CN106873440A - 诊断设备、诊断系统、设备、和诊断方法 - Google Patents

诊断设备、诊断系统、设备、和诊断方法 Download PDF

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Abstract

诊断设备、诊断系统、设备、和诊断方法。该诊断设备包括获取单元、提取单元、生成单元以及显示器。获取单元获取声音信息。提取单元从所获取的声音信息提取出与待分析设备相关的设备信息。生成单元对所获取的声音信息执行时间‑频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果。显示器显示基于所述第一分析结果和所述设备信息选择的第二分析结果以及所述第一分析结果。

Description

诊断设备、诊断系统、设备、和诊断方法
技术领域
本发明涉及诊断设备、诊断系统、设备、和诊断方法。
背景技术
日本未审专利申请公开No.2007-079263公开了一种系统，该系统包括：RAM或ROM，该RAM或ROM存储图像形成设备的正常工作声音；以及麦克风，该麦克风感测由图像形成设备产生的工作声音，其中，该系统基于存储在RAM或ROM中的第一声音信息和由麦克风感测到的第二声音信息来指定图像形成设备中的故障位置。
日本未审专利申请公开No.2008-290288公开了一种图像处理设备，该图像处理设备包括：图像形成单元，该图像形成单元在打印纸上形成图像；以及传送单元，该传送单元传送该打印纸。该图像处理设备配备有：声音转换单元，该声音转换单元将内部设备声音转换成电信号；声音分析单元，该声音分析单元对由声音转换单元转换的电信号进行分析，并且计算针对各个频率的分量；以及输出单元，该输出单元输出由声音分析单元计算出的针对各个频率的分量。
发明内容
如果在某一设备中产生了噪声(异常声音)，则由待分析设备产生的声音被输入以获取声音信号，将所获取的声音信号与由类似于待分析设备的设备在过去产生的噪声的声音信号进行比较，并且在某些情况下进行尝试以识别噪声的原因。
在这种情况下，诸如待分析设备的型号名称这样的设备信息在从由类似于待分析设备的设备在过去产生的噪声的大量声音信号中的搜索中是有用的，以便找到极有可能具有与当前正产生的噪声的声音信号相同的原因的声音信号。
本发明的目的在于，提供一种能够获取声音以由此获取与待分析设备相关的设备信息的诊断设备、诊断系统、设备以及诊断方法。
[诊断设备]
根据本发明的第一方面，提供了一种诊断设备，该诊断设备包括获取单元、提取单元、生成单元以及显示器。获取单元获取声音信息。提取单元从所获取的声音信息提取出与待分析设备相关的设备信息。生成单元对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果。显示器显示基于所述第一分析结果和所述设备信息选择的第二分析结果以及所述第一分析结果。
根据本发明的第二方面，提供了一种诊断设备，该诊断设备包括获取单元、提取单元、生成单元、发送单元、接收单元以及显示器。获取单元获取声音信息。提取单元从所获取的声音信息提取出与待分析设备相关的设备信息。生成单元对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果。发送单元将从第一分析结果获得的信息以及设备信息发送至外部设备。接收单元从外部设备接收与第一分析结果对应的第二分析结果。显示器显示第一分析结果和第二分析结果。
根据本发明的第三方面，在根据第一方面或第二方面的诊断设备中，设备信息包括如下各项中的至少一个：与待分析设备的型号名称有关的信息、与待分析设备的序列号有关的信息、以及与待分析设备的工作状态相关的工作状态信息。
根据本发明的第四方面，在根据第一方面至第三方面中的任一个方面的诊断设备中，设备信息包括工作部件信息，该工作部件信息表示构成待分析设备的多个部件中哪些部件当前正在运行，并且显示器对第一分析结果连同表示所述多个部件的运行状态的信息一起进行显示。
根据本发明的第五方面，提供了一种诊断设备，该诊断设备包括获取单元、提取单元、生成单元以及显示器。获取单元获取声音信息。提取单元从所获取的声音信息提取设备信息，该设备信息包括工作部件信息，该工作部件信息表示构成待分析设备的多个部件中的哪些部件当前正在运行。生成单元对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果。显示器显示第一分析结果和工作部件信息。
根据本发明的第六方面，在根据第一方面至第五方面中的任一个方面的诊断设备中，承载设备信息的频带是人类听觉难以辨识的高频区域。
根据本发明的第七方面，在根据第一方面至第六方面中的任一个方面的诊断设备中，设备信息由人类听觉难以辨识的高频信号的相位调制承载。
[诊断系统]
根据本发明的第八方面，提供了一种诊断系统，该诊断系统包括获取单元、提取单元、生成单元、存储器、选择单元以及显示器。获取单元获取声音信息。提取单元从所获取的声音信息提取出与待分析设备相关的设备信息。生成单元对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果。存储器存储通过对噪声的声音信号执行频率分析而获得的多个第二分析结果。选择单元使用从第一分析结果获得的信息和所述设备信息，以从存储在存储器中的多个第二分析结果当中选择与第一分析结果对应的第二分析结果。显示器显示第一分析结果和第二分析结果。
[设备]
根据本发明的第九方面，提供了一种设备，该设备包括设置单元和声音输出单元。设置单元将设备本身的工作状态设置成用于分析正产生的噪声的原因的工作状态。在设备本身的工作状态被设置单元设置成用于分析正产生的噪声的原因的工作状态的情况下，声音输出单元输出承载与该设备本身相关的设备信息、并且人类听觉难以辨识的高频信号。
[诊断方法]
根据本发明的第十方面，提供一种诊断方法，该诊断方法包括以下步骤：获取声音信息；从所获取的声音信息提取出与待分析设备相关的设备信息；对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果；以及显示基于所述第一分析结果和所述设备信息选择的第二分析结果以及所述第一分析结果。
根据第一方面，能够提供一种诊断设备，其能够获取声音以因此获取与待分析设备相关的设备信息。
根据第二方面，能够提供一种诊断设备，其能够获取声音以因此获取与待分析设备相关的设备信息。
根据第三方面，能够提供一种诊断设备，其能够获取声音以，因此获取包括如下各项中的至少一个的信息作为与待分析设备相关的设备信息：与型号名称有关的信息、与序列号有关的信息、以及与该设备的工作状态相关的工作状态信息。
根据第四方面，能够提供一种诊断设备，与不显示表示多个部件的运行状态的信息的情况相比较，该诊断设备能够轻易估计出设备的哪个部件是噪声的原因的起源。
根据第五方面，能够提供一种诊断设备，与不显示表示多个部件的运行状态的信息的情况相比较，该诊断设备能够轻易估计出设备的哪个部件是噪声的原因的起源。
根据第六方面，能够提供一种诊断设备，其能够获取声音以因此获取与待分析设备相关的设备信息，而无需使得用户意识到该声音。
根据第七方面，能够提供一种诊断设备，其能够获取声音以因此获取与待分析设备相关的设备信息，而无需使得用户意识到该声音。
根据第八方面，能够提供一种诊断系统，其能够获取声音以因此获取与待分析设备相关的设备信息。
根据第九方面，能够提供一种设备，其使得诊断设备能够获取声音以因此获取与设备本身相关的设备信息。
根据第十方面，能够提供一种诊断方法，其能够获取声音以因此获取与待分析设备相关的设备信息。
附图说明
将基于下列附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述，其中：
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的噪声诊断系统的配置的系统图；
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的噪声诊断系统10的硬件配置的框图；
图3是示出根据本发明的示例性实施方式的噪声诊断系统10的功能配置的框图；
图4是示出由解调器39提取的设备信息的数据格式的示例的图；
图5是示出根据本发明的示例性实施方式的服务器设备50的功能配置的框图；
图6是示出存储在图5中所示出的波形数据存储器53中的信息的示例的图；
图7是示出根据本发明的示例性实施方式的图像形成设备20的硬件配置的图；
图8是示出根据本发明的示例性实施方式的图像形成设备20的功能配置的框图；
图9是示出当工作模式设置单元46将工作模式设置成用于分析噪声的原因的噪声分析模式时的示例显示画面的图；
图10是示出QPSK的星座图的图；
图11是用于说明根据本发明的示例性实施方式的噪声诊断系统的工作的序列图；
图12是用于说明如何从图像形成设备20输出利用诸如关于型号名称的信息这样的设备信息调制的不可听的声音信号的图；
图13是用于说明STFT的概念的图；
图14是示出基于通过STFT获得的分析结果的频谱波形的示例图像的图；
图15是示出当将频谱波形呈现给用户时，呈现提示用户指定被估计为噪声的区域的显示的情况的示例的图；
图16是示出在图15中的频谱波形的示例图像中由用户选择的所选区域80的示例的图；
图17是示出快速傅里叶变换的分析结果的示例的图；
图18是示出显示两个频谱波形于其上的噪声诊断设备10的示例画面的图；
图19是示出针对与图18中所示的示例画面相比，显示了具有不同的噪声的原因的各自的频谱波形的情况的示例图像的图；
图20是示出频谱波形的图像连同表示各个部件开始工作的定时的时序图一起显示的情况下的示例画面的图；
图21是用于说明发送设备信息70的分组数据的定时的图；以及
图22是用于说明使用18kHz和20kHz的两个声音信号发送设备信息的情况的示例的图。
具体实施方式
接下来，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施方式。
图1是示出根据本发明的实施方式的噪声诊断系统的配置的系统图。
如图1所示，根据本发明的示例性实施方式的噪声诊断系统由诸如个人计算机、智能电话或平板电脑这样的移动噪声诊断设备10和服务器设备50构成。
应当注意，只要噪声诊断设备10是能够通过通信网络连接到服务器设备50的设备，本发明就仍然是可适用的。然而，将使用噪声诊断设备10是配备有诸如能够获取声音信号的麦克风这样的设备并且也允许触摸输入的平板电脑的情况来描述本示例性实施方式。
噪声诊断设备10由维护、管理以及修理图像形成设备20(诸如，终端用户所使用的打印机)的维修人员(维护人员)携带。噪声诊断设备10被用于获取图像形成设备20中产生的噪声(异常声音)信号、执行所获取的噪声信号的频率分析、并且显示从服务器设备50获取的先前的噪声信号的频率分析结果波形和所获取的噪声信号的频率分析结果波形。
噪声诊断设备10和服务器设备50经由诸如Wi-Fi路由器这样的无线LAN终端30和互联网通信网络40彼此连接，并交换信息。
应当注意，当噪声诊断设备10是诸如移动电话或智能电话这样的设备时，该噪声诊断设备10和服务器设备50还可以经由移动电话网络彼此连接，并交换频率分析结果波形数据。
在根据本示例性实施方式的噪声诊断系统中，当在充当安装在终端用户位置的目标电子设备的某一图像形成设备20中产生噪声时，携带噪声诊断设备10的维修人员被派遣至该图像形成设备20的位置。随后，维修人员通过使用噪声诊断设备10来获取噪声信号，以记录正产生的噪声，并且执行识别该噪声的原因的噪声诊断。
应当注意，技术上也能够通过提供麦克风等给图像形成设备20配备录音功能，并且使得当产生噪声时，该图像形成设备20能够使用该录音功能来记录噪声，但是当图像形成设备20被安装在诸如终端用户办公室这样的位置时，出于安全的原因给图像形成设备20提供录音功能可能是不可取的。
接下来，图2示出了根据本例示性实施方式的噪声诊断系统中的噪声诊断设备10的硬件配置。
如图2所示，噪声诊断设备10包括CPU 11、能够暂时保存数据的存储器12、诸如闪存这样的存储设备13、执行无线通信以向无线LAN终端30发送数据以及从无线LAN终端30接收数据的无线LAN接口(IF)14、诸如触摸传感器这样的输入设备15、显示设备16以及麦克风17。这些结构元件通过控制总线18彼此连接。
根据本示例性实施方式的噪声诊断设备10配备有触摸面板，在该触摸面板中，提供了用于检测显示设备16上的触摸位置的触摸传感器作为输入设备15，并且该触摸面板被用于呈现显示，同时也接受来自用户的输入。
CPU 11基于存储在存储器12或存储设备13中的控制程序，通过执行指定的处理来控制噪声诊断设备10的操作。应当注意，控制程序也可以经由互联网通信网络40或移动电话网络通过下载被获取并提供给CPU 11，或者通过将这样的程序存储在诸如CD-ROM这样的存储介质上来提供给CPU 11。
作为执行上述控制程序的结果，根据本示例性实施方式的噪声诊断设备10执行如下文中所描述的那些操作，并且在识别噪声的原因的工作中帮助维修人员。
图3是示出作为执行上述控制程序的结果所实现的噪声诊断设备10的功能配置的框图。
如图3所示，根据本示例性实施方式的噪声诊断设备10配备有声音获取器31、频率分析器32、控制器33、声音数据存储器34、显示器35、通信单元36、低通滤波器(LPF)37、高通滤波器(HPF)38以及解调器39。
显示器35基于控制器33的控制呈现各种数据的显示。通信单元36与外部设备(即，服务器设备50)进行通信。
声音获取器31通过接受待分析设备(即，图像形成设备20)中所产生的噪声的输入来获取声音信号。
应当注意，尽管本示例性实施方式将声音获取器31描述为通过接受在图像形成设备20中产生的噪声的输入来获取声音信号，但是该声音信号是声音信息的示例。
HPF 38仅使来自通过声音获取器31获取的声音信号的、高于预设频率的高频分量通过。例如，HPF 38仅使来自通过声音获取器31获取的声音信号的、等于或大于16kHz的分量通过。
随后，解调器39对具有通过HPF 38的高频分量的声音信号进行解调，并由此提取与待分析设备(即，图像形成设备20)有关的设备信息，该设备信息已被调制到具有高频分量的声音信号上。
图4示出了由解调器39提取的设备信息的数据格式的示例。
图4所示的设备信息70由报头71、模型信息72、工作状态信息73、工作部件信息74构成。模型信息72由发送设备信息70的图像形成设备20的型号名称81和序列号(制造编号)82构成。
另外，工作状态信息73是与图像形成设备20的工作状态有关的信息，并且由作业类型83、色彩模式84、以及与双面打印有关的信息85构成。
本文中，作业类型83的信息是这样的信息，该信息表示正由图像形成设备20执行的作业(工作命令)的类型是打印作业、复制作业还是扫描作业。另外，色彩模式84的信息是这样的信息，该信息表示正被处理的图像是彩色图像还是单色图像。此外，与双面打印有关的信息85是这样的信息，该信息表示在将图像输出至纸张的情况下进行双面打印或单面打印。
此外，工作部件信息74是这样的信息，该信息表示构成待分析设备(即，图像形成设备20)的多个部件中的哪些部件正在运行。具体地，工作部件信息74的比特分别对应于诸如纸张传送设备、显影设备、感光鼓以及定影器这样的构成该设备的部件。比特值“1”指的是相应的部件正在运行，而比特值“0”指的是相应的部件停止。
另外，LPF 37仅使来自通过声音获取器31获取的声音信号的低于预设频率的低频分量通过。例如，LPF 37仅使来自通过声音获取器31获取的声音信号的小于或等于16kHz的分量通过。
频率分析器32对在通过LPF 37去除声音信号的高频分量之后获得的声音信号执行时间-频率分析(时间相关频率分析)，并且生成表示在所获取的噪声信号的各个频率处的信号强度分布随时间的变化的频谱波形数据(第一分析结果)。应当注意，频谱波形数据是通过执行频率分析获得的分析结果。
具体地，频率分析器32通过将短时傅立叶变换(STFT)应用到通过LPF 37的声音信号，来生成频谱波形数据。STFT将在后面进行描述。
控制器33将由频率分析器32获得的频谱波形数据连同声音数据一起存储在声音数据存储器34中。随后，控制器33将通过STFT结果获得的频谱波形数据显示在充当触摸面板的显示器35上。
此后，如果用户对显示在显示器35上的频谱波形数据执行触摸操作(诸如，使用手指追踪被估计为噪声信号分量的区域的操作)，则控制器33基于用户的触摸操作来接收所显示的频谱波形数据中包括噪声信号分量的区域的指定(specification)。
随后，控制器33命令频率分析器32执行快速傅里叶变换(1D-FFT)，该快速傅里叶变换(1D-FFT)对在如下区域中的频率分量在时间轴方向上执行频率分析：该区域被指定为包括来自由频率分析器32获得的频谱波形数据的噪声信号分量的区域。随后，频率分析器32对包括在指定区域中的频率分量在时间轴方向上执行快速傅里叶变换。
随后，控制器33从由频率分析器32执行的快速傅里叶变换的分析结果，提取与噪声的周期和频率有关的信息。
应当注意，即使当不产生噪声时，普通工作声音的信号分量也被包括在小于或等于预设频率的低频的区域中。出于这个原因，控制器33还可以被配置成不接受小于或等于预设频率的区域中的指定，即使当这样的区域被指定为包括噪声信号分量的区域。
另外，控制器33经由通信单元36，将所获取的与噪声的周期和频率有关的信息连同由解调器39提取的、诸如图像形成设备20的型号名称和序列号这样的模型信息以及表示图像形成设备20的工作状态的工作状态信息一起，发送至服务器设备50。
应当注意，控制器33发送至服务器设备50的设备信息可以被配置成，包括如下各项中的至少一个：与设备的型号名称有关的信息、与序列号有关的信息、以及工作状态信息。另外，工作状态信息可以被配置成，不仅包括如先前所讨论的任何表示彩色打印或单色打印的信息、表示双面打印或单面打印的信息、以及表示打印作业的类型是扫描、打印还是复印的信息，而且还包括诸如所使用的纸张的类型以及处理速度(图像形成速度)这样的信息。
以这种方式，控制器33经由通信单元36，将从由频率分析器32获得的频谱波形数据获得的信息发送至服务器设备50。
在服务器设备50中，通过对由类似于图像形成设备20的设备在过去所产生的噪声的声音信号执行频率分析而获得的频谱波形数据，连同原始声音数据以及诸如当获取该声音数据时设备的工作状态、噪声的原因以及对该噪声的处理这样的信息一起被存储。
随后，根据从噪声诊断设备10发送的与噪声的周期和频率有关的信息，服务器设备50搜索与作为由频率分析器32进行的频率分析的结果而获得的频谱波形数据对应的频谱波形数据(第二分析结果)，并且将所找到的频谱波形数据连同诸如被存储为噪声采样波形数据这样的声音数据的信息一起发送至噪声诊断设备10。
作为结果，控制器33经由通信单元36，从服务器设备50接收与作为由频率分析器32进行的频率分析的结果而获得的频谱波形数据对应的频谱波形数据。
控制器33控制显示器35，以与从服务器设备50接收到的频谱波形并行地，显示通过对由声音获取器31获取的声音信号执行频率分析而获得的频谱波形数据。
应当注意，如果存在从服务器设备50发送的多组频谱波形数据，则控制器33赋予所述多组频谱波形数据当中的、具有与通过由频率分析器32进行的频率分析而获得的频谱波形数据最高的相似度的一组频谱波形数据优先权，以便在显示器35上显示。
接下来，将参照图5中的框图对根据本示例性实施方式的噪声诊断系统中的服务器设备50的功能配置进行描述。
如图5所示，根据本示例性实施方式的服务器设备50配备有通信单元51、控制器52以及波形数据存储器53。
波形数据存储器53存储通过对由类似于待分析设备(即，图像形成设备20)的设备在过去所产生的噪声的声音信号执行频率分析而获得的多组频谱波形数据。
具体地，如图6所示，波形数据存储器53(针对每个模型)存储如下消息：诸如通过对先前获取的噪声的声音数据执行时间-频率分析而获得的频谱波形数据、原始声音数据、噪声的原因、以及用于解决噪声的处理。
随后，在从噪声诊断设备10接收与噪声的周期和频率有关的信息的情况下，控制器52基于所接收的与噪声的周期和频率有关的信息，从存储在波形数据存储器53中的多组频谱波形数据当中选择与基于在噪声诊断设备10中获取的噪声的频谱波形数据相似的波形数据，并且将所选择的波形数据经由通信单元51发送至噪声诊断设备10。
接下来，图7示出了根据本例示性实施方式的图像形成设备20的硬件配置。
如图7所示，图像形成设备20包括：CPU 21、存储器22、诸如硬盘驱动器(HDD)这样的存储设备23、通过网络向外部设备等发送数据以及从外部设备等接收数据的通信接口(IF)24、包括触摸面板或液晶显示器和键盘的用户界面(UI)设备25、扫描仪26、以及打印引擎27。这些结构元件通过控制总线28彼此连接。
打印引擎27通过经过诸如充电、曝光、显影、转印以及定影这样的一系列步骤将图像打印到诸如打印纸这样的打印介质上。
CPU 21基于存储在存储器22或存储设备23中的控制程序，通过执行指定的处理来控制图像形成设备20的操作。应当注意，尽管本示例性实施方式描述了CPU 21读出并执行存储在存储器22或存储设备23中的控制程序，但是这样的程序也可以被存储在诸如CD-ROM这样的存储介质上并被提供至CPU 21。
图8是示出作为执行上述控制程序的结果所实现的图像形成设备20的功能配置的框图。
如图8所示，根据本示例性实施方式的图像形成设备20配备有图像读取单元41、图像处理器42、图像输出单元43、控制器44、图像数据存储器45、工作模式设置单元46、调制器47以及声音输出单元48。
图像读取单元41扫描原始图像，并且获取图像数据。图像处理器42基于来自控制器44的指令，执行诸如RGB色彩空间中的图像数据至CMYK色彩空间中的图像数据的转换这样的图像处理。
图像输出单元43基于控制器44的指令，执行将指定的图像打印到诸如打印纸这样的打印介质上的处理。图像数据存储器45接收打印指令，并存储诸如局部处理后的图像数据这样的信息。
控制器44接收诸如打印、复制以及扫描指令这样的各种类型的执行指令，并且控制诸如图像读取单元41、图像处理器42以及图像输出单元43这样的组件，以基于所接收的指令执行控制。
工作模式设置单元46基于用户操作来设置图像形成设备20的工作模式。此时，如果用户给出将图像形成设备20的工作状态设置成噪声分析模式的指令，则工作模式设置单元46将设备本身的工作状态设置成用于分析正产生的噪声的原因的工作模式(工作状态)。
例如，如图9所示，如果用户操作图像形成设备20的操作面板49，并且给出切换至噪声分析模式的指令，则工作模式设置单元46相对于控制器44将工作模式设置成用于分析正产生的噪声的原因的噪声分析模式。
随后，如果通过工作模式设置单元46将工作模式设置成噪声分析模式，则控制器44命令调制器47，将如先前所描述的由诸如设备本身的型号名称以及序列号的模型信息、工作状态信息和工作部件信息这样的信息构成的设备信息，调制到用于输出的声音信号上。
当由控制器44给出如上所述的指令时，调制器47例如根据与设备本身相关的设备信息执行诸如对人类听觉难以辨识的不可听的高频信号(诸如，19kHz声音信号)进行相位调制这样的处理。换句话说，设备信息通过相位调制被调制到19kHz高频信号上。
本文中，本示例性实施方式描述了调制器47使用正交相移键控(QPSK)(其是一种相位调制方案)以利用设备信息对19kHz声音信号进行调制的情况。
如图10所示，QPSK是一种调制方案，在该调制方案中，使得诸如“11”、“10”、“00”和“01”这样的两比特信息分别与相对于基准相位呈45°、135°、225°和315°的相位相对应。图10是示出QPSK的星座图的图。
应当注意，由于QPSK是典型的调制方案，因此本文省略了其详细描述。然而，本发明并不限于使用QPSK作为调制方案，并且即使在通过使用某一其它调制方案(诸如，如二进制PSK的另一相位调制方案、幅度调制方案或频率调制方案)将设备信息调制到不可听的声音上的情况下，也可以同样地进行应用。
随后，声音输出单元48经由扬声器等将由调制器47利用设备信息调制的不可听的声音信号输出到设备之外。换句话说，当设备本身的工作状态通过工作模式设置单元46被设置成用于分析正产生的噪声的原因的工作模式时，声音输出单元48输出承载与设备本身相关的设备信息并且人类听觉难以辨识的不可听的高频信号。
应当注意，由于人类听觉的典型频率范围据说是从大约20Hz至20kHz，因此该不可听的高频信号优选地高于该频率范围。然而，人类辨识声音的能力随着声音信号的频率的升高而降低。另外，通过使得图像形成设备20出于噪声分析的目的进行工作，还产生了诸如普通工作声音和其它低频声音这样的各种声音。出于这个原因，即使输出利用设备信息调制的高频声音信号，该高频声音信号对附近的人来说也可能是难以识别的。
出于这个原因，严格来说，不可听的高频信号不是指可听频率的范围之外的声音信号(诸如，超声波信号)，而恰恰相反指的是处于高频的声音信号，以便当执行噪声分析时不被附近的人听到。因此，本示例性实施方式描述了使用19kHz声音信号作为不可听高频信号的示例的情况。
接下来，将参照图11中的序列图对根据本示例性实施方式的噪声诊断系统的工作进行描述。
在使用噪声诊断设备10来执行用于识别噪声的原因的噪声诊断的情况下，图像形成设备20通过执行如图9中所示的操作而被设置成噪声分析模式。随后，如图12所示，将利用诸如与型号名称有关的信息这样的设备信息调制的不可听的声音信号从图像形成设备20输出。然后，使图像形成设备20执行产生噪声的处理，而在该状态下重新产生噪声92。
随后，在噪声诊断设备10中，工作模式被设置成记录模式，并且麦克风被指向图像形成设备20以记录噪声92并获取声音数据(步骤S101)。此时，利用设备信息调制的不可听的声音信号91也同时被噪声诊断设备10记录。
随后，在噪声诊断设备10中，所获取的声音信号的高频分量被恢复并被解调，以从而提取被调制到所记录的不可听的声音信号91上的设备信息(诸如，型号名称)(步骤S102)。
另外，在噪声诊断设备10中，频率分析器32将STFT应用于所获取的声音数据，以由此生成表示各个频率处的信号强度分布随时间的变化的频谱波形(步骤S103)。
如图13所示，STFT在短时间间隔内执行傅里叶变换，以根据随时间的变化来计算针对各个频率分量的信号强度。此外，图14示出了在呈现通过STFT获得的分析结果作为频谱波形的单一图像的情况下的示例波形。
在图14所示的示例频谱波形中，横轴表示时间，纵轴表示频率，并且各个频率处的强度根据颜色来表示。应当注意，在图14中，通过填充图案来表示颜色的不同。另外，尽管图14示出了根据颜色来表示各个频率处的强度的情况的示例，但是强度也可以根据灰度来表示。
图14中的示例频谱波形展示了表示以特定的频率周期性地产生噪声频率分量61的显示。应当注意，在图14所示的示例频谱波形中，低频分量是普通工作声音，而不是噪声频率分量。
在获得如图14所示的频谱波形之后，控制器33将该频谱波形显示在显示器35上。随后，如图15所示，控制器33呈现提示用户在所显示的频谱波形上指定被估计为噪声的区域的显示。图15中示出的示例展示了，显示出文字“指定明显的噪声的区域”，以提示用户指定估计为噪声的区域。
随后，通过参照这样的显示，被呈现了频谱波形的用户识别出噪声频率分量61，并且例如通过操作触摸面板选择包括该噪声频率分量61的区域。
图16示出了由用户以这种方法选择的所选区域80。图16所示的示例展示了，用户利用他或她的手指65操作触摸面板，以由此指定包括多个噪声频率分量61的矩形区域，作为所选区域80。
随后，在以这种方法指定所选的区域80之后，频率分析器32对包括在该所选区域80中的频率分量执行快速傅里叶变换(1D-FFT)(步骤S104)。图17示出了以这种方法执行的快速傅里叶变换的分析结果的示例。
应当注意，在图17中，通过检测对其执行了快速傅里叶变换的频率分量的信号的周期和频率，来识别出噪声的周期和频率。应当注意，由于噪声也包括谐波分量等，因此在某些情况下可能检测到多个周期，但是具有最强信号强度的周期被检测为噪声周期。
另外，由于具有等于或大于某一周期的长周期的信号分量可以被认为是普通工作声音或者非周期噪声，因此具有这样的长周期的信号分量的区域被作为排除区域62来处理，并且忽略该排除区域62中的分析结果。
此外，由于小于或等于某一频率的低频的信号分量可能是无法从普通工作声音辨别出的，因此具有这样的低频的信号分量的区域被作为排除区域63处理，并且忽略该排除区域63中的分析结果。
在噪声诊断设备10中，根据快速傅里叶变换的分析结果，与噪声的频率和周期的有关信息连同与工作状态有关的信息一起，被发送至服务器设备50(步骤S105)。例如，表示4kHz的噪声频率和2.0s的噪声周期的信息被发送至服务器设备50。
随后，在服务器设备50中，基于所接收的信息对波形数据存储器53进行搜索，并且提取出与所接收的信息对应的频谱波形数据(步骤S106)。
随后，服务器设备50将所提取的频谱波形数据连同诸如原始声音数据、噪声的原因以及用于解决噪声的处理这样的信息一起发送至噪声诊断设备10(步骤S107)。
此后，噪声诊断设备10从服务器设备50接收频谱波形数据(步骤S108)。随后，噪声诊断设备10的控制器33使显示器35显示所接收的频谱波形和通过STFT获得的频谱波形(步骤S109)。
图18示出了以这种方法显示两个频谱波形的噪声诊断设备10上的示例画面。
图18所示的示例画面展示了，频率分析器32中通过STFT获得的频谱波形被显示为“此次记录的噪声的分析结果波形”，而从服务器设备50发送的频谱波形连同噪声的原因(“感光鼓的磨损”)一起被显示为“过去的噪声数据”。
尝试执行噪声诊断的维修人员将这两个频谱波形进行比较，并且通过判定波形中的噪声分量彼此是否相似来识别噪声的原因。
另外，当从服务器设备50发送多个频谱波形时，例如通过在被显示为“过去的噪声数据”的频谱波形的图像上在水平方向上执行触摸操作，来显示如图19中的不同的频谱波形。
图19示出了显示噪声的频谱波形的示例图像，针对该频谱波形，噪声的原因是“驱动电机故障”。
当以这种方法发送多个频谱波形时，通过判定哪个频谱波形与此次记录的噪声的频谱波形相似，来识别噪声的原因。应当注意，在识别噪声的原因时，噪声的原因不仅通过简单地对诸如频谱波形的形状或噪声分量的周期和频率的特征进行比较来识别，而且通过倾听此次获取的噪声并将此次获取的噪声跟与从服务器设备50发送的频谱波形对应的噪声进行比较来识别。
此外，如图4所示，根据本示例性实施方式的设备信息70包括表示构成待分析设备的多个部件中的哪些部件当前正在运行的工作部件信息74。出于这个原因，如图20所示，通过使用工作部件信息74，控制器33还可以控制显示器35，以连同表示多个部件的运行状态的信息一起显示由频率分析器32获得的频谱波形。
在图20所示的显示示例中，通过时序图来表示诸如纸张传送设备、显影设备、感光鼓以及定影器这样的部件开始工作的定时，并且通过将这些定时与频谱波形的图像进行比较，能够估计出哪个部件具有作为噪声的原因的高可能性。
另外，被调制到不可听的声音信号91上并且从图像形成设备20输出的设备信息70的分组数据可以被反复发送，或者仅以特定的定时进行发送，诸如仅当被发送的内容改变时发送。
例如，在图21所示的示例发送中，设备信息70在记录开始之后立即连续被发送，但是此后，设备信息70a和70b单独且仅当被发送的内容改变时才被发送。
另外，在仅发送诸如模型信息72和工作状态信息73这样的、中途不会改变的信息的情况下，不必连续发送设备信息70，并且发送使得噪声诊断设备10能够获取设备信息70的最小量就足够了。
本文中，图21示出了从图像形成设备20获取的正常声音和异常声音的频谱波形与不可听的声音信号91的频率之间的关系，并且展示了，通过将各自的频带配置成不重叠，可以通过HPF 38和LPF 37将这些频带分离。
另外，前面描述了通过具有19kHz的单一频率的不可听的声音信号91的相位调制来将设备信息调制到信号上的情况，但是如图22所示，在18kHz和20kHz处的两个声音信号也可以被用于发送设备信息。
在图22所示的示例中，18kHz信号与“0”相关联，而20kHz信号与“1”相关联，并且通过基于该设备信息在这两个频率之间进行切换，经由声音信号来发送设备信息。
在根据本示例性实施方式的噪声诊断设备10中，通过简单地记录从图像形成设备20输出的声音信号，来获取诸如型号名称这样的设备信息，而无需通过手动操作输入诸如型号名称这样的设备信息、经由诸如Wi-Fi这样的无线通信从图像形成设备20接收设备信息、或者通过扫描一维码、二维码等输入设备信息。
另外，即使多个声音信号被记录，所获取的声音数据和诸如型号名称这样的设备信息也可以可靠地相关联。此外，鉴于可能由用户利用手动操作不正确地输入诸如型号名称这样的设备信息，可以避免这种不正确的输入。
示例性修改
使用噪声诊断设备10是平板电脑的情况描述了前面的示例性实施方式，但是本发明并不限于此，并且当其它设备被作为噪声诊断设备处理时也可以应用本发明。例如，如果图像形成设备20的操作面板被配置成可从设备主体拆下、能够与服务器设备50进行通信、并且包括内置声音信号获取功能，则该操作面板也可以被作为噪声诊断设备处理。
另外，使用噪声诊断设备10包括内置麦克风17的情况描述了前面的示例性实施方式，但是如果噪声诊断设备10配备有录音功能，则获取声音信号的获取单元也可以通过外部连接诸如麦克风这样的拾音设备来实现。
另外，使用通过用户利用触摸操作来执行被估计为噪声的区域的指定的情况描述了前面的示例性实施方式，但是本发明并不限于这样的配置。即使当根据其它方法指定被估计为噪声的区域(诸如，通过手写笔输入来指定区域、使用数字直接输入被估计为噪声的频率、或者利用鼠标操作指定区域)时，本发明同样是可应用的。
此外，使用用于以噪声分析为目标的设备是图像形成设备的情况描述了前面的示例性实施方式，但是以噪声分析为目标的设备并不限于是图像形成设备，即使在其它设备(只要该设备可能会产生周期性的噪声)的情况下，本发明同样是可应用的。
已经出于说明和描述目的提供了本发明的示例性实施方式的前述描述。并不旨在穷尽或将本发明限制为公开的具体形式。明显地，对于本领域技术人员来说许多修改和变型将是显而易见的。实施方式被选择并描述以便最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其它技术人员能够将用于各种实施方式和具有各种修改的本发明，理解为适用于所预期的特定用途。旨在通过所附权利要求及其等同物来限定本发明的范围。

Claims (10)

1.一种诊断设备，所述诊断设备包括：
获取单元，所述获取单元获取声音信息；
提取单元，所述提取单元从所获取的声音信息提取出与待分析设备相关的设备信息；
生成单元，所述生成单元对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果；以及
显示器，所述显示器显示基于所述第一分析结果和所述设备信息选择的第二分析结果以及所述第一分析结果。
2.一种诊断设备，所述诊断设备包括：
获取单元，所述获取单元获取声音信息；
提取单元，所述提取单元从所获取的声音信息提取出与待分析设备相关的设备信息；
生成单元，所述生成单元对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果；
发送单元，所述发送单元将从所述第一分析结果获得的信息以及所述设备信息发送至外部设备；
接收单元，所述接收单元从所述外部设备接收与所述第一分析结果对应的第二分析结果；以及
显示器，所述显示器显示所述第一分析结果和所述第二分析结果。
3.根据权利要求1或2所述的诊断设备，其中
所述设备信息包括如下各项中的至少一个：与所述待分析设备的型号名称有关的信息、与所述待分析设备的序列号有关的信息、以及与所述待分析设备的工作状态相关的工作状态信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的诊断设备，其中
所述设备信息包括工作部件信息，所述工作部件信息表示构成所述待分析设备的多个部件中的哪些部件当前正在运行，并且
所述显示器对所述第一分析结果连同表示所述多个部件的运行状态的信息一起进行显示。
5.一种诊断设备，所述诊断设备包括：
获取单元，所述获取单元获取声音信息；
提取单元，所述提取单元从所获取的声音信息提取设备信息，所述设备信息包括工作部件信息，所述工作部件信息表示构成待分析设备的多个部件中的哪些部件当前正在运行；
生成单元，所述生成单元对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果；以及
显示器，所述显示器显示所述第一分析结果和所述工作部件信息。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的诊断设备，其中
承载所述设备信息的频带是人类听觉难以辨识的高频区域。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的诊断设备，其中
所述设备信息由人类听觉难以辨识的高频信号的相位调制来承载。
8.一种诊断系统，所述诊断系统包括：
获取单元，所述获取单元获取声音信息；
提取单元，所述提取单元从所获取的声音信息提取出与待分析设备相关的设备信息；
生成单元，所述生成单元对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果；
存储器，所述存储器存储通过对噪声的声音信号执行频率分析而获得的多个第二分析结果；
选择单元，所述选择单元使用从所述第一分析结果获得的信息和所述设备信息，从存储在所述存储器中的所述多个第二分析结果当中选择与所述第一分析结果对应的第二分析结果；以及
显示器，所述显示器显示所述第一分析结果和所述第二分析结果。
9.一种设备，所述设备包括：
设置单元，所述设置单元将所述设备本身的工作状态设置成用于分析正产生的噪声的原因的工作状态；以及
声音输出单元，在所述设备本身的工作状态被所述设置单元设置成用于分析正在产生的噪声的原因的工作状态的情况下，所述声音输出单元输出承载与所述设备本身相关的设备信息、并且人类听觉难以辨识的高频信号。
10.一种诊断方法，所述诊断方法包括以下步骤：
获取声音信息；
从所获取的声音信息提取出与待分析设备相关的设备信息；
对所获取的声音信息执行时间-频率分析，并且生成表示各个频率处的强度分布随时间的变化的第一分析结果；以及
显示基于所述第一分析结果和所述设备信息选择的第二分析结果以及所述第一分析结果。
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