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TW202034152A - 聲音播放裝置及其調整輸出聲音之方法 - Google Patents

聲音播放裝置及其調整輸出聲音之方法 Download PDF

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TW202034152A
TW202034152A TW108108083A TW108108083A TW202034152A TW 202034152 A TW202034152 A TW 202034152A TW 108108083 A TW108108083 A TW 108108083A TW 108108083 A TW108108083 A TW 108108083A TW 202034152 A TW202034152 A TW 202034152A
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noise
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王誠德
高國維
趙冠力
楊國屏
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塞席爾商元鼎音訊股份有限公司
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Abstract

一種聲音播放裝置及其調整輸出聲音之方法。該方法包括以下步驟：取得輸入聲音訊號及得知輸入聲音訊號之平均輸入音量；偵測環境噪音，並分析環境噪音之平均噪音音量及噪音頻段；判斷環境噪音之該平均噪音音量是否大於該平均輸入音量；若是，將輸入聲音訊號之特定頻段進行音量調整，以增加第一增益值形成輸出聲音訊號，其中特定頻段係與環境噪音之噪音頻段屬於相同頻段或不同頻段；以及播放輸出聲音訊號。

Description

聲音播放裝置及其調整輸出聲音之方法
本發明係關於一種聲音播放裝置及其調整輸出聲音之方法，特別是一種可根據外界噪音的頻率範圍進行調整的聲音播放裝置及其調整輸出聲音之方法。
現在使用者利用音響、隨身聽或智慧型手機等裝置來聆聽聲音已經是很常見的技術。但當在聽聲音訊號時，也可能會被外界的噪音干擾。於先前技術中，通常是要屏蔽所有外界噪音，但此種方式成本較高。且若是用於喇叭聆聽聲音時，也無法達到屏蔽外界噪音效果。另一種方法為在有外界噪音產生時，將聲音訊號的音量大幅增加以蓋過外界噪音。但此種方式沒有辦法針對外界噪音的頻率範圍做適度調整，最終給使用者聆聽的效果就不夠精細。
因此，有必要發明一種新的聲音播放裝置及其調整輸出聲音之方法，以解決先前技術的缺失。
本發明之主要目的係在提供一種聲音播放系統，其可根據外界噪音的頻率範圍進行調整。
本發明之另一主要目的係在提供一種用於上述聲音播放系統的調整輸出聲音之方法。
為達成上述之目的，本發明之聲音播放裝置包括聲音接收模組、噪音偵測器、噪音分析模組、聲音處理模組及揚聲模組。聲音接收模組用以取得輸入聲音訊號及得知輸入聲音訊號之平均輸入音量。噪音偵測器用以偵測環境噪音。噪音分析模組係電性連接噪音偵測器，用以分析環境噪音之平均噪音音量及噪音頻段。聲音處理模組係電性連接聲音接收模組及噪音分析模組，用以判斷環境噪音之該平均噪音音量是否大於該平均輸入音量，若該噪音頻段之該平均噪音音量大於該平均輸入音量，則聲音處理模組將輸入聲音訊號之特定頻段進行音量調整，以增加第一增益值形成輸出聲音訊號，其中特定頻段係與環境噪音之噪音頻段屬於相同頻段或不同頻段。揚聲模組係電性連接聲音處理模組，用以播放輸出聲音訊號。
本發明調整輸出聲音之方法，包括以下步驟：取得輸入聲音訊號及得知輸入聲音訊號之平均輸入音量；偵測環境噪音，並分析環境噪音之平均噪音音量及噪音頻段；判斷環境噪音之該平均噪音音量是否大於該平均輸入音量；若是，將輸入聲音訊號之特定頻段進行音量調整，以增加第一增益值形成輸出聲音訊號，其中特定頻段係與環境噪音之噪音頻段屬於相同頻段或不同頻段；以及播放輸出聲音訊號。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。
以下請參考圖1係本發明之聲音播放裝置之架構示意圖。
本發明之聲音播放裝置10包括聲音接收模組20、噪音偵測器30、聲音處理模組50及揚聲模組60。聲音接收模組20用以取得一輸入聲音訊號，並得知該輸入聲音訊號之一平均輸入音量。於本發明之不同實施方式中，聲音接收模組20可以為麥克風或其他的訊號接收裝置，以接收外界或是其他裝置產生的聲音訊號，本發明並不限定聲音接收模組20的聲音接收方式或接收路徑。
噪音偵測器30可為麥克風，係電性連接該聲音接收模組20，用以偵測聲音播放裝置10以外的環境噪音。噪音分析模組40係電性連接該噪音偵測器30，用以分析由噪音偵測器30得到的該環境噪音之平均噪音音量，以及得知環境噪音之一噪音頻段。例如以圖3為例，噪音偵測器30可以得知環境噪音是屬於32Hz、64Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、8000Hz或16000Hz哪個頻段，或者環境噪音也可以同時分布於複數個頻段。上述所列舉的頻段僅為方便舉例說明，本發明並不僅限於上述所列舉的頻段。該噪音分析模組40可判斷環境噪音之平均噪音音量是否大於平均輸入音量，當環境噪音之平均噪音音量大於平均輸入音量時，噪音分析模組40可再進一步判斷平均噪音音量與平均輸入音量之音量差是否超出一閥值。例如輸入聲音訊號的平均輸入音量為60分貝時，若於環境噪音之平均噪音音量超出平均輸入音量20分貝時，即確認環境噪音之平均噪音音量為超出閥值。但本發明並不限定閥值之設定值。
聲音處理模組50係電性連接該聲音接收模組20及該噪音分析模組40。該聲音處理模組50可以為等化器(Equalizer, EQ)，用來調整聲音訊號之頻段具有之增益值。等化器為一種可調配聲音輸出的工具，可改變聲音於不同頻段下的增益值，因而常被用於輸出音效的調整上。當噪音分析模組40判斷環境噪音之平均噪音音量大於平均輸入音量時，聲音處理模組50可根據環境噪音的音量特性，將該輸入聲音訊號之一特定頻段進行音量調整，以增加一第一增益值形成一輸出聲音訊號。此處的特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段屬於相同頻段或不同頻段。而聲音處理模組50也可以同時對其他不屬於特定頻段之輸入聲音訊號進行調整。當平均噪音音量與平均輸入音量之音量差距超出閥值時，聲音處理模組50可以對其他不屬於特定頻段之輸入聲音訊號增加一第二增益值。當平均噪音音量與平均輸入音量之音量差距小於閥值時，聲音處理模組50可以對其他不屬於特定頻段之輸入聲音訊號減少第二增益值。且其中的第二增益值小於第一增益值。亦即聲音處理模組50不會對輸入聲音訊號之所有頻段進行相同的音量調整。聲音處理模組50可以只調整輸入聲音訊號中與噪音頻段相同之頻段，或是只調整輸入聲音訊號中與噪音頻段不相同之頻段，或是對輸入聲音訊號之所有頻段進行調整但特定頻段與非特定頻段的調整程度不同。其調整程度皆根據環境噪音之該噪音頻段做改變，本發明也不限定只能調整兩種增益值，聲音處理模組50也可以同時調整三種或以上的增益值。
最後揚聲模組60係電性連接該聲音處理模組50，用以播放該輸出聲音訊號。揚聲模組60可以為耳機或喇叭，但本發明並不限於此。如此一來，使用者在使用時，揚聲模組60播放的輸出聲音訊號即可降低外界噪音之干擾。
需注意的是，聲音播放裝置10具有的各模組可以為硬體裝置、軟體程式結合硬體裝置、韌體結合硬體裝置等方式架構而成，例如可以將一電腦程式產品儲存於一電腦可讀取媒體中讀取並執行以達成本發明之各項功能，但本發明並不以上述的方式為限。此外，本實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。
接著請參考圖2係本發明之調整輸出聲音之方法之步驟流程圖。此處需注意的是，以下雖以上述聲音播放裝置10為例說明本發明之調整輸出聲音之方法，但本發明之調整輸出聲音之方法並不以使用在上述相同結構的聲音播放裝置10為限。
首先聲音播放裝置10進行步驟201：取得一輸入聲音訊號及得知該輸入聲音訊號之一平均輸入音量。
首先聲音接收模組20用以取得一輸入聲音訊號，例如外界或是其他裝置產生的聲音訊號，但本發明並不限於此。且聲音接收模組20也可以得知輸入聲音訊號之一平均輸入音量。
其次進行步驟202：偵測環境噪音，並分析該環境噪音之一平均噪音音量及一噪音頻段。
其次噪音偵測器30偵測聲音播放裝置10外的環境噪音，並利用噪音分析模組40分析由噪音偵測器30得到的該環境噪音之平均噪音音量，以及得知環境噪音之一噪音頻段。噪音分析模組40可以找出噪音頻段是屬於32Hz、64Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、8000Hz或16000Hz哪個頻段。但本發明並不限於此區分方式。
接著聲音處理模組50進行步驟203：判斷該環境噪音之該平均噪音音量是否大於該平均輸入音量。
接著噪音分析模組40再判斷環境噪音之平均噪音音量是否大於平均輸入音量。
當環境噪音之平均噪音音量大於平均輸入音量時，聲音處理模組50可進行步驟204：將該輸入聲音訊號之一特定頻段進行音量調整，以增加一第一增益值。
聲音處理模組50可將該輸入聲音訊號之一特定頻段進行音量調整，以增加一第一增益值形成一輸出聲音訊號。此處的特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段屬於相同頻段或不同頻段。故在此請參考圖3係本發明之第一實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。
於本發明之第一實施例中，特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段係屬於相同頻段。因此噪音分析模組40確認於500Hz為該噪音頻段後，聲音處理模組50就將屬於500Hz頻段的輸入聲音訊號的原始增益值70增加第一增益值71。第一增益值71可以為15分貝或大於15分貝，但本發明並不限於此。藉此500Hz頻段的輸出聲音訊號就相當於原始增益值70加上第一增益值71。
另外，在步驟203後，也可同時進行步驟205：判斷該環境噪音之該平均噪音音量及該平均輸入音量之音量差距是否超出一閥值。
噪音分析模組40可再進一步判斷平均噪音音量與平均輸入音量之音量差是否超出一閥值。
若平均噪音音量與平均輸入音量之音量差超出一閥值，執行步驟206：對該特定頻段以外之頻段之音量增加一第二增益值。
當平均噪音音量與平均輸入音量之音量差距超出閥值時，聲音處理模組50可以同時對其他不屬於特定頻段之輸入聲音訊號增加一第二增益值。在此請參考圖4係本發明之第二實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。
於本發明之第二實施例中，聲音處理模組50除了將屬於500Hz頻段的輸入聲音訊號的原始增益值70增加第一增益值71外，也將其他頻段的輸入聲音訊號的原始增益值70增加第二增益值72a，第二增益值72a係小於第一增益值71，例如可以為0到5分貝，但本發明並不限於此。藉此500Hz頻段以外的輸出聲音訊號就相當於原始增益值70加上第二增益值72a。
若平均噪音音量與平均輸入音量之音量差小於一閥值，執行步驟207：對該特定頻段以外之頻段之音量減少一第二增益值72a。
當平均噪音音量與平均輸入音量之音量差距小於閥值時，聲音處理模組50可以對其他不屬於特定頻段之輸入聲音訊號減少第二增益值72b。接著請參考圖5係本發明之第三實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。
於本發明之第三實施例中，聲音處理模組50除了將屬於500Hz頻段的輸入聲音訊號的原始增益值70增加第一增益值71外，也將其他頻段的輸入聲音訊號的原始增益值70減少第二增益值72b，第二增益值72b同樣小於第一增益值71，例如可以為0到5分貝，但本發明並不限於此。藉此500Hz頻段以外的輸出聲音訊號就相當於原始增益值70減去第二增益值72b。
接著請參考圖6係本發明之第四實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。
於本發明之第三實施例中，特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段係屬於不相同的頻段。因此噪音分析模組40確認於500Hz為該噪音頻段後，聲音處理模組50就將不屬於500Hz頻段的輸入聲音訊號其他頻段的原始增益值70都增加第一增益值71’。第一增益值71’同樣可以為15分貝或大於15分貝，但本發明並不限於此。藉此500Hz頻段以外的輸出聲音訊號就相當於原始增益值70加上第一增益值71’。
接著請參考圖7係本發明之第五實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。
於本發明之第五實施例中，係相當於步驟206中當平均噪音音量與平均輸入音量之音量差距超出閥值之情況。聲音處理模組50除了將不屬於500Hz頻段的輸入聲音訊號的原始增益值70都增加第一增益值71’外，也將屬於500Hz頻段的輸入聲音訊號的原始增益值70增加第二增益值72c，第二增益值72c同樣小於第一增益值71’，例如可以為0到5分貝，但本發明並不限於此。藉此500Hz頻段的輸出聲音訊號就相當於原始增益值70加上第二增益值72c。
最後請參考圖8係本發明之第六實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。
最後於本發明之第六實施例中，係相當於步驟207中當平均噪音音量與平均輸入音量之音量差距小於閥值之情況。聲音處理模組50除了將不屬於500Hz頻段的輸入聲音訊號的原始增益值70都增加第一增益值71’外，也將屬於500Hz頻段的輸入聲音訊號的原始增益值70減少第二增益值72d，第二增益值72d同樣小於第一增益值71’，例如可以為0到5分貝，但本發明並不限於此。藉此500Hz頻段的輸出聲音訊號就相當於原始增益值70減去第二增益值72d。
最後進行步驟208：形成及播放該輸出聲音訊號。
經由上述步驟204、步驟206或步驟207的處理後，聲音處理模組50就可以形成輸出聲音訊號。因此輸出聲音訊號可以為第一到第六實施例之調整方式。第一實施例為將輸入聲音訊號中與噪音頻段相同頻段增加第一增益值71；第二實施例為將輸入聲音訊號中與噪音頻段相同的頻段增加第一增益值71，與噪音頻段不相同的頻段增加第二增益值72a；第三實施例為將輸入聲音訊號中與噪音頻段相同的頻段增加第一增益值71，與噪音頻段不相同的頻段減少第二增益值72b；第四實施例為將輸入聲音訊號中與噪音頻段不相同頻段增加第一增益值71’；第五實施例為將輸入聲音訊號中與噪音頻段不相同的頻段增加第一增益值71’，與噪音頻段相同的頻段增加第二增益值72c；第六實施例為將輸入聲音訊號中與噪音頻段不相同的頻段增加第一增益值71’，與噪音頻段相同的頻段減少第二增益值72d。最後揚聲模組60播放出該輸出聲音訊號。如此一來，藉由上述第一到第六實施例的調整方式，揚聲模組60播放出的輸出聲音訊號即可降低噪音對使用者之干擾。
此處需注意的是，本發明之調整輸出聲音之方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。
由上述的說明可知，根據上述實施方式，使用者使用聲音播放裝置10時就可以降低環境噪音的干擾。
需注意的是，上述僅為實施例，而非限制於實施例。譬如 此不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。
10:聲音播放裝置 20:聲音接收模組 30:噪音偵測器 40:噪音分析模組 50:聲音處理模組 60:揚聲模組 70:原始增益值 71、71’:第一增益值 72a、72b、72c、72d:第二增益值
圖1係本發明之聲音播放裝置之架構示意圖。 圖2係本發明之調整輸出聲音之方法之步驟流程圖。 圖3係本發明之第一實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。 圖4係本發明之第二實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。 圖5係本發明之第三實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。 圖6係本發明之第四實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。 圖7係本發明之第五實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。 圖8係本發明之第六實施例之調整輸出聲音之波形示意圖。
10:聲音播放裝置
20:聲音接收模組
30:噪音偵測器
40:噪音分析模組
50:聲音處理模組
60:揚聲模組

Claims (10)

  1. 一種調整輸出聲音之方法，係使用在一聲音播放裝置上，該方法包括以下步驟： 取得一輸入聲音訊號及得知該輸入聲音訊號之一平均輸入音量； 偵測一環境噪音，並分析該環境噪音之一平均噪音音量及一噪音頻段； 判斷該環境噪音之該平均噪音音量是否大於該平均輸入音量； 若是，將該輸入聲音訊號之一特定頻段進行音量調整，以增加一第一增益值形成一輸出聲音訊號，其中該特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段屬於相同頻段或不同頻段；以及 播放該輸出聲音訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之調整輸出聲音之方法，更包括以下步驟： 當該特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段屬於相同頻段時，同時對該特定頻段以外之頻段進行音量調整。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之調整輸出聲音之方法，更包括以下步驟： 當該特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段屬於不同頻段時，同時對該特定頻段以外之頻段進行音量調整。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述之調整輸出聲音之方法，更包括以下步驟： 若該環境噪音之該平均噪音音量大於該平均輸入音量且音量差距超出一閥值時，進一步對該特定頻段以外之頻段之音量增加一第二增益值，其中該第二增益值小於該第一增益值。
  5. 如申請專利範圍第2或3項所述之調整輸出聲音之方法，更包括以下步驟： 其中若該環境噪音之該平均噪音音量大於該平均輸入音量但音量差距沒有超出一閥值時，進一步對該特定頻段以外之頻段之音量減少一第二增益值，其中該第二增益值小於該第一增益值。
  6. 一種聲音播放裝置，包括： 一聲音接收模組，用以取得一輸入聲音訊號及得知該輸入聲音訊號之一平均輸入音量； 一噪音偵測器，用以偵測一環境噪音； 一噪音分析模組，係電性連接該噪音偵測器，用以分析該環境噪音之一平均噪音音量及一噪音頻段，以判斷該環境噪音之該平均噪音音量是否大於該平均輸入音量； 一聲音處理模組，係電性連接該聲音接收模組及該噪音分析模組；若該噪音頻段之該平均噪音音量大於該平均輸入音量，則該聲音處理模組將該輸入聲音訊號之一特定頻段進行音量調整，以增加一第一增益值形成一輸出聲音訊號，其中該特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段屬於相同頻段或不同頻段；以及 一揚聲模組，係電性連接該聲音處理模組，用以播放該輸出聲音訊號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之聲音播放裝置，其中當該特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段屬於相同頻段時，該聲音處理模組同時對該特定頻段以外之頻段進行音量調整。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之聲音播放裝置，其中當該特定頻段係與該環境噪音之該噪音頻段屬於不同頻段時，該聲音處理模組同時對該特定頻段以外之頻段進行音量調整。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所述之聲音播放裝置，其中若該環境噪音之該平均噪音音量大於該平均輸入音量且音量差距超出一閥值時，該聲音處理模組進一步對該特定頻段以外之頻段之音量增加一第二增益值，其中該第二增益值小於該第一增益值。
  10. 如申請專利範圍第7或8項所述之聲音播放裝置，其中若該環境噪音之該平均噪音音量大於該平均輸入音量且音量差距沒有超出一閥值時，該聲音處理模組進一步對該特定頻段以外之頻段之音量減少一第二增益值，其中該第二增益值小於該第一增益值。
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