JP2012053596A - 異常検知装置およびセキュリティシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 雑音や反響がある環境でも、誤検出を殆ど無しに発音している警報音を音で捉えられる小型の異常検知装置を実現し、総合的なセキュリティシステムを構成できるようにする。
【解決手段】 検知すべき警報音固有の周波数成分の時間変化を離散フーリエ変換や自己相関係数算出等のディジタル信号処理により解析し、誤検出が少なく警報音を検知するようにし、この方式で実現した小型の異常検知装置に、更に、人検知センサー、煙検知センサー、炎検知センサー等のセキュリティセンサー、監視カメラ制御機能や通信機能を付加し、それから得られる情報により、総合的なセキュリティ管理システムを構成するようにした。
【選択図】 図6
Description
この警報音の発生を検知するためには、発音時に同時にタグから発信される電磁波信号の検出により行っていた。この電磁波信号は、警報音の発生源である駆動回路に用いられるインダクターからの漏れ磁束などにより発生する。この信号検知のために、先行技術文献1に記載の、盗難防止用アンテナに一体化して組み込まれた受信コイルを用いて検知する方法が一搬的であった。
請求項7記載の発明では、異常警報、店員呼び出しなどのイベント発生時の情報に連動して監視カメラまたは、その撮影画像を制御する機能を組み込めるようになる。
請求項8記載の発明では、異常検知装置で収集した情報をサーバーに集約し、それらの情報を利用して総合的なセキュリティシステムの管理運営が可能になるようにした。
この振幅成分ないしパワー成分は、特定の周波数fのm周期毎に順次求め流ことになるが、ここでmを大きくすると周波数成分の弁別能力は上がるが、周波数成分を順次計算する時間間隔は粗くなる。このため、m周期の計算を、前の計算周期とオーバラップさせながら行うことで、特定周波数の振幅成分ないしパワー成分の変化を短い時間間隔で計算できるようになる。
ここで、vはフーリエ級数の次数であり、0≦v≦uで求めることになる。これらの式で、v=uは、警報音の特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分の大きさに対応しており、この振幅成分ないしパワー成分が大きいと、警報音を検知したことになる。
V=0は直流成分になり、警報音に含まれる特定の周波数成分の計算時間にわたる平均値を与える。これらの成分は、マイク音量に比例しており、
Ecp(l)で与えられる検出係数をEcと呼ぶことにする。特定の周波数成分がデューティサイクル50%で、雑音とエコーが無い理想的な場合、図3に示す警報音周波数成分の時間変化波形は矩形波パルスになり、このときは直流成分で規格化した検出係数は、振幅値で計算すると
を、更に上記と同様なフーリエ変換等を用いて周波数解析により、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分AuT(l)を求める。このとき同時に、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分以外の周期成分AvT(l)をも求めておき、規格化と判定処理23により、AuT(l)をAvT(l)で除し、検出係数Ecを求める。なお、この検出係数Ecを求める処理20は、図2で本発明の第1の実施形態として示した、特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法と同様の方法である。
統合判定処理ステップ41では、二つの検出係数Ec、Erの関係不等式から警報音の検出を行う。1例として簡便な1次の関係不等式の用いた場合を以下に示す。すなわち、以下の3つの条件を満足した場合に警報音を検知したと判定する。
の条件式は、それぞれの検出係数が極端に小さいときは除外するもので、(数14)の条件式はそれぞれの検出係数が小さな値でない場合の判定式である。関係不等式としては、2次以上あるいは初等関数を用いることも可能である。
処理装置2において、フーリエ変換により周波数成分を求めるとき、振幅成分を用いてもパワー成分を用いても大小の判定は可能である。しかし、振幅成分は平方根の計算が必要であるため、パワー成分を用いて処理することにより計算量を減らせる。同様に、自己相関係数を求める場合も、平方根の計算が必要であるが、大小判定だけできればよいので、自己相関係数の2乗値により判定することにして、平方根の計算を省き計算量を減らせる。
なお、処理装置2としてパーソナルコンピュータ等の小型コンピュータシステムを用いることもできる。パーソナルコンピュータのオーディオインタフェースにマイクロホンを接続し、パーソナルコンピュータに本発明の実施形態を実現するプログラムを実行させることにより、簡便に、警報音検知装置を実現できる。また、信号の周波数分析には離散フーリエ変換を用いて説明したが、同様な処理ができる直交変換を用いて処理することも可能である。
3 マイクロホン
4 マイクロホン増幅器
5 表示・警報装置
6 リセットスイッチ
7 人検知センサー
8 煙検知センサー
9 炎検知センサー
10 店員呼出ボタン
11 監視カメラ制御部
12 監視カメラ
13 ネットワークインタフェース装置
14 有線通信路無線通信アンテナ
15 無線通信アンテナ
16 通信路(有線又は無線)
17 携帯端末
20 特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法
21 警報音の周波数分析
22 特定周波数成分の周期性分析
23 規格化と判定
30 周波数成分時間変化波形類似度による検出法
32 類似性検知
41 統合判定
42 統計的処理
50 サーバー
100 基本的異常検知装置
200 機能拡張された異常検知装置
201 監視カメラ制御機能を持つ異常検知装置
300 セキュリティシステム管理装置
400 監視カメラ制御機能を持つセキュリティシステム管理装置
Claims (8)
- 検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段を備え、上記周期性分析手段の出力の大きさから警報音を検知することを特徴とする異常検知装置。
- 検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記類似性検出手段の出力の大きさから警報音を検知することを特徴とする異常検知装置。
- 検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段と、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記周期性分析手段の出力と上記類似性検知手段の出力の大きさの組み合わせから警報音を検知することを特徴とする異常検知装置。
- 請求項1,2、もしくは3記載の異常検知装置に、人検知センサー、煙検知センサー、炎検知センサー等のセキュリティセンサーを組込んだ異常検知装置。
- 請求項1、2、3、もしくは4記載の異常検知装置に、店員呼出し信号検知装置を組込んだ請求項1から4記載の異常検知装置。
- 請求項1、2、3、4、もしくは5記載の異常検知装置に、有線又は無線の通信機能組込んだ異常検知装置。
- 請求項1、2、3、4、5、もしくは6記載の異常検知装置に、異常警報、店員呼び出しなどのイベント発生時の情報に連動して監視カメラまたは、その撮影画像を制御する機能を組み込んだ異常検知装置。
- 請求項5、6、もしくは7記載の異常検知装置とサーバーとを通信機能で結び構成した総合的なセキュリティシステム。
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