CN105050926A - 对介质堵塞的音频检测 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种指示沿着介质输送路径的介质堵塞的方法，其包括：一或多个辊，其供用于沿着所述介质输送路径传送介质；麦克风，其用于检测正被传送的所述介质的声音且产生表示所述声音的信号；处理器，其用于从所述信号产生声音值，以及：响应于所述声音值而计算移动窗和；响应于所述声音值而计算高振幅计数；及响应于所述声音值而计算后辊和；及响应于所述移动窗和、高振幅计数或后辊和而指示所述介质堵塞。

Description

对介质堵塞的音频检测
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2013年3月6日提出申请的标题为“对介质堵塞的音频检测(AUDIODETECTIONOFMEDIUMJAM)”的第13/786,502号美国专利申请案的优先权，所述美国专利申请案据此以全文引用的方式并入本文中。参考共同让与的同在申请中的序列号为13/312,601的美国专利申请案，所述美国专利申请案是由叙拉古(Syracuse)等人在2011年12月16日提出申请且标题为“基于声音的损坏检测(Sound-BasedDamageDetection)”，所述美国专利申请案的揭示内容并入本文中。
技术领域
本发明涉及指示介质输送系统中的介质堵塞的领域，且更特定地涉及一种用于检测并处理声音值以便指示介质堵塞的方法。
背景技术
对于所属领域的技术人员来说众所周知的是，纸张在沿着纸输送路径移动时所发出的声音可用以诊断纸的状况。安静或均匀的声音可指示沿着纸输送路径的正常或无问题纸传递。大声或不均匀的声音可指示由于纸堵塞或撕裂或对纸的其它物理破坏引起的纸张传递中断，例如停止。在共同让与希尔顿(Hilton)等人的标题为“用于检测纸张状况的设备(ApparatusforDetectingtheConditionofaSheet)”的第4,463,607号美国专利中，具有专用轮廓的纸输送滚筒用以提高对纸输送噪声的诊断质量以便检测纸磨损。此方法的问题在于专用纸输送滚筒经设计以将应力引入到纸中，此将干扰高输送速度下的顺畅纸输送。共同让与新田(Nitta)的标题为“具有自动纸供应机构的图像形成设备(ImageFormingApparatuswithAutomaticPaperSupplyMechanism)”的美国专利5,393,043描述使用光学或机械传感器以便检测在沿着纸输送路径的各个位置处的纸张传递的时间。如果纸在输送开始之后的给定时间量并未到达给定位置，那么推断发生纸堵塞。此方法的问题在于光学及机械传感器高度局部化于物理检测范围内，从而需要使用沿着纸输送路径放置的若干个此类传感器。共同让与汉高(Hongo)等人的标题为“馈纸装置、图像扫描装置、馈纸方法及计算机可读媒体(PaperFeedingDevice,ImageScanningDevice,PaperFeedingMethodandComputerReadableMedium)”的第2012/0235929号美国专利申请公开案描述将麦克风放置于馈纸路径的开端附近，以便检测过程中纸堵塞的声音。通过对在给定宽度的取样窗内高于给定阈值的声音样本的数目进行计数来处理来自麦克风的信号。如果计数充分大，那么发信号表示纸堵塞。此方法的问题在于在纸沿着如由先前论述的现有技术方法所提供的输送路径移动时关于纸的局部化信息的损失。
因此仍然需要以下快速且稳健的技术来指示沿着纸输送路径的纸堵塞：使用单个纸传感器且简单地处理来自纸传感器的信号且采取并入纸沿着纸输送路径的位置的方式。
发明内容
本发明表示一种指示沿着介质输送路径的介质堵塞的方法，其包括：
一或多个辊，其供用于沿着所述介质输送路径传送介质；
麦克风，其用于检测正被传送的所述介质的声音且产生表示所述声音的信号；
处理器，其用于从所述信号产生声音值，及：
响应于所述声音值而计算移动窗和；
响应于所述声音值而计算高振幅计数；及
响应于所述声音值而计算后辊和；及
响应于所述移动窗和、高振幅计数或后辊和而指示所述介质堵塞。
本发明具有以下优点：麦克风可检测与本质上局部化的光学或机械方法相比更大物理区内的介质堵塞的声音。因此，一个麦克风可取代对若干个光学或机械传感器的需要。
本发明具有以下额外优点：其处理整个介质输送路径内以及在沿着介质输送路径的具体位置处的声音值，借此与许多现有技术方法相比改进介质堵塞检测准确性及可靠性。
本发明具有以下额外优点：声音值处理是简单的，这是由于其包括计算从麦克风信号产生的声音值的和。避免例如变换成频率空间等较为计算密集的方法或如中值滤波等信号处理方法，从而形成需要比许多现有技术方法显著较少的计算资源及处理时间的声音值处理。
附图说明
图1是展示根据本发明的实施例的介质输送系统的组件的高级图；
图2是图解说明根据本发明的实施例的用于指示介质堵塞的过程的框图；
图3是图1中的声音值的实例；
图4是展示图3中的堵塞测试块的额外细节的框图；
图5是图解说明根据本发明的替代实施例的用于指示介质堵塞的过程的框图；及
图6是展示图5中的堵塞测试块的额外细节的框图。
应理解，所述附图是出于图解说明本发明的概念的目的且可能不按比例。
具体实施方式
在以下说明中，将就通常将实施为软件程序来说来描述本发明的一些实施例。所属领域的技术人员将易于认识到此软件的等效物也可构造于硬件中。由于图像操纵算法及系统为众所周知的，因此本说明特定来说将针对于形成根据本发明的方法的部分或与根据本发明的方法更直接协作的算法及系统。本文中未具体展示或描述的此类算法及系统的其它方面以及用于产生并以其它方式处理其所涉及的信号的硬件及软件可选自此项技术中已知的此类系统、算法、组件及元件。考虑到下文中根据本发明所描述的系统，本文中未具体展示、表明或描述的可用于实施本发明的软件均是常规的且属于此类技术中的一般技术。
图1是针对本发明的优选实施例的介质输送系统的框图。通过一组统称为第一辊120的辊以及一组统称为第二辊140的辊而使介质110沿着介质输送路径100移动。介质110的实例是纸、照相胶片以及磁记录介质。介质110的其它实例对所属领域的技术人员来说将是明显的。麦克风130检测沿着介质输送路径100正被传送的介质110的声音且产生表示声音的信号150。麦克风130的实例是音频麦克风、静电传感器以及压电传感器。麦克风130的其它实例对所属领域的技术人员来说将是明显的。处理器160从信号150产生声音值170。
图2是本发明的优选实施例的信号处理部分的流程图。计算移动窗求和块200依据声音值170(图1)产生移动窗和210。计算高振幅计数块220依据声音值170(图1)产生高振幅计数230。计算后辊求和块240依据声音值170(图1)产生后辊和250。堵塞测试块260测试移动窗和210、高振幅计数230及后辊和250，并在检测到介质堵塞的情况下产生“是(YES)”结果且指示堵塞270，或在未检测到介质堵塞的情况下产生“否(NO)”结果且介质输送系统继续操作280。介质堵塞的实例是沿着介质输送路径100(图1)的介质移动停止、多张介质110(图1)同时馈送到经设计一次仅传送单张介质110(图1)的介质输送路径100(图1)中，以及褶皱、撕裂或对介质110(图1)的其它物理损坏。介质堵塞的其它实例对所属领域的技术人员来说将是明显的。
图3是由介质110(图1)沿着介质输送路径100(图1)的正常传递产生的一组声音值170(图1)的实例。通过麦克风130(图1)对介质110(图1)的声音的检测在图3中的信号起始300处开始。图3中的区域A对应于介质110(图1)从第一辊120(图1)传递到第二辊140(图1)。图3中的区域B对应于介质110(图1)在第二辊140(图1)附近。图3中的区域C对应于介质110(图1)在其通过第二辊140(图1)之后。图3中的区域D对应于介质110(图1)在其通过区域C之后。图3中的区域E对应于介质110(图1)在其通过区域D之后。
在图2中，计算移动窗求和块200计算最近N1个声音值170(图1)的和，其中N1通常为一千。移动和计算在信号起始300(图3)处开始且继续直到检测到介质堵塞或已经到达声音值170(图1)的末端为止。计算高振幅计数块220对大于高振幅阈值的声音值170(图1)的数目进行计数，其中将高振幅阈值设置为高于介质110(图1)沿着介质输送路径100(图1)的正常传递所产生的大部分声音值170(图1)。高振幅计数在信号起始300(图3)处开始且继续直到检测到介质堵塞或已经到达声音值170(图1)的末端为止。计算后辊求和块240计算对应于图3中的区域C、D及E的声音值170(图1)的至少一个和。在本发明的优选实施例中，计算后辊求和块240计算声音值170(图1)的三个和。计算后辊求和块240通过计算对应于图3中的区域C的声音值170(图1)的和而计算第一后辊和。图3中的区域C通常包含500个声音值170(图1)。计算后辊求和块240通过计算对应于图3中的区域D的声音值170(图1)的和而计算第二后辊和。图3中的区域D通常包含500个声音值170(图1)。计算后辊求和块240通过计算图3中的区域C、D及E内的最近N2个声音值170(图1)的移动和而计算第三后辊和，其中N2通常为500。
图4是堵塞测试块260(图2)的细节图。框400将移动窗和W210(图2)与移动窗和阈值TW进行比较。如果移动窗和W210(图2)大于移动窗和阈值TW，那么指示堵塞270(图2)。如果移动窗和W210(图2)不大于移动窗和阈值TW，那么框410将高振幅计数A230(图2)与高振幅计数阈值TA进行比较。如果高振幅计数A230(图2)大于高振幅计数阈值TA，那么指示堵塞270(图2)。如果高振幅计数A230(图2)不大于高振幅计数阈值TA，那么框420将后辊和250(图2)的第一后辊和P1及后辊和250(图2)的第二后辊和P2与第一后辊和阈值T12进行比较。如果后辊和250(图2)的第一后辊和P1及后辊和250(图2)的第二后辊和P2大于第一后辊和阈值T12，那么指示堵塞270(图2)。如果后辊和250(图2)的第一后辊和P1或后辊和250(图2)的第二后辊和P2不大于第一后辊和阈值T12，那么框430将后辊和250(图2)的第三后辊和P3与第二后辊和阈值T3进行比较。如果后辊和250(图2)的第三后辊和P3大于第二后辊和阈值T3，那么指示堵塞270(图2)。如果后辊和250(图2)的第三后辊和P3不大于第二后辊和阈值T3，那么介质输送系统继续操作280(图2)。
图5是本发明的替代实施例的信号处理部分的流程图。计算移动窗求和块500依据声音值170(图1)产生移动窗和505。计算高振幅计数块510依据声音值170(图1)产生高振幅计数515。计算前辊求和块520依据声音值170(图1)产生前辊和525。计算后辊求和块530依据声音值170(图1)产生后辊和535。堵塞测试块540测试移动窗和505、高振幅计数515、前辊和525以及后辊和535，并在检测到介质堵塞的情况下产生“是(YES)”结果且指示堵塞550，或在未检测到介质堵塞的情况下产生“否(NO)”结果且介质输送系统继续操作545。
在图5中，计算移动窗求和块500与先前描述的计算移动窗求和块200(图2)一样。计算高振幅计数块220与先前描述的计算高振幅计数块220(图2)一样。计算前辊求和块520通过计算图3中的区域A内的最近N3个声音值170(图1)的移动和而计算前辊和525，其中N3通常为500。计算后辊求和块530与先前描述的计算后辊求和块240一样。
图6是堵塞测试块540(图5)的细节图。方框600将移动窗和W505(图5)与移动窗和阈值TW进行比较。如果移动窗和W505(图5)大于移动窗和阈值TW，那么指示堵塞550(图5)。如果移动窗和W505(图5)不大于移动窗和阈值TW，那么框610将高振幅计数A515(图5)与高振幅计数阈值TA进行比较。如果高振幅计数A515(图5)大于高振幅计数阈值TA，那么指示堵塞550(图5)。如果高振幅计数A515(图5)不大于高振幅计数阈值TA，那么框620将前辊和525(图5)与前辊和阈值T0进行比较。如果前辊和525(图5)大于前辊和阈值T0，那么指示堵塞550(图5)。如果前辊和525(图5)不大于前辊和阈值T0，那么框630将后辊和535(图5)的第一后辊和P1及后辊和535(图5)的第二后辊和P2与第一后辊和阈值T12进行比较。如果后辊和535(图5)的第一后辊和P1及后辊和535(图5)的第二后辊和P2大于第一后辊和阈值T12，那么指示堵塞550(图5)。如果后辊和535(图5)的第一后辊和P1或后辊和535(图5)的第二后辊和P2不大于第一后辊和阈值T12，那么框640将后辊和535(图5)的第三后辊和P3与第二后辊和阈值T3进行比较。如果后辊和535(图5)的第三后辊和P3大于第二后辊和阈值T3，那么指示堵塞550(图5)。如果后辊和535(图5)的第三后辊和P3不大于第二后辊和阈值T3，那么介质输送系统继续操作545(图5)。
计算机程序产品可包含一或多个非暂时性有形计算机可读存储媒体，举例来说：磁性存储媒体，例如磁盘(例如软磁盘)或磁带；光学存储媒体，例如光盘、光学磁带或机器可读条形码；固态电子存储装置，例如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)；或任何其它物理装置或媒体，其经采用以存储具有用于控制一或多个计算机以实践根据本发明的方法的指令的计算机程序。
尽管已特别参考本发明的某些优选实施例详细描述了本发明，但应理解，可在本发明的精神及范围内实现各种变化及修改形式。
部件列表
100介质输送路径
110介质
120第一辊
130麦克风
140第二辊
150信号
160处理器
170声音值
200计算移动窗求和块
210移动窗和
220计算高振幅计数块
230高振幅计数
240计算后辊求和块
250后辊和
260堵塞测试块
270堵塞
280继续
300信号起始
400移动窗和比较块
410高振幅计数比较块
420第一后辊和与第二后辊和比较块
430第三后辊和比较块
500计算移动窗求和块
505移动窗和
510计算高振幅计数块
515高振幅计数
520计算前辊求和块
525前辊和
530计算后辊求和块
535后辊和
540堵塞测试块
545继续
550堵塞
600移动窗和比较块
610高振幅计数比较块
620前辊和比较块
630第一及第二后辊和比较块
640第三后辊和比较块

Claims (16)

1.一种指示沿着介质输送路径的介质堵塞的方法，其包括：
(a)一或多个辊，其供用于沿着所述介质输送路径传送介质；
(b)麦克风，其用于检测正被传送的所述介质的声音且产生表示所述声音的信号；
(c)处理器，其用于从所述信号产生声音值，及：
(i)响应于所述声音值而计算移动窗和；
(ii)响应于所述声音值而计算高振幅计数；及
(iii)响应于所述声音值而计算后辊和；及
(d)响应于所述移动窗和、高振幅计数或后辊和而指示所述介质堵塞。
2.根据权利要求1所述的方法，其中(c)(i)包含使用给定窗宽度来计算声音值的和。
3.根据权利要求1所述的方法，其中(c)(ii)包含计算大于高振幅声音阈值的声音值的和。
4.根据权利要求1所述的方法，其中(c)(iii)包含计算来自所述介质输送路径的在所述辊中的一者之后的区域的声音值的和。
5.根据权利要求1所述的方法，其中(d)包含在所述移动窗和大于移动窗和阈值时指示介质堵塞。
6.根据权利要求1所述的方法，其中(d)包含在所述高振幅计数大于高振幅计数阈值时指示介质堵塞。
7.根据权利要求1所述的方法，其中(d)包含在所述后辊和大于后辊和阈值时指示介质堵塞。
8.一种指示沿着介质输送路径的介质堵塞的方法，其包括：
(a)一或多个辊，其供用于沿着所述介质输送路径传送介质；
(b)麦克风，其用于检测正被传送的所述介质的声音且产生表示所述声音的信号；
(c)处理器，其用于从所述信号产生声音值，及：
(i)响应于所述声音值而计算移动窗和；
(ii)响应于所述声音值而计算高振幅计数；
(iii)响应于所述声音值而计算后辊和；及
(iv)响应于所述声音值而计算前辊和；及
(d)响应于所述移动窗和、高振幅计数、后辊和或前辊和而指示所述介质堵塞。
9.根据权利要求8所述的方法，其中(c)(i)包含使用给定窗宽度来计算声音值的和。
10.根据权利要求8所述的方法，其中(c)(ii)包含计算大于高振幅声音阈值的声音值的和。
11.根据权利要求8所述的方法，其中(c)(iii)包含计算来自所述介质输送路径的在所述辊中的一者之后的区域的声音值的和。
12.根据权利要求8所述的方法，其中(c)(iv)包含计算来自所述介质输送路径的在所述辊中的一者之前的区域的声音值的和。
13.根据权利要求8所述的方法，其中(d)包含在所述移动窗和大于移动窗和阈值时指示介质堵塞。
14.根据权利要求8所述的方法，其中(d)包含在所述高振幅计数大于高振幅计数阈值时指示介质堵塞。
15.根据权利要求8所述的方法，其中(d)包含在所述后辊和大于后辊和阈值时指示介质堵塞。
16.根据权利要求8所述的方法，其中(d)包含在所述前辊和大于前辊和阈值时指示介质堵塞。
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