異常検知装置およびセキュリティシステム
【課題】 雑音や反響がある環境でも、誤検出を殆ど無しに発音している警報音を音で捉えられる小型の異常検知装置を実現し、総合的なセキュリティシステムを構成できるようにする。
【解決手段】 検知すべき警報音固有の周波数成分の時間変化を離散フーリエ変換や自己相関係数算出等のディジタル信号処理により解析し、誤検出が少なく警報音を検知するようにし、この方式で実現した小型の異常検知装置に、更に、人検知センサー、煙検知センサー、炎検知センサー等のセキュリティセンサー、監視カメラ制御機能や通信機能を付加し、それから得られる情報により、総合的なセキュリティ管理システムを構成するようにした。
【解決手段】 検知すべき警報音固有の周波数成分の時間変化を離散フーリエ変換や自己相関係数算出等のディジタル信号処理により解析し、誤検出が少なく警報音を検知するようにし、この方式で実現した小型の異常検知装置に、更に、人検知センサー、煙検知センサー、炎検知センサー等のセキュリティセンサー、監視カメラ制御機能や通信機能を付加し、それから得られる情報により、総合的なセキュリティ管理システムを構成するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防犯、異常検知等に用いられる異常検知装置、ならびにセキュリティシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、店舗セキュリティシステムで広く用いられる自鳴式盗難防止タグは、内部にマイクロコンピュータなどの処理装置、異常検知機構、ブザーを持ち、異常時に人に不快感を与え異常を知らせる警報音を発生する。警報音を発生させる異常とは、盗難防止タグが商品から取り外された場合や、店舗の出入り口に設置された盗難防止用アンテナに組み込まれた送信コイルより発信される信号を盗難防止タグが受信する場合である。警報音としては、数ｋＨｚの音を１秒に数回間歇発音させるものや、上限周波数と下限周波数の間で一定のスイープ周期で折り返しスイープするタイプが使われている。これらの警報音は、双方とも、一定の時間毎に特定の周波数成分が現れる特徴を持っている。
【０００３】
これらの盗難防止タグ等が警報音を出した際に、ＢＧＭが流れる店舗、喧騒状態にある店舗、広い店舗、店員の少ない店舗では、警報音を聞き漏らしたり、発生場所や万引き犯を特定しにくいという問題点がある。また、警報音を発報している機器そのものを破壊したり、水槽に水没させるなどした場合に短時間に警報音が消えてしまうことがあり、このような場合も検知し難いこともある。更に、店舗のセキュリティを警備室等で集中管理するためにも、警報音の発生場所が特定できる情報を、セキュリティを集中管理するサーバーに通信できる検知装置が望まれる。
この警報音の発生を検知するためには、発音時に同時にタグから発信される電磁波信号の検出により行っていた。この電磁波信号は、警報音の発生源である駆動回路に用いられるインダクターからの漏れ磁束などにより発生する。この信号検知のために、先行技術文献１に記載の、盗難防止用アンテナに一体化して組み込まれた受信コイルを用いて検知する方法が一搬的であった。
【０００４】
しかし、この盗難防止アンテナシステムは大きさが１ｍ×４０ｃｍ程度と比較的大きな形状のものであり、価格も高いという欠点があり、店舖内の各所に設置してセキュリティを高めることは難しかった。また、盗難防止アンテナ周辺の照明器具や電動機からの電源ノイズの影響を受け、更に、盗難防止タグを発音させるための比較的大信号である送信信号の影響を受け、警報音の信号の検出感度が低くなるという欠点があった。また、このようなゲートを設置することは、高級品を取り扱う店舗にとってイメージダウンになることから、床の中に埋め込んで設置されることもあったが、更に電磁雑音の影響を受け、動作が不安定となっていた。
【０００５】
盗難防止タグなどのセキュリティ機器の警報音は音であることから、マイクで音を取り、警報音を検知する音検知法は、小型の検知装置を実現する手段となると考えられる。しかし、店舗のＢＧＭ、客の喧騒、外部から騒音等の雑音だけでなく、音の壁等の構造物からの反響で、マイクから取り込んだ音信号は、元々の発報音とかなり違ったものになり、警報音の信頼性の高い検知は困難であるとして、音検知法は使われていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１３８４２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、盗難防止タグ等の警報音を音そのものとして捉え、信頼性の高い検知ができ、更に、店舗管理用の各種セキュリティ情報を含めて発信できる小型の高性能な異常検知装置を実現し、総合的なセキュリティシステムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明では、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析して求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段を備え、上記周期性分析手段の出力の大きさから、警報音を検知するようにした。
【０００９】
請求項２記載の発明では、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記類似性検知手段の出力の大きさから警報音を検知するようにした。
【００１０】
請求項３記載の発明では、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段と、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記周期性分析手段の出力と上記類似性検知手段の出力の大きさを組み合わせて判断することにより、信頼性高く警報音を検知するようにした。
【００１１】
請求項４記載の発明では、警報音の検知機能だけでなく、人検知センサー、煙検知センサー、炎検知センサー等のセキュリティセンサーを持ち、それから得られる情報により、総合的なセキュリティ管理をできるようにした。
【００１２】
請求項５記載の発明では、店員呼出し信号検知装置を持ち、それから得られる情報により、店員配置の管理をできるようにした。
【００１３】
請求項６記載の発明では、異常検知装置に有線又は無線の通信機能を組込み、検知した情報を店舗管理サーバー等に配信できるようにした。
請求項７記載の発明では、異常警報、店員呼び出しなどのイベント発生時の情報に連動して監視カメラまたは、その撮影画像を制御する機能を組み込めるようになる。
請求項８記載の発明では、異常検知装置で収集した情報をサーバーに集約し、それらの情報を利用して総合的なセキュリティシステムの管理運営が可能になるようにした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、誤検出が少なく、微弱な信号からでも警報音の検出が可能な小型の異常検知装置を実現でき、盗難、火災、顧客の存在場所、店員呼出し箇所等の店舗におけるセキュリティ情報も検知して収集可能になり、それをもとに監視カメラを制御して、更に詳しく店舗の状況が把握できるようになり、総合的セキュリィテイシステムが構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】異常検知装置の基本的構成のブロック図
【図２】特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法ブロック図
【図３】警報音周波数成分の時間変化波形の例
【図４】周波数成分時間変化波形類似度による検出法ブロック図
【図５】警報音検出の統合化ブロック図
【図６】機能拡張された異常検知装置のブロック図
【図７】基本的なセキュリティシステムの構成図
【図８】監視カメラ制御機能を持つセキュリティシステムの構成図
【図９】サーバーで管理されたトータルセキュリティシステムのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態による異常検知装置の基本的構成を示すブロック図である。本基本的構成において、２は処理装置、３はマイクロホン、４はマイクロホン増幅器、５は表示・警報装置、６はリセットスイッチである。処理装置２は、複数の入出力ポートを持つだけでなく、アナログ信号を入力できるＡＤ変換器のインタフェースを含み、ディジタル信号処理のための処理機能を持つものである。マイクロホン３は、盗難防止タグ等から発報される警報音を取り込むために用いる。マイクロホン増幅器４は、微弱なマイクロホン信号を増幅するとともに、警報音の周波数成分を主として通過させるアナログ帯域通過フィルタ機能を持たせ、アンチエイリアスフィルタとしても機能させる。処理装置２でディジタル信号処理による警報音の検出結果は、表示・警報装置５によって知らせる。リセットスイッチ６は、処理装置２によって表示・警報装置５の警報音の検出状態を初期化するために用いる。なお、このリセットスイッチ６は、スイッチボタンを用いた簡単な構成も可能であるが、遠隔制御可能な赤外線や無線を使ったリモコンを用いる。
【００１８】
本発明の実施形態による異常検知装置の基本的構成は、処理装置２で行なうディジタル信号処理による警報音の検知方式が特徴である。本発明の実施の形態において、対象とする警報音は、数ｋＨｚの音を１秒に数回間歇発音させるものや、上限周波数と下限周波数の間で一定のスイープ周期で折り返しスイープするタイプである。これらの警報音は、いずれも、一定の時間毎に特定の周波数成分が現れる特徴を持っている。警報音が一定周波数の警報でなく上限周波数と下限周波数の間で一定のスイープ周波数で折り返しスイープするタイプの警報音に関しては、上限周波数と下限周波数の間の特定の周波数成分がスイープ繰り返し時間の間に２度現れることになる。つまり、特定の周波数成分がスィープ周期で現れることに注目すれば、間歇発音する警報音と同一の検出法により警報音を検出できる。特に、上限周波数近辺と下限周波数近辺とでは、スイープが折り返すので、周波数変動範囲は限定され、スイープ繰り返し時間の間にそれぞれ１度現れることになるが、その周波数に近い成分が現れる期間は、スィープ期間の途中の周波数成分検出時間より長くなり、より確実に警報音を捉えられる。
【００１９】
図２に、本発明の第１の実施形態として、特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法を示す。まず、警報音の周波数分析処理手段２１により特定周波数成分を求める。このとき、警報音の数周期（例えば４〜３２周期）の時間毎に離散フーリエ変換等により周波数解析を行い、警報音の周波数の振幅又はパワー成分を順次求める。この処理法を、離散フーリエ変換を使って行うと以下のようになる。マイクロホン３で検知した警報音を含む音信号は、マイクロホン増幅器４から処理装置２へディジタル化して取り込む。このとき、解析すべき警報音に含まれる特定の周波数ｆのｋ倍の標本化周波数ｋ・ｆ（ｋ＞２）で音信号をサンプリングする。ｎ番目にサンプリングされた音のディジタル信号をＳｔ（ｎ）とする。警報音に含まれる特定の周波数ｆの周期１／ｆのｍ倍の時間で、その周波数成分のフーリエ級数Ｓｆ（ｆ）を求めると、虚数ｊを用いた複素数表現で以下の式のようになる。
【００２０】
【数１】
これから、特定の周波数の振幅成分
【００２１】
【数２】
とパワー成分
【００２２】
【数３】
が得られる。
この振幅成分ないしパワー成分は、特定の周波数ｆのｍ周期毎に順次求め流ことになるが、ここでｍを大きくすると周波数成分の弁別能力は上がるが、周波数成分を順次計算する時間間隔は粗くなる。このため、ｍ周期の計算を、前の計算周期とオーバラップさせながら行うことで、特定周波数の振幅成分ないしパワー成分の変化を短い時間間隔で計算できるようになる。
【００２３】
この処理により得られた周波数成分の一例を図３に示す。この図で横軸の数字は、１６周期毎に８周期オーバラップさせながら周波数分析を行い、特定周波数成分を求めた順番を示し、時間経過に対応する。縦軸は警報音に含まれる特定周波数の振幅成分Ａ（ｆ）の大きさである。この波形からわかるように、特定周波数が現れる周期毎に警報音周波数成分が断続的に現れるが、その波形も取得した環境における雑音や反響（エコー）により乱れがあり、環境によっては、更に乱れた波形になることもある。
【００２４】
更に、図２の警報音の特定周波数成分の周期性分析処理手段２２において、上記の計算法で求めた警報音に含まれる特定の周波数の振幅成分ないしパワー成分のＡ（ｆ）を、更に上記と同様なフーリエ変換等を用いて周波数解析により、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分を求め、それを検出係数Ｅｃとして、その大きさから警報音があるか否かを検出できる。ここでも、特定の周波数成分が現れる周期の数サイクル（例えば２ないし８サイクル）の時間で周波数解析して、当該周期の振幅又はパワー成分から検出係数Ｅｃを求め、繰り返し現れる周期成分の弁別能力を上げることができる。
【００２５】
このとき、繰り返し現れる周期成分以外の直流成分を含む他の周期成分も求めておき、それら何れかの成分で警報音の繰り返し現れる周期成分を除して規格化した係数を用いれば、その成分も繰り返し現れる周期成分と同様にマイク音量に比例するので、マイク音量に依存しない、広範囲の警報音の検知が可能になる。
【００２６】
上述の処理について、数式を使って説明する。警報音の周波数分析処理手段２１により求めた特定の周波数の振幅成分Ａ（ｆ）、ないし、パワー成分Ｐ（ｆ）をのｔ番目の値をＷ（ｔ）とする。特定の周波数成分が繰り返し現れる周期を、Ｗ（ｔ）をＴ回計算する時間に対応させ、それの整数ｕ倍のｕＴ個のＷ（ｔ）からフーリエ級数を計算すると、ｕ次のフーリエ級数が特定の周波数が繰り返し現れる周期成分に対応することになる。この計算を順次行い、ｌ回目に求めたフーリエ級数ＶｖＴ（ｌ）は、以下のように求まる。
【００２７】
【数４】
これから、特定の周波数が繰り返し現れる大きさに対応した振幅成分
【００２８】
【数５】
と、パワー成分
【００２９】
【数６】
が得られる。
ここで、ｖはフーリエ級数の次数であり、０≦ｖ≦ｕで求めることになる。これらの式で、ｖ＝ｕは、警報音の特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分の大きさに対応しており、この振幅成分ないしパワー成分が大きいと、警報音を検知したことになる。
Ｖ＝０は直流成分になり、警報音に含まれる特定の周波数成分の計算時間にわたる平均値を与える。これらの成分は、マイク音量に比例しており、
【００３０】
【数７】
または、
【００３１】
【数８】
のように、直流成分を含む他の周期成分で規格化した警報音の検知係数として用いると、マイク音量に依存しない警報音の検知が可能となる。特に，直流成分で規格化すると、雑音の中に検知しようとする特定周波数成分多く現れる場合は、検出係数Ｅｃは小さくなり誤検出が少なくなり、また計算量も少なくできる。ここで、ＥｃＡ（ｌ）ないし、
Ｅｃｐ（ｌ）で与えられる検出係数をＥｃと呼ぶことにする。特定の周波数成分がデューティサイクル５０％で、雑音とエコーが無い理想的な場合、図３に示す警報音周波数成分の時間変化波形は矩形波パルスになり、このときは直流成分で規格化した検出係数は、振幅値で計算すると
【００３２】
【数９】
パワー値で計算すると
【００３３】
【数１０】
となり、これより小さな値を閾値として、警報音のあるか否かを判定する。
【００３４】
音の反響（エコー）がある場合、直接音に反響音が重畳され、検出した警報音の持つ特定の周波数成分の時間変化波形に乱れが生じる。極端な環境では、警報音の持つ特定の周波数成分の時間変化波形を図２の特定周波数成分の周期性分析処理手段２２で周波数分析すると、警報音固有の特定の周波数成分に、警報音固有の繰り返し現れる周期の成分が殆どなくなり、その高調波成分の方が大きくなることもある。このような場合、本発明の第２の実施形態である図４に示す周波数成分の時間変化波形類似度による検出法が効果的である。警報音の発信源とマイクの設置環境が変わらなければ、特定の周波数成分が現れる周期毎に警報音周波数成分の時間変化波形とはほぼ同じになると考えられる。この類似度を、警報音周波数分析処理手段２１により求めた警報音に含まれる特定の周波数成分について、類似性検知処理手段３２によって、特定の周波数成分が現れる周期時間で、過去の周期の特定の周波数成分時間変化波形と自己相関係数を求め、その大きさから警報音の検出係数Ｅｒを求めることができ、この大きさから警報音があるか否かを検知できる。
【００３５】
上述の処理について、数式を使って説明する。警報音の周波数分析処理手段２１により求めた特定の周波数の振幅成分ないしパワー成分のｔ番目の値をＷ（ｔ）とするとし、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期が、Ｗ（ｔ）をＴ回計算する周期に対応しているとすると、ｑ回目に求めたＥｒ（ｑ）は以下の自己相関係数から求められる。
【００３６】
【数１１】
【００３７】
なお、ここでｈは、ｈ周期以前の警報音の特定周波数成分との自己相関係数を計算することを示す数値である。警報音に含まれる特定の周波数成分の時間応答波形は、検出環境の変化と共に変化するので、直前の周期との自己相関係数を求める場合のｈ＝１が望ましいが、検出環境が数周期経過した後に再現するような場合も起こり、ｈ＝１以外の警報音の検出係数Ｅｒも有効となることがある。
【００３８】
Ｗ（ｔ）はマイクロホンの音量に依存するが、この式から判るように、完全に同じ波形の場合Ｅｒ（ｑ）＝１となり、１より小さな値を閾値として、警報音があるか否かを判定する。更に、この検出係数Ｅｒ（ｑ）の分母と分子にはＷ（ｔ）が同じ次数で入っており、Ｅｒ（ｑ）は、マイク音量調整設定に依存しない。
【００３９】
図５は、本発明の第３の実施形態を示すものである。すなわち、図５において点線で囲った処理ブロック２０において、まず、警報音の周波数分析処理手段２１により特定周波数成分Ｗ（ｔ）を求める。ついで、警報音の特定周波数成分の周期性分析処理手段２２において、特定の周波数の振幅成分ないしパワー成分の時間変化Ａ（ｆ）ないしＰ（ｆ）
を、更に上記と同様なフーリエ変換等を用いて周波数解析により、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分ＡｕＴ（ｌ）を求める。このとき同時に、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分以外の周期成分ＡｖＴ（ｌ）をも求めておき、規格化と判定処理２３により、ＡｕＴ（ｌ）をＡｖＴ（ｌ）で除し、検出係数Ｅｃを求める。なお、この検出係数Ｅｃを求める処理２０は、図2で本発明の第１の実施形態として示した、特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法と同様の方法である。
【００４０】
上記処理と並行して、図５において点線で囲った処理ブロック３０において、警報音の周波数分析処理手段２１により求めた特定周波数成分の時間変化Ｗ（ｔ）を類似性検知処理手段３２によって、特定の周波数成分が現れる周期時間で、過去の周期の特定の周波数成分時間変化パターンと自己相関係数Ｅｒを求める。なお、この検出係数を求める処理３０は、図４で本発明の第２の実施形態として示した、周波数成分の時間変化波形類似度による検出法と同様の方法である。また、図５では、本発明の第１の実施例と本発明の第２の実施例の両方で用いた周波数分析処理手段２１は、共通にまとめているが、それぞれ別個にこれらの処理手段２１を設けてもかまわない。
統合判定処理ステップ４１では、二つの検出係数Ｅｃ、Ｅｒの関係不等式から警報音の検出を行う。１例として簡便な１次の関係不等式の用いた場合を以下に示す。すなわち、以下の３つの条件を満足した場合に警報音を検知したと判定する。
【００４１】
【数１２】
【００４２】
【数１３】
【００４３】
【数１４】
ここで、これらの式に表れるにα、β、γ、δの値は、実験により、警報音が無いとき、雑音等による誤検出が殆ど起こらない条件で決定する。（数１２）と（数１３）
の条件式は、それぞれの検出係数が極端に小さいときは除外するもので、（数１４）の条件式はそれぞれの検出係数が小さな値でない場合の判定式である。関係不等式としては、２次以上あるいは初等関数を用いることも可能である。
【００４４】
統合判定処理手段４１からの出力は、誤検出を避けるため定数α、β、γ、δの値が選ばれる。通常、警報音検知装置の警報音を取得する環境は、固定的でなく、警報音の発信源は移動し、また、環境の変化から雑音信号も変動する。このため、警報音の発音中であっても状況の変化から連続した警報音検出ができないことが起こる。このため、n回中m回以上検出できれば検出したとする図５の４２に示す統計的処理手段を用いて評価するようにして、検出精度を上げることができる。ここで、
【００４５】
【数１５】
で、n、mはシステムの設置状況によって決定する。このように統合化した検出法を用いることにより、誤検知を殆どしない信頼性の高い警報音の検出を実現する。
処理装置２において、フーリエ変換により周波数成分を求めるとき、振幅成分を用いてもパワー成分を用いても大小の判定は可能である。しかし、振幅成分は平方根の計算が必要であるため、パワー成分を用いて処理することにより計算量を減らせる。同様に、自己相関係数を求める場合も、平方根の計算が必要であるが、大小判定だけできればよいので、自己相関係数の２乗値により判定することにして、平方根の計算を省き計算量を減らせる。
【００４６】
本発明の実施形態による基本的な異常装置は、処理装置２としてワンチップマイクロコンピュータや、専用論理素子、または、プログラム可能な汎用論理素子等の集積回路を利用すれば、小型化が可能であるだけでなく、各種のセンサーを付加し、更に有線ないし無線の通信機能を持たせて、端末で検知した状態の発信や管理装置からの指令により制御可能となる。また、取得した情報に基づき監視カメラを制御し、異常状態を撮影し記録することも可能になる。これらのことから、この異常検知装置は、警報音検知だけでなく、高度な店舗管理運営のために利用できるようになる。
なお、処理装置２としてパーソナルコンピュータ等の小型コンピュータシステムを用いることもできる。パーソナルコンピュータのオーディオインタフェースにマイクロホンを接続し、パーソナルコンピュータに本発明の実施形態を実現するプログラムを実行させることにより、簡便に、警報音検知装置を実現できる。また、信号の周波数分析には離散フーリエ変換を用いて説明したが、同様な処理ができる直交変換を用いて処理することも可能である。
【００４７】
図６は、図１に示す基本的な異常検知装置に、更に、各種のセンサー類を付加して拡張した異常検知装置である。図中、基本的な異常検知装置に当たるところを点線で囲い１００で示す。基本的異常検知装置１００に、人検知センサー７や煙検知センサー８や炎検知センサー９や店員呼出ボタン１０が付加され、情報交換するためのネットワークアダプタ１３と有線通信路１４、又は無線通信アンテナ１５を持たせて機能を拡張した異常検知装置を点線で囲い２００で示す。更に、監視カメラ１２のための監視カメラ制御部１１を、追加拡張した異常検知装置も点線で囲い２０１で示している。これらの付加機能は、必要に応じて、追加拡張して異常検知装置を構成する。
【００４８】
図７は、図６に示す機能拡張された異常検知装置２００を複数個利用したセキュリティシステムの構成例である。このセキュリティシステムは、セキュリティシステム管理装置４００と、複数の異常検知装置２００と、それらを結ぶ有線又は無線の通信路１６から構成される。複数個の異常検知装置２００を店内に設置し、それらを有線又は無線の通信路１６でセキュリティシステム管理装置３００と結べば、情報が即時に収集でき、異常場所の特定が可能になり、迅速な対処ができることになる。
【００４９】
特に、図８に示すように監視カメラ御制御機能を持たせた警報音を検知する異常検知装置２０１を店舗の要所要所に設置し、それぞれの異常検知装置２０１に対応して監視カメラ１２を配置し、それぞれの情報をネットワークインタフェース装置１２と有線通信路１３又は無線通信アンテナ１４を用いてセキュリティシステム管理装置４００と通信するようにすれば、異常が起こった特定の場所の状況がセキュリティシステム管理装置４００で監視でき、セキュリティシステム管理装置２を構成するモニタ上に、店舗内の警報を発している端末装置２０１の位置を表示するとともに、その端末装置２０１に対応する監視カメラ１２の画像が表示され、警報の場合は警報を鳴らした不審者や、呼出しコールの場合は呼び出しボタンを押した人の画像が表示することが可能となり、迅速な対応が可能となる。さらには図８に示すように、それらの情報をセキュリティシステム管理装置４００から店舗スタッフの持つ携帯端末１７へ転送することにより、一層効率的なシステムを構築することが可能となる。また、不審者の場合は、その画像を用いて要注意人物のリストが作成でき、現場での追跡調査や、次回来店した際に声かけを徹底するなど一層の防犯効果上げることも期待できる。
【００５０】
なお、この発明によれば、従来個別のセキュリティ機器であった異常検知装置２００ないし異常検知装置２０１を相互に経由して、セキュリティシステム管理装置４００に情報通信ができるシステム化も可能となる。
【００５１】
更には、図９に示すように複数の店舗がある場合、各店舗のセキュリティシステム管理装置３００又は監視カメラ制御機能を持つセキュリティシステム管理装置４００を、通信回線を経由して本部のセキュリティ管理室にあるサーバー５０に接続すれば、本部にいながら各店舗のセキュリティ状況がチェックできるトータルセキュリティシステムが構築できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係わるセキュリティシステムは、商業の分野で店舗の安全運営に寄与する安価なシステムを実現するもので、店舗内の異常状態が生じた場所を特定して検知し、万引き対策にも効果的なシステムを提供する。
【符号の説明】
【００５３】
２ 処理装置
３ マイクロホン
４ マイクロホン増幅器
５ 表示・警報装置
６ リセットスイッチ
７ 人検知センサー
８ 煙検知センサー
９ 炎検知センサー
１０ 店員呼出ボタン
１１ 監視カメラ制御部
１２ 監視カメラ
１３ ネットワークインタフェース装置
１４ 有線通信路無線通信アンテナ
１５ 無線通信アンテナ
１６ 通信路（有線又は無線）
１７ 携帯端末
２０ 特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法
２１ 警報音の周波数分析
２２ 特定周波数成分の周期性分析
２３ 規格化と判定
３０ 周波数成分時間変化波形類似度による検出法
３２ 類似性検知
４１ 統合判定
４２ 統計的処理
５０ サーバー
１００ 基本的異常検知装置
２００ 機能拡張された異常検知装置
２０１ 監視カメラ制御機能を持つ異常検知装置
３００ セキュリティシステム管理装置
４００ 監視カメラ制御機能を持つセキュリティシステム管理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防犯、異常検知等に用いられる異常検知装置、ならびにセキュリティシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、店舗セキュリティシステムで広く用いられる自鳴式盗難防止タグは、内部にマイクロコンピュータなどの処理装置、異常検知機構、ブザーを持ち、異常時に人に不快感を与え異常を知らせる警報音を発生する。警報音を発生させる異常とは、盗難防止タグが商品から取り外された場合や、店舗の出入り口に設置された盗難防止用アンテナに組み込まれた送信コイルより発信される信号を盗難防止タグが受信する場合である。警報音としては、数ｋＨｚの音を１秒に数回間歇発音させるものや、上限周波数と下限周波数の間で一定のスイープ周期で折り返しスイープするタイプが使われている。これらの警報音は、双方とも、一定の時間毎に特定の周波数成分が現れる特徴を持っている。
【０００３】
これらの盗難防止タグ等が警報音を出した際に、ＢＧＭが流れる店舗、喧騒状態にある店舗、広い店舗、店員の少ない店舗では、警報音を聞き漏らしたり、発生場所や万引き犯を特定しにくいという問題点がある。また、警報音を発報している機器そのものを破壊したり、水槽に水没させるなどした場合に短時間に警報音が消えてしまうことがあり、このような場合も検知し難いこともある。更に、店舗のセキュリティを警備室等で集中管理するためにも、警報音の発生場所が特定できる情報を、セキュリティを集中管理するサーバーに通信できる検知装置が望まれる。
この警報音の発生を検知するためには、発音時に同時にタグから発信される電磁波信号の検出により行っていた。この電磁波信号は、警報音の発生源である駆動回路に用いられるインダクターからの漏れ磁束などにより発生する。この信号検知のために、先行技術文献１に記載の、盗難防止用アンテナに一体化して組み込まれた受信コイルを用いて検知する方法が一搬的であった。
【０００４】
しかし、この盗難防止アンテナシステムは大きさが１ｍ×４０ｃｍ程度と比較的大きな形状のものであり、価格も高いという欠点があり、店舖内の各所に設置してセキュリティを高めることは難しかった。また、盗難防止アンテナ周辺の照明器具や電動機からの電源ノイズの影響を受け、更に、盗難防止タグを発音させるための比較的大信号である送信信号の影響を受け、警報音の信号の検出感度が低くなるという欠点があった。また、このようなゲートを設置することは、高級品を取り扱う店舗にとってイメージダウンになることから、床の中に埋め込んで設置されることもあったが、更に電磁雑音の影響を受け、動作が不安定となっていた。
【０００５】
盗難防止タグなどのセキュリティ機器の警報音は音であることから、マイクで音を取り、警報音を検知する音検知法は、小型の検知装置を実現する手段となると考えられる。しかし、店舗のＢＧＭ、客の喧騒、外部から騒音等の雑音だけでなく、音の壁等の構造物からの反響で、マイクから取り込んだ音信号は、元々の発報音とかなり違ったものになり、警報音の信頼性の高い検知は困難であるとして、音検知法は使われていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１３８４２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、盗難防止タグ等の警報音を音そのものとして捉え、信頼性の高い検知ができ、更に、店舗管理用の各種セキュリティ情報を含めて発信できる小型の高性能な異常検知装置を実現し、総合的なセキュリティシステムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明では、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析して求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段を備え、上記周期性分析手段の出力の大きさから、警報音を検知するようにした。
【０００９】
請求項２記載の発明では、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記類似性検知手段の出力の大きさから警報音を検知するようにした。
【００１０】
請求項３記載の発明では、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段と、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記周期性分析手段の出力と上記類似性検知手段の出力の大きさを組み合わせて判断することにより、信頼性高く警報音を検知するようにした。
【００１１】
請求項４記載の発明では、警報音の検知機能だけでなく、人検知センサー、煙検知センサー、炎検知センサー等のセキュリティセンサーを持ち、それから得られる情報により、総合的なセキュリティ管理をできるようにした。
【００１２】
請求項５記載の発明では、店員呼出し信号検知装置を持ち、それから得られる情報により、店員配置の管理をできるようにした。
【００１３】
請求項６記載の発明では、異常検知装置に有線又は無線の通信機能を組込み、検知した情報を店舗管理サーバー等に配信できるようにした。
請求項７記載の発明では、異常警報、店員呼び出しなどのイベント発生時の情報に連動して監視カメラまたは、その撮影画像を制御する機能を組み込めるようになる。
請求項８記載の発明では、異常検知装置で収集した情報をサーバーに集約し、それらの情報を利用して総合的なセキュリティシステムの管理運営が可能になるようにした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、誤検出が少なく、微弱な信号からでも警報音の検出が可能な小型の異常検知装置を実現でき、盗難、火災、顧客の存在場所、店員呼出し箇所等の店舗におけるセキュリティ情報も検知して収集可能になり、それをもとに監視カメラを制御して、更に詳しく店舗の状況が把握できるようになり、総合的セキュリィテイシステムが構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】異常検知装置の基本的構成のブロック図
【図２】特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法ブロック図
【図３】警報音周波数成分の時間変化波形の例
【図４】周波数成分時間変化波形類似度による検出法ブロック図
【図５】警報音検出の統合化ブロック図
【図６】機能拡張された異常検知装置のブロック図
【図７】基本的なセキュリティシステムの構成図
【図８】監視カメラ制御機能を持つセキュリティシステムの構成図
【図９】サーバーで管理されたトータルセキュリティシステムのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態による異常検知装置の基本的構成を示すブロック図である。本基本的構成において、２は処理装置、３はマイクロホン、４はマイクロホン増幅器、５は表示・警報装置、６はリセットスイッチである。処理装置２は、複数の入出力ポートを持つだけでなく、アナログ信号を入力できるＡＤ変換器のインタフェースを含み、ディジタル信号処理のための処理機能を持つものである。マイクロホン３は、盗難防止タグ等から発報される警報音を取り込むために用いる。マイクロホン増幅器４は、微弱なマイクロホン信号を増幅するとともに、警報音の周波数成分を主として通過させるアナログ帯域通過フィルタ機能を持たせ、アンチエイリアスフィルタとしても機能させる。処理装置２でディジタル信号処理による警報音の検出結果は、表示・警報装置５によって知らせる。リセットスイッチ６は、処理装置２によって表示・警報装置５の警報音の検出状態を初期化するために用いる。なお、このリセットスイッチ６は、スイッチボタンを用いた簡単な構成も可能であるが、遠隔制御可能な赤外線や無線を使ったリモコンを用いる。
【００１８】
本発明の実施形態による異常検知装置の基本的構成は、処理装置２で行なうディジタル信号処理による警報音の検知方式が特徴である。本発明の実施の形態において、対象とする警報音は、数ｋＨｚの音を１秒に数回間歇発音させるものや、上限周波数と下限周波数の間で一定のスイープ周期で折り返しスイープするタイプである。これらの警報音は、いずれも、一定の時間毎に特定の周波数成分が現れる特徴を持っている。警報音が一定周波数の警報でなく上限周波数と下限周波数の間で一定のスイープ周波数で折り返しスイープするタイプの警報音に関しては、上限周波数と下限周波数の間の特定の周波数成分がスイープ繰り返し時間の間に２度現れることになる。つまり、特定の周波数成分がスィープ周期で現れることに注目すれば、間歇発音する警報音と同一の検出法により警報音を検出できる。特に、上限周波数近辺と下限周波数近辺とでは、スイープが折り返すので、周波数変動範囲は限定され、スイープ繰り返し時間の間にそれぞれ１度現れることになるが、その周波数に近い成分が現れる期間は、スィープ期間の途中の周波数成分検出時間より長くなり、より確実に警報音を捉えられる。
【００１９】
図２に、本発明の第１の実施形態として、特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法を示す。まず、警報音の周波数分析処理手段２１により特定周波数成分を求める。このとき、警報音の数周期（例えば４〜３２周期）の時間毎に離散フーリエ変換等により周波数解析を行い、警報音の周波数の振幅又はパワー成分を順次求める。この処理法を、離散フーリエ変換を使って行うと以下のようになる。マイクロホン３で検知した警報音を含む音信号は、マイクロホン増幅器４から処理装置２へディジタル化して取り込む。このとき、解析すべき警報音に含まれる特定の周波数ｆのｋ倍の標本化周波数ｋ・ｆ（ｋ＞２）で音信号をサンプリングする。ｎ番目にサンプリングされた音のディジタル信号をＳｔ（ｎ）とする。警報音に含まれる特定の周波数ｆの周期１／ｆのｍ倍の時間で、その周波数成分のフーリエ級数Ｓｆ（ｆ）を求めると、虚数ｊを用いた複素数表現で以下の式のようになる。
【００２０】
【数１】
これから、特定の周波数の振幅成分
【００２１】
【数２】
とパワー成分
【００２２】
【数３】
が得られる。
この振幅成分ないしパワー成分は、特定の周波数ｆのｍ周期毎に順次求め流ことになるが、ここでｍを大きくすると周波数成分の弁別能力は上がるが、周波数成分を順次計算する時間間隔は粗くなる。このため、ｍ周期の計算を、前の計算周期とオーバラップさせながら行うことで、特定周波数の振幅成分ないしパワー成分の変化を短い時間間隔で計算できるようになる。
【００２３】
この処理により得られた周波数成分の一例を図３に示す。この図で横軸の数字は、１６周期毎に８周期オーバラップさせながら周波数分析を行い、特定周波数成分を求めた順番を示し、時間経過に対応する。縦軸は警報音に含まれる特定周波数の振幅成分Ａ（ｆ）の大きさである。この波形からわかるように、特定周波数が現れる周期毎に警報音周波数成分が断続的に現れるが、その波形も取得した環境における雑音や反響（エコー）により乱れがあり、環境によっては、更に乱れた波形になることもある。
【００２４】
更に、図２の警報音の特定周波数成分の周期性分析処理手段２２において、上記の計算法で求めた警報音に含まれる特定の周波数の振幅成分ないしパワー成分のＡ（ｆ）を、更に上記と同様なフーリエ変換等を用いて周波数解析により、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分を求め、それを検出係数Ｅｃとして、その大きさから警報音があるか否かを検出できる。ここでも、特定の周波数成分が現れる周期の数サイクル（例えば２ないし８サイクル）の時間で周波数解析して、当該周期の振幅又はパワー成分から検出係数Ｅｃを求め、繰り返し現れる周期成分の弁別能力を上げることができる。
【００２５】
このとき、繰り返し現れる周期成分以外の直流成分を含む他の周期成分も求めておき、それら何れかの成分で警報音の繰り返し現れる周期成分を除して規格化した係数を用いれば、その成分も繰り返し現れる周期成分と同様にマイク音量に比例するので、マイク音量に依存しない、広範囲の警報音の検知が可能になる。
【００２６】
上述の処理について、数式を使って説明する。警報音の周波数分析処理手段２１により求めた特定の周波数の振幅成分Ａ（ｆ）、ないし、パワー成分Ｐ（ｆ）をのｔ番目の値をＷ（ｔ）とする。特定の周波数成分が繰り返し現れる周期を、Ｗ（ｔ）をＴ回計算する時間に対応させ、それの整数ｕ倍のｕＴ個のＷ（ｔ）からフーリエ級数を計算すると、ｕ次のフーリエ級数が特定の周波数が繰り返し現れる周期成分に対応することになる。この計算を順次行い、ｌ回目に求めたフーリエ級数ＶｖＴ（ｌ）は、以下のように求まる。
【００２７】
【数４】
これから、特定の周波数が繰り返し現れる大きさに対応した振幅成分
【００２８】
【数５】
と、パワー成分
【００２９】
【数６】
が得られる。
ここで、ｖはフーリエ級数の次数であり、０≦ｖ≦ｕで求めることになる。これらの式で、ｖ＝ｕは、警報音の特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分の大きさに対応しており、この振幅成分ないしパワー成分が大きいと、警報音を検知したことになる。
Ｖ＝０は直流成分になり、警報音に含まれる特定の周波数成分の計算時間にわたる平均値を与える。これらの成分は、マイク音量に比例しており、
【００３０】
【数７】
または、
【００３１】
【数８】
のように、直流成分を含む他の周期成分で規格化した警報音の検知係数として用いると、マイク音量に依存しない警報音の検知が可能となる。特に，直流成分で規格化すると、雑音の中に検知しようとする特定周波数成分多く現れる場合は、検出係数Ｅｃは小さくなり誤検出が少なくなり、また計算量も少なくできる。ここで、ＥｃＡ（ｌ）ないし、
Ｅｃｐ（ｌ）で与えられる検出係数をＥｃと呼ぶことにする。特定の周波数成分がデューティサイクル５０％で、雑音とエコーが無い理想的な場合、図３に示す警報音周波数成分の時間変化波形は矩形波パルスになり、このときは直流成分で規格化した検出係数は、振幅値で計算すると
【００３２】
【数９】
パワー値で計算すると
【００３３】
【数１０】
となり、これより小さな値を閾値として、警報音のあるか否かを判定する。
【００３４】
音の反響（エコー）がある場合、直接音に反響音が重畳され、検出した警報音の持つ特定の周波数成分の時間変化波形に乱れが生じる。極端な環境では、警報音の持つ特定の周波数成分の時間変化波形を図２の特定周波数成分の周期性分析処理手段２２で周波数分析すると、警報音固有の特定の周波数成分に、警報音固有の繰り返し現れる周期の成分が殆どなくなり、その高調波成分の方が大きくなることもある。このような場合、本発明の第２の実施形態である図４に示す周波数成分の時間変化波形類似度による検出法が効果的である。警報音の発信源とマイクの設置環境が変わらなければ、特定の周波数成分が現れる周期毎に警報音周波数成分の時間変化波形とはほぼ同じになると考えられる。この類似度を、警報音周波数分析処理手段２１により求めた警報音に含まれる特定の周波数成分について、類似性検知処理手段３２によって、特定の周波数成分が現れる周期時間で、過去の周期の特定の周波数成分時間変化波形と自己相関係数を求め、その大きさから警報音の検出係数Ｅｒを求めることができ、この大きさから警報音があるか否かを検知できる。
【００３５】
上述の処理について、数式を使って説明する。警報音の周波数分析処理手段２１により求めた特定の周波数の振幅成分ないしパワー成分のｔ番目の値をＷ（ｔ）とするとし、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期が、Ｗ（ｔ）をＴ回計算する周期に対応しているとすると、ｑ回目に求めたＥｒ（ｑ）は以下の自己相関係数から求められる。
【００３６】
【数１１】
【００３７】
なお、ここでｈは、ｈ周期以前の警報音の特定周波数成分との自己相関係数を計算することを示す数値である。警報音に含まれる特定の周波数成分の時間応答波形は、検出環境の変化と共に変化するので、直前の周期との自己相関係数を求める場合のｈ＝１が望ましいが、検出環境が数周期経過した後に再現するような場合も起こり、ｈ＝１以外の警報音の検出係数Ｅｒも有効となることがある。
【００３８】
Ｗ（ｔ）はマイクロホンの音量に依存するが、この式から判るように、完全に同じ波形の場合Ｅｒ（ｑ）＝１となり、１より小さな値を閾値として、警報音があるか否かを判定する。更に、この検出係数Ｅｒ（ｑ）の分母と分子にはＷ（ｔ）が同じ次数で入っており、Ｅｒ（ｑ）は、マイク音量調整設定に依存しない。
【００３９】
図５は、本発明の第３の実施形態を示すものである。すなわち、図５において点線で囲った処理ブロック２０において、まず、警報音の周波数分析処理手段２１により特定周波数成分Ｗ（ｔ）を求める。ついで、警報音の特定周波数成分の周期性分析処理手段２２において、特定の周波数の振幅成分ないしパワー成分の時間変化Ａ（ｆ）ないしＰ（ｆ）
を、更に上記と同様なフーリエ変換等を用いて周波数解析により、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分ＡｕＴ（ｌ）を求める。このとき同時に、特定の周波数成分が繰り返し現れる周期成分以外の周期成分ＡｖＴ（ｌ）をも求めておき、規格化と判定処理２３により、ＡｕＴ（ｌ）をＡｖＴ（ｌ）で除し、検出係数Ｅｃを求める。なお、この検出係数Ｅｃを求める処理２０は、図2で本発明の第１の実施形態として示した、特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法と同様の方法である。
【００４０】
上記処理と並行して、図５において点線で囲った処理ブロック３０において、警報音の周波数分析処理手段２１により求めた特定周波数成分の時間変化Ｗ（ｔ）を類似性検知処理手段３２によって、特定の周波数成分が現れる周期時間で、過去の周期の特定の周波数成分時間変化パターンと自己相関係数Ｅｒを求める。なお、この検出係数を求める処理３０は、図４で本発明の第２の実施形態として示した、周波数成分の時間変化波形類似度による検出法と同様の方法である。また、図５では、本発明の第１の実施例と本発明の第２の実施例の両方で用いた周波数分析処理手段２１は、共通にまとめているが、それぞれ別個にこれらの処理手段２１を設けてもかまわない。
統合判定処理ステップ４１では、二つの検出係数Ｅｃ、Ｅｒの関係不等式から警報音の検出を行う。１例として簡便な１次の関係不等式の用いた場合を以下に示す。すなわち、以下の３つの条件を満足した場合に警報音を検知したと判定する。
【００４１】
【数１２】
【００４２】
【数１３】
【００４３】
【数１４】
ここで、これらの式に表れるにα、β、γ、δの値は、実験により、警報音が無いとき、雑音等による誤検出が殆ど起こらない条件で決定する。（数１２）と（数１３）
の条件式は、それぞれの検出係数が極端に小さいときは除外するもので、（数１４）の条件式はそれぞれの検出係数が小さな値でない場合の判定式である。関係不等式としては、２次以上あるいは初等関数を用いることも可能である。
【００４４】
統合判定処理手段４１からの出力は、誤検出を避けるため定数α、β、γ、δの値が選ばれる。通常、警報音検知装置の警報音を取得する環境は、固定的でなく、警報音の発信源は移動し、また、環境の変化から雑音信号も変動する。このため、警報音の発音中であっても状況の変化から連続した警報音検出ができないことが起こる。このため、n回中m回以上検出できれば検出したとする図５の４２に示す統計的処理手段を用いて評価するようにして、検出精度を上げることができる。ここで、
【００４５】
【数１５】
で、n、mはシステムの設置状況によって決定する。このように統合化した検出法を用いることにより、誤検知を殆どしない信頼性の高い警報音の検出を実現する。
処理装置２において、フーリエ変換により周波数成分を求めるとき、振幅成分を用いてもパワー成分を用いても大小の判定は可能である。しかし、振幅成分は平方根の計算が必要であるため、パワー成分を用いて処理することにより計算量を減らせる。同様に、自己相関係数を求める場合も、平方根の計算が必要であるが、大小判定だけできればよいので、自己相関係数の２乗値により判定することにして、平方根の計算を省き計算量を減らせる。
【００４６】
本発明の実施形態による基本的な異常装置は、処理装置２としてワンチップマイクロコンピュータや、専用論理素子、または、プログラム可能な汎用論理素子等の集積回路を利用すれば、小型化が可能であるだけでなく、各種のセンサーを付加し、更に有線ないし無線の通信機能を持たせて、端末で検知した状態の発信や管理装置からの指令により制御可能となる。また、取得した情報に基づき監視カメラを制御し、異常状態を撮影し記録することも可能になる。これらのことから、この異常検知装置は、警報音検知だけでなく、高度な店舗管理運営のために利用できるようになる。
なお、処理装置２としてパーソナルコンピュータ等の小型コンピュータシステムを用いることもできる。パーソナルコンピュータのオーディオインタフェースにマイクロホンを接続し、パーソナルコンピュータに本発明の実施形態を実現するプログラムを実行させることにより、簡便に、警報音検知装置を実現できる。また、信号の周波数分析には離散フーリエ変換を用いて説明したが、同様な処理ができる直交変換を用いて処理することも可能である。
【００４７】
図６は、図１に示す基本的な異常検知装置に、更に、各種のセンサー類を付加して拡張した異常検知装置である。図中、基本的な異常検知装置に当たるところを点線で囲い１００で示す。基本的異常検知装置１００に、人検知センサー７や煙検知センサー８や炎検知センサー９や店員呼出ボタン１０が付加され、情報交換するためのネットワークアダプタ１３と有線通信路１４、又は無線通信アンテナ１５を持たせて機能を拡張した異常検知装置を点線で囲い２００で示す。更に、監視カメラ１２のための監視カメラ制御部１１を、追加拡張した異常検知装置も点線で囲い２０１で示している。これらの付加機能は、必要に応じて、追加拡張して異常検知装置を構成する。
【００４８】
図７は、図６に示す機能拡張された異常検知装置２００を複数個利用したセキュリティシステムの構成例である。このセキュリティシステムは、セキュリティシステム管理装置４００と、複数の異常検知装置２００と、それらを結ぶ有線又は無線の通信路１６から構成される。複数個の異常検知装置２００を店内に設置し、それらを有線又は無線の通信路１６でセキュリティシステム管理装置３００と結べば、情報が即時に収集でき、異常場所の特定が可能になり、迅速な対処ができることになる。
【００４９】
特に、図８に示すように監視カメラ御制御機能を持たせた警報音を検知する異常検知装置２０１を店舗の要所要所に設置し、それぞれの異常検知装置２０１に対応して監視カメラ１２を配置し、それぞれの情報をネットワークインタフェース装置１２と有線通信路１３又は無線通信アンテナ１４を用いてセキュリティシステム管理装置４００と通信するようにすれば、異常が起こった特定の場所の状況がセキュリティシステム管理装置４００で監視でき、セキュリティシステム管理装置２を構成するモニタ上に、店舗内の警報を発している端末装置２０１の位置を表示するとともに、その端末装置２０１に対応する監視カメラ１２の画像が表示され、警報の場合は警報を鳴らした不審者や、呼出しコールの場合は呼び出しボタンを押した人の画像が表示することが可能となり、迅速な対応が可能となる。さらには図８に示すように、それらの情報をセキュリティシステム管理装置４００から店舗スタッフの持つ携帯端末１７へ転送することにより、一層効率的なシステムを構築することが可能となる。また、不審者の場合は、その画像を用いて要注意人物のリストが作成でき、現場での追跡調査や、次回来店した際に声かけを徹底するなど一層の防犯効果上げることも期待できる。
【００５０】
なお、この発明によれば、従来個別のセキュリティ機器であった異常検知装置２００ないし異常検知装置２０１を相互に経由して、セキュリティシステム管理装置４００に情報通信ができるシステム化も可能となる。
【００５１】
更には、図９に示すように複数の店舗がある場合、各店舗のセキュリティシステム管理装置３００又は監視カメラ制御機能を持つセキュリティシステム管理装置４００を、通信回線を経由して本部のセキュリティ管理室にあるサーバー５０に接続すれば、本部にいながら各店舗のセキュリティ状況がチェックできるトータルセキュリティシステムが構築できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係わるセキュリティシステムは、商業の分野で店舗の安全運営に寄与する安価なシステムを実現するもので、店舗内の異常状態が生じた場所を特定して検知し、万引き対策にも効果的なシステムを提供する。
【符号の説明】
【００５３】
２ 処理装置
３ マイクロホン
４ マイクロホン増幅器
５ 表示・警報装置
６ リセットスイッチ
７ 人検知センサー
８ 煙検知センサー
９ 炎検知センサー
１０ 店員呼出ボタン
１１ 監視カメラ制御部
１２ 監視カメラ
１３ ネットワークインタフェース装置
１４ 有線通信路無線通信アンテナ
１５ 無線通信アンテナ
１６ 通信路（有線又は無線）
１７ 携帯端末
２０ 特定周波数成分の周期的出現に基づく検出法
２１ 警報音の周波数分析
２２ 特定周波数成分の周期性分析
２３ 規格化と判定
３０ 周波数成分時間変化波形類似度による検出法
３２ 類似性検知
４１ 統合判定
４２ 統計的処理
５０ サーバー
１００ 基本的異常検知装置
２００ 機能拡張された異常検知装置
２０１ 監視カメラ制御機能を持つ異常検知装置
３００ セキュリティシステム管理装置
４００ 監視カメラ制御機能を持つセキュリティシステム管理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段を備え、上記周期性分析手段の出力の大きさから警報音を検知することを特徴とする異常検知装置。
【請求項２】
検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記類似性検出手段の出力の大きさから警報音を検知することを特徴とする異常検知装置。
【請求項３】
検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段と、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記周期性分析手段の出力と上記類似性検知手段の出力の大きさの組み合わせから警報音を検知することを特徴とする異常検知装置。
【請求項４】
請求項１，２、もしくは３記載の異常検知装置に、人検知センサー、煙検知センサー、炎検知センサー等のセキュリティセンサーを組込んだ異常検知装置。
【請求項５】
請求項１、２、３、もしくは４記載の異常検知装置に、店員呼出し信号検知装置を組込んだ請求項１から４記載の異常検知装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、もしくは５記載の異常検知装置に、有線又は無線の通信機能組込んだ異常検知装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５、もしくは６記載の異常検知装置に、異常警報、店員呼び出しなどのイベント発生時の情報に連動して監視カメラまたは、その撮影画像を制御する機能を組み込んだ異常検知装置。
【請求項８】
請求項５、６、もしくは７記載の異常検知装置とサーバーとを通信機能で結び構成した総合的なセキュリティシステム。
【請求項１】
検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段を備え、上記周期性分析手段の出力の大きさから警報音を検知することを特徴とする異常検知装置。
【請求項２】
検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記類似性検出手段の出力の大きさから警報音を検知することを特徴とする異常検知装置。
【請求項３】
検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力を更に周波数分析して、上記周波数分析手段の出力の特定周期の周期成分の強さを求める周期性分析手段と、検知すべき警報音に含まれる特定の周波数成分を周波数分析により求める周波数分析手段の出力の周期変化における特定周期の時間変化パターンと、上記特定周期以前の周期の時間変化パターンとの類似度を相関係数等で求める類似性検知手段を備え、上記周期性分析手段の出力と上記類似性検知手段の出力の大きさの組み合わせから警報音を検知することを特徴とする異常検知装置。
【請求項４】
請求項１，２、もしくは３記載の異常検知装置に、人検知センサー、煙検知センサー、炎検知センサー等のセキュリティセンサーを組込んだ異常検知装置。
【請求項５】
請求項１、２、３、もしくは４記載の異常検知装置に、店員呼出し信号検知装置を組込んだ請求項１から４記載の異常検知装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、もしくは５記載の異常検知装置に、有線又は無線の通信機能組込んだ異常検知装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５、もしくは６記載の異常検知装置に、異常警報、店員呼び出しなどのイベント発生時の情報に連動して監視カメラまたは、その撮影画像を制御する機能を組み込んだ異常検知装置。
【請求項８】
請求項５、６、もしくは７記載の異常検知装置とサーバーとを通信機能で結び構成した総合的なセキュリティシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−５３５９６（Ｐ２０１２−５３５９６Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４７２９（Ｐ２０１０−１９４７２９）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（７１０００９８２９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（７１０００９８２９）
【Ｆターム（参考）】
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