JP7113687B2 - 信号処理装置、信号処理システム及び探索方法 - Google Patents

信号処理装置、信号処理システム及び探索方法 Download PDF

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Description

本発明は、信号処理装置、信号処理システム及び探索方法に関する。
振動をセンサで電気信号に変換し、増幅して音として聞くシステムが市販されている。漏水探知機、デジタル聴振計、電子聴診器などで異常発生箇所の近くの振動を計測し、それを音として聴取できる。そのため、特定の箇所の異常を検知するために有効な技術である。機械設備点検の現場で使用される聴音棒は、信号処理や増幅などを用いず、振動を直接音として聴取するものである。
また、振動と相関のある騒音を低減するため、計測した振動から２次音源を生成して、能動的に騒音を低減する装置が考案されている。例えば、特許文献１には、騒音が振動に起因して発生しているため、両者の相関が高いことを利用して、振動を計測して、制御音を演算により生成し、騒音を低減する装置が開示されている。また、振動と音の相関によって雑音を除去する装置（例えば、特許文献２、特許文献３参照）が考案されている。
特開平５－２２４６８０号公報 国際公開第２０１２／１４０８１８号公報 特開２００６－１３８６３８号公報
異常音がどこから、何が原因で発生しているのか、調べたいときに、振動を計測することは多いが、その多くは、振動の大きさで評価するものである。また、従来技術のように振動音を聞くこともある。しかし、これらは、異常音の音を評価しているのではないので、実際にその振動が異常音の原因かどうか不確かな場合もある。
すなわち、これらの装置では特定点の振動を音として聞くものであるが、実際の機械音は機械の１点から放射されるのではなく、広い面から放射されるか、複数の箇所から発生した音の合成である。また、発生する音の周波数特性は、機械の材質や形状や大きさなどに影響され、音質、すなわち周波数特性や減衰特性（継続時間、残響時間）が変化する。以上のことから、従来技術で聴取できる音は、通常機械の音として聞く音とは音質が異なる。そのため異常音（異音）の原因箇所探査に、従来の振動音聴取装置を使用した場合、異常音と同じ音を聞くことはできないため、うまく探査できない可能性がある。
特許文献１～３の技術は、騒音や雑音を除去する機能により音の情報の一部が失われてしまうため、異常音の発生箇所を探査する目的に使用する場合、効果が不十分である。更にセンサ類が固定式で、移動しづらいので、探査には不向きである。
このように、振動を音として聞いても本来の機器の異常音ではなく、音の聴取で異常発生箇所を特定することが難しい。一方、音は様々な箇所から発生して合成されるので、振動のように特定の箇所に起因した信号だけに分離することが難しい。そのため雑音が多く、振動に比べて診断に利用しにくいという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、異常音の発生箇所を探査することを容易にすることを可能とする信号処理装置、信号処理システム及び探索方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様に係る信号処理装置は、周囲の音を電気信号に変換する集音部から入力された音響信号と、振動を電気信号に変換する少なくとも一つの振動検知部から入力された少なくとも一つの振動信号とが入力される信号処理装置であって、前記音響信号をフーリエ変換する第１のフーリエ変換部と、前記振動信号をフーリエ変換する第２のフーリエ変換部と、前記第１のフーリエ変換部による変換後の第１の変換値と、前記第２のフーリエ変換部による変換後の第２の変換値とを用いて、予め設定された周波数毎に、前記音響信号と前記振動信号との間で、位相がどれだけ揃っているかを示す相関度を決定する相関度決定部と、前記相関度決定部によって決定された周波数毎の相関度に応じて、当該周波数毎に前記音響信号の強度を調節する調節部と、を備える。
この構成によれば、周波数毎に、相関度が高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。従って、探索者が調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音から直接聞いた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部が設置された機器または振動検知部が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。これにより、異常音の発生箇所を探査することを容易にすることができる。
本発明の第２の態様に係る信号処理装置は、第１の態様に係る信号処理装置であって、前記相関度は、コヒーレンスであり、前記相関度決定部は、前記第１のフーリエ変換部による変換後の第１の変換値と、前記第２のフーリエ変換部による変換後の第２の変換値とを用いて、予め設定された周波数毎に、コヒーレンスを算出し、前記調節部は、前記算出された周波数毎のコヒーレンスに応じて、当該周波数毎に前記音響信号の強度を調節する。
この構成によれば、周波数毎に、コヒーレンスが高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。
本発明の第３の態様に係る信号処理装置は、第１または２の態様に係る信号処理装置であって、前記調節部は、前記第１のフーリエ変換部による変換後の振幅スペクトルに対して、予め設定された周波数毎に、当該周波数に対応する前記相関度によって重み付けする重み付け部と、重み付け後の音響信号の振幅スペクトルと重み付けされていない音響信号の位相スペクトルを用いて、逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、を有する。
この構成によれば、逆フーリエ変換することによって、もともとの音響信号に対して、振動信号との相関が高い周波数の成分が強調された音声信号を出力することができる。
本発明の第４の態様に係る信号処理装置は、第１または２の態様に係る信号処理装置であって、前記調節部は、前記音響信号を周波数毎の強度を変更するフィルタを有し、前記予め設定された周波数毎に、当該周波数に対応する前記相関度によって前記フィルタの係数が変更される。
この構成によれば、周波数毎に、相関度が高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。
本発明の第５の態様に係る信号処理装置は、第１から４のいずれかの態様に係る信号処理装置であって、操作者の操作に応じて、前記調節部によって調整後の音響信号を出力するか、前記入力された音響信号をそのまま出力するかを切り替えるスイッチを備える。
この構成によれば、集音部から入力された音響信号と、調節部によって調整後の音響信号とを切り替えて聞くことができる。このため、操作者は、調整後の音響信号から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、特定の機器または振動検知部が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第６の態様に係る信号処理システムは、周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力する集音部と、振動を電気信号に変換し、少なくとも一つの振動信号を出力する少なくとも一つの振動検知部と、前記音響信号と前記少なくとも一つの振動信号が入力され、調整後の音響信号を出力する第１から５のいずれかの態様に係る信号処理装置と、前記信号処理装置から出力された調整後の音響信号を人間が感知可能な態様に変換して出力する出力器と、を備える。
この構成によれば、周波数毎に、相関度が高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。従って、探索者が調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音から直接聞いた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部が設置された機器または振動検知部が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第７の態様に係る信号処理システムは、第６の態様に係る信号処理システムであって、前記振動検知部は複数あり、それぞれの前記振動検知部は振動センサを有しており、複数の前記振動センサは、一つの機器の互いに異なる箇所に設置されており、前記複数の振動センサから入力された複数の振動信号を切り替えて出力する切替器を備え、前記信号処理部に、前記切替器から出力された振動信号が入力される。
この構成によれば、それぞれの振動信号について、周波数毎に相関度が高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。従って、探索者が、切替器の切り替え毎に調整後の音響信号を聞いて、調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音を聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第８の態様に係る信号処理システムは、第６の態様に係る信号処理装置であって、前記振動検知部は複数あり、それぞれの前記振動検知部は振動センサを有しており、複数の前記振動センサは、別々の機器に設置されており、前記複数の振動センサから入力された複数の振動信号を切り替えて一つの振動信号を出力する切替器を備え、前記信号処理装置には、前記切替器から出力された前記一つの振動信号が入力される。
この構成によれば、探索者が、切替器の切り替え毎に調整後の音響信号を聞いて、調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音を聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第９の態様に係る信号処理システムは、第６の態様に係る信号処理システムであって、前記振動検知部は複数あり、前記集音部から音響信号が入力され、複数の前記振動検知部からそれぞれ振動信号が入力され、当該音響信号及び複数の当該振動信号を送信する第１の通信機と、前記音響信号及び複数の前記振動信号を受信する第２の通信機と、前記第２の通信機によって受信された複数の前記振動信号を切り替えて出力する切替器と、を更に備え、前記信号処理装置に、前記切替器から出力された振動信号が入力される。
この構成によれば、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者は、切替器の切り替え毎に調整後の音響信号を聞いて、調整後の音響信号から、集音部から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第１０の態様に係る信号処理システムは、第６の態様に係る信号処理システムであって、前記振動検知部は複数あり、複数の前記振動検知部から入力される複数の前記振動信号を切り替えて出力する切替器と、前記集音部から音響信号が入力され、前記切替器から出力された振動信号が入力され、当該音響信号と当該振動信号とを送信する第１の通信機と、前記音響信号と前記振動信号とを受信する第２の通信機と、前記切替器による切り替えの指示を受け付ける切替指示器と、を備え、前記第２の通信機は、前記切替指示器が受け付けた指示を送信し、前記第１の通信機は、前記指示を受信し、前記切替器は、前記第１の通信機が受信した指示に基づいて、出力する振動信号を切り替え、前記信号処理装置に、前記音響信号と前記切替器から出力された振動信号とが前記第１の通信機及び前記第２の通信機を介して入力される。
この構成によれば、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者は、切替指示器を操作して切替器が出力する振動信号を切り替える毎に、調整後の音響信号から、集音部から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第１１の態様に係る信号処理システムは、第６の態様に係る信号処理システムであって、前記信号処理装置は、操作者の操作に応じて、前記調整後の音響信号を出力するか、前記入力された音響信号をそのまま出力するかを切り替えるスイッチを有し、前記信号処理装置は、前記集音部から音響信号が入力され、前記振動検知部から振動信号が入力され、前記調整後の音響信号と前記集音部から入力された音響信号を切り替えて出力し、前記信号処理装置から出力された調整後の音響信号または前記入力された音響信号を送信する第１の通信機と、前記送信された調整後の音響信号または前記入力された音響信号を受信する第２の通信機と、前記スイッチによる切り替えの指示を受け付けるスイッチ操作部と、を備え、前記第２の通信機は、前記スイッチ操作部が受け付けた指示を送信し、前記第１の通信機は、前記指示を受信し、前記スイッチは、前記第１の通信機が受信した指示に基づいて、出力する信号を切り替える。
この構成によれば、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者は、スイッチ操作部を操作して集音部から入力された音響信号の音をそのまま聞き、その後に、調整後の音響信号から、集音部から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第１２の態様に係る信号処理システムは、第６または１１の態様に係る信号処理システムであって、前記振動検知部は複数あり、複数の前記振動検知部から入力される複数の前記振動信号を切り替えて前記信号処理装置に出力する切替器と、前記信号処理装置から出力された信号を送信する第１の通信機と、前記第１の通信機から送信された信号を受信する第２の通信機と、前記切替器による切り替えの指示を操作者から受け付ける切替指示器と、を備え、前記第２の通信機は、前記切替指示器が受け付けた指示を送信し、前記第１の通信機は、前記指示を受信し、前記切替器は、前記第１の通信機が受信した指示に基づいて、出力する振動信号を切り替える。
この構成によれば、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者は、切替指示器を操作して切替器が出力する振動信号を切り替える毎に、調整後の音響信号から、集音部から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第１３の態様に係る探索方法は、異常音を出力している機器または箇所を探索する探索方法であって、探索者が、前記異常音を含む周囲の音を聞く工程と、集音部が、前記周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力し、並行して、対象とする機器または箇所に設置された少なくとも一つの振動検知部が振動を電気信号に変換し、少なくとも一つの振動信号を出力する工程と、第１から５のいずれかの態様に係る記載の信号処理装置が、前記音響信号と前記少なくとも一つの振動信号を用いて、前記音響信号を調整し、調整後の音響信号を出力する工程と、出力器が、前記調整後の音響信号を人間が感知可能な態様に変換して出力する工程と、前記出力器による出力を前記探索者が感知して、前記聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、前記対象とする機器または箇所が前記異常音を出力していると判定する工程と、を有する。
この構成によれば、機器の運転音には、様々な箇所で発生した音が伝わり、様々な周波数の成分が含まれているが、特定の箇所の振動と相関度の高い騒音の周波数成分を強調することができる。このため、振動センサの位置をいろいろと変えてみて、異常と感じる音が強調して聞こえるようになったときの振動センサが設置された機器または箇所を、異常音の発生箇所と判定することができる。
本発明の第１４の態様に係る信号処理装置は、特定の環境の音を電気信号に変換する集音部から入力された音響信号が入力される信号処理装置であって、前記特定の環境の過去の音響信号と当該過去において振動センサが設けられた箇所または機器の振動が電気信号に変換された振動信号との間で予め決定された周波数毎の過去の異常音発生時の相関度を記憶する記録装置から、対象とする機器または箇所の周波数毎の過去の異常音発生時の相関度を読み出し、前記周波数毎の相関度を用いて、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する調節部を備える。
この構成によれば、振動センサの設置箇所を移動して、移動する毎に相関度の演算をするという一連の工程がなくなるので、より迅速に診断を行うことができる。
本発明の第１５の態様に係る信号処理装置は、第１４の態様に係る信号処理装置であって、前記記録装置には、前記過去の異常音の発生時における前記音響信号を記憶されており、操作者の操作に応じて、前記過去の異常音の発生時における前記音響信号と、前記調節部による調整後の音響信号のいずれかを出力信号として出力するか切り替えるスイッチを更に備える。
この構成によれば、操作者は、異常音の発生時における音響信号を聞くことができる。そして、当該操作者は、この調整後の音響信号から、異常音の発生時における音響信号の音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部が設置された機器または振動検知部が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第１６の態様に係る信号処理装置は、第１４の態様に係る信号処理装置であって、前記記録装置には、過去の異常音の発生時における前記音響信号の強度を前記周波数毎の相関度を用いて当該周波数毎に調節した調節後の音響信号が記憶されており、前記記録装置から読み出される前記過去の異常音の発生時における前記調節後の音響信号と、入力された音響信号が前記調節部によって調節された後の音響信号のいずれかを出力するか切り替えるスイッチを更に備える。
この構成によれば、操作者は、異常音の発生時における調整された過去の音響信号を聞くことができる。そして、当該操作者は、現在の調整後の音響信号から、過去の異常音の発生時における音響信号の音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部が設置された機器または振動検知部が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第１７の態様に係る信号処理システムは、周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力する集音部と、前記特定の環境の過去の音響信号と当該過去において特定の箇所または特定の機器の振動が電気信号に変換された振動信号との間で予め決定された周波数毎の相関度を記憶する記録装置と、前記音響信号が入力され、対象とする機器または箇所に対応する周波数毎の相関度を前記記録装置から読み出し、前記周波数毎の相関度を用いて、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する第１４から１６のいずれかの態様に係る信号処理装置一項に記載の信号処理装置と、前記信号処理装置から出力された調整後の音響信号を人間が感知可能な態様に変換して出力する出力器と、を備える。
この構成によれば、探索者が調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音から直接聞いた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、対象とする機器または箇所が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の第１８の態様に係る探索方法は、特定の環境において異常音を出力している機器または機器の箇所を探索する探索方法であって、探索者が、前記特定の環境の音を聞く工程と、集音部が、前記特定の環境の音を電気信号に変換して音響信号を出力する工程と、第１４から１６のいずれかの態様に係る信号処理装置が、対象とする機器または箇所に対応する周波数毎の相関度を前記記録装置から読み出し、前記周波数毎の相関度を用いて、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する工程と、出力器が、前記信号処理装置から出力された調整後の音響信号を人間が感知可能な態様に変換して出力する工程と、前記出力器による出力を前記探索者が感知して、前記聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、前記対象とする機器または箇所が前記異常音を出力していると判定する工程と、を有する。
この構成によれば、探索者が調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音から直接聞いた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、対象とする機器または箇所が異常音を出力していると判定することができる。
本発明の一態様によれば、周波数毎に、相関度が高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。従って、探索者が調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音から直接聞いた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部が設置された機器または振動検知部が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。これにより、異常音の発生箇所を探査することを容易にすることができる。
第１の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。 第１の実施形態に係る信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。 異常音を出力している機械または箇所を探索する探索方法の流れの一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の第１の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。 第１の実施形態の第２の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。 第２の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。 第２の実施形態の第１の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。 第２の実施形態の第２の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。 第３の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。 第３の実施形態に係る信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。 第４の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。 第１の変形例に係る信号処理装置の概略構成図である。 相関度をイコライザの帯域毎に区切って相対レベルを設定することを説明するための図である。 第１の変形例に係る信号処理装置のフィルタ３４３の構成の一例を示す構成図である。 第５の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。 第５の実施形態に係る信号処理装置の概略構成図である。 第５の実施形態の変形例に係る信号処理装置の概略構成図である。
以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
本実施形態に係る信号処理システムは、機械から発生する異常音の原因となる箇所を特定するため、機械の振動を用いて、機械の振動と相関が高い騒音を信号処理により強調する。
＜第１の実施形態＞
図１は第１の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。図１に示すように、信号処理システムＳ１は、集音部１、振動検知部２、入力が集音部１の出力及び振動検知部２の出力が接続された信号処理装置３、入力が信号処理装置３の出力に接続されたアンプ４、及びアンプ４の出力が接続された出力器５を備える。
集音部１は、機器Ｄの騒音を計測するマイクロホン１１と、マイクロホン１１に接続され計測された信号を増幅するアンプ１２とを有する。アンプ１２で増幅後の音響信号が信号処理装置３に入力される。
振動検知部２は、機器Ｄの振動を計測する振動センサ２１と、振動センサ２１に接続され計測された信号を増幅するアンプ２２とを有する。アンプ２２で増幅後の振動信号が信号処理装置３に入力される。
信号処理装置３は、集音部１から入力される音響信号及び振動検知部２から入力される振動信号を信号処理する。音響信号及び振動信号は、時系列信号である。
アンプ４は、信号処理装置３で信号処理した信号を増幅する。
出力器５は、アンプ４で増幅された信号を音波に変換して出力する。出力器５は、例えば、ヘッドホンである。なお、出力器５は、耳に装着するイヤホンまたはスピーカであってもよい。ここでヘッドホンまたはイヤホンは、電気信号を、耳（鼓膜）に近接した発音体（スピーカーなど）を用いて音波（可聴音）に変換する装置である。機械室等の実際の音に聴取が邪魔されないようにするためには、出力器５は、イヤホンやヘッドホンとすることが望ましい。
（配置）
集音部１、振動検知部２は、移動可能なハンディタイプであってもよいし、固定されていてもよい。
マイクロホン１１も振動センサ２１も任意の位置に移動可能で、マイクロホン１１は異常音が聴取できる箇所に設置される。マイクロホン１１は診断の基準となる調整前の異常音が変化しないように、スタンド等に取り付けて固定することが望ましい。
図２は、信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、信号処理装置３は、第１のフーリエ変換部３１、第２のフーリエ変換部３２、相関度決定部３３、調節部３４、スイッチ３５を備える。調節部３４は、重み付け部３４１と、逆フーリエ変換部３４２とを備える。
スイッチ３５は、操作者の操作に応じて、入力された音響信号をそのままアンプ４へ出力するか、入力された音響信号を第１のフーリエ変換部３１に出力するかを切り替える。すなわち、スイッチ３５は、操作者の操作に応じて、調節部３４によって調整後の音響信号を出力するか、入力された音響信号をそのまま出力するかを切り替える。
第１のフーリエ変換部３１は、集音部１が出力した音響信号に対してフーリエ変換（例えば、高速フーリエ変換：ＦＦＴ）を行う。
第２のフーリエ変換部３２は、振動検知部２が出力した振動信号に対してフーリエ変換（例えば、高速フーリエ変換：ＦＦＴ）を行う。
相関度決定部３３は、第１のフーリエ変換部３１と第２のフーリエ変換部３２のフーリエ変換結果を用いて騒音と振動の相関度を計算する。相関度は、例えばコヒーレンスである。コヒーレンスは、２つの信号の相関度を表す指標として用いられ、０以上、１以下の値となる。大きいほど、両者の相関が高いことを示す。信号をフーリエ変換すると、振幅スペクトルと位相スペクトルが得られる。コヒーレンスは、次の式で表される。
Figure 0007113687000001
ここで、
Figure 0007113687000002
 は、音響信号ｘ（ｔ）（但し、ｔは時間）のパワースペクトルの平均である。
Figure 0007113687000003
 は、振動信号ｙ（ｔ）のパワースペクトルの平均である。
Figure 0007113687000004
 はクロススペクトルの平均である。ＣＯＨ（ｆ）はコヒーレンスである（但し、ｆは周波数）。
このように、相関度決定部３３は、第１のフーリエ変換部による変換後の第１の変換値と、前記第２のフーリエ変換部による変換後の第２の変換値とを用いて、予め設定された周波数毎に、音響信号と振動信号との間で、位相がどれだけ揃っているかを示す相関度を決定する。本実施形態では、その一例として、相関度決定部３３は、前記第１のフーリエ変換部による変換後の第１の変換値と、前記第２のフーリエ変換部による変換後の第２の変換値とを用いて、予め設定された周波数毎に、コヒーレンスを算出する。
第１のフーリエ変換部３１、第２のフーリエ変換部３２は、時間波形をＡＤ変換器で離散化して、間隔ｈでサンプリングしたサンプル数Ｎ個のデータ列ｆ（ｎｈ）についてフーリエ変換する。求められたフーリエ係数ａk、ｂkから、振幅と位相が算出される。ａk、ｂkは基本角周波数ωの第ｋ次高調波のフーリエ係数を表す。
Figure 0007113687000005
Figure 0007113687000006
重み付け部３４１は、この振幅ｒに、音の信号と振動の信号のコヒーレンスＣＯＨ（ｆ）を重みづけとして乗ずる。すなわち、位相はそのままで、振幅だけ重みづけをする。
ｒ’＝ＣＯＨ（ｆ）×ｒ
逆フーリエ変換部３４２は、振幅だけ重みづけされた関数を逆フーリエ変換することで、重みづけされた時間波形となる。コヒーレンスＣＯＨ（ｆ）は、０～１の値を示すので、そのまま調節したい信号に乗ずれば０～１００％の範囲で振幅を調節できる。コヒーレンスでそのまま重みづけをするのではなく、相関度による調節の強弱を任意に変化させてもよい。例えば、１－ｋ｛１－ＣＯＨ（ω）｝（ｋは調節したい割合：０～１）を信号に乗ずれば、（１－ｋ）／１００～１００％の範囲で調節できる。
このように、重み付け部３４１は、このうち各周波数の大きさを表す振幅スペクトルに騒音と振動のコヒーレンスを掛ける。これにより、両者の相関度に比例した重みづけをすることができる。このように、重み付け部３４１は、第１のフーリエ変換部３１による変換後の振幅スペクトルに対して、予め設定された周波数毎に、当該周波数に対応する前記相関度によって重み付けする。これにより、周波数毎に、コヒーレンスが高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。
逆フーリエ変換部３４２は、この重み付け後の音響信号の振幅スペクトルと重み付けされていない音響信号の位相スペクトルを用いて、逆フーリエ変換（例えば、高速逆フーリエ変換：ＩＦＦＴ）を行い、時間信号を算出する。これにより、逆フーリエ変換することによって、もともとの音響信号に対して、振動信号との相関が高い周波数の成分が強調された音声信号を出力することができる。この時間信号はアンプ４によって増幅され、増幅された時間信号が出力器５から出力される。
このように、調節部３４は、相関度決定部３３によって決定された周波数毎の相関度に応じて、当該周波数毎に音響信号の強度を調節する。例えば、調節部３４は、算出された周波数毎のコヒーレンスに応じて、当該周波数毎に音響信号の強度を調節する。
続いて、信号処理装置３を用いて異常音を出力している機器または箇所を探索する探索方法について、図３を用いて説明する。
図３は、異常音を出力している機械または箇所を探索する探索方法の流れの一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）探索者が、異常音を含む周囲の音を聞く。
（ステップＳ１０２）集音部１が、周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力し、並行して、対象の機器または箇所に設置された振動検知部２が振動を電気信号に変換し、振動信号を出力する。
（ステップＳ１０３）信号処理装置３が、音響信号と振動信号を用いて、音響信号を調整し、調整後の音響信号を出力する。
（ステップＳ１０４）出力器５は、調整後の音響信号を人間が感知可能な信号（ここでは一例として音波）に変換して出力する。
（ステップＳ１０５）探索者が調整後の音響信号の音から、ステップＳ１０１において周囲の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、前記対象の機器または箇所が異常音を出力していると判定する。
これにより、機器の運転音には、様々な箇所で発生した音が伝わり、様々な周波数の成分が含まれているが、本実施形態によれば、対象の機器または箇所の振動と相関度の高い騒音の周波数成分を強調することができる。このため、振動センサの位置をいろいろと変えてみて、異常と感じる音が強調して聞こえる（例えば、一番大きく聞こえる）ようになったときの振動センサが設置された機器または箇所を、異常音の発生箇所と判定することができる。
以上、第１の実施形態に係る信号処理システムＳ１は、周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力する集音部１と、振動を電気信号に変換し、少なくとも一つの振動信号を出力する少なくとも一つの振動検知部２と、音響信号と少なくとも一つの振動信号が入力され、調整後の音響信号を出力する信号処理装置３と、信号処理装置３から出力された調整後の音響信号を人間が感知可能な態様（ここでは一例として音波）に変換して出力する出力器５と、を備える。
ここで第１の実施形態に係る信号処理装置３は、周囲の音を電気信号に変換する集音部１から入力された音響信号と、振動を電気信号に変換する少なくとも一つの振動検知部２から入力された少なくとも一つの振動信号とが入力される信号処理装置である。信号処理装置３は、音響信号をフーリエ変換する第１のフーリエ変換部３１と、振動信号をフーリエ変換する第２のフーリエ変換部３２と、第１のフーリエ変換部３１による変換後の第１の変換値と、第２のフーリエ変換部３２による変換後の第２の変換値とを用いて、予め設定された周波数毎に、音響信号と振動信号との間で、位相がどれだけ揃っているかを示す相関度を決定する相関度決定部３３と、相関度決定部３３によって決定された周波数毎の相関度に応じて、当該周波数毎に音響信号の強度を調節する調節部３４と、を備える。
この構成により、周波数毎に、相関度が高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。従って、探索者が調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音から直接聞いた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部２が設置された機器または振動検知部２が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
＜第１の実施形態の第１の実施例＞
続いて第１の実施形態の第１の実施例について説明する。図４は、第１の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。第１の実施例における信号数は、音響信号が１で、振動信号が複数（ここでは一例として三つ）である。図４に示すように、一例として、振動センサ２１は三つあり、それぞれ、機器Ｄの評価対象箇所に固定されている。図４に示すように、第１の実施例に係る信号処理システムＳ１１は、図１の第１の実施形態に係る信号処理システムＳ１と比べて、振動検知部２－１、２－２、２－３の三つに増え、切替器６が更に設けられた構成になっている。図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
振動検知部２－１、２－２、２－３それぞれは、振動センサ２１と、アンプ２２とを備える。切替器６は、評価対象の箇所の振動信号を切り替える。マイクロホン１１は、異常音聴取箇所にスタンド等で固定される。マイクロホン１１は、異常音聴取箇所にスタンド等で固定させる方が、調整前の原音が変化しないので好ましい。出力器５の音の出力はスピーカでも良いが、周囲の音の影響を考慮してヘッドホンまたはイヤホンが好ましい。
図４に示すように、信号処理システムＳ１１は、複数（ここでは一例として三つ）の振動センサを有し、複数の振動センサ２１は、一つの機器の互いに異なる箇所に設置されている。切替器６は、複数の振動センサ２１から入力された複数の振動信号を切り替えて出力する。信号処理装置には、切替器６から出力された振動信号が入力される。
以下、異常音を出力している機器または箇所を探索する工程の流れの一例について説明する。まず、操作者が集音部１から入力された音響信号の音をそのまま出力器５を介して聞く。あるいは、操作者が、異常音を含む周囲の音（すなわち空気を伝わって伝搬する音）を出力器５を介さずに聞く。前者の方が後者よりも、周囲からの音の影響を受けにくい点、及び調整後の音響信号と同じ位置の音を聞けることで比較に適している点から、好ましい。
次に、操作者は、信号処理装置３によって調整後の音響信号の音を聞く。このとき例えば、切替器６は振動検知部２－１が検知した振動信号を出力しているものとする。操作者は、調整後の音響信号を聞いて、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部２－１の振動センサ２１が設置された箇所が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替器６を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば振動検知部２－２が検知した振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部２－２の振動センサ２１が設置された箇所が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替器６を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば振動検知部２－３が検知した振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部２－３の振動センサ２１が設置された箇所が異常音を出力していると判定する。
この構成により、それぞれの振動信号について、周波数毎に相関度が高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。従って、探索者が、切替器６の切り替え毎に調整後の音響信号を聞いて、調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音を聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器６から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
＜第１の実施形態の第２の実施例＞
続いて第１の実施形態の第２の実施例について説明する。図５は、第２の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。第２の実施例に係る信号処理システムＳ１２は、複数の機器が設置された機械室内で異常音の原因機器を探索する場合などに使用する。第２の実施例における信号数は、音響信号が１で、振動信号が複数（ここでは一例として三つ）である。第２の実施例では、第１の実施例とは異なり、評価をしたい機器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３毎に振動センサ２１が設置される。
図５に示すように、第２の実施例に係る信号処理システムＳ１２は、図４の第１の実施例に係る信号処理システムＳ１１と比べて、振動センサ２１が機器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３毎に設置されている点が異なる。図４と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。切替器６は、評価対象の機器の振動信号を切り替える。
マイクロホン１１は騒音を評価する箇所に設置される。マイクロホン１１は、異常音聴取箇所にスタンド等で固定させる方が、調整前の原音が変化しないので好ましい。出力器５の音の出力はスピーカでも良いが、周囲の音の影響を考慮してヘッドホンまたはイヤホンが好ましい。
図５に示すように、信号処理システムＳ１２は複数の振動センサ２１を有し、複数の振動センサ２１は、別々の機器に設置されている。切替器６は、複数の振動センサ２１から入力された複数の振動信号を切り替えて一つの振動信号を出力する。信号処理装置３には、切替器６から出力された一つの振動信号が入力される。
以下、異常音を出力している機器または箇所を探索する工程の流れの一例について説明する。まず、操作者が集音部１から入力された音響信号の音をそのまま出力器５を介して聞く。あるいは、操作者が、異常音を含む周囲の音（すなわち空気を伝わって伝搬する音）を出力器５を介さずに聞く。前者の方が後者よりも、周囲からの音の影響を受けにくい点、及び調整後の音響信号と同じ位置の音を聞けることで比較に適している点から、好ましい。
次に、操作者は、信号処理装置３によって調整後の音響信号の音を聞く。このとき例えば、切替器６は機器Ｄ１の振動信号を出力しているものとする。操作者は、調整後の音響信号を聞いて、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ１が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替器６を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば機器Ｄ２の振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ２が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替器６を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば機器Ｄ３の振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ３が異常音を出力していると判定する。
この構成により、探索者が、切替器６の切り替え毎に調整後の音響信号を聞いて、調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音を聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器６から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。
＜第２の実施形態＞
続いて第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。第２の実施形態に係る信号処理システムＳ２は、機械室とは別の部屋（例えば、制御ルーム、または遠隔地など）で、機械室内の異常音の原因機器を探索する場合などに使用する。図６に示すように、第２の実施形態に係る信号処理システムＳ２は、図１の第１の実施形態に係る信号処理システムＳ１と比べて、通信機（第１の通信機ともいう）７及び通信機（第２の通信機ともいう）８が設けられている点が異なる。図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。機械室には機器Ｄが設けられており、この機器Ｄに振動センサ２１が固定されている。
通信機８、信号処理装置３ｂ、アンプ４、出力器５は、機械室とは別の部屋に設けられている。
通信機７は、集音部１から音響信号が入力され、振動センサ２１から振動信号が入力され、音響信号及び振動信号を送信する。
機械室とは別の部屋に設けられた通信機８は、通信機７によって送信された音響信号及び振動信号を受信し、受信した音響信号及び振動信号を信号処理装置３ｂに出力する。通信機７及び通信機８の通信は、無線であっても有線であってもよく、パケットに含んで伝送してもよいし、シリアル信号またはパラレル信号としてそのまま伝送してもよい。
機械室とは別の部屋に設けられた信号処理装置３ｂは、音響信号と振動信号の周波数毎の相関度に応じて、この音響信号を、周波数毎に重みづけされた音響信号に変換することができる。これにより、機械室とは別の部屋において、探索者は、振動信号を用いて重みづけされた音響信号を聴取することができる。
以下、図６の実施形態に係る信号処理装置を用いて、異常音を出力している機器または箇所を探索する工程の流れについて説明する。まず、機械室とは別の部屋において、操作者がスイッチ３５を操作することによって、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く。次に、操作者がスイッチ３５を操作することによって、調節部３４によって調整後の音響信号の音を聞く。操作者は、調整後の音響信号を聞いて、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄまたは振動センサ２１が設置された箇所が異常音を出力していると判定する。
この構成により、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者が、集音部１から入力された音響信号と、調節部３４によって調整後の音響信号とを切り替えて聞くことができる。このため、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者は、調整後の音響信号から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、特定の機器または振動検知部２が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
＜第２の実施形態の第１の実施例＞
続いて第２の実施形態の第１の実施例について説明する。図７は、第２の実施形態の第１の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。第２の実施形態の第１の実施例に係る信号処理システムＳ２１は、機械室とは別の部屋（例えば、制御ルーム、または遠隔地など）で、機械室内の異常音の原因機器を探索する場合などに使用する。第２の実施形態の第１の実施例では、第１の実施形態の第２の実施例とは異なり、音響信号と各振動信号を伝送し、離れた場所（例えば、遠隔地）で受信する。第２の実施形態の第１の実施例における信号数は、音響信号が１で、振動信号が複数（ここでは一例として三つ）である。第２の実施形態の第１の実施例では、第１の実施形態の第２の実施例と同様に、評価をしたい機器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３毎に振動センサ２１が設置される。
図７に示すように、第２の実施形態の第１の実施例に係る信号処理システムＳ２１は、図５の第１の実施形態の第２の実施例に係る信号処理システムＳ１２と比べて、通信機（第１の通信機ともいう）７及び通信機（第２の通信機ともいう）８が設けられており、切替器６は、受信側の通信機８に接続されている点が異なる。図５と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
通信機７は、集音部１から音響信号が入力され、複数（ここでは三つ）の振動センサ２１からそれぞれ振動信号が入力され、音響信号及び複数（ここでは三つ）の振動信号を送信する。
通信機８は、通信機７によって送信された音響信号及び複数（ここでは三つ）の振動信号を受信し、受信した音響信号を信号処理装置３に出力し、受信した三つの振動信号を切替器６に出力する。これにより、切替器６は、通信機８によって受信された複数（ここでは三つ）の振動信号を切り替えて出力する。これにより、信号処理装置３に、切替器６から出力された振動信号が入力される。信号処理装置３は、順次、それぞれの振動信号と音響信号とを用いて、周波数毎に音響信号の強度を調節する。
以下、異常音を出力している機器または箇所を探索する工程の流れの一例について説明する。まず、機械室とは別の部屋において、操作者がスイッチ３５を操作することによって、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く。次に、操作者がスイッチ３５を操作することによって、信号処理装置３によって調整後の音響信号の音を聞く。このとき例えば、切替器６は機器Ｄ１の振動信号を出力しているものとする。操作者は、調整後の音響信号を聞いて、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ１が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替器６を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば機器Ｄ２の振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ２が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替器６を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば機器Ｄ３の振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ３が異常音を出力していると判定する。
この構成により、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者は、切替器６の切り替え毎に調整後の音響信号を聞いて、調整後の音響信号から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器６から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。
＜第２の実施形態の第２の実施例＞
続いて第２の実施形態の第２の実施例について説明する。図８は、第２の実施形態の第２の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。第２の実施形態の第２の実施例に係る信号処理システムＳ２２は、機械室とは別の部屋（例えば、制御ルーム、または遠隔地など）で、機械室内の異常音の原因機器を探索する場合などに使用する。
図８に示すように、第２の実施形態の第２の実施例に係る信号処理システムＳ２２は、図７の第２の実施形態の第１の実施例に係る信号処理システムＳ２１と比べて、切替器６が機械室側に設けられ、切替指示器９が機械室とは別の部屋に追加された点が異なる。図８と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
切替指示器９は、送信側の切替器６を遠隔で切り替え、振動信号を切り替える。
切替器６は、アンプ２２それぞれに接続されており、複数の振動センサから入力される複数の振動信号を切り替えて通信機７へ出力する。
通信機７は、集音部１から音響信号が入力され、切替器６から出力された振動信号が入力され、当該音響信号と当該振動信号とを送信する。
通信機８は、この音響信号とこの振動信号とを受信する。
切替指示器９は、切替器６による切り替えの指示を操作者から受け付ける。
通信機８は、切替指示器９が受け付けた指示を送信し、通信機７は、この指示を受信する。
切替器６は、通信機７が受信した指示に基づいて、出力する振動信号を切り替える。
信号処理装置３ｂに、音響信号と切替器６から出力された振動信号とが通信機７及び通信機８を介して入力される。
以下、異常音を出力している機器または箇所を探索する工程の流れについて説明する。まず、機械室とは別の部屋において、操作者がスイッチ３５を操作することによって、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま出力器５を介して聞く。次に、操作者がスイッチ３５を操作することによって、調整後の音響信号の音を聞く。このとき例えば、切替器６は機器Ｄ１の振動信号を出力しているものとする。操作者は、調整後の音響信号を聞いて、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ１が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替指示器９を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば機器Ｄ２の振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ２が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替指示器９を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば機器Ｄ３の振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ３が異常音を出力していると判定する。
この構成により、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者は、切替指示器９を操作して切替器６が出力する振動信号を切り替える毎に、調整後の音響信号から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器６から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。
＜第３の実施形態＞
続いて第３の実施形態について説明する。図９は、第３の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。第３の実施形態に係る信号処理システムＳ３は、第２の実施形態と同様に、機械室とは別の部屋（例えば、制御ルーム、または遠隔地など）で、機械室内の異常音の原因機器を探索する場合などに使用する。図９に示すように、第３の実施形態に係る信号処理システムＳ３は、図６の第２の実施形態に係る信号処理システムＳ２と比べて、信号処理装置３が変更された信号処理装置３ｂが機械室側に移動され、スイッチ操作部１０が別の部屋側に追加された点が異なる。図６と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。機械室には機器Ｄが設けられており、この機器Ｄに振動センサ２１が固定されている。
信号処理装置３ｂは、第１の入力が集音部１の出力に接続され、第２の入力が振動検知部２の出力に接続されており、出力が通信機７の入力に接続されている。信号処理装置３ｂは、集音部１から音響信号が入力され、振動検知部２から振動信号が入力され、調整後の音響信号と入力された音響信号を切り替えて通信機７へ出力する。この切り替えはスイッチ３５により行われる。スイッチ操作部１０は、スイッチ３５による切り替えの指示を受け付ける。これにより、スイッチ３５による切り替えは、スイッチ操作部１０が受け付けた指示によって操作される。
通信機７は、信号処理装置３ｂから出力された調整後の音響信号または前記入力された音響信号を送信する。
通信機８は、送信された調整後の音響信号または前記入力された音響信号を受信する。
また通信機８は、スイッチ操作部１０が受け付けた指示を送信し、通信機７は、この指示を受信する。
図１０は、第３の実施形態に係る信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。図１０において図２と同様の構成については同一の符号が付されている。図１０に示すように、第３の実施形態に係る信号処理装置３ｂは、図２の信号処理装置３と比べて、スイッチ３５が、通信機７が受信した指示に基づいて、出力する信号を切り替える点が異なっている。その他の構成は、図２と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
以下、異常音を出力している機器または箇所を探索する工程の流れの一例について図９を用いて説明する。まず、機械室とは別の部屋において、操作者がスイッチ操作部１０を操作することによって、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま出力器５を介して聞く。次に、操作者がスイッチ操作部１０を操作することによって、信号処理装置３ｂによって調整後の音響信号の音を聞く。操作者は、調整後の音響信号を聞いて、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄまたは振動センサ２１が設置された箇所が異常音を出力していると判定する。
この構成により、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者は、スイッチ操作部１０を操作して集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞き、その後に、調整後の音響信号から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。更に、通信機７は、集音部１から入力された音響信号、及び調整後の音響信号のみを送信し、振動信号を送信しなくてよいので、第２の実施形態と比べて、通信量を低減することができる。
＜第３の実施形態の実施例＞
続いて第３の実施形態の実施例について説明する。図１１は、第３の実施形態の実施例に係る信号処理システムの概略構成図である。第３の実施形態の実施例に係る信号処理システムＳ３１は、機械室とは別の部屋（例えば、制御ルーム、または遠隔地など）で、機械室内の異常音の原因機器を探索する場合などに使用する。第３の実施形態の実施例における信号数は、音響信号が１で、振動信号が複数（ここでは一例として三つ）である。第３の実施形態の実施例では、第２の実施形態の第２の実施例と同様に、評価をしたい機器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３毎に振動センサ２１が設置される。
図１１に示すように、第３の実施形態の実施例に係る信号処理システムＳ３１は、図８の第２の実施形態の第２の実施例に係る信号処理システムＳ２２と比べて、信号処理装置３ｂが機械室側に移動され、スイッチ操作部１０が別の部屋側に追加された点が異なる。この相違点に係る信号処理装置３ｂとスイッチ操作部１０の構成は図９と同様である。図８、図９と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
切替器６は、第１の入力が振動検知部２－１の出力に接続され、第２の入力が振動検知部２－２の出力に接続され、第３の入力が振動検知部２－３の出力に接続されており、出力が信号処理装置３ｂの第２の入力に接続されている。切替器６は、複数（ここでは三つ）の振動センサ２１から入力される複数の振動信号を切り替えて信号処理装置３ｂに出力する。
信号処理装置３ｂは、第１の入力が集音部１の出力に接続され、第２の入力が切替器６の出力に接続されている。信号処理装置３ｂは、集音部１から音響信号が入力され、切替器６から振動信号が入力され、調整後の音響信号と集音部１から入力された音響信号を切り替えて通信機７へ出力する。
通信機７は、信号処理装置３ｂから出力された信号、すなわち調整後の音響信号または前記集音部１から入力された音響信号のいずれか、を送信する。
通信部８は、通信機７から送信された信号を受信する。
切替指示器９は、切替器６による切り替えの指示を操作者から受け付ける。
通信機８は、切替指示器９が受け付けた指示を送信し、通信機７は、この指示を受信する。切替器６は、通信機７が受信した指示に基づいて、出力する振動信号を切り替える。これにより、信号処理装置３ｂに入力される振動信号が、切替指示器９で指示された機器から検知された振動信号に切り替わる。
以下、異常音を出力している機器または箇所を探索する工程の流れについて説明する。
まず、機械室とは別の部屋において、操作者がスイッチ操作部１０を操作することによって、スイッチ３５を遠隔に操作して、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く。次に、操作者がスイッチ３５を操作することによって、調整後の音響信号の音を聞く。このとき例えば、切替器６は機器Ｄ１の振動信号を出力しているものとする。操作者は、調整後の音響信号を聞いて、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ１が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替指示器９を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば機器Ｄ２の振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ２が異常音を出力していると判定する。次に、操作者は切替指示器９を操作して、切替器６が出力する振動信号を例えば機器Ｄ３の振動信号に切り替え、調整後の音響信号を聞く。次に、操作者は、調整後の音響信号の音から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、機器Ｄ３が異常音を出力していると判定する。
この構成により、機器が設けられた機械室とは別の部屋にいる操作者は、切替指示器９を操作して切替器６が出力する振動信号を切り替える毎に、調整後の音響信号から、集音部１から入力された音響信号の音をそのまま聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、当該切替器６から出力された振動信号を検知した振動センサが設置された機器が異常音を出力していると判定することができる。
＜第４の実施形態＞
続いて第４の実施形態について説明する。図１２は、第４の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。図１２に示すように、第４の実施形態に係る信号処理システムＳ４は、図１の第１の実施形態に係る信号処理システムＳ１と比べて、出力器５が出力器５ｂに変更されたものである。出力器５ｂは、アンプ４で増幅された信号を運動に変換して出力する。ここで運動は、人間が感知可能な態様の一例である。出力器５ｂは、例えば、アクチュエータである。出力器５ｂは、調整した音響信号でアクチュエータを駆動し、骨伝導として音を聴取してもよい。なお、本実施形態と同様に、他の実施形態における出力器５ｂが、アクチュエータであってもよい。
＜変形例＞
続いて、信号処理装置３の変形例について説明する。信号処理装置３の構成は、図１３に示す信号処理装置３ｃであってもよい。図１３は、第１の変形例に係る信号処理装置の概略構成図である。図１３に示すように、第１の変形例に係る信号処理装置３ｃは、信号処理装置３に比べて、調節部３４が調節部３４ｃに変更されており、調節部３４ｃは、フィルタ３４３を備える。フィルタ３４３の入力は、信号処理装置３ｃの第１の入力に接続されており、音響信号が入力される。図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
フィルタ３４３は、デジタルフィルタの係数を相関度（例えば、コヒーレンス）に応じて調整することで、重みづけをする。デジタルフィルタは、一つの方法としてローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタなどを組み合わせで構成される。これらの各フィルタの係数を調整して、コヒーレンスの表す相関度と同じ周波数特性を持ったフィルタを構成できる。このフィルタに騒音の時間波形信号を通すことで、振動と相関を持った周波数成分が強調された騒音の時間波形信号を出力できる。この時間信号は、もともとの音の信号に対して、振動との相関が高い周波数の成分が強調された音声信号となる。
図１４を用いて、第１の変形例に係る信号処理装置３ｃの処理の流れを説明する。図１４は、相関度をイコライザの帯域毎に区切って相対レベルを設定することを説明するための図である。図１４（ａ）は、相関度と周波数ｆとの関係を示すグラフである。図１４（ｂ）は、相対レベルと周波数ｆとの関係を示すグラフである。
まず、第１のフーリエ変換部３１は、集音部１が出力した音響信号に対してフーリエ変換（例えば、ＦＦＴ）を行う。
第２のフーリエ変換部３２は、振動検知部２が出力した振動信号に対してフーリエ変換（例えば、ＦＦＴ）を行う。
相関度決定部３３は、第１のフーリエ変換部３１と第２のフーリエ変換部３２のフーリエ変換結果を用いて騒音と振動の相関度を計算する。相関度は、例えばコヒーレンスで、０以上１以下の値を示す。
フィルタ３４３は、コヒーレンスの値に応じて重みづけするようにフィルタの係数を変更する。フィルタは、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタなどを組み合わせたデジタルフィルタを示す。このフィルタは、グラフィックイコライザのような特定の帯域に設定されたバンドパスフィルタの総体であってもよい。その場合、相関度決定部３３は、図１４に示すように、相関度に比例して各帯域のレベル配分を決める。具体的には相関度決定部３３は、相関度をイコライザの帯域ごとに区切り、帯域毎に相対レベルを設定する。ここで相対レベルは、例えば帯域内の相関度の平均値である。
フィルタ３４３は、相関度で重みづけされたフィルタに、時間波形信号である音響信号を通して、音響の時間波形を振動との相関度で重みづけする。重みづけされた騒音の信号は、アンプ４で増幅されて出力器５から音波として出力される。
図１５は、第１の変形例に係る信号処理装置のフィルタ３４３の構成の一例を示す構成図である。図１５に示すように、フィルタ３４３は、オクターブ平均処理部４１と、制御信号出力部４２と、フィルタ回路４３とを有する。
相関度決定部３３は、音と振動のコヒーレンスを算出する。例えば相関度決定部３３は、ＦＦＴの周波数分解能に応じた周波数ごとの数値を算出する。
オクターブ平均処理部４１は、グラフィックイコライザの周波数バンドごとに、その周波数範囲でコヒーレンスを平均する。これにより、グラフィックイコライザの周波数バンドごとの数値が算出される。
制御信号出力部４２は、オクターブ平均処理部４１で算出された数値を、フィルタ回路４３の後述するデジタルポテンショメータＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３を制御するための制御信号に変換し、変換後の制御信号をフィルタ回路４３の後述するデジタルポテンショメータＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３へ出力する。これにより、対応するデジタルポテンショメータの変換機能に応じて、パルス信号などが出力される。
コヒーレンスＣＯＨ（ｆ）は、０～１の値を示すので、そのまま調節したい信号に乗ずれば０～１００％の範囲で調節できる。相関度による調節の強弱を変化させることができるのは、信号処理装置３の説明と同様に可能である。
フィルタ回路４３のデジタルポテンショメータＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３は、制御信号に応じて抵抗値を調節する。デジタルポテンショメータＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３は、ＤＡ変換機能と可変抵抗機能を有し、オクターブ平均処理部４１で算出された数値に応じて決められた制御信号によって抵抗値が調節される。
図１５に示すフィルタ回路４３は、３バンドの場合のグラフィックイコライザの概略構成図である。フィルタ回路４３は、一端がフィルタの入力に接続された抵抗Ｒ１と、一端が抵抗Ｒ１の他端に接続されたデジタルポテンショメータＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３と、を有する。更にフィルタ回路４３は、一端がデジタルポテンショメータＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３の他端に接続された抵抗Ｒ２と、マイナス端子がデジタルポテンショメータＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３の他端に接続され且つプラス端子が抵抗Ｒ１の他端に接続されたオペアンプＡ１とを有する。更にフィルタ回路４３は、一端がデジタルポテンショメータＶＲ１に接続され且つ他端が接地に接続された直列共振回路Ｚ１と、一端がデジタルポテンショメータＶＲ２に接続され且つ他端が接地に接続された直列共振回路Ｚ２と、一端がデジタルポテンショメータＶＲ３に接続され且つ他端が接地に接続された直列共振回路Ｚ３とを有する。デジタルポテンショメータＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３は可変抵抗の一例である。
フィルタ回路４３は、各バンドの周波数範囲ごとに、増幅または減衰する機能を持つ。
抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２により、入力から出力の回路全体の増幅率が決まる。ｆ１～ｆ３は、各バンドの中心周波数で、増幅または減衰する周波数範囲の中心を示す。Ｚ１～Ｚ３は、ｆ１～ｆ３の周波数で共振する直列共振回路を示す。増幅または減衰の度合いは、デジタルポテンショメータＶＲ１～ＶＲ３の可変抵抗値によって調節する。デジタルポテンショメータＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３を用いて、重みづけ数値に応じた抵抗値に調節する。この重みづけ数値は、増幅あるいは減衰したい度合に合わせて相関度から換算する。
以上、変形例に係る信号処理装置３ｃにおいて、調節部３４ｃは、前記音響信号を周波数毎の強度を変更するフィルタ３４３を有し、予め設定された周波数毎に、当該周波数に対応する前記相関度によってフィルタ３４３の係数が変更される。
この構成により、周波数毎に、相関度が高いほど、当該周波数における音響信号の強度を強調することができる。従って、探索者が調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音から直接聞いた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動検知部２が設置された機器Ｄまたは振動センサ２１が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
なお、同様に、信号処理装置３ｂの構成は、図１３に示す信号処理装置３ｃに、信号処理装置３、３ｂと同様のスイッチ３５が設けられていてもよい。この場合、スイッチ３５の入力が信号処理装置３ｃの入力に接続され、スイッチ３５の第１の出力が調節部３４ｃの入力に接続され、スイッチ３５の第２の出力が信号処理装置３ｃの出力に接続されていてもよい。これにより、スイッチ３５は、操作者の操作に応じて、調整後の音響信号を出力するか、集音部１から入力された音響信号をそのまま出力するかを切り替える。
＜第５の実施形態＞
続いて第５の実施形態について説明する。図１６は、第５の実施形態に係る信号処理システムの概略構成図である。図１６に示すように、第５の実施形態に係る信号処理システムＳ５は、図１の第１の実施形態に係る信号処理システムＳ１と比べて、振動検知部２が記録装置１０１に変更されたものである。
信号処理装置３ｄに記録装置１０１が接続され、信号処理装置３ｄの信号処理結果を記録する。機械の配置や運転状態が変化せず、異常音発生時の振動と騒音の相関度の変化も小さいと仮定すれば、振動センサの設置位置毎に、異常音発生時の周波数毎の相関度を記録装置１０１に予め記録しておく。これにより、次回以降の診断時には、重み付け部３４１は、振動センサの設置位置毎に、異常音発生時の周波数毎の相関度を読み出し、周波数毎の相関度で、対応する周波数の音響信号の振幅スペクトルを重み付けする。これにより、振動センサの設置箇所を移動して、移動する毎に相関度の演算をするという一連の工程がなくなるので、より迅速に診断を行うことができる。
図１７は、第５の実施形態に係る信号処理装置の概略構成図である。図１７に示すように、信号処理装置３ｄは、第１のフーリエ変換部３１と、調節部３４ｄと、スイッチ３６とを備える。調節部３４ｄは、重み付け部３４１が重み付け部３４１ｄに変更されたものになっている。
信号処理装置３ｄは、特定の環境の音を電気信号に変換する集音部１から入力された音響信号が入力される信号処理装置である。
記録装置１０１は、特定の環境の過去の音響信号と当該過去において振動センサが設けられた箇所または機器の振動が電気信号に変換された振動信号との間で予め決定された周波数毎の過去の異常音発生時の相関度を記憶する。この相関度は、振動センサが設けられた箇所または機器毎に記憶されている。
調節部３４ｄの重み付け部３４１ｄは、対象とする機器または箇所の過去の異常音発生時の周波数毎の相関度を記録装置１０１から読み出し、前記周波数毎の相関度を用いて、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する。
この構成により、振動センサの設置箇所を移動して、移動する毎に相関度の演算をするという一連の工程がなくなるので、より迅速に診断を行うことができる。
記録装置１０１には、過去の異常音の発生時における音響信号を記憶されている。
スイッチ３６は、操作者の操作に応じて、記録装置１０１から読み出される前記過去の異常音の発生時における音響信号（過去の異常音響信号）と、調節部３４ｄによる調整後の音響信号（現在の調整後の音響信号）のいずれかを出力信号としてアンプ４へ出力するか切り替える。
この構成により、操作者は、異常音の発生時における音響信号を聞くことができる。そして、当該操作者は、この調整後の音響信号から、異常音の発生時における音響信号の音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動センサ２１が設置された機器または振動センサ２１が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
なお、記録装置１０１には、過去の異常音の発生時における音響信号の強度を周波数毎の相関度を用いて当該周波数毎に調節した調節後の音響信号が記憶されていてもよい。
この場合、スイッチ３６は、記録装置１０１から読み出される前記過去の異常音の発生時における前記調節後の音響信号（過去の調整後の異常音響信号）と、入力された音響信号が調節部３４ｄによって調節された後の音響信号（現在の調整後の音響信号）のいずれかを出力するか切り替えてもよい。
この構成により、操作者は、異常音の発生時における調整された過去の音響信号を聞くことができる。そして、当該操作者は、現在の調整後の音響信号から、過去の異常音の発生時における音響信号の音の周波数成分が強調して聞こえる場合、振動センサ２１が設置された機器または振動センサ２１が設置された箇所が異常音を出力していると判定することができる。
以下、特定の環境において異常音を出力している機器または機器の箇所を探索する探索方法の流れの一例を説明する。
まず、探索者が、異常音を含む周囲の音（すなわち空気を伝わって伝搬する音）を出力器５を介さずに聞く。
次に集音部１が、異常音を含む周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力する。
次に信号処理装置３ｄが、対象とする機器または箇所に対応する周波数毎の過去の異常音発生時の相関度を記録装置１０１から読み出し、前記周波数毎の相関度を用いて、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する。
次に出力器５が、信号処理装置３ｄから出力された調整後の音響信号を人間が感知可能な態様（ここでは一例として音波）に変換して出力する。出力器５による出力を探索者が感知して、前記聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、前記対象とする機器または箇所が前記異常音を出力していると判定する。
この構成により、探索者が調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音から直接聞いた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、対象とする機器または箇所が異常音を出力していると判定することができる。
なお、信号処理装置３ｄは、信号処理装置３、３ｂのように、入力された音響信号をそのままアンプ４へ出力するか、入力された音響信号を第１のフーリエ変換部３１に出力するかを切り替えるスイッチ３５を更に有してもよい。この場合、操作者が集音部１から入力された音響信号の音をそのまま出力器５を介して聞いてもよい。これにより、周囲からの音の影響を受けにくく、調整後の音響信号と同じ位置の音を聞けることで比較に適している。
以上、第５の実施形態に係る信号処理システムＳ５は、周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力する集音部１と、前記特定の環境の過去の音響信号と当該過去において特定の箇所または特定の機器の振動が電気信号に変換された振動信号との間で予め決定された周波数毎の相関度を記憶する記録装置１０１と、前記音響信号が入力され、対象とする機器または箇所に対応する周波数毎の相関度を前記記録装置１０１から読み出し、前記周波数毎の相関度を用いて、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する信号処理装置３ｄと、信号処理装置３ｄから出力された調整後の音響信号を人間が感知可能な態様（ここでは一例として音波）に変換して出力する出力器５と、を備える。
ここで信号処理装置３ｄは、周囲の音を電気信号に変換する集音部から入力された音響信号が入力される信号処理装置である。信号処理装置３ｄは、前記特定の環境の過去の音響信号と当該過去において振動センサが設けられた箇所または機器の振動が電気信号に変換された振動信号との間で予め決定された周波数毎の相関度を記憶する記録装置から、対象とする機器または箇所の周波数毎の相関度を読み出し、前記周波数毎の相関度を用いて、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する調節部を備える。
この構成により、探索者が調整後の音響信号から、当該探索者が異常音を含む周囲の音から直接聞いた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、対象とする機器または箇所が異常音を出力していると判定することができる。
なお、図１７の信号処理装置３ｄは、図１８に示す信号処理装置３ｅに置換されてもよい。図１８は、第５の実施形態の変形例に係る信号処理装置の概略構成図である。図１８に示すように、信号処理装置３ｅは、フィルタ３４３を有するようにして実現してもよい。
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
１ 集音部
１１ マイクロホン
１２ アンプ
２、２－１、２－２、２－３ 振動検知部
２１ 振動センサ
２２ アンプ
３、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ 信号処理装置
３１ 第１のフーリエ変換部
３２ 第２のフーリエ変換部
３３ 相関度決定部
３４、３４ｃ、３４ｄ 調節部
３４１、３４１ｄ 重み付け部
３４２ 逆フーリエ変換部
３５、３６ スイッチ
４ アンプ
４１ オクターブ平均処理部
４２ 制御信号出力部
４３ フィルタ回路
５、５ｂ 出力器
６ 切替器
７ 通信機（第１の通信機）
８ 通信機（第２の通信機）
９ 切替指示器
１０ スイッチ操作部
Ａ１ オペアンプ
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 機器
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３、Ｓ３１、Ｓ４、Ｓ５ 信号処理システム
ＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３ デジタルポテンショメータ
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３ 直列共振回路

Claims (18)

  1. 周囲の音を電気信号に変換する集音部から入力された音響信号と、振動を電気信号に変換する少なくとも一つの振動検知部から入力された少なくとも一つの振動信号とが入力される信号処理装置であって、
    前記音響信号をフーリエ変換する第１のフーリエ変換部と、
    前記振動信号をフーリエ変換する第２のフーリエ変換部と、
    前記第１のフーリエ変換部による変換後の第１の変換値と、前記第２のフーリエ変換部による変換後の第２の変換値とを用いて、予め設定された周波数毎に、前記音響信号と前記振動信号との間で、位相がどれだけ揃っているかを示す相関度を決定する相関度決定部と、
    前記相関度決定部によって周波数毎に決定された相関度が高いほど当該周波数の前記音響信号が相対的に大きくなるように、当該周波数毎に前記音響信号の強度を調節する調節部と、
    を備える信号処理装置。
  2. 前記相関度は、コヒーレンスであり、
    前記相関度決定部は、前記第１のフーリエ変換部による変換後の第１の変換値と、前記第２のフーリエ変換部による変換後の第２の変換値とを用いて、予め設定された周波数毎に、コヒーレンスを算出し、
    前記調節部は、前記算出された周波数毎のコヒーレンスに応じて、当該周波数毎に前記音響信号の強度を調節する
    請求項１に記載の信号処理装置。
  3. 前記調節部は、
    前記第１のフーリエ変換部による変換後の振幅スペクトルに対して、予め設定された周波数毎に、当該周波数に対応する前記相関度によって重み付けする重み付け部と、
    重み付け後の音響信号の振幅スペクトルと重み付けされていない音響信号の位相スペクトルを用いて、逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
    を有する請求項１または２に記載の信号処理装置。
  4. 前記調節部は、前記音響信号を周波数毎の強度を変更するフィルタを有し、
    前記予め設定された周波数毎に、当該周波数に対応する前記相関度によって前記フィルタの係数が変更される
    請求項１または２に記載の信号処理装置。
  5. 操作者の操作に応じて、前記調節部によって調整後の音響信号を出力するか、前記入力された音響信号をそのまま出力するかを切り替えるスイッチを備える請求項１から４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
  6. 周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力する集音部と、
    振動を電気信号に変換し、少なくとも一つの振動信号を出力する少なくとも一つの振動検知部と、
    前記音響信号と前記少なくとも一つの振動信号が入力され、調整後の音響信号を出力する請求項１から５のいずれか一項に記載の信号処理装置と、
    前記信号処理装置から出力された調整後の音響信号を人間が感知可能な態様に変換して出力する出力器と、
    を備える信号処理システム。
  7. 前記振動検知部は複数あり、それぞれの前記振動検知部は振動センサを有しており、
    複数の前記振動センサは、一つの機器の互いに異なる箇所に設置されており、
    前記複数の振動センサから入力された複数の振動信号を切り替えて出力する切替器を備え、
    前記信号処理装置に、前記切替器から出力された振動信号が入力される請求項６に記載の信号処理システム。
  8. 前記振動検知部は複数あり、それぞれの前記振動検知部は振動センサを有しており、
    複数の前記振動センサは、別々の機器に設置されており、
    前記複数の振動センサから入力された複数の振動信号を切り替えて一つの振動信号を出力する切替器を備え、
    前記信号処理装置には、前記切替器から出力された前記一つの振動信号が入力される請求項６に記載の信号処理システム。
  9. 前記振動検知部は複数あり、
    前記集音部から音響信号が入力され、複数の前記振動検知部からそれぞれ振動信号が入力され、当該音響信号及び複数の当該振動信号を送信する第１の通信機と、
    前記音響信号及び複数の前記振動信号を受信する第２の通信機と、
    前記第２の通信機によって受信された複数の前記振動信号を切り替えて出力する切替器と、
    を更に備え、
    前記信号処理装置に、前記切替器から出力された振動信号が入力される請求項６に記載の信号処理システム。
  10. 前記振動検知部は複数あり、
    複数の前記振動検知部から入力される複数の前記振動信号を切り替えて出力する切替器と、
    前記集音部から音響信号が入力され、前記切替器から出力された振動信号が入力され、
    当該音響信号と当該振動信号とを送信する第１の通信機と、
    前記音響信号と前記振動信号とを受信する第２の通信機と、
    前記切替器による切り替えの指示を受け付ける切替指示器と、
    を備え、
    前記第２の通信機は、前記切替指示器が受け付けた指示を送信し、
    前記第１の通信機は、前記指示を受信し、
    前記切替器は、前記第１の通信機が受信した指示に基づいて、出力する振動信号を切り替え、
    前記信号処理装置に、前記音響信号と前記切替器から出力された振動信号とが前記第１の通信機及び前記第２の通信機を介して入力される請求項６に記載の信号処理システム。
  11. 前記信号処理装置は、操作者の操作に応じて、前記調整後の音響信号を出力するか、前記入力された音響信号をそのまま出力するかを切り替えるスイッチを有し、
    前記信号処理装置は、前記集音部から音響信号が入力され、前記振動検知部から振動信号が入力され、前記調整後の音響信号と前記集音部から入力された音響信号を切り替えて出力し、
    前記信号処理装置から出力された調整後の音響信号または前記入力された音響信号を送信する第１の通信機と、
    前記送信された調整後の音響信号または前記入力された音響信号を受信する第２の通信機と、
    前記スイッチによる切り替えの指示を受け付けるスイッチ操作部と、
    を備え、
    前記第２の通信機は、前記スイッチ操作部が受け付けた指示を送信し、
    前記第１の通信機は、前記指示を受信し、
    前記スイッチは、前記第１の通信機が受信した指示に基づいて、出力する信号を切り替える請求項６に記載の信号処理システム。
  12. 前記振動検知部は複数あり、
    複数の前記振動検知部から入力される複数の前記振動信号を切り替えて前記信号処理装置に出力する切替器と、
    前記信号処理装置から出力された信号を送信する第１の通信機と、
    前記第１の通信機から送信された信号を受信する第２の通信機と、
    前記切替器による切り替えの指示を操作者から受け付ける切替指示器と、
    を備え、
    前記第２の通信機は、前記切替指示器が受け付けた指示を送信し、
    前記第１の通信機は、前記指示を受信し、
    前記切替器は、前記第１の通信機が受信した指示に基づいて、出力する振動信号を切り替える請求項６または１１に記載の信号処理システム。
  13. 異常音を出力している機器または箇所を探索する探索方法であって、
    探索者が、前記異常音を含む周囲の音を聞く工程と、
    集音部が、前記周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力し、並行して、対象とする機器または箇所に設置された少なくとも一つの振動検知部が振動を電気信号に変換し、
    少なくとも一つの振動信号を出力する工程と、
    請求項１から５のいずれか一項に記載の信号処理装置が、前記音響信号と前記少なくとも一つの振動信号を用いて、前記音響信号を調整し、調整後の音響信号を出力する工程と
    、
    出力器が、前記調整後の音響信号を人間が感知可能な態様に変換して出力する工程と、
    前記出力器による出力を前記探索者が感知して、前記聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、前記対象とする機器または箇所が前記異常音を出力していると判定する工程と、
    を有する探索方法。
  14. 特定の環境の音を電気信号に変換する集音部から入力された音響信号が入力される信号処理装置であって、
    前記特定の環境の過去の音響信号と当該過去において振動センサが設けられた箇所または機器の振動が電気信号に変換された振動信号との間で予め決定された周波数毎の過去の異常音発生時の相関度を記憶する記録装置から、対象とする機器または箇所の周波数毎の過去の異常音発生時の相関度を読み出し、前記周波数毎の相関度が高いほど当該周波数の前記音響信号が相対的に大きくなるように、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する調節部を備える信号処理装置。
  15. 前記記録装置には、前記過去の異常音の発生時における前記音響信号を記憶されており、
    操作者の操作に応じて、前記過去の異常音の発生時における前記音響信号と、前記調節部による調整後の音響信号のいずれかを出力信号として出力するか切り替えるスイッチ
    を更に備える請求項１４に記載の信号処理装置。
  16. 前記記録装置には、過去の異常音の発生時における前記音響信号の強度を前記周波数毎の相関度を用いて当該周波数毎に調節した調節後の音響信号が記憶されており、
    前記記録装置から読み出される前記過去の異常音の発生時における前記調節後の音響信号と、入力された音響信号が前記調節部によって調節された後の音響信号のいずれかを出力するか切り替えるスイッチ
    を更に備える請求項１４に記載の信号処理装置。
  17. 周囲の音を電気信号に変換して音響信号を出力する集音部と、
    前記特定の環境の過去の音響信号と当該過去において特定の箇所または特定の機器の振動が電気信号に変換された振動信号との間で予め決定された周波数毎の相関度を記憶する記録装置と、
    前記音響信号が入力され、対象とする機器または箇所に対応する周波数毎の相関度を前記記録装置から読み出し、前記周波数毎の相関度を用いて、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する請求項１４から１６のいずれか一項に記載の信号処理装置と、
    前記信号処理装置から出力された調整後の音響信号を人間が感知可能な態様に変換して出力する出力器と、
    を備える信号処理システム。
  18. 特定の環境において異常音を出力している機器または機器の箇所を探索する探索方法であって、
    探索者が、前記特定の環境の音を聞く工程と、
    集音部が、前記特定の環境の音を電気信号に変換して音響信号を出力する工程と、
    請求項１４から１６のいずれか一項に記載の信号処理装置が、対象とする機器または箇所に対応する周波数毎の相関度を前記記録装置から読み出し、前記周波数毎の相関度を用いて、入力された前記音響信号の強度を当該周波数毎に調節する工程と、
    出力器が、前記信号処理装置から出力された調整後の音響信号を人間が感知可能な態様に変換して出力する工程と、
    前記出力器による出力を前記探索者が感知して、前記聞く工程で聞こえた異常音の周波数成分が強調して聞こえる場合、前記対象とする機器または箇所が前記異常音を出力していると判定する工程と、
    を有する探索方法。
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