УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ЗВУКА
SOUND PROCESSING DEVICE

Область техники
[0001]
Изобретение относится к устройству обработки звука.
Уровень техники
[0002]
Некоторые стандартные транспортные средства оснащены устройством обработки звука, который позволяет водителю или пассажиру транспортного средства, говорить с оператором центра оповещения о чрезвычайных ситуациях в случае возникновения аварии или другой чрезвычайной ситуации в транспортном средстве. Такое устройство обработки звука описано в не прошедшей экспертизу патентной заявке 2016-107972 (Япония).
[0003]
Устройство обработки звука включает в себя громкоговоритель, блок выхода сигнала, микрофон, узел диагностики неисправностей, устройство обработки сигналов и узел беспроводной связи. Путем использования диагностического сигнала с частотами вне речевого диапазона блок выхода сигнала модулирует диагностические данные и позволяет модулированному сигналу быть выданным громкоговорителем. Выходной демодулированный сигнал поступает на микрофон и преобразуется в электрический сигнал. Узел диагностики неисправностей демодулирует электрический сигнал, введенный с помощью микрофона, для генерации данных и определяет, включают ли в себя сгенерированные данные какие-либо данные, соответствующие диагностическим данным. Если определено, что демодулированные данные включают в себя данные, соответствующие диагностическим данным, то узел диагностики неисправностей определяет, что громкоговоритель в исправности. Если определено, что демодулированные данные не включают в себя данные, соответствующие диагностическим данным, то узел диагностики неисправностей определяет, что громкоговоритель неисправен. Модулированный сигнал с частотами вне речевого диапазона трудноразличим на слух для водителя или пассажира транспортного средства. Если узел диагностики неисправностей определяет, что громкоговоритель исправен, то устройство обработки сигналов последовательно генерирует звуковые данные на основании голоса водителя или пассажира, поступающего на микрофон и передает звуковые данные через узел беспроводной связи, и при этом обрабатывает звуковые данные, принятые через узел беспроводной связи, для выдачи обработанных звуковых данных на громкоговоритель. Это позволяет водителю или пассажиру говорить с оператором.
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
[0004]
В вышеописанном устройстве обработки звука водитель или пассажир не может говорить с оператором до тех пор, пока узел диагностики неисправностей не завершит диагностику неисправностей для громкоговорителя.
[0005]
Изобретение обеспечивает устройство обработки звука, выполненное с возможностью выполнения диагностики неисправностей при выполнении обработки звука.
Решение проблемы
[0006]
Для решения вышеописанной проблемы устройство обработки звука по первому аспекту изобретения включает в себя микрофон, первый полосовой фильтр, устройство обработки звуковых сигналов, преобразователь Фурье и определитель уровня сигнала. Микрофон выполнен с возможностью приема слышимого звука, имеющего частоту в диапазоне слышимости, и неслышимого звука, имеющего частоту за пределами диапазона слышимости, для преобразования принятых слышимого и неслышимого звуков в электрические сигналы и для выдачи электрических сигналов. Первый полосовой фильтр выполнен с возможностью приема электрических сигналов, выдаваемых микрофоном, и удаления составляющих электрических сигналов, которые находятся за пределами диапазона слышимости. Устройство обработки звуковых сигналов выполнен с возможностью применения заданной обработки сигналов к электрическим сигналам, прошедшим через первый полосовой фильтр. Преобразователь Фурье выполнен с возможностью приема электрических сигналов, выдаваемых микрофоном, и выполнения частотного анализа полученных электрических сигналов так, чтобы получать частотные составляющие электрических сигналов. Полученные частотные составляющие включат в себя частотные составляющие за пределами диапазона слышимости. Определитель уровня сигнала выполнен с возможностью выполнения первого определения: имеют ли частотные составляющие за пределами диапазона слышимости уровень сигнала, равный пороговому значению или превышающий его. В устройстве обработки звука по этому аспекту определитель уровня сигнала может выполнять первое определение, в то время как устройство обработки звуковых сигналов выполняет обработку сигналов. Если в результате первого определения определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости не равен пороговому значению или не превышает его, то устройство обработки звука может установить, что акустическая система неисправна.
[0007]
Кроме того, определитель уровня сигнала может быть выполнен с возможностью выполнения второго определения, если в результате первого определения установлено, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его. Второе определение может быть осуществлено таким образом, чтобы определить: имеют ли частотные составляющие за пределами диапазона слышимости уровень сигнала, лежащий в пределах заданного диапазона, причем заданный диапазон равен пороговому значению или превышает его. В устройстве обработки звука по этому аспекту определитель уровня сигнала может выполнять первое и второе определение, в то время как устройство обработки звуковых сигналов выполняет обработку сигналов. Если в результате первого и второго определений установлено, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его и не лежит в пределах заданного диапазона, равного пороговому значению или превышающего его, то устройство обработки звука может установить износ громкоговорителя.
[0008]
Может быть обеспечено множество микрофонов. Кроме того, может быть обеспечено множество преобразователей Фурье, причем каждый из преобразователей Фурье может быть выполнен с возможностью выполнения частотного анализа электрических сигналов, выдаваемых соответствующим одним из микрофонов так, чтобы получать частотные составляющие электрических сигналов. Полученные частотные составляющие включают в себя частотные составляющие за пределами диапазона слышимости. Может быть обеспечено множество определителей уровня сигнала, причем каждый из определителей уровня сигнала может быть выполнен с возможностью выполнения первого определения. В устройстве обработки звука по этому аспекту, если все определители уровня сигнала в результате первого определения определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости не равен пороговому значению или не превышает его, то устройство обработки звука может установить неисправность всех микрофонов или динамика, соединенного с устройством обработки звука или установленного в нем. Кроме того, если по меньшей мере один из определителей уровня сигнала в результате первого определения определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости не равен пороговому значению или меньше него, то устройство обработки звука может установить неисправность по меньшей мере одного из микрофонов или динамика.
[0009]
Определители уровня сигнала могут быть выполнены таким образом, что если по меньшей мере один из определителей уровня сигнала в результате первого определения определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превосходит его, то по меньшей мере один из определителей уровня сигнала, кроме того, выполняет второе определение. В устройстве обработки звука по этому аспекту, если все определители уровня сигнала в результате первого и второго определений определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его, но не лежит в пределах заданного диапазона, равного пороговому значению или превышающего его, то устройство обработки звука может установить износ громкоговорителя. Кроме того, если по меньшей мере один из определителей уровня сигнала в результате первого и второго определений определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его, но не лежит в пределах заданного диапазона, равного пороговому значению или превышающего его, то устройство обработки звука может установить износ по меньшей мере одного из микрофонов или динамика.
[0010]
Микрофоны могу быть расположены на разных расстояниях от громкоговорителя с возможностью выдачи неслышимых звуков. Соответствующие пороговые значения для определителей уровня сигнала могут отличаться одно от другого в соответствии с соответствующими расстояниями от соответствующих микрофонов до громкоговорителя. В устройстве обработки звука по этому аспекту каждое пороговое значение устанавливается в соответствии с расстоянием от соответствующего микрофона до громкоговорителя, что улучшает точность определения множеством определителей уровня сигнала.
[0011]
Соответствующие пороговые значения и заданные диапазоны для определителей уровня сигнала могут отличаться один от другого в соответствии с соответствующими расстояниями от соответствующих микрофонов до громкоговорителя. В устройстве обработки звука по этому аспекту каждое пороговое значение и каждый заданный диапазон устанавливается в соответствии с расстоянием от соответствующего микрофона до громкоговорителя, что улучшает точность определения множеством определителей уровня сигнала.
[0012]
Кроме того, устройство обработки звука в соответствии с любым из вышеописанных аспектов может включать в себя громкоговоритель. Громкоговоритель может быть выполнен с возможностью выдачи неслышимого звука или, в другом варианте, выполнен с возможностью одновременной выдачи слышимых и неслышимых звуков.
[0013]
Устройство обработки звука в соответствии со вторым аспектом изобретения может включать в себя второй полосовой фильтр вместо конкретного или каждого преобразователя Фурье. Второй полосовой фильтр может быть выполнен с возможностью приема электрических сигналов, выдаваемых по меньшей мере одним микрофоном, и удаления частотных составляющих электрических сигналов, отличных от частотных составляющих за пределами диапазона слышимости. Определитель уровня сигнала может быть выполнен с возможностью выполнения первого определения: имеют ли частотные составляющие за пределами диапазона слышимости, прошедшие через второй полосовой фильтр, уровень сигнала, равный пороговому значению или превышающий его. Кроме того, в устройстве обработки звука по этому аспекту определитель уровня сигнала может выполнять первое определение, в то время как устройство обработки звуковых сигналов выполняет обработку сигналов. Если в результате первого определения определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости не равен пороговому значению или не превышает его, то устройство обработки звука может установить неисправность громкоговорителя. Следует отметить, что устройство обработки звука по второму аспекту может иметь конфигурацию, схожую по различным аспектам с конфигурацией устройства обработки звука по первому аспекту, описанному выше.
Краткое описание чертежей
[0014]
На Фиг. 1 изображена блок-диаграмма устройства обработки звука в соответствии с первым вариантом реализации изобретения.
На Фиг. 2 изображены результаты моделирования, выполненного с использованием устройства обработки звука.
Описание вариантов реализации
[0015]
Дальнейшее обсуждение посвящено различным вариантам реализации изобретения.
Первый вариант реализации
[0016]
Ниже приведено описание устройства D обработки звука в соответствии с множеством вариантов реализации, включающих в себя первый вариант реализации изобретения со ссылкой на Фиг. 1. На Фиг. 1 представлено устройство D обработки звука в соответствии с первым вариантом реализации. Устройство D обработки звука может быть установлено в электронном оборудовании, которое требует обработки звука. Например, устройство D обработки звука может быть установлено в устройстве оповещения о чрезвычайных ситуациях, устройстве телефонной конференц-связи, телеприемнике или других акустических устройствах, банкоматах, автоматах для продажи билетов, персональном компьютере, или смартфоне, или планшете, или других портативных терминалах мобильной связи.
[0017]
Устройство D обработки звука включает в себя по меньшей мере один громкоговоритель 100, по меньшей мере один микрофон 200, по меньшей мере один первый полосовой фильтр 300, по меньшей мере одно устройство 400 обработки звуковых сигналов, по меньшей мере один преобразователь 500 Фурье (FFT), по меньшей мере один определитель 600 уровня сигнала, по меньшей мере один аналого-цифровой преобразователь 700 (АЦП) и по меньшей мере один второй полосовой фильтр 800. Каждый из этих элементов устройства D обработки звука будет более подробно описан ниже.
[0018]
Громкоговоритель 100 выполнен с возможностью выдачи неслышимого звука или, в другом варианте, выполнен с возможностью выдачи слышимого звука и неслышимого звука одновременно и по отдельности. Неслышимый звук является любым звуком с частотой за пределами диапазона слышимости и не может быть услышан человеком. Например, неслышимый звук может иметь частоту в диапазоне от 20 кГц до 24 кГц. Слышимый звук является любым звуком с частотой в диапазоне слышимости и может быть услышан человеком. Например, слышимый звук может иметь частоту в диапазоне от 300 Гц до 3 кГц.
[0019]
По меньшей мере один микрофон 200 может принимать слышимый звук и неслышимый звук одновременно и по отдельности. По меньшей мере один микрофон 200 выполнен с возможностью приема внешних звуков, преобразования принятых звуков в электрические сигналы и выдачи электрических сигналов. Внешние звуки включают в себя по меньшей мере один из слышимого звука и неслышимого звука. Принимаемый слышимый звук включает в себя слышимый звук, излучаемый громкоговорителем 100, голос пользователя устройства D обработки звука и/или внешний шум. Принимаемый неслышимый звук включает в себя неслышимый звук, излучаемый громкоговорителем 100, и/или внешний шум. В частности, если по меньшей мере один микрофон 200 одновременно принимает слышимый и неслышимый звуки, то электрические сигналы включают в себя сигналы, соответствующие слышимому звуку (далее по тексту - «слышимые сигналы»), и сигналы, соответствующие неслышимому звуку (далее по тексту - «неслышимые сигналы»). Если по меньшей мере один микрофон 200 принимает только слышимые сигналы, электрические сигналы являются слышимыми сигналами. Если по меньшей мере один микрофон 200 принимает только неслышимые сигналы, электрические сигналы являются неслышимыми сигналами.
[0020]
Электрические сигналы (слышимые сигналы и/или неслышимые сигналы), выдаваемые по меньшей мере одним микрофоном 200, преобразуются в цифровые сигналы с помощью по меньшей мере одного аналого-цифрового преобразователя 700, и преобразованные цифровые электрические сигналы поступают по меньшей мере на один первый полосовой фильтр 300 и по меньшей мере один преобразователь 500 Фурье. Соответственно, обработка с помощью по меньшей мере одного первого полосового фильтра 300 и по меньшей мере одного устройства 400 обработки звуковых сигналов и обработка с помощью по меньшей мере одного преобразователя 500 Фурье и определителя 600 уровня сигнала выполняется как параллельная обработка, как будет описано и как изображено на Фиг. 1.
[0021]
По меньшей мере один первый полосовой фильтр 300, по меньшей мере одно устройство 400 обработки звуковых сигналов, по меньшей мере один преобразователь 500 Фурье (FFT), по меньшей мере один определитель 600 уровня сигнала и по меньшей мере один аналого-цифровой преобразователь 700 могут быть представлять собой соответствующие логические схемы в интегральной схеме, или, в другом варианте, представлять собой соответствующую часть программного обеспечения для обработки процессором, или, в другом варианте реализации, представлять собой дискретные логические схемы.
[0022]
Конкретный или каждый полосовой фильтр 300 выполнен с возможностью фильтрации электрических сигналов (слышимых сигналов и/или неслышимых сигналов), вводимых в него, и выдачи отфильтрованных электрических сигналов на соответствующее устройство 400 обработки звуковых сигналов. В частности, по меньшей мере один полосовой фильтр 300 выполнен с возможностью фильтрации составляющих электрических сигналов таким образом, чтобы пропускать только составляющие в пределах диапазона слышимости (т.е. слышимые сигналы в пределах диапазона речевого сигнала, такого как диапазон от 125 Гц до 8 кГц) и удалять составляющие за пределами диапазона слышимости.
[0023]
По меньшей мере одно устройство 400 обработки звуковых сигналов выполнено с возможностью генерации тестового сигнала в соответствии с вводом заданной информации и обеспечивает выдачу тестового сигнала громкоговорителем 100. Громкоговоритель 100 излучает неслышимый звук в зависимости от введенного тестового сигнала. Некоторые неограничивающие примеры ввода заданной информации представляют собой ввод заданной служебной информации по меньшей мере в одно устройство 400 обработки звуковых сигналов с помощью компонента ввода электронного оборудования, ввод информации по меньшей мере в одно устройство 400 обработки звуковых сигналов из схемы тактового генератора в электронном оборудовании или устройстве D обработки звука по истечении заданного времени и выдачу сигнала датчиком столкновения или другим датчиком в электронном оборудовании.
[0024]
Кроме того, по меньшей мере одно устройство 400 обработки звуковых сигналов выполнено с возможностью приема слышимых сигналов, прошедших по меньшей мере через один первый полосовой фильтр 300, и выполняет обработку заданного сигнала, генерирует звуковые данные, приспособленные для беспроводной или проводной передачи, и задействует узел беспроводной или проводной связи электронного оборудования для выдачи звуковых данных. Следует понимать, что вышеописанная обработка сигнала может представлять собой удаление эха, выравнивание амплитудно-частотной характеристики, удаление шума или другую обработку, чтобы сделать слышимые сигналы лучше воспринимаемыми на слух в случае выдачи из другого громкоговорителя, отличного от громкоговорителя 100. Обработка сигнала может далее по тексту быть обозначена как первая обработка звукового сигнала.
[0025]
Кроме того, по меньшей мере одно устройство 400 обработки звуковых сигналов выполнено с возможностью обработки данных, полученных с помощью узла связи электронного оборудования, для преобразования данных в звуковые сигналы (эта обработка может далее по тексту быть обозначена как вторая обработка звукового сигнала) и передачи звуковых сигналов на громкоговоритель 100. В результате такого ввода звуковых сигналов громкоговоритель 100 излучает слышимые звуки. Кроме того, по меньшей мере одно устройство 400 обработки звуковых сигналов может быть выполнено с возможностью смешения тестового сигнала и звуковых сигналов и передачи смешанных сигналов на громкоговоритель 100 таки образом, что громкоговоритель 100 может излучать неслышимые звуки и слышимые звуки одновременно.
[0026]
Конкретный или каждый преобразователь 500 Фурье выполнен с возможностью выполнения обработки электрических сигналов, поступающих из соответствующего аналого-цифрового преобразователя 700, на основе быстрого преобразования Фурье (FFT); с выполнением частотного анализа (спектрального анализа) электрических сигналов для получения частотных составляющих электрических сигналов, которые включают в себя частотные составляющие в пределах диапазона слышимости, т.е. частотные составляющие слышимых сигналов, и/или частотные составляющие за пределами диапазона слышимости, т.е. частотные составляющие неслышимых сигналов. Кроме того, конкретный или каждый преобразователь 500 Фурье выполнен с возможностью выдачи полученных частотных составляющих электрических сигналов на соответствующий второй полосовой фильтр 800.
[0027]
Конкретный или каждый второй полосовой фильтр 800 выполнен с возможностью фильтрации частотных составляющих электрических сигналов, вводимых в него, и выдачи отфильтрованных частотных составляющих на соответствующий определитель 600 уровня сигнала. В частности, конкретный или каждый второй полосовой фильтр 800 выполнен с возможностью фильтрации частотных составляющих вводимых электрических сигналов таким образом, чтобы пропускать частотные составляющие за пределами диапазона слышимости (т.е. частотные составляющие неслышимых сигналов) и удалять другие частотные составляющие.
[0028]
Например, по меньшей мере один определитель 600 уровня сигнала имеет конфигурацию А) или В), описанные ниже.
Конфигурация А): Конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала выполнен с возможностью выполнения первой определительной обработки и выдачи результата на электронное оборудование. В результате первой определительной обработки определяют, имеют ли введенные частотные составляющие за пределами диапазона слышимости уровень сигнала, равный пороговому значению, предварительно записанному в память в соответствующей логической схеме или процессоре, или превышающий его. Пороговое значение установлено как уровень сигнала частотных составляющих, соответствующих неслышимому звуку, излучаемому громкоговорителем 100 при нормальном функционировании.
Если конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала имеет конфигурацию А), описанную выше, то результат первой определительной обработки будет результатом А-1) или А-2), описанными ниже.
Результат А-1): Если конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его, то устанавливается, что громкоговоритель 100 в исправности.
Результат А-2): Если конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости не равен пороговому значению или не превышает его (т.е. меньше порогового значения), то устанавливается, что громкоговоритель 100 в неисправности.
[0029]
Конфигурация В): Конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала может быть выполнен с возможностью дополнительного выполнения второй определительной обработки, если в результате первой определительной обработки определено, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его. В результате второй определительной обработки определяется находится ли уровень сигнала в пределах заданного диапазона, предварительно записанного в память в соответствующей логической схеме или процессоре. Этот заданный диапазон установлен в качестве диапазона, равного пороговому значению частотных составляющих, соответствующих неслышимым звукам, излучаемым громкоговорителем 100 при нормальном функционировании, или превышающего его.
Если конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала конфигурации В), описанной выше, выполняет первую и вторую определительную обработку, то устанавливается один из нижеописанных результатов В-1), В-2) или В-3).
Результат определения В-1): Если конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его и лежит в пределах заданного диапазона, то устанавливается, что громкоговоритель 100 в исправности.
Результат определения В-2): Если конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости не равен пороговому значению или не превышает его (т.е. меньше порогового значения), то устанавливается, что громкоговоритель 100 в неисправности.
Результат определения В-3): Если конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его, но не лежит в пределах заданного диапазона, то устанавливается, что громкоговоритель 100 изношен.
[0030]
В качестве справочной информации, нижеописанное является результатом выполненного моделирования. В этом моделировании громкоговоритель излучал неслышимый звук частотой 20,5 кГц, при этом неслышимый звук и внешние шумы поступали на микрофон, и электрические сигналы от микрофона были подвергнуты частотному анализу с помощью преобразователя 500 Фурье таким способом, как описано выше. Результат моделирования представлен на Фиг. 2. В этом моделировании определитель 600 уровня сигнала выполняет первую определительную обработку с целью определить, является ли уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости (от 20,0 кГц до 24,0 кГц) равным пороговому значению, а именно -45 дБ, или превышающим его. Кроме того, если определитель 600 уровня сигнала в результате первой определительной обработки определяет, что уровень сигнала равен пороговому значению или превышает его, то определитель 600 уровня сигнала выполняет вторую определительную обработку с целью определить, лежит ли уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости в пределах заданного диапазона, а именно от -40 дБ до -10 дБ, который равен пороговому значению или превышает его. Если уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости лежит в диапазоне от -40 дБ до -10 дБ, то громкоговоритель функционирует нормально (см. Фиг. 2); если уровень сигнала меньше -45 дБ, то громкоговорители неисправны, и если уровень сигнала больше или равен -45 дБ или меньше -40 дБ, то громкоговорители изношены. На Фиг. 2 частотные составляющие 2 кГц или ниже изображены как частотные составляющие шумов.
Следует отметить, что необходимо только, чтобы конкретный или каждый определитель 600 уровня сигнала был выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере первой определительной обработки, но не второй определительной обработки.
[0031]
Может быть обеспечено множество микрофонов 200. Множество микрофонов 200 включают в себя по меньшей мере два (а именно первый и второй) микрофона 200, но может быть любое количество микрофонов 200. В варианте реализации, показанном на Фиг. 1, множество микрофонов 200 включают в себя первый, второй и третий микрофоны 200. Множество микрофонов 200 может быть расположено в одном из следующих расположений от 1) до 3).
1) Все микрофоны 200 расположены на одинаковом расстоянии от громкоговорителя 100.
2) Все из множества микрофонов 200 расположены на разных расстояниях от громкоговорителя 100. Например, если микрофоны 200 включают в себя первый и второй микрофоны 200, то первый микрофон 200 расположен на меньшем расстоянии от громкоговорителя, чем второй микрофон. Если микрофоны 200 включают в себя микрофоны 200 с первого по третий, то первый микрофон 200 расположен на меньшем расстоянии от громкоговорителя 100, чем второй и третий микрофоны 200, второй микрофон 200 расположен на большем расстоянии от громкоговорителя 100, чем первый микрофон 200, и третий микрофон 200 расположен на большем расстоянии от громкоговорителя 100, чем первый и второй микрофоны 200.
3) По меньшей мере два из множества микрофонов 200 расположены на одинаковом расстоянии от громкоговорителя 100, при этом по меньшей мере еще один микрофон 200 расположен на расстоянии от громкоговорителя 100, отличном от расстояния от громкоговорителя 100 по меньшей мере этих двух микрофонов 200. Например, если микрофоны 200 включают в себя микрофоны 200 с первого по третий, то второй и третий микрофоны 200 расположены на одинаковом расстоянии от громкоговорителя 100, причем первый микрофон 200 расположен на меньшем или большем расстоянии от громкоговорителя 100, чем второй и третий микрофоны 200.
[0032]
Предпочтительно, чтобы множество микрофонов 200 было в неизменном положении относительно громкоговорителя 100, в соответствии с одним из вышеописанных аспектов. Это расположение устанавливает расстояние между каждым микрофоном 200 и громкоговорителем 100 и, таким образом, устанавливает акустические характеристики (уровень сигнала) микрофонов 200 при поступлении неслышимых звуков, излучаемых громкоговорителем 100. Громкоговоритель 100 может выдавать неслышимые звуки при постоянном уровне громкости или при изменяющихся уровнях громкости в соответствии с настройкой громкости громкоговорителя 100.
Если уровень громкости неслышимых звуков всегда постоянный, предпочтительно, чтобы по меньшей мере один устройство 400 обработки звуковых сигналов выдавал тестовый сигнал, включающий в себя информацию об уровне громкости (всегда постоянном) неслышимых звуков и задействовал громкоговоритель 100 для выдачи неслышимых звуков при всегда постоянной громкости в зависимости от тестового сигнала, включающего в себя такую информацию. Кроме того, такая информация предпочтительно может содержаться в тестовом сигнале также в случае, если по меньшей мере одно устройство 400 обработки звуковых сигналов выполнено с возможностью смешения тестового сигнала и звуковых сигналов. В этом случае звуковые сигналы могут содержать информацию об уровне громкости слышимых звуков, и по меньшей мере одно устройство 400 обработки звуковых сигналов может задействовать громкоговоритель 100 для выдачи слышимых звуков при уровне громкости, отличном от уровня громкости для неслышимых звуков. Если информация об уровнях громкости тестового сигнала и звуковых сигналов такова, что оба уровня громкости одинаковы, то возможна выдача неслышимых звуков и слышимых звуков при одинаковом уровне громкости.
Если уровень громкости неслышимых звуков изменяют, то по меньшей мере один определитель 600 уровня сигнала предпочтительно может быть, кроме того, выполнен с возможностью повышения или понижения порогового значения в памяти в соответствии с уровнем громкости громкоговорителя 100. В другом варианте по меньшей мере один определитель 600 уровня сигнала может быть выполнен с возможностью коррекции уровня сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости в соответствии с уровнем громкости громкоговорителя 100 и выполнения первой определительной обработки либо первой и второй определительной обработки.
[0033]
Если обеспечено множество микрофонов 200, в соответствии с количеством микрофонов 200, то может быть обеспечено множество аналого-цифровых преобразователей 700, первых полосовых фильтров 300, устройств 400 обработки звуковых сигналов, преобразователей 500 Фурье, вторых полосовых фильтров 800 и определителей 600 уровня сигнала (см. Фиг. 1). В этом случае каждый из аналого-цифровых преобразователей 700, каждый из полосовых фильтров 300, каждое из устройств 400 обработки звуковых сигналов, каждый из преобразователей 500 Фурье, каждый из полосовых фильтров 800 и каждый из определителей 600 уровня сигнала работает в соответствии с каждым из микрофонов 200 и выполняет обработку одним из способов, описанных выше.
[0034]
Если некоторые (по меньшей мере два) из микрофонов 200 расположены на разных расстояниях от громкоговорителя 100, то соответствующие (по меньшей мере два) из определителей 600 уровня сигнала могут ссылаться на разные пороговые значения в соответствии с расстояниями между такими микрофонами 200 и громкоговорителем 100. Например, если расстояние между первым микрофоном 200 и громкоговорителем 100 (i) меньше или (ii) больше, чем расстояние между вторым микрофоном 200 и громкоговорителем 100, то определитель 600 уровня сигнала, соответствующий первому микрофону 200, может ссылаться на соответственно (i) меньшее или (ii) большее пороговое значение, чем пороговое значение, предполагаемое определителем 600 уровня сигнала, соответствующим второму микрофону 200. Множество определителей 600 уровня сигнала может ссылаться на одно и то же пороговое значение.
[0035]
Если некоторые (по меньшей мере два) из микрофонов 200 расположены на разных расстояниях от громкоговорителя 100, то соответствующие (по меньшей мере два) из определителей 600 уровня сигнала могут ссылаться на разные заданные диапазоны, равные пороговым значениям или превышающие их, в соответствии с расстояниями между такими микрофонами 200 и громкоговорителем 100.
Например, если расстояние между первым микрофоном 200 и громкоговорителем 100 (i) меньше или (ii) больше, чем расстояние между вторым микрофоном 200 и громкоговорителем 100, то определитель 600 уровня сигнала, соответствующий первому микрофону 200, может ссылаться на соответственно (i) меньший или (ii) больший заданный диапазон, равный пороговому значению или превышающий его, чем заданный диапазон, на который ссылается определитель 600 уровня сигнала, соответствующий второму микрофону 200. Множество определителей 600 уровня сигнала может предполагать один и тот же заданный диапазон, равный пороговому(-ым) значению(-ям) или превышающий его (их).
[0036]
Если обеспечено множество определителей 600 уровня сигнала, и каждое имеет конфигурацию А) описанную выше, то результат первой определительной обработки будет одним из нижеописанных результатов от А-1-1) до А-1-3).
Результат А-1-1): Если все определители 600 уровня сигнала определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его, то устанавливается, что громкоговоритель 100 в исправности.
Результат А-1-2): Если все определители 600 уровня сигнала определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости не равен пороговому значению или не превышает его (т.е. меньше порогового значения), то устанавливается, что громкоговоритель 100 в неисправности.
Результат А-1-3): Если по меньшей мере один из определителей 600 уровня сигнала определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его, а оставшееся или оставшиеся из определителей 600 уровня сигнала определяется, что уровень сигнала не равен пороговому значению или не превышает его (т.е. меньше порогового значения), то устанавливается, что громкоговоритель или громкоговорители 100, соответствующие такому оставшемуся или оставшимся из определителей 600 уровня сигнала, в неисправности.
[0037]
Если обеспечено множество определителей 600 уровня сигнала, и каждый имеет конфигурацию А) и В) описанные выше, то результат первой и второй определительной обработки будет одним из нижеописанных результатов от В-1-1) до В-1-6).
Результат В-1-1): Если все определители 600 уровня сигнала определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его и лежит в пределах заданного диапазона, то устанавливается, что громкоговоритель 100 в исправности.
Результат В-1-2): Если все определители 600 уровня сигнала определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости не равен пороговому значению или не превышает его (т.е. меньше порогового значения), то устанавливается, что громкоговоритель 100 или все микрофоны 200 в неисправности.
Результат В-1-3): Если все определители 600 уровня сигнала определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его, но не лежит в пределах заданного диапазона, то устанавливается, что громкоговоритель 100 или все микрофоны 200 изношены.
Результат В-1-4): Если все определители 600 уровня сигнала определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его, и по меньшей мере один из определителей 600 уровня сигнала определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости, равный пороговому значению или превосходящий его, лежит в пределах заданного диапазона, а оставшийся или оставшиеся из определителей 600 уровня сигнала определяют, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости, равный пороговому значению или превосходящий его, не лежит в пределах заданного диапазона, то устанавливается, что микрофон или микрофоны 200, соответствующие такому оставшемуся или оставшимся определителям 600 уровня сигнала, изношены.
Результат В-1-5): Если по меньшей мере один из определителей 600 уровня сигнала определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его и лежит в пределах заданного диапазона, и если оставшееся или оставшиеся из определителей 600 уровня сигнала определяют, что уровень сигнала не равен пороговому значению или не превышает его (т.е. меньше порогового значения), то устанавливается, что микрофон или микрофоны 200, соответствующие такому оставшемуся или оставшимся из определителей 600 уровня сигнала, в неисправности.
Результат В-1-6): Если по меньшей мере один из определителей 600 уровня сигнала определяет, что уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равен пороговому значению или превышает его, но не лежит в пределах заданного диапазона, и если оставшееся или оставшиеся из определителей 600 уровня сигнала определяют, что уровень сигнала не равен пороговому значению или не превышает его (т.е. меньше порогового значения), то устанавливается, что микрофон или микрофоны 200, соответствующие по меньшей мере одному из определителей 600 уровня сигнала изношены, и что микрофон или микрофоны 200, соответствующие такому оставшемуся или оставшимся из определителей 600 уровня сигнала, в неисправности.
[0038]
Возможно объединение в один блок всех или некоторых из по меньшей мере одного громкоговорителя 100, по меньшей мере одного микрофона 200, по меньшей мере одного первого полосового фильтра 300, по меньшей мере одного устройства 400 обработки звуковых сигналов, по меньшей мере одного преобразователя 500 Фурье (FFT), по меньшей мере одного второго полосового фильтра 800, по меньшей мере одного определителя 600 уровня сигнала и по меньшей мере одного аналого-цифрового преобразователя 700. Если обеспечено множество микрофонов 200, то, кроме того, возможно объединение только по меньшей мере одного громкоговорителя 100 и микрофонов 200.
[0039]
В соответствии с результатами определения от А-1) до А-2), от В-1) до В-3), от А-1-1) до А-1-3) и от В-1-1) до В-1-6) возможно оповестить о результате определения или передать результат определения, в частности: неисправность или износ громкоговорителя 100 или неисправность или износ по меньшей мере одного микрофона 200. Такое оповещение или передача может быть обеспечена одним из следующих способов от (1) до (5). (1) Электронное оборудование может включать в себя узел отображения или подобное устройство, выполненное с возможностью отображения оповещения. (2) Электронное оборудование может быть выполнено с возможностью передачи результата определения с помощью узла связи. (3) Устройство D обработки звука может включать в себя узел отображения или подобное устройство, выполненное с возможностью отображения оповещения. (4) Устройство D обработки звука может включать в себя узел оповещения, выполненный с возможностью управления работой электронного оборудования для отображения оповещения с помощью узла отображения или подобного устройства электронного оборудования. (5) Устройство D обработки звука может включать в себя узел оповещения, выполненный с возможностью управления работой электронного оборудования для передачи результата определения с помощью узла связи электронного оборудования. Узел оповещения может быть исполнен в виде логической схемы или программного обеспечения для обработки процессором.
[0040]
Устройство D обработки звука, выполненный, как описано выше, обеспечивает по меньшей мере следующие технические признаки и результаты.
Технические признаки и результаты 1): Устройство D обработки звука может определять неисправность громкоговорителя 100, как описано для результатов определения от А-1) до А-2), путем выполнения первой определительной обработки на по меньшей мере одном определителе 600 уровня сигнала и при этом выполнения первой или/или второй обработки звукового сигнала в по меньшей мере одном устройстве 400 обработке звуковых сигналов (т.е. при этом у пользователя есть возможность использования звуковой связи). Это возможно благодаря тому, что обработка по меньшей мере одним устройством 400 обработки звуковых сигналов, и первая определительная обработка по меньшей мере одним определителем 600 уровня сигнала могут быть выполнены параллельно.
[0041]
Технические признаки и результаты 2): Устройство D обработки звука может определять неисправность и износ громкоговорителя 100, как описано для результатов определения от В-1) до В-3), путем выполнения первой и второй определительной обработки при по меньшей мере одном определителе 600 уровня сигнала и при этом выполнения первой или/или второй обработки звукового сигнала при по меньшей мере одном процессоре 400 звуковых сигналов (т.е. при этом у пользователя есть возможность использования звуковой связи). Это возможно благодаря тому, что обработка по меньшей мере одним устройством 400 обработки звуковых сигналов, и первая и вторая определительная обработка по меньшей мере одним определителем 600 уровня сигнала могут быть выполнены параллельно.
[0042]
Технические признаки и результаты 3): Если устройство D обработки звука включает в себя множество микрофонов 200, преобразователей 500 Фурье, вторых полосовых фильтров 800, определителей 600 уровня сигнала и аналого-цифровых преобразователей 700, и при этом каждый из определителей 600 уровня сигнала выполняет первую определительную обработку, то возможно установить не только неисправность громкоговорителя 100, но также неисправность соответствующих микрофонов 200, как описано для результатов определения от А-1-1) до А-1-3).
[0043]
Технические признаки и результаты 4): Если устройство D обработки звука включает в себя множество микрофонов 200, преобразователей 500 Фурье, вторых полосовых фильтров 800, определителей 600 уровня сигнала и аналого-цифровых преобразователей 700, и при этом каждый из определителей 600 уровня сигнала выполняет первую определительную обработку и вторую определительную обработку уровня сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости, который равен пороговому значению или превышает его, то возможно установить не только неисправность, но также износ соответствующего громкоговорителя 100 и микрофона 200, как описано для результатов определения от В-1-1) до В-1-6).
[0044]
Технические признаки и результаты 5): Устройство D обработки звука обеспечивает повышенную точность регистрации неслышимых звуков на по меньшей мере двух определителях 600 уровня сигнала в том случае, если устройство D обработки звука включает в себя множество микрофонов 200, преобразователей 500 Фурье, вторых полосовых фильтров 800, определителей 600 уровня сигнала и аналого-цифровых преобразователей 700, и при этом расстояния по меньшей мере двух из микрофонов 200 от громкоговорителя 100 отличаются друг от друга, и пороговые значения по меньшей мере двух определителей 600 уровня сигнала или пороговые значения и заданные диапазоны по меньшей мере двух определителей 600 уровня сигнала заданы по отдельности в соответствии с расстояниями соответствующих микрофонов 200 до громкоговорителя 100.
[0045]
Следует отметить, что устройство обработки звука настоящего изобретения не ограничивается вышеописанными вариантами реализации и может быть модифицировано любым способом в пределах объема формулы изобретения. Некоторые примеры модификаций будут описаны ниже.
[0046]
В изобретении громкоговоритель может быть опущен. В этом случае предпочтительно использование громкоговорителя электронного оборудования, соединенного с устройством обработки звука. Кроме того, громкоговоритель изобретения может быть выполнен с возможностью выдачи только неслышимых звуков, но не слышимых звуков. В этом случае в качестве замены громкоговорителю для слышимых звуков возможно использование громкоговорителя электронного оборудования, соединенного с устройством D обработки звука. В изобретении может быть обеспечено множество громкоговорителей. В этом случае все громкоговорители могут быть выполнены с возможностью выдачи слышимых и неслышимых звуков, или по меньшей мере один из громкоговорителей выполнен с возможностью выдачи слышимого звука и по меньшей мере еще один громкоговоритель может быть выполнен с возможностью выдачи неслышимого звука.
[0047]
Множество микрофонов изобретения могут быть расположены на одинаковом расстоянии или на разных расстояниях от соответствующих громкоговорителей. В любом из случаев, как описано выше, множество определителей уровня сигнала могут ссылаться на разные пороговые значения и/или разные заданные диапазоны, равные пороговым значениям или превосходящие их, в соответствии с расстояниями между соответствующими микрофонами 200 и соответствующими громкоговорителями 100.
[0048]
В случае, если по меньшей мере один микрофон выполнен с возможностью выдачи цифрового сигнала, по меньшей мере один аналого-цифровой преобразователь изобретения может быть опущен. Кроме того, возможно обеспечить один или более аналого-цифровых преобразователей в последнем каскаде по меньшей мере одного устройства обработки звуковых сигналов согласно изобретению.
[0049]
В изобретении по меньшей мере один преобразователь Фурье может быть опущен. В этом случае по меньшей мере один второй полосовой фильтр 800 предпочтительно может быть выполнен с возможностью пропускания только частотных составляющих за пределами диапазона слышимости (и удаления частотных составляющих электрических сигналов, отличных от частотных составляющих за пределами диапазона слышимости), и по меньшей мере один определитель уровня сигнала предпочтительно может быть по меньшей мере выполнен с возможностью приема частотных составляющих за пределами диапазона слышимости по меньшей мере от одного второго полосового фильтра 800 и выполнения первого определения с целью определить, является ли уровень сигнала частотных составляющих за пределами диапазона слышимости равным пороговому значению или превышающим его.
[0050]
Следует принимать во внимание, что вышеописанные варианты реализации и варианты устройство в обработки звука описаны выше только для примера. Материалы, формы, размеры, количество, расположение и другие конфигурации составляющих частей устройства обработки звука могут быть изменены любым способом, если они могут выполнять аналогичные функции. Конфигурации вариантов реализации и варианты, описанные выше, могут сочетаться любым доступным образом.
Справочный перечень обозначений
[0051]
D:
устройство обработки звука
100:
громкоговоритель
200:
микрофон
300:
полосовой фильтр
400:
устройство обработки звуковых сигналов
500:
преобразователь Фурье
600:
определитель уровня сигнала
700:
аналого-цифровой преобразователь (АЦП)