成する開始タイミング信号及び摺動停止時に生成する停止タイミング信号を取り込んで、これらのタイミング信号に同期して被検査音の採取開始及び停止をそれぞれ行う。したがって、マイク部2が生成する各音信号に含まれる各回の各被検査音は、それぞれの音信号中の同じ時刻に存在する。
図4(A)に、第1回目に採取した音信号を離散ウェーブレット変換により各周波数帯域1〜6に分割した各周波数帯域信号の波形図を示し、図4(B)に、第2回目に採取した音信号を離散ウェーブレット変換により各周波数帯域1〜6に分割した各周波数帯域信号の波形図を示す。
図4(A)及び(B)に示す例では、周波数帯域2、4及び5のそれぞれの信号区間61、62及び63には2つの音信号の双方について周波数帯域信号が存在するが、図4(A)に示す周波数帯域3、4及び5のそれぞれの信号区間64、65及び66には、1回目に採取した音信号については周波数帯域信号が存在するが2回目に採取した音信号については周波数帯域信号が存在しない。
上述の通り、アナログディジタル変換器12を経てディジタルフィルタ13に入力されるディジタル音信号は、入力アナログ音信号の各サンプリング周期Δi内の各サンプリング時刻ti(iは自然数)における信号値をサンプリングして、これを量子化したディジタル信号値の列として与えられる。
そして、ステップS53で、これらディジタル変換された各音信号を各周波数帯域成分へと分割して生成された各周波数帯域信号もまた、同様の形式のディジタル信号、すなわち各時刻tiにおける当該周波数帯域における信号強度を示すディジタル信号値の列として与えられる。図7(A)に、ある周波数帯域における周波数帯域信号のタイムチャートを示す。
これら各時刻と各時刻における周波数帯域信号の信号値とを、下記表1の第1列と第2列とにそれぞれ示す。
図7(A)の例では、区間Δ3〜Δ5、Δ8〜Δ11、Δ14〜Δ17、Δ20〜Δ23、Δ26〜Δ29、Δ32〜Δ35及びΔ38〜Δ41の区間で、信号値Vの絶対値が閾値Vtを超えており、これらの区間が選択される。
図7(B)の例では、区間Δ6〜Δ7、Δ12〜Δ13、Δ18〜Δ19、Δ24〜Δ25、Δt36〜Δ37で、信号値の絶対値が閾値Vt以下であり区間長がかつその所定長Δt1より短いため選択される。一方で区間Δ30〜Δ31の区間でも信号値の絶対値が閾値Vt以下であるが区間長が所定長Δt1より長いため、ここでは選択されない。
選択状態を図7(C)に示し、テーブル2の内容を表1の第3列及び第5列に示す。
4 検査対象
13 ディジタルフィルタ
21 演算器
22 データバス
23、24、25 記憶部
Claims (12)
- 同じ対象音を複数回採取した各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割し、
前記の複数回採取された各音信号について、同じ周波数帯域の前記周波数帯域信号同士を比較し、全ての前記音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出し、
前記複数回採取された音信号のいずれかに係る、前記の検出した信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出する、
ことを特徴とする音信号抽出方法。 - 前記の信号区間の検出は、
前記各音信号ごと及び前記各周波数帯域ごとに、前記周波数帯域信号の値の絶対値が所定の閾値以下となる区間が所定長以上連続しない信号区間を選択し、
選択された各前記信号区間のうち、全ての前記音信号について選択された信号区間を前記各周波数帯域ごとに検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の音信号抽出方法。 - 前記の音信号の周波数帯域信号への分割を離散ウェーブレット変換により行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の音信号抽出方法。
- 同じ検査対象から被検査音を複数回発生させ、
前記の複数回の被検査音を採取してそれぞれの音信号を生成し、
前記の複数回採取された各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割し、
前記複数回採取された各音信号について同じ周波数帯域の前記周波数帯域信号同士を比較し、全ての前記音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出し、
前記複数回採取された音信号のいずれかに係る、前記の検出した信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出し、
前記抽出した周波数帯域信号を使用して、前記検査対象の異音検査を行うことを特徴とする異音検査方法。 - 前記の信号区間の検出は、
前記各音信号ごと及び前記各周波数帯域ごとに、前記周波数帯域信号の値の絶対値が所定の閾値以下となる区間が所定長以上連続しない信号区間を選択し、
選択された各前記信号区間のうち、全ての前記音信号について選択された信号区間を前記各周波数帯域ごとに検出する、
ことを特徴とする請求項4に記載の異音検査方法。 - 前記の音信号の周波数帯域信号への分割を離散ウェーブレット変換により行うことを特徴とする請求項4又は5に記載の雑音削除方法。
- 同じ対象音を複数回採取した各音信号をそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記の記憶された各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号変換手段と、
前記の複数回採取された各音信号について同じ周波数帯域の前記周波数帯域信号同士を比較し、全ての前記音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出する信号区間検出手段と、
前記複数回採取された音信号のいずれかに係る、前記の検出された信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出する信号抽出手段と、
を備えることを特徴とする音信号抽出ユニット。 - 前記信号区間検出手段は、
前記各音信号ごと及び前記各周波数帯域ごとに、前記周波数帯域信号の値の絶対値が所定の閾値以下となる区間が所定長以上連続しない信号区間を選択する信号区間選択手段を備え、
選択された各前記信号区間のうち、全ての前記音信号について選択された信号区間を前記各周波数帯域ごとに検出することを特徴とする請求項7に記載の音信号抽出ユニット。 - 前記信号変換手段は、音信号をその周波数帯域信号へ分割する離散ウェーブレット変換手段であることを特徴とする請求項7又は8に記載の音信号抽出ユニット。
- 検査対象から被検査音を発生させる被検査音発生手段と、
前記被検査音発生手段による被検査音の発生と同期して前記被検査音を採取する音信号採取手段と、
同じ被検査音を複数回採取した各音信号をそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記の記憶された各音信号のそれぞれを、複数の周波数帯域についての各周波数帯域信号に分割する信号変換手段と、
前記の複数回採取された音信号について同じ周波数帯域の前記周波数帯域信号同士を比較し、全ての前記音信号について周波数帯域信号が存在する信号区間を各周波数帯域ごとに検出する信号区間検出手段と、
前記複数回採取された音信号のいずれかに係る、前記の検出された信号区間に存在する周波数帯域信号を抽出する信号抽出手段と、
前記抽出した周波数帯域信号を使用して、前記被検査音の良否判定を行う判定手段と、
を備えることを特徴とする異音検査装置。 - 前記信号区間検出手段は、
前記各音信号ごと及び前記各周波数帯域ごとに、前記周波数帯域信号の値の絶対値が所定の閾値以下となる区間が所定長以上連続しない信号区間を選択する信号区間選択手段を備え、
選択された各前記信号区間のうち、全ての前記音信号について選択された信号区間を前記各周波数帯域ごとに検出することを特徴とする請求項10に記載の異音検査装置。 - 前記信号変換手段は、音信号をその周波数帯域信号へ分割する離散ウェーブレット変換手段であることを特徴とする請求項10又は11に記載の異音検査装置。
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