(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-08
(45)【発行日】2024-11-18
(54)【発明の名称】音響検査装置および音響検査方法
(51)【国際特許分類】
G01H 3/00 20060101AFI20241111BHJP
G10K 15/00 20060101ALI20241111BHJP
G01M 99/00 20110101ALI20241111BHJP
【ＦＩ】
G01H3/00 Z
G10K15/00 L
G01M99/00 Z
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2022024036
(22)【出願日】2022-02-18
(65)【公開番号】P2023120901
(43)【公開日】2023-08-30
【審査請求日】2024-03-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】江波戸 明彦
(72)【発明者】
【氏名】後藤 達彦
(72)【発明者】
【氏名】西村 修
【審査官】川野 汐音
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－０４７１６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０８２７１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１８１１００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２４８５９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２７０８００（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第４４６３４５３（ＵＳ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１１５０４４４６（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｈ １／００－１７／００
Ｇ０１Ｍ １３／００－１３／０４５
Ｇ０１Ｍ ９９／００
Ｇ０１Ｎ ２９／００－２９／５２
Ｇ１０Ｋ １５／００－１５／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スピーカから検査対象物に向けて加振音を放射する加振音源と、前記検査対象物の表面に沿った方向に間隔を空けて配置された少なくとも３つのマイクロホンを具備し、
前記マイクロホンのうち一部のマイクロホンを基準のマイクロホンとして、当該基準のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および前記基準のマイクロホンと異なる第１のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、前記基準のマイクロホンと前記第１のマイクロホンとの間のインパルス応答を算出し、前記基準のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および前記第１のマイクロホンと異なる第２のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、前記基準のマイクロホンと前記第２のマイクロホンとの間のインパルス応答を算出し、前記算出したインパルス応答から前記加振音に相当する成分を除去する除去部と、
前記加振音が除去されたインパルス応答に基づいて、前記放射音のインテンシティを算出するインテンシティ算出部と、
前記算出されたインテンシティに基づいて、前記検査対象物における異常が発生した部位を推定する推定部と、を具備する
音響検査装置。
【請求項2】
前記第１のマイクロホンは、前記スピーカに対して前記第２のマイクロホンよりもさらに広い間隔を空けて配置され、前記基準のマイクロホンは、前記スピーカに対して前記第１および第２のマイクロホンよりもさらに広い間隔を空けて配置される、
請求項１に記載の音響検査装置。
【請求項3】
前記基準のマイクロホンは、前記スピーカに対して前記第１のマイクロホンよりもさらに広い間隔を空けて配置され、前記第２のマイクロホンは、前記スピーカに対して前記基準のマイクロホンよりもさらに広い間隔を空けて配置される、
請求項１に記載の音響検査装置。
【請求項4】
スピーカから検査対象物に向けて加振音を放射する加振音源と、前記検査対象物の表面に沿った方向に間隔を空けて配置された少なくとも４つのマイクロホンと、を備え、
前記マイクロホンは、前記スピーカに隣接する第１のマイクロホンと、前記スピーカに対し前記第１のマイクロホンよりも広い間隔で配置される第２のマイクロホンと、および前記スピーカに対し前記第２のマイクロホンよりも広い間隔で配置される第３のマイクロホンと、前記スピーカに対し前記第３のマイクロホンよりも広い間隔で配置される第４のマイクロホンと、を含み、
前記第１のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および前記第２のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、前記第１および第２のマイクロホンとの間のインパルス応答を算出し、前記第１のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および前記第３のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、前記第１および第３のマイクロホンとの間のインパルス応答を算出し、前記算出したインパルス応答から前記加振音に相当する成分を除去し、さらに、前記第２のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および前記第３のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、前記第２および第３のマイクロホンとの間のインパルス応答を算出し、前記第２のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および前記第４のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、前記第２および第４のマイクロホンとの間のインパルス応答を算出し、前記算出したインパルス応答から前記加振音に相当する成分を除去する除去部、
前記加振音が除去されたインパルス応答に基づいて、前記放射音のインテンシティを算出するインテンシティ算出部と、
前記算出されたインテンシティに基づいて、前記検査対象物における異常が発生した部位を推定する推定部と、を備える
音響検査装置。
【請求項5】
前記インテンシティ算出部は、前記加振音が除去されたインパルス応答に基づいて、前記放射音のアクティブインテンシティを算出するアクティブインテンシティ算出部と、
前記加振音が除去されたインパルス応答に係る位相を変換する変換処理部と、
前記変換処理部による変換結果に基づいて、前記放射音のリアクティブインテンシティを算出するリアクティブインテンシティ算出部と、
前記アクティブインテンシティ算出部により算出されたアクティブインテンシティの方向、および前記リアクティブインテンシティにより算出されたリアクティブインテンシティの振幅に基づく合成インテンシティを算出する合成インテンシティ算出部と、を有し、
前記推定部は、
前記算出された合成インテンシティに基づいて、前記放射音のインテンシティベクトルを生成し、前記インテンシティベクトルにおける、大きさが最大で方向が反転する箇所を異常が発生した部位として推定する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の音響検査装置。
【請求項6】
スピーカから検査対象物に向けて加振音を放射する加振音源と、前記検査対象物の表面に沿った方向に間隔を空けて配置された少なくとも３つのマイクロホンを備える音響検査装置に適用される方法であって、前記マイクロホンのうち一部のマイクロホンを基準のマイクロホンとして、当該基準のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および前記基準のマイクロホンと異なる第１のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、前記基準のマイクロホンと前記第１のマイクロホンとの間のインパルス応答を算出し、前記基準のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および前記第１のマイクロホンと異なる第２のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、前記基準のマイクロホンと前記第２のマイクロホンとの間のインパルス応答を算出し、前記算出したインパルス応答から前記加振音に相当する成分を除去することと、
前記加振音が除去されたインパルス応答に基づいて、前記放射音のインテンシティを算出することと、
前記算出されたインテンシティに基づいて、前記検査対象物における異常が発生した部位を推定することと、
を具備する音響検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、音響検査装置および音響検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
検査対象物の異常を、音響波を利用して非破壊で検査するための技術が提案されてきている。このような技術では、検査対象物に向けて加振音を放射し、検査対象物からの放射音を収集することで異常の検査が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第３４８８５７９号公報
【文献】特開２００９－２８４０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
実施形態は、音響波を利用して精度良く検査対象物の異常を検査できる音響検査装置及び音響検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態の音響検査装置は、加振音源と、少なくとも３つのマイクロホンと、除去部と、インテンシティ算出部と、推定部とを有する。除去部は基準のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および第１のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、マイクロホンの間のインパルス応答を算出し、基準のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧および第２のマイクロホンを介して収集された放射音の音圧に基づいて、マイクロホン間のインパルス応答を算出し、このインパルス応答から加振音に相当する成分を除去する。インテンシティ算出部は、加振音が除去されたインパルス応答に基づいて放射音のインテンシティを算出する。推定部は、算出されたインテンシティに基づいて検査対象物における異常が発生した部位を推定する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る音響検査装置の構成の一例を示す図である。
第１の実施形態における音響検査装置１００には、スピーカ１１およびマイク群が一列に並べられて取り付けられる。
また、音響検査装置１００は、加振音源としての音響加振信号発生部３１、参照信号検出部３２、第１ノイズ処理部３３、第２ノイズ処理部３４、およびインテンシティ算出部３５を有する。音響検査装置１００の外部には、インテンシティベクトル表示部４１および異常発生部位推定部４２が設けられる。これらのインテンシティベクトル表示部４１および異常発生部位推定部４２は音響検査装置１００内に設けられてもよい。上記参照信号検出部３２、第１ノイズ処理部３３、第２ノイズ処理部３４、およびインテンシティ算出部３５をあわせて音響検査装置１００内の各処理部と称することがある。音響検査装置１００内にインテンシティベクトル表示部４１および異常発生部位推定部４２が設けられるときは、これらは音響検査装置１００内の各処理部に含まれ得る。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る音響検査装置の構成の一例を示す図である。
第１の実施形態における音響検査装置１００には、スピーカ１１およびマイク群が一列に並べられて取り付けられる。
また、音響検査装置１００は、加振音源としての音響加振信号発生部３１、参照信号検出部３２、第１ノイズ処理部３３、第２ノイズ処理部３４、およびインテンシティ算出部３５を有する。音響検査装置１００の外部には、インテンシティベクトル表示部４１および異常発生部位推定部４２が設けられる。これらのインテンシティベクトル表示部４１および異常発生部位推定部４２は音響検査装置１００内に設けられてもよい。上記参照信号検出部３２、第１ノイズ処理部３３、第２ノイズ処理部３４、およびインテンシティ算出部３５をあわせて音響検査装置１００内の各処理部と称することがある。音響検査装置１００内にインテンシティベクトル表示部４１および異常発生部位推定部４２が設けられるときは、これらは音響検査装置１００内の各処理部に含まれ得る。
【0008】
音響検査装置１００の各処理部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のディジタル信号処理器を有しており、音響検査装置１００に関わる各種の処理を行う。音響検査装置１００の各処理部は、単一のＣＰＵ等で構成されていてもよいし、複数のＣＰＵ等で構成されていてもよい。音響検査装置１００の各処理部は、例えば音響検査装置１００内の図示しないメモリに記憶されている音響検査プログラムを実行することによって、例えば上記の参照信号検出部３２、第１ノイズ処理部３３、第２ノイズ処理部３４、およびインテンシティ算出部３５として動作する。
【0009】
メモリは、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）である。ＲＯＭは、音響検査装置の起動プログラム、上記各処理部よって実行される音響検査プログラムといった各種のプログラムを記憶している。ＲＡＭは、上記各処理部における各種の演算等の際の作業メモリとして用いられ得る。
【0010】
音響検査装置１００は、上記スピーカ１１およびマイク群が検査対象物ａに対向させて配置された状態で、この検査対象物ａに向けて加振音を放射し、この検査対象物ａにおける、音響検査装置１００のマイク群の近傍の部位からの放射音を当該マイク群により収集することで、検査対象物ａにおける異常の有無を検査する。検査対象物ａにおける異常は、例えば検査対象物ａに発生したき裂ｂである。
【0011】
音響加振信号発生部３１は、検査対象物ａに対して放射される加振音を発生させるための音響加振信号を生成する音源である。加振音は、例えば１点の打音でよい。音響加振信号は、任意の手法で生成されてよい。
【0012】
スピーカ１１は、検査対象物ａに対して向き合うように配置され、音響加振信号発生部３１から入力された音響加振信号に従って検査対象物ａに加振音を放射する。
加振音により、検査対象物ａは、全体として加振音の伝搬方向に沿ったｃ方向に振動し、この振動に伴って検査対象物ａからは放射音が放射される。
加振音により、検査対象物ａは、全体として加振音の伝搬方向に沿ったｃ方向に振動し、この振動に伴って検査対象物ａからは放射音が放射される。
【0013】
マイク群は、加振音の放射方向に直交する方向に沿って間隔を有するように配置された少なくとも３本のマイクロホン（マイク）である。図１に示された例では、マイク群は、第１のマイク２１、第２のマイク２２、および第３のマイク２３である。
【0014】
第１の実施形態では、第１のマイク２１は、スピーカ１１に対して間隔を空けて、かつ検査対象物ａから２．５ｃｍといった、検査対象物ａの近傍に向き合うように配置される基準のマイクである。
第２のマイク２２は、第１のマイク２１に対して間隔を空けて、かつスピーカ１１に対して第１のマイク２１よりもさらに広い間隔を空けて、検査対象物ａの近傍に向き合うように配置されたマイクである。
第３のマイク２３は、スピーカ１１および第１のマイク２１に対して第２のマイク２２よりもさらに広い間隔を空けて配置されたマイクである。すなわち、第２のマイク２２および第３のマイク２３は、第１のマイク２１に対して加振音の放射方向に直交する方向に沿って異なる間隔を空けて配置されたマイクである。
第２のマイク２２は、第１のマイク２１に対して間隔を空けて、かつスピーカ１１に対して第１のマイク２１よりもさらに広い間隔を空けて、検査対象物ａの近傍に向き合うように配置されたマイクである。
第３のマイク２３は、スピーカ１１および第１のマイク２１に対して第２のマイク２２よりもさらに広い間隔を空けて配置されたマイクである。すなわち、第２のマイク２２および第３のマイク２３は、第１のマイク２１に対して加振音の放射方向に直交する方向に沿って異なる間隔を空けて配置されたマイクである。
【0015】
このように、第１の実施形態では、スピーカ１１に対し、各マイクが、第１のマイク２１、第２のマイク２２、および第３のマイク２３の順で互いに間隔を空けて配置される。
【0016】
第１のマイク２１、第２のマイク２２および第３のマイク２３は、それぞれ、検査対象物ａからの放射音を収集し、収集した放射音を電気信号に変換して音響検査装置１００の各部に出力する。
詳しくは、第１のマイク２１は、検査対象物ａからの微弱振動成分Ｓ０およびノイズ（音響加振波）Ｎ０を収集し、この収集した結果を電気信号に変換して参照信号検出部３２に出力する。参照信号検出部３２は、第１のマイク２１から出力された信号を参照用の音響信号である参照信号として検出して、第１ノイズ処理部３３および第２ノイズ処理部３４に出力する。このように、参照信号の出力に係るマイクを基準のマイクと称することがある。
詳しくは、第１のマイク２１は、検査対象物ａからの微弱振動成分Ｓ０およびノイズ（音響加振波）Ｎ０を収集し、この収集した結果を電気信号に変換して参照信号検出部３２に出力する。参照信号検出部３２は、第１のマイク２１から出力された信号を参照用の音響信号である参照信号として検出して、第１ノイズ処理部３３および第２ノイズ処理部３４に出力する。このように、参照信号の出力に係るマイクを基準のマイクと称することがある。
【0017】
第２のマイク２２は、検査対象物ａからの微弱振動成分Ｓ１およびノイズＮ１を収集し、この収集した結果を電気信号に変換して、第１ノイズ処理部３３に出力する。
第３のマイク２３は、検査対象物ａからの微弱振動成分Ｓ２およびノイズＮ２を収集し、この収集した結果を電気信号に変換して、第２ノイズ処理部３４に出力する。
第３のマイク２３は、検査対象物ａからの微弱振動成分Ｓ２およびノイズＮ２を収集し、この収集した結果を電気信号に変換して、第２ノイズ処理部３４に出力する。
【0018】
第１ノイズ処理部３３は、参照信号検出部３２からの参照信号を入力するとともに、第２のマイク２２からの信号を音響信号である第１のノイズ重畳信号として入力する。
第１ノイズ処理部３３は、これら入力した参照信号および第１のノイズ重畳信号のそれぞれをサンプリング周波数に従ってサンプリングし、アナログ／ディジタル（ＡＤ）変換してディジタルの検査データを得る。
第１ノイズ処理部３３は、参照信号のサンプリング結果に基づく第１の音圧（ディジタルデータ）と、第１のノイズ重畳信号のサンプリング結果に基づく第２の音圧（ディジタルデータ）とに基づいてディジタル演算処理を行ない、第１のマイク２１と第２のマイク２２との間のインパルス応答を算出する。例えば、第１ノイズ処理部３３は、畳み込み演算を用いた適応同定処理により、インパルス応答を算出する。第１ノイズ処理部３３は、相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することもできる。図１に示された構成にて、この相互相関処理を用いるときは、第１ノイズ処理部３３は、正の相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することができる。
第１ノイズ処理部３３は、これら入力した参照信号および第１のノイズ重畳信号のそれぞれをサンプリング周波数に従ってサンプリングし、アナログ／ディジタル（ＡＤ）変換してディジタルの検査データを得る。
第１ノイズ処理部３３は、参照信号のサンプリング結果に基づく第１の音圧（ディジタルデータ）と、第１のノイズ重畳信号のサンプリング結果に基づく第２の音圧（ディジタルデータ）とに基づいてディジタル演算処理を行ない、第１のマイク２１と第２のマイク２２との間のインパルス応答を算出する。例えば、第１ノイズ処理部３３は、畳み込み演算を用いた適応同定処理により、インパルス応答を算出する。第１ノイズ処理部３３は、相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することもできる。図１に示された構成にて、この相互相関処理を用いるときは、第１ノイズ処理部３３は、正の相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することができる。
【0019】
第１ノイズ処理部３３は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ１の成分を除去して、検査対象物ａのき裂ｂの周辺部位の振動に伴う微弱振動成分Ｓ０およびＳ１を抽出する第１のノイズ除去処理を行ない、微弱振動成分Ｓ１をインテンシティ算出部３５に出力する。
【0020】
上記算出されるインパルス応答には、加振音の成分と微弱振動成分が含まれる。
このため、インパルス応答に基づいて算出される周波数特性も、加振音の周波数特性と微弱振動成分の周波数特性の両方を含むことになる。
検査対象物ａのき裂ｂの周辺部位の振動に伴う微弱振動成分は、加振音に比べて微弱である。
つまり、加振音は、微弱振動成分を励起するためには必要であるが、検査対象物ａの異常の判定のためには不要なノイズである。
このため、第１ノイズ処理部３３は、ノイズである加振音の成分を除去する。
ここで、第１のマイク２１及び第２のマイク２２で収集される加振音は、スピーカ１１からの直接波の成分と、検査対象物ａからの反射波の成分とを含み得る。
直接波の成分は、第１のマイク２１の設定又は適応同定処理によって除去され得る。
一方、検査対象物ａからの反射波の成分は、例えばインパルス応答の最大ピークを検出し、インパルス応答における、最大ピークを含む所定の時間幅の成分、すなわち時間幅相当のサンプリング点数分を除去することで除去され得る。
第１ノイズ処理部３３は、このようなインパルス応答における、最大ピークを含む所定の時間幅の成分を除去する処理をする。
微弱振動成分の残響は加振音（直接波および反射波）に比べて長い。
したがって、インパルス応答における所定の時間幅の成分が除去されることにより、上記インパルス応答に基づいて算出される周波数特性は、微弱振動成分の周波数特性だけを含むことになる。
このため、インパルス応答に基づいて算出される周波数特性も、加振音の周波数特性と微弱振動成分の周波数特性の両方を含むことになる。
検査対象物ａのき裂ｂの周辺部位の振動に伴う微弱振動成分は、加振音に比べて微弱である。
つまり、加振音は、微弱振動成分を励起するためには必要であるが、検査対象物ａの異常の判定のためには不要なノイズである。
このため、第１ノイズ処理部３３は、ノイズである加振音の成分を除去する。
ここで、第１のマイク２１及び第２のマイク２２で収集される加振音は、スピーカ１１からの直接波の成分と、検査対象物ａからの反射波の成分とを含み得る。
直接波の成分は、第１のマイク２１の設定又は適応同定処理によって除去され得る。
一方、検査対象物ａからの反射波の成分は、例えばインパルス応答の最大ピークを検出し、インパルス応答における、最大ピークを含む所定の時間幅の成分、すなわち時間幅相当のサンプリング点数分を除去することで除去され得る。
第１ノイズ処理部３３は、このようなインパルス応答における、最大ピークを含む所定の時間幅の成分を除去する処理をする。
微弱振動成分の残響は加振音（直接波および反射波）に比べて長い。
したがって、インパルス応答における所定の時間幅の成分が除去されることにより、上記インパルス応答に基づいて算出される周波数特性は、微弱振動成分の周波数特性だけを含むことになる。
【0021】
検査対象物ａに異常があるときと異常がないときとでは微弱振動成分の周波数特性に違いが生じることから、この違いにより、異常の有無が判定され得る。
【0022】
また、第２ノイズ処理部３４は、参照信号検出部３２からの参照信号を入力するとともに、第３のマイク２３からの信号を音響信号である第２のノイズ重畳信号として入力する。
第２ノイズ処理部３４は、これら入力した参照信号および第２のノイズ重畳信号のそれぞれをサンプリング周波数に従ってサンプリングし、アナログ／ディジタル（ＡＤ）変換してディジタルの検査データを得る。
第２ノイズ処理部３４は、参照信号のサンプリング結果に基づく第１の音圧（ディジタルデータ）と、第２のノイズ重畳信号のサンプリング結果に基づく第２の音圧（ディジタルデータ）とに基づいてディジタル演算処理を行ない、第１のマイク２１と第３のマイク２３との間のインパルス応答を算出する。例えば、第２ノイズ処理部３４は、畳み込み演算を用いた適応同定処理により、インパルス応答を算出する。第２ノイズ処理部３４は、相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することもできる。図１に示された構成にて、この相互相関処理を用いるときは、第２ノイズ処理部３４は、正の相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することができる。
第２ノイズ処理部３４は、これら入力した参照信号および第２のノイズ重畳信号のそれぞれをサンプリング周波数に従ってサンプリングし、アナログ／ディジタル（ＡＤ）変換してディジタルの検査データを得る。
第２ノイズ処理部３４は、参照信号のサンプリング結果に基づく第１の音圧（ディジタルデータ）と、第２のノイズ重畳信号のサンプリング結果に基づく第２の音圧（ディジタルデータ）とに基づいてディジタル演算処理を行ない、第１のマイク２１と第３のマイク２３との間のインパルス応答を算出する。例えば、第２ノイズ処理部３４は、畳み込み演算を用いた適応同定処理により、インパルス応答を算出する。第２ノイズ処理部３４は、相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することもできる。図１に示された構成にて、この相互相関処理を用いるときは、第２ノイズ処理部３４は、正の相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することができる。
【0023】
そして、第２ノイズ処理部３４は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ２の成分を除去して、検査対象物ａのき裂ｂの周辺部位の振動に伴う微弱振動成分Ｓ０およびＳ２を抽出する第２のノイズ除去処理を行ない、微弱振動成分Ｓ２をインテンシティ算出部３５に出力する。
【0024】
インテンシティ算出部３５は、第１ノイズ処理部３３から出力された微弱振動成分Ｓ１および第２ノイズ処理部３４から出力された微弱振動成分Ｓ２に基づいて、インテンシティを算出する。この算出の詳細は後述する。
【0025】
図２は、第１の実施形態に係る音響検査装置の動作を示すフローチャートである。
音響検査装置１００の、音響加振信号発生部３１は、検査対象物ａに対して放射される加振音を発生させるための音響加振信号を生成する（Ｓ１１）。
音響検査装置１００の、音響加振信号発生部３１は、検査対象物ａに対して放射される加振音を発生させるための音響加振信号を生成する（Ｓ１１）。
【0026】
第１ノイズ処理部３３は、参照信号検出部３２からの参照信号および第２のマイク２２からの第１のノイズ重畳信号を入力する（Ｓ１２）。
【0027】
第１ノイズ処理部３３は、参照信号および第１のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第２のマイク２２との間のインパルス応答を算出する。第１ノイズ処理部３３は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ１の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ１を抽出する第１のノイズ除去処理を行なう（Ｓ１３）。
【0028】
第２ノイズ処理部３４は、参照信号検出部３２からの参照信号および第３のマイク２３からの第２のノイズ重畳信号を入力する（Ｓ１４）。
【0029】
第２ノイズ処理部３４は、参照信号および第２のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第３のマイク２３との間のインパルス応答を算出する。第２ノイズ処理部３４は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ２の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ２を抽出する第２のノイズ除去処理を行なう（Ｓ１５）。
【0030】
インテンシティ算出部３５は、第１ノイズ処理部３３から出力された微弱振動成分Ｓ１および第２ノイズ処理部３４から出力された微弱振動成分Ｓ２に基づいて、インテンシティを算出 する（Ｓ１６）。
【0031】
図３は、インテンシティ算出部の機能構成の一例を示すブロック図である。
図３に示すように、インテンシティ算出部３５は、アクティブインテンシティ（AI）算出部３５－１、sin・cos変換処理部３５－２、リアクティブインテンシティ（RI）算出部３５－３、および合成インテンシティ算出部３５－４を有する。
図３に示すように、インテンシティ算出部３５は、アクティブインテンシティ（AI）算出部３５－１、sin・cos変換処理部３５－２、リアクティブインテンシティ（RI）算出部３５－３、および合成インテンシティ算出部３５－４を有する。
【0032】
図４は、第１の実施形態に係る音響検査装置のインテンシティ算出部の動作を示すフローチャートである。
アクティブインテンシティ算出部３５－１は、第１ノイズ処理部３３から出力された微弱振動成分Ｓ１および第２ノイズ処理部３４から出力された微弱振動成分Ｓ２に基づくアクティブインテンシティを算出する（Ｓ１６－１）。
アクティブインテンシティ算出部３５－１は、第１ノイズ処理部３３から出力された微弱振動成分Ｓ１および第２ノイズ処理部３４から出力された微弱振動成分Ｓ２に基づくアクティブインテンシティを算出する（Ｓ１６－１）。
【0033】
sin・cos変換処理部３５－２は、第１ノイズ処理部３３から出力された微弱振動成分Ｓ１および第２ノイズ処理部３４から出力された微弱振動成分Ｓ２に対するsin・cos変換処理を行なうことで、微弱振動成分Ｓ１および微弱振動成分Ｓ２の一方の位相を９０度遅らせる（Ｓ１６－２）。
【0034】
リアクティブインテンシティ算出部３５－３は、sin・cos変換処理部３５－２から出力された、微弱振動成分Ｓ１および微弱振動成分Ｓ２に基づくリアクティブインテンシティを算出する（Ｓ１６－３）。
【0035】
合成インテンシティ算出部３５－４は、アクティブインテンシティ算出部３５－１からのアクティブインテンシティの極性、およびリアクティブインテンシティ算出部３５－３からのリアクティブインテンシティの振幅に基づく、第２のマイク２２と第３のマイク２３との間のインテンシティベクトル（図１の符号ｄ）である合成インテンシティを算出して、これをインテンシティベクトル表示部４１に出力する（Ｓ１６－４）。
【0036】
図５は、インテンシティの一例を示す図である。
図５に示されるように、インテンシティベクトル（符号ｄ）は、検査対象物の異常発生位置（符号ｂ）に近づくほど大きくなり、その真上で最大となり、これを境にして極性が反転して、異常発生位置から離れるほど小さくなる。
これが理想的なインテンシティの検知結果になる。そこで、壁に沿ったマイク群でインテンシティ計測を実施する提案が以下となる。
図５に示されるように、インテンシティベクトル（符号ｄ）は、検査対象物の異常発生位置（符号ｂ）に近づくほど大きくなり、その真上で最大となり、これを境にして極性が反転して、異常発生位置から離れるほど小さくなる。
これが理想的なインテンシティの検知結果になる。そこで、壁に沿ったマイク群でインテンシティ計測を実施する提案が以下となる。
【0037】
通常のインテンシティ、すなわち、アクティブインテンシティは図６にその特性の一例が示される。
アクティブインテンシティ算出部３５－１により算出されるアクティブインテンシティは、検査対象物の異常発生位置からある程度離れた位置で最大となり、異常発生位置の真上（符号ａ）に近づくにつれて減少し、異常発生位置の真上でゼロとなり、極性が反転する。そして、この異常発生位置からある程度離れた位置で最小、すなわち逆位相にて最大となる。
上記のように、本来はエネルギーが最も高い異常発生位置でインテンシティの振幅が最小になるのでは、精度よい計測が行なえなくなる。この異常発生位置から少し離れた位置では、上記アクティブインテンシティの振幅が最大にはなるが、本実施形態のような微弱振動する検査対象物では、異常発生位置から離れた位置では距離による減衰により振幅低減も否めない課題がある。
アクティブインテンシティ算出部３５－１により算出されるアクティブインテンシティは、検査対象物の異常発生位置からある程度離れた位置で最大となり、異常発生位置の真上（符号ａ）に近づくにつれて減少し、異常発生位置の真上でゼロとなり、極性が反転する。そして、この異常発生位置からある程度離れた位置で最小、すなわち逆位相にて最大となる。
上記のように、本来はエネルギーが最も高い異常発生位置でインテンシティの振幅が最小になるのでは、精度よい計測が行なえなくなる。この異常発生位置から少し離れた位置では、上記アクティブインテンシティの振幅が最大にはなるが、本実施形態のような微弱振動する検査対象物では、異常発生位置から離れた位置では距離による減衰により振幅低減も否めない課題がある。
【0038】
そこで、この問題を解決するために、本実施形態では、リアクティブインテンシティの特性も利用する。図７は、リアクティブインテンシティの特性の一例を示す図である。
図７に示されるように、リアクティブインテンシティ算出部３５－３により算出されるリアクティブインテンシティは、異常発生位置の真上（符号ａ）に近づくにつれて増加し、異常発生位置の真上で最大となり、この異常発生位置から離れるにつれて同位相にて減少する。
図７に示されるように、リアクティブインテンシティ算出部３５－３により算出されるリアクティブインテンシティは、異常発生位置の真上（符号ａ）に近づくにつれて増加し、異常発生位置の真上で最大となり、この異常発生位置から離れるにつれて同位相にて減少する。
【0039】
そこで、本実施形態では、異常発生位置の真上で振幅が最大になるリアクティブインテンシティの特性と、異常発生位置の真上で極性が反転するアクティブインテンシティの特性を合わせたインテンシティを算出することにより、上記課題の解決を図る。
図８は、合成インテンシティの特性の一例を示す図である。
図８に示されるように、合成インテンシティ算出部３５－４により算出される合成インテンシティは、検査対象物の異常発生位置からある程度離れた位置から最大となり異常発生位置（符号ｂ）の真上に近づくにつれて増加し、異常発生位置の真上で最大となり、極性が反転する。そして、この異常発生位置から離れるにつれて減少、すなわち逆位相にて増加する。
図８は、合成インテンシティの特性の一例を示す図である。
図８に示されるように、合成インテンシティ算出部３５－４により算出される合成インテンシティは、検査対象物の異常発生位置からある程度離れた位置から最大となり異常発生位置（符号ｂ）の真上に近づくにつれて増加し、異常発生位置の真上で最大となり、極性が反転する。そして、この異常発生位置から離れるにつれて減少、すなわち逆位相にて増加する。
【0040】
上記のＳ１６の後、インテンシティベクトル表示部４１は、合成インテンシティ算出部３５－４からの合成インテンシティに基づく、位置に対するインテンシティのゲインと極性が示される一次元インテンシティ分布を、図示しない表示装置に表示するとともに、異常発生部位推定部４２に出力する（Ｓ１７）。
異常発生部位推定部４２は、一次元インテンシティ分布で示される、ゲインが最大、かつ極性が反転するベクトル場を計測することにより、異常発生部位を推定する（Ｓ１８）。
異常発生部位推定部４２は、一次元インテンシティ分布で示される、ゲインが最大、かつ極性が反転するベクトル場を計測することにより、異常発生部位を推定する（Ｓ１８）。
【0041】
実施形態では、上記のスピーカ１１およびマイク群でなる検査用音響機器を一組とした複数組の検査用音響機器を音響検査装置１００に設け、検査対象物ａにおける広範囲のエリアの異常の有無を検査可能な構成としてもよい。
また、一組または少数の組の上記検査用音響機器を音響検査装置１００に設け、音響検査装置１００自体を検査対象物ａで走査するように移動させて、検査対象物ａにおける各エリアの異常の有無を順次検査可能な構成としてもよい。
また、一組または少数の組の上記検査用音響機器を音響検査装置１００に設け、音響検査装置１００自体を検査対象物ａで走査するように移動させて、検査対象物ａにおける各エリアの異常の有無を順次検査可能な構成としてもよい。
【0042】
図９および図１０は、音響検査装置の適用先の第１の例を示す図である。
図９、図１０に示された例では、音響検査装置１００に複数の上記検査用音響機器（図９、１０の符号ｅ）を取り付けて（図１０）、このマイク群を検査対象物ａの長手方向（図９の符号ｆ）に沿って移動させて、検査対象物ａにおける各エリアの異常発生位置（符号ｂ１，ｂ２）有無を順次検査することができる。
図９、図１０に示された例では、音響検査装置１００に複数の上記検査用音響機器（図９、１０の符号ｅ）を取り付けて（図１０）、このマイク群を検査対象物ａの長手方向（図９の符号ｆ）に沿って移動させて、検査対象物ａにおける各エリアの異常発生位置（符号ｂ１，ｂ２）有無を順次検査することができる。
【0043】
図１１は、音響検査装置の適用先の第２の例を示す図である。
図１１に示された例のように、音響検査装置１００を、中空部を有する円筒状の部材の内周面に上記検査用音響機器（符号ｅ）を取り付けた装置として、検査対象物ａが円筒状の部材であるときに、この検査対象物ａの外周面を検査用音響機器が覆うように、当該検査対象物ａが音響検査装置１００の上記中空部に挿入されるように配置して、検査対象物ａにおける異常発生位置（符号ｂ１，ｂ２）を検査することができる。
図１１に示された例のように、音響検査装置１００を、中空部を有する円筒状の部材の内周面に上記検査用音響機器（符号ｅ）を取り付けた装置として、検査対象物ａが円筒状の部材であるときに、この検査対象物ａの外周面を検査用音響機器が覆うように、当該検査対象物ａが音響検査装置１００の上記中空部に挿入されるように配置して、検査対象物ａにおける異常発生位置（符号ｂ１，ｂ２）を検査することができる。
【0044】
図１２は、音響検査装置の適用先の第３の例を示す図である。
図１２に示された例のように、音響検査装置１００を、車両（符号ｇ）の底面側に搭載されて上記検査用音響機器（符号ｅ）を取り付けた装置として、当該車両を検査対象物ａの長手方向（符号ｆ）に沿って移動させて、検査対象物ａにおける各エリアの異常の有無を順次検査することができる。
図１２に示された例のように、音響検査装置１００を、車両（符号ｇ）の底面側に搭載されて上記検査用音響機器（符号ｅ）を取り付けた装置として、当該車両を検査対象物ａの長手方向（符号ｆ）に沿って移動させて、検査対象物ａにおける各エリアの異常の有無を順次検査することができる。
【0045】
以上のように、第１の実施形態では、検査対象物にスピーカと第１乃至第３のマイクを対向させ、スピーカ１１から検査対象物に加振音を放射し、第１のマイクからの参照信号と第２のマイクからのノイズ重畳信号に基づくインテンシティと、第１のマイクからの参照信号と第３のマイクからのノイズ重畳信号に基づくインテンシティとに基づくインテンシティベクトルを算出し、このインテンシティベクトルに基づいて、検査対象物における異常発生位置を推定する。これにより、音響波を利用して精度良く検査対象物の異常を検査できる。
【0046】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。以降の各実施形態については、第１の実施形態と同一の構成についての詳細な説明は省略する。
図１３は、第２の実施形態に係る音響検査装置の構成の一例を示す図である。
次に、第２の実施形態について説明する。以降の各実施形態については、第１の実施形態と同一の構成についての詳細な説明は省略する。
図１３は、第２の実施形態に係る音響検査装置の構成の一例を示す図である。
【0047】
図１３に示されるように、第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、第１のマイク２１、第２のマイク２２、第３のマイク２３の配置が異なる。
【0048】
具体的には、第２の実施形態では、スピーカ１１からみて、各マイクが、第３のマイク２３、第２のマイク２２、および第１のマイク２１の順で互いに間隔を空けて設けられる。各マイクと各処理部との入出力の関係は第１の実施形態と同じである。
【0049】
図１３に示された構成にて、第１ノイズ処理部３３および第２ノイズ処理部３４は、負の相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することができる。
【0050】
図１３に示された構成では、インテンシティ算出部３５により算出される、第２のマイク２２と第３のマイク２３との間のインテンシティベクトルである合成インテンシティは、図１３中の符号ｄに対応し、図１に示された合成インテンシティと比較してスピーカ１１寄りの位置に変更されることとなる。
このように、第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、各マイクの配置を変更したことにより、インテンシティベクトルの位置を変更することができる。
このように、第２の実施形態では、第１の実施形態と比較して、各マイクの配置を変更したことにより、インテンシティベクトルの位置を変更することができる。
【0051】
（第３の実施形態）
図１４は、第３の実施形態に係る音響検査装置の構成の一例を示す図である。
図１４は、第３の実施形態に係る音響検査装置の構成の一例を示す図である。
【0052】
図１４に示されるように、第３の実施形態では、第１および第２の実施形態と比較して、第１のマイク２１、第２のマイク２２、第３のマイク２３の配置が異なる。
【0053】
具体的には、第３の実施形態では、スピーカ１１からみて、各マイクが、第２のマイク２２、第１のマイク２１、および第３のマイク２３の順で互いに間隔を空けて設けられる。よって、この第３の実施形態では、第２のマイク２２と第３のマイク２３との間隔が、第１および第２の実施形態と比較して広い。各マイクと各処理部との入出力の関係は第１および第２の実施形態と同じである。
【0054】
図１３に示された構成にて、第１ノイズ処理部３３は、負の相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することができ、第２ノイズ処理部３４は、正の相互相関処理を用いてインパルス応答を算出することができる。
【0055】
図１４に示された構成では、インテンシティ算出部３５により算出される、第２のマイク２２と第３のマイク２３との間のインテンシティベクトルである合成インテンシティは、図１３中の符号ｄに対応し、図１に示された合成インテンシティと比較して、その範囲が拡大されることとなる。
このように、第３の実施形態では、第１の実施形態と比較して、各マイクの配置を変更したことにより、インテンシティベクトルの範囲を拡大することができるので、例えば対象周波数に応じた、インテンシティベクトルの検出精度を変更することができる。
このように、第３の実施形態では、第１の実施形態と比較して、各マイクの配置を変更したことにより、インテンシティベクトルの範囲を拡大することができるので、例えば対象周波数に応じた、インテンシティベクトルの検出精度を変更することができる。
【0056】
（第４の実施形態）
図１５は、第４の実施形態に係る音響検査装置の構成の一例を示す図である。
図１５は、第４の実施形態に係る音響検査装置の構成の一例を示す図である。
【0057】
図１５に示されるように、第４の実施形態では、第１乃至第３の実施形態で説明した第１のマイク２１、第２のマイク２２、および第３のマイク２３に加えて、第４のマイク２４が音響検査装置１００にさらに取り付けられる。
【0058】
この例では、スピーカ１１、第１のマイク２１、第２のマイク２２、および第３のマイク２３の位置関係および間隔は第１の実施形態と同じである。そして、第４のマイク２４は、スピーカ１１および第１のマイク２１に対して第３のマイク２３よりもさらに広い間隔を空けて配置されたマイクである。すなわち、第４の実施形態では、スピーカ１１に対し、各マイクが、第１のマイク２１、第２のマイク２２、第３のマイク２３、および第４のマイク２４の順で互いに間隔を空けて配置される。
【0059】
また、第４の実施形態では、音響検査装置１００の処理部は、第１の実施形態で説明した参照信号検出部３２、第１ノイズ処理部３３、および第２ノイズ処理部を有する２つの信号処理部を含む。
【0060】
図１５に示された例では、音響検査装置１００には、第１信号処理部３０ａおよび第２信号処理部３０ｂが設けられる。第１信号処理部３０ａおよび第２信号処理部３０ｂは、ともに参照信号検出部３２、第１ノイズ処理部３３、および第２ノイズ処理部を有する。
【0061】
また、この音響検査装置１００には、第１の実施形態で説明したインテンシティ算出部３５に代えて第１インテンシティ算出部３５ａおよび第２インテンシティ算出部３５ｂが設けられる。
【0062】
図１６は、第４の実施形態に係る音響検査装置のインテンシティ算出部の動作を示すフローチャートである。
【0063】
音響検査装置１００の、音響加振信号発生部３１は、検査対象物ａに対して放射される加振音を発生させるための音響加振信号を生成する（Ｓ４１）。
第１信号処理部３０ａの参照信号検出部３２は、第１のマイク２１から出力された信号を参照用の音響信号である参照信号として検出して、第１信号処理部３０ａの第１ノイズ処理部３３および第２ノイズ処理部３４に出力する。
第１信号処理部３０ａの第１ノイズ処理部３３は、第１信号処理部３０ａの参照信号検出部３２からの参照信号および第２のマイク２２からの第１のノイズ重畳信号を入力する（Ｓ４２）。
第１信号処理部３０ａの第１ノイズ処理部３３は、参照信号および第１のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第２のマイク２２との間のインパルス応答を算出する。この第１ノイズ処理部３３は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ１の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ１を抽出する第１のノイズ除去処理を行なう（Ｓ４３）。
第１信号処理部３０ａの参照信号検出部３２は、第１のマイク２１から出力された信号を参照用の音響信号である参照信号として検出して、第１信号処理部３０ａの第１ノイズ処理部３３および第２ノイズ処理部３４に出力する。
第１信号処理部３０ａの第１ノイズ処理部３３は、第１信号処理部３０ａの参照信号検出部３２からの参照信号および第２のマイク２２からの第１のノイズ重畳信号を入力する（Ｓ４２）。
第１信号処理部３０ａの第１ノイズ処理部３３は、参照信号および第１のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第２のマイク２２との間のインパルス応答を算出する。この第１ノイズ処理部３３は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ１の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ１を抽出する第１のノイズ除去処理を行なう（Ｓ４３）。
【0064】
第１信号処理部３０ａの第２ノイズ処理部３４は、第１信号処理部３０ａの参照信号検出部３２からの参照信号および第３のマイク２３からの第２のノイズ重畳信号を入力する（Ｓ４４）。
第１信号処理部３０ａの第２ノイズ処理部３４は、参照信号および第２のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第３のマイク２３との間のインパルス応答を算出する。この第２ノイズ処理部３４は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ２の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ２を抽出する第２のノイズ除去処理を行なう（Ｓ４５）。
第１信号処理部３０ａの第２ノイズ処理部３４は、参照信号および第２のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第３のマイク２３との間のインパルス応答を算出する。この第２ノイズ処理部３４は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ２の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ２を抽出する第２のノイズ除去処理を行なう（Ｓ４５）。
【0065】
第１インテンシティ算出部３５ａは、第１信号処理部３０ａの第１ノイズ処理部３３から出力された微弱振動成分Ｓ１および第１信号処理部３０ａの第２ノイズ処理部３４から出力された微弱振動成分Ｓ２に基づいて、第２のマイク２２と第３のマイク２３との間のインテンシティベクトル（図１５の符号ｄ１）である合成インテンシティを算出する第１のインテンシティ算出処理を行なう（Ｓ４６）。
【0066】
また、 第２信号処理部３０ｂの参照信号検出部３２は、第２のマイク２２から出力された信号を参照用の音響信号である参照信号として検出して、第２信号処理部３０ｂの第１ノイズ処理部３３および第２ノイズ処理部３４に出力する。
このように、第４の実施形態では、第１信号処理部３０ａと第２信号処理部３０ｂとで、参照信号の検出元のマイクが異なる。言い換えると、第４の実施形態では、第２のマイク２２は、第１信号処理部３０ａに対しては、参照信号の出力に係る基準のマイクであり、第２信号処理部３０ｂに対しては、インテンシティベクトルの算出に係る信号の出力元となる。
このように、第４の実施形態では、第１信号処理部３０ａと第２信号処理部３０ｂとで、参照信号の検出元のマイクが異なる。言い換えると、第４の実施形態では、第２のマイク２２は、第１信号処理部３０ａに対しては、参照信号の出力に係る基準のマイクであり、第２信号処理部３０ｂに対しては、インテンシティベクトルの算出に係る信号の出力元となる。
【0067】
第２信号処理部３０ｂの第１ノイズ処理部３３は、第２信号処理部３０ｂの参照信号検出部３２からの参照信号および第３のマイク２３からの第３のノイズ重畳信号を入力する（Ｓ５１）。
第２信号処理部３０ｂの第１ノイズ処理部３３は、参照信号および第３のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第３のマイク２３との間のインパルス応答を算出する。この第１ノイズ処理部３３は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ２の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ２を抽出する第３のノイズ除去処理を行なう（Ｓ５２）。
第２信号処理部３０ｂの第１ノイズ処理部３３は、参照信号および第３のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第３のマイク２３との間のインパルス応答を算出する。この第１ノイズ処理部３３は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ２の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ２を抽出する第３のノイズ除去処理を行なう（Ｓ５２）。
【0068】
第２信号処理部３０ｂの第２ノイズ処理部３４は、第２信号処理部３０ｂの参照信号検出部３２からの参照信号および第４のマイク２４からの第４のノイズ重畳信号を入力する（Ｓ５３）。
第２信号処理部３０ｂの第２ノイズ処理部３４は、参照信号および第４のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第４のマイク２４との間のインパルス応答を算出する。この第２ノイズ処理部３４は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ３の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ３を抽出する第４のノイズ除去処理を行なう（Ｓ５４）。
第２信号処理部３０ｂの第２ノイズ処理部３４は、参照信号および第４のノイズ重畳信号に基づいて、第１のマイク２１と第４のマイク２４との間のインパルス応答を算出する。この第２ノイズ処理部３４は、上記算出されたインパルス応答のうち、ノイズＮ０およびＮ３の成分を除去して微弱振動成分Ｓ０およびＳ３を抽出する第４のノイズ除去処理を行なう（Ｓ５４）。
【0069】
第２インテンシティ算出部３５ｂは、第２信号処理部３０ｂの第１ノイズ処理部３３から出力された微弱振動成分Ｓ２および第２信号処理部３０ｂの第２ノイズ処理部３４から出力された微弱振動成分Ｓ３に基づいて、第３のマイク２３と第４のマイク２４との間のインテンシティベクトル（図１５の符号ｄ２）である合成インテンシティを算出する第２のインテンシティ算出処理を行なう（Ｓ５５）。
【0070】
上記のＳ５５の後、インテンシティベクトル表示部４１は、第１インテンシティ算出部３５ａからの合成インテンシティと第２インテンシティ算出部３５ｂからの合成インテンシティに基づく一次元インテンシティ分布を表示装置に表示するとともに、異常発生部位推定部４２に出力する（Ｓ６１）。
異常発生部位推定部４２は、一次元インテンシティ分布で示される、ゲインが最大、かつ極性が反転するベクトル場を計測することにより、異常発生部位を推定する（Ｓ６２）。
異常発生部位推定部４２は、一次元インテンシティ分布で示される、ゲインが最大、かつ極性が反転するベクトル場を計測することにより、異常発生部位を推定する（Ｓ６２）。
【0071】
このように、第４の実施形態では、検査対象物ａに対する音響検査装置１００の検査用音響機器の位置が動かない状態で、参照信号の出力に係る基準のマイクの位置をずらしながら、幅広い範囲のインテンシティベクトルを同じタイミングで算出することができる。
【0072】
図１７は、合成インテンシティ分布の算出について説明する図である。
図１７に示された例では、スピーカ１１からみて、第１のマイク２１、第２のマイク２２、第３のマイク２３、第４のマイク２４、第５のマイク２５、…の順でマイク群が設けられる。
図１７に示された例では、スピーカ１１からみて、第１のマイク２１、第２のマイク２２、第３のマイク２３、第４のマイク２４、第５のマイク２５、…の順でマイク群が設けられる。
【0073】
この例では、第１のマイク２１が参照信号の出力に係る基準のマイクであるときの、第１のマイク２１と第２のマイク２２との間の相互相関により算出されたインテンシティと第１のマイク２１と第３のマイク２３との間の相互相関により算出されたインテンシティとに基づくインテンシティベクトル（符号ｄ１）である合成インテンシティが算出される。
【0074】
また、この例では、第２のマイク２２が参照信号の出力に係る基準のマイクであるときの、第２のマイク２２と第３のマイク２３との間の相互相関により算出されたインテンシティと第２のマイク２２と第４のマイク２４との間の相互相関により算出されたインテンシティとに基づくインテンシティベクトル（符号ｄ２）である合成インテンシティが算出される。
【0075】
さらに、この例では、第３のマイク２３が参照信号の出力に係る基準のマイクであるときの、第３のマイク２３と第４のマイク２４との間の相互相関により算出されたインテンシティと第３のマイク２３と第５のマイク２５との間の相互相関により算出されたインテンシティとに基づくインテンシティベクトル（符号ｄ３）である合成インテンシティが算出される。
このように、マイク群が５本またはそれ以上でも、参照信号の出力に係る基準のマイクの位置をずらしながら、幅広い範囲のインテンシティベクトルを同じタイミングで算出することができる。
このように、マイク群が５本またはそれ以上でも、参照信号の出力に係る基準のマイクの位置をずらしながら、幅広い範囲のインテンシティベクトルを同じタイミングで算出することができる。
【0076】
＜リアルタイム処理について＞
ここで、インパルス応答をリアルタイムで算出する処理について説明する。例えば、走行する車両から道路に向けて探知音を照射し、反射音を含む音響情報をマイクで集音して道路を検査する検査車両が知られている。この種の技術分野においては、インパルス応答をリアルタイムで算出できる技術が高く要望されている。
ここで、インパルス応答をリアルタイムで算出する処理について説明する。例えば、走行する車両から道路に向けて探知音を照射し、反射音を含む音響情報をマイクで集音して道路を検査する検査車両が知られている。この種の技術分野においては、インパルス応答をリアルタイムで算出できる技術が高く要望されている。
【0077】
２つの信号からインパルス応答を算出するための処理として、適応フィルタ処理 と、相互相関処理とが著名である。このうち相互相関処理が、リアルタイムでの処理に有利である。
【0078】
図１８は、リアルタイム相互相関処理について説明するための図である。例えば２本のマイクロホンを用いて音響信号を収集することを考える。チャネル１（ｃｈ１）のマイクとチャネル２（ｃｈ２）のマイクとで、ＡＤの各点ごとにそれぞれサンプリングされた音響信号を時系列（ｎ，ｎ－１，…）で配列してメモリ（図示せず）に格納する。そして、各チャネルのデータから、現在時刻ｎを基準とするチャネル間の正相関データを取得し、時系列での相互相関を順次算出する。このような処理により、マイク移動に伴って時々刻々と変化する相互相関出力が得られ、２つの信号間のインパルス応答をリアルタイムで算出することができる。
【0079】
図１９は、リアルタイムで得られたインパルス応答の一例を示す波形図である。インパルス応答は、点線で示される加振音の波形と、一点鎖線で示される振動放射音の波形とを含む。このうち加振音の波形は、第１のピークと第２のピークとを含む。第１のピークのレベルは、チャネル１のマイクとチャネル２のマイクとの間隔の関数になる。第２のピークの出現位置は、第１のピークの起点から、検査対象物と基準マイク（例えば検査対象物に近いほう：チャネル１）との間隔の関数になる。
【0080】
そこで、リアルタイム処理では、図１９の点線の矩形領域に示すように、第１のピークの起点から第２のピークの起点までを処理対象（検知窓）とする。そして、この区間に対して実施形態で説明したように、第１のピークである不要成分の除去を適用し、周波数解析を行う。このような処理により、微弱音を捉えて異常の有無を検知する処理を、リアルタイムで行うことが可能になる。
【0081】
もちろん、相互相関処理は系が停止している状態でも同様に適用することができる。つまり実施形態によれば、相互相関処理を用いることで、バッチ処理、リアルタイム処理のいずれにも適用可能な音響検査技術を提供することが可能である。
【0082】
さらに、２本マイクで得られたインパルス応答に限らず、振動センサとマイクロホンとで個別に収集した情報から得られたインパルス応答に対しても、相互相関処理を適用してリアルタイム処理を行うことができる。つまり、マイクロホンおよび振動センサは、それぞれ第１の信号を出力する第１のセンサ、第２の信号を出力する第２のセンサとして捉えることができる。
【0083】
そこで、第１の信号と第２の信号との相互相関により得られたインパルス応答から、第１のピークの起点から第２のピークの起点までを処理対象とする。第１のピークは、第１のセンサと第２のセンサとの間隔で求まり、第２のピークの起点は、検査対象物と基準センサとの間隔に応じた時間幅で求まる。そして、第１のピークを除去したインパルス応答波形を周波数解析することで、センサの種別によらず、リアルタイムの非破壊検査を実現することができる。
【0084】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0085】
１００…音響検査装置、１１…スピーカ、２１～２５…マイク、３０ａ…第１信号処理部、３０ｂ…第２信号処理部、３１…音響加振信号発生部、３２…参照信号検出部、３３…第１ノイズ処理部、３４…第２ノイズ処理部、３５…インテンシティ算出部、４１…インテンシティベクトル表示部、４２…異常発生部位推定部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
