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JP4127214B2 - Sound source discrimination device and its discrimination method - Google Patents
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Description

本発明は、発生原因が不明な音源の発生原因を判別するための音源判別装置及びその判別方法に係り、特に、一部に開口部が形成された外装カバーで覆われているとともに発生原因が不明な複数種の音源を有する機械装置から発せられる騒音に含まれる複数種の音の発生原因を推定して判別するのに有効な音源判別装置及びその判別方法に関するものである。   The present invention relates to a sound source discriminating apparatus and a discriminating method for discriminating the cause of occurrence of a sound source whose occurrence cause is unknown, and in particular, the cause of occurrence is covered with an exterior cover partly formed with an opening. The present invention relates to a sound source discriminating apparatus and a discriminating method effective for estimating and discriminating the cause of occurrence of plural kinds of sounds included in noise emitted from a mechanical device having an unknown plural kinds of sound sources.

近年、オフィスにおける快適性や知的生産性の向上を支援するためにオフィス環境の向上が求められている。このような動きを受けて、例えばオフィスで使用される複写機、プリンタ等の画像形成装置についてもその装置から発せられる騒音を低減することが求められている。   In recent years, there has been a demand for improvement in the office environment in order to support improvement in comfort and intellectual productivity in the office. In response to such a movement, for example, an image forming apparatus such as a copying machine or a printer used in an office is required to reduce noise generated from the apparatus.

図4は、一般的な電子写真方式を利用したプリンタが稼動中に発生する騒音の時間波形を示したものである。この図に示されるように、騒音の音圧が経時的に変動していることがわかる。図中の矢印で示した波形部分は、数10〜数100ミリ秒程度の短時間の高い音圧からなる音、いわゆる衝撃音が発生している部分を示している。このような衝撃音とも呼ばれる音は、部品どうしの衝突、用紙と部品と衝突などにより発生するものである。具体的には、ソレノイド、電磁クラッチ、モータ等に代表される可動部品の動作時や、用紙位置合わせ部における用紙先端部と位置合わせ部材との衝突時、用紙後端部が搬送ガイド部材等による保持状態からの通過開放時などで発生する。   FIG. 4 shows a time waveform of noise generated during operation of a printer using a general electrophotographic system. As shown in this figure, it can be seen that the sound pressure of the noise varies with time. A waveform portion indicated by an arrow in the drawing indicates a portion where a sound having a high sound pressure for a short time of about several tens to several hundred milliseconds, that is, a so-called impact sound is generated. Such a sound called an impact sound is generated by a collision between parts, a collision between a sheet and a part, or the like. Specifically, when the moving parts represented by solenoids, electromagnetic clutches, motors, etc. operate, or when the paper leading edge and the alignment member collide with each other in the paper alignment section, the paper trailing edge is caused by the conveyance guide member, etc. Occurs when the passage is released from the holding state.

そして、この衝撃音のような音は、一般に短時間に大きな音圧変動を示すことから、騒音のなかでも特に人に認知されやすく不快感を与えやすい。   Such a sound such as an impact sound generally shows a large fluctuation in sound pressure in a short time, and therefore, it is easily recognized by humans and is likely to cause discomfort among noises.

このため、騒音対策を必要とする製品開発時においては、衝撃音のような音の低減に注力した製品開発を行うことが多い。しかし、前記した画像形成装置の場合にあっては、かかる衝撃音の発生原因を特定することが非常に難しいとされている。   For this reason, at the time of product development that requires noise countermeasures, product development that focuses on the reduction of sound such as impact noise is often performed. However, in the case of the above-described image forming apparatus, it is very difficult to specify the cause of the occurrence of the impact sound.

これは、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、一般の家電製品や機械構造物などと比べて可動部品やそれと関連する部品の点数が桁違いに多く、しかもその可動部品等が種々のタイミングで動作することにより、様々な音源から様々なタイミングで音が発生することとなり、複数種の衝撃音が混在しているという特徴によるものである。また、かかる画像形成装置では、その小型化や高機能化が進むにつれて、その構成部品どうしが非常に接近した位置関係で配置されるようになり、また、部品自体が更に小さくなるとともに新たな部品が追加されるようにもなるという特徴によるものである。   This is because image forming apparatuses such as copying machines and printers have orders of magnitude of moving parts and related parts compared to general household electrical appliances and mechanical structures, and the moving parts have various timings. This is because sound is generated from various sound sources at various timings, and a plurality of types of impact sounds are mixed. Further, in such an image forming apparatus, as the size and functionality thereof increase, the components are arranged in a very close positional relationship, and the components themselves become smaller and new components become smaller. This is due to the feature that is added.

そこで、本出願人は、このような多くの音源からランダムに発せられる音(主に衝撃音)の発生原因を短時間でかつ正確に判断するための信号判断装置に関する提案を行っている(特許文献1、2)。   Therefore, the present applicant has made a proposal regarding a signal determination device for accurately determining the cause of the generation of sounds (mainly impact sounds) randomly generated from such many sound sources (patents). References 1, 2).

この信号判断装置は、例えば、発生原因が明らかな音源からの複数種の音を収音して得られる音響信号に関する波形ベクトルを既知波形ベクトル(基準空間)として用意する一方で、判断対象となる発生原因が不明な音源の音をマイクロフォンで収音して得られる音響信号に関する波形ベクトルを判断対象波形ベクトルとして取り込み、それについて前記既知波形ベクトルとの間の距離測度(例えばマハラノビス距離)を算出する。そして、その判断対象波形ベクトルの距離測度を既知波形ベクトルの原因別の距離測度データに基づいて設定する判別用の閾値と比較することにより、かかる判断対象の波形ベクトルがどの既知波形ベクトルの音源群に含まれるものであるかを推定して判断するものである。   For example, the signal determination device prepares a waveform vector related to an acoustic signal obtained by collecting a plurality of types of sound from a sound source whose cause of occurrence is clear as a known waveform vector (reference space), and becomes a determination target. A waveform vector related to an acoustic signal obtained by collecting sound of a sound source whose occurrence is unknown with a microphone is taken as a judgment target waveform vector, and a distance measure (for example, Mahalanobis distance) between the waveform vector and the known waveform vector is calculated. . Then, by comparing the distance measure of the judgment target waveform vector with a discrimination threshold set based on the distance measure data for each cause of the known waveform vector, the sound source group of which known waveform vector is the judgment target waveform vector It is determined by estimating whether it is included in.

特開2002−323370号公報JP 2002-323370 A 特開2002−318155号公報JP 2002-318155 A

しかしながら、このような判断装置にあっては、次のような課題がある。   However, such a determination device has the following problems.

すなわち、その判断対象となる音源が、特に図14に例示するように一部に開口部(排紙口、排気口など)03が形成された外装カバー02で覆われているとともに発生原因が不明な複数種の音源を有する画像形成装置等の機械装置01である場合に、その開口部03が存在するカバー部分02Aにマイクロフォン05をむけて設置して収音したうえで音の発生原因の判別を行うときには比較的正確な判別ができるのに対し、その開口部03が存在しないカバー部分02Bにマイクロフォン05をむけて設置して収音したうえで音の発生原因の判別を行うときにはその判別精度が低下してしまうという課題がある。   That is, the sound source to be determined is covered by the exterior cover 02 in which an opening (a paper discharge port, an exhaust port, etc.) 03 is partially formed as illustrated in FIG. In the case of a mechanical device 01 such as an image forming apparatus having a plurality of types of sound sources, the microphone 05 is placed in the cover portion 02A where the opening 03 exists and the sound is collected, and the cause of the sound generation is determined. Can be determined relatively accurately when performing the measurement, but when determining the cause of the sound after the microphone 05 is placed on the cover portion 02B where the opening 03 does not exist and the sound is collected, the determination accuracy is determined. There is a problem that will be reduced.

このように判別精度が低下するのは、開口部03が存在しないカバー部分02B側に対面して収音する際には、その機械装置01の内部側において発生する音が、マイクロフォン05に達して収音されるまでの間に、その音の発生原因となる要素(可動部品など)の周辺近傍に設置される他の構成部品(周辺構造物)04に加えて外装カバー(開口部が形成されていないカバー部分)02も通過することとなり、その通過の際に反射、吸音、残響等の現象が起こり、それが伝達特性として音の特性に加わることとなるため、その分、その音本来の特性(例えば時間波形、周波数波形)が変化することに主な原因であると考えられる。   As described above, the discrimination accuracy is lowered when sound is picked up by facing the cover portion 02B where the opening 03 does not exist, and the sound generated inside the mechanical device 01 reaches the microphone 05. Until the sound is picked up, an exterior cover (opening is formed in addition to other components (peripheral structures) 04 installed near the periphery of the element (movable part, etc.) that causes the sound. Cover part) 02 also passes, and when it passes, phenomena such as reflection, sound absorption, and reverberation occur, which are added to the sound characteristics as transmission characteristics. It is considered that the main cause is that the characteristics (for example, time waveform, frequency waveform) change.

また、この音特性の変化は、その周辺構造物(支持フレームなども含む)04や外装カバー02の種類などが変更された場合にそれに相応して異なった結果を示すようになる。特に吸音材の使用等により低騒音対策を施しているような画像形成装置などでは、その吸音材等の影響を受けて音の高周波成分部分が数dBから数十dBほど低減する結果を示すようになる。   In addition, the change in the sound characteristics shows different results corresponding to changes in the peripheral structure (including the support frame) 04 and the type of the exterior cover 02. In particular, in an image forming apparatus or the like that takes measures against low noise by using a sound absorbing material or the like, the result shows that the high frequency component portion of the sound is reduced by several dB to several tens dB due to the influence of the sound absorbing material. become.

そして、このように外装カバーなどを通過して音特性が変化した状態でマイクロフォンにより収音された音は、その収音結果である音響信号に基づいて距離測度を求め、その距離測度を同じ判別用の閾値と比較したときには、かかる特性の変化の影響により距離測度も変化するためその閾値で正確に判別されないことがあり、異なった発生原因の音源であると誤って判別されてしまうことがある。この点、外装カバーの開口部が存在するカバー部分02A側に対面して収音する音は、特に外装カバーの存在により発生する反射、吸音、残響等の現象に起因した音特性の変化が少なくなるため、少なくとも同じ閾値によって正確に判別されるようになる。   Then, the sound collected by the microphone with the sound characteristics changed through the exterior cover or the like in this way is obtained a distance measure based on the acoustic signal as a result of the sound collection, and the distance measure is determined to be the same. When compared with the threshold value, the distance measure also changes due to the influence of such characteristic change, so it may not be accurately determined by the threshold value, and may be erroneously determined to be a sound source of a different cause. . In this regard, the sound picked up facing the cover portion 02A side where the opening of the exterior cover is present has little change in sound characteristics caused by phenomena such as reflection, sound absorption, and reverberation caused by the presence of the exterior cover. Therefore, it is accurately discriminated by at least the same threshold value.

図15は、複数種の擬似音(X音,Y音,Z音)の収音場所とその各音の平均距離測度との関係を概念的に示すものである。収音場所は、上記各音を発生する音発生器(スピーカなど)を機械装置の外部(外装カバーの外:outer)に設置し、その音発生器にマイクロフォンを直接むけて収音した場合、その音発生器を機械装置の内部に設置して外装カバーのうち開口部が存在するカバー部分にむけて収音した場合、同じくその開口部が存在しないカバー部分にむけて収音した場合のいずれかである。平均距離測度は、機械装置の外部で発生させた上記各音を複数回収音したときの音響信号のデータを基準空間として求めて平均したものである。   FIG. 15 conceptually shows the relationship between the collection location of plural types of pseudo sounds (X sound, Y sound, Z sound) and the average distance measure of each sound. The sound collection location is where a sound generator (speaker, etc.) that generates the above sounds is installed outside the machine (outer cover: outside) and the microphone is directly picked up by the sound generator. When the sound generator is installed inside a mechanical device and the sound is collected toward the cover part where the opening is present in the exterior cover, either when the sound is collected toward the cover part where the opening is not present. It is. The average distance measure is obtained by averaging the data of an acoustic signal obtained when a plurality of collected sounds are generated outside the mechanical device as a reference space.

この図15に示されるように、上記各音のうちY音およびZ音を開口部が存在しないカバー部分を通して収音したときの距離測度は、その音を開口部が存在するカバー部分を通して収音したときの距離測度を基準にして見ると大幅に変化していることがわかる。そして、図中において符号TH01はY音であることを判別するための閾値、TH02はZ音であることを判別するための閾値であるが、このような閾値TH01,TH02で音源の判別をする場合には機械の内部中央付近で発生する音であるY音およびZ音の判別が正確にできないことがある。すなわち、図15に例示されるように、Y音については閾値TH01により「Y音」であると判別することができない(X音との識別ができない)ことがある。また、Z音については、閾値TH02により「Z音」であると正確に判別できないときがある(つまり閾値と近い値は誤って判別されることがある)。   As shown in FIG. 15, when the Y sound and the Z sound among the above sounds are collected through a cover portion where no opening is present, the distance measure is that the sound is collected through the cover portion where the opening is present. If you look at the distance measure as a reference, you can see that it has changed significantly. In the figure, reference numeral TH01 is a threshold value for determining that it is a Y sound, and TH02 is a threshold value for determining that it is a Z sound. The sound source is determined based on such threshold values TH01 and TH02. In some cases, the Y sound and Z sound, which are sounds generated near the center inside the machine, may not be accurately identified. That is, as illustrated in FIG. 15, it may not be possible to determine that the Y sound is a “Y sound” by the threshold value TH01 (cannot be distinguished from the X sound). In addition, the Z sound may not be accurately determined as the “Z sound” by the threshold value TH02 (that is, a value close to the threshold value may be erroneously determined).

なお、上述した判別精度の低下に対する対策としては、たとえばその判別用の閾値を経験的に変更することで対処する方法が考えられる。   As a countermeasure against the above-described decrease in discrimination accuracy, for example, a method can be considered in which the discrimination threshold is empirically changed.

しかし、この対処法では、その判定基準に個人差があることはもとより、音の特性に影響を与える周辺構造物をはじめ外装カバーの条件が機械装置の種類等によって異なることから、その違いに適合した閾値を選定することが難しく適切な対処を安定して行うことができない。   However, in this countermeasure, not only there are individual differences in the judgment criteria, but the conditions of the exterior cover, including the surrounding structures that affect the sound characteristics, differ depending on the type of mechanical device, etc. It is difficult to select an appropriate threshold and appropriate measures cannot be stably performed.

たとえば外装カバーを例にして説明すれば、一般に低速機と称されるような画像形成装置における外装カバーではその厚さが比較的薄く、遮音や吸音等による音の変化がほとんどないのに対し、中高速機と称されるような画像形成装置における外装カバーではその厚さが比較的厚く、遮音や吸音等による音の変化が大きいという違いがあるが、このような違いを的確に把握すること自体が難しいため、その状況のなかで適切な閾値を経験による感覚だけに基づいて正しく選定することには無理がある。この他、その閾値について開口部のないカバー部分側で収音したときの音源判別に適した値に経験的に変更した場合、その変更した閾値では、開口部のあるカバー部分側で収音して音源判別をするときに必ずしも適切な閾値にならないということが発生し、その判別を誤ってしまうおそれがある。   For example, taking an exterior cover as an example, the exterior cover in an image forming apparatus generally called a low-speed machine has a relatively thin thickness, and there is almost no change in sound due to sound insulation or sound absorption. There is a difference that the exterior cover of an image forming apparatus called a medium / high-speed machine is relatively thick, and there is a large change in sound due to sound insulation and sound absorption. Because it is difficult, it is impossible to correctly select an appropriate threshold value based on experience based on experience alone. In addition, when the threshold value is empirically changed to a value suitable for sound source discrimination when the sound is picked up on the cover part side without the opening, sound is picked up on the cover part side with the opening at the changed threshold value. When the sound source is discriminated, there is a possibility that the threshold value is not always appropriate, and the discrimination may be erroneous.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的とするところは、一部に開口部が形成された外装カバーで覆われているとともに発生原因が不明な複数種の音を発する機械装置に対する音源の判別を、その外装カバーの条件(開口部の有無や、音の特性に影響を与える厚さ、構造、吸音処理等の要素の違いなど)等が異なることがあっても正確かつ簡便に行うことができる音源判別装置および音源判別方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the main purpose thereof is a plurality of types that are covered with an exterior cover partially formed with openings and whose cause of occurrence is unknown. The sound source for a mechanical device that emits a certain sound may differ in the conditions of its exterior cover (existence of openings, thickness, structure that affects sound characteristics, differences in elements such as sound absorption processing, etc.), etc. An object is to provide a sound source discriminating apparatus and a sound source discriminating method that can be accurately and simply performed.

本発明の音源判別装置は、一部に開口部が形成された外装カバーで覆われているとともに発生原因が不明な複数種の音源を有する機械装置からの音を、マイクロフォンにより収音して音響信号として取り込む収音部と、その取り込んだ音響信号から判別対象となる音部分の音響信号を切り出す音切り出し部と、その切り出した音響信号について、予め発生原因が明らかな複数種の音を発生する音源からの音を前記収音部に取り込んだ音響信号のデータからなる基準空間との距離測度を算出する距離測度演算部と、その算出された距離測度を、前記発生原因が明らかな音源からの複数種の音に関する距離測度に基づいて設定された音源判別用の閾値と比較して音の発生原因を判断する判断部とを有する音源判別装置であって、前記外装カバーのうち少なくとも開口部が存在するカバー部分に向けて前記マイクロフォンを配置して収音する際に、その開口部が存在するカバー部分とマイクロフォンとの間に介在させるように設置する板状部材を備えたことを特徴とするものである。   The sound source discriminating device of the present invention collects sound from a mechanical device having a plurality of types of sound sources that are covered with an exterior cover partly formed with an opening and whose cause of occurrence is unknown, by means of a microphone. A sound collection unit to be captured as a signal, a sound cutout unit that cuts out an acoustic signal of a sound part to be discriminated from the captured acoustic signal, and a plurality of types of sounds whose cause of occurrence is known in advance for the cut out acoustic signal A distance measure calculation unit that calculates a distance measure from a reference space that includes sound signal data obtained by capturing sound from a sound source into the sound collection unit, and the calculated distance measure from the sound source in which the cause of occurrence is clear A sound source determination device having a determination unit that determines a cause of sound generation in comparison with a threshold value for sound source determination set based on a distance measure for a plurality of types of sounds, A plate-like member installed so as to be interposed between the cover portion where the opening exists and the microphone when the microphone is arranged toward the cover portion where the opening is present and picks up sound. It is characterized by this.

ここで、上記収音部は、基本的に、所定の音源から発せられる音を収音して電気信号からなる音響信号として捕捉することが可能なマイクロフォンで構成されるが、そのマイクロフォンと、マイクロフォンで取り込んだ音響信号を記憶・格納することが可能なデータ記憶部とを組み合わせて構成してもよい。このデータ記憶部を含めた場合には、音の収録だけを先に実施し、その後で収録した音響波形の分析や演算を一括してオフライン処理することができる。データ記憶部としては、音響信号をアナログ/デジタル(A/D)変換器にて変換してデジタル信号として記憶保持することが可能なDAT(Digital Audio Tape recorder)やHD(Hard Disc)レコーダなどを採用するとよい。   Here, the sound collecting unit is basically composed of a microphone that can pick up sound emitted from a predetermined sound source and capture it as an acoustic signal composed of an electric signal. It may be configured in combination with a data storage unit capable of storing / storing the acoustic signal captured in step (b). When this data storage unit is included, only sound recording is performed first, and then analysis and calculation of the recorded acoustic waveforms can be collectively processed offline. As a data storage unit, a DAT (Digital Audio Tape recorder), HD (Hard Disc) recorder, etc. that can convert an acoustic signal by an analog / digital (A / D) converter and store it as a digital signal Adopt it.

マイクロフォンで収音する音は、判断対象となる発生原因が不明な音源や、発生原因が明らかな音源から発せられる音である。また、マイクロフォンで収音した音を上記データ記憶部に一旦格納することなく、後述する音切り出し部、距離測度演算部、判別部等を構成するPC(パーソナルコンピュータ)に直接取り込む場合には、そのPC内にアナログ/デジタル変換器を装備させておけばよい。マイクロフォンは、機械装置のうち少なくとも音源判別をしたい音(騒音)が発生していると思われる部位に概略むけて設置される。また、マイクロフォンとしては、通常、単一指向性を示すものを使用することができる。マイクロフォンの設置条件(収音位置、高さなど)については、音源判別に十分なレベル(たとえばSN比が十分に高いレベル)の音響信号が得られる条件等に基づいて適宜設定される。   The sound collected by the microphone is a sound emitted from a sound source whose cause of determination is unknown or a sound source whose cause is clear. In addition, when the sound picked up by the microphone is directly stored in a PC (personal computer) constituting a sound extraction unit, a distance measure calculation unit, a determination unit, etc., which will be described later, without temporarily storing the sound in the data storage unit, An analog / digital converter may be installed in the PC. The microphone is installed at an approximate location in a part of the mechanical device that is thought to be generating at least a sound (noise) for which sound source discrimination is desired. In addition, as the microphone, a microphone that exhibits unidirectionality can be used. The microphone installation conditions (sound collection position, height, etc.) are set as appropriate based on conditions for obtaining an acoustic signal having a level sufficient for sound source discrimination (for example, a sufficiently high SN ratio).

上記音切り出し部は、収音部で取り込んだ音響信号から判別対象となる音部分の音響信号を切り出すが、その切り出しは音響信号における波形の立ち上がり部や振幅最大部などとなる時間軸上の特徴的な波形部分を基準に設定される所定の範囲に対して行われる。このような切り出しを行う音切り出し部は、例えば、PCに取り込む音響解析用ソフトウェアや、トリガー機能を備えたデータロガーなどにて構成できる。判別対象の音部分は、本発明による判別方式により発生原因の判別ができるものであればよく、主に衝撃音である。衝撃音としては、その音響持続時間が1秒(sec)以下、好ましくは100m秒以下となる音である。   The sound cutout unit cuts out the sound signal of the sound part to be discriminated from the sound signal taken in by the sound pickup unit, and the cutout is a feature on the time axis that becomes the rising part of the waveform or the maximum amplitude part of the sound signal. For a predetermined range set with reference to a typical waveform portion. The sound cut-out unit that performs such cut-out can be configured by, for example, acoustic analysis software imported into a PC, a data logger having a trigger function, or the like. The sound part to be determined is not limited as long as the cause of occurrence can be determined by the determination method according to the present invention, and is mainly an impact sound. The impact sound is a sound whose acoustic duration is 1 second (sec) or less, preferably 100 milliseconds or less.

また、この音切り出し部は、取り込んだ音響信号または切り出した音響信号を所定の補正フィルタにより聴感補正する聴感補正部を備えたものでもよい。その補正フィルタとしては、低周波の暗騒音成分を除去するためのハイパスフィルタや、他の独自に定める特性フィルタを使用することもできるが、一般的な騒音計で使用され、人の聴覚に近いといわれているA特性フィルタを用いることが好ましい。さらに、切り出した音響信号については、その時間波形や周波数波形の振幅の最大値または最小値が所定の大きさとなるように振幅を基準化するように構成するとよい。このような基準化を行った場合には、収音部のマイクロフォンと音源との離間距離の違いが原因で生じる音の大小差をその音源の発生原因の判断要素として含んでしまって誤った判断を行ってしまうという不具合が発生することを回避することができる。   In addition, the sound clipping unit may include an auditory correction unit that corrects the auditory sense of the acquired acoustic signal or the extracted acoustic signal using a predetermined correction filter. As a correction filter, a high-pass filter for removing low-frequency background noise components and other characteristic filters that are uniquely defined can be used, but they are used in general sound level meters and are close to human hearing. It is preferable to use an A-characteristic filter said to be used. Further, the cut-out acoustic signal may be configured such that the amplitude is standardized so that the maximum value or the minimum value of the amplitude of the time waveform or the frequency waveform has a predetermined magnitude. When such a standardization is performed, the difference in sound caused by the difference in the separation distance between the microphone of the sound pickup unit and the sound source is included as a determination factor of the cause of the sound source, and an erroneous determination is made. It is possible to avoid the occurrence of a problem of performing the process.

上記距離測度演算部は、音切り出し部で切り出した音響信号の基準空間に対する距離測度(空間距離)を算出するが、その距離測度としては統計学上の判別分析やクラスター分析で用いられる一般的な距離測度、例えば、ユークリッドの距離、標準化ユークリッドの距離、ミンコフスキーの距離、マハラノビスの距離等を用いることができる。マハラノビスの距離を採用した場合には、変数間の相関状態も含めて音源の発生原因について総合的に判断することが可能となる。また、マハラノビスの距離を採用する場合、その距離測度を算出するために、収音して得る各音響信号のデータについての平均、分散、共分散、標準偏差などを予め求めることになる。   The distance measure calculation unit calculates a distance measure (spatial distance) with respect to the reference space of the acoustic signal cut out by the sound cutout unit, and the distance measure is a general measure used in statistical discriminant analysis and cluster analysis. Distance measures, such as Euclidean distance, standardized Euclidean distance, Minkowski distance, Mahalanobis distance, etc. can be used. When the Mahalanobis distance is adopted, it is possible to comprehensively determine the cause of the sound source including the correlation state between the variables. Further, when the Mahalanobis distance is adopted, in order to calculate the distance measure, an average, variance, covariance, standard deviation, etc. are obtained in advance for each acoustic signal data obtained by collecting the sound.

この距離測度の基準空間を得るための発生原因が明らかな音源としては、例えば、強制的に衝突または打撃させることによりほぼ一定の音が発生するような部材(例えばプラスチック球と金属板)、判別対象の音源から発する音に似ているような音(擬似音)を再生して発生させることができる音発生器や、判別対象となる音源(発生原因が不明な音源)を構成する部品の一部でありその部品を単独で稼動させることができるものとその関連部品などが挙げられる。このような音源の音は、発生原因が不明な音源のように音の特性に影響を与える周辺構造物や外装カバー等が存在する発生空間とは異なる発生空間、好ましくはその周辺構造物や外装カバー等がない空間条件(半無響音室等の自由音場空間)で収音される。この発生原因が明らかな音源から得た音響信号のデータを基準空間とする。   As a sound source whose cause for obtaining the reference space of this distance measure is obvious, for example, a member (for example, a plastic ball and a metal plate) that generates a substantially constant sound by forcibly colliding or hitting, One of the components that make up the sound generator that can reproduce and generate sound (pseudo sound) similar to the sound emitted from the target sound source, and the sound source that is the object of discrimination (the sound source whose generation cause is unknown) Parts that can be operated independently and related parts. The sound of such a sound source is different from the generation space where there is a surrounding structure or exterior cover that affects the sound characteristics, such as a sound source whose cause of occurrence is unknown, preferably the surrounding structure or exterior Sound is collected in a space condition (free sound field space such as a semi-anechoic sound room) without a cover. Data of an acoustic signal obtained from a sound source in which the cause of occurrence is clear is defined as a reference space.

上記判断部では、判断対象の音源から発する音の発生原因を判断する前処理として、予め発生原因が明らかな音源からの複数種の音について距離測度(の平均値)をそれぞれ求め、その各距離測度に基づいて発生原因が何れの原因群に含まれるかを推定して判別するための閾値の設定とその閾値の蓄積(記憶保持)とが行われる。閾値の設定は、たとえば、発生原因が明らかな複数種の音からそれぞれ求めた距離測度の各平均値のうち互いに隣り合うものどうしの差分に所定の係数k(0<k<1。好ましくはk=0.5〜0.7である)を乗じて得た値を、その隣り合う平均値の小さい方の平均値に加えて得た値を閾値にすることができる。 The predetermination unit obtains distance measures (average values) for a plurality of types of sound from a sound source whose cause of occurrence is known in advance as pre-processing for determining the cause of the sound emitted from the sound source to be determined, and determines each distance. Based on the measure, a threshold value for estimating and discriminating in which cause group the occurrence cause is included and accumulation (memory retention) of the threshold value is performed. The threshold is set by, for example, a predetermined coefficient k (0 <k <1, preferably k) in a difference between adjacent average values of distance measures obtained from a plurality of types of sounds whose cause of occurrence is clear. = the value obtained by multiplying the 0.5 to 0.7 is a), can be a value obtained by adding the average value of the smaller average value thereof adjacent to the threshold.

上記機械装置としては、前記したように開口部が形成された外装カバーで覆われ、しかも発生原因が不明な複数種の音源を有するものであればよく、たとえば、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置が挙げられる。   As the above-described mechanical device, any device may be used as long as it has a plurality of types of sound sources that are covered with the exterior cover in which the opening is formed as described above and the cause of occurrence is unknown. Image forming apparatus.

機械装置における複数種の音源は、通常、その発生原因の判別が困難な音源を含むものであるが、機械装置の動作音を発するような構成部品に限らずその機械動作に使用される物などが係わって音を発するものも含むものとする。機械装置のおける外装カバーは、通常、開口部が存在するカバー部分(面部)と開口部が存在しないカバー部分(面部)とを適宜数組み合わせて構成されるものであるが、必ずしもこの構成に限定されない。また、外装カバーは、少なくとも一部が機械装置本体から取り外すことができる構造のものである。外装カバーに形成される開口部は、機械装置の使用時において開口した状態にあり、しかも音漏れの要因になる程度の開口面積からなる大きさのものである。機械装置が画像形成装置である場合においてその画像形成装置における外装カバーに形成される開口部としては、排紙口、排気口、手差しトレイ用の給紙口などが主に挙げられる。   A plurality of types of sound sources in a mechanical device usually include sound sources that are difficult to determine the cause of the occurrence, but are not limited to components that generate the operating sound of the mechanical device, but are related to things used for the mechanical operation. Including those that emit sound. An exterior cover in a mechanical device is usually configured by appropriately combining a cover part (surface part) having an opening and a cover part (surface part) having no opening, but is not necessarily limited to this configuration. Not. The exterior cover has a structure in which at least a part can be removed from the machine body. The opening formed in the exterior cover is in an open state when the machine device is used, and has a size having an opening area to the extent of causing sound leakage. When the mechanical device is an image forming apparatus, examples of the opening formed in the exterior cover of the image forming apparatus include a paper discharge port, an exhaust port, and a paper feed port for a manual tray.

上記板状部材は、平板をはじめ、曲面部や段差部や突起部などを有する板状の形態からなるものであればよく、その全体の形態については特に限定されるものではない。   The said plate-shaped member should just consist of a plate-shaped form which has a curved surface part, a level | step-difference part, a projection part etc. including a flat plate, About the whole form, it does not specifically limit.

この板状部材の大きさ(外形の大きさ)は適宜選定される。たとえば、外装カバーを取り外さない状態で機械装置から発生する音を収音して音源判別を行う場合に、その外装カバーのうち開口部が存在するカバー部分にマイクロフォンをむけて収音するときには、その開口部の開口面積よりも少し広めの大きさにするか、またはその開口部が存在するカバー部分の外形面積とほぼ同じかもしくは少し広めの大きさにするとよい。板状部材の材質や厚さなどについても特に制約されるものではないが、たとえば機械装置に使用されている外装カバーの材質や厚さと同じかまたは近似した材質や厚さに設定することができる。このうち厚さについては、画像形成装置を基準にしてみた場合、好ましくは低速機で用いられる外装カバーのように1mm程度の薄めの厚さでなく、中高速機で用いられる外装カバーのように厚め(たとえば1〜3mm程度)の厚さにするとよい。   The size of the plate member (the size of the outer shape) is appropriately selected. For example, when collecting sound generated from a mechanical device without removing the exterior cover and performing sound source discrimination, when collecting sound toward the cover portion of the exterior cover where the opening exists, The size may be a little larger than the opening area of the opening, or may be approximately the same as or slightly larger than the outer area of the cover portion where the opening exists. The material and thickness of the plate-like member are not particularly limited, but can be set to a material or thickness that is the same as or similar to, for example, the material or thickness of the exterior cover used in the mechanical device. . Of these, the thickness is preferably about 1 mm as in the case of an outer cover used in a low-speed machine, but not as thin as an outer cover used in a low-speed machine. It is good to make it thick (for example, about 1 to 3 mm).

また、この板状部材の設置する位置(外装カバーとマイクロフォンとの間の位置)は、機械装置から発せられる音の収音が可能であって、板状部材の設置による効果が得られるのであれば特に制約されないが、好ましくは開口部が存在するカバー部分に接近した位置であり、より好ましくは少なくともその開口部を塞ぐような位置である。また、外装カバーの開口部を塞がない状態で設置するときの板状部材の大きさは、正確な判別を可能にする等の観点から、その開口部から漏れ出た音がその板状部材から回り込んでマイクロフォンに収音されない(板状部材により遮音や吸音が発生する)程度の大きさにすることが望ましい。なお、外装カバーのうち開口部が存在しないカバー部分にマイクロフォンをむけて設置して収音する場合には、そのカバー部分とマイクロフォンとの間には板状部材を設置しなくてもよい。   In addition, the position where the plate-like member is installed (position between the exterior cover and the microphone) can collect sound emitted from the mechanical device, and the effect of installing the plate-like member can be obtained. Although not particularly limited, it is preferably a position close to the cover portion where the opening exists, and more preferably a position that at least closes the opening. In addition, the size of the plate-like member when the opening of the exterior cover is installed in a state in which the opening is not blocked is that the sound leaked from the opening is the plate-like member from the viewpoint of enabling accurate discrimination. It is desirable that the size be such that the sound is not picked up by the microphone and is not collected by the microphone (sound insulation or sound absorption is generated by the plate-like member). When a microphone is placed on a cover portion of the exterior cover that does not have an opening to collect sound, a plate-like member does not have to be installed between the cover portion and the microphone.

また、上記音源判別装置においては、その外装カバーのうち少なくとも開口部が存在するカバー部分に代えて、前記機械装置における当該カバー部分の装着部位とマイクロフォンとの間に上記板状部材を介在させるように設置するとよい。 In the sound source discrimination device, the plate-like member is interposed between the mounting portion of the cover part and the microphone in the mechanical device , instead of the cover part having at least an opening in the exterior cover. It is good to install in.

この場合は、開口部が存在するカバー部分の装着部位とマイクロフォンとの間に設置する板状部材は、その大きさがそのカバー部分の外形面積と同じかもしくは少し広めの大きさのものであることが好ましい。また、このときの板状部材に関する全体の形態や設置位置などについては、前述した板状部材の場合と同様である。このときの板状部材は、結局のところ、取り外すカバー部分の代わりにその装着部位とマイクロフォンとの間に設置されることとなる。   In this case, the plate-like member installed between the mounting part of the cover part where the opening is present and the microphone has the same size as the outer area of the cover part or a slightly larger size. It is preferable. Moreover, about the whole form regarding this plate-shaped member, an installation position, etc., it is the same as that of the case of the plate-shaped member mentioned above. After all, the plate-like member at this time is installed between the mounting portion and the microphone instead of the cover portion to be removed.

なお、この開口部が存在するカバー部分を取り外して収音を行う場合には、その開口部が存在しないカバー部分(の全部または一部)も機械装置から併せて取り外し、その取り外した開口部のないカバー部分の装着部位にマイクロフォンをむけて設置するとともにその装着部位とマイクロフォンとの間に上記板状部材を介在させるように設置して収音するとよい。   When sound is collected by removing the cover portion where the opening is present, the cover portion (all or part of the cover) where the opening is not present is also removed from the mechanical device, and the removed opening is removed. It is preferable that the microphone is placed on the mounting portion of the cover portion that is not present and the plate-like member is interposed between the mounting portion and the microphone to collect sound.

この場合、その開口部が存在しないカバー部分の装着部位とマイクロフォンとの間に設置する板状部材としては、開口部が存在するカバー部分の装着部位とマイクロフォンとの間に設置する板状部材を共通して使用することが好ましい。これにより、各マイクロフォンで収音される音は、外装カバー違い(開口部の有無や、カバーの形態等の違いなど)の影響を受けて伝達特性が変わって音特性が変化する程度も減少するため、より正確な音源判別を行うことが可能となる。 In this case, the plate-like member installed between the mounting part of the cover part where the opening does not exist and the microphone is a plate-like member installed between the mounting part of the cover part where the opening exists and the microphone. It is preferable to use them in common. As a result, the sound picked up by each microphone is affected by the difference in the exterior cover (such as the presence or absence of an opening or the shape of the cover), and the degree to which the sound characteristics change due to the change in transfer characteristics is also reduced. Therefore, more accurate sound source discrimination can be performed.

また、その共通して使用する板状部材としては、たとえば、その取り外した開口部のないカバー部分の1つを使いまわすようにしてよい。これにより、板状部材として別途用意する必要がなくなり、経済的であるとともに板状部材の保管などが不要となって便利である。   Further, as the commonly used plate-like member, for example, one of the removed cover portions without the opening may be reused. This eliminates the need to prepare a separate plate-like member, which is economical and convenient because it does not require storage of the plate-like member.

一方、本発明の音源判別方法は、一部に開口部が形成された外装カバーで覆われているとともに発生原因が不明な複数種の音源を有する機械装置からの音を、マイクロフォンにより収音して音響信号として取り込む収音工程と、その取り込んだ音響信号から判別対象となる音部分の音響信号を切り出す音切り出し工程と、その切り出した音響信号について、予め発生原因が明らかな複数種の音を発生する音源からの音を前記収音部に取り込んだ音響信号のデータからなる基準空間との距離測度を算出する距離測度演算工程と、その算出された距離測度を、前記発生原因が明らかな音源からの複数種の音に関する距離測度に基づいて設定された音源判別用の閾値と比較して音の発生原因を判断する判断工程とを有する音源判別方法であって、前記外装カバーのうち少なくとも開口部が存在する側に向けて前記マイクロフォンを設置して収音する際に、その開口部が存在するカバー部分とマイクロフォンとの間に板状部材を介在させるように設置して当該収音を行うことを特徴とするものである。   On the other hand, the sound source discrimination method of the present invention collects sound from a mechanical device having a plurality of types of sound sources that are covered with an exterior cover partially formed with an opening and whose cause of occurrence is unknown, using a microphone. A sound collecting process for capturing as an acoustic signal, a sound extracting process for extracting an acoustic signal of a sound part to be discriminated from the acquired acoustic signal, and a plurality of types of sounds for which the cause of occurrence is known in advance for the extracted acoustic signal. A distance measure calculation step for calculating a distance measure with respect to a reference space composed of data of an acoustic signal in which sound from the generated sound source is taken into the sound pickup unit, and the calculated distance measure is a sound source whose cause is obvious A sound source determination method comprising: a determination step of determining a cause of sound generation by comparing with a threshold value for sound source determination set based on a distance measure for a plurality of types of sounds from When the microphone is installed toward the side of the exterior cover where at least the opening is present and picks up sound, it is installed so that a plate-like member is interposed between the cover portion where the opening is present and the microphone. And collecting the sound.

この判別方法における各工程は、前記した音源判別装置における各機能部分(収音部、音切り取り部、距離測度演算部、判別部)の動作によって実現される。   Each step in this discrimination method is realized by the operation of each functional part (sound collection unit, sound cutout unit, distance measure calculation unit, discrimination unit) in the sound source discrimination device.

また、この判別方法においても、前記した音源判別装置の場合と同様に、その外装カバーのうち少なくとも開口部が存在するカバー部分を取り外し、その取り外したカバー部分の機械音源における装着部位に向けてマイクロフォンを設置して収音する際に、その取り外したカバー部分の装着部位とマイクロフォンとの間に前記板状部材を介在させるように設置して当該収音を行うとよい。この場合における板状部材および取り外し外装カバー部分等に関する構成については、前記した判別装置の場合における構成と同様である。   Also in this discrimination method, as in the case of the sound source discrimination device described above, the cover portion where at least the opening is present is removed from the exterior cover, and the microphone is directed toward the attachment portion of the removed cover portion on the mechanical sound source. When the sound is collected by installing the cover, the sound may be collected by installing the plate-like member between the mounting portion of the removed cover portion and the microphone. The configuration relating to the plate-like member, the removed exterior cover portion, etc. in this case is the same as the configuration in the case of the above-described discrimination device.

本発明の音源判別装置および音源判別方法によれば、前記したような外装カバーで覆われ、しかも発生原因が不明な複数種の音を発する機械装置(画像形成装置など)から発せられる音(騒音)の音源判別を行う場合、その外装カバーのうち少なくとも開口部が存在するカバー部分に向けてマイクロフォンを設置して収音する際に、そのカバー部分とマイクロフォンとの間に板状部材を介在させるように設置して当該収音を行うようにしたので、その外装カバーの条件等が異なることがあっても、収音される音の特性が大幅に変化することがなくなってほぼ揃うようになり、この結果、その音源の発生原因を正確に判別することができるようになる。このような正確な判別は、単に板状部材を上述したように設置して収音を行うことで実現できるため、きわめて簡便に行うことが可能である。   According to the sound source discriminating apparatus and the sound source discriminating method of the present invention, sound (noise) that is emitted from a mechanical device (such as an image forming apparatus) that is covered with the exterior cover as described above and emits a plurality of types of sounds whose cause of occurrence is unknown When a sound source is determined in (), a plate-like member is interposed between the cover portion and the microphone when a microphone is installed and picks up sound toward the cover portion of the exterior cover where at least the opening exists. The sound is collected and the sound is collected, so even if the conditions of the exterior cover may be different, the characteristics of the collected sound will not change significantly and will be almost aligned. As a result, the cause of the sound source can be determined accurately. Such an accurate determination can be realized by simply installing the plate-like member as described above and collecting sound, and can be performed very simply.

たとえば、開口部のあるカバー部分側で収音したときの音(Y音,Z音)の平均距離測度は、上記板状部材の設置により、前掲の図15に点線の丸および三角で示すような値として得られる。この値は、開口部のないカバー部分側で収音したときの音(Y音,Z音)の平均距離測度に近似した値になる。これにより、Y音とZ音についても、外装カバーの開口部のあるカバー部分側で収音した場合とその開口部のないカバー部分側で収音した場合のいずれであっても、それぞれ同じ所定の閾値TH01,TH02で正確に判別されるようになる。 For example, the average distance measure sound when picked up by the cover portion side having an opening portion (Y tones, Z sound) is the installation of the plate-like member, indicated by circles and triangles in the previous drawings 15 two-dot line It is obtained as such a value. This value approximates the average distance measure of the sound (Y sound, Z sound) when the sound is picked up on the cover part side without the opening. As a result, the Y sound and the Z sound are the same in both cases where sound is collected on the cover part side having the opening of the outer cover and on the cover part side having no opening. The thresholds TH01 and TH02 are accurately discriminated.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施形態1に係る音源判別システム100の構成を説明するものである。この音源判別システム100が判別する対象とする音源は、複写機200から放射される騒音である。そして、この判別システム100は、その騒音の原因が原因(1):金属部材の打撃音、原因(2):記録用紙の搬送方向先端部の衝突音、原因(3):記録用紙の搬送方向後端部の跳ね音、のいずれであるかを判断するものである。
[Embodiment 1]
FIG. 1 illustrates the configuration of a sound source discrimination system 100 according to Embodiment 1 of the present invention. The sound source to be identified by the sound source determination system 100 is noise radiated from the copying machine 200. In the discrimination system 100, the cause of the noise is the cause (1): the impact sound of the metal member, the cause (2): the collision sound at the front end of the recording paper conveyance direction, and the cause (3): the conveyance direction of the recording paper. It is determined whether the sound is a jumping sound at the rear end.

<判別システムの基本的な構成>
音源判断システム100の全体は、複写機200からの騒音を収音する単一指向性のマクロフォン1と、マイクロフォン1に接続されるDAT2と、DAT2に接続されるパーソナルコンピュータシステムCと、その騒音の収音時に設置して使用される板材7とから構成される。パーソナルコンピュータシステムCは、コンピュータ本体3と、入力手段としてのキーボード4a、マウス4b、出力手段としてのディスプレイ装置5などを備えている。
<Basic configuration of discrimination system>
The entire sound source determination system 100 includes a unidirectional macrophone 1 that picks up noise from the copying machine 200, DAT2 connected to the microphone 1, a personal computer system C connected to DAT2, and its noise. It is comprised from the board | plate material 7 installed and used at the time of sound collection. The personal computer system C includes a computer main body 3, a keyboard 4a as an input means, a mouse 4b, a display device 5 as an output means, and the like.

このコンピュータ本体3内のハードウェア資源としては、演算制御手段としてのCPU、主記憶手段としてのRAM、補助記憶手段としてのハードディスク、入出力制御装置など(いずれも図示せず)を有し、コンピュータ本体3内のソフトウェア資源としては、オペレーティングシステム、音響波形解析ソフトウェア、数値解析ソフトウェアなど(いずれも図示せず)を有している。このハードウェア資源とソフトウェア資源との共同作業により、次の図2に示す波形切り出し部30、距離測度演算部40および判断部50の各機能を実現している。   The hardware resources in the computer main body 3 include a CPU as a calculation control means, a RAM as a main storage means, a hard disk as an auxiliary storage means, an input / output control device (all not shown), and the like. Software resources in the main body 3 include an operating system, acoustic waveform analysis software, numerical analysis software, and the like (all not shown). The functions of the waveform cutout unit 30, the distance measure calculation unit 40, and the determination unit 50 shown in FIG. 2 are realized by the joint work of the hardware resource and the software resource.

図2は、この判別システム100の基本的な機能ブロック図である。この判別システム100における基本的な機能は、処理の流れに沿って順に、マイクロフォン1とDATレコーダ2で構成される収音部10と、DATレコーダ2で構成されるデータ記憶部20と、コンピュータ本体3で構成される波形切り出し部30、距離測度演算部40および判断部50と、ディスプレイ装置5で構成される表示部60とである。これらの機能ブロックどうしで入出力される信号は、アナログ電気信号AS、デジタル信号DS、判断結果Rである。   FIG. 2 is a basic functional block diagram of the discrimination system 100. The basic functions of the discrimination system 100 are, in order along the processing flow, a sound collection unit 10 composed of the microphone 1 and the DAT recorder 2, a data storage unit 20 composed of the DAT recorder 2, and the computer main body. 3, a waveform cutout unit 30, a distance measure calculation unit 40 and a determination unit 50, and a display unit 60 including the display device 5. Signals input / output between these functional blocks are an analog electric signal AS, a digital signal DS, and a determination result R.

このうち波形切り出し部30は、収音された音響信号の聴感補正を行う聴感補正処理部31と、その補正後の音響信号から判断対象とする音部分の切り出しを行う切り出し部32と、その切り出した音を演算処理に必要な音特性を示す波形データ(時間波形データ、周波数波形データなど)に変換する波形変換部33とを備えている。   Among them, the waveform cutout unit 30 includes an auditory correction processing unit 31 that performs auditory correction of the collected sound signal, a cutout unit 32 that cuts out a sound portion to be determined from the corrected acoustic signal, and the cutout thereof. And a waveform converter 33 for converting the sound into waveform data (time waveform data, frequency waveform data, etc.) indicating the sound characteristics necessary for the arithmetic processing.

距離測度演算部40は、波形切り出し部30で切り出した音響信号の基準空間に対する距離測度(空間距離)としてマハラノビスの距離を算出する。また、演算部40では、その算出前に、収音した各音響信号のデータについての平均、分散、共分散、標準偏差などを予め求める。   The distance measure calculation unit 40 calculates the Mahalanobis distance as a distance measure (spatial distance) with respect to the reference space of the acoustic signal cut out by the waveform cutout unit 30. In addition, the calculation unit 40 obtains in advance an average, variance, covariance, standard deviation, etc., for each collected sound signal data before the calculation.

判断部50は、判別対象の音に関して演算部40で演算した距離測度と、予め用意して記憶されている判別用の閾値との比較を行い、どの発生原因の音源であるか否かを判断する。閾値は、予め発生原因が明らかな音源から発生原因別に収音した各音響信号の距離測度(の平均値)をそれぞれ求め、その互いに隣り合う距離測度の平均値(平均距離測度)どうしの中間値などを判別用閾値として適宜設定され、判断部50(の記憶部)に記憶保持されている。   The determination unit 50 compares the distance measure calculated by the calculation unit 40 with respect to the sound to be determined and a determination threshold value that is prepared and stored in advance, and determines which sound source is the cause of occurrence. To do. The threshold value is obtained by calculating the distance measure (average value) of each acoustic signal collected for each cause from a sound source in which the cause is clear in advance, and the average value of the adjacent distance measures (average distance measure). Are appropriately set as threshold values for determination, and are stored and held in the determination unit 50 (storage unit thereof).

<判別用閾値の設定>
この判別システム100では、上記距離測度演算部40において基準空間を構成する音響信号に用いる発生原因が明らかな音源として、プラスチック球による金属片打撃音、用紙先端部のプラスチック板に衝突する音(用紙先端衝突音)、および用紙後端部の跳ねる音(用紙後端跳ね音)を採用した。
<Setting threshold for discrimination>
In the discrimination system 100, as a sound source whose cause is clearly used in the acoustic signal constituting the reference space in the distance measure calculation unit 40, a metal piece hitting sound by a plastic ball, a sound colliding with a plastic plate at the front end of the paper (paper) The leading edge collision sound) and the sound of the trailing edge of the paper (the trailing edge of the paper) were adopted.

プラスチック球としては、ポリプロピレンからなる直径が16mm、26mmの2種類の球を用意した。一方、金属片としては、ステンレス(SUS)からなる板サイズが20×30×1mm、30×40×1mmの2種類の金属板を用意した。プラスチック板としては、ABS樹脂からなる板サイズが20×30×1mm、30×40×1mmの2種類のプラスチック板を用意した。また、この金属板とプラスチック板は、石定盤に両面テープにより貼り付けて支持固定する場合と、30×40×1mmの1枚のゴム板を挟んだ状態で両面テープにより貼り付けて支持固定する場合という2種の支持状態でそれぞれ設置した。このプラスチック球または板や金属板の各材質については、複写機等の画像形成装置内の各構成部品を構成する材料として一般的に用いられている材料の材質とほぼ同様のものにするという観点で選択している。   As plastic spheres, two types of spheres made of polypropylene having a diameter of 16 mm and 26 mm were prepared. On the other hand, as the metal pieces, two types of metal plates having a plate size of 20 × 30 × 1 mm and 30 × 40 × 1 mm made of stainless steel (SUS) were prepared. As the plastic plate, two types of plastic plates having a size of 20 × 30 × 1 mm and 30 × 40 × 1 mm made of ABS resin were prepared. In addition, this metal plate and plastic plate are supported and fixed by affixing to a stone surface plate with double-sided tape, or with a single rubber plate of 30 x 40 x 1 mm sandwiched between them. Each was installed in two types of support states. The viewpoint that each material of the plastic sphere or plate or metal plate is substantially the same as the material generally used as a material constituting each component in the image forming apparatus such as a copying machine. Is selected.

金属片打撃音の採取は、上記2種のプラスチック球を、支持状態が異なる2種の金属片のうえに高さ5cmの上方からそれぞれ自然落下させたときに発生する計4タイプの打撃音をマイクロフォン1により収音することで行った。このときの収音は、前記金属片を貼り付けた石定盤を半無響音室(自由音場空間)に設置するとともに、その定盤上の金属片の中心から0.6mの距離だけ離れた位置にマイクロフォン1を設置して行った。また、このときの収音は、必要なデータサンプル数(i)が得られるように行う。   Sampling sound of metal pieces is a total of four types of impact sounds generated when the above two types of plastic balls are naturally dropped from above 5 cm height on two types of metal pieces with different support states. The sound was collected by the microphone 1. The sound collection at this time is a stone surface plate with the metal piece attached to it in a semi-anechoic sound room (free field space), and a distance of 0.6 m from the center of the metal piece on the surface plate. The microphone 1 was installed at a remote position. In addition, sound collection at this time is performed so that a necessary number of data samples (i) can be obtained.

また、用紙先端衝突音の採取は、複写用A4版サイズの用紙の長辺および短辺を上記プラスチック板にそれぞれ衝突させ、そのときに発生する各衝突音をマイクロフォン1により同様にして収音することで行った。さらに、用紙後端跳ね音の採取は、上記用紙の後部が段差を乗り越えるように移動して動かし、そのときに発生する跳ね音をマイクロフォン1により同様に収音することで行った。   In addition, the leading edge impact sound is collected by causing the long side and the short side of the A4 size copy paper to collide with the plastic plate and collecting the impact sound generated at that time by the microphone 1 in the same manner. I went there. Further, the trailing edge of the sheet was collected by moving the rear part of the sheet so as to get over the step and picking up the jumping sound generated by the microphone 1 in the same manner.

このようにしてマイクロフォン1で収音した音響信号は、後述する波形切り出し部30の動作工程を同様に経ることにより基準空間のデータとして算出される。具体的には、マイクロフォン1で収音された音響信号が、DAT2に内蔵されているA/D変換回路により例えば1秒間に48000点のサンプリングデータ(デジタル信号)として得られ、そのデジタル信号のうちから最大振幅値を中心とする前後64点が音響信号(時間波形データ)として切り出される。続いて、その切り出された音響信号が高速フーリエ変換により周波数分析されて32点の周波数波形データとして得られる。これを必要なデータ数(i)である前記各音ごとで100音ずつ、全体では計300音分だけ得る。かかる基準空間のデータは、以下に示すような32点の周波数波形からなる100ケース分(i=1〜100)のベクトルyとして得られる。
y=(yi1,yi2,・・・,yi32
The acoustic signal picked up by the microphone 1 in this way is calculated as reference space data through the same operation process of the waveform cutout unit 30 described later. Specifically, an acoustic signal picked up by the microphone 1 is obtained as, for example, 48,000 sampling data (digital signal) per second by an A / D conversion circuit built in the DAT 2, and out of the digital signal 64 points around the maximum amplitude value are cut out as acoustic signals (time waveform data). Subsequently, the cut-out acoustic signal is subjected to frequency analysis by fast Fourier transform to obtain 32 points of frequency waveform data. 100 sounds are obtained for each sound, which is the necessary number of data (i), for a total of 300 sounds. Such reference space data is obtained as vectors y for 100 cases (i = 1 to 100) consisting of frequency waveforms of 32 points as shown below.
y = (y i1 , y i2 ,..., y i32 )

次に、閾値を算出するため、予め発生原因が明らかな音源の複数種の音が収音され、その各音響信号の上記基準空間との距離測度が求められる。   Next, in order to calculate the threshold value, a plurality of types of sounds of a sound source whose cause of occurrence is known in advance are collected, and a distance measure of each acoustic signal with respect to the reference space is obtained.

はじめに、基準空間の波形データy(=yi1,yi2,・・・,yi32)(i=1〜100)と同様に、判別対象の各音源の波形データy´(=yi1´,yi2´,・・・,yi32)(i=101〜)の正規化を行う。正規化は以下の式1に基づいて行う。式中、j=1〜32の整数、σは標準偏差を示す。 First , similarly to the waveform data y (= y i1 , y i2 ,..., Y i32 ) (i = 1 to 100) in the reference space, the waveform data y ′ (= y i1 ′, y i2 ′,..., y i32 ) (i = 101 to) is normalized. Normalization is performed based on Equation 1 below. In the formula, an integer of j = 1 to 32, and σ represents a standard deviation.

Figure 0004127214
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続いて、相関係数行列Aの算出と、その相関係数行列Aの逆行列R-1の算出を行う。相関係数行列を求めるために、相関係数rを算出する。相関係数rは以下の式2により算出した。式中において、上付きバーで表示したyはyの平均値、p、qはいずれも1〜32の整数を示す。 Subsequently, the correlation coefficient matrix A and the inverse matrix R −1 of the correlation coefficient matrix A are calculated. In order to obtain a correlation coefficient matrix, a correlation coefficient r is calculated. The correlation coefficient r was calculated by the following formula 2. In the formula, y displayed as a superscript bar represents an average value of y, and p and q both represent integers of 1 to 32.

Figure 0004127214
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相関係数行列Aは、以下の式3により求めた。式中においてaは逆行列の計算により求めた要素、kは1〜32の整数を示す。   The correlation coefficient matrix A was obtained by the following formula 3. In the formula, a represents an element obtained by calculation of an inverse matrix, and k represents an integer of 1 to 32.

Figure 0004127214
Figure 0004127214

そして、マハラノビスの距離D2は以下の式4に基づいて算出した。 The Mahalanobis distance D 2 was calculated based on Equation 4 below.

Figure 0004127214
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このように演算される距離測度(マハラノビス距離)は、各音源ごとで100音の距離測度として得られ、その各音源ごとの平均値(平均距離測度)が算出される。   The distance measure (Mahalanobis distance) calculated in this way is obtained as a distance measure of 100 sounds for each sound source, and an average value (average distance measure) for each sound source is calculated.

このようにして得られた前記発生原因が明らかな各音源の平均距離測度のうち、互いに隣り合う(大小関係にある)音源の平均距離測度どうしの差分に対して0.7倍を乗じた値をその小さい方の音源の平均距離測度に加えて得た値を閾値:THとした。この例では、発生原因が明らかな音源として3種(原因(1)〜(3))のものを用いるため、それらの平均距離測度を大小関係で分けると2種の差分が生じることにより、最終的に2つの閾値(たとえば、その相対的に小さい方の閾値を第一の閾値THa、その相対的に大きいほうの閾値を第二の閾値THb)が求められることとなる。この閾値は、判断部50で使用されるように所定の記憶部に保存される。   A value obtained by multiplying the difference between the average distance measures of sound sources adjacent to each other (in a magnitude relationship) by 0.7 times among the average distance measures of the respective sound sources whose cause of occurrence is apparent. Was added to the average distance measure of the smaller sound source, and the value obtained was defined as the threshold value TH. In this example, since three types (causes (1) to (3)) of sound sources with obvious causes of occurrence are used, when the average distance measure is divided by magnitude relationship, two types of differences are generated, so that Thus, two threshold values (for example, the relatively small threshold value is the first threshold value THa and the relatively large threshold value is the second threshold value THb) are obtained. This threshold value is stored in a predetermined storage unit so as to be used by the determination unit 50.

このように設定される閾値THa、THbを用いる判断部50では、判別対象の音に関する距離測度が第一の閾値THaよりも小さい値になったときには前記3種の音源のうち最も小さい平均距離測度を示す音源であると判断し、その判別対象の距離測度が第二の閾値THbよりも大きい値になったときには前記3種の音源のうち最も大きい平均距離測度を示す音源であると判断し、その判別対象の距離測度が第一の閾値THaから第二の閾値THbの間の値になったときには前記3種の音源のうち中間の平均距離測度を示す音源であると判断することになる。   In the determination unit 50 using the thresholds THa and THb set in this way, when the distance measure related to the sound to be determined becomes a value smaller than the first threshold THa, the smallest average distance measure among the three types of sound sources. And when it is determined that the distance measure of the determination target is larger than the second threshold value THb, it is determined that the sound source indicates the largest average distance measure among the three types of sound sources. When the distance measure to be discriminated becomes a value between the first threshold value THa and the second threshold value THb, it is determined that the sound source indicates an intermediate average distance measure among the three types of sound sources.

<基本的な音源判別動作>
そして、この音源判別システム100による基本的な音源判別は、次のようにして行われる。
<Basic sound source discrimination operation>
Basic sound source discrimination by the sound source discrimination system 100 is performed as follows.

はじめに、音源判別システム100では、図3に示すように、その実際の判別を行う前に予め前処理が行われる(ステップS1)。この前処理では前述したように判断部50で使用する閾値の設定が行われる。   First, in the sound source discrimination system 100, as shown in FIG. 3, pre-processing is performed in advance before the actual discrimination is performed (step S1). In this preprocessing, as described above, the threshold used by the determination unit 50 is set.

一方、この閾値の設定が終了した後には、マイクロフォン1により、判断対象となる(発生原因の不明な)音源を複数有する複写機200から発せられる騒音の収音が行われる(ステップS2)。この収音は、後述するように複写機200とマイクロフォン1との間に必要に応じて板材7を設置した状態で行うこともある。また、このような収音は、少なくとも複写機200の1サイクルのコピー動作が1回実行されるときに発生する音を収音するように行われる。マイクロフォン1で収音される音は、電気信号に変換されてアナログの音響信号としてDAT2に取り込まれる。   On the other hand, after the setting of the threshold value is completed, the microphone 1 collects noise emitted from the copying machine 200 having a plurality of sound sources to be determined (unknown cause) (step S2). This sound collection may be performed in a state where a plate material 7 is installed between the copying machine 200 and the microphone 1 as necessary, as will be described later. Further, such sound collection is performed so as to collect sound generated when at least one copy operation of the copying machine 200 is performed once. The sound picked up by the microphone 1 is converted into an electric signal and taken into the DAT 2 as an analog sound signal.

アナログ信号は、DAT2に内蔵されているA/D変換回路によりデジタル信号に変換される(ステップS3)。このときのデジタル信号はDAT2のカセット式磁気テープに一旦記録される。図4は、このDAT2に記録されたデジタル信号を示すグラフである。この例ではDAT2のA/D変換回路の分解能(サンプリング周波数)は48kHzであるため、得られるデジタル信号は1秒間に48000点のサンプリングデータとして得られる。ここで、複写機のような画像形成装置を収音する場合、そのサンプリング周波数としては、少なくとも10kHz以上、好ましくは20kHz以上のものを適用することが望ましい。   The analog signal is converted into a digital signal by an A / D conversion circuit built in DAT2 (step S3). The digital signal at this time is once recorded on the cassette type magnetic tape of DAT2. FIG. 4 is a graph showing a digital signal recorded in the DAT2. In this example, since the resolution (sampling frequency) of the A / D conversion circuit of DAT2 is 48 kHz, the obtained digital signal is obtained as sampling data of 48000 points per second. Here, when picking up an image forming apparatus such as a copying machine, it is desirable to apply a sampling frequency of at least 10 kHz or more, preferably 20 kHz or more.

次に、波形切り取り部30において、DAT2に記録されたデジタル信号がパーソナルコンピュータCの本体3(ハードディスク)に対して取り込まれた後、判別対象となる音部分(衝撃音)の切り出しが行われる(ステップS4)。   Next, after the digital signal recorded in the DAT 2 is taken into the main body 3 (hard disk) of the personal computer C, the waveform cutout unit 30 cuts out the sound part (impact sound) to be determined (see FIG. Step S4).

まず、音切り出し部30における聴感補正部31により、取り込んだデジタル信号の聴感補正を行う。この例では、暗騒音に多く含まれる数10Hz以下の低周波数成分の信号をカットするため人の聴感に近いA特性フィルタにより補正を行った。この聴感補正を行わないデジタル信号は、切り出し部32に直接出力される。   First, the audibility correction unit 31 in the sound cutout unit 30 corrects the audibility of the captured digital signal. In this example, correction was performed using an A-characteristic filter close to human hearing in order to cut a signal having a low frequency component of several tens of Hz or less, which is often included in background noise. The digital signal that is not subjected to the auditory sensation correction is directly output to the clipping unit 32.

続いて、この聴感補正された新たなデジタル信号は、切り出し部32により、判別対象となる衝撃音の時間波形データが切り出される。この例では、そのデジタル信号のうちから衝撃波を含む信号部分が0.2秒間程度切り出された後、その最大振幅(音圧)値を中心とする前後の計64点の時間波形データを100サンプル分切り出した。図5は、その切り出された時間波形データからなるデジタル信号を示すグラフである。   Subsequently, the time waveform data of the impact sound to be discriminated is cut out by the cutout unit 32 from the new digital signal whose auditory sense is corrected. In this example, a signal portion including a shock wave is cut out from the digital signal for about 0.2 seconds, and then a total of 64 time waveform data around 64 points around the maximum amplitude (sound pressure) value is taken as 100 samples. Cut out in minutes. FIG. 5 is a graph showing a digital signal composed of the extracted time waveform data.

続いて、この切り出された64点の時間波形データは、波形変換部33により、所定の波形データに変換される(ステップS4)。この例では、切り出した波形データに所定のハニング窓関数処理を施した後、高速フーリエ変換を用いて周波数分析を行うことにより、図6に示すような周波数波形データが得られる。ここでは、周波数分解能が例えば750Hz(=48000/64)である周波数バンドごとの計32点のパワースペクトルを得る。   Subsequently, the extracted 64-point time waveform data is converted into predetermined waveform data by the waveform conversion unit 33 (step S4). In this example, a predetermined Hanning window function process is performed on the cut-out waveform data, and then frequency analysis is performed using fast Fourier transform to obtain frequency waveform data as shown in FIG. Here, a total of 32 power spectra for each frequency band having a frequency resolution of, for example, 750 Hz (= 48000/64) is obtained.

次に、このようにして切り出されたデジタル信号は距離測度演算部40に出力され(図2)、その演算部40において基準空間との距離測度であるマハラノビスの距離が演算される(ステップS5)。マハラノビスの距離は、前記した基準空間データの算出時と同様にして算出される。また、この演算された距離測度(マハラノビス距離)は、その距離測度の平均値(平均距離測度)として判別部50に出力される。   Next, the digital signal cut out in this way is output to the distance measure calculation unit 40 (FIG. 2), and the calculation unit 40 calculates the Mahalanobis distance, which is a distance measure with respect to the reference space (step S5). . The Mahalanobis distance is calculated in the same manner as the calculation of the reference space data. Further, the calculated distance measure (Mahalanobis distance) is output to the determination unit 50 as an average value (average distance measure) of the distance measure.

この判断部50において、距離測度演算部40から出力された判別対象の音源に関する平均距離測度を、前述したように予め設定される閾値THaおよび第2閾値THbと比較する処理が行われる。この比較結果により、判別対象の音源が前記した3つの発生原因(1)〜(3)のいずれに該当するものであるかが判別される。その判別された結果が、判断対象となる音源の発生原因に関する判断結果Rとなって得られる(ステップS6)。   In the determination unit 50, a process of comparing the average distance measure regarding the sound source to be discriminated output from the distance measure calculation unit 40 with the threshold value THa and the second threshold value THb set in advance as described above. Based on this comparison result, it is determined which of the above three causes (1) to (3) the sound source to be determined corresponds to. The determined result is obtained as a determination result R relating to the cause of the generation of the sound source to be determined (step S6).

このようにして得られる原因判断結果Rは、最後にディスプレイ装置5により表示される(図3のステップS7)。例えば、判断対象となる音源は、前記原因(1)の「金属片打撃音」である場合には、その判別結果の内容がディスプレイ装置5の画面に表示される(図2参照)。しかる後、次の音源判別が必要であれば上記工程(S2〜S7)が同様に繰り返されるが、その後の音源判別がなければ終了する(ステップS8)。   The cause determination result R obtained in this way is finally displayed on the display device 5 (step S7 in FIG. 3). For example, when the sound source to be determined is the “metal piece impact sound” of the cause (1), the content of the determination result is displayed on the screen of the display device 5 (see FIG. 2). Thereafter, if the next sound source discrimination is necessary, the above steps (S2 to S7) are similarly repeated, but if there is no subsequent sound source discrimination, the process is ended (step S8).

<収音に関する構成>
また、この音源判別システム100では、複写機200のような判別対象となる機械装置の特性を考慮し、以下のごとき板材7を必要に応じて使用した収音を行うようになっている。
<Configuration related to sound collection>
In the sound source discrimination system 100, taking into account the characteristics of a machine device to be discriminated, such as the copying machine 200, sound collection using the plate material 7 as described below is performed as necessary.

まず、判別対象である複写機200は、図1や図7に示すように、基本的に、複写対象の原稿を自動原稿送り装置215から画像入力部(原稿読取部)210に送ってその原稿にある情報を読み取った後、画像出力部(作像部)220においてその原稿の情報に基づくトナー像を形成し、最終的にそのトナー像を給紙部230から搬送する記録用紙に転写して定着させることで原稿の複写を行う機能を備えたものである。   First, as shown in FIGS. 1 and 7, the copying machine 200 that is a discrimination target basically sends a document to be copied from the automatic document feeder 215 to the image input unit (document reading unit) 210 and sends the document. The image output unit (image forming unit) 220 forms a toner image based on the document information, and finally transfers the toner image to a recording sheet conveyed from the paper supply unit 230. It is provided with a function of copying a document by fixing.

そして、この複写機200は、その画像入力部210、画像出力部220および給紙部230がいずれも支持フレームに対して多数の構成部品を密集させた状態で配置して構成されており、その複写時になると、稼動する複数の構成部品(たとえば金属製の可動部品)等から発せられる音や記録用紙の搬送移動により発せられる音などが複雑に交じり合った騒音が発生するという特性を有している。図中の符号216は原稿を載せる原稿トレイ、225は複写後に排出される記録用紙を収容する排紙トレイ、235は記録用紙をそのサイズや搬送向きの違い等に応じて収容し、複写機の正面側に引き出し可能に取り付けられている給紙カセット(トレイ)である。   The copying machine 200 is configured such that the image input unit 210, the image output unit 220, and the paper feeding unit 230 are all arranged in a state in which a large number of components are densely arranged with respect to the support frame. At the time of copying, there is a characteristic that noise is generated by intricately mixing sounds generated from a plurality of operating component parts (for example, metal movable parts), etc., and sounds generated by the conveyance movement of recording paper. Yes. In the figure, reference numeral 216 denotes a document tray on which a document is placed, 225 denotes a paper discharge tray that stores recording paper discharged after copying, and 235 stores recording paper according to the size and transport direction of the copying machine. This is a paper feed cassette (tray) attached to the front side so as to be drawable.

また、複写機200は、図7や図8等に示すように、その自動原稿送り装置215のある上面部と給紙部230の底面部および給紙カセット235の装着部分を除き、一部に開口部が形成された外装カバー250によって覆われて全体の外観がほぼ長方形体に似た立体形状をなす構造を有している。この外装カバー250は、画像出力部220の正面側となる部位に開閉可能に取り付けられる正面カバー250Aと、画像出力部220および給紙部230の左右側面側となる部位に固定されてまたは開閉可能に取り付けられる左右の側面カバー(250B)250Cと、画像出力部220および給紙部230の背面側となる部位に固定されて取り付けられる背面カバー(250D)とで主に構成されている。外装カバー250は、主にABS樹脂等のプラスチックスにより平均の厚さが1〜2mm程度のほぼ平板状に成形されたものである。また、この外装カバー250はいずれの面のものも、複写機本体(本体フレーム)から取り外すことができるようになっている。   Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the copying machine 200 is partially included except for the upper surface portion where the automatic document feeder 215 is located, the bottom surface portion of the paper feeding portion 230, and the attachment portion of the paper feeding cassette 235. It is covered with an exterior cover 250 having an opening formed therein, and has a structure in which the overall appearance has a three-dimensional shape similar to a rectangular body. The exterior cover 250 is fixed to the front cover 250A attached to the front side of the image output unit 220 so as to be opened and closed, and fixed to the left and right side parts of the image output unit 220 and the paper feed unit 230, or can be opened and closed. The left and right side covers (250B) 250C attached to the main body and the back cover (250D) fixed to and attached to the rear side of the image output unit 220 and the paper feed unit 230 are mainly configured. The exterior cover 250 is formed in a substantially flat plate shape having an average thickness of about 1 to 2 mm mainly using plastics such as ABS resin. Further, the exterior cover 250 can be removed from any surface of the copying machine (main body frame).

また、外装カバーのうち右側面カバー250Cには、複写後の記録用紙が排紙トレイ225に収容される際に排出される、水平方向に細長い長方形からなる排紙口260が形成されている。また、背面カバー250Dに排気口(265)が形成されている。この他にも、右側面カバー250Cには紙詰まりした記録用紙などを取り除くジャム処理作業を行うためのジャム処理用扉が形成され、左側面カバー250Bには記録用紙を画像出力部に供給する手差しトレイが開閉可能に形成されている。290は外装カバー250の内部側において密集した状態で配置されている複写機の各構成部品を一まとめにして概念的に示したものである。   Further, the right side cover 250C of the outer cover is formed with a discharge port 260 that is a rectangular shape that is elongated in the horizontal direction and is discharged when the recording sheet after copying is stored in the discharge tray 225. Further, an exhaust port (265) is formed in the back cover 250D. In addition, the right side cover 250C is formed with a jam processing door for performing a jam processing operation for removing a jammed recording paper, and the left side cover 250B is a manual feed for supplying the recording paper to the image output unit. The tray is formed to be openable and closable. Reference numeral 290 conceptually shows the components of the copying machine arranged in a dense state on the inner side of the exterior cover 250.

このような排紙口260等の開口部が形成された外装カバー部分を装備する複写機200に対する収音は、たとえば図7に示すように、その複写機200の4つの側面(正面カバー、左右の側面カバーおよび背面カバーがそれぞれ装着される各部位)にマイクロフォン1をそれぞれむけて行うことができる。この場合、外装カバー250を取り付けた状態のままで収音することが可能であるが、特に排気口260等の開口部が存在する右側面カバー250Cや背面カバー250Dにマイクロフォン1をむけて収音するときには、図1、図7に示すように、たとえばその右側面カバー250Cの排紙口260とマイクロフォン1との間に板材7を介在させるような状態で設置して収音する。一方、開口部が存在しない正面カバー250Aや左側面カバー250Bにマイクロフォン1をむけて収容する場合には、板状7を設置しないで収音する。   As shown in FIG. 7, for example, as shown in FIG. 7, the sound collection with respect to the copying machine 200 equipped with the exterior cover portion in which the opening such as the paper discharge port 260 is formed is recorded on the four side surfaces. Each of the side covers and the back covers is attached to the microphones 1). In this case, it is possible to collect sound with the exterior cover 250 attached, but in particular, the sound is collected toward the microphone 1 on the right side cover 250C and the back cover 250D where openings such as the exhaust port 260 exist. 1 and 7, for example, the sound is collected by installing the plate member 7 between the discharge port 260 of the right side cover 250C and the microphone 1, for example. On the other hand, when the microphone 1 is accommodated in the front cover 250A or the left side cover 250B where no opening is present, sound is collected without installing the plate 7.

上記板材7としては、その排紙口260の開口面積よりも大きい平面積を有する平板形状からなるABS樹脂製のプラスチック板(厚さ2mm)71を使用し、それを右側面カバー250Cの排紙口260を塞ぐ状態で設置するようにした。プラスチック板71は右側面カバー250Cに直接貼り付けるようにして設置したが、複写動作を行って収音するときには、複写後に排出される記録用紙を排紙口260から実際に外部に出す必要があるため、所定の板材7を側面カバー250Cから少し離した状態で設置する。これにより、複写後の記録用紙が側面カバー250Cと板材7との間(隙間)を通して外部に排出されるようになる。このように離した状態で設置する場合の板材7としては、その右側面カバ−250Cと同じ面積を有する大きさのものが使用される。   As the plate member 7, a plastic plate (thickness 2 mm) 71 made of an ABS resin having a flat area larger than the opening area of the paper discharge outlet 260 is used, and this is used as the paper discharge of the right side cover 250C. It was made to install with the mouth 260 closed. The plastic plate 71 is installed so as to be directly attached to the right side cover 250C. However, when sound is collected by performing a copying operation, it is necessary to actually take out the recording paper discharged after copying from the paper discharge port 260 to the outside. Therefore, the predetermined plate 7 is installed in a state slightly separated from the side cover 250C. As a result, the copied recording paper is discharged to the outside through the space (gap) between the side cover 250C and the plate material 7. As the plate member 7 when installed in such a separated state, a plate having the same area as the right side cover 250C is used.

マイクロフォン1については、排紙口260を板材7により塞い状態で設置してなる右側面カバー250Cにむけて配置するとともに、その収音性能(特性)などを参考にしながら判別に必要な音圧レベルで収音できる設置位置を探したうえで設置する。また、排紙口260等の開口部のないカバー部分(250A,250B)にマイクロフォン1をむけて収容するときは、その板材7は設置しないで収音する。 For microphone 1 serves to place toward the right side cover 250C formed by installing a state that closed by plate 7 and discharge outlet 260, a sound pressure necessary for discrimination with the sound pickup performance (characteristic) and the reference Find the installation position that can pick up sound by level and install it. Further, when the microphone 1 is accommodated in a cover portion (250A, 250B) having no opening such as the paper discharge port 260, sound is collected without installing the plate member 7.

<収音の構成による効果の違い>
次に、板材7を設置した収音を行うことによる効果を確認するため、以下のような試験を行った。
<Difference in effect due to sound collection configuration>
Next, the following test was performed in order to confirm the effect of performing sound collection with the plate material 7 installed.

上記複写機200の4つの位置に音発生器としてのスピーカ6をそれぞれ設置し(図8参照)、その各スピーカ6から前記閾値の設定時に収音した3つの音(金属片打撃音、用紙先端衝突音および用紙後端跳ね音)を各音について20回ずつ再生するようにした。上記4つの位置とは、排紙口260近傍の内部位置(p1)、排気口265近傍の内部位置(p2)、左側面寄りの内部位置(p3)および正面寄りの内部位置(p4)とした。その各内部位置はいずれも該当する部位の空きスペースであり、その各空きスペースにおいてスピーカ6をその近傍にある外装カバー部分にむけた状態で設置する。スピーカ6は、コンピュータ本体3と接続されており、DAT2またはハードディスクに予め記録されている上記3つの音をコンピュータ本体3内のサウンド発生回路機構を介して再生する。   Speakers 6 serving as sound generators are respectively installed at four positions of the copying machine 200 (see FIG. 8), and three sounds collected from the respective speakers 6 when the threshold value is set (metal piece hitting sound, leading edge of paper) The collision sound and the trailing edge jumping sound) were reproduced 20 times for each sound. The four positions are the internal position (p1) near the discharge outlet 260, the internal position (p2) near the exhaust outlet 265, the internal position (p3) near the left side, and the internal position (p4) near the front. . Each of the internal positions is an empty space of the corresponding part, and the speaker 6 is installed in a state facing the exterior cover portion in the vicinity of the empty space. The speaker 6 is connected to the computer main body 3 and reproduces the three sounds recorded in advance on the DAT 2 or the hard disk via a sound generation circuit mechanism in the computer main body 3.

一方、マイクロフォン1は、上記4つの位置に対応する外装カバー部分(250A〜D)にむけて同じ条件でそれぞれ設置した。また、排紙口260のある右側面カバー260Cと排気口265のある背面カバー250Dに対する収音時には、その排気口260と排気口265を塞ぐ状態で板材7としてのプラスチック板71をそれぞれ配置して(取り付けて)収音をした。   On the other hand, the microphones 1 were respectively installed under the same conditions toward the exterior cover portions (250A to 250D) corresponding to the above four positions. Further, when collecting sound to the right side cover 260C having the paper discharge port 260 and the back cover 250D having the exhaust port 265, the plastic plate 71 as the plate material 7 is disposed in a state in which the exhaust port 260 and the exhaust port 265 are closed. I picked up the sound.

また比較のために、図9に例示するように、スピーカ6を外装カバー250の外部(複写機の上面部:outer)に設置し、そのスピーカ6から前記3つの音を同様に再生してマイクロフォン1で収音した。また、排紙口260のある右側面カバー260Cと排気口265のある背面カバー250Dに対する収音時に、前記したプラスチック板71を設置しない状態で収音もした。   For comparison, as illustrated in FIG. 9, the speaker 6 is installed outside the outer cover 250 (the upper surface portion of the copying machine: outer), and the three sounds are similarly reproduced from the speaker 6 to obtain a microphone. 1 was picked up. Further, when collecting sound from the right side cover 260C having the discharge port 260 and the back cover 250D having the exhaust port 265, sound was collected without the plastic plate 71 being installed.

そして、このような収音した各音データに基づいて前記したような音源判別のプロセスを実行し、最終的に距離測度演算部40において各音(20個分)ごとの基準空間との距離測度(マハラノビス距離)をそれぞれ求めるとともに、その各距離測度の平均値(平均距離測度)を求めた。このときの結果を図10に示す。   Then, the sound source discrimination process as described above is executed based on each collected sound data, and finally the distance measure calculation unit 40 measures the distance to the reference space for each sound (for 20 sounds). (Mahalanobis distance) was determined, and the average value of each distance measure (average distance measure) was determined. The result at this time is shown in FIG.

図10の結果から、特に排紙口260や排気口265のある右側面カバー250Cや背面カバー250Dにマイクロフォン1をむけて収音した場合(P1,P2)でも、プラスチック板71を設置して収音することにより、その排紙口等の開口部のないカバー部分(250B,250A)にマイクロフォン1をむけて収音した場合(P3,P4)における平均距離速度と近い平均距離測度が得られることがわかる。   From the results shown in FIG. 10, even when the microphone 1 is picked up by the right side cover 250C or the back cover 250D having the paper discharge port 260 and the exhaust port 265 (P1, P2), the plastic plate 71 is installed and stored. By making sound, an average distance measure close to the average distance speed in the case where the microphone 1 is picked up by the cover part (250B, 250A) having no opening such as the paper discharge opening (P3, P4) can be obtained. I understand.

これに対し、同じ右側面カバー250Cや背面カバー250Dにマイクロフォン1をむけて収音した場合(P1,P2)でも、プラスチック板71を設置しない状態で収音したときには、その平均距離測度は図10中に点線の丸および三角の記号で示すような結果(P3,P4での値よりも小さい値)となる。また、排紙口等の開口部のないカバー部分(250B,250A)で収音した場合(P3,P4)であっても、そのカバー部分250B,250Aの構成(種類、厚さ、構造など)が異なっていたり、あるいは構成部品の配置状態(構成部品の種類、その配置条件など)などが異なっていることにより、その互いの平均距離測度が異なってしまう(ばらつく)ことがある。   On the other hand, even when the microphone 1 is picked up by the same right side cover 250C and back cover 250D (P1, P2), when the sound is picked up without the plastic plate 71 installed, the average distance measure is as shown in FIG. The result (value smaller than the values at P3 and P4) is indicated by dotted circles and triangular symbols inside. Further, even when sound is collected (P3, P4) by a cover part (250B, 250A) having no opening such as a paper discharge port, the configuration (type, thickness, structure, etc.) of the cover part 250B, 250A Or different arrangement states of component parts (types of component parts, arrangement conditions thereof, etc.) may cause the average distance measures to differ (vari).

また、図10に示される結果が得られることにより、次のような閾値(予め設定する前記の閾値とは異なる)に基づく音源判別を行うことができる。   Further, by obtaining the result shown in FIG. 10, sound source discrimination based on the following threshold (different from the preset threshold) can be performed.

まず、この場合における閾値は、金属打撃音と用紙先端衝突音との平均距離測度が隣り合う関係にあるため、その両者の差分(ここではP4の位置における平均距離速度どうしの差分)に0.7倍を乗じた値を金属打撃音の平均距離測度に加えて得た値を第一の閾値THa(具体的には1600)とした。また、用紙先端衝突音と用紙後端跳ね音との平均距離測度が隣り合う関係にあるため、その両者の差分(ここではP4の位置における平均距離速度どうしの差分)に0.7倍を乗じた値を用紙先端衝突音の平均距離測度に加えて得た値を第二の閾値THb(具体的には3000)とした。   First, since the average distance measure between the metal striking sound and the paper tip collision sound is adjacent to the threshold in this case, the difference between the two (here, the difference between the average distance speeds at the position of P4) is 0. The value obtained by adding the value multiplied by 7 times to the average distance measure of the metal striking sound was taken as the first threshold value THa (specifically, 1600). Further, since the average distance measure between the leading edge collision sound and the trailing edge splash sound is adjacent, the difference between the two (here, the difference between the average distance speeds at the position of P4) is multiplied by 0.7 times. The value obtained by adding the obtained value to the average distance measure of the paper tip impact sound was taken as the second threshold value THb (specifically 3000).

このような閾値THa、THbに基づいて上記各位置(P1〜P3の位置。P4位置は閾値算出用に用いため効果検証の対象からは除く)における平均距離測度の判別を行うと、その判別対象の音の平均距離測度が第一の閾値THaよりも小さい値になったときには「金属打撃音である」と判断し、その判別対象の平均距離測度が第二の閾値THbよりも大きい値になったときには「用紙後端跳ね音である」と判断し、その判別対象の平均距離測度が第一の閾値THaから第二の閾値THbの間の値になったときには「用紙先端衝突音である」と判断される。   When the average distance measure is determined at each of the above positions (the positions of P1 to P3; the P4 position is used for calculating the threshold value and excluded from the target of the effect verification) based on the threshold values THa and THb. When the average distance measure of the sound becomes a value smaller than the first threshold value THa, it is determined that the sound is a metal hitting sound, and the average distance measure of the discrimination target becomes a value larger than the second threshold value THb. Is determined to be “paper trailing edge bounce sound”, and when the average distance measure to be determined becomes a value between the first threshold value THa and the second threshold value THb, “paper edge collision sound”. It is judged.

以上のことから上記各位置(P1〜P4)で発生する音を収音して得られる平均距離測度は、その位置の違いにかかわらず、上記2つの閾値THa、THbに基づいて正確に判別することができる。これに対し、特に上記2つの位置(P1,P2)においてプラスチック板71を設置しないで収音した場合には、上記閾値THa、THbに基づいて判別をすると、正しくは用紙先端衝突の音であるところを誤って金属打撃の音であると判別してしまうことになる。   From the above, the average distance measure obtained by collecting the sounds generated at the respective positions (P1 to P4) is accurately determined based on the two threshold values THa and THb regardless of the difference in the positions. be able to. On the other hand, particularly when the sound is collected without installing the plastic plate 71 at the two positions (P1, P2), if the discrimination is made based on the threshold values THa and THb, the sound is correctly the leading edge collision. However, it is erroneously determined that the sound is a metal hitting sound.

そして、この音源判別システム100およびその判別方法により、複写機200による複写動作したときに実際に発せられる騒音について上記のように収音して音源判別を行ったところ、その外装カバーの条件(特に開口部の有無)等が異なることがあっても、収音される音の特性である平均距離測度がほぼ揃った値となり、この結果、その騒音に含まれる各音源のうち上記発生原因が明らかな3つの音のいずれかであるかを正確に判別することができるようになる。   The sound source discrimination system 100 and its discrimination method collect sound sources as described above for the noise actually generated when the copying operation is performed by the copying machine 200, and determine the sound source as described above. Even if there is a difference in the presence or absence of openings, etc., the average distance measure, which is the characteristic of the sound to be picked up, is almost the same value. As a result, the cause of the occurrence of the sound sources included in the noise is obvious Thus, it is possible to accurately determine whether the sound is one of the three sounds.

この際、排紙口260のある右側面カバー250Cに設置するプラスチック板71は、その排紙口260からの記録用紙の排出を可能にするためその排紙口260と少し離して設置することになるため、その右側面カバー250C全体とほぼ同じ大きさのものを使用する。
[実施の形態2]
At this time, the plastic plate 71 installed on the right side cover 250 </ b> C where the paper discharge port 260 is provided is set a little away from the paper discharge port 260 in order to allow the recording paper to be discharged from the paper discharge port 260. For this reason, a cover having approximately the same size as the entire right side cover 250C is used.
[Embodiment 2]

図11および図12は、実施の形態2に係る音源判別システムおよびその判別方法を示すものである。この音源判別システム100およびその判別方法は、開口部のある外装カバー部分を装備する複写機を判別対象とする場合、その収音に関する構成が以下のように一部異なること以外は、実施形態1に係る音源判別システム100およびその判別方法と同じ構成からなるものである。   11 and 12 show a sound source discrimination system and its discrimination method according to the second embodiment. The sound source discrimination system 100 and the discrimination method thereof are the same as those in Embodiment 1 except that the configuration related to sound collection is partially different as described below when a copying machine equipped with an exterior cover portion having an opening is targeted. The sound source discriminating system 100 and the discriminating method thereof have the same configuration.

すなわち、その収音に際しては、複写機200の外装カバー250の全部または一部を取り外し、その取り外したカバー部分の装着部位とマイクロフォン1との間に板材7を介在させるように設置して収音するようにしている。たとえば、外装カバー250の全部(正面カバー250A、左右の側面カバー250B,Cおよび背面カバー250D)を取り外した場合には、その全カバーの各装着部位(250Ap,250Bp,250Cp,250Dp)とその各部位にむけて配置するマイクロフォン1との間に板材7をそれぞれ設置した状態で収音する。   That is, when collecting the sound, all or part of the outer cover 250 of the copying machine 200 is removed, and the plate member 7 is interposed between the microphone 1 and the mounting portion of the removed cover part. Like to do. For example, when all of the exterior cover 250 (front cover 250A, left and right side covers 250B, C, and back cover 250D) is removed, each mounting portion (250Ap, 250Bp, 250Cp, 250Dp) of each cover and its respective parts. Sound is collected in a state in which the plate member 7 is installed between the microphone 1 and the microphone 1 arranged toward the site.

このときの板材7としては、その各カバー部分(250A〜D)の外観全体よりも少し大きい面積を有する平板形状からなるABS樹脂製のプラスチック板(厚さ2mm)72、73を使用し、それを各カバー部分の装置部位(250Ap,250Bp,250Cp,250Dp)の近傍に設置する。   As the plate material 7 at this time, plastic plates made of ABS resin (thickness 2 mm) 72 and 73 having a plate shape having a slightly larger area than the entire appearance of each cover portion (250A to D) are used. Is installed in the vicinity of the device part (250 Ap, 250 Bp, 250 Cp, 250 Dp) of each cover part.

そして、この実施の形態2に係る音源判別システム100では、上記のように収音した後に、実施の形態1の場合における音源判別プロセスを同様に実行して、複写機200から発せられる騒音に対する音源判別を行うことができる。   In the sound source discrimination system 100 according to the second embodiment, after the sound is collected as described above, the sound source discrimination process in the case of the first embodiment is executed in the same manner, and the sound source for the noise emitted from the copying machine 200 is executed. A determination can be made.

なお、この判別システム100やその判別方法においては、開口部が形成されていないカバー部分を板材7として使用し、そのカバー部分を各装着位置にそれぞれ設置して使いまわすようにすることも可能である。また、取り外す外装カバーは、その一部(たとえば排紙口等の開口部のあるカバー250C、250D)だけでもよく、この場合には、取り外さない外装カバー部分(250A、250B)にマイクロフォン1をむけて収音する際に板材7を設置する必要はない。しかも、この場合には、取り外したカバー部分(250C、250D)の装着部位とマイクロフォン1の間に設置する板材7として、音特性の変化をできるだけ揃える観点からすると、同じものを併用することが好ましい。 In this discrimination system 100 and its discrimination method, it is also possible to use a cover portion in which no opening is formed as the plate material 7 and install the cover portion at each mounting position for reuse. is there. In addition, only a part of the outer cover to be removed (for example, the covers 250C and 250D having an opening such as a paper discharge port) may be used. It is not necessary to install the plate material 7 when collecting sound. In addition, in this case, it is preferable to use the same material as the plate member 7 installed between the mounting portion of the removed cover portion (250C, 250D) and the microphone 1 from the viewpoint of arranging the change in sound characteristics as much as possible. .

次に、外装カバーの取り外しかつ板材7を設置した収音を行うことによる効果を確認するため、実施の形態1の場合とほぼ同様の試験を行った。   Next, in order to confirm the effect of performing the sound collection by removing the outer cover and installing the plate member 7, the same test as in the case of the first embodiment was performed.

実施形態1の場合と同様に、上記複写機200の4つの位置(P1〜P4)にスピーカ6をそれぞれ設置し(図12参照)、その各スピーカ6から前記3つの音(金属片打撃音、用紙先端衝突音および用紙後端跳ね音)を各音について20回ずつ再生するようにした。外装カバー250については、その全部を取り外した。   As in the case of the first embodiment, the speakers 6 are respectively installed at the four positions (P1 to P4) of the copying machine 200 (see FIG. 12), and the three sounds (metal strike sound, The paper leading edge collision sound and the paper trailing edge jump sound) were reproduced 20 times for each sound. All of the exterior cover 250 was removed.

一方、マイクロフォン1は、取り外された各カバー部分の装着位置(250Ap,250Bp,250Cp,250Dp)にむけて同じ条件でそれぞれ設置した。また、その取り外した各カバー部分の装着部位の近傍には、プラスチック板7、7をそれぞれ配置した。この実施形態では、開口部が形成されていない左側面カバー250B(平均の厚さ約2mm)を板材7として使用し、この1つの左側面カバー250Bを上記各装着位置にそれぞれ設置して使いまわすようにした。 On the other hand, the microphones 1 were respectively installed under the same conditions toward the mounting positions (250 Ap, 250 Bp, 250 Cp, 250 Dp) of the removed cover portions. In addition, plastic plates 7 2 and 7 3 were arranged in the vicinity of the mounting portions of the removed cover parts, respectively. In this embodiment, a left side cover 250B (average thickness of about 2 mm) in which no opening is formed is used as the plate member 7, and this one left side cover 250B is installed and used at each of the above mounting positions. I did it.

そして、このような収音した各音データに基づいて前記したような音源判別のプロセスを実行し、最終的に距離測度演算部40において各音(20個分)ごとの基準空間との距離測度(マハラノビス距離)をそれぞれ求めるとともに、その各距離測度の平均値(平均距離測度)を求めた。このときの結果を図13に示す。   Then, the sound source discrimination process as described above is executed based on each collected sound data, and finally the distance measure calculation unit 40 measures the distance to the reference space for each sound (for 20 sounds). (Mahalanobis distance) was determined, and the average value of each distance measure (average distance measure) was determined. The result at this time is shown in FIG.

図13の結果から、特に排紙口260や排気口265のある右側面カバー250Cや背面カバー250Dを含む外装カバー250の全部を取り外し、その取り外した各カバー部分の装着部位にマイクロフォン1をむけて収音する際に、取り外した各カバー部分の代わりに上記左側面カバー250Bを共通の板材7として設置して収音することにより、上記4つの位置(P1〜P4)の違いにかかわらず、各音ごとの平均距離測度がほぼ同レベルの値として(ほぼ揃った状態で)得られることがわかる。   From the result of FIG. 13, in particular, the entire outer cover 250 including the right side cover 250C and the rear cover 250D having the paper discharge port 260 and the exhaust port 265 is removed, and the microphone 1 is directed to the mounting portion of each removed cover portion. When collecting sound, the left side cover 250B is installed as a common plate member 7 in place of each removed cover portion to collect sound, so that each of the four positions (P1 to P4) can be collected regardless of the difference between the four positions (P1 to P4). It can be seen that the average distance measure for each sound is obtained as a value of almost the same level (in a nearly uniform state).

また、この場合には、実施の形態1の試験結果(図10)とは異なり、排紙口等の開口部のないカバー部分(250B,250A)の装着部位で収音した場合(P3,P4)の平均距離測度も互いにほぼ近似した値として得られるようになる。これは、特にその各カバー部分250B,250Aの代わりに同じ左側面カバー250Bを設置して収音したことにより、かかるカバー部分250B,250Aの構成(種類、厚さ、構造など)が異なることによる収音した音の特性変化の発生を排除できたためであると考えられる。しがたって、実施形態2ではこの分、実施の形態1の場合よりも、より正確な音源判別を行うことが可能となり有利である。   Further, in this case, unlike the test result of the first embodiment (FIG. 10), sound is picked up at the mounting portion of the cover portion (250B, 250A) having no opening such as a paper discharge port (P3, P4). ) Average distance measures are also obtained as values approximately approximate to each other. This is because the configuration (type, thickness, structure, etc.) of the cover portions 250B and 250A is different because the sound is collected by installing the same left side cover 250B instead of the cover portions 250B and 250A. This is considered to be because the occurrence of the characteristic change of the collected sound was eliminated. Therefore, the second embodiment is advantageous in that it is possible to perform more accurate sound source discrimination than in the first embodiment.

また、図13に示される結果が得られることにより、次のような閾値に基づく音源判別を行うことができる。   Further, by obtaining the result shown in FIG. 13, sound source discrimination based on the following threshold can be performed.

この場合における閾値は、金属打撃音と用紙先端衝突音との平均距離測度が隣り合う関係にあるため、その両者の差分(ここではP4の位置における平均距離速度どうしの差分)に0.7倍を乗じた値を金属打撃音の平均距離測度に加えて得た値を第一の閾値THa(具体的には1100)とした。また、用紙先端衝突音と用紙後端跳ね音との平均距離測度が隣り合う関係にあるため、その両者の差分(ここではP4の位置における平均距離速度どうしの差分)に0.7倍を乗じた値を用紙先端衝突音の平均距離測度に加えて得た値を第二の閾値THb(具体的には2700)とした。   In this case, since the average distance measure between the metal striking sound and the paper tip collision sound is adjacent, the threshold value in this case is 0.7 times the difference between them (here, the difference between the average distance speeds at the position of P4). The value obtained by adding the value to the average distance measure of the metal striking sound was taken as the first threshold THa (specifically, 1100). Further, since the average distance measure between the leading edge collision sound and the trailing edge splash sound is adjacent, the difference between the two (here, the difference between the average distance speeds at the position of P4) is multiplied by 0.7 times. The value obtained by adding the calculated value to the average distance measure of the paper tip impact sound was taken as the second threshold value THb (specifically 2700).

このような閾値THa、THbに基づいて上記各位置(P1〜P3)における平均距離測度の判別を行うと、その判別対象の音の平均距離測度が第一の閾値THaよりも小さい値になったときには「金属打撃音である」と判断し、その判別対象の平均距離測度が第二の閾値THbよりも大きい値になったときには「用紙後端跳ね音である」と判断し、その判別対象の平均距離測度が第一の閾値THaから第二の閾値THbの間の値になったときには「用紙先端衝突音である」と判断される。   When the average distance measure at each of the positions (P1 to P3) is determined based on the threshold values THa and THb, the average distance measure of the sound to be determined becomes a value smaller than the first threshold value THa. Sometimes it is determined that the sound is a metal hitting sound, and when the average distance measure of the determination target is greater than the second threshold value THb, it is determined that it is a paper trailing edge bounce sound. When the average distance measure becomes a value between the first threshold value THa and the second threshold value THb, it is determined that it is “paper tip collision sound”.

以上のことから上記各位置(P1〜P4)で発生する音を収音して得られる平均距離測度は、その位置の違いにかかわらず、上記2つの閾値THa、THbに基づいて正確に判別することができる。   From the above, the average distance measure obtained by collecting the sounds generated at the respective positions (P1 to P4) is accurately determined based on the two threshold values THa and THb regardless of the difference in the positions. be able to.

そして、この音源判別システム100およびその判別方法により、複写機200による複写動作したときに実際に発せられる騒音について上記のように収音して音源判別を行ったところ、その外装カバーの条件(特に開口部の有無)等が異なることがあっても、収音される音の特性である平均距離測度がほぼ揃った値になり、この結果、その騒音に含まれる各音源のうち上記発生原因が明らかな3つの音のいずれかであるかを正確に判別することができるようになる。特に、この場合は、前述したように排紙口等の開口部のないカバー部分(250B,250A)の装着部位で収音した場合(P3,P4)の平均距離測度が、実施形態1の場合に比べてほぼ近似した値として得られるため、上記各位置のいずれにおいても上記の音源判別をより一層正確に行うことができるようになる。   The sound source discrimination system 100 and its discrimination method collect sound sources as described above for the noise actually generated when the copying operation is performed by the copying machine 200 and perform the sound source discrimination. Even if there is a difference in the presence or absence of openings, etc., the average distance measure that is the characteristic of the sound to be picked up is almost the same value. As a result, the cause of occurrence of the sound source included in the noise is It becomes possible to accurately determine whether the sound is one of the three obvious sounds. In particular, in this case, as described above, the average distance measure when the sound is picked up at the mounting portion (P3, P4) of the cover portion (250B, 250A) having no opening such as the paper discharge port is the case of the first embodiment. Therefore, the sound source discrimination can be performed more accurately at any of the above positions.

実施形態1に係る音源判別システムの構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the sound source discrimination | determination system which concerns on Embodiment 1. FIG. 図1(図11を含む)の判別システムの基本的な機能を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the basic function of the discrimination | determination system of FIG. 1 (including FIG. 11). 図1(図11を含む)の音源判別システムによる音源判別の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the sound source discrimination | determination by the sound source discrimination | determination system of FIG. 1 (including FIG. 11). 複写機からの騒音の時間−音圧波形を示すグラフである。It is a graph which shows the time-sound pressure waveform of the noise from a copying machine. 図6の一部を切り出した波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform which cut out a part of FIG. 周波数スペクトル波形を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows a frequency spectrum waveform. 判別対象である複写機の斜視図である。1 is a perspective view of a copying machine that is a discrimination target. 実施形態1における外装カバーの各部分と収音に関する構成とを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating each part of the exterior cover and a configuration related to sound collection in the first embodiment. 外装カバーを取り付けたままの状態で収音を行う場合の一態様を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the one aspect | mode when sound-collecting in the state which attached the exterior cover. 実施形態1における、音発生位置と各音の平均距離測度の測定結果を示すグラフである。4 is a graph showing measurement results of sound generation positions and average distance measures of each sound in the first embodiment. 実施形態2に係る音源判別システムの構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the sound source discrimination | determination system which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態2における外装カバーの各装着部位と収音に関する構成を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a configuration related to each mounting site and sound collection of an exterior cover in the second embodiment. 実施形態2における、音発生位置と各音の平均距離測度の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the average distance measure of a sound generation position and each sound in Embodiment 2. 開口部のある外装カバー部分と開口部のない外装カバー部分とを装備する機械装置(複写機など)と収音の状態を概念的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows notionally the state of sound collection of the mechanical apparatus (copier etc.) equipped with the exterior cover part with an opening part, and the exterior cover part without an opening part. 開口部のある外装カバー部分の側で収音したときと開口部のない外装カバー部分の側で収音したときにそれぞれ得られる平均距離測度の結果(板状部材を設置して収音したときの結果)を概念的に示す説明図である。Average distance measurement results obtained when sound is collected on the side of the exterior cover part with the opening and on the side of the exterior cover part without the opening (when the sound is collected with a plate-like member installed) It is explanatory drawing which shows notion of this.

符号の説明Explanation of symbols

1…マイクロフォン、7…板材(板状部材)、10…収音部、30…音切り出し部、40…距離測度演算部、50…判断部、71〜73…プラスチック板(板状部材)、100…音源判別システム(音源判別装置)、200…複写機(機械装置)、250…外装カバー、250C…右側面カバー(開口部が存在するカバー部分)、250D…背面カバー(開口部が存在するカバー部分)、260…排紙口(開口部)、265…排気口(開口部)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microphone, 7 ... Board | plate material (plate-shaped member), 10 ... Sound collection part, 30 ... Sound extraction part, 40 ... Distance measure calculation part, 50 ... Judgment part, 71-73 ... Plastic plate (plate-like member), 100 ... Sound source discrimination system (sound source discrimination device), 200 ... copier (mechanical device), 250 ... exterior cover, 250C ... right side cover (cover portion where an opening exists), 250D ... back cover (cover where an opening exists) Part), 260... Discharge port (opening), 265... Exhaust port (opening).

Claims (4)

一部に開口部が形成された外装カバーで覆われているとともに発生原因が不明な複数種の音源を有する機械装置からの音を、マイクロフォンにより収音して音響信号として取り込む収音部と、
その取り込んだ音響信号から判別対象となる音部分の音響信号を切り出して演算処理に必要な音特性を示す周波数波形データに変換する音切り出し部と、
その切り出した音響信号を変換した判別対象の周波数波形データについて、予め発生原因が明らかな複数種の音を発生する音源からの基準音を前記収音部に取り込み前記音切り出し部で切り出した音響信号を変換して得る基準音の周波数波形データとの距離測度を算出する距離測度演算部と、
その算出された距離測度を、前記発生原因が明らかな音源からの複数種の音に関する距離測度に基づいて設定された音源判別用の閾値と比較して音の発生原因を判断する判断部とを有する音源判別装置であって、
前記外装カバーのうち少なくとも開口部が存在するカバー部分に向けて前記マイクロフォンを配置して収音する際に、その開口部が存在するカバー部分とマイクロフォンとの間に介在させるように設置する板状部材を備えたことを特徴とする音源判別装置。
A sound collection unit that is covered with an exterior cover partly formed with an opening and has a sound source from a mechanical device having a plurality of types of sound sources whose occurrence is unknown, and picks up the sound as a sound signal by a microphone;
A sound extraction unit for converting the frequency waveform data showing the sound characteristics required for arithmetic processing by cut out the acoustic signal of the sound portion to be the determination target from the fetched audio signal,
For the cut determination target frequency waveform data obtained by converting the acoustic signal was cut out reference sound from the sound source in advance cause generates a clear plurality of types of sound Write-the sound cutout portion taken up in the sound pickup section A distance measure calculation unit for calculating a distance measure with frequency waveform data of a reference sound obtained by converting an acoustic signal ;
A judgment unit for judging the cause of sound generation by comparing the calculated distance measure with a threshold for sound source discrimination set based on a distance measure for a plurality of types of sounds from the sound source whose cause is obvious; A sound source discrimination device having
When the microphone is arranged toward the cover portion where at least the opening exists in the exterior cover and picks up sound, the plate is installed so as to be interposed between the cover portion where the opening exists and the microphone. A sound source discrimination device comprising a member.
請求項1に記載の判別装置において、
前記外装カバーのうち少なくとも開口部が存在するカバー部分に代えて、前記機械装置における当該カバー部分の装着部位とマイクロフォンとの間に前記板状部材を介在させるように設置する音源判別装置。
The discrimination device according to claim 1,
A sound source discriminating device that is installed so that the plate-like member is interposed between a mounting portion of the cover portion and a microphone in the mechanical device instead of a cover portion having at least an opening in the exterior cover.
一部に開口部が形成された外装カバーで覆われているとともに発生原因が不明な複数種の音源を有する機械装置からの音を、マイクロフォンにより収音して音響信号として取り込む収音工程と、
その取り込んだ音響信号から判別対象となる音部分の音響信号を切り出して演算処理に必要な音特性を示す周波数波形データに変換する音切り出し工程と、
その切り出した音響信号を変換した判別対象の周波数波形データについて、予め発生原因が明らかな複数種の音を発生する音源からの基準音を前記マイクロフォンにより収音して取り込み前記音切り出し工程で切り出した音響信号を変換して得る基準音の周波数波形データとの距離測度を算出する距離測度演算工程と、
その算出された距離測度を、前記発生原因が明らかな音源からの複数種の音に関する距離測度に基づいて設定された音源判別用の閾値と比較して音の発生原因を判断する判断工程とを有する音源判別方法であって、
前記外装カバーのうち少なくとも開口部が存在するカバー部分に向けて前記マイクロフォンを設置して収音する際に、その開口部が存在するカバー部分とマイクロフォンとの間に板状部材を介在させるように設置して当該収音を行うことを特徴とする音源判別方法。
A sound collecting step of collecting sound from a mechanical device having a plurality of types of sound sources that are covered with an exterior cover partially formed with an opening and capturing the sound as a sound signal by a microphone,
Sound-cutting process step of converting the frequency waveform data showing the sound characteristics required for arithmetic processing by cut out the acoustic signal of the sound portion to be the determination target from the fetched audio signal,
For the cut determination target frequency waveform data obtained by converting the acoustic signal, in Write-the sound cut step takes reference sound from the sound source in advance cause generates a clear plurality of types of sound picked up by the microphone A distance measure calculation step for calculating a distance measure with the frequency waveform data of the reference sound obtained by converting the cut-out acoustic signal ;
A judgment step for judging the cause of the sound by comparing the calculated distance measure with a threshold for sound source discrimination set based on the distance measure for a plurality of types of sounds from the sound source in which the cause of occurrence is obvious; A sound source discrimination method comprising:
When the microphone is installed and picks up sound toward at least a cover portion where an opening exists in the exterior cover, a plate-like member is interposed between the cover portion where the opening exists and the microphone. A sound source discrimination method characterized by being installed and collecting the sound.
請求項3に記載の判別方法において、
前記外装カバーのうち少なくとも開口部が存在するカバー部分を取り外し、その取り外したカバー部分の前記機械装置における装着部位に向けてマイクロフォンを設置して収音する際に、その取り外したカバー部分の装着部位とマイクロフォンとの間に前記板状部材を介在させるように設置して当該収音を行う音源判別方法。
In the discrimination method according to claim 3,
When removing a cover part having at least an opening from the exterior cover and installing a microphone toward the attachment part in the mechanical device of the removed cover part, the attachment part of the removed cover part is collected. A sound source discriminating method for picking up sound by installing the plate-like member between a microphone and a microphone.
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