JP6477753B2 - 断線検知装置、信号処理装置、及び断線検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、断線検知装置、信号処理装置、及び断線検知方法に関する。

従来、緊急時の通報等を行う通報システムがある。このような通報システムにおいては、例えば、通信装置と信号処理装置とが接続線を介して接続されている。信号処理装置から通信装置への送信経路が正常であっても、通信装置から信号処理装置への受信経路において異常がある場合には、緊急通報を正常に受信し、その後段の信号処理装置における信号処理を行うことができない。
ところで、通報システムの異常を検出する方法として、例えば、特許文献１に記載された検出方法がある。特許文献１に記載の緊急情報通報装置は、装置が起動する際にスピーカ等から起動メッセージ等である可聴帯域の所定音信号を放音してユーザに起動を通知するとともに、放音した所定音信号をマイク等から入力させたループバック信号を検出して解析することにより、緊急情報通報装置の異常診断を行う。

特許第３７７５２３３号公報

しかしながら、特許文献１に示す緊急情報通報装置にあっては、所定音信号を生成する部分からスピーカまでの信号経路とマイクとの異常診断を行うことができるが、通信装置と信号処理装置との間の接続線の断線を検出するものではない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信装置と信号処理装置との間の接続線の断線を検知することができる断線検知装置、信号処理装置、及び断線検知方法を提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態の断線検知装置は、情報の通信に使用する周波数帯域とは異なる周波数をもつ確認信号を含む送信信号を信号処理装置から通信装置に出力させる確認信号出力部と、前記通信装置から前記信号処理装置に対して接続線を介して出力される、ループバックされた前記確認信号を含む送信信号に基づいて、前記接続線に断線があるか否かを検知する検知部、を有する。

また、本発明の一実施形態の断線検知方法は、情報の通信に使用する周波数帯域とは異なる周波数をもつ確認信号を含む送信信号を信号処理装置から通信装置に出力させる確認信号出力工程と、前記通信装置から前記信号処理装置に対して接続線を介して出力される、ループバックされた前記確認信号を含む送信信号に基づいて、前記接続線に断線があるか否かを検知する検知工程と、を有する。

以上説明したように、この発明によれば、通信装置と信号処理装置との間の接続線の断線を検知することができる。

第１の実施形態の通報システム１の構成を示す構成図である。 第１の実施形態の受信部３０の構成を示す構成図である。 第１の実施形態の断線検知部３７の構成を示す構成図である。 第１の実施形態の断線検知部３７が行う処理を説明するための図である。 第１の実施形態の断線検知部３７が行う処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態の通報システム１の構成を示す構成図である。

以下、実施形態の音声処理装置３（「信号処理装置」の一例）、および断線検知部３７（「断線検知装置」の一例）を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、通報システム１の構成を示す構成図である。図１に示すように、通報システム１は、外部機器２と、音声処理装置３と、を備える。

外部機器２は、音声処理装置３と音信号を通信する。外部機器２は、例えば、音声処理装置３からの送信音信号を受信して管理センタ（不図示）に送信し、当該管理センタからの指示等を示す信号を受信して受信音信号として音声処理装置３に出力する通信処理装置である。
外部機器２は、スイッチ２０と、差動出力部２１とを備える。

スイッチ２０は、音声処理装置３からの制御信号に基づいて、差動出力部２１に入力させる信号を、管理センタからの信号と、音声処理装置３からの送信音信号とのいずれか一方に切替える。
差動出力部２１は、スイッチ２０からの信号を出力するとともに、スイッチ２０からの信号を反転させた信号を出力する。つまり、差動出力部２１は、差動出力部２１に入力された信号を差動信号にして出力する。ここで差動信号は、互いに反転した関係である一組の差動信号である。差動出力部２１は、スイッチ２０からの信号を所定の増幅率で増幅させた信号を差動信号にして出力してもよい。

音声処理装置３は、第１信号線４と第２信号線５とにより、外部機器２と接続されている。つまり、第１信号線４と第２信号線５とは、外部機器２と音声処理装置３とを接続する接続線である。外部機器２からの受信音信号は、第１信号線４と第２信号線５とを経由して、音声処理装置３へ入力される。音声処理装置３は、外部機器２からの受信音信号を放音する。また、音声処理装置３は、ユーザからの通報などの音声を収音し、収音した音声に対しエコーキャンセル等の音声処理を行った送信音信号を外部機器２へ供給する。また、音声処理装置３は、第１信号線４と第２信号線５とのそれぞれが断線しているか否かを検知し、検知した結果を、判定信号として外部機器２へ出力する。
音声処理装置３は、受信部３０と、音声処理部３１と、スピーカ部３２と、マイク部３３と、高周波生成部３４と、加算部３５と、送信部３６と、断線検知部３７と、出力部３８と、を備える。

受信部３０は、外部機器２からの受信音信号を入力する。外部機器２からの受信音信号は一組の差動信号である。図１の例では、正側の受信音信号（以下、正側受信信号という）が第１信号線４を経由して受信端子ＲＸ＋から、負側の受信音信号（以下、負側受信信号という）が第２信号線５を経由して受信端子ＲＸ-から、それぞれ入力される。受信部３０は、入力した正側受信信号と負側受信信号とを合成し、音声処理部３１、および断線検知部３７にそれぞれ出力する。

図２は、第１の実施形態の受信部３０の構成を示す構成図である。図２に示すように、受信部３０は、差動切替スイッチ３００と、差動合成部３０１と、基準電圧出力バッファ３０２と、を備える。
差動切替スイッチ３００は、断線検知部３７からの指示に従い、受信端子ＲＸ−からの負側受信信号と、基準電圧出力バッファ３０２からの出力信号のいずれか一方を、差動合成部３０１に入力させる。

差動合成部３０１は、受信端子ＲＸ＋からの正側受信信号と、差動切替スイッチ３００からの信号とを入力し、入力した２つの信号を所定の増幅率でそれぞれ増幅し、増幅したそれぞれの信号を合成する。具体的には、差動合成部３０１は、受信端子ＲＸ＋からの正側受信信号を増幅した信号と、差動切替スイッチ３００からの信号を増幅した信号との差分を出力する。差動切替スイッチ３００により、差動合成部３０１に負側受信信号が入力される場合、差動合成部３０１は、正側受信信号と負側受信信号との差分を差動合成信号として出力する。正側受信信号と負側受信信号とは、互いに反転する関係にあるため、差分をとることで差動合成信号の振幅は、増幅した正側受信信号の振幅の２倍となる。また、差動合成部３０１は、正側受信信号と負側受信信号との差分をとることで、正側受信信号と負側受信信号とに加重された同位相の雑音成分を低減することができる。差動合成部３０１は、合成した信号を、音声処理装置３に出力する。
基準電圧出力バッファ３０２は、所定の基準電圧（図２の例では、「ＶＲＥＦ」）を供給する。

図１に戻り、音声処理部３１は、受信部３０からの差動合成信号を入力するとともに、入力した差動合成信号をスピーカ部３２へ出力する。音声処理部３１は、マイク部３３から音信号を入力するとともに、入力した音信号にエコーキャンセルなどの音声処理を行い、音声処理後の音信号を送信部３６に出力する。

スピーカ部３２は、音声処理部３１からの差動合成信号（デジタル信号）をＤＡＣ（Digital Analog Converter）（不図示）によりアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号をスピーカ（不図示）に出力する。スピーカは、アナログ信号がもつ電気信号を物理振動に変換し、変換した物理振動を外部へ放音する。つまり、スピーカ部３２は、音声処理部３１を介して、差動合成部３０１から出力された差動合成信号に相当する音を放音する。
マイク部３３は、マイク部３３が設置された場所の周辺の音を収音する。マイク部３３の周辺の音には、ユーザの音声や、マイク部３３の周囲に設置された機器等から発生するアラーム音、スピーカ部３２から放音される音等が含まれる。マイク部３３は、収音した音の振動をアナログ電気信号に変換し、変換したアナログ電気信号をＡＤＣ（Analog Digital Converter）（不図示）によりデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を音声処理部３１へ出力する。

高周波生成部３４は、断線検知部３７からの指示に従い、所定の周波数をもつ信号（確認信号）を生成する。本実施形態では、高周波生成部３４は、可聴帯域外の周波数をもつ確認信号を生成する。
可聴帯域とは、人が鼓膜振動等により音として感じることができる周波数の帯域ことであり、一般に２０［Ｈｚ］〜２０［ｋＨｚ］程度の周波数帯域をいう。もっとも、人の耳に音として認識されるか否かには、個人差や年齢差が大きい。本実施形態において可聴帯域外の周波数で構成される確認信号とは、一般に人の聴覚に認識されにくい周波数で構成されている信号であり、人の聴覚に認識されにくい程度であれば、確認信号の一部に可聴帯域の周波数で構成される信号が含まれていてもよい。本実施形態では、高周波生成部３４は、可聴帯域外の周波数として、１６［ｋＨｚ］〜２４［ｋＨｚ］の範囲の周波数を含む信号を生成する。

高周波生成部３４は、所定の周波数をもつ信号を生成するために、例えば、パルス発生器やＤＴＭＦ（Dual Tone Multi-Frequency）を備える。ＤＴＭＦは、６９７［Ｈｚ］、７７０［Ｈｚ］、８５２［Ｈｚ］、９４１［Ｈｚ］、１２０９［Ｈｚ］、１３３６［Ｈｚ］、１４７７、および１６３３［Ｈｚ］の８種類の周波数（トーン信号）を生成することができる。高周波生成部３４は、ＤＴＭＦを用いて信号を生成する場合、例えば、上述した８種類のトーン信号のうちのいずれか１つのトーン信号に対し、下記の式（１）および式（２）に示す信号処理を行う。これにより所定の周波数をもつ信号を生成することができる。ここで、ｘは任意の角度を示す。

ｃｏｓ（２ｘ）＝１−２×｛ｓｉｎ（ｘ）｝^２ ・・・（１）
ｓｉｎ（３ｘ）＝３×ｓｉｎ（ｘ）−４×｛ｓｉｎ（ｘ）｝^３ ・・・（２）

高周波生成部３４は、例えば、ＤＴＭＦに１２０９［Ｈｚ］のトーン信号を生成させて、上記式（１）に示す信号処理を行うことにより、約２４［ｋＨｚ］の可聴帯域外の周波数の確認信号を生成する。また、ＤＴＭＦに６９７［Ｈｚ］のトーン信号を生成させて、上記式（２）に示す信号処理を行うことにより、約２１［ｋＨｚ］の可聴帯域外の周波数の確認信号を生成する。

加算部３５は、音声処理部３１からの信号と高周波生成部３４からの信号とを加算する。音声処理部３１からの信号に音信号が含まれ、高周波生成部３４が可聴帯域外の周波数をもつ確認信号を生成する場合、加算部３５は、音声処理部３１からの送信信号に含まれる音や音声（可聴帯域の周波数で構成される音信号）と異なる周波数を持つ信号、つまり可聴帯域外の周波数をもつ確認信号、を重畳させる。加算部３５は、加算した信号を送信部３６に出力する。
送信部３６は、加算部３５からの信号を、送信端子ＴＸから外部機器２に送信する。

図３は、第１の実施形態の断線検知部３７の構成を示す構成図である。図３に示す通り、断線検知部３７は、検知制御部３７１と、検知部３７２と、を備える。

検知制御部３７１は、高周波生成部３４を制御する。具体的には、検知制御部３７１は、高周波生成部３４に、所定の周波数をもつ信号（高周波）を生成させる旨の指示を示す高周波制御信号を出力する。高周波制御信号には、高周波を生成させる指示の他、生成させる高周波の周波数、振幅等に関する情報が含まれていてもよい。例えば、検知制御部３７１は、第１信号線４と第２信号線５とのそれぞれにおける断線の検知（断線検知）を行うタイミングで、高周波生成部３４に高周波を生成させる。高周波生成部３４が生成した高周波は、確認信号として加算部３５を介して送信信号に重畳される。

また、検知制御部３７１は、外部機器２を制御する。具体的には、検知制御部３７１は、断線検知を行う場合、外部機器２のスイッチ２０に外部機器制御信号を出力することで外部機器２を制御し、差動出力部２１に音声処理装置３からの送信信号を入力させる。これにより、音声処理装置３は、送信部３６からの送信信号をループバックさせて受信部３０に受信させることができる。
検知部３７２は、受信部３０からの信号の振幅に基づいて、断線検知を行う。ここでの断線検知は、送信側の機能については、正常に機能していることを前提として断線検知を行う。ここで、送信側としては、例えば、送信部３６と、送信端子ＴＸと外部機器２における送信音信号が入力される端子との間の信号線と、当該送信音信号が入力される端子から差動出力部２１の２つの出力端子までの経路と、が含まれる。
検知部３７２は、受信部３０から出力される信号の振幅（「信号成分」の一例）に基づいて、断線検知を行う。検知部３７２は、受信部３０からの信号の振幅と、予め定めた所定の基準値とを比較することにより、第１信号線４と第２信号線５とについて断線があるか否かを検知する。

ここで、検知部３７２が断線検知を行う方法について、図４を用いて説明する。図４は、検知部３７２が行う処理を説明するための図である。図４（ａ）は、断線検知を行う場合において、受信部３０から出力される信号のイメージを示す。図４（ｂ）は、受信端子ＲＸ−側の経路から基準電圧出力バッファ３０２側の経路に差動切替スイッチ３００を切替えて、差動合成部３０１にシングルエンド入力させた場合に、受信部３０から出力される信号のイメージを示す。
図４（ａ）、（ｂ）に示す波形の各々は、それぞれ横軸に時間、縦軸に信号レベルをそれぞれ示している。図４（ａ）、（ｂ）の縦軸の「＋Ｖ」、「−Ｖ」は、送信部３６、および受信部３０がともに正常である場合の受信信号を差動合成した場合の信号振幅をそれぞれ示している。

図４（ａ）の波形Ｇ−１は、第１信号線４と第２信号線５との両方の信号経路がともに正常である（断線していない）場合に、受信部３０から出力される信号の波形のイメージを示す。波形Ｇ−１に示す通り、第１信号線４と第２信号線５との両方の信号経路、および受信部３０が正常である場合、受信部３０から出力される確認信号は、−Ｖから＋Ｖまでの振幅を持つ信号となる。検知部３７２は、受信部３０からの信号が波形Ｇ−１と同等の振幅レベルをもつ信号である場合、第１信号線４と第２信号線５との両方における信号経路がともに正常であって、両方の信号線がともに断線していないと判定する。

例えば、検知部３７２は、受信部３０からの信号の振幅を、所定の第１基準値と比較する。所定の第１基準値は、図４（ａ）における信号レベルで、Ｖ／２からＶまでの間の値である。検知部３７２は、受信部３０からの信号の振幅が第１基準値を上回る場合、受信部３０から正常に確認信号が出力されたと判定する。このとき、検知部３７２は、第１信号線４と第２信号線５との両方の信号経路がともに正常である（断線していない）と判定する。

波形Ｇ−２は、第１信号線４と第２信号線５との信号経路の一方が正常で、他方が断線している場合に、受信部３０から出力される信号の波形のイメージを示す。波形Ｇ−２に示す通り、第１信号線４と第２信号線５との信号経路の一方が正常で、他方が断線している場合、受信部３０から出力される確認信号は、−Ｖ／２から＋Ｖ／２までの振幅を持つ信号となる。検知部３７２は、受信部３０からの信号が波形Ｇ−２と同等の振幅レベルをもつ信号である場合、第１信号線４と第２信号線５との信号経路の一方が正常で、他方が断線していると判断する。

例えば、検知部３７２は、受信部３０からの信号の振幅を、上述した第１基準値と、所定の第２基準値とを用いて比較する。所定の第２基準値は、図４（ａ）における信号レベルで、０（ゼロ）からＶ／２までの間の値である。検知部３７２は、受信部３０からの信号の振幅を、上述した第１基準値と、第２基準値とを用いてそれぞれ比較する。検知部３７２は、受信部３０からの信号の振幅が第１基準値を下回り、かつ第２基準値を上回る場合、受信部３０における差動信号の信号経路の一方のみが出力されたと判定する。このとき、検知部３７２は、第１信号線４と第２信号線５とのいずれか一方が正常で、他方が正常ではない（断線している）と判定する。

波形Ｇ−３は、第１信号線４と第２信号線５との信号経路の両方の信号線が断線している場合に、受信部３０から出力される信号の波形のイメージを示す。波形Ｇ−３に示す通り、第１信号線４と第２信号線５との両方が断線している場合、受信部３０から確認信号が検出されない。断線検知部３７は、受信部３０からの信号が波形Ｇ−３と同等の信号である場合、すなわち信号の振幅が０（ゼロ）である場合、第１信号線４と第２信号線５との両方が断線していると判断する。

例えば、検知部３７２は、受信部３０からの信号の振幅を、上述した第２基準値と比較する。検知部３７２は、受信部３０からの信号の振幅が第２基準値を下回る場合、受信部３０から確認信号が出力されていないと判定する。このとき、検知部３７２は、第１信号線４と第２信号線５との両方が断線していると判定する。
なお、検知部３７２は、上述した第１の基準値、および第２の基準値の他に、高周波生成部３４に生成させる確認信号の振幅レベルに応じた、複数の基準値を備えてもよい。

検知部３７２は、第１信号線４と第２信号線５との一方の信号経路が正常だが、他方の信号経路に断線があると判定した場合、第１信号線４と第２信号線５とのいずれが断線しているのかを検知する。
具体的には、検知部３７２は、第１信号線４と第２信号線５とのいずれか一方が断線していると判断した場合、検知部３７２は、差動合成部３０１に正側受信信号のみを入力させ、受信部３０から出力される信号の振幅に基づいて、第１信号線４と第２信号線５とのどちらが正常で、どちらが断線しているかを判定する。

ここで検知部３７２は、受信部３０の差動切替スイッチ３００を制御することにより、動合成部３０１に正側受信信号のみを入力させる。検知部３７２は、差動切替スイッチ３００を制御し、差動合成部３０１に入力させる信号を、受信端子ＲＸ−側より供給される信号（つまり、負側受信音信号）から、基準電圧出力バッファ３０２側から供給される信号（つまり、基準電圧を出力する信号）とする。これにより、今まで差動合成部３０１に入力させていた負側受信信号が、一定の基準電圧値（例えば、０［Ｖ］）に切り替わる。つまり、基準電圧出力バッファ３０２から出力される電圧値が０［Ｖ］であった場合、差動合成部３０１からは、第１信号線４を流れる正側受信信号に対応する信号のみが出力される。

図４（ｂ）の波形Ｇ−４は、第１信号線４が正常で、第２信号線５が断線した場合に、差動合成部３０１に正側受信信号のみを入力させたときに受信部３０から出力される信号の波形のイメージを示す。波形Ｇ−４に示す通り、第１信号線４が断線していなければ、差動合成部３０１に正側受信信号のみを入力させた場合であっても、受信部３０から出力される信号は、−Ｖ／２から＋Ｖ／２までの振幅を持つ信号となる。検知部３７２は、差動合成部３０１に正側受信信号のみを入力させた場合に、受信部３０からの信号が波形Ｇ−４と同等の振幅レベルをもつ信号が出力されたときは、第１信号線４の経路が正常である（断線していない）と判断する。この場合、検知部３７２は、第２信号線５の経路が断線していると判断する。

波形Ｇ−５は、第１信号線４が断線しており、第２信号線５が正常である場合に、差動合成部３０１に正側受信信号のみを入力させたときの受信部３０から出力される信号の波形のイメージを示す。波形Ｇ−５に示す通り、第１信号線４が断線していれば、差動合成部３０１に正側受信信号のみを入力させた場合、受信部３０から確認信号が出力されない。検知部３７２は、差動合成部３０１に正側受信信号のみを入力させた場合に、受信部３０からの信号が波形Ｇ−５と同等の振幅レベルをもつ信号である、つまり信号の振幅が検出されない場合、受信部３０における第１信号線４の経路が正常でない、つまり断線していると判断する。この場合、検知部３７２は、第２信号線５の経路は正常であると判断する。

このように、検知部３７２は、第１信号線４と第２信号線５とのうちいずれか一方に断線があると判定した場合、第１信号線４と第２信号線５どちらが正常で、どちらが断線しているかを判定する。検知部３７２は、差動切替スイッチ３００を受信端子ＲＸ−側から基準電圧出力バッファ３０２側に切替え、差動合成部３０１に第１信号線４を流れる正側受信信号のみを入力させる。そして、検知部３７２は、受信部３０から出力される信号の振幅に基づいて、第１信号線４と第２信号線５とのどちらが断線しているかを判定する。なお、上記の説明においては、第１基準値を用いた比較を行った後に、第２基準値を用いた比較を行う場合について説明したが、第２基準値を用いた比較をした後に、第１基準値を用いた比較をするようにしてもよい。なお、先に第１基準値を用いた比較を行った場合には、第１信号線４と第２信号線５とがともに断線がないことを先に検知することができ、先に第２基準値を用いた比較を行った場合には、第１信号線４と第２信号線５とがともに断線していることを先に検知することができる。
検知部３７２は、判定した結果を出力部３８に出力する。

出力部３８は、出力端子ＤＥＴにより、断線検知部３７からの判定結果を外部機器２に出力する。これにより、外部機器２は、判定結果を管理センタへ送信することができる。なお、出力部３８は、判定結果を外部機器２に出力しているが、これに限定されることはない。出力部３８は、例えば、判定結果を知らせる表示装置（不図示）を備え、判定結果を、表示装置に表示させてもよいし、判定結果をスピーカ部３２から音声やアラーム音などで通知するようにしてもよい。

ここでは、図５を用いて断線検知部３７が行う断線検知の処理の流れを説明する。図５は、断線検知部３７が行う処理の流れを示すフローチャートである。
まず、本フローチャートに示す処理を行う前提として、外部機器２のスイッチ２０は、音声処理装置３からの送信信号を差動出力部２１に入力させるものとする。つまり、断線検知部３７は、外部機器２により送信部３６からの送信信号をループバックさせるものとする。

断線検知部３７は、送信信号に確認信号を重畳させる（ステップＳ１）。断線検知部３７は、断線検知を行うタイミングで、高周波生成部３４に、確認信号を生成させる。高周波生成部３４により生成された確認信号は、加算部３５により、送信信号に重畳される。なお、断線検知を行うタイミングは、任意のタイミングであってよく、例えば、定期的に断線検知を行ってもよいし、音声処理装置３の起動時や、音声処理装置３において送信あるいは受信が終了したタイミング、あるいは音声処理装置３において送信あるいは受信が行われている間のタイミングであってもよい。

次に、断線検知部３７は、受信部３０からの信号「ＲＸ入力」の振幅が０（ゼロ）以下であるか否かを判断する（ステップＳ２）。断線検知部３７は、「ＲＸ入力」を基準値（０［Ｖ］）と比較することで、「ＲＸ入力」の振幅が０（ゼロ）以下であるか否かを判断する。

断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が０（ゼロ）以下でない場合（ステップＳ２、Ｎｏ）、処理をステップＳ３に進める。一方、断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が０（ゼロ）以下である場合（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、処理をステップＳ６に進める。
断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が０（ゼロ）以下でない場合、断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が（１／２×Ｖ）以下であるか否かを判断する（ステップＳ３）。断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が（１／２×Ｖ）以下でない場合（ステップＳ３、Ｎｏ）、処理をステップＳ４に進める。一方、断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が（１／２×Ｖ）以下である場合（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、処理をステップＳ７に進める。
断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が（１／２×Ｖ）以下でない場合、送信部３６、および受信部３０における差動信号の両方が、ともに正常であり、断線していないと判定する（ステップＳ４）。そして、断線検知部３７は、送信信号に確認信号の重畳を停止させる（ステップＳ５）。つまり、断線検知部３７は、確認信号の生成を停止する。そして、断線検知部３７は、処理を終了させる。

断線検知部３７は、抽出した「ＲＸ入力」の振幅が０（ゼロ）を上回る場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、差動合成部３０１に正側受信信号のみを入力させるように差動切替スイッチ３００を切替える。つまり、断線検知部３７は、差動合成部３０１からの出力を差動信号からシングルエンド信号に変更する（ステップＳ７）。そして、断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が０（ゼロ）以下であるか否かを判断する（ステップＳ８）。
断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が０（ゼロ）以下でない場合（ステップＳ８，Ｎｏ）、負側受信信号が断線していると判定する（ステップＳ９）。そして、断線検知部３７は、シングルエンド設定から差動設定に戻す（ステップＳ１０）。つまり、断線検知部３７は、ステップＳ７で切替えた差動切替スイッチ３００を元に戻し、差動合成部３０１に、正側受信信号と負側の受信信号とをともに入力させる。そして、断線検知部３７は、ステップ１０の処理後に、処理をステップ５に進める。
一方、断線検知部３７は、「ＲＸ入力」の振幅が０（ゼロ）以下である場合（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、正側受信信号が断線していると判定する（ステップＳ１１）。そして、断線検知部３７は、ステップＳ１０に示す処理を行う。また、断線検知部３７は、ステップＳ１０の処理後に、処理をステップＳ５に進める。

以上説明したように、第１の実施形態の断線検知部３７（「断線検知装置」の一例）においては、音声処理装置３（「信号処理装置」の一例）から外部機器２（「通信装置」の一例）に対して可聴帯域外の周波数（「送信される送信信号に含まれる情報の通信に使用する周波数帯域とは異なる周波数」の一例）をもつ確認信号を含む送信信号を音声処理装置３から出力させる検知制御部３７１（「確認信号出力部」の一例）と、外部機器２から音声処理装置３に対して接続線（例えば、第１信号線４と第２信号線５）を介して出力される、確認信号を含む送信信号に基づいて、接続線に断線があるか否かを検知する検知部３７２（「検知部」の」一例）、とを備える。

これにより、断線検知部３７においては、送信部３６が可聴帯域の音信号に可聴帯域外の周波数をもつ確認信号を含む送信信号を送信することができる。また、受信部３０が、送信部３６が送信した確認信号を含む送信信号を受信することができる。そして、検知部３７２は、受信部３０が出力する信号に、確認信号が含まれていれば、接続線が断線しておらず、正常であると判定できる。また検知部３７２は、受信部３０が出力する信号に、確認信号が含まれていなければ、接続線が断線していると判定できる。従って、断線検知部３７は、外部機器２と音声処理装置３との間の接続線の断線を検知することができる。

また、第１の実施形態の断線検知部３７においては、外部機器２と音声処理装置３との間の接続線は、第１信号線４（「第１信号線」の一例）と第２信号線５（「第２信号線」の一例）とから構成され、検知部３７２は、第１信号線４を流れる正側受信信号（「第１信号線を経由した第１信号」の一例）と第２信号線５を流れる負側受信信号（「第２信号線を経由した第２信号」の一例）とが合成された合成信号の振幅（「信号成分」の一例）に基づいて、第１信号線４と第２信号線５とについて断線があるか否かを検知する。
これにより、第１の実施形態の断線検知部３７においては、検知部３７２は、第１信号線４を流れる正側受信信号と第２信号線５を流れる正側受信信号とを合成した受信部３０から出力された信号の振幅が、通常の振幅の半分程度である場合に、第１信号線４と第２信号線５とのいずれかの一方が断線していると判定することができる。従って、断線検知部３７は、外部機器２と音声処理装置３との間の接続線である第１信号線４と第２信号線５との断線を検知することができる。

また、第１の実施形態の断線検知部３７においては、検知制御部３７１は、第１信号線４と第２信号線５との両方、又は第１信号線４と第２信号線５とのいずれか一方に基づく信号を検知部３７２に入力させ、検知部３７２は、第１信号線４と第２信号線５との両方の断線、第１信号線４と第２信号線５とのいずれか一方の断線、第１信号線４と第２信号線５との両方が正常、のうちいずれであるかを検知する。
これにより、第１の実施形態の断線検知部３７においては、検知制御部３７１により第１信号線４による正側受信信号と第２信号線５による負側受信信号との両方が受信部３０に入力された場合、検知部３７２は、受信部３０から出力される信号の振幅が通常の振幅と同等の振幅であれば、第１信号線４と第２信号線５との両方がともに断線していないことを検知することができる。一方、受信部３０からの信号の振幅が０であれば、検知部３７２は、第１信号線４と第２信号線５との両方が断線していることを検知することができる。
また、第１の実施形態の断線検知部３７においては、検知部３７２は、検知制御部３７１により第１信号線４による信号と第２信号線５による信号とのいずれか一方が受信部３０に入力された場合に受信部３０から出力される信号の振幅が０ではないが、通常の振幅に満たない値なら、当該受信部３０に入力させた第１信号線４による信号と第２信号線５による信号とのいずれか一方の信号線は断線していないが、他方は断線していることを検知できる。
また、第１の実施形態の断線検知部３７においては、検知部３７２は、検知制御部３７１により第１信号線４による信号と第２信号線５による信号とのいずれか一方が受信部３０に入力された場合に受信部３０からの信号の振幅が０であれば、当該受信部３０に入力させた第１信号線４による信号と第２信号線５による信号とのいずれか一方の信号線が断線していることを検知できる。従って、第１の実施形態の断線検知部３７においては、外部機器２と音声処理装置３との間の接続線である第１信号線４と第２信号線５との断線を検知することができるだけでなく、第１信号線４と第２信号線５といずれか一方の断線を検知した場合、どちらの信号線が断線しているかを検知することができる。

また、第１の実施形態の断線検知部３７においては、正側受信信号（「第１信号」の一例）と負側受信信号（「第２信号」の一例）とは、一組の差動信号である。このため、第１の実施形態の断線検知部３７においては、受信部３０から出力される信号は、正側受信信号と負側受信信号との合成信号となり、それぞれの信号の振幅の２倍に対応する振幅となる。このため、第１の実施形態の断線検知部３７においては、上述した効果の他、検知部３７２は、検知制御部３７１により第１信号線４による信号と第２信号線５による信号とのいずれか一方が受信部３０に入力された場合に、受信部３０から出力される信号の振幅が通常の信号振幅の半分の振幅であれば、当該受信部３０に入力させた方の信号線は断線していないことを検知することができる。

また、第１の実施形態の断線検知部３７においては、確認信号は、可聴帯域外の周波数をもつ信号である。このため、送信信号に確認信号を重畳させても、送信部３６が送信する情報である音に使用する可聴帯域に雑音を重畳させない。また、ループバックされた送信信号に含まれる確認信号がスピーカ部３２から出力された場合であっても、スピーカ部３２から可聴音が放音されることがない。このため、確認信号が可聴帯域の音信号であれば、断線検知の最中にスピーカから音が放音されてしまうが、第１の実施形態の断線検知部３７においては、断線検知の最中であってもユーザに音が聞こえてしまうことがない。従って、本実施形態の断線検知部３７は、上述した効果の他、任意のタイミングにおいてでも、ユーザの耳に認識されることなく断線検知を行うことができる。つまり、この第１実施形態において、確認信号が可聴帯域の音信号であれば、ループバックしてスピーカから音として聞こえてしまうが、確認信号が可聴帯域外の音信号であれば、ループバックした確認信号がスピーカから出力されても聞こえないようにすることができる。

また、第１の実施形態の音声処理装置３においては、検知部３７２は、受信部３０から出力される合成信号の振幅と周波数とのうち少なくともいずれか一方に基づいて、第１信号線４と第２信号線５とについて断線があるか否かを検知する。これにより、第１の実施形態の音声処理装置３においては、受信部３０から出力される合成信号の振幅を予め定めた基準値と比較することにより、第１信号線４と第２信号線５とについて断線があるか否かを検知することができる。
また、検知部３７２は、受信部３０から出力される信号に対し、確認信号がもつ周波数の成分を有する信号を抽出するようにしてもよい。例えば、検知部３７２は、確認信号の周波数帯域（例えば、可聴帯域外の１６［ｋＨｚ］〜２４［ｋＨｚ］）のみを通過させるＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を備えていてもよい。検知部３７２がＢＰＦを備えることにより、受信部３０から出力される信号から確認信号がもつ周波数成分を取り出すことができ、受信部３０からの信号に確認信号が含まれているか否かをより正確に検知することができる。つまり、検知部３７２は、第１信号線４と第２信号線５とについて断線があるか否かを、より正確に検知することができる。
また、第１の実施形態の音声処理装置３（「信号処理装置」の一例）においては、出力部３８が、断線検知部３７が判定した判定結果を外部機器２に出力する。これにより、第１の実施形態の音声処理装置３においては、上述した効果の他、断線検知を行った結果である検知結果を外部機器２に出力させて音声処理装置３の信号経路に断線した箇所があるか否かを通知することができる。従って、第１の実施形態の音声処理装置３は、管理センタに、断線箇所を通知することができる。

なお、本実施形態において、第１信号線を経由して正側受信信号が、第２信号線を経由して負側受信信号が、外部機器２から音声処理装置３へ入力されるものとして説明したが、第２信号線を経由して正側受信信号が、第１信号線を経由して負側受信信号が、外部機器２から音声処理装置３へ入力されてもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態の通報システム１の構成を示す構成図である。以下の説明において、第１の実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
第２の実施形態においては、断線検知部３７は、スピーカ部３２とマイク部３３とが故障しているか否かの判定（故障判定）を行う。断線検知部３７は、スピーカ部３２とマイク部３３の故障判定のみを行ってもよいし、第１の実施形態の判定処理とともに、スピーカ部３２とマイク部３３との故障判定を行ってもよい。第１の実施形態の判定処理とともに、スピーカ部３２とマイク部３３との故障判定を行う場合、断線検知部３７は、受信部３０、スピーカ部３２、マイク部３３、送信部３６の故障判定を行うことだけでなく、送信部３６から受信部３０までの信号経路における信号線の断線検知を行うことができる。

第２の実施形態においては、受信部３０と音声処理部３１との間に加算部３９が設置される。加算部３９は、受信部３０からの信号と、高周波生成部３４が生成した確認信号とを加算する。加算部３９は、加算した信号を音声処理部３１に出力する。

また、第２の実施形態においては、断線検知部３７は、検知制御部３７１により故障判定を行うタイミングで、高周波生成部３４に、確認信号を生成させる。高周波生成部３４により生成された確認信号は、加算部３９により、差動合成信号に重畳される。音声処理部３１は、加算部３９からの信号をスピーカ部３２に出力する。スピーカ部３２は、音声処理部３１からの信号を音として放音する。スピーカ部３２が放音した音は、マイク部３３に収音される。

また、第２の実施形態においては、マイク部３３からの信号が、断線検知部３７に出力される。つまり、断線検知部３７は、マイク部３３が収音した音信号（収音音信号）を入力する。第２の実施形態において、マイク部３３からの収音音信号には、マイクの周囲の音の他に、スピーカ部３２から放音された音が含まれる。スピーカ部３２から放音された音には、確認信号が重畳されている。従って、断線検知部３７は、スピーカ部３２とマイク部３３とにおける信号経路が正常である場合、確認信号を含む収音音信号を入力する。

断線検知部３７は、マイク部３３からの収音音信号に基づいて、スピーカ部３２とマイク部３３のいずれか一方又は両方が正常であるか否かを判定する。具体的には、断線検知部３７の検知部３７２は、マイク部３３からの収音音信号の振幅を、予め定めた基準値と比較する。また、検知部３７２は、収音音信号から確認信号に含まれる周波数をもつ信号を抽出する。そして、検知部３７２は、収音音信号の振幅が所定の基準値を満たすものである場合、スピーカ部３２とマイク部３３の両方が正常であると判断する。また、検知部３７２は、収音音信号に確認信号に含まれる周波数成分が含まれていれば、スピーカ部３２とマイク部３３の両方が正常であると判断する。
一方、検知部３７２は、収音音信号の振幅が所定の基準値に満たない場合、スピーカ部３２とマイク部３３のうち少なくともいずれか一方が正常でない、つまり故障していると判断する。また、検知部３７２は、収音音信号に確認信号に含まれる周波数成分が含まれていなければ、スピーカ部３２とマイク部３３のうち少なくともいずれか一方が故障していると判断する。

以上説明したように、第２の実施形態の断線検知部３７（「断線検知装置」の一例）においては、検知制御部３７１（「確認信号出力部」の一例）は、確認信号を含む送信信号を音声処理装置３（「信号処理装置」の一例）のスピーカ部３２から放音させ、スピーカ部３２から放音された音を収音した音声処理装置３のマイク部３３から出力される信号に基づいて、スピーカ部３２とマイク部３３とのうち少なくともいずれか一方について、故障しているか否かを検知する。これにより、第２の実施形態の断線検知部３７においては、上述した第１信号線４と第２信号線５とを対象とした断線検出を行いつつ、スピーカ部３２とマイク部３３とについての故障を検知することができる。

なお、高周波生成部３４が生成する確認信号は、異なる周波数をもつ複数の信号が所定の時間間隔で順番に繰り返されるものであってもよい。確認信号は、例えば、１９［ｋＨｚ］、２０［ｋＨｚ］、２１［ｋＨｚ］の順に、所定の時間間隔で周波数が変化する信号でもよい。この場合、周波数の切替え時において、信号振幅を滑らかに変化させることが望ましい。これにより、周波数の切替え時において、急激な振幅の変化が生じることに起因して、送信信号に雑音が重畳されてしまうことを抑制することができる。

確認信号が、互いに異なる周波数をもつ複数の信号が所定の時間間隔で順番に繰り返されるものである場合、例えば、検知部３７２は、互いに異なる遮断帯域をもつ複数のＢＰＦを備える。たとえば、確認信号が、１９［ｋＨｚ］、２０［ｋＨｚ］、２１［ｋＨｚ］の信号を繰り返すものである場合、検知部３７２は、それぞれの周波数に対応する１９［ｋＨｚ］の信号を通過させるＢＰＦ−１、２０［ｋＨｚ］の信号を通過させるＢＰＦ−２、２１［ｋＨｚ］信号を通過させるＢＰＦ−３を備える。
そして、検知部３７２は、ＢＰＦ−１から出力した信号に所定の振幅が検出され、ＢＰＦ−２およびＢＰＦ−３からそれぞれ出力した信号には、所定の振幅が検出されない場合があるか否かを判定する。このような場合が検出されたら、検知部３７２は、その次の時間間隔の間に、ＢＰＦ−２から出力した信号に所定の振幅が検出され、ＢＰＦ−３およびＢＰＦ−１からそれぞれ出力した信号には、所定の振幅が検出されない場合があるか否かを判定する。さらに、このような場合が検出されたら、検知部３７２は、その次の時間間隔の間に、ＢＰＦ−３から出力した信号に所定の振幅が検出され、ＢＰＦ−１およびＢＰＦ−２からそれぞれ出力した信号には、所定の振幅が検出されない場合があるか否かを判定する。このように、検知部３７２は、ＢＰＦ−１、ＢＰＦ−２、およびＢＰＦ−３の順で、それぞれのＢＰＦから出力した信号に、所定の振幅が検出された場合に、送信部３６、受信部３０、および受信部３０における差動信号のそれぞれが正常であると判定する。

なお、検知部３７２は、フーリエ変換などの信号処理を行うことで周波数解析し、確認信号の周波数を抽出してもよい。この場合、検知部３７２は、受信部３０から出力される信号の周波数特性を抽出することができる。例えば、検知部３７２は、受信部３０から出力される信号に含まれる、１９［ｋＨｚ］、２０［ｋＨｚ］、２１［ｋＨｚ］それぞれの周波数をもつ信号の相対的な量を算出することができる。この場合、検知部３７２は、ＢＰＦを備えなくてもよい。

また、確認信号は、信号が発生する区間（有信号区間）と信号が発生しない区間（無信号区間）とを周期的に繰り返すバースト信号であってもよい。確認信号がバースト信号である場合には、有信号区間と無信号区間の切替え時において確認信号の最大振幅（包絡線）を徐々に変化させることが望ましい。これにより、有信号区間と無信号区間との境界で急激な振幅の変化が発生することに起因して、送信信号に雑音が重畳されてしまうことを抑制することができる。

確認信号がバースト信号であった場合、検知部３７２は、有信号区間と無信号区間とを合算した周期で、所定の基準値を超える区間と下回る区間との比が、確認信号における有信号区間と無信号区間との比に等しい場合に、第１の実施形態における第１信号線４、と第２信号線５のそれぞれに断線がないこと検知することができる。また、この場合、検知部３７２は、第２の実施形態におけるスピーカ部３２、とマイク部３３のそれぞれに故障がないこと検知することができる。

上述した実施形態における音声処理装置３、および断線検知部３７の全部、または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、発明の実施の形態を通じて本発明を説明したが、以上の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、図面における要素の形状及び大きさ等はより明確な説明のために誇張されることがある。

明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」、「有する」や「備える」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１…通報システム、２…外部機器、３…音声処理装置、３０…受信部、３２…スピーカ部、３３…マイク部、３４…高周波生成部、３５、３９…加算部、３６…送信部、３７…断線検知部、３７１…検知制御部、３７２…検知部。

Claims (9)

1. 情報の通信に使用する周波数帯域とは異なる周波数をもつ確認信号を含む送信信号を信号処理装置から通信装置に出力させる確認信号出力部と、
   前記通信装置から前記信号処理装置に対して接続線を介して出力される、ループバックされた前記確認信号を含む送信信号に基づいて、前記接続線に断線があるか否かを検知する検知部、
   を有する断線検知装置。
2. 前記接続線は、第１信号線と第２信号線とから構成され、
   前記検知部は、前記第１信号線を経由した第１信号と前記第２信号線を経由した第２信号とが合成された合成信号の信号成分に基づいて、前記第１信号線と前記第２信号線とについて断線があるか否かを検知する、
   請求項１に記載の断線検知装置。
3. 前記検知部は、前記合成信号の信号振幅に基づいて、前記第１信号線と前記第２信号線との両方の断線、前記第１信号線と前記第２信号線とのいずれか一方の断線、前記第１信号線と前記第２信号線との両方が正常、のうちいずれであるかを検知する、
   請求項２に記載の断線検知装置。
4. 前記第１信号と前記第２信号とは、一組の差動信号である、
   請求項２又は請求項３に記載の断線検知装置。
5. 前記検知部は、前記第１信号線と前記第２信号線とのいずれか一方の断線を検知した場合、前記第２信号線を一定の基準電圧値に設定することにより、前記第１信号線と前記第２信号線とのいずれが断線しているかを検知する、
   請求項４に記載の断線検知装置。
6. 前記確認信号は、可聴帯域外の周波数をもつ信号である、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の断線検知装置。
7. 前記検知部は、前記合成信号の振幅と周波数とのうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記第１信号線と前記第２信号線とについて断線があるか否かを検知する、
   請求項２又は請求項３のいずれか一項に記載の断線検知装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の断線検知装置と、
   前記断線検知装置が判定した判定結果を前記通信装置に出力する出力部と、
   を備える信号処理装置。
9. 情報の通信に使用する周波数帯域とは異なる周波数をもつ確認信号を含む送信信号を信号処理装置から通信装置に出力させる確認信号出力工程と、
   前記通信装置から前記信号処理装置に対して接続線を介して出力される、ループバックされた前記確認信号を含む送信信号に基づいて、前記接続線に断線があるか否かを検知する検知工程、
   を有する断線検知方法。

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