(57)【要約】【課題】豆焙煎段階を正確に判断して、焙煎品質を維持できる豆焙煎装置および豆焙煎用補助装置を提供すること。【解決手段】豆焙煎用補助装置および豆焙煎装置を提供する。本発明は、マイクロホンを通して豆焙煎機器のチャンバ内で音を検知して、オーディオ信号を発生させ、観察時間窓に基づき、ある時点にオーディオ信号のエネルギー値がしきい値を超えたと判断することにより、豆焙煎手順を制御する。【選択図】図１
2019088275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
豆焙煎用補助装置であって、
豆焙煎機器のチャンバ内で音を検知して、オーディオ信号を発生させるように構成されたマイクロホンと、
前記マイクロホンに電気的に接続され、前記マイクロホンから前記オーディオ信号を受信し、かつ観察時間窓に基づき、ある時点に前記オーディオ信号のエネルギー値がしきい値を超えたと判断することにより、制御信号を発生させるように構成されたプロセッサと、を備える、
補助装置。
【請求項２】
前記プロセッサに電気的に接続された表示パネルと、スピーカと、プロセッサとをさらに備え、前記プロセッサは、前記制御信号を前記表示パネル、前記スピーカ、または前記トランシーバにさらに伝送して、前記表示パネルに操作指示画像を表示させる、前記スピーカに操作指示信号を発生させる、または前記トランシーバに、操作指示メッセージをユーザ装置まで伝送させることを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
【請求項３】
前記プロセッサに電気的に接続されたトランシーバをさらに備え、前記プロセッサは、前記トランシーバを介して前記ユーザ装置からフィードバック信号をさらに受信して、前記しきい値を調節することを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
【請求項４】
前記時点は、ハゼ開始時点およびハゼ終了時点のうち一方を表すことを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、解析すべき信号として前記観察時間窓の範囲内で前記オーディオ信号をさらに取り出して、前記解析すべき信号の全信号エネルギー値を時間領域で計算し、前記エネルギー値は、前記全信号エネルギー値であることを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、解析すべき信号として前記観察時間窓の範囲内で前記オーディオ信号をさらに取り出し、前記解析すべき信号を周波数領域信号に変換して、前記周波数領域信号の全信号エネルギー値を特定の周波数帯域で計算し、前記エネルギー値は、前記全信号エネルギー値であることを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
【請求項７】
前記プロセッサに電気的に接続されたトランシーバをさらに備え、前記プロセッサは、前記トランシーバに前記制御信号をさらに伝送して、前記トランシーバに、別の制御信号を前記豆焙煎機器に伝送させて、前記豆焙煎機器が豆を取り出す操作を遂行できるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の補助装置。
【請求項８】
豆焙煎装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内で音を検知して、オーディオ信号を発生させるように構成されたマイクロホンと、
前記マイクロホンに電気的に接続され、前記マイクロホンから前記オーディオ信号を受信し、かつ観察時間窓に基づき、ある時点に前記オーディオ信号のエネルギー値がしきい値を超えたと判断することにより、制御信号を発生させるように構成されたプロセッサと、を備える、
豆焙煎装置。
【請求項９】
前記プロセッサに電気的に接続された表示パネルおよびスピーカをさらに備え、前記プロセッサは、前記表示パネルまたは前記スピーカに前記制御信号をさらに伝送して、前記表示パネルに操作指示画像を表示させる、または前記スピーカに操作指示信号を発生させることを特徴とする、請求項８に記載の豆焙煎装置。
【請求項１０】
前記プロセッサに電気的に接続されたトランシーバをさらに備え、前記プロセッサは、前記トランシーバに前記制御信号をさらに伝送して、前記トランシーバに、操作指示メッセージをユーザ装置まで伝送させることを特徴とする、請求項８に記載の豆焙煎装置。
【請求項１１】
前記プロセッサに電気的に接続されたトランシーバをさらに備え、前記プロセッサは、前記トランシーバを介して前記ユーザ装置からフィードバック信号をさらに受信して、前記しきい値を調節することを特徴とする、請求項８に記載の豆焙煎装置。
【請求項１２】
前記時点は、ハゼ開始時点およびハゼ終了時点のうち一方を表すことを特徴とする、請求項８に記載の豆焙煎装置。
【請求項１３】
前記プロセッサは、解析すべき信号として前記観察時間窓の範囲内で前記オーディオ信号をさらに取り出して、前記解析すべき信号の全信号エネルギー値を時間領域で計算し、前記エネルギー値は、前記全信号エネルギー値であることを特徴とする、請求項８に記載の豆焙煎装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは、解析すべき信号として前記観察時間窓の範囲内で前記オーディオ信号をさらに取り出し、前記解析すべき信号を周波数領域信号に変換して、前記周波数領域信号の全信号エネルギー値を特定の周波数帯域で計算し、前記エネルギー値は、前記全信号エネルギー値であることを特徴とする、請求項８に記載の豆焙煎装置。
【請求項１５】
排出ポートと、排出ポート制御要素とをさらに備え、前記排出ポート制御要素は、前記プロセッサに電気的に接続され、前記プロセッサは、前記排出ポート制御要素に前記制御信号をさらに伝送して、前記排出ポート制御要素に前記排出ポートを開けさせて、前記チャンバ内部にある複数のコーヒー豆を排出させることを特徴とする、請求項８に記載の豆焙煎装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、豆焙煎装置および豆焙煎用補助装置に関する。より詳細には、本発明の豆焙煎装置および豆焙煎用補助装置は、豆焙煎段階を正確に判断して、焙煎品質を維持できる。
【背景技術】
【０００２】
コーヒー豆の焙煎技術は、多くの操作経験と熟練を要する技術である。コーヒーの風味に関する要求が異なることに応じて、コーヒー豆を異なる段階まで焙煎する必要がある。
現在、コーヒー豆の焙煎中にコーヒー豆の焙煎段階を判断するための主要な技術的方法が２つある。第１の方法は、コーヒー豆の焙煎中にコーヒー豆の色を観察することにより焙煎段階を判断し、第２の方法は、コーヒー豆の焙煎中に発生した音により焙煎段階を判断する。
【０００３】
具体的には、音により焙煎段階を判断する方法については、焙煎処理中の加熱でコーヒー豆が膨張し、爆ぜるとき、コーヒー豆は、異なる焙煎段階（たとえば、１ハゼの開始、１ハゼの集中段階、１ハゼの終了、２ハゼの開始、２ハゼの集中段階、２ハゼの終了など）で異なる音を発生させる。焙煎者は、異なる焙煎段階で発生する音に従って豆を取り出す時点、火を制御する時点、およびダンパを調節する時点などを決定してもよい。
しかしながら、コーヒー豆の焙煎段階を判断する従来の方法は、焙煎機器が発生させる音を人間の耳（たとえば、焙煎者の耳）により聞くことである。したがって、異なる経験および異なる焙煎者の状態に伴い、この方法は、不確実な要因を多く引き起こす。さらに、基準として具体的かつ標準化された値がなければ、同じ専門家の焙煎者によってさえ焙煎処理で同じ風味を正確に再現することは困難である。さらに、この方法は、焙煎者が、豆を取り出す時点を逃さないために長い間、焙煎機器のそばで待つ必要があるので、かなり手間がかかる。
【０００４】
したがって、当技術分野で、豆焙煎段階を正確に判断し、焙煎品質を維持するために、豆焙煎用補助機構を提供する必要が切迫している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来の豆焙煎機器または本発明の豆焙煎装置のチャンバの内側で音を検知し、検知した音を解析することにより制御信号を発生させ、さまざまな操作指示手法でコーヒー豆の現在の焙煎段階について焙煎者に通知する豆焙煎用補助機構を提供することである。
従来の技術と異なり、本発明の豆焙煎用補助機構は、人間が介在することなくコーヒー豆の焙煎段階を正確に判断し、人為的干渉の影響を低減して、焙煎者が焙煎処理中にコーヒー豆の焙煎段階をリアルタイムで学習する助けになるようにでき、長い間、豆焙煎機器のそばで待つ必要なしに、従来の豆焙煎機器または本発明の豆焙煎装置の焙煎情報を受信できる。さらに、本発明の豆焙煎用補助機構は、自動焙煎をさらに達成し、焙煎者が設定した焙煎段階に応じて豆を取り出す操作を遂行してもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の目的を達成するために、本発明は、マイクロホンおよびプロセッサを備える豆焙煎用補助装置を開示する。マイクロホンは、豆焙煎機器のチャンバ内で音を検知して、オーディオ信号を発生させるように構成される。
プロセッサは、マイクロホンに電気的に接続され、マイクロホンからオーディオ信号を受信して、観察時間窓に基づき、ある時点にオーディオ信号のエネルギー値がしきい値を超えたと判断することにより、制御信号を発生させるように構成される。
【０００７】
前述の目的を達成するために、本発明は、チャンバ、マイクロホン、およびプロセッサを備える豆焙煎装置を開示する。マイクロホンは、チャンバ内で音を検知して、オーディオ信号を発生させるように構成される。
プロセッサは、マイクロホンに電気的に接続され、マイクロホンからオーディオ信号を受信して、観察時間窓に基づき、ある時点にオーディオ信号のエネルギー値がしきい値を超えたと判断することにより、制御信号を発生させるように構成される。
【０００８】
特許請求される本発明の特徴を当業者が十分に認識するように、本発明のために実装される詳細な技術および好ましい実施形態について、付随する添付図面と共に以下の段落で説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による豆焙煎用補助装置１の概略図を示す。
【図２】本発明によるオーディオ信号１０２の概略図を示す。
【図３】本発明による、雑音低減後のオーディオ信号１０２の概略図を示す。
【図４Ａ】本発明による、異なる時点の観察時間窓の概略図を示す。
【図４Ｂ】本発明による、異なる時点の観察時間窓の別の概略図を示す。
【図５Ａ】コーヒー豆の１ハゼの開始からコーヒー豆の１ハゼの集中段階までの間隔の範囲内の時間フレームに対応するスペクトログラムを示す。
【図５Ｂ】環境オーディオ周波数信号のスペクトログラムを示す。
【図５Ｃ】図５Ａと図５Ｂの間の重複するスペクトログラムを示す。
【図６】本発明による豆焙煎装置３の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の記述で、本発明の実施形態を参照して本発明について説明する。しかしながら、これらの実施形態は、これらの実施形態で記述されるどんな環境、適用例、または特定の実装形態にも本発明を限定することを意図しない。したがって、これらの実施形態の記述は、本発明の範囲を限定するためではなく例示するためだけのものである。以下の実施形態および添付図面では、本発明に関係のない要素は説明から省略されていることを認識されたい。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態による豆焙煎用補助装置１の概略図である。豆焙煎用補助装置１は、マイクロホン１１およびプロセッサ１３を備える。プロセッサ１３は、マイクロホン１１に電気的に接続される。マイクロホン１１は、同じ機能を持つ任意のオーディオ受信機器であってもよい。
豆焙煎用補助装置１を豆焙煎機器に隣接して配置して（たとえば、豆焙煎機器のチャンバの側面に、または最上部もしくは底部に配置する）、豆焙煎処理中にチャンバの内側で音（すなわち、コーヒー豆の焙煎処理中に発生する音）を検知する。
【００１２】
この実施形態では、マイクロホン１１は、オーディオ信号１０２を発生させるためにサンプルレートに従って音を連続的に検知し、検知した音をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
たとえば、図２に示すように、オーディオ信号１０２を時間領域で表現してもよく、図中、水平軸は時間であり、垂直軸は振幅である。さらに、いくつかの実施形態では、マイクロホン１１は、図３に示すように、音を検知した後、発生したアナログ信号に対して雑音低減を最初に遂行して環境内の不要な干渉雑音をフィルタ処理し、次いで、アナログ信号をデジタル信号に変換してオーディオ信号１０２を発生させるハイ・パス・フィルタをさらに備えてもよい。
【００１３】
しかしながら、当業者が認識するように、前述の雑音低減はまた、ソフトウェアを介してプロセッサ１３により実装されてもよい。たとえば、雑音低減が遂行されていないオーディオ信号１０２を受信した後、プロセッサ１３は、オーディオ信号１０２を、最初にハイ・パス・フィルタを通過させてもよく、これは、周波数領域の式で表現した場合、以下のように表現されてもよい。
Ｈ（ｚ）＝１−ａ×ｚ−１
式中、Ｈ（ｚ）は、フィルタ処理関数であり、ｚは、周波数領域の離散点であり、０．９〜１の範囲にわたる。さらに、ハイ・パス・フィルタを時間領域の式で表現する場合、以下のように表現してもよい。
ｓ’（ｎ）＝ｓ（ｎ）−ａ×ｓ（ｎ−１）
式中、ｓ’（ｎ）は、フィルタ処理後の時間領域の離散値であり、ｓ（ｎ）は、フィルタ処理前の時間領域の離散値であり、ｎは、時間領域の離散点であり、０．９〜１の範囲にわたる。
【００１４】
したがって、雑音低減がハードウェアを介して遂行されるか、ソフトウェアを介して遂行されるかを問わず、プロセッサ１３は、図３に示すようなオーディオ信号１０２を得ることが可能である。
次に、プロセッサ１３は、観察時間窓に基づきオーディオ信号１０２を解析する。観察時間窓は、異なる時間セグメントでオーディオ信号１０２のＮ個のサンプル値を取り出すために使用する観察時間単位であることを認識されたい。ここで、Ｎは２５６または５１２であってもよく、各観察時間窓の範囲に含まれる時間は、約２０ミリ秒（ｍｓ）〜約３０ｍｓである。換言すれば、観察時間窓は、時間が経過するにつれて、オーディオ信号１０２の異なる時間セグメントの値を取り出す。本発明では、オーディオ信号１０２から取り出された各時間セグメントをオーディオフレームと呼ぶ。
【００１５】
たとえば、図４Ａに示すように、オーディオフレームＡ１、Ａ２、・・・、Ａｎは、観察時間窓に基づき時間軸上で順に取り出された、オーディオ信号１０２の異なる時間セグメントの値を備える。
オーディオ信号１０２のサンプルレートは８キロヘルツ（ｋＨｚ）であると仮定され、オーディオフレームＡ１、Ａ２、…、Ａｎはそれぞれ２５６個のサンプル点からなり、このとき、各オーディオフレームに対応する時間長は３２ｍｓ、すなわち、（２５６×１０００）／８０００である。したがって、例示するための一例としてオーディオフレームＡ１およびオーディオフレームＡ２を取り上げると、隣接するオーディオフレームが互いに重ならない場合、オーディオフレームＡ１は、０ｍｓ〜３１ｍｓの間のオーディオ信号１０２の値を備え、オーディオフレームＡ２は、３２ｍｓ〜６３ｍｓの間のオーディオ信号１０２の値を備える。
【００１６】
２つの隣接するオーディオフレーム間の変化が過大であることに起因してプロセッサ１３がオーディオ信号１０２の変化を判断する精度が低下するのを防止するために、図４Ｂに示すように、隣接するオーディオフレーム間に部分的に重なった区域が存在してもよい（たとえば、重なった区域はＭ個のサンプル点を備える）。
一般の音声識別のために使用するオーディオのサンプルレートが約８ｋＨｚまたは約１６ｋＨｚである場合については、Ｎの値は、一般に２５６または５１２に設定され、各観察時間窓の範囲に含まれる時間は、約２０ｍｓ〜約３０ｍｓであり、Ｍの値は、通常Ｎの１／２または１／３に設定される。
【００１７】
その後、各時点の観察時間窓に従って、プロセッサ１３は、観察時間窓の範囲内でオーディオ信号１０２のエネルギー値（たとえば、全振幅の値）を判断する。換言すれば、オーディオフレームの各々のエネルギー値について、プロセッサ１３は、解析すべき信号として観察時間窓の範囲内でオーディオ信号１０２を取り出して、解析すべき信号の全信号エネルギー値を時間領域で計算し、オーディオフレームのエネルギー値として全信号エネルギー値を得る。
その後、プロセッサ１３は、オーディオフレームのエネルギー値がしきい値を超えたと判断するとき、オーディオフレームに対応する特有の時点（たとえば、ハゼ開始時点およびハゼ終了時点のうち一方）を示す制御信号を発生させる。
【００１８】
たとえば、図４Ｂに示すように、プロセッサ１３は、各フレーム内のエネルギー値を順に計算し、かつオーディオフレームＡｐ１でエネルギー値が第１のしきい値を最初に超えたと判断するとき、１ハゼの開始を示す、対応する制御信号を発生させる。１ハゼの開始後、後続のオーディオフレームの全エネルギーは徐々に増大し、プロセッサ１３は、オーディオフレームＡｐ２で全振幅エネルギーが第２のしきい値を最初に超えた判断するとき、１ハゼの集中段階を示す、対応する制御信号を発生させる。
次に、１ハゼの集中段階後、後続のオーディオフレームの全エネルギーは徐々に低減し、プロセッサ１３は、オーディオフレームＡｐ３で全振幅エネルギーが第３のしきい値以下であると判断したとき、１ハゼの終了を示す、対応する制御信号を発生させる。
【００１９】
さらに、１ハゼの終了後、コーヒー豆を依然として連続して焙煎する場合、後続のオーディオフレームの全エネルギーは、コーヒー豆が２ハゼの段階に接近するとき、再度徐々に増大する。したがって、プロセッサ１３は、１ハゼの開始、１ハゼの集中段階、および１ハゼの終了の時点を判断する、前述の手法に基づき、２ハゼの開始、２ハゼの集中段階、および２ハゼの終了の時点を判断してもよい。当業者は、１ハゼの開始、１ハゼの集中段階、および１ハゼの終了の時点を判断する上記に基づき、２ハゼの開始、２ハゼの集中段階、および２ハゼの終了の時点を判断する方法を認識するので、この方法について、本明細書ではさらに記述しない。
さらに、当業者が認識するように、前述の第２のしきい値は、第１のしきい値および第３のしきい値よりも確実に大きく、実際の設計に応じて、第３のしきい値を第１のしきい値と同じとなるように設定してもよい。さらに、本発明は、１ハゼの集中段階に関するしきい値（すなわち、第２のしきい値）を設定する必要がない場合があり、その代わりに、すでに判断した１ハゼの開始および１ハゼの集中段階の時点に従って、１ハゼの集中段階の時点を推論してもよい。
【００２０】
さらに、一実施形態では、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１３に電気的に接続されたスピーカ（図示せず）をさらに備えてもよく、プロセッサ１３は、発生させた制御信号をスピーカに伝送してもよく、その結果、スピーカは操作指示信号を発生させる。このようにして、豆焙煎用補助装置１が焙煎段階（すなわち、１ハゼの開始、１ハゼの集中段階、１ハゼの終了、２ハゼの開始、２ハゼの集中段階、２ハゼの終了など）を判断するとき、ユーザは、操作指示信号に従って豆を取り出す時点を決定してもよい。
【００２１】
さらに、一実施形態では、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１３に電気的に接続された表示パネル（図示せず）をさらに備え、プロセッサ１３は、発生させた制御信号を表示パネルに伝送してもよく、その結果、表示パネルは操作指示画像を表示する。このようにして、豆焙煎用補助装置１が焙煎段階を判断したとき、ユーザは、操作指示画像に従って豆を取り出す時点を決定してもよい。
【００２２】
さらに、一実施形態では、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１３に電気的に接続されたトランシーバ（図示せず）をさらに備えてもよく、プロセッサ１３は、発生させた制御信号をトランシーバに伝送してもよく、その結果、トランシーバは、受信した制御信号に従ってユーザ装置に操作指示メッセージを伝送する。
たとえば、ユーザ装置はスマートホンであってもよく、焙煎用補助装置１の製造業者は、スマートホンにインストールできるアプリケーションを設計してもよい。したがって、ユーザのスマートホンにアプリケーションをインストールした後、スマートホンを焙煎用補助装置１に直接（無線技術によって）または間接的に（ローカル・エリア・ネットワーク、またはインターネットなどを介して）接続してもよく、その結果、スマートホンは、豆焙煎用補助装置１から操作指示メッセージを受信できる。このようにして、豆焙煎用補助装置１が焙煎段階を判断したとき、ユーザは、焙煎段階についてただちに通知され、豆を取り出す時点を決定してもよい。
【００２３】
さらに、一実施形態では、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１３に電気的に接続されたトランシーバ（図示せず）をさらに備えてもよく、プロセッサ１３は、発生させた制御信号をトランシーバに伝送してもよく、その結果、トランシーバは、豆焙煎装置に別の制御信号をさらに伝送して、豆焙煎装置が操作（たとえば、豆を取り出す操作）を自動的に遂行できるようにする。
たとえば、ユーザ装置は、豆焙煎装置が豆を取り出す操作を自動的に遂行するように、１ハゼが終了したと判断した後、制御信号を発生させるように豆焙煎用補助装置１を設定してもよい。
【００２４】
本発明の第２の実施形態に関する図５Ａ〜図５Ｃをさらに参照されたい。
第１の実施形態と異なり、プロセッサ１３は、この実施形態では、各オーディオフレーム内のオーディオ信号１０２を時間領域から周波数領域に変換し、各オーディオフレームのエネルギー値を周波数領域で解析する。
【００２５】
具体的には、プロセッサ１３は、解析すべき信号として観察時間窓の範囲内のオーディオ信号１０２をさらに取り出し、解析すべき信号を周波数領域信号に変換して、特定の周波数帯域で周波数領域信号の全信号エネルギー値を計算する。換言すれば、プロセッサ１３は、各オーディオフレームに対して高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、ＦＦＴ）を遂行して、オーディオフレームを周波数領域信号に変換し、特定の周波数帯域で周波数領域信号の全信号エネルギー値を計算し、フレームのエネルギー値として全信号エネルギー値を得る。
【００２６】
たとえば、図５Ａは、オーディオフレーム内のオーディオ信号１０２を周波数領域の周波数領域信号に変換したスペクトログラムを示し、そこでは、水平軸は周波数（単位：ヘルツ（Ｈｚ））であり、垂直軸は振幅の値（単位：デシベル（ｄＢ））である。プロセッサ１３は、特定の周波数帯域（たとえば、５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）内の周波数領域信号の全信号エネルギー値を計算し、オーディオフレームのエネルギー値として全信号エネルギー値を得てもよい。
プロセッサ１３は、特定の周波数帯域内の各オーディオフレームの全信号エネルギー値を計算し、エネルギー値をしきい値と比較し、エネルギー値がしきい値を超えたとき、制御信号を発生させる。前述の第１の実施形態に基づき、当業者は、周波数領域信号を計算することにより得たエネルギー値に基づき、焙煎段階に対応するしきい値を設定することにより焙煎段階の時点を判断する方法を認識しているため、本明細書ではさらに記述しない。
【００２７】
以下は、本発明で特定の周波数帯域およびしきい値を判断する方法について記述する。
最初に、プロセッサ１３は、最初の豆焙煎段階（豆焙煎の最初の段階）でマイクロホン１１が検知し発生させたオーディオ信号を環境オーディオ信号として得て、この段階の間のオーディオフレームを周波数領域に変換して、環境オーディオ周波数信号を得る。図５Ｂにはそのスペクトログラムを示す。
次に、コーヒー豆の１ハゼの開始から１ハゼの集中段階までの間隔の範囲内の時間フレームに対応するスペクトログラム（たとえば、図５Ａ）を図５Ｂのスペクトログラムと重ね合わせて、図５Ｃに示すような重ね合わせスペクトログラムを生成する。図５Ｃでは、濃い灰色の部分は、１ハゼの開始から１ハゼの集中段階までの間隔の範囲内のオーディオ周波数信号のスペクトログラム（すなわち、図５Ａ）に対応し、薄い灰色の部分は、環境オーディオ周波数信号のスペクトログラム（すなわち、図５Ｂ）に対応し、黒い部分は、濃い灰色の部分と薄い灰色の部分の間で重なり合った部分である。
図５Ｃに従って、プロセッサ１３は、異なる周波数帯域でオーディオ周波数信号と環境オーディオ信号の間のエネルギー値の差（すなわち、濃い灰色の部分）を計算し、明白なエネルギー差を有する周波数帯域（たとえば、５ｋＨｚ周辺）を判断し、それに応じて、異なる焙煎段階に対応するしきい値を設定してもよい。
【００２８】
特定の周波数帯域およびしきい値を判断する上述の処理は、プロセッサ１３が、明白なエネルギー差を有する周波数帯域をより正確に識別して、異なる焙煎段階に対応するしきい値を設定してもよいように、ユーザが介在して、機械学習を通して、特定の時点（たとえば、１ハゼの開始、１ハゼの集中段階、１ハゼの終了、２ハゼの開始、２ハゼの集中段階、２ハゼの終了など）にラベルを付けることにより実装されてもよい。
たとえば、豆焙煎用補助装置１は、プロセッサ１３に電気的に接続されたトランシーバ（図示せず）をさらに備えてもよく、プロセッサ１３は、トランシーバを介してユーザ装置からフィードバック信号を受信して、エネルギー値およびしきい値を計算するための特定の周波数帯域を調節してもよい。
【００２９】
さらに、一実施形態では、プロセッサ１３は、最初に各オーディオフレームの左端信号と右端信号の連続性を高めるために、各オーディオフレームとハミング窓を積算し、その後、各オーディオフレーム内のオーディオ信号１０２に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）操作を遂行してもよい。したがって、プロセッサ１３は、ハミング窓と積算された、各オーディオフレームのオーディオ信号１０２に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）操作を遂行する。ハミング窓は、当業者に周知であるため、本明細書ではさらに記述しない。
【００３０】
本発明の豆焙煎用補助装置１によって、ユーザは、制御信号に従って焙煎段階の時点（たとえば、１ハゼの開始、１ハゼの集中段階、１ハゼの終了、２ハゼの開始、２ハゼの集中段階、２ハゼの終了など）に関する情報を記録し、その情報に従って適切な操作（たとえば、防火ダンパを開ける、温度を調節する、火を消す、豆を取り出す操作を遂行するなど）をリアルタイムで遂行してもよい。
さらに、ユーザは、情報およびユーザフィードバック情報に従ってさまざまな種類のコーヒー豆の焙煎曲線グラフをさらにプロットして、次の豆焙煎のために補助基準として豆焙煎に関係がある情報（たとえば、豆の焙煎時間、焙煎温度、焙煎段階など）を記録してもよい。この情報に従って、異なる種類のコーヒー豆のための自動焙煎処理を設計し、基準としてクラウドデータベースを介して他のユーザと共有できる。
【００３１】
上記から分かるように、本発明の豆焙煎用補助装置１は、豆焙煎機器のチャンバの内側で音を検知し、かつ検知した音を解析することにより、制御信号を発生させ、さまざまな操作指示手法でコーヒー豆の現在の焙煎段階について焙煎者に通知する。
従来の技術と異なり、豆焙煎用補助装置１は、人間が介在することなくコーヒー豆の焙煎段階を正確に判断し、人為的干渉の影響を低減して、焙煎者が焙煎処理中にコーヒー豆の焙煎段階をリアルタイムで学習する助けになる可能性があり、焙煎者は、長い間、豆焙煎機器のそばで待つ必要なしに、豆焙煎装置の焙煎情報を受信できる。さらに、本発明の豆焙煎用補助装置１は、自動焙煎をさらに達成し、焙煎者が設定した焙煎段階に応じて豆を取り出す操作を遂行してもよい。
【００３２】
本発明の第３の実施形態は、図６に示すような豆焙煎装置である。第１の実施形態と異なり、第１の実施形態の豆焙煎用補助装置１は、第３の実施形態では豆焙煎装置３の中に一体化される。具体的には、豆焙煎装置３は、マイクロホン３１と、プロセッサ３３と、チャンバ３５とを備え、プロセッサ３３は、マイクロホン３１に電気的に接続される。
【００３３】
同様に、マイクロホン３１は、チャンバ３５の内側で音を検知して、オーディオ信号１０２を発生させる。マイクロホン３１からオーディオ信号１０２を受信した後、プロセッサ３３は、観察時間窓に基づき、ある時点にオーディオ信号のエネルギー値がしきい値を超えたと判断して、制御信号を発生させる。
同様に、マイクロホン３１は、音を検知した後に発生させたアナログ信号に対して雑音低減を最初に遂行して環境内の不要な干渉雑音をフィルタ処理し、次いで、アナログ信号をデジタル信号に変換してオーディオ信号１０２を発生させるハイ・パス・フィルタをさらに備えてもよい。さらに、同じくソフトウェアによって、プロセッサ３３が雑音低減を達成してもよい。
【００３４】
一実施形態では、豆焙煎装置３は、プロセッサ３３に電気的に接続されたスピーカ（図示せず）をさらに備え、プロセッサ３３は、発生させた制御信号をスピーカに伝送してもよく、その結果、スピーカは操作指示信号を発生させる。
このようにして、豆焙煎装置３が、焙煎段階（たとえば、１ハゼの開始、１ハゼの集中段階、１ハゼの終了、２ハゼの開始、２ハゼの集中段階、２ハゼの終了など）を判断したとき、ユーザは、操作指示信号に従って、豆を取り出す時点を決定してもよい。
【００３５】
さらに、一実施形態では、豆焙煎装置３は、プロセッサ３３に電気的に接続された表示パネル（図示せず）をさらに備え、プロセッサ３３は、発生させた制御信号を表示パネルに伝送してもよく、その結果、表示パネルは操作指示画像を表示する。このようにして、豆焙煎装置３が焙煎段階を判断したとき、ユーザは、操作指示画像に従って豆を取り出す時点を決定してもよい。
【００３６】
一実施形態では、豆焙煎装置３は、プロセッサに電気的に接続されたトランシーバ（図示せず）をさらに備えてもよく、プロセッサ３３は、発生させた制御信号をトランシーバに伝送し、その結果、トランシーバは、受信した制御信号に従ってユーザ装置に操作指示メッセージを伝送する。このようにして、豆焙煎用豆焙煎装置３が焙煎段階を判断したとき、ユーザは、焙煎段階についてただちに通知され、豆を取り出す時点を決定してもよい。
【００３７】
一実施形態では、プロセッサ３３は、解析すべき信号として観察時間窓の範囲内でオーディオ信号１０２を取り出して、解析すべき信号の全信号エネルギー値を時間領域で計算する。したがって、プロセッサ３３は、観察時間窓に基づき取り出したオーディオ信号のエネルギー値として全信号エネルギー値を得る。
【００３８】
一実施形態では、プロセッサ３３は、解析すべき信号として観察時間窓の範囲内でオーディオ信号を取り出し、解析すべき信号を周波数領域信号に変換して、特定の周波数帯域で周波数領域信号の全信号エネルギー値を計算する。したがって、プロセッサ３３は、観察時間窓に基づき取り出したオーディオ信号のエネルギー値として全信号エネルギー値を得る。
【００３９】
他の実施形態では、豆焙煎装置３は、排出ポートと、排出ポート制御要素とをさらに備える。排出ポート制御要素は、プロセッサ３３に電気的に接続される。プロセッサ３３は、排出ポート制御要素が排出ポートを開けて、チャンバ３５の内部にある複数のコーヒー豆を排出するように、排出ポート制御要素に制御信号をさらに伝送する。
【００４０】
前述の操作に加えて、この実施形態のプロセッサ３３はまた、前述の実施形態で記述した操作をすべて実行し、前述の実施形態で記述したプロセッサ１３の、対応する機能をすべて有することが可能である。当業者は、前述の実施形態の説明に基づき、この実施形態がこれらの操作をどのように実行し、これらの機能をどのように有するかを容易に認識できるので、本明細書ではさらに記述しない。
【００４１】
上記によれば、本発明は、豆焙煎装置のチャンバの内側で音を検知し、かつ音を解析することにより、制御信号を発生させ、さまざまな操作指示手法でコーヒー豆の現在の焙煎段階について焙煎者に通知する豆焙煎用補助機構を提供する。従来の技術と異なり、本発明の豆焙煎用補助機構は、人間が介在することなくコーヒー豆の焙煎段階を正確に判断し、人為的干渉の影響を低減して、焙煎者が焙煎処理中にコーヒー豆の焙煎段階をリアルタイムで学習する助けになることが可能であり、焙煎者が、長い間、豆焙煎装置のそばで待つ必要なしに、豆焙煎装置の焙煎情報を受信できる。さらに、本発明の豆焙煎用補助機構は、自動焙煎をさらに達成し、焙煎者が設定した焙煎段階に応じて豆を取り出す操作を遂行してもよい。
【００４２】
上記の発明は、詳細な技術的内容およびその創意に富む特徴に関係がある。当業者は、本発明の特性から逸脱することなく、記述するような本発明および本発明の示唆に基づき、さまざまな修正形態および置換形態を続行してもよい。そのような修正形態および置換形態については上記で完全に開示されているわけではないが、添付の以下の特許請求の範囲に実質的に包含されている。
【図１】
2019088275.tif 000003
【図２】
2019088275.tif 000004
【図３】
2019088275.tif 000005
【図４Ａ】
2019088275.tif 000006
【図４Ｂ】
2019088275.tif 000007
【図５Ａ】
2019088275.tif 000008
【図５Ｂ】
2019088275.tif 000009
【図５Ｃ】
2019088275.tif 000010
【図６】
2019088275.tif 000011