CN107026953A - 诊断设备和诊断系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种诊断设备，包括：获取单元，其获取声音信息；第一分析单元，其执行对声音信息的频率分析并生成频率分析结果数据，该频率分析结果数据表示每个频率的强度分布的时间变化；指定单元，其在频率分析结果数据中指定异常声音的频率；第二分析单元，其分析所指定的异常声音的频率的频率分量；以及提取单元，其从第二分析单元获取的分析结果中提取异常声音的周期信息。

Description

诊断设备和诊断系统
技术领域
本发明涉及一种诊断设备和一种诊断系统。
背景技术
在JP-A-2007-079263中，公开了一种系统，其包括：RAM或ROM，其存储在图像形成设备正常操作时的操作声音；以及麦克风，其检测从图像形成设备产生的操作声音。所述系统基于存储在RAM或ROM中的第一声音信息、麦克风检测到的第二声音信息和图像形成设备的操作信息来指定图像形成设备的异常位置。
在JP-A-2008-290288中，作为包括在印刷纸张上形成图像的图像形成单元和输送印刷纸张的输送单元的图像处理设备，公开了一种图像处理系统，其还包括：声音转换单元，其将内部设备声音转换成电信号；声音分析单元，其通过分析声音转换单元获取的电信号来获取频率分量；以及输出单元，其输出声音分析单元获取的频率分量。
发明内容
期望提供这样的诊断设备和诊断系统：其能够指定要从频率分析结果中提取的声音的频率，该频率分析结果表示通过执行对声音信息的频率分析并提取声音的周期信息而获取的每个频率的强度分布的时间变化。
[诊断设备]
根据本发明的第一方面，提供了一种诊断设备，包括：获取单元，其获取声音信息；第一分析单元，其执行对声音信息的频率分析并生成频率分析结果数据，该频率分析结果数据表示每个频率的强度分布的时间变化；指定单元，其在频率分析结果数据中指定异常声音的频率；第二分析单元，其分析所指定的异常声音的频率的频率分量；以及提取单元，其从第二分析单元获取的分析结果中提取异常声音的周期信息。
根据本发明的第二方面，提供了一种诊断设备，包括：获取单元，其获取声音信息；第一分析单元，其执行对声音信息的频率分析并生成频率分析结果数据，该频率分析结果数据表示每个频率的强度分布的时间变化；指定单元，其在频率分析结果数据中指定异常声音的频率；显示单元，其显示所指定的异常声音的频率；第二分析单元，其分析从所指定的异常声音的频率中选择的频率的频率分量；以及提取单元，其从第二分析单元获取的分析结果中提取异常声音的周期信息。
根据本发明的第三方面，在根据第一或第二方面的诊断设备中，指定单元可以通过计算频率分析结果数据中每个频率在时间轴方向上的声音强度的总和并且检测每个频率的声音强度的总和的最大值，来指定异常声音的频率。
根据本发明的第四方面，在根据第一或第二方面的诊断设备中，指定单元可以计算频率分析结果数据中每个频率在时间轴方向上的声音强度的总和，检测所计算出的每个频率的声音强度的总和的最大值，并且指定如下频率作为异常声音的频率，对于该频率，最大值与相邻的不同频率的声音强度的总和的值之间的差为预先设置的值或者更大。
根据本发明的第五方面，在根据第三或第四方面的诊断设备中，指定单元可以针对预先设置的频率的区域，甚至在检测到最大值的情况下，也不将最大值的频率指定为异常声音的频率。
根据本发明的第六方面，在根据第五方面的诊断设备中，可以针对每种类型的设备而设置预先设置的频率的区域。
根据本发明的第七方面，在根据第三至第六方面中任一方面的诊断设备中，在指定单元指定了多个异常声音的频率，并且通过对多个指定的异常声音的频率的频率分量的分析而检测到多个异常声音周期的情况下，提取单元可以在多个异常声音的频率的周期当中，提取所计算出的每个频率的声音强度总和的值最大的频率的周期作为异常声音的周期信息。
根据本发明的第八方面，在根据第三至第六方面中任一方面的诊断设备中，在指定单元指定了多个异常声音的频率，并且通过对多个指定的异常声音的频率的频率分量的分析而检测到多个异常声音周期的情况下，提取单元可以从多个异常声音的频率的周期当中提取如下频率的周期作为异常声音的周期信息，对于该频率，所计算出的每个频率的声音强度总和的值与相邻的不同频率的声音强度总和的值之间的差最大。
根据本发明的第九方面，在根据第三至第六方面中任一方面的诊断设备中，在指定单元指定了多个异常声音的频率，并且通过对多个指定的异常声音的频率的频率分量的分析而检测到多个异常声音周期的情况下，提取单元可以从多个异常声音的频率的周期当中提取最短周期作为异常声音的周期信息。
根据本发明的第十方面，在根据第一至第九方面中任一方面的诊断设备中，在指定单元无法指定异常声音的频率的情况下，第二分析单元分析预先设置的一个或多个频率分量。
根据本发明的第十一方面，根据第一至第十方面中任一方面所述的诊断设备还可以包括：通信单元，其与外部装置进行通信；传送单元，其通过通信单元将提取单元提取的声音的周期和频率的信息传送至外部装置；以及接收单元，其通过通信单元从外部装置接收与第一分析单元生成的频率分析结果数据对应的频率分析结果的数据，其中，显示单元显示第一分析单元生成的频率分析结果和接收单元接收的频率分析结果。
[诊断系统]
根据本发明的第十二方面，提供了一种诊断系统，其包括诊断设备以及服务器设备，该诊断设备包括：获取单元，其获取声音信息；第一分析单元，其执行对声音信息的频率分析并生成频率分析结果数据，该频率分析结果数据表示每个频率的强度分布的时间变化；指定单元，其在频率分析结果数据中指定异常声音的频率；第二分析单元，其分析所指定的异常声音的频率的频率分量；提取单元，其从第二分析单元获取的分析结果中提取异常声音的周期信息；通信单元，其与服务器设备进行通信；第一传送单元，其通过通信单元将提取单元提取的声音的周期和频率的信息传送至服务器设备；以及接收单元，其通过通信单元从服务器设备接收与第一分析单元生成的频率分析结果数据对应的频率分析结果的数据，该服务器设备包括：存储单元，其存储通过对异常声音的声音信息执行频率分析而获取的多个频率分析结果的数据；以及第二传送单元，在从诊断设备接收到声音的周期和频率的信息的情况下，其从存储在存储单元中的多个频率分析结果的数据当中选择与所接收的声音的周期和频率的信息一致的数据，并将所选择的数据传送至诊断设备。
根据本发明的第一方面，可以提供如下的一种诊断设备：其能够指定要在频率分析结果中提取的声音的频率，并提取声音的周期信息，该频率分析结果表示通过执行对声音信息的频率分析而获取的每个频率的强度分布的时间变化。
根据本发明的第二方面，可以提供如下的一种诊断设备：其能够指定并显示要在频率分析结果中提取的声音的频率，并提取所选声音的周期信息，该频率分析结果表示通过执行对声音信息的频率分析而获取的每个频率的强度分布的时间变化。
根据本发明的第三方面，可以提供如下的一种诊断设备：其能够指定要在频率分析结果中提取的声音的频率，并提取声音的周期信息，该频率分析结果表示通过执行对声音信息的频率分析而获取的每个频率的强度分布的时间变化。
根据本发明的第四方面，可以提供如下的一种诊断设备：其能够指定要在频率分析结果中提取的声音的频率，并提取声音的周期信息，该频率分析结果表示通过执行对声音信息的频率分析而获取的每个频率的强度分布的时间变化。
根据本发明的第五方面，可以提供如下的一种诊断设备：其能够防止将正常操作声音检测为异常声音。
根据本发明的第六方面，可以提供如下的一种诊断设备：与无法针对每种类型的设备设置预先设置的频率区域的情况相比，其能够防止将正常操作声音检测为异常声音。
根据本发明的第七方面，可以提供如下的一种诊断设备：其能够同样在检测到多条周期信息的情况下提取是异常声音的周期的可能性高的周期信息。
根据本发明的第八方面，可以提供如下的一种诊断设备：其能够同样在检测到多条周期信息的情况下提取是异常声音的周期的可能性高的周期信息。
根据本发明的第九方面，可以提供如下的一种诊断设备：其能够同样在检测到多条周期信息的情况下提取是异常声音的周期的可能性高的周期信息。
根据本发明的第十方面，可以提供如下的一种诊断设备：甚至在从表示每个频率的强度分布的时间变化的频率分析结果中无法指定异常声音的频率的情况下，其也能够提取异常声音的周期信息。
根据本发明的第十一方面，可以提供如下的一种诊断设备：其通过将所获取的声音信息的频率分析结果与记录在外部装置(其为等同于分析目标设备的设备)中的声音信息的频率分析结果进行比较来允许用户估计所产生的异常声音的起因。
根据本发明的第十二方面，可以提供如下的一种诊断系统：其能够指定要在频率分析结果中提取的声音的频率，并提取声音的周期信息，该频率分析结果表示通过执行对声音信息的频率分析而获取的每个频率的强度分布的时间变化。
附图说明
将基于附图详细地描述本发明的示例性实施例，其中：
图1是示出了根据本发明的示例性实施例的异常声音诊断系统的配置的系统图；
图2是示出了根据本发明的示例性实施例的异常声音诊断设备10的硬件配置的框图；
图3是示出了根据本发明的示例性实施例的异常声音诊断设备10的功能配置的框图；
图4是示出了根据本发明的示例性实施例的服务器设备50的功能配置的框图；
图5是示出了存储在图4所示的波形数据存储单元53中的信息的实例的示图；
图6是示出了根据本发明的示例性实施例的异常声音诊断系统的操作的序列图；
图7是示出了在输入诸如型号名称、序列号和操作状态的各种信息时异常声音诊断设备10的显示屏幕的实例的示图；
图8是示出了STFT的概念的示图；
图9是示出了基于通过STFT获取的分析结果的频谱波形的图像的实例的示图；
图10是示出了用于示出异常声音频率指定处理的频谱波形的实例的示图；
图11是示出了不包括异常声音的声音的频谱波形数据中各频率在时间轴方向上的声音强度的总和的情况的实例的示图；
图12是示出了用于从各频率的声音强度的总和中检测峰值(peak)的具体方法的示图；
图13是示出了从图12所示的各频率的声音强度的总和的曲线图中将包括频率f1、f2和f3的三个频率指定为异常声音的频率的外观的示图；
图14是示出了快速傅里叶变换的分析结果的实例的示图；
图15是示出了通过对频率f1、f2和f3执行快速傅里叶变换而获取的周期信息的实例的示图；
图16是示出了通过对频率f1、f2和f3执行快速傅里叶变换而获取的周期信息的另一实例的示图；
图17是示出了在各频率的声音强度的总和的曲线图中的总和值的大小的示图；
图18是示出了通过对频率f1、f2和f3执行快速傅里叶变换而获取的周期信息的另一实例的图；
图19是示出了在其上显示两个频谱波形的异常声音诊断设备10的屏幕的实例的示图；
图20是示出了在图13所示的屏幕的实例上显示具有异常声音的不同起因的另一频谱波形的情况下的图像的实例的示图；
图21是示出了甚至在包括异常声音的频谱波形数据中计算各频率在时间轴方向上的声音强度的总和的情况下总和值中也没有出现峰值的情况的实例的示图；
图22是示出了在指定异常声音的频率的情况与指定对其执行快速傅里叶变换的频率的情况之间切换对其执行快速傅里叶变换的频率时所执行的操作的流程图；以及
图23是示出了通过使用频谱波形上的虚线显示异常声音的候选频率来允许用户选择对其执行快速傅里叶变换的频率的外观的示图。
具体实施方式
接下来，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1是示出了根据本发明的示例性实施例的异常声音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例的异常声音诊断系统被配置有异常声音诊断设备10(诸如个人计算机、智能电话或便携式平板终端装置)以及服务器设备50。
任何异常声音诊断设备可应用于本发明，只要异常声音诊断设备10可以通过通信网络连接至服务器设备50即可。然而，将使用如下情况进行该示例性实施例中的描述：异常声音诊断设备10是平板式终端装置，该平板式终端装置设置有诸如麦克风的用以获取声音信号的装置以及用以接收触摸输入的触摸面板。
异常声音诊断设备10由维护或修理图像形成设备20(诸如终端用户使用的打印机)的服务工程师(维护人员)携带，并且用于获取在图像形成设备20中针对对所获取的异常声音信号的频率分析而产生的异常声音(反常声音)信号，或者将作为对过去从服务器设备50获取的异常声音信号的频率分析结果而获得的波形，连同作为对所获取的异常声音信号的频率分析结果而获得的波形一起显示。
异常声音诊断设备10和服务器设备50通过诸如Wi-FI路由器或互联网通信网络40的无线LAN终端30彼此连接，并且发送和接收信息。
在异常声音诊断设备10是移动电话装置或智能电话的情况下，异常声音诊断设备10和服务器设备50可以通过移动电话网络彼此连接，并且发送/接收作为频率分析结果而获得的波形数据。
在根据本示例性实施例的异常声音诊断系统中，在作为安装在终端用户的地点处的目标电子设备的图像形成设备20中产生异常声音的情况下，服务工程师带着异常声音诊断设备10走到图像形成设备20的位置。服务工程师通过使用异常声音诊断设备10记录所产生的异常声音来获取异常声音信号，并且执行指定异常声音的起因的异常声音诊断。
另外，技术上还可以在图像形成设备20中提供麦克风以具有声音记录功能，从而当产生异常声音时记录异常声音。然而，在图像形成设备20安装在终端用户的办公室中的情况下，可能由于安全问题而未实现在图像形成设备20中提供声音记录功能。
接下来，在图2中示出了该示例性实施例的异常声音诊断系统中的异常声音诊断设备10的硬件配置。
如图2所示，异常声音诊断设备10包括：CPU 11；存储器12，其可以临时存储数据；诸如闪速存储器的存储装置13；无线LAN接口(I/F)14，其通过与无线LAN终端30进行无线通信来发送/接收数据；输入装置15，诸如触摸传感器；显示装置16；以及麦克风17。这样的构成元件通过控制总线18互相连接。
在根据本示例性实施例的异常声音诊断设备10中，包括其上布置有用于检测在显示装置16上的触摸位置的触摸传感器作为输入装置15的触摸面板，并且通过使用该触摸面板来进行显示，并且从用户进行输入。
CPU 11基于存储在存储器12或存储装置13中的控制程序来执行预定处理，从而控制异常声音诊断设备10的操作。该控制程序可以通过经由互联网通信网络40或移动电话网络下载来获取并且提供至CPU 11，或者程序可以存储在诸如CD-ROM的存储介质上并提供至CPU 11。
在执行上述控制程序时，根据本示例性实施例的异常声音诊断设备10执行以下描述的操作并且支持服务工程师的指定异常声音的起因的操作。
图3是示出了通过执行上述控制程序来实现的异常声音诊断设备10的功能配置的框图。
如图3所示，根据该示例性实施例的异常声音诊断设备10包括声音获取单元31、频率分析单元32、控制单元33、声音数据存储单元34、显示单元35、通信单元36和声音再现单元37。
显示单元35在控制单元33的控制下进行各种数据的显示。通信单元36与作为外部装置的服务器设备50进行通信。声音再现单元37在控制单元33的控制下再现所记录的声音数据等并将声音数据等转换为声音信号。
声音获取单元31通过接收在作为分析目标设备的图像形成设备20中生成的异常声音作为输入来获取声音信号。
在该示例性实施例中，在将声音获取单元31描述为当声音获取单元31接收在图像形成设备20中生成的异常声音作为输入时获取声音信号时，声音信号是声音信息的实例。
频率分析单元32对声音获取单元31获取的声音信号执行时间频率分析(时间相关频率分析)，并且生成频谱波形(频率分析结果)数据，该频谱波形数据表示所获取的异常声音信号的每个频率的信号强度分布的时间变化。
具体地，频率分析单元32通过对声音获取单元31获取的声音信号执行短时傅立叶变换(STFT)来生成频谱波形数据。以下将描述STFT。
控制单元33将频率分析单元32获取的频谱波形数据连同声音数据一起存储在声音数据存储单元34中。然后，控制单元33在显示单元35(其为触摸面板)上显示作为STFT的结果而获取的频谱波形。
另外，控制单元33指定频率分析单元32获取的频谱波形数据中的异常声音的频率。
具体地，控制单元33对频率分析单元32获取的频谱波形数据中的每个频率计算在时间轴方向上的声音强度的总和，并且在所计算出的每个频率的声音强度的总和中检测峰值(最大值)，从而指定异常声音的频率。
由于也存在频谱波形数据中存在多个峰值的情况，在本示例性实施例中，控制单元33计算频谱波形数据中每个频率在时间轴方向上的声音强度的总和，检测所计算出的每个频率的声音强度的总和中的峰值，并且将峰值与另一相邻频率的声音强度的总和之间的差是预先设置的值以上的频率指定为异常声音的频率。
另外，由于不能将等于或低于预定频率的低频率的信号分量与正常操作声音区分，控制单元33可以不被配置为甚至在预先设置的频率区域(例如，2kHz以下的区域)内检测到最大值的情况下也将具有最大值的频率指定为异常声音的频率。
当以该方式指定异常声音的频率时，控制单元33指示频率分析单元32执行快速傅里叶变换(1D-快速傅里叶变换(FFT))，该快速傅里叶变换在时间轴方向上对频率分析单元32获取的频谱波形数据当中包括所指定的异常声音的频率的频率分量执行频率分析。为此，频率分析单元32在时间轴方向上对控制单元33指定的异常声音的频率分量执行快速傅里叶变换。
在控制单元33无法指定异常声音的频率的情况下，频率分析单元32在时间轴方向上对预先设置的频率分量(诸如4kHz或8kHz)执行快速傅里叶变换。
然后，控制单元33从频率分析单元32获取的快速傅里叶变换的分析结果中提取异常声音的周期和频率的信息。
另外，在指定了异常声音的多个频率并且通过频率分析单元32对所指定的异常声音的多个频率分量执行的分析而检测到异常声音的多个周期的情况下，控制单元33可以被配置为从异常声音的多个频率的周期当中提取所计算出的各频率的声音强度总和的值最大的频率的周期作为异常声音的周期信息。
在指定了异常声音的多个频率并且通过频率分析单元32对所指定的异常声音的多个频率分量执行的分析而检测到异常声音的多个周期的情况下，控制单元33可以被配置为从异常声音的多个频率的周期当中提取这样的频率的周期作为异常声音的周期信息：所计算出的该频率的声音强度总和的值与另一相邻频率的声音强度总和的值之间的差最大。
在指定了异常声音的多个频率并且通过频率分析单元32对所指定的异常声音的多个频率分量执行的分析而检测到异常声音的多个周期的情况下，控制单元33可以被配置为从异常声音的多个频率的周期当中提取最短周期作为异常声音的周期信息。
另外，控制单元33通过通信单元36将所获取的异常声音的周期和频率的信息连同图像形成设备20的型号信息(诸如型号名称、序列号等)和表示图像形成设备20的操作状态的操作状态信息一起传送至服务器设备50。具体地，在该操作状态信息中，可以包括诸如彩色打印/单色打印、单面打印/双面打印、作为操作模式的扫描、打印和复印之一以及所用纸张的种类的信息。这样，控制单元33通过通信单元36将从频率分析单元32获取的频谱波形数据中获取的信息传送至服务器设备50。
服务器设备50将通过对过去在等同于图像形成设备20的设备中产生的异常声音的声音信号的频率分析而获取的频谱波形数据连同诸如原始声音数据、在获取声音数据时该设备的操作状态、异常声音的起因以及针对异常声音的对抗措施的信息一起存储。
服务器设备50基于从异常声音诊断设备10传送的异常声音的周期和频率的信息，搜索与作为频率分析单元32执行的频率分析的结果而获取的频谱波形数据对应的频谱波形数据，并且将所发现的频谱波形数据连同诸如作为异常声音的样本波形数据而存储的声音数据等信息一起传送至异常声音诊断设备10。
结果，控制单元33通过通信单元36从服务器设备50接收与作为频率分析单元32执行的频率分析的结果而获取的频谱波形数据对应的频谱波形数据。
控制单元33在显示单元35上以平行的方式显示通过对声音获取单元31获取的声音信号的频率分析而获取的频谱波形和从服务器设备50接收到的频谱波形。
在存在从服务器设备50传送的多个频谱波形数据的情况下，控制单元33控制显示单元35，使其在多个频谱波形数据当中，优先显示与通过频率分析单元32的频率分析而获得的频谱波形数据的相似度高的数据。
接下来，将参照图4所示的框图来描述根据该示例性实施例的异常声音诊断系统的服务器设备50的功能配置。
如图4所示，根据该示例性实施例的服务器设备50包括通信单元51、控制单元52和波形数据存储单元53。
波形数据存储单元53存储通过对过去在等同于作为分析目标设备的图像形成设备20的设备中产生的异常声音的声音信号执行频率分析而获取的多条频谱波形数据。
具体地，如图5所示，波形数据存储单元53针对每个型号存储诸如通过对预先获取的异常声音的声音数据的时间频率分析而获取的频谱波形数据、作为来源的声音数据、异常声音的起因和其对抗措施的信息。
在从异常声音诊断设备10接收到异常声音的周期和频率的信息的情况下，控制单元52基于接收到的异常声音的周期和频率的信息，从存储在波形数据存储单元53中的多个频谱的波形数据当中，选择与基于异常声音诊断设备10获取的异常声音的频谱的波形数据类似的波形数据，并且通过通信单元51将所选择的波形数据传送至异常声音诊断设备10。
接下来，将参照图6所示的序列图来描述根据本示例性实施例的异常声音诊断系统的操作。
在异常声音诊断设备10中，在要执行用于指定异常声音的起因的异常声音诊断的情况下，显示如图7所示的图像，并且输入诸如型号名称、序列号和操作状态的各种信息(步骤S101)。
然后，异常声音诊断设备10将操作模式设置为声音记录模式，并且通过使得麦克风17接近图像形成设备20中的异常声音发生位置来记录异常声音，从而获取声音数据(步骤S102)。
在异常声音诊断设备10中，频率分析单元32对所获取的声音数据执行STFT，相应地，生成表示每个频率的信号强度分布的时间变化的频谱波形(步骤S103)。
如图8所示，STFT表示通过在每个短时间内执行傅里叶变换来根据时间变化计算每个频率分量的信号强度。图9中示出了通过STFT获取的分析结果被形成为一个频谱波形的图像的情况的波形的实例。
在图9所示的频谱波形的实例中，横轴表示时间，纵轴表示频率，并且使用颜色来表示每个频率的强度。在图9中，用阴影图案来表示颜色的不同。在图9中，虽然使用颜色来表示每个频率的强度的情况被示为实例，但是可以使用灰度级来表示强度。
在图9所示的频谱波形的实例中，应理解，周期性地产生异常声音的频率分量61以显示在特定频率处。在图9所示的频谱波形的实例中，低频分量是正常操作声音而不是异常声音的频率分量。
当获取如图9所示的频谱波形时，控制单元33在显示单元35上显示频谱波形。
另外，控制单元33执行通过从频谱波形中指定异常声音的频率来指定对其执行快速傅里叶变换的频率的处理(步骤S104)。将使用图10中所示的另一频谱波形来描述指定异常声音的频率的该处理。
首先，如图10所示，控制单元33计算频谱波形数据中每个频率在时间轴方向上的声音强度的总和。通过以该方式计算每个频率的声音强度的总和，对于包括异常声音的频率，总和的值大于针对任何其他频率的总和的值。图10所示的声音强度的总和的曲线图不是表示实际的总和值而是表示示意性的总和。
为了进行比较，图11中示出了针对不包括异常声音的声音的频谱波形数据而计算每个频率在时间轴方向上的声音强度的总和的情况的实例。在图11所示的实例中，可以理解，由于不包括异常声音，因此对于声音强度的总和值，也没有产生变为最大值的峰值。
控制单元33检测所计算出的每个频率的声音强度的总和中的峰值，并且将该峰值与另一相邻频率的声音强度的总和之间的差是预先设置的值以上的频率指定为异常声音的频率。
将参照图12来描述从每个频率的声音强度的总和中检测峰值的具体方法。作为峰值检测的实例，可以使用如下方法：针对如图12所示的声音强度的总和的曲线图数据执行微分处理，并且将斜率从正变负的点检测为峰值。在图12所示的实例中，例如，在所检测到的峰值的值与不是相邻峰值的频率的值之间的差H是预先设置的阈值Th以上的情况下，将峰值的频率指定为异常声音的频率。
当计算峰值的值与不是相邻峰值的频率的值之间的差H时，可以计算与峰值和邻近于该峰值的另一峰值之间的最小值的差作为差H的值。
然后，如图13所示，控制单元33将检测到的峰值的频率指定为异常声音的频率。在图13所示的情况下，三个频率f1、f2和f3被指定为异常声音的频率。这里，在执行了异常声音的频率分析的情况下，存在除了异常声音的基本声音外还检测到异常声音的诸如二次谐波声音、三次谐波声音等的谐波声音分量的情况。在图13所示的实例中，频率f1对应于异常声音的基本声音，频率f2对应于异常声音的二次谐波声音，并且频率f3对应于异常声音的三次谐波声音。
然后，当指定了对其执行快速傅里叶变换的频率时，频率分析单元32执行对频率分量的快速傅里叶变换(1D-FFT)(步骤S105)。在图14中示出了以该方式执行的快速傅里叶变换的分析结果的实例。
如图14所示，由于具有预定周期以下的长周期的信号分量被当作正常操作声音或未确定周期的噪声，因此将具有这样的长周期的信号分量的区域设置为确定排除区域63，并且忽略确定排除区域63的分析结果。
另外，由于无法将预定频率以下的低频率的信号分量与正常操作声音区分，因此将这样的低频率的信号分量的区域设置为确定排除区域64，并且忽略确定排除区域64的分析结果。
在图14所示的实例中，通过检测对其执行快速傅里叶变换的频率分量的信号的周期和频率，指定异常声音的周期和频率。如上所述，由于谐波声音分量等包括在异常声音中，因此存在检测到多个周期的情况。
例如，在图15和图16中示出了通过对上述的频率f1、f2和f3执行快速傅里叶变换而获取的周期信息。在图15所示的实例中，对于全部频率f1、f2和f3，获取了5.2秒的周期，相应地，异常声音的周期信息被确定为5.2秒。
然而，在图16所示的实例中，确定了对于频率f1为5.2秒、对于频率f2为7.8秒以及对于频率f3为10.5秒的不同值的周期。
在这样的情况下，控制单元33可以被配置为在多个异常声音的频率的周期当中提取所计算出的每个频率的声音强度总和的值最大的频率的周期作为异常声音的周期信息。
具体地，如图17所示，在频率f1、f2和f3的峰值处的总和值当中，该值为最大的频率f1的周期5.2秒被设置为异常声音的周期信息。
另外，由于存在二次谐波声音和三次谐波声音的声音强度低于基本声音的情况，因此存在在执行快速傅里叶变换的情况下未检测到的分量，并且存在检测到比实际周期长的周期的情况。例如，如图18所示，存在如下情况：在针对基本声音的频率f1检测到5.2秒的周期时，针对作为谐波分量的频率f2和f3检测到10.4秒的周期。
为此，在指定了异常声音的多个频率并且通过频率分析单元32对所指定的异常声音的多个频率分量执行的分析而检测到多个异常声音周期的情况下，控制单元33可以被配置为在异常声音的多个频率的周期当中提取5.2秒的最短周期作为异常声音的周期信息。
异常声音诊断设备10将基于快速傅里叶变换的分析结果的、异常声音的频率和周期的信息连同型号信息和操作状态的信息一起传送至服务器设备50(步骤S106)。例如，将指示异常声音的频率为f1(kHz)以及异常声音的周期为5.2秒的信息传送至服务器设备50。
服务器设备50基于所接收到的信息来搜索波形数据存储单元53，从而提取与所接收到的信息相对应的频谱波形的数据(步骤S107)。
服务器设备50将所提取的频谱波形数据连同原始声音数据的信息、异常声音的起因、对其的对抗措施等一起传送至异常声音诊断设备10(步骤S108)。
然后，异常声音诊断设备10接收从服务器设备50传送的频谱波形数据(步骤S109)。异常声音诊断设备10的控制单元33在显示单元35上显示所接收到的频谱波形和通过STFT获取的频谱波形(步骤S110)。
在图19中示出了以该方式显示两个频谱波形的异常声音诊断设备10的屏幕的实例。
在图19所示的屏幕的实例中，可以理解，频率分析单元32通过STFT获取的频谱波形被显示为“这次记录的异常声音的分析结果波形”，从服务器设备50传送的频谱波形连同异常声音的起因“光导鼓的磨损”一起被显示为“过去的异常声音数据”。
执行异常声音诊断的服务工程师通过对两个频谱波形进行比较来确定包括在波形中的异常声音分量是否彼此相似，从而指定异常声音的起因。
另外，在从服务器设备50传送多个频谱波形的情况下，例如，随着通过使用手指70的触摸操作在横向上追踪被显示为“过去的异常声音数据”的频谱波形的图像，如图20所示，显示了另一频谱波形。
图20示出了在异常声音的起因是“驱动系统电机中的缺陷”的情况下显示异常声音的频谱波形的情况的图像的实例。
在以该方式传送多个频谱波形的情况下，服务工程师通过确定与所获取的、这次获取的异常声音的频谱波形相对类似的特定频谱波形，来指定异常声音的起因。当指定了异常声音的起因时，不仅将频谱波形的形状和异常声音分量的周期、频率等彼此进行比较，而且通过监听这次通过使用声音再现单元37再现原始声音数据而获取的异常声音和与从服务器设备50传送的频谱波形对应的声音，来将它们彼此进行比较，以指定异常声音的起因。
在根据该示例性实施例的异常声音诊断设备10中，控制单元33计算频率分析单元32获取的频谱波形中每个频率在时间轴方向上的声音强度的总和，并且检测所计算出的每个频率的声音强度的总和中的峰值，从而指定异常声音的频率。
然而，如图21所示，在异常声音包括宽范围的频率分量的情况下，甚至在计算频谱波形数据中每个频率在时间轴方向上的声音强度的总和时，也存在总和值中没有产生任何峰值的情况。
为此，在控制单元33不能指定异常声音的频率的情况下，频率分析单元32可以在时间轴方向上对预先设置的一个或多个频率分量(诸如4kHz和8kHz)执行快速傅里叶变换。
以该方式，将参照图22所示的流程图来描述如下操作：在控制单元33指定异常声音的频率的情况与没有指定异常声音的频率的情况之间，在对其执行快速傅里叶变换的频率之间进行切换。
首先，控制单元33计算频率分析单元32获取的STFT分析结果中每个频率的总和值(步骤S201)。然后，控制单元33通过检测所计算出的每个频率的总和值中的峰值来指定异常声音的频率(步骤S202)。
这里，在控制单元33可以指定异常声音的频率(在步骤S203中为“是”)的情况下，频率分析单元32将控制单元33指定的异常声音的频率确定为对其执行快速傅里叶变换的频率，并且执行快速傅里叶变换(步骤S204)。
在控制单元33无法指定异常声音的频率(在步骤S203中为“否”)的情况下，频率分析单元32将包括异常声音的可能性高的、预先设置的频率(诸如4kHz、6kHz或8kHz)确定为对其执行快速傅里叶变换的频率，并且执行快速傅里叶变换(步骤S205)。
在以上呈现的描述中，在控制单元33指定包括有异常声音的频率并且频率分析单元32对所指定的频率执行快速傅里叶变换时，存在控制单元33错误地将非异常声音的频率确定为异常声音的频率的可能性。
为此，当通过检测频谱波形中的峰值来指定异常声音的频率时，如图23所示，控制单元33可以被配置为向用户显示所指定的异常声音的频率作为候选频率，并且仅对用户选择的频率执行快速傅里叶变换。
在图23中，使用虚线在频谱波形上示出异常声音的候选频率f1、f2和f3，并且用户可以通过选择被确定为不是异常声音的频率并操作去除按钮来从快速傅里叶变换的目标中排除被确定为不是异常声音的候选频率。
当在去除了被确定为不是异常声音的候选频率之后操作确定按钮时，频率分析单元32仅对在控制单元33指定的异常声音的频率当中所选的频率分量执行快速傅里叶变换。
在显示了异常声音的候选频率的情况下，替代如图23所示地使用虚线来显示频谱波形上的候选频率，可以通过使用字符来仅将异常声音的候选频率显示为列表。
[变型示例]
在上述的示例性实施例中，尽管描述了异常声音诊断设备10是平板式终端装置的情况，但是本发明不限于此。因而，本发明还可以应用于任何其他设备用作异常声音诊断设备的情况。例如，在图像形成设备20的操作面板被配置为可附接至主体/可从主体拆卸并可与服务器设备50通信、并且具有内置的声音信号获取功能的情况下，操作面板可以被用作异常声音诊断设备。
另外，在上述的示例性实施例中，尽管描述了异常声音诊断设备10具有内置于其中的麦克风17的情况，但是在声音记录功能包括在异常声音诊断设备10中的情况下，通过在外部连接诸如麦克风的声音收集装置，可以实现声音信号获取单元。
此外，在上述示例性实施例中，尽管描述了用于异常声音分析的目标设备是图像形成设备的情况，但是用于异常声音分析的目标设备不限于图像形成设备。因而，本发明可以类似地应用于具有产生具有周期性的异常声音的可能性的任何其他设备。
为了说明和描述的目的而提供了本发明的示例性实施例的以上描述。其不旨在对本发明进行详尽说明或将本发明限于所公开的确切形式。显而易见，许多变型和改变对于本领域技术人员是明显的。选择并描述实施例是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员理解用于各种实施例的本发明以及适合于所预期的特定用途的各种变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同方案来限定。

Claims (12)

1.一种诊断设备，包括：
获取单元，其获取声音信息；
第一分析单元，其执行对所述声音信息的频率分析并生成频率分析结果数据，所述频率分析结果数据表示每个频率的强度分布的时间变化；
指定单元，其在所述频率分析结果数据中指定异常声音的频率；
第二分析单元，其分析所指定的所述异常声音的频率的频率分量；以及
提取单元，其从所述第二分析单元获取的分析结果中提取所述异常声音的周期信息。
2.一种诊断设备，包括：
获取单元，其获取声音信息；
第一分析单元，其执行对所述声音信息的频率分析并生成频率分析结果数据，所述频率分析结果数据表示每个频率的强度分布的时间变化；
指定单元，其在所述频率分析结果数据中指定异常声音的频率；
显示单元，其显示所指定的所述异常声音的频率；
第二分析单元，其分析从所指定的所述异常声音的频率中选择的频率的频率分量；以及
提取单元，其从所述第二分析单元获取的分析结果中提取所述异常声音的周期信息。
3.根据权利要求1或2所述的诊断设备，
其中，所述指定单元通过计算所述频率分析结果数据中每个频率在时间轴方向上的声音强度的总和并且检测每个频率的声音强度的总和的最大值，来指定异常声音的频率。
4.根据权利要求1或2所述的诊断设备，
其中，所述指定单元计算所述频率分析结果数据中每个频率在时间轴方向上的声音强度的总和，检测所计算出的每个频率的声音强度的总和的最大值，并且指定如下频率作为所述异常声音的频率，对于该频率，所述最大值与相邻的不同频率的声音强度的总和的值之间的差为预先设置的值或更大。
5.根据权利要求3或4所述的诊断设备，
其中，所述指定单元针对预先设置的频率区域，甚至在检测到最大值的情况下，也不将所述最大值的频率指定为所述异常声音的频率。
6.根据权利要求5所述的诊断设备，
其中，针对每种类型的设备而设置所述预先设置的频率区域。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的诊断设备，
其中，在所述指定单元指定了多个异常声音的频率，并且通过对多个指定的异常声音的频率的频率分量的分析而检测到多个异常声音周期的情况下，所述提取单元在所述多个异常声音的频率的周期当中，提取所计算出的每个频率的声音强度总和的值最大的频率的周期，作为异常声音的周期信息。
8.根据权利要求3至6中任一项所述的诊断设备，
其中，在所述指定单元指定了多个异常声音的频率，并且通过对多个指定的异常声音的频率的频率分量的分析而检测到多个异常声音周期的情况下，所述提取单元从所述多个异常声音的频率的周期当中，提取如下频率的周期作为异常声音的周期信息，对于该频率，所计算出的每个频率的声音强度总和的值与相邻的不同频率的声音强度总和的值之间的差最大。
9.根据权利要求3至6中任一项所述的诊断设备，
其中，在所述指定单元指定了多个异常声音的频率，并且通过对多个指定的异常声音的频率的频率分量的分析而检测到多个异常声音周期的情况下，所述提取单元从所述多个异常声音的频率的周期当中提取最短周期作为异常声音的周期信息。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的诊断设备，
其中，在所述指定单元无法指定异常声音的频率的情况下，所述第二分析单元分析预先设置的一个或多个频率分量。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的诊断设备，还包括：
通信单元，其与外部装置进行通信；
传送单元，其通过所述通信单元将所述提取单元提取的声音的周期和频率的信息传送至所述外部装置；以及
接收单元，其通过所述通信单元从外部装置接收与所述第一分析单元生成的所述频率分析结果数据对应的频率分析结果的数据，
其中，所述显示单元显示所述第一分析单元生成的频率分析结果和所述接收单元接收的频率分析结果。
12.一种诊断系统，包括：
诊断设备；以及
服务器设备，
所述诊断设备包括：
获取单元，其获取声音信息；
第一分析单元，其执行对所述声音信息的频率分析并生成频率分析结果数据，所述频率分析结果数据表示每个频率的强度分布的时间变化；
指定单元，其在所述频率分析结果数据中指定异常声音的频率；
第二分析单元，其分析所指定的异常声音的频率的频率分量；
提取单元，其从所述第二分析单元获取的分析结果中提取异常声音的周期信息；
通信单元，其与所述服务器设备进行通信；
第一传送单元，其通过所述通信单元将所述提取单元提取的声音的周期和频率的信息传送至所述服务器设备；以及
接收单元，其通过所述通信单元从所述服务器设备接收与所述第一分析单元生成的所述频率分析结果数据对应的频率分析结果的数据，
所述服务器设备包括：
存储单元，其存储通过对异常声音的声音信息执行频率分析而获取的多个频率分析结果的数据；以及
第二传送单元，其在从所述诊断设备接收到声音的周期和频率的信息的情况下，从存储在所述存储单元中的所述多个频率分析结果的数据当中，选择与所接收的声音的周期和频率的信息一致的数据，并将所选择的数据传送至所述诊断设备。
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