JPH05302851A - エンジン音からエンジン構造データを自動抽出する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両のエンジン音を検知し、該エンジン音か
ら通過する車両の車種を判別する装置において、エンジ
ン音の周波数分析データの基本周波数の抽出処理を行い
エンジン構造に依存するエンジン構造デ−タを自動抽出
する方法を提供すること。 【構成】 エンジン音信号の周波数分析データから基本
周波数を抽出処理してエンジン構造に依存するエンジン
構造デ−タを抽出するエンジン構造デ−タ抽出手段６及
び表示器７を設け、音響センサ１で車両のエンジン音を
検出し、該検出エンジン音の周波数分析データからエン
ジン構造デ−タ抽出手段６でエンジン構造データを抽出
し、該エンジン構造データを表示器７に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広範な探知域に対し、
この地域を通過する車両のエンジン音を探知し、該エン
ジン音の音紋から車両の車種を判別する装置において、
エンジン音の周波数分析デ−タからエンジンの構造に依
存するエンジン構造デ−タを自動抽出する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来技術】従来この種の分野の技術としては、特願平
３−２６８２２４号、特願平３−２６７２４３号、特願
平１−０９９０５７号（特開平２−２７５９９８号公
報）の明細書及び図面に開示されたものがある。図５は
従来の車両の車種判別方法を適用する装置の構成例を示
すブロック図である。同図に示すように従来の装置は、
音響センサ１、送端器２、受端機３、周波数分析回路
４、記録器５、登録音紋ファイル８、登録音紋表示器９
から構成される。

【０００３】図５の装置において、音響センサ１の出力
は送端機２の入力に接続され、送端機２の出力は伝送系
を介して受端機３の入力に接続され、受端機３の出力は
周波数分析回路４の入力に接続され、周波数分析回路４
の出力は記録器５の入力に接続されている。又、登録音
紋ファイル８の出力は登録音紋表示器９の入力に接続さ
れている。

【０００４】図６は、音響センサ１による車両の通過情
報の探知説明図である。図６において、通過車両１１に
搭載されたエンジン１１−１の爆発音等（以下「エンジ
ン音」という。）は、音波１２として大気に伝搬拡散
し、音響センサ１により探知される。音響センサ１は、
探知した音波１２を電気信号に変換し出力する。図５に
おいて、音響センサ１の出力は送端機２で所要レベルま
で増幅され、必要に応じて更に変調されて検知信号とし
て図５に示すように伝送系を介して受端機３に送られ
る。送端機２の出力である検知信号は、受端機３で所要
レベルまで増幅され、必要に応じては復調増幅され、エ
ンジン音信号として周波数分析回路４に送られる。

【０００５】前記エンジン音信号は、周波数分析回路４
で時々刻々の成分周波数に分析され、音紋デ−タとして
記録器５に送られ、音紋の形（以下、「測定音紋」とい
う）で記録される。

【０００６】登録音紋ファイル８は、予め各種の車種に
ついて、搭載されているエンジンの音紋の特徴パタ−ン
に車種デ−タ、搭載エンジンのシリンダ−レ−ト（Ｃ
Ｒ）（以下、「エンジン構造デ−タ」という）等を登録
したデ−タ（以下、「登録音紋」という）の集合であ
る。登録音紋ファイル８の中から目視により測定音紋と
エンジンの音紋の特徴パタ−ンを比較照合しながら、測
定音紋と最も類似した登録音紋を選びだし、この登録音
紋に付記されたエンジン構造デ−タ又は車種デ−タか
ら、該当する車両を判別していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記文
献の方法においては、オペレ−タが目視により音紋の形
を比較照合するため、車種を判別するために熟練度が要
求される。また、短時間に急激に変動する音紋や、複雑
な音紋の判別が困難な場合があるという問題があった。

【０００８】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を解決し、車両の車種を判別するための
エンジン音の周波数分析デ−タからエンジンの構造に依
存するエンジン構造デ−タを自動抽出する方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、車両のエンジン音を音響センサで検出し、該
エンジン音信号の周波数分析を行い、予め各種車両の音
紋が登録してある登録音紋ファイルと照合し通過する車
両の車種を判別する装置において、図１に示すように、
エンジン音信号の周波数分析デ−タから基本周波数を抽
出処理してエンジン構造に依存するエンジン構造デ−タ
を抽出するエンジン構造デ−タ抽出手段（６）及び表示
器（７）を設け、音響センサ（１）で車両のエンジン音
を検出し、該検出エンジン音の周波数分析デ−タからエ
ンジン構造デ−タ抽出手段（６）でエンジン構造デ−タ
を抽出し、該エンジン構造デ−タを表示器（７）に表示
することを特徴とする。

【００１０】また、同じく車両の車種を判別する装置に
おいて、図４に示すようにエンジン音信号の周波数分析
デ−タから基本周波数を抽出処理してエンジン構造に依
存するエンジン構造デ−タを抽出するエンジン構造デ−
タ抽出手段（６）と、登録音紋ファイル（８）から登録
音紋を選出する登録音紋抽出手段（１０）と、登録音紋
表示手段（９）を設けると共に、登録音紋ファイル
（８）にはエンジン構造デ−タに対応して音紋を登録し
ておき、音響センサ（１）で車両のエンジン音を検出
し、該検出エンジン音の周波数分析デ−タからエンジン
構造デ−タ抽出手段（６）でエンジン構造デ−タを抽出
し、登録音紋ファイル（８）の中から、登録音紋抽出手
段（１０）でエンジン構造デ−タに対応する登録音紋を
自動的に抽出し、該抽出した登録音紋を前記登録音紋表
示手段（９）に表示することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明は上記のように、エンジン構造デ−タ抽
出手段（６）と表示器（７）を設けたことにより、エン
ジン音信号の周波数分析デ−タから基本周波数を抽出処
理してエンジン構造に依存するエンジン構造デ−タを抽
出し、該エンジン構造デ−タを例えば数値として表示す
るから、通過する車両の車種を容易に判別することが出
来る。

【００１２】また、エンジン構造デ−タ抽出手段（６）
に更に登録音紋抽出手段（１０）を設けたことにより、
エンジン音信号から抽出したエンジン構造デ−タで、登
録音紋ファイルの中から、当該エンジン構造デ−タに対
応する登録音紋を自動的に選出し、通過車両の車種を自
動的に判別することが出来る。

【００１３】

【実施例】

［実施例１］以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は特許請求の範囲の請求項１に記載の
発明を適用する装置の構成例を示すブロック図である。
図に示すように本装置は、音響センサ１、送端機２、受
端機３、周波数分析回路４、記録器５、エンジン構造デ
−タ抽出回路６、表示器７、登録音紋ファイル８、登録
録音紋表示器９で構成される。

【００１４】音響センサ１の出力は送端機２の入力に接
続され、送端機２の出力は伝送系を介して受端機３の入
力に接続され、受端機３の出力は周波数分析４の入力及
びエンジン構造デ−タ抽出回路６の入力に接続され、周
波数分析回路４の出力は記録器５の入力に接続され、エ
ンジン構造デ−タ抽出回路６の出力は表示器７に接続さ
れる。

【００１５】図１に示す構成の装置において、音響セン
サ１の出力は、送端機２で所要レベルまで増幅され、必
要に応じては更に変調増幅されて検知信号として、伝送
系を介して受端機３に送られる。なお、この伝送系の伝
送方式は、有線無線の何れかを問わない。

【００１６】送端機２で出力された検知信号は、受端機
３で所要レベルまで増幅され、必要に応じて復調増幅さ
れ、エンジン音信号として周波数分析回路４及びエンジ
ン構造デ−タ抽出回路６に送られる。周波数分析回路４
に送られたエンジン音信号は、周波数分析回路４で時々
刻々の成分周波数に分析され、音紋デ−タとして記録器
５に送られ測定音紋として記録される。この周波数分析
回路４及び記録器５の動作は、従来の装置と変わらな
い。

【００１７】エンジン構造デ−タ抽出回路６に送られた
エンジン音信号は、エンジン構造デ−タ抽出回路６（詳
細は後述）でエンジン構造デ−タとして数値に変換され
て表示器７に送られる。表示器７はエンジン構造デ−タ
の内容を表示する。オペレ−タは表示器７に表示された
エンジン構造デ−タと同じエンジン構造を持つ登録音紋
デ−タを登録音紋ファイル８の中から選択し、登録音紋
表示器９に表示させて確認し、車種を判別することが出
来る。

【００１８】図２は、エンジン構造デ−タ抽出回路６の
詳細を示すブロック図である。エンジン音信号は、ろ波
器６−１の入力に接続され、ろ波器６−１の出力は周波
数分析回路６−２の入力に接続され、周波数分析回路６
−２の出力は基本周波数抽出回路６−３の入力に接続さ
れ、基本周波数抽出回路６−３の出力は表示器７（図
１）に接続される。

【００１９】図３は、周波数帯域を限定されたろ波器６
−１の出力のエンジン音信号の概要を示す。エンジン音
の主エネルギは、ほぼ、Ｆ１からＦ２の周波数帯域に分
布している。ろ波器６−１は、処理の対象をエンジン音
の主エネルギ分布範囲に限定するために挿入される。こ
のため、ろ波器６−１に入力されたエンジン音信号は、
ろ波器６−１により図３のようなＦ１〜Ｆ２の周波数帯
域を持つエンジン音信号となる。同エンジン音信号は、
周波数分析回路６−２によりＦ１〜Ｆ２の範囲で周波数
分析され、成分周波数と、その周波数におけるレベルの
デ−タの集合からなる１次処理されたエンジン音信号と
なる。

【００２０】周波数分析の周波数帯域及び分析幅は、本
発明では特定しない。又、周波数分析の方式も、急激に
変動するようなエンジン音信号に対しても追従できるよ
うな、例えば瞬時共分散方式のようなものであればよ
く、本発明では特定しない。

【００２１】周波数分析回路６−２で１次処理されたエ
ンジン音信号を基本周波数抽出回路６−３で処理し、エ
ンジン構造デ−タを数値として抽出する。以下に、周波
数分析回路６−２で１次処理されたエンジン音信号から
エンジン構造デ−タ１６を抽出する基本周波数抽出回路
６−３の処理過程について説明する。

【００２２】（１）１次処理されたエンジン音信号の中
から、基準レベルよりレベルの高い数個以上のデ−タを
抽出し、これらのデ−タの周波数をｆ₁，ｆ₂，
ｆ₃．．．ｆ_nとする。この周波数の精度は、本発明では
特定しないが、分析幅を十分小さく設定し精度を上げ
る。

【００２３】（２）分割次数をｍ、高調波次数をｋ（ｍ
＝１〜ｐ，ｋ＝１〜ｑの整数）とし、 （ａ）周波数系列ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃．．．ｆ_nの各周波数に
対応するレベル系列をｌ₁，ｌ₂，ｌ₃．．．ｌ_nとし、こ
の中で、高周波成分をもつ周波数の最もレベルの高い周
波数を抽出し基本周波数ｆｓとする（図３参照）。高周
波成分を持たない場合は、レベルの高い周波数を基本周
波数ｆｓとする。

【００２４】（ｂ）レベル系列中、最もレベルの高い値
ｌ_MAXを検索し、（１）式により、レベルの閾値ｌ_THを
決定する。 ｌ_TH＝ｌ_MAX×δ．．．．．．．．．．．．．．．．．（１） （０＜δ＜１．０） δの値は、本発明では特定しない。周波数系列ｆ₁，
ｆ₂，ｆ₃．．．．．ｆ_nの中から求められる閾値ｌ_TH以
上のレベルを持つ周波数系列をｆ_t1，ｆ_t2，ｆ_t3．．．
ｆ_tgとする。

【００２５】（ｃ）一つのｆ_ti及びｍに対して、（２）
〜（５）式によりｃ_m及びδ_imkを求める。 ｃ_m＝ｆ_s／ｍ ．．．．．．．．．．．（２） ｋ＝ＩＮＴ（ｆ_ti／ｃ_m） 又はｋ＝ＩＮＴ（ｆ_ti／ｃ_m）＋１．．．．．（３） 但しＩＮＴは整数部を表す。 ｆ_imk＝ｃ_m×ｋ．．．．．．．．．．．（４） δ_imk＝（ｆ_ti−ｆ_imk）／ｃ_m．．．．．．．（５） この（ｃ）により求められる｜δ_imk｜_k=1〜q（δ_imkの
絶対値）の個数はｕ_im個である。

【００２６】（ｄ）｜δ_imk｜_k=1〜qのデ−タ群の平均
δ_imAVを算出する。 （ｅ）１〜ｐの範囲でｍの値を変えて、（ａ）〜（ｄ）
の手順により、それぞれのｍの値に対するｕ_imAVを算出
する。 （ｆ）１〜ｇの範囲でｆ_tiの値を変えて、（ａ）〜
（ｅ）の手順によりそれぞれのｆ_tiの値に対するｕ_im個
のδ_imAVを算出する。

【００２７】（３）以上の処理により周波数ｆ_s別、分
割次数ｍ別のｐ×ｇ組のｕ_imとδ_imAVが得られる。 （ａ）このｐ×ｇ組のｕ_imとδ_imAVのデ−タ群の中で、
ｕ_imの最も大きい組を抽出する。ｕ_imの最も大きい組は
複数個ある場合は、その中から、δ_imAVの最も小さい組
を抽出する。δ_imAVの最も小さい組が、なお、複数個あ
る場合は、各組におけるｃ_mの最も小さい組を抽出す
る。この組は、複数個あっても差し支えない。

【００２８】（ｂ）（ａ）で、最後に抽出された組のｃ
_mを、エンジン構造デ−タの中のシリンダ・レ−ト（Ｃ
Ｒ）とし、ｍ又は２ｍをシリンダ数とする。又、この時
のｆ_im又は２ｆ_imがエンジンフィリング・レ−ト（ＥＦ
Ｒ）となる。

【００２９】（４）予め登録音紋ファイル８にエンジン
構造デ−タｃ_m、ｍ及びｆ_imで登録することにより、こ
れをキ−ワ−ドとして、オペレ−タは表示器７に表示さ
れたエンジン構造デ−タと同じエンジン構造を持つ登録
音紋デ−タを登録音紋ファイル８の中から選択し、登録
音紋表示器９に表示させて確認し、車種を容易に判別す
ることが出来る。

【００３０】［実施例２］図４は、特許請求の範囲の請
求項２に記載の発明を適用する装置の構成例を示すブロ
ック図である。図に示すように本装置は、音響センサ
１、送端器２、受端機３、周波数分析回路４、記録器
５、エンジン構造デ−タ抽出回路６、登録音紋ファイル
８、登録録音紋表示器９、登録音紋抽出回路１０で構成
される。

【００３１】図４において、音響センサ１から記録器５
及びエンジン構造デ−タ抽出回路６までの接続、並びに
音響センサ１の出力を処理して音紋デ−タ及びエンジン
構造デ−タを得るまでの方法は、図１の構成例のブロッ
ク図と同じである。また、登録音紋ファイル８には、エ
ンジン構造デ−タに対応して音紋が登録されている。

【００３２】図４の方法では、エンジン構造デ−タ抽出
回路６の出力は登録音紋選出回路１０の入力に接続さ
れ、更に登録音紋抽出回路１０の出力は登録音紋ファイ
ル８の入力に接続され、登録音紋ファイル８の出力は登
録音紋表示器９の入力に接続される。

【００３３】登録音紋抽出回路１０の入力にされた前記
エンジン構造デ−タは、登録音紋抽出回路１０で、エン
ジン構造デ−タをキ−ワ−ドとする登録音紋抽出信号に
変換され、登録音紋ファイル８から当該エンジン構造デ
−タに該当する車種の登録音紋デ−タを抽出し登録音紋
表示器９に送出し、該抽出した音紋デ−タを表示する。
従って、登録音紋表示器９に表示された内容から、車種
を自動的に判別することが出来る。

【００３４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、下記のような効果が得られる。 （１）特許請求の範囲の請求項１に記載の発明によれ
ば、エンジン構造デ−タ抽出手段と表示器を設けたこと
により、車両のエンジン音信号を分析し、急激に変化す
る複雑な音紋デ−タに対しても、音紋デ−タの特徴とし
て存在するエンジン構造デ−タを抽出し、表示器に表示
するから通過車両を容易に判別することが出来る。

【００３５】（２）特許請求の範囲の請求項２に記載の
発明によれば、エンジン構造デ−タ抽出回路及び登録音
紋選出回路を設けたことにより、エンジン音信号を分析
して、エンジン構造デ−タをキ−ワ−ドとして、該当す
る車種のエンジン音信号に対応する登録音紋を登録音紋
ファイルの中から自動的に選出し、表示器に表示するか
ら通過車両の車種を容易に判別することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】特許請求の範囲の請求項１に記載の発明を適用
した装置の構成例を示すブロック図である。

【図２】図１のエンジン構造デ−タ抽出回路の構成例を
示すブロック図である。

【図３】周波数帯域を限定されたエンジン音信号を示す
図である。

【図４】特許請求の範囲の請求項２に記載の発明を適用
した装置の構成例を示すブロック図である。

【図５】従来の車両の車種判別方法を適用した装置の構
成例を示すブロック図である。

【図６】音響センサによる車両の通過情報の探知説明図
である。

【符号の説明】

１ 音響センサ ２ 送端器 ３ 受端機 ４ 周波数分析回路 ５ 記録器 ６ エンジン構造デ−タ抽出回路 ６−１ ろ波器 ６−２ 周波数分析回路 ６−３ 基本周波数抽出回路 ７ 表示器 ８ 登録音紋ファイル ９ 登録録音紋表示器 １０ 登録音紋抽出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多々木 芳春 東京都港区芝浦４丁目10番３号 株式会社 沖システック東海内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のエンジン音を音響センサで検出
   し、該エンジン音信号の周波数分析を行い、予め各種車
   両の音紋が登録してある登録音紋ファイルと照合し通過
   する車両の車種を判別する装置において、 前記はエンジン音信号の周波数分析デ−タから基本周波
   数を抽出処理してエンジン構造に依存するエンジン構造
   デ−タを抽出するエンジン構造デ−タ抽出手段及び表示
   器を設け、 前記音響センサで車両のエンジン音を検出し、該検出エ
   ンジン音の周波数分析デ−タから前記エンジン構造デ−
   タ抽出手段でエンジン構造デ−タを抽出し、該エンジン
   構造デ−タを前記表示器に表示することを特徴とするエ
   ンジン音からエンジン構造デ−タを自動抽出する方法。
2. 【請求項２】 車両のエンジン音を音響センサで検出
   し、該エンジン音信号の周波数分析を行い、予め各種車
   両の音紋が登録してある登録音紋ファイルと照合し通過
   する車両の車種を判別する装置において、 前記エンジン音信号の周波数分析デ−タから基本周波数
   を抽出処理してエンジン構造に依存するエンジン構造デ
   −タを抽出するエンジン構造デ−タ抽出手段と、前記登
   録音紋ファイルから登録音紋を選出する登録音紋抽出手
   段と、前記登録音紋表示手段を設けると共に、前記登録
   音紋ファイルにはエンジン構造デ−タに対応して音紋を
   登録しておき、 前記音響センサで車両のエンジン音を検出し、該検出エ
   ンジン音の周波数分析デ−タから前記エンジン構造デ−
   タ抽出手段でエンジン構造デ−タを抽出し、前記登録音
   紋ファイルの中から、前記登録音紋抽出手段で前記エン
   ジン構造デ−タに対応する登録音紋を自動的に抽出し、
   該抽出した登録音紋を前記登録音紋表示手段に表示する
   ことを特徴とするエンジン音からエンジン構造デ−タを
   自動抽出する方法。